JP2000297185A - 難燃性重合体組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工性、耐擦傷性が優れ、かつ燃焼時におけ
るシェル形成性に優れた難燃性重合体組成物の提供。 【解決手段】 エチレン・不飽和エステルランダム共重
合体（Ａ）７０〜９９重量部、エチレン・不飽和カルボ
ン酸ランダム共重合体（Ｂ）３０〜１重量部、及び
（Ａ）と（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、無機化合
物（Ｃ）を２５〜３００重量部を配合してなる難燃性重
合体組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、加工性、耐擦傷性
が優れ、かつ燃焼時におけるシェル形成性に優れた難燃
性重合体組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】オレフィン系重合体は、一般に電気的特
性、機械的性質、加工性等が優れているところから、電
気絶縁材料として広く使用されている。とくに電線、ケ
ーブル等の用途には、強度、低温特性、耐擦傷性、硬度
等のバランスが良好であるところから、エチレン・不飽
和エステルランダム共重合体が広く使用されている。

【０００３】このようなエチレン共重合体は易燃性であ
るため、用途によっては難燃化する必要があり、そのた
め古くはハロゲン系難燃剤を配合することにより対処し
てきた。しかしながらこのような配合物は、燃焼時に有
害ガスを発生するという問題があるところから、近年で
は非ハロゲン系の水酸化マグネシウム、水酸化アルミニ
ウム等の金属水酸化物難燃剤を配合する処方が採用され
るようになってきた。ところが金属水酸化物難燃剤は、
かなり大量に配合しないと充分な難燃効果を発揮するこ
とができないため、往々にしてエチレン共重合体の加工
性、耐擦傷性、その他機械的特性を犠牲にすることがあ
った。

【０００４】金属水酸化物難燃剤配合エチレン共重合体
の耐擦傷性改良のために、ポリエチレンまたはエチレン
・α―オレフィン共重合体のマレイン化変性体と傷つき
白化防止剤を配合する方法が、特開平２―５５７５１号
公報において提案されている。かかる方法においては、
マレイン化変性体は機械的強度の改良には有効であるも
のの、耐擦傷性の改良効果が小さいため、傷つき白化防
止剤の併用によって性能不足を補うものであった。マレ
イン化変性体の配合量を大幅に増やした場合にはある程
度の耐擦傷性を付与することが可能ではあるが、その反
面で加工性を著しく損なうという欠点が生ずるため、工
業的に採用できる処方ではなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
金属水酸化物難燃剤配合エチレン共重合体組成物におい
て、このような傷つき白化防止剤を使用する必要がな
く、充分な難燃性を保持した上で、加工性、機械的特性
を損なわずに耐擦傷性を改良する処方について検討を行
った。その結果、適量のエチレン・不飽和カルボン酸ラ
ンダム共重合体を配合する方法を見出すに至った。そし
てこの新しい処方によれば、燃焼時のシェル形成が効果
的に行われることも確認するに至った。したがって本発
明の目的は、加工性、耐擦傷性が優れ、燃焼時における
シェル形成性に優れた難燃性重合体組成物を提供するこ
とにある。

【０００６】尚、金属水酸化物難燃剤配合のエチレン共
重合体組成物において、上記公報のようにエチレン・不
飽和カルボン酸共重合体の使用可能性を示唆したいくつ
かの提案はあるが、いずれも漠たる記載しかなく、本願
発明のような特定された配合割合の組成物を示唆するも
のではない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、エチレン・不
飽和エステルランダム共重合体（Ａ）７０〜９９重量
部、エチレン・不飽和カルボン酸ランダム共重合体
（Ｂ）３０〜１重量部及び両者の合計量１００重量部に
対して無機化合物（Ｃ）を２５〜３００重量部の割合で
配合してなる難燃性重合体組成物に関するものである。

【０００８】

【発明の実施の態様】本発明の（Ａ）成分として使用さ
れるエチレン・不飽和エステルランダム共重合体は、一
般にはエチレンと不飽和エステルを、高温、高圧下にラ
ジカル共重合して得られるものである。ここに不飽和エ
ステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのよ
うなビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチ
ル、アクリル酸ｎ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のような（メタ）アクリル酸エ
ステルなどを例示することができる。好ましい不飽和エ
ステルは、酢酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、メタクリル酸メチルなどである。

【０００９】上記エチレン・不飽和エステル共重合体に
おける不飽和エステル含量としては、無機化合物との親
和性、機械的強度などを考慮すると、５〜４０重量％、
とくに９〜３５重量％の範囲にあることが望ましい。ま
た加工性、難燃性を考慮すると、該共重合体として、１
９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレート
が、０．１〜５０ｇ／１０分、とくに０．２〜２５ｇ／
１０分のものを使用するのが望ましい。

