JP2020015869A - 難燃性を有する養生シート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、耐圧縮荷重性、耐傷性、剛性、ハンドリング性等の従来から養生シートに要求される性能を維持しつつ、難燃性にも優れる養生シートを提供することである。【解決手段】ポリプロピレン樹脂及び高密度ポリエチレン樹脂を０．５：０．５〜０．９５：０．０５の質量比で含有するベース樹脂に対し、臭素系難燃剤及び難燃助剤を合計で１〜１０質量％含有する樹脂組成物の押出成形体である、難燃性を有する養生シート。【選択図】なし

Description

本発明は、難燃性を有する養生シートに関する。

養生シートは、一般に、商業施設、オフィスビル等の建物へ荷物を搬入搬出する際、建物の床に敷設して仮の通路を形成し、荷物を持った作業者や荷物を載せた台車の通路とすることで、建物の床を傷つきや汚れから保護する用途に用いられる。
この場合、養生シートに要求される性能は、仮設や撤去のしやすい重量、軽量感（重量が軽い、密度が小さい）、シート上を通る人や台車の衝撃をやわらげ床面を保護するクッション性、台車の荷重で圧縮されない耐圧縮荷重性、簡単に表面が傷付いたりせず繰り返し使える耐久性（耐傷性）、汚れのつきにくい防汚性、作業者が滑らないための適度な摩擦等が必要になる。
例えば、特許文献１には、耐圧縮強度、衝撃強度を向上させた養生シートが開示されている。
また特許文献２には、仮説や撤去がし易く、軽量で持ち運びが便利な養生シートが開示されている。
一方、大きい建物への荷物の搬入、搬出の場合には、養生シートは、仮設とはいっても数週間にわたって敷設されることもある。この場合、安全のため、養生シートは、所定の難燃性を有することが好ましい。

養生シートの難燃性を高めるためには、原料樹脂に難燃剤を所定以上の比率で配合する必要がある。
しかしながら、必要な難燃性を確保するために難燃剤を所定以上の比率で配合すると、以下の課題が生じた。
難燃剤を所定以上の比率で配合した樹脂組成物は、押出成形の加工性が低下し、養生シートを安定的に量産することが困難な場合があった。特に、押出成形時、押出機のＴダイに難燃剤が付着し、押出し不良が発生する場合がある。
難燃剤を所定以上の比率で配合すると、得られる養生シートの剛性が低下してハンドリング性が低下する。
具体的には、養生シートの大きさは一般的に９００ｍｍ×１８００ｍｍであり、これを一人の作業者が両縁を持つ場合、養生シートの剛性が低いと、養生シートは、その中間で撓み、持ち運びが困難となる。
さらに、養生シートの開発過程において、難燃剤の配合比率を高めつつ、耐圧縮荷重性、耐傷性の性能を両立させることについても省みられてこなかった。

特開平６−１７９２４５号公報 特開平１１−２０７７７１号公報

したがって、本発明が解決しようとする課題は、耐圧縮荷重性、耐傷性、剛性、ハンドリング性等の従来から養生シートに要求される性能を維持しつつ、難燃性にも優れる養生シートを提供することである。

