JP2003026938A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 難燃性に優れ、特に燃焼時の形状保持効果に
よって優れた難燃効果を発現し、且つ、機械的強度、耐
熱性、寸法安定性、耐光性等の材料物性や環境対応性に
も優れる難燃性樹脂組成物を提供する。 【解決手段】 合成樹脂１００重量部に対して、層状珪
酸塩１〜４０重量部及びヒンダードアミン系化合物０．
１〜１０重量部が配合されてなる難燃性樹脂組成物、合
成樹脂が、熱可塑性樹脂及び／又は熱硬化性樹脂である
上記難燃性樹脂組成物、層状珪酸塩が、モンモリロナイ
ト及び／又は膨潤性マイカである上記難燃性樹脂組成
物、及び、ヒンダードアミン系化合物は、分解温度が２
５０℃以上であり、酸性度定数が８以下であり、分子量
が４００以上である上記難燃性樹脂組成物、並びに、Ａ
ＳＴＭ Ｅ １３５４に準拠した燃焼試験において、５
０ｋＷ／ｍ² の輻射加熱条件下で３０分間加熱すること
により燃焼させた燃焼残渣を速度０．１ｃｍ／ｓで圧縮
した際の降伏点応力が４．９ｋＰａ以上である上記難燃
性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた難燃性を発
現する難燃性樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、耐光剤として用いられているヒ
ンダードアミン系化合物は、紫外線による合成樹脂中の
ラジカル発生に伴う分解反応を抑制するラジカル捕捉剤
として機能し、耐光性を発現する。一方で、ハロゲン系
化合物（ハロゲン系難燃剤）によりラジカルを捕捉して
燃焼を抑制する難燃技術が広く活用されているが、上記
ヒンダードアミン系化合物は一般に高温安定性が劣るた
め、難燃剤として用いるのは困難であった。

【０００３】例えば、特開平８−１０９２８７号公報に
は、ポリオレフィン１００重量部、トリス（臭素化ネオ
ペンチル）ホスフェート１〜５０重量部、三酸化アンチ
モン０．０５〜２０重量部及びＮ−メチル置換ヒンダー
ドアミン化合物０．０１〜５重量部を含有してなる、難
燃性及び高度の耐光性を併せ有する難燃性樹脂組成物が
開示されている。

【０００４】しかし、上記公報に開示されている難燃性
樹脂組成物においては、Ｎ−メチル置換ヒンダードアミ
ン化合物は耐光性の発現のみに寄与するものであり、難
燃性の発現には寄与していない。つまり、上記難燃性樹
脂組成物における難燃性の発現は、主としてハロゲン系
難燃剤であるトリス（臭素化ネオペンチル）ホスフェー
トによるものである。

【０００５】このようなハロゲン系難燃剤は、難燃化の
効果が高いため比較的少量の配合で難燃性を発現するこ
とができる。従って、成形性の低下や成形品の機械的強
度の低下等を来すことも比較的少ないが、これを使用し
た場合、成形加工時や燃焼時に多量のハロゲン系ガスを
発生する恐れがあり、発生したハロゲン系ガスにより、
機器が腐食したり、人体に好ましくない影響が及んだり
する等の恐れがあるため、環境対応性の面からハロゲン
系難燃剤を使用しない、いわゆるノンハロゲン難燃化処
理技術（処理方法）の確立が強く望まれている。

【０００６】ノンハロゲン難燃化処理技術の一例とし
て、リン系難燃剤を熱可塑性樹脂に配合する技術が報告
されている。しかし、リン系難燃剤を使用した場合にも
燃焼時にホスフィンのような有毒ガスが発生したり、リ
ン系難燃剤は耐水性が低いため、廃棄時に土壌や水質等
を汚染する可能性があるので、難燃剤としてリン系難燃
剤を使用することは、ハロゲン系難燃剤同様、環境対応
性の面で好ましくない。

【０００７】又、リン系難燃剤は、燃焼時に局所的な被
膜は形成するものの、強固な被膜を連続層として形成す
ることは困難であるため、難燃化効果に関しても十分と
は言えない。局所的な被膜の機械的強度は非常に弱く、
燃焼時に脆い灰分が露出し、燃焼残渣が脱落していくた
めに、断熱層としての機能を早期に失ったり、材料が変
形するために、延焼をくい止めることができなくなるか
らである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
現状に鑑み、難燃性に優れ、特に燃焼時の形状保持効果
によって優れた難燃効果を発現し、且つ、機械的強度、
耐熱性、寸法安定性、耐光性等の材料物性や環境対応性
にも優れる難燃性樹脂組成物を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よる難燃性樹脂組成物は、合成樹脂１００重量部に対し
て、層状珪酸塩１〜４０重量部及びヒンダードアミン系
化合物０．１〜１０重量部が配合されてなることを特徴
とする。

