JP2001131294A

JP2001131294A - 難燃性高分子複合材料成形体製造用マスターバッチ

Info

Publication number: JP2001131294A
Application number: JP35684699A
Authority: JP
Inventors: Tatsuaki Oda; 達明小田; Makio Nomura; 牧夫野村; Hisakuni Ito; 寿国伊藤
Original assignee: Ishizuka Glass Co Ltd
Current assignee: Ishizuka Glass Co Ltd
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で高い難燃性を示す難燃性高分子複合材
料からなる成形体を製造するためのマスターバッチを提
供する。【解決手段】担持材料粒子１に、加熱により珪素及び
／又は金属の酸化物を主体としたガラス質セラミックス
を生ずる難燃性付与用粒子１０を、樹脂等の高分子材料
からなる基質中に分散した高分子複合材料により、成形
用のマスターバッチを構成する。このようなマスターバ
ッチにて製造した成形体は、高熱が付与された場合に、
その高熱により難燃性付与用粒子１０の化合物層が燃焼
を阻害する保護膜を形成し、高い難燃性能が達成され
る。また、マスターバッチとして構成されていること
で、射出成形機などの種々の成形機において、流動性の
高い成形用素地として活用することができ、ひいては成
形工程の簡略化と高能率化にも大きく寄与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、難燃性高分子複合
材料成形体を製造するためのマスターバッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂材料（高分子材料）は、化学的、物
理的に優れた性能を有し、成形性及び加工性にも優れて
いることにより、広範囲な分野で使用され、需要が伸び
ているが、殆どの樹脂材料は燃えやすいのが大きな欠点
であるため、その使用が制限されており、樹脂材料の難
燃化が望まれている。

【０００３】樹脂材料を難燃化するための難燃剤として
は、ハロゲン系難燃剤が主流であるが、ハロゲン系難燃
剤から発生するダイオキシンやフランの問題から環境保
護上好ましくなく、エコロジカルな難燃剤の開発、実用
化が望まれている。ノンハロゲン系のリン系難燃剤もリ
ンの水素化物であるホスフィンが発生し、好ましくな
い。

【０００４】また、水酸化アルミニウムや水酸化マグネ
シウム等の無機系難燃剤があり、水酸化アルミニウムは
低有害性、低発煙性、電気絶縁性も良好、しかも低コス
トであるため難燃剤の中では需要量も多い。しかし、問
題点として機械的性質、耐水性の低下、多量（１５０部
以上）配合するためのコンパウンドの粘度上昇、４００
℃以上の高温での難燃効果が低いこと、あるいは成形加
工温度が高い樹脂の加工時に脱水発泡し易い等がある。

【０００５】また、水酸化マグネシウムは水酸化アルミ
ニウムと同様の難燃効果があり、水酸化アルミニウムの
欠点である樹脂の加工温度での脱水発泡がないが、酸に
対して弱く、湿度の高い条件では空気中の炭酸ガスと反
応して炭酸マグネシウムが生成して白化したり、コスト
が水酸化アルミニウムに比べ高い等の欠点がある。な
お、これらの無機系難燃剤は単独では難燃効果が小さい
ため、他の難燃剤との併用が必要でもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
の問題点を解決して、安価で高い難燃性を示す難燃性高
分子複合材料からなる成形体を製造するためのマスター
バッチを提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記の課
題を解決するために、本発明の難燃性高分子複合材料成
形体製造用マスターバッチ（以下、単にマスターバッチ
とも称する）の構成は、珪素成分及び／又は金属成分と
酸素とを含有する化合物を主体とし、加熱により珪素及
び／又は金属の酸化物を主体とするガラス質セラミック
スを生ずる難燃性付与用粒子が、高分子材料からなる基
質中に分散された粒状成形物として構成され、個々の粒
状成形物よりも大体積の二次形状に再成形するために使
用されることを特徴とする。

【０００８】上記マスターバッチの構成によれば、加熱
により珪素及び／又は金属の酸化物を主体としたガラス
質セラミックスを生ずる難燃性付与用粒子を、樹脂等の
高分子材料からなる基質（すなわち、難燃性付与対象材
料）中に分散することにより、例えば難燃性付与対象材
料に高熱（例えば５００℃以上）が付与された場合に、
その高熱により難燃性付与用粒子の化合物が燃焼を阻害
する保護膜を形成する。その結果、難燃性付与対象材料
に対して高い難燃性を付与することが可能となる。ま
た、保護膜の形成効果により、難燃性付与対象材料への
配合量が少量でも十分な難燃性能を付与することが可能
となり、結果として上記粒子を含めた難燃剤の配合量を
削減できるので、最終的に得られる材料の強度や耐久
性、さらには成形性や流動性（例えば射出成形可能な材
質の場合には、金型中での流れ性）等の減少を抑制でき
る効果も達成できる。また、マスターバッチとして構成
されていることで、射出成形機などの種々の成形機にお
いて、流動性の高い成形用素地として活用することがで
き、ひいては成形工程の簡略化と高能率化にも大きく寄
与する。

【０００９】上記のような難燃性付与用粒子を構成する
化合物に含まれる珪素成分及び／又は金属成分は、加熱
による酸化等も相俟ってガラス質セラミックスを生じや
すく、また、その生成される珪素及び／又は金属の酸化
物を主体とするガラス質セラミックスは耐熱性が高いた
め、高熱が付加されたときに極めて強力な保護膜となっ
て、難燃性付与対象材料に対して一層高い難燃性を付与
することが可能となる。なお、上記のようなガラス質セ
ラミックは、初めから化合物の一部をなすものとして存
在していてもよいし、化合物の一部又は全部が加熱され
たときにガラス質セラミックに転化する形態でもよい。
また、金属成分としては、例えばＴｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚ
ｎ、Ｎｉ及びＺｒ、あるいはその他の遷移金属元素の１
種又は２種以上を採用することができる。なお、本発明
の難燃性高分子複合材料においては、ＵＬ９４燃焼性試
験にてテストしたときに、その燃焼残留物中の珪素成分
の酸化物換算重量含有率ＷSiと、同じく金属成分の酸化
物換算重量含有率ＷMとの合計ＷSi＋ＷMが、０．５〜６
０重量％となっているのがよい。ＷSi＋ＷMが６０重量
％を超えると、複合材料の強度（例えば引張強度等）や
伸びといった機械的性質が損なわれやすくなり、ＷSi＋
ＷMが０．５重量％未満では難燃性能向上効果への寄与
が不十分となる場合がある。なお、珪素成分はＳｉＯ_２
に換算する。また、金属成分を含有する場合は、各金属
成分を、含有される金属イオンの価数（Ｘ線光電子分光
法により特定可能である）に対応する組成の酸化物に換
算する。例えばＺｎ^２＋が検出されれば対応する酸化物
はＺｎＯであり、Ｃｕ^＋が検出されれば対応する酸化物
はＣｕ_２Ｏである。

