JPH0517681A

JPH0517681A - 可燃性物質、煙および有毒ガス抑制組成物の製法

Info

Publication number: JPH0517681A
Application number: JP3334905A
Authority: JP
Inventors: Anthony Smith Derek; デレク・アンソニイ・スミス; John Grayson Stephen; ステフアン・ジヨン・グレイソン; Hume John; ジヨン・ヒユーム
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1993-01-26

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的は、イソシアネート部分を含む
天然および合成高分子フォーム材料、例えば、建築構
造，装飾物，家具備品およびその他の交通機関や工業技
術の分野において使用頻度が高まっている、硬質および
柔軟性ポリウレタンフォームの燃焼に際し、煙および有
毒物質の発生を抑制する発泡ポリウレタン成形構造体の
製造方法を得ることにある。【構成】発泡ポリウレタン生成反応混合物中に、煙お
よび有毒ガス(以下ＳＴＧと略称する)抑制成分(Ａ)およ
び燃焼速度−および／または炎温度−減少成分である成
分(Ｂ)の少くとも１種および／または炭安定化成分であ
る成分(Ｃ)の少くとも１種を含有してなり、かつ該成分
(Ａ)および(Ｂ)、(Ａ)および(Ｃ)、または(Ａ)、(Ｂ)お
よび(Ｃ)の機能を発揮するために少くとも２種の異なる
化合物を含有するＳＴＧ抑制組成物を添加することを特
徴とする、煙および有毒ガス抑制性発泡ポリウレタン成
形構造体を製造する方法からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、材料、とくにイソシア
ネート部分を含む天然および合成高分子フォーム材料、
例えば、建築構造，装飾物，家具備品およびその他の交
通機関や工業技術の分野において使用頻度が高まってい
る、硬質および柔軟性ポリウレタンフォームの燃焼に際
して煙および有毒物質の生成抑制に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、火災に際して発生する煙および有毒物質が市民や消
防士の死亡や傷害の主なる原因であると長い間認識され
ている、この理由のため、構造上およびデザインの変更
の点から、また材料それ自身の構造の点からその効果を
減少させるため広範な研究が行われてきた。すなわち、
後者に関して、燃焼に際して生成する多くの物質の効果
を排除し、または減少するため種々の添加剤が提案され
てきており、提案された添加剤としては難燃剤として作
用する材料から、燃焼に際して生成する物質、すなわち
煙，一酸化炭素およびＮＯ₂，ＮＯ，ＨＣＮ，その他有
毒有機窒素物質、例えば、アミン類、ニトリル類および
イソシアネート類を含む、含窒素物質の有害効果を抑制
するために作用する無機物質および有機物質にわたる。

【０００３】しかしながら、ポリウレタンフォーム材料
が死亡および傷害に寄与した火災に起因する最近の数件
の災害により不幸にして証明されるように、現在まで全
く満足される添加剤は見出されていないし、さらに提案
された添加剤のうちの多くのものは加工に関して商業的
に不適当であることが明らかになり、しかも多くの場
合、とくにそれらを高い割合で添加するとき、フォーム
の所期物性を逆にそこなうものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】まず第一に本発明は、可
燃物質の燃焼に関する煙および有毒ガス（ＳＴＧ）の発
生は一般には個々の化学反応や物理的反応に帰因するも
のではなく、ＳＴＧ生成に集合的に寄与する一連の種々
の反応に依存するという認識に基づく。この点に関し
て、本発明は煙の発生および有毒ガスの生成を減少し、
または遅延すべく完全にもしくは主として作用する材料
に関するが、さらに本発明は煙発生を減少または遅延す
るために完全にまたは主として作用する材料および有毒
ガス生成を減少または遅延するために完全にまたは主と
して作用する材料を含み、なおここで使用される用語
“ＳＴＧ”は全ゆるかかる可能性を含むように解決され
るべきである。用語“抑制”はＳＴＧ全量が減少する場
合およびＳＴＧ生成の全量が減少できなくてもその効果
が主としてＳＴＧ発生を遅延するものである場合を含む
ように使用される。

【０００５】それ故に、その最も広い局面において、本
発明は、とくにイソシアネート部分を含む高分子材料に
おいてＳＴＧ生成を抑制することができる多機能システ
ムを提供する。便宜のため、本発明はポリウレタンを基
材とする材料、とくにフォーム材料に関して以下に論じ
ることにするが、本発明は、例えば、天然フォームラバ
ーおよびネオプレンを基材とするフォームを含む他の材
料ならびに、燃焼に際して発生する煙および／または有
毒ガスが重大な問題を提供する他の材料に適用できると
解釈される。

