JPH02215518A - 難燃性リボンデッドフォームの製造方法 - 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】 Ｅａ業上の利用分野］ 本発明は難燃性リボンデッドフオームの製造方法に係り
、特に極めて難燃性に優れたリボンデッドフオームを工
業的に有利に製造する方法に関する。

［従来の技術］ ポリウレタンフォームの製造及び成形工程においては、
トリム、裁断ロス、補修不能品を含めたスクラップフオ
ームが出るため、従来よりその有効な処理が課題とされ
ている。従来、軟質、半硬質ポリウレタンフォームのス
クラップは粉砕又は裁断してチップ化し、ウレタン系接
着剤でモールド成形品、或いはシートに加工してリボン
デッドフオームとし、ポリウレタンフォームと同様な用
途に使用されている。具体的には、カーペットアンダー
レイ、自動車シートクッシ」ン、ベツド用りッシ」ン材
、防音材等に用いられている。

一方、硬質ポリウレタンからのリボンデッドフオームは
、軟質リボンデッドフオーム７と同様にして製造され、
断熱材等のボード又はモールド成形品に加工して使用さ
れている。

しかし、軟質、半硬質及び硬質ウレタンと同様にこれら
を再利用してなるリボンデッドフォームについても、自
動車、建材等の用途に使用する場合、各種の規格を満す
難燃性が要求されている。

リボンデッドフオームにおいて、所望する難燃性を得る
には、その原材料となる元のフオームの選択、或いは成
形加工の際に、ポリウレタンフォームチップ、接着剤等
の原料に難燃性を付与し得る材料を添加する必要がある
。難燃性の確保には、原材料となる元のフオームの選択
が重要な要因となるが、成形加工時の難燃剤の添加も良
く行なわれている技術である。

従来、リボンデッドフオームの成形加工時に添加される
難燃剤としては、ポリウレタンフォーム製造の際に広く
使われている添加型難燃剤である、トリス（２−クロロ
エチル）ホスフェート、トリス（２−クロロプロピル）
ホスフェート等のハロゲン化リン酸エステル、水酸化ア
ルミニウム、二酸化アンチモン等の金属水酸化物、金属
酸化物等の無機系難燃剤が広く知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の難燃剤のうち、ハロゲン化リン酸エステルは
ポリウレタンフォームチップに対する分散性は良いが、
製造されたリボンデッドフオームから揮発し易いという
欠点を有している。また、金属水酸化物、金属酸化物等
の無機系難燃剤はポリウレタンフォームチップに分散し
難いという欠点を有している。

本発明は上記従来の問題点を解決し、難燃性の向上効果
に優れると共に、フオーム分散性に優れる非揮発性の難
燃剤を用いて、難燃性に著しく優れ、その他の物性にも
著しく優れたリボンデッドフオームを工業的に有利に製
造する方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項（１）の難燃性リボンデッドフオームの製造方法
は、ポリウレタンフォームチップをウレタン系接着剤で
接着加工してリボンデッドフオームを製造するにあたり
、難燃剤ヒして熱膨張性黒鉛をポリウレタンフォームチ
ップ１００重量部に対し１５〜４０重量部配合すること
を特徴とする 請求項（２）の難燃性リボンデッドフオームの製造方法
は、請求項（１）の方法において、その熱膨張性黒鉛と
して、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の硫酸
塩を含有し、かつ、１重量％濃度の水分散液におけるｐ
Ｈが４．５以上のものを使用することを特徴とする。

以下に本発明の詳細な説明する。

本発明に使用されるポリウレタンフォームチップの粒度
は、製造するリボンデッドフオームの特性に合わせて各
種変えられるが、一般には粒径１〜１．５ｃｍ程度のポ
リウレタンフォームチップが用いられる０本発明におい
ては、このようなポリウレタンフォームチップに、目的
とするリボンデッドフオームの特性に応じて、綿布等の
布、ウレタンエラストマーチップ、その他の無機物等を
加えることもできる。

一方、本発明に使用されるウレタン系接着剤としては、
−液性又は二液性接着剤を用いることができる。更に、
目的とするリボンデッドフオームの特性に応じて、発泡
型二液性接着剤を用いることもできる。

