JPH01242448A - 難燃性複合構造体及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリマー・フォームと不燃性炭素質繊維とから
成る難燃剤複合体および難燃剤複合体の製造法に関する
。

このポリマー・フォーム複合体はその外面上に又はその
全構造体中にく壕なく難燃剤を含む。

〔従来の技術〕

フオームの物理的および機械的性質はそれらをたとえば
家具類および寝具類を包含する広範囲な用途に有用なも
のとする。然しなから、多くのポリマー・フォームたと
えばポリウレタン・フオームは固有に可燃性があり、融
解および有害ガスと燃焼ガスの拡散を生せしめやすい。

多くの「通常の」フオームの場合において、このような
特性は実際の炎が消された後でさえ自己特性燃焼または
累進的くすぶりを生せしめる。

可燃性ポリマーから製造したセル状物質（フオーム）は
固体ポリマー物質より燃焼性が大きいと考えられる。そ
のセル状の性質の絶縁効果が熱または炎を受ける表面に
おいて迅速な熱の蓄積を許してその結果として高速度で
熱分解を生ぜしめるからである。固体ポリマー物質にお
いては、この熱蓄積は低い。固体物質の熱伝導性が高い
ためである。

剛性フオームは柔軟性フオームと同様の熱伝導の挙動を
もつけれども、その化学構造の高度交差結合性がそれら
をポリマーと同様の可燃性の低いものとし、そしてまた
柔軟性フオームの場合に起る燃焼溶融ポリマー小滴の生
成よりもむしろ保護炭化物の生成を生ぜしめる傾向が固
有の性質として太きい。固体および剛性のセル状フオー
ム物質は柔軟性フオーム物質よりは容易に燃焼せず且つ
消火しやすいけれども、それらはくすぶりを増し多食の
毒性煙霧を放出する。

ポリマー・フォームの可燃性を減少させる種々の方法が
知られている。ふつうには、アルミニウム・３水和物ま
たはリン含有化合物のような添加物がこの目的のために
フオームに配合される。あるいはまた、ハロゲン化ポリ
オール特にブロム化ポリオールたとえばジブロモネオペ
ンチルグリコールがフオーム中の燃焼抵抗を憎犬させる
ために使用される。これらの添加物のうちのどれ１つと
してを全に満足すべきであると実証されたものはなかっ
た。

三量化゛ポリイソシアネート（すがわちイソシアヌレー
ト）をフオームに配合するとその難燃性が改良されるこ
とが知られているったとえば、三量化トルエンジイソシ
アネートは柔軟性フオームの製造に使用された。これら
のフオームは良好なフオーム特性を示すけれども、これ
らも貧弱な物性、特に貧弱な圧縮セットおよび部分的な
セルのつぶれをもつ。また、三量化トルエンジイソシア
ネートはそれが溶解しているイソシアネート溶液から沈
殿して貯蔵上の問題を生ぜしめる傾向があり、それを用
いて製造したフオームには均一性に欠陥がある。

本発明において好適に使用されるポリマー・フォーム物
ケはオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、ウレタン樹脂
、ラテックス、尿素、インシアヌレート等である。

米国特許第４，５５４，２９３号、同第４，５２８，３
００号、および同第４，６４０，９３３号（発明者パー
ク）のそれぞれには本発明において使用しうるフオーム
物質が記載されている。

米国特許第４，６９９，３９１号（発明者フゼシら）に
は本発明において使用しうるポリオールを含まないイン
シアヌレート・フオームが記載されている。

米国特許第４，４８９，９１３号、同第４，５５２，９
０３号、同第４，５７４．１３７号、同第４，５８１，
４１８号および同第４．５９６，６６５号には本発明に
おいて使用しうる種々のポリウレタン・フオームが記載
されている。

米国特許第亀７７０，６６８号および同第３，９６０，
７９２号には本発明において使用しうる代表的なポリス
チレンフオームが記載されている。

米国特許第４，６６９，９４３号（発明者パートランド
）には熱特性の改良された自己消火性ポリスチレン・フ
オームが記載されている。このフオームにはトリブロモ
ペンタエリスリトールから成る難燃剤が混合されている
。これらはその自己消火性が本発明によって更に改良し
うるフオームである。

欧州特許出願第０１９９５６７号（１９８６年１０月２
９日発行；発明者エフ・ピー・マツカランら；発明の名
称「バネ状可逆的偏向をもつ炭素質繊維とその製造法」
）には本発明によシポリマー・フォームに難燃性の改良
を与えるために好適に使用しうる不燃性炭素質繊維が記
載されている。