【００１０】上記マスターバッチは、高分子基質とは同
質または異質の高分子材料からなる希釈高分子材料とと
もに再成形することにより、自身よりも難燃性付与用複
合粒子の含有量が小さい二次成形体を製造するために使
用することができる。このようにすることで、最終的な
二次成形体中の難燃性付与用複合粒子の含有率を、希釈
高分子材料に対するマスターバッチの配合比率を変更す
ることにより、自由にしかも簡単に調整することが可能
になる。また、マスターバッチの製造時に高分子基質と
難燃性付与用複合粒子との混練を行い、さらに成形時
に、そのマスターバッチが希釈高分子材料と混合される
ことで、高分子基質中への難燃性付与用複合粒子の分散
がいわば２段階に図られることで、最終的に得られる二
次成形体中の複合粒子の分散状態をより均一なものとす
ることができるようになる。

【００１１】難燃性付与用粒子は、例えば不純物成分等
の形で不可避的に混入するものを除いて、塩素あるいは
フッ素等のハロゲン成分を含有しないものとして構成す
ることもできる。これにより、高熱付加時に従来のよう
な有害ガスを発生しないためエコロジカルな難燃性材料
が実現できる。

【００１２】次に、難燃性付与用粒子の化合物層は炭素
成分を含有するものとして形成できる。これにより、当
該難燃性付与用粒子を難燃性付与対象材料に複合させる
際のなじみ性（親和性）を向上させ、難燃性付与対象材
料に対して難燃性付与用粒子を均一に分散させることが
可能となる他、例えば難燃性付与対象材料を成形する際
の成形性等も向上させることが可能である。

【００１３】また、難燃性付与用粒子は、加熱により燃
焼阻害性気体を分解生成するものとすることができる。
この場合、難燃性付与対象材料に高熱が付与された場合
に、燃焼阻害性気体が発生し、該燃焼阻害性気体が難燃
性付与対象材料への難燃効果をさらに向上させる。この
難燃性向上は、燃焼阻害性気体により燃焼のための酸素
が、難燃性付与対象材料付近において相対的に減少する
ためであると推測される。

【００１４】具体的には、燃焼阻害性気体としては、窒
素、硫黄及び炭素の１種又は２種以上を含有するものが
生成されるものとすることができる。この場合、例えば
窒素含有ガスとしてはＮ_２ガスやＮＯ_２ガス、ＮＯガ
ス、硫黄含有ガスとしてはＳＯ _２ガス、炭素含有ガスと
してはＣＯ_２ガス等が発生し、それらが難燃性付与対象
材料への難燃効果をさらに向上させる。

【００１５】一方、難燃性付与用粒子の平均粒径は、
０．０５〜５００μｍとするのがよい。平均粒径が０．
０５μｍ未満の場合、難燃性付与用粒子の製造が困難に
なる場合がある他、難燃性付与対象材料へ複合（添加）
した場合に偏在が生じて複合（添加）を均一にできない
場合があるため、難燃性付与効果が低下したり、難燃性
付与対象材料の性能が特にその偏在領域において低下し
たりする場合がある。また、５００μｍを超える場合、
複合（添加）した粒子の分布が不均一になる場合がある
他、難燃性付与対象材料の特性、例えば樹脂であれば流
動性等の性質が低下したり、難燃性付与対象材料が外観
不良を起こしたりする場合がある。なお、平均粒径の測
定は、例えばレーザー回折式粒度計を用いることができ
る。この場合、レーザー回折式粒度計による測定では、
入射レーザー光の凝集粒子による回折挙動と、孤立した
一次粒子による回折挙動とで大きな差異を生じないた
め、測定された粒径が、一次粒子単体で存在するものの
粒径なのか、あるいはこれが凝集した二次粒子の粒径な
のかが互いに区別されない。したがって、該方法で測定
した平均粒径は、凝集を起こしていない孤立した一次粒
子も広義に含めた二次粒子の平均粒径を反映した値とな
る。なお、難燃性付与用粒子の平均粒径は、望ましくは
０．１〜３００μｍとするのがよい。

【００１６】基質を形成する高分子材料は、例えば、ポ
リエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリス
チレン（ＰＳ）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチ
レン（ＡＢＳ）、アクリル樹脂等の汎用樹脂、変性ポリ
フェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡ）
等のエンジニアリングプラスチック及びＰＣ／ＡＢＳア
ロイ、ＰＣ／ＰＢＴアロイ、ＰＣ／ＰＥＴアロイ、ＰＣ
／エラストマー、ＰＡ／ＰＰ、ＰＡ／エラストマー等の
ポリマーアロイ等、さらには、イソプレン系、ニトリル
系、エポキシ系等のゴム、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等の熱硬化
性樹脂を用いることができるが、これらに限定されるも
のではない。

【００１７】本発明の高分子複合材料においては、上記
の化合物からなる難燃性付与用粒子とともに、無機系又
は有機系の難燃剤粒子又は難燃助剤粒子（これらを総称
する場合は、難燃材料粒子ともいう）を分散配合するこ
ともできる。難燃性付与用粒子の難燃性付与効果に加え
て、難燃材料粒子の難燃性付与効果も相乗的に加わるた
め、さらに高い難燃効果を達成できる。難燃材料粒子と
しては、例えば、エコロジカルなノンハロゲン系難燃材
料である水和金属化合物、白雲母、金雲母、黒雲母、絹
雲母等の雲母類、カオリン、滑石、沸石、ホウ砂、ダイ
アスポア、石膏等の鉱物類、酸化マグネシウム、酸化ア
ルミニウム、二酸化珪素等の金属酸化物、炭酸カルシウ
ム等の金属化合物、赤燐、ポリリン酸アンモニウム等の
リン系化合物、窒素系化合物等に代表される無機系難燃
材料粒子（無機材料系粒子）、及びリン系、シリコーン
系、窒素系の有機系難燃材料粒子、さらには金属粉末粒
子（金属材料系粒子）等を用いることができる。

