JP2002052663A - 難燃性塩化ビニル樹脂積層体およびその製造方法 - Google Patents
難燃性塩化ビニル樹脂積層体およびその製造方法Info
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Abstract
ラが実質的に存在しない高品位な外観を有し、機械的特
性にも優れる難燃性PVC積層体。 【解決手段】着色剤および滑剤を所定の質量比で予め混
合して第1マスターバッチとし、所定の他の充填剤の一
部および滑剤を所定の質量比で予め混合して第2マスタ
ーバッチとし、これらのマスターバッチと、PVCマト
リックスと、酸化チタンとを溶融混練して作製される難
燃性PVC成形品11〜13を積層する。
Description
ビニル樹脂(PVCとも記載する)よりなる層が積層さ
れた部材に関する。
難燃性に優れている。また、各種の充填剤を広い含有量
で添加できるため、広範囲の機械的特性、耐熱性、成形
性、耐候性を実現することができる。特に、多種類の顔
料等を使用することにより、高い自由度で着色すること
ができる。
め、特に硬質PVC積層体は、航空機、船舶、車両等の
輸送機内外装材;建築物内外装材;家具、事務用具等の
日用物品;家電機器、電子機器等のハウジング材;半導
体装置の部品等として使用されてきた。
薬液槽等を作製するための部材として、後塩素化ポリ塩
化ビニル(CPVCとも記載する)板を芯材とし、その
片面または両面に硬質PVC板を熱溶着してなるPVC
積層体が開示された。
報においては、塩素化率が62〜65%、塩素化前の平
均重合度が500〜800である中層と、塩素化率が5
8〜62%、塩素化前の平均重合度が800〜1000
である表層とからなるPVC積層体が開示された。
より耐熱温度以上の高温に晒されると、分子内の塩素に
起因して、多量に発煙すると共に、塩素ガスや塩化水素
ガス等の有毒ガスを発生する。
討することにより、有毒ガスの発生等が抑制された難燃
性PVC組成物を作製し、これを用いて難燃性PVC積
層体を製造することが試みられてきた。
−80230号公報には、基層の少なくとも片面に表面
層を積層一体化した成形体であって、基層は、塩素化度
58〜73%の塩化ビニル樹脂100重量部に対して、
酸化チタンを4〜30重量部の範囲内で含有せしめた層
であり、表面層は、塩素化度50〜57%の塩化ビニル
系の樹脂100重量部に対して、酸化チタンを0〜20
重量部の範囲内で含有せしめた層である難燃性塩化ビニ
ル樹脂成形体が提案された。
酸化チタンを用いることにより、PVCの難燃性を効果
的に高めることが開示されており、その理由について
は、PVCの燃焼過程において酸化チタンが存在する
と、酸化チタンは1200〜1300℃の高温まで分解
することなく、その高い白色度によって外部からの熱を
遮断する働きをすると共に、塩素離脱後のPVCの熱分
解および燃焼の段階では、PVCをより速く炭化させる
働きをするため、難燃性が向上すると推察されている。
れる様に、酸化チタンは白色度の高い充填剤であるた
め、難燃性塩化ビニル樹脂積層体(難燃性PVC積層体
とも記載する)を好みの色に着色するには、多量の顔料
を必要とする場合があった。特に、顔料として有機系の
物を使用した場合、有機系顔料は容易に燃焼するため、
FM規格の各基準を同時に満足する難燃性PVC積層体
を得ることが困難となる場合があった。
性PVC積層体を得るには、より多くの酸化チタンと顔
料を配合する必要があり、酸化チタンの多量配合によっ
て積層体の強度や耐薬品性の低下を招く場合があった。
は、特定範囲の塩素含有率を有するPVCに酸化チタン
を特定割合で含有させることにより、FM規格を満足す
るだけでなく、十分な強度、耐薬品性、曲げ変形性など
を兼ね備え、好みの色に着色することも容易な難燃性P
VC積層体が得られるとされている。
より着色された難燃性PVC積層体に関する実施例が記
載されておらず、また、当該公報に記載される様に、塩
素含有率58〜73%のPVC100質量部に酸化チタ
ン4〜30質量部を均一に混合するのみでシート等の難
燃性塩化ビニル樹脂成形品(難燃性PVC成形品とも記
載する)を作製し、これを用いて難燃性PVC積層体を
製造した場合、得られる難燃性PVC積層体の着色性お
よび外観の品位が不十分となる場合があった。
しても、酸化チタンは高い隠ぺい力を有するため、十分
な難燃性を実現するに必要な量を使用した場合、得られ
る難燃性PVC積層体を自由に着色することが、依然困
難な場合があった。
れる難燃性PVC積層体は、赤色系および青色系等の濃
色に着色していることが要求される場合があり、良好な
着色性が望まれてきた。
日用物品、ハウジング材等において使用される難燃性P
VC積層体は、一般に、アイボリ系およびライトグレー
系等の薄色に着色されるが、難燃剤として酸化チタンを
使用した場合、これらの薄色の場合においてすら着色が
困難となる場合があった。
の酸化チタンを使用した場合、得られる難燃性PVC積
層体を着色するためには、多量の着色剤を添加する必要
があった。
(難燃性PVC組成物とも記載する)において、酸化チ
タンおよび着色剤等が分散不良を発生する場合があっ
た。この結果、得られる難燃性PVC積層体にブツ及び
色ムラ等が発生し、外観不良が発生する場合があった。
て機械的特性および加工性等が低下する場合は、更に、
樹脂系改質剤および加工助剤等の充填剤が添加され、こ
れらの充填剤は高粘度であるため、着色剤の分散不良が
助長される場合があった。
填剤を添加した場合においても、得られる難燃性PVC
積層体の機械的特性が不十分となる場合もあった。
は、十分な難燃性および良好な着色性が実現され、ブツ
及び色ムラが実質的に存在しない高品位な外観を有し、
機械的特性にも優れる難燃性PVC積層体を提供するこ
とを目的とする。
の本発明によれば、少なくとも、第1ポリ塩化ビニル
(PVC)マトリックスを含んでなる第1層と、第2ポ
リ塩化ビニル(PVC)マトリックスを含んでなる第2
層とからなる難燃性塩化ビニル樹脂積層体において、第
1層は、第1ポリ塩化ビニル(PVC)マトリックス1
00質量部と、酸化チタンを含む難燃剤1質量部以上3
0質量部以下と、着色剤0.01質量部以上5質量部以
下と、滑剤0.05質量部以上10質量部以下とを含ん
でなることを特徴とする難燃性塩化ビニル樹脂積層体が
提供される。
ポリ塩化ビニル(PVC)マトリックス100質量部
と、酸化チタンを含む難燃剤1質量部以上30質量部以
下と、着色剤0.01質量部以上5質量部以下と、滑剤
