JP2003530444A - 有機的に変性された粘土を含む耐燃性ポリオレフィン組成物 - Google Patents

有機的に変性された粘土を含む耐燃性ポリオレフィン組成物

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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 有機的に変性された粘土、およびオレフィンから誘導された繰り返し単位を含むポリオレフィンポリマー又はコポリマーを含有するナノコンポジット組成物。 【効果】 難燃性および耐燃性を有する。ナノコンポジットのシートおよびラミネートは、難燃性が望まれるあらゆるところに使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリオレフィンおよび有機的に変性された粘土を含み、耐燃性およ
び難燃性を示すナノコンポジット（微小複合物）組成物に関する。該組成物はシ
ート又はフィルムに成形できる。該シートは更に多層ラミネートに利用できる。
シートおよびラミネートは共に難燃性であり、屋根膜および保護用覆いとしての
用途に適する。
【０００２】
【従来の技術】
伝統的な難燃剤は、発火（炎）源を消火しそして炎中での化学分解を阻止する
多くのハロゲン化有機化合物、および水のような炎を消す揮発性物質を放出する
無機材料、例えばアルミニウム三水和物、を含む。
【０００３】 米国特許第４，３１７，７３７号は、好ましくはイオン交換容量よりも最低１
２％過剰の第４級イオン部分を含む、層及び鎖型の過剰処理された高級ジアルキ
ルジメチルアンモニウム粘土によりゲル化することができるポリオレフィン潤滑
剤ベースオイルに関する。例えば、２２％過剰の第４級イオンを含む過剰処理さ
れ、二水素添加されたジタロー（牛脂）アンモニウムモンモリロナイトは、鉱油
潤滑剤をゲル化しないが、ポリデセン基材グリースの製造に使用できる。
【０００４】 米国特許第４，４３４，０７５号は、有機カチオン化合物、有機アニオン、及
び粘土１００ｇ当たり少なくとも７５ミリ当量のカチオン交換容量を有するスメ
クタイト型粘土の反応生成物を含む親有機性粘土ゲル化剤に関する。該有機カチ
オン化合物は下記の式を有する：
【０００５】
【化１】
【０００６】 ここで、Ｒ１はβ，γ−不飽和アルキル基及び２〜６個の炭素原子を有するヒド
ロキシアルキル基、及びそれらの混合物からなる群から選ばれ；Ｒ２は１２〜６
０個の炭素原子を有する長鎖アルキル基であり；Ｒ３及びＲ４は個々に、β，γ
−不飽和アルキル基，２〜６個の炭素原子を有するヒドロキシアルキル基、アラ
ルキル基、１〜２２個の炭素原子を有するアルキル基、及びそれらの混合物から
なる群から選ばれ；Ｘはリン及び窒素からなる群から選ばれる。反応は、有機カ
チオン−有機アニオン複合物がスメクタイト型粘土に内部添加されそしてスメク
タイト型粘土のカチオン交換部位が有機カチオンで置換されるような方法で実施
される。
【０００７】 米国特許第４，５８２，８６６号は、臭素含有難燃剤；三酸化アンチモン；及
び少なくとも１種の第４級アンモニウム塩とスメクタイト粘土との反応生成物で
ある親有機性粘土を含む、難燃性熱可塑性多ブロックコポリエステルエラストマ
ー組成物に関する。
【０００８】 米国特許第４，６８３，２５９号は、改良された分散性を有する有機粘土を使
用して調製される樹脂含有組成物、例えば不飽和ポリエステル又はエポキシ樹脂
組成物、に関する。有機粘土は、スメクタイト粘土を水に懸濁させて流体懸濁液
を形成し；該懸濁液を、カチオンが少なくとも２の原子価を有する無機塩の溶液
で処理し（該塩の濃度は、スメクタイト粘土が実質的に完全に凝集するような濃
度である）；凝集したスメクタイト粘土の懸濁液を、４つのアルキル基の少なく
とも１つが１０〜２４個の炭素原子を有する第４級アンモニウム化合物と混合し
；そして得られた生成物を脱水することにより調製される。
【０００９】 米国特許第５，４７５，０４１号は、通常易燃性のポリオレフィン又はオレフ
