(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の一般構造により表されるアルキル置換アリールホスフェート
【化１】
0005551430.tif 000012
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、独立して水素または直鎖状もしくは分枝状のＣ１からＣ６のアルキル基のいずれかである）；および
トリブトキシエチルホスフェートである難燃添加剤、
を含む難燃組成物であって、
アルキル置換アリールホスフェート対難燃添加剤の重量比（アルキル置換アリールホスフェート：難燃添加剤）が９０：１０である、
組成物。
【請求項２】
アルキル置換アリールホスフェートが、ｔ−ブチル化トリフェニルホスフェート、ｉ−ブチル化トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、イソプロピル化トリフェニルホスフェートおよびこれらの混合物からなる群から選択される一つである、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
アルキル置換アリールホスフェートが、ブチル化トリフェニルホスフェートであり、個々の環が０、１、または２個のブチル基を含むトリアリールホスフェートを含有し、トリアリールホスフェートがアルキル化されている場合、前記アルキル化トリアリールホスフェートは５．５〜９重量パーセントの間のリンを含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
アルキル置換アリールホスフェートが、イソプロピル化トリフェニルホスフェートであり、個々の環が０、１、または２個のイソプロピル基を含むトリアリールホスフェートを含有し、トリアリールホスフェートがアルキル化されている場合、前記アルキル化トリアリールホスフェートは５．５〜９重量パーセントの間のリンを含む、請求項１に記載の組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本出願人等は、２００６年３月２２日に出願され、「スチレン系樹脂に使用される難燃剤組成物（ＦＬＡＭＥ  ＲＥＴＡＲＤＡＮＴ  ＣＯＭＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＦＯＲ  ＵＳＥ  ＩＮ  ＳＴＹＲＥＮＩＣＳ）」という名称の米国特許仮出願第６０／７８５００２号の、米国連邦法典３５編、§１１９の下での利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、軟質ポリウレタンフォーム組成物に使用される難燃剤、および軟質ポリウレタンフォームを難燃化する方法に関する。具体的には、本発明は、可燃性軟質ポリウレタンフォームおよび多成分難燃添加剤を含む組成物に関する。
【０００３】
２．従来技術の記載
本発明での軟質ポリウレタンフォームは［化学］業界ではよく知られている。調製および一般的な反応物についての情報は、「ポリマー科学および工学の大辞典（ＥＮＣＹＣＬＯＰＥＤＩＡ  ＯＦ  ＰＯＬＹＭＥＲ  ＳＣＩＥＮＣＥ  ＡＮＤ  ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ）」、１３巻（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．，１９８８）を含めて、多くの情報源に見出すことができる。
【０００４】
軟質ポリウレタンフォーム製造業者は、家具用途に用いられる場合、より高度の防火要件を有する燃焼性基準に合格するフォームを製造することを望む。カリフォルニアは、Ｂｕｌｌｅｔｉｎ  １１７の形で、燃焼性基準を強化することを提案した。米国議会および消費者製品安全委員会（Ｃｏｎｓｕｍｅｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）は、詰め物家具（ｕｐｈｏｌｓｔｅｒｅｄ  ｆｕｒｎｉｔｕｒｅ）についての国の防火標準を検討している。
【０００５】
ペンタブロモジフェニルオキサイド（ＰＢＤＥ）およびアルキル化トリアリールホスフェート系の難燃剤が、従来、防火要件を満たすために使用されてきた。最近、ペンタブロモジフェニルオキサイドは、その環境への影響に関する懸念のせいで攻撃されている。結果的に、「ＰＢＤＥフリー」難燃剤が、より多量に使用されており、より環境に安全な代替品として普及促進されている。
