JP2001089666A - 樹脂組成物 - Google Patents

樹脂組成物

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JP2001089666A JP26799899A JP26799899A JP2001089666A JP 2001089666 A JP2001089666 A JP 2001089666A JP 26799899 A JP26799899 A JP 26799899A JP 26799899 A JP26799899 A JP 26799899A JP 2001089666 A JP2001089666 A JP 2001089666A
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徹夫 藤村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な難燃性を有し、且つ高流動性であるた
め優れた成形性を有する樹脂組成物。 【解決手段】 高流動性のオレフィン系重合体,芳香族
ビニル化合物系重合体にハロゲン系,リン系等の難燃剤
を添加した高流動性の樹脂に対し、更にカーボン繊維,
ガラス繊維等の非燃焼性繊維を含有させた、良好な難燃
特性を有し、且つ高流動性であるために成形性に優れる
樹脂組成物,及びこの樹脂より成形された樹脂成形体。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、難燃剤を添加した
樹脂に非燃焼性の繊維を併せて添加する事により、燃焼
時の樹脂のドリッピング(溶融滴下)を発生し難くし、
且つ高流動性であり、優れた成形性を有する樹脂組成物
およびそれよりなる成形体に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレ
フィン系重合体、ポリスチレン、スチレンブタジエン共
重合体等の芳香族ビニル化合物系重合体は、一般的には
ハロゲン系、リン系等の難燃剤、及び三酸化アンチモン
等の難燃助剤を添加し難燃化されている。
【0003】しかしながら、難燃性を有するオレフィン
系重合体、芳香族ビニル化合物系重合体について良好な
成形性の付与を目的に高流動性の重合体を使用すると、
燃焼時に溶融した樹脂のドリッピングを生じる問題があ
り、良好な難燃性と優れた成形性を両立することは従来
困難であった。
【0004】一方、樹脂を導電化する場合、従来安価な
カーボンブラック粉末を樹脂中に充填し導電化する方法
が一般的であった。しかしながらカーボンブラック粉末
を使用しての樹脂の導電化の場合、樹脂の流動性が著し
く低下してしまい、射出成形等での成形性が劣ってしま
う問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は良好な難燃
性、すなわちUL−94に規定される1/16インチ厚
み試験片での難燃性がV−0以上である燃焼時に溶融樹
脂のドリッピングを発生し難い、及び優れた成形性、す
なわちJIS−K−7210に規定される方法にて22
0℃×5kgfの条件で測定した時の流動性が5〜50
g/10分である樹脂組成物を提供することを課題とす
る。
【0006】
【課題を解決する為の手段】本発明者は鋭意研究の結
果、カーボン繊維、ガラス繊維等の非燃焼性繊維を樹脂
中に添加する事により、優れた難燃成形体を得る為の、
高流動性と良好な難燃性を両立する樹脂組成物を発現す
る組成を見出し、本発明に至ったものである。更に、カ
ーボン繊維を使用した場合、高流動性と良好な難燃性に
加え、導電性も同時に付与することも可能である。
【0007】すなわち、本発明は、(1)難燃剤を含有
した樹脂100重量部に対し、非燃焼性繊維を3〜40
重量部含有してなり、JIS−K−7210に規定され
る220℃×5kgf条件下での流動性が5〜50g/
10分、UL−94に規定される1/16インチ厚み試
験片での難燃性がV−0以上である樹脂組成物、(2)
樹脂がオレフィン系重合体及び/又は芳香族ビニル化合
