JPH09227869A - 難燃剤組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ホルマリンを含有せず、かつ水への溶解濃度が
高い、難燃性に優れたセルロース系材料用難燃剤組成物
を提供する。 【解決手段】下記一般式 Ａ−［−ＣＯ−Ｒ−ＣＯＯＭ_1/a］m （１） ［式中、Ａはスルファミン酸塩の活性水素残基、Ｒは炭
素数２〜８の２価の炭化水素基、Ｍは１〜３価の金属、
アンモニウム基または水素を表し、ａはＭのイオン価、
ｍは１〜５の整数を表す。］で表される化合物を必須成
分として含有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙などのセルロー
ス系材料用の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；
スルファミン酸マグネシウム、スルファミン酸カルシウ
ムなどのスルファミン酸金属塩（特開昭６２−１２９３
８２号公報）、これらのスルファミン酸金属塩とホルマ
リンとの反応物（特開平２−３００４００号公報、特開
昭６０−１９９０９４号公報など）などが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スル
ファミン酸金属塩およびスルファミン酸グアニジンは、
水への溶解濃度が低いために、輸送コストが高くつき、
また保管条件および使用濃度などが制限される；スル
ファミン酸金属塩を含浸した紙は、加熱時の引裂強度が
低い；スルファミン酸グアニジンは、紙の加熱時の着
色が大きい；スルファミン酸金属塩とホルマリンの反
応物は、水への溶解濃度がスルファミン酸金属塩に比べ
高いが、ホルマリンを含有せざるを得ず、環境衛生上好
ましくない；などの欠点をそれぞれ有していた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点に鑑み、ホルマリンを含有せず、かつ水への溶解濃度
が高い優れた難燃剤組成物を得るべく鋭意検討した結
果、本発明に到達した。すなわち本発明は、 Ａ−［−ＣＯ−Ｒ−ＣＯＯＭ_1/a］m （１） ［式中、Ａはスルファミン酸塩の活性水素残基、Ｒは炭
素数２〜８の２価の炭化水素基、Ｍは１〜３価の金属、
アンモニウム基または水素を表し、ａはＭのイオン価、
ｍは１〜５の整数を表す。］で表される化合物（ａ）を
必須成分とすることを特徴とするセルロース系材料用難
燃剤組成物である。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明における一般式（１）で示
される化合物（ａ）のＡを構成するスルファミン酸塩
は、スルファミン酸のグアニジン塩または金属塩であ
る。金属塩としては、スルファミン酸リチウム、スルフ
ァミン酸ナトリウム、スルファミン酸カリウムなどのス
ルファミン酸アルカリ金属塩；スルファミン酸カルシウ
ム、スルファミン酸マグネシウム、スルファミン酸スト
ロンチウム、スルファミン酸バリウムなどのスルファミ
ン酸アルカリ土類金属塩；スルファミン酸亜鉛、スルフ
ァミン酸アルミニウムおよびこれらの二種以上の混合物
が挙げられる。スルファミン酸塩として好ましいものは
スルファミン酸カルシウム、スルファミン酸マグネシウ
ムおよびスルファミン酸グアニジンであり、さらに好ま
しいものはスルファミン酸グアニジンである。また、ス
ルファミン酸グアニジンはスルファミン酸アンモニウム
とジシアンジアミドとの反応物（反応モル比ジシアンジ
アミド１モルに対しスルファミン酸アンモニウム０．５
〜１．８モル）も包含する。

【０００６】上記一般式（１）におけるＭは１〜３価の
金属、アンモニウム基または水素である。１〜３価の金
属としては例えばリチウム、ナトリウム、カリウムなど
のアルカリ金属；マグネシウム、カルシウム、ストロン
チウム、バリウムなどのアルカリ土類金属、亜鉛および
アルミニウムが挙げられる。上記Ｍとして好ましいもの
は、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金
属およびアンモニウムであり、さらに好ましいものはア
ンモニウムである。Ｍが金属の場合、該金属は前記スル
ファミン酸金属塩の金属と同一でも異なっていてもよ
い。

【０００７】本発明における化合物（ａ）は、通常、上
記のスルファミン酸塩と、炭素数４〜８の飽和または不
飽和の脂肪族または芳香族のジカルボン酸無水物とを公
知の方法で加熱溶融反応せしめた後、アルカリ化合物で
中和することによって製造できる。ジカルボン酸無水物
としては、脂肪族系（無水コハク酸、無水マレイン酸、
無水マロン酸、無水イタコン酸など）、芳香族系（無水
フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸な
ど）およびこれらの二種以上の混合物が挙げられる。こ
れらのうち好ましいものは無水コハク酸、無水マレイン
酸、無水マロン酸であり、さらに好ましいものは無水コ
ハク酸および無水マロン酸である。スルファミン酸塩に
対するジカルボン酸無水物の反応モル比は、スルファミ
ン酸塩１モルに対し、通常０．２〜５．０モル、好まし
くは０．５〜２．０モル、さらに好ましくは０．７〜
１．３モルである。中和に用いられるアルカリ化合物
は、前記一般式（１）のＭに対応するアルカリ金属、ア
ルカリ土類金属、亜鉛、アルミニウムなどの１〜３価の
金属の水酸化物、炭酸塩または酸化物およびアンモニア
である。アルカリ化合物のモル比は、ジカルボン酸無水
物１モルに対し、通常０．８〜１．２モル、好ましくは
０．９５〜１．０５モルである。

