JP2001131551A

JP2001131551A - 難燃性付与用複合粒子

Info

Publication number: JP2001131551A
Application number: JP35677599A
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
Also published as: AU6470800A; WO2001009234A1

Abstract

(57)【要約】【課題】低添加量で高い難燃性を付与することが可能
で、生産時や燃焼時に有害物質が発生しない、エコロジ
カルな難燃性付与用複合粒子を安価に提供する。【解決手段】難燃性付与用複合粒子１０は、加熱によ
りガラス質セラミックスを生じるガラス前駆体組成物２
が担持材料粒子１に被膜された構成を有している。ガラ
ス前駆体組成物２は、例えば珪素成分及び／又は金属成
分と酸素とを含有するものであり、加熱により生ずるガ
ラス質セラミックスは、珪素及び／又は金属の酸化物を
主体とするものとすることができる。このような難燃性
付与用複合粒子１０を、例えば高分子材料等からなる難
燃性付与対象材料に複合（添加）して、該難燃性付与対
象材料に高い難燃性を付与することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂等から構成さ
れる材料に対し高い難燃性を付与することが可能な難燃
性付与用複合粒子に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂材料は、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。この他、ガ
ラス系難燃剤として低融点ガラスを用いたものがある
が、製造工程が複雑で、樹脂への添加量も多く必要であ
り、製造コストも高く、また耐水性にも問題がある。

【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、低添加量で高い難燃性付与が可能
であるとともに、生産時や燃焼時に有害物質が発生しな
いエコロジカルな難燃性付与用複合粒子を安価に提供し
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】上記課題
を解決するために、本発明の難燃性付与用複合粒子は、
難燃性付与の対象物（難燃性付与対象材料）中に分散さ
せるか又は表面に定着させることにより当該対象物に難
燃性を付与するために使用され、加熱によりガラス質セ
ラミックスを生ずるガラス前駆体組成物を、担持材料粒
子に複合化させたことを特徴とする。

【０００８】このような担持材料粒子にガラス前駆体組
成物が複合化された構成の難燃性付与用複合粒子は、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）することができる。この場
合、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
用複合粒子中の上記ガラス前駆体組成物がガラス質セラ
ミックスを生じ、そのガラス質セラミックスが保護膜と
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。なお、難燃性付与用複合粒子
は、難燃性付与対象材料中に分散させたり、難燃性付与
対象材料表面に定着させたりすることで、難燃性を付与
させることが可能である。

【０００９】ガラス前駆体組成物や担持材料粒子は、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
カルな難燃性材料となる。

【００１０】上記ガラス前駆体組成物は珪素成分及び／
又は金属成分と酸素とを含有するものであり、加熱によ
り生ずるガラス質セラミックスは、珪素及び／又は金属
の酸化物を主体とするものとすることができる。珪素成
分及び／又は金属成分は、加熱により酸化されてガラス
質セラミックスを生じやすく、また、生成された珪素及
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、本発明の難燃性付与用複合粒子
のガラス前駆体組成物として珪素成分及び／又は金属成
分と酸素とを含有するものが特に適している。このよう
なガラス前駆体組成物を含有する難燃性付与用複合粒子
を複合（添加）した難燃性付与対象材料には、ガラス質
セラミックスの高い耐熱性により一層高い難燃性が付与
されることとなる。なお、金属成分としては、例えばＴ
ｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｎ、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。また、上記のようなガラス質セラミックスは、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
質セラミックスに転化する形態でもよい。

【００１１】また、上記ガラス前駆体組成物は、炭素成
分を含むものとすることができる。炭素成分を含む場
合、例えば難燃性付与対象材料として樹脂を用いた場合
に、当該難燃性付与用複合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複合粒子を均一に分
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。

【００１２】次に、当該難燃性付与用複合粒子は、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。

【００１３】具体的に、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。

【００１４】一方、当該難燃性付与用複合粒子の平均粒
径は、０．０５〜５００μｍとするのがよい。平均粒径
が０．０５μｍ未満の場合、当該難燃性付与用複合粒子
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。