物系重合体である(1)の樹脂組成物、(3)非燃焼性
繊維がカーボン繊維である(1)または(2)の樹脂組
成物、(4)体積抵抗値が10-2〜106Ω・cmの範
囲である(3)の樹脂組成物、(5)非燃焼性繊維の平
均繊維長が50〜2000μmである、(1)から
(4)のいずれか一項に記載の樹脂組成物、(6)非燃
焼性繊維のアスペクト比が5以上である、(1)から
(5)のいずれか一に記載の樹脂組成物、(7)(1)
から(6)のいずれか一に記載の樹脂組成物よりなる成
形体、である。
【0008】以下本発明を更に詳細に説明する。本発明
では非燃焼性繊維を樹脂に添加することにより、燃焼時
に樹脂が溶融して起こるドリッピングを抑制し、優れた
成形性を実現する高流動性と良好な難燃性を両立した樹
脂組成物をうることができる。
【0009】本願発明の樹脂組成物は難燃剤を含有した
樹脂100重量部に対し、非燃焼性繊維を3〜40重量
部含有してなり、JIS−K−7210に規定される2
20℃×5kgf条件下での流動性が5〜50g/10
分好ましくは12〜50g/10分であり、UL−94
に規定される1/16インチ厚み試験片での難燃性がV
−0以上のものである。ここで非燃焼性繊維を添加しな
いと成形性は良好であっても燃焼時にドリッピングが生
じてしまうが、非燃焼性繊維を添加することにより燃焼
時でもドリッピングが生じないか、生じにくくなる。流
動性が5g/10分以下では優れた成形性は得られ難
い。又、成形性の向上を目的に成形機の温度を上昇させ
ると難燃剤の分解を生じる可能性があり好ましくない。
一方、流動性が50g/10分以上だと非燃焼性繊維を
添加しても燃焼時のドリッピングを抑制することが困難
である。
【0010】非燃焼性繊維としては、例えばカーボン繊
維、ニッケル金属等をカーボン繊維表面に被覆した金属
被覆カーボン繊維、ガラス繊維、ステンレス/真鍮繊維
等の金属繊維、ウイスカ等の無機系繊維がある。
【0011】非燃焼性繊維の添加量は、所定の難燃剤を
添加した難燃性重合体100重量部に対し3〜40重量
部が好ましい。3重量部未満の添加量では、非燃焼性繊
維の添加による溶融した重合体のドリッピング抑制の効
果が得られ難く、一方40重量部以上では外観の悪化
や、樹脂の持つ耐衝撃性の低下、引張強度、曲げ強度等
の機械的な強度の著しい低下を生じ易いため、好ましく
ない。
【0012】本発明中の非燃焼性繊維としてカーボン繊
維を使用した場合、重合体のドリッピング抑制と同時に
導電性を付与することも可能である。
【0013】カーボン繊維の添加により導電性を付与す
る場合、その添加量は所定の難燃剤を添加した難燃性樹
脂100重量部に対し3〜40重量部が好ましい。3重
量部未満の添加量ではドリッピング抑制の効果が得られ
難いと同時に、カーボン繊維添加による導電性が得られ
難い。一方、40重量部以上の添加では一般的な非燃焼
性繊維の添加の場合と同様に、外観の悪化、樹脂の持つ
耐衝撃性の低下、引張強度、曲げ強度等の機械的な強度
の著しい低下を生じ易いため好ましくない。
【0014】樹脂中に含有する非燃焼性繊維の平均繊維
長は50〜2000μmであることが好ましい。平均繊
維長が50μm未満では繊維の添加によるドリッピング
抑制の効果に乏しく、目的とするV−0の難燃性を得る
ことが難しくなる。更には、カーボン繊維を加えて導電
化する場合、106Ω・cm以下の良好な導電性が得ら
れ難い。一方、平均繊維長が2000μmを越える場
合、非燃焼性繊維の添加により成形品の外観が悪化した
り、成形品の細部への樹脂充填が困難になるばかりでな
く、樹脂の流動性の低下を生じるため成形性も悪くなっ
てしまう。
【0015】非燃焼性繊維はそのアスペクト比(長距/
短距の比)の平均値が5以上であるものが好ましい。ア
スペクト比が5未満では、繊維の添加によるドリッピン
グ抑制の効果に乏しく、目的とするV−0の難燃性を得
ることが難しい。
【0016】本発明で使用される樹脂としてはオレフィ
ン系重合体、芳香族ビニル化合物系重合体等がある。オ
レフィン系重合体としては、高密度ポリエチレン、低密
