JPS6346291A

JPS6346291A - 難燃剤組成物及びその使用方法

Info

Publication number: JPS6346291A
Application number: JP20167787A
Authority: JP
Inventors: ラリー・ジー・エスカインド
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1987-08-12
Publication date: 1988-02-27
Also published as: AU593638B2; NZ220075A; GR870663B; ES2006740A6; AU7200087A; CA1296463C

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】本発明は難燃剤組成物に関し、またそれを可燃性基質上
で用いてそれに防火性を与えることに関する。さらに詳
しくは本発明は、難燃剤組成物を可燃性の発泡体または
繊維質基質上で、その基質の弾性を組成物の適用後にも
維持する：うに、使用することに関する。

発泡体または繊維質材料の発炎ないし発火防止のために
意図され几従来の組成物は、そのような材料の圧縮性及
び反発性を低減させるか、あるいは水ま次は溶剤可溶性
であるために一時的な処理を行なう九めのものであった
。本発明の組成物はそのような材料（基質）に防火性を
与え、しかも処理された基質の弾性または通常の圧縮性
及び反発性に悪影響を与えず、そして同時に水やその他
の溶剤に対して不活性であるように設計されている。

米国特許筒４，０１８，９８３号、第４，（１８）４，
３５９号及び第４，２２５，６４９号明細書には、組成
物の機能的部分として繊維質材料を配合している難燃剤
組成物が記載されている。それらの組成物では。

本発明の処方物と共通のいくつかの成分が利用されてい
るが、それらの使用量は異なっている。上記の三つの米
国特許の組成物は、電気ケーブル用被覆として設計され
ている。米国特許筒４，１６２゜３４２号明細書には、
予め作られた発泡体基質に対して適用されるべき組成物
を与える発泡体を最終製品（本発明のものとは区別され
る）を作る方法が記載されている。米国特許筒３，９１
４，５１３号明細書には１発炎抑制組成物で使用される
材料としての塩素化パラフィンワックスが記載されてい
る。米国特許筒３，９４０，５４９号及び第４，０２ス
０６２号明細書には発炎抑制組成物において有用なアン
チモン酸化物が記載されている。

米国特許筒４，４９３，８７１号明細書には発炎抑制組
成物において可塑剤として使用される塩素化パラフィン
ワックスが記載されている（本発明の組成物はそのよう
な物質を残火抑制の九めに用いるが、本発明の組成物に
とって可塑化作用は有害であり、従って上記の発明は本
発明と別異である）。

また米国特許筒４，４９３，７８１号明細書には１本発
明におけるよりも高い塩化ビニリデン含量、従って対応
する高い結合塩素含量の塩化ビニリデン共重合体が記載
されている。種々の金属酸化物。

殊に五酸化アンチモンの使用も記載されているが。

本発明におけるよりも高濃度である。

本発明によれば、非揮発性固形分基準の重量係で、（ｅＬ）　　難燃剤組成物を、可燃性、弾性の発泡また
は繊維質基質へ結合するために選択された乾燥重量基準
で５８係以下の結合塩素を含む乳化されたハロゲン含有
ビニル重合体を２５〜９０係、（Ｊ）　　金属酸化物か
らなる。ガス及び煙制限化合物を４．８幅以下、及び（ｃ）　　乾燥重量基準で５０係の最高ハロゲン含量の
ハロゲン化された天然油脂及び有機ホスフェート類から
選択された残火制限成分。

の水性混合物からなる難燃剤組成物が提供される。

この組成物は、普通上記必須成分を含み、繊維質成分あ
るいは可塑剤を含まない。

本発明組成物は、ポリウレタンホームのような適切な基
質に適用されると１発炎燃焼性燃焼速度。

燃焼発熱、溶融及び発煙を抑制する。同様な結果は、本
発明組成物をマツトレス、断熱材、室内装飾（ジコータ
ン、カーテン等）、布地及び一般建材等で用いられるよ
うな繊維材料に適用したときに得られる。

ハケ塗り、スプレー塗り及び／または基質の表面及び内
部全体の含浸等により基質に適用することにより保護が
与えられる。基質を組成物中に浸漬してもよい。

典型的には、本発明組成物は水性混合物の形で使用され
、難燃剤による保護は、水性稀釈剤が乾燥すると直ちに
有効となる。しかしその処理物がさらに時間の経過につ
れて硬化（固化）するにつれて１本発明組成物の耐火特
性はさらに増強される。完全硬化（固化）は−週間程で
起こりうる。

