難燃化用組成物、難燃化用シート、および難燃性化粧板
【課題】 難燃化用組成物が内部に浸透しやすい基材の表面に適用しても、有効成分を表面付近に十分に存在させることができ、また、積層して加熱・加圧を施しても隣接する層へ移行しにくく、十分な炭化層が形成可能な難燃化用組成物と、その難燃化用組成物を利用して構成された難燃化用シート、および難燃性化粧板を提供する。
【解決手段】 無機リン酸アンモニウムまたは無機リン酸の金属塩と、水溶性有機物質と鱗片状の無機物質と含窒素化合物からなり、燃焼に伴う熱を受けた際に発泡炭化層を形成する。難燃化用組成物と、繊維シートとからなり、該繊維シートの表面に前記難燃化用組成物を含浸、塗工する。難燃化用シートと、樹脂含浸化粧紙と、バインダー成分および無機充填材が含まれるスラリーを繊維シートに含浸・乾燥させてなるコア層とを積層する。
【解決手段】 無機リン酸アンモニウムまたは無機リン酸の金属塩と、水溶性有機物質と鱗片状の無機物質と含窒素化合物からなり、燃焼に伴う熱を受けた際に発泡炭化層を形成する。難燃化用組成物と、繊維シートとからなり、該繊維シートの表面に前記難燃化用組成物を含浸、塗工する。難燃化用シートと、樹脂含浸化粧紙と、バインダー成分および無機充填材が含まれるスラリーを繊維シートに含浸・乾燥させてなるコア層とを積層する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃化用組成物、難燃化用シート、および難燃性化粧板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂を難燃化する方法としては、リン系難燃剤、中でもとりわけ安価であり、かつ難燃付与性能の高いポリリン酸アンモニウムを配合する技術が広く知られている。リン系難燃剤の難燃化の仕組みは、難燃剤により難燃性、かつ断熱性の炭化層が形成され、炎から物質への熱の伝達が抑制され、物質の熱分解、可燃性ガスの発生が抑制されることに依存している。
【０００３】
また、従来、防火、不燃性等の機能を付与した化粧板が知られており、化粧板用の化粧紙に熱硬化性樹脂を主な成分とする樹脂液を含浸した樹脂含浸化粧紙と、無機繊維不織布にフェノール樹脂あるいはメラミン樹脂をバインダー成分とし、無機充填剤を含むスラリーを含浸したプリプレグをコア層とし、両者を積層し、熱圧成形していた。
【特許文献１】特開２００３−２３８９０２号
【特許文献２】特開平５−８６３１０号
【特許文献３】特開平１０−７９４７号
【特許文献４】特開２００１−３２３２１６号
【特許文献５】特開２０００−９４５６１号
【特許文献６】特開平９−４９１９９号
【特許文献７】特開２０００−７３０６５号
【特許文献８】特開平７−３００５８８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリン系難燃剤を繊維シートの表面に適用した場合、有効成分の多くが繊維シート内部に浸透してしまう。そのため、有効成分の多くが表面に塗膜として残るものに比べ、例えば、繊維シート内部では繊維によって膨張が押さえ込まれて、炭化層の炭化度が低下してしまうなど、炭化層の形成能力が抑制されてしまうという問題があった。
【０００５】
また、化粧板の形成材料を積層し、熱圧成形する際には、加熱・加圧に伴って難燃剤の有効成分が、隣接する層へ浸透、拡散してしまうことがあり、これも、炭化層の形成能力が抑制されてしまう原因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、難燃化用組成物が内部に浸透しやすい基材の表面に適用しても、有効成分を表面付近に十分に存在させることができ、また、積層して加熱・加圧を施しても隣接する層へ移行しにくく、十分な炭化層が形成可能な難燃化用組成物と、その難燃化用組成物を利用して構成された難燃化用シート、および難燃性化粧板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明において採用した特徴的構成について説明する。本発明の難燃化用組成物は、燃焼に伴う熱を受けた際に発泡炭化層を形成する発泡炭化成分と、鱗片状の無機物質とを配合してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液状成分が内部に浸透しやすい基材の表面に適用しても、有効成分を表面付近に十分に存在させることができ、積層して加熱・加圧を施しても隣接する層へ移行しにくく、十分な発泡炭化層が形成可能な難燃化用組成物を提供することができる。また、この難燃化用組成物を利用して構成された難燃化用シート、および難燃性化粧板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
このような難燃化用組成物を、液状成分が内部に浸透しやすい基材（例えば、繊維質基材）の表面に適用すると、難燃化用組成物の流動性成分が微細な隙間へ浸透する際に、その隙間の入口付近に鱗片状の無機物質が引っかかり、流動性成分の浸透を阻止する障害物として機能する。そのため、難燃化用組成物の有効成分が基材の内部へ浸透しにくくなり、有効成分を基材の表面付近に十分に存在させることができる。
【００１０】
また、この難燃化組成物が存在する層に別の層を積層して加熱・加圧を施した場合も、鱗片状の無機物質は、難燃化用組成物の有効成分が隣接する層へ移行するのを阻止する。したがって、この難燃化用組成物によれば、液状成分が浸透しやすい層や加熱・加圧時に隣接している層が存在していても、そのような層の内部へ難燃化用組成物が移行せず、難燃化用組成物の存在比がきわめて高い領域を形成することができ、高熱を受ける環境下において十分な発泡炭化層を形成することができ、適用対象物の難燃性を向上させることができる。
また、鱗片状の無機物質自体は不燃性なので、耐炎性も向上する。
【００１１】
なお、前記発泡炭化成分としては、発泡炭化層を形成可能であれば、各種物質の様々な組み合わせを考え得るが、基本的には、（Ａ）発泡時のガス供給源となる物質、（Ｂ）炭化層を形成するための炭素源となる物質、（Ｃ）脱水反応により炭化を促すリン系化合物を組み合わせた成分となる。これら各成分（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ別の物質であってもよいし、１つの物質で２以上の成分として機能するもの（例えば、発泡時のガス供給源となり、且つ、炭化層を形成するための炭素源ともなるもの）であってもよい。
【００１２】
より具体的な例を挙げれば、例えば、前記発泡炭化成分が、無機リン酸のアンモニウム塩または無機リン酸の金属塩と、燃焼に伴う熱を受けた際にリンによる脱水作用を受けて炭化層となる有機物質とを配合してなるものを用いることができる。
【００１３】
無機リン酸のアンモニウム塩としては、例えば、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、亜リン酸アンモニウム、次亜リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウムなどを挙げることができる。
これら無機リン酸のアンモニウム塩は、加熱により分解温度に達すると脱アンモニアにより縮合リン酸を生じる。この縮合リン酸が有機物の脱水触媒として作用し、有機物を炭化させる結果、炭化層の形成を促進する。また、この際発生するアンモニアガスは、発泡剤として作用し、難燃化用組成物を膨張させる働きを有する。
【００１４】
また、ポリリン酸アンモニウムは、比較的水溶性が高いため、その表面を耐水性のある樹脂で被覆してなる表面被覆ポリリン酸アンモニウムを用いると好ましい。表面被覆ポリリン酸アンモニウムの例としては、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、具体的には、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などで薄く被覆されてマイクロカプセル化されたものや、メラミンモノマーやシリカ或いは他の窒素有機化合物等でポリリン酸アンモニウム表面を被覆したものが溶出を防ぐことから好ましく、市販品としては、例えば、チッソ株式会社製テラージュ（登録商標）Ｃ−６０、Ｃ−７０、Ｃ−８０、丸菱油化工業株式会社R６４-３、PNS−２４３、クラリアントジャパン株式会社AP-４６２、燐化学株式会社製ノーバエクセル（登録商標）、住友化学工業株式会社製スミセーフ（登録商標）−ＰＭ等などが挙げられる。
【００１５】
