JPH03124792A - セルロース系材料の難燃剤 - 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、セルロース系材料のための難燃剤に関する０
本発明にょる難燃剤は、難燃性化粧板用の含浸紙、壁紙
、障子紙等の紙材、木質合板類、木材、セルロース系繊
維等を主としたセルロース系材料の防炎処理に用いられ
る。

〈従来の技術〉 特開昭６２−１２９３８２に記載されているスルファミ
ン酸マグネシウムをセルロース系材料に含浸処理するこ
とにより得られたセルロース系材料は、難燃性能のつい
てはすばらしい効果を示すが、耐水性９寸法安定性等に
乏しい。

特公昭６Ｊ−３９６３４に記載されているスルファミン
酸アルミニウムとメチロールメラミンを組み合せた難燃
剤は、これをつくるのに加熱が必要であり、また、得ら
れた液の常温安定性（可使時間）が短＜、難燃化性能が
不十分である。

スルファミン酸グアニジン、スルファミン酸アンモニウ
ム等は一般に使われているが、これらも、耐熱性に乏し
く、これらが含浸されたセルロース系材料は、加熱時に
着色を起し易く、難燃化性能も充分なものではない。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、これらの問題を総合的に改良したものであり
、難燃剤溶液が安定であって、かつ含浸しやすく、また
その含浸によって得られたセルロース材料が、優れた難
燃性９寸法安定性、及び耐水性等を示す難燃剤組成物を
提供するものである。

〈課題を解決するための手段〉 本発明によるセルロース系材料のための難燃剤は、メグ
・ロールメラミン及びメチロール尿素からなる群から選
ばれる１種又は２種以上の水溶性の樹脂と、アルカリ金
属スルファミン酸塩、アルカリ土類金属スルファミン酸
塩及びこれらのメチロール化合物からなる群から選ばれ
る１種又は２種以上の水溶性の金属塩とを、上記樹脂１
００重量部に対し上記金属塩１０〜２００重量部の比率
−に、そしてこれら樹脂と金属塩の合計として１５〜７
５重量％の濃度に含有する水溶液である。

更に本発明によれば、この難燃剤水溶液を、セルロース
系材料の１００重量部に対し上記難燃剤水溶液中の金属
塩として１０〜１００重量部の比率となるようにセルロ
ース系材料に含浸させた後加熱乾燥することによって、
難燃化されたセルロース系材料が得られる。

本発明に用いられるメチロールメラミン、メチロール尿
素等の水溶性樹脂は、通常の方法、例えば、アルカリ性
の水性媒体中でメラミン、尿素をホルムアルデヒド、例
えば、ホルマリンと反応させることにより容易に得られ
る。場合によっては市販品を用いてもよい。

メチロールメラミンとしては、メラミン１モルに対しメ
チロール基が１〜６モル付加したものが用いられる。ま
た、メチロール尿素とじては、尿素１モルに対し１〜２
モル付加したものが用いられる。これらメチロールメラ
ミンとメチロール尿素の混合物も用いることができる。

本発明に用いられる水溶性のアルカリ金属スルファミン
酸塩、アルカリ土類金属スルファミン酸塩等の好ましい
例としては、スルファミン酸のリチウム塩、ナトリウム
塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリ
ウム塩等が挙げられる。特に、マグネシウム塩、カルシ
ウム塩等が好ましい、これらスルファミン酸の金属塩の
メチロール化物は、通常の方法、例えば、上記スルファ
ミン酸の金属塩とホルマリンとを水中で反応させること
により、容易に得ることができる。これらメチロール化
物は、スルファミン酸塩のアミノ基１箇にホルムアルデ
ヒドが１又は２個付加した形態のものとして用いられる
。特に好ましいメチロール化物としては、１モルのスル
ファミン酸マグネシウム、スルファミン酸カルシウム等
に１〜４モルのホルムアルデヒドが付加したものが挙げ
られる。

本発明の難燃剤水溶液は、上記水溶性の樹脂と水溶性の
金属塩とを水に溶解させることにより、或いはこれら成
分の水溶性を混合することにより、或いは更に、いずれ
か一方の成分の水溶液に他方の成分の固体を溶解させる
ことにより容易に得られる。