【００１８】このような難燃材料粒子は、例えば平均粒
径０．０５〜１００μｍのものを用いることが好まし
い。平均粒径が上記下限値未満の場合、製造が困難にな
る場合がある他、高分子基質へ複合（添加）した場合に
偏在が生じ、複合（添加）を均一にできない場合がある
ため、難燃性付与効果が低下したり、高分子基質の性能
が特にその偏在領域において低下したりする場合があ
る。また、上限値を超える場合、複合（添加）した粒子
の分布が不均一になる場合がある他、高分子基質の特
性、例えば流動性等の性質が低下したり、得られる難燃
性高分子複合材料において外観不良を起こしたりする場
合がある。特に、無機材料系粒子としては、水酸化アル
ミニウム及び水酸化マグネシウムの少なくともいずれか
を主成分とするものを使用すると、基質への難燃性付与
効果が一層高まる。なお、平均粒径の測定は、例えばレ
ーザー回折式の粒度測定装置を用いて行うことができ
る。金属粒子（例えば、Ａｌ、Ｎｉ、Ｍｇを主成分とす
る金属）を使用した場合、難燃性付与効果の向上に加
え、例えば本発明の複合材料を電子機器の筐体等に使用
すれば、有害電磁波の漏洩を遮蔽する電磁遮蔽効果も合
わせて達成することができる。

【００１９】本発明のマスターバッチは、所定の形状に
二次成形することにより、所定の形状に成形することに
より、種々の用途に適した難燃性高分子複合材料成形体
を得ることができる。成形方法は特に限定されるもので
はなく、プレス成形、ブロー成形、押出し成形、射出成
形あるいはカレンダ加工など任意な成形方法を用いるこ
とができる。二次成形体の適用対象は、難燃性が要求さ
れるあらゆる成形製品であり、特に限定されるものでは
ないが、一例を挙げれば以下の通りである。・自動車部品：インパネ等の内装部品、バンパー等の外
装部品、エンジン内のプラスチック部品等。・一般弱電製品：テレビ、ビデオ、パソコン、オーディ
オプレーヤー、電子レンジ等の家電製品の筐体その他の
部品部材・建築用部材（内装部材、外装部材）・繊維製品（衣料、敷物、カーテンなど）・ゴムあるいはエラストマー部材：床材、シーリング部
材、耐震材など（基質をなす高分子材料をゴムあるいは
エラストマーとする必要がある）・シート状部材、塗料等。

【００２０】上記本発明のマスターバッチに用いる難燃
性高分子複合材料に使用される難燃性付与用粒子は、具
体的には、以下のような製造方法により得られたものを
使用することができる。該製造方法においては、金属元
素及び／又はＳｉの無機化合物を溶媒中に分散及び／又
は溶解させたゾル状組成物を乾燥させてゲル状組成物と
なし、そのゲル状組成物を高分子材料からなる基質中に
分散させて難燃性高分子複合材料を得るようにする。

【００２１】このように、ゾル状組成物を乾燥させてゲ
ル状組成物粒子を得る、いわゆるゾルゲル法により難燃
性付与用粒子を簡単に製造することができる。上記のよ
うなゾルゲル法は簡便な上、特別な装置を必要とするこ
ともないため、製造コストを大幅に低減することが可能
であり、製造時に従来のような有害物質を発生すること
もない。このような製造方法により得られる難燃性付与
用粒子は、ゲル状の金属元素及び／又はＳｉの化合物に
て構成される。これを樹脂等の難燃性付与対象材料に対
して混入ないしコーティング等により複合（添加）させ
ると、例えば難燃性付与対象材料に高熱が付与された場
合に、その高熱により難燃性付与用粒子中の上記無機化
合物がガラス化ないしセラミック化し、そのガラス化な
いしセラミック化した無機化合物が保護膜となって、難
燃性付与対象材料に対して高い難燃性を付与することが
可能となる。また、このような難燃性付与用粒子を複合
化した材料は、高熱付加時に従来のような有害ガスを発
生しないためエコロジカルな難燃性材料となる。

【００２２】また、高分子材料からなる基質中にゲル状
組成物を分散させる方法としては、例えば、上記ゲル状
組成物を粉砕してゲル状組成物粒子となし、そのゲル状
組成物粒子を、軟化させた熱可塑性樹脂又は未硬化の熱
硬化性樹脂に混合分散した後、その樹脂を硬化させるこ
とにより、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂からなる基質
中にゲル状組成物粒子を分散配合させることができる。
このような方法により、簡便かつ均一にゾル状組成物を
基質中に分散配合させることができる。なお、ゾル状組
成物を噴霧乾燥させてゲル状組成物粒子とすることも可
能である。

【００２３】上記ゲル状組成物粒子の平均粒径は０．５
〜５００μｍに調整されているのがよい。０．５μｍ未
満のゲル状組成物粒子は製造が困難である他、基質中に
配合した場合に偏在が生じ、分散を均一にできない場合
があるため、ゲル状組成物粒子に由来する高分子基質へ
の難燃性付与効果が低下したり、製造される難燃性高分
子複合材料の性能が特にその偏在領域において低下した
りする場合がある。５００μｍを超える場合、ゲル状組
成物の分散分布が不均一になり、難燃性高分子複合材料
の難燃性が低下する場合がある他、難燃性高分子複合材
料の流動性等の性質が低下したり、難燃性高分子複合材
料が外観不良を起こしたりする場合がある。

【００２４】また、上記基質に対するゲル状組成物の配
合比率は、基質１００重量部に対して０．１〜１００重
量部とするのがよい。本発明においては、難燃性付与効
果を有するゲル状組成物の配合量が上記のような少量で
あっても、高分子基質に対して高い難燃性を付与するこ
とが可能である。上記配合比率が０．１重量部未満の場
合、ゲル状組成物粒子による難燃性付与効果が低下する
場合があり、また、１００重量部を超えると、難燃性高
分子複合材料の流動性や物性等の性質を大きく変化させ
てしまう等の問題が生じる場合がある。

【００２５】一方、上記ゾル状組成物は、金属元素及び
／又はＳｉのアルコキシドを加水分解することにより製
造することができる。このようなアルコキシドを加水分
解させて生成したゾル状組成物には、金属元素及び／又
はＳｉの酸化物が含有され、さらにアルコキシドに由来
する有機物（炭素成分）が残存することとなる。したが
って、ゾル状組成物を乾燥したゲル状組成物にも酸化
物、有機物が含有されており、この酸化物は、上記した
通り高熱によりガラス化ないしセラミック化して高分子
基質に高い難燃性を付与することができる。また、残存
有機物により、例えば当該ゲル状組成物（粒子）を高分
子基質に分散させる際のなじみ性（親和性）が向上し、
高分子基質に対してゲル状組成物（粒子）を均一に分散
させることが可能となる他、難燃性高分子複合材料の成
形性等も向上させることが可能である。