【００１５】次に、上記担持材料粒子は、難燃材料粒子
とすることができる。この場合、上述したガラス前駆体
組成物が加熱によりガラス質セラミックスを生じること
による難燃性付与効果に加えて、担持材料粒子としての
難燃材料粒子の難燃効果も加わるため、難燃性付与用複
合粒子の難燃性付与対象材料への難燃性付与効果が一層
向上する。このような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。なお、樹脂への添加
性、難燃効果、コスト等の面において、無機系難燃材料
粒子を用いることが最も好ましい。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、難燃性付与効果が一層高まる。

【００１６】上記難燃材料粒子は、例えば平均粒径０．
０５〜１００μｍのものを用いることができる。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、難燃性付与対象材料へ複合（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、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、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、難燃性付与対
象材料の特性、例え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の
粒度測定装置を用いることができる。

【００１７】一方、担持材料粒子として高分子材料粒子
を用いることもできる。高分子材料粒子としては、例え
ば熱可塑性高分子材料からなるものや、熱硬化性高分子
材料からなるもの、あるいはそれらの混合材料等を使用
することができる。この場合、難燃性付与対象材料とし
て樹脂を用いた場合に、担持材料としての高分子材料が
樹脂となじみ（親和性）がよいため、当該難燃性付与用
複合粒子が難燃性付与対象材料に対して均一に分散され
ることとなり、難燃性付与対象材料に効果的に難燃性を
付与することが可能となる。

【００１８】なお、高分子材料粒子としては、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）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（ＰＣ）、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
イ等の微粉末粒子を用いることができる。

【００１９】上記のような難燃性付与用複合粒子の製造
方法としては、いわゆるゾルゲル法を用いることができ
る。以下、ゾルゲル法について詳しく説明する。

【００２０】ゾルゲル法は、例えば、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
た溶液（例えば、アルコキシド溶液）から発生するゾル
状組成物を担持材料粒子と接触させる工程と、ゾル状組
成物を乾燥させる工程とを少なくとも含み、ゾル状組成
物の乾燥により生成するゲル状組成物（ガラス前駆体組
成物）を担持材料粒子と複合化させて難燃性付与用複合
粒子を得るものである。こ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。なお、上記製
造方法において、ゾル状組成物を担持材料粒子と接触さ
せる工程は、担持材料粒子をゾル状組成物に浸漬する方
法や、担持材料粒子に対してゾル状組成物を吹き付ける
方法等を採用することができる。

【００２１】また、上記ゾルゲル法を用いた製造方法
は、具体的には担持材料粒子とゾル状組成物との混合物
を作る混合工程と、その混合物から溶媒を蒸発させて乾
燥組成物となす乾燥工程とを含むものとすることができ
る。これは、例えば所定の容器にゾル状組成物を入れ、
これに担持材料粒子を浸漬して混合物とした後に、その
混合物から溶媒を蒸発させるものであり、その混合物を
液切りすることなく溶媒を蒸発・乾燥させることができ
るため非常に簡便な方法である。なお、上記乾燥工程と
しては、加熱乾燥又は真空乾燥、及びそれらの併用によ
り行うことができる。さらには、担持材料粒子の集積体
に振動及び／又は撹拌を加えながら、これにゾル状組成
物を接触させつつ行うこともできる。この場合、集積体
の振動及び／又は攪拌により乾燥効率が向上し、乾燥時
間を短縮することが可能となる。一方、担持材料粒子に
これよりも大径の打撃メディアを混在させ、それら担持
材料粒子と打撃メディアとの集積体に振動及び／又は撹
拌を加えるものとすることもでき、この場合、乾燥時間
を一層短縮することが可能である。

【００２２】次に、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
造するのがよい。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（ゲル状組成物）には、金属
及び／又はＳｉが酸化物等の形態で含有され、さらにア
ルコキシドに由来する炭素成分が残存することとなる。
この金属及び／又はＳｉは、上記した通り高熱によりガ
ラス質セラミックスを生じて難燃性付与対象材料に高い
難燃性を付与し、また、炭素成分は、例えば難燃性付与
対象材料として樹脂を用いた場合に、当該難燃性付与用
複合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）を向上させる。

