(57)【要約】【課題】カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング、又は、植樹帯等への散布等の屋内及び屋外の使用に適する非ハロゲン系難燃性樹脂組成物を得る。【解決手段】リン酸アンモニウム塩類（重合塩も含む）水溶液と、リン酸エステル類と、樹脂水性エマルジョンとを成分とし、前記リン酸アンモニウム塩類を全成分の総重量に対して１重量％以上配合し、前記リン酸エステル類を前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して４重量％乃至１００重量％配合した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸アンモニウム塩類（重合塩も含む）水溶液と、
リン酸エステル類と、
樹脂水性エマルジョンとを成分とし、
前記リン酸アンモニウム塩類を全成分の総重量に対して１重量％以上配合し、前記リン酸エステル類を前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して４重量％乃至１００重量％配合してなる非ハロゲン系難燃性組成物。
【請求項２】
前記リン酸エステル類を前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して１５重量％以上配合してなる請求項１記載の非ハロゲン系難燃性組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非ハロゲン系難燃性組成物に関し、さらに詳しくは、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング、又は、植樹帯等への散布により難燃性を付与できる非ハロゲン系難燃性組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
難燃性組成物に用いる難燃剤は、プラスチック、ゴム、繊維、紙、木材等高分子材料を難燃化させるために使用される添加剤であり、高分子化合物に分散混合して使用する添加型の難燃剤として、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤及び無機系難燃剤等がある。これらの中で、ハロゲン系難燃剤である臭素系難燃剤は、難燃性、樹脂特性及び経済性等のトータルバランスに優れているため、非常に多くの用途に大量に使用されてきた。
【０００３】
しかしながら、近年において、ダイオキシンによる環境汚染の問題等への配慮から脱ハロゲン化のニーズが高まっており、非ハロゲン系の難燃剤を用いた難燃性組成物が用途別に多数開発されるに至っている。
【０００４】
このような非ハロゲン系難燃性組成物の例として、常温にて固体である芳香族正リン酸エステル及び含窒素化合物を所定量配合してなる熱可塑性樹脂難燃性組成物（特許文献１参照）、リン系難燃剤と無機酸金属塩を所定量配合してなる熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂難燃性組成物（特許文献２参照）、アクリル樹脂に対してポリリン酸アンモニウム、メラミン、多価アルコール及びシリカを所定量配合してなる、鋼材に耐火塗膜を形成する発泡型耐火塗料組成物（特許文献３参照）等がある。
【０００５】
また、道路植樹帯及び公園等の屋外における難燃化に関し、非ハロゲン系難燃性組成物として水溶性アクリル樹脂を用い、この水溶性アクリル樹脂を敷設したバーク材（スギ、ヒノキ等の木質系の樹皮）の上から散布することにより難燃性を付与するもの（特許文献４参照）がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２０９６３６号公報（第２−３頁）
【特許文献２】
特開２０００−３５１９０６号公報（第２−３頁）
【特許文献３】
特開２００１−３２３２１６号公報（第２−５頁）
【特許文献４】
特開２００２−３３５８４４号公報（第２−３頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような非ハロゲン系難燃性組成物は、各種材料の難燃化を目的とする点で共通するが、当然のことながら、使用される用途等により要求仕様が異なるものである。例えば、特許文献１における非ハロゲン系難燃性組成物は、熱可塑性樹脂の加工時の作業性、配合物の耐熱性・耐湿性、機械的強度及び難燃性向上を目的として発明されたものである。また、特許文献２における非ハロゲン系難燃性組成物は、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂における高い難燃効果の発揮を目的として発明されたものである。さらに、特許文献３における非ハロゲン系難燃性組成物は、火災時における塗膜のタレ、割れ、剥離・脱落等の抑制、鋼材に対する付着強度の向上及び均一発泡性の向上を目的として発明されたものである。さらにまた、特許文献４は、非ハロゲン系難燃性組成物として水溶性アクリル樹脂を選定し、この水溶性アクリル樹脂を敷設したバーク材の上から散布するものであり、難燃化及び防草化並びに施工の容易化及び景観性の向上等を目的として発明されたものである。
