JP2000204266A

JP2000204266A - 低硬度弾性体

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Publication number: JP2000204266A
Application number: JP11005274A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Sukeoka; 輝明祐岡
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-25
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: JP3029258B1

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた難燃性を有する非ハロゲン系の低硬度
弾性体を提供する。【解決手段】本発明の低硬度弾性体は、ベース樹脂と
しての熱可塑性樹脂と、柔軟性を付与するための軟化剤
を含み、更に、赤燐系の難燃剤２〜１０重量％と、難燃
助剤２５〜５５重量％とを含み、ＵＬ９４垂直燃焼試験
で自消性を有し、アスカーＦＰ硬度が３０〜９０であ
る。この低硬度弾性体によれば、低硬度を維持したまま
優れた自消性を有するため、各種電子機器等に用いられ
る樹脂製機構部品として幅広い応用が期待される。ま
た、難燃剤としてハロゲン系ではなく赤燐系を使用して
いるため、本発明の低硬度弾性体を焼却する際にハロゲ
ン系のガスが発生せず、環境の面でも有利である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自消性を有する低
硬度弾性体に関する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】最近
の精密電子機器等では、例えば衝撃対策・振動防止等を
目的として各種の低硬度弾性体が使用されている。とこ
ろで、最近の電子機器等に用いられる樹脂製機構部品
は、ＵＬ（Underwriters Laboratories Inc.）等の難燃
規格をクリアしていることが要求されつつある。このた
め、上述の低硬度弾性体のように軟化剤を多量に含むも
のであっても、優れた難燃性を有することが望まれてい
た。それら易燃性の材料を難燃化するために強力な難燃
化作用を持つことで知られる臭素系難燃剤が使用されて
いるが、これを含む材料は欧州の規格で使用できなくな
りつつある。

【０００３】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、優れた難燃性を有する非ハロゲン系の低硬度弾性体
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段、発明の実施の形態、及び
発明の効果】上記課題を解決するため、本発明は、ベー
ス樹脂としての熱可塑性樹脂と、柔軟性を付与するため
の軟化剤とを含む低硬度弾性体であって、赤燐系の難燃
剤２〜１０重量％と、難燃助剤２５〜５５重量％とを
含み、ＵＬ９４垂直燃焼試験で自消性を有し、アスカー
ＦＰ硬度が３０〜９０であることを特徴とする。

【０００５】本発明の低硬度弾性体によれば、低硬度を
維持したまま優れた自消性を有するため、各種電子機器
等に用いられる樹脂製機構部品として幅広い応用が期待
される。また、難燃剤としてハロゲン系ではなく赤燐系
を使用しているため、本発明の低硬度弾性体を成形する
際や焼却する際に腐食性のハロゲン系のガスが発生せ
ず、成形機、金型等の寿命や環境の面でも有利である。

【０００６】本発明の低硬度弾性体において、ＵＬ９４
垂直燃焼試験で自消性を有するとは、周知のＵＬ９４垂
直燃焼試験の評価がＶクラス（つまり９４Ｖ−０〜９４
Ｖ−２）であることをいう。なお、ＵＬとは、Underwri
ters Laboratories Incの略であり、ＵＬ９４垂直燃焼
試験は周知の試験であるが、この試験について図１に基
づいて以下に簡単に説明する。