【００１０】請求項２に記載の発明による難燃性樹脂組
成物は、上記請求項１に記載の難燃性樹脂組成物におい
て、合成樹脂が、熱可塑性樹脂であることを特徴とす
る。

【００１１】請求項３に記載の発明による難燃性樹脂組
成物は、上記請求項１に記載の難燃性樹脂組成物におい
て、合成樹脂が、熱硬化性樹脂であることを特徴とす
る。

【００１２】請求項４に記載の発明による難燃性樹脂組
成物は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の難
燃性樹脂組成物において、層状珪酸塩が、モンモリロナ
イト及び／又は膨潤性マイカであることを特徴とする。

【００１３】請求項５に記載の発明による難燃性樹脂組
成物は、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の難
燃性樹脂組成物において、層状珪酸塩が、炭素数６以上
のアルキルアンモニウムイオン及び／又はヒンダードア
ミン系化合物を含有する層状珪酸塩であることを特徴と
する。

【００１４】請求項６に記載の発明による難燃性樹脂組
成物は、上記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の難
燃性樹脂組成物において、層状珪酸塩が、広角Ｘ線回折
測定法により測定した（００１）面の平均層間距離が３
ｎｍ以上であり、且つ、一部もしくは全部が５層以下に
分散している層状珪酸塩であることを特徴とする。

【００１５】請求項７に記載の発明による難燃性樹脂組
成物は、上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の難
燃性樹脂組成物において、ヒンダードアミン系化合物の
分解温度が２５０℃以上であることを特徴とする。

【００１６】請求項８に記載の発明による難燃性樹脂組
成物は、上記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の難
燃性樹脂組成物において、ヒンダードアミン系化合物の
酸性度定数が８以下であることを特徴とする。

【００１７】請求項９に記載の発明による難燃性樹脂組
成物は、上記請求項１〜請求項８のいずれかに記載の難
燃性樹脂組成物において、ヒンダードアミン系化合物の
分子量が４００以上であることを特徴とする。

【００１８】又、請求項１０に記載の発明による難燃性
樹脂組成物は、上記請求項１〜請求項９のいずれかに記
載の難燃性樹脂組成物において、ＡＳＴＭ Ｅ １３５
４に準拠した燃焼試験を行った際に、５０ｋＷ／ｍ² の
輻射加熱条件下で３０分間加熱することにより燃焼させ
た燃焼残渣を速度０．１ｃｍ／ｓで圧縮した際の降伏点
応力が４．９ｋＰａ以上であることを特徴とする。

【００１９】本発明の難燃性樹脂組成物に用いられる合
成樹脂は、熱可塑性樹脂であっても良いし、熱硬化性樹
脂であっても良い。

【００２０】熱可塑性樹脂としては、特に限定されるも
のではないが、例えば、各種ポリエチレン樹脂や各種ポ
リプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリス
チレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル系樹脂と例えばポリスチレン系樹脂の
ようなポリフェニレンエーテル系樹脂と相溶し得る熱可
塑性樹脂との混合物、脂環式炭化水素系樹脂、熱可塑性
ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系
樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルアルコ
ール系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリ（メタ）アク
リル酸エステル系樹脂、ポリオキシメチレン系樹脂等が
挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いられ
ても良いし、２種類以上が併用されても良い。尚、上記
「（メタ）アクリル」とは、「アクリル」又は「メタク
リル」を意味する。

【００２１】又、熱硬化性樹脂としては、特に限定され
るものではないが、例えば、フェノール系樹脂、エポキ
シ系樹脂、不飽和ポリエステル系樹脂、アルキド系樹
脂、フラン系樹脂、尿素系樹脂、メラミン系樹脂、ポリ
ウレタン系樹脂、アニリン系樹脂、熱硬化型変性ポリフ
ェニレンエーテル系樹脂、熱硬化性ポリイミド系樹脂等
が挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、単独で用いら
れても良いし、２種類以上が併用されても良い。

【００２２】上記熱硬化性樹脂とは、樹脂原料が常温で
液状、半固形状、固形状等の比較的低分子量物質からな
り、常温下もしくは加熱下で流動性を示すが、硬化剤や
触媒或いは熱の作用によって、硬化反応や架橋反応等の
化学反応を起こし、分子量の増大と共に網目状の三次元
構造を形成して、不溶不融性となる樹脂である。

【００２３】本発明の難燃性樹脂組成物においては、前
記熱可塑性樹脂及び上記熱硬化性樹脂は、それぞれ単独
で用いられても良いし、両者が併用されても良い。

【００２４】本発明で用いられる合成樹脂には、本発明
の課題達成を阻害しない範囲で必要に応じて、樹脂の特
性を改質するために、熱可塑性エラストマー類やオリゴ
マー類等が配合されても良い。