【００２６】上記ゾル状組成物を作るための溶媒はアル
コールを用いることができる。アルコールは比較的低沸
点であるため、乾燥工程が短時間で行える利点を備えて
いる。このようなアルコールとしては、例えば、メタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノール等を用い
ることができる。その他の溶媒としては、アセトン、ア
セチルアセトン等のケトン系溶媒、トルエン、キシレン
等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン等の環状炭
化水素系溶媒、その他の鎖状炭化水素系溶媒、及びこれ
らの混合溶媒（アルコールとの混合溶媒も可）を用いる
ことができる。例えば、ケトン系の溶媒はアルコキシド
を安定化した状態で分散ないし溶解させることが可能で
あり、比較的低沸点のため乾燥工程を短時間で行うこと
ができる。また、炭化水素系の溶媒は含水率が低いた
め、アルコキシドを安定化した状態で分散ないし溶解さ
せることが可能である。

【００２７】なお、ゾル状組成物を作るための溶媒の配
合量を２５〜９８重量％、アルコキシドの配合量を０．
５〜４０重量％程度にするのが好ましい。溶媒の配合量
が２５重量％未満の場合は、アルコキシドが均一に分散
及び／又は溶解されにくくなることがあるため、アルコ
キシドの加水分解反応が起こりにくくなる場合があり、
ゲル状組成物が不安定となる場合がある。また、溶媒の
配合量が９８重量％を超えると、溶媒を蒸発させる乾燥
工程に長時間を要する場合がる。一方、アルコキシドの
配合量が０．５重量％未満の場合、アルコキシドの金属
元素及び／又はＳｉのガラス化ないしセラミック化によ
る難燃性付与効果が低下する場合があり、また、アルコ
キシドの有機成分による高分子基質へのなじみ性も低下
する場合がある。また、アルコキシドの配合量が４０重
量％を超えると、アルコキシドの溶媒への分散性及び／
又は溶解性が低下し、ゲル状組成物が不安定となる場合
がある。

【００２８】上記アルコキシドは、Ｓｉ及び／又はＴｉ
を必須成分とするのがよい。Ｓｉ及び／又はＴｉをアル
コキシドの成分として用いると、加水分解されて生成す
る例えばＳｉＯ_２やＴｉＯ_２等の酸化物は、高熱により
ガラス化ないしセラミック化し易いため、特に難燃性付
与効果が高いものとなる。また、これらＳｉ及び／又は
Ｔｉを含むアルコキシドはゲル化しにくいため、安定し
た状態のゾル状組成物を得ることが可能である。なかで
も、特にＳｉは、生成する酸化物の安定性、ゾル状組成
物の安定性等を考慮すると、アルコキシド成分として最
も優れている。なお、Ｓｉを用いたアルコキシドとして
は、例えばテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）
_４）等を用いることができ、Ｔｉを用いたアルコキシド
としては、例えばチタンイソプロポキシド（Ｔｉ（iso
−ＯＣ_３Ｈ_７）_４）等を用いることができる。また、上
記以外の成分としては、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｎ
ｉ及びＺｒの１種又は２種以上を含有するもの、あるい
はその他の遷移元素を含有するもの等を採用することも
でき、この場合、例えば、アルミニウムイソプロポキシ
ド（Ａｌ（ＯＣ_３Ｈ_７）_３）等を用いることができる。
なお、アルコキシドの構成成分は目的に応じて変化させ
ることが可能で、この場合、形成されるゲル状組成物化
合物の性質がそれぞれ異なるものとなる。

【００２９】一方、上記ゾル状組成物には、無機酸又は
有機酸の金属塩を配合することができる。この場合、金
属塩のカチオン金属元素は、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｎｉ、
Ｆｅ、Ｔｉ及びＺｒの１種又は２種以上を含有している
のがよく、また、アニオン成分の特に無機酸としては、
酸性気体を水に溶解して得られる酸（以下、酸性気体ベ
ース無機酸という）が使用されているのがよい。なお、
カチオン金属元素としては、上記以外のその他の遷移元
素を用いることも可能で、上記酸性気体とは、水に溶解
したときに酸性を示す気体のことをいう。酸性気体ベー
ス無機酸としては、例えば硝酸、亜硝酸、硫酸、亜硫
酸、及び炭酸の１種又は２種以上を使用することができ
る。このような金属塩をゾル状組成物に含有させると、
難燃性付与用粒子が添加された難燃性付与対象材料に高
熱が付与された場合に、前記酸性気体ベース無機酸に由
来する気体、例えばＮ含有ガスとしてのＮ_２ガスやＮＯ
_２ガスやＮＯガス、Ｓ含有ガスとしてのＳＯ_２ガス、Ｃ
含有ガスとしてのＣＯ_２ガス等の燃焼阻害性気体が発生
し、それらが難燃性付与対象材料への難燃効果をさらに
向上させる。なお、上記金属塩の具体例としては、硝酸
銅（Ｃｕ（ＮＯ_３）_２・３Ｈ_２Ｏ）、硝酸亜鉛（Ｚｎ
（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）等を例示することができる。
また、上記の無機酸以外にも、例えば、有機酸としてシ
ュウ酸、酢酸等を用いることも可能である。

【００３０】上記ゾル状組成物中の金属塩の配合量は９
５重量％以下とするのがよい。金属塩の配合量が９５重
量％を超えると、難燃性付与効果の主要因たる、アルコ
キシドの金属元素及び／又はＳｉのガラス化ないしセラ
ミック化による難燃性の付与効果が低下する場合があ
る。なお、ゾル状組成物において、アルコキシドの重量
配合率をＷA、金属塩の重量配合率をＷBとしたときに、
ＷA／ＷBが０．０１〜３０の範囲にて設定されているこ
とが好ましい。ＷA／ＷBが０．０１未満の場合、アルコ
キシド成分に由来するガラス化ないしセラミック化によ
る難燃性付与効果が十分に得られなくなる場合があり、
また、ＷA／ＷBが３０を超えると、金属塩に由来する発
生ガスによる難燃性付与効果が十分に得られなくなる場
合があり、結果として、基質に対する難燃性付与効果が
低下する場合がある。

【００３１】上記ゾル状組成物は、溶媒としてのアルコ
ールを２５〜９８重量％と、アルコキシドとしてのシリ
コンアルコキシドを０．５〜４０重量％と、金属塩とし
ての硝酸金属塩を５〜９５重量％と、水０．１〜２０重
量％とが配合されたものを使用するのがよい。このよう
な各配合量にてゾル状組成物を形成すると、ゾル状組成
物の加水分解反応が効率よく進行し、上記ゾルゲル法に
よる生成されるゲル状組成物を安定化させることができ
る。その結果、上述したアルコキシド、金属塩に由来す
る、高分子基質への難燃性付与効果を一層効果的に発揮
することができるようになる。