前記課題を解決するために、本発明は、下記［１］〜［８］の構成を有する。
［１］ ポリプロピレン樹脂及び高密度ポリエチレン樹脂を０．５：０．５〜０．９５：０．０５の質量比で含有するベース樹脂に対し、臭素系難燃剤及び難燃助剤を合計で１〜１０質量％含有する樹脂組成物の押出成形体である、難燃性を有する養生シート。
［２］ 前記臭素系難燃剤が、臭素化ビスフェノールＳ誘導体である［１］に記載の難燃性を有する養生シート。
［３］ 前記難燃助剤が、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、三酸化硼素及び硼酸亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種である、[１]又は[２]に記載の難燃性を有する養生シート。
［４］ 前記臭素系難燃剤と難燃助剤との質量比率が４：１〜２：１である［１］〜［３］のいずれか１つに記載の難燃性を有する養生シート。
［５］ 少なくとも２つの表面層と中間層を有する積層体であって、該中間層が発泡層である、［１］〜［４］のいずれか１つに記載の難燃性を有する養生シート。
［６］ ロックウェル硬さ（ＪＩＳ−Ｋ７２０２ Ｒスケール）が、Ｒ１００（ＪＩＳＫ７２０２）以上、好ましくはＲ１１０以上である［１］〜［５］のいずれか１つに記載の難燃性を有する養生シート。
［７］ シャルピー衝撃強さ（ＪＩＳ−Ｋ７１１１）が、６ｋＪ／ｍ^２以上（ＪＩＳＫ７１１１、２３℃）、好ましくは２０ｋＪ／ｍ^２以上である［１］〜［６］のいずれか１つに記載の難燃性を有する養生シート。
［８］ ２つの表面層の外面に、それぞれ異なる種類の紋模様が押圧形成されている［１］〜［７］のいずれか１つに記載の難燃性を有する養生シート。

本発明によれば、耐圧縮荷重性、耐傷性、剛性、ハンドリング性等の従来から養生シートに要求される性能を維持しつつ、難燃性にも優れる養生シートを提供することができる。

以下、本発明に対して図面を参照しながら詳しく説明する。本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはいけず、本発明の技術的思想に符合する意味と概念とに解釈されなければならない。

本発明の養生シートは、ポリプロピレン樹脂及び高密度ポリエチレン樹脂を０．５：０．５〜０．９５：０．０５の質量比で含有するベース樹脂に対し、臭素系難燃剤及び難燃助剤を合計で１〜１０質量％含有する樹脂組成物を押出し成形して得られる押出成形体からなる。

（ベース樹脂）
本発明で使用されるベース樹脂は、ポリプロピレン樹脂及び高密度ポリエチレン樹脂を主として含有する。
ポリプロピレン樹脂は、低密度化、加工性を確保する役割をする。これに、高密度ポリエチレンを配合することにより耐圧縮荷重性、耐傷性等の表面強度を確保しつつ、混練してのシーティング加工性にも優れる配合となる。

（ポリプロピレン樹脂）
ポリプロピレン樹脂としては、例えば、ホモポリプロピレン、ランダム重合ポリプロピレン、ブロック重合ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体若しくはブロック共重合体等の公知のポリプロピレン樹脂又はそれらの混合物を使用することができる。なお、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体若しくはブロック共重合体を構成するα−オレフィンとしては、エチレン、ブテン−１、ヘキセン−１、ペンテン−１、４−メチルペンテン−１、オクテン、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、スチレン等が挙げられる。

ポリプロピレン樹脂は、ランダム重合ポリプロピレンを好ましくは１０〜５０質量％含ませることが特に好ましい。ランダム重合ポリプロピレンを含有することにより押出成形されたシートに適度な柔軟性が付与され、敷設、撤収等の扱いがしやすくなる。

ポリプロピレン樹脂のメルトフローレート（メルトインデックス又はメルトフローレートともいう）（ＭＦＲ）が１〜６ｇ／１０分のものを好ましく使用することができる。本発明において、ＭＦＲは、ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準拠して、２３０℃、２１．１８Ｎの条件で測定したものである。

（高密度ポリエチレン樹脂）
高密度ポリエチレン樹脂（密度：０．９４ｇ／ｍ^３以上０．９７ｇ／ｍ^３以下）としては、ポリプロピレン樹脂のメルトフローレートに近いものを用いることで、押出成形時のシーティングの安定性を確保できる。

