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難燃剤・難燃化材料の最前線    
The Front Line of Flame Retardants and Fire Retardant Materials
[コードNo.2015T968]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 西澤仁
■体裁/ B5判 265ページ
■発行/ 2015年4月8日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 73,440円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1065-7

 
★高分子の活用に不可欠な難燃剤において環境意識に配慮した難燃剤の活用が求められている!
★リチウムイオン電池をはじめフィルムや高機能樹脂など、今後さらに重要性の高まる難燃剤の最新技術を収載!
★難燃機構の解明から新規難燃剤の開発、応用まで、代表する各メーカーや公的研究機関の先生方による分担ご執筆!

キーワード

難燃機構 / 海外難燃性規格 / 評価試験 / 臭素系 / 新規リン系 / イントメッセント系 / フォスフィン酸金属塩系 / 窒素系 / 無機系 / ドリップ防止 / ナノコンポジット / 樹脂 / ケーブル / 難燃触媒 / 不燃木材 / フィルム / LiB

刊行にあたって

 近年の科学技術の進歩は、各種産業分野で新しい技術や製品を我々にもたらし、人類に多くの夢と希望を与えてきた。その中で高分子材料が果たした役割と貢献度は極めて高いものがある。
 一方、高分子材料の唯一の欠点である燃え易さは、火災事故の大きな原因の一つとなっている。世界的に難燃性規格が制定されており、クリアしなければ製品の製造販売ができないため、広範囲の産業分野で難燃材料の研究開発、実用化が進んできた。この技術は、分子内の難燃性を発揮する難燃性元素を含む難燃剤を高分子材料に添加分散して複合化したり、化学的に反応させて行われている。最近の難燃化技術の研究レベルは確実に進歩を遂げており、難燃剤の使用量も増加してきている。世界の難燃剤の需要量は、年間約160万トン、日本だけで約16万トンと言われている。
 難燃材料の新しい研究としては、ナノコンポジット難燃材料、難燃性生分解性ポリマー、Liイオン2次電池用難燃性電解質、透明性難燃材料、難燃耐熱エンプラ材料、耐環境安全性難燃材料、薄厚難燃フィルム等の研究開発が挙げられ、難燃化技術としては、難燃機構の研究、高難燃効率を示す難燃剤および難燃系の研究が進められている。
 今回は、このような現状を鑑みて規制の動向、難燃化機構、新しい難燃剤と難燃材料の動向、難燃性評価試験等について最新の動向を知るためにこの分野の第一線で活躍されている方々にご執筆をお願いしてまとめることにした。皆様方の今後の研究開発、各種業務の推進にお役立ていただければ幸いである。

(本書「刊行にあたって」より抜粋)

著者一覧

西澤仁西澤技術研究所
青木正光特定非営利活動法人 日本環境技術推進機構
大越雅之京都工芸繊維大学
藤岡博明(株)ケミトックス
宮野信孝大八化学工業(株)
米澤豊(株)ADEKA
山中克浩帝人(株)
小林淳一丸菱油化工業(株)
石塚智也クラリアントジャパン(株)
新川桂太郎クラリアントジャパン(株)
侯瀟クラリアントジャパン(株)
齊藤雅人日産化学工業(株)
西谷崇昭日本精鉱(株)
松井誠二神島化学工業(株)
岩田典己ダイキン工業(株)
露本伊佐男金沢工業大学
位地正年日本電気(株)
五島一也ポリプラスチックス(株)
山下武彦パナソニック(株)
坪川紀夫新潟大学