0.05質量部以上10質量部以下とを含んでなる難燃
性塩化ビニル樹脂積層体とすることもできる。
ポリ塩化ビニル(PVC)マトリックスを含んでなる第
1層と、第2ポリ塩化ビニル(PVC)マトリックスを
含んでなる第2層とからなる難燃性塩化ビニル樹脂積層
体の製造方法であって、(ア)少なくとも、着色剤1質
量部と、滑剤0.01質量部以上2質量部以下とを混合
して第1マスターバッチを作製する工程と、(イ)少な
くとも、鉛系安定剤1質量部以上30質量部以下と、滑
剤0.01質量部以上10質量部以下と、樹脂系改質剤
1質量部以上10質量部以下とを混合して第2マスター
バッチを作製する工程と、(ウ)少なくとも、第1又は
第2ポリ塩化ビニル(PVC)マトリックス100質量
部と、酸化チタンよりなる難燃剤1質量部以上30質量
部以下と、該第1マスターバッチ0.01質量部以上5
質量部以下と、該第2マスターバッチ2質量部以上50
質量部以下と、加工助剤0.5質量部以上10質量部以
下とを粉体混合して混合物を作製する工程と、(エ)該
混合物を溶融混練して組成物を作製する工程と、(オ)
該組成物を用いて、第1層および第2層の少なくとも一
方を作製する工程と、を含んでなることを特徴とする難
燃性塩化ビニル樹脂積層体の製造方法が提供される。
について説明する。
酸化チタン及び着色剤等を一括に混合するのではなく、
少なくとも着色剤および滑剤を所定の質量比で予め混合
して第1マスターバッチとしておき、所定の他の充填剤
の一部および滑剤を所定の質量比で予め混合して第2マ
スターバッチとしておき、これらのマスターバッチ、P
VCマトリックス及び酸化チタン等の所定の化合物を所
定の質量比で混合し、これを溶融混練することによって
難燃性PVC組成物を作製する。
所望の形状を有する難燃性PVC成形品に加工し、これ
を第1層および/または第2層として積層し、難燃性P
VC積層体を製造する。
いるにも関わらず、少量の着色剤によって良好な着色性
を実現でき、ブツ及び色ムラが実質的に存在しない高品
位な外観を実現できる。
よび加工助剤等の高粘度の充填剤が添加される場合にお
いても、良好な着色性が実現され、ブツ及び色ムラが実
質的に存在しない高品位な外観を実現できる。
よび滑剤を所定の質量比で予め混合することにより、滑
剤が着色剤の分散剤として機能するものと推定される。
比で予め混合することにより、滑剤が充填剤の分散剤と
して機能するものと推定される。
法を採用することにより、各種の充填剤がPVCマトリ
ックス中で均一に分散するものと推察される。この結
果、十分な機械的特性が実現される。
着色剤および充填剤の分散剤として機能し得るものであ
れば制限されないが、分散能が高い等の理由により、ス
テアリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪酸類;ステアリ
ン酸エステル、パルミチン酸エステル等の高級脂肪酸エ
ステル類;ステアリン酸エーテル、パルミチン酸エーテ
ル等の高級脂肪酸エーテル類;カルナバワックス、キャ
ンデリラワックス等の天然ワックス;メチレンビスステ
アロアミド、エチレンビスステアロアミド等の合成ワッ
クス;パラフィンワックス、ホワイトミネラルオイル等
の流動パラフィン類等を使用することができる。
(DSLとも記載する)等が好ましい。
クスがPVCより主になる場合、分散効果に加え、PV
Cの溶融流動性を向上し成形型への粘着を抑制し、十分
な滑剤効果を実現するために、PVCマトリックス10
0質量部に対して、0.05質量部以上とされ、0.1
質量部以上がより好ましい。また、滑剤の添加により他
の特性が劣化することを抑制するために、10質量部以
下とされ、8質量部以下がより好ましい。
主になる場合、分散効果に加え、PVCの溶融流動性を
向上し成形型への粘着を抑制し、十分な滑剤効果を実現
するために、PVCマトリックス100質量部に対し
て、1質量部以上とされ、2質量部以上がより好まし
い。また、滑剤の添加により他の特性が劣化することを
抑制するために、10質量部以下とされ、8質量部以下
がより好ましい。
は、良好な分散性を有するものであれば特に制限されな
いが、耐熱性が高く、加工時に変色および退色し難い等
の理由により、無機系顔料が好ましい。
ed、Red Lake C、Lithol Rubi
nes Bordeaux R、Cadomium S
elenide、Cadmium Lithopon
e、Pigment Scarlet、Red Lea
d、Molybdenum Red、CadmiumR
ed等の赤色系顔料;Chrome Orange、M
olybdate Orange、Benzidine
Orange、Litharge等の橙系顔料;Ca
dmium Yellow、Chrome Yello
w、Strontium Chromate、Benz
idine Yellow、Titanium Yel
low、Zinc Chromate等の黄色系顔料;
Phthalocyanine Green、Chro
me Green、Emerald Green、Gu
ignet’s Green等の緑色系顔料;Phth
alocyanine Blue、Indanthre
ne Blue、Ultramarine Blue、
Iron Blue、Cobalt Blue等の青色
系顔料;弁柄等の褐色系顔料;カーボンブラック、鉄黒
等の黒色系顔料;アルミニウム;アルミニウム青銅粉
末;魚鱗;Vermilion等が好ましい。
て、分散性に劣る場合がある。しかしながら、本発明に
おいては、着色剤および滑剤を所定の質量比で予め混合
して第1マスターバッチとされるため、無機系顔料を使
用した場合においても、分散不良が抑制され、良好な着
色性が実現される。
色を行うことができ、一般に着色剤は高価であるため、
生産コストを低減することもできる。
マトリックス100質量部に対して、0.01質量部以
上とされ、0.1質量部以上がより好ましく、5質量部
以下で十分であり、3質量部以下とすることもできる。
導体装置の部品等において使用可能な、赤色系および青
色系等の濃色難燃性PVC積層体を製造することができ
る。
日用物品、ハウジング材等において使用可能な、アイボ
リ系およびライトグレー系等の薄色難燃性PVC積層体
を製造することも可能である。
料および橙色系顔料よりなる群より選ばれる1種以上の
顔料を用いることによって、アイボリ系難燃性PVC積
層体を製造することができる。
ス100質量部に対する添加量は0.1質量部以上4.