ここに使用する「安定された」なる用語は特定の温度（
アクリル繊維については代表的に約２５０℃未満の温度
）において酸化された繊維またはトウについて用いる。

ある場合にはフィラメント及び／又は繊維はこれより低
い温度で化学的酸化剤によって酸化されることが理解さ
れるであろう。

ここに使用する「可逆的偏向」とはラセン状の又は正弦
波の圧縮バネに用いる。「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｄｅ
ｒｉｇｎ　−Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　Ｐｒａｃｔｉｃｅ
　Ｊマクミラン・パブリッシング・カンパニー、１９７
５、ｐｐ７１９〜７４８（特にセクション１４−２、ｐ
ｐ７２１〜７２４）を特に引用する。

ここに使用する用語「永久の」又は「非可逆的に熱固定
された」とは内部引張り力を越えることなしに実質的に
線状に引張られたとき繊維がひとたびその応力を解放さ
れたならばもとの非線状形に実質的に戻る非可逆度をも
つまで熱処理された非線状炭素質繊維に用いるつ本発明
に使用する炭素質繊維について用いる用語「電気抵抗」
とはそれぞれの繊維が７〜２０ミクロメートルの直径を
もつ炭素質繊維の６Ｋ）つ（６０００本の繊維）の電気
抵抗に用いる。

ここに使用する用語「フオーム」、「発泡体」または「
フオーム構造体」は粒子、シート、スラブまたは他の有
形物品のような物品を包含する。

本発明においてここに示すすべての％は重：１％である
。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は従来技術に伴なう欠点をなくした又は軽減した
改良された難燃性ポリマー・フォームを提供しようとす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、ポリマーのフオーム及び該フオームの
少なくとも１面に備えた及び／又は該フオーム内に分布
させた少なくとも０．５％の不燃性の実質的に非可逆的
に熱固定された線状及び／又は非線状の炭素質繊維から
成る難燃剤複合構造体であって、然も７〜２０ミクロメ
ートルの直径をもつ６Ｋトウについて測定したとき４×
１０３オーム／飾より小さい電気抵抗をもつ線状の炭素
質ｎｌ維が除外されており且つ該炭素質繊維が４０より
大きいＬＯＩ値をもつものである難燃剤複合構造体が提
供される。

また本発明によれば、ポリマーのフオームを含む難燃剤
複合体の製造法であって、ポリマー・フォーム生成用反
応混合物をその場で反応させ、そしてこの反応混合物に
４０よυ大きいＬＯＩ値および１０より大：１の縦横比
をもつ０．５〜３０％の線状及び／又は非線状の安定化
された実質的に非可逆的に熱固定された不燃性の炭素質
繊維を加えること、ただし線状使維が７〜２０ミクロメ
ートルの直径をもつ繊維の６Ｋトウについて測定したと
き４　Ｘ　１０３Ｆム／ロ以上の電気抵抗をもつことを
特徴とする方法が提供される。

本発明はまた特に航空機におけるポリウレタン・フオー
ムの使用を意図するものであろう出発時の航空機の火災
は消火が困難である。重量および寸法の制限、航空機で
の貯蔵の欠如、および乗客の、まわりでの演習の不能の
ために、適切な消火装置が容易に入手しえないためであ
る。それ故、本発明の１つの好ましい目的は、難燃性で
あり溶融またはくすぶりのない且つ自己消火性の座席ク
ッションとして使用するためのポリウレタン・フオーム
を提供することにある。

本発明はまた特に航空機中での火災阻止構造体の使用を
意図するものであるっこれはネオプレンのようなポリマ
ー・フォームの層、およびとのポリマー・フォームの少
なくとも１面に配置した多数の炭素質繊維から作ったウ
ール状綿毛もしくはパッティングの層から成る。

本発明で使用する炭素質繊維はＡＳＴＭ　Ｄ　２８６３
−７７試験法で測定したとき４０より大きいＬＯＩ値を
もつ。

この試験法Ｖｉｒ酸素インデックス」または「限定酸素
インデックス」、（ＬＯＩ）としても知られている。こ
の方法によれば、０２　／　Ｎ　ｚ混合物中の酸素濃度
が垂直配置試料をその頂部端において着火し、丁度燃焼
しつづける場合の酸素濃度として決定される。試料の寸
法は０．６５Ｘ０．３ｔＭであり、長さは７〜１５ｃｒ
ｎである。ＬＯＩ値は次式により計算される。

