JP2001233985A - 難燃性ポリオレフィン樹脂発泡体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有害ガスが発生せず、少ない添加量で高度な
難燃性を実現する難燃性ポリオレフィン発泡体及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリオレフィン樹脂１００重量部にポ
リリン酸アンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸
塩化合物１０〜５０重量部、無機系充填剤１０〜１００
重量部、赤リン１０〜５０重量部を混和し、得られた樹
脂組成物を加熱、発泡する難燃性ポリオレフィン樹脂発
泡体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノンハロゲンの難
燃性ポリオレフィン樹脂発泡体及びその製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、架橋ポリオレフィン発泡体は、安
価にして、断熱性、緩衝性、耐候性、耐薬品性等の物性
に優れ、緩衝材、目地材、雑貨等の各種用途に広く利用
されている。

【０００３】しかし、ポリオレフィン樹脂は極めて燃え
易く、また、燃焼熱が高いため、床材、壁材、航空機内
の材料などの用途に用いることができなかった。

【０００４】ポリオレフィン樹脂発泡体を難燃化する方
法としては、ハロゲン系難燃剤を添加する方法（特公平
４−５０９３６号公報、特公平３−２８７６３７号公報
等参照）が提案されている。ハロゲン系難燃剤を使用す
ると、成形加工性、発泡体の機械的強度の低下を比較的
少なくして、高度の難燃性を付与することができるが、
燃焼時に塩化水素、臭化水素の有毒ガスを発生する問題
があった。

【０００５】このような状況において、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム等のように、燃焼時に有害ガ
スを発生しない水和金属酸化物を添加する方法（特公平
２−４７４６９号公報、特許第２，６２８，７４８号公
報）が提案されている。しかしながら、これらの水和金
属酸化物の添加で、ポリオレフィン樹脂に十分な難燃性
を付与するためには、多量の水和金属酸化物を添加する
必要があり、その結果、物性の低下と発泡現象にも悪影
響を及ぼすことが問題であった。

【０００６】近年、ハロゲン系難燃剤と水和金属酸化物
の問題点を解消する方法として、ポリリン酸アンモニウ
ム単独又はトリアジン骨格を有する窒素化合物との混合
物を使用する方法（特開平８−１９３１４１号公報、特
開平７−２５８４４７号、特開平５−３３１３１０号公
報等参照）が提案されている。しかしながら、ポリリン
酸アンモニウムは、樹脂との相溶性に劣り、加工性が悪
いし、ＪＩＳ Ｄ１２０１の自己消火性に適合するが、
ＵＬ規格のＨＦ−１の燃焼物の滴下（ｄｒｉｐ）には合
格しないことが問題であった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前記従来技術の欠点を解消し、有害ガスを発生せ
ず、少量の難燃剤の添加で高度の難燃化を付与でき、樹
脂と相溶性が良く、燃焼時の滴下物の無い難燃性ポリオ
レフィン発泡体及びその製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の難燃性ポリオレ
フィン発泡体は、ポリオレフィン樹脂にポリリン酸アン
モンアミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化合物を含
有する樹脂組成物を発泡させて得られるものである。本
発明の難燃性ポリオレフィン発泡体において、ポリオレ
フィン樹脂１００重量部にポリリン酸アンモンアミドを
主成分とする窒素含有リン酸塩化合物１０〜５０重量部
を含有することが好ましい。ポリリン酸アンモンアミド
の添加部数が５０重量部を超えると樹脂の伸びに悪影響
を及ぼし、１０重量部数未満であると難燃化の程度が不
足する。

【０００９】本発明において、ポリオレフィン樹脂にポ
リリン酸アンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸
塩化合物に加えて、無機系充填剤、赤リンを添加するこ
とが好ましく、無機系充填剤及び赤リンを含有すること
により、高度の難燃性を得ることができる。本発明にお
いて、ポリオレフィン樹脂１００重量部にポリリン酸ア
ンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化合物１
０〜５０重量部、無機系充填剤１０〜１００重量部、赤
リン１０〜５０重量部を含有することが好ましく、これ
らの難燃剤の添加部数が前記範囲を超えると、発泡に悪
影響を及ぼし、前記範囲未満の場合は、難燃化の程度が
不足する。