【０００７】試験片として、長さ１２５±５ｍｍ、幅１
３．０±０．３ｍｍ、厚さは最小と最大のもの（１３ｍ
ｍ未満）を用意し、上端６ｍｍの位置で試験片をクラン
プに固定する。試験片の下端は、外科用綿（５０ｍｍ×
５０ｍｍ、厚さ６ｍｍ）から３００ｍｍ上にあるように
する。バーナーから高さ２０±１ｍｍの青い炎が出るよ
うに調節する。炎を試験片の下端の縁の中心点に当て、
バーナーの先端は試験片の下端のその点から１０ｍｍ下
にあるようにし、その距離で１０秒間接炎し続けた後、
直ちにバーナーを試験片から遠ざけて、同時に残炎時間
ｔ１を秒単位で計測し始め、そのｔ１を記録する。試験
片の残炎が止んだ後、直ちにバーナーを試験片の下に移
動し、次の１０秒間試験片の残存部分から１０ｍｍの位
置にバーナーを維持した後、バーナーを試験片から遠ざ
けて残炎時間ｔ２、残燼時間ｔ３を計測し始め、そのｔ
２、ｔ３を記録する。そして、第１回接炎後の残炎時
間ｔ１、第２回接炎後の残炎時間ｔ２、第２回接炎
後の残燼時間ｔ３、試験片がクランプまで燃えたかど
うか、試験片が発炎物質を滴下させて綿を着火させた
かどうか、を観察し記録する。１組５枚の試験片を使用
して下記表１に従って評価する。

【０００８】

【表１】

【０００９】本発明の低硬度弾性体において、アスカー
ＦＰ硬度が３０〜９０としたのは、３０を下回ると軟化
剤を多量に加えることになり圧縮永久歪みが大きくなる
だけでなくその滲み出しが懸念されるからであり、一
方、９０を上回ると衝撃吸収能力が低下したり成形性が
悪くなったりするおそれがあるからである。なお、アス
カーＦＰ硬度は市販のアスカーＦＰ硬度計により測定可
能である。

【００１０】熱可塑性樹脂としては、スチレン系（イソ
プレン−スチレン系（ＳＩＳ系）、エチレン−プロピレ
ン−スチレン系（ＳＥＰＳ系）、エチレン−ブタジエン
−スチレン系（ＳＥＢＳ系）など）、オレフィン系、エ
ステル系、アミド系、ウレタン系などの各熱可塑性エラ
ストマー、これらの水添その他による変成物、スチレン
系、ＡＢＳ系、オレフィン系、塩化ビニル系、アクリル
系、カーボネート系、アセタール系、ナイロン系、ハロ
ゲン化オレフィン系（四フッ化エチレン系、フッ化−塩
化エチレン系、フッ化エチレンプロピレン系など）、セ
ルロース系（エチルセルロース系など）などの熱可塑性
樹脂、これらの樹脂のゴム変成物などが例示される。な
かでもスチレン系のエラストマーが好適に用いられる。
これらの熱可塑性樹脂は主に単独で用いられるが、２種
類以上をブレンドしてもよい。

【００１１】軟化剤にも特に限定はなく公知のものを使
用できる。軟化剤は親水性、疎水性のいずれでもよい
が、室温で液体または液状の材料が好適に使用できる。
好ましい軟化剤の例としては、鉱物油系、植物油系、合
成系などのゴム用または樹脂用軟化剤が挙げられ、鉱物
油系としては、ナフテン系、パラフィン系などのプロセ
ス油が、植物油系としては、綿実油、ひまし油、菜種
油、大豆油、亜麻仁油、椰子油、木蝋（日本蝋）、落花
生油、オリーブ油などが挙げられる。なかでも鉱物油
系、そのなかでもある種のプロセスオイルが好適に用い
られる。これらの軟化剤は、１種を単独で用いてもよい
し、互いの相溶性が良好であれば２種以上を混合して用
いてもよい。

【００１２】熱可塑性樹脂と軟化剤との配合比は、得ら
れる低硬度弾性体のアスカーＦＰ硬度が上述のように３
０〜９０の範囲にするためには、１：０．５〜２０、特
に１：６〜１３にすることが好ましい。赤燐系の難燃剤
としては、例えば商品名「ノーバレッド１４０」（燐化
学工業）などを用いることができる。赤燐系の難燃剤の
配合割合は、２〜１０重量％の範囲が好ましい。２重量
％を下回ると難燃効果が低下する傾向にあり、１０重量
％を上回ると難燃効果が再び低下するだけでなく、低硬
度弾性体の材料本来の物性が損なわれるおそれがあるか
らである。