有利には、炭素質繊維は７〜２０ミクロンの直径および
１０より犬：１の縦横比（１／ｄ　）をもつ不燃性の線
状及び／又は非線状の繊維から成るっ非線状炭素質繊維
は弾性があり、形状再生性があり、そして１．２より太
：１好ましくは２より太：１の可逆的偏向比をもつ。線
状および非線状のいづれの炭素質繊維も４０より大きい
ＬＯＩをもち、そしてポリマー・フォームとの組合せに
おいてフオームの難燃性および自己消火性に関して相乗
効果を与える。

一般に、炭素質繊維をフオームの外面に主として存在さ
せようとするとき比較的少量の炭素質繊維すなわちフオ
ームと炭素質繊維の合計重量を基準にして０．５チ未満
の量の炭素質繊維を使用することができる。火災阻止構
造体を作ろうとするときはもつと多量の炭素質繊維を使
用することももちろんできることが理解されるであろう
。このような構造体は繊維が９０％はど多くを構成する
ようにフオームの少なくとも１面に配置した炭素質繊維
の層たとえばパッテイング、フェルト、マット、スクリ
ム、織布などの層をもつポリマー・フォームのシートか
ら成るパネルの形体であることができるっこの炭素質繊
維とポリマー・フォームとの複合構造体は共同して火災
伝播を遅らせ、物品またば構造体の１面におけるくすぶ
りを消す働きをする。同様の難燃性と自己消火性を複合
構造体中にくまなく与えるためには、炭素質繊維の量を
増大して該繊維をフオーム中にくまなく分布させるべき
である。一般に、スラブ材においては５〜３０％の非線
状炭素質繊維を使用するのが好ましい。

スラブ材はフオーム構造体にくまなく所望の難燃性を与
えるために便利な寸法または形状にカットすることがで
きる。

線状の炭素質繊維のみを使用するときは、少なくとも１
０チの繊維を使用するのが好ましい。

炭素質繊維特に非線状の繊維をフオーム形成用反応混合
物に加えると、炭素質繊維の実質的部分は反応混合物が
攪拌されないときに生成フオーム構造体の外面に分布さ
れるということが驚異的に発見された。なお更に驚くべ
きことはこの分布はフオーム構造体の外面上実質的に均
一であるという事実である。０．５〜１０％の量の炭素
質繊維がフオーム構造体の外面に有効な難燃性バリヤー
を形成する炭素質繊維の信頼しうる分布を得るのに十分
であることがわかった。

必要な炭素質繊維の量はフオームに望まれる難燃性の程
度に依存する。然し炭素質繊維の量は、フオーム中にく
まなく分布させるときは、フオームの実質的部分のもと
の物性を保つようにするために通常は約３０％を越えな
い。

炭素質繊維はフオーム生成用反応混合物中に単一の難燃
剤添加物を構成していてもよい。あるいはまた、それ自
身知られている他の難燃性添加物たとえばハロゲン及び
／又ＨＩＪン含有化合物、酸化アンチモン、ホウ素含有
化合物等を炭素質繊維それ自体に加えて使用することも
できる。

本発明に使用しうる炭素質繊維は酸素で安定化した且つ
実質的に永久的もしくは非可逆的に熱固定された３０％
までの窒素含量をもつ炭素質繊維から誘導されるのが好
ましい。これらの繊維は特定の用途ならびに該繊維が配
合される構造体を配置する環境に応じて３つのグループ
に分類される。

第１のグループにおいて、不燃性炭素質繊維は電気的に
非伝導性であるか又はなんらの静電気消散性をも喪ない
。

本発明で使用する「電気的に非伝導性」なる用語は６５
％より大きいが８５％より小さい炭素含量と７〜２０ミ
クロンの直径をもつ繊維の６Ｋ（６０００本の繊維）ト
ウについて測定したとき４×１０’オーム／ｃｍより大
きい電気抵抗をもつ炭素質繊維に関する。この炭素質繊
維の比抵抗は約１０１オーム−のより大きい。繊維の比
抵抗は前記の欧州特許出願第０１９９５６７号に記載さ
れているようにして測定値から計算される。

前駆体繊維が安定化された且つ熱固定されたアクリル繊
維であるとき、１８％以上の窒素含量が電気的に非伝導
性の繊維をもたらすことがわかった。

第２のグループにおいて、炭素質繊維は部分的に電気伝
導性の、すなわち低い電気伝導度をもつものとして分類
される。これらの繊維は６５チより大きいが８５％より
小さい炭素含量をもつ。このような繊維の窒素含量は一
般に１６〜２０％である。アクリル・ターポリマーから
誘導された繊維において、窒素含量はこれより多くもあ
りうる。

