JP2008540805A - 建築用パネルのための難燃性組成物 - Google Patents
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Abstract
難燃性剤は、組成物の全重量に基づいてＥＶＡ、エチレンアクリル酸アルキル、ＥＶＡＣＯ、およびエチレンアクリル酸アルキル一酸化炭素などの１つ以上のエチレン１５〜５０重量％と、難燃剤５〜５０重量％と、充填剤１５〜７０重量％とを含む。
Description
本発明は難燃性組成物に関し、該組成物から製造されたシートに関し、および建築物の適用において使用することができる該シートを含む多層構造物に関する。
建築物および構造体の適用において使用されるパネルについては、難燃性材料は、火の回りを防ぐことが望ましい。難燃性パネルは、建築物の外面を覆い、通常、「サンドイッチ」構造を有し、２つの外層は金属から製造され、中間層は、以下の段落に記載されているような難燃性組成物から製造される。
建築用パネルのための難燃性組成物の重要な特性は、高い難燃性、良好な熱性能および良好な機械的性質である。このような組成物は、必要とされた難燃性の特徴を有するために、ＡＳＴＭ Ｄ２８６３によって測定されたとき、少なくとも２９の限定酸素指数（ＬＯＩ）を有さなくてはならない。現在、建築用パネルの製造に適した典型的な難燃性組成物は、ポリエチレン（ＰＥ）および／またはエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）と、アルミニウム三水和物（ＡＴＨ）などの難燃剤、約７０重量％までとのブレンドに基づいている。場合により、このような組成物は、無水マレイン酸とグラフトされたＰＥおよび／またはＥＶＡなどの改質ポリマーを約７重量％まで含有する。また、他方、建築物の適用においては費用効率が高いことが一般に望ましい。ＡＴＨなどの難燃剤は高価であり、その結果、多量のこれらの化合物を含有する典型的な難燃性組成物は高価になる場合がある。
従って、本発明の根本の問題は、建築用パネルの製造用の低コスト難燃性組成物であって、ＡＳＴＭ Ｄ２８６３によって測定されたとき、少なくとも２９以上のＬＯＩを有する難燃性組成物を提供することにある。
（ａ）ＥＶＡ、エチレンアクリル酸アルキル、エチレン酢酸ビニル一酸化炭素（ＥＶＡＣＯ）およびエチレンアクリル酸アルキル一酸化炭素から選択された１つ以上のエチレンコポリマー１５〜５０重量％と、
（ｂ）難燃剤５〜５０重量％と、
（ｃ）不活性充填剤１５〜７０重量％と、
を含む建築用パネルの製造用の難燃性組成物（重量パーセンテージは組成物の全重量に基づいている）によって上述の問題を克服することができることが驚くべきことに見出された。
（ｂ）難燃剤５〜５０重量％と、
（ｃ）不活性充填剤１５〜７０重量％と、
を含む建築用パネルの製造用の難燃性組成物（重量パーセンテージは組成物の全重量に基づいている）によって上述の問題を克服することができることが驚くべきことに見出された。
不活性充填剤を含有する難燃性組成物は、組成物の全コスト、従って、最終建築用パネルの全製造コストを削減することができる。さらに、不活性充填剤によって難燃剤を部分的に代用することは影響を与えないが、組成物自体の難燃性性質を改良することができる。
また、本発明は、上記の難燃性組成物で製造された建築用パネルのためのシートを提供する。
本発明はさらに、上に記載されたような少なくとも１つのシートを含む建築用パネルのための多層構造物を提供し、そのシートは、アルミニウムから製造された２つの外層の間に位置決めされる。
組成物において用いられたＥＶＡコポリマーは好ましくは、エチレン２５〜９０重量％および酢酸ビニル１０〜７５重量％、またはエチレン５５〜７５重量％および酢酸ビニル２０〜４５重量％を含有し、重量％は、ＥＶＡコポリマーの全重量に基づいている。一般に、組成物のＥＶＡコポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８（２．１６ｋｇおよび１９０℃）によって測定されたとき、０．０５〜１００ｇ／１０分の範囲、好ましくは５０ｇ／１０分未満のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する。
本発明の組成物において用いられたエチレンアクリル酸アルキルコポリマーは好ましくは、エチレン２５〜９０重量％およびアクリル酸アルキル１０〜７５重量％、またはエチレン５５〜７５重量％およびアクリル酸アルキル１５〜４５重量％を含有し、重量％はエチレンアクリル酸アルキルコポリマーの全重量に基づいている。エチレンアクリル酸アルキルコポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８（２．１６ｋｇおよび１９０℃）によって測定されたとき、０．０５〜１００ｇ／１０分、または１５〜６０ｇ／１０分の範囲のＭＦＩを有してもよい。エチレンアクリル酸アルキルコポリマーは有利には、エチレンアクリル酸メチル、エチレンアクリル酸エチルおよびエチレンアクリル酸ブチルの１つ以上である。
