JP2757294B2 - 耐燃性の弾性ポリウレタン軟質発泡体の製法 - Google Patents

耐燃性の弾性ポリウレタン軟質発泡体の製法

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JP2757294B2 JP3096338A JP9633891A JP2757294B2 JP 2757294 B2 JP2757294 B2 JP 2757294B2 JP 3096338 A JP3096338 A JP 3096338A JP 9633891 A JP9633891 A JP 9633891A JP 2757294 B2 JP2757294 B2 JP 2757294B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はポリオールとポリイソシ
アネートとの発泡体反応混合物並びに難燃剤として一定
量の膨張黒鉛からなる耐燃性の弾性ポリウレタン軟質発
泡体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】軟質ポリウレタンフォームは、特にこの
有機物質が極めて高い比表面積を有することからも、通
常易燃性である。従って発泡体反応混合物に添加物を加
えることによって、また作られた発泡体を後処理するこ
とによってその引火性を減少させる一連の方法が提案さ
れている。この場合特に燐及びハロゲンを分子状で含む
多くの化合物が用いられている。
【０００３】安全性に対する要求が高まることによっ
て、可燃性物質の特定の用途に関する認可を制限するか
又は完全に禁止する一連の規則が成立している。認可を
可能にするための一連の試験基準が開発されており、そ
れらの試験基準は、比較的短い時間の高負荷に基づく規
準（例えば発泡体を短時間石油バーナで燃やすＦＡＲ２
５８５３Ｃによるテスト）、又は比較的長く続く材料燃
焼に基づく試験規準（例えば１００ｇの紙をクッション
として丸め、被験材料上で燃やすＵＩＣ−テスト）が開
発されている。この場合結果として生じる重量損失、す
なわち燃焼した材料の量を調べ又場合によっては生じる
不完全燃焼過程（これは炎をあげることなく経過するか
又は一定時間の後に初めて自然発火により再び炎をあげ
て燃え上がる可能性がある）を判定する。このことは特
に軟質ポリウレタンフォームの場合、発泡体の熱分解が
かなり高い温度で発熱しながら経過するため危険であ
る。
【０００４】防化剤それ自体は数多く文献に記載されて
いる。ここでは特に膨張黒鉛の使用に関して記載してい
る英国特許第２１６８７０６号明細書又はメラミンを防
火剤として挙げている英国特許出願公開第２１７７４０
５号明細書を指摘しておく。これらの物質は一定の規定
を満足して効果的に使用することができるが、テストが
被験材料に対して長く継続する高負荷の熱又は炎の影響
を規定し、後でくすぶりや余燼が生じることを阻止すべ
き場合には使用することができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、発泡
体の燃焼及び不完全燃焼又は余燼を阻止するか又は少な
くとも著しく減少させる耐燃性発泡体を製造する方法を
提供することにある。この場合特に不完全燃焼後の自然
発火は確実に回避されなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明によれば、ポリオールとポリイソシアネート
との発泡体反応混合物並びに難燃剤として粒形０．２〜
１ｍｍの一定量の膨張黒鉛からなる耐燃性の弾性ポリウ
レタン軟質発泡体を製造する方法において、発泡体反応
混合物に膨張黒鉛とメラミンとを１：３〜２：３の割合
で混合し、膨張黒鉛及びメラミンの合計量は反応混合物
全量の２０〜４０重量％とする。
【０００７】この両物質、即ち膨張黒鉛及びメラミンの
相乗作用は、驚くべきことに、その物理的特性が殆ど変
化せず、また長時間継続する高負荷の熱及び炎の作用に
耐えることができ、かつくすぶりの再発を十分に排除す
る発泡体が得られる点にある。
【０００８】単独の膨張黒鉛は高い熱負荷で膨張し、フ
ォームとしてその背後にある物質を良好に絶縁する。し
かしその欠点は、フォームの発熱分解がすでに始まって
いる場合には同時に放熱も減少し、従ってこの発熱分解
が自然発火にまで達する可能性がある。
【０００９】防火剤としてメラミンのみを使用した場
合、炎上に対してはポリウレタンフォームと共に僅かな
抵抗性を有するに過ぎず、燃え上がった物質は溶融し、
多くの場合燃えながら滴下することになる。
【００１０】しかし正しい割合で使用した場合、このメ
ラミンは絶縁性の膨張黒鉛の背後で発熱性の熱分解反応
から、独自の吸熱溶融及び変換処理に熱を消費すること
により、熱分解が停止及び中断されるほどの熱を奪うこ
とになる。
【００１１】この熱分解の中断は、膨張黒鉛を単独で使
用した場合には極めて高い濃度の場合にのみ可能であ
り、この高い濃度は発泡体の粗密度が低い場合に発泡体
の物理的特性を著しく阻害するおそれがある。
【００１２】最適に混合するには、発泡体反応混合物を