【００２３】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り、均一な膜厚のゲル状組成物（ガ
ラス前駆体組成物）被膜を形成することができる。

【００２４】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％程度にすることができる。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り、結果として
ゾル状組成物が担持材料粒子に複合化されにくくなり、
例えばゲル状組成物の複合化が不均一になったりする場
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
あり、また、無駄な溶媒を消費するためコスト高とな
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及び／又はＳｉから生じるガ
ラス質セラミックスによる難燃効果が低下する場合があ
り、また、アルコキシドの炭素成分による難燃性付与対
象材料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、ゾル状
組成物が担持材料粒子に対して均一に複合化しにくくな
る場合がある。

【００２５】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
（ガラス前駆体組成物）被膜の性質がそれぞれ異なるも
のとなる。

【００２６】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、
難燃性付与用複合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、酸性気体ベース無機酸に由
来する気体（燃焼阻害性気体）、例えばＮ含有ガスとし
てのＮ_２ガスやＮＯ_２ガス、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。

【００２７】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
キシドの金属及び／又はＳｉから生じるガラス質セラミ
ックス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質セラミックスによる難燃性
付与効果が十分に得られなくなる場合があり、また、Ｗ
A／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、難燃性付与用複合粒子の難燃性付与効
果が低下する場合がある。

【００２８】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、上記ゾルゲ
ル法による担持材料粒子へのゲル状組成物（ガラス前駆
体組成物）の複合化を均一にすることが可能となる。そ
の結果、上述したアルコキシド、金属塩に由来する難燃
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。

【００２９】上記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、それに金属塩及びアル
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。

【００３０】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、ゾル状組成物が分解してしまう場
合がある。なお、減圧乾燥を行う場合は、温度及び圧力
を、ゾル状組成物が安定に担持材料に残存（付着）する
ように調整する必要がある。

【００３１】次に、ゾル状組成物中に担持材料粒子を浸
漬することにより混合物を作り、その混合物を液切りす
ることなく乾燥させる工程を行う場合、例えば、ゾル状
組成物１リットル当りの担持材料粒子の混合量は、１ｇ
〜２０ｋｇ程度とするのがよい。１ｇ未満の場合、難燃
性付与用複合粒子の製造効率が低下し、また、２０ｋｇ
を超えると、単位担持材料粒子当たりに対するゾル状組
成物の複合量が少なくなり、難燃性付与効果が低減する
場合がある。なお、上記混合量は、好ましくは１ｋｇ〜
１０ｋｇ程度にするのがよい。また、例えば、ゾル状組
成物中のアルコキシド及び金属塩の合計含有量をＷs
（単位：ｇ）、担持材料粒子の比表面積値をＳg（単
位：ｍ^２／ｇ）、ゾル状組成物への担持材料粒子の混合
量をＷg（単位：ｇ）としたときに、Ｗs／（Ｓg×Ｗg）
が０．００２〜２．０ｇ／ｍ^２となるように担持材料粒
子の混合量を調整するのがよい。