本発明による好ましい難燃剤水溶液は、上記水溶性の樹
脂１００重量部に対し上記水溶性の金属塩１０〜２００
重量部の比率にこれら両成分を含有し、更にこれら両成
分を、固形分として１５〜７５重量％の濃度に含有する
。この水溶液としては、ｐＨ６〜８程度が好ましい。

本発明により、セルロース系材料を難燃化させることは
、セルロース系材料に、この難燃剤水溶液を、通常の寸
法、例えば、スプレー、塗布等により付着させたり、或
いは、加圧、減圧又は常圧下この水溶液中にセルロース
系材料を浸漬した後取り出し、そしてこれら難燃剤水溶
液が付着したセルロース系材料を乾燥することによって
容易に行うことができる。セルロース系材料に含有させ
る樹脂と金属塩の量は、この難燃剤水溶液のこれら両成
分の濃度を調節することにより、或いはこの水溶液の付
着量、含浸量等を調節することによって容易に調節する
ことができる。乾燥は、セルロース系材料の変質温度以
下、好ましくは常温〜１７０°Ｃ１特に好ましくは、　
１００〜１５０°Ｃ近辺の温度で行うのがよい。

く作　用〉 スルファミン酸の金属塩、これらのメチロール化物等は
、燃焼時の加熱によりセルロース分子を炭素と水に分解
し、燃焼を防止する脱水作用をもっている。

本発明の難燃剤水溶液の優れた安定性は、この液中に溶
解している金属塩の金属イオンが１価又は２価であって
、これにより溶解成分の三次元構造への変質が起りにく
いためであると考えられる。また、この水滴液のｐＨが
中性付近に調節されていることも、メチロールメラミン
、メチロール尿素等の三次元構造体への変質を起りに＜
＜シていると考えられる。

難燃剤水溶液に含有される水溶性金属塩の量が、水溶性
樹脂１００重量部に対し１０重量部以下では、高い難燃
性能を示す難燃剤水溶液が得られない０反対に２００重
量部以上にも多いと、安定性の高い難燃剤水溶液が得ら
れず、更に樹脂成分の相対比率が低下し、このような難
燃剤水溶液で処理されたセルロース系材料は耐水性に乏
しくなる。

また、難燃剤水溶液中の樹脂と金属塩の合計濃度、即ち
固形分濃度が１５重量％以下のときにも、その水溶液は
安定性に乏しい０反対にこの固形分濃度芝７５重量％以
上にも高いと、その水溶液は透明性を失い、均一性に乏
しくなる。特に、この固形分濃度が１０重量％以下では
、セルロース系材料を難燃剤水溶液で処理する際、セル
ロース系材料を充分に難燃化せしめる量の固形分をセル
ロース系材料に含有させ難い。

セルロース系材料を充分に難燃化せしめるには、セルロ
ース系材料１００重量部に対し難燃剤水溶液の金属塩成
分が１０〜１００重量部となるよう、また、樹脂成分は
５重量部以上５００重量部以下となるように、セルロー
ス系材料に含有させるのがよい、特に、樹脂成分の比率
として５重量部より少ないと、耐水性の高い難燃化セル
ロース系材料が得られない。

セルロース系材料に難燃剤水溶液を含浸させた後に行わ
れる乾燥の際、加熱を施すことにより、この難燃剤水溶
液に含まれていた樹脂成分に硬化を起こさせることがで
きる。この硬化反応は高温程迅速に進むが、セルロース
系材料の分解が起る如き高温は避けた方がよく、通常１
３０〜１５０℃位の温度が特に好ましい。

〈実施例〉 セルロース系材料として、化学実験用１紙Ｎｏ、　２を
用意した。

樹脂成分としては、メラミン１モルに対しホルムアルデ
ヒド１．７モルの比率に、水中でメラミンとホルマリン
とを反応させることにより得られた固形分濃度６０重量
％のメチロールメラミンの水溶液を用意した。

金属塩成分としては、スルファミン酸マグネシウム（ｓ
ｕＡ−Ｍｇ）の５０重量％水溶液と、比較例に用いるた
めのスルファミン酸アルミニウム（ＳＭＡ−Ａｌ）の４
０重量％水溶液とを用意した。更に、スルファミン酸マ
グネシウムのメチロール化物としてモノメチロール化ス
ルファミン酸マグネシウム（Ｍ−ＳＭＡ−Ｍｇ）の５０
重量％水溶液を用意した。