【０００６】
米国特許第４，７４６，６８２号は、ポリウレタンフォームの難燃添加剤として使用される液体組成物、難燃化ポリウレタンフォームの製造方法、およびフォームそれ自体を開示する。この液体組成物は、ポリ臭素化ジフェニルオキサイドおよびアルキル化トリアリールホスフェートエステルを含むポリウレタンフォーム用添加剤であり、この臭化ジフェニルオキサイドおよびトリアリールホスフェートは、トリアリールホスフェートの１重量部当たり０．７と４重量部の間の臭素を有するのに十分な量で供用される。
【０００７】
米国特許第５，７２８，７６０号は、ブロモベンゾエート化合物をポリウレタン混合物に含めることによる難燃化ポリウレタンの製造方法、ならびに、ポリマー系にブロモベンゾエート化合物を組み入れることによる、難燃化ポリ塩化ビニル、不飽和ポリエステルおよびエポキシ樹脂の製造方法を開示する。ブロモベンゾエート化合物はまた、ＰＶＣおよびゴムの可塑剤としても使用され得る。米国特許第５７２８７６０号に記載の「ＰＢＤＥフリー」難燃剤は、Ｆｉｒｅｍａｓｔｅｒ  ５５０として知られており、Ｇｒｅａｔ  Ｌａｋｅｓ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（現在は、Ｃｈｅｍｔｕｒａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎとして知られている）の製品で、テトラブロモベンゾエートおよびイソプロピル化トリアリールホスフェートのブレンドである。しかし、Ｆｉｒｅｍａｓｔｅｒ  ５５０は通常、低密度フォーム（１．２ポンド／立方フィート（ｐ．ｃ．ｆ．））では、ＰＢＤＥ系難燃剤より約５％多いレベルで使用されなければならない。難燃剤添加レベルのこの増加は、得られるポリウレタンフォームの製造コストを増大させる。
【０００８】
業界は、より厳しい燃焼性要件に適合し、従来のＰＢＤＥ系難燃剤と比較して、同様の、または向上した有効性を有する難燃剤系を欠いている。
【０００９】
本発明の概要
本発明は、可燃性軟質ポリウレタンフォームおよび多成分難燃添加剤を含む組成物、ならびに軟質ポリウレタンフォームを難燃化する方法に関する。本発明は、より厳しい燃焼性要件に適合し、従来のＰＢＤＥ系難燃剤と比較して、同様の、または向上した有効性を有する。
【００１０】
本発明は、難燃組成物を含む。この組成物は軟質ポリウレタンフォームを用いる。次の一般構造により表されるアルキル置換アリールホスフェート
【化１】
0005551430.tif 000002
が用いられ、式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、独立に、水素、または直鎖状または分枝状のＣ１からＣ６のアルキル基のいずれかである。アルキル基がＣ４からＣ２０の範囲にあり、そのアルキル鎖に１から６個の酸素原子を含むアルキルホスフェートエステルを含む難燃添加剤が用いられる。
【００１１】
より詳細には、本発明は、それ自体は可燃性の軟質ポリウレタンフォームと、少なくとも３種の成分を含む多成分難燃添加剤とを含む組成物を対象とする。成分Ａは、アルキル置換アリールホスフェートであり、成分Ｂは、３０重量パーセントを超える臭素、塩素またはこれらの混合物を含むハロゲン化難燃剤であり、成分Ｃは、アルキル鎖に酸素を含むアルキルホスフェートエステルである。
【００１２】
より特定すると、本発明は、軟質ポリウレタンフォームを含む難燃化合物を対象とする。本発明は、次の一般構造により表されるアルキル置換アリールホスフェートである成分Ａを含み、
【化２】
0005551430.tif 000003
式中、Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立に、水素、または直鎖状または分枝状のＣ１からＣ６のアルキル基のいずれかである。成分Ｂは、３０重量パーセントを超える臭素を含む臭素化難燃剤である。成分Ｃは、アルキル基がＣ４からＣ２０の範囲にあり、そのアルキル鎖に１から６個の酸素原子を含むアルキルホスフェートエステルを含む難燃添加剤である。
【００１３】
本発明は、軟質ポリウレタンフォームを難燃化する方法を含み、この軟質ポリウレタンフォームには、所望の規制に適合するために妥当なレベルで、難燃組成物が添加される。
【００１４】
好ましい態様の詳細な説明