【００３２】上記の製造方法においては、例えば、上記
金属塩をアルコールに分散及び／又は溶解させて第一溶
液を作る工程と、その第一溶液にアルコキシドを分散及
び／又は溶解させて第二溶液となす工程と、その第二溶
液に水を加えてゾル状組成物となす工程とを含むものと
することができる。このように、アルコールに対して金
属塩、アルコキシドを順に分散及び／又は溶解し、その
後の第二溶液に水を加える各工程を段階的に行うことに
より、ゾル状組成物を効率良く製造することが可能とな
る。なお、例えば、アルコール等の溶媒にアルコキシド
を分散及び／又は溶解しておき、それに金属塩やアルコ
ール等の溶媒を加えたりすることも可能で、ゾル状組成
物がゲル化しない条件であれば、上記各工程の順序は任
意に変更することが可能である。

【００３３】次に、ゾル状組成物の乾燥は、４０〜２５
０℃の範囲にて行うのがよい。４０℃未満の場合は、ゾ
ル状組成物の乾燥に長時間を要してしまう場合があり、
２５０℃を超えると、上記アルコキシドの金属元素及び
／又はＳｉのガラス化ないしセラミック化してしまう場
合がある。なお、減圧乾燥を行う場合は、温度及び圧力
を、ゲル状組成物が安定な状態で生成されるように調整
する必要がある。

【００３４】なお、上記難燃性付与用粒子とともに、上
記高分子材料からなる高分子基質が昇温により溶融した
場合に、その流動・滴下を抑制する流動抑制補助剤を高
分子基質中に配合することもできる。この場合、流動抑
制補助剤により高分子基質の溶融流動が抑制され、いわ
ゆる燃焼時のドリップ防止性を向上させることができ
る。なお、流動抑制補助剤は、例えば無水ホウ酸、ホウ
酸亜鉛等のホウ酸系無機化合物、赤燐（例えば、鈴裕化
学製:ノーバレッド（商品名）、日本化学工業製：ヒシ
ガード（商品名）等）等の燐系無機化合物、あるいはカ
ーボン（例えば、東ソー製：GREP-EG（商品名）、UCAR
Carbon社製：GRAF Guard（商品名）に代表される膨張性
カーボン等）等の無機材料系のもの、もしくはシリコー
ン等を使用することができる。

【００３５】本発明の難燃性高分子複合材料において
は、高分子基質中の難燃性付与用粒子の含有比率は、高
分子基質１００重量部に対して、０．１〜１００重量部
とするのがよい。含有比率が０．１重量部未満の場合、
難燃性付与効果が低減する場合があり、また、１００重
量部を超えると、高分子基質の性質を大きく変化させて
しまう等の問題が生じる場合がある。なお、上記含有比
率は好ましくは１〜５０重量部とするのがよい。但し、
上記流動抑制補助剤を用いる場合は、難燃性付与用粒子
の含有比率は、例えば１〜３０重量部程度とすることが
望ましい。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に示す実施例を参照して説明する。図１は、本発明の
マスターバッチを構成する難燃性高分子複合材料の一実
施例を概念的に示す図である。この材料は、高分子材料
基質５０中に難燃性付与用粒子１０が分散された構造を
有する。難燃性付与用粒子１０は珪素成分及び／又は金
属成分と酸素とを含有し、例えば加熱によりガラス質セ
ラミックスを生じる化合物にて構成され、具体的には、
前述したゾルゲル法により製造することができる。な
お、粒子１０は模式的に球状に描いているが、製法によ
り形状は種々に変化し、必ずしも球状とはならないこと
も多い。

【００３７】高分子材料基質５０に対する難燃性付与用
粒子１０の量は、例えば前者を１００重量部として０．
１〜１００重量部、好ましくは１〜５０重量部程度の少
量添加で十分な難燃性を付与することが可能である。少
量添加であるため、樹脂等の難燃性付与対象材料の物性
変化も少なく、また、コスト面でも大幅な削減が可能と
なる。

【００３８】なお、図２に示すように、難燃性付与用粒
子１０を、従来からある難燃材料粒子１１とともに難燃
性付与対象材料（高分子材料基質）５０に複合添加する
ことも可能である。この場合、難燃性付与用粒子１０の
難燃性付与効果に加えて、難燃材料粒子１１の難燃性付
与効果も相乗的に加わるため、難燃性付与対象材料は高
い難燃性を示すこととなる。

【００３９】難燃性付与用粒子をなす化合物は、例えば
図７に模式的に示すような構造を有しているものと推測
される（本図において分子式は模式的に示したものであ
って、該分子式が示す特定の構造を限定的に有している
ことを意味するものではない）。難燃性付与対象材料５
０の内部又は表面に複合された化合物２中には、珪素及
び／又は金属（これらを図中Ｍで示す）が酸化物又はア
ルコキシド５２の状態（例えばＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｓ
ｉ（ＯＣｎＨｍ）ｌ（ｎ≧１、ｍ≧１、ｌ≧１）等）、
又は単体状態で含有され、さらに炭素成分５１が例えば
ＣｎＨｍ（ｎ≧１、ｍ≧１）の状態で含有されている構
造を推定できる。

【００４０】図３（ａ）に示すように、上記のような難
燃性付与用粒子１０は、単独で、あるいは必要に応じ
て、該難燃性付与用粒子とは別の難燃剤や難燃助剤、充
填剤、顔料や染料等の着色剤、分散剤等とともに、基質
となるべき高分子材料（本実施例では、熱可塑性樹脂を
使用している）４１中に配合・混練されてコンパウンド
５３１とされる。コンパウンド５３１は、例えばペレッ
ト等の粒状に成形することによりマスターバッチ粒子３
２とすることができる。マスターバッチ粒子３２は、例
えば球換算した直径による寸法にて０．１〜１０ｍｍ程
度（例えば１〜４ｍｍ程度）の大きさを有するものであ
る。マスターバッチ粒子３２の形状は、特に限定される
ものではないが、例えば図３（ｂ）に示すように、軟化
させたコンパウンドをストランド状に押し出して、これ
を所定長に切断することにより、柱状（例えば円柱状）
形態の粒子を得ることができる。なお、図３（ｃ）及び
（ｄ）は、マスターバッチ粒子３２の別の形状例を示し
ており、前者は球状のもの（例えば型成形等により製造
できる）、後者はフレーク状のもの（例えばシート状物
の破砕・整粒により製造できる）を示すが、これに限定
されるものではない。

【００４１】以下、上記マスターバッチを用いた成形体
（二次成形体）の製造方法を、図４により、射出成形を
採用する場合を例にとって説明する。射出成形装置５０
１は、成形部５０２、その成形部５０２に溶融樹脂を供
給するスクリュ式射出装置等の射出装置５０３等により
構成される。成形部５０２は、金型５０５、その金型５
０５を型締め及び型開きするための、カムもしくはクラ
ンク機構等の機械式駆動機構や油圧シリンダ等の流体圧
機構等で構成される駆動機構５０６を備えるとともに、
溶融樹脂を金型５０５に供給するランナ５２１には、ス
プル５０３ａを介して射出装置５０３の射出ノズル５０
３ｂが接続されている。

