(57)【要約】【課題】パルプ繊維製品の難燃化に使用する硫酸アンモニウムによる経時変化を抑え、その難燃機能を損なうことなく、パルプ繊維製品の変褪色を防止し、高品質の難燃パルプ繊維製品を経済的に得る。【解決手段】トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウムに混合して難燃剤を組成し、セルロース系パルプを主材として構成されるパルプ繊維製品に付与する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウムに混合して成る難燃剤。
【請求項２】
トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウム１００重量部に対して０．５〜５．０重量部混合して成る難燃剤。
【請求項３】
セルロース系パルプを主材として構成され、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウムに混合して成る難燃剤が付与されているパルプ繊維製品。
【請求項４】
古紙パルプを主材として構成され、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウムに混合して成る難燃剤が付与されているパルプ繊維製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包装紙、壁紙等の紙類、ダンボール、パルプ繊維質ボード等のパルプ繊維製品の難燃化技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
パルプ繊維製品用難燃剤には、水酸化アルミニウムが広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
水酸化アルミニウムは、非水溶性の固形の粉末であり、それをパルプに多量混合して使用すると、パルプ繊維製品の物性強度の低下を招く。そこで本発明者は、パルプ繊維製品用難燃剤につき鋭意研究し、硫酸アンモニウムが極めて安価でパルプ繊維製品の難燃化に極めて有効であるとの知見を得た。ところが硫酸アンモニウムによって難燃化されたパルプ繊維製品の品質が経時変化し、変色劣化する点が問題になった。この点について検討するに、硫酸アンモニウムは、肥料に使用して土壌の酸性化を招くのと同じように、大気中の湿気を受けて加水分解を起こし、そのとき生じる硫酸成分がパルプ繊維を酸性化し変色劣化させ、同時に生じるアンモニウム成分が気化して大気中に放散し、パルプ繊維の難燃性能が低下するものと思われた。
【０００４】
【発明の目的】
そこで本発明は、パルプ繊維製品の難燃化に使用される硫酸アンモニウムの大気中の湿気による加水分解を抑え、その難燃機能を損なうことなく、パルプ繊維製品の変褪色や劣化を防止し、高品質の難燃パルプ繊維製品を経済的に得ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る難燃剤は、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウムに混合して成ることを第１の特徴とする。
【０００６】
本発明に係る難燃剤の第２の特徴は、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウム１００重量部に対して０．５〜５．０重量部混合して成る点にある。
【０００７】
本発明に係るパルプ繊維製品は、セルロース系パルプを主材として構成され、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウムに混合して成る難燃剤が付与されていることを第１の特徴とする。
【０００８】
本発明に係るパルプ繊維製品の第２の特徴は、上記第１の特徴に加え、古紙パルプを主材としてパルプ繊維製品を構成した点にある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において「セルロース系パルプ」とは、ナイロン、ポリオレフィン繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維等の熱可塑性合成繊維を素材とする合成樹脂系パルプから区別されるケナフや針葉樹等の草木を叩解して得られる植物繊維やその植物繊維を出発原料とするレーヨン等のセルロース系繊維を素材とするパルプを意味し、それには草木を叩解した新生パルプのほかに、新聞、雑誌、襖紙、障子紙、壁紙、包装紙、ティッシュペーパー、ウエットティッシュ、ダンボール、紙製牛乳パック、紙製セメント袋、石膏ボード表面保護紙、繊維質ボード等を叩解した古紙パルプも含まれる。従って本発明における「パルプ繊維製品」には、難燃化が必要とされる襖紙、障子紙、壁紙、石膏ボード表面保護紙等の抄造紙のほか、繊維質ボードの如く定盤や成形金型間で加圧成形される繊維質成形品も含まれる。
