JPH08333579A - 難燃剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホルマリンで変性（メチロール化等）しなく
ても高濃度水溶液化が可能であり、難燃性に優れ、加熱
処理後の着色、紙力劣化が少ないセルロース系材料用難
燃剤を提供する。 【構成】 無機酸のアンモニウム塩とジシアンジアミド
との反応物１モルと、炭酸エチレンおよび／または１，
２−炭酸プロピレン１〜５モルとの反応生成物を必須成
分とすることを特徴とする難燃剤組成物。 【効果】非ホルマリン系であるので、難燃処理物（紙製
品等）における残存ホルマリンの懸念が全くない。ま
た、高濃度水溶液の状態における長期保存安定性も極め
て良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセルロース系材料用の難
燃剤組成物に関する。さらに詳しくは、ホルマリンによ
って変性（メチロール化等）することなく優れた水溶性
を有し、難燃性に優れ、加熱後の着色や紙力劣化の少な
い難燃剤組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙製品等のセルロース系材料に用
いられる難燃剤としては、スルファミン酸グアニジンと
メチロール化スルファミン酸グアニジンの混合物（例え
ば特開昭６０−１９９０９４号公報）、スルファミン酸
グアニジンとホルマリンの反応生成物（例えば特公昭６
１−２９９９３号公報）、スルファミン酸アンモンとジ
シアンジアミドの混合物にホルマリンを反応させたもの
（例えば特開昭平４−４５１４８号公報）などが知られ
ている。これらのものはいずれもホルマリンで変性（主
としてメチロール化）することにより水溶性を高め、通
常５０重量％以上の製品濃度で市場に供給されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年環
境への関心が高まる中、難燃処理された紙製品中の残存
ホルマリンに対する問題が指摘され、従来のようなホル
マリンの残存の心配が全くない非ホルマリン系の難燃剤
が強く求められている。本発明の目的は、ホルマリンを
全く用いなくても５０重量％以上の製品濃度にでき、し
かも難燃性に優れ、加熱後の着色や紙力劣化の少ない非
ホルマリン系難燃剤組成物を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる問題
点に鑑み、従来のホルマリン変性に替わる水溶性付与方
法について鋭意検討した結果、無機酸のアンモニウム塩
とジシアンジアミドとの反応物に炭酸エチレンなどの炭
酸エステルを反応させ、その反応モル数を制御すること
により上記目的を達成できることを見いだし、本発明に
到達した。すなわち本発明は、無機酸のアンモニウム塩
とジシアンジアミドとの反応物（ａ）１モルと、炭酸エ
チレン（ｂ１）および／または１，２−炭酸プロピレン
（ｂ２）１〜５モルとの反応生成物（Ａ）を必須成分と
することを特徴とする難燃剤組成物に関するものであ
る。

【０００５】本発明における反応生成物（Ａ）を構成す
る、無機酸のアンモニウム塩とジシアンジアミドとの反
応物（ａ）は、無機酸のアンモニウム塩とジシアンジア
ミドとを通常（１〜３）：１、好ましくは（１．４〜
１．８）：１のモル比で、通常１２０〜２００℃、好ま
しくは１４０〜１８０℃の反応温度で溶融塩反応を行う
ことにより得られる。上記無機酸のアンモニウム塩とし
ては、スルファミン酸アンモニウム、リン酸アンモニウ
ム、ホウ酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、ポリリン
酸アンモニウムおよびこれらの２種以上の混合物が挙げ
られる。これらのうち最も好ましいものはスルファミン
酸アンモニウムである。

【０００６】該反応物には、主成分である無機酸のグア
ニジン塩のほかに、例えば未反応の無機酸アンモニウム
塩、ジシアンジアミド、さらには副生物であるイミドビ
ススルファミン酸アンモン、イミドビススルファミン酸
グアニジンなどが少量含まれていてもよい。

【０００７】上記反応において、無機酸のアンモニウム
塩のモル比が１未満では、メラミン、アンメリンなどの
水不溶解物の含有量が増加し、最終製品の水溶性が低下
するとともに難燃性が低下し、３を越えると未反応の無
機酸のアンモニウム塩が多量に残存することによるセル
ロース系素材の加熱時の着色、強度劣化などの原因とな
る。

【０００８】反応生成物（Ａ）において、無機酸のアン
モニウム塩とジシアンジアミドとの反応物（ａ）と、炭
酸エチレン（ｂ１）および／または１，２−炭酸プロピ
レン（ｂ２）との反応モル比は、通常１：（１〜５）、
好ましくは１：（１〜２）である。（ｂ１）または（ｂ
２）のモル比が１未満では十分な水溶性が付与できず、
５を越えると水溶性は向上するが難燃性付与効果が低下
する。反応温度は特に制限はないが、通常６０〜１５０
℃、好ましくは８０〜１３０℃である。

【０００９】上記（ａ）と、（ｂ１）および／または
（ｂ２）との反応は、通常は無溶剤系で行われるが、水
溶液の状態で行ってもよい。また、必要により有機溶剤
（アセトン、メタノールなど）を用いてもよい。

【００１０】本発明の難燃剤組成物には、必要に応じて
他の公知の難燃剤成分を含有させることもできる。他の
公知の難燃剤成分の例としては、グアニジン塩（スルフ
ァミン酸グアニジン、硫酸グアニジン、リン酸グアニジ
ン、ホウ酸グアニジン等）；シアノ置換グアニジン塩
（スルファミン酸グアニル尿素等）；アミノ置換もしく
はアミノ基含有置換グアニジン塩（スルファミン酸アミ
ノグアニジン等）；強酸のアンモニウム塩（スルファミ
ン酸アンモニウム、硫酸アンモニウム等）；アミノ基含
有化合物（ジシアンジアミド、メラミン、ヘキサメチレ
ンテトラミン等）；強酸の金属塩（スルファミン酸マグ
ネシウム等）が挙げられる。これらのうち好ましいもの
は、グアニジン塩類およびアミノ基含有化合物である。

