(57)【要約】【課題】親水性の弱い素材にも容易に難燃化又は不燃化処理できる方法及び、そのような処理をした部材の提供を目的とする。【解決手段】親水性ポリマーの水分散液と、ポリホウ酸ナトリウム水溶液、又はポリケイ酸ナトリウム水溶液とを混合した処理液を作成し、前記処理液に浸漬及び乾燥するか、あるいは前記処理液を塗布及び乾燥させたことを特徴とする。【選択図】  図１
2010046659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親水性ポリマーの水分散液と、
ポリホウ酸ナトリウム水溶液、又はポリケイ酸ナトリウム水溶液とを混合した処理液を作成し、前記処理液に浸漬及び乾燥するか、あるいは前記処理液を塗布及び乾燥させたことを特徴とする難燃化又は不燃化処理部材。
【請求項２】
親水性ポリマーの水分散液は、ポリエステル樹脂を主成分とするエマルション液であることを特徴とする請求項１記載の難燃化又は不燃化処理部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃化又は不燃化の処理を施した製品に関する。
難燃化又は不燃化の対象物は、天然繊維、合成繊維、化学繊維、合成紙、木材、竹材等の原料及びこれら原料から製造される製品、例えば、カーペット等の敷物、床材、壁材、天井材等の建装品等の繊維製品又は合成樹脂製品、あるいは、連続発泡の軟質及び半硬質ウレタンフォーム、ポリエステル製不織布及びカーペットのアンダーフェルトであるウレタンフォームにポリエステル不織布を貼り合せたものなどが考えられる。
なお、本明細書において「難燃化処理」とは火炎を当てると着火するが火炎を離すとすぐに自己消火して炭化するレベルをいい、「不燃化処理」とは着火しないことをいう。
【背景技術】
【０００２】
化学繊維や合成繊維を使用した織地、編地又は不織布等を難燃化させる薬剤は従来より各種提案されている。
臭素系及び塩素系の難燃剤は高温によりそれぞれ臭素系の有害ガス及び塩化水素系の有害ガスが発生し、ダイオキシン類が発生する問題がある。
また、これら薬剤は、不燃化という点からはその効果は不十分なものである。
【０００３】
また、有害ガスが発生しない難燃化及び不燃化剤として、下記特許文献１に示されるポリホウ酸ナトリウム水溶液（株式会社トラストライフ製、商品名「ファイアレスＢ」）、又は下記特許文献２に示されるポリケイ酸ナトリウム水溶液（株式会社トラストライフ製、商品名「ファイアレスＳ」）が知られており、これらの難燃化及び不燃化剤は、火炎との接触により発泡化することで難燃又は不燃効果を有している。
これらの難燃化及び不燃化剤は、ポリエステル系、ナイロン系、ポリプロピレン系等の化学繊維製品、合成繊維製品及びこれらの樹脂を使用した樹脂フィルム、ウレタンフォーム、発泡スチロール等の発泡樹脂体、樹脂成分を含有する合成紙等に対して適用しやすくしたものである。
しかし、このポリホウ酸ナトリウム水溶液又はポリケイ酸ナトリウム水溶液は、親水性に劣る被処理製品に付着しにくい場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１２７００号公報
【特許文献２】特開平１−３１３３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、親水性の弱い素材にも容易に難燃化又は不燃化処理できる方法及び、そのような処理をした部材の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る難燃化又は不燃化処理部材は、親水性ポリマーの水分散液と、ポリホウ酸ナトリウム水溶液、又はポリケイ酸ナトリウム水溶液とを混合した処理液を作成し、前記処理液に浸漬及び乾燥するか、あるいは前記処理液を塗布及び乾燥させたことを特徴とする。
【０００７】
ここで、親水性ポリマーは被処理素材に親水性を付与するものであれば特に限定されないが、親水性ポリマーの水分散液は、ポリエステル樹脂を主成分とするエマルション液であってもよい。
【０００８】
なお、難燃化又は不燃化処理の対象物は、そのままでは燃え易いものを対象とするものであり、例えば繊維糸又は繊維構造体、樹脂フィルム、発泡樹脂体、樹脂との合成紙、木材、竹材等が考えられ、繊維は天然繊維、合成繊維、化学繊維等をいい、化学繊維としては具体的にはポリエステル系繊維、ナイロン系繊維、ポリプロピレン系繊維等をいう。
合成繊維としては、綿とポリエステルの混紡等の天然繊維との混紡も含まれる。
繊維構造体としては、上記繊維を使用した生地や製品であり、織地、編地又は不織布等の生地化手段及び製品化手段を問わない。
