(57)【要約】【課題】本発明は製造工程において、ポリホウ酸ナトリウムの発泡化を抑えた難燃・不燃化ＥＶＡ樹脂材料及びそれを用いた難燃・不燃性製品の提供を目的とする。【解決手段】融点９５℃以下のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂に、質量比で５〜２００％のポリホウ酸ナトリウムの粉末を混合したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点９５℃以下のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂に、当該エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂に対して質量比で５〜２００％のポリホウ酸ナトリウムの粉末を混合したことを特徴とする難燃・不燃性樹脂材料。
【請求項２】
融点９５℃以下のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂に、当該エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂に対して質量比で５〜２００％のポリホウ酸ナトリウムの粉末を混合した樹脂組成物を生地材にコーティング又は含浸してあることを特徴とする難燃・不燃製品。
【請求項３】
エチレン−酢酸ビニル共重合エマルジョン溶液に、ポリホウ酸ナトリウムの粉末又は、ポリホウ酸ナトリウムの溶液を混合した混合液を、生地材にコーティング又は含浸させた後に乾燥させることを特徴とする難燃・不燃性製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性又は不燃性を付与した樹脂材料及びそれを用いた難燃・不燃性製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂材料に難燃性、不燃性を付与するのにポリホウ酸ナトリウムを混合する技術が特許文献１に開示されている。
しかし、同公報に開示する実施例は、塩化ビニルにポリホウ酸ナトリウムを１５０〜１６０℃にて混練するものであり、この温度範囲では、ポリホウ酸ナトリウムが少なくとも部分的に発泡化し、均一に分散しなかったりして製品化が困難であった。
また、塩化ビニルのような水素結合のできる極性基の少ない樹脂ではポリホウ酸ナトリウムとの密着混合性が不充分であった。
一方、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ樹脂：ｅｔｈｙｌｅｎｅ−ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）は、高密度ポリエチレンと比較して、弾力性、強靭性、透明性が高く、酢酸ビニルの配合割合が高くなるにつれて、結晶性が低下し、柔軟性が増すと共に、融点が低くなる。
また、樹脂中のアセチル基とポリホウ酸ナトリウムとの水素結合が強く作用する。
そこで、本発明者はこの樹脂を用いて難燃・不燃化することを検討し、本発明に至った。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２４２８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は製造工程において、ポリホウ酸ナトリウムの発泡化を抑えた難燃・不燃化ＥＶＡ樹脂材料及びそれを用いた難燃・不燃性製品の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る難燃・不燃性樹脂材料は、融点９５℃以下のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（以下、必要に応じてＥＶＡ樹脂と称する）に、当該ＥＶＡ樹脂に対して質量比で５〜２００％のポリホウ酸ナトリウムの粉末を混合したことを特徴とする。
ポリホウ酸ナトリウムのＥＶＡ樹脂に対する混合比は要求される難燃性、不燃性に応じて設定されるが、質量比で５％未満だと難燃性の効果が十分に現れない。
ポリホウ酸ナトリウムはＥＶＡ樹脂との水素結合により親和性が高いものの、ポリホウ酸ナトリウムの嵩比重はＥＶＡ樹脂の約半分である。
本発明者の実験によれば、ＥＶＡ樹脂の質量に対して２００％まで多量に混合できた。
ポリホウ酸ナトリウムの混合量が多い程不燃性が向上するが、実用的には５〜１００％の範囲であり高い不燃性が要求される場合は２０％以上がよい。
従って、より好ましい範囲は２０〜８０％である。
ＥＶＡ樹脂は、酢酸ビニル（以下、必要に応じてＶＡと称する）の配合割合が多いほど融点が低くなる。
例えば、ＥＶＡ樹脂中にＶＡを質量で１０％になるように混合した場合に融点が９４℃であり、ＶＡの割合が３３％のときの融点は６１℃である。