【００１０】本発明の難燃性ポリオレフィン発泡体の製
造方法は、ポリオレフィン樹脂にポリリン酸アンモンア
ミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化合物、発泡剤及
び架橋剤を混和し、得られた樹脂組成物を加熱、発泡さ
せる方法である。本発明の製造方法において、ポリオレ
フィン樹脂１００重量部にポリリン酸アンモンアミドを
主成分とする窒素含有リン酸塩化合物１０〜５０重量部
を混和することが好ましく、前記範囲を超えると、発泡
に悪影響を及ぼし、前記範囲未満の場合は、難燃化の程
度が不足する。

【００１１】本発明の製造方法において、ポリオレフィ
ン樹脂にポリリン酸アンモンアミドを主成分とする窒素
含有リン酸塩化合物と共に、無機系充填剤、赤リンを混
和し、得られた樹脂組成物を加熱、発泡することが好ま
しく、これら３種類の難燃剤を併用することにより、よ
り高度な難燃性を付与できる。本発明において、ポリオ
レフィン樹脂１００重量部にポリリン酸アンモンアミド
を主成分とする窒素含有リン酸塩化合物１０〜５０重量
部、無機系充填剤１０〜１００重量部、赤リン１０〜５
０重量部を混和し、得られた樹脂組成物を加熱、発泡す
ることが好ましく、前記３種類の難燃剤の添加部数が、
前記範囲を超えると、発泡に悪影響を及ぼし、前記範囲
未満の場合は、難燃化の程度が不足する。

【００１２】本発明の難燃性ポリオレフィン発泡体及び
その製造方法においては、ポリリン酸アンモンアミドを
主成分とする窒素含有リン酸塩化合物を使用することを
特徴としており、通常ポリリン酸アンモンアミドを６８
％以上含有し、その表面がカップリング処理された粉末
状であるものが好ましく、優れた難燃性、発煙性の低
減、他の難燃剤との相乗効果を実現する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る難燃性ポリオ
レフィン樹脂発泡体及びその製造方法についてその好適
な態様を具体的に説明する。

【００１４】本発明において、ポリオレフィン樹脂と
は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテ
ン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピ
レン・ジエンターポリマー、エチレン・エチルアクリレ
ート共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・
ブテン・ジエンターポリマー、エチレン酢酸ビニル共重
合体等が好適に使用され、これらは単独で使用されても
良く、二種以上が併用されても良い。

【００１５】上記水和金属酸化物としては、水酸化アル
ミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等が挙げられ、
これらは単独で使用されても良く、二種以上が併用され
ても良い。本発明においては、表面処理された水酸化ア
ルミニウムを使用することにより、加工性に優れ、且
つ、ポリリン酸アンモンアミドの難燃性を助長する。ま
た、本発明において、赤リンとしては、耐湿性、安全性
（混練時における自然発火）の点から赤リン粒子の表面
が樹脂で被覆されているもの又は赤リンと樹脂を予め混
合したマスターバッチ品が好ましい。

【００１６】本発明においては、得られる発泡体の耐熱
性、発泡方法等の必要に応じて架橋させることが好まし
い。架橋方法としては、樹脂に混和した有機過酸化物を
加熱して架橋させる方法、電子離性放射線の照射による
架橋方法、シラン架橋等が挙げられる。

【００１７】本発明において、発泡剤としては、アゾジ
カルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニ
トロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニル
ヒドラジド、４，４−オキシビス（ベンゼンスルホニル
ヒドラジド）等の熱分解型有機発泡剤が挙げられる。本
発明においては、前記発泡剤の分解温度の降下及び発生
ガス量の増加を目的として、従来公知の発泡助剤を添加
することができ、例えば、尿素を主成分とした化合物、
酸化亜鉛、酸化鉛等の金属酸化物、ステアリン酸亜鉛、
ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸を主成分とす
る化合物、サリチル酸を主成分とする化合物、即ち、高
級脂肪酸あるいは高級脂肪酸等の金属化合物などがあ
る。