【００１０】本発明においては、上記エチレン・不飽和
エステルランダム共重合体とともに、エチレン・不飽和
カルボン酸ランダム共重合体（Ｂ）が使用される。共重
合体（Ｂ）は、エチレンと不飽和カルボン酸以外に、他
の単量体が共重合されていてもよい。ここに不飽和カル
ボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル
酸、マレイン酸、イタコン酸、マレイン酸モノメチル、
マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸などを例示する
ことができるが、とくに不飽和モノカルボン酸、とりわ
けアクリル酸もしくはメタクリル酸がもっとも好適であ
る。また他の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン
酸ビニルのようなビニルエステル、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル
酸イソブチル、アクリル酸ｎ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、マレイン酸ジメチ
ル、マレイン酸ジエチルのような不飽和カルボン酸エス
テル、一酸化炭素、二酸化硫黄などを例示することがで
きる。これら他の単量体の中では、アクリル酸エステル
あるいはメタクリル酸エステルがとくに好適である。

【００１１】共重合体（Ｂ）において、耐擦傷性、シェ
ル形成性改良の観点からみると、不飽和カルボン酸含量
が１〜３０重量％、とくに１〜２０重量％であって、不
飽和カルボン酸と上記他の単量体の総含量が１〜４０重
量％、とくに２〜３０重量％の範囲のものを使用するの
が好ましい。共重合体（Ｂ）としてはまた、１９０℃、
２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが０．１〜
２０００ｇ／１０分、とくに１〜１０００ｇ／１０分の
ものを使用するのが望ましい。このような共重合体も、
共重合体（Ａ）と同様に、高温、高圧下のラジカル共重
合によって得ることができる。

【００１２】共重合体（Ａ）と共重合体（Ｂ）の使用割
合は、前者７０〜９９重量部、好ましくは７０〜９５重
量部に対して後者１〜３０重量部、好ましくは５〜３０
重量部である。共重合体（Ｂ）の使用量が上記範囲より
少ないと充分な改良効果を達成することは難しく、また
その使用割合が上記範囲を越えると（Ａ）の有する優れ
た特性、例えば加工性などが損なわれるので好ましくな
い。

【００１３】本発明においては、共重合体（Ａ）及び共
重合体（Ｂ）の合計量１００重量部に対して、無機化合
物（Ｃ）を２５〜３００重量部、好ましくは５０〜２０
０重量部、一層好ましくは７０〜１５０重量部の割合で
配合される。無機化合物（Ｃ）としては、水酸化マグネ
シウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム、ハイドロタルサイトのような金属水酸化物、シリ
カ、アルミナ、炭酸カルシウム、タルク、クレイ、ゼオ
ライト、カーボンブラック、ガラス繊維などの充填剤な
どを例示することができるが、充分な難燃性を求める場
合には、金属水酸化物を使用するかあるいは金属水酸化
物が少なくとも８０重量％を占めるような混合無機化合
物を使用するのがよい。無機化合物の配合量が上記範囲
より少ないと充分な難燃性を付与することは難しく、ま
たその配合量が上記範囲より多くなると加工性良好な組
成物を得ることが難しくなる。

【００１４】無機化合物の混和性、組成物から得られる
成形物の外観等を考慮すると、無機化合物として、平均
粒径が０．０５〜２０μｍ、とくに０．１〜５μｍ程度
のものを使用するのが望ましい。また同様の理由で、無
機化合物表面が、脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸塩、脂
肪酸エステル、脂肪族アルコール、シランカップリング
剤、シリコンオイル等で表面処理されたものを使用する
のが好ましい。

【００１５】共重合体（Ａ）、（Ｂ）及び無機化合物
（Ｃ）からなる本発明の重合体組成物においては、機械
的強度やその他物性の改良のため、共重合体（Ａ）及び
（Ｂ）の合計量１００重量部当り、１００重量部以下、
好ましくは５０重量部以下の割合で他のオレフィン重合
体を配合することができる。このようなオレフィン重合
体としては、高、中、低密度ポリエチレン、エチレン・
α―オレフィン共重合体、ポリプロピレン、ポリー１―
ブテン、ポリー４―メチルー１―ペンテンなどを例示す
ることができる。これらはいかなる方法で製造されたも
のであってもよく、また２種以上併用することもでき
る。

【００１６】本発明の組成物にはまた、必要に応じ任意
の添加剤を配合することができる。このような添加剤と
しては、酸化防止剤、光安定剤、紫外線防止剤、顔料、
染料、滑剤、ブロッキング防止剤、発泡剤、発泡助剤、
架橋剤、架橋助剤などを例示することができる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。尚、実施例及び比較例において用いられた原料樹
脂、無機化合物、添加剤及び得られた重合体組成物の物
性試験方法は次の通りである。