【００４２】射出装置５０３は、バンドヒータ５０８等
の熱源で加熱される加熱シリンダ５０７内に、シャフト
５１２を介して油圧モータ５１３により駆動される供給
用のスクリュ５０９が収容され、これにマスターバッチ
Ｐを供給するホッパ５１０が備えられたものである。ス
クリュ５０９を回転させることによりホッパ５１０から
マスターバッチＰが供給され、加熱シリンダ５０７内で
加熱により高分子材料基質が溶融されて溶融コンパウン
ドとなり、溜まり部５０７ａ内に溜められる。その後、
スクリュ５０９を油圧シリンダ５１１により所定距離前
進させると、ノズル５０３ｂからランナ５２１を通って
金型５０５内に所定量の溶融コンパウンドが射出され
る。

【００４３】図５に示すように、金型５０５のキャビテ
ィ５０５ａ内に射出された溶融コンパウンドＣは、高分
子材料基質が凝固することにより本発明の高分子複合材
料となり、これを型開きすることにより、キャビティ形
状に対応した高分子複合材料成形体としての二次成形体
３６が得られる。

【００４４】なお、図６（ａ）に示すように、マスター
バッチ粒子３２を単独で使用して成形体を得るようにし
てもよいが、同図（ｂ）に示すように、マスターバッチ
粒子３２の高分子基質と同材質あるいは異材質の高分子
材料からなる希釈高分子材料粒子４０を適量配合するこ
とにより、粒子の含有率が、マスターバッチ粒子３２中
の含有率よりも小さい二次成形体を製造することもでき
る。この場合、二次成形体中の粒子の含有率は、マスタ
ーバッチ粒子３２中の粒子の含有率と、そのマスターバ
ッチ粒子３２に対する希釈高分子材料粒子４０の配合比
率によって定まる。

【００４５】なお、このような希釈して使用するための
マスターバッチ粒子は、粒子の含有率が、例えば重量比
率にて２０〜６７重量％と高いが、粒子をこのような高
い含有率にて基質中に均一分散させるために、分散剤を
配合することが望ましい。分散剤としては、例えば金属
セッケンを好適に使用することができる。金属セッケン
分は、例えば有機酸成分が、ナフテン酸（ナフテー
ト）、ラウリン酸（ラウレート）、ステアリン酸（ステ
アレート）、オレイン酸（オレエート）、２−エチルヘ
キサニック酸（オクテート）、あまに油あるいは大豆油
脂肪酸（リノレート）、トール油（トーレート）、ロジ
ン等（レジネート）からなるものを例示できる。また、
金属の種類は下記のようなものを例示できる。・ナフテネート系（Ａｌ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｐ
ｂ、Ｍｎ、Ｚｎ等）・レジネート系（Ａｌ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｐ
ｂ、Ｍｎ、Ｚｎ等）・リノレート系（Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｍｎ等）・ステアレート系（Ｃａ、Ｚｎ等）・オクテート系（Ｃａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｚｎ
等）・トーレート系（Ｃａ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｍｎ、Ｚｎ
等）これらのうち、ステアリン酸Ｃａ、ステアリン酸Ｚｎ
を、分散効果に特に優れる金属セッケンの具体例として
挙げることができる。なお、金属セッケンの複合材料中
への配合量は、多すぎると材料強度や均質性に問題が生
じ、少なすぎると分散効果が不十分となるので、これら
の不具合が生じないよう、例えば０．０１〜３重量％の
範囲内（例えば０．３重量％）にて選定するのがよい。

【００４６】

【実施例】（実施例１）金属塩として硝酸亜鉛六水和物
（Ｚｎ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）２１．９３ｇをエタノ
ール１００ｍｌ中に入れ、溶解させた。その液中にテト
ラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）を６．９２
ｇ加え、次いで純水４．１８ｇを滴下し、液を撹拌する
ことでゾル状組成物を作製した。このゾル状組成物を１
５０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発させてゲル状組成
物となし、これを粉砕して微粉末状のゲル状組成物粒子
を作成した。なお、ゲル状組成物の成分を分析したとこ
ろ、Ｓｉ、Ｚｎ、Ｏ、Ｎ及びＣの各元素を含有した化合
物となっていることがわかった。

【００４７】上記ゲル状組成物粒子１５．０ｇと、難燃
材料粒子として平均粒径５５μｍの水酸化アルミニウム
７５ｇと、高分子材料基質となるべきポリプロピレン１
００ｇとを配合・混練して、図３（ｂ）に示す方法にて
直径２ｍｍ、長さ２．５ｍｍの円柱状のペレットに成形
し、マスターバッチ粒子を得た。そのマスターバッチ粒
子を射出成形機に入れ、１８０℃にて難燃性テスト用サ
ンプル形状に射出成形した。難燃性テスト用サンプル形
状は、ＵＬ９４燃焼性試験に基づき、長さ１２５ｍｍ、
幅１３ｍｍ、厚み１．６ｍｍとした。

【００４８】上記作製した難燃性テスト用サンプルを用
い、ＵＬ９４燃焼性試験にてテストした結果、同試験の
Ｖ−０規格をクリアした。また、燃焼残滓中にはＳｉＯ
_２を含有すると思われるガラス質セラミックが形成され
ていることがわかった。さらに、燃焼中に窒素あるいは
窒素酸化物を含有したガスが発生していることを確認し
た。

【００４９】（実施例２）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）８．７７ｇをエタノ
ール１００ｍｌ中に入れ、溶解させた。その液中にテト
ラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）を２．７７
ｇ加え、次いで純水１．７ｇを滴下し、液を撹拌するこ
とでゾル状組成物を作製した。このゾル状組成物を１５
０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発させてゲル状組成物
となし、これを粉砕して微粉末状のゲル状組成物粒子を
作成した。

【００５０】上記ゲル状組成物粒子６．０ｇと、難燃材
料粒子として粉末状の水酸化アルミニウム３０ｇと、高
分子材料基質となるべきポリプロピレン１００ｇとを配
合・混練して、図３（ｂ）に示す方法にて直径２ｍｍ、
長さ２．５ｍｍの円柱状のペレットに成形し、マスター
バッチ粒子を得た。そのマスターバッチ粒子を射出成形
機に入れ、１８０℃にて難燃性テスト用サンプル形状に
射出成形した。難燃性テスト用サンプル形状は実施例１
と同じものとした。