ィンコポリマー、難燃化量のメラミン又はその塩、ポリフェニレンオキシド、及
びシリカ質材料を含む難燃性組成物に関する。
【００１０】 米国特許第５，７１８，８４１号は、 （ａ）スメクタイト型粘土；及び （ｂ）下記の群：
【００１１】
【化２】
【００１２】 （ここで、Ｒ1は、以下に記載するように８〜３０個の炭素原子を有する不飽和
アルキル−エステル基であり、Ｒ2、Ｒ3及びＲ4は、独立して（ｉ）Ｒ1；（ii）
長鎖の線状又は分岐したアルキル（メチルを含む）、１〜３０個の炭素原子を有
する脂肪族又は芳香族基（かかる基はヒドロキシル化基をも含むことができる）
；（iii）ベンジル及び置換ベンジル基であり、１〜３０個の炭素原子の直鎖又
は分岐鎖を有する融合環基を有する基を含むアラルキル基；（iv）融合環芳香族
置換基を含むフェニル及び置換フェニルのようなアリール基；（ｖ）６個以下の
炭素原子を有するベータ、ガンマ不飽和基又は２〜６個の炭素原子を有するヒド
ロキシアルキル基；及び（vi）水素、からなる群から選ばれ；そしてＭは塩素イ
オン、メチル硫酸イオン、酢酸イオン、ヨウ素イオン及び臭素イオンからなる群
から選ばれるアニオンである。
【００１３】 米国特許第５，７２８，７６４号は、粘土１００ｇ当たり少なくとも５０ミリ
当量のイオン交換容量（活性基準）を有するスメクタイト型粘土の反応生成物を
含む有機粘土組成物に関し、０〜１０モルのエチレンオキシド及び３〜１５モル
のプロピレン若しくはブチレンオキシド残基を含む１個又は２個のアルコキシ化
鎖を有するアルコキシ化第４級アンモニウム化合物は有用なチキソトロピー材料
であり、特に水性系の製造に有用である。
【００１４】 米国特許第５，７７３，５０２号は、（ａ）熱可塑性ポリエステル及びコポリ
エステル材料、ハロゲン化有機難燃剤、酸化アンチモン、有機粘土、及びフルオ
ロカーボンポリマーを含む難燃性組成物に関する。ガラス繊維及び安定剤を含む
組成物も提供される。
【００１５】
【発明の要約】
有機的に変性された粘土は、ポリオレフィンと混合された場合、ナノメーター
スケールの複合物を一般に形成し、増大した難燃性を示す、という点でハロゲン
化難燃剤と区別される。得られるナノコンポジットは炎源に晒された場合、撓ん
だり垂れたりせず、形を保ち、炎が拡がるのを阻止する。ナノコンポジット組成
物はシート又はラミネートに成形することができ、屋根膜を含む多くの用途に適
する。
【００１６】
【詳細な記述】
この出願で、発明の名称は例示のためであって、発明の範囲を制限するもので
はない。
【００１７】 本発明の組成物は、微細な又はナノサイズの有機粘土の粒子と一体となったポ
リオレフィン材料を含み、それはポリオレフィン単独を用いた場合と比較して向
上した難燃性又は耐燃性を有するナノコンポジット（微小複合物）を形成する。
本願で使用するナノコンポジットとは、連続したポリマー（即ちポリオレフィン
）マトリックス中に微小サイズの有機粘土粒子が実質的にランダムに分散した粒
子と一般に定義される。
【００１８】 本発明のナノコンポジットは、変性されていない粘土を含む通常の組成物、即
ち天然粘土及びポリマーであって、粘土が単に非補強用充填剤として作用し、物
理的性質に対する影響が無視できる組成物、と混同すべきではない。本発明の難
燃剤は、ナノスケール（微小規模）のレベルでポリマーと作用又は相互作用する
他の成分を含むことができる。本発明の難燃性組成物は溶融加工するのが好まし
い。
【００１９】 ［ポリオレフィン］ 本発明で使用されるポリオレフィンは、合計で２から約８個の炭素原子を有す
る１種以上の単純オレフィンから誘導された熱可塑性ポリマー又はゴムであるか
、又はオレフィンから誘導された繰り返し単位を含むコポリマーである。約８重
量％まで、好ましくは約１重量％から約５重量％のカルボン酸を含むカルボン酸
官能化ポリオレフィンポリマー若しくはコポリマーも使用でき、ここで不飽和酸
は合計で２から約１０個の炭素原子を含み、例えばアクリル酸、マレイン酸等、
又はそれらの無水物である。本発明に適したポリオレフィンの例には、ポリエチ