なお、上記ポリリン酸アンモニウムは、例えば、オルトリン酸の縮合物であるピロリン酸、トリリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン酸などのポリリン酸のアンモニウム塩であり、下記化学式１で示される微粒子状物質である。
【００１６】
【化１】
【００１７】
（式中ｎは２以上の整数である。）
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このポリリン酸アンモニウムは、３００℃程度以上の高温では水が脱離して、火災の消火効果を発揮すると共に、含窒素系発泡剤と同様に、熱分解してアンモニアガスを発生させる働きも有するリン酸系発泡型難燃剤である。
【００１８】
本発明では、これら無機リン酸のアンモニウム塩の中でも、ポリリン酸アンモニウム、表面被覆ポリリン酸アンモニウムが特に好ましく用いられる。また、無機リン酸の金属塩としては、例えば、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、亜リン酸一ナトリウム、亜リン酸二ナトリウム、次亜リン酸ナトリウムなどのナトリウム塩、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、亜リン酸一カリウム、亜リン酸二カリウム、次亜リン酸カリウムなどのカリウム塩、リン酸一リチウム、リン酸二リチウム、リン酸三リチウム、亜リン酸一リチウム、亜リン酸二リチウム、次亜リン酸リチウムなどのリチウム塩、リン酸二水素バリウム、リン酸水素バリウム、リン酸三バリウム、次亜リン酸バリウムなどのバリウム塩、リン酸一水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸三マグネシウム、次亜リン酸マグネシウムなどのマグネシウム塩、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、次亜リン酸カルシウムなどのカルシウム塩、リン酸亜鉛、亜リン酸亜鉛、次亜リン酸亜鉛などの亜鉛塩、リン酸アルミニウム、次亜リン酸アルミニウムなどのアルミニウム塩などを挙げることができる。これら無機リン酸の金属塩は、脱水触媒として作用し、有機物を炭化させる結果、炭化層の形成を促進する。
【００１９】
さらに、燃焼に伴う熱を受けた際にリンによる脱水作用を受けて炭化層となる有機物質は、発泡剤として機能する物質が発生させたガスを気泡として内部に含む状態で炭化し、多孔質の炭化層を形成する成分であり、このような有機物質としては、例えば、水溶性エポキシ化合物、多価アルコール、水溶性多糖類などの水酸基を有する構造からなる化合物があり、この中でもバインダーの役割も兼ねる水溶性エポキシ化合物が好ましく、また前記化合物それぞれの混合物でも良い。
【００２０】
水溶性エポキシ化合物は水溶率が１％以上であるものをいい、グリシジルエーテル、ポリグリシジルエーテルが例示される。ジグリシジルエーテルとしてはレゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１,６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルビスフェノールＡジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルなどが挙げられる。ポリグリシジルエーテルとしてはソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【００２１】
多価アルコールとしては、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスルトール、トリペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート、トリエチレングリコール、ソルビトール、レゾルシノール、グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、イノシトールなどを挙げることができる。
【００２２】
水溶性多糖類は、常温で１重量％以上溶解するものをいい、増粘剤として作用し、熱を受けた際には炭化して高いガスバリア性を示し、コア層の燃焼性ガスを遮断する。
【００２３】
具体的には、澱粉、セルロース、デキストリンあるいはこれらの誘導体などが挙げられ、とりわけセルロースやデキストリンは、化学修飾が容易であり、分子内に親水性構造部分と疎水性構造部分とを有するよう調節しやすく好適に用いられ、塗布含浸のバインダーも兼ねることができる。
【００２４】
無機物質は、鱗片状であることが重要であり、例えば、粒度分布曲線の５０％目に該当する粒子径（Ｄ５０）が１０μｍ〜５０μｍ以下のものがよく、重量平均アスペクト比（フレークの平均直径／平均厚み）は１０以上、好ましくは２０以上のものが浸透抑制の点でよい。
【００２５】
このような鱗片状無機物質の具体例としては、例えば、白雲母、金雲母、合成雲母、金属酸化物被覆雲母等の雲母、タルク、カオリン、ベントナイト、セピオライト、黒鉛、ガラスフレーク、板状酸化鉄顔料、金属粉などが挙げられ、金属粉としては、酸化鉄、アルミ粉などが挙げられる。
【００２６】
鱗片状無機物質の配合量は、無機リン酸のアンモニウム塩または金属塩１００重量部に対し２０〜７０重量部、前記有機物質は３０〜１００重量部とするのが望ましい。鱗片状無機物質の割合が下限未満の時は難燃化用組成物の流動性成分が基材の内部や隣接する層へ移行するのを十分に抑制できなくなる。逆に、上限を超えると発泡は抑制され、積層時の密着性を低下させる要因となる。前記有機物質の割合が下限未満の時は、炭化層が十分形成されない、上限を超えると、発熱しやすくなり不燃性が劣る。
【００２７】
含窒素化合物は、加熱された際に窒素やアンモニア等の不燃性ガスを多量に発生し、炭化層を発泡させるもので、例えば、メラミン、ブチルメラミン、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、尿素、ジシアンジアミド、アゾジカルボンアミド、グアニジン、スルファミン酸グアニジン、などの窒素含有化合物を挙げることができ、ニ種以上を併用してもよい。なお、含窒素発泡剤の配合割合は、無機リン酸のアンモニウム塩または金属塩１００重量部に対し、３０〜６０重量部とするのが望ましく、上限を超えると発泡層の緻密性が劣り、遮断性が低下し、結果、耐火性能が劣るものとなるおそれがある。下限に満たないと十分な厚みの発泡層が形成されにくく熱遮断性が劣るおそれがある。
【００２８】
加えて、本発明の難燃化用組成物には、以上説明したような主成分の機能を阻害しない成分または主成分の機能を向上させる成分であれば、主成分以外の成分が含まれていても構わない。
【００２９】
一例を挙げれば、燃焼時の熱分解で吸熱効果があり、難燃化組成物の粘度調整の役割も兼ねる水酸化アルミニウム等の無機フィラーを配合してもさしつかえない。
【００３０】
以上説明したような難燃化用組成物は、例えば、繊維シートの表面に適用されて難燃化用シートが構成される。この場合、繊維シートとしては、ガラス繊維、ロックウール、炭素繊維などの無機繊維の不織布、織布など、各種無機繊維シートが挙げられ、無機繊維シートの坪量は、３０〜１００ｇ／ｍ2の範囲が好適であり、とりわけ、耐熱性、耐炎性に優れるガラス繊維を用いるのが好ましい。
【００３１】
また、繊維シートの表面に難燃化用組成物を適用するのは、繊維シートの表面にローラーやスプレーで難燃化用組成物を塗布する、繊維シートを難燃化用組成物中に浸漬する、繊維シートに対して難燃化用組成物を転写ないし印刷するなど、繊維シートの表面に難燃化用組成物を付着させるための処理を行うことを意味する。なお、繊維シートの表面に十分な量の難燃化用組成物が付着していれば、繊維シートの内部にまで難燃化用組成物が浸透していても構わない。繊維シートに対する付着量は、固形分で１００〜３２０ｇ／ｍ2とするのが好ましい。付着量が下限に満たないと不燃性能が劣り、上限を超えると樹脂含浸化粧紙、プリプレグとの密着性が劣りやすくなる。
【００３２】
上記難燃化用組成物は、メラミン化粧板用の原紙（例えばクラフト紙）に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂液が含浸された樹脂含浸紙の表面に適用されてもよく、これにより、難燃化用シートが構成される。この場合は、難燃化用組成物の原紙中への浸透が抑制されるため塗布量は繊維シートに含浸する場合に比べ少なめでもよい。
【００３３】
