2012.12/04 フェノール樹脂の難燃化（１）

約３５年ほど前のことですが、高耐火性フェノール樹脂発泡体が新材料として登場した。当時難燃性硬質ポリウレタンフォームが建材として使用されていた時代である。今は無くなりましたが難燃２級というＪＩＳ規格があり、この規格に合わせて材料設計されていた。「難燃性」に比較し「高耐火性」という商品名はいかにも燃えにくい名前である。実際にＬＯＩは難燃性硬質ポリウレタンフォームが２３－２４前後に対し、高耐火性フェノール樹脂発泡体は３５前後であった。ＬＯＩの値よりも驚いたのは、難燃剤が添加されていなかったことである。

Ｍ社の高い技術で分子設計され難燃剤を使用せず、難燃２級を通過した、とカタログの説明にありました。分析するとレゾール型フェノール樹脂で硬化触媒として硫酸が使用されていた。有機酸も検出されたので２種類の酸を触媒として用いていることまではわかりましたが、三次元にゲル化した樹脂の分析は大変難しい。ただこの高性能発泡体は３年ほど普及しなかった。理由は、断熱性が硬質ポリウレタンフォームよりも劣っていたためである。発泡密度をそろえて比較しても２倍程度の差がありました。原因は発泡剤として使用しているフロンガスが硬質ポリウレタンフォームでは数年残っているが、フェノール樹脂発泡体では１年未満で抜けてしまうためである。

難燃性硬質ポリウレタンフォームが普及して出てきた問題は、実火災でよく燃える、という現象です。ＬＯＩが２１を超えておればタバコの火程度では燃えないはずですが、よく燃えてしまう。調べてみると、現場発泡した時の条件で、ＬＯＩが１９前後の難燃性硬質ポリウレタンフォームができることが分かりました。しかし、それでも難燃２級を通過しているのです。原因は、難燃２級の評価方法にあり、硬質ポリウレタンフォームの物性ゆえに、試験炎があたると餅のように膨らみ炎から離れて、燃焼試験に通過する、という状態が観察されました。当時の通産省は慌てて難燃基準を見直し、簡易耐火試験という実火災に近づけた試験方法が登場し、高耐火性フェノール樹脂の出番となりました。

簡易耐火試験では燃焼後もある程度防火性を持っていなければならないので、樹脂の炭化率が４０％を超える必要があり、硬質ポリウレタンフォームでは不可能な領域でした。炭化率と建材のコストを考慮するとフェノール樹脂発泡体以外の材料はありませんでした。フェノール樹脂材料メーカーが多数発泡体分野に進出してきました。各社のフェノール樹脂を分析しましたところ、Ｍ社以外は難燃剤を使用していました。

カテゴリー : 高分子