本発明は、難燃性軟質ポリウレタンフォーム組成物および軟質ポリウレタンフォームの難燃化方法に関する。この組成物は、可燃性軟質ポリウレタンフォームおよび多成分難燃添加剤を含む。
【００１５】
多成分難燃添加剤は、成分Ａ（アルキル置換アリールホスフェート）、任意選択で、成分Ｂ（３０％を超える、臭素、塩素、またはこれらの混合物のいずれかを含むハロゲン化難燃剤）、および成分Ｃ（アルキルホスフェートエステルで、そのアルキル基がＣ４からＣ２０の範囲にあり、そのアルキル鎖に酸素を含む）を混合するプロセスによって製造できる。
【００１６】
より詳細には、成分Ａは、次の一般構造により表されるアルキル置換アリールホスフェートであり、
【化３】
0005551430.tif 000004
式中、各Ｒ１、Ｒ２、およびＲ３は、独立に、水素、または直鎖状または分枝状のＣ１からＣ６のアルキル基のいずれかである。好ましいアルキル置換アリールホスフェートには、ｔ−ブチル化トリフェニルホスフェート、ｉ−ブチル化トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、イソプロピル化トリフェニルホスフェート、およびこれらの混合物が含まれる。
【００１７】
より好ましくは、成分Ａの物質は、個々の環が、０、１、または２個のブチルまたはイソプロピル基を含む混合トリアリールホスフェートを含めて、ブチル化トリフェニルホスフェートおよびイソプロピル化トリフェニルである。これらのアルキル化トリアリールホスフェートは、アルキル化の度合いに応じて、約５．５重量パーセントから約９重量パーセントのリンを含む。
【００１８】
成分Ａについて用いられる「アルキル化」という用語は、好ましくは、アルキル化されていない化合物と、モノ−またはジ−アルキル化化合物との混合物を含む。望ましくは、成分Ａは、２０パーセントほどのアルキル化されていない化合物を含む。アルキル化された化合物は、約３０種以上のモノ−および／またはジ−アルキル化化合物の異性体の混合物であり得る。
【００１９】
成分Ｂの難燃添加剤は、３０重量パーセントを超える、臭素または塩素、あるいはこれらの組合せのいずれかを含むハロゲン化難燃剤を含む。好ましい成分Ｂの難燃添加剤は、３０重量パーセントを超える臭素を含む臭素化難燃剤である。約３０重量パーセント未満の臭素を含む化合物もまた有用であり得るが、必要とされるレベルの難燃性を付与しようとすると、法外に多量のこのような化合物が必要とされるであろうと考えられる。高レベルの難燃剤は、得られるフォームの物理的性質に有害な影響を及ぼす。適切な臭素含有難燃剤は、基の大きさがハロゲン含量を約３０重量パーセント未満に希釈しない限り、様々なハロゲン化アルキル、アリール、またはアルキルアリール基を含む化合物を含む。成分Ｂはモノマー、ダイマー、またはオリゴマーであり得る。
【００２０】
好ましい成分Ｂの添加剤には、臭素化アルキル芳香族化合物、芳香族エーテル、ベンゾエート、およびフタレートが含まれる。これらは、次の一般構造により表され、
【化４】
0005551430.tif 000005
式中、ｎは、アルキル化芳香族化合物、エーテルおよびベンゾエートでは１から５、フタレートでは１から４の整数である。Ｒはまた、窒素、酸素、および／または硫黄原子を任意選択で含み得るヒドロカルビル（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｙｌ）基である。ヒドロカルビル基は、窒素、酸素または硫黄の複数の原子を含み得る。ベンゾエートおよびフタレートは、任意選択で、一緒にブレンドされてもよい。
【００２１】
本明細書で使用される、「ヒドロカルビル」という用語は炭化水素、さらには実質的に炭化水素である基を含む。「実質的に炭化水素である」は、その基の優占的な炭化水素としての特性を変えないか、または、ポリマー樹脂の安定剤としてのその化合物の有効性を顕著に低下させないヘテロ原子置換基を含む基を表す。
【００２２】
ヒドロカルビル基の例には以下が含まれる。
（１）炭化水素置換基、すなわち、脂肪族（例えば、アルキルもしくはアルケニル）、脂環式（例えば、シクロアルキル、シクロアルケニル）置換基、芳香族−、脂肪族−、および脂環式−置換脂肪族置換基、芳香族置換基、芳香族−、脂肪族−、および脂環式−置換芳香族置換基など、さらには、環が分子の別の部分により完成される環状置換基（すなわち、例えば、任意の２つの示された置換基は一緒に脂環式基を形成し得る）；