【０００６】本発明の本質はかかる物質中に多機能ＳＴ
Ｇ抑制システムを添加することであるが、煙抑制は燃焼
に際して安定な炭を生成することができる材料によって
一般に上昇するということが見出されたので、その基礎
的成分はＳＴＧ抑制材料（Ａ），好ましくは炭誘発材料
または炭増強材料である。

【０００７】ポリウレタン類に対する煙抑制剤を検討し
てきたが、当業者であれば、これらの物質が本発明によ
る多機能システムの他の成分（類）と相溶性でなければ
ならないことおよび好ましくは他の所望の性質を有意に
阻害することなしにそれらをポリウレタン類に添加でき
ることに注意すれば、検討と選択の価値ある材料を知る
ことになろう。理解されるとおり、ＳＴＧ抑制剤はポリ
ウレタンの製造過程もしくは発泡過程で添加されるか、
あるいはポリウレタンフォームの後含浸によって塗布さ
れ得るし、さらにこの理由によって、例えば、ある種の
物質はポリウレタンの生成過程でイソシアネートなどの
他の成分と望ましくなく反応するため、若干の利用に不
適当となる場合もある。これと同一の基準が本発明の多
機能システムの他成分にも適用される。

【０００８】しかしながら、上記の考察と一致して、必
須のＳＴＧ抑制剤成分（Ａ）は就中下記の物質：フェロ
セン，ホウ酸亜鉛，フルオロホウ酸カリウム，アニスア
ルデヒド，ポリヒドロキシ化合物、とくにソルビトール
などの炭水化物から適当に選ばれ得ることが見出され
た。しかしながら、さらに特定すれば、炭素数２０以
下、有利には炭素数１０以下のカルボン酸、好ましくは
ジカルボン酸または高級ポリカルボン酸あるいは対応す
る酸無水物が使用され得る。炭素−炭素不飽和とくにエ
チレン性不飽和を有する脂環化合物を含む脂肪族化合物
または芳香族化合物が好ましい。かかる化合物の中で
は、マレイン酸，フマール酸，トリメリット酸，ピロメ
リット酸，メリット酸または対応する酸無水物が有利に
使用されるが、好ましい化合物はマレイン酸およびピロ
メリット酸ジ無水物である。他の用い得る化合物はクロ
レンド酸，コハク酸，アジピン酸，安息香酸，フタル
酸，イソフタル酸およびそれらの酸無水物である。適当
な酸類のたの誘導体、例えば、エステル類，塩類，酸ハ
ライド類などもまた使用され得る。出願人は如何なる理
論にも制限されることを望まないが、とくに適当な誘導
体は、それらが添加または燃焼の条件下で酸または、か
かる条件下で生成する、その酸の誘導体を生成するよう
に働くという意味での酸の先駆物質であると考えられ
る。

【０００９】下記成分（Ｂ）および（Ｃ）が酸類である
場合、それらは適当かつ望ましいものであるなら、酸無
水物または他の誘導体として同様に使用され得る。多機
能システムは、好ましくは炭生成によりＳＴＧ抑制剤と
して機能する、上記で列挙したような材料の少くとも一
種を含有することが本発明に必須である。

【００１０】しかしながら、そのシステムが、好ましく
は相乗的に作用して基礎となるＳＴＧ抑制効果を増強さ
せる成分を含有することもまた本発明の基礎的概念にと
っても必須である。

【００１１】それ故に、一つの態様として本発明は天然
および合成材料、とくにポリウレタンフォーム類などの
イソシアネート部分を含むものに対する多機能ＳＴＧ抑
制システムを提供するものであって、上記システムは（Ａ）ＳＴＧ抑制成分ならびに；（Ｂ）燃焼速度−減少成分および／または炎温度−減少
成分および／または（Ｃ）炭安定化成分を含有する。

【００１２】本発明はまたかかるシステムを添加する材
料、とくにポリウレタンフォーム材料を提供する。この
点に関して、理論上本発明を限定せずに考えられること
には、ＳＴＧ抑制物質（Ａ）の基本的存在とは別に、下
記に示すとおり、関連した成分（Ｂ）と成分（Ｃ）とい
うさらに二つの基本的考察点があるが、理解出来ること
に全体のシステムが（Ａ）＋（Ｂ）（すなわち、（Ｃ）
を欠く）；（Ａ）＋（Ｃ）（すなわち、（Ｂ）を欠
く）；または（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）を含有し、かつ適
当な組合せの選択は特定の基材高分子材料と関連する最
終用途に依存し、また場合によっては、単一の成分が機
能（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）のいずれかの２種類また
は３種類全部を発揮することもあり得るが、一般にはそ
れらは少くとも２種、好ましくは３種の相異なる化学物
質によって提供され、しかも考えられることには、一般
にそれぞれの機能に対して別々の物質を使用することに
よって最適の性能が達成され得る。