【００１８】本発明においては、使用する組成物の物性
の改良、核形成剤としての作用（気泡の均一化、微細
化）、脱泡性の向上、あるいは価格の低下を目的とし
て、発泡剤の分解反応に著しい悪影響を与えず、且つ、
樹脂を架橋結合しない添加剤（充填剤）、例えば酸化亜
鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、
酸化ケイ素等の金属酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カ
ルシウム等の炭酸塩、あるいはパルプ等の繊維物質、ま
たは各種染料、顔料並びに蛍光物質、その他常用のゴム
配合剤等を必要に応じて添加することができる。

【００１９】本発明の製造方法は、上記樹脂及び配合剤
等を混和し、これを加熱したミキシングロール、加圧式
ニーダー、押出機等によって練和する。

【００２０】上記のように練和して得られた発泡性組成
物を従来公知の方法で発泡させる。発泡方法としては、
発泡性組成物をプレス中の金型に仕込み、金型を密閉し
て加圧下で発泡剤の分解温度以上に所定の時間加熱し、
発泡剤及び架橋剤を略完全に分解した後、除圧して発泡
体を得る加圧一段発泡法、発泡性組成物を密閉金型中加
熱し、発泡剤及び架橋剤を部分的に分解して除圧し、中
間発泡体を得、次いで常圧下に加熱して中間発泡体中に
残存する発泡剤及び架橋剤を分解し、高発泡体を得る所
謂二段発泡法、又は、押出機、カレンダーロール等を用
いて、シート状に成形し、電離性放射線を照射して架橋
させ、次いで、熱風炉中で加熱発泡させることにり発泡
体を得る方法等が適用できる。

【００２１】前記従来公知の発泡方法の中でも、加圧一
段発泡法によって製造される発泡倍率１５倍以下の樹脂
成分の多い低発泡体において、本発明の効果が顕著であ
る。加圧一段発泡法において、樹脂１００重量部に対
し、発泡剤を好ましくは、２〜１０重量部を混和し、加
熱温度は、使用する樹脂の種類に応じて好ましくは１２
５〜１８０℃、特に好ましくは１４５〜１６０℃で、加
熱時間は、好ましくは１５〜９０分、さらに好ましくは
３０〜６０分である。

【００２２】

【実施例】以下、実施例を示して本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は下記実施例により何等限定される
ものではない。

【００２３】実施例１ 高圧法低密度ポリエチレン系樹脂（商品名：ノバテック
ーＬＤ、密度：０．９２３ｇ／ｃｍ³ 、ＭＦＲ： ２．
０ｇ／１０分、融点：１１１℃、日本ポリケム株式会社
製）１００重量部にアゾジカルボンアミド６．５重量
部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸カルシウム２重量
部、１．３−ビスー（ターシャリブチルパーオキシイソ
プロピル）ベンゼン２．０重量部、水酸化アルミニウム
３０重量部、ポリリン酸アンモンアミドを主成分とする
窒素含有リン酸塩化合物（商品名：ポリセーフＮＨ−１
３、窒素含有リン酸塩化合物 ６９％、味の素ファイン
テクノ株式会社）２０重量部、赤リン２０重量部から成
る組成物を１１５℃に加熱されたミキシングロールにて
練和して得られた組成物を、１６０℃に加熱されたプレ
ス内の金型（９５ｘ９５ｘ１５ｍｍ）に充填し、上記温
度で３５分間密閉して加熱後、除圧し、発泡体を得た。

【００２４】得られた発泡体は、サイズが２３５ｘ２３
５ｘ３０ｍｍ、みかけ密度０．０７７ｇ／ｃｍ^３で、Ｕ
Ｌ規格ＨＦ−１の燃焼試験を行った結果、滴下が無く、
適合した。