【００２５】又、本発明で用いられる合成樹脂には、本
発明の課題達成を阻害しない範囲で必要に応じて、物性
を均一化する補助手段として結晶を微細化するための結
晶核となり得る造核剤や、酸化防止剤（老化防止剤）、
熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃剤、帯
電防止剤、防曇剤等の各種添加剤の１種類もしくは２種
類以上が配合されても良い。

【００２６】本発明の難燃性樹脂組成物に用いられる層
状珪酸塩とは、層間に交換性金属カチオンを有する珪酸
塩鉱物を意味する。

【００２７】上記層状珪酸塩としては、特に限定される
ものではないが、例えば、モンモリロナイト、サポナイ
ト、ヘクトライト、バイデライト、スティブンサイト、
ノントロナイト等のスメクタイト系粘土鉱物や、バーミ
キュライト、ハロイサイト、膨潤性マイカ等が挙げら
れ、なかでもモンモリロナイトや膨潤性マイカが好適に
用いられる。上記層状珪酸塩は、天然物であっても良い
し、合成物であっても良い。又、これらの層状珪酸塩
は、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用され
ても良い。

【００２８】上記層状珪酸塩としては、下式で定義され
る形状異方性効果の大きいスメクタイト系粘土鉱物や膨
潤性マイカを用いることが好ましい。スメクタイト系粘
土鉱物や膨潤性マイカのような形状異方性効果の大きい
層状珪酸塩を用いることにより、難燃性樹脂組成物はよ
り優れた材料物性を有するものとなる。 形状異方性効果＝結晶表面（Ａ）の面積／結晶表面
（Ｂ）の面積 尚、上式中、結晶表面（Ａ）は層表面を意味し、結晶表
面（Ｂ）は層側面を意味する。

【００２９】上記層状珪酸塩の形状は、特に限定される
ものではないが、平均長さが０．０１〜３μｍ、厚みが
０．００１〜１μｍ、アスペクト比が２０〜５００であ
るものが好ましく、より好ましくは、平均長さが０．０
５〜２μｍ、厚みが０．０１〜０．５μｍ、アスペクト
比が５０〜２００のものである。

【００３０】上記層状珪酸塩の層間に存在する交換性金
属カチオンとは、層状珪酸塩の結晶表面上に存在するナ
トリウムやカルシウムなどの金属イオンのことであり、
これらの金属イオンは、カチオン性物質とのカチオン交
換性を有するため、カチオン性を有する種々の物質を上
記層状珪酸塩の結晶層間に挿入（インターカレート）す
ることができる。

【００３１】上記層状珪酸塩のカチオン交換容量は、特
に限定されるものではないが、５０〜２００ミリ等量／
１００ｇであることが好ましい。層状珪酸塩のカチオン
交換容量が５０ミリ等量／１００ｇ未満であると、カチ
オン交換により層状珪酸塩の結晶層間にインターカレー
トされるカチオン性物質の量が少なくなるために、結晶
層間が十分に非極性化（疎水化）されないことがあり、
逆に層状珪酸塩のカチオン交換容量が２００ミリ等量／
１００ｇを超えると、層状珪酸塩の結晶層間の結合力が
強固になりすぎて、結晶薄片が剥離し難くなることがあ
る。

【００３２】本発明において、合成樹脂として例えば炭
化水素系樹脂のような低極性樹脂を用いる場合には、予
め層状珪酸塩の層間をカチオン性界面活性剤や後述する
ヒンダードアミン系化合物でカチオン交換して、疎水化
しておくことが好ましい。予め層状珪酸塩の層間を疎水
化しておくことにより、層状珪酸塩と低極性の合成樹脂
との親和性が高まり、層状珪酸塩を低極性の合成樹脂中
により均一に微分散させることができる。

【００３３】上記カチオン性界面活性剤としては、特に
限定されるものではなく、例えば、４級アンモニウム塩
が挙げられ、なかでも、層状珪酸塩の結晶層間を十分に
非極性化（疎水化）し得ることから、炭素数６以上のア
ルキル鎖を有する４級アンモニウム塩（炭素数６以上の
アルキルアンモニウム塩）が好適に用いられる。

【００３４】上記４級アンモニウム塩としては、特に限
定されるものではないが、例えば、ラウリルトリメチル
アンモニウム塩、ステアリルトリメチルアンモニウム
塩、トリオクチルアンモニウム塩、ジステアリルジメチ
ルアンモニウム塩、ジ硬化牛脂ジメチルアンモニウム
塩、ジステアリルジベンジルアンモニウム塩等が挙げら
れる。これらの４級アンモニウム塩は、単独で用いられ
ても良いし、２種類以上が併用されても良い。