【００１３】一つの態様として、本発明は、成分（Ａ）
のＳＴＧ抑制効果が、意味のある量の煙を発生すること
なしに、有利に炭生成を阻害せずに、また成分（Ａ）の
効果を増進させる程度の炭生成を好ましくは伴って、燃
焼速度を低下させ、および／または基材の炎温度を減少
させる成分を添加することにより（好ましくは酸素の排
除よりはむしろ燃焼に際して生成するガスを希釈するこ
とによって）有意義に改良され得るという出願人の驚く
べき知見に基づくものである。この点に関してポリウレ
タンフォームにとくに適当であることが認められた材料
はシュウ酸，トリメリット酸およびアルミナ無水物であ
るが、当業者であれば通常の試験によって他の候補品を
選択することが可能であろう。理解出来ることには、成
分（Ｂ）は成分（Ａ）および成分（Ｃ）の場合と同様
に、燃焼に際してそれ自身相当な量の煙および／または
有毒ガスを生成しないものである。

【００１４】他の態様として、本発明は、成分（Ａ）お
よび成分（Ａ）＋（Ｂ）のＳＴＧ抑制能が、下記の実施
例において詳細に説明されるように、当業者によって従
来理解されなかったと考えられる機能を充足させる、成
分（Ｃ）の添加によって増強されるという出願人の発見
に基づくものである。驚くべきことに、最初の煙と有毒
ガスの発生は成分（Ａ）の存在によって著るしく抑制さ
れ得るが、場合によっては体験した強力な熱のもとでは
最初に生成した炭の低減と熱分解により二次ＳＴＧ生成
が生起することがあることが発見された。しかしなが
ら、結合剤または炭安定化剤として成分（Ｃ）を添加す
ることによって、これらの二次反応が実質的に減少また
は遅延され得る。このことは、成分（Ｃ）が存在しない
場合、二次的な炭燃焼とＳＴＧ生成反応が通常生起する
が、成分（Ｃ）の存在する場合、燃焼過程が比較的円滑
であって、唯一つの燃焼ピークが達成され、成分（Ａ）
および、好ましくは、成分（Ｂ）の添加によってＳＴＧ
生成を制御することが一層容易となることを示す実験結
果によって立証される。このことの全体としての効果
は、フォーム中に比較的高い割合（最初に存在する量に
基づいて）の潜在的に有毒なガスと煙を生成する元素、
とくに炭素と窒素を保持することができる炭を生成する
ことである。

【００１５】成分（Ｃ）として好適な物質としては、ヒ
ドロキシカルボン酸類、とくにヒドロキシポリカルボン
酸類、例えば、フルーツ酸類が例示される。具体的にア
スコルビン酸，ムチン酸，クエン酸，酒石酸，リンゴ酸
が挙げられるが、後者がとくに好ましい。しかしなが
ら、当業者なら本発明の教示を得て、必要なら通常の試
験を行うことにより、他の適当な材料を選択することが
できる。成分（Ａ）の場合と同様に、成分（Ｂ）および
／または成分（Ｃ）も２種以上の材料の混合物を含有し
てもよく、また理解され得ることには、基材および所期
用途に従って他の添加剤を加えてもよい。

【００１６】上記で説明したように、本発明の多機能抑
制システムは種々の基材中に使用できるが、それらはと
くにイソシアネート結合含有物質、とりわけトルエンジ
イソシアネート（ＴＤＩ）およびジフェニルメタン−
４,４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）を通常基材とす
る硬質フォームならびに特別に、近代的備付け家具，備
品および部品において使用頻度が高まっている、通常Ｔ
ＤＩを基材とする柔軟性フォームに適している。これら
のポリウレタン類は、例えば、ポリエステル類ならびに
ポリエーテルポリオール類，トリアルカノールアミン類
およびアミノポリオール類、例えば、アミン類とアンモ
ニアのアルキレンオキシド付加物から誘導されるものを
基材とし得る。それらは水，炭酸ガスなどの発泡剤，ト
リクロロフルオロメタンなどのパーハロ炭化水素類なら
びに他の補助剤（またはその残渣）、例えば、ジブチル
酢酸錫などの錫化合物の如き触媒，界面活性剤および乳
化剤、ならびに通常の防火剤、例えば、酸化アンチモ
ン，有機リン酸塩，亜リン酸塩，ホスホン酸塩などのリ
ン化合物およびハロゲン含有化合物を含有してもよい。

