JP5009185B2 - 難燃性積層加工布及びその難燃性積層加工布の製造方法 - Google Patents
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Description
ところが、これらの積層加工布は、建築現場等における溶接の火花や放火等で火災の原因となることがあるという問題があった。
特許文献1には、エチレン系共重合体にリン酸塩系化合物が配合された樹脂組成物を、メルトフローレート(MFR)を0.1〜10g/10分の範囲として用いることが提案されている。また、特許文献2には、エチレン系共重合体に難燃剤としてメラミンシアヌレートやポリリン酸アンモニウムが配合された樹脂組成物として用いることが提案されている。
ここで、本発明の難燃性積層加工布においては、難燃性付与剤が、環境問題の観点からハロゲン系物質を含まない非ハロゲン系難燃剤が好ましい。また、難燃性付与剤がリンおよび窒素を含むものやイントメッセント系であると好ましい。これらの難燃性付与剤は、白色または無色であると好ましい。
なお、本明細書においては、EVAとは、単一のEVAの他に、EVAを含有するポリオレフィンであれば、複数種のEVA、あるいは、EVAとEVA以外のポリオレフィンとの混合物であってもよく、例えば、高VA率のEVAとLDPEやLLDPE等の各種密度のPE、アイオノマーやEMA、EMMA、EEA等のPE系共重合体やPP等のポリオレフィンが混合されてもよいものである。
また、難燃性付与剤とは、難燃剤または難燃剤と難燃助剤を意味する。
そして、本発明の難燃性積層加工布の製造方法においては、押出ラミネートに際し、少
なくとも一方の面に使用する冷却ロールがマットロールであることが好ましい。
その結果、本発明の難燃性積層加工布は、高い難燃性を有し、柔軟性に富むので耐はためき性に優れ、長期にわたり屋外にて使用される場合、屋外の風により難燃性積層加工布がはためいても保護層にクラックが発生しにくい。また、この難燃性積層加工布は、軽くて軟らかいので、取扱性に優れ、風合も良い。
さらに、本発明の難燃性積層加工布は、全ての層が熱可塑性樹脂であるポリオレフィンからなるので軽くて取扱性や廃棄性にも優れる。また、リペレット化して再生利用することもできるので、環境適性にも優れている。
また、本発明の難燃性積層加工布は、リンおよび窒素を含む難燃性付与剤を使用した場合は、難燃性に優れると共に、EVAへの分散性に優れるので難燃性付与剤がブリードアウトしにくく、高周波溶着適性を維持する。
また、本発明の難燃性積層加工布は、イントメッセント系である難燃性付与剤を使用した場合は、難燃性に優れると共に、EVAへの分散性に優れるので難燃性付与剤がブリードアウトしにくく、高周波溶着適性を維持する。
また、本発明の難燃性積層加工布は、白色または無色である難燃性付与剤を使用した場合は、難燃性積層加工布への任意の着色が制限されるという問題がない。
また、本発明の難燃性積層加工布は、多層延伸テープの外層の熱可塑性樹脂及び前記難燃性積層加工布の前記保護層の熱可塑性樹脂の双方がEVAであるとコスト的に優位である。
また、本発明の難燃性積層加工布の少なくとも一方の面がマット状に艶消し加工されていると、手触りや風合いに優れ、巻き取って保管する際にブロッキングを起こしにくい。
このヤーン1は、層状をなす中間層2の両面に、外層3をそれぞれ積層してなる三層構造を有している。
ヤーン1の形成に際しては、中間層2及び外層3をそれぞれフィルム状に製膜後、接着剤にてドライラミネートしたり、中間層2の両側に外層3を押出ラミネートしたりして積層してもよいが、中間層2及び外層3を構成する樹脂を共押出法により製膜と同時に積層し、所定幅にスリット後、5〜8倍、好ましくは、6〜7倍に加熱延伸する方法が、中間層2と外層3との接着性や製造コストの点からは有利である。
密度がこの範囲未満のものでは、ヤーン1の引張強度などの機械的強度が低下し、密度がこの範囲を越えると、加工性が悪く、製膜や延伸に際して不都合を来す場合がある。
また、MFRがこの範囲未満であると、加工性が悪く、製膜や延伸に際して不都合を来し、MFRがこの範囲を越えると、ヤーン1の引張強度などの機械的強度が低下する場合がある。