【００５１】上記作製した難燃性テスト用サンプルを用
い、ＵＬ９４燃焼性試験にてテストした結果、同試験の
Ｖ−２規格をクリアした。

【００５２】（実施例３）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）１０．９７ｇをエタ
ノール１００ｍｌ中に入れ、溶解させた。その液中にテ
トラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）を３．４
７ｇ加え、次いで純水２．１ｇを滴下し、液を撹拌する
ことでゾル状組成物を作製した。このゾル状組成物を１
５０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発させてゲル状組成
物となし、これを粉砕して微粉末状のゲル状組成物粒子
を作成した。

【００５３】上記ゲル状組成物粒子７．５ｇと、難燃材
料粒子として粉末状の水酸化アルミニウム２０ｇと、高
分子材料基質となるべきポリプロピレン１００ｇとを配
合・混練して、図３（ｂ）に示す方法にて直径２ｍｍ、
長さ２．５ｍｍの円柱状のペレットに成形し、マスター
バッチ粒子を得た。そのマスターバッチ粒子を射出成形
機に入れ、１８０℃にて難燃性テスト用サンプル形状に
射出成形した。難燃性テスト用サンプル形状は実施例１
と同じものとした。

【００５４】上記作製した難燃性テスト用サンプルを用
い、ＵＬ９４燃焼性試験にてテストした結果、同試験の
Ｖ−２規格をクリアした。

【００５５】（実施例４）金属塩として硝酸ニッケル六
水和物（Ｎｉ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）１１．６８ｇを
エタノール１００ｍｌ中に入れ、溶解させた。その液中
にテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）を
３．４７ｇ加え、次いで純水２．１ｇを滴下し、液を撹
拌することでゾル状組成物を作製した。このゾル状組成
物を１５０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発させてゲル
状組成物となし、これを粉砕して微粉末状のゲル状組成
物粒子を作成した。なお、ゲル状組成物を分析したとこ
ろ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｏ、Ｎ及びＣの各元素を含有した化合
物となっていることがわかった。

【００５６】上記ゲル状組成物粒子７．７ｇと、難燃材
料粒子として粉末状の水酸化アルミニウム２０ｇと、高
分子材料基質となるべきポリプロピレン１００ｇとを配
合・混練して、図３（ｂ）に示す方法にて直径２ｍｍ、
長さ２．５ｍｍの円柱状のペレットに成形し、マスター
バッチ粒子を得た。そのマスターバッチ粒子を射出成形
機に入れ、１８０℃にて難燃性テスト用サンプル形状に
射出成形した。難燃性テスト用サンプル形状は実施例１
と同じものとした。

【００５７】上記作製した難燃性テスト用サンプルを用
い、ＵＬ９４燃焼性試験にてテストした結果、同試験の
Ｖ−２規格をクリアした。また、燃焼残滓中にはＳｉＯ
_２を含有すると思われるガラス質セラミックが形成され
ていることがわかった。さらに、燃焼中に窒素あるいは
窒素酸化物を含有したガスが発生していることを確認し
た。

【００５８】（比較例１）水酸化アルミニウム７５ｇと
ポリプロピレン１００ｇとを混練・成形して比較用のマ
スターバッチを作り、これを射出成形機に入れ、１８０
℃にて難燃性テスト用サンプル形状に射出成形した。難
燃性テスト用サンプル形状は実施例１と同じである。こ
の難燃性テスト用サンプルを用い、ＵＬ９４燃焼性試験
にてテストした結果、サンプルはテスト開始後直ちに着
火した。

【００５９】（比較例２）水酸化アルミニウム３０ｇと
ポリプロピレン１００ｇとを混練・成形して比較用のマ
スターバッチを作り、これを射出成形機に入れ、１８０
℃にて難燃性テスト用サンプル形状に射出成形した。難
燃性テスト用サンプル形状は実施例１と同じである。こ
の難燃性テスト用サンプルを用い、ＵＬ９４燃焼性試験
にてテストした結果、サンプルはテスト開始後直ちに着
火した。

【００６０】（比較例３）水酸化アルミニウム２０ｇと
ポリプロピレン１００ｇとを混練・成形して比較用のマ
スターバッチを作り、これを射出成形機に入れ、１８０
℃にて難燃性テスト用サンプル形状に射出成形した。難
燃性テスト用サンプル形状は実施例１と同じである。こ
の難燃性テスト用サンプルを用い、ＵＬ９４燃焼性試験
にてテストした結果、サンプルはテスト開始後直ちに着
火した。

【００６１】上記実施例１〜４、及び比較例１〜３の結
果を表１にまとめる。なお、各成分の配合量は、ポリプ
ロピレン（ＰＰ樹脂）１００重量部に対する各重量部に
て示している。また、ゲル状組成物中に含まれるＳｉＯ
_２（テトラエトキシシランの加水分解物）、及び硝酸亜
鉛六水和物、硝酸Ｎｉ六水和物については酸化物換算の
値にて配合量を示している。

【００６２】

【表１】

【００６３】これらの結果より、ゲル状組成物を配合し
ていない比較例は、難燃性が殆ど付与されていないのに
対し、実施例で示したように、ポリプロピレンにゲル状
組成物を配合した難燃性高分子複合材料は、少量（例え
ば５〜１５重量部程度）でも難燃性付与効果があること
が分かった。

【００６４】（実施例５）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）９３．４３ｇをエタ
ノール８０ｍｌ中に入れ、溶解させた。その液中にテト
ラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）を２７．７
４ｇ加え、次いで純水１６．７６ｇを滴下し、液を撹拌
することでゾル状組成物を作製した。このゾル状組成物
を１５０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発させてゲル状
組成物となし、これを粉砕して微粉末状のゲル状組成物
粒子を作成した。

【００６５】上記ゲル状組成物粒子６ｇと、難燃材料粒
子として平均粒径１μｍの水酸化アルミニウム５０ｇ
と、高分子材料基質となるべきポリプロピレン１００ｇ
とを配合・混練して、図３（ｂ）に示す方法にて直径２
ｍｍ、長さ２．５ｍｍの円柱状のペレットに成形し、マ
スターバッチ粒子を得た。そのマスターバッチ粒子を射
出成形機に入れ、１８０℃にて射出成形し、所定の形状
のサンプルを得た。

【００６６】まず、酸素指数法による燃焼試験（ＪＩＳ
Ｋ７２０１）のために、長さ１２０ｍｍ、幅６．５ｍ
ｍ、厚み３ｍｍのサンプルを作成し、同燃焼試験にてテ
ストした結果、酸素指数値３１を得た。さらに、引張試
験法（ＪＩＳＫ７１１３）に基づいて１号形試験片を作
成し、同試験にてテストした結果、引張強度２１．１×
１０^６[Ｐａ]を得た。