5質量部以下が好ましく、黒色系顔料のPVCマトリッ
クス100質量部に対する添加量は0.01質量部以上
1質量部以下が好ましく、橙色系顔料のPVCマトリッ
クス100質量部に対する添加量は0.01質量部以上
1質量部以下が好ましい。
に高い難燃性等が要求される場合、CPVCより主に構
成することが好ましい。一般にCPVCは、塩素含有率
が低くなるほど良好な加工性を示し、塩素含有率が高く
なるほど高い難燃性を示す。この様な観点から、CPV
Cの塩素含有率は60質量%以上70質量%以下が好ま
しい。
ビニルを後塩素添加処理したもの等を使用することがで
きる。
に高い機械的特性および低い加工温度等が要求される場
合、PVCより主に構成することが好ましい。PVC
は、CPVCと比べ、機械的特性および加工性に優れる
ため、得られる難燃性PVC組成物も加工性に優れ、難
燃性PVC積層体は機械的特性に優れる。この様な特性
を有するPVCとして、一般のポリ塩化ビニル、塩化ビ
ニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン共重
合体等を使用することができる。
のバランスを取るために、PVCマトリックス100質
量部を、60質量部以上99質量部以下のCPVCと、
1質量部以上40質量部以下のPVCとから構成する場
合もある。この様に、PVCマトリックスを、CPVC
及びPVCの混合物とすることにより、CPVCの伸び
及び耐衝撃性等の機械的特性を改良できる。
質量部を、60質量部以上99質量部以下のPVCと、
1質量部以上40質量部以下のCPVCとから構成する
場合もある。この様に、PVCマトリックスを、PVC
及びCPVCの混合物とすることにより、PVCの難燃
性を更に向上することができる。
ンが使用される。酸化チタンの難燃作用としては、従来
知られている以外に、火災等の理由によりPVCマトリ
ックスが燃焼する場合、酸化チタンは燃焼することな
く、成形品の表面で被膜を形成すると考えられる知見を
得ている。この被膜がガスバリヤ性を示し、塩素ガスや
塩化水素ガス等の有毒ガスの発生が抑制されるものと推
察される。
実なものとするために、酸化チタンの添加量は、PVC
マトリックス100質量部に対して、1質量部以上とさ
れ、5質量部以上がより好ましい。また、酸化チタンの
添加に起因する機械的特性等の低下を抑制するために、
30質量部以下とされ、20質量部以下がより好まし
い。
タース型があり、本発明においては両者の何れをも使用
することができるが、ガスバリア性が高い等の理由によ
り、ルチル型が好ましい。
覆されたものが好ましい。アルミナで被覆された酸化チ
タンは、アルミナと相乗的に作用し、PVCマトリック
スの炭化を促進して、減煙効果を発現すると考えられ
る。また、アルミナは有毒ガスを吸着すると考えられ
る。更に、PVCマトリックスの燃焼時に、アルミナ成
分の凝集作用により、酸化チタンよりなる被膜が緻密と
なり、ガスバリア性が向上するものと推察される。
ガスバリア性を実現するために、0.1μm以上0.5
μm以下が好ましい。また、平均粒径が0.1μm以上
0.5μm以下であれば、酸化チタンの粉体は、PVC
マトリックスと良好に混練することができ、均一な分散
状態を実現できる。
タンに加え硫酸バリウムを併用することもできる。硫酸
バリウムは、酸化チタンと比べ難燃効果に劣るものの、
以下の特性を有する難燃剤である。
タンと比べて低いため、酸化チタンの一部を硫酸バリウ
ムで置きかえることにより、得られる難燃性PVC積層
体の着色性を向上することができる。第2に、硫酸バリ
ウムは微粉であるため、高いガスバリア性および良好な
分散性を有する。第3に、硫酸バリウムは軟質であるた
め、得られる難燃性PVC積層体の機械的特性を向上す
ることができる。
れる難燃性PVC積層体の難燃性が低下することを抑制
するために、PVCマトリックスがPVCより主になる
場合、硫酸バリウムの添加量は、PVCマトリックス1
00質量部に対して、1質量部以上が好ましく、5質量
部以上がより好ましく、20質量部以下が好ましく、1
8質量部以下がより好ましい。
主になる場合、硫酸バリウムの添加量は、PVCマトリ
ックス100質量部に対して、1質量部以上が好まし
く、2質量部以上がより好ましく、20質量部以下が好
ましく、18質量部以下がより好ましい。
イト粉があり、本発明においては両者の何れをも使用す
ることができる。しかしながら、沈降性硫酸バリウム
は、バライト粉と比較して微粉であり軟質であるため、
沈降性硫酸バリウムを使用することにより、高いガスバ
リア性、良好な分散性、良好な機械的特性等を実現する
ことができる。
ムの平均粒径は、0.03μm以上が好ましく、6μm
以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましい。
類は特に制限されないが、鉛白、三塩基性硫酸鉛、二塩
基性亜流酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、二塩基性フタル酸
鉛、三塩基マレイン酸鉛、ケイ酸鉛、ケイ酸鉛のシリカ
ゲル共沈物等の鉛塩類;ステアリン酸正鉛、二塩基性ス
テアリン酸鉛等の鉛セッケン類等を例示することができ
る。
の安定化効果が大きいため好ましく、十分な安定化効果
を実現するために、PVCマトリックス100質量部に
対する添加量は、1質量部以上が好ましい。また、鉛系
安定剤の添加により他の特性が劣化することを抑制する
ために、30質量部以下が好ましい。
例えば、カドミウムのステアレート、カドミウムのラウ
レート、バリウムセッケン、カルシウムセッケン等の金
属セッケン類;有機スズ化合物等を、PVCマトリック
ス100質量部に対して、2質量部以上20質量部以下