（２）置換炭化水素置換基、すなわち、本発明との関連において、置換基の優占的な炭化水素としての特性を変えない非炭化水素基を含む置換基；当業者は、このような基を知っているであろう（例えば、ハロ、ヒドロキシ、メルカプト、ニトロ、ニトロソ、スルホキシなど）；
（３）ヘテロ原子置換基、すなわち、本発明に関連する限りにおいて優占的な炭化水素としての特性を有しながら、元来は炭素原子からなる環または鎖に存在する、炭素以外の原子を含む置換基（例えば、アルコキシまたはアルキルチオ）。適切なヘテロ原子は、当業者には明らかであろうし、これらには、例えば、硫黄、酸素、窒素、および、例えば、ピリジル、フリル、チエニル、イミダゾリルなどのような置換基が含まれる。好ましくは、約２個以下、より好ましくは１個以下のヘテロ置換基が、ヒドロカルビル基の１０個の炭素原子毎に存在するであろう。最も好ましくは、ヒドロカルビル基にはこのようなヘテロ原子置換基は全く存在しないであろう、すなわち、ヒドロカルビル基は真に炭化水素である。
【００２３】
成分Ｃは、アルキルホスフェートエステルを含む難燃添加剤からなり、ここで、このアルキル基はＣ４からＣ２０の範囲にあり、またそのアルキル鎖に酸素原子を含む。鎖の酸素原子は、１から６個の範囲にある。好ましくは、１または２個の酸素原子が鎖に存在する。アルキル基は、任意選択で、酸素を含む複素環であってもよい。
【００２４】
好ましいアルキルホスフェートエステルは、次の構造で表される。
【化５】
0005551430.tif 000006
【００２５】
成分ＡおよびＢは、性質の最良のバランスが得られるように決められる比で用いられる。成分Ａと成分Ｂの比は、通常、ほぼ全て成分Ａから、約５：９５重量パーセントまで、好ましくは、約７０：３０から約３０：７０重量パーセントまでである。最も好ましくは、この比は、約５０重量パーセントのブチル化トリフェニルホスフェートおよび約５０重量の臭素化ベンゾエートまたはフタレートである。
【００２６】
成分Ａ、Ｂ、およびＣの導入（ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）は、Ａ、ＢおよびＣが単一の難燃剤パッケージとして供給されるように別個に行われてもよく、あるいは、個々の成分が別々に他のウレタン反応物に添加されてもよい。成分Ｃは、成分ＡおよびＢのブレンドのパーセンテージとして添加される。成分ＡおよびＢと成分Ｃとの比は、通常、約２５：７５から約１：９９重量パーセント、好ましくは、約１５：８５から約１：９９である。予備混合されたパッケージとして用いられる場合、Ａ＋Ｂ＋Ｃのブレンドは、通常、処方物に用いられるポリオールに対して、約５から約２５部／ポリオール１００部の量で用いられる。
【００２７】
予想外に、成分ＡおよびＣのブレンド（ここで、成分Ａはブチル化トリアリールホスフェートであり、成分Ｃはトリス（ブトキシエチル）ホスフェートであった）、あるいは、成分Ａ、ＢおよびＣを含むブレンド（ここで、成分Ａはブチル化トリアリールホスフェートであり、成分Ｂはテトラブロモベンゾエートエステルであり、成分Ｃはトリス（ブトキシエチル）ホスフェートであった）を含むフォームは、成分ＡおよびＢのみを含むブレンドより、１００部のポリオール当たり４から５部の量だけ、より有効であった。より少ないハロゲン含量を有する、成分Ａ、Ｂ、およびＣのブレンドが、成分ＡおよびＢの比較ブレンドと同じ有効性である、またはより有効であるとは予想されなかったであろう。同様に、成分Ａのみと同程度であるがより少ないリン含量を有する、成分ＡおよびＣのブレンドが、成分Ａ単独より有効であるとは予想されなかったであろう。
【００２８】
成分Ａ、Ｂ、およびＣのブレンド、または成分ＡおよびＣのブレンドにおいて（ここで、成分Ｃはアルキル鎖に１個を超える酸素を含んでいた）、難燃有効性の増加は、１個のみの酸素原子が存在する場合より大きかった。
【００２９】
本発明の化合物は、最終のポリマー組成物の調製に使用されることが望ましい他の添加剤と共に使用できる。これらの他の添加剤には、フィラー、強化剤（例えば、ガラス繊維）、顔料、加工助剤、ハイドロタルサイトを含めての安定剤、流動性向上剤、難燃助剤、および相乗剤（例えば、アンチモン化合物、およびホウ酸亜鉛、スズ酸亜鉛、硫化亜鉛）、ならびに当業者に知られている他のものが含まれる。
【００３０】
