(57)【要約】【課題】効果的に難燃化処理又は不燃化処理を施した製品の提供を目的とする。【解決手段】難燃化処理又は不燃化処理の対象品の表面に、水酸基を有する高分子のコーティング層と、当該高分子コーティング層の上にホウ酸ナトリウム重合体又はケイ酸ナトリウム重合体が付着されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難燃化処理又は不燃化処理の対象品の表面に、水酸基を有する高分子のコーティング層と、当該高分子コーティング層の上にホウ酸ナトリウム重合体又はケイ酸ナトリウム重合体が付着されていることを特徴とする難燃化処理部材又は不燃化処理部材。
【請求項２】
水酸基を有する高分子は、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂又は／及びポリビニルアルコール樹脂であることを特徴とする請求項１記載の難燃化処理部材又は不燃化処理部材。
【請求項３】
難燃化処理又は不燃化処理の対象品は、繊維糸並びに繊維構造体、樹脂フィルム、発泡樹脂体、樹脂との合成紙、木材、竹材いずれかであることを特徴とする請求項１又は２記載の難燃化処理部材又は不燃化処理部材。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の不燃化処理部材にアルミ箔を積層してあることを特徴とする不燃積層部材。
【請求項５】
請求項４記載の不燃積層部材のアルミ箔層の上に、不燃化処理を施した面部材を積層してあることを特徴とする建築用部材。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の不燃化処理部材に、金属板を積層してあることを特徴とする不燃及び耐火パネル材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成繊維、化学繊維、樹脂素材、樹脂との合成紙、木材、竹材等に難燃化処理又は不燃化処理した部材及びそれを用いた積層部材、建築用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、化学繊維や合成繊維を用いた織生地、編み生地あるいは不織布等を難燃性にする薬剤はこれまでも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臭素系の有害ガス、塩化水素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、不燃化という観点からは、不燃化効果が不充分である。
【０００３】
そこで、有害なガスが発生することなく環境に優しい難燃化・不燃化剤としてホウ酸ナトリウム重合体（特開２００５−１１２７００）が提案され、本願出願人である株式会社トラストライフが商品名ファイアレスＢとして販売している。
また、同様にケイ酸ナトリウム重合体からなる難燃化・不燃化剤を株式会社トラストライフが商品名ファイアレスＳとして販売している。
【０００４】
ホウ酸ナトリウム重合体及びケイ酸ナトリウム重合体は火炎との接触により発泡化することで不燃効果を付与するものである。
この出願に係る発明は、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用いた樹脂フィルム、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上記ホウ酸ナトリウム重合体又はケイ酸ナトリウム重合体からなる難燃化・不燃化剤を適用しやすくしたものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１２７００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、効果的に難燃化処理又は不燃化処理を施した製品の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、難燃化処理又は不燃化処理の対象品の表面に、水酸基を有する高分子のコーティング層と、当該高分子コーティング層の上にホウ酸ナトリウム重合体又はケイ酸ナトリウム重合体が付着されていることを特徴とする。
難燃化処理又は不燃化処理する対象品は、そのままでは燃えやすい繊維糸並びに繊維構造体、樹脂フィルム、発泡樹脂体、樹脂との合成紙、木材、竹材等をいう。
繊維は合成繊維、化学繊維等をいい、具体的にはポリエステル系繊維、ナイロン系繊維、ポリプロプレン系繊維等をいう。
合成繊維には綿とポリエステルの混紡等天然繊維との混紡も含まれる。
繊維構造体は上記繊維を用いた生地や製品であり、織生地、不織生地等生地化手段及び製品化手段は問わない。
また、樹脂フィルムには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が例として挙げることができ、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。
