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有機高分子製品に自己消火性を付与する改質剤およびその使用方法並びに自己消火性を有する有機高分子製品

国内特許コード P09A014695
整理番号 WASEDA-806
掲載日 2009年10月9日
出願番号 特願2008-070278
公開番号 特開2009-221435
登録番号 特許第4332578号
出願日 平成20年3月18日(2008.3.18)
登録日 平成21年6月26日(2009.6.26)
発明者
  • 由井 浩
  • 生島 和正
出願人
  • 武蔵エンジニアリング(株)
  • 早稲田大学
発明の名称 有機高分子製品に自己消火性を付与する改質剤およびその使用方法並びに自己消火性を有する有機高分子製品
発明の概要 【課題】物性を低下させることなく、有機高分子製品に対して簡易且つ低コストで自己消火性を付与することができ、有害ガスが発生の原因とならない、有機高分子製品の改質剤、その使用方法、およびその製品の提供。
【解決手段】吸水性ポリマーの存在下でケイ素アルコキシドを加水分解重縮合したシロキサン化合物を含む溶液であって、該シロキサン化合物が、その29Si-NMR測定スペクトルの帰属において、Q(n=0~4)構造を示すシグナルにおけるQ構造を示すシグナルの面積と、Q、Q、Q構造を示すシグナルの面積の和との比SQ4/(SQ1+SQ2+SQ3)が1.20以下である有機高分子製品に自己消火性を付与する改質剤。 ここでQ構造とは、シリカの構成単位であるSiO4四面体単位の酸素原子のうちの架橋酸素原子(2つのSiと結合している酸素原子)の数に応じて決まる化学的構造をいい、QnのnはSiO単位の結合度であり、架橋酸素原子の数である。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】従来からプラスチック、ゴム、木材、紙などの有機高分子は、優れた力学的性質、熱的性質を持つため幅広い用途分野に用いられている。 通常、これらの有機高分子は極めて燃えやすいため、自己消火性が要求される分野で用いるためには、ハロゲン化合物系難燃剤を添加することが一般的に行われている。しかしながら、火災時に、ハロゲン化合物系難燃剤を添加している有機高分子が有害なガスを発生するという問題が生じたため、近年では著しく使用が制限されている。したがって、ハロゲン化合物系難燃剤の代わりにリン系、ホウ素系難燃材を有機高分子に添加することが行われるようになったが、リン系、ホウ素系難燃材によって要求される自己消火性を達成するためには大量のリン系、ホウ素系難燃材を添加しなければならない。そのため、物性が低下しコストが上昇するために応用分野が限定されている。 一方で、木材を難燃化させるために、次に例示するような種々の製造方法が実施されている。例えば、難燃化した木材を簡単な方法で大量生産することを目的とした改質木材の製造方法が提案されている。より具体的には、木材の中に一種或いは二種以上の金属アルコキシドの溶液を含浸させ、その後この金属アルコキシドを加水分解もしくは加熱分解させることによって、これを不燃性の金属酸化物に変え、これによって木材を難燃化木材に改質する方法が開示されている(特許文献1参照)。また、高い難燃性と耐熱性を木材に付与することができる難燃性・耐熱性木材の製造方法を提供することを目的とした難燃性・耐熱性木材の製造方法が提案されている。より具体的には、ケイ素アルコキシド、ホウ素アルコキシドおよびリンアルコキシドから選ばれる少なくとも1種の金属アルコキシドに、アルカリ金属化合物または/およびアルカリ土類金属化合物を添加した溶液を木材中に含浸させ、木材細胞空隙内で、これらを加水分解または加熱分解し、次いで重縮合させて不燃性の金属酸化物を生成させることによって、木材に高い難燃性と耐熱性とを付与することができる(特許文献2参照)。また、発明者は、木材の持つ雨水などの水に晒されると劣化する欠点を改良し、しかも木材の長所である特有の外観および調湿性をできるだけ保持できる木材の表面改良剤として、吸水性ポリマーおよび/または無機微粒子の存在下で金属アルコキシドを加水分解重縮合した反応物からなる、調湿性表面に適用してその調湿性を維持しつつ水の浸透性を著しく小さくする木材の表面改質剤を提言した(特許文献3参照)。
【特許文献1】特開平5-278008号公報
【特許文献2】特開2001-252908号公報
【特許文献3】特許第3992899号
産業上の利用分野 本発明は、有機高分子製品に自己消火性を付与する改質剤、その使用方法、および得られた自己消火性を有する有機高分子製品に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 吸水性ポリマーの存在下で下記一般式(1)[化1] Si(OR)4 (1)(式(1)中、Rは炭素数1~4のアルキル基を表す。)で表されるケイ素アルコキシドを加水分解重縮合したシロキサン化合物を含む溶液であって、該シロキサン化合物が、その29Si-NMR測定スペクトルの帰属において、Q(n=0~4)構造を示すシグナルにおけるQ構造を示すシグナルの面積と、Q、Q、Q構造を示すシグナルの面積の和との比SQ4/(SQ1+SQ2+SQ3)が0.2以上0.90以下であることを特徴とするコーティング、塗布、含浸または加圧注入することにより木材、ダンボールまたはプラスチック製品に自己消火性を付与する改質剤。 ここでQ構造とは、シリカの構成単位であるSiO4四面体単位の酸素原子のうちの架橋酸素原子(2つのSiと結合している酸素原子)の数に応じて決まる化学的構造をいい、QnのnはSiO単位の結合度であり、架橋酸素原子の数である。
【請求項2】 前記吸水性ポリマーがポリアクリル酸金属塩部分架橋体を主体とするポリアクリル酸系吸水性ポリマーであることを特徴とする請求項1に記載の木材、ダンボールまたはプラスチック製品に自己消火性を付与する改質剤。
【請求項3】 前記吸水性ポリマーの存在下で前記ケイ素アルコキシドを加水分解重縮合させる際に、さらに無機微粒子を共存させることを特徴とする請求項1または2に記載の木材、ダンボールまたはプラスチック製品に自己消火性を付与する改質剤。
【請求項4】 前記吸水性ポリマーの存在下で前記ケイ素アルコキシドを加水分解重縮合させる際に、さらにシリコーンオイルまたはシリコーン界面活性剤を共存させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の木材、ダンボールまたはプラスチック製品に自己消火性を付与する改質剤。
【請求項5】 改質剤として請求項1ないし4のいずれか一項に記載の改質剤を木材、ダンボールまたはプラスチック製品にコーティング、塗布、含浸または加圧注入することを特徴とする木材、ダンボールまたはプラスチック製品に自己消火性を付与する方法。
【請求項6】 前記シロキサン化合物を前記木材、ダンボールまたはプラスチック製品に0.01~5.0重量%含有させることを特徴とする請求項5に記載の木材、ダンボールおよびプラスチック製品に自己消火性を付与する方法。
【請求項7】 請求項5または6に記載の木材、ダンボールまたはプラスチック製品に自己消火性を付与する方法を用いて得られることを特徴とする自己消火性を有する木材、ダンボールまたはプラスチック製品。
産業区分
  • その他無機化学
  • 高分子化合物
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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