上記のような難燃化用シートと、樹脂含浸化粧紙と、バインダー成分および無機充填材が含まれるスラリーを繊維シートに含浸・乾燥させてなるコア層とを積層することにより、難燃性化粧板が構成される。この場合、難燃性化粧板の表裏面のうち、少なくとも一方の面は、外面側から前記樹脂含浸化粧紙、前記難燃化用シート、前記コア層の順に積層された構造とされているとよい。
【００３４】
より具体的には、樹脂含浸化粧紙Ａとコア層Ｃとを有する化粧板には、Ａ＋Ｃの積層構造を有する片面化粧板とＡ＋Ｃ＋Ａの積層構造を有する両面化粧板とがあるが、これらの積層構造中のＡとＣとの間に、難燃化用シートＢを介在させることにより、Ａ＋Ｂ＋Ｃ、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｂ＋Ａなどの積層構造を構成することができ、これらはいずれも、外面側から前記樹脂含浸化粧紙Ａ、前記難燃化用シートＢ、前記コア層Ｃの順に積層された構造となる。また、両面化粧板の場合は、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ａといった積層構造を構成することで、一方の面のみ難燃性を向上させることも可能であり、この場合も、一方の面については、外面側から前記樹脂含浸化粧紙Ａ、前記難燃化用シートＢ、前記コア層Ｃの順に積層された構造となる。
【００３５】
コア層を形成するために用いる繊維シートとしては、無機質系繊維シートや、有機質系繊維シートが適用できる。無機質系繊維シートとしては、例えばガラス繊維、ロックウール、炭素繊維などの不織布、織布など、各種無機繊維シートが挙げられる。有機繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等やこれらの変成物およびエチレン−酢酸ビニル共重合体などに代表される各種共重合体からなる繊維およびこれらの混合物か、さらにはこれらの重合体からなる複合繊維などが挙げられる。
【００３６】
バインダー成分としての有機樹脂成分は、具体的には、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが挙げられ、二種以上を併用してもよい。
【００３７】
アミノーホルムアルデヒド樹脂は、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミンなどのアミノ化合物と、ホルムアルデヒドを反応させた初期縮合物の他、メチルアルコール、ブチルアルコールなどの低級アルコ−ルによるエ−テル化、パラトルエンスルホンアミドなどの可塑化を促す反応性変性剤で変性されたものが適用でき、とりわけ耐久性に優れるメラミン−ホルムアルデヒド樹脂が好ましい。
【００３８】
フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とをフェノール性水酸基１モルに対してアルデヒド類を１〜３モルの割合で塩基性触媒下あるいは酸性触媒下にて反応させて得られるもので、フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、オクチルフェノール、フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦなどが挙げられ、アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、グリオキザール、トリオキザールなどが挙げられる。
【００３９】
また、必要に応じてパラトルエンスルフォンアミド、桐油、燐酸エステル類、グリコール類などの可塑化を促す変性剤で変性されたものも適用でき、塩基性触媒としては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、及びマグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属の酸化物や水酸化物、及びトリエチルアミン、トリエタノールアミンなどのアミン類、アンモニアが挙げられ、酸性触媒としては、パラトルエンスルフォン酸、塩酸などが挙げられる。
【００４０】
ウレタン樹脂は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のイソシアネート基を有する化合物を原料とするプレポリマー、アダクト体、ブロックイソシアネートなどが挙げられる。
【００４１】
エポキシ樹脂としては、少なくとも一分子中に２個以上のエポキシ基を有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、一分子中に２個以上のエポキシ基を有するフェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、３官能以上の多官能エポキシ樹脂及びこれらの臭素化物、さらにこれらの混合物が挙げられ、積層板に用いられる通常のエポキシ樹脂を使用することができる。
【００４２】
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
【００４３】
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、ケン化度６０〜９８モル％の範囲のものが好ましい。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用し得る。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１，０００〜１０，０００程度、好ましくは１，５００〜５，０００程度である。
【００４４】
無機充填剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、シリカなどが挙げられる。無機充填剤の中では、平均粒子径が０．５〜２００μｍの範囲のものが無機性繊維不織布への含浸が可能であり、その中でも高温でも熱分解のしにくく炭化膜の堅牢性を保てる炭酸カルシウムが不燃性の効果の点で最適である。
【００４５】
無機質系繊維シートや有機質系繊維シートなどの繊維シートにスラリーを含浸する際は、プリプレグ中の有機樹脂成分の含有率が、下記数式１で示される算出方法で１５〜３５％とするのが望ましく、下限に満たないと不燃性が悪くなり、上限を超えると強度、密着性が劣りやすくなり、不燃性も低下する。
【００４６】
【数１】
【００４７】
また、プリプレグ中のスラリー含有率（％）は下記数式２で示される算出方法で、６００〜１４００％の範囲が好ましく、上限を超えると固形分の脱落が多くなり取り扱いにくく、また下限に満たないと層間剥離しやすくなる。
【００４８】
【数２】
【００４９】
難燃化シート上には化粧層が形成される。化粧層の形成方法としては、塗装を施す方法や、樹脂含浸化粧紙を用いる方法や、転写箔を用いて化粧層を転写する方法などが挙げられる樹脂含浸化粧紙を用いるのが生産性、難燃化シート側との密着性、耐摩耗性の面から特に好ましい。
【００５０】
樹脂含浸化粧紙による方法は、メラミン化粧板用原紙に熱硬化性樹脂を主な成分とする樹脂液が含浸され、乾燥された樹脂含浸化粧紙を積層し、熱圧成形する方法である。樹脂含浸化粧紙は、８０〜１４０ｇ／ｍ2のメラミン化粧板用の化粧紙に熱硬化性樹脂を主な成分とする樹脂液を含浸したもので、熱硬化性樹脂としては、前述のアミノ−ホルムアルデヒド樹脂の他、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、あるいはこれらの混合物が挙げられる。中でも、耐摩耗性、耐水性、耐熱性などの各種物性に優れるアミノ−ホルムアルデヒド樹脂が好適である。
【００５１】
次に、本発明の実施形態について、いくつかの具体的な実施例および比較例を挙げて説明する。なお、以下に挙げる実施例は、本発明をより具体的に示すために例示するものであって、本発明の実施形態を下記実施例に限定するものではない。
【００５２】
まず、実施例および比較例で用いた難燃化用組成物の配合を表１、表２に示す。数値は重量部を表す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
［実施例１］
上記表１中に示す組成物１を、４０ｇ／ｍ2のガラス繊維不織布に２００ｇ／ｍ2塗工して難燃化用シートを得た。
【００５６】
次に、フェノール樹脂固形分２５部と炭酸カルシウム７５部を配合したスラリーを調製し、このスラリー中に８０ｇ／ｍ2のガラス繊維不織布を浸漬することにより、上記数式２に示すスラリー固形分含有率が１０００％となるようにスラリーをガラス繊維不織布に含浸させてプリプレグを得た。
【００５７】
