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技術 耐火性樹脂組成物

出願人 積水化学工業株式会社
発明者 島本倫男
出願日 2017年11月8日 (3年1ヶ月経過) 出願番号 2017-215791
公開日 2018年2月8日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2018-021212
状態 特許登録済
技術分野 高分子組成物
主要キーワード 耐火性評価 成形体シート 形状保持能 温度上昇抑制効果 耐火性組成物 加熱残渣 ポリリン酸アンモニウム塩 膨張度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年2月8日)のものです。
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課題

生産性が良く耐火性の優れた耐火性樹脂組成物を提供すること。

解決手段

熱可塑性樹脂エラストマーゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックスに、リン化合物、及び熱膨張性黒鉛を含有してなり、それぞれの含有量が、前記マトリックス100重量部に対して、リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が250重量部以上であり、かつ無機充填剤が0〜50重量部であることを特徴とする耐火性樹脂組成物。

概要

背景

建築材料の分野においては、従来から、耐火性が重要な意味を持っている。近年、樹脂材料の用途拡大に伴って、建築材料として耐火性能を付与された樹脂材料が広く用いられるようになってきている。

特許文献1は、熱可塑性樹脂に、リン化合物中和処理された熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤を含有してなり、それぞれの含有量が、前記熱可塑性樹脂100重量部に対して、リン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量が20〜200重量部、無機充填剤が50〜500重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛:リン化合物の重量比が、9:1〜1:100であり、前記無機充填剤が、周期律表II族又はIII族に属する金属の金属塩又は酸化物であることを特徴とする耐火性樹脂組成物について開示している。

概要

生産性が良く耐火性の優れた耐火性樹脂組成物を提供すること。熱可塑性樹脂、エラストマーゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックスに、リン化合物、及び熱膨張性黒鉛を含有してなり、それぞれの含有量が、前記マトリックス100重量部に対して、リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が250重量部以上であり、かつ無機充填剤が0〜50重量部であることを特徴とする耐火性樹脂組成物。なし

目的

本発明の目的は、作業性を向上しつつ、耐火性も維持した耐火性樹脂組成物を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

熱可塑性樹脂エラストマーゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックスに、リン化合物、及び熱膨張性黒鉛を含有してなり、それぞれの含有量が、前記マトリックス100重量部に対して、リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が250重量部以上であり、かつ無機充填剤が0〜50重量部であることを特徴とする耐火性樹脂組成物

請求項2

前記マトリックスが、ポリエチレン樹脂ポリ塩化ビニル樹脂エチレンポリ酢酸ビニル樹脂ポリスチレン、EPDM、またはそれらの組み合わせである熱可塑性樹脂を含む請求項1に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項3

リン化合物は、ポリリン酸アンモニウム類;ポリリン酸メラミン;およびリン酸系可塑剤;からなる群から選択される少なくとも一つを含む請求項1に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項4

前記リン化合物がポリリン酸アンモニウム塩を含む請求項1に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項5

前記リン化合物がリン酸系可塑剤を含む請求項1〜4のいずれかに記載の耐火性樹脂組成物。

請求項6

リン酸系可塑剤が、リン酸トリキシレニルリン酸クレジルジフェニルリン酸2−エチルヘキシルジフェニル芳香族縮合リン酸エステルリン酸トリクレジルリン酸トリエチルリン酸トリブチル、リン酸トリ2エチルヘキシル、またはそれらの組み合わせを含む請求項5に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項7

リン酸系可塑剤が、芳香族環を有するリン酸化合物である請求項5に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項8

リン酸系可塑剤が、アリールエステルである請求項7に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項9

アリールエステルがリン酸トリクレジルである請求項8に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項10

ポリリン酸アンモニウム類の含有量が、マトリックス100重量部に対して、30〜200重量部である請求項4に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項11

リン酸系可塑剤の含有量が、マトリックス100重量部に対して0よりも大きく200重量部以下重量部の範囲である請求項5〜8のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項12

フタル酸エステル系可塑剤をさらに含む請求項1〜11のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項13

フタル酸エステル系可塑剤の含有量がマトリックス100重量部に対して30〜200重量部である請求項12に記載の耐火性樹脂組成物。

請求項14

前記熱膨張性黒鉛:前記リン化合物の重量比が9:1〜1:100であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。