【０００８】
水酸基を有する高分子とはエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂、ポリビニルアルコール樹脂等のポリアルコール系樹脂であるのがよく、ホモポリマーでもコポリマーでもよい。
ポリビニルアルコールはポリ酢酸ビニルを合成した後に７８．５〜９０ｍｏｌ％の範囲に、部分ケン化したものが好ましい。
高分子中の水酸基がホウ酸ナトリウム重合体、ケイ酸ナトリウム重合体の付着性を改善する。
【０００９】
高分子のコーティング方法としては、溶融コーティング、浸漬（ディッピング）、スプレー等がある。
なお、本明細書で、難燃化処理とは火炎を当てると火が付くが火炎を離すとすぐに自己消火するレベルをいい、不燃化処理とは火が付かないことをいう。
【００１０】
本発明における難燃化処理及び不燃化処理は各種用途の製品に適用できる。
しかし、不燃の建築材料に用いるには建築基準法に定める性能を満足する必要がある。
この政令による基準によれば、通常の火災による火熱が加えられた場合に、加熱開始後２０分間次の要件を満たしていなければならないとされている。
その要件は（１）燃焼しないものであること（総発熱量が２０分間で８ＭＪ／ｍ２以下である。）。
（２）防火上有害な変形、溶融、亀裂その他の損傷を生じないものであること。
（３）避難上有害な煙、又はガスを発生しないものであること。
従って、例えばウレタンフォーム等の発泡樹脂体に本発明に係る不燃化処理をした場合に、総発熱量８ＭＪ／ｍ２（２０分間）は充分に満足しても火炎にて部分変形する恐れはある。
そこでこの部分変形をも確実に防止したのが請求項４に記載の発明である。
より具体的に説明すると、先に述べた方法で不燃化処理した部材の表面にアルミ箔を積層させた不燃積層部材とした。
アルミ箔を積層することで火炎の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。
従って、アルミ箔は積層できるレベルであれば厚みを特に限定する必要はないが、取り扱いやすい点からは１０μｍ〜３０μｍ程度の厚みがよい。
また、アルミ箔は用途により、不燃化処理部材の片面のみに積層してもよく、両面に積層してもよい。
【００１１】
アルミ箔の代わりに厚みが０．５ｍｍ以上のアルミ板や鋼板を積層すると不燃及び耐火パネルとしても使用できる。
【００１２】
不燃化処理部材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。
特に不燃化処理部材のベース材として発泡ウレタンフォームを用いると、熱伝導率が０．０２Ｗ／ｍＫで、従来のグラスウールの熱伝導率０．０４Ｗ／ｍＫの約１／２となり、断熱性及び環境性にも優れる。
【００１３】
不燃化処理部材の表面にアルミ箔を積層した場合に、そのままでは内装及び外装の建築材として使用するには難がある。
そこで、請求項５記載に係る発明は、アルミ箔層の上に、不燃化処理を施した面部材を重ね合せて積層した建築用部材としたものである。
ここで面部材とは、建築用の意匠建材として使用されるものであれば特に限定されるものではない。
例えば、杉材等の木製単板、割竹や網竹のような竹製単板、あるいは竹や繊維と編んだ網代でもよい。
この場合にこれらの単板や網代もホウ酸ナトリウム重合体又はケイ酸ナトリウム重合体の付着処理を施してある。
このような建築用部材は壁材、天井材等の各種建築材として用いることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、製品の表面に水酸基を有する高分子層をコーティングしたことにより、次にホウ酸ナトリウム重合体やケイ酸ナトリウム重合体を含有する溶液に浸漬し、乾燥するだけで容易に難燃化又は不燃化できる。
また、不燃化処理部材の表面にアルミ箔を積層することで火炎による変形も防止でき、建築基準法に基づく不燃材料の要件を満足し、さらに不燃処理した面部材をアルミ箔の上に重ねることで意匠用の建築材になる。
このような建築材は軽量、断熱性、防音性についても優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に用いる製品としては、その表面に水酸基を有する高分子のコーティング層を形成できるものであれば特に材質を問わない。
例えば、この種の高分子のうち、日本合成化学工業株式会社から製品名ソアノール（登録商標）として販売されているエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂（ＥＶＯＨ）は融点が約１６０℃であり、これらの高分子を溶融コーティングする場合にはこの高分子よりも融点が高い素材を用いた対象製品が好ましい。