目 次

【第一編 難燃規制、評価試験法】
第1章環境規制の最新動向と難燃化への影響 (青木正光)
1はじめに
2難燃化の重要性
3難燃剤規制の潮流
3.1欧州の難燃剤規制
3.2アメリカの難燃剤規制
3.3日本の難燃剤規制
4環境対策のための規制・規格
4.1欧州のRoHS指令
4.2改正RoHS指令
4.3欧州のREACH規則
4.4米国のEPEAT
5「難燃化」と「環境」の両立と課題
5.1難燃化
5.2環境の時代
5.3課題
第2章難燃剤評価試験法の進歩 (大越雅之)
1電子機器に用いられる部材とその燃焼性
2材料としての難燃性評価
3部材の難燃規格
3.1電線ケーブル
3.2事務機器
3.3半導体封止材料
3.4規制の現状
4新しい難燃試験方法
4.1ブラックボックスのホワイト化
4.2マルチレイヤーテスト
5まとめ
第3章海外難燃性規格の最新動向(ULおよび鉄道車両規格) (藤岡博明)
1はじめに
2UL規格の最新動向
2.1UL94 水平燃焼性 (HB) 試験
2.2UL94垂直燃焼性 (V) 試験
2.3UL94フィルムの垂直燃焼性 (VTM) 試験
2.4UL94 5V燃焼性試験
2.5UL94 発泡材の水平燃焼性 (HF / HBF) 試験
2.6Microcombustion Calorimeter (MCC) 試験
3海外鉄道車両規格における火災試験要求
4おわりに
【第二編 難燃機構】
第1章難燃機構の研究動向と進歩および難燃剤開発のコンセプト (西澤仁)
1はじめに
2ポリマーの燃焼機構
3高分子難燃化の技術と難燃剤の開発動向
3.1気相での難燃機構
3.1.1ラジカルトラップ効果
3.1.2酸素希釈効果、酸素遮断効果
3.1.3吸熱反応(燃焼残渣による酸素遮断、断熱効果が同時に起こる)
3.2固相での難燃機構
3.3相乗効果の研究
3.4気相と固相の難燃機構の比較試験法
3.4.1CO発生量を比較する方法
3.4.2発生ラジカルの測定方法(ESRによるスピットラッピング法)
3.4.3酸素指数法を用いて雰囲気を酸素から他の雰囲気(例N2O)に変更して適用雰囲気ガス指数を比較する方法
3.5高分子構造と難燃性の関係
3.6難燃機構に関係する注目される難燃化技術
3.6.1水和金属化合物、臭素系難燃剤の難燃効果を促進するアゾアルカン化合物、ヒンダートアミン化合物
3.6.2気相における効果の高い環状化合物
3.6.3反応型難燃剤と添加型難燃剤の効果の比較
3.6.4リン酸化合物のP含有量とCH3P(O)の側鎖と難燃性との関係
3.6.5IFR難燃系の難燃効果を促進する難燃助剤の研究
3.6.6水和金属化合物の難燃助剤の研究
3.6.7100%固相における難燃機構を示すナノコンポジット難燃系
3.6.8難燃触媒による難燃化技術
3.6.9IFR系難燃PPの固相におけるバリヤー層損傷(チャー+リン酸Mg複合層)
3.6.10ドリップ性、残じん性
4難燃剤開発のコンセプト
【第三編 難燃剤】
第1章臭素系難燃剤の概要と最新動向 (西澤仁)
1はじめに
2臭素系難燃剤の種類と特徴および難燃効果
3臭素系難燃剤による難燃化技術
4臭素系難燃剤の今後と高難燃効率を目指す難燃系の開発
第2章リン酸エステル系難燃剤の環境問題と開発動向 (宮野信孝)
1はじめに
2リン酸エステル系難燃剤の環境問題
3リン酸エステル系難燃剤の難燃化機構および諸物性
4リン酸エステル系難燃剤の開発動向
4.1家電、OA用途
4.2ポリウレタンフォーム用途
4.3ポリエステル繊維用途
5おわりに
第3章イントメッセント系難燃剤の進歩 (米澤豊)
1はじめに
2難燃剤の種類とメカニズム
3イントメッセント系難燃剤とは
4FP-2100JC、FP-2200Sの難燃性能
5力学的特性
6フィラー充填系での性能について