技術分野

0001

(関連分野の相互参照
本願は、2015年1月22日に出願した特願2015-010251号明細書の優先権の利益を主張するものであり、当該明細書はその全体が参照により本明細書中に援用される。
(技術分野)
本発明は、耐火性樹脂組成物に関する。

背景技術

0002

建築材料の分野においては、従来から、耐火性が重要な意味を持っている。近年、樹脂材料の用途拡大に伴って、建築材料として耐火性能を付与された樹脂材料が広く用いられるようになってきている。

0003

特許文献1は、熱可塑性樹脂に、リン化合物中和処理された熱膨張性黒鉛、及び、無機充填剤を含有してなり、それぞれの含有量が、前記熱可塑性樹脂100重量部に対して、リン化合物と中和処理された熱膨張性黒鉛との合計量が20〜200重量部、無機充填剤が50〜500重量部、中和処理された熱膨張性黒鉛:リン化合物の重量比が、9:1〜1:100であり、前記無機充填剤が、周期律表II族又はIII族に属する金属の金属塩又は酸化物であることを特徴とする耐火性樹脂組成物について開示している。

先行技術

0004

特許第3299899号

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1の耐火性樹脂組成物は、耐火性を付与するために、燃焼しない無機充填剤を多く含有している。このため、耐火性能は良くても、無機充填剤が粉末状であるため、これを含有する耐火性樹脂組成物の結合性が損なわれ、耐火性樹脂組成物のシート成形性又は巻き付け性などの作業性が低下する。例えば、耐火性樹脂組成物に粉体の無機充填剤が大量に含まれていると、長尺シート成形したときに湾曲しづらかったり割れが生じたりすることから巻き付けが困難であったり、割れ、シワや跡がつきやすいためにサッシなどの建築材料への取り付け作業に支障をきたしたりすることがある。

0006

本発明の目的は、作業性を向上しつつ、耐火性も維持した耐火性樹脂組成物を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

本発明者らは、上記の目的を達成すべく、耐火性樹脂組成物における無機充填剤の配合量を減らし、かつリン可塑剤などのリン化合物を含有させることで、優れた耐火性及び作業性の両方が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。

0008

本発明の一実施形態によれば、熱可塑性樹脂、エラストマーゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックスに、リン化合物、及び熱膨張性黒鉛を含有してなり、それぞれの含有量が、前記マトリックス100重量部に対して、リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が250重量部以上であり、かつ無機充填剤が0〜50重量部であることを特徴とする耐火性樹脂組成物が提供される。

発明の効果

0009

本発明によれば、耐火性樹脂組成物の作業性に優れるため、耐火性樹脂組成物の成形品押出し成形品ロール成形品、プレス成形シートなど)が優れた性能を発揮し、これを建築物などに被覆あるいは貼付することにより優れた耐火性を与えることが出来る。

0010

本発明の耐火性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせ(以下、「マトリックスと称する」)と、リン化合物と、熱膨張性黒鉛とを含有する。

0011

熱可塑性樹脂としては特に限定されず、例えば、ポリプロピレン系樹脂ポリエチレン系樹脂などのポリオレフィン系樹脂ポリ(1−)ブテン系樹脂、ポリペンテン系樹脂ポリスチレン系樹脂アクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂ポリカーボネート系樹脂ポリフェニレンエーテル系樹脂アクリル系樹脂ポリアミド系樹脂ポリアミドイミド系樹脂ポリブタジエン系樹脂ポリイミド系樹脂ポリ塩化ビニル系樹脂ポリ酢酸ビニル系樹脂、ならびにこれらの組み合わせなどが挙げられる。なかでも、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、エチレン−ポリ酢酸ビニル系樹脂、ならびにこれらの組み合わせが好ましい。ポリオレフィン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂が好ましい。

0012

上記熱可塑性樹脂はいずれも、樹脂組成物としての耐火性能を阻害しない範囲で、架橋変性して用いてもよい。樹脂の架橋方法についても、特に限定はなく、熱可塑性樹脂の通常の架橋方法、例えば、各種架橋剤、過酸化物を使用する架橋、電子線照射による架橋などが挙げられる。

0013

エラストマーの例としてはオレフィン系エラストマースチレン系エラストマーエステル系エラストマー、アミド系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、これらの組み合わせなどが挙げられる。