ベース樹脂において、ポリプロピレン樹脂と高密度ポリエチレン樹脂の質量比は、０．９５：０．０５〜０．５：０．５であり、好ましくは０．９：０．１〜０．７：０．３であることが、配合、シーティング等の加工が安定し、また、得られる養生シートの軽量性、耐圧縮荷重性、耐傷付き性のバランスがよいことから特に好ましい。
またベース樹脂中におけるポリプロピレン樹脂及び高密度ポリエチレン樹脂の合計の含有量は、８５〜１００質量％であることが好ましい。ベース樹脂中の合計の含有量が、８５質量％未満であると、押出成形による安定したシーティングが困難になる場合がある。

（難燃性成分）
本発明の養生シートでは、前述のベース樹脂に対し、難燃性成分として、臭素系難燃剤及び難燃助剤を使用することで従来の養生シートに比して優れた難燃性を実現できる。
臭素系難燃剤としては、難燃性の点から、臭素化ビスフェノール誘導体を好ましく挙げることができる。中でも、下記式（１）で表される臭素化ビスフェノール誘導体を挙げることができる。

式中、Ｘ^１及びＸ^２はそれぞれ独立して、水素原子又は置換されてもよいアルキル基を表し、Ｙは、−Ｃ（ＣＨ_３）_２−、−ＳＯ_２−，−Ｓ−又は−ＣＨ_２−を表し、ａ及びｂはそれぞれ独立して、０〜４の整数を示す。）
式（１）において、置換されてもよいアルキル基としては、ハロゲン置換アルキル基、特に臭素置換アルキル基が好ましく、炭素原子数１〜４の臭素置換アルキル基が好ましい。またＹとしては、−ＳＯ_２−が好ましい。またａ及びｂは、０〜２の範囲であることが特に好ましい。

難燃助剤は、臭素系難燃剤の働きを補助する成分であり、例えば、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、三酸化硼素及び硼酸亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種が好適である。上記の中でも、三酸化アンチモン及び五酸化アンチモンの少なくとも１種が好適である。

ベース樹脂に対する難燃性成分の含有量は、ベース樹脂に対して、臭素系難燃剤及び難燃助剤の合計で１〜１０質量％であり、好ましくは２〜６質量％である。臭素系難燃剤及び難燃助剤の合計の含有量が１質量％未満であると、養生シートに十分な難燃性を付与することができない。また臭素系難燃剤及び難燃助剤の合計の含有量が１０質量％を超えると、養生シートの機械的な物性の低下や加工性の低下、熱安定性の低下又は養生シートの製造品質にムラが発生するという不都合を生じるばかりでなく、配合量に応じた難燃性能の上昇が見られないという不経済な問題も生じる。
また臭素系難燃剤及び難燃助剤の質量比は、４：１〜２：１が好ましく、３．５：１〜２．５：１がより好ましく、３：１に近いことが最も好ましい。臭素系難燃剤及び難燃助剤の比率が前記の範囲にあると、臭素系難燃剤及び難燃助剤の相乗効果により十分な難燃性が発揮される。

（任意の添加剤）
ベース樹脂に対しては、難燃性成分以外に、本発明の効果を損なわない範囲で、帯電防止剤、着色剤等の添加剤のほか、樹脂組成物を発泡させる場合は、発泡剤を用いることができる。
帯電防止剤としては、例えば、花王（株）の非イオン性界面活性剤エレストマスター等が挙げられる。
帯電防止剤の含有量は、ベース樹脂に対して、好ましくは０．１〜１．０質量％である。
着色剤としては、例えば、東京インキ（株）のブルー等が挙げられる。
着色剤の含有量は、ベース樹脂に対して、好ましくは１．０〜５．０質量％である。
発泡剤としては、例えば、三協化成（株）の熱分解型発泡剤セルマイク等が挙げられる。
発泡剤の含有量は、ベース樹脂に対して、好ましくは０．５〜２．０質量％である。