【００１７】好ましい成分（Ａ），成分（Ｂ）および／
または成分（Ｃ）のある種のものの添加はそれらの材料
の重合または次の工程に使用される他の成分との望まし
くない相互作用の問題を引起し得るので、必要なら、そ
れらはカプセル化した形でまたは、ポリウレタンの生成
中、発泡中および／または燃焼条件下に活性成分を放出
する非反応性誘導体として添加してもよい。別の方法と
して、それは必ずしも商業的規模では実行可能ではない
が、それらは、適当な揮発性液体、例えば、工業的にメ
チル化したアルコール（ＩＭＳ），メタノールおよびエ
タノールの分散液としたのち含浸によって添加され得
る。

【００１８】成分（Ａ）および成分（Ｂ）および／また
は成分（Ｃ）の量は基材の種類および用途によって異な
るが、各成分は一般に分散液、例えば、ポリオールの溶
液として添加される。一般に成分（Ａ）と成分（Ｂ）お
よび／または成分（Ｃ）の合計量は、目下のところ、基
材の１〜５０重量部、好ましくは５〜４０重量部、とく
に好ましくは７〜３０重量部である。これに関連して、
成分（Ａ）および成分（Ｂ）および／または成分（Ｃ）
の割合は当該基材および用途によって同様に変わり得る
が、一般に成分（Ａ）は好ましくは抑制システムの３０
％以上、通常４０〜８０％を占め、また成分（Ｂ）およ
び成分（Ｃ）は、ともに存在する場合、（Ｂ）：（Ｃ）
の割合４：１〜１：４、好ましくは３：１〜１：３、と
くに２：１〜１：２に対応する量で、特別に好ましくは
ほぼ等量で使用される。

【００１９】かくして、本発明の３種のとくに好ましい
抑制システムの場合を挙げると、１．マレイン酸（Ａ）−シュウ酸（Ｂ）システムは、
（Ａ）：（Ｂ）の割合約２：１にて、柔軟性ＴＤＩポリ
ウレタンフォームを基材にして全量の３０％まで使用さ
れる。２．マレイン酸（Ａ）−シュウ酸（Ｂ）−リンゴ酸
（Ｃ）システムは、（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）の割合約
４：１：１にて、全量の３０％まで使用される。３．ピロメリット酸ジ無水物（Ａ）−トリメリット酸
（Ｂ）−酒石酸（Ｃ）システムは、（Ａ）：（Ｂ）：
（Ｃ）の割合約４：１：１にて、全量の３０％まで使用
される。

【００２０】強調すべきことには、本発明は、その本質
的役割が煙と有毒ガスの生成の遅延または抑制を達成し
て充足されるシステムに関し、しかもこの点に関して、
下記の実施例において例示されるように、本発明のシス
テムは、一般にそうでなければ遊離して有毒物質を生成
するおそれがある残留炭素と窒素の保持に導かれる炭生
成を増加することにより、考えられることだが、煙の生
成を減少させるのみならず、ＣＯ，ＨＣＮ，窒素酸化
物，有機窒素化合物などの有毒ガスの発生を著しく遅延
させるかまたは減少させる。

【００２１】最後に、理解され得ることには、本発明の
組成物は広範囲な製品中に使用され得る。同じく理解さ
れ得ることに、各成分の役割は、火災の過程において変
化し得る、燃焼の種々の形態、例えば自由な燃焼，熱分
解などに従って変化し得る。すなわち、それらは、例え
ば、皮，織物，ポリ塩化ビニル，ポリプロピレンまたは
ビスコースベロアなどの天然または人工の材料の外被覆
を施した家具を含む、ＳＴＧ発生を阻止するために他の
手段が施されている処方および構成と連携して使用さ
れ、したがって本発明は火災中におけるＳＴＧ発生を実
質的に良好に排除または遅延させるためにかかる材料や
構成と連携して使用するように意図されている。とくに
ことわらない限り、パーセントは全て重量パーセントで
あるが、以下に実施例を挙げて本発明の態様を示す。

【００２２】

【実施例】

実施例１上記で説明したように、本発明のＳＴＧ抑制システムの
重要な態様は、それらが炭生成の増加を導き、とくにそ
の炭中に有意義に高い割合の潜在的に危険な元素である
炭素と窒素を保持せしめることである。

【００２３】下記の第１表は、標準柔軟性ポリウレタン
フォームＤ７（ポリプロピレンオキシド／ＴＤＩ）を基
材とする種々の処方物を空気中で自由に燃焼した場合に
生成する残留炭の分析によって得られる結果を示す。未
処理フォームとした標準フォームとは別に、微粒子添加
物をメチル化アルコール中に分散させた分散液を使用し
てフォームを含浸させて他の試料を得た。ポリウレタン
フォームの重量に対する添加物の割合をそれぞれ示す。
発煙レベルは１（低い），２（普通）および３（高い）
と視覚的に評価された。