また、日本酢ビ・ポバール株式会社から販売されているポバール（ポリビニルアルコール）は、水溶性の高分子であり、浸漬やスプレーにより各種製品の表面にコーティングできる。
【００１６】
本発明に用いるホウ酸ナトリウム重合体は特許文献１に記載されている発明を取り込むことができる。
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水溶液であり、例えば、株式会社トラストライフから商品名ファイアレスＢリキッドとして販売されている薬剤は、固形分濃度約２３％、比重１．１、ｐＨ＝７の中性薬剤である。
【００１７】
また、本発明に用いるケイ酸ナトリウム重合体は特許２０２８２０３（水性造膜性無機質化合物の製造方法）を取り込むことができる。
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する。
例えば、株式会社トラストライフから商品名ファイアレスＳとして販売されているものは固形分濃度約４０％、比重１．４、ｐＨ＝１２〜１３の弱アルカリ性である。
【実施例１】
【００１８】
ポリエステル系繊維からなる１００ｍｍ×１００ｍｍ×厚み１０ｍｍサイズの不織布生地材（２０ｇ）（この不織布生地材にはＥＶＯＨが溶融コーティングされている）にファイアレスＢリキッドに室温浸漬し、その後に１００℃以下で乾燥させたところ、全重量が３０ｇであった。
よって、ファイアレスＢの固形分は約１０ｇ付着したことになる。
この試験片に約１０００℃程度のバーナー火炎を約２０分間接炎した結果を図１の写真に示す。
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、炭化部分の周囲に発泡した部分が認められる。
即ち、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推定される。
【実施例２】
【００１９】
接着剤としてポリビニルアルコール樹脂からなる高分子（日本酢ビ・ポバール株式会社製ポバール）を用いたユニチカ製不織布（商品名スパンボント）を固形分１６％のファイアレスＢリキッドに１秒〜１分間浸漬及び乾燥したものと、同様にファイアレスＳの水溶液に浸漬及び乾燥したものを製作し、燃焼試験を実施したところ図１に示したのと同様に不燃化されていた。
なお、ファイアレスＢ水溶液の浸漬時間は対象製品の厚みによっても異なり、液が全体に浸透する時間を設定することになり約２〜５分程度要する場合もある。
【実施例３】
【００２０】
連泡性発泡ウレタンフォームをポリビニルアルコール水溶液に浸漬した後に一旦乾燥させ、次にファイアレスＢリキッドに浸漬し乾燥させた製品について燃焼試験をしたところ、実施例１と同様の結果が得られた。
なお、ポリビニルアルコール水溶液とファイアレスＢリキッドを直接混合するとゲル化してしまうため、本実施例のように一次工程としてポリビニルアルコールのコーティング層を対象品に付着乾燥し、その後に二次工程としてファイアレスＢリキッドに浸漬付着させた。
【実施例４】
【００２１】
ポリビニルアルコールを接合剤として用いたポリエステル繊維をパルプに添加して製作した合成紙（５０ｇ／ｍ２）に６〜７ｇ／ｍ２の固型分付着量となるようにファイアレスＢリキッドをスプレーし乾燥させた。
これにライターの火炎を当てると数秒後には火が付いたがライターの火炎を遠ざけると自己消火した。
【００２２】
ホウ酸ナトリウム重合体やケイ酸ナトリウム重合体は不燃化処理の対象となる製品に水酸基（ＯＨ）があると付着性が優れていることが明らかになった。
なお、ホウ酸ナトリウム重合体は、中性である点に特徴があり、ケイ酸ナトリウム重合体は弱アルカリ性である点に特徴がある。
火炎により安定した発泡層を形成するにはこれらの重合体は１０〜５０ｇ／ｍ２以上の付着量が好ましく、本発明においては製品の表面にコーティング等によりＯＨ基を導入することによりホウ酸ナトリウム重合体又はケイ酸ナトリウム重合体の水溶液に浸漬し、その後に乾燥するだけで当該重合体を５０ｇ／ｍ２以上付着することができる。
なお、当該重合体の付着量は多い方が不燃化効果が高いが、最大付着量は、対象製品の物性により定まる。
また、実施例４で示したように、火は付くがバーナー火炎を離すと自己消火する難燃化レベルでよい製品の場合は、紙のような表面にこれらの重合体は５〜１０ｇ／ｍ２レベルの付着量でよい。
【実施例５】
【００２３】
巾５０ｃｍ×長さ１００ｃｍで厚み５ｍｍ（０．００２５ｍ３−６８ｇ）、１０ｍｍ（０．００５ｍ３−１３６ｇ）、５０ｍｍ（０．００２５ｍ３−６８０ｇ）の発泡ウレタンフォームをＰＶＡ（ポリビニルアルコール）に浸漬付着し、その後に乾燥させた。
各材の重量は５ｍｍ厚で１２８ｇ、１０ｍｍ厚で２５６ｇ、５０ｍｍ厚で１２８０ｇであった。
その材を商品名ファイアレスＢリキッドに１分程度浸漬し乾燥させた。
