JP2001294763A - 難燃性付与用複合組成物の製造方法、難燃性付与用複合組成物 - Google Patents

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組成物とその製造方法、及び難
燃性付与用複合組成物を複合化させた難燃性高分子複合
材料を安価に提供しようとするものである。 【解決手段】 硝酸亜鉛（結晶水を含む）及びＳｉアル
コキシドを溶媒中に分散及び／又は溶解させたゾル状組
成物を担持材料粒子と混合し、混合したゾル状組成物を
乾燥させてゲル状組成物となし、担持材料粒子にゲル状
組成物が複合化した難燃性付与用複合組成物を得る。難
燃性付与用複合粒子は、珪素成分及び亜鉛成分と酸素を
含有し、例えば加熱によりガラス化ないしセラミック化
してガラス質セラミックスを生じるゲル状組成物が担持
材料粒子に複合化させた構成を有する。この難燃性付与
用複合組成物をポリオレフィン系の高分子材料に混入な
いしコーティングすることにより複合（添加）して、難
燃性高分子複合材料を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂等から構成される
材料に対し難燃性を付与する難燃性付与用複合組成物と
その製造方法、及びその難燃性付与用複合組成物と高分
子材料とを複合化した難燃性高分子複合材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】樹脂材料は、その樹脂の化学的、物理的
に優れた性能、成形性およ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易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。この場合、
赤リンやカーボンを難燃助剤として添加すると樹脂が赤
紫や黒に着色するため、使用目的が制限される。また、
多成分を添加すると、それら添加剤と樹脂を混合する際
分散性が良くないため、混合に時間がかかり製造費用増
の原因にもなっていた。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
あり、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、低添加率で高い難燃性付与（ＵＬ
９４燃焼性試験にてテストしたときに、Ｖ−２を充足す
る難燃性能）が可能であるとともに、生産時や燃焼時に
有害物質が発生せず、エコロジカルな難燃性付与用複合
組成物とその製造方法、及び難燃性付与用複合組成物を
複合化させた難燃性高分子複合材料を安価に提供しよう
とするものである。また、この難燃性付与用複合組成物
を使用することにより、樹脂の変色をなくし、難燃性樹
脂の使用目的を拡大することにある。

【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組成物の
製造方法は、硝酸亜鉛（結晶水を含む）及びＳｉのアル
コキシドを溶媒中に分散及び／又は溶解させたゾル状組
成物を難燃剤として一般的に使用されている水酸化アル
ミニウム（これが担持材料となる）と混合させる工程
と、前記ゾル状組成物と担持材料の混合物を乾燥させる
工程とを少なくとも含み、前記ゾル状組成物の乾燥によ
り生成するゲル状組成物を前記担持材料と複合化させて
難燃性付与用複合組成物を得ることを特徴とする。な
お、上記ゾル状組成物は、硝酸亜鉛（結晶水を含む）及
びＳｉのアルコキシドを溶媒中に分散及び／又は溶解さ
せた溶液から発生するものとすることができる。

【０００８】このように、ゾル状組成物と担持材料を混
合し、乾燥させてゲル状複合組成物を生成する、いわゆ
るゾルゲル法により難燃性付与用複合組成物を得ること
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複合組成物は、担持材料にゲル状
の亜鉛及びＳｉの化合物が複合化された構成となる。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
より難燃性付与用複合組成物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複合組成物を複合化
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。なお、上
記製造方法において、ゾル状組成物を担持材料と混合さ
せる工程は、担持材料をゾル状組成物に浸漬する方法
や、担持材料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。

【０００９】上記水酸化アルミニウムを担持材料粒子と
し、その表面の全面又は一部に前記ゲル状組成物を複合
化させて難燃性付与用複合組成物としての難燃性付与用
複合粒子を得ることができる。この場合、上記ゾルゲル
法によると、担持材料粒子に対して上記有機無機化合物
を含むゲル状組成物が均一に分散複合化された難燃性付
与用複合粒子を得ることが可能で、例えば、担持材料粒
子の表面を前記ゲル状組成物の被膜で覆った被覆難燃性
付与用複合粒子とする場合、そのゲル状組成物の被膜
は、例えば０．０１〜１．０μｍ程度の薄くて均一なも
のとなる。このような難燃性付与用複合粒子を難燃性付
与対象材料に複合（添加）した場合、担持材料粒子に対
して均一かつ薄膜状でゲル状組成物が被覆されているた
め、その難燃性付与効果は大きく、その難燃性付与用複
合粒子の量が、例えば難燃性付与対象材料に対して２０
〜７０重量部、好ましくは３０〜６０重量部程度の少量
添加で十分な難燃性（ＵＬ燃焼性試験でＶ−２をクリ
ア）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、添加する樹脂等の難燃性付与対象材料の物
性変化も少なく、また、成形性の向上、コスト面でも大
幅な削減が可能となる。