【００１３】難燃助剤としては、各種の金属化合物を用
いることができる。例えば、水酸化アルミニウム、水酸
化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化スズ、水酸
化ジルコニウムなどの金属水酸化物、酸化アンチモン、
酸化モリブデン、酸化カルシウム、酸化スズ、酸化ジル
コニウム、酸化亜鉛などの金属酸化物、炭酸マグネシウ
ム、炭酸カルシウムなどの金属炭酸塩、ケイ酸カルシウ
ム、ケイ酸アルミニウムなどの金属ケイ酸塩、ホウ酸亜
鉛、ホウ酸バリウム等の金属ホウ酸塩、ポリリン酸アン
モニウム、モリブデン酸アンモニウム等のアンモニウム
塩などが使用可能であり、その他、ドーソナイト、カオ
リン、クレー、シリカなどの充填剤を使用してもよい。

【００１４】このうち、金属水酸化物や金属ホウ酸塩な
どにおいては、２００℃以上で結晶水を放出し、そのと
き気化熱を吸収するので、燃焼物質を冷却して燃焼効果
が高まると考えられ、この点で難燃助剤として好まし
い。また、ホウ酸亜鉛は燃焼時にガラス状のホウ酸化合
物の皮膜を形成し、酸素の供給を遮断すると共に熱可塑
性樹脂や軟化剤の溶融滴下（ドリッピング）をも阻止す
るので好ましい。また水酸化アルミニウムはコストが非
常に安いだけでなく、赤燐系の難燃剤と組み合わせて使
用した場合に低発煙化効果が望めるので特に好ましい。

【００１５】難燃助剤の配合割合は、２５〜５５重量％
の範囲が好ましい。２５重量％を下回ると十分な自消性
が得られないおそれがあり、５５重量％を上回ると低硬
度弾性体の材料本来の物性が損なわれるおそれがあるか
らである。なお、本発明の低硬度弾性体には、必要に応
じて、更に、各種の充填剤、各種の金属粉、木片、ガラ
ス粉、セラミックス粉、粒状ないし粉末ポリマーなどの
粒状ないし粉末状固体充填剤、その他の各種の天然また
は人工の短繊維、長繊維（例えば、ワラ、毛、ガラスフ
ァイバー、金属ファイバー、その他各種のポリマーファ
イバーなど）などを配合することができる。また、中空
フィラー、例えば、ガラスバルーン、シリカバルーンな
どの無機中空フィラー、ポリフッ化ビニリデン、ポリフ
ッ化ビニリデン共重合体からなる有機中空フィラーを配
合することにより、軽量化を図ることができる。更に軽
量化などの各種物性に改善のために、各種発泡剤を混入
することも可能であり、また、混合時などに機械的に気
体を混ぜ込むことも可能である。

【００１６】本発明の低硬度弾性体には、前記成分のほ
か、諸特性の改良のため、公知の樹脂成分などの添加剤
を併用することができる。樹脂成分としては、例えば、
ポリオレフィン樹脂やポリスチレン樹脂などを併用する
ことができる。これらを添加することにより加工性、耐
熱性の向上を図ることができる。ポリオレフィン樹脂と
しては、例えば、ポリエチレン、アイソタクティックポ
リプロピレン、プロピレンと他の少量のα−オレフィン
との共重合体（例えば、プロピレン−エチレン共重合
体、プロピレン／４−メチル−１−ペンテン共重合
体）、ポリ（４−メチル−１−ペンテン）、ポリブテン
−１等を挙げることができる。

【００１７】また、他の添加剤として、必要に応じて、
抗菌剤、ヒンダードアミン系光安定剤、紫外線吸収剤、
酸化防止剤、無機充填剤、着色剤、シリコーンオイル、
クマロン樹脂、クマロン−インデン樹脂、フェノールテ
ルペン樹脂、石油系炭化水素、ロジン誘導体等の各種粘
着付与剤（タッキファイヤー）を併用することができ
る。