ウレタン系接着剤の原料であるポリイソシアネートとし
ては、脂肪族、脂環式、芳香族、複素環式のポリイソシ
アネート及びそれらのオリゴマー　カルボジイミド変性
物、ウレタン変性物、アロファネート変性物、イソシア
ヌレート変性物等を単独で或いは２ｆ！以上混合して用
いることができる。

具体例としては、エチレンジイソシアネート、１．４−
テトラメチレンジイソシアネート、１．６−ヘキサメチ
レンジイソシアネート、１．１２−ドデカンジイソシア
ネート等の脂肪族ポリイソシアネート、シクロブタン−
１，３−ジイソシアネート、シクロヘキサン−１３−ｉ
び−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート等の脂環式ポリイソシアネート、ｍ−フェニレン
ジイソシアネート、２．４−トリレンジイソシアネート
、２．６−トリレンジイソシアネート、２．４゛−及び
４．４′−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香
族ポリイソシアネート、及びこれらのオリゴマー　オリ
ゴマー混合物、カルボジイミド、ウレタン、アロフアネ
ート、ビニレット、及びイソシアヌレート変性物が挙げ
られる０本発明においては、好ましくは、２．４°−及
び４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート、及び
、これらのすリボマー混合物、２．４−及び２．８−ト
リレンジイソシアネート、及びこれらのオリゴマー混合
物、及び、これらポリイソシアネートのカルボジイミド
、ウレタン、アロファネート、或いは、イソシアヌレー
ト変性物が用いられる。

また、ウレタン系接着剤の原料であるポリオールのうち
、ポリエーテルポリオールとしては、水、エチレングリ
コール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチ
ロールプロパン、ビスフェノール−Ａ１ペンタエリスリ
トール、メチルグルコシド、ソルビトール、シェークロ
ーズ等の活性水素原子を２個以上有する化合物、又は、
ジェタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカ
ノールアミン類、アンモニア、アニリン、エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリレンジアミン、キシ
リレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、３，５−
ジエチルトリレンジアミン等の活性水素原子を２個以上
有するアミン化合物、及び／又はこれらポリヒドロキシ
化合物、アミン類にプロピレンオキシド（以下ｒＰＯＪ
と略す、）、エチレンオキシド（以下ｒＥＯＪと略す、
）等のポリアルキレンオキシドを開環重合して得られる
ポリオール、及びポリテトラメチレングリコール等が挙
げられる。

一方、ポリエステルポリオールとしては、通常、アジピ
ン酸、フタル酸、トリメリット酸等のポリカルボン酸と
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジ
オール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の多価
アルコールとを反応させて得られたものが挙げられる。

ポリオールとしては、これらの１種を単独で或いは２種
以上を混合して用いることができる。

本発明で使用されるウレタン系接着剤のうち、−液性接
着剤としては、ＮＣＯ末端ポリオール変性イソシアネー
トが広く使われる。即ち、前記イソシアネートに、上記
ポリオール、好ましくはポリヒドロキシ化合物、又はそ
れらにポリアルキレンオキシドを付加したポリエーテル
ポリオール、又は上記ポリエステルポリオールを反応し
て得られるＮＧＯ含有率５〜３０重量％のポリオール変
性イソシアネートが使われる。この場合、必要に応じて
、キシレン、トルエン、ヘキサン、ジクロルメタン、ト
リクロロエチレン等の有機溶剤で希釈して、或いは着色
剤、界面活性剤、有機金属系触媒、可塑剤等の添加剤を
添加して用いることもできる。

二液性接着剤は、前記ポリイソシアネート又はポリオー
ル変性イソシアネートと前記ポリオールの組合せで使用
され、必要に応じて、上記有機溶剤、添加剤、及びトリ
エチレンジアミン、トリエチルアミン、Ｎ−メチルモル
ホリン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチル
へキサメチレンジアミン等のアミン化合物、スタナオク
テート、スタナオレート、ジブチル錫ジラウレート等の
有機金属錫、水銀、鉛化合物等の触媒を添加して使用さ
れる。

