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車両内装材用コーティング組成物及び車両内装材
説明

車両内装材用コーティング組成物及び車両内装材

【解決手段】ハロゲン元素を含有していない不飽和基含有単量体100質量部を10〜30質量部のアルコールの存在下で重合させることにより得られた合成樹脂エマルジョンの固形分100質量部に対して、リン酸エステル類、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸グアニジン、赤燐の群から選ばれるリン系難燃剤の一種又は二種以上を1〜400質量部添加してなる車両内装材用コーティング組成物。
【効果】本発明の車両内装材用コーティング組成物は、車両内装材を構成している化学繊維と難燃機構が似ており、近年の高機能化された車両内装材にも使用可能である、新規なノンハロゲン系難燃剤を含む車両内装材用コーティング組成物となり得、カーシート、カーマットなどの車両内装材に有効に用いられるものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カーシート、カーマットなどの車両内装材に使用されるコーティング組成物、及びこの組成物のコーティング膜が形成された車両内装材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、カーシート、カーマットなどの車両内装材に使用されているコーティング組成物には、難燃性を付与するためにデカブロモジフェニルエーテル等のハロゲン系難燃剤を(メタ)アクリル酸エステルエマルジョン等の合成樹脂エマルジョンと混合して使用されていた。しかし、環境の問題から、ハロゲン系難燃剤の代わりにノンハロゲン系難燃剤を使用することが求められており、特開2003−171878号公報(特許文献1)のごとく、ポリリン酸アンモニウム等のノンハロゲン系難燃剤などの各種難燃剤が(メタ)アクリル酸エステルエマルジョン等の合成樹脂エマルジョンと混合して使用される場合も出て来た。
【0003】
ところが、近年、車両内装材の高機能化に伴い、基材に柔軟仕上剤等の添加剤が使用される場合が増え、その結果、従来のノンハロゲン系難燃剤では難燃性が不足する場合が発生している。これは、基材とコーティング組成物の燃焼機構が異なるために発生していると考えられる。
【0004】
従って、従来のハロゲン系難燃剤を含むコーティング組成物の物性を損なうことがなく、かつ、近年の高機能化された車両内装材にも使用可能な、ノンハロゲン系難燃剤を含むコーティング組成物の開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2003−171878号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、近年の高機能化されたカーシート、カーマットなどの車両内装材にも使用され、かつ従来のハロゲン系難燃剤を含むコーティング組成物の物性を損なうことのないノンハロゲン系難燃剤を含む新規な車両内装材用コーティング組成物、及びこの組成物でコーティングされた車両内装材を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、不飽和基含有単量体を特定量のアルコールの存在下で重合させてなる合成樹脂エマルジョンに、リン系難燃剤を特定量添加することにより、従来のハロゲン系難燃剤を含むコーティング組成物と同等の物性を有し、近年の高機能化された車両内装材にも使用可能な、ノンハロゲン系難燃剤を含む新規な車両内装材用コーティング組成物が得られることを見出し、本発明をなすに至った。
【0008】
従って、本発明は、不飽和基含有単量体100質量部を10〜30質量部のアルコールの存在下で重合させることにより得られた合成樹脂エマルジョンの固形分100質量部に対してリン系難燃剤の一種又は二種以上を1〜400質量部添加してなる車両内装材用コーティング組成物、及びこの組成物のコーティング層を有する車両内装材を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明の車両内装材用コーティング組成物は、車両内装材を構成している化学繊維と難燃機構が似ており、近年の高機能化された車両内装材にも使用可能である、新規なノンハロゲン系難燃剤を含む車両内装材用コーティング組成物となり得、カーシート、カーマットなどの車両内装材に有効に用いられるものである。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明の車両内装材用コーティング組成物は、不飽和基含有単量体100質量部を10〜30質量部のアルコールの存在下で重合させることにより得られた合成樹脂エマルジョンの固形分100質量部に対してリン系難燃剤の一種又は二種以上を1〜400質量部添加して得られるものである。
【0011】