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム等を挙げることができ、発泡樹脂体としては発泡ウレタンフォーム、発泡スチロール等がある。
【０００９】
本発明は、親水性ポリマーが強く付着しやすい素材に効果的であり、親水性ポリマーがポリエステル樹脂を主成分とするエマルションである場合には、ポリエステル系繊維又はウレタンフォーム素材に効果的である。
【００１０】
また、難燃化又は不燃化処理部材にアルミ箔を積層すると、火炎による局部加熱に対するウレタンフォーム等の変形を防止することができる。
アルミ箔は積層できるレベルであれば厚みは特に限定されないが、取り扱いやすい点からは１０μｍ〜３０μｍ程度の厚みが好ましい。
アルミ箔は用途により難燃化又は不燃化処理対象物の必要な面に積層すればよく、平板状のものであれば片面又は両面に積層してもよい。
難燃化又は不燃化処理物の表面にアルミ箔を積層したものは不燃材料としてのみならず、軽量化材、防音材、断熱材としても使用できる。
特に不燃化処理物のベース材として発泡ウレタンフォームを使用すると、熱伝導率０．０２Ｗ／ｍＫで、従来のグラスウールの熱伝導率０．０４Ｗ／ｍＫの半分となり、断熱性及び環境性に優れる。
なお、難燃化又は不燃化処理の対象物に対して、処理剤塗布面に金属板、例えば厚みが０．３ｍｍ以上のアルミ板や綱板を積層する方法を採用してもよい。
【００１１】
さらに、アルミ箔積層面に不燃化処理を施した面部材を積層する方法を採用してもよい。
不燃化処理物の表面にアルミ箔を積層した場合には、そのままでは内装及び外装の建材として使用するには美観上の問題がある。
アルミ箔積層面に不燃化処理を施した面部材、即ち建築用の意匠建材として使用されるもの、例えば杉材等の木製単板、割竹や網竹のような竹製単板、あるいは竹や繊維を編んだ網代等を重ね合せて積層すると、この問題が解決される。
なお、前記の単板や網代も本発明に係る難燃化又は不燃化処理を施してあるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、ポリホウ酸ナトリウム水溶液又はポリケイ酸ナトリウム水溶液に親水性ポリマーの水分散液を混合したので、ポリホウ酸ナトリウム水溶液単独又はポリケイ酸ナトリウム水溶液単独では強固に付着しにくい素材であっても親水性ポリマーがバインダーとして作用するので優れた難燃化又は不燃化効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１２の接炎試験結果を示す。
【図２】実施例１３の接炎試験結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に用いる親水性ポリマーは、コタニ化学工業株式会社製の商品名（クインスタットＮＷ−Ｅｃｏｎｃ）として販売されているポリエステル樹脂が好適に使用される。
また、本発明に用いるポリホウ酸ナトリウム水溶液は、中性である点に特徴があり、前記特許文献１に記載されている発明を取り込むことができ、ホウ酸、ホウ砂を原料として、ホウ酸又はホウ砂単独の溶解度（２０℃）以上に濃度を高くした溶液であり、例えば株式会社トラストライフ製の商品名（ファイアレスＢリキッド）として販売されている固形分濃度約１６％、比重１．１、ｐＨ＝７の薬剤が好適に使用される。
さらに、本発明に用いるポリケイ酸ナトリウム水溶液は、弱アルカリ性である点に特徴があり、前記特許文献２に記載されている発明を取り込むことができ、シロキサン及びシラノール塩を主成分とする混合水溶液であり、加熱により発泡性を有しており、例えば株式会社トラストライフ製の商品名（ファイアレスＳ）として販売されている固形分濃度約４０％、比重１．４、ｐＨ＝１２〜１３の薬剤が好適に使用される。
なお、火炎により安定した発泡層を形成するには、これらは重合体として１０〜５０ｇ／ｍ２以上の付着量とすることが望ましく、付着量は多い方が難燃化及び不燃化の効果が高いが、最大付着量は対象物の物性により定まる。
また、着火しても火炎を遠ざけると自己消火する難燃化レベルでよい場合には、５〜１０ｇ／ｍ２程度の付着量でよい。
【００１５】
ポリホウ酸ナトリウム水溶液（ファイアレスＢリキッド、ポリホウ酸ナトリウムの固形分濃度１６％）に親水性ポリマーの水分散液（クインスタットＮＷ−Ｅｃｏｎｃ）を混合する場合に、ポリホウ酸ナトリウム水溶液１００重量部に対して、親水性ポリマーの水分散液、１〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部混合するのがよい。
