JP2009029993A - 軟質ポリウレタン発泡体及びその複合材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軟質ポリウレタン発泡体は難燃剤を含有し、熱可塑性エラストマーより形成される表皮材にラミネートされて用いられるものである。前記難燃剤は、クロロプロピルホスフェート構造又はジクロロプロピルホスフェート構造を有する化合物又はその縮合体であって、質量平均分子量が350〜600のものである。さらに、縮合体中に含まれる質量平均分子量が350未満の未反応の前記化合物の含有量が軟質ポリウレタン発泡体中に1質量%以下であり、かつ軟質ポリウレタン発泡体中の塩素含有量が5〜10質量%である。難燃剤としては、ジクロロプロピルホスフェート構造を有し、質量平均分子量が400〜500の化合物が好ましい。
【選択図】なし
Description
請求項5の軟質ポリウレタン発泡体は、請求項1から請求項4のいずれか1項に係る発明において、前記ラミネートは、フレームラミネート法によるものであることを特徴とする。
請求項1の軟質ポリウレタン発泡体では、難燃剤としてクロロプロピルホスフェート構造又はジクロロプロピルホスフェート構造を有する化合物又はその縮合体が用いられている。これらの含塩素リン酸エステル系難燃剤は、軟質ポリウレタン発泡体の燃焼時に良好な炭化層を形成し、かつ可塑化効果も有するため、火種を落としやすくすることができ、滴下消火を促すことができる。しかも、軟質ポリウレタン発泡体中の塩素含有量が5〜10質量%であることから、この塩素が気相から燃焼部位に供給される酸素を遮断する機能を発現する。従って、表皮材として熱可塑性エラストマーを用いた場合に良好な難燃性を発揮することができる。
本実施形態における軟質ポリウレタン発泡体(以下、単にポリウレタン発泡体又は発泡体ともいう)は、熱可塑性エラストマーより形成される表皮材にラミネートされて用いられるものであって、難燃剤を含有するものである。係る難燃剤は、クロロプロピルホスフェート構造又はジクロロプロピルホスフェート構造を有する化合物又はその縮合体であって、質量平均分子量が350〜600のものであると共に、前記縮合体(オリゴマー)中に含まれる未反応の前記化合物(主にモノマー成分。以下、未反応化合物と称する)の含有量が発泡体中に1質量%以下のものである。ここで、難燃剤の含有量を増加させると、縮合体中に残存する未反応化合物も増え、フォギング要因として無視できなくなることが確認されている。また、クロロエチルホスフェート構造を有する難燃剤は、縮合体中の未反応化合物の分子量も特に低くなるため、フォギングへの影響がより高くなって不適当である。さらに、軟質ポリウレタン発泡体は、その中に含まれる塩素の含有量が5〜10質量%である。このような要件を満たすポリウレタン発泡体は、難燃性が良く、フォギングの抑制も図ることができる。
前述したポリオール類とポリイソシアネート類との反応は常法に従って行われるが、ワンショット法又はプレポリマー法が採用される。ワンショット法は、ポリオール類とポリイソシアネート類とを直接反応させる方法である。プレポリマー法は、ポリオール類とポリイソシアネート類との各一部を事前に反応させて末端にイソシアネート基又は水酸基を有するプレポリマーを得、それにポリオール類又はポリイソシアネート類を反応させる方法である。軟質ポリウレタン発泡体としては、スラブ発泡法により得られる軟質スラブポリウレタン発泡体が好ましい。スラブ発泡法は、上記ワンショット法により混合攪拌された反応原料(反応混合液)をベルトコンベア上に吐出し、該ベルトコンベアが移動する間に反応原料が常温、大気圧下で自然発泡し、硬化することで得られる。その後、乾燥炉内で硬化(キュア)し、所定形状に裁断される。その他、モールド成形法、現場施工スプレー成形法等によって軟質ポリウレタン発泡体を得ることもできる。
・ 本実施形態の軟質ポリウレタン発泡体では、難燃剤としてクロロプロピルホスフェート構造又はジクロロプロピルホスフェート構造を有する化合物又はその縮合体が用いられている。これらの含塩素リン酸エステル系難燃剤は、発泡体の燃焼時に良好な炭化層を形成し、かつ可塑化作用を発揮するため、火種が落下しやすくなり、滴下消火が促進される。加えて、発泡体中の塩素含有量が5〜10質量%であるため、塩素により気相から燃焼部位に供給される酸素が遮断される。その結果、表皮材として熱可塑性エラストマーを用いた場合に燃焼速度を抑えることができ、優れた難燃性を発揮することができる。
(実施例1〜11及び比較例1〜8)
ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤、補助発泡剤、整泡剤、触媒及び難燃剤を含有する軟質ポリウレタン発泡体の原料を、表1及び表2に示す組成にて調製した。そして、軟質ポリウレタン発泡体の原料を常温で混合し、常法に従って反応及び発泡(スラブ発泡)させることにより軟質ポリウレタン発泡体を製造した。なお、炭酸ガス(液化炭酸ガス)は、6MPaの圧力及び−12℃以下の温度で液化状態を保持し、ポリオール類に溶解させて供給した。また、メチレンクロライドは常温で液体であり、そのまま配合した。
