JP6151678B2 - 難燃性ポリウレタン樹脂および難燃性合成皮革 - Google Patents
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Description
(1)下記式(1)で表される難燃剤(a)とポリウレタン樹脂(b)が混合されてなる難燃性ポリウレタン樹脂であって、混合比率が重量比で(a)/(b)=5/95〜50/50の範囲であることを特徴とする難燃性ポリウレタン樹脂、
(2)上記式(1)で表される難燃剤(a)100重量部に対して、リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、ポリリン酸アンモニウム、リン酸エステルアミド、フタル酸メラミン、メラミン、シアヌル酸メラミン、ベンゾグアナミン、膨張性黒鉛、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムからなる群より選ばれる1種または2種以上の難燃助剤(c)の合計が0〜200重量部であり、上記式(1)で表される難燃剤(a)とポリウレタン樹脂(b)と上記難燃助剤(c)の混合比率が重量比で{(a)+(c)}/(b)=5/95〜50/50の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の難燃性ポリウレタン樹脂、
(3)合成皮革は不織布、織物、編物を含む繊維基材および少なくとも一層以上のポリウレタン樹脂層を含む構成からなり、上記ポリウレタン樹脂層が上記(1)および/または(2)に記載の難燃性ポリウレタン樹脂を用いて形成されていることを特徴とする難燃性合成皮革、
を要旨とするものである。
[難燃剤{下記式(1)}]
本発明に用いられる難燃剤は下記式(1)で表される化合物である。
(A)リン含有率が高いこと
(B)P−H結合による還元作用を有すること
補足として、一般的に酸化されやすい(強力な還元剤)ほど燃えやすいという理論があるが、これはその物質が単独で存在する場合であって、本発明では当該難燃剤と、ポリウレタン樹脂または合成皮革の構成成分とが共存しているため、この理論は適用できないと考えるのが妥当である。実際、実施例1にあるように、合成皮革としての難燃性能試験を実施した場合、著しく高度な性能を発揮していることからも明らかである。
本発明の難燃性合成皮革は、不織布、織物、編物を含む繊維基材、および少なくとも一層以上のポリウレタン樹脂層を含む構成からなり、上記ポリウレタン樹脂層のいずれか一層が、本発明の難燃性ポリウレタン樹脂を用いて形成されている。
本発明に用いられる繊維基材としては、不織布、織物、編物等が用いられる。繊維素材の種類としては、特に限定されるものではなく、ポリエステル、ナイロン、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレン、アラミド等の合成繊維、ジアセテート、トリアセテート等の半合成繊維、レーヨン、綿、麻等のセルロース系繊維、羊毛、絹、羽毛等の動物性繊維、あるいはガラス繊維、炭素繊維等の無機繊維が単独、または複合された繊維であってもよい。
本発明に使用するポリウレタン樹脂としては、ポリオール、イソシアネート、及び鎖伸長剤から合成されたものを用いることができる。
本発明の難燃性合成皮革の製造方法は特に限定されず、湿式法または、乾式法のいずれかの方法で製造することができる。
離型紙上に表皮層用ポリウレタン樹脂を含む組成物をコーティングし、必要により、熱処理をして表皮層を形成する。次いで、表皮層上に接着層として本発明の難燃剤をあらかじめ配合させた難燃性ポリウレタン樹脂を含む組成物をコーティングし、上記組成物が粘着性を有する状態のうちに、繊維基材とロールまたは熱ロール等の圧着により貼り合わせ、室温まで冷却し、エージング処理をして接着層を形成する。最後に離型紙を剥離することで、本発明の難燃性合成皮革が得られる。
本発明の難燃性合成皮革には、合成皮革の物性および難燃性能を損なわない範囲で、他の添加剤を配合してもよい。例えば、抗菌・防カビ剤、帯電防止剤、滑剤、紫外線吸収剤やヒンダードアミン系などの光安定剤、酸化防止剤、撥水剤、可塑剤、着色剤、発泡剤、消泡剤、ウレタン化触媒、表面処理剤等が挙げられる。
FMVSS(米国自動車安全基準)No.302の自動車用内装材料燃焼試験規格に準拠し、次の判定基準により、難燃性能を評価した。
・A標線に達する前に自消した場合、判定区分を「NB(Non Burning)」とした。
・A標線を超えて自消した場合であって、燃焼距離が50mm以内であり、かつ燃焼時間が60秒以内の場合、判定区分を「SE(Self−Extinction)」とした。