【０００８】
特許文献１乃至３に記載された従来の非ハロゲン系難燃性組成物に係る発明は、前記各発明の目的を達するものであるが、本発明が着目する、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング、又は、植樹帯等への散布により難燃性を付与できる非ハロゲン系難燃性組成物の組成を開示するものではない。
【０００９】
また、特許文献４に記載された発明は、植樹帯等への散布により難燃性を付与する発明であるが、屋外での使用であり、継続的多量のたばこの投げ捨て等に対する長期間に亘る難燃性保持実現のニーズが強いものである。さらに、非ハロゲン系難燃性組成物自体の発明ではない。
【００１０】
本発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング、又は、植樹帯等への散布による難燃性付与に好適な非ハロゲン系難燃性組成物を得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物は、前述の課題解決のため、リン酸アンモニウム塩類（重合塩も含む）水溶液と、リン酸エステル類と、樹脂水性エマルジョンとを成分とし、前記リン酸アンモニウム塩類を全成分の総重量に対して１重量％以上配合し、前記リン酸エステル類を前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して４重量％乃至１００重量％配合してなるものである。
【００１２】
ここで、前記リン酸エステル類を前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して１５重量％以上配合すると好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物に用いるリン酸アンモニウム塩類（重合塩も含む）は、リン酸二水素アンモニウム塩、リン酸水素二アンモニウム塩及びポリリン酸アンモニウム塩等の１種又はこれらの混合物であり、常温で粉状のものである。
【００１４】
また、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物に用いるリン酸エステル類は、油溶性のトリアリールリン酸エステル若しくはアルキルアリールリン酸エステル等、又は、水溶性のトリアルキルリン酸エステル若しくはリン酸カルバメート等の１種又はこれらの混合物であり、常温で液状のものである。
【００１５】
さらに、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物に用いる樹脂水性エマルジョンは、エチレン酢酸ビニール共重合体エマルジョン（ＥＶＡ）、スチレンブタジエン共重合体ラテックス（ＳＢＲラテックス）、カチオン化重合樹脂水性エマルジョン、ポリエステル樹脂水性エマルジョン、アクリルスチレン共重合体エマルジョン及びアクリル共重合体エマルジョン等の１種又はこれらの混合物である。
【００１６】
本発明において、前記リン酸アンモニウム塩類水溶液と前記リン酸エステル類とを複合配合するのは、複合配合による相乗効果を得るためである。すなわち、前記リン酸アンモニウム塩類水溶液と前記リン酸エステル類との複合配合により、以下の（１）乃至（３）の作用効果が得られる。
【００１７】
（１）前記リン酸アンモニウム塩類の加熱による発泡分解で火源が遮られると共に、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物を表面コーティングしてなる被難燃化材であるカーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等、又は、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物を散布してなる被難燃化材である植樹帯のバーク材等の表面が覆われ、灰化し燃え広がりがなくなる。
（２）さらに、樹脂の難燃については、最初に、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物の前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分が燃えて小さい炎を生じるが、前記リン酸エステル類の作用により樹脂成分の燃焼の進行を抑制することができる。
（３）さらにまた、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング性、又は、植樹帯等への散布性が向上すると共にコスト低減を図ることができる。