本発明は、難燃性を要求される別の樹脂に使用できる。難燃性を要求される別の樹脂には、ポリエステル（例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、もしくはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ））、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリスチレン、およびポリオレフィン、エポキシ、またはこれらの樹脂のアロイおよびブレンドが含まれる。
例
【００３１】
下の表１に列挙した処方物を用いて、当技術分野において知られている手による混合法によって、実験的軟質ポリウレタンフォームを調製した。ポリウレタンフォームの処方物は、１．２、１．５、および１．８ポンド／立方フィートの３つの最終フォーム密度について準備した。ポリウレタンフォームに加えられた難燃剤、およびそれらの個々の添加レベルは、表２および３に示す。
【００３２】
表２および３の難燃剤の各々は、異なるフォーム密度のそれぞれに対する表１のポリウレタンフォーム処方物に添加した。表２および３に列挙する難燃剤添加レベルは、カリフォルニア州の公報資料１１７、または米国運輸省連邦自動車安全基準３０２として知られる標準試験に対して、列挙されたフォーム密度で、個々の難燃剤にとっての最少量である。
【００３３】
表１は、１．２ｐ．ｃ．ｆ．、１．５ｐ．ｃ．ｆ．、および１．８ｐ．ｃ．ｆ．の３つの所望の密度に対するポリウレタンフォームの処方を例示する。全ての成分は重量部で表している。
【表１】
0005551430.tif 000007
【００３４】
表１のポリウレタンフォーム処方に加えた難燃剤の添加レベルは、フォームの所望の用途およびフォームの密度に依存する。表２は、公報資料１１７の形でのカリフォルニア州の燃焼性基準に合格するために受け入れられる、ポリウレタンフォームにおける最少の難燃剤添加レベルを示す。カリフォルニア州の公報資料１１７は、むき出しの状態での燃焼試験（ｏｐｅｎ  ｆｌａｍｅ  ｔｅｓｔ）および燻り（ｓｍｏｌｄｅｒｉｎｇ）試験の両方に難燃ポリウレタンフォームが合格することを要求している。
【００３５】
表３は、米国連邦自動車安全基準３０２に合格するための、ポリウレタンフォームにおける最少の難燃剤添加レベルを示す。
【００３６】
カリフォルニア州の公報資料１１７の試験
カリフォルニア州の公報資料１１７のむき出しの状態での燃焼試験は、発炎および灼熱（ｇｌｏｗ）の伝播と炭になる傾向に対する、弾性多孔材料の抵抗を求めるために用いられる。この試験は、長さ１２インチ×幅３インチ×高さ１／２インチの寸法の難燃ポリウレタンフォームの矩形試料を用いる。
【００３７】
試料は、７０±５°Ｆ、５５パーセント未満の相対湿度で試験し、最低２４時間にわたり状態調整しなければならない。試料および保持具は、試料の下端をバーナー火口上部の上０．７５インチにして、垂直に吊り下げる。バーナーの炎は、バーナーへの空気の供給を常に断って、炎の高さが１．５インチになるようにバーナーの土台のニードルバルブによって調節する。バーナーの炎は、試料の下端中央に垂直に１２秒間当てる。
【００３８】
試料の炭化長は、０．１インチまで測定し、残炎（ａｆｔｅｒｆｌａｍｅ）時間および残光（ａｆｔｅｒｇｌｏｗ）時間を０．１秒まで測定する。多孔物質の最大および平均の炭化長、残光、残炎を求める。残炎時間は、バーナーの炎を消した後、物質の溶融滴下物の残炎を含めて、試料が燃え続ける時間である。残光は、物質の溶融滴下物の残光を含めて、試料が発炎を止めた後、灼熱し続ける時間である。炭化長は、炎に曝された試料の端から、何もなくなった部分（ｖｏｉｄ  ａｒｅａ）の上端までの距離である。炭素質の炭の容易に除去できる部分は、測定の前に除去する。
【００３９】
むき出しの状態での燃焼試験に合格するためには、難燃ポリウレタンフォーム試料の平均炭化長は６インチを超えてはならず、個々の試料の最大炭化長は８インチを超えてはならない。平均の残炎は、溶融した物質の残炎を含めて、５秒を超えてはならず、個々の試料の最大の残炎は１０秒を超えてはならない。平均の残光は、溶融した物質の残光を含めて、１５秒を超えてはならない。
【００４０】
難燃ポリウレタンフォームはまた、燻りスクリーニング試験に合格しなければならない。この試験は、フィルターのない天然タバコの紙巻きタバコ、および紙巻きタバコを覆うための、可燃性の綿または綿／ポリエステルブレンドのベッドシーツの試験ファブリックを必要とする。
【００４１】