度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポ
リエチレン、ポリ−(4−メチル−1−ペンテン)、ポ
リプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリアクリロニトリ
ル、ポリ酢酸エステル、ポリアクリル酸、ポリアクリル
酸エステル、ポリマレイン酸、ポリマレイン酸エステル
等の単独重合体、及びこれらの共重合体、更にはこれら
のブレンド物であっても良い。
【0017】芳香族ビニル化合物系重合体としては、G
Pポリスチレンとも称されるスチレンの単独重合体、ポ
リ-α-メチルスチレン、ポリビニルトルエン、ポリジビ
ニルベンゼン、シンジオタクチックポリスチレン等の単
独重合体、およびその共重合体がある。共重合体として
は例えばAS樹脂の呼称で代表されるアクリロニトリル
とスチレンの共重合体、オレフィン系化合物との共重合
体樹脂としてSEBSの呼称で代表されるスチレンとエ
チレン、ブテンとのブロック共重合体、スチレンとエチ
レン、プロピレン等とのグラフト共重合体、共役ジエン
化合物との共重合樹脂としてハイインパクトポリスチレ
ン(耐衝撃性ポリスチレン)の呼称で代表される1、3
-ブタジエングラフトポリスチレンやスチレン-1、3ブ
タジエンブロック共重合体、ABSの呼称で代表される
アクリロニトリルと1、3−ブタジエンとスチレンとの
共重合体等が挙げられる。これらは単独でもそれらのブ
レンド物であっても良い。
【0018】本発明に使用する難燃剤は、ハロゲン系、
リン系、金属水酸化物系等、任意の難燃剤の使用が可能
であるが、好ましくはハロゲン系、リン系の難燃剤であ
る。又、二種類以上の難燃剤を併用して用いても良い。
尚、難燃助剤として適量の三酸化アンチモン等の添加も
可能である。
【0019】本発明の樹脂組成物を作製する方法として
は特に限定しないが、公知の方法、例えば樹脂、カーボ
ン繊維、ガラス繊維等の非燃焼性繊維、難燃剤、難燃助
剤、滑剤等の添加剤をヘンシェルミキサー、タンブラ
ー、マゼラー等の混合機で攪拌後、単軸押出機や、同方
向・異方向二軸押出機などによりペレット状の形態とし
たり、別の方法としてカーボン繊維やガラス繊維を別添
加する方法があり、樹脂、難燃剤,難燃助剤、滑剤等の
添加剤をヘンシェルミキサー、タンブラー、マゼラー等
の混合機で攪拌後、混合物を同方向・異方向二軸押出機
のフィード部に投入し更に二軸押出機の途中よりカーボ
ン繊維やガラス繊維をフィードする方法でも良い。
【0020】本発明の樹脂組成物には、その特徴を損な
わない範囲で、加工助剤としてフェノール系、リン系等
の各種の安定剤、金属石けん、高級脂肪酸エステル系等
の滑剤、カーボンブラック、酸化チタン、酸化鉄等の着
色剤などの添加剤、剛性、熱膨張係数の制御等を目的と
し、ガラスフレーク、マイカ、タルク等の無機充填剤を
公知の方法に従い必要に応じて添加することが出来る。
【0021】本願発明の樹脂組成物からなる成形物は各
種用途に好適に使用することができる。特にイオン化し
た埃を電気的に吸着するイオン式空気清浄機の電界を発
生させ埃を吸着する導電難燃部品や、電気スイッチボタ
ン部品、電気機器の内部部品/筐体等の成形体に好適に
使用することができる。組成物から成形品を成形する方
法に関しては特に限定されないが、射出成形機による成
形が好適に用いられる。
【0022】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。尚、各測定は以下の条件により行った。 難燃性:UL−94の測定方法に従い、1/16イン
チ厚みの試験片にて評価を行った。 流動性:東洋精機社 メルトフローインデクサーを使
用し、JIS−K−7210に即しての測定を行った。
尚、測定条件は、温度220℃、荷重5kgfにて実施
した。 成形性:東芝社 IS−100E射出成形機を使用
し、図1に示す厚み1.6mm×巾15mm×長さ200
mmの板状物を成形し、成形性の評価を行った。 平均繊維長、及びアスペクト比:コンパウンド後の難