低い伝導性とは個々の繊維が７〜２０ミクロメートルの
直径をもつ繊維の６Ｋのトウが４×１０’〜４×１０３
オームにの抵抗をもつことを意味する。このような繊維
は複合フオーム構造に蓄積する静電気を消散させるのに
使用することができるう 第３のグループにおいて、炭素質繊維は少なくとも８５
チの炭素含量と１６％未満の窒素含量をもつ。これらの
繊維はその高い炭素含量の結果として良好な電気伝導度
をもつ。すなわち、これらの＃ｉ！＃は実質的にグラフ
ァイト質であり、４×１０’オームに未満の電気抵抗と
５チ未満の窒素含量をもつ。これに対応して、これらの
繊維の電気比抵抗ＨＩＯ−’オーム・ｍ未満であろう 炭素質繊維を製造するのに好ましく使用される前駆体ア
クリル・フィラメントはアクリロニトリル・ホモポリマ
ー、アクリロニトリル・コポリマーおよびアクリロニト
リル・ターポリマーからえらばれる。

アクリル・コポリマーおよびターポリマーは少なくとも
約８５モル−〇アクリル単位、好ましくはアクリロニト
リル単位および１５モル％までの、スチレン、メチルア
クリレート、メチルメタクリレート、塩化ビニル、塩化
ビニリデン、ビニルピリジンなどと共重合させた１徨以
上のモノビニル単位を含むのが好ましい。

炭素質前駆体出発物質は繊維トウ、ヤーン、ウール状綿
毛、パッティングなどの形体にありうる炭素質繊維を１
０００℃を越える温度に加熱することによって金属伝導
体級の電気伝導性を付与したものであってもよいことが
更に理解されるべきである。電気伝導性はピッチ（石油
、コールタール）、ポリアセチレン、アクリロニトリル
基材物質すなわちポリアクリロニトリル［ＰＡＮＯＸ（
アール・ケイ・テキスタイルの商標）またはＧＲＡＦＩ
Ｌ−０〕、ポリフェニレンなどのようなえらばれた前駆
体出発物質から得られる。

好ましい前駆体物質は前駆体物質を周知の方法で溶融紡
糸または湿式紡糸してモノフィラメント（一般には４〜
２５ミクロメートルの直径をもつ）またはマルチフィラ
メント繊維トウにすることによって製造されるつえられ
た繊維、ヤーンまたはトウを次いで多数の商業的に利用
しうる技術のいづれかによって編み布また織布にする。

えもれた織物ま７’（は布を次いで好ましくは５５０℃
以上の温度に加熱して該繊維を実質的に永久に又は非可
逆的に熱固定する。ここに使用する「永久の」又は「非
可逆的に熱固定」なる用語は内部引張り力を越えること
なしに実質的に線状形に延伸したときその非線状繊維が
ひとたびこの繊維上の応力を開放したときその非線状形
態に戻るような非可逆度を該繊維がもつまで、該繊維を
非線状すなわちコイル状または正弦波形状に且つ張力下
に置きながら熱処理を行なった炭素質前駆体物質繊維に
適用する。この織物または布はその後に編みほぐし及び
開繊操作にかけてウール状綿毛にするうこのものは次い
でパッテイング状形体に敷くことができる。

炭素質繊維は、フオームの外面にのみ見出されるときは
、好ましくは非線状すなわち正弦波及び／又はコイル状
または更に複雑な非線状形態であるっ有利には、約１０
％までの非線状繊維を使用してフオームの外面またはそ
の近くに主として該繊維を配置した複合構造体を得る。

本発明の１つの態様によれば、フオーム製造用反応混合
物は猜拌なしで容器または反応器に拘束されながら反応
せしめられる。

繊維が非線状形態をもつときは、これらの繊維は反応中
にフオーム混合物を膨張させ繊維がフオームの面にまた
は面の直下に集中するようにして移動せしめられるっ１
つの例としての具体例において、フオーム生成用成分は
鋳型中で反応せしめられ、その際ウール状綿毛の形体の
繊維がまづ鋳型に入れられ、その後にフオーム生成用反
応混合物が鋳型に導入される。鋳型は不織のマット、フ
ェルト、ウェブなどの形体の炭素質繊維構造物の層であ
るいは織った又は編んだ織物又は布で内張すすることも
できる。