本発明の組成物において用いられたＥＶＡＣＯコポリマーは、エチレン３０〜９０重量％および酢酸ビニル１０〜７０重量％および一酸化炭素１〜２０重量％、またはエチレン５５〜６５重量％、酢酸ビニル２０〜３０重量％、および一酸化炭素５〜１５重量％を含有してもよく、重量％はＥＶＡＣＯコポリマーの全重量に基づいている。一般に組成物のＥＶＡＣＯコポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８（２．１６ｋｇおよび１９０℃）によって測定されたとき、１〜５０ｇ／１０分、または１０〜４０ｇ／１０分の範囲のＭＦＩを有する。
本発明の組成物において用いられたエチレンアクリル酸アルキル一酸化炭素コポリマーは、エチレン３０〜９０重量％、アクリル酸アルキル１０〜７０重量％および一酸化炭素１〜２０重量％、またはエチレン５５〜６５重量％、アクリル酸アルキル２０〜３０重量％および一酸化炭素５〜１５重量％を含有してもよく、重量％はエチレンアクリル酸アルキル一酸化炭素コポリマーの全重量に基づいている。一般に前記組成物のエチレンアクリル酸アルキル一酸化炭素コポリマーは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８（２．１６ｋｇおよび１９０℃）によって測定されたとき、１〜５０ｇ／１０分、または１０〜４０ｇ／１０分の範囲のＭＦＩを有する。エチレンアクリル酸アルキル一酸化炭素コポリマーは、エチレンアクリル酸メチル一酸化炭素（ＥＭＡＣＯ）、エチレンアクリル酸エチル一酸化炭素（ＥＥＡＣＯ）およびエチレンアクリル酸ブチル一酸化炭素（ＥＢＡＣＯ）の１つ以上であってもよい。
本発明の実施態様によって、エチレンコポリマーは、組成物の全重量の２０〜３０重量％、または約２５重量％において組成物中に存在してもよい。
本発明の別の実施態様によって、１つ以上のエチレンコポリマーをカルボン酸またはカルボン酸無水物官能基０．２〜３重量％とグラフトおよび／または共重合することができ、重量％はエチレンコポリマーの全重量に基づいている。このようなカルボン酸またはカルボン酸無水物官能基は、難燃性組成物自体の破断点伸びを改良し、また、アルミニウムなどの金属表面への組成物の接着力を改良する。
本発明の組成物において用いられた難燃剤は、本技術分野に公知のいずれの難燃剤であってもよい。典型的に、難燃剤は、ＡＴＨおよびマグネシウム三水和物の１つ以上である。それは、組成物の全重量の１０〜３０重量％、または約２０重量％の量において存在してもよい。
組成物において用いられた不活性充填剤は、本技術分野に公知のいずれの不活性充填剤であってもよい。典型的に、不活性充填剤は、炭酸カルシウム、タルカム、カ焼粘土、マイカおよびホウ酸亜鉛の１つ以上である。不活性充填剤は好ましくは、難燃性組成物の全重量の４０〜６５重量％、または約５５重量％の量において存在する。
上に記載された成分に加えて、難燃性組成物は、ポリマー配合技術において公知の酸化防止剤、紫外線安定剤、潤滑剤（例えばオレアミド）、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、ワックス、顔料、二酸化チタンおよび他の加工助剤（例えばステアリン酸亜鉛）などの一般的な添加剤をブレンドされてもよい。これらの添加剤は、本技術分野に公知の量および形態において組成物中に存在してもよい。
難燃性組成物は、通常の混練装置（ｍａｓｔｉｃａｔｉｎｇ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ）、例えば、ゴム用ロール機、ブラベンダーミキサ、バンバリーミキサ、ブス−コーニーダー（Ｂｕｓｓ−ｋｏ ｋｎｅａｄｅｒ）、ファレル（Ｆａｒｒｅｌ）連続ミキサまたは二軸スクリュー連続ミキサを使用することによって上に記載された成分を混合することにより、調製することができる。グラフト化ポリマーが組成物中に含有される場合、混合時間および加工温度を調節してほとんど均質なブレンドならびに適切な反応を得ることができる。典型的に、約一（１）〜五（５）分の混合時間および１６０℃の混合温度が良好である。
上に記載された難燃性組成物で製造されたシートもまた、本発明の目的である。このようなシートは、０．０１〜１５ｍｍまたは１〜１０ｍｍの間の様々な厚さを有してもよく、上に記載されたような溶融ブレンド押出によって直接に製造されるか、あるいは代わりに、組成物を調製し、引き続いて押出、カレンダリングおよび高温積層などのいずれかの通常の技術の手段によって加工することによって製造されてもよい。
多層構造物は、上記の難燃性組成物の少なくとも１つのシートを含んでもよく、そのシートは少なくとも１つのアルミニウム層に隣接しており、好ましくは２つの外側のアルミニウム層の間に位置決めされる。少なくとも１つのアルミニウム層、または好ましくは２つの外側のアルミニウム層の機能は、シート構造物自体に強度、剛性、様々な天候条件に対する耐性、付加的な難燃性および美的外観を与えることである。本発明による多層構造物は、建築物の壁の外層として使用され、それによって少なくとも１つのアルミニウム層は可視的である。
１つ以上のアルミニウム層が２００μｍ〜２ｍｍ、３００μｍ〜１ｍｍ、または約５００μｍの様々な厚さを有してもよい。
上に記載された多層構造物を従来の方法によって製造することができる。これらの方法には、難燃性組成物をアルミニウムシート上に押出コーティングすることおよび難燃性組成物をアルミニウムシートの間に押出積層することなどがある。必要ならば、押出または積層プロセスの前に通常の接着剤の層をアルミニウムシート上に適用する。