【００１１】これらの他の難燃剤成分を含有させる方法
は、反応生成物（Ａ）と単に混合するだけでも良いし、
また、（ａ）と（ｂ）とを反応させる際に、予め該
（ａ）を過剰に用いて主成分の無機酸のグアニジン塩が
残存する形で反応させる方法でも良い。

【００１２】また、本発明の難燃剤組成物は、サイズ
剤、デンプン等の表面処理剤、その他の処理剤と併用す
ることも可能である。

【００１３】本発明の組成物は通常水溶液として使用さ
れる。その濃度は使用目的によって任意に選択すること
ができるが、固形分重量換算で通常０．５〜６０％であ
る。

【００１４】本発明の組成物が適用される対象基材とし
ては、たとえば紙製品（障子紙、襖紙、壁紙、板紙、合
成紙など）等のセルロース系材料が挙げられる。また、
布等の繊維材料さらには木材、合板、合成木材等の建築
材料の難燃加工にも使用できる。

【００１５】本発明の組成物の基材に対する付着量は、
固形分重量換算で通常５〜４０％、好ましくは８〜２５
％である。

【００１６】本発明の組成物を基材に適用する方法は、
従来行なわれている方法でよく、例えば基材を本発明の
組成物またはこれの水希釈液に浸漬後乾燥する方法、サ
イズプレス、コーター等で塗布する方法、ハケにて塗布
する方法などである。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以
下において％は重量％を示す。

【００１８】なお、性能評価は以下の方法で行った。 塗布量 ：原紙の重量に対する難燃剤固形分
の付着量（％）。 難燃性 ：ＪＩＳ Ｚ ２１５０（４５度メ
ッケルバーナー法）に準拠して炭化長（ｃｍ）を測定。 耐熱性（白度） ；２００℃×３分間オーブン中で加
熱処理後、ハンター白色度（％）を測定。 耐熱性（引裂強度）：２００℃×３分間オーブン中で加
熱処理後、ＪＩＳ Ｐ８１１６に準拠して引裂強度
（ｇ）を測定。 経日安定性 ：０℃と４０℃でそれぞれ保管し、
二週間後、１ヶ月後および３ヶ月後の結晶析出の有無を
観察した。 評価基準 ○；析出物無し、×；析出物発生

【００１９】実施例１ ジシアンジアミド８４ｇとスルファミン酸アンモニウム
２２８ｇとを混合し、１３０〜１７０℃で３時間反応さ
せた。次いで、炭酸エチレン７０ｇを該反応物を加え、
１１５〜１４０℃で４時間反応させた。次いで、この反
応生成物に水２２６ｇを加え、有効成分６０％の本発明
の難燃剤組成物の水溶液を得た。この組成物をサイズプ
レス法により紙に処理し１００〜１０５℃に調温したオ
ートドライヤーで乾燥後性能評価した。その結果を表１
に示す。

【００２０】実施例２ ジシアンジアミド８４ｇとスルファミン酸アンモニウム
１８５ｇとを混合し、１３０〜１７０℃で３時間反応さ
せた。次いで、水１９２ｇを該反応物を加え、８０〜１
００℃で溶解したのち、炭酸エチレン５０ｇを加え８０
〜１００℃で４時間反応させ、有効成分６０％の本発明
の難燃剤組成物の水溶液を得た。この組成物を実施例１
と同様の方法で紙に処理し性能評価した。その結果を表
１に示す。

【００２１】比較例１ ジシアンジアミド８４ｇとスルファミン酸アンモニウム
２００ｇとを混合し、１３０〜１７０℃で３時間反応さ
せた。次いで、ホルマリン（ホルムアルデヒド３７％水
溶液）８１ｇに、該反応物および水１５８ｇを加え、５
０〜７０℃で２時間加熱して固形分６０％の比較の難燃
剤組成物の水溶液を得た。この組成物を実施例１と同様
の方法で紙に処理し性能評価した。その結果を表１に示
す。

【００２２】比較例２ ジシアンジアミド８４ｇとスルファミン酸アンモニウム
２００ｇとを混合し、１３０〜１７０℃で３時間反応さ
せた。次いで、水１８９ｇを加え、５０〜７０℃で２時
間加熱して固形分６０％の比較の難燃剤組成物の水溶液
を得た。この組成物を実施例１と同様の方法で紙に処理
し性能評価した。その結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】 注）＊１：耐熱性（白度）欄の（ ）内は加熱処理前のハンター白色度を示す。 ＊２：経日安定性の欄の上段は４０℃、下段の（ ）内は０℃における経日 安定性を示す。

【００２４】

【発明の効果】本発明の難燃剤組成物は従来の難燃剤に
較べ下記の効果を奏し、とくに紙製品等のセルロース系
材料用難燃剤として極めて有用である。 （１）ホルマリンを使用していないので取り扱い上安全
であり、難燃処理物における残存ホルマリンの懸念が全
くない。 （２）ホルマリン変性していないにもかかわらず、高濃
度液状化が可能であるため、輸送コストおよび保管コス
トの低減が可能である。 （３）６０重量％程度の高濃度水溶液状態においても長
期保存安定性が極めて良好である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無機酸のアンモニウム塩とジシアンジアミ
   ドとの反応物（ａ）１モルと、炭酸エチレン（ｂ１）お
   よび／または１，２−炭酸プロピレン（ｂ２）１〜５モ
   ルとの反応生成物（Ａ）を必須成分とすることを特徴と
   する難燃剤組成物。