なお、この場合、上記数式２より、スラリー含浸後固形分重量は８８０ｇ／ｍ2であり、スラリー分は８８０ｇ／ｍ2からガラス繊維不織布の重量を差し引き８００ｇ／ｍ2である。更に、８００ｇ／ｍ2は、フェノール樹脂固形分２５部、炭酸カルシウムを７５部含むことより、有機樹脂成分は２００ｇ／ｍ2、無機充填剤は６００ｇ／ｍ2である。従って、プリプレグの上記数式１より算出される有機樹脂成分の含有率（％）は２００／（８０＋２００＋６００）×１００により２２．７％である。
【００５８】
次に、坪量８０ｇ／ｍ2の無地柄の化粧紙に，メラミン−ホルムアルデヒド樹脂を下記数式３で示す含浸率が１００％となるように含浸してメラミン樹脂含浸化粧紙を得た。
【００５９】
【数３】
【００６０】
次に、下から順に、上記プリプレグを２枚、上記難燃化用シートを１枚、上記メラミン樹脂含浸化粧紙を１枚積層して、フラット仕上げプレートを用いて１３０℃、１００ｋｇ／ｃｍ2、９０分間の条件で熱圧成形して、実施例１の難燃性化粧板を得た。
【００６１】
［実施例２］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物２を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６２】
［実施例３］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物３を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６３】
［実施例４］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物４を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６４】
［実施例５］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物５を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６５】
［実施例６］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物６を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６６】
［実施例７］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物７を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６７】
［実施例８］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物８を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６８】
［実施例９］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物９を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６９】
［実施例１０］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物１０を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００７０】
［比較例１］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Ａ１を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７１】
［比較例２］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物A２を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７２】
［比較例３］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Ｂ１を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７３】
［比較例４］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物B２を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７４】
［比較例５］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Ｃ１を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７５】
［比較例６］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Ｃ２を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７６】
［比較例７］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Dを用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７７】
以上の実施例および比較例の化粧板に対し、次の方法で試験を行った。
【００７８】
［不燃性試験］； ＩＳＯ５６６０準拠したコーンカロリーメーターによる２０分試験の発熱性試験・評価方法において、総発熱量が８ＭＪ／ｍ2以下であり、最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ＫＷ／ｍ2を超えない場合を○とする。
【００７９】
［密着性試験］； ７５ｍｍ角の試験片を７０℃の温水中に2時間浸せきし６０℃で3時間乾燥後、化粧層にカッターナイフにてクロスカットの切り込みをコア層に達する深さまで入れ、セロハンテープを貼り付け、急激に剥がし、化粧層の剥離がなかったものを○、剥離があったものを×とした。
【００８０】
[耐水性]； １００ｍｍ角の試験片を水に浸したウェスに包みラップ包装し常温静置。１日毎に表面外観を確認し４日以上置いてもフクレが発生しなかったものを○、３日以内にフクレが発生したものを×とした。
【００８１】
以上の試験についての評価結果を表３に示す。
【００８２】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の難燃性化粧板の構成断面図。
【符号の説明】
【００８４】
１ 樹脂含浸化粧紙
２ 難燃化用シート
３ プリプレグ
５ 難燃性化粧板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃化用組成物、難燃化用シート、および難燃性化粧板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂を難燃化する方法としては、リン系難燃剤、中でもとりわけ安価であり、かつ難燃付与性能の高いポリリン酸アンモニウムを配合する技術が広く知られている。リン系難燃剤の難燃化の仕組みは、難燃剤により難燃性、かつ断熱性の炭化層が形成され、炎から物質への熱の伝達が抑制され、物質の熱分解、可燃性ガスの発生が抑制されることに依存している。
【０００３】
また、従来、防火、不燃性等の機能を付与した化粧板が知られており、化粧板用の化粧紙に熱硬化性樹脂を主な成分とする樹脂液を含浸した樹脂含浸化粧紙と、無機繊維不織布にフェノール樹脂あるいはメラミン樹脂をバインダー成分とし、無機充填剤を含むスラリーを含浸したプリプレグをコア層とし、両者を積層し、熱圧成形していた。
【特許文献１】特開２００３−２３８９０２号
【特許文献２】特開平５−８６３１０号
【特許文献３】特開平１０−７９４７号
【特許文献４】特開２００１−３２３２１６号
【特許文献５】特開２０００−９４５６１号
【特許文献６】特開平９−４９１９９号
【特許文献７】特開２０００−７３０６５号
【特許文献８】特開平７−３００５８８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のリン系難燃剤を繊維シートの表面に適用した場合、有効成分の多くが繊維シート内部に浸透してしまう。そのため、有効成分の多くが表面に塗膜として残るものに比べ、例えば、繊維シート内部では繊維によって膨張が押さえ込まれて、炭化層の炭化度が低下してしまうなど、炭化層の形成能力が抑制されてしまうという問題があった。
【０００５】