レン（低密度、高密度、高分子量、超高分子量、線状低密度、超低密度等を含む
）、マレイン酸エステル化（ｍａｌｅａｔｅｄ）ポリプロピレン、ポリプロピレ
ン、ポリブチレン、ポリヘキサレン、ポリオクテン、及びそれらのコポリマー、
組み合わせ又はブレンド物が含まれる。オレフィンから誘導された繰り返し単位
を含むコポリマーの例にはエチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマーが含まれ
るが、それに限定されない。
【００２０】 好ましいポリオレフィン又はコポリマーには、ポリエチレン、マレイン酸エス
テル化ポリプロピレン、マレイン酸エステル化ポリエチレン、ポリプロピレン、
ＥＶＡ、エチレンとオクテンとのコポリマー、及びエチレン−プロピレンゴム、
即ちエチレンとプロピレンとのコポリマー、が含まれる。本発明で使用されるエ
チレン−プロピレンゴムは一般に、約１０から約９０重量％のエチレンと約９０
から約１０重量％のプロピレンを含み、望ましくは約１５から約８５重量％のエ
チレンと約８５から約１５重量％のプロピレンを含む。本発明で使用されるエチ
レンとオクテンのコポリマーは一般に、約１０から約９０重量％のエチレンと約
９０から約１０重量％のオクテンを含み、望ましくは約２０から約８０重量％の
エチレンと約８０から約２０重量％のオクテンを含み、好ましくは約３０から約
７０重量％のエチレンと約７０から約３０重量％のオクテンを含む。
【００２１】 ［有機的に変性された粘土］ 本発明で、ポリオレフィンとナノコンポジットを形成する有機的に変性された
粘土、又は有機粘土を使用するのが好ましい。有機的に変性された粘土は、粘土
を特定の第４級アンモニウム化合物から与えられる有機カチオンと反応させるこ
とにより一般に調製される。ポリオレフィンと有機粘土を緊密に混合し、微細又
はナノスケールのレベルで分散させると、増大した耐熱及び耐燃性を有する組成
物が得られる。本発明の有機粘土は一般に約１〜約１０，０００ナノメーター、
望ましくは約１００〜約２，０００ナノメーター、好ましくは約２００〜約５０
０又は約１，０００ナノメーターの粒径を有する。
【００２２】 本発明の有機粘土は少なくとも通常の未処理の粘土と、未処理粘土は典型的に
は、ポリマーと混合した場合、通常の相分離した混合物を形成するだけであると
いう事実において相違する。有機的に変性された粘土はポリマーマトリックス中
にもっと容易に分散し、２つのタイプのナノコンポジットを形成することができ
る：即ち、挿入された構造又は表層剥離した（ｅｘｆｏｌｉａｔｅｄ）構造であ
る。表層剥離した構造を有する粘土を使用するのが好ましい。挿入されたナノコ
ンポジットは粘土の珪酸塩層の間に挿入されたポリマー鎖を有し、規則正しい多
重層を生じ、ここで粘土の層は構造的位置合わせを保持する。表層剥離したナノ
コンポジットは、ナノメーター規模の厚さを有する珪酸塩粘土の層又は小板が表
層剥離又は分離され、即ち機械的に剪断混合により表層剥離又は分離され、そし
て連続したポリマーマトリックス全体にランダムに且つ高度に分散したものであ
る。ナノコンポジットは、挿入された構造及び表層剥離した構造の両方を有する
混合物であることもできる。
【００２３】 ポリオレフィンと有機粘土との間により良い混和性を得るために、有機粘土は
置換アルキル側鎖を含むのが望ましい。
【００２４】 使用できる粘土鉱物の種類には、スメクタイト、ひる石、ハロイサイト、又は
合成類似物、又はそれらの組み合わせが含まれ、スメクタイト型粘土が好ましい
が、これらに限定されない。要求される有機粘土を調製するのに有用なスメクタ
イト型粘土には、モンモリロナイト、ヘクトライト、ベントナイト、バイデライ
ト、ステベンサイト、サポナイト、ノントロナイト、ソーコナイト、ソボカイト
（ｓｏｂｏｋｉｔｅ）およびスビンフォルダイト（ｓｖｉｎｆｏｒｄｉｔｅ）が
含まれる。
【００２５】 本発明の有機親和性粘土の調製に使用するのに好ましい粘土は、１００パーセ
ント活性基準（即ち、選鉱し本質的に非粘土不純物を含まない）で粘土１００グ