燃樹脂を良溶媒に溶解させ非燃焼性繊維を濾取し、光学
顕微鏡にて平均繊維長、及びアスペクト比の測定を行っ
た。 体積抵抗値:で成形した平板の中央部を図2に示す
様に、巾15mm×長さ60mmの大きさに切断した
後、その両端部に銀ペースト(藤倉化成社製、ドータイ
トD−550)を塗布し、テスター(日置電機社製、3
256−01デジタルハイテスター)を用いて、体積抵
抗値の測定を行った。
【0023】(実施例1)芳香族ビニル化合物系重合体
としてハイインパクトポリスチレン(電気化学工業社
製、デンカスチロールHI−SQ−301U)80重量
部、難燃剤として臭素含有量が52重量%の芳香族系難
燃化合物(帝人化成社製、ファイヤーガード7500)
16重量部、難燃助剤として三酸化アンチモン4重量部
からなる難燃性樹脂組成物の合計100重量部に対し、
非燃焼性繊維としてカーボン繊維(東邦レーヨン社製、
HTA−C6−E)10重量部を添加し、これらの原料
をマゼラーで混合後二軸押出機でコンパウンド化した。
このコンパウンドのJIS−K−7210に規定の方法
により測定した220℃×5kgf条件下での流動性は
15g/10分であった。コンパウンドの物性評価結果
を表1に示す。
【0024】(実施例2)芳香族ビニル化合物系重合体
としてハイインパクトポリスチレン80重量部、難燃剤
として臭素含有量が52重量%の芳香族系難燃化合物1
6重量部、難燃助剤として三酸化アンチモン4重量部か
らなる難燃性樹脂組成物の合計100重量部に対し、非
燃焼性繊維としてカーボン繊維15重量部を添加し、こ
れらの原料をマゼラーで混合後二軸押出機でコンパウン
ド化した。尚、コンパウンド化時の混練条件を”(実施
例1)より強混練”としカーボン繊維を切断、短繊維と
した。このコンパウンドのJIS−K−7210に規定
の方法により測定した220℃×5kgf条件下での流
動性は14g/10分であった。コンパウンドの物性評
価結果を表1に示す。
【0025】(実施例3)芳香族ビニル化合物系重合
体、及びオレフィン樹脂の共重合物としてアクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂(電気化学工業
社製、デンカABSQF)75重量部、難燃剤として臭
素含有量が68重量%の芳香族系難燃化合物(ETHY
L社製、SAYTEX BT−93)20重量部、難燃
助剤として三酸化アンチモン5重量部からなる、難燃性
樹脂組成物の合計100重量部に対し、非燃焼性繊維と
してカーボン繊維14重量部を添加し、これらの原料を
タンブラーで混合後二軸押出機でコンパウンド化した。
このコンパウンドのJIS−K−7210に規定の方法
により測定した220℃×5kgf条件下での流動性が
20g/10分であった。コンパウンドの物性評価結果
を表1に示す。
【0026】(実施例4)オレフィン系重合体としてポ
リプロピレン樹脂(三井化学製、ハイポールJ−70
0)75重量部、難燃剤として臭素含有率が60重量%
の芳香族系難燃化合物(東都化成社製、TB−62)2
0重量部、難燃助剤として三酸化アンチモン4.5重量
部、着色剤としてカーボンブラック(東海カーボン社
製、トーカブラック#7550)0.5重量部からな
る、難燃性樹脂化合物の合計100重量部に対し、非燃
焼性繊維としてガラス繊維(日本板硝子社製、RES0
3)25重量部を添加し、これらの原料をタンブラーで
混合後二軸押出機でコンパウンド化した。このコンパウ
ンドのJIS−K−7210に規定の方法により測定し
た220℃×5kgf条件下での流動性が15g/10
分であった。コンパウンドの物性評価結果を表1に示
す。
【0027】(実施例5)芳香族ビニル化合物系重合
体、及びオレフィン樹脂の共重合物としてアクリロニト
リル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂75重量部、難
燃剤として臭素含有量が68重量%の芳香族系難燃化合
物20重量部、難燃助剤として三酸化アンチモン5重量
部からなる難燃性樹脂組成物の合計100重量部に対