【００１８】本発明の低硬度弾性体の製造方法には特に
制限はなく、公知の方法を適用することができる。例え
ば、前記の各材料及び所望により添加剤成分を加熱混練
機、例えば、一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバ
リーミキサー、ブラベンダー、ニーダー、高剪断型ミキ
サー等、を用いて溶融混練りし、さらに、所望により有
機パーオキサイド等の架橋剤、架橋助剤等を添加した
り、又は、これら必要な成分を同時に混合し、加熱溶融
混練りすることにより、容易に製造することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】［実施例１］下記表２の配合表に
したがって各成分をよく予備混練し、二軸押出機等でφ
５ｍｍ程度のストランドに１４０℃で押し出し、ペレタ
イザーにて適当な長さにカットした。その材料を射出成
形機の材料供給口から投入し、シリンダー温度（ホッパ
ー下部から）１５０℃→１７０℃→１９０℃にて可塑化
し、目的の形状のキャビティを有する金型に上記の溶融
材料を射出圧５００ｋｇｆ／ｃｍ²、射出速度１５０ｍ
ｍ／ｓにて射出した。金型の温度は６０℃程度に設定し
た。適当な冷却時間を経過後、金型を開き、エジェクタ
ーピンにて金型から突き出し、プラスチックコンテナー
等にて製品を受けた。但し、成形品は非常に柔軟である
ためにエジェクター機構等は必ずしも必要ではなく、ア
ンダーカット形状でも許容し得るのが利点である。この
成形品をアスカーＦＰ硬度計（高分子計器製）で測定し
た結果、アスカーＦＰ硬度６０という低硬度であった。
このような製造法を適用して得られた成形品につき、既
述のＵＬ９４垂直燃焼製試験を行った結果、９４Ｖ−２
クラスの自消性を有することが確認された。

【００２０】なお、スチレン系エラストマー（ＳＥＢＳ
共重合体）の平均分子量は約１５万、比重は０．９０、
パラフィン系プロセスオイル（Ｃ_nＨ_2n+2 ）の平均分子
量は７５０、４０℃における動粘度は３７０ｍｍ²／
ｓ、このＳＥＢＳ共重合体とパラフィン系プロセスオイ
ルの混合物の軟化点は約１５０℃であった。

【００２１】

【表２】

【００２２】［実施例２］熱可塑性樹脂としてスチレン
系エラストマー（ＳＥＰＳ）を１００重量部、軟化剤と
してパラフィン系プロセスオイルを１０００重量部、難
燃剤として実施例１と同様の赤燐系難燃剤ノーバレッド
１４０を６ｗｔ％、難燃助剤として水酸化アルミニウム
を３０ｗｔ％添加したものを混練し、実施例１と同様に
して成形した。この成形品は、ＵＬ９４垂直燃焼試験で
９４Ｖ−２クラスの自消性を示し、アスカーＦＰ硬度６
０〜６５の範囲であった。

【００２３】なお、スチレン系エラストマー（ＳＥＰＳ
共重合体）の平均分子量は約２５万、比重は０．９２、
パラフィン系プロセスオイル（Ｃ_nＨ_2n+2 ）の平均分子
量は７５０、４０℃における動粘度は３７０ｍｍ²／
ｓ、このＳＥＢＳ共重合体とパラフィン系プロセスオイ
ルの混合物の軟化点は約１５０℃であった。

【００２４】［実施例３］熱可塑性樹脂として実施例２
と同様のスチレン系エラストマーを１００重量部、軟化
剤としてパラフィン系プロセスオイルを１１００重量
部、難燃剤として実施例１と同様の赤燐系難燃剤ノーバ
レッド１４０を６ｗｔ％、難燃助剤として水酸化アルミ
ニウムを４０ｗｔ％添加したものを混練し、実施例１と
同様にして成形した。この成形品は、ＵＬ９４垂直燃焼
試験で９４−Ｖ２クラスの自消性を示した。また、アス
カーＦＰ硬度は実施例２に対して１５程度アップし、７
５〜８０になった。