【０００８】本発明の難燃剤組成物には、必要により公
知の他の難燃剤成分を含有させることができる。該他の
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（スルファミン酸カルシウム、
スルファミン酸マグネシウム、硫酸マグネシウム、リン
酸カルシウム等）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。

【０００９】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。

【００１０】本発明の難燃剤組成物は、通常水溶液の状
態で取り扱われる。すなわち水溶液で輸送および保管さ
れ、使用時に水で希釈し、必要あれば上記の他の薬剤を
加えて使用される。本発明の組成物は６０重量％以上の
水溶液濃度とすることが可能であり、低温（例えば０
℃）においても析出物を生じず、貯蔵安定性が極めて良
好である。

【００１１】本発明の組成物が適用される対象のセルロ
ース材料（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）、布等の繊維材料（木
綿、麻など）、木材、合板などの木製材料が挙げられ、
とくに好ましくは紙製品である。

【００１２】本発明の組成物を基材に含浸させる方法は
従来行なわれている方法でよく、例えば、組成物の水希
釈液に基材を直接浸漬する方法、サイズプレス法、ハケ
ぬり法等で含浸する方法等があげられる。使用濃度は、
含浸させる量、基材の品質、目的などによって異なる
が、通常５〜７０重量％、好ましくは１０〜４０重量％
である。

【００１３】含浸量は、基材の重量に対し固形分換算で
通常５〜４０重量％、好ましくは８〜２５重量％であ
る。

【００１４】

【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。

【００１５】なお、性能評価は以下の方法で行った。 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。小さい数値程良いことを示 す。 耐熱性（白度） ：２００℃×５分間オーブン中で加熱処理後、ハンター白色 度（％）を測定。大きい数値程良いことを示す。 耐熱性（引裂強度）：２００℃×５分間オーブン中で加熱処理後、ＪＩＳ Ｐ ８１１６に準拠して直ちに引裂強度（ｇ）を測定。大きい 数値程良いことを示す。 低温安定性 ：難燃剤組成物の固形分６０％水溶液を温度０℃を１ケ月保 存し、結晶の析出の有無を観察した。 評価基準 ○；結晶析出物無し ×；結晶析出物有り

【００１６】実施例１ スルファミン酸アンモニウム１９４ｇ（１．７モル）お
よびジシアンジアミド８４ｇ（１．０モル）の混合物を
溶融し、１５０〜１６０℃で５時間反応させ、スルファ
ミン酸グアニジンを主成分とする反応物を得た。この反
応物を１３０℃に冷却後、無水コハク酸１００ｇ（１．
０モル）を加え溶融反応させた。その反応生成物を水に
溶解後、２５％アンモニア水６８ｇ（１．０モル）を加
えて、固形分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、さらに水で固形分１８％に希釈し
浸漬法により紙に含浸後、１００〜１０５℃に温度調整
したオートドライヤーで乾燥した。含浸量は、原紙の重
量に対する固形分付着量で２０％であった。この難燃処
理した紙の性能評価結果を表１に示す。

【００１７】実施例２ 実施例１の無水コハク酸の代わりに無水マレイン酸９８
ｇ（１モル）を用いた以外は同様にして固形分６０％の
本発明の難燃剤組成物の水溶液を得た。これを用いて実
施例１と同様に処理して得た難燃処理紙の性能評価結果
を表１に示す。

【００１８】実施例３ スルファミン酸カルシウム１１４ｇをトルエン中に分散
させ、無水コハク酸１００ｇ（１．０モル）用い、１０
０〜１１０℃で反応させた。水に溶解後２５％アンモニ
ア水６８ｇ（１．０モル）で中和後、加熱しトルエンを
留出除去し、固形分６０％の本発明の難燃剤組成物の水
溶液を得た。その性能評価結果を表１に示す。

【００１９】比較例１および２ スルファミン酸グアニジン単独およびスルファミン酸カ
ルシウム単独をそれぞれ２５℃の水に溶解し、各々固形
分４５％および４０％の水溶液を得た。それらの性能評
価結果を表１に示す。 なお、これらについて固形分６０％の水溶液の作成を試
みたが、結晶物が残り均一溶解できなかった。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【発明の効果】本発明の難燃剤組成物はホルマリンを全
く含有せず、また従来のスルファミン酸金属塩系の難燃
剤に比べ下記特長を有する。 （１）水溶性が高く、高濃度液状化が可能であるため、
輸送および保管のコスト低減ができる。 （２）従来実施できなかった高濃度の塗布が容易にで
き、高塗布量によって高度に難燃加工された材料が製造
できる。 （３）難燃剤組成物を塗布した紙の耐熱性が改善され、
白度、引裂強度とも良好である。 上記効果を奏することから、本発明の難燃剤組成物は、
とくに紙製品等のセルロース系材料用難燃剤組成物とし
て極めて有用である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式 Ａ−［−ＣＯ−Ｒ−ＣＯＯＭ_1/a］m （１） ［式中、Ａはスルファミン酸塩の活性水素残基、Ｒは炭
   素数２〜８の２価の炭化水素基、Ｍは１〜３価の金属、
   アンモニウム基または水素を表し、ａはＭのイオン価、
   ｍは１〜５の整数を表す。］で表される化合物（ａ）を
   必須成分とすることを特徴とするセルロース系材料用難
   燃剤組成物。
2. 【請求項２】 スルファミン酸塩が、スルファミン酸グ
   アニジン塩である請求項１記載の組成物。