外層3を形成する樹脂としては、コスト的に優れることから、EVAが好ましい。外層3をEVAで形成する場合、EVAは、VA率が3質量%〜20質量%の範囲、好ましくは、5〜10質量%の範囲のEVAが用いられる。
VA率がこの範囲未満のものでは、EVAに難燃性付与剤を配合した樹脂の保護層を織布に押出ラミネートする時にヤーン1表面のEVAが溶融しにくくなり、膜接着強度が低下する場合がある。また、VA率がこの範囲を越えると、ベタつきが起こり、ヤーン1の製造およびヤーン1を用いて織布に織製するときの加工性が悪くなる場合がある。また、外層3内の凝集破壊が起き易くなり、ヤーン1を織製してなる織布にEVAに難燃性付与剤を配合した樹脂の保護層を積層した難燃性積層加工布を溶着する際、積層加工布の溶着強度が低下することがある。
外層3を形成するEVAのMFRは、0.3〜2.0g/10分の範囲が好ましく、0.5〜1.50g/10分の範囲がより好ましい。
MFRがこの範囲未満であると、加工適性が悪く、製膜に際して不都合を来す場合がある。また、MFRがこの範囲を越えると、ヤーン1の引張強度などの機械的強度が低下する場合がある。
保護層6は、織布4の織り目を覆い、異物や水分の侵入や透過を防止し、かつ、織布4の織り目を固定して織布4の機械的強度や耐摩擦性等を向上させるためのものである。保護層6は、織布4の少なくとも一方の面に、好ましくは両面に、EVAにリンおよび/または窒素を含む白色もしくは無色の難燃性付与剤を配合した樹脂を押出ラミネートして形成される。
保護層6に配合する難燃性付与剤としては、ハロゲン化合物と三酸化アンチモンとの併用物、アルミニウムやマグネシウム等の水和金属化合物、ポリリン酸アンモニウム等のリン酸塩系化合物、赤燐、カーボンブラック等を挙げることができる。これらのうち、焼却時に有害なガスを発生することがないので、非ハロゲン系難燃性付与剤が好ましい。また、難燃性付与剤がリンおよび窒素を含むリン酸塩系化合物であると難燃性に優れ、EVAへの分散性に優れるので難燃性付与剤がブリードアウトしにくく、高周波溶着適性が向上するため好ましい。また、EVAへの分散性に優れるので難燃性付与剤がブリードアウトしにくく、高周波溶着適性が向上するので、難燃性付与剤が窒素を含むリン酸塩系化合物であることが好ましい。また、本発明のポリオレフィンからなる難燃性の積層加工布は、樹脂層を熱ラミネートした積層加工布に比べて比較的薄い保護層を押出ラミネートするので、イントメッセント系であると、難燃性に優れるので好ましい。また、難燃性付与剤が白色または無色であると、難燃性積層加工布への任意の着色が制限されるという問題がないので好ましい。
本発明においては、ヤーン1の表層にEVAが積層されているので、溶融したEVAの樹脂膜と接着し易くなり、溶融したEVAのダイ直下における温度をこの様に低く設定できる。この温度であれば、難燃性付与剤やEVAが分解しないので、難燃性付与剤やEVA等の樹脂由来のゲルや炭化物等の異物の発生がない。したがって、押出ラミネートに際して、難燃性付与剤やEVA等の樹脂由来の異物によるスジ等の欠陥の発生がなく、Tダイを分解して掃除する必要がないので、長時間の押出ラミネートが可能であり、また、押出ラミネート時に熱劣化によって織布4の機械的強度を低下させることもない。
この様な冷却ロールを使用することで、難燃性付与剤を配合したEVAからなる保護層6の表面に凹凸が転写されて、エンボス状またはマット状に艶消し加工される。このエンボス面やマット面は、EVAに難燃性付与剤を配合した樹脂の保護層6がラミネートされた積層加工布5をロール状に巻き取るときに隣接する保護層6同士がブロッキングすることを防止する。
なお、マット面とするとソフトな風合いが出るが、艶面は、見た目、高級感があり、折り目が浮き立ち意匠性に優れることから、特に限定するものではないが難燃性積層加工布5の一方の面のみをマット面とし、他方の面を艶面とすることが好ましい。この場合の艶面は、平滑度の高い、いわゆる鏡面ロールを用いるよりは、マットロールと鏡面ロールの中間で適度な艶面が形成される程度の粗面を有するロール(セミマットロール)を用いてEVAに難燃性付与剤を配合した樹脂の保護層6の表面をセミマット状とすることが好ましい。そのようなセミマットロールとしては、具体的には、冷却ロールの表面のRzが0.3〜0.6μm程度である粗面ロールである。