本発明は、以下の実施例．においてさらに説明される。
一般的手順
以下の実施例に示された量の成分を溶融配合することによってブレンドを調製した。溶融配合は、約５分間、１５０〜１７０℃において１００グラムからのバッチを用いて二本ロール機で行われた。粉砕された生成物を約５分間、１５０〜１７０℃において水圧プレス内で試験プラックに形成した。その後、限定酸素指数（ＬＯＩ、ＡＳＴＭ Ｄ２８６３）、引張強さ（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）および破断点伸び（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）を試験した。結果を表１に示す。
以下の実施例に示された量の成分を溶融配合することによってブレンドを調製した。溶融配合は、約５分間、１５０〜１７０℃において１００グラムからのバッチを用いて二本ロール機で行われた。粉砕された生成物を約５分間、１５０〜１７０℃において水圧プレス内で試験プラックに形成した。その後、限定酸素指数（ＬＯＩ、ＡＳＴＭ Ｄ２８６３）、引張強さ（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）および破断点伸び（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）を試験した。結果を表１に示す。
実施例１
Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（デュポン）からＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１６０９としてエチレンアクリル酸メチル ２０ｇ
Ａｌｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｅｕｒｏｐｅから商品名Ｂａｃｏ ＳＦ７としてＡＴＨ ２０ｇ
Ａｌｐｈａ Ｃａｌｃｉｔ Ｆｕｅｌｌｓｔｏｆｆ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧから商品名Ｃａｌｃｉｃｏｌｌ Ｗ１５として炭酸カルシウム６０グラム
Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（デュポン）からＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１６０９としてエチレンアクリル酸メチル ２０ｇ
Ａｌｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｅｕｒｏｐｅから商品名Ｂａｃｏ ＳＦ７としてＡＴＨ ２０ｇ
Ａｌｐｈａ Ｃａｌｃｉｔ Ｆｕｅｌｌｓｔｏｆｆ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ．ＫＧから商品名Ｃａｌｃｉｃｏｌｌ Ｗ１５として炭酸カルシウム６０グラム
実施例２
実施例１の場合と同様のエチレンアクリル酸メチル ２５ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ２０ｇ
実施例１の場合と同様の炭酸カルシウム ５５ｇ
実施例１の場合と同様のエチレンアクリル酸メチル ２５ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ２０ｇ
実施例１の場合と同様の炭酸カルシウム ５５ｇ
実施例３
デュポンからＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１２０２４としてエチレンアクリル酸メチル ２０ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ２０ｇ
実施例１の場合と同様の炭酸カルシウム ６０グラム
デュポンからＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１２０２４としてエチレンアクリル酸メチル ２０ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ２０ｇ
実施例１の場合と同様の炭酸カルシウム ６０グラム
実施例４
デュポンからＦｕｓａｂｏｎｄ（登録商標）５５６Ｄとして、無水マレイン酸（ＭＡＨ）とグラフトされたエチレンアクリル酸メチル ２ｇ
実施例３の場合と同様のエチレンアクリル酸メチル １８ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ２０ｇ
実施例１の場合と同様の炭酸カルシウム ６０ｇ
デュポンからＦｕｓａｂｏｎｄ（登録商標）５５６Ｄとして、無水マレイン酸（ＭＡＨ）とグラフトされたエチレンアクリル酸メチル ２ｇ
実施例３の場合と同様のエチレンアクリル酸メチル １８ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ２０ｇ
実施例１の場合と同様の炭酸カルシウム ６０ｇ
実施例５
デュポンから商品名Ｅｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１８２０としてエチレンアクリル酸メチル ２０ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ２０ｇ