【００６７】（実施例６）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）９３．４３ｇをエタ
ノール８０ｍｌ中に入れ、溶解させた。その液中にテト
ラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４）を２７．７
４ｇ加え、次いで純水１６．７６ｇを滴下し、液を撹拌
することでゾル状組成物を作製した。このゾル状組成物
を１５０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発させてゲル状
組成物となし、これを粉砕して微粉末状のゲル状組成物
粒子を作成した。

【００６８】上記ゲル状組成物粒子６ｇと、難燃材料粒
子として平均粒径５５μｍの水酸化アルミニウム５０ｇ
と、高分子材料基質となるべきポリプロピレン１００ｇ
とを配合・混練して、図３（ｂ）に示す方法にて直径２
ｍｍ、長さ２．５ｍｍの円柱状のペレットに成形し、マ
スターバッチ粒子を得た。そのマスターバッチ粒子を射
出成形機に入れ、１８０℃にて射出成形し、実施例５と
同様の酸素指数測定用及び引張試験測定用のサンプルを
得た。

【００６９】上記作製したサンプルを用い、酸素指数法
による燃焼試験にてテストした結果、酸素指数値２９を
得た。さらに、引張試験にてテストした結果、引張強度
１６．５×１０^６[Ｐａ]を得た。

【００７０】（比較例４）実施例５と同様の水酸化アル
ミニウム５０ｇとポリプロピレン１００ｇとを混練・成
形して比較用のマスターバッチを作り、その後射出成形
機に入れ、１８０℃にて射出成形し、実施例５と同様の
酸素指数測定用及び引張試験測定用のサンプルを得た。

【００７１】上記作製したサンプルを用い、酸素指数法
による燃焼試験にてテストした結果、酸素指数値１９．
７を得た。さらに、引張試験にてテストした結果、引張
強度１９．６×１０^６[Ｐａ]を得た。

【００７２】（比較例５）ポリプロピレン１００ｇを射
出成形機に入れ、１８０℃にて射出成形し、実施例５と
同様の酸素指数測定用及び引張試験測定用のサンプルを
得た。

【００７３】上記作製したサンプルを用い、酸素指数法
による燃焼試験にてテストした結果、酸素指数値１７．
５を得た。さらに、引張試験にてテストした結果、引張
強度２２．３×１０^６[Ｐａ]を得た。

【００７４】上記実施例５，６、及び比較例４，５の結
果を表２にまとめる。なお、各成分の配合量は、ポリプ
ロピレン（ＰＰ樹脂）１００重量部に対する各重量部に
て示している。また、ゲル状組成物中に含まれるＳｉＯ
_２（テトラエトキシシランの加水分解物）、及び硝酸亜
鉛六水和物については酸化物換算の値にて配合量を示し
ている。

【００７５】

【表２】

【００７６】これらの結果より、ゲル状組成物を添加し
たポリプロピレンは、高い酸素指数値、すなわち高い難
燃性を有していることが分かる。しかしながら、平均粒
径の大きい水酸化アルミニウム（実施例６）を用いる
と、樹脂特性（引張強度）が低下しており、一方、平均
粒径の小さい水酸化アルミニウム（実施例５）を用いる
と、樹脂特性（引張強度）を維持したまま難燃性を向上
させることが可能であることが分かる。

【００７７】なお、本明細書において「主成分」あるい
は「主体となる成分」とは、特に断りがないかぎり、最
も重量含有率の高くなる成分を意味するものとして用い
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】難燃性付与用粒子の高分子材料基質中への分散
形態を示す模式図。

【図２】難燃性付与用粒子に別の難燃材料粒子を配合し
て使用する例を示す模式図。

【図３】本発明の難燃性高分子複合材料からなるマスタ
ーバッチの製造方法の一例を、マスターバッチ粒子の種
々の形態とともに示す模式図。

【図４】射出成形機の一例を示す断面模式図。

【図５】射出成形により成形体を製造する一例を示す工
程説明図。

【図６】マスターバッチのいくつかの使用形態を示す説
明図。

【図７】化合物の分子レベル構造を推測して示す模式
図。

【符号の説明】

１０難燃性付与用粒子３２マスターバッチ粒子（仮成形体）３６難燃性高分子複合材料成形体（二次成形体）５０高分子材料基質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤寿国愛知県名古屋市昭和区高辻町11番15号石塚硝子株式会社内Ｆターム(参考） 4F070 AA15 AC13 AC15 AC19 AC22 AC27 AC52 AE07 FA15 FB04 FC05 4J002 AC061 AC071 BB031 BB121 BB122 BC031 BN151 BN152 CC031 CC181 CD001 CF061 CF062 CF071 CF072 CF211 CG001 CH071 CL001 DA056 DE076 DE146 DE236 DG056 DH056 DJ016 DJ036 DJ056 FD136

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】珪素成分及び／又は金属成分と酸素とを
含有する化合物を主体とし、加熱により珪素及び／又は
金属の酸化物を主体とするガラス質セラミックスを生ず
る難燃性付与用粒子が、高分子材料からなる基質中に分
散された粒状成形物として構成され、個々の粒状成形物
よりも大体積の二次形状に再成形するために使用される
ことを特徴とする難燃性高分子複合材料成形体製造用マ
スターバッチ。
【請求項２】前記化合物は炭素成分を含有する請求項
１記載の難燃性高分子複合材料成形体製造用マスターバ
ッチ。
【請求項３】加熱により燃焼阻害性気体を分解生成す
る請求項１又は２に記載の難燃性高分子複合材料成形体
製造用マスターバッチ。
【請求項４】前記燃焼阻害性気体として、窒素、硫黄
及び炭素の１種又は２種以上を含有するものが生成され
る請求項３記載の難燃性高分子複合材料成形体製造用マ
スターバッチ。
【請求項５】前記難燃性付与用粒子の平均粒径が０．
０５〜５００μｍである請求項１ないし４のいずれかに
記載の難燃性高分子複合材料成形体製造用マスターバッ
チ。
【請求項６】前記難燃性付与用粒子とともに、無機系
又は有機系の難燃剤粒子又は難燃助剤粒子を分散配合し
た請求項１ないし５のいずれかに記載の難燃性高分子複
合材料成形体製造用マスターバッチ。
【請求項７】前記高分子基質とは同質または異質の高
分子材料からなる希釈高分子材料とともに再成形するこ
とにより、自身よりも前記難燃性付与用粒子の含有量が
小さい二次成形体を製造するために使用される請求項１
ないし６のいずれかに記載の難燃性高分子複合材料成形
体製造用マスターバッチ。