第１の一液処理剤として、ファイアレスＢリキッド（ポリホウ酸ナトリウムの固形分濃度１６％）とクインスタットＮＷ−Ｅｃｏｎｃ（ポリエステル樹脂濃度１．５％の水溶液）とを９８．５％と１．５％との割合で混合した試験用処理剤５００ｍｌを準備した。
【実施例１】
【００１６】
ポリエステル系繊維からなる不織布を前記試験用処理剤に浸漬し、１００℃以下で乾燥させ、この試験片に１０００〜１３００℃程度のバーナー火炎を約２０分間接炎した結果、燃焼することがなく、黒煙や有害なガス発生がなく、表面が炭化するのみであった。
なお、炭化部分の周囲には発泡した部分が認められた。
すなわち、付着したポリホウ酸ナトリウム重合体が火炎により発泡し、無機発泡構造を形成したと認められる。
【実施例２】
【００１７】
ユニチカ製不織布（商品名スパンボンド）を前記試験用処理剤に１秒〜１分間浸漬及び乾燥したものを、実施例１と同様の燃焼試験を行ったところ、実施例１と同様の結果となった。
なお、浸漬時間は対象物の大きさによって異なり、液が対象物全体に浸透するまで２〜５分程度を要する場合もある。
【実施例３】
【００１８】
連続発泡ウレタンフォームを前記試験用処理に浸漬し、乾燥させて、実施例１と同様の燃焼試験を行ったところ、実施例１と同様の結果となった。
【実施例４】
【００１９】
ポリエステル繊維をパルプに添加してなる合成紙に前記試験用処理剤をスプレー塗布し、乾燥させ、これに火炎を当てると数秒後に着火したが、火炎を遠ざけると自己消火した。
【実施例５】
【００２０】
幅５０ｃｍ×長さ１００ｃｍで、厚み５ｍｍ、１０ｍｍ、５０ｍｍの発泡ウレタンフォームを前記試験用処理剤に浸漬し、乾燥させて、１０００〜１３００℃のバーナーで接炎しても燃焼することはなかった。
【実施例６】
【００２１】
幅２０ｃｍ×長さ５０ｃｍで、厚み５ｍｍ、１０ｍｍ、５０ｍｍの発泡ウレタンフォームを前記試験用処理剤に浸漬し、乾燥させて、１０００〜１３００℃のバーナーで接炎しても燃焼することはなかった。
【実施例７】
【００２２】
次に実施例５及び６において得られた不燃化物の表面に２０μｍのアルミ箔を貼り付けた試料を作成し、コーンカロリーメーターによる総発熱量試験を実施した。
アルミ箔を貼り付けるためにアクリル系樹脂接着剤を使用したが、ウレタン樹脂系、シリコン系、レゾルシノール、膠でもよい。
試験結果は問題なく、変形、溶融、亀裂等の損傷は一切なく、また、有害な煙やガスの発生もなかった。
【実施例８】
【００２３】
実施例５において作成した厚み１０ｍｍウレタンフォームの不燃化処理物を水に浸漬し、次に絞り乾燥させる工程を１０回繰り返してその後に燃焼試験を実施した。
その結果、２０分間の総発熱量は低かったことから実施例５に係る不燃化処理物は耐水性に優れ、ポリホウ酸ナトリウム重合体が洗浄によっても脱落しないことが明らかになった。
【実施例９】
【００２４】
実施例１において作成したポリエステル性の不織布を水に浸漬し、次に絞り乾燥させる工程を３回繰り返し、１０００〜１３００℃のバーナー火炎を２０分間接炎したが燃焼しなかった。
その結果、実施例１に係る不燃化処理物は、ポリホウ酸ナトリウムの重合体が洗浄によっても脱落しないことが明らかになった。
【実施例１０】
【００２５】
実施例７において作成した厚み２０μｍのアルミ箔を貼付した発泡ウレタンフォームの不燃化処理物に対して、そのアルミ箔表面に面部材として厚み０．５ｍｍ杉材単板をアクリル系接着剤で貼り合せた建築用材料を作成した。
この場合において、前記面部材をファイアレスＢリキッドに浸漬し、乾燥させたものを使用する。
このようにして得られた建築用材料をコーンカロリーメーターで測定したところ不燃性が維持されていた。
本実施例において積層する面部材は、杉板単板に限らず、平割竹の単板を積層してもよく、竹を編んだ網代または竹や木材と繊維を編んだ網代でもよい。
【実施例１１】
【００２６】
アカマツ辺材に対して前記試験用処理剤に浸漬したサンプル（処理量１１０ｇ／ｍ２）と無処理のサンプルに対して表面処理用木材防蟻剤の室内防蟻効力試験方法（ＪＷＰＡ−ＴＷ−Ｓ，１）にてシロアリ試験を実施した結果、前記試験用処理剤に浸漬し、乾燥させたサンプルは３週間後の質量の減少率が低く、職蟻の死亡率が高かったが、無処理のサンプルは３週間後の質量の減少率が高く、職蟻の死亡率が低かった。
このことから、本実施例に係る建築材は防蟻効果も優れていることが明らかになった。
【実施例１２】
【００２７】
次に第２の一液処理剤として、ポリホウ酸ナトリウム水溶液（ファイアレスＢリキッド、固形分濃度１６％）１００重量部に対して、ポリエステル樹脂のエマルション液（クインスタットＮＷ−Ｅｃｏｎｃ）１０重量部を混合した処理液を作成した。