従って、ポリホウ酸ナトリウムの発泡化を抑えつつ、ＥＶＡ樹脂とポリホウ酸ナトリウム粉末との混練工程、樹脂製品の生産工程等の生産性を考えるとＥＶＡ樹脂の溶融温度は低い方が良く、融点を８０℃未満に抑えるとさらに良い。
ＥＶＡ樹脂中のＶＡの割合は、３〜４５％の範囲で使用できるが、ＥＶＡ樹脂の融点を９５℃以下に設定するには、１０〜４５％の範囲であり、好ましくは１０〜４０％であり、さらに好ましくは２０〜４０％の範囲である。
また、混合方法としてはＥＶＡ樹脂を溶融させた状態に粉末状のポリホウ酸ナトリウムを添加混合してもよく、ペレット状又は粉末状のＥＶＡ樹脂と粉末状のポリホウ酸ナトリウムを撹拌混合し、定法に従い、押出や延伸により、シート材、フイルム材、あるいは金型を用いて充填、射出成形しても良い。
ここでポリホウ酸ナトリウムの粉末の製造として厚みのあるシート材や成形品の場合には、ポリホウ酸ナトリウム溶液を噴霧乾燥させた平均粒径１０〜３０μmの粉末を用いることができ、薄い厚み１ｍｍ以下のフイルム材を製造するには、ジェットミル等で平均粒径１０μm以下、例えば、１〜５μmの微粉末にして用いるのが好ましい。
ここで、難燃性とは、材料に火炎を当てると火が付くがこの火炎を遠ざけるとすぐに自己消火するものをいい、規格としては例えば、米国の「Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒ’ｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｉｅｓ，  Ｉｎｃ．」が制定した９４Ｖ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｔｅｓｔｉｎｇ），９４ＶＴＭ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｔｅｓｔｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｔｈｉｎ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）をクリアーする場合をいう。
規格９４Ｖの内容をさらに詳しく説明すると、難燃性の高い順に５ＶＡ，５ＶＢ，Ｖ−０，Ｖ−１，Ｖ−２，ＨＢの等級に区分されている。
５ＶＡと５ＶＢは垂直に保持した短冊状の試料の下端に５秒間ガスバーナーの炎を接炎させた後に５秒間離す操作を５回繰り返し、最後の接炎の後、６０秒以上燃焼を続けることがなく、試料の下方に置かれた脱脂綿を発火させる燃焼粒子の落下がないことをいう。
この試験をクリアーしたもののうち、板状試料を水平にしてガスバーナーの炎を接炎し、試料に穴が開かないものを５ＶＡ，穴が開く場合を５ＶＢという。
Ｖ−０，Ｖ−１，Ｖ−２は垂直に保持した短冊状の試料の下端に１０秒間ガスバーナーの炎を接炎させ燃焼が３０秒以内に止まったならば、さらに接炎させる。
この試験により、接炎の後に燃焼を続ける時間、５個の試料の合計１０回の接炎に対する総燃焼時間、試料の下方に置かれた脱脂綿の発火の有無等にて等級が区分されている。
不燃性とは火炎を当てても着火しないことをいい、規格としては例えば、ＪＩＳ  Ａ  １３２３  Ａ種〜Ｃ種の試験をクリアーすることをいう。
本発明に係る難燃・不燃性樹脂材料はそのまま、シート材、フイルム材、成形材等として製品化できるが、メッシュ生地、布生地、紙生地、紐、ロープ材等と組合せて製品化しても良い。
その場合に、融点９５℃以下のエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂に、質量比で５〜２００％のポリホウ酸ナトリウムの粉末を混合した樹脂組成物を生地材にコーティング又は含浸させても、エチレン−酢酸ビニル共重合エマルジョン溶液に、ポリホウ酸ナトリウムの粉末又は、ポリホウ酸ナトリウムの溶液を混合した混合液を、生地材にコーティング又は含浸させた後に乾燥させても良い。
この場合も要求される難燃性、不燃性に応じてポリホウ酸ナトリウムの配合量を設定することになる。
ポリホウ酸ナトリウムは、ホウ酸、ホウ砂を原料にして、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水溶液であり、例えば、本出願人は、商品名ファイアレスＢリキッドを販売していて、これを用いて噴霧乾燥や凍結乾燥を経て、粉末化できる。
また、特開２００５−１１２７００号に記載の製造方法を取り込むことができる。
ＥＶＡエマルジョンにポリホウ酸ナトリウム溶液を加えるには、固形分が３０％以上になるように予め高濃度にするのが良い。
本発明に係る樹脂材料は、ＥＶＡ樹脂とポリホウ酸ナトリウムの他に水酸化アルミニウム又は水酸化マグネシウムの粉末を混合してもよい。