ここで、本発明に用いられる不飽和基含有単量体はハロゲン元素を含有していないものであれば特に指定されるものではなく、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニル単量体類、スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体類、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン等の共役ジエン系単量体類、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル等のエチレン性不飽和モノカルボン酸エステル類、イタコン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸モノブチル、フマル酸モノエチル、フマル酸ジブチル等のエチレン性不飽和ジカルボン酸エステル類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸類、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸類、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基含有単量体類、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等のアルコール基含有単量体類、メトキシエチルアクリレート等のアルコキシル基含有単量体類、アクリロニトリル等のニトリル基含有単量体類、アクリルアミド等のアミド基含有単量体類、ジメチルアミノエチルメタクリレート等のアミノ基含有単量体類、ジビニルベンゼン、アリルメタクリレート等の1分子中にエチレン性不飽和基を2個以上有する単量体類等が挙げられる。
【0012】
また、本発明に用いられるアルコールとしては、メタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール、アリルアルコール等が使用される。
【0013】
これらのアルコールの使用量は、不飽和基含有単量体100質量部に対して10〜30質量部である。
アルコールの使用量が、不飽和基含有単量体100質量部に対して少ない場合には、得られる合成樹脂の分子量が大きくなりすぎるため、十分な難燃性を得ることができず、また、30質量部より多く使用した場合には、耐縫目疲労や剛軟度等の車両内装材用コーティング組成物としての十分な機能を得ることができない。
【0014】
重合は、乳化重合法が有効に採用されるが、乳化重合には、公知のあらゆる乳化重合法を採用することができる。不飽和基含有単量体及びその他の重合助剤(例えば、アルキル硫酸エステル塩等の乳化剤、過硫酸アンモニウム等の重合開始剤、炭酸ソーダ等のpH調整剤、各種消泡剤他)を初期に一括添加してもよいし、連続的に添加してもよいし、その一部を重合中に連続又は分割して添加してもよい。
【0015】
上記乳化重合に用いられる乳化剤としては、下記(1)〜(4)の界面活性剤が挙げられ、これら界面活性剤の一種又は二種以上が使用される。
【0016】
(1)アニオン系界面活性剤、例えばアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、脂肪酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルリン酸エステル塩等の界面活性剤。
【0017】
(2)ノニオン系界面活性剤、例えばポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、又はアセチレンアルコール、アセチレングルコール及びそれらのエチレンオキサイド付加物等の界面活性剤。
【0018】
(3)カチオン系界面活性剤、例えばアルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジアルキルジメチルアンモニウムクロライド、アルキルベンジルアンモニウムクロライド、アルキルアミン塩等の界面活性剤。
【0019】
(4)分子中にラジカル重合能を有する二重結合を持つ重合性界面活性剤、例えばアルキルアリルスルホコハク酸塩、メタアクリロイルポリオキシアルキレン硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンノニルプロペニルフェニルエーテル硫酸エステル塩等の重合性界面活性剤。
【0020】
これら界面活性剤の使用量は、不飽和基含有単量体に対して0.3〜20質量部が好ましく、更に好ましくは0.5〜10質量部である。
【0021】
上記乳化重合に用いられる重合開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、2,2’−ジアミジノ−2,2’−アゾプロパンジ塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、クメンハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、過酸化水素等の過酸化物が挙げられる。また、公知のレドックス系開始剤、例えば過硫酸カリウムと亜硫酸水素ナトリウム等も挙げられる。重合開始剤の使用量は、不飽和基含有単量体に対して0.1〜5質量部が好ましく、更に好ましくは0.2〜2質量部である。
【0022】
上記乳化重合を行う重合温度は、通常は10〜90℃、好ましくは50〜80℃である。重合時間は3〜20時間である。この重合は、窒素ガス等の不活性ガスの雰囲気中で行うのが好ましい。
【0023】
本発明の車両内装材用コーティング組成物は、上記のようにして得られる合成樹脂エマルジョンにリン系難燃剤を添加してなるものである。
【0024】
本発明に用いられるリン系難燃剤としては、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート等のリン酸エステル類;リン酸アンモニウム;ポリリン酸アンモニウム;リン酸グアニジン、赤燐等が使用される。より好ましくはリン酸エステル類が用いられる。
これらのリン系難燃剤は一種又は二種以上が使用可能である。