ラム当たり少なくとも７５ミリ当量のカチオン交換容量を有するカチオン交換可
能なスメクタイト粘土である。スメクタイト型粘土は科学、地質学およびレオロ
ジー添加剤の技術分野でよく知られ、米国および世界中で多様な源から市販され
ている。それらは水と接触すると大きさが何倍にも膨潤する現象を示すことで粘
土の中でも独特である。
【００２６】 粘土と反応して本発明で使用される有機的に変性された粘土を形成することが
できる有機カチオンは、選択されたスメクタイト型粘土とカチオンを交換するこ
とができる様々な窒素を基材とした第４級物質から選択することができる。スメ
クタイト型粘土と反応して本発明の有機親和性粘土を製造する有機カチオンは、
化合物内の一つの窒素原子上に局在した正の電荷を有する。
【００２７】 本発明のために、有機カチオンは、有機酸から誘導されたエステルから全体又
は一部が誘導された特定の第４級アンモニウム化合物により与えられる。この有
機カチオンは、下記の式からなる群から選ばれる第４級アンモニウム化合物によ
り与えられる：
【００２８】
【化３】
【００２９】 ここで、Ｒ１は下記に記載するように、８から３０個の炭素原子を有するアルキ
ル又はアラルキル−エステル基であり、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は独立して、（ｉ
）Ｒ１；（ii）１から３０個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖アルキル（メチ
ルを含む）、脂肪族、又は芳香族基（かかる基はヒドロキシアリール基を含むこ
とができる）；（iii）炭素原子１から３０の直鎖又は分岐鎖を有する融合環基
を有する基を含む、ベンジルおよび置換ベンジル基のようなアラルキル基；（iv
）融合芳香族置換基を含む、フェニルおよび置換フェニルのようなアリール基；
（ｖ）６個以下の炭素原子を有するベータ、ガンマ−不飽和基又は２から６個の
炭素原子を有するヒドロキシアルキル基；および（vi）水素のような基、から選
ばれ、Ｍはアニオン、典型的には塩素、メチル硫酸、酢酸、ヨウ素および臭素イ
オンである。本発明で使用するのに適した有機粘土組成物の更に詳しい記述は米
国特許５，７１８，８４１号および同４，４３４，０７５号に記載され、それら
全体を参照用に本願に含める。
【００３０】 本発明で使用するのに適した有機粘土は、テキサス州、ゴンザレスのサウザン
クレー プロダクツ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から
商標Ｃｌｏｉｓｉｔｅ １５Ａ、Ｃｌｏｉｓｉｔｅ ２０Ａ、およびＳＣＰＸ−
１９６７；イリノイ州、アーリントン ハイツのナノコール社（Ｎａｎｏｃｏｒ
，Ｉｎｃ．）から商標Ｎａｎｏ Ｎｏ．４０５；およびニュージャージー州、ハ
イツタウンのレオックス社（Ｒｈｅｏｘ，Ｉｎｃ．）（エレメンチス スペシャ
ルティーズ）からＲｈｅｏｘ ＥＡ１０８，ＥＡ２８２７，ＥＡ２８８５，ＥＡ
２８８６として販売されている。好ましい有機粘土はＲｈｅｏｘ のＥＡ１０８
，ＥＡ２８２７，ＥＡ２８２７，ＥＡ２８８６として販売されているものである
。
【００３１】 本発明で使用される有機粘土の量は、ポリオレフィン又はポリオレフィンコポ
リマー１００重量部当たり一般に約２〜約２０重量部、望ましくは約３〜約１５
重量部、好ましくは約４〜約１０重量部である。
【００３２】 ［他の難燃剤］ ポリオレフィンポリマー又はコポリマーおよび有機粘土を含むナノコンポジッ
トは耐燃性又は難燃性を有しそして炎中に垂れたり又はしたたることもないので
、炎を阻止するが、該組成物に他の難燃剤を任意に添加すると、ナノコンポジッ
ト組成物の性能を更に向上させることができる。
【００３３】 本発明で使用できる難燃剤には、三水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、
水酸化マグネシウム、アルミナ三水和物、アンモニウムポリホスフィド、酸化ア
ンチモン、三酸化アンチモン、ホウ酸バリウム、硫酸カルシウム二水和物、リン