7FP-2100JC、FP-2200Sの使用方法について
8おわりに
第4章新規リン系難燃剤ファイヤガード® FCX-210 (山中克浩)
1はじめに
2リン系難燃剤の種類
3高分子材料の燃焼機構と難燃機構
4ファイヤガード® FCX-210の特徴
5ファイヤガード® FCX-210の難燃効果
6今後の展開
第5章新規ホスホン酸エステル難燃剤の開発と特性 (小林淳一)
1はじめに
2リン系難燃剤の難燃化機構
2.1一般的なリン系難燃剤の難燃化機構と問題点
2.2リン酸エステル類のドリップ促進による難燃化機構
3新規ホスホン酸エステル難燃剤 ノンネン73の特徴
3.1ノンネン73の設計コンセプト
3.2一般性状および溶解度・相溶性
3.3揮発性
3.4耐熱性
4適用例
4.1種々の合成樹脂への適用
4.2ポリオレフィンへの適用
5おわりに
第6章フォスフィン酸金属塩系難燃剤の進歩-高難燃効率・環境適応型難燃剤の応用- (石塚智也、新川桂太郎、侯瀟)
1はじめに
2クラリアント社Exolit OPシリーズの特徴
3ポリアミド樹脂への応用
4ポリエステル樹脂への応用
5フォスフィン酸金属塩系難燃剤の環境特性
6プリント回路基板への応用
7Exolit OP新規グレードの紹介
8次世代材料への展開
9おわりに
第7章窒素系難燃剤の進歩(ホスメル-メラミンシアヌレート) (齊藤雅人)
1メラミンシアヌレートおよびホスメル
2メラミンシアヌレート(MC)
2.1メラミンシアヌレートの性質
2.2メラミンシアヌレートの難燃機構
2.3ポリアミド樹脂(PA樹脂)の難燃
2.4ポリアミド樹脂以外の難燃
2.5MCの特徴を生かした今後の利用法
3ホスメル(PHOSMEL)
3.1ホスメルの性質
3.2ホスメルの難燃機構
3.3ホスメルによる難燃
第8章無機系複合難燃助剤STOX-501の開発について (西谷崇昭)
1はじめに
2STOX-501の開発について
2.1STOX-501の原材料について
2.2STOX-501の特徴
2.2.1品質
2.2.2難燃効果
2.2.3樹脂物性
2.2.4色調
2.2.5STOX-501の価格
3おわりに
第9章水酸化マグネシウムの進歩 (松井誠二)
1はじめに
2物理的性質
2.1一般的性質
2.2水酸化マグネシウムの熱的性質とプラスチック難燃化機構
2.3水酸化マグネシウムの低発煙性
3用途および応用例
4表面処理状態の評価方法
4.1電位差滴定
4.2プラスチック物性との関係
5おわりに
第10章ドリップ防止剤としてのPTFE (岩田典己)
1ドリップ防止剤
2PTFEとは
3PTFEドリップ防止剤
4今後の課題
第11章新規ホウ素化合物 (露本伊佐男)
1はじめに
2新しいホウ酸系難燃剤「ポリホウ酸ナトリウム」
2.1特長
2.2難燃剤としての使用法
3新しい難燃塗布剤「デンプン・ポリホウ酸ナトリウム混合液」
3.1開発の背景
3.2デンプン・ポリホウ酸ナトリウム混合液の調製法
3.3塗布方法
3.4硬質ウレタンフォームの難燃化
4まとめ
【第四編 難燃材料の開発】
第1章ナノコンポジット難燃材料の開発 (大越雅之)
1ナノ材料とは
2水和金属化合物系
3クレー系
4まとめ
第2章ポリ乳酸系バイオプラスチック難燃材料 (位地正年)
1はじめに
2難燃性ポリ乳酸複合材の開発
3水酸化アルミニウムの利用による難燃性以外の特徴の付与
4社会インフラ機器への展開
5まとめと今後の展望
第3章難燃性エンプラ材料の開発 (五島一也)
1火災の原因とプラスチック
2プラスチックの燃焼メカニズムと難燃化
2.1プラスチックの種類と燃焼性
2.2燃焼メカニズム
2.3難燃剤、難燃システム
3環境対策、安全問題への対応
4難燃性エンプラ材料開発
4.1非強化・難燃・高衝撃PBT樹脂 ジュラネックス®PBT「457EV」