発泡体基質に本発明の組成物を適用すると未処理の発泡
体基質と比較して、触れたときにわずかに堅くなったと
感じることがある。このわずかな堅さは発泡体にロール
を掛けるか発泡体を単に柔曲して軟化させることにより
取り除くことができ、このようにしても組成物の保護性
は失なわれない。

最も重要なことは１発泡体基質が圧縮性に関してその最
初の弾性を保持し、圧縮力が解放されたときに最初の形
状に回帰することである。

本発明組成物の独特な一特徴は、処理済の発泡体を裸の
炎に接したときに、難燃剤被覆が火源と下の未燃焼発泡
体との間に膨張体（層）を形成することである。その結
果として、潜在的に有害な燃焼中の発泡体の滴下、流動
が防止される。

本発明組成物は、その組成物を被処理基質内または上に
接合するための結合剤を含む。結合剤は。

乾燥重量基準で５８係以下の結合塩素含量のハロゲン含
有ビニル重合体である。このタイプの重合体は、燃焼の
ときに危険な化学物質を放出するので不適当であること
が指摘され、報告されてきているが１本発明の組成物は
そのような危険性を示さない。本発明の組成物中に用い
られている金属酸化物は、結合剤から放出される望まし
くないガスまたは煙と化合し、それらを有害ではなく所
望の難燃化効果に寄与する化学組成に変える働きをする
。

本発明の難燃剤組成物は、一般に約２５〜８５重８％の
固形分を含む水性混合物として調合される。好ましい具
体例において、固形分の重量％は約６０〜７０重１％で
ある。固形分中には所定の相割合で含まれる三主要成分
がある。これらの三成分の各々は、その成分カテゴリー
内のいくつかの物質の混合物であってもよい。例えば金
属酸化物類の混合物を使用できる。

（１）結合剤（バインダー）水性の乳化されたハロゲン含有ビニル重合体が組成物を
基質へ結合するために選択される。このビニル重合体は
、乾燥重量基準で５８係以下の結合塩素を含む塩化ビニ
ルの重合体及び共重合体ならびに二塩化ビニリジンの重
合体及び共重合体から選択されるのが好ましい。共重合
体は例えばエチレン単量体及び塩化ビニル単量体で作る
ことができる。別法としては、塩化ビニルまたは二塩化
ビニリジンと、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エ
ステルから選択されたアクリル系単量体とから共重合体
を作ることができる。そのようなエステルとして典型的
なものは、アクリル酸メチル。

アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸２−
エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸２−エチルへ
キシまたは、その他のアクリル酸もしくはメタアクリル
酸のエステル類である。

典型的には、結合剤は非揮発性固形分の２５〜９０重量
憾の量で存在する。さらに−船釣には、結合剤は固形分
の約４０〜９０重１係、さらに好ましくは固形分の約４
０〜９０重１係の量で存在する。なお結合塩素含量が高
くなると処理基質の弾性が低減し、堅くなることが判明
し、さらには６５係以上の塩素含量となると表面層が割
れ及び粉化を生じることが判明した。

（２）ガス及び煙制限成分本発明組成物は、ガス及び／または炎制限化合物として
働く金属酸化物を含む。例えば、金属酸化物は１組成物
中の重合体結合剤の燃焼のときに主として放出されるこ
とがあるハロゲンを吸収し及び／またはそのようなハロ
ゲンと反応して、無害な生成物を作る。金属酸化物は、
三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモ
ン、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化硼素、酸化
カルシウム、二酸化ケイ素、酸化第二錫、酸化第一錫、
二酸化チタン及び酸化亜鉛等から選択できる。金属酸化
物は典型的には１組成物中の非揮発性固形分の０〜４．
８重量幅、さらに一般的には約１〜４．５重量％の量で
存在する。さらに高い量では被覆がもろくなり、発泡体
基質が崩れたり粉砕され易くなり、かくして保護特性の
損失が生じる。

（３）残火制限成分本発明の組成物は、火に曝され九基質中の残火（燃え残
り、炭質物等）を抑制ま九は制限するようにした成分を
含む。残火制限成分は、乾燥重量基準で５０係以下ハロ
ゲン化された天然油脂類。

