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刊行にあたって
合成高分子材料は,金属やセラミックなどの素材に比較して加工性や着色・デザインの自由度が高いために,多くの日常生活用品や産業資材に使われている。しかし一方では,燃えやすいという欠点があり,常に火災の原因となる危険性がある。そのために,高分子材料の難燃化が図られており,一定の成果を収めている。例えば,イギリスでは家具の安全規制が1988年に行われて以来,難燃性高分子材料の使用により,火災の犠牲者が数千人減少した。また,火災による損失が減少してコスト削減につながっている。
しかし,この難燃性高分子材料にはまだ多くの課題が山積みしている。今後は更に安全衛生,環境問題を配慮した開発,そして加工性,デザインの自由度の高さ,機械的強度,耐熱性,外観,感触,その他の優れた特性を保持した難燃性高分子材料の開発が求められている。更に「循環型社会」の到来により,難燃性高分子材料の長寿命化が避けて通れない状況となってきている。
一般的には,難燃化は難燃化元素を有する難燃剤を添加することにより達成されるが,その結果として本来の高分子材料が持っている優れた特性が損なわれることが多い。このため,いかに少量添加で効率よく難燃化できるか,本来の特性をいかに維持するか非常に重要となっている。難燃性高分子材料の開発には難燃化技術はもとより物性向上技術と加工技術を加えた総合技術が求められている。
従来より,難燃化技術に関する書籍が数多く出版され,主に難燃化技術の解説に力点が置かれていた。しかし,本書は以下の点に留意してまとめ,特長を出した。
1)難燃性高分子材料の特性向上技術
本来の高分子材料が持つ特性を損なわないためには,難燃剤の設計,高分子の化学修飾を含めた高分子設計,特性向上剤設計,成形加工技術の総合技術力が必須であり,その理論と実際の事例を紹介した。
・難燃剤設計:一般的には難燃性は難燃化元素の添加量に依存するが,実際には個々の事例では同一難燃化元素量でも難燃性が異なり,添加効率の高い難燃剤設計のための体系的難燃化理論が必要である。その上,ただ単に難燃化のためだけの難燃剤設計ではなく,高分子の特性を損なわない難燃剤設計が求められている。
・高分子設計:難燃剤が添加されても特性が低下しにくく,難燃剤のの受容性が高い高分子の設計が必要である。
・特性向上剤設計:相溶化剤,安定剤,加工助剤等の特使得向上剤の配合が有効である。しかし,従来単純化された系での配合理論が多く,特に難燃性高分子ではそれ単独では存在し得なく,多くの添加剤が存在している。そのためにたとえ素晴らしい特性向上が開発されたとしても,存在する他の添加物または高分子の置換基の影響により,特性向上効果がなくなったり,あるいは逆に拮抗作用を示す場合がある。このような観点から,実際の配合での設計が重要となる。
・成形加工技術:成形加工段階で高分子が劣化したり,不純物が生成することにより材料劣化が促進されることがあり,そのために加工時にできるだけ高分子が損傷しない成形加工法選定し,さらに成形加工段階で高分子の高次構造を制御することにより,特性向上を図ることができる。
2)難燃性高分子材料の長寿命化技術
従来より,難燃性高分子材料の初期特性をいかに向上させるかに注力されてきたが,今後は長期間使用可能で,かつリサイクル使用可能な,環境に配慮した難燃性高分子材料の長寿命化技術開発が求められており,以下の2つの観点から詳述した。
・化学的安定性と物理的安定性
高分子材料の安定性は化学的安定性と物理的安定性があり,前者は高分子の崩壊につながり不可逆な劣化であるに対して,後者は化学的劣化でなく高分子の配列または分散状態の変化により,特性が低下する可逆変化である。特にリサイクル性については,化学的安定性だけでなく,物理的安定性も非常に重要である。
・安定剤の開発と高分子の化学構造の修飾
安定化手法も安定剤の開発だけでなく,高分子の化学構造の修飾による安定化も含め総合的に論じる必要がある。