【００３５】本発明で用いられる層状珪酸塩は、広角Ｘ
線回折測定法により測定した（００１）面の平均層間距
離が３ｎｍ以上であり、且つ、一部もしくは全部が５層
以下に分散している層状珪酸塩であることが好ましく、
より好ましくは、上記平均層間距離が６ｎｍ以上であ
り、且つ、一部もしくは全部が５層以下に分散している
層状珪酸塩である。尚、本発明で言う層状珪酸塩の平均
層間距離とは、層状珪酸塩の微細薄片状結晶を層とした
場合の平均の層間距離を意味し、Ｘ線回折ピーク及び透
過型電子顕微鏡撮影、即ち、広角Ｘ線回折測定法によ
り、算出することができる。

【００３６】層状珪酸塩の平均層間距離が３ｎｍ以上で
あり、且つ、一部もしくは全部が５層以下に分散してい
ると、層状珪酸塩を合成樹脂中に配合し分散させて得ら
れる難燃性樹脂組成物は、優れた難燃性、機械的強度、
耐熱性、寸法安定性等の材料物性を発現するものとな
る。

【００３７】層状珪酸塩の平均層間距離が３ｎｍ以上で
あるということは、層状珪酸塩の層間が３ｎｍ以上に開
裂していることを意味しており、又、層状珪酸塩の一部
もしくは全部が５層以下に分散しているということは、
層状珪酸塩の積層体の一部もしくは全部が広く分散して
いることを意味しており、いずれも層状珪酸塩の層間の
相互作用が弱まっていることになり、そのことにより、
上記効果を得ることができる。

【００３８】特に、層状珪酸塩の平均層間距離が６ｎｍ
以上であると、層状珪酸塩を合成樹脂中に配合し分散さ
せて得られる難燃性樹脂組成物は、より優れた難燃性、
機械的強度、耐熱性、寸法安定性等の材料物性を発現す
るものとなる。又、層状珪酸塩の平均層間距離が３ｎｍ
以上、好ましくは６ｎｍ以上であると、層状珪酸塩の結
晶薄片層が層毎に分離し、層状珪酸塩の相互作用が殆ど
無視できるほどに弱まるので、層状珪酸塩を構成する結
晶薄片の合成樹脂中における分散状態が離砕安定化の方
向に進行する利点がある。

【００３９】又、層状珪酸塩の一部もしくは全部が５層
以下に分散しているということは、具体的には、層状珪
酸塩の数の１０％以上が５層以下に分散している状態に
あることが好ましいことを意味し、より好ましくは層状
珪酸塩の数の２０％以上が５層以下に分散している状態
である。

【００４０】層状珪酸塩の積層数は、５層以下に分層し
ていることが好ましく、そのことにより、上記効果を得
ることができるが、より好ましくは３層以下に分層して
いることであり、特に好ましくは単層状に薄片化してい
ることである。

【００４１】本発明の難燃性樹脂組成物において、層状
珪酸塩の平均層間距離が３ｎｍ以上であり、且つ、層状
珪酸塩の一部もしくは全部が５層以下に分散している状
態、即ち、合成樹脂中に層状珪酸塩が高分散している状
態であれば、合成樹脂と層状珪酸塩との界面面積が増大
したり、層状珪酸塩の結晶薄片間の平均距離が小さくな
る。

【００４２】合成樹脂と層状珪酸塩との界面面積が増大
すると、層状珪酸塩の表面における合成樹脂の拘束の度
合いが高まり、弾性率などの機械的強度が向上する。
又、層状珪酸塩の表面における合成樹脂の拘束の度合い
が高まると、溶融粘度が高まり、成形性も向上する。さ
らに、層状珪酸塩の邪魔板効果により、ガスバリア性の
発現も可能となる。

【００４３】一方、層状珪酸塩の結晶薄片間の平均距離
が小さくなると、燃焼時において、層状珪酸塩の結晶薄
片の移動による焼結体を形成し易くなる。即ち、層状珪
酸塩の結晶薄片が上記平均層間距離が３ｎｍ以上となる
ように分散した難燃性樹脂組成物は、難燃被膜となり得
る焼結体を形成し易くなる。この焼結体は、燃焼時の早
い段階で形成されるので、外界からの酸素の供給を遮断
するのみならず、燃焼により発生する可燃性ガスも遮断
することができ、難燃性樹脂組成物は優れた難燃性を発
現する。

【００４４】本発明の難燃性樹脂組成物に用いられるヒ
ンダードアミン系化合物は、下記一般式（１）で表され
るように、ピペリジンの２位及び６位の炭素上の全ての
水素原子がメチル基で置換された構造を有している。

【００４５】

【化１】 式中、Ｒ、Ｒ’は、それぞれ独立して、アルキル基、置
換アルキル基、アリール基、置換アリール基、アリル
基、置換アリル基、水素原子、ハロゲン原子、又は、
Ｒ、Ｒ’からなる組み合わせのうち少なくとも一つが結
合した炭化水素基、或いは、上記炭化水素基の一部の炭
素原子が窒素原子、硫黄原子、酸素原子もしくは珪素原
子で置換された官能基を示す。