【００１８】１．原料 原料に使用したエチレン・不飽和エステル共重合体を表
１に、またエチレン・不飽和カルボン酸共重合体を表２
に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】 表中、ＥＭＡＡ：エチレン・メタクリル酸共重合体 ＥＭＡＡＩＢＡ：エチレン・メタクリル酸・アクリル酸
イソブチル共重合体

【００２１】また無機化合物として、水酸化マグネシウ
ム（協和化学社製）を、その他添加剤として、酸化防止
剤（商品名：イルガノックス１０１０ チバスペシャリ
ティ・ケミカルズ社製）を使用した。

【００２２】２．重合体組成物の物性試験方法 （１）テーバー磨耗：ＪＩＳ Ｋ７２０４に準拠 耐擦傷性の指標として、テーバー磨耗の測定を行った。 （２）メルトフローレート（ＭＦＲ）：ＪＩＳ Ｋ６７
６０に準拠 樹脂温度：１９０℃、荷重：２１６０ｇ （３）外観 ＭＦＲ測定時のストランドの状態を目視で観察し、下記
の判定基準で評価を行った。 〇：ストランドの肌が滑らか △：ストランドが少し肌荒れ ×：ストランドの肌がガタガタ （４）酸素指数：ＪＩＳ Ｋ７２０１に準拠 難燃性の指標として酸素指数の測定を行った。 （５）シェル形成：酸素指数測定時のサンプルの燃焼の
状況を目視で観察し、下記の判定基準で評価を行った。 〇：シェルを形成し、シェル自体が強固なもの △：シェルを形成する ×：溶融しながら流れ落ちるもの（ドリップするもの）

【００２３】実施例１〜５、比較例１〜３ 各原料を表３及び表４に示す割合で配合し、小型加圧ニ
ーダーで加熱混練後、６インチロールに投入しロール混
練を行うことにより、難燃性重合体組成物を調製した。
この組成物の加工性（ＭＦＲ及びその測定時におけるス
トランド外観）を調べると共に、プレス成形により厚さ
１ｍｍ及び３ｍｍのシートを作成し、テーバー磨耗及び
難燃性（酸素指数およびシェル形成）の評価を実施し
た。結果を表３及び表４に併記する。

【００２４】

【表３】 表中の原料の割合は重量比

【００２５】

【表４】 表中の原料の割合は重量比

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、無機化合物が大量に配
合されているにもかかわらず、耐擦傷性や加工性に優
れ、しかもエチレン・不飽和エステル共重合体が本来有
する優れた機械的強度を保持した重合体組成物を提供す
ることができる。このような組成物には又、高い難燃性
と優れたシェル形成性を保有させることができる。本発
明の重合体組成物はこのような特性を生かして、押出成
形、射出成形、圧縮成形、中空成形、発泡成形等の各種
成形方法により種々の成形品にして利用することができ
る。例えば、人工芝、マット、止水シート、トンネルシ
ート、ルーフィング等の土木分野、ホース、チューブ等
のパイプ用途、パッキン、制振シートなどの家電用途、
カーペットの裏打ち材、ドアパネル防水シート、泥よ
け、モール等の自動車用途、家具、床材、発泡シート等
の建材用途、通信ケーブル、電力ケーブル、収縮チュー
ブ等のケーブル用途などの各分野で使用することができ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン・不飽和エステルランダム共重
   合体（Ａ）７０〜９９重量部、エチレン・不飽和カルボ
   ン酸ランダム共重合体（Ｂ）３０〜１重量部及び両者の
   合計量１００重量部に対して無機化合物（Ｃ）を２５〜
   ３００重量部の割合で配合してなる難燃性重合体組成
   物。
2. 【請求項２】 エチレン・不飽和エステルランダム共重
   合体（Ａ）が、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメル
   トフローレートが０．１〜５０ｇ／１０分のエチレン・
   （メタ）アクリル酸エステル共重合体又はエチレン・酢
   酸ビニル共重合体である請求項１記載の難燃性重合体組
   成物。
3. 【請求項３】 エチレン・不飽和カルボン酸ランダム共
   重合体（Ｂ）が、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメ
   ルトフローレートが１〜２０００ｇ／１０分のエチレン
   ・（メタ）アクリル酸共重合体である請求項１記載の難
   燃性重合体組成物。
4. 【請求項４】 無機化合物（Ｃ）が、金属水酸化物難燃
   剤である請求項１記載の難燃性重合体組成物。