の範囲で添加することができる。
体、フェニルサリチレート、レゾルシノールエステル、
ベンゾトリアゾール誘導体等の紫外線吸収剤等を、PV
Cマトリックス100質量部に対して、0.1質量部以
上2質量部以下の範囲で添加することができる。
は特に制限されないが、(メタ)アクリル系樹脂、エチ
レン酢酸ビニル系樹脂等を例示することができる。
加工性を向上させるもので、PVCマトリックス100
質量部に対する添加量は、0.5質量部以上が好まし
い。また、加工助剤の添加により他の特性が劣化するこ
とを抑制するために、10質量部以下が好ましい。
しては、PVCマトリックスの耐衝撃性および加工性を
改良するものであれば特に制限されないが、ブタジエン
スチレンメチルメタクリレート樹脂(MBSとも記載す
る)、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン
樹脂、塩素化ポリスチレン樹脂、ABS樹脂等を例示す
ることができる。中でも、硬質PVCにおいて高い改良
効果を実現できることから、MBSが好ましい。
は、十分な改質効果を実現するため、PVCマトリック
ス100質量部に対して1質量部以上が好ましい。ま
た、樹脂系改質剤の添加により他の特性が劣化すること
を抑制するために、10質量部以下が好ましい。
もできる。PVCマトリックスの減煙剤としては、これ
まで多くのものが提案されており、これらを使用するこ
とができるが、中でも、亜鉛系化合物およびモリブデン
系化合物が好ましい。
亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、スズ酸亜鉛等を例示する
ことができ、これらの化合物は燃焼時にPVCの炭化を
促進し、発煙量を低減する。
ブデン、オクタモリブデン酸アンモニウム、モリブデン
酸亜鉛等を例示することができる。
核材とし、モリブデン、亜鉛、リン及びカルシウムより
なる群より選ばれる1種以上を含有する微粉状発煙抑制
剤を使用することもできる。
00質量部に対する添加量は、十分な減煙効果のため
に、0.05質量部以上が好ましく、0.1質量部以上
がより好ましい。また、減煙剤の添加により他の特性が
劣化することを抑制するために、3.0質量部以下が好
ましく、2.8質量部以下がより好ましい。
ることもできる。可塑剤の種類は特に制限されないが、
ジブチルフタレート、ジ−2−エチルヘキシルフタレー
ト、ジ−n−オクチルフタレート、ブチルラウリルフタ
レート、ジラウリルフタレート、ブチルベンジルフタレ
ート等のフタル酸エステル類;ジオクチルアジペート、
ジオクチルアゼレート、ジオクチルセバケート等の直鎖
二塩基酸エステル類;トリクレジルホスフェート、トリ
キシレニルホスフェート、モノオクチルジフェニルホス
フェート、モノブチル−ジキシレニルホスフェート、ト
リオクチルホスフェート等のリン酸エステル類;ヒマシ
油誘導体;エポキシ化植物油;トリエチレングリコール
エステル、テトラエチレングリコールエステル、ブチル
フタリルブチルグリコレート等のエチレングリコール誘
導体;ポリエステル系可塑剤;塩化パラフィン、五塩化
ブチルステアレート等の塩素化物;ニトリル系合成ゴム
等を例示することができる。
VCマトリックス100質量部に対して、0.5質量部
以上、10質量部以下が好ましい。特に、硬質PVCの
場合、可塑剤の添加により難燃性が低下することを抑制
するため、5質量部以下が好ましい。
れる一般的な充填剤、例えば、炭酸カルシウム、焼成ク
レー、タルク、マイカ、シリカ等を、PVCマトリック
ス100質量部に対して、好ましくは5質量部以上20
質量部以下の範囲で添加することもできる。
については、得られる難燃性PVC積層体の塩素含有量
が低下し、難燃性が低下しない範囲とする必要がある。
具体的には、最終的に得られる難燃性PVC積層体の各
層の塩素含有量は、PVCマトリックスがPVCより主
になる場合、30質量%以上が好ましく、35質量%以
上がより好ましい。
主になる場合、35質量%以上が好ましく、40質量%
以上がより好ましい。
ーバッチを作製することを特徴とする、本発明の難燃性
PVC積層体の製造方法について説明する。
および着色剤の質量比は、着色性および外観に影響を与
えるため、注意深く至適化される。具体的には、PVC
マトリックスがPVCより主になる場合、着色剤1質量
部に対して、滑剤は0.01質量部以上とされ、0.0
5質量部以上がより好ましく、2質量部以下とされ、1
質量部以下がより好ましい。
主になる場合、着色剤1質量部に対して、滑剤は0.1
質量部以上とされ、0.3質量部以上がより好ましく、
2質量部以下とされ、1質量部以下がより好ましい。
系安定剤、滑剤および樹脂系改質剤の質量比は、外観に
影響を与えるため、注意深く至適化される。具体的に
は、PVCマトリックスがPVCより主になる場合、鉛
系安定剤は1質量部以上30質量部以下とされ;滑剤は
0.01質量部以上とされ0.05質量部以上がより好
ましく、10質量部以下とされ5質量部以下がより好ま
しく;樹脂系改質剤1質量部以上10質量部以下とされ
る。
主になる場合、鉛系安定剤は1質量部以上30質量部以
下とされ;滑剤は0.1質量部以上とされ0.5質量部
以上がより好ましく、10質量部以下とされ5質量部以
下がより好ましく;樹脂系改質剤1質量部以上10質量
部以下とされる。
は、ヘンシェルミキサー及びブレンダー等の粉体混合機
を用いて行うことができる。
チ、CPVC、PVC、酸化チタン、加工助剤等を、ブ
レンダーやヘンシェルミキサー等を用いて粉体混合する
(配合工程)。なお、必要に応じて、可塑剤等の他の化
合物も、この配合工程において混合される。また、滑
剤、着色剤、鉛系安定剤、樹脂系改質剤は、第1及び第
2マスターバッチに添加されるが、必要に応じて、この