酸二アンモニウム、炭酸マグネシウム、又はホウ酸塩を基材とした化合物、又は
それらの組み合わせのような無機難燃剤が含まれるが、これらに限定されない。
本発明で好ましい無機難燃剤は水酸化マグネシウム、アルミナ三水和物および酸
化アンチモンである。本発明の無機難燃剤は、ポリオレフィンポリマー又はコポ
リマー１００重量部当たり一般に約０又は０．１〜約５０重量部、望ましくは約
１、５又は１０〜約３５重量部、そして好ましくは約１５〜約２５又は３０重量
部の量で使用できる。
【００３４】 本発明は実質的に極性有機および／又はハロゲン化有機難燃剤を含まない。即
ち、本発明はポリオレフィン１００重量部当たり一般に１０重量部未満、望まし
くは５、３又は１重量部未満の極性有機および／又はハロゲン化有機難燃剤を含
み、そして好ましくは完全に極性有機および／又はハロゲン化有機難燃剤を含ま
ない。その例にはトリフェニルホスフェート、ハロゲン化有機ホスフェート、塩
素化ポリホスフェート、塩素化有機ホスフェート、塩素化パラフィン、臭素化有
機物、および塩素化有機物が含まれるが、これらに限定されない。ハロゲン化難
燃剤の使用を最小にするのが好ましい。何故なら、炎又は発火源に晒された場合
、それらはＨＣｌガス又はＨＢｒガスのような毒性又は有毒なガスを放つ又は放
出する傾向があるからであり、それらのガスはまた環境的にも好ましくない。極
性有機化合物は避ける。何故なら、それらは耐候性が低く、加工性が低くそして
加工ローラーに付着する傾向があり、燃焼した時に毒性ガスを放つからである。
【００３５】 ［添加剤］ 上記の成分に加えて、本発明はいろいろな量の慣用の加工助剤、添加剤又は成
分を含むことができる。そのような化合物にはＵＶ阻害剤、離型剤、カーボンブ
ラックおよび二酸化チタンのような顔料、ヒンダードフェノールのような安定化
剤、オゾン亀裂防止剤、ホスファイトおよびスルファイド、および酸化防止剤が
含まれる。この掲示は単に可能な添加剤の例であり、決して完全ではない。本発
明のかかる添加剤は所望の性質を達成するために有効な量で使用することができ
る。
【００３６】 ［ナノコンポジットの調製］ 有機粘土とポリオレフィンとをナノスケール又は微細なレベルで混合又は分散
するあらゆる方法は本発明の組成物を調製するのに使用することができる。一軸
又は二軸スクリュー押出、射出成形、バーバリー型混合、二本ロール練り等のよ
うな機械的剪断方法を使用することができる。剪断はまた、ポリマー溶融物を押
出機（一軸又は二軸スクリュー）の一端に導入し、剪断されたポリマーを押出機
の他の端で受け取ることにより達成することもできる。ポリマー溶融物の温度、
押出機の長さ、溶融物の押出機内での滞留時間、および押出機の設計（一軸スク
リュー、二軸スクリュー、ユニット長さ当たりのねじ山の数、溝の深さ、ねじ山
間隙、ミキシングゾーン等）は、適用する剪断量を制御するいくつかの変数であ
る。組成物の耐燃性又は難燃性が最大となるように、有機粘土とポリオレフィン
がナノコンポジット構造を形成することが重要である。
【００３７】 好ましくは、本発明の組成物はシート、フィルム、膜等、又は多層のラミネー
ト若しくは膜に加工される。
【００３８】 本発明のシート化組成物を形成する望ましい方法は次のとおりである：本発明
の有機粘土およびポリオレフィンを含む好ましい量の原料を、それらを混合する
バーバリー型ミキサーに入れる。バーバリーの落下温度は約３７５゜Ｆである。
一般に、当該化合物の温度は約４００〜約４４０゜Ｆであり、混合はほぼ２分２
０秒継続する。混合物を次ぎに二本ロールミルに移し、ここで組成物を練り、次
ぎに押出機に更に移す。混合物を、好ましくはロープ又は紐様の押出物を形成す
るダイを通して押出し、それをコンべヤーベルト上に置きそしてカレンダーに移
すことができる。次ぎに押出物を圧延して、一般に約６ミルから約５０ミル、好
ましくは約１８ミルから約２６ミルの厚さの仕上がったシート材料を形成する。
任意に、圧延工程の後に、裏打ちおよび／又は他の層を難燃シートに加えるか積