3)難燃性高分子材料の実用評価
難燃性,機械的特性,耐熱性,成形性等の基礎特性評価基準としてUL,ASTM,JIS等の評価基準があるが,実際に難燃性高分子材料を各用途で使用する際の実用評価基準との相関関係が必ずしも明確ではなく,材料設計の障害となっている。材料基礎特性と実用特性との関係を用途例に基づき詳述した。
4)各産業分野別の高性能化技術
各産業分野での動向及び高性能化の必要性,その実際を詳細に論じた,エンドユーザーに立脚した内容を詳述した。
5)難燃剤の安全性と環境問題
現在ほど安全と環境保持の両立が求められている時代はなく,難燃剤の社会問題について詳述した。
以上の観点から,ただ単なる難燃化技術の解説書ではなく,難燃性高分子材料の高性能技術の集大成として,各分野でご研究の方々にご執筆頂いた。
本書が今日の難燃性高分子材料の難局を乗り切るために多少でもお役に立てば幸甚である。
2002年5月
西原 一
著者一覧
酒井賢郎 UMG・ABS(株) Cプロジェクト
西澤 仁 西沢技術研究所 代表
安田武夫 安田ポリマーリサーチ研究所 所長
山崎秀夫 チバ・スペシャルティ・ケミカルズ(株)(シンガポール) プラスチック添加剤セグメント
平山義人 ブロモケム・ファーイースト(株) マーケティング部 取締役本部長
宮地保好 味の素ファインテクノ(株) 機能化学品事業部 営業部 部長
沼 幸子 燐化学工業(株) 生産部 技術・開発グループ
長沢 博 クラリアントジャパン(株) 顔料・添加剤事業部 技術部 添加剤チームマネージャー
尾西 晃 昭和電工(株) セラミックス事業部 横浜生産・技術統括部 副主席
山本喜一 DSMジャパン(株) 新規事業本部 本部長
坂本英明 ダイセルポリマー(株) 生産部 技術開発グループ 主任部員
安田武夫 安田ポリマーリサーチ研究所 所長
川田 隆 JSR(株) 高分子研究所 エラストマー開発室 主任研究員
野寺明夫 出光石油化学(株) 樹脂テクニカルセンター 第6開発室 チームリーダー
武田邦彦 名古屋大学大学院 工学研究科 材料物理化学講座 教授
高山圭介 芝浦工業大学大学院 工学研究科 材料工学専攻
中田道生 三菱エンジニアリングプラスチックス(株) 第3開発室
川本(陳)俊彦 東都化成(株) 技術部 課長
河村 哲 住友ベークライト(株) 成形材料・加工研究所 研究員
鈴木東義 帝人(株) 大阪研究センター 産業資材技術センター 情報企画担当部 部長
有地美奈子 (株)東洋紡総合研究所 先端材料研究所 情報記録材料ラボ
加藤 誠 (株)豊田中央研究所 材料分野 有機材料研究室
臼杵有光 (株)豊田中央研究所 材料分野 有機材料研究室
四方直広 松下電器産業(株) TSPD技術グループ 機構設計チーム
前佛伸一 住友ベークライト(株) 電子デバイス材料第一研究所 主席研究員
青山勝彦 サンワ化学工業(株) 代表取締役社長
草川紀久 高分子環境情報研究所 所長
遠藤三郎 (財)鉄道総合技術研究所 ISO審査登録センター
吉田正志 国土交通省 国土技術政策総合研究所 建築研究部 防火基準研究室 主任研究官
児子益久 三菱レイヨン(株) 繊維資材事業部 加工G 担当部長
船戸雅子 オキツモ(株) 戦略商品開発センター
(執筆者の所属は2002年当時のものを使用しております。)
目次 + クリックで目次を表示
第1章 難燃高分子材料の特性向上の理論と実際
1.はじめに
2.高性能化のための高分子設計
2.1 難燃性と高分子設計
2.2 機械的強度と高分子設計
2.3 熱安定性(リサイクル性)と高分子設計
2.4 耐光性と高分子設計
2.5 耐環境応力亀裂特性(ESCR)と高分子設計
3.高性能化のための難燃剤設計
3.1 難燃性と難燃剤設計
3.2 耐熱性,成形加工流動性バランスと難燃剤設計
3.3 衝撃強度と難燃剤設計
3.4 耐光性と難燃剤設計
3.5 安定性(リサイクル性)と難燃剤設計
4.高性能化のための特性向上剤設計
4.1 分散剤,相溶化剤の設計
4.2 熱安定剤の設計