し、非燃焼性繊維としてカーボン繊維14重量部を添加
した。尚、カーボン繊維の添加の方法として、カーボン
繊維以外の原料をマゼラーで混合後二軸押出機にトップ
フィード添加し、カーボン繊維はダイスに近い位置へサ
イドフィードで添加した。この結果、繊維長は、180
0μm程度であった。このコンパウンドのJIS−K−
7210に規定の方法により測定した220℃×5kg
f条件下での流動性が15g/10分であった。コンパ
ウンドの物性評価結果を表1に示す。成形品の外観光沢
が劣る傾向にあったが、UL−94に規定される1/1
6インチ厚み試験片での燃焼試験ではドリッピングが生
じず、V−0の良好な難燃性であった。
【0028】(比較例1)実施例1の比較例として、ハ
イインパクトポリスチレン80重量部、難燃剤として臭
素含有量が52重量%の芳香族系難燃化合物16重量
部、難燃助剤として三酸化アンチモン4重量部からなる
難燃性樹脂化合物の合計100重量部、及び非燃焼性繊
維としてカーボン繊維2重量部をマゼラーで混合後、二
軸押出機でコンパウンド化した。このコンパウンドのJ
IS−K−7210に規定の方法により測定した220
℃×5kgf条件下での流動性は17g/10分であっ
た。コンパウンドの物性評価結果を表2に示すが、UL
−94に規定される1/16インチ厚みの試験片の燃焼
試験にて溶融樹脂のドリッピングが発生し、V−0の難
燃性は発現出来なかった。
【0029】(比較例2)実施例1の比較例として、比
較例1よりも高流動性のハイインパクトポリスチレン
(電気化学工業社製、デンカスチロールUR−510)
80重量部、難燃剤として臭素含有量が52重量%の芳
香族系難燃化合物16重量部、難燃助剤として三酸化ア
ンチモン4重量部からなる難燃性樹脂化合物の合計10
0重量部に対し、非燃焼性繊維としてカーボン繊維10
重量部を添加し、マゼラーで混合後二軸押出機でコンパ
ウンド化した。このコンパウンドのJIS−K−721
0に規定の方法により測定した220℃×5kgf条件
下での流動性は60g/10分であった。コンパウンド
の物性評価結果を表2に示すが、ドリッピング抑制効果
は不十分であり、UL−94に規定される1/16イン
チ厚み試験片の燃焼試験にてV−0の難燃性は発現出来
なかった。
【0030】(比較例3)実施例1の比較例として、比
較例1よりも高流動性のハイインパクトポリスチレン8
0重量部、難燃剤として臭素含有量が52重量%の芳香
族系難燃化合物16重量部、難燃助剤として三酸化アン
チモン4重量部からなる難燃性樹脂化合物の合計100
重量部に対し、導電化剤としてカーボンブラック(電気
化学工業社製、デンカブラック粒状)20重量部を添加
し、マゼラーで混合後二軸押出機でコンパウンド化し
た。このコンパウンドのJIS−K−7210に規定の
方法により測定した220℃×5kgf条件下での流動
性は15g/10分であった。コンパウンドの物性評価
結果を表2に示すが、カーボンブラック添加による樹脂
の導電化は出来るもののドリッピング抑制効果が不十分
であり、UL−94に規定される1/16インチ厚み試
験片の燃焼試験でドリッピングが発生し、V−0の難燃
性は発現出来なかった。
【0031】(比較例4)実施例3の比較例として、実
施例3より低流動性のアクリロニトリル−ブタジエン−
スチレン共重合樹脂(電気化学工業社製、デンカABS
GR3000)75重量部、難燃剤として臭素含有量
が68重量%の芳香族系難燃化合物20重量部、難燃助
剤として三酸化アンチモン5重量部からなる、低流動難
燃性樹脂組成物の合計100重量部に対し非燃焼性繊維
としてカーボン繊維14重量部を添加し、これらの原料
をタンブラーで混合後二軸押出機でコンパウンド化し
た。このコンパウンドのJIS−K−7210に規定の
方法により測定した220℃×5kgf条件下での流動
性は3g/10分であった。コンパウンドの物性評価結
果を表2に示すが、UL−94に規定される燃焼試験で
のドリッピングの発生は無かったが、流動性に劣る為に
成型時の樹脂の充填不足を生じ、良好な成形品が得られ
なかった。