製造する際に膨張黒鉛及びメラミンをまずポリオールの
一部にのみ混入し、残りのポリオール分は活性剤（化学
反応を容易にする物質）、促進剤（化学反応の時間を短
縮する物質）及び架端剤（橋架け結合を起こさせる物
質）の形の他の添加剤を含んでいることが好ましい。
【００１３】その際最初のポリオール分に他の防火剤を
添加することも可能である。
【００１４】ポリオールとして充填剤を含むポリオール
を全量又は部分的に使用することは特に有利である。こ
の場合充填剤を含むポリオールとして例えばＰＨＤエー
テルを使用することができる。
【００１５】更に膨張黒鉛及びメラミンを使用すること
の利点は煙道ガスがハロゲンを含まず、従って毒性及び
腐食性が削減されることである。
【００１６】充填剤を含む発泡体の粗密度は４０〜２０
０ｋｇ／ｍ3 とするのが好ましい。
【００１７】
【実施例】以下に一連の実施例及び比較実験に基づき使
用した防火剤の効果を示す。その際まず表１に代表的な
調剤及び膨張黒鉛及びメラミンの種々の混合例を示し、
引続き表２で使用調剤を個々に説明する。
【００１８】
【表１】 （重量部） 調剤番号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ポリオールａ ８５ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ ポリオールｂ １５ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ 水 ４．０２ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ アミン活性剤ｃ ０．５ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ アミン活性剤ｄ ０．５ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ 安定剤ｅ １．２ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ イソシアネートｆ ３１．６ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ イソシアネートｇ １３．５ ＝ ＝ ＝ ＝ ＝ 膨張黒鉛ｈ ２０ ２５ ２０ １０ ５０ ３０ メラミンｉ ４０ ３５ ４０ ５０ １０ − 防火剤ｋ − − ５ − − １５
【００１９】
【表２】 ポリオールａ，ポリエーテル− デスモフェン（Desmophen) ポリオール ３９７３（Bayer 社） ポリオールｂ，充填剤を含む デスモフェン７６１９ ポリエーテルポリオール （Bayer 社） アミン活性剤ｃ ダブコ（Dabco)３３ＬＶ （Air Products社） アミン活性剤ｄ ニアックス（Neax)Ａｌ （Union Carbide 社） 安定剤ｅ Ｂ ４６９０ （Goldschmidt 社） イソシアネートｆ デスモジュール（Desmodur) Ｔ ６５（Bayer 社） イソシアネートｇ デスモジュール４４Ｖ２０ （Bayer 社） 膨張黒鉛ｈ ＭＢＳ型（Lineta社） Kopenhagen在） メラミンｉ スタンダード型（ＤＳＭ社） 防火剤ｋ ＣＲ５３０ （Daihachi Chemical 社）
【００２０】具体的には、高圧配量機で以下の３成分を
表１に記載した量で調合し、突出ミクシングヘッドを介
して混合し、５００×５００×１００ｍｍの寸法の（約
６０℃に）加熱された金型にいれる。 １．ポリオールａ（全量の約２／３）、メラミン、膨張
黒鉛並びに選択的に防火剤 ２．ポリオールａ及びｂ（全量の約１／３）、アミン活
性剤、シリコン、水 ３．イソシアネート混合物（ＴＤＩ／ＭＤＩ重量比７
０：３０）
【００２１】上記混合物から生じる発泡体成分は金型か
ら６分後に取り出すことができる。成分１及び２にポリ
オールａを配分する処置は主として、両成分の粘度を機
械に適合して配量可能とするためにのみ必要であるに過
ぎない。
【００２２】６種の調剤すべてにおいて同じである発泡
体それ自体は例えば以下の代表的な物理的特性を有す
る。 粗密度（ＤＩＮ５３４２０） ８０ｋｇ／ｍ3 引っ張り強さ（ＤＩＮ５３５７１） １２０ｋＰａ 伸張度（ＤＩＮ５３５７１） ８５％ 残圧縮歪 （２２時間、７０℃、５０％）（ＤＩＮ５３５７２） ５％ 疲れ試験（ＤＩＮ５３５７４） 硬化損失 １２％ 高度損失 ２％
【００２３】更に膨張黒鉛及びメラミンを種々異なる量
で混合した場合にも上記調剤における物理的特性は極く
僅かに変化するに過ぎない。何故ならこれらの物質はほ
とんど反応には関与しないからである。
【００２４】次にこうして得られた６種の発泡体に種々
の防火テストを行った。その結果を次の表３にまとめ
る。
【００２５】
【表３】 防火テストの結果 テスト：かいば かいば ＦＡＲ ＦＡＲ ＵＩＣ おけ４ おけ７ ２５８５３ｂ ２５８５３ｃ 例１ Ｂ． Ｂ． Ｂ． Ｂ． Ｂ． 例２ Ｂ． Ｂ． Ｂ． Ｂ． Ｂ． 例３ Ｂ． Ｂ． Ｂ． Ｂ． Ｂ． 例４ Ｂ． Ｎ．Ｂ Ｂ． Ｎ．Ｂ． Ｎ．Ｂ． 例５ Ｂ． Ｎ．Ｂ Ｂ． Ｂ． Ｎ．Ｂ． 例６ Ｂ． Ｎ．Ｂ Ｂ． Ｂ． Ｎ．Ｂ． Ｂ．＝合格 Ｎ．Ｂ．＝不合格