0014

ゴムの例としては、天然ゴムシリコーンゴムスチレンブタジエンゴムイソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴムブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレンジエンゴム(EPDM)、ウレタンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなど、これらの組み合わせなどが挙げられる。

0015

一実施形態において、マトリックスは、好ましくはポリエチレン樹脂ポリ塩化ビニル樹脂、エチレン−ポリ酢酸ビニル樹脂EVA)、ポリスチレン、EPDM、またはそれらの組み合わせである熱可塑性樹脂である。別の実施形態において、マトリックスは、好ましくはポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、エチレン−ポリ酢酸ビニル樹脂、またはそれらの組み合わせである熱可塑性樹脂である。この場合、シート成形性又は巻き付け性などの作業性に優れた耐火性樹脂組成物が得られる。

0016

本発明で用いられるマトリックスには、リン化合物、及び熱膨張性黒鉛が含有される。本発明の耐火性樹脂組成物の耐火性能は、これら2成分がそれぞれの性質を発揮することにより発現する。具体的には、加熱時に熱膨張性黒鉛が膨張断熱層を形成して熱の伝達を阻止する。リン化合物は、膨張断熱層及び充填材形状保持能力を有する。

0017

上記リン化合物としては特に限定されず、例えば、赤リン;各種リン酸エステル(ただしリン酸系可塑剤を除く);ポリリン酸アンモニウム類;ポリリン酸メラミンリン酸金属塩;下記一般式(1)で表される化合物;リン酸系可塑剤などが挙げられる。

0018

0019

式中、R1 、R3 は、水素炭素数1〜16の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は、炭素数6〜16のアリール基を表す。R2 は、水酸基、炭素数1〜16の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、炭素数1〜16の直鎖状若しくは分岐状のアルコキシル基、炭素数6〜16のアリール基、又は、炭素数6〜16のアリールオキシ基を表す。

0020

赤リンとしては、市販の赤リンを用いることができるが、耐湿性混練時に自然発火しないなどの安全性の点から、赤リン粒子の表面を樹脂でコーティングしたものなどが好ましい。

0021

リン酸系可塑剤ではないリン酸エステルとしては、特に限定されないが、樹脂組成物の溶融混練時液体状態のリン酸エステルを含む。

0022

ポリリン酸アンモニウム類としては、例えば、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性ポリリン酸アンモニウムなどが挙げられるが、取扱性などの点から、ポリリン酸アンモニウムが好ましい。市販品としては、ヘキスト社製「AP422」、「AP462」、住友化学工業社製「スミセーフP」、チッソ社製「テラージュC60」が挙げられる。

0023

ポリリン酸アンモニウム類の含有量は特に限定されないが、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部であることが好ましく、50〜150重量部であることがより好ましい。

0024

ポリリン酸メラミンの含有量は特に限定されないが、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部であることが好ましく、50〜150重量部であることがより好ましい。

0025

リン酸金属塩としては、リン酸ナトリウムリン酸カリウムリン酸マグネシウムなどが挙げられる。

0026

上記一般式(1)で表される化合物としては、例えば、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチルメチルホスホン酸ジエチルエチルホスホン酸プロピルホスホン酸ブチルホスホン酸、2−メチルプロピルホスホン酸、t−ブチルホスホン酸、2,3−ジメチル−ブチルホスホン酸、オクチルホスホン酸、フェニルホスホン酸ジオクチルフェニルホスホネート、ジメチルホスフィン酸メチルエチルホスフィン酸、メチルプロピルホスフィン酸、ジエチルホスフィン酸、ジオクチルホスフィン酸、フェニルホスフィン酸、ジエチルフェニルホスフィン酸、ジフェニルホスフィン酸、ビス(4−メトキシフェニル)ホスフィン酸などが挙げられる。上記リン化合物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。

0027

リン酸系可塑剤は熱可塑性樹脂などのマトリックスの溶融粘度を調整するために添加される。リン酸系列可塑剤としては、リン酸エステル系化合物、例えばリン酸トリクレジル
(TCP)、リン酸クレジルジフェニルリン酸トリキシレニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、リン酸キシレニルジフェニル、リン酸ジフェニルリン酸トリフェニルなどのアリールエステルリン酸トリメチルリン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチルリン酸トリス2−エチルヘキシルなどのアルキルエステル;リン酸レゾルシノールビス-ジフェニル、リン酸レゾルシノールビス-ジキシレニル、リン酸ビスフェノールAビス-ジフェニルなどのビスフェノール芳香族縮合リン酸エステル類;ならびにこれらの組み合わせなどが挙げられる。一実施形態において、リン酸系可塑剤は芳香族環を有するリン酸化合物である。好ましいリン酸系列可塑剤はリン酸トリクレジル(TCP)である。