ポリオールA:ポリエーテルポリオール、水酸基価56.1mgKOH/g、三洋化成工業(株)製、GP3000
ポリオールB:ポリエーテルポリエステルポリオール、水酸基価56.1、三井武田ケミカル(株)製、L−50
界面活性剤:ジメチルシリコーン、デグサジャパン(株)製、B−8050
アミン触媒:トリエチレンジアミン、エアープロダクツジャパン(株)製、33LV
金属触媒:オクチル酸スズ、城北化学工業(株)製、MRH−110
ポリイソシアネート(T−80):2,4-トルエンジイソシアネート80質量%と2,6-トルエンジイソシアネート20質量%との混合物、日本ポリウレタン工業(株)製、コロネートT−80
難燃剤A:トリス(クロロプロピル)ホスフェートの2量体(縮合体)、質量平均分子量574、未反応化合物(質量平均分子量は328)の含有量は5質量%、大八化学(株)製、CR−504
難燃剤B:トリスクロロエチルホスフェートの2量体(縮合体)、質量平均分子量470、未反応化合物(質量平均分子量は285)の含有量は13質量%、大八化学(株)製、CR−530
難燃剤C:トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、質量平均分子量431、大八化学(株)製、CRP
難燃剤D:トリス(クロロプロピル)ホスフェート、質量平均分子量328、大八化学(株)製、TMCPP
TPU:熱可塑性ポリウレタン(熱可塑性ポリウレタン90質量%とアクリル系樹脂10質量%との混合物)
PVC:塩化ビニル樹脂
リン含有量(質量%):軟質ポリウレタン発泡体中のリンの含有量を原料組成に基づいて算出した。
Cl/P比:軟質ポリウレタン発泡体中のリン(P)の含有量に対する塩素(Cl)の含有量の比を質量基準で算出した。
見掛け密度:JIS K 7222(1999)に準拠して測定された値である。
(接着方法)
FL法:フレームラミネート法、すなわち各ポリウレタン発泡体より発泡体片(長さ200mm、幅50mm、厚み10mm)を切り出し、幅100mmのLPガスバーナーの火炎上を8m/minで通過させ、表面を溶融させる。次いで、その表面に表皮材を重ね合せ、ロールにて圧着した。
最大燃焼速度(mm/min):表皮材としての熱可塑性ポリウレタンの裏面に厚さ3mmの軟質ポリウレタン発泡体をラミネートした複合材料について、FMVSS No.302(米国自動車安全基準)の燃焼試験法MVSS302に従って燃焼速度の最大値を求めた。
・ 難燃剤として、ジクロロプロピルホスフェート構造を有する化合物の2量体で、質量平均分子量が350〜600のものを、2量体中に含まれる質量平均分子量が350未満の未反応化合物の含有量が発泡体中に1質量%以下となるように使用することもできる。
・ 前記難燃剤の縮合体中に含まれる未反応化合物の含有量を減少させるため、縮合体を精製して縮合体中の未反応化合物を低減させる操作を施した後に使用することも可能である。
・ 前記軟質ポリウレタン発泡体は、ポリオール類、ポリイソシアネート類、触媒、発泡剤及び難燃剤を含有する発泡体の原料を反応及び発泡させて得られるものであり、前記ポリオール類はエステル結合を有するポリオールであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の軟質ポリウレタン発泡体。このように構成した場合、請求項1から請求項5のいずれかに係る発明の効果に加え、軟質ポリウレタン発泡体を熱可塑性エラストマーより形成される表皮材にフレームラミネート法によって容易に接着させることができる。
Claims (6)
- 熱可塑性エラストマーより形成される表皮材にラミネートされて用いられ、難燃剤を含有する軟質ポリウレタン発泡体であって、
前記難燃剤がクロロプロピルホスフェート構造又はジクロロプロピルホスフェート構造を有する化合物又はその縮合体であって、質量平均分子量が350〜600のものであると共に、前記縮合体中に含まれる質量平均分子量が350未満の未反応の前記化合物の含有量が軟質ポリウレタン発泡体中に1質量%以下であり、かつ軟質ポリウレタン発泡体中の塩素含有量が5〜10質量%であることを特徴とする軟質ポリウレタン発泡体。 - 前記難燃剤はジクロロプロピルホスフェート構造を有する化合物であって、質量平均分子量が400〜500のものであることを特徴とする請求項1に記載の軟質ポリウレタン発泡体。
- 前記軟質ポリウレタン発泡体中のリンの含有量に対する塩素の含有量の比が質量基準で3.5〜7.0であることを特徴とする請求項2に記載の軟質ポリウレタン発泡体。
- 前記熱可塑性エラストマーは、熱可塑性ポリウレタンであることを特徴とする請求項3に記載の軟質ポリウレタン発泡体。
- 前記ラミネートは、フレームラミネート法によるものであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の軟質ポリウレタン発泡体。
- 熱可塑性エラストマーより形成される表皮材に、請求項1に記載の軟質ポリウレタン発泡体がラミネートされて構成されていることを特徴とする複合材料。
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