この場合に水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムの混合割合はポリホウ酸ナトリウムに対する質量比で５〜５０％の範囲がよい。
また、ねばねば感を取るために炭酸カルシウムの粉末をＥＶＡ樹脂に対する質量比で０．１〜３０％、好ましくは１．０〜１０％混合してもよい。
さらにはＥＶＡ樹脂との混練性を向上させるために界面活性剤等の分散剤をＥＶＡ樹脂に対する質量比で０．１〜１０％、好ましくは１．０〜１０％添加してもよい。
本発明に係る樹脂材料は、タングステン、鉛等の放射線を遮蔽する作用を有する金属の粉末を混合すると、難燃・不燃放射線遮蔽材料となる。
この材料をそのままシートやフィルム状にしてもよいが、引張強度を強くするために難燃、不燃化した綿生地やその他の繊維生地を芯材に用いてもよい。
また、不燃性向上を目的にアルミ箔、ガラス繊維シート等を積層してもよい。
本発明に係る樹脂材料は、ＥＶＡ樹脂をベースとしているので接着剤にも適用できる。
接着剤は溶着タイプでも溶液タイプにしてもよく、ポリホウ酸ナトリウムを混合することで不燃接着剤として使用することができる。
【発明の効果】
【０００６】
ポリホウ酸ナトリウムは１５０℃以上になると一部が発泡化する性質を有しているために一般的な熱可塑性樹脂ではポリホウ酸ナトリウムの粉末を混練する工程にて発泡し、製品化できなかった。
これに対して、本発明に係るＥＶＡ樹脂は混練や押出成形温度が１２０℃以下、さらには、１００℃以下なのでポリホウ酸ナトリウムの発泡化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】火災による燃焼試験を実施した結果を示す。
【図２】ＪＩＳ  Ａ  １３２３に基づく難燃性試験結果を示す。
【図３】メッシュ生地材を難燃・不燃化する例を示す。
【図４】ロープ材を難燃・不燃化する例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明に係る難燃樹脂材料の製造例について説明する。
酢酸ビニルの含有量が３３％のＥＶＡ樹脂（融点６１℃）に対して質量比で２０％の量のポリホウ酸ナトリウム粉末を溶融樹脂に混練し、シート状に押出成形したサンプルに１３００℃のバーナー火炎を図１のＡ部に当てた。
その結果、周囲に白色化した発泡部分が認められ、図１（ｂ）に示した裏面には影響が無く不燃化されていた。
これにより、上記９４Ｖ、９４ＶＴＭ規格を十分にクリアーしていることが推定される。
また、３×３ｍｍの大きさの角に細切りした試料３．３ｇをＪＩＳ  Ｋ  ２５４１−３に基づいて燃焼管空気法による試験をした結果、塩素もケイ素も検出されなかった。
現在、原子力発電所で使用されている不燃性シートはガラス繊維をシリコンコーティングした厚み約２．５ｍｍのシート材である。
しかし、現在の上記不燃性シート材は焼却できず、そのままドラム缶に詰めて、六ヶ所村施設に搬送されていて、かさ高であり、処理費用が高額になるが、本発明に係る不燃樹脂材料を用いれば、焼却に有害なガス発生が無く、焼却減量化して搬送することで、処理費の低コスト化を図ることができる。
次に酢酸ビニルの含有量が３３％のＥＶＡ樹脂に対して質量比で５０％のポリホウ酸ナトリウムの粉末を混練し、シート状に押出成形したサンプルを用いて９４Ｖ試験を実施したところ、５ＶＡ，５ＶＢの等級をクリアーした。
【０００９】
例えば、シート材の強度アップを図るべく、ポリホウ酸ナトリウム水溶液を固形分の付着量が２０〜５０ｇ／ｍ２になるようにスプレー又は浸漬及び乾燥した不燃性紙糸繊維を心材にし本発明に係る不燃性樹脂材料を用いてシート材を製造することができる。
図２に試作したシート材も用いて、ＪＩＳ  Ａ  １３２３に基づく難燃性Ａ種の試験をした結果を示し、（ａ）に試験表面側、（ｂ）に裏面側を示すように、発炎は認められなかった。
【００１０】
本発明に係る樹脂は、図３に示すようにメッシュ生地材１に樹脂シート２を重ね、加熱溶融し心材入りの不燃シート１０を製造したり、図４に示すようにロープ材１ａに不燃ＥＶＡ樹脂１ｂを溶融含浸被覆することで難燃・不燃化することもできる。
用途に応じて、安定化剤、着色剤、滑剤との各種添加剤を配合してもよく、難燃性、不燃性が必要とされる全ての分野に適用できる。
例えば、不燃性テント、不燃性壁紙、不燃性建築内装材、不燃性車両内装材、配電工事に使用する防護シート（トラッキング防止）等、例を挙げると切りがない。
また、タングステンや鉛の粉末を混合すると放射線の遮蔽機能を付加することができる。
【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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