【００４６】本発明で用いられるヒンダードアミン系化
合物は、特に限定されるものではなく、公知の各種ヒン
ダードアミン系化合物で良い。又、これらのヒンダード
アミン系化合物は、単独で用いられても良いし、２種類
以上が併用されても良い。

【００４７】上記ヒンダードアミン系化合物の市販品と
しては、特に限定されるものではないが、例えば、三共
社製の商品名「Ｓａｎｏｌ」シリーズ、旭電化工業社製
の商品名「アデカスタブ」シリーズ、住友化学工業社製
の商品名「スミソープ」シリーズ、共同薬品社製の商品
名「バイオソープ」シリーズ、ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌ
ｉｔｉｅｓ社製の商品名「Ｃｈｉｍａｓｓｏｒｂ」シリ
ーズや商品名「Ｔｉｎｕｖｉｎ」シリーズ、Ｇｏｏｄｒ
ｉｃｈ社製の商品名「Ｇｏｏｄｒｉｔｅ」シリーズ、Ｂ
ＡＳＦ社製の商品名「ユビナール」シリーズ等が挙げら
れる。これらの市販のヒンダードアミン系化合物は、単
独で用いられても良いし、２種類以上が併用されても良
い。

【００４８】このようなヒンダードアミン系化合物は、
ラジカル捕捉剤として機能し、非燃焼時においては難燃
性樹脂組成物に優れた耐光性を付与すると共に、燃焼時
においては燃焼過程で生成する活性なラジカルを捕捉
し、安定化することができる。従って、ヒンダードアミ
ン系化合物としては、分解温度が高いなど高温安定性に
優れるものを用いることが好ましい。

【００４９】このような見地から、本発明で用いられる
ヒンダードアミン系化合物は、分解温度が２５０℃以上
であるものが好ましく、より好ましくは分解温度が２８
０℃以上のものである。ヒンダードアミン系化合物の分
解温度が２５０℃未満であると、上記燃焼過程で生成す
る活性なラジカルを捕捉することによる安定化効果を十
分に得られなくなることがある。

【００５０】又、本発明で用いられるヒンダードアミン
系化合物は、酸性度定数が８以下であるものが好まし
く、より好ましくは酸性度定数が７．５以下のものであ
る。ヒンダードアミン系化合物の酸性度定数が８を超え
ると、上記燃焼過程で生成する活性なラジカルを捕捉す
ることによる安定化効果を十分に得られなくなることが
ある。

【００５１】更に、本発明で用いられるヒンダードアミ
ン系化合物は、分子量が４００以上であるものが好まし
く、より好ましくは分子量が５００以上のものである。
ヒンダードアミン系化合物の分子量が４００未満である
と、上記燃焼過程で生成する活性なラジカルを捕捉する
ことによる安定化効果を十分に得られなくなることがあ
る。

【００５２】このような高温安定性に優れるヒンダード
アミン系化合物の具体例としては、特に限定されるもの
ではないが、例えば、下記一般式（２）で表されるＮ−
アルコキシヒンダードアミンが挙げられ、特に好適に用
いられる。

【００５３】

【化２】 式中、Ｒは、下記式（３）で表される構造を示す。

【化３】

【００５４】本発明の難燃性樹脂組成物は、前記合成樹
脂１００重量部に対して、前記層状珪酸塩（有機化層状
珪酸塩も包含する）１〜４０重量部及び上記ヒンダード
アミン系化合物０．１〜１０重量部が配合されてなるこ
とが必要である。

【００５５】難燃性樹脂組成物において、合成樹脂１０
０重量部に対する層状珪酸塩の配合量が１重量部未満で
あると、燃焼時に焼結体を形成するのが困難となるの
で、難燃化効果が小さいものとなり、逆に合成樹脂１０
０重量部に対する層状珪酸塩の配合量が４０重量部を超
えると、難燃性樹脂組成物の密度（比重）が高くなりす
ぎて、実用性が乏しくなる。

【００５６】又、難燃性樹脂組成物において、合成樹脂
１００重量部に対するヒンダードアミン系化合物の配合
量が０．１重量部未満であると、非燃焼時における耐光
性向上効果や燃焼時における安定化効果を十分に得られ
ず、逆に合成樹脂１００重量部に対するヒンダードアミ
ン系化合物の配合量が１０重量部を超えると、もはや上
記耐光性向上効果や安定化効果はそれ以上向上しないに
もかかわらず、難燃性樹脂組成物の機械的強度、耐熱
性、寸法安定性等の材料物性が低下する。

