JP4973974B2 - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
このため、近時、ハロゲン系を含まないポリリン酸系難燃剤が注目されている。
しかし、ポリリン酸系難燃剤は湿気を帯び易く、それによって難燃化された樹脂組成物の難燃性能にバラツキが生じ易く、又、その難燃化された樹脂組成物が湿気を帯びて感触が悪く、使用上それに触れ合う金属器具の錆や繊維製品の劣化変色を誘発し易い。
そこで、ホルムアルデヒド残留ガスを発生する虞のないウレタン系樹脂とエチレン酢酸ビニル系樹脂とアクリル系樹脂、ポリメチルメタアクリレート樹脂等の樹脂によってポリリン酸系難燃剤を包み込んで、その吸湿性を抑えることを種々試みた。
しかし、ウレタン系樹脂とエチレン酢酸ビニル系樹脂とアクリル系樹脂は、水に馴染み易く、ヌメリ感を与え、防湿未処理のポリリン酸系難燃剤と同様に保存中に粒子が凝集して肥大化し、それによる難燃処理効果にバラツキが生じ易く、又、攪拌して使用しようとするとき樹脂皮膜が亀裂し剥落してポリリン酸化合物が露出し、樹脂皮膜による防湿効果が損なわれる。
そして、ポリメチルメタアクリレート樹脂は、比較的硬質でヌメリ感を与えないものの、樹脂組成物や難燃処理液への分散過程で樹脂皮膜が亀裂し易く、その樹脂皮膜による防湿効果が損なわれる。
特に、四官能性モノマーユニットや三官能性モノマーユニットに成るシリコーン系樹脂は、強靱で耐熱性に優れ、その樹脂皮膜に包み込まれたポリリン酸系難燃剤粒子は、その配合された樹脂組成物の攪拌過程で樹脂皮膜が亀裂することなく、保存中に沈澱したり凝集して分離することなく、その分散状態が安定に維持される。
このため、シリコーン系樹脂皮膜によって囲まれたポリリン酸系難燃剤の粒子は、樹脂組成物の中にあって吸湿、凝集して沈降分離することなく、長期安定した分散状態に保たれ、使用時の攪拌過程でシリコーン樹脂皮膜が亀裂することがない。
それをシリコーン樹脂分散液として調製するときは、そのシリコーン樹脂粒子をポリリン酸化合物粒子よりも細かく、その粒径を3〜25μmにし、ポリリン酸化合物粒子の表面に付着し易くする。
シリコーン系樹脂の適用量は、ポリリン酸化合物100重量部に対して2〜20重量となる程度でよい。
シリコーン系樹脂としては、組成式(CH3 )3 SiO1/2 で表示される一官能性モノマーユニットと、組成式SiO2 で表示される四官能性モノマーユニットから成り、組成式(CH3 )SiO3/2 で表示される三官能性モノマーユニットの硬いレジン状のシリコーン樹脂が、強靱性や耐熱性の点でも推奨される。
組成式(CH3 )3 SiO1/2 で表示される一官能性モノマーユニット単独のシリコーン樹脂や、組成式(CH3 )2 SiOで表示される二官能性モノマーユニットのシリコーン樹脂、或いは、それらの一官能性モノマーユニットと二官能性モノマーユニットを組み合わせた組合シリコーン樹脂等のオイル状やガム状を成すシリコーン樹脂は好ましくない。
又、シリコーン系樹脂によってポリリン酸化合物粒子を被覆するためには、平均粒径3〜25μmのシリコーン系樹脂粒子の分散液とポリリン酸化合物粉末分散液との混合液や、シリコーン系樹脂微粉末をトルエンその他の有機溶剤に溶解したシリコーン系樹脂溶液にポリリン酸化合物の微粉末を混合した混合液を乾燥して得られるシリコーン系樹脂とポリリン酸化合物との混合物を、ボールミルやジェットミル等の粉砕装置によって粉砕して微粉末にしてもよい。
シリコーン系樹脂は、紫外線吸収剤、抗酸化剤、着色顔料等との混合組成物として調製することが出来る。
ポリリン酸化合物の粒子の表面を被覆するシリコーン系樹脂皮膜の硬質化のためには、シリコーン系樹脂組成物にポリメチルアクリレート樹脂を混用するとよい。
バインダー樹脂には、アクリル系樹脂エマルジョン、ウレタン系樹脂エマルジョン、エチレン・酢酸ビニル系樹脂エマルジョン等の樹脂エマルジョンが使用される。
シリコーン付加ポリリン酸系難燃剤を繊維製品の難燃化処理に適用する場合、アクリル系樹脂エマルジョンをバインダー樹脂に適用することが推奨される。
当然のことながら、本発明の目的からして、バインダー樹脂には、ハロゲン成分やホルムアルデヒド成分を含有しないものを使用する。
重量平均重合度が20未満のものは水溶性を示し、重量平均重合度が2000を越えるものは、重合時間が長く、コスト高になるので実用性を欠く。
椅子張地、天井・壁張地、カーペット(繊維床材、敷物)等の片面だけが肌身に触れて使用される繊維製品、特に、織パイル布帛、編パイル布帛、タフテッドパイル布帛、起毛布帛、静電植毛布帛等の厚手の布帛では、表面の風合いを確保する上でも、直接肌身に触れることのない裏面にシリコーン付加ポリリン酸系難燃剤を付与するとよい。
次いで、その各樹脂溶液に平均粒径8μmのポリリン酸アンモニウム粒子を、それらの各樹脂溶液の含有する樹脂分に対するポリリン酸アンモニウム粒子の配合比率が等しくなるように配合して5種類のポリリン酸アンモニウム粒子分散溶液を調製する。
