JP5503262B2 - シート材 - Google Patents
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Description
上記基材は難燃剤を含有し、
上記難燃剤が主成分としてスルファミン酸塩及びポリホウ酸塩を含有し、
上記スルファミン酸塩及びポリホウ酸塩の合計量に対するスルファミン酸塩の配合率が5質量%以上40質量%以下であることを特徴とするシート材である。
当該シート材の基材の主成分となる天然繊維素材としては、天然パルプが好適に用いられる。かかる天然パルプを当該シート材の基材主原料とすることで、当該シート材は、軽量性及び柔軟性を発揮し、加工等の取扱いの容易性を向上することができる。また、この天然パルプは、叩解を施して繊維表面に微細な毛羽立ちを設けることで、繊維間に難燃剤が入り込みやすくなり、難燃剤の天然パルプへの定着性の向上を図ることができることから、後述のフリーネスの値に叩解した天然パルプを主原料とする基材を用いた当該シート材は、難燃剤の効果を最も良く発揮することができる。
当該シート材の副原料として、熱可塑性合成繊維を採用することができる。かかる熱可塑性合成繊維は、後述する抄紙工程の加熱下で融解して天然パルプの繊維間に浸透し、その後、冷却して再び凝固することから、当該シート材に対して、難燃剤の良好な定着性を維持しつつ高い強度及び寸法安定性を付与することができる。
当該シート材の副原料として、非熱可塑性化学繊維を採用することができる。この非熱可塑性化学繊維は、熱可塑性樹脂に似た特性を有するが、融点が熱分解温度以下の温度で存在しない化学繊維であり、後述する抄紙工程における加熱下でも溶融せず、天然パルプの繊維間の水素結合を部分的に阻害するものである。その結果、非熱可塑性化学繊維を含有することで、当該シート材に対して剛性、衝撃吸収性、寸法安定性、また耐熱性を付与することができると共に、当該シート材の天然パルプの繊維間に連続した空隙を形成させ、当該シート材の軽量化を可能とし、断熱性、難燃剤の良好な定着性等を付与することができる。
スルファミン酸塩は、上記難燃剤の主成分の一つであり、天然パルプを構成するセルロースに対して脱水炭化型の難燃作用を付与するものである。また、このスルファミン酸塩は、当該シート材に含有させることで、当該シート材に対して良好な柔軟性及び寸法安定性を付与するものである。このように、当該シート材にスルファミン酸塩を含有させることで、当該シート材は、極めて良好な難燃性や耐熱性を発揮しつつ、加えて柔軟性や湿気等に対する寸法安定性をも発揮することができる。なお、当該シート材に含有させる難燃剤としてスルファミン酸塩を採用することで、ダイオキシンの元となるハロゲン類、環境ホルモンとして有害であるホルムアルデヒド、重金属類等を一切使用する必要がなくなり、エコフレンドリーの達成をも実現することができる。
ポリホウ酸塩は、上記難燃剤の主成分の一つであり、天然パルプを構成するセルロースに対して難燃作用、断熱作用及び絶縁作用を共に発揮させるものである。このポリホウ酸塩を当該シート材に含有させることで、当該シート材は、上記スルファミン酸塩が発揮する難燃性や断熱性に対して相乗効果を付与し、より一層高い難燃性、断熱性を発揮することに加えて、高い絶縁性をも付与することができる。なお、かかるポリホウ酸塩は、(A)ホウ酸を脱水縮合したポリホウ酸の塩、(B)ホウ酸塩を脱水縮合したもの、又は(C)ホウ酸及びホウ酸塩を脱水縮合したものを意味する。
当該シート材中には、本件発明の目的効果を損なわない範囲で、任意成分を適宜使用することができる。かかる任意成分としては、例えば軽質炭酸カルシウム、重質炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛、クレー、焼成カオリン、デラミカオリン、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化珪素、非晶質シリカ、尿素−ホリマリン樹脂、ポリスチレン樹脂、フェノール樹脂、微小中空粒子などの填料;アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニル無水コハク酸系サイズ剤、中性ロジンサイズ剤などのサイズ剤;ポリビニルアルコール系高分子、ポリアクリルアミド系高分子、カチオン化澱粉、尿素/ホルマリン樹脂、メラミン/ホルマリン樹脂などの紙力増強剤;アクリルアミド/アミノメチルアクリルアミドの共重合物の塩、カチオン化澱粉、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキサイド、アクリルアミド/アクリル酸ナトリウム共重合物、カチオン性の定着剤などの歩留り向上剤;紙粉脱落防止剤;硫酸バンド;湿潤紙力材;紙厚向上剤;嵩高剤;カチオン化剤;着色剤;染料等を、その種類及び含有量を適宜調整して添加することができる。