配合工程においても、更に単独で添加することができ
る。
混練機、バンバリーミキサー、コニーダ、遊星ロール、
混練押出機等を用いて溶融混練され(溶融混練工程)、
難燃性PVC組成物を得ることができる。
めに、溶融混練工程は、PVCマトリックスがPVCよ
り主になる場合、一般に、160℃以上200℃以下で
行われる。
主になる場合、一般に、180℃以上220℃以下で行
われる。
時に、カレンダー法、押出成形法、射出成形法等の成形
法により、フィルム、シート、板材、パイプ、異型品等
の難燃性PVC成形品に加工され、これを積層すること
により難燃性PVC積層体を製造する。
よって難燃性PVC成形品を作製する場合につき説明す
る。即ち、難燃性PVC組成物を、粗練りロールに連続
供給し、引続き、熱入れロールに連続供給する。その
後、逆L型カレンダーロールによってシート形状に加工
し、冷却ロール、引取りロールを経由し、所望の大きさ
に切断する。なお、一般に、シートの厚みは、0.1m
m以上10mm以下の範囲とされる。
PVC成形品)は、所定の他のシートと共に積層され、
150℃以上220℃以下の範囲で70MN前後の加重
によりプレス(プレス工程)されて、難燃性PVC積層
体へと加工される(積層工程)。
にも、熱溶着および溶接加工等の手法により行うことが
できる。
し、耐擦傷等の機能性層を積層することもできる。
面を用いて説明する。
3で挟支された3層構造の難燃性PVC積層体を示し
た。
以上が本発明における難燃性PVC成形品である。中で
も、着色性の観点から、表層12及び/又は表層13が
本発明における難燃性PVC成形品であることが好まし
く、難燃性の観点から、各層11〜13の全てが本発明
における難燃性PVC成形品であることが好ましい。
及び表層34よりなる4層構造の難燃性PVC積層体を
示した。
が本発明における難燃性PVC成形品である。中でも、
着色性の観点から、表層31及び/又は表層34が本発
明における難燃性PVC成形品であることが好ましく、
難燃性の観点から、各層31〜34の全てが本発明にお
ける難燃性PVC成形品であることが好ましい。
使用して熱溶接される場合がある。この場合、難燃性P
VC積層体の表面にクラックが発生する、十分な溶接強
度を得ることができない等の不具合が発生する場合があ
る。
のPVCマトリックスはPVCよりなることが好まし
い。
リックス100質量部は、PVCを60質量部以上99
質量部以下と、塩素含有率60質量%以上70質量%以
下のCPVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
求される場合は、表層のPVCマトリックスを、塩素含
有率60質量%以上62質量%以下のCPVCより構成
することが好ましい。
リックス100質量部は、塩素含有率60質量%以上7
0質量%以下のCPVCを60質量部以上99質量部以
下と、PVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
は、十分な難燃性を確保するために、塩素含有率60質
量%以上70質量%以下のCPVCよりなることが好ま
しい。
リックス100質量部は、塩素含有率60質量%以上7
0質量%以下のCPVCを60質量部以上99質量部以
下と、PVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
要求される場合、中層のPVCマトリックスをPVCよ
り構成することが好ましい。
リックス100質量部は、PVCを60質量部以上99
質量部以下と、塩素含有率60質量%以上70質量%以
下のCPVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
2層構造の難燃性PVC積層体を示した。
つ以上が本発明における難燃性PVC成形品である。中
でも、難燃性の観点から、両層が本発明における難燃性
PVC成形品であることが好ましい。
使用して熱溶接される場合がある。この場合、難燃性P
VC積層体の上面にクラックが発生する、十分な溶接強
度を得ることができない等の不具合が発生する場合があ
る。
のPVCマトリックスはPVCよりなることが好まし
い。
リックス100質量部は、PVCを60質量部以上99
質量部以下と、塩素含有率60質量%以上70質量%以
下のCPVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
求される場合は、上層のPVCマトリックスを、塩素含
有率60質量%以上62質量%以下のCPVCより構成
することが好ましい。
リックス100質量部は、塩素含有率60質量%以上7
0質量%以下のCPVCを60質量部以上99質量部以
下と、PVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
は、十分な難燃性を確保するために、塩素含有率60質
量%以上70質量%以下のCPVCよりなることが好ま
しい。
リックス100質量部は、塩素含有率60質量%以上7
0質量%以下のCPVCを60質量部以上99質量部以
下と、PVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
要求される場合、下層のPVCマトリックスをPVCよ
り構成することが好ましい。
リックス100質量部は、PVCを60質量部以上99
質量部以下と、塩素含有率60質量%以上70質量%以
下のCPVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
合を抑制するために、溶接加工が施される層のPVCマ
トリックスはPVCよりなることが好ましい。
リックス100質量部は、PVCを60質量部以上99
