JP2002293976A - Ｅｐｄｍ系難燃発泡体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲンフリーで高度な難燃性を示すＥＰＤ
Ｍ系加硫発泡体の開発。 【解決手段】 ＥＰＤＭの加硫発泡体からなり、水和金
属化合物、ポリリン酸アンモニウム、メラミン系難燃剤
及びポリフェニレンオキシドを含有して密度が０．０１
〜０．３ｇ／cm³であり、かつハロゲンフリーであるＥ
ＰＤＭ系難燃発泡体。 【効果】 水和金属化合物が燃焼前の昇温時に脱水によ
る吸熱作用で燃焼を遅延させる難燃化効果を発揮しつ
つ、燃焼時にはポリリン酸アンモニウム、メラミン系難
燃剤及びポリフェニレンオキシドと共に発泡炭化層を形
成し、断熱効果と酸素遮断効果を示して内部の温度上昇
を防止し、難燃化作用を長時間継続する結果、ＵＬ−９
４規格に基づくＨＢＦ難燃性試験におけるＨＦ−１グレ
ードを満足して高度な難燃性を発揮しクッション性や圧
縮性等に優れてハロゲンフリーで低毒性、かつ低密度の
ＥＰＤＭ系発泡体を形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、ハロゲンフリーで高度な
難燃性を示す加硫発泡体からなりシール用途に好適なＥ
ＰＤＭ系難燃発泡体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＥＰＤＭ系の難燃加硫発泡体とし
ては、塩素化ポリエチレンや塩素化パラフィン、デカブ
ロモジフェニルエーテル等のハロゲン系化合物を配合し
て難燃性を付与したものが知られていた。斯かる発泡体
は、その優れたクッション性や圧縮性等に基づいて例え
ば気密や止水等の各種シール材などとして各種の分野で
多用されている。しかしながらハロゲン系化合物を含有
するために燃焼時に毒性や腐食性を示すハロゲン系ガス
を発生し焼却時にはダイオキシンを誘発しやすくて環境
汚染を伴いやすい問題点があった。

【０００３】

【発明の技術的課題】本発明は、ハロゲンフリーで高度
な難燃性を示すＥＰＤＭ系加硫発泡体の開発を課題とす
る。

【０００４】

【課題の解決手段】本発明は、ＥＰＤＭの加硫発泡体か
らなり、水和金属化合物、ポリリン酸アンモニウム、メ
ラミン系難燃剤及びポリフェニレンオキシドを含有して
密度が０．０１〜０．３ｇ／cm³であり、かつハロゲン
フリーであることを特徴とするＥＰＤＭ系難燃発泡体を
提供するものである。

【０００５】

【発明の効果】本発明によれば、水和金属化合物が燃焼
前の昇温時に脱水による吸熱作用で燃焼を遅延させる難
燃化効果を発揮しつつ、燃焼時にはポリリン酸アンモニ
ウム、メラミン系難燃剤及びポリフェニレンオキシドと
共に発泡炭化層を形成し、それにより断熱効果と酸素遮
断効果を示して内部の温度上昇を防止し、難燃化作用を
長時間継続する。その結果、ＵＬ−９４規格に基づくＨ
ＢＦ難燃性試験におけるＨＦ−１グレードを満足して高
度な難燃性を発揮すると共に、ゴム物性によるクッショ
ン性や圧縮性等の性能を良好に温存したハロゲンフリー
で低毒性、かつ低密度のＥＰＤＭ系発泡体を得ることが
できる。

【０００６】

【発明の実施形態】本発明によるＥＰＤＭ系難燃発泡体
は、ＥＰＤＭの加硫発泡体からなり、水和金属化合物、
ポリリン酸アンモニウム、メラミン系難燃剤及びポリフ
ェニレンオキシドを含有して密度が０．０１〜０．３ｇ
／cm³であり、かつハロゲンフリーなものよりなる。