0028

リン酸系可塑剤の含有量は特に限定されないが、リン酸系可塑剤の合計量が、マトリックス100重量部に対して0よりも大きく200重量部以下であることが好ましく、25〜150重量部であることがより好ましい。

0029

一実施形態では、リン化合物は、ポリリン酸アンモニウム類;ポリリン酸メラミン;およびリン酸系可塑剤;からなる群から選択される少なくとも一つを含む。別の実施形態では、リン化合物は、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部であるポリリン酸アンモニウム類;30〜200重量部であるポリリン酸メラミン;および0よりも大きく200重量部以下であるリン酸系可塑剤;からなる群から選択される少なくとも一つを含む。これらの実施形態において、好ましくはリン酸系可塑剤はリン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、芳香族縮合リン酸エステル、リン酸トリクレジル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリ2エチルヘキシル、またはそれらの組み合わせを含む。芳香族縮合リン酸エステルは例えばリン酸レゾルシノールビス-ジフェニルである。この場合、耐火性、シート成形性、および
作業性に優れた耐火性樹脂組成物を得ることができる。

0030

一実施形態では、リン化合物は、ポリリン酸アンモニウム類のみを含む。別の実施形態では、リン化合物は、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部、好ましくは100〜200重量部であるポリリン酸アンモニウム類を含む。

0031

一実施形態では、リン化合物は、ポリリン酸アンモニウム類と、ポリリン酸メラミンおよびリン酸系可塑剤からなる群から選択される少なくとも一つとを含む。別の実施形態では、リン化合物は、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部であるポリリン酸アンモニウム類と、30〜200重量部であるポリリン酸メラミンおよび0よりも大きく200重量部以下であるリン酸系可塑剤;からなる群から選択される少なくとも一つとを含む。これらの実施形態において、好ましくはリン酸系可塑剤はリン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、芳香族縮合リン酸エステル(例えばリン酸レゾルシノールビス-ジフェニル)、リン酸トリクレジル、リ
ン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリ2エチルヘキシル、またはそれらの組み合わせを含む。この場合、耐火性、シート成形性、および作業性に優れた耐火性樹脂組成物を得ることができる。

0032

一実施形態では、リン化合物は、ポリリン酸アンモニウム類と、リン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、芳香族縮合リン酸エステル、リン酸トリクレジル、またはそれらの組み合わせとを含む。別の実施形態では、リン化合物は、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部のポリリン酸アンモニウム類と、30〜200重量部のリン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、芳香族縮合リン酸エステル、リン酸トリクレジル、またはそれらの組み合わせとを含む。この場合、膨張倍率及び残渣硬さの両方の点で耐火性に優れ、かつシート成形性又は巻き付け性などの作業性にも優れた耐火性樹脂組
成物を得ることができる。

0033

一実施形態では、リン化合物がアリールエステルを含む。別の実施形態では、マトリックス100重量部に対して、50〜300重量部のアリールエステルを含む。アリールエステルがリン酸トリクレジルである。好ましくは、かかるアリールエステルを含む耐火性樹脂組成物はポリリン酸アンモニウム類を含んでもよく、その場合、マトリックス100重量部に対して、ポリリン酸アンモニウム類は例えば30〜200重量部である。

0034

なお、シート成形性には塗工工程にて得られたシートの外観が含まれる。巻き付け性は、本発明の耐火性樹脂組成物を曲面に巻き付け又は貼り付けた際の折れ、ヒビ、割れ、及び/又は欠けなどの有無を初めとする、本発明の耐火性樹脂組成物に曲げの力がかかったときの巻き易さを指す。

0035

本発明で用いられる熱膨張性黒鉛は、従来公知の物質であり、天然鱗状グラファイト熱分解グラファイトキッシュグラファイトなどの粉末を濃硫酸硝酸セレン酸などの無機酸と濃硝酸過塩素酸過塩素酸塩、過マンガン酸塩重クロム酸塩過酸化水素などの強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたもので、炭素層状構造を維持したままの結晶化合物である。