質量部以下と、塩素含有率60質量%以上70質量%以
下のCPVCを1質量部以上40質量部以下とを含むこ
とが好ましい。
接加工が施されない層のPVCマトリックスは、塩素含
有率60質量%以上70質量%以下のCPVCよりなる
ことが好ましい。
トリックス100質量部は、塩素含有率60質量%以上
70質量%以下のCPVCを60質量部以上99質量部
以下と、PVCを1質量部以上40質量部以下とを含む
ことが好ましい。
トリックスは、塩素含有率62質量%以上70質量%以
下のCPVCよりなることが好ましい。
難燃性は、ASTM E1354に準じ、コーンカロリ
メータを用いて評価することができる。コーンカロリメ
ータを用いた燃焼試験により評価される難燃特性として
は、単位面積および単位時間当たりの燃焼による発熱量
の最大値(最大発熱量、PHRRとも記載する;単位:
kW/m2)、単位面積および単位時間当たりの燃焼に
よる発熱量の平均値(平均発熱量、AHRRとも記載す
る;単位:kW/m2)、燃焼による総発熱量(総発熱
量、THRとも記載する;単位:MJ/m2)、単位面
積および単位時間当たりの燃焼による質量減少率の平均
値(質量減少率、AMLRとも記載する;単位:g/s
ec・m2)、単位面積および単位時間当たりの燃焼に
よる減光体積の最大値(最大減光体積、PSEAとも記
載する;単位:m2/g)、単位面積および単位時間当
たりの燃焼による減光体積の平均値(平均減光体積、A
SEAとも記載する;単位:m2/g)等を挙げること
ができる。
相互保険組織(Factory Mutual Sys
tem)が定める評価基準が有効に利用されてきた。
r 4910として挙げられているクリーンルーム材料
の難燃性テスト(FMRC、Clean Room M
aterials Flammability Tes
t Protocol)に基づいて測定され、難燃性を
示す延焼指数FPI、発煙性を示す発煙指数SDI、腐
食性ガス発生を示す腐食指数CDI等が指標(FM規格
とも記載する)とされる。
ーンカロリメータを用いた燃焼試験により評価される値
を難燃性の指標とした。FM規格は、産業相互保険組織
に試験片を提出し、産業相互保険組織が評価して得られ
る規格であるため、評価結果が得られるまでに時間を要
し、非効率的であるのに対し、コーンカロリメータを用
いた燃焼試験は、発明者らによって行うことができるた
め、効率的である。
って測定されるPHRR、AHRR及びTHR等の発熱
量に関する指標と強い相関を有する。また、SDIは、
PSEA及びASEA等の減光体積に関する指標と強い
相関を有する。更に、CDIは、AMLR等の質量減少
に関する指標と強い相関を有する。
性を評価することにより、FM規格の凡その値を、効率
的に得ることができる。
DIが0.4以下、CDIが1.1以下と要求されてい
るが、本発明においては、この規格と同等以上として、
1つ以上の層を構成する難燃性PVC成形品について、
PHRRが130kW/m2以下、AHRRが82kW
/m2以下、THRが100MJ/m2以下、AMLRが
13g/sec・m2以下、PSEAが1500m2/g
以下、ASEAが1000m2/g以下であることが好
ましい。
燃性PVC積層体の表面を、目視および光学顕微鏡によ
り観察することにより、評価される。即ち、難燃性PV
C積層体が必要な程度に着色されているかは、難燃性P
VC積層体と色見本とを比較することにより確認でき
る。また、難燃性PVC積層体の表面に直径100μm
以上のブツが存在しない場合を、ブツ無しとする。更
に、難燃性PVC積層体の表面が均一に着色されている
場合を、色ムラ無しとする。
は、引張強度、伸び、アイゾット衝撃強度等の機械的特
性にも優れる。具体的には、1つ以上の層を構成する難
燃性PVC成形品について、JIS K 6745に準
じて測定される引張強度を45N/mm2以上、JIS
K 6745に準じて測定される伸びを40%以上、
JIS K 6745に準じて測定されるアイゾット衝
撃強度(ノッチあり)を5kJ/m2以上とすることが
できる。
燃性に優れ発煙量も少なく、着色性に優れ、ブツ及び色
ムラ等も実質的に存在しない。
は、航空機、船舶、車両等の輸送機内外装材;建築物内
外装材;家具、事務用具等の日用物品;家電機器、電子
機器等のハウジング材;半導体装置の部品等として、好
適に使用することができる。
明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではな
い。なお、以下特に明記しない限り、試薬等は市販の高
純度品を用いた。
を用いて、ASTME1354に準じ、PHRR(kW
/m2)、AHRR(kW/m2)、THR(MJ/
m2)、AMLR(g/sec・m2)、PSEA(m2
/g)、ASEA(m2/g)を測定した。
の表面を目視および光学顕微鏡により観察することによ
り評価した。着色剤により難燃性PVC積層体が必要な
程度に着色されているかは、難燃性PVC積層体と色見
本とを比較することにより確認した。また、難燃性PV
C積層体の表面に直径100μm以上のブツが存在しな
い場合を、ブツ無しとした。更に、難燃性PVC積層体
の表面が均一に着色されている場合を、色ムラ無しとし
た。
745に準じて、引張強度(N/mm2)、伸び
(%)、アイゾット衝撃強度(ノッチあり)(kJ/m
2)を測定した。
難燃性PVC成形品1 黒色系顔料P4710(大日精化社製)0.019質量
部と、黄色系顔料P4490(大日精化社製)1.79
3質量部と、橙色系顔料P4377(大日精化社製)
0.028質量部と、滑剤としてDSL(堺化学社製)
1質量部とをヘンシエルミキサーにより混合し、第1マ
スターバッチを作製した。
(堺化学社製TL5000)12質量部と、滑剤として