【００５７】本発明の難燃性樹脂組成物には、必須成分
である合成樹脂、層状珪酸塩及びヒンダードアミン系化
合物以外に、本発明の課題達成を阻害しない範囲で必要
に応じて、例えば、難燃性をさらに向上させるための難
燃剤や、充填剤、軟化剤（可塑剤）、滑剤、帯電防止
剤、防曇剤、着色剤、酸化防止剤（老化防止剤）、熱安
定剤、光安定剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤の１種類
もしくは２種類以上が配合されていても良い。

【００５８】上記難燃剤としては、特に限定されるもの
ではないが、例えば、水酸化アルミニウムや水酸化マグ
ネシウムなどの金属水酸化物；金属酸化物；赤リンやポ
リリン酸アンモニウムなどのリン系化合物；メラミン、
メラミンシアヌレート、メラミンイソシアヌレート、リ
ン酸メラミン及びこれらに表面処理が施されたものなど
のメラミン誘導体等が挙げられ、なかでも、燃焼時に吸
熱脱水反応を起こすことにより吸熱し、且つ、水分子を
放出することによって燃焼場の温度を低下させる効果を
有することから、金属水酸化物が好適に用いられる。上
記効果を有する金属水酸化物を用いることにより、ヒン
ダードアミン系化合物の高温安定性はより向上し、難燃
性樹脂組成物の難燃性もより向上する。これらの難燃剤
は、単独で用いられても良いし、２種類以上が併用され
ても良い。

【００５９】本発明の難燃性樹脂組成物の製造方法とし
ては、特に限定されるものではないが、例えば、必須成
分である合成樹脂、層状珪酸塩及びヒンダードアミン系
化合物の各所定量と、必要に応じて配合される各種添加
剤の１種類もしくは２種類以上の各所定量とを、常温下
もしくは加熱下で、直接配合して混練する方法（直接混
練法）や、予め合成樹脂の所定量の一部に所定量の層状
珪酸塩を配合して混練したマスターバッチを作製してお
き、このマスターバッチと合成樹脂の所定量の残部（残
量）及びヒンダードアミン系化合物の所定量並びに必要
に応じて配合される各種添加剤の１種類もしくは２種類
以上の各所定量とを、常温下もしくは加熱下で混練する
方法（マスターバッチ法）等が挙げられ、いずれの方法
が採られても良い。

【００６０】上記直接混練法やマスターバッチ法による
難燃性樹脂組成物の具体的な製造方法としては、特に限
定されるものではないが、例えば、押出機、２本ロー
ル、バンバリーミキサー等の混練機を用いて、難燃性樹
脂組成物を構成する合成樹脂、層状珪酸塩及びヒンダー
ドアミン系化合物の各所定量と、必要に応じて配合され
る各種添加剤の１種類もしくは２種類以上の各所定量と
を、常温下もしくは加熱下で、溶融混練する方法や、合
成樹脂、層状珪酸塩及びヒンダードアミン系化合物と、
必要に応じて配合される各種添加剤の１種類もしくは２
種類以上とを、これらが溶解もしくは分散し得る溶媒中
で混練する方法等が挙げられ、いずれの方法が採られて
も良い。

【００６１】こうして得られる本発明の難燃性樹脂組成
物は、ＡＳＴＭ Ｅ １３５４に準拠した燃焼試験にお
いて、５０ｋＷ／ｍ² の輻射加熱条件下で３０分間加熱
することにより燃焼させた燃焼残渣を速度０．１ｃｍ／
ｓで圧縮した際の降伏点応力が４．９ｋＰａ以上である
ことが好ましく、より好ましくは１５．０ｋＰａ以上で
ある。

【００６２】難燃性樹脂組成物の燃焼残渣の降伏点応力
が４．９ｋＰａ未満であると、微少な力で燃焼残渣の崩
壊が起こり易くなって、難燃性樹脂組成物の難燃性が不
十分となることがある。即ち、本発明の難燃性樹脂組成
物の焼結体が難燃被膜としての機能を十分に発現するた
めには、燃焼終了時まで焼結体がその形状を保持してい
ることが好ましい。

【００６３】

【作用】本発明の難燃性樹脂組成物は、合成樹脂の特定
量に対して層状珪酸塩及びヒンダードアミン系化合物の
各特定量が配合されてなる。上記層状珪酸塩は、燃焼時
に無機被膜の連続層を形成することによって燃焼の継続
を妨げると共に、燃焼時にガス化した合成樹脂の分解物
が難燃性樹脂組成物からなる例えば成形体の外部の気相
で燃焼を促進するのを防ぐので、優れた難燃性を発現す
る。

【００６４】又、層状珪酸塩とヒンダードアミン系化合
物とを併用することにより、ヒンダードアミン系化合物
の高温安定性が向上するため、燃焼時に発生するラジカ
ル種がヒンダードアミン系化合物によって捕捉され安定
化されるので、合成樹脂の分解が減少し、その結果、難
燃性がより向上する。特に、ヒンダードアミン系化合物
として前記一般式（２）で表される高温安定性に優れる
Ｎ−アルコキシヒンダードアミンを用いることにより、
上記難燃性は著しく向上する。