【０００７】斯かるＥＰＤＭ系難燃発泡体の形成は、Ｅ
ＰＤＭ系加硫発泡体を形成するための例えばＥＰＤＭや
加硫剤や発泡剤等の通例の配合成分に、水和金属化合
物、ポリリン酸アンモニウム、メラミン系難燃剤及びポ
リフェニレンオキシドを加えて混和物を形成し、そのＥ
ＰＤＭ系難燃発泡組成物を加硫発泡処理する方法などに
より行うことができる。

【０００８】前記において加硫発泡体のベースとなるＥ
ＰＤＭとしては、適宜なエチレン・プロピレン・ジエン
ゴムの１種又は２種以上を用いることができ、その種類
について特に限定はない。ゴム物性による圧縮性等の性
能の調節性や混和性等の点よりはヨウ素価が５〜５０、
就中８〜３５、特に１０〜３０であり、ムーニー粘度
（ＭＬ_１＋４、１００℃、以下同じ）が５〜７０、就中
１０〜５０、特に１５〜４０であるＥＰＤＭが好ましく
用いうる。

【０００９】ＥＰＤＭを加硫するための加硫剤について
も適宜なものを１種又は２種以上用いることができ特に
限定はない。ちなみにその例としては硫黄や硫黄化合物
類、セレンや酸化マグネシウム、一酸化鉛や酸化亜鉛、
有機過酸化物類やポリアミン類、Ｐ−キノンジオキシム
やＰ，Ｐ'-ジベンゾイルキノンジオキシムの如きオキシ
ム類やＰ−ジニトロソベンジンの如きニトロソ化合物
類、アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、メラ
ミン・ホルムアルデヒド縮合物の如き樹脂類や安息香酸
アンモニウムの如きアンモニウム塩類などがあげられ
る。

【００１０】加硫剤の使用量は、その種類に基づく加硫
効率などに応じて適宜に決定することができる。ちなみ
に硫黄系の場合、通例ＥＰＤＭ１００重量部あたり０．
１〜１０重量部、就中０．５〜５重量部が用いられる。
また有機過酸化物類等の場合には通例ＥＰＤＭ１００重
量部あたり１〜５０重量部、就中５〜２５重量部が用い
られる。

【００１１】また発泡体を形成するための発泡剤として
も適宜なものを１種又は２種以上用いることができ特に
限定はない。ちなみにその例としては炭酸アンモニウム
や炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウムや亜硝酸
アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウムやアジド類など
の無機系発泡剤があげられる。

【００１２】またアゾビスイソブチロニトリルやアゾジ
カルボンアミド（ＡＤＣＡ）、バリウムアゾジカルボキ
シレートの如きアゾ系化合物、パラトルエンスルホニル
ヒドラジドやジフェニルスルホン−３，３'−ジスルホ
ニルヒドラジド、４，４'−オキシビス（ベンゼンスル
ホニルヒドラジド）、アリルビス（スルホニルヒドラジ
ド）の如きヒドラジン系化合物、ρ−トルイレンスルホ
ニルセミカルバジドや４，４'−オキシビス（ベンゼン
スルホニルセミカルバジド）の如きセミカルバジド系化
合物、５−モルホリル−１，２，３，４−チアトリアゾ
ールの如きトリアゾール系化合物、Ｎ，Ｎ'−ジニトロ
ソペンタメチレンテトラミンやＮ，Ｎ'−ジメチル−
Ｎ，Ｎ'−ジニトロソテレフタルアミドの如きＮ−ニト
ロソ系化合物などの有機発泡剤もあげられる。

【００１３】用いる発泡剤は、加熱膨脹性の物質がマイ
クロカプセル内に封入された熱膨脹性微粒子などであっ
てもよい。その熱膨脹性微粒子にはマイクロスフェア
（商品名、松本油脂社製）などの市販物もある。発泡剤
の使用量は、目的とする発泡体の物性などに応じて適宜
に決定することができる。一般には、ＥＰＤＭ１００重
量部あたり０．１〜１００重量部、就中０．５〜５０重
量部、特に１〜３０重量部の発泡剤が用いられる。