【００２５】［実施例４］熱可塑性樹脂として実施例２
と同様のスチレン系エラストマーを１００重量部、軟化
剤としてパラフィン系プロセスオイルを１０００重量
部、難燃剤として実施例１と同様の赤燐系難燃剤ノーバ
レッド１４０を６ｗｔ％、難燃助剤としてホウ酸亜鉛を
４０ｗｔ％添加したものを混練し、実施例１と同様にし
て成形した。この成形品は、ＵＬ９４垂直燃焼試験で９
４−Ｖ２クラスの自消性を示した。また、アスカーＦＰ
硬度は７５であった。

【００２６】［比較例１］熱可塑性樹脂として実施例２
と同様のスチレン系エラストマーを１００重量部、軟化
剤としてパラフィン系プロセスオイルを６００重量部、
難燃剤として実施例１と同様の赤燐系難燃剤ノーバレッ
ド１４０を１２．５ｗｔ％又は３０ｗｔ％添加し、難燃
助剤を添加しないものを混練し、実施例１と同様にして
成形したが、ＵＬ９４垂直燃焼試験に耐えうるものは得
られなかった。

【００２７】［比較例２］熱可塑性樹脂として実施例２
と同様のスチレン系エラストマー、軟化剤としてパラフ
ィン系プロセスオイルを、熱可塑性樹脂：軟化剤＝１：
６の割合で用い、赤リン５ｗｔ％、ポリリン酸アンモニ
ウム３５ｗｔ％を添加したものを混練し、実施例１と同
様にして成形した。この成形品は、ＵＬ９４垂直燃焼試
験で９４−Ｖ２クラスの自消性を示したものの、表面ス
キン層の剥離が見られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＵＬ垂直燃焼試験の説明図である。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１１月８日（１９９９．１１．
８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】

【課題を解決するための手段、発明の実施の形態、及び
発明の効果】上記課題を解決するため、本発明は、ベー
ス樹脂としての熱可塑性樹脂と、柔軟性を付与するため
の軟化剤とを含む低硬度弾性体であって、赤燐系の難燃
剤２〜１０重量％と、難燃助剤２５〜５５重量％とを
含み、前記熱可塑性樹脂と前記軟化剤との配合比が１：
６〜１３であり、ＵＬ９４垂直燃焼試験で自消性を有
し、アスカーＦＰ硬度が３０〜９０であることを特徴と
する。

フロントページの続きＦターム(参考） 4J002 AB01W AE05X BB15W BC05W BD03W BD15W BG02W BN15W BP01W CB00W CG00W CK02W CL00W DA056 DE077 DE087 DE097 DE107 DE127 DE147 DE237 DH057 DJ007 DJ017 DJ037 DK007 FD02X FD136 FD137

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース樹脂としての熱可塑性樹脂と、柔
軟性を付与するための軟化剤とを含む低硬度弾性体であ
って、赤燐系の難燃剤２〜１０重量％と、難燃助剤２５〜５５重量％とを含み、ＵＬ９４垂直燃焼試験で自消性を有し、アスカーＦＰ硬
度が３０〜９０であることを特徴とする低硬度弾性体。
【請求項２】前記難燃助剤は、金属化合物であること
を特徴とする請求項１記載の低硬度弾性体。
【請求項３】前記難燃助剤は、金属水酸化物又は金属
ホウ酸塩であることを特徴とする請求項１又は２記載の
低硬度弾性体。
【請求項４】前記難燃助剤は、水酸化アルミニウムで
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
低硬度弾性体。
【請求項５】前記熱可塑性樹脂と前記軟化剤との配合
比が、１：０．５〜２０の範囲であることを特徴とする
請求項１〜４のいずれかに記載の低硬度弾性体。
【請求項６】前記熱可塑性樹脂は、スチレン系エラス
トマーである請求項１〜５のいずれかに記載の低硬度弾
性体。