【0025】
これらのリン系難燃剤の使用量は、上記合成樹脂エマルジョンの固形分100質量部に対して1〜400質量部、好ましくは5〜200質量部である。
リン系難燃剤の使用量が、合成樹脂エマルジョンの固形分100質量部に対して1質量部より少ない場合には、十分な難燃性を得ることができず、また、400質量部より多く使用した場合には、耐縫目疲労等の車両内装材用コーティング組成物としての十分な機能を得ることができない。
【0026】
本発明の車両内装材用コーティング組成物には、上記構成材料の他に、必要に応じて、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース等のセルロース系水溶性高分子、完全鹸化ポリビニルアルコール、部分鹸化ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸及びその塩、ポリメタクリル酸及びその塩、ポリアクリルアミド、アルカリ増粘型アクリルエマルジョン等の合成水溶性高分子、アンモニア、トリエチルアミン、水酸化ナトリウム等の塩基類、ポリエチレンワックス、消泡剤、レベリング剤、粘着付与剤、防腐剤、抗菌剤、防錆剤等を本発明の目的を損なわない範囲で配合することができる。
【0027】
本発明のコーティング組成物は、上記成分の所定量を常法に準じて均一に混合することにより調製することができる。得られたコーティング組成物は、固形分が30〜70質量%、特に40〜60質量%であることが好ましい。
【0028】
本発明のコーティング組成物は、カーシート、カーマット等の車両内装材基材にコーティングして用いられる。
【0029】
本発明で得られた車両内装材用コーティング組成物を塗布する場合、公知の塗布機、例えばグラビアロールコーター、ナイフコーター、リバースロールコーター等を使用できる。
【0030】
コーティング組成物の塗布量は、通常乾燥状態で30〜600g/m2、好ましくは50〜500g/m2である。この場合、車両内装材の代表的なものは、カーシートとカーマットである。カーシートに求められる主要物性は、風合いが柔らかくて燃えにくいことである。よって、コーティング組成物の塗布量は、乾燥状態で30〜200g/m2の範囲が好ましい。一方、カーマットに求められる主要物性は、風合いが硬くて燃えにくいことである。よって、コーティング組成物の塗布量は、乾燥状態で300〜600g/m2の範囲が好ましい。
【0031】
なお、カーシート、カーマットは、通常ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、レーヨン等の繊維を織物、編物、又は不織布等に加工することにより形成されたもので、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、非イオン系又はカチオン系界面活性剤等の柔軟仕上剤で処理されたものであってもよい。
【0032】
また、塗布する際、コーティング組成物をそのまま使用してもよいし、アルカリ増粘型アクリル系エマルジョン等の市販の増粘剤で適宜増粘して使用してもよい。
塗布後の乾燥条件としては、100〜180℃の温度で1〜10分間乾燥することが好ましい。
【0033】
本発明の方法で得られた車両内装材用コーティング組成物は、カーシート、カーマット等の車両内装材のコーティング組成物として適している。
【実施例】
【0034】
以下、合成例と実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。なお、実施例中の部及び%は、質量部及び質量%を示す。
【0035】
[合成参考例1]
撹拌機、コンデンサー、温度計及び窒素ガス導入口を備えた3L重合容器に、イオン交換水500部を仕込み、15分間窒素ガス置換したのち、70℃に昇温した。
【0036】
次に、メタクリル酸メチル800部、アクリル酸ブチル180部、アクリル酸20部、n−ドデシルメルカプタン5部、エマール0(花王(株)製:ラウリル硫酸ナトリウム)20部、エマルゲン1135S−70(花王(株)製:ポリオキシエチレンアルキルエーテル)30部、イオン交換水400部をホモジナイザーで混合乳化させた乳化液と、過硫酸カリウム3部とイオン交換水100部の混合物を別々に上記重合容器へ撹拌下4時間を要して均一に滴下させ、更に70℃で2時間反応させて重合を完結させた。冷却後、25%アンモニア水を添加してpHを7に調整した。得られた合成樹脂エマルジョンの固形分は50.5%であった。
【0037】
[合成実施例1、合成参考例2、合成比較例1〜3]
合成参考例1と同様に乳化重合を行って、各種合成樹脂エマルジョンを得た。
【0038】
合成実施例1、合成参考例2及び合成比較例1〜3の組成及び合成樹脂エマルジョンの固形分を表1に示す。
【表1】

St:スチレン
MMA:メタクリル酸メチル
EA:アクリル酸エチル
BA:アクリル酸ブチル
AN:アクリロニトリル
AA:アクリル酸
GMA:グリシジルメタクリレート
*1:不飽和基含有単量体の組成比(質量比)
*2:質量部/不飽和基含有単量体100質量部
【0039】
[参考例1]
2Lのステンレススチール製容器に、トリクレジルホスフェート650部、エマルゲン1135S−70(花王(株)製:ポリオキシエチレンアルキルエーテル)5部、イオン交換水345部を仕込み、ホモジナイザーで混合乳化した。
合成実施例1で得られた合成樹脂エマルジョン100部(固形分50部)とトリクレジルホスフェートの乳化液78部(固形分50部)とイオン交換水22部を1時間撹拌混合した。次に、増粘剤ボンコートV(大日本インキ化学工業(株)製:アルカリ増粘型アクリルエマルジョン)と25%アンモニア水を添加して20,000±2,000mPa・s(B型粘度計、23℃)に増粘させてコーティング組成物を得た。