本発明の養生シートは、以上説明したベース樹脂に、難燃性成分である臭素系難燃剤及び難燃助剤を特定量、必要に応じ任意の添加剤を配合した樹脂組成物を押出成形によりシート状に成形した押出成形体であり、以下の物性を満たすことが好ましい。
・ロックウェル硬さ（ＪＩＳ−Ｋ７２０２ Ｒスケール）がＲ１００（ＪＩＳＫ７２０２）以上、好ましくはＲ１１０以上である。
ロックウェル硬さがＲ１００（ＪＩＳＫ７２０２）以上であることで、例えば、総重量２００ｋｇ以上の４輪台車が上を走行してもタイヤが沈み込むことなく、滑らかに走行できる。
・シャルピー衝撃強さ（ＪＩＳ−Ｋ７１１１）が、６ｋＪ／ｍ^２以上（ＪＩＳＫ７１１１、２３℃）以上、、好ましくは２０ｋＪ／ｍ^２以上である。
シャルピー衝撃強さが、６ｋＪ／ｍ^２以上であることで、例えば、総重量２００ｋｇ以上の４輪台車が上を走行しても傷がつきにくくなり、長期間、繰り返して使用することができる。

（積層体）
本発明の養生シートは、複数のシートを積層した積層体として使用することができる。
このような積層体としては、少なくとも２つの表面層と中間層を有する積層体であって、該中間層が発泡層である積層体（以下、本発明の積層体ともいう）を好ましい態様として挙げることができる。
本発明の積層体では、中間層を発泡層にすることにより、積層体全体として適度なクッション性が得られ、この種の養生シートとして用いるのに適するものとなる。
また本発明の積層体において、発泡層の表面及び裏面は２つの非発泡層で覆うことにより、発泡層が傷つくのを防止したり、耐久性（耐傷性）を高め繰り返し使うことができる。また、非発泡層には、帯電防止剤、着色剤等を配合して、機能性を付与したり、外観を意匠性の高いものにしたりすることができる。
また２つの表面層間に厚さのある発泡層を挟む３層構造により軽量化の効果と、養生シートとして適度の剛性感が出るように調整しやすい。

（積層体の製造方法）
本発明の養生シートの一態様である積層体は、以下の工程により製造することができる。
・樹脂組成物の調製工程
樹脂組成物の調製方法は特に限定されない。例えば、所定量のベース樹脂成分、難燃性成分及び必要に応じ添加剤成分を、ヘンシェルミキサー、タンブラー型ミキサー、ローター型ミキサー等の混合機で事前混合後、樹脂の溶融温度にまで加熱した混練機に供給することにより、樹脂組成物が得られる（方法１）。なお、樹脂及び難燃剤は、事前混合せずに、別々に定量フィーダーにより混練機に供給してもよい（方法２）。また、難燃性成分の各成分及び樹脂を別々に定量フィーダーにより混練機に供給してもよい（方法３）。あるいは、所定量のベース樹脂成分、難燃性成分及び必要に応じ添加する添加剤成分のうち、一部の成分の組み合わせをマスターバッチ化し、マスターバッチとマスターバッチに含まれない成分から、前述の方法１〜３のいずれかの方法により樹脂組成物を調製してもよい。
なお、表面層用樹脂組成物及び裏面層用樹脂組成物を調製する場合には、添加剤として帯電防止剤や着色剤を添加してもよく、中間層用樹脂組成物を調製する場合には、添加剤として帯電防止剤や着色剤のかわりに、発泡剤を添加してもよい。

・樹脂組成物の成形及び積層工程
前述の工程で調製した各層用の樹脂組成物を公知のＴダイ押出機から、それぞれシート状に押し出し（温度条件２００〜２４０℃）、熱ラミネートした上で、対の圧縮（冷却）ローラー間に通し押圧して各層を融着積層する。
この際、対の圧縮ローラーに所定の紋模様（深さ０．０５〜０．２ｍｍ）を付与しておき、養生シートの表面に紋模様を押圧成形することも好ましい。特には、２つの表面に異なる紋模様が押圧形成されることが好ましい。
具体的には、人や台車が通る面は、皮革調等の浅い紋模様を成形し、床に面する面には跡がつきにくい格子調、ドット調等の滑りにくい紋模様にすることが考えられる。