このような場合、線状及び／又は非線状の炭素質繊、維
を使用することができろう 本発明の別の態様において、複合フオーム構造体はフオ
−ムのスラブ中にくまなく難燃性および消火性を与える
ために有効量の炭素質繊維をフオーム（スラブ材）中に
くまなく分布させたものとして製造される。このような
場合、複合構造体は繊維とフオーム生成用反応混合物を
フオーム生成反応を開始させながら混合することによっ
て製造される。炭素質繊維はフオームのもとの物性に実
質的な悪影響を及ぼすことなしに約３０ｔｓまでの量で
存在させることができる。

本発明において使用しうるポリマー・フォームは好まし
くはポリスチレン、ポリオレフィン、尿素、ラテックス
、ポリウレタンまたはイソシアネートのフオームからえ
らばれる。エポキシ樹脂を炭素質繊維のバインダーとし
て使用することもできる。

ポリマー・フォームは柔軟性、半剛性、または剛性であ
るように調製することができる。本発明の複合フオーム
構造体ハペレット、コーティング、パッド、パネル、座
席パッドもしくはクッション、ケース、複雑な形状の構
造物（たとえば鋳型中で形成されるようなもの）などの
形体をとりうる。

本発明において使用されるポリウレタン・フオームは好
ましくは水性ポリイノシアネート試剤と混合されるポリ
オールから製造される。このようにして製造したフオー
ムは交差結合分子ネットワークによって特徴づけられる
っ本発明により発泡させるべきポリウレタン生成物の製
造に使用されるポリオールは、好ましくは２００〜２０
，０００、更に好ましくは６００〜６．０００の平均分
子量と２個以上好ましくは２〜８個のヒドロキシ官能基
をもつ。

ポリオールは炭素質繊維の存在下、通常の方法でポリイ
ソシアネートと反応せしめられるうこの反応は不活性雰
囲気中たとえば窒素流下で０〜１２０℃の温度で２０時
間までの期間性なわれる。上記の時間は温度および反応
混合物攪拌の種度に依存する。この反応はまた室温条件
下で行なうこともできる。

この反応は化学量論量の試剤を使用して行なわれる。然
しある場合には、ポリオールの完全反応を確保するため
に過剰のポリイソシアネートを使用するのが望ましい。

イソシアネート基／ヒドロキシ基の比は一般に１〜４／
１である。

本発明で使用するポリイソシアネートとして米国特許第
２．６８３，７３０号に記載されているようなボリアリ
ール・ポリメチレン・ポリイソシアネートたとえばベン
ゼン１．３゜５−トリイソシアネート、クロロフェニル
・ジイソシアネート、ジフェニル−２，４，４’−トリ
イソシアネート、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソ
シアネー）、３．３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェ
ニレン−ジイソシアネートなどがあけられ高度の活性を
もち容易に入手しうる芳香族ジイソシアネートおよび脂
環族ジイソシアネートおよびポリイソシアネートまたは
これらの混合物がこの反応に使用するのに好適である。

本発明に使用するポリスチレン・フオームは通常の方法
によって製造することができる。□膨張ポリスチレンを
製造するための現在知られている方法として、揮発性発
泡剤と混合した熱可塑性ゲルを低圧区域に押し出して揮
発性発泡剤を蒸発させ、押し出しゲル内に多数の気泡を
生成させる方法があげられる。押し出した発泡ゲルは次
いで冷却して自己支持性のセル状発泡体を生成させる。

広範囲の種類の発泡剤が知られているが、それらは主と
して脂肪族炭化水素の種類たとえばブタン、ヘキサン、
ヘプタン、ペンタンなど並びに（加圧下のポリマー中に
好適な）ガス類たとえは二酸化炭素に入る一有利にはあ
る種の弗素化炭化水素たとえばトリクロロフルオロメタ
ン、トリフルオロメタンなど並びにクロロ炭化水素たと
えばメチレンクロライドが使用されるっこれらの発泡剤
の多くは種々のポリマー材料について満足すべきもので
あることがわかっている。

〔実施例〕

以下に述べる実施例は本発明を更に具体的に説明するた
めのものである。

実施例１ １ｔのカップ中で、平均分子量的３０００のポリエーテ
ルトリオール（ザ・ダウ・ケミカル・カンパニーからＶ
ＯＲＡＮＯＬ３１３７として市販）１００重量部、水４
，３重量部、Ｌ−５４０（ユニオン・カーバイド・コー
ポレーションから市販のシリコーン表面活性剤）１．２
重量部およびＤａｂｃｏ　３３　ＬＶ　（エア・プロダ
クツ・カンパニーから市販のジプロピレングリコール中
の３３％トリエチレンジアミンの混合物）を混合するこ
とによって柔軟性ポリウレタン・フオームを製造した。