【００１０】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、その混合物から前記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、上記乾燥組成物は粉
砕又は解砕により難燃性付与用複合粒子は微粉末化する
ため、難燃性付与対象材料への混入ないしコーティング
等による複合（添加）の際、その扱いが容易となり、当
該難燃性付与用複合粒子を難燃性付与対象材料に対して
簡便かつ均一に分散複合化させることが可能となる。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。

【００１１】なお、乾燥工程としては、例えば、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なうこともできる。
この場合、集積体の振動及び／又は撹拌により乾燥効率
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。

【００１２】次に、上記ゾル状組成物は、硝酸亜鉛（結
晶水を含む）及び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。加水分解には水を適量添加
して反応を促進してもよいが、むしろ水を添加せずに、
硝酸亜鉛（結晶水を含む）に含まれる結晶水に由来する
水分を利用する方が好ましい。このようなアルコキシド
を加水分解させて生成したゲル状組成物には、Ｚｎ及び
Ｓｉが含有され、さらにアルコキシドに由来する有機物
が残存することとなる。このＺｎ及びＳｉ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難燃性
付与対象材料に高い難燃性を付与するとともに、硝酸亜
鉛から由来する気体、例えばＮ₂ガスやＮＯ₂ガス、ＮＯ
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。また、残存有機物は、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対して難燃
性付与用複合組成物を均一に分散させることが可能であ
る他、難燃性付与対象材料の成形性等も向上させること
が可能である。

【００１３】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融
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、プロパノール等を用いることができ
る。これらのアルコールの内エタノールが安価で簡便な
上、Ｓｉアルコキシドに対して安定であるので最も好ま
しい。

【００１４】上記Ｓｉアルコキシドは、生成する酸化物
の安定性、ゾル状組成物の安定性やコスト等を考慮する
と、アルコキシド成分として最も優れている。なお、Ｓ
ｉ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（ＯＣ₂Ｈ₅） ₄）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
物被膜の性質がそれぞれ異なるものとなる。

【００１５】一方、上記ゾル状組成物には、硝酸亜鉛
（結晶水を含む）を配合するのがよい。硝酸亜鉛（結晶
水を含む）をゾル状組成物に含有させると、難燃性付与
用複合組成物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、硝酸塩に由来する気体、例えばＮ₂
ガスやＮＯ₂ガス、ＮＯ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、上記硝酸亜鉛（結晶水を含む）の具体例としては、
硝酸亜鉛六水和物（Ｚｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ）等を例
示することができる。また、上記硝酸亜鉛（結晶水を含
む）に含まれる結晶水はゾル状組成物の加水分解に有効
利用されるため、ゾル状組成物の加水分解用に特に水分
を添加しなくてもよい。これにより水添工程が減り、必
要な蒸留水製造装置も要らないため、製造コスト低減に
寄与することができる。

【００１６】本発明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しゾル状組成物とな
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／又は溶解する各工程を段階的に行うことにより、ゾ
ル状組成物を効率よく製造することが可能となる。な
お、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。

【００１７】次に、ゾル状組成物の乾燥は、１２０〜３
００℃の範囲にて行うのがよい。１２０℃未満の場合
は、ゾル状組成物の乾燥に長時間を要し、また高分子材
料基質中に複合化する場合高分子複合材料が呈色する場
合がある。３００℃を超えると、ゾル状組成物あるいは
水酸化アルミニウムが分解してしまう場合がある。好ま
しくは１４０〜２５０℃がよく、さらに好ましくは２０
０〜２３０℃がよく、乾燥後のゲル状組成物は粘り気が
なく、粉砕するとさらさらなパウダー状になり、その後
のハンドリング性能が非常によい。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。