【００３２】なお、上記担持材料粒子の使用可能な材質
については、難燃性付与用複合粒子の説明の際に例示し
たものと全く同様であるので、説明は省略する。

【００３３】

【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
難燃性付与用複合粒子の一実施例を概念的に示す模式図
である。難燃性付与用複合粒子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ガラス前駆体組成物２が担持
材料粒子１に複合化された構成を有し、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。ガラス前
駆体組成物２と担持材料粒子１との複合化の形態は、例
えば、図１（ａ）に示すように、ガラス前駆体組成物２
が担持材料粒子１の表面をほぼ全体にわたって均一に被
覆された状態が、難燃効果の発揮という点に関して最も
望ましいといえる。ただし、良好な難燃効果が維持でき
る範囲内にて、図１（ｂ）に示すように、担持材料粒子
１の表面にガラス前駆体組成物２が部分的に付着し、一
部の表面が未被覆となって露出している形態であっても
よい。また、化合物バルク中に難燃性付与用複合粒子１
０を分散させた塊状物を、粉砕又は解砕すれば、例えば
図１（ｃ）のような構成の不定形の難燃性付与用複合粒
子１０となることもある。いずれにしろ、上記のような
複合粒子１０を例えば高分子材料等からなる難燃性付与
対象材料からなる基質に複合化（基質中への分散及び／
又は表面定着）することで、該難燃性付与対象材料に難
燃性を付与することが可能となる。なお、図２に示すよ
うに、難燃性付与用複合粒子１０に対し、別の難燃剤粒
子１１を配合して用いることも可能である。

【００３４】図１（ａ）において、担持材料粒子１に被
膜ないし付着されたガラス前駆体組成物２の厚さは、例
えば０．０１〜１．０μｍ程度とされる。このような難
燃性付与用複合粒子１０を難燃性付与対象材料に複合
（添加）した場合、担持材料粒子１に対して均一かつ薄
膜状でガラス前駆体組成物２が被膜ないし付着されてい
るため、その難燃性付与効果は大きく、その難燃性付与
用複合粒子１０の量が、例えば難燃性付与対象材料に対
して５〜１５０重量部、好ましくは２０〜１００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。この場合、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。

【００３５】一方、図２に示すように、難燃性付与用複
合粒子１０とともに従来からある難燃材料粒子１１を混
合して、これを難燃性付与対象材料に複合（添加）する
ことも可能である。この場合、難燃性付与用複合粒子１
０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。

【００３６】ガラス前駆体組成物２は、例えば図１０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５０の内
部又は表面に複合されたガラス前駆体組成物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、Ｓｉ（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。

【００３７】図３（ａ）に示すように、上記のような難
燃性付与用複合粒子１０は、単独で、あるいは必要に応
じて、難燃性付与用複合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３２とすることができる。マスターバッチ粒子３
２は、例えば球換算した直径による寸法にて０．１〜１
０ｍｍ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。

【００３８】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に示すような射出成
形を採用する場合を例にとって説明する。射出成形装置
５０１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５０５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５０３ｂが接続されている。

【００３９】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。

【００４０】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難燃性付与用
複合粒子が複合された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。

【００４１】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、複合粒子の含有率が、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、二次成形体中の複合粒子の含有率は、マ
スターバッチ粒子３２中の複合粒子の含有率と、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。

【００４２】なお、このような希釈用のマスターバッチ
粒子中の複合粒子の含有率は、例えば重量比率にて２０
〜６７重量％と高いが、複合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Ｃｕやステアリン酸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％
（例えば０．３重量％）の範囲内にて選定するのがよ
い。

【００４３】なお、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂（ウレ
タンゴムを含む）あるいはシリコーン樹脂など、未硬化
樹脂成分が含有される主剤と、その未硬化樹脂成分を硬
化させるための硬化剤が含有される硬化剤とからなる２
液混合型の注型樹脂材料、接着剤あるいは塗料を、本発
明の難燃性付与用複合粒子が複合された難燃性高分子複
合材料として構成することも可能である。具体的には、
この目的のため、未硬化樹脂成分を含有する主剤と、そ
の未硬化樹脂成分を硬化させるための硬化剤とから構成
され、難燃性付与用複合粒子を主剤又は硬化剤の少なく
ともいずれかに配合されてなり、主剤と硬化剤とを混合
することにより、熱硬化性樹脂を基質としてこれに難燃
性付与用複合粒子を分散させた難燃性高分子複合材料が
得られるようにした難燃性高分子複合材料製造用組成物
を使用することができる。