また、化粧板の形成材料を積層し、熱圧成形する際には、加熱・加圧に伴って難燃剤の有効成分が、隣接する層へ浸透、拡散してしまうことがあり、これも、炭化層の形成能力が抑制されてしまう原因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その目的は、難燃化用組成物が内部に浸透しやすい基材の表面に適用しても、有効成分を表面付近に十分に存在させることができ、また、積層して加熱・加圧を施しても隣接する層へ移行しにくく、十分な炭化層が形成可能な難燃化用組成物と、その難燃化用組成物を利用して構成された難燃化用シート、および難燃性化粧板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、本発明において採用した特徴的構成について説明する。本発明の難燃化用組成物は、燃焼に伴う熱を受けた際に発泡炭化層を形成する発泡炭化成分と、鱗片状の無機物質とを配合してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液状成分が内部に浸透しやすい基材の表面に適用しても、有効成分を表面付近に十分に存在させることができ、積層して加熱・加圧を施しても隣接する層へ移行しにくく、十分な発泡炭化層が形成可能な難燃化用組成物を提供することができる。また、この難燃化用組成物を利用して構成された難燃化用シート、および難燃性化粧板を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
このような難燃化用組成物を、液状成分が内部に浸透しやすい基材（例えば、繊維質基材）の表面に適用すると、難燃化用組成物の流動性成分が微細な隙間へ浸透する際に、その隙間の入口付近に鱗片状の無機物質が引っかかり、流動性成分の浸透を阻止する障害物として機能する。そのため、難燃化用組成物の有効成分が基材の内部へ浸透しにくくなり、有効成分を基材の表面付近に十分に存在させることができる。
【００１０】
また、この難燃化組成物が存在する層に別の層を積層して加熱・加圧を施した場合も、鱗片状の無機物質は、難燃化用組成物の有効成分が隣接する層へ移行するのを阻止する。したがって、この難燃化用組成物によれば、液状成分が浸透しやすい層や加熱・加圧時に隣接している層が存在していても、そのような層の内部へ難燃化用組成物が移行せず、難燃化用組成物の存在比がきわめて高い領域を形成することができ、高熱を受ける環境下において十分な発泡炭化層を形成することができ、適用対象物の難燃性を向上させることができる。
また、鱗片状の無機物質自体は不燃性なので、耐炎性も向上する。
【００１１】
なお、前記発泡炭化成分としては、発泡炭化層を形成可能であれば、各種物質の様々な組み合わせを考え得るが、基本的には、（Ａ）発泡時のガス供給源となる物質、（Ｂ）炭化層を形成するための炭素源となる物質、（Ｃ）脱水反応により炭化を促すリン系化合物を組み合わせた成分となる。これら各成分（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ別の物質であってもよいし、１つの物質で２以上の成分として機能するもの（例えば、発泡時のガス供給源となり、且つ、炭化層を形成するための炭素源ともなるもの）であってもよい。
【００１２】
より具体的な例を挙げれば、例えば、前記発泡炭化成分が、無機リン酸のアンモニウム塩または無機リン酸の金属塩と、燃焼に伴う熱を受けた際にリンによる脱水作用を受けて炭化層となる有機物質とを配合してなるものを用いることができる。
【００１３】
無機リン酸のアンモニウム塩としては、例えば、リン酸一アンモニウム、リン酸二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、亜リン酸アンモニウム、次亜リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウムなどを挙げることができる。
これら無機リン酸のアンモニウム塩は、加熱により分解温度に達すると脱アンモニアにより縮合リン酸を生じる。この縮合リン酸が有機物の脱水触媒として作用し、有機物を炭化させる結果、炭化層の形成を促進する。また、この際発生するアンモニアガスは、発泡剤として作用し、難燃化用組成物を膨張させる働きを有する。
【００１４】
また、ポリリン酸アンモニウムは、比較的水溶性が高いため、その表面を耐水性のある樹脂で被覆してなる表面被覆ポリリン酸アンモニウムを用いると好ましい。表面被覆ポリリン酸アンモニウムの例としては、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、具体的には、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキッド樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などで薄く被覆されてマイクロカプセル化されたものや、メラミンモノマーやシリカ或いは他の窒素有機化合物等でポリリン酸アンモニウム表面を被覆したものが溶出を防ぐことから好ましく、市販品としては、例えば、チッソ株式会社製テラージュ（登録商標）Ｃ−６０、Ｃ−７０、Ｃ−８０、丸菱油化工業株式会社R６４-３、PNS−２４３、クラリアントジャパン株式会社AP-４６２、燐化学株式会社製ノーバエクセル（登録商標）、住友化学工業株式会社製スミセーフ（登録商標）−ＰＭ等などが挙げられる。
【００１５】
なお、上記ポリリン酸アンモニウムは、例えば、オルトリン酸の縮合物であるピロリン酸、トリリン酸、トリメタリン酸、テトラメタリン酸などのポリリン酸のアンモニウム塩であり、下記化学式１で示される微粒子状物質である。
【００１６】
【化１】
【００１７】
（式中ｎは２以上の整数である。）
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このポリリン酸アンモニウムは、３００℃程度以上の高温では水が脱離して、火災の消火効果を発揮すると共に、含窒素系発泡剤と同様に、熱分解してアンモニアガスを発生させる働きも有するリン酸系発泡型難燃剤である。
【００１８】
本発明では、これら無機リン酸のアンモニウム塩の中でも、ポリリン酸アンモニウム、表面被覆ポリリン酸アンモニウムが特に好ましく用いられる。また、無機リン酸の金属塩としては、例えば、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、亜リン酸一ナトリウム、亜リン酸二ナトリウム、次亜リン酸ナトリウムなどのナトリウム塩、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム、リン酸三カリウム、亜リン酸一カリウム、亜リン酸二カリウム、次亜リン酸カリウムなどのカリウム塩、リン酸一リチウム、リン酸二リチウム、リン酸三リチウム、亜リン酸一リチウム、亜リン酸二リチウム、次亜リン酸リチウムなどのリチウム塩、リン酸二水素バリウム、リン酸水素バリウム、リン酸三バリウム、次亜リン酸バリウムなどのバリウム塩、リン酸一水素マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、リン酸三マグネシウム、次亜リン酸マグネシウムなどのマグネシウム塩、リン酸二水素カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸三カルシウム、次亜リン酸カルシウムなどのカルシウム塩、リン酸亜鉛、亜リン酸亜鉛、次亜リン酸亜鉛などの亜鉛塩、リン酸アルミニウム、次亜リン酸アルミニウムなどのアルミニウム塩などを挙げることができる。これら無機リン酸の金属塩は、脱水触媒として作用し、有機物を炭化させる結果、炭化層の形成を促進する。
【００１９】
さらに、燃焼に伴う熱を受けた際にリンによる脱水作用を受けて炭化層となる有機物質は、発泡剤として機能する物質が発生させたガスを気泡として内部に含む状態で炭化し、多孔質の炭化層を形成する成分であり、このような有機物質としては、例えば、水溶性エポキシ化合物、多価アルコール、水溶性多糖類などの水酸基を有する構造からなる化合物があり、この中でもバインダーの役割も兼ねる水溶性エポキシ化合物が好ましく、また前記化合物それぞれの混合物でも良い。
【００２０】
水溶性エポキシ化合物は水溶率が１％以上であるものをいい、グリシジルエーテル、ポリグリシジルエーテルが例示される。ジグリシジルエーテルとしてはレゾルシノールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、１,６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテルビスフェノールＡジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルなどが挙げられる。ポリグリシジルエーテルとしてはソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテルなどが挙げられる。