【００１８】上記担持材料粒子としては、例えば難燃剤
として一般的に使用されている水酸化アルミニウムを使
用することができる。この場合、上述したＳｉアルコキ
シド及び硝酸亜鉛（結晶水を含む）に基づく難燃性付与
効果に加えて、担持材料としての難燃材料粒子の難燃効
果も加わるため、難燃性付与用複合組成物の難燃性付与
対象材料への難燃性付与が一層効果的となる。

【００１９】上記難燃材料粒子は、例えば平均粒径１〜
１０μｍ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、製造が困難になりコスト高である
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、樹脂の物性
が低下する場合がある。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、凝集をお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。

【００２０】一方、難燃性付与用複合組成物としての難
燃性付与用複合粒子は、難燃性付与対象材料としての高
分子材料からなる基質中に分散させたり、基質表面に定
着させたりすることができる。このように難燃性付与用
複合粒子を複合化した難燃性高分子複合材料は、上述の
アルコキシド、金属塩、難燃材料粒子等に起因する難燃
性付与効果により高い難燃性を示す。

【００２１】なお、高分子材料としては、例えば、ポリ
オレフィン系樹脂であるポリプロピレン（ＰＰ）あるい
はポリエチレン（ＰＥ）等を用いることが最も好まし
い。

【００２２】上記高分子基質中の難燃性付与用複合組成
物（粒子）の含有比率は、高分子基質１００重量部に対
して、２０〜７０重量部とするのがよい。含有比率が２
０重量部未満の場合、難燃性付与効果の主要因たる、硝
酸亜鉛及びＳｉアルコキシドに由来するＺｎ及びＳｉ成
分のガラス化ないしセラミック化による難燃性の付与効
果が低下し、ＵＬ９４燃焼性試験にてテストしたとき
に、Ｖ−２を充足する難燃性能を達成できなくなる場合
があり、また、７０重量部を超えると、難燃性付与用と
して不必要な量となってコスト高となり、また、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た
りする場合がある。なお、上記含有比率は好ましくは３
０〜６０重量部とするのがよい。

【００２３】前記高分子基質中の前記難燃性付与用複合
組成物は、高分子基質１００重量部に対して前記担持材
料粒子の水酸化アルミニウムが２５〜６５重量部、前記
ゾル状組成物のＳｉのアルコキシドが０．２〜７．０重
量部及び硝酸亜鉛が３．５〜２６重量部からなる配合比
率であるのがよい。

【００２４】なお、前記難燃性付与用複合組成物に複合
する前記ゾル状組成物は、主としてＳｉ及びＺｎ成分か
らなり、該成分は高分子基質１００重量部に対して、酸
化物換算でＳｉＯ₂が０．１〜２重量部、ＺｎＯが１〜
７重量部であるのがよい。

【００２５】

【実施例】（実施例１）金属塩として硝酸亜鉛六水和物
（Ｚｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ）６５．８０ｇをエタノー
ル２５０ｍｌ中に入れ、加熱溶解させた。その液中に珪
酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）を２０．８０ｇ加え、
次いで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１μ
ｍの水酸化アルミニウム３７５ｇを入れ、撹拌しながら
混合した。その後、１４０℃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。

【００２６】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）の粉末を混合し（ポリプロピレン１００
部に対し、コーティングした水酸化アルミニウム５５．
６部）ペレットを作製した後、該ペレットを射出成形機
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。なお、成形されたサンプルの色
は、淡グレー色であった。

【００２７】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。

【００２８】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のサンプルを作製し、同燃焼試験にてテ
ストした結果、酸素指数３１％を得た。

【００２９】さらに、上記組成について、引張試験法
（ＪＩＳＫ７１１３）に基づいて１号形試験片を作製
し、同試験にてテストした結果、引張強度２３．５[Ｍ
Ｐａ]を得た。

【００３０】（実施例２）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ）６５．８０ｇをエタノ
ール２５０ｍｌ中に入れ、加熱溶解させた。その液中に
珪酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）を２０．８０ｇ加
え、次いで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３７５ｇを入れ、撹拌し
ながら混合した。その後、２００℃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。

【００３１】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）の粉末を混合し（ポリプロピレン１００
部に対し、コーティングした水酸化アルミニウム５３．
９部）ペレットを作製した後、該ペレットを射出成形機
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。なお、成形されたサンプルの色
は、白色に近い色であった。

【００３２】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。

【００３３】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のサンプルを作製し、同燃焼試験にてテ
ストした結果、酸素指数２７．５％を得た。