上記コーティング組成物を柔軟仕上剤で前処理した400g/m2のポリエステル製織物に乾燥後塗布量が100g/m2になるように塗布し、130℃で5分間乾燥して、供試体を得た。
得られた供試体はカーシート用として難燃性、縫目疲労、剛軟度の測定を行った。
【0040】
[実施例1,2、参考例2〜4、比較例1〜7]
表2,3に示す組成とする以外は実施例1と同様にしてコーティング組成物を得た。なお、リン系難燃剤としてポリリン酸アンモニウム、デカブロモジフェニルエーテル、三酸化アンチモンを使用する場合は、あらかじめラテムルASK(花王(株)製:界面活性剤)を用いて水に分散させてから合成樹脂エマルジョンと混合した。
上記コーティング組成物を柔軟仕上剤で前処理した400g/m2のポリエステル製織物又は700g/m2のポリプロピレン製不織布にそれぞれ規定量塗布し、130℃で5分間乾燥して、供試体を得た。
【0041】
ここで、実施例1、参考例2及び比較例1〜4はカーシート用として評価を行い、基材として柔軟仕上剤で前処理した400g/m2のポリエステル製織物を使用し、難燃性、縫目疲労、剛軟度を測定した。
一方、実施例2、参考例3,4及び比較例5〜7はカーマット用として評価を行い、基材として700g/m2のポリプロピレン製不織布を使用し、難燃性、剛軟度を測定した。
実施例1,2、参考例1〜4及び比較例1〜7の組成及び結果を表2及び表3に示す。
【0042】
測定方法及び判定基準は、以下の通りである。
(1)難燃性
米国自動車安全基準FMVSS−302法の試験方法による。
判定基準
A:カーシートの場合
○:燃焼距離が38mm以下
×:燃焼距離が38mmを超える
B:カーマットの場合
○:燃焼距離が38mm以下、燃焼時間が60秒以内、
又は燃焼速度が10cm/分以下
×:燃焼距離が38mmを超え、かつ燃焼時間が60秒を超え、
しかも燃焼速度が10cm/分を超える
(2)縫目疲労
巾10cm、長さ10cmの試験片をタテ、ヨコ方向から各々2枚1組で2組とり、試験片の表側を合わせて重ね、1辺の端から1cmの位置をミシン掛けし、タテ、ヨコ各々2組の試験片を作る。試験は、縫目疲労試験機(山口化学産業製)に取り付けて、荷重3kg重で2,500回繰り返した後に3kg重の荷重を掛けた状態で目盛付きルーペを用いて縫目疲労を測定する。
ここで、縫目疲労とは、繰り返し疲労によって荷重方向に移動したミシン糸に最も近い布内糸条とミシン糸との距離をさし、0.1mm単位で測定する。2ヶ所の測定の平均値をその試料の縫目疲労とする。
判定基準
○:移動した距離が2.2mm以下
×:移動した距離が2.2mmを超える
(3)剛軟度
JIS L1079(5.17A法)の45度カンチレバー法による。剛軟度が大きい程、供試体は硬く感じられる。
判定基準
A:カーシートの場合
○:剛軟度が100以下
×:剛軟度が100を超える
B:カーマットの場合
○:剛軟度が100を超える
×:剛軟度が100以下
【0043】
【表2】

TCP:トリクレジルホスフェート
TXP:トリキシレニルホスフェート
テラージュC60:チッソ(株)製、メラミン・ホルムアルデヒド被覆ポリリン酸アン
モニウム
FR−PE:日宝化学(株)製:デカブロモジフェニルエーテル
PATOX−M:日本精鉱(株)製:三酸化アンチモン
【0044】
【表3】

TCP:トリクレジルホスフェート
TXP:トリキシレニルホスフェート
テラージュC30:チッソ(株)製、メラミン被覆ポリリン酸アンモニウム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハロゲン元素を含有していない不飽和基含有単量体100質量部を10〜30質量部のアルコールの存在下で重合させることにより得られた合成樹脂エマルジョンの固形分100質量部に対して、リン酸エステル類、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸グアニジン、赤燐の群から選ばれるリン系難燃剤の一種又は二種以上を1〜400質量部添加してなることを特徴とする車両内装材用コーティング組成物。
【請求項2】
アルコールが、メタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、t−ブタノール、ベンジルアルコール、アリルアルコールのアルコール群から一種又は二種以上選ばれることを特徴とする請求項1記載の車両内装材用コーティング組成物。
【請求項3】
リン系難燃剤がリン酸エステル類又はポリリン酸アルミニウムであることを特徴とする請求項1記載の車両内装材用コーティング組成物。
【請求項4】
請求項1に記載された組成物のコーティング層を有する車両内装材。

【公開番号】特開2013−49858(P2013−49858A)
【公開日】平成25年3月14日(2013.3.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−226033(P2012−226033)
【出願日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【分割の表示】特願2004−374061(P2004−374061)の分割
【原出願日】平成16年12月24日(2004.12.24)
【出願人】(000226666)日信化学工業株式会社 (40)
【Fターム(参考)】