層して、難燃性ラミネートを形成する。
【００３９】 本発明のシート化組成物を製造する別の好ましい方法は次の通りである：所望
の量の本発明の原料を押出機、好ましくは二軸押出機、に好ましくは重力作用で
供給し、ダイ押出してシート又はフィルムとする。場合によっては、二軸押出機
からの押出物を、シート又はフィルムにダイ形成する前に、一軸押出機に更に供
給することができる。難燃性シートを裏打ち材、又は他の層と積層して難燃性ラ
ミネートを形成することができる。
【００４０】 ［ラミネート］ 本発明の別の望ましい態様には、本発明の難燃性シートを少なくとも１枚含む
ラミネートの形成が含まれる。３層のラミネートが好ましいが、これに限定され
ない。難燃性ラミネートは、本発明の難燃性シートを含む上層、一般にポリエス
テル、ナイロン等の様なポリマーの織布又は不織布層のような補強裏地を含む中
間層、および前に定義したポリオレフィンポリマー又はコポリマー（これに限定
されないが）のような適当なポリマー層、又は塩化ポリビニル層であり得る下層
を一般に含む。ラミネートは少なくとも一層の上記の難燃性層、裏打ち層、およ
び当業界の熟練者に知られた下部又は基層を含むように形成できる。一般に、少
なくとも３層のラミネートの厚さは約２０〜約１００ミル、望ましくは約３０〜
約９０ミル、そして好ましくは約４０〜約７０ミルである。
【００４１】 本発明からそして本発明に従って製造された難燃性シート、ラミネート又は膜
は、難燃性が必要なところに使用するのに適する。適当な使用の例には、フィル
ム、ラミネート壁張り材料、テント、防水布、および屋根皮膜が含まれるが、こ
れらに限定されない。
【００４２】 ナショナルハイウェイ交通安全局基準ＭＶＳＳ−３０２は、自動車の火事、特
に自動車の内部でマッチ又は煙草のような源に起因する火事によって引き起こさ
れる自動車の乗員の死亡又は傷害を減少させるために、自動車の占有室に使用さ
れる材料の耐燃性基準を規定している。ＭＶＳＳ−３０２基準は、該材料は“燃
えず、炎前線をその表面を横切って毎分４インチより大きい速度で送らない”と
述べている。本発明用に製造された難燃性シート又はフィルムは、ＭＶＳＳ−３
０２に従ってテストした場合、一般に毎分４インチ未満、望ましくは毎分３．５
インチ未満又は３．０インチ未満、好ましくは毎分２．５インチ未満の燃焼速度
を有する。下記の例で示されるように、本発明の難燃性膜は優れた難燃性および
耐燃性を与え、前に述べた用途のいずれかに使用した場合、非常に有益である。 本発明は、下記の例を参照するとよりよく理解されるであろう。該例は本発明
を例示するのに役立つが、本発明を限定するものではない。
【００４３】
【実施例】
下記の例は実験室二本ロールホットミルで調製した。ロールの温度はほぼ３０
０−３５０゜Ｆであった。原料の順序は配合物の組成に依存する。一般に、基材
のポリオレフィンを初めに添加し、次いでナノコンポジット粘土、難燃剤（ＡＴ
Ｈ）、充填剤（珪酸アルミニウム）、着色顔料、ＵＶ安定剤、および酸化防止剤
を添加した。充分加熱溶融した後、コンパウンドをミルから所望の厚さに分出し
して、ＭＶＳＳ−３０２テストパラメーターに従ってテストした。全成分を重量
部で記載する。
【００４４】ＭＶＳＳ−３０２テスト このテストのサンプルは、内装材料の易燃性についてナショナルハイウェイ交
通安全局のＭＶＳＳ基準第３０２号に従ってテストするが、テスト手順の要約を
以下に述べる。
【００４５】 ４インチ幅、１４インチ長さのサンプルをＵ−形水平テスト取付具に挿入する
。メタン又は天然ガスのような炎源、典型的にはブンゼンバーナーをサンプルに
適用して、炎が試験片の開放端の底辺の中央から３／４インチ下になるようにす
る。サンプルを、炎がサンプルの端から１〜１／２インチに達するまで燃やす。
燃焼速度は下記の式に従って計算する： Ｂ＝６０×（Ｄ／Ｔ） Ｂ＝燃焼速度（インチ／分） Ｄ＝炎の移動長さ（インチ） Ｔ＝炎がＤインチ移動する時間（秒）
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