単層のHDPEのヤーン1を織製した織布4に十分な膜接着強度で押出ラミネートするにはダイ直下における温度を260℃以上に高める必要があり、保護層6に、単にEVAに難燃性付与剤を配合した樹脂を用いただけでは、難燃性付与剤およびEVAの分解により長時間の押出ラミネートができなかった。特にEVAに難燃性付与剤を配合した樹脂は、この傾向が強い。
VA率がこの範囲未満であると、膜接着強度が低下し、耐はためき性、高周波ウェルダー適性や溶着強度が低下する場合がある。VA率がこの範囲を越えると、ベタつきが起こり易くなり、織布4の両面に保護層6を積層して積層加工布5として巻き取りで保管する際にブロッキングが発生する場合がある。また、保護層6の凝集力低下により溶着強度などの機械的強度が低下する場合がある。
保護層6を形成するEVAに難燃性付与剤を配合した樹脂のMFRは、3g/10分を超えて30g/10分以下である範囲が好ましく、6〜15g/10分の範囲がより好ましい。
MFRがこの範囲未満であると、加工適性が悪く、押出ラミネートに際して不都合を来す場合がある。また、MFRがこの範囲を越えると、押出ラミネートに際して、ネックインが大きく、不都合を来す場合がある。
〔ヤーンおよび織布の作成〕
共押出インフレーション法により、HDPE(密度=0.96、MFR=0.8、融点=133℃)の中間層及び中間層の両面にEVA(密度=0.925、MFR=1.0、融点=97℃、VA率=10質量%)の外層を製膜して二種三層の共押出フィルムを作成した。このフィルムをスリッタにて裁断後、6倍に加熱延伸して、繊度100デニールの外層/繊度800デニールの中間層/繊度100デニールの外層の構成を有する繊度1000デニールで幅6mmのヤーンAを作成した。また、EVAを用いることなく、HDPEを単独でインフレーションしたこと以外は、ヤーンAと同様にしてヤーンBを作成した。
ヤーンAを経糸及び緯糸として、平織の織布Aを作成した。織り密度は経緯とも14本/インチとした。
また、ヤーンBを経糸及び緯糸としたこと以外は、織布Aと同様にして織布Bを作成した。
(難燃性付与剤A)
EVA(密度=0.94、MFR=15、融点=84℃、VA率=19%)51重量部に難燃剤デカブロモビフェニルエーテル33重量部と難燃助剤として三酸化アンチモン16重量部を加えた白色の難燃性付与剤Aと微量の耐候剤を含有するマスターバッチAを用いた。
(難燃性付与剤B)
EVA50重量部に白色のポリリン酸アンモニウム系イントメッセント難燃性付与剤50重量部を加えてイントメッセント系難燃性付与剤Bとしたこと以外はマスターバッチAと同様のマスターバッチB(東京インキ製FRP−66)を用いた。
(難燃性付与剤C)
EVA60重量部に白色の窒素・リン系イントメッセント難燃性付与剤Cを40重量部を添加したこと以外はマスターバッチAと同様のマスターバッチC(東京インキ製PEX FR0039AL)を用いた。
一方の面に冷却ロールの表面のRzが29μmであるマットロールを用い、他方の面に冷却ロールの表面のRzが0.5μmであるセミマットロールを用いて、織布Aの両面に、マスターバッチAに用いたものと同一のEVAを59重量部とマスターバッチA41重量部を混合して、最終の配合比がEVA80重量部、難燃性付与剤20重量部となるようにして、それぞれ90μmの厚さで、ダイ直下における温度を205℃として押出ラミネートし、両面がマット状の保護層を形成して難燃性積層加工布を作成し、実施例1とした。
〔参考例1〕
ダイ直下における温度を260℃として押出ラミネートしたこと以外は、実施例1と同様にして難燃性積層加工布を作成し、参考例1とした。
〔比較例1〕
織布Bを用いたこと以外は、実施例1と同様にして難燃性積層加工布を作成し、比較例1とした。
〔実施例2〕
マスターバッチAに用いたものと同一のEVA20重量部とマスターバッチB80重量部を混合して最終の配合比がEVA60重量部、難燃性付与剤40重量部となるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして難燃性積層加工布を作成し、実施例2とした。
〔参考例2〕
ダイ直下における温度を260℃として押出ラミネートしたこと以外は、実施例2と同様にして難燃性積層加工布を作成し、参考例2とした。