【００１０】
アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリ、水酸化リチウムが使用される。アルカリ土類金属の水酸化物としては、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウム、水酸化セリウムが使用される。
【００１１】
硫酸アンモニウム、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物は、それぞれ水溶液として調製され、セルロース系パルプ（以下、単にパルプと言う。）と混練して使用される。硫酸アンモニウムは、パルプ繊維製品用難燃剤の主剤を成すものであり、パルプ１００重量部に対し５〜３０重量部混合して使用するとよい。トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物は、硫酸アンモニウムの大気中の湿気による加水分解を抑える分解抑制剤ないしパルプ繊維製品の酸性化防止剤として使用されるものであり、それらは硫酸アンモニウム１００重量部に対して１０重量部以下、好ましくは０．５〜５重量部混合して使用する。トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物は、その何れか１種類を加水分解抑制剤ないし酸性化防止剤として使用すればよく、その何れか２種類以上を併用することは必ずしも必要とされない。その加水分解抑制剤ないし酸性化防止剤として最適なものはトリエタノールアミンと水酸化ナトリウムであり、特に、水酸化ナトリウムの使用が推奨される。
【００１２】
トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物が、パルプ繊維製品の変褪色防止に寄与する理由は、必ずしも明らかではないが、これらが直接、又は、これらと硫酸アンモニウムとの化合物が、ＰＨ緩衝剤の如く機能し、硫酸アンモニウムの大気中の湿気による加水分解を抑え、パルプ繊維製品の酸性化を抑制しているものと思われる。しかし、硫酸アンモニウムを主剤とするパルプ繊維製品用難燃剤それ自体、或いは、それによって難燃化されたパルプ繊維製品それ自体は、トリエタノールアミンそれ自体、或いは、アルカリ金属の水酸化物それ自体、或いは又、アルカリ土類金属の水酸化物それ自体を含まず、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の何れかと硫酸アンモニウムとの生成物を含むものであってもよい。何故なら、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物が、如何にパルプ繊維製品に作用して変褪色防止機能を営んでいるのか、その変褪色防止機能については必ずしも明らかではないからである。
【００１３】
ただ確かなことは、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、または、アルカリ土類金属の水酸化物の添加された硫酸アンモニウムを難燃剤としてパルプ繊維製品に適用するとき、それらを添加せずに硫酸アンモニウムを難燃剤として適用した場合と同等の防炎効果が得られ、且つ、パルプ繊維製品の変色劣化を伴わなず、その硫酸アンモニウム１００重量部に対する添加量が１重量部以下となる微量であっても好結果が得られる、と言う事実である。従って言い方を変えれば、本発明の特徴は、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物の中の何れか１種以上を、硫酸アンモニウムに混合する難燃剤の製法と、その製法によって得られた難燃剤をパルプに混合するパルプ繊維製品の製法にある、と言うことも出来る。それ故に、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、又は、アルカリ土類金属の水酸化物が、硫酸アンモニウムと如何なる化合物を生成しているか、或いは、それらがパルプに反応して如何なる化合物を生成しているかは、本発明の特徴を左右しない。
【００１４】
パルプには、天然ゴム、合成ゴム、アクリル樹脂、イソシアネート系樹脂、フェノール樹脂等のバインダー、珪藻土、カオリン、ベントナイト、炭酸カルシウム等の充填剤、ポリプロピレン繊維その他の合成繊維、ロックウール、ガラス繊維等の補強材が適宜混合される。種々実験するに、イソシアネート系樹脂をバインダーに使用したパルプ繊維製品が、他のゴムや樹脂をバインダーに使用したパルプ繊維製品に比して防炎性に優れており、その実験結果からして、バインダーにはイソシアネート系樹脂を使用することが推奨される。
【００１５】