0036

熱膨張性黒鉛は任意選択で中和処理されてもよい。つまり、上記のように酸処理して得られた熱膨張性黒鉛を、更にアンモニア脂肪族低級アミンアルカリ金属化合物アルカリ土類金属化合物などで中和する。上記脂肪族低級アミンとしては、例えば、モノメチルアミンジメチルアミントリメチルアミンエチルアミンプロピルアミンブチルアミンなどが挙げられる。上記アルカリ金属化合物及びアルカリ土類金属化合物としては、例えば、カリウムナトリウムカルシウムバリウムマグネシウムなどの水酸化物、酸化物、炭酸塩硫酸塩、有機酸塩などが挙げられる。中和処理した熱膨張性黒鉛の具体例としては、例えば、日本化成社製「CA−60S」、東ソー社製「GREP−EG」などが挙げられる。

0037

本発明で用いられる熱膨張性黒鉛の粒度は、20〜200メッシュのものが好ましい。粒度が200メッシュより細かいと、黒鉛膨張度が小さく、望む耐火断熱層が得られず、粒度が20メッシュより大きいと、膨潤度が大きいという点では効果があるが、樹脂と混練する際、分散性が悪く物性の低下が避けられない。

0038

本発明においては、マトリックス100重量部に対して、リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が250重量部以上含有される。リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が250重量部以上であると、十分な耐火性能が得られる。また、リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量の上限は特に限定されないが、例えば500重量部以下である。リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が500重量部以下であると、十分な機械的物性が維持される。

0039

本発明においては、熱膨張性黒鉛とリン化合物を組み合わせることにより、燃焼時の熱膨張性黒鉛の飛散を抑え、形状保持を図るもので、熱膨張性黒鉛が多すぎると、燃焼時に膨張した黒鉛が飛散し、加熱時に充分な膨張断熱層が得られず、逆にリン化合物が多すぎても、断熱層が充分でなく、望む効果が得られなくなるため、好ましくは、熱膨張性黒鉛とリン化合物の重量比は熱膨張性黒鉛:リン化合物=9:1〜1:100である。

0040

また、燃焼時の形状保持性という点からは、熱膨張性黒鉛:リン化合物=5:1〜1:80の範囲が優れている。組成物自身が難燃性であっても形状保持性が不充分であると、脆くなった残渣が崩れ落ち火炎を貫通させてしまうため、形状保持性が充分か否かにより、耐火性組成物の用途形態が大きく異なる。より好ましくは、熱膨張性黒鉛:リン化合
物=5:1〜1:50、特に好ましくは2:1〜1:20の範囲である。

0041

本発明の耐火性樹脂組成物は、無機充填剤を0〜50重量部含有する。耐火性樹脂組成物において、加熱時に熱膨張性黒鉛が膨張断熱層を形成して熱の伝達を阻止するが、無機充填剤は、その際に熱容量を増大させる。

0042

本発明で用いる無機充填剤としては、例えば、シリカ珪藻土アルミナ酸化亜鉛酸化チタン酸化カルシウム酸化マグネシウム酸化鉄酸化錫酸化アンチモンフェライト類、水酸化カルシウム水酸化マグネシウム水酸化アルミニウム塩基性炭酸マグネシウム炭酸カルシウム炭酸マグネシウム炭酸亜鉛炭酸バリウム、ドーンナイトハイドロタルサイト硫酸カルシウム硫酸バリウム石膏繊維、ケイ酸カルシウムタルククレーマイカモンモリロナイトベントナイト活性白土セピオライトイモゴライトセリサイトガラス繊維ガラスビーズ、シリカ系バルーン窒化アルミニウム窒化ホウ素窒化ケイ素カーボンブラックグラファイト炭素繊維、炭素バルーン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム硫酸マグネシウム「MOS」、チタン酸ジルコン酸鉛アルミニウムボレート硫化モリブデン炭化ケイ素ステンレス繊維ホウ酸亜鉛、各種磁性粉スラグ繊維フライアッシュ脱水汚泥などが候補に挙げられ、本発明では、周期律表II族又はIII族に属する金属の金属塩又は酸化物は、燃焼時に発泡して発泡焼成物を形成する性質を有するため、形状保持性を高めるうえで特に好ましい。具体的には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムなどが挙げられる。