【００４４】図７に、その具体例についてエポキシ樹脂
の場合を例に取って説明する。すなわち、主剤５５０
は、例えばビスフェノール系の未硬化エポキシ樹脂成分
中に、難燃性付与用複合粒子と、必要に応じて難燃性付
与用複合粒子とは別の難燃剤や難燃助剤、充填剤、顔料
や染料等の着色剤あるいは分散剤等を配合したものであ
り、適当な溶媒により粘度調整がなされている。一方、
硬化剤５５１は、アミンやイソシアナート、酸無水物な
どの硬化成分を溶媒中に溶解ないしは分散させたもので
ある。そして、使用する直前に（ａ）に示すように両剤
５５０，５５１を所定比率にて混合し、混合組成物５５
２のポットライフ時間内に目的に応じた処置を行う。す
なわち、混合組成物５５２を注型用樹脂材料として使用
する場合は、（ｂ）に示すようにこれを型５５３に注型
して硬化させることにより、所期の形状の難燃性高分子
複合材料成形体を得る。また、混合組成物５５２を塗料
として使用する場合は、（ｃ）に示すようにこれを被塗
装物５５４の塗装面に塗布して硬化させることにより、
難燃性高分子複合材料塗膜５５５を得る。さらに、混合
組成物５５２を接着剤として使用する場合は、（ｄ）に
示すようにこれを被接着物５５６ａ，５５６ｂの接着面
に塗布して貼り合わせる、難燃性接着層５５７により被
接着物５５６ａ，５５６ｂが接着された接着構造が得ら
れる。

【００４５】次に、難燃性付与用複合粒子は高分子基質
の表面に定着することも可能である。図８は、そのいく
つかの例を示している。図８（ａ）は、高分子基質５０
の表面に形成された接着樹脂層５６０を介して難燃性付
与用複合粒子１０を接着形態により定着する例を示す。
なお、高分子基質５０中に、さらに難燃性付与用複合粒
子１０を分散させておいてもよい（以下も同様）。ま
た、図８（ｂ）に示すように、定着された粒子１０の表
面側を、さらに樹脂等によるオーバーコート５６１で覆
うようにしてもよい。

【００４６】図８（ｃ）では、例えば成形金型５０５の
キャビティの内面に難燃性付与用複合粒子１０を塗布し
ておき、次いでキャビティ内を溶融樹脂５７０で満たし
て凝固させることにより、塗布された粒子１０を成形体
５３６を形成する基質５０の表面に一体化させる例であ
る。図８（ｄ）は、複合粒子１０の表面を定着樹脂層５
６２で予め覆っておき、加熱により定着樹脂層５６２を
軟化させつつ基質５０の表面に付着させて後樹脂を硬化
させることにより、複合粒子１０を定着する例である。
この場合、基質５０は、不要な変形が生じない程度の温
度にて予熱しておくと、定着樹脂層５６２の軟化・付着
を容易に行うことができる。図８（ｅ）は、複合粒子１
０を基質５０表面に投射したり、圧入することにより、
基質５０の表層部に複合粒子１０を埋め込む方法であ
る。この場合、基質５０の少なくとも表層部を加熱等に
より軟化させておくと埋込を容易に行うことができる。

【００４７】

【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２０ｍｌ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６．９２ｇ
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。このゾル状組成物中に担
持材料粒子として平均粒径５５μｍの水酸化アルミニウ
ム７５ｇを入れ、撹拌しながら混合した。その後、１２
０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発させて水酸化アルミ
ニウム表面にゲル状組成物（ガラス前駆体組成物）のコ
ーティング被膜を形成した。なお、コーティング被膜の
成分を推定するために、ゾル状組成物のみを乾燥したゲ
ル状組成物を分析したところ、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。

【００４８】上記ゾルゲル法によりコーティングした水
酸化アルミニウムとポリプロピレン（グランドポリマー
製：Ｊ７０８）の粉末あるいはペレットとを混合し（ポ
リプロピレン１００部に対し、水酸化アルミニウム７５
部）、その後射出成形機に入れ、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１２
５ｍｍ、幅１３ｍｍ、厚み１．６ｍｍとした。