【００２５】実施例２ 実施例１において、ポリリン酸アンモンアミドを主成分
とする窒素含有リン酸塩化合物（前述ＮＨ−１３）を３
０重量部、赤リンを３０重量部に変えた以外は、実施例
１と同じ配合及び同じ発泡条件で難燃性発泡体を得た。
得られた発泡体は、サイズが２３０ｘ２３０ｘ３０ｍ
ｍ、みかけ密度０．０８５ｇ／ｃｍ^３で、ＵＬ９４ＨＦ
−１の燃焼試験に適合した。

【００２６】実施例３ 実施例１において、高圧法低密度ポリエチレン樹脂を、
メタロセン触媒を用いて重合されたポリエチレン系樹脂
（商品名：カーネルＫＳ３４０，密度（Ｄ）：０．８８
０ｇ／ｃｍ³ 、ＭＦＲ： ３．５ｇ／１０分、融点：６
０℃、日本ポリケム株式会社製）に変えた以外は、実施
例１と同じ配合及び同じ発泡条件で難燃性発泡体を得
た。得られた発泡体は、サイズが２３５ｘ２３５ｘ３０
ｍｍ、みかけ密度０．０７５ｇ／ｃｍ^３で、ＵＬ規格Ｈ
Ｆ−１の燃焼試験を行った結果、滴下が無く、適合し
た。

【００２７】実施例４ 実施例１において、ステアリン酸カルシウムを、ステア
リン酸亜鉛に替えた以外は、実施例１と同じ配合及び同
じ発泡条件で、難燃性発泡体を得た。得られた発泡体
は、サイズが２３５ｘ２３５ｘ３０ｍｍ、みかけ密度
０．０７７ｇ／ｃｍ３で、ＵＬ規格ＨＦ−１の燃焼試験
を行った結果、滴下が無く、適合した。

【００２８】実施例５ 高圧法低密度ポリエチレン系樹脂（前述）１００重量部
にアゾジカルボンアミド６．５重量部、亜鉛華５重量
部、ステアリン酸カルシウム２重量部、１．３−ビスー
（ターシャリブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン
２．０重量部、ポリリン酸アンモンアミドを主成分とす
るリン系難燃剤（前述ＮＨ−１３）３０重量部から成る
組成物を１１５℃に加熱されたミキシングロールにて練
和して得られた組成物を、１６０℃に加熱されたプレス
内の金型（９５ｘ９５ｘ１５ｍｍ）に充填し、上記温度
で３５分間密閉して加熱後、除圧し、発泡体を得た。得
られた発泡体は、サイズが２４０ｘ２４０ｘ３０ｍｍ、
みかけ密度０．０６０ｇ／ｃｍ^３であった。

【００２９】実施例６ 高圧法低密度ポリエチレン系樹脂（前述）１００重量部
にアゾジカルボンアミド６．５重量部、亜鉛華５重量
部、ステアリン酸カルシウム２重量部、１．３−ビスー
（ターシャリブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン
２．０重量部、水酸化アルミニウム３０重量部、ポリリ
ン酸アンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化
合物（商品名：ポリセーフＮＨ−１２、窒素含有リン酸
塩化合物９８％、味の素ファインテクノ株式会社）３０
重量部、赤リン３０重量部から成る組成物を１１５℃に
加熱されたミキシングロールにて練和して得られた組成
物を、１６０℃に加熱されたプレス内の金型（９５ｘ９
５ｘ１５ｍｍ）に充填し、上記温度で３５分間密閉して
加熱後、除圧し、発泡体を得た。

【００３０】得られた発泡体は、サイズが２３５ｘ２３
５ｘ３０ｍｍ、みかけ密度０．０８５ｇ／ｃｍ^３で、Ｕ
Ｌ規格ＨＦ−１の燃焼試験を行った結果、滴下が無く、
適合した。