〔比較例2〕
織布Bを用いたこと以外は、実施例2と同様にして難燃性積層加工布を作成し、比較例2とした
マスターバッチに用いたものと同一のEVA約25重量部とマスターバッチC約75重量部を混合して最終の配合比がEVA樹脂70重量部、難燃性付与剤30重量部となるようにしたこと以外は、実施例1と同様にして難燃性積層加工布を作成し、実施例3とした。
〔参考例3〕
ダイ直下における温度を260℃として押出ラミネートしたこと以外は、実施例3と同様にして難燃性積層加工布を作成し、比較例3とした。
〔比較例3〕
織布Bを用いたこと以外は、実施例3と同様にして難燃性積層加工布を作成し、比較例3とした。
〔膜接着強度を確認するための溶着強度試験〕
二枚の300mm四方の難燃性積層加工布を重ね、その一端を幅10mm、長さ275mmにわたり、山本ビニター製高周波ウェルダーYTO−5(5KW)を用い、自動同調システム適用し、電流値0.36A、圧着時間2.5秒、冷却時間2.0秒の条件で高周波ウェルダー溶着させ、中央付近から巾30mmに切り出して試料とした。自由端を両手で引っ張って剥離に要する力の大きさで溶着強度を確認し、剥離後の剥離面を目視で観察した。結果を表1に示す。
〔難燃性を確認するための防炎性能試験〕
消防法施工規則(昭和36年自治省令第6号第4条の3第3項に定める防炎性能試験の薄手布に対する試験方法に従った。
そして、比較例1〜3の剥離面は、一方の積層加工布の保護層が伸びて破断し、他方の積層加工布の保護層に剥ぎ取られており、織布には保護層の破断片は残らなかった。このことから、織布から保護層を剥がすのに要する力(すなわち、織布と保護層の膜接着強度)は、少なくとも保護層を破断するのに要する力(破断強度)よりも大きくないことが判る。
また、その結果、膜接着強度が溶着強度に寄与しておらず、保護層の破断強度のみが溶着強度に寄与しているので溶着強度が小さい。一方、実施例2及び3の剥離面は、両方の積層加工布の織布に保護層の小さな破断片が多数残ったことから、織布と保護層の膜接着強度が高いので一気に剥離することはなく、剥離が保護膜を部分的に破断しながら進行し、膜接着強度と保護層の破断強度の両方が溶着強度に寄与しているので溶着強度が大きい。
2 中間層
3 外層
4 織布
5 積層加工布
6 保護層
Claims (9)
- ポリオレフィンからなる難燃性の積層加工布であって、ポリオレフィンからなる中間層の両面にエチレン−酢酸ビニル共重合体からなる外層が積層された少なくとも三層構造を有するポリオレフィンの積層体を延伸した多層延伸テープが経糸及び/又は緯糸に用いられた織布の少なくとも一方の面にエチレン−酢酸ビニル共重合体に難燃性付与剤を配合した樹脂を押出ラミネートしてなる保護層を形成したことを特徴とする難燃性積層加工布。
- 前記難燃性付与剤が非ハロゲン系である請求項1に記載の難燃性積層加工布。
- 前記難燃性付与剤がリンおよび窒素を含むものである請求項1または2に記載の難燃性積層加工布。
- 前記難燃性付与剤がイントメッセント系である請求項1ないし3のいずれかに記載の難燃性積層加工布。
- 前記難燃性付与剤が白色または無色である請求項1ないし4のいずれかに記載の難燃性積層加工布。
- 前記保護層のエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂の酢酸ビニル基の含有率が5質量%〜25質量%である請求項1ないし5のいずれかに記載の難燃性積層加工布。
- 前記多層延伸テープの外層のエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル基の含有率が3質量%〜20質量%である請求項1ないし6のいずれかに記載の難燃性積層加工布。
- 前記保護層の少なくとも一方がマット状に艶消し加工された請求項1ないし7のいずれかに記載の難燃性積層加工布。
- 請求項1ないし8のいずれかに記載の難燃性積層加工布の製造方法であって、前記繊維基材の少なくとも一方の面にエチレン−酢酸ビニル共重合体をダイ直下における温度を150℃〜250℃として押出ラミネートすることを特徴とする難燃性積層加工布の製造方法。
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