このようなウレタン系接着剤は、前記ポリウレタンフォ
ームチップ１００！量部に対して５〜３０重量部用いら
れる。ウレタン系接着剤の使用量がポリウレタンフォー
ムチップ１００ｇ量部に対して５重量部未満では、十分
な接着加工を行なうことができず、３０重量部を超える
と接着剤量が多くなり過ぎて、得られるリボンデッドフ
オームの特性が損なわれる場合がある。

本発明に使用される熱膨張性黒鉛は、広偽には種々の方
法で製造される多様な組成物を挙げることができるが、
本発明においては、天然黒鉛、熱分解黒鉛、キッシェ黒
鉛等の黒鉛を、濃厚な硫酸と強い酸化剤との混合物で処
理１ノた後、水洗いし、乾燥して得られる熱膨張性黒鉛
を用いるのが好ましい、このような熱膨張性黒鉛は、約
５００℃以上に急激に加熱することによりＣ軸方向に数
１０〜数１００倍に膨張する性質を有するものである、
特に、本発明で使用される熱膨張性黒鉛は、その特性と
して、１００℃で１０秒間急激に加熱するときの膨張度
が５０〜２５０　ｃ　ｃ　／　ｇであることが望ましく
、このような熱膨張性黒鉛は、例えば、９３〜９９重量
％、特に９８１ｉ量％の濃硫酸と３０〜Ｂｏｌｌ量％、
特に６０重量％の過酸化水素水の混合液中に、約２０〜
１００メツシユに粉砕した黒鉛を４５℃以下で１０〜３
０分接触させ、水洗い、乾燥を行なうことにより製造さ
れる。

本発明において、特に好ましい熱膨張性黒鉛は、更に、
Ｎａ又はに等のアルカリ金属又はＣａ、Ｍｇ等のアルカ
リ土類金属を含有するものであって、このような熱膨張
性黒鉛は上記濃硫酸と過酸化水素水との混合液による酸
処理後、水洗いを行なった後、或いは、水洗い工程で、
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の水酸化物の水溶液
と接触させ、次いで濾別した後乾燥することにより製造
することができる。このようにして得られる熱膨張性黒
鉛中のアルカリ又はアルカリ土類金属は、硫酸塩になっ
ており、該熱膨張性黒鉛の１重量％濃度の水分散液のｐ
Ｈが４．５以上であることが好ましい。

このような熱膨張性黒鉛の粒度は、難燃化効果及びフオ
ームへの分散性等の面から３０〜１００メツシユである
ことが好ましい、即ち、熱膨張性黒鉛の粒度がおよそ８
０メツシユより細かくなると、熱膨張性が小さくなる傾
向があり、１５０メツシユより細かい場合には熱膨張性
が極端に低下し、その結果としてフオームの難燃化効果
が低下する。一方、粒度が大きい場合、例えば２０〜３
０メツシュ程度の場合には熱膨張性は十分高いが、リボ
ンデッドフオームへの均一分散が困難になり、望ましい
難燃性が得られないと同時にフオーム原料への分散性が
良くないために作業効率が低下する。従って、本発明で
使用される熱膨張性黒鉛の粒度は、３０〜１００メツシ
ユのものが望ましく、更に４０〜８０メツシュ程度に分
粒されたものが最も好ましい。

熱膨張性黒鉛の粒度は、通常、これを製造する際の原料
黒鉛の粒度に左右される。従って、粒度の調整は、原料
黒鉛或いは得られた熱膨張性黒鉛を粉砕するなどの方法
で容易に行なうことができる。

本発明においては、このような熱膨張性黒鉛を、ポリウ
レタンフォームチップ１００重量部に対して１５〜４０
重量部配合する。熱膨張性黒鉛の配合量がポリウレタン
フォームチップ１００重量部に対して１５重量部未満で
は十分な難燃性の向上効果が得られず、４０重量部を超
えるとリボンデッドフオームの接着性、成形性等が損な
われる。

本発明の難燃性リボンデッドフオームの製造方法の実施
にあたっては、まず、所定量のポリウレタンフォームチ
ップに熱膨張性黒鉛を均一に分散させ、接着剤をスプレ
ーなどで均一に分散混合し、得られた混合物を成形型内
又はプレス内に、所望とする成形品密度に調整して充填
する０次いで、成形型又はプレスに熱又は加熱蒸気を０
．５〜士数分加えて、接着成形加工を行なう。