【表３】
【００４９】
【表４】
【００５０】
【表５】
【００５１】
【表６】
【００５２】
【表７】
【００５３】 表１〜４の配合表および表５〜７の結果からわかるように、本発明の組成物は
典型的なポリオレフィン配合物と比べて大きく向上した難燃性を示す。結果はま
た、典型的なポリオレフィン配合物はＭＶＳＳ−３０２燃焼テストに合格せず、
それに対して本発明の組成物は優れたテスト結果が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポメロイ，ジョン，イー，ザ サード アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15634 グレープビル ピーオーボックス 256 (72)発明者 ピーターソン，クリステン，エム アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15236 ピッツバーグ ローズウッドコー ト 49 アパートメント 23ビー (72)発明者 ペイン，ピーター，エフ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15642 アーウィン ロングビュー ドラ イブ 126 Ｆターム(参考） 4F071 AA14 AA15 AA15X AA20 AA20X AA21X AA28X AA76 AA78 AB30 AF47 AH03 BA09 BB03 BC01 4F100 AA01A AC03A AH05A AK01C AK03A AK04A AK07A AK62A AK64A AK69A AL01A AL05A AL07A AN02A BA03 BA07 BA10A BA10C CA08 GB07 JJ07 JJ07A JK01B YY00A 4J002 BB001 BB031 BB051 BB061 BB121 BB151 BB211 DE077 DE127 DE147 DE237 DG057 DH047 DJ036 DK007 FB086 FD137 GL00

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記を含む難燃性シート： オレフィンからの繰り返し単位を含む少なくとも１種のポリオレフィンポリマ
    ー又はコポリマー又はそれらの組み合わせ； 少なくとも１種の有機的に変性された粘土；および 任意に少なくとも１種の無機難燃剤。
  2. 【請求項２】 上記無機難燃剤の量が上記ポリオレフィンポリマー又はコポ
    リマー又はそれらの組み合わせ１００重量部当たり約０．１〜約５０重量部であ
    り、上記シートがＭＶＳＳ−３０２テストに従って約４インチ／分未満の燃焼速
    度を有する、請求項１記載の難燃性シート。
  3. 【請求項３】 上記シートが極性有機およびハロゲン化有機難燃剤を実質的
    に含まない、請求項２記載の難燃性シート。
  4. 【請求項４】 上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマーがポリエチレン
    、ポリプロピレン、マレイン酸エステル化ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニ
    ルコポリマー、エチレン−プロピレンゴム、又はエチレン−オクテンコポリマー
    、又はそれらの組み合わせであり、上記有機的に変性された粘土の量が上記ポリ
    オレフィンポリマー又はコポリマー又はそれらの組み合わせ１００重量部を基準
    にして約２〜約２０重量部である、請求項３記載の難燃性シート。
  5. 【請求項５】 上記有機的に変性された粘土の量が約３〜約１５重量部であ
    り、該有機的に変性された粘土が約１００〜約２，０００ナノメーターの粒径を
    有しそして上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマーとナノコンポジットを形