実施例１の場合と同様の炭酸カルシウム ６０ｇ
デュポンから商品名Ｅｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１８２０としてエチレンアクリル酸メチル ２０ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ２０ｇ
実施例１の場合と同様の炭酸カルシウム ６０ｇ
実施例６（比較用）
ＡＳＴＭ７９２０によって測定された約０．９２０ｇ／ｃｍ3の密度を有するポリエチレン ３１．５ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ６８．５ｇ
ＡＳＴＭ７９２０によって測定された約０．９２０ｇ／ｃｍ3の密度を有するポリエチレン ３１．５ｇ
実施例１の場合と同様のＡＴＨ ６８．５ｇ
実施例７（比較用）
デュポンからＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１８２０としてエチレンアクリル酸メチル ３０ｇ
実施例１の場合と同様のものを７０ｇ
デュポンからＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１８２０としてエチレンアクリル酸メチル ３０ｇ
実施例１の場合と同様のものを７０ｇ
実施例８（比較用）
実施例７の場合と同様のエチレンアクリル酸メチル ２０ｇ
実施例１の場合と同様のものを８０ｇ
実施例７の場合と同様のエチレンアクリル酸メチル ２０ｇ
実施例１の場合と同様のものを８０ｇ
表１
(1)引張強さ
(2)破断点伸び
(3)測定されない
(2)破断点伸び
(3)測定されない
表１は、本発明の組成物（実施例１〜５）が比較例６〜８の組成物よりも高いＬＯＩ値を有したことを示す。従って、本発明の組成物はより安価であるだけでなく、ポリエチレンとＡＴＨとのブレンド（実施例６）など、通常の組成物よりも良好に機能する。実施例１〜５の機械的性質は、通常の組成物の機械的性質よりも大体良好であり、それによって、グラフト化エチレンコポリマーの存在は組成物の破断点伸びを増加させたことを指摘できる（実施例４）。
Claims (10)
- （ａ）エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンアクリル酸アルキルコポリマー、エチレン酢酸ビニル一酸化炭素コポリマー、エチレンアクリル酸アルキル一酸化炭素コポリマー、またはそれらの２つ以上の組合せを含む１つ以上のエチレンコポリマー１５〜５０重量％と、
（ｂ）難燃剤５〜５０重量％と、
（ｃ）不活性充填剤１５〜７０重量％と、
を含み、重量％が組成物の全重量に基づいている、建築用パネルの製造用の難燃性組成物。 - 前記エチレンアクリル酸アルキルコポリマーが、１つ以上のエチレンアクリル酸メチルコポリマー、エチレンアクリル酸エチルコポリマー、エチレンアクリル酸ブチルコポリマー、またはそれらの２つ以上の組合せである、請求項１に記載の難燃性組成物。
- 前記エチレンアクリル酸アルキル一酸化炭素コポリマーが、１つ以上のエチレンアクリル酸メチル一酸化炭素コポリマー、エチレンアクリル酸エチル一酸化炭素コポリマー、エチレンアクリル酸ブチル一酸化炭素コポリマー、またはそれらの２つ以上の組合せである、請求項１または２に記載の難燃性組成物。
- 前記難燃剤が、１つ以上のアルミニウム三水和物、マグネシウム三水和物、またはそれらの組合せである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の難燃性組成物。
- 前記充填剤が、１つ以上の炭酸カルシウム、タルカム、カ焼粘土、マイカおよびホウ酸亜鉛、またはそれらの２つ以上の組合せである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の難燃性組成物。
- 前記エチレンコポリマーが、前記組成物の全重量の２０〜３０重量％の量において前記組成物中に存在する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の難燃性組成物。
- 前記難燃剤が、前記組成物の全重量の１０〜３０重量％の量において前記組成物中に存在する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の難燃性組成物。
- 前記充填剤が、前記組成物の全重量の４０〜６５重量％の量において前記組成物中に存在する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の難燃性組成物。
- 前記エチレンコポリマーが、前記エチレンコポリマーの全重量に基づいて、カルボン酸またはカルボン酸無水物０．２〜３重量％とグラフトおよび／または共重合される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の難燃性組成物。
- 場合により１〜１０ｍｍの厚さを有し、場合により２つのアルミニウム層の間に位置決めされる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の難燃性組成物を含むかまたはそれで製造された建築用パネルのためのシート。
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