【００１４】ＥＰＤＭ系加硫発泡体を難燃化するための
水和金属化合物としては、例えば水酸化アルミニウムや
水酸化マグネシウムなどの適宜な含水系金属化合物を１
種又は２種以上用いうる。就中、水酸化マグネシウムの
如く脱水温度の高いものが好ましい。水和金属化合物の
配合量は、難燃化効果と得られる発泡体の低密度化をバ
ランスさせる点などよりＥＰＤＭ１００重量部あたり５
０〜３００重量部、就中７５〜２５０重量部、特に１０
０〜２００重量部が好ましい。

【００１５】発泡炭化層の形成時に触媒として作用する
ポリリン酸アンモニウムとしては、難燃化組成物におい
て公知物等の適宜なものを１種又は２種以上用いうる。
ポリリン酸アンモニウムの配合量は、難燃化効果等の点
よりＥＰＤＭ１００重量部あたり、１０〜１００重量
部、就中１５〜７５重量部、特に２０〜５０重量部が好
ましい。

【００１６】発泡炭化層の形成時にアンモニアガスを発
生して発泡剤として作用するメラミン系難燃剤として
も、例えば粉末メラミンや粉末メラミンシアヌレートの
如く難燃化組成物において公知物等の適宜なものを１種
又は２種以上用いうる。メラミン系難燃剤の配合量は、
難燃化効果等の点よりＥＰＤＭ１００重量部あたり５〜
１００重量部、就中８〜７５重量部、特に１０〜５０重
量部が好ましい。

【００１７】発泡炭化層の形成時に炭素源となるポリフ
ェニレンオキシドとしては、公知物等の適宜なものを１
種又は２種以上用いうる。ポリフェニレンオキシドの配
合量は、難燃化効果と得られる発泡体の低密度化をバラ
ンスさせる点などよりＥＰＤＭ１００重量部あたり１０
〜１００重量部、就中１５〜８０重量部、特に２０〜６
０重量部が好ましい。

【００１８】ＥＰＤＭ系難燃発泡組成物の調製は、少な
くともＥＰＤＭ、加硫剤、発泡剤並びに前記した水和金
属化合物、ポリリン酸アンモニウム、メラミン系難燃剤
及びポリフェニレンオキシドからなる配合成分を、例え
ばニーダやミキシングロール等の混練機を介し混合する
方式などの適宜な方式で混合して混和物を得ることによ
り行うことができる。その際、加硫が進行する程度に温
度上昇する混合方式は好ましくない。

【００１９】前記した混和物の調製に際しては、粘度等
による成形性や加硫性の調節、得られる加硫発泡体の強
度等の物性の調節などを目的に従来に準じた適宜な配合
剤を添加することができる。ちなみに成形性ないし加工
性の改善などを目的に軟化剤を配合することができる。
その軟化剤としては適宜なものを１種又は２種以上用い
ることができ、特に限定はない。

【００２０】前記軟化剤の例としてはパラフィン類やワ
ックス類、ナフテン類やアロマ類やアスファルト類、ア
マニ油等の乾性油類や動植物油類、石油系オイル類や各
種の低分量ポリマー類、フタル酸エステル類やリン酸エ
ステル類、ステアリン酸やそのエステル類、アルキルス
ルホン酸エステル類や粘着付与剤などがあげられる。前
記のリン酸エステル類の如き難燃可塑剤を用いて難燃性
をより向上させることもできる。軟化剤の配合量は、目
的とする加硫発泡体の物性などに応じて適宜に決定され
るが一般にはゴム物性や低毒性、低密度性や混和性の点
などよりＥＰＤＭ１００重量部あたり１０〜１００重量
部、就中１５〜８０重量部、特に２０〜６０重量部とさ
れる。