0043

一般的に、上記無機充填剤は、骨材的な働きをすることから、残渣強度の向上や熱容量の増大に寄与すると考えられる。上記無機充填剤は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。

0044

上記無機充填剤の粒径としては、0.5〜100μmが好ましく、より好ましくは1〜50μmである。無機充填剤は、添加量が少ないときは、分散性が性能を大きく左右するため粒径の小さいものが好ましいが、0.5μm未満では二次凝集が起こり、分散性が悪くなる。上記無機充填剤の添加量が多いときは、高充填が進むにつれて、樹脂組成物粘度が高くなり成形性が低下するが、粒径を大きくすることで樹脂組成物の粘度を低下させることができる点から、上記範囲のなかでも粒径の大きいものが好ましい。粒径が100μmを超えると、成形体表面性、樹脂組成物の力学的物性が低下する。

0045

上記無機充填剤の中でも、特に水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの含水無機物は、加熱時の脱水反応によって生成した水のために吸熱が起こり、温度上昇が低減されて高い耐熱性が得られる点、及び、加熱残渣として酸化物が残存し、これが骨材となって働くことで残渣強度が向上する点で特に好ましい。水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムは、脱水効果を発揮する温度領域が異なるため、併用すると脱水効果を発揮する温度領域が広がり、より効果的な温度上昇抑制効果が得られることから、併用することが好ましい。

0046

上記含水無機物の粒径は、小さくなると嵩が大きくなって高充填化が困難となるので、脱水効果を高めるために高充填するには粒径の大きなものが好ましい。具体的には、粒径が18μmでは、1.5μmの粒径に比べて充填限界量が約1.5倍程度向上することが知られている。さらに、粒径の大きいものと小さいものとを組合わせることによって、より高充填化が可能となる。

0047

上記無機充填剤の市販品では、例えば、水酸化アルミニウムとして、粒径1μmの「H−42M」(昭和電工社製)、粒径18μmの「H−31」(昭和電工社製);炭酸カルシウムとして、粒径1.8μmの「ホワイトンSB赤」(白石カルシウム社製)、粒径8
μmの「BF300」(白石カルシウム社製)などが挙げられる。また、粒径の大きい無機充填剤と粒径の小さいものを組み合わせて使用することがより好ましく、組み合わせることによって、さらに高充填化が可能となる。

0048

また、無機充填剤としての含水無機物は、加熱時に脱水し、吸熱する性質を有するため、耐熱性を高めるうえで有利である。具体的には、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどが挙げられる。これらは、単独でも、2種以上を混合して用いてもよい。

0049

また、本発明において無機充填剤が含有される場合、マトリックス100重量部に対して、リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が250重量部以上であり、無機充填剤が50重量部以下であると、作業性が良好に維持される。

0050

本発明の耐火性樹脂組成物は、フタル酸エステル系可塑剤をさらに含んでもよい。フタル酸エステル系可塑剤としては、下記に例示する1種または2種以上の可塑剤を組み合わせて使用し得る:ジ−2−エチルヘキシルフタレートDOP)、ジ−n−オクチルフタレートジイソノニルフタレート(DINP)、ジイソデシルフタレート(DIDP)、ジウンデシルフタレート(DUP)、炭素原子数10〜13程度の高級アルコールまたは混合アルコールフタル酸エステル、またはそれらの組み合わせ。フタル酸エステル系可塑剤の含有量は特に限定されないが、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部であることが好ましく、50〜150重量部であることがより好ましい。フタル酸エステル系可塑剤を含有すると、耐火性樹脂組成物のシート成形性又は巻き付け性などの作業性が向上する。

0051

本発明の耐火性樹脂組成物には、その物性を損なわない範囲で、更に、フェノール系、アミン系、イオウ系などの酸化防止剤金属害防止剤帯電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤軟化剤顔料などが添加されてもよい。

0052

本発明の耐火性樹脂組成物は、混練、塗工、必要あれば乾燥、及び硬化の工程により得ることができる。混練には単軸押出機二軸押出機バンバリーミキサーニーダーミキサーロールなどの混練装置を用いる。また、本発明の耐火樹脂組成物は、不織布などの基材への積層も可能である。