有機ホスホネート類、ハロゲン化有機ホスホネート類及
び置換有機ホスホネート類から選択される。

好ましい残火制限成分はヒドロキシ基含有オリゴマーホ
スホネートである。残火制限成分は、処理剤発泡基質の
弾性を低減させることがある結合剤（重合体）に対して
可塑化作用を及ぼしうる。残火制限成分の最大ハロゲン
（普通は塩素〕含量は５０％である。なんとなればこれ
よりも高い含量では、粘着性の可塑化剤となってしまう
からである。また５０壬以上の塩素含量のワックス類は
被覆表面へ滲出しない傾向があるので残火を除きまたは
制限するのに有効でない。下記は残火制限剤として適当
なカテゴリーの物質である：ヒドロキシル基含有オリゴ
マーホスホネート類、ハロゲン化有機ホスホネート類、
ハロゲン化大豆油、ハロゲン化ココナツ油、ハロゲン化
落花生油、またはその他のハロゲン化天然油脂（石油類
を除く）及び置換有機ホスホネート類。一般に、残火制
限成分は、組成物中の非揮発性固形分の約１〜４０重量
％、普通は約１０〜４０重量係、好ましくは約２０〜４
０重量壬をなす。

本発明組成物は、可燃性発泡体基質に適用するように設
計されている。典型的には、そのような発泡体は、ポリ
ウレタン、ポリスチレン／ブタジェン−１，３共重合体
、天然ゴム等から作られる。

あるいは、基質は、不織ポリエステル繊維布のような可
燃性基質であってもよい。

下記の実施例は、本発明の難燃剤組成物の処方を例示す
るものである。これらの実施例では活性成分の量を乾燥
重量基準で示している。組成物の残りの部分は、主とし
て界面活性剤（石鹸類も含まれる）、及び水稀釈剤系（
これにより結合剤が乳化される）である。その他の成分
も水性媒質中で混合物に導入してもよい。例えば、金属
酸化物は、普通、適当なアルカリ性ｐＨの水分散物また
は水懸濁物の形で添加できる。前述のように固形分含量
は２５〜９５重量係である。実施例１は約６７重量幅の
固形分を含むように調合されている。

実施例１（乾燥重量基準）（１）二塩化ビニリジン／アクリル酸〜２−エチルヘキ
シル共重合体（５８４Ｃｌ）”　７５．ｏ重量％（２）
五酸化アンチモン″”　　　　　　　　　４．５重量％
（３）ヒドロキシル基含有オリゴマーホスホネート””
　２０．５　重量’ｌ＝苦有用な市販品としては、ウノ
カル（ＵＮＯＣＡ）　　・ケミカル−デイビジョンから商標
ｒＵＮＯｃＡＬ　　７６ＲＲ８−Ｐ　９１７」で販売さ
れている二塩化ビニリジン／アクリル共重合体がある。

＋＋有用な市販品としては、ナイアコル（Ｎｙａｃｏｌ
　）φプロダクツーインコーポレーシ１ンから商標ｒＮ
ｙａｃｏｌ　Ａ　１５３０４及びｒＮｙａｃｏｌ　Ａ　
１５５０Ｊ　　で市販されている五酸化アンチモンの水
性分散物。

誉０消用な市販品はスラウファ（Ｓｔａｕｆｆｅｒ）・
ケミカル社の商標ｒＦｙｒｏｌ　５１」のものである。

ｒＦＹｒｏｌ　５１４の代りにまｔはそれと混合して使
用しうる別の市販品は同社の商標「Ｆｙｒｏ１６」〔ジ
エチル−Ｎ、Ｎ−ビス−（２−ヒドロキシエチル）アミ
ンエチルホスホネート〕である。

実施例２（乾燥重量基準）（１）ポリ塩化ビニル（５０％Ｃｌ）　　　　　６１．
４重量％（２）三酸化アンチモン　　　　　　　　　４
．８重量％（３）　ｒＦ）’ｒｏｌ　　５１ｊ　　　　
　　　　　３５．８重量％実施例３（乾燥重量基準）ロ）エチレン／塩化ビニル共重合体（４７％ＣＡ’）　
　５ａ１００重量憾（２１ｒＦｙｒｏｌ　　５１ｊ　　
　　　　　　　　　　　１８．７０３重量憾ｆ３）ｒＦ
）’ｒｏｌ　　６ｊ　　　　　　　　　　　　　１８．
５９５重】噸（４）塩素化大豆油（４０憾ＣＡ’）　　
　　　　４．６０２劃ｉ実施例４この実施例は、実施例１の組成物を用いて難燃剤の使用
及び性能を例示するものである。２インチ×４インチ×
１インチ（５，１ｃＩＩＬ×１０．２ｃＩＩＬ×２．５
０）の寸法のポリウレタン発泡体試料を、水中に約６７
重嚢憾の固形分を含む実施例１の処方物中に浸漬した。

