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お客様からご提供いただいた難燃剤（次亜リン酸アルミニウム、ホウ酸亜鉛、MCA、水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム）を配合した、ハロゲンフリー難燃剤をベースとしたシリコーンゴムの配合設計を5つご紹介します。これらの設計は、難燃性を確保しながら、添加剤の量を最小限に抑えることでシリコーンゴムの機械特性への影響を低減することを目的としています。

1. リン・窒素相乗難燃システム（高効率炭化型）

ターゲット: UL94 V-0、低煙、中高温用途に適しています

ベースラバー: メチルビニルシリコーンゴム（VMQ、100 phr）

難燃剤:

次亜リン酸アルミニウム（AHP、リンベース）: 15 phr
効率的なリン源を提供し、炭化物の形成を促進し、ガス相燃焼を抑制します。
メラミンシアヌレート（MCA、窒素ベース）: 10 phr
リンと相乗効果を発揮し、不活性ガスを放出し、酸素を希釈します。
ホウ酸亜鉛（ZnB）: 5 phr
炭化形成を触媒し、煙を抑制し、炭化層の安定性を高めます。
水酸化アルミニウム（ATH、化学的方法、1.6～2.3 μm）: 20 phr
吸熱分解、難燃性補助、分散性向上。

添加剤:

ヒドロキシルシリコーンオイル（2 phr、加工性向上）
フュームドシリカ（10 phr、強化材）
硬化剤（ジペルオキシド、0.8 phr）

特徴:

難燃剤の総量は約 50 phr で、難燃性と機械的特性のバランスが取れています。
リン-窒素相乗効果（AHP + MCA）により、個々の難燃剤の必要量が削減されます。

2. 膨張性難燃システム（低負荷タイプ）

ターゲット: UL94 V-1/V-0、薄型製品に適しています

ベースラバー: VMQ (100 phr)

難燃剤:

ポリリン酸アンモニウム（APP、リン窒素ベース）: 12 phr
膨張性炭化物形成の核であり、シリコンゴムとの相溶性が良好です。
次亜リン酸アルミニウム（AHP）: 8 phr
補助的なリン源は、APP の吸湿性を低下させます。
ホウ酸亜鉛（ZnB）: 5 phr
相乗的な炭化触媒作用とドリップ抑制。
水酸化アルミニウム（粉砕、3～20μm）: 15 phr
低コストの補助難燃剤で、APP 負荷を軽減します。

添加剤:

ビニルシリコーンオイル（3 phr、可塑化）
沈降シリカ（15 phr、強化材）
プラチナ硬化システム（0.1% Pt）

特徴:

難燃剤の総量は約 40 phr で、膨張メカニズムにより薄い製品に効果的です。
APP では、移行を防ぐために表面処理 (シランカップリング剤など) が必要です。

3. 高負荷水酸化アルミニウム最適化システム（コストパフォーマンス型）

ターゲット: UL94 V-0、厚い製品やケーブルに適しています

ベースラバー: VMQ (100 phr)

難燃剤:

水酸化アルミニウム（ATH、化学的方法、1.6～2.3 μm）: 50 phr
主な難燃剤、吸熱分解、粒子サイズが小さいため分散性が良い。
次亜リン酸アルミニウム（AHP）: 5 phr
炭化物形成効率を高め、ATH 負荷を軽減します。
ホウ酸亜鉛（ZnB）: 3 phr
煙の抑制と白熱防止。

添加剤:

シランカップリング剤（KH-550、1 phr、ATHインターフェースを改善）
フュームドシリカ（8 phr、強化材）
過酸化物硬化（DCP、1 phr）

特徴:

難燃剤の総量は約 58 phr ですが、コスト効率の点では ATH が優勢です。
ATH 粒子サイズが小さいため、引張強度の低下が最小限に抑えられます。

4. スタンドアロン型次亜リン酸アルミニウム（AHP）システム

応用: UL94 V-1/V-2、または窒素源が望ましくない場合（例：外観に影響を与えるMCAの発泡を避ける場合）。

推奨配合:

ベースラバー: VMQ (100 phr)
次亜リン酸アルミニウム（AHP）: 20～30 phr
リン含有量が高い (40%)。20 phr で、基本的な難燃性のために約 8% のリンが供給されます。
UL94 V-0 の場合は、30 phr まで増やしてください (機械的特性が損なわれる可能性があります)。
補強フィラー: シリカ（10～15 phr、強度維持）
添加剤: ヒドロキシシリコーンオイル（2 phr、加工性）+硬化剤（ジペルオキシドまたは白金系）。

特徴:

凝縮相難燃性（炭化形成）に依存しており、LOI は大幅に向上しますが、煙の抑制効果は限られています。
含有量が多い場合（>25 phr）、材料が硬くなる可能性があります。炭化品質を向上させるには、3～5 phr の ZnB を追加することをお勧めします。

5. 次亜リン酸アルミニウム（AHP）+MCAブレンド

応用: UL94 V-0、ガス相難燃剤の相乗効果による低負荷。

推奨配合:

ベースラバー: VMQ (100 phr)
次亜リン酸アルミニウム（AHP）: 12～15 phr
炭化物形成のためのリン源。
MCA: 8～10 phr
PN 相乗効果のための窒素源。不活性ガス (NH₃ など) を放出して火炎伝播を抑制します。
補強フィラー: シリカ（10 phr）
添加剤：シランカップリング剤（1phr、分散助剤）+硬化剤。

特徴:

難燃剤の総含有量は約 20～25 phr で、単独の AHP よりも大幅に低くなります。
MCA は AHP 要件を削減しますが、透明性にわずかに影響を及ぼす可能性があります (透明性が必要な場合はナノ MCA を使用します)。

難燃剤配合概要

処方	予想されるUL94定格	総難燃剤含有量	長所と短所
AHP単独（20 phr）	V-1	20 phr	シンプルで低コスト。V-0 ではパフォーマンスとのトレードオフを伴い ≥30 phr が必要です。
AHP単独（30 phr）	V-0	30 phr	難燃性は高いが、硬度は増し、伸びは減少します。
AHP 15 + MCA 10	V-0	25 phr	相乗効果、バランスのとれたパフォーマンス（初期試験に推奨）。