擾押下に第１錫オクトエート触媒１．７１５重量部、お
よび２，４４６−トルニンジインシアネートの８０７２
０混合物４５．２ｆｎｔから成る別の混合物を加えて反
応を開始した。反応混合物が発泡しはじめたら攪拌をや
めた。発泡混合物を直ちに、正弦波形状の炭素質繊維１
重量部を予め内面に分散させた２ｔのカップに入れた。

混合物が発泡してカップラ漢たし、炭素質繊維が発泡フ
オームの外側部分中及び／又は上につけられた柔軟性フ
オームが生成した。この試料を実施例４及び５に記載の
方法で燃焼試験を行ない合格した。

実施例２ 正弦波形状の繊維の代りに線状炭素質繊維１０重量部を
使用した以外は実施例１の方法をくりかえした。また反
応開始のときも反応混合物を絶えず混合した。

生成したフオームは０．２〜０．４朔の炭素質績、維を
フオーム中にくまなく分布させていた。このフオームは
すぐれた絶縁値と比較的低い密度の安定な生成物を与え
た。

以下に述べる実施例においては、それぞれ上記のサンプ
リング法を使用して種々の条件のもとて多数のフオーム
を製造した。それぞれの場合に、ポリマーを米国特許第
２．６６９，７５１号に記載の方法と実質的に同様にし
て押し出し機中で加熱可塑化し、そして揮発性流体発泡
剤をこの加熱可塑化ポリマーの流れに注入した。押し出
し機から加熱可塑化ゲルをミキサー中に通した。このミ
キサーはロータリー・ミキサーであって、スタビ・ロー
ターがハウジング内に収納され、このハウジングはロー
ター上のスタビとからみ合うスタド付き内面をもつ。押
し出し機からの加熱可塑化ゲルはミキサーの１端部に供
給し、他端部から排出させた。流ればはヌ軸方向であっ
た。米国特許第２，６６９゜７５１号に記載されている
ようにしてゲルをミキサーからクーラーに通し、そして
クーラーからダイに通してはソ長方形のボードに押し出
した。押し出し後、許容しうる密度、セル寸法、圧縮強
度、水蓋気浸透性および熱伝導変をもつフオームかえら
れた。

実施例３ １４センチポイズの粘度（トルエン中１０％溶液として
測定）をもつポリスチレンを毎時５４１重量部の割合で
コイル状および正弦波状の炭素質繊維の混合物（約１８
．１チの窒素含りと共に押し出し機に供給して生成フオ
ームの２０％の量で該繊維を含むフオームを製造した。

発泡剤はメチレンクロライドとジクロロジフルオロメタ
ンとの１：１（重量比）混合物から成り、このものをミ
キサーに入る前の加熱可塑化ポリマーに注入した。ポリ
スチレ７１ｇ当り２０．３　Ｘ　１０−’モルの合計供
給量の発泡剤を使用した。

ポリスチレン１００部当り０．０６部のインジゴを核剤
として加えた。５．６ｃｆｎＸ６０ｃｒＩＴの横断面を
もつ安定な長方形ボ−ドを１２１．５℃で押し出した。

糟維はフオーム中にくまなくかなり均一に分布していた
。生成フオームは静電防止特性をもっていた。

実施例４ 炭素質繊維をブレンドしたフオームについて２つの燃焼
性試験を行なった。試験Ａは４５°燃焼性試験であった
（ＡＡＴＣＣ試験法３３−１９６２−　Ｆｌａｍｍａｂ
ｉｌｉｔｙｏｆ　Ｃｌｏｔｈｉｎｇ　Ｔｅｘｔｉｌｅｓ
　：　これは　ＡＳＴＭ−Ｄ１２３０およびＡＳＡＬ１
４．６９に踏襲され、またアメリカ合衆国規則コードの
タイトル１６−ＣｏｍｍｅｒｃｉａｌＰｒａｃｔｉｃｅ
ｓ　ｐａｒｔ　１６１０に記載のものと同じである。

この試験は４５°の角度で保持された５ｃｒｎ×１５ｍ
試料に１６−の炎を１秒間あてることから成る。本発明
の試料は炎の入射を９０秒間にわたって保持したときで
さえ着火しなかった。