0053

本発明の耐火性樹脂組成物は、建築材料に耐火性能を与えるために使用することができる。例えば、窓(引き違い窓開き窓上げ下げ窓などを含む)、障子、扉(すなわちドア)、戸、ふすま、及び欄間などの開口部;防火区画の貫通部;目地鉄骨コンクリートなどに耐火性樹脂組成物を配置して、火災や煙の侵入を低減又は防止することができる。

0054

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。

0055

なお、本発明は以下の構成を取ることも可能である。
(1)熱可塑性樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせであるマトリックスに、リン化合物、及び熱膨張性黒鉛を含有してなり、それぞれの含有量が、前記マトリックス100重量部に対して、リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が250重量部以上、かつ無機充填剤が0〜50重量部であることを特徴とする耐火性樹脂組成物。
(2)マトリックスは、好ましくはポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、エチレン−ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン、EPDM、またはそれらの組み合わせである前記熱可塑性樹脂を含む(1)に記載の耐火性樹脂組成物。
(3)前記マトリックスが、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、エチレン−ポリ酢酸ビニル樹脂、またはそれらの組み合わせである前記熱可塑性樹脂を含む(1)に記載の耐火性樹脂組成物。
(4)リン化合物は、ポリリン酸アンモニウム類;ポリリン酸メラミン;およびリン酸系可塑剤;からなる群から選択される少なくとも一つを含む(1)〜3のいずれかに記載の耐火性樹脂組成物。
(5)前記リン化合物がポリリン酸アンモニウム塩を含む(1)に記載の耐火性樹脂組成物。
(6)ポリリン酸アンモニウム類の含有量がマトリックス100重量部に対して30〜200重量部である(5)に記載の耐火性樹脂組成物。
(7)前記リン化合物がリン酸系可塑剤を含む(1)〜(6)のいずれかに記載の耐火性樹脂組成物。
(8)前記リン化合物は、マトリックス100重量部に対して0よりも大きく200重量部以下であるリン酸系可塑剤を含む(7)に記載の耐火性樹脂組成物。
(9)リン酸系可塑剤の含有量がマトリックス100重量部に対して25〜150重量部である(8)に記載の耐火性樹脂組成物。
(10)リン酸系可塑剤は、リン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、芳香族縮合リン酸エステル、リン酸トリクレジル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリ2エチルヘキシル、またはそれらの組み合わせを含む(7)または(8)のいずれかに記載の耐火性樹脂組成物。
(11)リン酸系可塑剤は、リン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、芳香族縮合リン酸エステル、リン酸トリクレジル、またはそれらの組み合わせを含む(7)または(8)のいずれかに記載の耐火性樹脂組成物。(12)前記リン化合物は、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部であるポリリン酸アンモニウム類;30〜200重量部であるポリリン酸メラミン;および0よりも大きく200重量部以下であるリン酸系可塑剤;からなる群から選択される少なくとも一つを含む(1)〜(11)のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
(13)前記リン化合物が、ポリリン酸アンモニウム類と、ポリリン酸メラミンおよびリン酸系可塑剤からなる群から選択される少なくとも一つとを含む(1)〜(11)のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
(14)前記リン化合物は、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部であるポリリン酸アンモニウム類と、30〜200重量部であるポリリン酸メラミンおよび0よりも大きく200重量部以下であるリン酸系可塑剤;からなる群から選択される少なくとも一つとを含む(1)〜(11)のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
(15)リン酸系可塑剤が、マトリックス100重量部に対して30〜200重量部のリン酸トリキシレニル、リン酸クレジルジフェニル、リン酸2−エチルヘキシルジフェニル、芳香族縮合リン酸エステル、リン酸トリクレジル、またはそれらの組み合わせである(15)に記載の耐火性樹脂組成物。
(16)リン酸系可塑剤が芳香族環を有するリン酸化合物である請求項(7)に記載の耐火性樹脂組成物。
(17)リン酸系可塑剤がアリールエステルである(7)に記載の耐火性樹脂組成物。
(18)前記マトリックス100重量部に対して、アリールエステルが50〜300重量部である(17)に記載の耐火性樹脂組成物。
(19)アリールエステルがリン酸トリクレジルである(17)または(18)に記載の耐火性樹脂組成物。
(20)フタル酸エステル系可塑剤をさらに含む(1)〜(19)のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
(21)フタル酸エステル系可塑剤の含有量がマトリックス100重量部に対して30〜200重量部である(20)に記載の耐火性樹脂組成物。
(22)フタル酸エステル系可塑剤が、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)(DOP)
フタル酸ジイソデシル(DIDP)、またはそれらの組み合わせである(20)または(21)に記載の耐火性樹脂組成物。
(23) 前記熱膨張性黒鉛:前記リン化合物の重量比が9:1〜1:100であることを特徴とする(1)〜(22)のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
(24) 前記熱膨張性黒鉛:前記リン化合物の重量比が2:1〜1:20であることを特徴とする(1)〜(22)のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。
(25)リン化合物と熱膨張性黒鉛との合計量が500重量部以下である(1)〜(24)のいずれか一項に記載の耐火性樹脂組成物。