【００２６】かいばおけ（ｃｒｉｂ）４及びかいばおけ
７のテストは英国規格５８５２ Ｐａｒｔ２に相当し、
検査すべき材料の上に積み上げられた木製のかいばおけ
を燃やし、その下にある材料の燃焼特性を調べるもので
ある。更にこのテストは予め与えられた仕様に従って
“合格”又は“不合格”と判定する。かいばおけ７のテ
ストは、点火源が仕様に応じて大規模であることから、
一層高度の要求を有するものである。
【００２７】ＦＡＲ２５８５３ｂ及びｃのテストはブン
ゼンバーナ及び石油バーナテストであり、これは材料を
近距離から極めて熱くかつ烈しい炎で予め与えられた時
間燃やすものである。この烈しい発炎処理後発泡体の重
量損失は１０％未満であり、延焼は仕様に応じて制限さ
れる。
【００２８】ＵＩＣテストはＵｎｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ ｄｅ Ｃｈｅｍ−ｉｎ ｄｅ Ｆｅｒ
ｅテスト法であり、これによれば１００ｇの紙をクッシ
ョンとして丸めて検査すべき材料上で燃やす。
【００２９】防火テストのこれらの実験から明らかなよ
うに、本発明による割合で膨張黒鉛及びメラミンを含む
発泡体はすべての防火テストに合格した。
【００３０】本発明により製造されたフォームの作用を
図面により明らかにするため、ＵＩＣテストで規定され
ている、図１に示したようなテスト装置を補足的に使用
する。この場合それぞれの発泡体の互いに垂直に配設さ
れた２検体１及び２上にまずクッション３として丸めた
１００ｇの紙を載せ、次にこれを燃やす。防火実験を始
める前に熱電対４を下方の検体１の中央に押し込み、測
定装置５で温度経過を６０分間にわたり測定した。
【００３１】その測定値を図２にグラフで示す。その際
破線による温度曲線Ａは例１ー３に基づき製造した発泡
体の温度経過を示し、実線で描かれた温度曲線Ｂは例５
又は例６に基づき製造した比較フォームの経過を示すも
のである。
【００３２】このグラフから明らかなように、例１〜３
に基づく発泡体では室温から約１６０ー１７０℃への温
度上昇が記録されたに過ぎないが、例５及び６による比
較フォームでは６５０℃までの温度上昇で、また部分的
には自然発火を伴って、発熱的熱分解による崩壊が生じ
ることが観察された。
【００３３】これにより本発明方法の利点及び本発明に
よる割合で膨張黒鉛及びメラミンを加えた場合の相乗作
用は明らかに認めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】防火テスト装置を示す略示図である。
【図２】防火テストによる測定値をグラフで表示した図
である。
【符号の説明】
１ 検体 ２ 検体 ３ 紙クッション ４ 熱電対 ５ 測定装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘリベルト ロツセル ドイツ連邦共和国 8941 ブクスハイム レルヒエンシユトラーセ ６ (56)参考文献 特開 平３−35088（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポリオールとポリイソシアネートとの発
    泡体反応混合物並びに難燃剤として粒径０．２〜１ｍｍ
    の一定量の膨張黒鉛からなる耐燃性の弾性ポリウレタン
    軟質発泡体を製造する方法において、発泡体反応混合物
    に膨張黒鉛とメラミンとを１：３〜２：３の割合で混合
    し、膨張黒鉛及びメラミンの合計量が反応混合物全量の
    ２０〜４０重量％であることを特徴とする耐燃性の弾性
    ポリウレタン軟質発泡体の製法。
  2. 【請求項２】 発泡体反応混合物を製造するに当たり、
    膨張黒鉛及びメラミンをまずポリオールの一部に混合
    し、残りのポリオール分には活性剤、促進剤及び網状化
    剤の形の他の添加物を加えることを特徴とする請求項１
    記載の製法。
  3. 【請求項３】 最初のポリオール分に別の防火剤を添加
    することを特徴とする請求項２記載の製法。
  4. 【請求項４】 ポリオールとして充填剤を含むポリオー
    ルを全体的に又は部分的に使用することを特徴とする請
    求項１ないし３のいずれか１つに記載の製法。
  5. 【請求項５】 充填剤を含むポリオールとしてＰＨＤエ
    ーテルを使用することを特徴とする請求項４記載の製
    法。
  6. 【請求項６】 充填剤を含む発泡体の粗密度が４０〜２
    ００ｋｇ／ｍ3 であることを特徴とする請求項１ないし
    ５のいずれか１つに記載の製法。
JP3096338A 1990-04-03 1991-04-01 耐燃性の弾性ポリウレタン軟質発泡体の製法 Expired - Lifetime JP2757294B2 (ja)

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