【表１】

【００２４】明白なことに、標準フォームと対比して、
マレイン酸の添加はフォーム中の個々の元素の保持率の
大きな増加を伴って炭生成率の有意義な増加を導いた。
かかる改良は酒石酸およびリンゴ酸を添加しても認めら
れなかった。しかしながら、また注意されることに、本
発明に従ってマレイン酸，シュウ酸およびリンゴ酸を含
有する多機能システムを使用すると、炭の全生成率はマ
レイン酸単独の対比レベルに比べて大きく、とくに炭素
および窒素の保持率は有意義に増加した。

【００２５】実施例２種々の温度におけるＨＣＮの収量を検討するために、
Ｂ.Ｃ.ＣoxおよびＢ.Ｅllis，Ａnalytical Ｃhemistry
１９６４，３６，ｐ９０に記載のミクロ熱分解炉を使用
して、実施例１に記載のマレイン酸，リンゴ酸およびシ
ュウ酸を含む試料をさらに試験した。結果は下記の第２
表に示すが、ＨＣＮレベルはフォーム材料またはフォー
ム材料プラス添加剤mgあたりの単位で示された。明白な
ことに、７００℃で本発明に従って処理されたフォーム
からのＨＣＮの収量は未処理フォームの場合の２５％と
低くなったし、またこの収量の差は温度が８５０℃、次
いで１０００℃と上昇するにつれて減少したが、理解で
きることに、現実の火災中では燃焼に際して温度が上昇
するにつれてＨＣＮの発生が連続的に生起し、従って処
理材料からのＨＣＮの全発生量は未処理材料の場合より
も実質的に低くなるか、あるいは火災中であとで最大濃
度に達する。

【表２】

【００２６】さらにＡ.Ｍ.Ｃalcraft，Ｒ.Ｊ.Ｓ.Ｇreen
およびＴ.Ｓ.ＭcＲoberts，Ｐlastics ＆Ｐolymers１
９７４，４２（Ｎo.１６１），２００に記載された、円
錐炉中で上記試料を発煙試験に付したが、発火剤を使用
して３００℃で試験を行った。この場合、本発明による
多機能システムはまた、ポリウレタンフォーム中にマレ
イン酸のみ３０重量％を含む試料と比較された。対数値
である最大光学濃度は未処理フォームについて０.８，
マレイン酸３０％含有フォームについて０.３６およ
び、理解されることに、発煙の極めて有意義な低下を示
す、本発明の多機能三酸システム含有フォームについて
０.３１であった。

【００２７】実施例３本実施例において、３種の試料を空気中で自由に燃焼さ
せて試験した。試料は、直径３”（〜７５mm），厚み
１”（〜２５mm）の円盤として調製され、熱電対をディ
スクの上下両面の中心に挿入した。ディスクの上部に燃
焼を開始するため炎を点火したのち一定時間、これらの
地域上で体験される温度を追跡した。標準たわみポリウ
レタンフォーム、マレイン酸２０重量％を含浸した同じ
フォームおよびマレイン酸２０重量％とシュウ酸１０重
量％をそれぞれ含浸した同じフォームについて得られた
結果を図１〜図３に示す。

【００２８】図１〜図３から明らかに認められること
に、マレイン酸それ自身は下部熱電対によって体験され
る温度を実質的に減少することに役立ったが、これはデ
ィスクの下部を絶縁するように作用した炭生成によるも
のであって、本発明による多機能二酸システムは再び炭
生成により下部熱電対によって体験される温度の大きな
減少を達成したのみならず、上部熱電対によって体験さ
れる温度をまた有意義に減少した。

【００２９】本発明によるシステムの有効性は、試験後
に得られる残留炭値、すなわちフォーム材料のそれぞれ
１４重量％，２６重量％および５０重量％によりさらに
例示される。理解され得ることに、本発明によるシステ
ムを使用することにより得られる高い残留炭値は、そう
でなければ危険な煙および有毒ガス化合物を発生するお
それがある、炭素と窒素部分の有意義な保持率を示す。
この保持率は実施例１の第１表に定量的に示される。

【００３０】実施例４下記の成分を含有する試料ディスクについて実施例３で
記載した方法と同じ試験を実施した：（Ａ）標準フォーム＋マレイン酸２０重量％（Ｂ）標準フォーム＋マレイン酸２０重量％＋シュウ酸
５重量％（Ｃ）標準フォーム＋マレイン酸２０重量％＋リンゴ酸
１０重量％（Ｄ）標準フォーム＋マレイン酸２０重量％＋シュウ酸
６重量％＋リンゴ酸４重量％