この処理液に連泡性発泡低反発ウレタンフォーム（厚み１０ｍｍ，軟質ウレタンフォーム）を液中で押圧脱空気しながら約１分間浸漬し、その後に液中から引き上げ、処理液が滴下しない程度に軽く絞り、その後に自然乾燥させた。
処理後の重量から処理前の重量を差し引くと固形分量は１５〜２０ｋｇ／ｍ３であった。
この製品に、１０００〜１３００℃のバーナー炎を接炎したが、図１の写真に示すように炭化層とその周囲に発泡層ができるだけで燃焼しなかった。
【実施例１３】
【００２８】
第３の一液処理剤として、ポリホウ酸ナトリウム水溶液（ファイアレスＢリキッド、固形分濃度１６％）１００重量部に対して、ポリエステル樹脂のエマルション液（クインスタットＮＷ−Ｅｃｏｎｃ）５重量部を混合した処理液を作成した。
この処理液に次のようなクッション剤を浸漬処理した。
クッション材は、目付量６８０ｇ／ｍ２〜８５０ｇ／ｍ２のウレタンフォームのカット屑を圧着した材料の片面に目付量１５ｇ／ｍ２のポリエステル製の不織布を貼り付けたものを試験用に用いた。
押圧してクッション材中の空気を脱ぐようにして約１分間浸漬し、その後に引き上げて軽く絞り自然乾燥させた。
固形分の付着量は、１０〜１５ｋｇ／ｍ３であった。
この製品に火炎温度１０００〜１３００℃のバーナー炎を１分間接炎した結果、図２に示すようにポリエステル不織布の面は発泡層により着炎しなかった。
また、ウレタンフォームの部分は接炎により若干燃焼したが、火炎を遠ざけると自己消火した。
【実施例１４】
【００２９】
上記第３の一液処理剤に、２００ｍｍ×２００ｍｍ×厚み１ｍｍのポリエステル不織布生地（約８ｇ）を約１分間浸漬し、その後に１００℃以下で乾燥した。
乾燥後の重量は１２ｇであったから、固形分の付着量は４ｇであった。
この製品に火炎温度１０００〜１３００℃の火炎を約３分間接炎したが燃焼することなく、黒煙や有毒ガスの発生もなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る難燃化又は不燃化処理方法は、カーペット等の敷物やカーテンあるいは床材、壁材、天井材等の建装品のような天然繊維、合成繊維、化学繊維等からなる繊維製品、又は合成樹脂製品に対して利用することができる。
従って、一般建造物の外装材及び内装材のみならず、乗用車等の車両や船舶、航空機等の輸送機械の内装材に利用可能である。
【図１】
2010046659.tif 000003
【図２】
2010046659.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系繊維又は、ウレタンフォーム素材を、ポリエステル樹脂を主成分とするエマルション液とポリホウ酸ナトリウム水溶液の混合液に浸漬又は当該混合液を塗布し、その後に乾燥することを特徴とするポリエステル系繊維又はウレタンフォーム素材の難燃化又は不燃化処理方法。
【請求項２】
ポリエステル系繊維又は、ウレタンフォーム素材を、ポリエステル樹脂を主成分とするエマルション液とポリケイ酸ナトリウム水溶液の混合液に浸漬又は当該混合液を塗布し、その後に乾燥することを特徴とするポリエステル系繊維又はウレタンフォーム素材の難燃化又は不燃化処理方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、ポリエステル系繊維又は、ウレタンフォーム素材を、ポリエステル樹脂を主成分とするエマルション液とポリホウ酸ナトリウム水溶液の混合液に浸漬又は当該混合液を塗布し、その後に乾燥することを特徴とする。
また、ポリホウ酸ナトリウム水溶液の替わりにポリケイ酸ナトリウム水溶液を用いてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月6日(2010.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系繊維又は、ウレタンフォーム素材を、ポリホウ酸ナトリウム水溶液１００重量部とポリエステル樹脂の水分散液１〜１０重量部との混合液に浸漬又は当該混合液を塗布し、その後に乾燥することを特徴とするポリエステル系繊維又はウレタンフォーム素材の難燃化又は不燃化処理方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、ポリエステル系繊維又は、ウレタンフォーム素材を、ポリホウ酸ナトリウム水溶液１００重量部とポリエステル樹脂の水分散液１〜１０重量部との混合液に浸漬又は当該混合液を塗布し、その後に乾燥することを特徴とする。
また、ポリホウ酸ナトリウム水溶液の替わりにポリケイ酸ナトリウム水溶液を用いてもよい。