4.3 耐候性向上剤の設計
5.高性能化のための成形加工技術
5.1 概要
5.2 易分解性難燃剤のコンパウンディング技術
5.3 高粘度高分子の加工法
6. おわりに
第2章 難燃高分子材料のリサイクル性
1.はじめに
2.内外リサイクルの動向
2.1 国内法規・規制動向
2.2 国内プラスチック廃棄物処理の現状
2.3 EUの法律・規制動向
2.4 EUの廃棄プラスチックリサイクルの状況
3.ABS樹脂のリサイクル
3.1 ABS樹脂とマテリアルリサイクル性
3.2 高品位ABS樹脂ホリゾンタルクローズドマテリアルリサイクルの実践例
3.3 マテリアルリサイクル今後の展開
規制・評価法編
第3章 難燃規制・規格及び難燃性評価方法
1.難燃規制・規格
1.1 はじめに
1.2 日本における難燃規制・規格の動向
2.難燃性評価法
2.1 はじめに
2.2 難燃性評価法
第4章 難燃高分子材料の実用評価方法
1.難燃性
1.1 まえがき
1.2 難燃性高分子材料の難燃性レベルと評価方法
1.3 材料基礎物性と実製品の物性との相関性
1.4 あとがき
2.安定性
2.1 はじめに
2.2 ポリマーの難燃性
2.3 加工安定性
2.4 光安定性
2.5 おわりに
高性能化事例編
第5章 各種難燃剤の高性能化事例
1.臭素系難燃剤の高性能化
1.1 はじめに
1.2臭素系難燃剤の種類と特性
1.3 樹脂別臭素系難燃剤の種類
1.4 難燃剤に要求される物性
1.5 樹脂別難燃剤の使用例
1.6 リサイクルについて
1.7 Eu RISK ASSESSMENT,WEEE/ROHS,OECD,ECO LABAL 及びドイツのダイオキシン法令
1.8 おわりに
2. リン酸エステル系難燃剤の高性能化
2.1 はじめに
2.2 リン酸エステル系難燃剤の難燃機構
2.3 難燃性の向上
2.4 耐熱性向上-低揮発性のリン酸エステル系難燃剤
2.5 低発煙化
2.6 反応性リン酸エステル系難燃剤
2.7 リン系難燃剤の安定性に関連して
3.赤リン系難燃剤の高性能化
3.1 はじめに
3.2 赤リンの難燃効果
3.3 赤リン系難燃剤配合難燃材料の物性例
3.4赤リン系難燃剤の用途
3.5 赤リン系難燃剤の高性能化
3.6 赤リンの毒性
3.7 おわりに
4.ポリリン酸アンモニウム難燃剤の高性能化
4.1 はじめに
4.2 ポリリン酸アンモニウム難燃剤の特徴と難燃機構
4.3 ポリリン酸アンモニウム難燃剤を樹脂に練り込む場合の加工条件
4.4 ポリリン酸アンモニウム難燃剤の応用特性
4.5 適用例
4.6 おわりに
5.無機系難燃剤の高性能化
5.1 はじめに
5.2 水酸化アルミニウムの製法
5.3 難燃剤としての水酸化アルミニウム
5.4水酸化アルミニウムの品質改良
5.5 おわりに
6.窒素系難燃剤の高性能化
6.1 はじめに
6.2 種類・特徴
6.3 用途・効果
6.4 難燃メカニズム
6.5 代表的難燃剤・難燃メカニズム
6.6 実用例
6.7 今後の開発課題
第6章 各種難燃高分子材料の高性能化事例
1.スチレン系樹脂の高性能化
1.1 スチレン系樹脂の難燃化技術
1.2 特許からみた最近の難燃(高性能)化技術動向
1.3 スチレン系難燃樹脂の商品化事例
2.ポリオレフィン系樹脂の高性能化
2.1 はじめに
2.2 PE,PP系難燃グレードの市場動向
2.3 PE,PP系難燃グレードの材料開発動向
2.4 おわりに
3.エラストマーの高性能化
3.1 はじめに
3.2 難燃化の基本原理
3.3 難燃剤の分類
3.4 エラストマー材料難燃化の技術動向
3.5 難燃化技術の今後の課題
3.6 おわりに
4.ポリカーボネートの高性能化
4.1 はじめに
4.2 シリコーン系難燃材料
4.3 シリコーン系材料の難燃機構
4.4 シリコーン系難燃PCの特性
4.5 PC/ABSアロイへの適用
4.6 用途展開
5.変性ポリフェニレンエーテルの高性能化
5.1 はじめに
5.2 PPEの難燃性
5.3 難燃剤の効果