4.2長期特性改善PBT樹脂 ジュラネックス®PBT「LTシリーズ」
4.3ノンハロゲン系難燃剤使用 ジュラネックス®PBT「NFシリーズ」
4.4高GWIT(グローワイヤ特性)PBT樹脂 ジュラネックス®PBT「330GW」
第4章EM電線、ケーブル材料の現状と最近の進歩 (西澤仁)
1はじめに
2EM電線、ケーブルの要求性能
3EM材料の研究経過と最近の研究動向
3.1べース樹脂の選択
3.2難燃剤としての水酸化Mg選択と改良
3.3難燃助剤
3.4EM材料のコンパウンディングと押出加工性の改良
3.5EM電線、ケーブルのコスト、LCA(塩ビとの比較)
3.6エコ難燃材料に関する注目される研究例
第5章難燃触媒による難燃材料の開発 (山下武彦)
1はじめに
2高分子材料の燃焼と難燃理論
3PLAの触媒 (非臭素)による難燃化
3.1検討対象の樹脂と難燃剤
3.2燃焼試験法と各種分析法
3.3触媒混練の結果と考察
3.3.1垂直小型燃焼実験結果
3.3.2熱分解分析結果
3.4他難燃剤との併用による相乗効果の検討
3.4.1リン系および黒鉛との併用
3.4.2成型性向上の試み
4PPE/PSの熱分解に関する考察と難燃化
4.1PPE/PSの難燃化
4.2試験結果
5おわりに
第6章不燃木材の開発と実用化 (露本伊佐男)
1はじめに
2防火材料の認定基準
3スギの不燃化(無垢材・集成材)
4樹種による比較
5不燃木材などの使用例
5.1公共建築物への使用例
5.2店舗などへの使用例
5.3鉄道車両への使用例
6総括
第7章表面難燃剤固定化フィラーによる難燃化技術 (坪川紀夫)
1はじめに
2フィラー表面への難燃剤固定化の意義
2.1難燃剤の問題点
2.2難燃剤固定化フィラー
3表面グラフト化の方法
4ハロゲン系難燃剤固定化フィラー
4.1シリカ表面へのハロゲン系難燃剤の固定化
4.2ハロゲン系難燃剤固定化シリカの特性
4.3難燃剤固定化シリカを充填したエポキシ樹脂からの難燃剤の溶出試験
5リン系難燃剤固定化フィラー
5.1シリカ表面へのリン系難燃剤の固定化
5.2リン系難燃剤固定化シリカの特性
5.3リン系難燃剤固定化シリカを充填したエポキシ樹脂からの難燃剤の溶出試験
6おわりに
第8章難燃化が難しい製品の難燃化技術の現状と課題および今後―透明樹脂、フィルム、Liイオン2次電池電解液― (西澤仁)
1はじめに
2透明性樹脂の難燃化技術
2.1樹脂の種類と特徴
2.2透明性を落とさないで難燃化する技術
2.2.1液状リン酸エステルによる難燃化技術
2.2.2水和金属化合物、活性シリカ表面グラフト化無機化合物を利用した難燃化
2.2.3ナノコンポジット化技術による難燃化
2.2.4その他の難燃性透明樹脂の研究
3Liイオン2次電池電解液用難燃化技術の現状と今後
4難燃性フィルム
第9章難燃化技術の最近の研究動向―主として文献資料から見た― (西澤仁)
1はじめに
2難燃規制、難燃化技術および難燃剤のこれまでの動き
3最近の難燃化技術の研究動向
3.1相乗効果系および三酸化アンチモン代替化合物に関する研究
3.2難燃機構に関する研究動向
3.3高難燃性を特徴とするIFR系(Intumescent)難燃剤の研究
3.4有機リン系難燃剤による難燃化技術の研究
3.4.1DOPO-POSS化合物を添加したPC/ABSの難燃機構と難燃化技術
3.4.2PVAとリン酸メラミン混合物の加工時の熱安定性と難燃性の向上
3.4.3PLA/リン化合物PEDPPの難燃性向上と耐熱性の付与
3.4.4APP配合ABSの難燃性、耐熱性へのチャー生成促進剤の効果
3.5ナノコンポジット系難燃材料の研究
3.6その他難燃化技術、難燃材料の研究
4おわりに



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