【００６５】

【発明の実施の形態】本発明をさらに詳しく説明するた
め以下に実施例を挙げるが、本発明はこれら実施例のみ
に限定されるものではない。

【００６６】（実施例）小型押出機（商品名「ＴＥＸ３
０」、日本製鋼所社製）中に、合成樹脂としてポリエチ
レン樹脂（商品名「ＨＢ５３０」、日本ポリケム社製）
９２．３重量部及び層状珪酸塩としてジステアリルジメ
チル４級アンモニウム塩で有機化処理が施された膨潤性
フッ素マイカ（商品名「ソマシフＭＡＥ−１００」、コ
ープケミカル社製）７．７重量部をフィードし、更にヒ
ンダードアミン系化合物（商品名「ユビナール５０５０
Ｈ」、ＢＡＳＦ社製）２．０重量部を添加し、設定温度
２００℃で溶融混練してストランド状に押出し、押出さ
れたストランドをペレタイザーによりペレット化して、
難燃性樹脂組成物のペレットを作製した。

【００６７】次いで、上記で得られた難燃性樹脂組成物
のペレットを上下各２００℃に温調した熱プレスでプレ
スし圧延して、厚み２ｍｍの板状成形体を作製した。

【００６８】（比較例）ヒンダードアミン系化合物「ユ
ビナール５０５０Ｈ」を添加しなかったこと以外は実施
例の場合と同様にして、難燃性樹脂組成物のペレット及
び厚み２ｍｍの板状成形体を作製した。

【００６９】実施例及び比較例で得られた板状成形体の
性能（層状珪酸塩の平均層間距離、層状珪酸塩の分
散状態、酸素指数、最大発熱速度、燃焼残渣の降
伏点応力）を以下の方法で評価した。その結果は表１に
示すとおりであった。

【００７０】層状珪酸塩の平均層間距離：Ｘ線回折測
定装置（商品名「ＲＩＮＴ１１００」、リガク社製）を
用いて、厚み２ｍｍの板状成形体中の層状珪酸塩の積層
面の回折より得られる回折ピークの２θを測定し、下記
のブラッグの回折式により、層状珪酸塩の（００１）面
間隔（ｄ）を算出し、得られたｄを平均層間距離（ｎ
ｍ）とした。 λ＝２ｄｓｉｎθ （式中、λ：１．５４、ｄ：層状珪酸塩の面間隔、θ：
回折角）

【００７１】層状珪酸塩の分散状態：透過型電子顕微
鏡（商品名「ＪＥＭ−１２００ＥＸＩＩ」、日本電子社
製）を用いて、厚み２ｍｍの板状成形体中の層状珪酸塩
の分散状態を観察し、下記判定基準により層状珪酸塩の
分散状態を評価した。 〔判定基準〕 ◎‥‥層状珪酸塩の数の２０％以上が５層以下に分散し
ていた。 ○‥‥５層以下に分散している層状珪酸塩が存在してい
た。 ×‥‥層状珪酸塩の全てが５層を超える状態で分散して
いた。

【００７２】酸素指数：ＡＳＴＭ Ｄ ２８６３「酸
素指数によるプラスチックの燃焼性標準試験方法」に準
拠して、試験片としての板状成形体（長さ７０ｍｍ×幅
６ｍｍ×厚み２ｍｍ）を自立させて燃焼試験を行った。
試験片が燃焼を継続するのに必要な酸素と窒素との混合
気体中の容量％で表される最低酸素濃度の数値を酸素指
数と呼び、所定の酸素濃度で試験片を燃焼させた時に、
３分間以上燃焼し続けたか、又は、３分間以内に５０ｍ
ｍ以上燃焼した場合を燃焼を継続できると判断し、その
時の酸素濃度を試験片の酸素指数とした。即ち、酸素指
数未満の酸素濃度では自己消火することを意味する。

【００７３】最大発熱速度、及び、燃焼残渣の降伏
点応力：ＡＳＴＭ Ｅ １３５４「建築材料の燃焼性試
験方法」に準拠して、試験片としての板状成形体（１０
０ｍｍ×１００ｍｍ×厚み２ｍｍ）にコーンカロリーメ
ーターによって５０ｋＷ／ｍ ² の熱線を照射して燃焼さ
せた。この時、試験片の最大発熱速度（ｋＷ／ｍ² ）を
測定した。上記最大発熱速度が速いほど、初期着火時間
が短く、着火し易いことになる。又、ハンディー圧縮試
験機（商品名「ＫＥＳ−Ｇ５」、カトーテック社製）を
用いて、試験片の燃焼残渣を速度０．１ｃｍ／ｓで圧縮
し、燃焼残渣の降伏点応力（ｋＰａ）を測定した。