【００３１】熱電対を各ディスクの上下面の中心に挿入
したのち、ディスクの上面にて再び燃焼を開始した。図
４は得られた結果を示し、曲線Ａ〜Ｄは燃焼が進むにつ
れて下部熱電対により体験された温度を示す。曲線は、
処方Ａおよび処方Ｂについて、最初の温度頂点は燃焼温
度における増加によりやがて二次温度頂点に導かれる
が、その温度は図示されるように、熱分解に続く最初に
生成した炭の低減に帰すると考えられる。

【００３２】他方、本発明に従って炭安定化剤としてリ
ンゴ酸を含有する処方Ｃおよび処方Ｄについて、曲線は
単一の温度頂点のみを示し、炭生成は規則的であって、
とくに第二次炭熱分解は生起しないこと（これは視角判
定で確認された）を示した。また注意されることに、好
ましい三成分システムＤを使用すると、温度が鋭く上昇
する前に有意義に比較的長い遅延時間が存在した。

【００３３】実施例５本実施例では、未処理標準柔軟性ポリウレタンフォーム
および本発明によるマレイン酸２０％，シュウ酸６％お
よびリンゴ酸４％で含浸したフォームを次のような大規
模試験に付した。

【００３４】上記２種の処方によるポリウレタンフォー
ムクッションにその発火抵抗性を向上させるように特別
の裏地を施したポリプロピレン織物で被覆した。この織
物は、発火源の影響下に開放して、熱可塑性を示すこと
が期待された。次いで、このクッションを椅子状に組立
てたのち、スチール製椅子枠上に支えた。それぞれの椅
子型はシートクッション（４５cm×２５cm×１０cm）と
後もたれクッション（４５cm×５０cm×１０cm）より構
成された。

【００３５】組立椅子を廊下（１２cm×１.２ｍ×２.５
ｍ）へ広がる部屋（４ｍ×３ｍ×２.５ｍ）からなる火
災試験施設に入れた。調整可能な風穴を備えたスチール
戸を廊下の端および試験部屋の外側入口に取付け、これ
らの戸は試験部屋中の試料への換気を制御するために使
用された。試験中試験部屋を撮影したり、ガス濃度およ
び煙暗化などの遠隔操作をすることが出来るように観察
室を設けた。外壁中に観察用にのぞき穴をさらに設け
た。

【００３６】燃える新聞紙を火種として使用し、１枚を
シートクッション上に置いて背もたせクッションと接触
させ、他の１枚を前者と直角にして置いた。紙の低い部
分の端をマッチで点火した。

【００３７】両試料からの発煙は、それぞれ視準し、か
つ焦点を合せるレンズを備えて、白熱タングステン光源
およびシリコン光電池からなる垂直に設けた光リンクを
使用して測定した。そのシステムから発生する電圧を多
段階電位差チャート記録計（範囲２０Ｖ〜１０mＶ）上
に連続的に追跡した。発生電圧とそのシステムの光通路
における暗化を引起す媒質の光学密度との関係は、標準
中性密度フィルターによる目盛定めによって決定され
る。測定は廊下と試験部屋との間の戸の位置および試験
部屋にて実施した。測定は、ベアの方法によって導か
れ、Ｄ＝log₁₀Ｆ₀／Ｆ（式中、Ｆ₀＝煙の不存在下における光電池での光強度Ｆ＝煙の存在下における光電池での光強度）にて表わ
され、図５（戸）および図６（廊下）で示される単位で
ある光学密度によって示される。ただし、図中曲線Ｆは
未処理標準試料、曲線Ｇは本発明による試料を表わす。
図から明らかなように、未処理フォームにおける最大暗
化（数値も対数である）は本発明の多機能ＳＴＧ抑制シ
ステムを添加したフォームの場合よりもはるかに高いも
のであった。

【００３８】さらに、試料ラインは観察室から、直立し
た成人が呼吸する空気層にほぼ対応する床上１.６ｍの
高さでの戸口の点に連結した；試料ラインはドレガーガ
ス測定システムに取付けた。測定は、窒素酸化物、炭酸
ガス、一酸化炭素および青酸ガスそれぞれに対してドレ
ガー比色管型６７２４００１，ＣＨ２３５０１，ＣＨ２
０６０１およびＣＨ２５７０１を使用して間欠的に実施
し、結果は図７，図８，図９および図１０にそれぞれ示
した。これらの図から明らかなように、本発明による多
機能システムを添加したフォームは実質的により少い量
の有毒物質であるＨＣＮ，窒素酸化物および一酸化炭素
を発生したが、予期されたように、比較的無毒な、より
多量の炭酸ガスを生成した。