【００４９】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。

【００５０】（実施例２）金属塩として硝酸ニッケル六
水和物（Ｎｉ（ＮＯ_３）_２・６Ｈ_２Ｏ）２３．３６ｇを
エタノール２０ｍｌ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．
９２ｇ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
中に実施例１と同様の水酸化アルミニウム７５ｇを入
れ、撹拌しながら混合した。その後、１２０℃の乾燥器
に入れ、溶媒分を揮発させて水酸化アルミニウム表面に
ゲル状組成物（ガラス前駆体組成物）のコーティング被
膜を形成した。なお、コーティング被膜の成分を推定す
るために、ゾル状組成物のみを乾燥したゲル状組成物を
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。

【００５１】上記ゾルゲル法によりコーティングした水
酸化アルミニウムと実施例１と同様のポリプロピレンの
粉末あるいはペレット２５０ｇとを混合し（ポリプロピ
レン１００部に対し、水酸化アルミニウム３０部）、そ
の後射出成形機に入れ、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。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】また、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３２％を得た。

【００５３】（実施例３）エタノール配合量を８０ｍｌ
とした以外は、上記実施例１と同じ配合でゾル状組成物
を作成した。このゾル状組成物中に平均粒径０．８５μ
ｍの水酸化マグネシウム５０ｇを入れ、撹拌しながら混
合した。その後、１２０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮
発させて水酸化マグネシウム表面にゲル状組成物（ガラ
ス前駆体組成物）のコーティング被膜を形成した。上記
ゾルゲル法によりコーティングした水酸化アルミニウム
と実施例１と同様のポリプロピレンの粉末あるいはペレ
ット２５０ｇとを混合し（ポリプロピレン１００部に対
し、水酸化マグネシウム５０部）、その後射出成形機に
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。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。

【００５４】（実施例４）上記実施例１と同じ配合でゾ
ル状組成物を作成した。このゾル状組成物中に実施例１
と同様の水酸化アルミニウム２０ｇ、及び実施例３と同
様の水酸化マグネシウム１０ｇを入れ、撹拌しながら混
合した。その後、１２０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮
発させて水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムの
表面にゲル状組成物（ガラス前駆体組成物）のコーティ
ング被膜を形成した。

【００５５】実施例１と同じ方法にて、同形状の難燃性
テスト用サンプルを作製し、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、このサンプルについて、実施例２と同様に酸素指数
を測定したところ、酸素指数値３１％を得た。

【００５６】（比較例１）実施例１と同様の水酸化アル
ミニウム７５ｇとポリプロピレン１００ｇとを混合し、
その後射出成形機に入れ、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。また、このサ
ンプルについて、実施例２と同様に酸素指数を測定した
ところ、酸素指数値２０％を得た。

【００５７】（比較例２）実施例３と同様の水酸化マグ
ネシウム１５０ｇとポリプロピレン１００ｇとを混合
し、その後射出成形機に入れ、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、同試験のＶ−０規格をクリアした。

【００５８】上記実施例１〜４、及び比較例１，２の結
果を表１にまとめる。

【００５９】

【表１】

【００６０】これらの結果より、ゾルゲル法によるコー
ティングを施していない比較例のサンプルは、ポリプロ
ピレン１００部に対して７５部程度の少量では難燃性付
与効果がなく、大量（例えば１５０部）に添加する必要
があることが分かる。これに対し、実施例で示したよう
に、担持材料粒子にゾルゲル法によりコーティングした
サンプルは少量（例えば３０〜７５部）でも難燃性付与
効果があることが分かる。

【００６１】（実施例５）金属塩として硝酸ニッケル六
水和物（Ｎｉ（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２
７．７４ｇ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
組成物中に担持材料粒子として平均粒径５５μｍの水酸
化アルミニウム５００ｇを入れ、撹拌しながら混合し
た。その後、１２０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発さ
せて水酸化アルミニウム表面にゲル状組成物（ガラス前
駆体組成物）のコーティング被膜を形成した。