【００１８】
また、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物は、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング、又は、植樹帯等への散布等の屋内及び屋外の使用に適するが、特に屋外での使用には前記リン酸エステル類として油溶性のものがより適している。
【００１９】
さらに、本発明において、前記樹脂水性エマルジョンを用いるのは、前記リン酸エステル類を、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング、又は、植樹帯等への散布における作業性を向上するために低粘度になるように配合設定し、前記リン酸エステル類を溶かし込んでμｍオーダの分散難燃材とすると共に全体に均一性を保ち、難燃性を安定的に発揮させるためである。
【００２０】
以下において、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物における各成分の配合について説明する。
【００２１】
前記リン酸アンモニウム塩類の添加量は、全成分の総重量に対して１重量％〜飽和水溶液濃度までである。前記リン酸アンモニウム塩類の添加量が全成分の総重量に対して１重量％未満の場合は、難燃効果が期待できない。また、前記リン酸アンモニウム塩類水溶液における前記リン酸アンモニウム塩類の添加量が２０重量％を超えると、例えば０℃での保管中に析出する可能性がある。
【００２２】
前記リン酸エステル類の添加量は、前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して４重量％〜１００重量％の範囲であり、より好ましくは１５重量％〜１００重量％の範囲である。前記リン酸エステル類の添加量が前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して４重量％未満の場合、難燃性が低下する。また、前記リン酸エステル類の添加量が１００重量％を超えると、コーティング又は散布時の作業性が低下すると共にコストが上昇し実用的でない。さらに、前記リン酸エステル類の添加量が１５重量％以上であれば、特に屋外使用時における長期間に亘る難燃性保持効果が高い。
【００２３】
【実施例】
以下において、本発明の特徴をより明らかにするべく、実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２４】
表１は混合安定性及びコーティング性・散布性の評価試験結果の例を示したものであり、リン酸アンモニウム塩類水溶液として、リン酸二水素アンモニウム塩（米山化学工業（株）製の「リン酸一アンモニウム」）１５％水溶液を、リン酸エステル類として、イソプロピル化フェノールを原料とするトリアリールリン酸エステル（リン酸トリアリールイソプロピル化物、味の素ファインテクノ（株）製の「レオフォス３５」）、クレジルキシレニルホスフェート（大八化学工業（株）製の「ＰＸ−１１０」）、ポリリン酸カルバメート（丸菱油化工業（株）製の「ノンネンＷ２−５０」）、トリメチルホスフェート（大八化学工業（株）製の「ＴＭＰ」）、トリエチルホスフェート（大八化学工業（株）製の「ＴＥＰ」）及びトリクレジルホスフェート（大八化学工業（株）製の「ＴＣＰ」）を、樹脂水性エマルジョンとして、ＥＶＡ（住友化学工業（株）製の「スミカフレッスクスＳ−５１０」、ポリマー成分は５５重量％）、ＳＢＲラテックス（ＢＡＳＦディスパージョン（株）製の「スチロファンＳＤ６０９」、ポリマー成分は５３重量％）、カチオン化重合樹脂水性エマルジョン（日本エヌエスシー（株）製の「ヨドゾールＡＦ９４３」、ポリマー成分は６０重量％）、脂肪族ポリエステル樹脂エマルジョン（昭和高分子（株）製の「ビオノーレＥＭ−９０１」、ポリマー成分は５５〜６０重量％、表１ではポリマー成分を６０重量％とした）及びアクリルスチレン樹脂水性エマルジョン（ＢＡＳＦディスパージョン（株）製の「アクロナールＹＪ−１５５５Ｄ」、ポリマー成分は５６重量％）を使用した。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１中の混合安定性の「○」は、混合後２週間後の評価においても均一に混合しているもの、「×」は、混合後２週間後の評価において分離しているもの、を示している。また、表１中のコーティング性・散布性の「○」は、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング性、又は、植樹帯等への散布性がよいもの、「×」は、粘度が高いため前記表面コーティング性又は散布性が悪くなり作業性が低下するもの、を示している。
【００２７】