当該シート材の基材密度の上限としては1.2g/cm3が好ましく、1g/cm3がより好ましく、0.8g/cm3が特に好ましい。また、当該シート材の基材密度の下限としては0.5g/cm3が好ましく、0.55g/cm3がより好ましく、0.6g/cm3が特に好ましい。このように当該シート材の密度の上限及び下限を設定することで、当該シート材は、軽量性、剛性、衝撃吸収性を発揮することができる。この当該シート材の密度が1.2g/cm3を超えると、柔軟性の低下により当該シート材が破断しやすくなるため好ましくない。また、当該シート材の密度が0.5g/cm3未満であると、当該シート材の機械的強度が低下し、十分な剛性、衝撃吸収性を発揮することができなくなるため好ましくない。なお、かかる密度は、JIS−P8118(厚さ及び密度の試験方法)に準拠した値である。
当該シート材は、抄紙工程と、難燃剤を含有させる工程とを主として備える製造方法により製造される。
(シート材の製造)
シート材を構成する天然繊維素材として、実施例1〜34においては、天然パルプであるNBKP、熱可塑性合成繊維であるポリオレフィン繊維(三井化学社の「SWP−E400」)、非熱可塑性化学繊維であるビニロン(クラレ社の「VPB303」)を下記表1に示す含有量により調整して、原料スラリーを得た。また、実施例35では熱可塑性合成繊維としてポリエステル繊維(ユニチカ社の「キャスベン」)を、実施例36では非熱可塑性化学繊維であるアクリル繊維(東洋紡社の「ビィパル」)をそれぞれ採用した以外は実施例1〜34と同様とし、下記表1に示す含有量により調整して、原料スラリーを得た。なお、この原料スラリーには、任意成分として、硫酸バンド、湿潤紙力剤、ポリエチレンオキサイドを別途含有した。
スルファミン酸塩としてスルファミン酸グアニジン(株式会社三和ケミカル)、ポリホウ酸塩としてポリホウ酸ナトリウム(有限会社トラストライフ)をそれぞれ水に溶かして水溶液とし、基材に対して下記表1に示す配合及び含有量により含有させた。かかる水溶液の基材への含有は、含浸により実施した。その後、かかるシート材を常圧下、150℃の乾燥機中で乾燥させた。
比較例1は、バルカナイズドファイバーを原料とするシート材(東洋ファイバー株式会社、NF−77)を用意した。比較例2は難燃剤を含有させない以外は実施例1〜34と同様の方法により調整した。比較例3〜10は、実施例1〜34の場合と同様の方法により調整した。かかる調整内容を下記表1に示した。
難燃性は、UL94V垂直燃焼試験(IEC60695−11−10B法)に準拠して測定し、以下の評価項目に基づき評価した。かかる結果を下記表2に示した。
○:V−0相当の基準を満たし、難燃性が認められる
×:V−0相当の基準を満たさず、難燃性が認められない
耐熱性は、はんだごて試験により測定した。このはんだごて試験は、300℃に加熱したはんだごてを10秒間シート材の表面に押し当て、焦げ・孔の有無について以下の評価項目に基づき目視評価した。かかる結果を下記表2に示した。
○:焦げ・孔共に無し
△:焦げはあるが孔は無し
×:焦げ・孔共に有り
絶縁性は、JIS−K6911(熱硬化性プラスチック一般試験法−絶縁抵抗試験)及びJIS−K6271(加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−体積抵抗率及び表面抵抗率の求め方)に準拠し、二重リング測定法により体積抵抗を測定した。かかる結果を下記表2に示した。
上述した通り、JIS−A5905(吸水長さ変化率試験)に準拠して測定した。かかる結果を下記表2に示した。
上述した通り、JIS−P8115(耐折強さ試験方法)に準拠して測定した。この折り曲げ回数について、以下の評価項目に基づき目視評価した。折り曲げ回数が40回を超えたのち、破断がない場合は測定を止め、紙の毛羽立ちを目視にて測定した。かかる結果を下記表2に示した。
◎:40回以上で破断・毛羽立ちなし
○:40回以上で破断はないが、一部に毛羽立ちが見られた
×:40回未満で破断・毛羽立ちあり
折り曲げ強度は、シート材を90°に1回のみ折り曲げた際の亀裂・紙層の剥離(割れ)について以下の評価項目に基づき目視評価した。かかる結果を下記表2に示した。
○:亀裂・剥離共に無し
△:亀裂・剥離が一部に有り
×:亀裂・剥離が全幅にわたり有り
表2に示す通り、実施例1〜36は十分な難燃性、耐熱性、絶縁性及び折り曲げ適性を発揮しつつ、特に比較例1と比較して、良好な寸法安定性を示した。
Claims (4)
- 天然繊維素材を基材主原料としたシート材であって、
上記基材を構成する繊維素材中の上記天然繊維素材の含有率が70質量%以上であり、
上記基材は難燃剤を含有し、
上記難燃剤が主成分としてスルファミン酸塩及びポリホウ酸塩を含有し、
上記スルファミン酸塩及びポリホウ酸塩の合計量に対するスルファミン酸塩の配合率が5質量%以上30質量%以下であることを特徴とするシート材。 - 上記難燃剤の含有量が上記基材質量に対し10質量%以上40質量%以下である請求項1に記載のシート材。
- 上記基材密度が0.5g/cm3以上1.2g/cm3以下である請求項1又は請求項2に記載のシート材。
- 上記天然繊維素材が天然パルプであり、
副原料が熱可塑性合成繊維及び/又は融点が熱分解温度以下の温度で存在しない非熱可塑性化学繊維である請求項1、請求項2又は請求項3のいずれか1項に記載のシート材。
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