【００３１】比較例１ 実施例１において、高圧法低密度ポリエチレン系樹脂
（前述）１００重量部にアゾジカルボンアミド６．５重
量部、亜鉛華５重量部、ステアリン酸カルシウム２重量
部、１．３−ビスー（ターシャリブチルパーオキシイソ
プロピル）ベンゼン２．０重量部、水酸化アルミニウム
２０重量部から成る組成物を１１５℃に加熱されたミキ
シングロールにて練和して得られた組成物を、１６０℃
に加熱されたプレス内の金型（９５ｘ９５ｘ１５ｍｍ）
に充填し、上記温度で３５分間密閉して加熱後、除圧
し、発泡体を得た。得られた発泡体は、サイズが２４５
ｘ２４５ｘ３０ｍｍ、みかけ密度０．０５５ｇ／ｃｍ^３
であったが、ＵＬ９４ＨＦ−１の燃焼試験の結果、易燃
性であった。

【００３２】比較例２ 比較例１において、水酸化アルミニウムの替わりに赤リ
ンのマスターバッチ品（前述）を添加した以外は、比較
例１と同じ配合及び同じ発泡条件によって発泡体を得
た。得られた発泡体は、サイズが２４５ｘ２４５ｘ３０
ｍｍ、みかけ密度０．０５５ｇ／ｃｍ^３であったが、Ｕ
Ｌ９４ＨＦ−１の燃焼試験の結果、易燃性であった。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【表２】

【００３５】

【発明の効果】上述の様に、本発明の難燃性ポリオレフ
ィン樹脂発泡体及びその製造方法によれば、ポリリン酸
アンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化合物
を使用する為、塩素、臭素等の有害ガスを発生させず、
また、少量の添加量で高度な難燃性を付与でき、得られ
る発泡体の物性を阻害しない。さらに、樹脂との相溶性
に優れ、成形加工性に優れ、生産性が良い。また、他の
難燃剤との相乗効果が高く、樹脂成分の多い低発泡倍率
においても、燃焼時に滴下を抑制し、ＵＬ９４ＨＦ−１
にも、適合することができる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン樹脂にポリリン酸アンモン
   アミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化合物を含有す
   る樹脂組成物を発泡させて得られる難燃性ポリオレフィ
   ン樹脂発泡体。
2. 【請求項２】ポリオレフィン樹脂１００重量部にポリリ
   ン酸アンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化
   合物１０〜５０重量部を含有する請求項１記載の難燃性
   ポリオレフィン樹脂発泡体。
3. 【請求項３】ポリオレフィン樹脂にポリリン酸アンモン
   アミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化合物、無機系
   充填剤、赤リンを含有する樹脂組成物を発泡させて得ら
   れる難燃性ポリオレフィン樹脂発泡体。
4. 【請求項４】ポリオレフィン樹脂１００重量部にポリリ
   ン酸アンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化
   合物１０〜５０重量部、無機系充填剤１０〜１００重量
   部、赤リン１０〜５０重量部を含有する請求項３記載の
   難燃性ポリオレフィン樹脂発泡体。
5. 【請求項５】ポリオレフィン樹脂にポリリン酸アンモン
   アミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化合物、発泡剤
   及び架橋剤を混和し、得られた樹脂組成物を加熱、発泡
   させる難燃性ポリオレフィン樹脂発泡体の製造方法。
6. 【請求項６】ポリオレフィン樹脂１００重量部にポリリ
   ン酸アンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化
   合物１０〜５０重量部を混和することを特徴とする請求
   項５記載の製造方法。
7. 【請求項７】ポリオレフィン樹脂にポリリン酸アンモン
   アミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化合物、無機系
   充填剤、赤リンを混和し、得られた樹脂組成物を加熱、
   発泡する難燃性ポリオレフィン樹脂発泡体の製造方法。
8. 【請求項８】ポリオレフィン樹脂１００重量部にポリリ
   ン酸アンモンアミドを主成分とする窒素含有リン酸塩化
   合物１０〜５０重量部、無機系充填剤１０〜１００重量
   部、赤リン１０〜５０重量部を混和し、得られた樹脂組
   成物を加熱、発泡する難燃性ポリオレフィン樹脂発泡体
   の製造方法。