0056

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

0057

実施例1
超低密度ポリエチレン(表1中ではVLDPE2およびVLDPE3と表す)(VLDPE2は密度=0.907、MI=3.0の超低密度ポリエチレン、VLDPE3はVLDPE3は、密度=0.910、MI=2.0の超低密度ポリエチレンを表わす)に、中和処理された熱膨張性黒鉛(GREP−EG、東ソー社製)、ポリリン酸アンモニウム(スミセーフP、住友化学社製)、リン酸トリクレジル(サンサイザーTCP 新日本理化株式会社製)、水酸化マグネシウム(キスマ5B、協和化学社製)を表1に示した配合割合で、各成分をロールを用いて溶融混練を行い、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を140℃でプレスし、耐火性評価及び作業性評価に用いる成形体シートを作製した。

0058

1.耐火性評価
(膨張倍率)
得られた成形体から作製した試験片(長さ100mm、幅100mm、厚さ2.0mm)を電気炉に供給し、600℃で30分間加熱した後、試験片の厚さを測定し、(加熱後の試験片の厚さ)/(加熱前の試験片の厚さ)を膨張倍率として算出した。
(残渣硬さ)
膨張倍率を測定した加熱後の試験片を圧縮試験機(カトーテック社製、「フィンガーフイリングテスター」)に供給し、0.25cm2の圧子で0.1cm/秒の速度で圧縮
破断点応力を測定した。
(耐火性の評価)
耐火性について、以下のように評価した。
A:膨張倍率が25倍以上かつ残渣硬さが0.5以上、または膨張倍率が35倍以上かつ残渣硬さが0.4以上、または膨張倍率45倍以上かつ残渣硬さが0.3以上である場合B:膨張倍率が25倍以上かつ残渣硬さが0.3ある場合
C:膨張倍率が25倍以上かつ残渣硬さが0.3を満たさない場合

0059

2.作業性評価
<シート成形性>
得られたシートの外観を目視にて観察し、以下のように評価した。
A:ヒビ等がなく、表面が平滑であるもの
B:ヒビ等はないが、若干、表面が荒れているもの
C:ワレやシワ、ヒビが存在するもの
<作業性>
実施例及び比較例の各々の樹脂組成物をローラー巻付け、作業性としての巻き付け易さを作業者感覚で評価すると共に、巻きつけたテープの割れなどを観察し、以下のように評価した。
A:ローラーの直径が100mmでヒビ等なし
B:ローラーの直径が200mmでヒビ等なし
C:ローラーの直径が200mmでヒビ等あり

0060

実施例2〜20、比較例1〜4
表1に示した配合成分、配合割合で各成分をロールを用いて、溶融混練を行い、樹脂組成物を得た。得られた樹脂組成物を実施例1と同様にして試験片を作製し、耐火性及び作業性の評価を行った。結果を表1に示した。

0061

なお、塩化ビニル樹脂(徳山積水工業株式会社製)、DOP及びDIDP(ジェイプラス社製)、炭酸カルシウム(BF300、白石カルシウム社製)、ポリリン酸メラミン(MPP−A、株式会社 三和ケミカル)、及び水酸化アルミニウム(B703S、日本軽
金属社製)を使用した。芳香族縮合リン酸エステルはリン酸レゾルシノールビス-ジフ
ニル(CR−733S,大八化学工業株式会社)を使用した。他の化合物も市販品を用いた。

0062

表1中、VLDPE1は、密度=0.920、MI=3.0の超低密度ポリエチレンを表す。LDPEは、密度=0.920、MI=7.0の低密度ポリエチレンを表す。

0063

DOPはフタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、DIDPはフタル酸ジイソデシルを表す。

実施例

0064

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