【００２１】
多価アルコールとしては、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスルトール、トリペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアネート、トリエチレングリコール、ソルビトール、レゾルシノール、グリセリン、トリメチロールメタン、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、イノシトールなどを挙げることができる。
【００２２】
水溶性多糖類は、常温で１重量％以上溶解するものをいい、増粘剤として作用し、熱を受けた際には炭化して高いガスバリア性を示し、コア層の燃焼性ガスを遮断する。
【００２３】
具体的には、澱粉、セルロース、デキストリンあるいはこれらの誘導体などが挙げられ、とりわけセルロースやデキストリンは、化学修飾が容易であり、分子内に親水性構造部分と疎水性構造部分とを有するよう調節しやすく好適に用いられ、塗布含浸のバインダーも兼ねることができる。
【００２４】
無機物質は、鱗片状であることが重要であり、例えば、粒度分布曲線の５０％目に該当する粒子径（Ｄ５０）が１０μｍ〜５０μｍ以下のものがよく、重量平均アスペクト比（フレークの平均直径／平均厚み）は１０以上、好ましくは２０以上のものが浸透抑制の点でよい。
【００２５】
このような鱗片状無機物質の具体例としては、例えば、白雲母、金雲母、合成雲母、金属酸化物被覆雲母等の雲母、タルク、カオリン、ベントナイト、セピオライト、黒鉛、ガラスフレーク、板状酸化鉄顔料、金属粉などが挙げられ、金属粉としては、酸化鉄、アルミ粉などが挙げられる。
【００２６】
鱗片状無機物質の配合量は、無機リン酸のアンモニウム塩または金属塩１００重量部に対し２０〜７０重量部、前記有機物質は３０〜１００重量部とするのが望ましい。鱗片状無機物質の割合が下限未満の時は難燃化用組成物の流動性成分が基材の内部や隣接する層へ移行するのを十分に抑制できなくなる。逆に、上限を超えると発泡は抑制され、積層時の密着性を低下させる要因となる。前記有機物質の割合が下限未満の時は、炭化層が十分形成されない、上限を超えると、発熱しやすくなり不燃性が劣る。
【００２７】
含窒素化合物は、加熱された際に窒素やアンモニア等の不燃性ガスを多量に発生し、炭化層を発泡させるもので、例えば、メラミン、ブチルメラミン、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、尿素、ジシアンジアミド、アゾジカルボンアミド、グアニジン、スルファミン酸グアニジン、などの窒素含有化合物を挙げることができ、ニ種以上を併用してもよい。なお、含窒素発泡剤の配合割合は、無機リン酸のアンモニウム塩または金属塩１００重量部に対し、３０〜６０重量部とするのが望ましく、上限を超えると発泡層の緻密性が劣り、遮断性が低下し、結果、耐火性能が劣るものとなるおそれがある。下限に満たないと十分な厚みの発泡層が形成されにくく熱遮断性が劣るおそれがある。
【００２８】
加えて、本発明の難燃化用組成物には、以上説明したような主成分の機能を阻害しない成分または主成分の機能を向上させる成分であれば、主成分以外の成分が含まれていても構わない。
【００２９】
一例を挙げれば、燃焼時の熱分解で吸熱効果があり、難燃化組成物の粘度調整の役割も兼ねる水酸化アルミニウム等の無機フィラーを配合してもさしつかえない。
【００３０】
以上説明したような難燃化用組成物は、例えば、繊維シートの表面に適用されて難燃化用シートが構成される。この場合、繊維シートとしては、ガラス繊維、ロックウール、炭素繊維などの無機繊維の不織布、織布など、各種無機繊維シートが挙げられ、無機繊維シートの坪量は、３０〜１００ｇ／ｍ2の範囲が好適であり、とりわけ、耐熱性、耐炎性に優れるガラス繊維を用いるのが好ましい。
【００３１】
また、繊維シートの表面に難燃化用組成物を適用するのは、繊維シートの表面にローラーやスプレーで難燃化用組成物を塗布する、繊維シートを難燃化用組成物中に浸漬する、繊維シートに対して難燃化用組成物を転写ないし印刷するなど、繊維シートの表面に難燃化用組成物を付着させるための処理を行うことを意味する。なお、繊維シートの表面に十分な量の難燃化用組成物が付着していれば、繊維シートの内部にまで難燃化用組成物が浸透していても構わない。繊維シートに対する付着量は、固形分で１００〜３２０ｇ／ｍ2とするのが好ましい。付着量が下限に満たないと不燃性能が劣り、上限を超えると樹脂含浸化粧紙、プリプレグとの密着性が劣りやすくなる。
【００３２】
上記難燃化用組成物は、メラミン化粧板用の原紙（例えばクラフト紙）に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂液が含浸された樹脂含浸紙の表面に適用されてもよく、これにより、難燃化用シートが構成される。この場合は、難燃化用組成物の原紙中への浸透が抑制されるため塗布量は繊維シートに含浸する場合に比べ少なめでもよい。
【００３３】
上記のような難燃化用シートと、樹脂含浸化粧紙と、バインダー成分および無機充填材が含まれるスラリーを繊維シートに含浸・乾燥させてなるコア層とを積層することにより、難燃性化粧板が構成される。この場合、難燃性化粧板の表裏面のうち、少なくとも一方の面は、外面側から前記樹脂含浸化粧紙、前記難燃化用シート、前記コア層の順に積層された構造とされているとよい。
【００３４】
より具体的には、樹脂含浸化粧紙Ａとコア層Ｃとを有する化粧板には、Ａ＋Ｃの積層構造を有する片面化粧板とＡ＋Ｃ＋Ａの積層構造を有する両面化粧板とがあるが、これらの積層構造中のＡとＣとの間に、難燃化用シートＢを介在させることにより、Ａ＋Ｂ＋Ｃ、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｂ＋Ａなどの積層構造を構成することができ、これらはいずれも、外面側から前記樹脂含浸化粧紙Ａ、前記難燃化用シートＢ、前記コア層Ｃの順に積層された構造となる。また、両面化粧板の場合は、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ａといった積層構造を構成することで、一方の面のみ難燃性を向上させることも可能であり、この場合も、一方の面については、外面側から前記樹脂含浸化粧紙Ａ、前記難燃化用シートＢ、前記コア層Ｃの順に積層された構造となる。
【００３５】
コア層を形成するために用いる繊維シートとしては、無機質系繊維シートや、有機質系繊維シートが適用できる。無機質系繊維シートとしては、例えばガラス繊維、ロックウール、炭素繊維などの不織布、織布など、各種無機繊維シートが挙げられる。有機繊維としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン等やこれらの変成物およびエチレン−酢酸ビニル共重合体などに代表される各種共重合体からなる繊維およびこれらの混合物か、さらにはこれらの重合体からなる複合繊維などが挙げられる。
【００３６】
バインダー成分としての有機樹脂成分は、具体的には、アミノ−ホルムアルデヒド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂などが挙げられ、二種以上を併用してもよい。
【００３７】
アミノーホルムアルデヒド樹脂は、メラミン、尿素、ベンゾグアナミン、アセトグアナミンなどのアミノ化合物と、ホルムアルデヒドを反応させた初期縮合物の他、メチルアルコール、ブチルアルコールなどの低級アルコ−ルによるエ−テル化、パラトルエンスルホンアミドなどの可塑化を促す反応性変性剤で変性されたものが適用でき、とりわけ耐久性に優れるメラミン−ホルムアルデヒド樹脂が好ましい。
【００３８】
フェノール樹脂は、フェノール類とアルデヒド類とをフェノール性水酸基１モルに対してアルデヒド類を１〜３モルの割合で塩基性触媒下あるいは酸性触媒下にて反応させて得られるもので、フェノール類としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、オクチルフェノール、フェニルフェノール、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＦなどが挙げられ、アルデヒド類としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、グリオキザール、トリオキザールなどが挙げられる。