紙巻きタバコは、焼け焦げが４ミリメートルを超えないように火を点け、シーツ材料で覆う。試験は、最低５分の間、燃焼の全ての徴候がなくなるまで行う。スパチュラによりこすり取ることによって全ての炭素質の炭をパネルから取り除き、フォーム試験パネルの焦げていない部分を０．１グラムまで秤量する。試験片の全てが、８０パーセントを超える、焦げていない残留物を有していれば、難燃ポリウレタンフォーム試料は燻り試験に合格する。
【００４２】
表２に列挙した難燃剤は、表１の所望のポリウレタンフォーム密度に対する処方物に個々に添加し、上に詳述したカリフォルニア州の公報資料１１７基準に従って試験した。表２に列挙した難燃剤の量（１００部のポリオール当たりの部数で表す）は、表１に示される処方がカリフォルニア州の公報資料１１７の試験基準を満たすのに必要とされる、難燃剤の最少添加レベルを表す。
【表２−１】
0005551430.tif 000008
【表２−２】
0005551430.tif 000009
【００４３】
表２に示す結果は、成分Ａ＋Ｂ＋Ｃのブレンドが、成分ＡおよびＢのみを用い、より大きなハロゲン含量で製造されたフォーム組成物に比べた場合、同等またはより大きな難燃有効性を有することを示す。驚くべきことに、表２が示すように、成分ＡおよびＣのブレンド（成分Ａはブチル化トリアリールホスフェートであり、成分Ｃはトリス（ブトキシエチル）ホスフェートであった）、あるいは、成分Ａ、Ｂ、およびＣを含むブレンド（成分Ａはブチル化トリアリールホスフェートであり、成分Ｂはテトラブロモベンゾエートエステルであり、成分Ｃはトリ（ブトキシエチル）ホスフェートであった）を含むポリウレタンフォームは、それぞれ、成分Ａのみ、または成分ＡおよびＢのみを含むブレンドより、１００部のポリオール当たり４から５部の量だけ、より有効であった。
【００４４】
例えば、一般的処方の成分Ｂ（５０パーセント）のテトラブロモベンゾエートエステルおよび成分Ａ（５０パーセント）のブチル化トリアリールホスフェートエステルを含む難燃化合物を用いて、ポリウレタンフォーム処方物がカリフォルニア公報資料１１７に合格するためには、１．２ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは２０ｐｈｐの添加レベルが必要であり、１．５ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは１４ｐｈｐの添加レベルが必要であり、１．８ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは９ｐｈｐの添加レベルが必要であった。しかし、一般的処方成分Ｂ（４２．５パーセント）のテトラブロモベンゾエートエステルおよび成分Ａ（４２．５％）のブチル化トリアリールホスフェートエステルおよび（１５パーセント）のトリブトキシエチルホスフェートを含む難燃化合物を用いると、１．２ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは、たった１６ｐｈｐの添加レベルが必要であり、１．５ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは１１ｐｈｐの添加レベルが必要であり、１．８ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは６ｐｈｐの添加レベルが必要であった。成分Ｃの添加により有効性が向上した。
【００４５】
この結果は、いくつかの理由で予想外である。成分Ａ、Ｂ、およびＣ（これらは、成分ＡおよびＢの比較ブレンドより低いハロゲン含量を有する）が、成分ＡおよびＢのみの比較ブレンドより有効であることは予想外である。さらに、成分ＡおよびＣ（これらは、Ａのみより少ないが類似のリン含量を有する）が成分Ａ単独より有効であることは予想外である。
【００４６】
自動車安全基準３０２
表３は、米国運輸省連邦自動車安全基準３０２（ＭＶＳＳ−３０２）の基準に合格するために受け入れられる、ポリウレタンフォームにおける最少の難燃剤添加レベルを示す。自動車安全基準３０２は、難燃ポリウレタンフォームが、小さな炎に曝された後の水平燃焼速度試験に合格することを求める。
【００４７】