試料を処方物から取り出して、ペーパータオル上で液を
押し出した。試料の重量を浸漬の前後に秤量したところ
、浸漬処理後６０゜壬の重量増加を示した。この処理済
の試料を次いで２５００Ｆ（１３７１°（ｂ）のブタン
燃焼トーチに１分間曝した。試料は炎と直接に触れる領
域内でオレンジ色に輝いたが、燃焼せずその発泡構造（
組織）を維持した。

実施例５本発明の組成物を、ポリウレタン発泡体（カバー布なし
）上で下記の試験（１１、（２）に付し念。

（１）ボストン炭化試験・・・・・合格１２）ＡＳＴＭ
　　Ｅ　１６２輻射パネル、垂直、５分間１平方α当り５ワット；（υ）発泡体を表面被覆した場合には３５％の重量損失
があった。

（Ｊ）　　発泡体を組成物で飽和させ念場合には２８憾
の重量損失があった。

（ｃ）ＡＳＴＭ　　Ｅ１６２輻射パネル、垂直、２分間１平方α当り６．５ワット二
表面被覆をした場合には３０壬の重量損失があった。

（外４名）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）難燃剤組成物であって：（ａ）その難燃剤組成物を、可燃性、弾性の発泡または
繊維質基質へ結合するために選択された、乾燥重量基準
で５８％以下の結合塩素を含む乳化されたハロゲン含有
ビニル重合体を、難燃剤組成物中の不揮発性の固形分の
重量基準で２５〜９．０％；（ｂ）金属酸化物からなる、ガス及び煙制限化合物を上
記と同基準で４．８％以下；（ｃ）乾燥重量基準で５０％未満までハロゲン化された
ハロゲン化天然油脂、有機ホスホネート−ハロゲン化有
機ホスホネート、及び置換有機ホスホネートから選択さ
れた残火制限成分を上記と同基準で１〜４０％；含む非繊維質水性混合物からなる難燃剤組成物。
（２）ハロゲン含有ビニル重合体は、乾燥重量基準で最
高５８％の塩素を含む塩化ビニル重合体及び共重合体、
ならびに塩化ビニリデン重合体及び共重合体から選択さ
れたものである特許請求の範囲第１項に記載の難燃剤組
成物。
（３）共重合体は、乾燥重量基準で５０％以下の重合体
結合塩素含量を構成するエチレン／塩化ビニル共重合体
からなる特許請求の範囲第２項に記載の難燃剤組成物。
（４）共重合体は、アクリル酸エステル及びメタクリル
酸エステルから選択されたアクリル系コモノマーから作
られたものである特許請求の範囲第２項に記載の難燃剤
組成物。
（５）金属酸化物は、三酸化アンチモン、四酸化アンチ
モン、五酸化アンチモン、酸化アルミニウム、酸化バリ
ウム、酸化ホウ素、酸化カルシウム、二酸化ケイ素、酸
化第二すず、酸化第一すず、二酸化チタン及び酸化亜鉛
から選択され、乾燥重量基準で４．８％以下の濃度であ
る特許請求の範囲第２項に記載の難燃剤組成物。
（６）金属酸化物が五酸化アンチモンである特許請求の
範囲第５項に記載の難燃剤組成物。
（７）残火制限成分は、ヒドロキシル基含有オリゴマー
ホスホネートである特許請求の範囲第２項に記載の難燃
剤組成物。
（８）ハロゲン含有ビニル重合体含有量が４０〜９０％
、金属酸化物含有量が１〜４．５％、そして残火制限成
分含有量が１０〜４０％である特許請求の範囲第２項に
記載の難燃剤組成物。
（９）ハロゲン含有ビニル重合体含有量が６０〜９０％
であり、そして残火制限成分含有量が２０〜４０％であ
る特許請求の範囲第１項に記載の難燃剤組成物。
（１０）ハロゲン含有重合体含有量がポリビニリジンジ
クロライド／アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体約
６０％であり、金属酸化物含有量が五酸化アンチモン約
４．８％であり、そして残火制限成分含有量がヒドロキ
シル基含有オリゴマーホスホネート約２０．２％である
特許請求の範囲第１項に記載の難燃剤組成物。