【００２１】また混和物には加硫の促進を目的に、例え
ばグアニジン類やチアゾール類、スルフェンアミド類や
チューラム類、ジチオカルバミン酸類やキサントゲン酸
類、アルデヒドアンモニア類やアルデヒドアミン類、チ
オウレア類などからなる１種又は２種以上の加硫促進
剤、さらには加硫促進助剤を配合することができる。加
硫促進剤の使用量は、ＥＰＤＭ１００重量部あたり０．
１〜１０重量部が適当であるが、これに限定されない。

【００２２】さらに混和物には成形性の時間調節などを
目的に、例えば無水フタル酸や安息香酸やサリチル酸の
如き有機酸、Ｎ−ニトロソ−ジフェニルアミンやＮ−ニ
トロソ−フェニル−β−ナフチルアミンの如きアミン類
などからなる１種又は２種以上の加硫遅延剤を配合し
て、上記した加硫促進剤とは反対に加硫を遅らせること
もできる。

【００２３】加えて混和物には尿素系やサリチル酸系や
安息香酸系等の発泡助剤、タルクや炭酸カルシウム、ク
レーや雲母粉、酸化亜鉛やベントナイト、カーボンブラ
ックやシリカ、アルミナやアルミニウムシリケート、ア
セチレンブラックやアルミニウム粉の如き充填剤や老化
防止剤、酸化防止剤や顔料、着色剤や防カビ剤などのハ
ロゲン含有物を除く適宜な配合剤の１種又は２種以上を
必要に応じて添加することができる。なお上記したステ
アリン酸やそのエステル類は滑剤などとして、また酸化
亜鉛は安定剤として、カーボンブラックは補強剤などと
しても有用で、従って各種の滑剤や安定剤や補強剤も配
合しうる成分の例としてあげられる。

【００２４】またさらに混和物には、得られる加硫発泡
体の強度等の物性の調節を目的にハロゲンを含有しな
い、非ゴム系ポリマーやＥＰＤＭ以外のゴム系ポリマー
を１種又は２種以上配合することもできる。その非ゴム
系ポリマーやゴム系ポリマーについては適宜なものを用
いることができ、特に限定はない。ちなみにその非ゴム
系ポリマーの例としては、ポリ（メタ）アクリル酸アル
キルエステルの如きアクリル系ポリマーやウレタン系ポ
リマー、ポリエチレンやポリプロピレン、エチレン・酢
酸ビニル共重合体やポリ酢酸ビニル、ポリアミドやポリ
エステル、スチレン系ポリマーやシリコーン系ポリマ
ー、エポキシ系樹脂などがあげられる。その使用量は、
加硫発泡体のゴム的性質を維持する点などよりＥＰＤＭ
の５０重量％以下、就中３０重量％以下、特に１５重量
％以下が好ましい。

【００２５】一方、前記したＥＰＤＭ以外のゴム系ポリ
マーの例としては、ブテン−１の如きα−オレフィン・
ジシクロペンタジエンやエチリデンノルボルネンの如き
非共役二重結合を有する環状又は非環状のポリエンを成
分とするゴム系共重合体やエチレン・プロピレンゴム、
エチレン・プロピレンターポリマーやシリコーンゴム、
ポリウレタン系ゴムやポリアミド系ゴム、天然ゴムやポ
リイソブチレン、ポリイソプレンやブチルゴム、ニトリ
ルブチルゴムやスチレン・ブタジエンゴム、スチレン・
ブタジエン・スチレンゴムやスチレン・イソプレン・ス
チレンゴム、スチレン・エチレン・ブタジエンゴムやス
チレン・エチレン・ブチレン・スチレンゴム、スチレン
・イソプレン・プロピレン・スチレンゴムやアクリルゴ
ムなどがあげられる。ＥＰＤＭ以外のゴム系ポリマーの
配合量は、前記非ゴム系ポリマーの場合に準じうる。