【００３９】下記の実施例において、実施例１および２
において標準として使用された柔軟性ポリウレタンフォ
ームＤ７を基材とした処方により調製された他の試料を
空気中および実施例２で記載した円錐炉で燃した。標準
品以外の試料は実施例１で記載した標準品の含浸法によ
り調製した。試料は、実施例３に記載した熱電対に合わ
せて、直径３”（〜７５mm）および高さ１”（〜２５m
m）のディスクとして調製した。下部熱電対により体験
される最大温度（℃）、Ｔmaxは

【数１】で定義される、試料に対する溶発指数を得るために使用
される。

【００４０】炭生成のさらに正確な測定には、試料を金
網上にのせて液体を除去した。下記表中のＤmaxは、大
気中円錐炉で８５０℃で試料を燃焼させたときの煙の最
大光学濃度である。

【００４１】実施例６この実施例では、種々の割合のマレイン酸，シュウ酸お
よびリンゴ酸を使用した。結果は第３表に示される。

【００４２】実施例７この実施例では成分（Ａ）を変えた。結果は第４表に示
され、ピロメリット酸ジ無水物を使用して得られる全般
に良好な結果が得られた。

【００４３】実施例８この実施例では、上記実施例で良好な結果を与えること
がわかった２種の成分（Ａ）、すなわち、マレイン酸と
ピロメリット酸ジ無水物の存在下に成分（Ｂ）を変え
た。とくにピロメリット酸ジ無水物とともに使用した場
合、トリメリット酸はとくに良好な結果を与える。その
結果を第５表に示す。

【００４４】実施例９この実施例では、成分（Ａ）および成分（Ｂ）の好まし
い組合せを使用して、成分（Ｃ）を変えた。結果は第６
表に示す。

【００４５】実施例１０この実施例では、燃焼試験は、ポリプロピレンまたはビ
スコースベロアの箱で被せるか、または被せないで、ポ
リウレタンフォームからなる実物大のクッションについ
て実施した。ポリプロピレンで被せたクッションは、実
施例５の場合と同様に、すなわちシートおよび背もたせ
のクッションを使用して試験した。裸のクッションとビ
スコースベロアで被せたクッションについての試験は４
種のクッション、つまり４５cm（奥行き）×５０cm
（幅）×１０cm（厚み）のシートクッション、４５cm
（高さ）×５０cm（幅）×１０cmの背もたせおよび４５
cm（奥行き）×２５cm（高さ）×１０cmの２本のひじか
けを使用し、他の条件は実施例５の場合と同じにして実
施した。結果は第７表および第８表に示す。上記の小規
模試験の場合を確認する結果から明らかなように、本発
明によるＳＴＧ抑制システムは煙と有毒ガスの発生を有
意義に減少または遅延させる。

【００４６】成分（Ａ）とともに通常の防火システムを
含むフォームＫはこれらの利点を有しないことがまた表
から明らかである。本発明の多機能システム、とくに好
ましい態様として２種以上のカルボン酸の混合物を使用
するシステムを使用して得られる利点は前記各実施例か
ら明らかであり、また本発明による種々の他のシステム
もまたかかる利点を与えることが理解される。

【００４７】

【表３】

【表４】

【表５】

【表６】

【表７】

【００４８】Ｄ＝マレイン酸２０％，シュウ酸５％，リ
ンゴ酸５％Ｈ＝ピロメリット酸ジ無水物２０％、トリメリット酸５
％、酒石酸５％Ｓtd＝Ｄ７Ｋ＝トリメリット酸２５％，１,３−ジクロロプロピル
ホスフェート５％（本発明の対象以外）

【００４９】

【表８】Ｄ，ＨおよびＳＴＤは第７表の場合と同意義。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の組成物含浸フォームを自然燃焼させ
たときの燃焼状態を示すグラフ

【図２】本発明の組成物含浸フォームを自然燃焼させ
たときの燃焼状態を示すグラフ

【図３】本発明の組成物含浸フォームを自然燃焼させ
たときの燃焼状態を示すグラフ

【図４】本発明による各種フォームを同様に燃焼させ
たときの燃焼状態を示すグラフ

【図５】本発明の組成物含浸フォームクッション製の
組立椅子を用いて大規模燃焼試験した場合の発煙度を光
学密度で測定した結果を示すグラフ（戸でのデータ）

【図６】本発明の組成物含浸フォームクッション製の
組立椅子を用いて大規模燃焼試験した場合の発煙度を光
学密度で測定した結果を示すグラフ（廊下でのデータ）

【図７】本発明の組成物含浸フォームクッション製の
組立椅子を用いて大規模燃焼試験した場合の窒素酸化物
の発生濃度を床上１．６ｍ（戸口）で測定した結果を示
すグラフ