【００３４】さらに、上記組成について、引張試験法
（ＪＩＳＫ７１１３）に基づいて１号形試験片を作製
し、同試験にてテストした結果、引張強度２４．１[Ｍ
Ｐａ]を得た。

【００３５】（実施例３）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ）８２．５ｇをエタノー
ル１５０ｍｌ中に入れ、加熱溶解させた。その液中に珪
酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）を２６．００ｇ加え、
次いで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２２５ｇを入れ、撹拌しながら混合した。その後、
１４０℃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。

【００３６】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）の粉末を混合し（ポリプロピレン１００
部に対し、コーティングした水酸化アルミニウム３８．
１部）ペレットを作製した後、該ペレットを射出成形機
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、ＵＬ９４燃焼性試験を行った。また、
実施例１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製し、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。なお、成
形されたサンプルの色は、淡茶色であった。

【００３７】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２８％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２０．０
[ＭＰａ]を得た。

【００３８】（実施例４）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ）１５３．５２ｇをエタ
ノール４８０ｍｌ中に入れ、加熱溶解させた。その液中
に珪酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）を３８．８９ｇ加
え、次いで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７００ｇを入れ、撹拌し
ながら混合した。その後、２３０℃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。

【００３９】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）の粉末を混合し（ポリプロピレン１００
部に対し、コーティングした水酸化アルミニウム５４．
４部）ペレットを作製した後、該ペレットを射出成形機
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。なお、成形されたサンプルの色
は、白色に近い色であった。

【００４０】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。

【００４１】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のサンプルを作製し、同燃焼試験にてテ
ストした結果、酸素指数３０％を得た。

【００４２】さらに、上記組成について、引張試験法
（ＪＩＳＫ７１１３）に基づいて１号形試験片を作製
し、同試験にてテストした結果、引張強度２４．４[Ｍ
Ｐａ]を得た。

【００４３】（実施例５）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ）２０４．６８ｇをエタ
ノール４８０ｍｌ中に入れ、加熱溶解させた。その液中
に珪酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）を４８．５２ｇ加
え、次いで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７００ｇを入れ、撹拌し
ながら混合した。その後、２３０℃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。

【００４４】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）の粉末を混合し（ポリプロピレン１００
部に対し、コーティングした水酸化アルミニウム５５．
４部）ペレットを作製した後、該ペレットを射出成形機
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。なお、成形されたサンプルの色
は、白色に近い色であった。

【００４５】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。

【００４６】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のサンプルを作製し、同燃焼試験にてテ
ストした結果、酸素指数３３％を得た。

【００４７】さらに、上記組成について、引張試験法
（ＪＩＳＫ７１１３）に基づいて１号形試験片を作製
し、同試験にてテストした結果、引張強度２４．９[Ｍ
Ｐａ]を得た。

【００４８】（実施例６）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ）６５．８０ｇをエタノ
ール２５０ｍｌ中に入れ、加熱溶解させた。その液中に
珪酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）を２０．８０ｇ加
え、次いで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３７５ｇを入れ、撹拌しながら混合した。そ
の後、１５０℃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。

【００４９】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）の粉末を混合し（ポリプロピレン１００
部に対し、コーティングした水酸化アルミニウム３７．
１部）ペレットを作製した後、該ペレットを射出成形機
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、ＵＬ９４燃焼性試験を行った。また、
実施例１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製し、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。なお、成
形されたサンプルの色は、実施例１と同様白色に近い色
であった。

【００５０】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２６％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２３．０
[ＭＰａ]を得た。

【００５１】（比較例１）上記ゾルゲル法によるコーテ
ィング処理を実施していない未処理の水酸化アルミニウ
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）ペレットを作製した後、該ペレ
ット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、ＵＬ９４燃焼性試験
を行った。また、実施例１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製し、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。なお、成形されたサンプルの色は、白色であっ
た。

【００５２】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、酸素指
数法による燃焼試験の結果、酸素指数１９％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１
９．５[ＭＰａ]を得た。

【００５３】（比較例２）金属塩として硝酸亜鉛六水和
物（Ｚｎ（ＮＯ₃）₂・６Ｈ₂Ｏ）６５．８０ｇをエタノ
ール２５０ｍｌ中に入れ、加熱溶解させた。その液中に
珪酸エチル（Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）を２０．８０ｇ加
え、次いで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３７５ｇを入れ、撹拌し
ながら混合した。その後、１１０℃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。