以下、本発明を具体的に説明するために、実施例を挙げて詳しく説明する。なお、本発明はこれらの例に限定されるものではない。

実施例１ 養生シートの製造
・表面層及び裏面層用樹脂組成物の調製
ベース樹脂として、ポリプロピレン樹脂（商品名：プライムポリプロ、（株）プライムポリマー製、融点１６０℃、ＭＦＲ４．０ｇ／１０分）７８．０質量部、及び高密度ポリエチレン（商品名：ハイゼックス、（株）プライムポリマー製、融点１３０℃、ＭＦＲ２．０ｇ／１０分）１９．５質量部、難燃性成分として、臭素系難燃剤（商品名：ノンネン、丸菱油化工業（株））及び難燃助剤（臭化アンチモン）の質量比３：１の混合物を１．０質量部、帯電防止剤（商品名：エレストマスター、花王（株）製の非イオン性界面活性剤）０．６質量部及び着色剤（東京インキ（株）製のブルー）０．９質量部を配合し、表面層及び裏面層用樹脂組成物を調製した。

中間層用樹脂組成物の調製
ベース樹脂として、ポリプロピレン樹脂（商品名：プライムポリプロ、（株）プライムポリマー製、融点１６０℃、ＭＦＲ４．０ｇ／１０分）７６．６質量部、及び高密度ポリエチレン（商品名：ハイゼックス、（株）プライムポリマー製、融点１３０℃、ＭＦＲ２．０ｇ／１０分）１９．２質量部、難燃性成分として、臭素系難燃剤（商品名ノンネン、丸菱油化工業（株））及び難燃助剤（臭化アンチモン）の質量比３：１の混合物を１．０質量部、発泡剤（商品名：セルマイク、三協化成（株）製）０．９質量部及び着色剤（東京インキ（株）製のブルー）１．４質量部を配合し、中間層用樹脂組成物を調製した。

・養生シートの製造
表面層用、裏面層用、中間層用の各シート押出機（Ｔダイ押出機、幅１４５０ｍｍ）を用い、表面層と裏面層については、樹脂温度２００〜２４０℃、シート厚さ各０．２ｍｍのシートを押出し、中間層については、樹脂温度２００〜２４０℃、シート厚さ各０．２ｍｍのシートを押出し、その後発泡剤の作用により厚さ２．６ｍｍまで拡厚した。そして、表面層、裏面層、中間層の各シートを重ね、熱融着により積層し、その後、ローラーで押圧した後、冷却して巻取り、総厚が３．０ｍｍ（表面層／裏面層、各０．２ｍｍ；中間層２．６ｍｍ、密度０．６６ｇ／ｃｍ^３（発泡倍率１．４））の養生シートである積層体を得た。

実施例２及び３並びに比較例１及び２
各シートに使用する樹脂組成物の配合を表１に記載のように変更した以外は、実施例１と同様にして、養生シートである積層体を得た。

・養生シートの評価方法
得られた積層体について、（１）難燃性、（２）耐圧縮荷重特性、（３）耐傷付き性及び（４）外観について、以下の方法により評価した。結果を表１に示す。

（１）難燃性
得られた積層体について、以下の（Ａ）及び（Ｂ）の２つの規格による難燃性の評価を行い、規格（Ａ）を満たすものを○、より厳しい規格の（Ｂ）も満たすものを◎どちらも満たさないものを×として評価した。
（Ａ）日本防炎協会 防炎製品性能試験、マット類 ４５°エアミックスバーナー法
（Ｂ）ＵＬ９４ 垂直法

（２）耐圧縮荷重特性
得られた積層体の耐圧縮荷重特性を、ロックウェル硬さ（ＪＩＳ−Ｋ７２０２Ｒ スケール）にて評価した。
ロックウェル硬さがＲ１１０を超えるのものを◎、ロックウェル硬さがＲ１００〜Ｒ１１０の範囲にあるものを○、ロックウェル硬さ（ＪＩＳ−Ｋ７２０２Ｒ スケール）がＲ１００未満のものを×とした。