【００２６】上記においてＥＰＤＭ系難燃発泡組成物の
調製に際しては、その配合成分にハロゲン含有物の使用
を回避することがハロゲンフリーを達成する点より好ま
しい。ＥＰＤＭ系難燃発泡体の形成は、ＥＰＤＭ系難燃
発泡組成物を加熱して加硫発泡処理することにより行い
うる。その形成に際しては必要に応じＥＰＤＭ系難燃発
泡組成物を例えばシート等の所定の形態に成形しその成
形体を加熱処理して加硫発泡体とすることもできる。そ
の場合、成形体は適宜な方式にて任意な形態に成形した
ものであってよく、その形態について特に限定はない。

【００２７】従って加硫発泡処理の対象物は、ＥＰＤＭ
系難燃発泡組成物を例えばミキシングロールやカレンダ
ーロールや押出成形等による適宜な方式でシート状やそ
の他の形態に成形したものであってもよいし、所定の型
を介して射出成形やプレス成形等による適宜な方式で凹
凸等を有する所定の形態に成形したものなどであっても
よい。

【００２８】前記において凹凸形状を有する加硫発泡体
の形成では、未加硫シートを凹凸を有する型の上に配置
して加熱し、その型の凹凸に前記未加硫シートを形成す
るＥＰＤＭ系難燃発泡組成物を流動侵入させて加硫発泡
処理する方式なども採ることができる。かかる方式は、
ヒダ構造を有する複雑で深い凹凸構造を有する型の場合
にもその凹凸形状を精度よく形成できる利点などを有し
ている。

【００２９】よって成形体の寸法は任意であり、目的と
する加硫発泡体の形態などに応じて適宜に決定すること
ができる。シート等の場合、その厚さは１００mm以下、
就中１μm〜８０mm、特に１０μm〜５０mmが一般的であ
る。

【００３０】上記した加硫発泡処理は、用いた加硫剤や
発泡剤などによる加硫開始温度や発泡温度などにより従
来に準じた適宜な条件で行うことができる。一般的な加
硫発泡温度は、４５０℃以下、就中１００〜３５０℃、
特に１２０〜３００℃である。かかる加硫発泡処理で通
例、ＥＰＤＭ系難燃発泡組成物が軟化して発泡剤が膨脹
し発泡構造を形成しつつ加硫が進行して目的の加硫発泡
体が形成される。

【００３１】前記において発泡処理と加硫処理は、異な
る温度条件で行うこともでき、適宜な処理条件を採るこ
とができる。また加硫発泡処理は、発泡倍率の調節など
を目的に加圧下に行うこともできる。その加圧条件は、
従来に準じることができる。形成する加硫発泡体の発泡
倍率（発泡前後の密度比）は、使用目的などに応じて適
宜に決定されるが一般には１．１〜２５倍、就中１．５
倍以上、特に５〜２０倍とされる。

【００３２】本発明によるＥＰＤＭ系難燃発泡体（加硫
発泡体）は、０．０１〜０．３ｇ／cm³、就中０．０５
〜０．２ｇ／cm³の密度となるように加硫発泡処理した
ものである。これによりシール材として好ましく用いう
る。前記の密度（発泡体の重量／発泡体の体積）は、前
記した発泡倍率等にて調節でき、その発泡倍率は上記し
た発泡剤の配合量や加硫発泡の処理時間や温度などによ
り制御することができる。発泡倍率の調節等にて得られ
る加硫発泡体の独立や連続、それらの混在等の発泡構造
を制御することもできる。

【００３３】本発明によるＥＰＤＭ系難燃発泡体は、例
えば気密や防水等の各種目的のシール材のほか、クッシ
ョン材やパッド材、断熱材、防音や制振等の振動低減材
などとして、家電等の室内用品や自動車等の屋外用品、
住宅等の建築物などの各種の分野において従来に準じた
種々の用途に好ましく用いうる。