各材の最終重量は、５ｍｍ厚で１８８ｇ、１０ｍｍ厚で３７６ｇ，５０ｍｍ厚で１８８０ｇであった。
よって、ファイアレスＢリキッドの含浸量は、２４ｋｇ／ｍ３であった。
１０００℃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】
【００２４】
巾２０ｃｍ×長さ５０ｃｍで厚み５ｍｍ（０．０００５ｍ３−１４ｇ）、１０ｍｍ（０．００１ｍ３−２７ｇ）、５０ｍｍ（０．００５ｍ３−１３６ｇ）の発泡ウレタンフォームをＰＶＡ（ポリビニルアルコール）に浸漬付着し、その後に乾燥させた。
各材の重量は５ｍｍ厚で２０ｇ、１０ｍｍ厚で３９ｇ、５０ｍｍ厚で１９６ｇであった。
その材をファイアレスＢリキッドに１分程度浸漬し乾燥させた。
各材の最終重量は、５ｍｍ厚で２５ｇ、１０ｍｍ厚で４９ｇ、５０ｍｍ厚で２４６ｇであった。
よって、ファイアレスＢリキッドの含浸量は、１０ｋｇ／ｍ３であった。
１０００℃のバーナーで接炎しても燃焼することはなかった。
発泡ウレタンフォームは多孔質で、表面積を計算するのは難しいが、本実施例からファイアレスＢリキッドの含浸量が、乾燥後１０ｋｇ／ｍ３  で十分に不燃化しており、概ね２〜５ｋｇ／ｍ３  以上で問題がない。
なお、実際にファイアレスＢリキッドが付着する上限は、不燃化の対象製品の物性によって定まる。
【実施例７】
【００２５】
次に実施例５，６にて得られた不燃化部材の表面に２０μｍのアルミ箔を貼り付けた材を作成し、総発熱量（コーンカロリーメーターによる）試験を実施した。
アルミ箔を貼り付けるために今回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、にかわでもよい。
試験結果は２０分間の総発熱量、５ｍｍ厚で１．３ＭＪ／ｍ２、１０ｍｍ厚で０．２ＭＪ／ｍ２、５０ｍｍ厚で２．６ＭＪ／ｍ２であり、総発熱量の基準である２０分間で８ＭＪ／ｍ２以下である基準をクリアーし、尚且つ、変形、溶融、亀裂等の損傷も一切なく、又、不燃認定基準に必要な避難上有害な煙、又はガスの発生もなかった。
【実施例８】
【００２６】
実施例５にて製作した厚み１０ｍｍウレタンフォームの不燃化処理部材を水に浸漬し、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１．６ＭＪ／ｍ２であったことから本発明に係る不燃化処理部材は耐水性も優れているのが明らかになった。
【実施例９】
【００２７】
実施例１で製作したポリエステル製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℃のバーナー火炎を２０分間接炎したが燃焼しなかった。
実施例８及び９の結果からポリホウ酸ナトリウムはウレタンフォームやポリエステルに付着した水酸基と化学結合しているものと推定される。
【実施例１０】
【００２８】
実施例７で製作した、発泡ウレタンフォームを不燃化処理した不燃化処理部材の表面に厚み２０μｍのアルミ箔を積層した積層部材のアルミ箔表面に、さらに、面部材として厚み０．５ｍｍの杉材単板（突き板）をアクリル系接着剤で貼り合せた建築用部材を製作した。
この場合に杉材単板もファイアレスＢリキッドに浸漬し、乾燥させたものを用いた。
この建築用部材もコーンカロリーメーターで測定したところ、不燃材基準をクリアーしていた。
図２に厚み０．５ｍｍの杉材単板を突き合せた天井材の外観を示す。
本発明において、積層する単板は上記杉材に限定されず、例えば図３に示すように平割竹の単板を積層した壁材でもよく、図４に示すように竹を編んだ網代でもよい。
また、網代は竹や木材と繊維を編んだものでもよい。
【実施例１１】
【００２９】
アカマツ辺材（１０ｍｍ×１０ｍｍ×２０ｍｍ）に対してファイアレスＢリキッド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を図５の表に示す。
ファイアレスＢリキッドに浸漬し、乾燥させたサンプルは減少率が平均で２．５％で基準３％以下をクリアーしている。
これに対して無処理サンプルは減少率が平均で２４．２％で職蟻の死亡率が１１．０％と蟻の活動が強いことから本発明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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】燃焼試験後の表面写真を示す。
【図２】面部材として杉材を用いた建築用部材の例を示す。
【図３】面部材として竹材を用いた建築用部材の例を示す。
【図４】面部材として網代を用いた建築用部材の例を示す。
【図５】防蟻試験結果を示す。
【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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