表１中の実施例１乃至１６は、いずれも混合安定性及びコーティング性・散布性が「○」であり、混合安定性、並びに、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング性、又は、植樹帯等への散布性がよいことがわかる。また、比較例１及び２より、樹脂水性エマルジョンのポリマー成分に対するリン酸エステル類の配合比が高くなると、粘度が高くなるため、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング性、又は、植樹帯等への散布性が低下することがわかる。
【００２８】
次に、難燃性の評価試験結果について説明する。本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物は、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング、又は、植樹帯等への散布等の屋内及び屋外の使用に適するが、特に条件の厳しい道路植樹帯への使用を想定した難燃性評価試験を行った。
【００２９】
道路植樹帯に敷設したバーク材（スギ、ヒノキ等の木質系の樹皮）の上から本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物を散布した場合の難燃性評価を行うため、粉砕バークを乾燥させて厚さが約５０ｍｍとなるように敷設し、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物の試料液を２ｋｇ／ｍ２の散布量で均一になるように散布した。この散布量で、前記難燃性樹脂液は、前記敷設バーク材に約２０乃至４０ｍｍ程度浸透する。
【００３０】
継続的多量のたばこの投げ捨てに対しても難燃性が確保できるかどうかを評価するために、（１）チャッカ  マン（登録商標）の炎を連続して１分間固定箇所（任意の３箇所）に当てる試験（以下、「チャッカ  マン（登録商標）試験」と呼ぶ）、（２）電子着火式強力耐風バーナー（コーナン商事（株）、ＦＩＥＬＤ  ＣＨＡＣＫＥＲ  ＩＩ  ＫＥＹ−２５１Ｓ）の炎を連続して３０秒間固定箇所（任意の３箇所）に当てる試験（以下、「携帯式バーナー試験」と呼ぶ）、を行った。
【００３１】
また、長期間に亘る難燃性保持効果を評価するための耐水性試験（溶出性、耐候性）を評価するために、（３）屋外暴露６箇月経過後におけるチャッカ  マン（登録商標）試験及び携帯式バーナー試験（以下、「屋外暴露試験」と呼ぶ）、（４）１週間連続して水中に浸漬させた後に乾燥させて行うチャッカ  マン（登録商標）試験及び携帯式バーナー試験（以下、「水中浸漬試験」と呼ぶ）、を行った。
【００３２】
表２は、難燃性の評価試験結果の例を示したものである。表２中の「○」は、各難燃性試験において、火源除去後に火が消える自己消火性を有していることを示している。また、燃焼後のバーク材の表面状態が黒化又は灰化しており、下方への類焼もないことを示している。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２の実施例１７乃至２４のいずれの配合においても、（１）「チャッカ  マン（登録商標）試験」、（２）「携帯式バーナー試験」、（３）「屋外暴露試験」、（４）「水中浸漬試験」において、前記自己消火性等の難燃性を有している。特に、火源をタバコの火よりも対象を直接引火させる作用が大きい「チャッカ  マン（登録商標）」及び「電子着火式強力耐風バーナー」として、（３）「屋外暴露試験」、（４）「水中浸漬試験」を満足することから、本発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物によれば、継続的多量のたばこの投げ捨て等に対しても、長期間に亘り十分な難燃性を保持できるものと考えられる。
【００３５】
【発明の効果】
この発明に係る非ハロゲン系難燃性組成物によれば、以下に示すような効果を奏する。
【００３６】
請求項１に係る非ハロゲン系難燃性組成物は、リン酸アンモニウム塩類（重合塩も含む）水溶液と、リン酸エステル類と、樹脂水性エマルジョンとを成分とし、前記リン酸アンモニウム塩類を全成分の総重量に対して１重量％以上配合し、前記リン酸エステル類を前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して４重量％乃至１００重量％配合したので、カーテン、カーペット等の繊維類若しくは木材等への表面コーティング、又は、植樹帯等への散布等の屋内及び屋外の使用において、前記被難燃材に対して十分な難燃性を付与することができる。
【００３７】
また、請求項２に係る非ハロゲン系難燃性組成物は、請求項１に係る非ハロゲン系難燃性組成物において、前記リン酸エステル類を前記樹脂水性エマルジョンのポリマー成分の重量に対して１５重量％以上配合したので、特に屋外使用時における長期間に亘る難燃性保持効果が高い。