【００６２】上記ゾルゲル法によりコーティングした水
酸化アルミニウムとポリプロピレン（グランドポリマー
製：Ｊ７０８）の粉末あるいはペレットとを混合し（ポ
リプロピレン１００部に対し、水酸化アルミニウム５０
部）、その後、押出し成形機により上記の混合ペレット
を作成し、射出成形機により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１２５ｍ
ｍ、幅１３ｍｍ、厚み１．６ｍｍとした。このテスト用
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。

【００６３】また、酸素指数法による燃焼試験（ＪＩＳ
Ｋ７２０１）のために、上記組成について、長さ１２０
ｍｍ、幅６．５ｍｍ、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３３％を得
た。

【００６４】さらに、上記組成について、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１５．５×１
０^６[Ｐａ]を得た。

【００６５】（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
中に実施例５と同様の水酸化アルミニウム５００ｇを入
れ、撹拌しながら混合した。その後、１２０℃の乾燥器
に入れ、溶媒分を揮発させて水酸化アルミニウム表面に
ゲル状組成物（ガラス前駆体組成物）のコーティング被
膜を形成した。

【００６６】上記ゾルゲル法によりコーティングした水
酸化アルミニウムと、実施例５と同様のポリプロピレン
の粉末あるいはペレットとを混合し（ポリプロピレン１
００部に対し、水酸化アルミニウム５０部）、その後射
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５と同じものとし、ＵＬ９４燃焼性試験を行った。
また、実施例５と同様の酸素指数測定用サンプル、及び
引張試験測定用サンプルを作成し、酸素指数法による燃
焼試験、引張試験法による引張強度試験も行った。

【００６７】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、酸素指数法に
よる燃焼試験の結果、酸素指数値２９％を得た。さら
に、引張試験法による引張試験の結果、引張強度１６．
１×１０^６[Ｐａ]を得た。

【００６８】（実施例７）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４００ｍｌ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．
７４ｇ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
物中に担持材料粒子として平均粒径１μｍの水酸化アル
ミニウム５００ｇを入れ、撹拌しながら混合した。その
後、１２０℃の乾燥器に入れ、溶媒分を揮発させて水酸
化アルミニウム表面にゲル状組成物（ガラス前駆体組成
物）のコーティング被膜を形成した。

【００６９】上記ゾルゲル法によりコーティングした水
酸化アルミニウムと、実施例５と同様のポリプロピレン
の粉末あるいはペレットとを混合し（ポリプロピレン１
００部に対し、水酸化アルミニウム５０部）、その後射
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５と同じものとし、ＵＬ９４燃焼性試験を行った。
また、実施例５と同様の酸素指数測定用サンプル、及び
引張試験測定用サンプルを作成し、酸素指数法による燃
焼試験、引張試験法による引張強度試験も行った。

【００７０】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、酸素指数法に
よる燃焼試験の結果、酸素指数値３２％を得た。さら
に、引張試験法による引張試験の結果、引張強度２３．
１×１０^６[Ｐａ]を得た。

【００７１】（比較例３）実施例７と同様の平均粒径１
μｍの水酸化アルミニウムとポリプロピレンとを混合し
（ポリプロピレン１００重量部に対し、水酸化アルミニ
ウム５０重量部）、その後射出成形機に入れ、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５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。また、実施例５と同様の酸素指数測定用サンプル
を作成し、酸素指数法による燃焼試験を行ったところ、
酸素指数値１９．７％を得た。さらに、実施例５と同様
の引張試験測定用サンプルを作成し、引張試験法による
引張強度試験を行ったところ、引張強度１９．６×１０
^６[Ｐａ]を得た。

【００７２】（比較例４）ポリプロピレン１００ｇ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５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。また、実施例５と同様
の酸素指数測定用サンプルを作成し、酸素指数法による
燃焼試験を行ったところ、酸素指数値１７．５％を得
た。さらに、実施例５と同様の引張試験測定用サンプル
を作成し、引張試験法による引張強度試験を行ったとこ
ろ、引張強度２２．３×１０^６[Ｐａ]を得た。