実施例１及び比較例１ 上記用意された樹脂成分と金属塩成分とを、これら水溶
液の重量比率として第１表記載の比率に混合した後、安
定性のテストとして２０”Ｃで静置を続け、混合した水
溶液に白濁が現れる迄の時間を測定したところ、第１表
記載の結果が得られた。

第１表 １００　　　　１００　　　　　−　　　　　−　　　
　　　　２４１００　　　　５０　　　　　−　　　　
　　−　　　　　　７２１００　　　　２０　　　　　
−　　　　　　　−２４０１００−１００−９６ １００−５０１６８ １００−１０２０ 上記の結果は、メチロールメラミンとスルファミン酸ア
ルミニウムを含有する水溶液は安定性に乏しいが、本発
明によるメチロールメラミンとスルファミン酸マグネシ
ウム又はモノメチロール化スルファミン酸マグネシウム
を含有する水溶液は安定性が高いことを示している。

実施例２及び比較例２ 実施例１で得られた難燃剤水溶液Ａ、Ｂ、Ｃ及び比較例
のためのスルファミン酸マグネシウム単独５０重量％の
水溶液を用い、前記用意された１紙をこれら水溶液に浸
漬した後取り出し、余剰液を除いた後、１５０℃で５分
乾燥することにより、第２表記載の金属塩成分含有率の
１紙を得た。但し、スルファミン酸マグネシウム単独の
水溶液を用いた比較例では、常温で乾燥が行われた。

次いで、この含浸処理された１紙について、難燃性のテ
ストと耐水性のテストを行った。難燃性テストでは、１
紙に炎を１０秒接触させた後、炎を離し、自己消火性を
示したときを良好と、また、少しでも燃焼が続いたとき
を不良と判淀した。

耐水性のテストでは、２３℃、相対湿度８０％の室内に
２４時間放置したときの重量増加率を求め、吸湿率とし
で表わした。第２表にこれらテスト結果を示す。

Ａ　　　　　　　　　　２８ Ｂ　　　　　　　　　　　１７ ８ （比較例） 第２表 良好　　　　１０ 良好　　　　５ 不良 ０ ロール尿素の水溶性樹脂の水溶液と、水溶性のスルファ
ミン酸金属塩又はそのメチロール化物、或いはその水溶
液とを好ましい比率に、そして好ましい濃度になるよう
に混合するのみで、セルロース系材料に難燃化を施すた
めの安定性のよい難燃剤水溶液が得られる。

そして、この難燃剤水溶液をセルロース系材料に含浸さ
せた後、加熱乾燥させることにより、耐水性と難燃性に
優れるセルロース系材料が得られる。

上記の結果は、比較例のスルファミン酸マグネシウム単
独の水溶液では、得られたセルロース系材料の耐水性が
乏しいが、本発明の難燃剤水溶液はセルロース系材料に
良好な難燃性を付与し、そしてこの難燃化させたセルロ
ース系材料は吸湿率が小さく、良好な耐水性を有するこ
とを示している。

〈発明の効果〉

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）メチロールメラミン及びメチロール尿素からなる
   群から選ばれる１種又は２種以上の水溶性の樹脂と、ア
   ルカリ金属スルファミン酸塩、アルカリ土類金属スルフ
   ァミン酸塩及びこれらのメチロール化合物からなる群か
   ら選ばれる１種又は２種以上の水溶性の金属塩とを、上
   記樹脂１００重量部に対し上記金属塩１０〜２００重量
   部の比率に、そしてこれら樹脂と金属塩の合計として１
   ５〜７５重量％の濃度に含有するセルロース系材料のた
   めの難燃剤水溶液。
2. （２）請求項（１）に記載の難燃剤水溶液を、セルロー
   ス系材料１００重量部に対し、この難燃剤水溶液中の金
   属塩の量として１０〜１００重量部の比率となるように
   含浸させた後、得られたセルロース系材料を加熱乾燥す
   ることを特徴とするセルロース系材料の難燃化方法。