・標線間の燃焼速度が102mm/分以下である場合、判定区分を「遅燃性」とした。
・標線間の燃焼速度が102mm/分を超える場合、判定区分を「不合格」とした。
なお、「NB」>「SE」>「遅燃性」の順で難燃性能が高く、3点とも合格となる。
さらに、難燃性能の差を比較しやすくする為、各試料での接炎部分からの燃焼距離を4点の平均値で表した。燃焼距離の数値が小さい程、良好な傾向となる。
難燃剤の粉体(以下、粉体とする)に対する評価を行った。試験方法としては、ビーカー内に粉体を約5g入れ、ふたをせず、70℃、相対湿度90%に調整した恒温恒湿槽に500時間放置し、試験前後での粉体の状態が変化しているかどうかを、外観(変色の有無)とFT−IR(フーリエ変換赤外分光法)およびTGA(熱重量分析)にて評価し、下記の基準に従って判定した。
○:上記3つの評価方法の全てにおいて、試験前後の粉体で明確な変化が見られない
×:上記3つの評価方法のいずれか一つにおいて、試験前後の粉体で明確な変化が見られる(変色、あるいはFT−IRでの異なるピーク、あるいはTGAでの熱分解曲線の違いが見られた場合は難燃剤が加水分解し、化学構造が変化していることが示唆される。)
合成皮革に対する評価を行った。試験方法としては、18×25cmに裁断した合成皮革を70℃、相対湿度90%に調整した恒温恒湿槽に入れ、500時間経過後の合成皮革表面の状態を目視で観察し、下記の基準に従って判定した。
○:合成皮革表面が全く白化していない
△:合成皮革表面がわずかに白化している
×:合成皮革表面がはっきりと白化している
合成皮革に対する評価を行った。試験方法としては、18×25cmに裁断した合成皮革を70℃、相対湿度90%に調整した恒温恒湿槽に入れ、500時間経過後の合成皮革に対し、上記難燃性能試験を行い、下記の基準に従って判定した。
○:湿熱老化試験後で、試験前と比較し、難燃性能の低下が見られない。
×:湿熱老化試験後で、試験前と比較し、難燃性能の明らかな低下が見られる。
表皮層用のポリウレタン樹脂組成物を以下の処方にて調製した。
<処方1>
・ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂(固形分25%、溶媒DMF) 100部
・ジメチルホルムアミド(DMF) 40部
・カーボンブラック顔料 12部
<処方2>
・ポリカーボネート系ポリウレタン樹脂(固形分70%、溶媒MEK) 100部
・メチルエチルケトン(MEK) 50部
・ウレタン硬化剤(ポリイソシアネート) 10部
・ウレタン化触媒 2部
・エチルホスフィン酸アルミニウム(平均粒子径5μm) 15部
接着層に難燃剤を配合せず、それ以外は、実施例1と同様にして難燃性合成皮革を得た。
実施例1の<処方2>の難燃剤をデカブロモジフェニルエーテルと三酸化アンチモンの混合物(平均粒子径4μm)15部とした以外は、実施例1と同様にして難燃性合成皮革を得た。
実施例1の<処方2>の難燃剤をポリリン酸アンモニウム(平均粒子径15μm)15部とした以外は、実施例1と同様にして難燃性合成皮革を得た。
比較例1の耐加水分解性試験および耐ブリード性試験は難燃剤を含有していないため、また湿熱老化試験は難燃性能が元々不合格のため、表記を割愛した。
Claims (3)
- (1)不織布、織物又は編物を含む繊維基材層及び
(2)少なくとも一層以上の難燃性ポリウレタン樹脂層
を含む難燃性合成皮革であって、
上記難燃性ポリウレタン樹脂層が下記の(a)〜(c)を含む難燃性ポリウレタン樹脂であり、(a)〜(c)成分の混合比率が重量比で(a)/(b)=5/95〜50/50、
{(a)+(c)}/(b)=5/95〜50/50、(c)/(a)=0〜200/100(ただし、(c)≠0)であることを特徴とする難燃性合成皮革。
記
(a)式(1)で表される難燃剤、
(b)ポリウレタン樹脂
(c)リン酸メラミン、ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、フタル酸メラミン、メラミン、シアヌル酸メラミン及びベンゾグアナミンからなる群より選ばれる1種または2種以上の難燃助剤 - 前記難燃性合成皮革がポリウレタン系表皮層とポリウレタン系接着層を含み、該ポリウレタン系接着層が難燃性ポリウレタン樹脂層であることを特徴とする請求項1に記載の難燃性合成皮革。
- 前記式(1)で表される難燃剤(a)の平均粒子径が1〜50μmであることを特徴と
する請求項1又は2に記載の難燃性合成皮革。
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