5.4 変性PPEの構造変化と熱分解挙動
5.5 環境との関係における難燃材料としての変性PPEの位置づけ
5.6 おわりに
6.PBTの高性能化
6.1 PBTの難燃化
6.2 難燃PBT材料の高性能化
6.3 おわりに
7.エポキシ樹脂の高性能化
7.1 はじめに
7.2 エポキシ樹脂の需要量とエポキシ樹脂の難燃化
7.3 難燃性エポキシ樹脂の高性能化
7.4 高性能エポキシ系難燃剤
7.5 おわりに
8.フェノール樹脂の高性能化
8.1 はじめに
8.2 フェノール樹脂難燃化の背景
8.3 難燃剤種とその選択
8.4 ハロゲン系難燃剤の動向
8.5 おわりに
9.難燃・防炎繊維の高性能化
9.1 はじめに
9.2 繊維製品の難燃性・防炎性の試験法
9.3 各種繊維の難燃・防炎化
9.4 難燃・防炎繊維の高性能化
9.5 おわりに
10.難燃不織布の高性能化
10.1 不織布の現状と技術動向
10.2 難燃不織布
10.3 不織布の難燃規制および評価方法
10.4 難燃不織布の高機能化
10.5 難燃不織布の今後の展開
10.6 まとめ
11.ナノコンポジットの難燃性と高性能化
11.1 はじめに
11.2 モンモリロナイト
11.3 ナイロン6クレイハイブリッド(NCH)の合成
11.4 NCHの特性
11.5 まとめ
第7章 成形加工技術による高性能化事例
1.はじめに
2.中空成形による高性能化
2.1 偏肉構造の確立
2.2 ガスアシスト成形の導入と部品の一体成形
2.3 強度確保と減量化
3.低圧成形による高性能化
3.1 テレビ筐体に適した低圧成形法の開発
3.2 低圧成形法の効果
3.3 低圧成形の応用
4.ノンハロゲン難燃樹脂
5.今後の課題
第8章 各産業分野での高性能化事例
1.難燃剤フリーエポキシ樹脂封止材料
1.1 はじめに
1.2 半導体封止材を取り巻く環境から
1.3 難燃性の発現について
1.4 封止材開発
1.5 パーフェクトグリーン材G700シリーズ
2.ハロゲンフリーソルダーレジスト
2.1 緒言
2.2 ソルダーレジストの現状
2.3 プリント配線板に使用する銅張積層板の開発動向
2.4 ハロゲンフリーソルダーレジストの開発動向
2.5 自己消火性を有するハロゲンフリー(LPI)ソルダーレジスト
2.6 今後の動向
3.自動車と難燃高分子材料
3.1 はじめに
3.2 自動車に使われるプラスチック製品
3.3 自動車部品のプラスチック採用例と難燃性要求への対応
3.4 汎用プラスチック
3.5 エンジニアリングプラスチック
3.6 特種エンプラ
3.7 熱硬化性樹脂
3.8 おわりに
4.鉄道と難燃高分子材料
4.1 はじめに
4.2 鉄道における火災対策の変遷
4.3 鉄道車両用材料の変遷
4.4 おわりに
5.建築と難燃高分子材料
5.1 はじめに
5.2 高分子材料の建築分野の用途
5.3 建築分野での高分子材料の難燃化
5.4 新しい防火材料試験の規格
5.5 「コーンカロリー計試験」の解説と実例
5.6 建築分野の高難燃化
6.ノンハロゲン系高耐候難燃PP繊維
6.1 はじめに
6.2 原糸の性能と特徴
6.3 「バルザー® P.Ⅱ」の応用例
6.4 まとめ
7.耐熱塗料
7.1 はじめに
7.2 耐熱塗料
7.2 シリコーン系耐熱塗料の問題点
7.3 「ボーセーネオス」の特長
7.5 おわりに
安全性編
第9章 難燃剤の安全性と環境問題
1.はじめに
2.難燃材料に関する規制の経緯と動向
2.1 ヨーロッパにおける規制の経緯
2.2 規制の現状と今後の動向
3.高分子材料の難燃性と難燃化
3.1 難燃性
3.2 難燃化
4.難燃剤の需要の現状
5.各種難燃剤の特徴,安全性および環境問題
5.1 ハロゲン系難燃剤
5.2 無機系難燃剤
5.3 リン系難燃剤
5.4 シリコーン系難燃剤
5.5 窒素系難燃剤
6.今後の展望-環境調和型難燃材料の開発
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