【００３４】

【実施例】実施例１ ヨウ素価２４、ムーニー粘度２３のＥＰＤＭ（三井化学
社製、ＥＮＢ）１００部（重量部、以下同じ）、水酸化
マグネシウム１５０部、ポリリン酸アンモニウム２５
部、メラミンシアヌレート１５部、ポリフェニレンオキ
シド３０部、ＳＲＦカーボン２０部、酸化鉛華５部、ス
テアリン酸３部、リン酸エステル３０部、及びパラフィ
ン系オイル１０部をバンバリーミキサーにて混練後、そ
の混練物に硫黄１．５部、加硫促進剤５．５部（ジエチ
ルジチオカルバミン酸亜鉛２．５部＋ジメチルジチオカ
ルバミン酸亜鉛１．５部＋２−メルカプトイミダゾール
１．５部）、加硫活性剤（大内新興化学工業社製、ノッ
クマスターＥＧＳ）３部、ＡＤＣＡ２０部、及び尿素系
発泡助剤５部を加えミキシングロールにてさらに混練し
て混和物を得、それを押出し機で成形して所定厚の未加
硫未発泡シートとした後１００℃で２０分間、ついで１
６０℃で３０分間加熱して加硫発泡処理し、連続気泡と
独立気泡が混在した発泡シートを得、その表面のスキン
層をスライスして密度が０．１６ｇ／cm^３で厚さが１３
mmのＥＰＤＭ系難燃発泡体を得た。

【００３５】実施例２ ヨウ素価１２、ムーニー粘度３６のＥＰＤＭ（三井化学
社製、ＤＣＰＤ）１００部、水酸化マグネシウム１５０
部、ポリリン酸アンモニウム２５部、メラミンシアヌレ
ート１５部、ポリフェニレンオキシド３０部、ＳＲＦカ
ーボン２０部、酸化鉛華５部、ステアリン酸３部、及び
パラフィン系オイル４０部をバンバリーミキサーにて混
練後、その混練物に有機過酸化物２０部（ジクミルパー
オキシド（有効濃度４０％）１０部＋１，１−ジ−ｔ-
ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキ
サン（有効濃度４０％）１０部）、エチレンジメタクリ
レート（加硫助剤）２部、老化防止剤４部（大内新興化
学工業社製、ノクラックＭＢ２部＋ノクラック２２４：
２部）、ＡＤＣＡ２０部、及び尿素系発泡助剤５部を加
えミキシングロールにてさらに混練して混和物を得、そ
れを用いて実施例１に準じ密度が０．１３ｇ／cm^３のＥ
ＰＤＭ系難燃発泡体を得た。

【００３６】比較例１ ポリフェニレンオキシドに代えてペンタエリスリトール
３０部を用いたほかは実施例１に準じて密度が０．１８
ｇ／cm^３のＥＰＤＭ系難燃発泡体を得た。

【００３７】比較例２ ポリフェニレンオキシドに代えてペンタエリスリトール
３０部を用いたほかは実施例２に準じて密度が０．１９
ｇ／cm^３のＥＰＤＭ系難燃発泡体を得た。

【００３８】評価試験 実施例、比較例で得たＥＰＤＭ系難燃発泡体について、
ＵＬ−９４規格に基づくＨＢＦ難燃性試験を行い、ＨＦ
−１のグレードに適合するか否を評価した。その結果を
次表に示した。

【００３９】実施例１ 実施例２ 比較例１ 比較例２ 適合 適合 不適合 不適合

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 71/12 Ｃ０８Ｌ 71/12 Ｆターム(参考） 4F074 AA25 AA77 AC17 AC31 AD21 AG10 BA13 BB01 CA29 CC04Y CC06Y DA02 DA18 DA39 4J002 BB151 CH072 DE076 DE146 DH057 EU188 FD010 FD020 FD132 FD136 FD137 FD138 FD140 FD150 FD320 GJ02

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＥＰＤＭの加硫発泡体からなり、水和金
   属化合物、ポリリン酸アンモニウム、メラミン系難燃剤
   及びポリフェニレンオキシドを含有して密度が０．０１
   〜０．３ｇ／cm³であり、かつハロゲンフリーであるこ
   とを特徴とするＥＰＤＭ系難燃発泡体。