又、上記5種類の樹脂溶液とは別に、実施例1として、シリコーン系樹脂(オルガノポリシロキサン、信越化学工業株式会社製品)6重量部とトルエン100重量部とからなる樹脂溶解溶液に、平均粒径8μmのポリリン酸アンモニウム粒子(100重量部)を、その配合比率が上記の5種類のポリリン酸アンモニウム粒子分散溶液の含有する樹脂分に対するポリリン酸アンモニウム粒子の配合比率と等しくなるように、配合してポリリン酸アンモニウム粒子分散溶液を調製する。更に、実施例2として、シリコーン系樹脂(オルガノポリシロキサン、信越化学工業株式会社製品)6重量部とトルエン100重量部とからなる樹脂溶解溶液に、平均粒径20μmのポリリン酸アンモニウム粒子(100重量部)を、実施例1と同様に、その配合比率が上記の5種類のポリリン酸アンモニウム粒子分散溶液の含有する樹脂分に対するポリリン酸アンモニウム粒子の配合比率と等しくなるように、配合してポリリン酸アンモニウム粒子分散溶液を調製する。
それらの合計7種類の樹脂被覆ポリリン酸アンモニウム粒子と未処理ポリリン酸アンモニウム粒子の各20重量部をアクリル系樹脂エマルジョン(樹脂成分;アクリル樹脂50重量%、新中村化学工業株式会社製品名;ニューコートFH−45)に混合した分散溶液中のポリリン酸アンモニウム粒子の分散状態を調べ、下記〔表1〕の上段に示す結果を得た。
(1) ホルムアルデヒドの発生の有無については、ガステック検知管によってホルムアルデヒドの濃度が検出されない場合は「○」と表示し、ホルムアルデヒドの濃度が検出された場合は「×」と表示して検出濃度(単位;ppm)を付記している。
(2) ヌメリ感については、ポリリン酸アンモニウム粒子を摘んだ手が滑らない場合は「◎」、微かに手が滑る場合は「○」、稍々手が滑る場合は「△」、手が滑る場合は「×」と表示している。
(1) 分散状態については、ポリリン酸アンモニウム粒子が分離することなく分散している場合は「○」、一時的に分散状態になるが次第に分離している場合は「△」、殆ど分散状態にならず混合し得ない場合は「×」、ポリリン酸アンモニウム粒子が分離し沈澱している場合は「▲」と表示している。
(2) 粘度変化については、調製した難燃性樹脂組成物の6時間後の粘度が変わらない場合は「○」、増粘している場合は「△」、ポリリン酸アンモニウム粒子が分離し沈澱して変化した難燃性樹脂組成物の粘度を調べることが出来ない場合は「×」と表示している。
(1) 難燃性能については、米国自動車安全基準(FMVSS−302)に準拠して水平に支持した難燃性パイル経編地の燃焼速度を測定し、火炎が標線に達しない場合に「難燃」と判定する。
(2) ホルムアルデヒドの発生の有無については、難燃性パイル経編地を10cm角に裁断して臭い袋(近江オドエァーサービス株式会社製)に装填して密封し、その臭い袋に空気を2000ml(cc)注入して80℃にて1時間加熱して発生するホルムアルデヒドの濃度をガステック検知管(株式会社ガステック製品名;ホルムアルデヒド検知管No.91L)によって測定し、ガステック検知管によってホルムアルデヒドの濃度が検出されない場合は「○」と表示し、ホルムアルデヒドの濃度が検出された場合は「×」と表示して検出濃度(単位;ppm)を付記している。
(3) ヌメリ感については、難燃性パイル経編地を20cm角に裁断して2枚の試料片を調製し、その1枚の試料片については表面(パイル面)の中央部に、他の1枚の試料片については裏面の中央部に、それぞれ60℃の温水を5cc付与し、その付与直後と5分後に指で触れ、ヌメリが感じられない場合は◎、微かにヌメリが感じられる場合は「○」、稍々ヌメリが感じられる場合は「△」、ハッキリとヌメリが感じられる場合は「×」と表示している。
Claims (4)
- ポリリン酸アンモニウムの粒子の周りにシリコーン系樹脂が固着していて且つポリリン酸アンモニウムとシリコーン系樹脂との複合粒子に成るポリリン酸系難燃剤を、樹脂エマルジョンに配合して成り、
ポリリン酸アンモニウムの重量平均重合度が20〜2000であり、
シリコーン系樹脂は、三官能性モノマーユニットを有していて、一般式(R n SiO (4-n)/2 )m (但し、Rは、メチル基、アルキル基、フッ素化アルキル基、フェニル基から選択される少なくとも1種類の置換基,n=1,m≧2)で表示されるものであり且つオルガノポリシロキサンである、または、二官能性モノマーユニットを有していて、一般式(R n SiO (4-n)/2 ) m (但し、Rは、メチル基、アルキル基、フッ素化アルキル基、フェニル基から選択される少なくとも1種類の置換基,n=2,m≧2)で表示されるものであり且つオルガノポリシロキサンである難燃性樹脂組成物。 - シリコーン系樹脂は、溶媒溶液に溶解したシリコーン系樹脂溶液または分散液に分散したシリコーン系樹脂分散液として調製され、
シリコーン系樹脂溶液またはシリコーン系樹脂分散液の溶媒として有機溶剤を用いている前掲請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。 - シリコーン系樹脂分散液として調製されるシリコーン系樹脂は、粒子がポリリン酸アンモニウム粒子よりも細かく、粒径が3〜25μmであり、
ポリリン酸アンモニウム100重量部に対して2〜20重量部のシリコーン系樹脂が適用されている前掲請求項2に記載の難燃性樹脂組成物。 - 樹脂エマルジョンがアクリル系樹脂エマルジョンである前掲請求項1と請求項2と請求項3の何れかに記載の難燃性樹脂組成物。
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