第２の試験（試験Ｂ）は子供寝具に使用される９０°試
験であった〔アメリカ合衆国商務省標準ＤＯＣＦＦ　３
０７１（修正）およびＦＦ５−７４参照〕。この方法は
垂直位置に懸垂した５σＸ２５Ｉｙｎ試料をブンゼン・
バーナーに試料の下部縁の１９ｏ＋が炎の中にあるよう
に３〜１２秒間露出することから成る。本発明の試料は
火炎中１０分間の後においてさえ着火しなかった。この
試験はもつとも苛酷な試験法と考えられ、不燃性または
難燃性の使維の試験のために主として設計される。

これらの結果を次の表に示す。

上記の試料のすべてはそれぞれの試験に合格した。すな
わち、それらは使用した条件下で着火もしくは燃焼しな
かった。

実施例５ 本発明の複合フオーム構造体の不燃性を１４ＣＦＲ２５
、８５３（ｂ）に示す試験法に従って決定した。この試
験は次のとおりに行なった。

３０％の炭素質繊維を含む最小３個の２．５ｍＸ１６ｍ
×３０ｃＩｎの複合フオーム／炭素質繊維試料を試験前
に７０±５チ相対湿度に保たれた調整室に２４時間保つ
ことによって調湿した。フオームはポリウレタンであっ
た。

それぞれの試料全垂直に懸垂して高さ３．８℃Ｍの公称
内径の管をもつブンゼン・バーナーに露出したつ炎の中
心にキャリプレートされた熱電対パイロメータを置くこ
とによって測定した炎の最低温度は８４３℃であった。

試料の下部縁をバーナーの頂部縁より上１．９ｃｒｎに
配置した。炎を試料の下部縁の中心線に１２秒間あて、
次いで除いた。

この試験によれば、本発明の製品は自己消火性であると
考えられた。平均の燃焼の長さは２０ｃｍを越えず、炎
を除いた後の平均の燃焼時間は１５秒を越えず、そして
炎のドリッピングはなかった。

尿素、ポリスチレン、ポリオレフィン、イソシアネート
、ラテックスまたはエポキシのフオーム構造体について
も同じ結果かえられた。

実施例６ 米国特許第４，６４０，９３３号に記載の方法の後に、
膨張前の反応混合物に約８５％の炭素含量をもつ正弦波
形状の炭素質繊維２０％を混合することによって難燃性
をもつ複合ポリオレフィン・フオーム構造体を製造した
。この試料も上記の試験条件下で着火または燃焼しなか
った。