DSL(堺化学社製)1質量部と、樹脂系改質剤として
MBS(クレハ社製BTA3NS)5質量部とをヘンシ
ェルミキサーにより混合し、第2マスターバッチを作製
した。
有率65質量%のCPVC(鐘淵化学社製H−527)
100質量部と、難燃剤として酸化チタン(堺化学社製
RK−1)12質量部と、第1マスターバッチ2.84
質量部と、第2マスターバッチ18質量部と、加工助剤
としてMMA樹脂(三菱レイヨン社製P551A)1質
量部と、滑剤としてステアリン酸カルシウム(堺化学社
製SC−100)0.5質量部と、滑剤としてステアリ
ルステアレート(ヘンケル社製G−32)0.5質量部
と、滑剤として脂肪酸エステル(ヘンケル社製G−70
S)0.3質量部とをヘンシェルミキサーにより混合し
た。
℃で溶融混練して、難燃性PVC組成物1を製造した。
更に、210℃の逆L型カレンダーロールを使用するカ
レンダー法により、厚み1mmのシート形状の難燃性P
VC成形品1を製造した。
と同等のアイボリ色を有しており、ブツ及び色ムラは確
認されなかった。
kW/m2、AHRRが17kW/m2、THRが45M
J/m2、AMLRが5.6g/sec・m2、PSEA
が150m2/g、ASEAが112m2/gであった。
1N/mm2、伸びが50%、アイゾット衝撃強度が8
kJ/m2であった。
難燃性PVC成形品2 黒色系顔料P4710(大日精化社製)0.0373質
量部と、黄色系顔料P4490(大日精化社製)2.8
94質量部と、橙色系顔料P4377(大日精化社製)
0.0502質量部と、滑剤としてDSL(堺化学社
製)0.3質量部とをヘンシエルミキサーにより混合
し、第1マスターバッチを作製した。
(堺化学社製TL5000)5質量部と、滑剤としてD
SL(堺化学社製)0.2質量部と、樹脂系改質剤とし
てMBS(クレハ社製BTA3NS)3質量部とをヘン
シェルミキサーにより混合し、第2マスターバッチを作
製した。
(鐘淵化学社製S−1008)100質量部と、難燃剤
として酸化チタン(堺化学社製RK−1)14質量部
と、第1マスターバッチ3.2815質量部と、第2マ
スターバッチ8.2質量部と、加工助剤としてMMA樹
脂(三菱レイヨン社製P551A)1質量部とをヘンシ
ェルミキサーにより混合した。
℃で溶融混練して、難燃性PVC組成物2を製造した。
更に、200℃の逆L型カレンダーロールを使用するカ
レンダー法により、厚み8mmのシート形状の難燃性P
VC成形品2を製造した。なお、以上の加工温度は、C
PVCを用いた場合よりも10℃低く、加工性は良好で
あった。
と同等のアイボリ色を有しており、ブツ及び色ムラは確
認されなかった。
kW/m2、AHRRが46kW/m2、THRが56M
J/m2、AMLRが8.3g/sec・m2、PSEA
が900m2/g、ASEAが430m2/gであった。
6N/mm2、伸びが150%、アイゾット衝撃強度が
6kJ/m2であった。
して1枚の難燃性PVC成形品1を挟持し、これを18
0℃、70MN加重でプレスすることにより、3層構造
の難燃性PVC積層体1を製造した。この場合、溶接加
工が施される層は、難燃性PVC成形品2からなる。
色見本と同等のアイボリ色を有しており、ブツ及び色ム
ラは確認されなかった。
kW/m2、AHRRが25kW/m2、THRが60M
J/m2、AMLRが6.0g/sec・m2、PSEA
が800m2/g、ASEAが130m2/gであった。
1N/mm2、伸びが150%、アイゾット衝撃強度が
8kJ/m2であった。
溶接棒を使用し熱溶接を行ったが、表面にクラックが発
生する等の不都合は発生せず、十分な溶接強度を得るこ
とができた。
難燃性PVC成形品3 PVCマトリックスとして塩素含有率65質量%のCP
VC(鐘淵化学社製H−527)100質量部と、難燃
剤として酸化チタン(堺化学社製RK−1)12質量部
と、加工助剤としてMMA樹脂(三菱レイヨン社製P5
51A)1質量部と、黒色系顔料P4710(大日精化
社製)0.019質量部と、黄色系顔料P4490(大
日精化社製)1.793質量部と、橙色系顔料P437
7(大日精化社製)0.028質量部と、滑剤としてD
SL(堺化学社製)2質量部と、鉛系安定剤として三塩
基性硫酸鉛(堺化学社製TL5000)12質量部と、
樹脂系改質剤としてMBS(クレハ社製BTA3NS)
5質量部と、滑剤としてステアリン酸カルシウム(堺化
学社製SC−100)0.5質量部と、滑剤としてステ
アリルステアレート(ヘンケル社製G−32)0.5質
量部と、滑剤として脂肪酸エステル(ヘンケル社製G−
70S)0.3質量部とを、ヘンシェルミキサーにより
一括混合した。
℃で溶融混練して、難燃性PVC組成物3を製造した。
更に、210℃の逆L型カレンダーロールを使用するカ
レンダー法により、厚み1mmのシート形状の難燃性P
VC成形品3を製造した。
と比較して薄いアイボリ色を有しており、ブツ及び色ム
ラが確認された。
も、難燃性PVC成形品1と比較して、低かった。
難燃性PVC成形品4 PVCマトリックスとしてPVC(鐘淵化学社製S−1
008)100質量部と、難燃剤として酸化チタン(堺
化学社製RK−1)14質量部と、加工助剤としてMM
A樹脂(三菱レイヨン社製P551A)1質量部と、黒
色系顔料P4710(大日精化社製)0.0373質量
部と、黄色系顔料P4490(大日精化社製)2.89
4質量部と、橙色系顔料P4377(大日精化社製)
0.0502質量部と、滑剤としてDSL(堺化学社
製)0.5質量部と、鉛系安定剤として三塩基性硫酸鉛
(堺化学社製TL5000)5質量部と、樹脂系改質剤
としてMBS(クレハ社製BTA3NS)3質量部と
を、ヘンシェルミキサーにより一括混合した。
℃で溶融混練して、難燃性PVC組成物4を製造した。