【００３９】
また、必要に応じてパラトルエンスルフォンアミド、桐油、燐酸エステル類、グリコール類などの可塑化を促す変性剤で変性されたものも適用でき、塩基性触媒としては、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、及びマグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属の酸化物や水酸化物、及びトリエチルアミン、トリエタノールアミンなどのアミン類、アンモニアが挙げられ、酸性触媒としては、パラトルエンスルフォン酸、塩酸などが挙げられる。
【００４０】
ウレタン樹脂は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等のイソシアネート基を有する化合物を原料とするプレポリマー、アダクト体、ブロックイソシアネートなどが挙げられる。
【００４１】
エポキシ樹脂としては、少なくとも一分子中に２個以上のエポキシ基を有するビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、一分子中に２個以上のエポキシ基を有するフェノールノボラック型エポキシ樹脂、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、３官能以上の多官能エポキシ樹脂及びこれらの臭素化物、さらにこれらの混合物が挙げられ、積層板に用いられる通常のエポキシ樹脂を使用することができる。
【００４２】
ポリビニルアルコール系樹脂は、ポリ酢酸ビニル系樹脂をケン化することにより得られる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルのほか、酢酸ビニルと共重合可能な他の単量体との共重合体などが例示される。酢酸ビニルに共重合される他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類などが挙げられる。
【００４３】
ポリビニルアルコール系樹脂のケン化度は、ケン化度６０〜９８モル％の範囲のものが好ましい。このポリビニルアルコール系樹脂は、さらに変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタールなども使用し得る。またポリビニルアルコール系樹脂の重合度は、通常１，０００〜１０，０００程度、好ましくは１，５００〜５，０００程度である。
【００４４】
無機充填剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、シリカなどが挙げられる。無機充填剤の中では、平均粒子径が０．５〜２００μｍの範囲のものが無機性繊維不織布への含浸が可能であり、その中でも高温でも熱分解のしにくく炭化膜の堅牢性を保てる炭酸カルシウムが不燃性の効果の点で最適である。
【００４５】
無機質系繊維シートや有機質系繊維シートなどの繊維シートにスラリーを含浸する際は、プリプレグ中の有機樹脂成分の含有率が、下記数式１で示される算出方法で１５〜３５％とするのが望ましく、下限に満たないと不燃性が悪くなり、上限を超えると強度、密着性が劣りやすくなり、不燃性も低下する。
【００４６】
【数１】
【００４７】
また、プリプレグ中のスラリー含有率（％）は下記数式２で示される算出方法で、６００〜１４００％の範囲が好ましく、上限を超えると固形分の脱落が多くなり取り扱いにくく、また下限に満たないと層間剥離しやすくなる。
【００４８】
【数２】
【００４９】
難燃化シート上には化粧層が形成される。化粧層の形成方法としては、塗装を施す方法や、樹脂含浸化粧紙を用いる方法や、転写箔を用いて化粧層を転写する方法などが挙げられる樹脂含浸化粧紙を用いるのが生産性、難燃化シート側との密着性、耐摩耗性の面から特に好ましい。
【００５０】
樹脂含浸化粧紙による方法は、メラミン化粧板用原紙に熱硬化性樹脂を主な成分とする樹脂液が含浸され、乾燥された樹脂含浸化粧紙を積層し、熱圧成形する方法である。樹脂含浸化粧紙は、８０〜１４０ｇ／ｍ2のメラミン化粧板用の化粧紙に熱硬化性樹脂を主な成分とする樹脂液を含浸したもので、熱硬化性樹脂としては、前述のアミノ−ホルムアルデヒド樹脂の他、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、あるいはこれらの混合物が挙げられる。中でも、耐摩耗性、耐水性、耐熱性などの各種物性に優れるアミノ−ホルムアルデヒド樹脂が好適である。
【００５１】
次に、本発明の実施形態について、いくつかの具体的な実施例および比較例を挙げて説明する。なお、以下に挙げる実施例は、本発明をより具体的に示すために例示するものであって、本発明の実施形態を下記実施例に限定するものではない。
【００５２】
まず、実施例および比較例で用いた難燃化用組成物の配合を表１、表２に示す。数値は重量部を表す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
［実施例１］
上記表１中に示す組成物１を、４０ｇ／ｍ2のガラス繊維不織布に２００ｇ／ｍ2塗工して難燃化用シートを得た。
【００５６】
次に、フェノール樹脂固形分２５部と炭酸カルシウム７５部を配合したスラリーを調製し、このスラリー中に８０ｇ／ｍ2のガラス繊維不織布を浸漬することにより、上記数式２に示すスラリー固形分含有率が１０００％となるようにスラリーをガラス繊維不織布に含浸させてプリプレグを得た。
【００５７】
なお、この場合、上記数式２より、スラリー含浸後固形分重量は８８０ｇ／ｍ2であり、スラリー分は８８０ｇ／ｍ2からガラス繊維不織布の重量を差し引き８００ｇ／ｍ2である。更に、８００ｇ／ｍ2は、フェノール樹脂固形分２５部、炭酸カルシウムを７５部含むことより、有機樹脂成分は２００ｇ／ｍ2、無機充填剤は６００ｇ／ｍ2である。従って、プリプレグの上記数式１より算出される有機樹脂成分の含有率（％）は２００／（８０＋２００＋６００）×１００により２２．７％である。
【００５８】
次に、坪量８０ｇ／ｍ2の無地柄の化粧紙に，メラミン−ホルムアルデヒド樹脂を下記数式３で示す含浸率が１００％となるように含浸してメラミン樹脂含浸化粧紙を得た。
【００５９】
【数３】
【００６０】
次に、下から順に、上記プリプレグを２枚、上記難燃化用シートを１枚、上記メラミン樹脂含浸化粧紙を１枚積層して、フラット仕上げプレートを用いて１３０℃、１００ｋｇ／ｃｍ2、９０分間の条件で熱圧成形して、実施例１の難燃性化粧板を得た。
【００６１】
［実施例２］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物２を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６２】
［実施例３］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物３を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６３】
［実施例４］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物４を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６４】
［実施例５］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物５を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６５】
［実施例６］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物６を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６６】
［実施例７］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物７を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６７】
［実施例８］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物８を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６８】
［実施例９］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物９を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００６９】