【0032】(比較例5)実施例4の比較例として、オ
レフィン系重合体としてポリプロピレン樹脂75重量
部、難燃剤として臭素含有率が60重量%の芳香族系難
燃化合物20重量部、難燃助剤として三酸化アンチモン
4.5重量部、着色剤としてカーボンブラック0.5重
量部からなる、難燃性樹脂化合物の合計100重量部に
対しガラス繊維45重量部を添加し、これらの原料をタ
ンブラーで混合後二軸押出機でコンパウンド化した。こ
のコンパウンドのJIS−K−7210に規定の方法に
より測定した220℃×5kgf条件下での流動性が1
3g/10分であった。コンパウンドの物性評価結果を
表2に示すが、非燃焼性繊維としてガラス繊維の添加に
より燃焼時の溶融樹脂のドリッピングの発生は無かった
ものの、添加量が多く成形品の表面の肌荒れが生じ外観
に問題を発生した。
【0033】
【表1】
【0034】HIPS:ハイインパクトポリスチレン ABS:アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重
合樹脂 PP:ポリプロピレン
【0035】
【表2】
【0036】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、高流動性の難燃
性樹脂に非燃焼性繊維を添加することにより、ドリッピ
ングを生じない良好な難燃性と優れた成形性との二つの
両立した特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】成形性評価用試験片形状
【図2】体積抵抗値測定用試験片形状
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 23/00 C08L 23/00 25/00 25/00 H01B 1/24 H01B 1/24 A B Fターム(参考) 4F071 AA01 AA12X AA14 AA20 AA22 AA22X AA34X AA77 AB03 AB18 AD01 AE07 AE15 AE17 AH12 BA01 BB06 BC03 4J002 AA001 BB001 BB031 BB121 BB171 BC001 BC031 BC041 BC061 BC081 BC091 BF021 BG011 BG041 BG101 BH001 BN141 BN151 BP011 DA017 DA067 DE126 DL007 FA047 FA067 FD017 FD136 GQ00 5G301 DA06 DA07 DA10 DA20 DA29 DA42 DA43 DD05

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】難燃剤を含有した樹脂100重量部に対
    し、非燃焼性繊維を3〜40重量部含有してなり、JI
    S−K−7210に規定される220℃×5kgf条件
    下での流動性が5〜50g/10分、UL−94に規定
    される1/16インチ厚み試験片での難燃性がV−0以
    上である樹脂組成物。
  2. 【請求項2】樹脂がオレフィン系重合体及び/又は芳香
    族ビニル化合物系重合体である請求項1の樹脂組成物。
  3. 【請求項3】非燃焼性繊維がカーボン繊維である請求項
    1または請求項2の樹脂組成物。
  4. 【請求項4】体積抵抗値が10-2〜106Ω・cmの範
    囲である請求項3の樹脂組成物。
  5. 【請求項5】非燃焼性繊維の平均繊維長が50〜200
    0μmである、請求項1から請求項4のいずれか一項に
    記載の樹脂組成物。
  6. 【請求項6】非燃焼性繊維のアスペクト比が5以上であ
    る、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の樹脂
    組成物。
  7. 【請求項7】請求項1から請求項6のいずれか一項に記
    載の樹脂組成物よりなる成形体。
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