加熱蒸気を使用する場合、或いは有機溶剤等を使用した
場合には成形型又はプレスより取り出した成形品は乾燥
を行なう必要がある場合もある。

［作用］ 所定量の熱膨張性黒鉛を配合することにより、硬度、強
度等の物性の低下をひき起こすことなく、リボンデッド
フオームの難燃性は大幅に向上される。特に、熱膨張性
黒鉛として、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属
の硫酸塩を含有し、かつ、１重量％濃度の水分散液にお
けるｐＨが４．５以上であるものを用いた場合には、そ
の難燃性向上効果は著しく大きい。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に
説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の
実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比
較例において、用いた原料の詳細は下記の通りである。

１亙星上 チップＡ：易燃性軟買ウレタンフォームチップ（粒径１
〜１．５ｃｍ） チップＢ：難燃性軟質ウレタンフオームチップ（粒径１
〜１．５ｃｍ） ウレタン系接着剤二以下に示す配合の一液性湿気硬化型
ボリオール変性イソシアネートジクロルメタン　　　　
　　６７　　重量部ＣＥＦ　　　　　：　トリス（２−
クロロエチル）ホスフェート 熱膨張性黒鉛■：硫酸処理品 熱膨張性黒鉛！夏：カリウム処理品 （１重量％濃度の水分散液に招けるｐＨは７）熱膨張性
黒鉛ｉｌｌ　：アンモニア処理品また、得られた難燃性
リボンデッドフオームの物性は下記評価試験方法により
測定した。

１１且碧 硬度　　　　：ＪＩＳ　　Ｋ−６４０１（Ｋｇ／２００
Φｃｍ） 引張強度　　：ＪＩＳ　　Ｋ−６４０２（にｇ／ａｍ２
　） 燃焼性　距ｊｌｌ：ＭＶＳＳ−３０２ （燃焼した距離二インチ） 時間：ＭＶＳＳ−３０２ （燃焼した時間：分） 実施例１〜８、比較例１〜６ 第１表及び第２表に示す所定量のポリウレタンフォーム
チップに熱膨張性黒鉛又はＣＥＦを均一に分散させ、接
着剤をスプレーで均一に分散混合し、得られた混合物を
成形型内で、第１表及び第２表に示す成形品密度となる
ようにそれぞれ調整して充填した０次いで、成形型に加
熱蒸気を約５分加えて、接着成形加工を行ない、成形型
より成形品を取り出し、乾燥した。

得られた難燃性リボンデッドフオームの物性を第１表及
び第２表に示す。

第１表 第、２表 第１表及び第２表より、熱膨張性黒鉛を使用することに
より、硬度、引張強度等の物性低下を起こすことなく、
極めて優れた難燃性を付与したリボンデッドフオームを
得ることができることが明らかである。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の難燃性リボンデッドフオー
ムの製造方法によれば、所定量の熱膨張性黒鉛を配合す
ることにより、難燃性に著しく優れ、しかも、硬度、機
械的強度等の物性も極めて良好な難燃性リボンデッドフ
オームを工業的に有利に製造することが可能とされる。

特に、熱膨張性黒鉛として、アルカリ金属及び／又はア
ルカリ土類金属の硫酸塩を含有し、かつ、１重量％濃度
の水分散液におけるｐ）ｔが４．５以上である熱膨張性
黒鉛を用いた場合には、難燃性はより向上される。

代理人　　弁理士　　重　野　　剛

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリウレタンフォームチップをウレタン系接着剤
   で接着加工してリボンデッドフオームを製造するにあた
   り、難燃剤として熱膨張性黒鉛をポリウレタンフォーム
   チップ１００重量部に対し１５〜４０重量部配合するこ
   とを特徴とする難燃性リボンデッドフォームの製造方法
   。
2. （２）熱膨張性黒鉛が、アルカリ金属及び／又はアルカ
   リ土類金属の硫酸塩を含有し、かつ、１重量％濃度の水
   分散液におけるｐＨが４．５以上であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の難燃性リボンデッドフ
   ォームの製造方法。