本発明上その好捷しい実施例について詳細に述べたが、
尚業者にとって容易に明らかであるような変形と変化も
特許請求の範囲に記載の本発明の範囲に含まれるべきで
あることは明らかであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポリマーのフォームと少なくとも０．５％の不燃性
   の実質的に非可逆的に熱固定された４０より大きいＬＯ
   Ｉ値をもつ線状及び／又は非線状の炭素質繊維から成る
   難燃剤複合構造体であつて、該繊維が該フォームの少な
   くとも１面上にあるか及び／又は該フォーム内に分布し
   ており、然も線状繊維が７〜２０ミクロメートルの直径
   をもつ繊維の６Ｋトウについて測定したとき４×１０＾
   ３オーム／ｃｍより小さい電気抵抗をもつものである難
   燃剤複合構造体。 ２、該炭素質繊維が７〜２０ミクロンの直径及び１０よ
   り大：１の縦横比をもつ請求項１記載の複合構造体。 ３、該非線状炭素質繊維が正弦波の及び／又はコイル状
   の形態及び１．２より大：１の可逆的偏向比をもつ請求
   項１又は２記載の複合構造体。 ４、該炭素質繊維が６５％より大きい炭素含量をもつ安
   定化されたポリマー前駆体繊維またはピッチ基材前駆体
   繊維から誘導されたものである請求項１、２又は３記載
   の複合体。５、該ポリマー前駆体繊維がアクリロニトリ
   ル・ホモポリマー、アクリロニトリル・コポリマー及び
   アクリロニトリル・ターポリマーからえらばれたアクリ
   ル繊維であり、該コポリマーおよびターポリマーが少な
   くとも８５モル％のアクリル単位と別のポリマーと共重
   合した１５モル％までの１種又はそれ以上のモノビニル
   単位とを含んでいる請求項４記載の複合体。 ６、該炭素質繊維が少なくとも８５％の炭素含量をもち
   、電気的に伝導性であり、そして約４×１０＾３オーム
   ／ｃｍより小さい電気抵抗と約１０＾−＾１オーム−ｃ
   ｍより小さい比抵抗をもつ請求項１〜５のいづれか１項
   に記載の複合体。 ７、該炭素質繊維が８５％未満の炭素含量をもち、電気
   的に非伝導性であるか又は如何なる静電気消散特性をも
   たず、そして４×１０＾３オーム／ｃｍより大きい電気
   抵抗と約１０＾−＾１オーム−ｃｍより大きい比抵抗を
   もつ請求項１〜５のいづれか１項に記載の複合体。 ８、該炭素質繊維が８５％未満の炭素含量をもち、低い
   電気伝導度と静電気消散特性とをもち、そして４×１０
   ＾６〜４×１０＾３オーム／ｃｍの電気抵抗をもつ請求
   項１〜５のいづれか１項に記載の複合体。 ９、該フオームが剛性、半剛性、または柔軟性のポリマ
   ー物質である請求項１〜８のいづれか１項に記載の複合
   構造体。 １０、該ポリマーのフォームがポリウレタン、尿素、ラ
   テックス、ポリオレフィン、ポリスチレンまたはイソシ
   アヌレートからえらばれる請求項１〜９のいづれか１項
   に記載の複合構造体。 １１、少なくとも０．５％の該炭素質繊維が該フォーム
   の外面の上に実質的に分布されている請求項１〜１０の
   いづれか１項に記載の複合構造体。 １２、少なくとも１０％の該線状炭素質繊維が該フォー
   ムの中にくまなく分布されている請求項１〜１０のいづ
   れか１項に記載の複合構造体。 １３、該フォームが０．５〜３０％の該炭素質繊維を含
   む請求項１〜１１のいづれか１項に記載の複合構造体。 １４、ポリマーのフォームを含む難燃剤複合体の製造法
   であつて、ポリマー・フォーム生成用反応混合物をその
   場で反応させ、そしてこの反応混合物に４０より大きい
   ＬＯＩ値および１０より大：１の縦横比をもつ０．５〜
   ３０％の線及び／又は非線状の安定化された実質的に非
   可逆的に熱固定された不燃性の炭素質繊維を加えると共
   に、線状炭素質繊維が７〜２０ミクロメートルの直径を
   もつ繊維の６Ｋトウについて測定したとき４×１０＾３
   オーム／ｃｍ以上の電気抵抗をもつことを特徴とする方
   法。 １５、繊維が非線状であり、少なくとも０．５％の該炭
   素質繊維が該フォームの少なくとも１つの外面の上に分
   布されている請求項１４記載の方法。 １６、少なくとも１０％の該線状炭素質繊維を該フォー
   ム中にくまなく分布させる工程を含む請求項１４または
   １５に記載の方法。 １７、該フォームが０．５〜３０％の該炭素質繊維を含
   む請求項１４、１５又は１６に記載の方法。 １８、４０より大きいＬＯＩ値及び１０より大：１の縦
   横比をもつ少なくとも０．５％の線状及び／又は非線状
   の安定化された実質的に非可逆的に熱固定された不燃性
   の炭素質繊維をパネルの少なくとも１つの面の上に分布
   させた剛性ポリマーのフォーム・パネルから成る複合パ
   ネル構造体。 １９、該炭素質繊維がウール状綿毛、パッテイング、フ
   ェルト、マット、スクリム、又は織つた若しくは不織の
   生地の形状にある請求項１８記載の複合パネル構造体。 ２０、４０より大きいＬＯＩ値及び１０より大：１の縦
   横比をもつ３０％までの線状及び／又は非線状の安定化
   された実質的に非可逆的に熱固定された不燃性の炭素質
   繊維をパネル中に分布させた剛性フォーム・パネルから
   成る複合パネル構造体。 ２１、４０より大きいＬＯＩ値及び１０より大：１の縦
   横比をもつ少なくとも０．５％の線状及び／又は非線状
   の安定化された実質的に非可逆的に熱固定された不燃性
   の炭素質繊維をクッションの少なくとも１つの面の上に
   分布させた柔軟性フォームから成るフォーム・クッショ
   ン。 ２２、該炭素質繊維がウール状綿毛、パッテイング、フ
   ェルト、マット、スクリム、又は織つた若しくは不織の
   生地の形状にある請求項２１記載のフォーム・クッショ
   ン。 ２３、４０より大きいＬＯＩ値及び１０より大：１の縦
   横比をもつ３０％までの線状及び／又は非線状の安定化
   された実質的に非可逆的に熱固定された不燃性の炭素質
   繊維をクッション中に分布させた柔軟性フォームから成
   るフォーム・クッション。