【００７３】上記実施例５〜７、及び比較例３，４の結
果を表２にまとめる。

【００７４】

【表２】

【００７５】これらの結果より、ゾルゲル法によりコー
ティングを施した水酸化アルミニウムを添加したポリプ
ロピレンは、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を用
いると、樹脂特性（引張強度）が低下しており、そこ
で、平均粒径の小さい水酸化アルミニウムを用いると、
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。

【００７６】なお、本実施例における担持材料粒子に対
してゾルゲル法によりコーティングを施した難燃性付与
用複合粒子について、ゲル状組成物（ガラス前駆体組成
物）をコーティングする前後の電子顕微鏡写真を図９に
示す。図９（ａ）はコーティング前の担持材料粒子で、
図９（ｂ）はコーティング後の担持材料粒子（難燃性付
与用複合粒子）であり、担持材料粒子に対して均一にゾ
ル状組成物（ガラス前駆体組成物）がコーティングされ
ていることが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】難燃性付与用複合粒子の形態をいくつか例示し
て示す模式図。

【図２】難燃性付与用複合粒子に別の難燃剤粒子を配合
して使用する例を示す模式図。

【図３】本発明の難燃性付与用複合粒子を複合した難燃
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】二液混合型樹脂により本発明の難燃性付与用複
合粒子を複合した難燃性高分子複合材料を得る方法と、
その適用形態をいくつか例示して示す説明図。

【図８】高分子材料基質の表面に難燃性付与用複合粒子
を定着する方法をいくつか例示して示す工程説明図。

【図９】コーティング前の担持材料粒子、及び担持材料
粒子にコーティングを施した難燃性付与用複合粒子の電
子顕微鏡写真。

【図１０】化合物層の分子レベル構造を推測して示す模
式図。

【符号の説明】

１担持材料粒子２ゲル状組成物（ガラス前駆体組成物）１０難燃性付与用複合粒子１１難燃材料粒子５０難燃性付与対象材料

───────────────────────────────────────────────────── 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） 4H028 AA05 AA08 AA10 AA12 AA42 AB04 BA06 4J002 AA001 DE016 FA086 FD136

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】難燃性付与の対象物中に分散させるか又
は表面に定着させることにより当該対象物に難燃性を付
与するために使用され、加熱によりガラス質セラミック
スを生ずるガラス前駆体組成物を、担持材料粒子に複合
化させたことを特徴とする難燃性付与用複合粒子。
【請求項２】前記ガラス前駆体組成物は珪素成分及び
／又は金属成分と酸素とを含有するものであり、前記加
熱により生ずる前記ガラス質セラミックスは、珪素及び
／又は金属の酸化物を主体とするものである請求項１記
載の難燃性付与用複合粒子。
【請求項３】前記ガラス前駆体組成物は炭素成分を含
有する請求項１又は２に記載の難燃性付与用複合粒子。
【請求項４】加熱により燃焼阻害性気体を分解生成す
る請求項１ないし３のいずれかに記載の難燃性付与用複
合粒子。
【請求項５】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４記載の難燃性付与用複合粒子。
【請求項６】平均粒径が０．０５〜５００μｍである
請求項１ないし５のいずれかに記載の難燃性付与用複合
粒子。
【請求項７】前記担持材料粒子は難燃材料粒子である
請求項１ないし６のいずれかに記載の難燃性付与用複合
粒子。
【請求項８】前記難燃材料粒子は、無機材料系粒子又
は金属材料系粒子である請求項７記載の難燃性付与用複
合粒子。
【請求項９】前記無機材料系粒子は、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
成分とするものである請求項８記載の難燃性付与用複合
粒子。
【請求項１０】前記担持材料粒子は高分子材料粒子で
ある請求項１ないし６のいずれかに記載の難燃性付与用
複合粒子。
【請求項１１】前記高分子材料粒子は熱可塑性高分子
材料からなる請求項１０記載の難燃性付与用複合粒子。
【請求項１２】前記高分子材料粒子は熱硬化性高分子
材料からなる請求項１０記載の難燃性付与用複合粒子。