【図８】本発明の組成物含浸フォームクッション製の
組立椅子を用いて大規模燃焼試験した場合の炭酸ガスの
発生濃度を床上１．６ｍ（戸口）で測定した結果を示す
グラフ

【図９】本発明の組成物含浸フォームクッション製の
組立椅子を用いて大規模燃焼試験した場合の一酸化炭素
の発生濃度を床上１．６ｍ（戸口）で測定した結果を示
すグラフ

【図１０】本発明の組成物含浸フォームクッション製
の組立椅子を用いて大規模燃焼試験した場合の青酸ガス
の発生濃度を床上１．６ｍ（戸口）で測定した結果を示
すグラフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 591282825 ジヨン・ヒユームＪＯＨＮＨＵＭＥイギリス国イングランド、イー７・９キユー・イー、ロンドン、フオレスト・ゲイト、ボレイン・ロード46番 (72)発明者デレク・アンソニイ・スミスイギリス国イングランド、エヌ・ダブリユウ３、ロンドン、フログナル110番 (72)発明者ステフアン・ジヨン・グレイソンイギリス国イングランド、エス・イー３・９アール・ビイ、ロンドン、ブラツクハース、ベネツト・パーク８番 (72)発明者ジヨン・ヒユームイギリス国イングランド、イー７・９キユー・イー、ロンドン、フオレスト・ゲイト、ボレイン・ロード46番

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発泡ポリウレタン生成反応混合物中に、
煙および有毒ガス(以下ＳＴＧと略称する)抑制成分(Ａ)
および燃焼速度−および／または炎温度−減少成分であ
る成分(Ｂ)の少くとも１種および／または炭安定化成分
である成分(Ｃ)の少くとも１種を含有してなり、かつ該
成分(Ａ)および(Ｂ)、(Ａ)および(Ｃ)、または(Ａ)、
(Ｂ)および(Ｃ)の機能を発揮するために少くとも２種の
異なる化合物を含有するＳＴＧ抑制組成物を添加するこ
とを特徴とする、煙および有毒ガス抑制性発泡ポリウレ
タン成形構造体を製造する方法。
【請求項２】成分(Ａ)がポリカルボン酸またはカルボ
ン酸無水物である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】成分(Ａ)がマレイン酸またはピロメリッ
ト酸無水物である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】成分(Ａ)がカルボン酸エステルである、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】成分(Ａ)がポリカルボン酸エステルであ
る、請求項１に記載の方法。
【請求項６】該ＳＴＧ抑制組成物が成分(Ｂ)としてシ
ュウ酸またはトリメリット酸を含有する、請求項１に記
載の方法。
【請求項７】該ＳＴＧ抑制組成物が成分(Ｃ)としてリ
ンゴ酸または酒石酸を含有する、請求項１に記載の方
法。
【請求項８】成分(Ａ)、成分(Ｂ)および成分(Ｃ)を含
有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】基材の重量に対して１〜５０重量部の成
分(Ａ)、成分(Ｂ)および成分(Ｃ)を含有する、請求項１
に記載の方法。
【請求項１０】基材の重量に対して５〜４０重量部の
成分(Ａ)、成分(Ｂ)および成分(Ｃ)を含有する、請求項
１に記載の方法。
【請求項１１】基材の重量に対して７〜３０重量部の
成分(Ａ)、成分(Ｂ)および成分(Ｃ)を含有する、請求項
１に記載の方法。
【請求項１２】成分(Ａ)が成分(Ａ)、成分(Ｂ)および
成分(Ｃ)の合計重量の少なくとも３０重量％を占める、
請求項１に記載の方法。
【請求項１３】成分(Ａ)が成分(Ａ)、成分(Ｂ)および
成分(Ｃ)の合計重量の４０〜８０重量％を占める、請求
項１に記載の方法。
【請求項１４】成分(Ｂ)と成分(Ｃ)が４:１〜１:４の
重量比で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】成分(Ｂ)および成分(Ｃ)が３:１〜１:
３の重量比で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】成分(Ｂ)および成分(Ｃ)が２:１〜１:
２の重量比で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】成分(Ｂ)および成分(Ｃ)がほぼ等しい
重量で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】ＳＴＧ抑制組成物がマレイン酸(Ａ)、
シュウ酸(Ｂ)およびリンゴ酸(Ｃ)を含有する、請求項１
に記載の方法。
【請求項１９】ＳＴＧ抑制組成物がピロメリット酸
(Ａ)、トリメリット酸(Ｂ)および酒石酸(Ｃ)を含有す
る、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】成分(Ａ)、成分(Ｂ)および成分(Ｃ)が
基材の重量に対してそれぞれ２０％、５％および５％の
割合で存在する、請求項１に記載の方法。