【００７４】

【表１】

【００７５】表１から明らかなように、本発明による実
施例の難燃性樹脂組成物からなる板状成形体中において
は、層状珪酸塩の平均層間距離が３ｎｍ以上であり、層
状珪酸塩の分散状態も優れていたので、難燃被膜となり
得る焼結体を形成し易かった。又、上記難燃性樹脂組成
物からなる板状成形体は、最大発熱速度が遅く、即ち、
初期着火時間が長く、着火し難かった。更に、上記難燃
性樹脂組成物からなる板状成形体は、酸素指数が高く、
燃焼を継続し難かった。

【００７６】これに対し、ヒンダードアミン系化合物を
配合しなかった比較例の難燃性樹脂組成物からなる板状
成形体は、上記実施例の難燃性樹脂組成物からなる板状
成形体に比較して、最大発熱速度が速く、即ち、初期着
火時間が短く、着火し易かった。又、上記難燃性樹脂組
成物からなる板状成形体は、酸素指数が低く、燃焼を継
続し易かった。

【００７７】

【発明の効果】本発明の難燃性樹脂組成物は、合成樹脂
の特定量に対して層状珪酸塩及びヒンダードアミン系化
合物の各特定量が配合されてなり、上記層状珪酸塩は、
燃焼時に無機被膜の連続層を形成することによって燃焼
の継続を妨げると共に、燃焼時にガス化した合成樹脂の
分解物が難燃性樹脂組成物からなる例えば成形体の外部
の気相で燃焼を促進するのを防ぐので、優れた難燃性を
発現する。

【００７８】又、本発明の難燃性樹脂組成物において
は、層状珪酸塩とヒンダードアミン系化合物とを併用す
ることにより、ヒンダードアミン系化合物の高温安定性
が向上するため、燃焼時に発生するラジカル種がヒンダ
ードアミン系化合物によって捕捉され安定化されるの
で、合成樹脂の分解が減少し、その結果、難燃性がより
向上する。

【００７９】以上述べたように、本発明の難燃性樹脂組
成物は、難燃性に優れ、特に燃焼時の形状保持効果によ
って優れた難燃効果を発現し、且つ、機械的強度、耐熱
性、寸法安定性、耐光性等の材料物性や環境対応性にも
優れるので、各種難燃性成形体を得るための成形材料と
して好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伏見 勝夫 大阪府三島郡島本町百山２−１ 積水化学 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 4J002 AA011 AA021 BB021 BB111 BC021 BE021 BE061 BF021 BG041 BG051 CB001 CC031 CC161 CC181 CD001 CF001 CF011 CF211 CH071 CH121 CK021 CL001 CM011 CM041 DJ006 DJ056 EU077 EU187 FA016 FD047 FD130 FD136

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂１００重量部に対して、層状珪
   酸塩１〜４０重量部及びヒンダードアミン系化合物０．
   １〜１０重量部が配合されてなることを特徴とする難燃
   性樹脂組成物。
2. 【請求項２】 合成樹脂が、熱可塑性樹脂であることを
   特徴とする請求項１に記載の難燃性樹脂組成物。
3. 【請求項３】 合成樹脂が、熱硬化性樹脂であることを
   特徴とする請求項１に記載の難燃性樹脂組成物。
4. 【請求項４】 層状珪酸塩が、モンモリロナイト及び／
   又は膨潤性マイカであることを特徴とする請求項１〜請
   求項３のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
5. 【請求項５】 層状珪酸塩が、炭素数６以上のアルキル
   アンモニウムイオン及び／又はヒンダードアミン系化合
   物を含有する層状珪酸塩であることを特徴とする請求項
   １〜請求項４のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
6. 【請求項６】 層状珪酸塩が、広角Ｘ線回折測定法によ
   り測定した（００１）面の平均層間距離が３ｎｍ以上で
   あり、且つ、一部もしくは全部が５層以下に分散してい
   る層状珪酸塩であることを特徴とする請求項１〜請求項
   ５のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
7. 【請求項７】 ヒンダードアミン系化合物は、分解温度
   が２５０℃以上であることを特徴とする請求項１〜請求
   項６のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
8. 【請求項８】 ヒンダードアミン系化合物は、酸性度定
   数が８以下であることを特徴とする請求項１〜請求項７
   のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
9. 【請求項９】 ヒンダードアミン系化合物は、分子量が
   ４００以上であることを特徴とする請求項１〜請求項８
   のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
10. 【請求項１０】 ＡＳＴＭ Ｅ １３５４に準拠した燃
    焼試験において、５０ｋＷ／ｍ² の輻射加熱条件下で３
    ０分間加熱することにより燃焼させた燃焼残渣を速度
    ０．１ｃｍ／ｓで圧縮した際の降伏点応力が４．９ｋＰ
    ａ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項９のい
    ずれかに記載の難燃性樹脂組成物。