自動車安全基準３０２の水平燃焼速度試験は、燃焼速度、すなわち測定された燃焼距離を、その距離を燃焼するのに要した時間で割ったもの（ミリメートル／分で表される）を求める。ＭＶＳＳ−３０２の水平燃焼試験は、ポリウレタンフォームが燃焼しないか、または１０２ｍｍ／分以上の速度でその表面を横切って炎の先端を伝播させないことを要求する。その材料が、計時の開始から６０秒間燃焼する前に、燃焼を停止し、計時が開始された位置から５１ｍｍを超えて燃焼しなかったら、その材料は燃焼速度の要件に適合すると考えられる。
【００４８】
ＭＶＳＳ−３０２の水平燃焼試験は、隙間風から試験試料を保護するために、金属キャビネット内で実施する。ブンゼンバーナーのための配管および換気ができる穴がある。
【００４９】
試験の前に、試料は、２１℃、相対湿度５０パーセントで２４時間状態調整する。Ｅａｃｈ  ｓａｍｐｌｅ  ｉｓ．  厚さは自動車に用いられる単一または複合材料の厚さである。試験試料は、金属支持部のぴったりと合うＵ字型フレームの間に挿入する。ブンゼンバーナーの炎をセットし、バーナーへの空気入口を閉じる。試料は、水平の配置で、キャビネットに入れる。ブンゼンバーナーは、バーナー先端中央が、試料の開放端部の下部縁の中央の下にあるように配置する。試料は１５秒間、炎に曝す。計時は、燃えている試料の炎が試料の開放端部から３８ｍｍの点に達した時に始める。クランプで固定された試料端部から３８ｍｍの点まで炎が進むのに要する時間を測定する。炎が指定された終点まで達しなかったら、発炎が止まった点まで炎が進んだ時間を計時する。燃焼速度は次の式により計算する。
燃焼速度＝６０×（距離／時間）
【００５０】
表３は、米国運輸省連邦自動車安全基準の燃焼試験に合格するために必要とされる、ポリウレタンフォームにおける最少の難燃剤添加レベルを示す。
【表３−１】
0005551430.tif 000010
【表３−２】
0005551430.tif 000011
【００５１】
表３に示す結果は、成分Ａ＋Ｂ＋Ｃのブレンドが、成分ＡおよびＢのみを用いて高ハロゲン含量で製造されたフォーム組成物と比べた場合、燃焼を遅らせる同程度のまたはより大きな有効性を有することを示す。驚くべきことに、表３が示すように、成分ＡおよびＣのブレンド（成分Ａはブチル化トリアリールホスフェートであり、成分Ｃはトリス（ブトキシエチル）ホスフェートであった）、あるいは成分Ａ、Ｂ、およびＣを含むブレンド（成分Ａはブチル化トリアリールホスフェートであり、成分Ｂはテトラブロモベンゾエートエステルであり、成分Ｃはトリ（ブトキシエチル）ホスフェートであった）を含むポリウレタンフォームは、成分ＡおよびＢのみを含むブレンドより、１００重量部のポリオール当たり４から５部の量だけ、より有効であった。
【００５２】
例えば、一般的処方の成分Ｂ（５０パーセント）のテトラブロモベンゾエートエステルおよび成分Ａ（５０パーセント）のブチル化トリアリールホスフェートエステルを含む難燃化合物を用いて、ポリウレタンフォーム処方物が運輸省連邦自動車安全基準３０２に合格するためには、１．２ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは２３ｐｈｐの添加レベルが必要であり、１．５ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは１４ｐｈｐの添加レベルが必要であり、１．８ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは４ｐｈｐの添加レベルが必要であった。しかし、一般的処方成分Ｂ（４２．５パーセント）のテトラブロモベンゾエートエステルおよび成分Ａ（４２．５％）のブチル化トリアリールホスフェートエステルおよび（１５パーセント）のトリブトキシエチルホスフェートを含む難燃化合物を用いると、１．２ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは、たった１９ｐｈｐの添加レベルが必要であり、１．５ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは１２ｐｈｐの添加レベルが必要であり、１．８ｐ．ｃ．ｆ．のポリウレタンフォームでは３．５ｐｈｐの添加レベルが必要であった。成分Ｃの添加により有効性が向上した。
【００５３】
この結果は、いくつかの理由で予想外である。成分Ａ、Ｂ、およびＣ（これらは、成分ＡおよびＢの比較ブレンドより低いハロゲン含量を有する）が、成分ＡおよびＢ単独の比較ブレンドより有効であることは予想外である。また、成分ＡおよびＣは、Ａのみと同程度のリン含量を有するところ、成分Ａ単独より有効であることは予想外である。