（１１）難燃剤組成物であって：（ａ）その組成物を可燃性、弾性の発泡または繊維質基
質へ結合するために選択された、乳化されたハロゲン含
有ビニル重合体を組成物中の不揮発性成分の重量の２５
〜９０％；（ｂ）金属酸化物からなる、ガス及び煙制限化合物を上
記と同基準で０〜４．８％；及び（ｃ）最高５０％の結合塩素を含むハロゲン化天然油脂
、有機ホスホネート、ハロゲン化有機ホスホネート及び
置換有機ホスホネートから選択される残火制限成分を上
記と同基準で１〜４０％；含む水性混合物からなる難燃
剤組成物を、難燃性を与えるのに足る有効量含む弾性、
発泡または繊維質の可燃性基質。
（１２）弾性、可燃性の発泡または繊維質物品の発炎燃
焼性を抑制するに際して：難燃剤組成物であって、（ａ）その難燃剤組成物を可燃性、弾性の発泡または繊
維質基質へ結合するために選択された、乾燥基準で５８
％以下の結合塩素含量の乳化されたハロゲン含有ビニル
重合体を組成物の不揮発性固形分の重量基準で２５〜９
０％：（ｂ）金属酸化物からなる、ガス及び煙制限化合物を上
記と同基準で４．８％以下：及び（ｃ）乾燥重量基準で最高５０％までのハロゲン含有量
のハロゲン化された天然油脂、有機ホスホネート、ハロ
ゲン化有機ホスホネート及び置換有機ホスホネートから
選択された残火制限成分を上記と同基準で１〜４０％；含む水性混合物からなる難燃剤組成物の有効量を。上記物品に適用することからなる上記物品の発炎燃焼を
抑制する方法。
（１３）難燃剤組成物をハケ塗りまたはスプレー法によ
り物品に塗布して実質上その物品の表面だけがその組成
物を収受するようにする特許請求の範囲第１２項に記載
の方法。
（１４）難燃剤組成物中に物品を浸漬することにより、
物品がその表面及び内部にその組成物を収受するように
する特許請求の範囲第１２項に記載の方法。
（１５）発泡物品がポリウレタン、スチレン／１，３−
ブタジエン共重合体及び天然ゴムから選択された重合体
から作られたものである特許請求の範囲第１２項に記載
の方法。
（１６）発泡物品がポリウレタン重合体から作られたも
のである特許請求の範囲第１５項に記載の方法。
（１７）乾燥重量基準で最高５８％の結合塩素を含むハ
ロゲン含有ビニル重合体は、塩化ビニルの重合体及び共
重合体ならびに塩化ビニリデンの重合体及び共重合体か
ら選択されたものである特許請求の範囲第１２項に記載
の方法。
（１８）金属酸化物は、三酸化アンチモン、四酸化アン
チモン、五酸化アンチモン、酸化アルミニウム、酸化バ
リウム、酸化硼素、二酸化ケイ素、酸化第二錫、酸化第
一錫、二酸化チタン及び酸化亜鉛から選択され、そして
組成物の乾燥重量基準で最高４．８％に制限されている
特許請求の範囲第１７項に記載の方法。
（１９）乾燥重量基準で、５８％の最高結合塩素含有量
に制限されているハロゲン含有ビニル重合体の含有量は
４０〜９０％であり、金属酸化物の含有量は４．５％で
あり、そして残火制限成分の含有量は１０〜４０％であ
り、かつ残火制限成分が５０％の最高結合塩素含有量で
ある特許請求の範囲第１８項に記載の方法。
（２０）ハロゲン含有ビニル重合体含有量は二塩化ビニ
リジン／アクリル酸２−エチルヘキシル共重合体約７５
％であり、金属酸化物含有量は五酸化アンチモン約４．
８％であり、そして残火制限成分含有量はヒドロキシル
基含有オリゴマーホスホネート約２０．２％である特許
請求の範囲第１９項に記載の方法。
（２１）弾性基質に適用して、溶融、流下を低減または
抑止する特許請求の範囲第１３または１４項に記載の方
法。
（２２）基質が炎と接触したときに基質がさらに損傷し
ないようにする膨張した炭質物を形成させて発火性を低
減させる特許請求の範囲第２１項に記載の方法。