更に、200℃の逆L型カレンダーロールを使用するカ
レンダー法により、厚み8mmのシート形状の難燃性P
VC成形品4を製造した。
と比較して薄いアイボリ色を有しており、ブツ及び色ム
ラが確認された。
も、難燃性PVC成形品2と比較して、低かった。
して1枚の難燃性PVC成形品3を挟持し、これを18
0℃、70MN加重でプレスすることにより、3層構造
の難燃性PVC積層体2を製造した。この場合、溶接加
工が施される層は、難燃性PVC成形品4からなる。
色見本と比較して薄いアイボリ色を有しており、ブツ及
び色ムラが確認された。
も、難燃性PVC積層体1と比較して、低かった。
とも着色剤および滑剤を所定の質量比で予め混合して第
1マスターバッチとしておき、所定の他の充填剤の一部
および滑剤を所定の質量比で予め混合して第2マスター
バッチとしておき、これらのマスターバッチ、PVCマ
トリックス及び酸化チタン等の所定の化合物を所定の質
量比で混合して、PVCマトリックス100質量部と、
酸化チタンよりなる難燃剤1質量部以上30質量部以下
と、着色剤0.01質量部以上5質量部以下と、滑剤
0.05質量部以上10質量部以下とを含んでなる難燃
性PVC成形品を積層することにより、多量の酸化チタ
ンが存在しているにも関わらず、少量の着色剤によって
良好に着色され、ブツ及び色ムラが実質的に存在しない
高品位な外観を有し、機械的特性の良好な難燃性PVC
積層体を製造できる。
めの模式的断面図である。
るための模式的断面図である。
るための模式的断面図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 少なくとも、第1ポリ塩化ビニル(PV
C)マトリックスを含んでなる第1層と、第2ポリ塩化
ビニル(PVC)マトリックスを含んでなる第2層とか
らなる難燃性塩化ビニル樹脂積層体において、第1層
は、第1ポリ塩化ビニル(PVC)マトリックス100
質量部と、酸化チタンを含む難燃剤1質量部以上30質
量部以下と、着色剤0.01質量部以上5質量部以下
と、滑剤0.05質量部以上10質量部以下とを含んで
なることを特徴とする難燃性塩化ビニル樹脂積層体。 - 【請求項2】 第2層は、第2ポリ塩化ビニル(PV
C)マトリックス100質量部と、酸化チタンを含む難
燃剤1質量部以上30質量部以下と、着色剤0.01質
量部以上5質量部以下と、滑剤0.05質量部以上10
質量部以下とを含んでなることを特徴とする請求項1記
載の難燃性塩化ビニル樹脂積層体。 - 【請求項3】 第1及び/又は第2ポリ塩化ビニル(P
VC)マトリックスは、塩素含有率60質量%以上70
質量%以下の後塩素化ポリ塩化ビニル(CPVC)より
主になることを特徴とする請求項1又は2記載の難燃性
塩化ビニル樹脂積層体。 - 【請求項4】 第1及び/又は第2ポリ塩化ビニル(P
VC)マトリックス100質量部は、塩素含有率60質
量%以上70質量%以下の後塩素化ポリ塩化ビニル(C
PVC)60質量部以上99質量部以下と、ポリ塩化ビ
ニル(PVC)1質量部以上40質量部以下とを含んで
なることを特徴とする請求項1又は2記載の難燃性塩化
ビニル樹脂積層体。 - 【請求項5】 第1及び/又は第2ポリ塩化ビニル(P
VC)マトリックスは、ポリ塩化ビニル(PVC)より
主になることを特徴とする請求項1又は2記載の難燃性
塩化ビニル樹脂積層体。 - 【請求項6】 第1及び/又は第2ポリ塩化ビニル(P
VC)マトリックス100質量部は、ポリ塩化ビニル
(PVC)60質量部以上99質量部以下と、塩素含有
率60質量%以上70質量%以下の後塩素化ポリ塩化ビ
ニル(CPVC)1質量部以上40質量部以下とを含ん
でなることを特徴とする請求項1又は2記載の難燃性塩
化ビニル樹脂積層体。 - 【請求項7】 前記着色剤は、無機系顔料であることを
特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の難燃性塩化
ビニル樹脂積層体。 - 【請求項8】 前記着色剤は、少なくとも、黄色系顔
料、黒色系顔料および橙色系顔料よりなる群より選ばれ
る1種以上の顔料であることを特徴とする請求項1乃至
7いずれかに記載の難燃性塩化ビニル樹脂積層体。 - 【請求項9】 前記難燃剤は、ポリ塩化ビニル(PV
C)マトリックス100質量部に対して1質量部以上2
0質量部以下の硫酸バリウムを含むことを特徴とする請
求項1乃至8いずれかに記載の難燃性塩化ビニル樹脂積
層体。 - 【請求項10】 少なくとも、第1ポリ塩化ビニル(P
VC)マトリックスを含んでなる第1層と、第2ポリ塩
化ビニル(PVC)マトリックスを含んでなる第2層と
からなる難燃性塩化ビニル樹脂積層体の製造方法であっ
て、(ア)少なくとも、着色剤1質量部と、滑剤0.0
1質量部以上2質量部以下とを混合して第1マスターバ
ッチを作製する工程と、(イ)少なくとも、鉛系安定剤
1質量部以上30質量部以下と、滑剤0.01質量部以
上10質量部以下と、樹脂系改質剤1質量部以上10質
量部以下とを混合して第2マスターバッチを作製する工
程と、(ウ)少なくとも、第1又は第2ポリ塩化ビニル
(PVC)マトリックス100質量部と、酸化チタンよ
りなる難燃剤1質量部以上30質量部以下と、該第1マ
スターバッチ0.01質量部以上5質量部以下と、該第
2マスターバッチ2質量部以上50質量部以下と、加工
助剤0.5質量部以上10質量部以下とを粉体混合して
混合物を作製する工程と、(エ)該混合物を溶融混練し
て組成物を作製する工程と、(オ)該組成物を用いて、
第1層および第2層の少なくとも一方を作製する工程
と、を含んでなることを特徴とする難燃性塩化ビニル樹
脂積層体の製造方法。
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