パルプ繊維製品は、パルプを二層抄き、三層抄き等、多層積層して抄造することが出来、その多層積層される各層の組成、特に硫酸アンモニウムの配合量を各層毎に変えることも出来、適宜表面化粧を施して仕上げることも出来る。又、加圧成形されるパルプ繊維製品では、その加圧成形する定盤や金型の表面を化粧材によって被覆し、この化粧材の上にパイプを堆積して加圧成形することも出来る。
【００１６】
パルプには、特にパルプ繊維製品の表面を化粧材で被覆して仕上げる場合には、硫酸アンモニウムの他に、パルプに配合するバインダーの種類や化粧材の種類に応じて、水酸化アルミニウム、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、スルファミン酸アンモニウム、スルファミン酸グアンジン、水酸化マグネシウム、赤リン、硼砂等の他の難燃剤を補助的に配合することが出来る。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によると、パルプ繊維製品の難燃剤として使用される硫酸アンモニウムに、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、または、アルカリ土類金属の水酸化物の何れかを微量添加することにより、硫酸アンモニウムの経時変化が抑えられ、変褪色のない難燃パルプ繊維製品を経済的に得ることが出来る。
【００１８】
【実施例１】
新聞紙を粉砕し解繊した古紙パルプ繊維１００重量部に対し、水１５重量部と硫酸アンモニウム１０重量部とトリエタノールアミン０．３重量部とから成る難燃剤２５．３重量部を配合し、イソシアネート系バインダー樹脂を添加して混練し、定盤に堆積して圧締圧力２ＭＰａにて１０分間１８０℃に加熱圧締して繊維質ボードを作成した。
【００１９】
【実施例２】
新聞紙を粉砕し解繊した古紙パルプ繊維１００重量部に対し、水１５重量部と硫酸アンモニウム１０重量部と水酸化ナトリウム０．１重量部とから成る難燃剤２５．１重量部を配合し、イソシアネート系バインダー樹脂を添加して混練し、定盤に堆積して圧締圧力２ＭＰａにて１０分間１８０℃に加熱圧締して繊維質ボードを作成した。
【００２０】
【実施例３】
新聞紙を粉砕し解繊した古紙パルプ繊維１００重量部に対し、水１５重量部と硫酸アンモニウム１０重量部と水酸化カルシウム０．２重量部とから成る難燃剤２５．２重量部を配合し、イソシアネート系バインダー樹脂を添加して混練し、定盤に堆積して圧締圧力２ＭＰａにて１０分間１８０℃に加熱圧締して繊維質ボードを作成した。
【００２１】
【実施例４】
新聞紙を粉砕し解繊した古紙パルプ繊維１００重量部に対し、水１５重量部と硫酸アンモニウム１０重量部とトリエタノールアミン０．２重量部と水酸化ナトリウム０．２重量部から成る難燃剤２５．４重量部を配合し、イソシアネート系バインダー樹脂を添加して混練し、定盤に堆積して圧締圧力２ＭＰａにて１０分間１８０℃に加熱圧締して繊維質ボードを作成した。
【００２２】
【比較例１】
新聞紙を粉砕し解繊した古紙パルプ繊維１００重量部に対し、水１５重量部と硫酸アンモニウム１０重量部とから成る難燃剤２５．０重量部を配合し、イソシアネート系バインダー樹脂を添加して混練し、定盤に堆積して圧締圧力２ＭＰａにて１０分間１８０℃に加熱圧締して繊維質ボードを作成した。
【００２３】
【比較例２】
新聞紙を粉砕し解繊した古紙パルプ繊維１００重量部に対し、水１５重量部と硫酸アンモニウム１０重量部と硼砂０．３重量部とから成る難燃剤２５．３重量部を配合し、イソシアネート系バインダー樹脂を添加して混練し、定盤に堆積して圧締圧力２ＭＰａにて１０分間１８０℃に加熱圧締して繊維質ボードを作成した。
【００２４】
【比較例３】
新聞紙を粉砕し解繊した古紙パルプ繊維１００重量部に対し、水１５重量部と硫酸アンモニウム１０重量部と炭酸水素ナトリウム０．３重量部とから成る難燃剤２５．３重量部を配合し、イソシアネート系バインダー樹脂を添加して混練し、定盤に堆積して圧締圧力２ＭＰａにて１０分間１８０℃に加熱圧締して繊維質ボードを作成した。
【００２５】
【比較試験】
上記実施例１〜４と比較例１〜３において得られた繊維質ボードの経日変褪色の度合いをＪＩＳ−Ｌ−０８０４（変褪色用グレースケール）に従って測定すると共に、その得られた繊維質ボードのＰＨの経日変化、及び、実施例１〜４と比較例１〜３において使用した難燃剤水溶液のＰＨの経日変化を調べ、トリエタノールアミン、アルカリ金属の水酸化物、および、アルカリ土類金属の水酸化物が、硫酸アンモニウムを難燃剤として含有するパルプ繊維製品の変褪色防止に有効に寄与している、との結果を得た。繊維質ボードのＰＨの経日変化については、水平に支持した繊維質ボードにスポイトで滴下した２ｃｃの水溜にＰＨ試験紙を入れ、その水溜の乾燥後のＰＨ試験紙の色変化によって測定した。難燃剤水溶液のＰＨの経日変化については、難燃剤水溶液にＰＨ試験紙を入れ、その濡れた状態のＰＨ試験紙の色変化によって測定した。
上記の試験結果は、次の〔表１〕に示す通りである。
【００２６】
【表１】
2004100103.tif 000002