【００５４】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）の粉末を混合し（ポリプロピレン１００
部に対し、コーティングした水酸化アルミニウム５７
部）ペレットを作製した後、該ペレットを射出成形機に
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、ＵＬ９４燃焼性試験を行った。また、実
施例１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製し、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。なお、成形さ
れたサンプルの色は、茶色であった。

【００５５】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
[ＭＰａ]を得た。

【００５６】（比較例３）ポリプロピレン（グランドポ
リマー製：Ｊ７０８）１００ｇを射出成形機の入れ、１
８０℃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。

【００５７】また実施例１と同様の酸素指数測定用サン
プルを作製し、酸素指数法による燃焼試験の結果、酸素
指数１７．５％を得た。さらに、実施例１と同様の引張
試験測定用サンプルを作製し、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２４．０[ＭＰａ]を得
た。なお、成形されたサンプルの色は、白色であった。

【００５８】上記実施例１〜６、及び比較例１〜３の結
果をまとめると表１のようになる。

【００５９】

【表１】

【００６０】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、低添加量にも係わらず高い難燃性（ＵＬ９
４燃焼性テストでＶ−２をクリア）を有していることが
分かる。また、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の乾燥温度は、１１０℃の場合茶色
に変色するのに対し、本発明のように１２０℃以上（本
実施例では２００℃）にした場合変色は極く僅かであ
り、白色に近い色であった。このことは、従来の難燃剤
の欠点である着色が防止でき、本発明の難燃性付与複合
組成物を用いることにより、樹脂への添加の使用制限が
無くなり、特に着色樹脂に利用できるものである。

───────────────────────────────────────────────────── 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 23/02 Ｃ０８Ｌ 23/02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硝酸亜鉛（結晶水を含む）及びＳｉのア
   ルコキシドを溶媒中に分散及び／又は溶解させたゾル状
   組成物を水酸化アルミニウムからなる担持材料と混合さ
   せる工程と、前記ゾル状組成物と担持材料の混合物を乾
   燥させる工程とを少なくとも含み、前記ゾル状組成物の
   乾燥により生成するゲル状組成物を前記担持材料と複合
   化させた難燃性付与用複合組成物を、高分子材料からな
   る基質（以下、高分子基質ともいう）中に分散され、か
   つＵＬ９４燃焼性試験にてテストしたときにＶ−２を充
   足する難燃性能を付与したことを特徴とする難燃性付与
   用複合組成物。
2. 【請求項２】 前記高分子基質中の前記難燃性付与用複
   合組成物の含有比率が、高分子基質１００重量部に対し
   て２０〜７０重量部である請求項１に記載の難燃性付与
   用複合組成物。
3. 【請求項３】 前記高分子基質中の前記難燃性付与用複
   合組成物は、高分子基質１００重量部に対して前記担持
   材料粒子の水酸化アルミニウムが２５〜６５重量部、前
   記ゾル状組成物のＳｉのアルコキシドが０．２〜７．０
   重量部及び硝酸亜鉛が３．５〜２６重量部からなる配合
   比率で製造した請求項１ないし２に記載の難燃性付与用
   複合組成物。
4. 【請求項４】 前記高分子基質中の前記難燃性付与用複
   合組成物は、主としてＳｉ及びＺｎ成分からなり、該成
   分は高分子基質１００重量部に対して、酸化物換算でＳ
   ｉＯ₂が０．１〜２重量部、ＺｎＯが１〜７重量部であ
   ることを特徴とする請求項１ないし３記載の難燃性付与
   用複合組成物。
5. 【請求項５】 前記高分子基質はポリオレフィン系樹脂
   が使用される請求項１ないし４記載の難燃性付与用複合
   組成物。
6. 【請求項６】 前記ゲル状組成物は、硝酸亜鉛（結晶水
   を含む）及びＳｉのアルコキシドに水を加えずに、硝酸
   亜鉛に含まれる結晶水を利用して加水分解することによ
   り製造される請求項１ないし３記載の難燃性付与用複合
   組成物の製造方法。
7. 【請求項７】 前記ゾル状組成物と担持材料の混合物の
   乾燥を１２０〜３００℃の範囲にて行なう請求項１ない
   し６のいずれかに記載の難燃性付与用複合組成物の製造
   方法。