（３）耐傷性
得られた積層体の耐傷性を、シャルピー衝撃強さ（ＪＩＳ−Ｋ７１１１）にて評価した。
シャルピー衝撃強さが２０ｋＪ／ｍ^２を超えるものを◎、シャルピー衝撃強さ（ＪＩＳ−Ｋ７１１１）が６．０〜２０ｋＪ／ｍ^２の範囲にあるものを○、シャルピー衝撃強さが６．０ｋＪ／ｍ^２未満のものを×とした。

（４）外観
得られた積層体の外観を、押出し成形後、一定時間、アニーリング温度（４０℃）で放置して状態を安定させた後、積層体の外観を目視により評価した。評価は、外観にムラ、平滑性異常等が全く見られないものを◎、外観にわずかなムラ、平滑性異常等が見られるものを○、外観異常が大きく、製品として成り立たないものを×とした。

前記表１より、以下の点が明らかである。
（１）難燃性：難燃剤のベース樹脂に対する配合量が多いほど、難燃性が高くなることがわかった。
（２）耐圧縮荷重特性、及び（３）耐傷性
耐圧縮荷重特性と耐傷性については、ベース樹脂の特性によるところが大きく、難燃剤の配合量の影響は相対的に少ないが、難燃剤の配合量が１０質量％を超えてくると、養生シートの製造品質にムラが生じてくることから、耐圧縮荷重特性、耐傷付き性の性能が低下する傾向がみられた。
（４）外観：難燃剤の配合量の影響が大きく、難燃剤の配合量が１０質量％を超えると、外観ムラ、平滑性異常が顕著になり、製品として成立しないレベルになった。
上記（１）〜（４）の評価結果から、すべての評価項目が○以上になるのは、ベース樹脂に対す る難燃剤の配合量が１〜１０質量％以下の比率であった。

以上より、本発明の養生シートによれば、ベース樹脂と難燃剤の組み合わせにより、この種の養生シートに従来、不可能と考えられていたレベルの難燃性を付与することを可能とし、かつ、優れた耐圧縮荷重性、耐傷性の性能を満たし、外観の優れた製品を提供することができる。

Claims (8)

1. ポリプロピレン樹脂及び高密度ポリエチレン樹脂を０．５：０．５〜０．９５：０．０５の質量比で含有するベース樹脂に対し、臭素系難燃剤及び難燃助剤を合計で１〜１０質量％含有する樹脂組成物の押出成形体である、難燃性を有する養生シート。
2. 前記臭素系難燃剤が、臭素化ビスフェノール誘導体である請求項１に記載の難燃性を有する養生シート。
3. 前記難燃助剤が、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、三酸化硼素及び硼酸亜鉛からなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１又は２に記載の難燃性を有する養生シート。
4. 前記臭素系難燃剤と難燃助剤との質量比が４：１〜２：１である請求項１〜３のいずれか１項に記載の難燃性を有する養生シート。
5. 少なくとも２つの表面層と中間層を有する積層体であって、該中間層が発泡層である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の難燃性を有する養生シート。
6. ロックウェル硬さ（ＪＩＳ−Ｋ７２０２ Ｒスケール）が、Ｒ１００（ＪＩＳＫ７２０２）以上である請求項１〜５のいずれか１項に記載の難燃性を有する養生シート。
7. シャルピー衝撃強さ（ＪＩＳ−Ｋ７１１１ ２３℃）が、６ｋＪ／ｍ^２以上である請求項１〜６のいずれか１項に記載の難燃性を有する養生シート。
8. ２つの表面層の外面に、それぞれ異なる種類の紋模様が押圧形成されている１〜７のいずれか１項に記載の難燃性を有する養生シート。