［実施例１０］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表１中に示す組成物１０を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、難燃性化粧板を得た。
【００７０】
［比較例１］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Ａ１を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７１】
［比較例２］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物A２を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７２】
［比較例３］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Ｂ１を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７３】
［比較例４］ 上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物B２を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７４】
［比較例５］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Ｃ１を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７５】
［比較例６］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Ｃ２を用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７６】
［比較例７］
上記実施例１で用いた組成物１に代えて、上記表２中に示す組成物Dを用いて、他は上記実施例１と同様の手順で、化粧板を得た。
【００７７】
以上の実施例および比較例の化粧板に対し、次の方法で試験を行った。
【００７８】
［不燃性試験］； ＩＳＯ５６６０準拠したコーンカロリーメーターによる２０分試験の発熱性試験・評価方法において、総発熱量が８ＭＪ／ｍ2以下であり、最高発熱速度が１０秒以上継続して２００ＫＷ／ｍ2を超えない場合を○とする。
【００７９】
［密着性試験］； ７５ｍｍ角の試験片を７０℃の温水中に2時間浸せきし６０℃で3時間乾燥後、化粧層にカッターナイフにてクロスカットの切り込みをコア層に達する深さまで入れ、セロハンテープを貼り付け、急激に剥がし、化粧層の剥離がなかったものを○、剥離があったものを×とした。
【００８０】
[耐水性]； １００ｍｍ角の試験片を水に浸したウェスに包みラップ包装し常温静置。１日毎に表面外観を確認し４日以上置いてもフクレが発生しなかったものを○、３日以内にフクレが発生したものを×とした。
【００８１】
以上の試験についての評価結果を表３に示す。
【００８２】
【表３】
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の難燃性化粧板の構成断面図。
【符号の説明】
【００８４】
１ 樹脂含浸化粧紙
２ 難燃化用シート
３ プリプレグ
５ 難燃性化粧板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機リン酸アンモニウムまたは無機リン酸の金属塩と、水溶性有機物質と鱗片状の無機物質と含窒素化合物からなり、燃焼に伴う熱を受けた際に発泡炭化層を形成する事を特徴とする難燃化用組成物。
【請求項２】
前記無機リン酸のアンモニウム塩または無機リン酸の金属塩１００重量部に対して、前記水溶性有機物質を３０〜１００重量部、前記鱗片状の無機物質を２０〜７０重量部、前記含窒素化合物を３０〜６０重量部配合してなることを特徴とする請求項１記載の難燃化用組成物。
【請求項３】
前記無機リン酸のアンモニウム塩が、表面被覆ポリリン酸アンモニウムであることを特徴とする請求項１又は２記載の難燃化用組成物。
【請求項４】
前記水溶性有機物質が、水溶性エポキシ化合物であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の難燃化用組成物。
【請求項５】
前記鱗片状の無機物質が、雲母粉であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の難燃化用組成物。
【請求項６】
前記含窒素化合物が、メラミン樹脂であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の難燃化用組成物。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の難燃化用組成物と、繊維シートとからなり、該繊維シートの表面に前記難燃化用組成物が適用されていることを特徴とする難燃化用シート。
【請求項８】
請求項７に記載の難燃化用シートと、樹脂含浸化粧紙と、バインダー成分および無機充填材が含まれるスラリーを繊維シートに含浸・乾燥させてなるコア層とを積層してなる難燃性化粧板であって、当該難燃性化粧板の表裏面のうち、少なくとも一方の面は、外面側から前記樹脂含浸化粧紙、前記難燃化用シート、前記コア層の順に積層された構造とされていることを特徴とする難燃性化粧板。
【請求項９】
前記コア層を形成する繊維シートが、ガラス繊維シートであることを特徴とする請求項８に記載の難燃性化粧板。
【請求項１】
無機リン酸アンモニウムまたは無機リン酸の金属塩と、水溶性有機物質と鱗片状の無機物質と含窒素化合物からなり、燃焼に伴う熱を受けた際に発泡炭化層を形成する事を特徴とする難燃化用組成物。
【請求項２】
前記無機リン酸のアンモニウム塩または無機リン酸の金属塩１００重量部に対して、前記水溶性有機物質を３０〜１００重量部、前記鱗片状の無機物質を２０〜７０重量部、前記含窒素化合物を３０〜６０重量部配合してなることを特徴とする請求項１記載の難燃化用組成物。
【請求項３】
前記無機リン酸のアンモニウム塩が、表面被覆ポリリン酸アンモニウムであることを特徴とする請求項１又は２記載の難燃化用組成物。
【請求項４】
前記水溶性有機物質が、水溶性エポキシ化合物であることを特徴とする請求項１、２又は３記載の難燃化用組成物。
【請求項５】
前記鱗片状の無機物質が、雲母粉であることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の難燃化用組成物。
【請求項６】
前記含窒素化合物が、メラミン樹脂であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の難燃化用組成物。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の難燃化用組成物と、繊維シートとからなり、該繊維シートの表面に前記難燃化用組成物が適用されていることを特徴とする難燃化用シート。
【請求項８】
請求項７に記載の難燃化用シートと、樹脂含浸化粧紙と、バインダー成分および無機充填材が含まれるスラリーを繊維シートに含浸・乾燥させてなるコア層とを積層してなる難燃性化粧板であって、当該難燃性化粧板の表裏面のうち、少なくとも一方の面は、外面側から前記樹脂含浸化粧紙、前記難燃化用シート、前記コア層の順に積層された構造とされていることを特徴とする難燃性化粧板。
【請求項９】
前記コア層を形成する繊維シートが、ガラス繊維シートであることを特徴とする請求項８に記載の難燃性化粧板。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１７９７３５（Ｐ２００８−１７９７３５Ａ）
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５６８２（Ｐ２００７−１５６８２）
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００１００６９８）アイカ工業株式会社 (566)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００１００６９８）アイカ工業株式会社 (566)
【Ｆターム（参考）】
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