    成し、そして上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマーが上記エチレン−プロ
    ピレンゴム又は上記マレイン酸エステル化ポリプロピレン又は上記エチレン−オ
    クテンコポリマー又はそれらの組み合わせである、請求項４記載の難燃性シート
    。
  6. 【請求項６】 上記無機難燃剤の量が約１５〜約３０重量部である、請求項
    ５記載の難燃性シート。
  7. 【請求項７】 上記有機的に変性された粘土が、粘土１００グラム当たり少
    なくとも７５ミリ当量のカチオン交換容量を有するカチオン交換可能なスメクタ
    イト粘土から誘導された、請求項６記載の難燃性シート。
  8. 【請求項８】 繰り返し基当たり２〜約８個の炭素原子を有する少なくとも
    １種のポリオレフィンポリマー又はコポリマー又はそれらの組み合わせ； 有機的に変性された粘土；および 任意に少なくとも１種の無機難燃剤； を含み、該ポリオレフィンおよび該粘土がナノコンポジットの形態にある、難燃
    性ポリオレフィン組成物。
  9. 【請求項９】 上記無機難燃剤が上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマ
    ー又はそれらの組み合わせ１００重量部当たり約０．１〜約５０重量部の量で存
    在し、上記組成物がＭＶＳＳ−３０２テストに従って約４インチ／分未満の燃焼
    速度を有する、請求項８記載の難燃性ポリオレフィン組成物。
  10. 【請求項１０】 上記組成物が極性有機およびハロゲン化有機難燃剤を実質
    的に含まない、請求項９記載の難燃性ポリオレフィン組成物。
  11. 【請求項１１】 上記組成物がＭＶＳＳ−３０２テストに従って約３インチ
    ／分未満の燃焼速度を有する、請求項１０記載の難燃性ポリオレフィン組成物。
  12. 【請求項１２】 上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマーがポリエチレ
    ン、ポリプロピレン、マレイン酸エステル化ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビ
    ニルコポリマー、エチレン−プロピレンゴム、又はエチレン−オクテンコポリマ
    ー、又はそれらの組み合わせであり、そして上記有機的に変性された粘土の量が
    上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマー又はそれらの組み合わせ１００重量
    部を基準にして約２〜約２０重量部である、請求項１１記載の難燃性ポリオレフ
    ィン組成物。
  13. 【請求項１３】 上記有機的に変性された粘土の量が約３〜約１５重量部で
    あり、そして上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマーが上記エチレン−プロ
    ピレンゴム又は上記マレイン酸エステル化ポリプロピレン又は上記エチレン−オ
    クテンコポリマー又はそれらの組み合わせである、請求項１２記載の難燃性ポリ
    オレフィン組成物。
  14. 【請求項１４】 上記無機難燃剤の量が約１５〜約３０重量部であり；上記
    有機的に変性された粘土が約２００〜約１，０００ナノメーターの粒径を有する
    、請求項１３記載の難燃性ポリオレフィン組成物。
  15. 【請求項１５】 上記有機的に変性された粘土が、粘土１００グラム当たり
    少なくとも７５ミリ当量のカチオン交換容量を有するカチオン交換可能なスメク
    タイト粘土から誘導された、請求項１４記載の難燃性ポリオレフィン組成物。
  16. 【請求項１６】 下記を含む難燃性ラミネート： 補強層； ポリマー層；および 繰り返し基当たり２〜約８個の炭素原子を有する少なくとも１種のポリオレフ
    ィンポリマー又はコポリマー又はそれらの組み合わせ；少なくとも１種の有機的
    に変性された粘土；および任意に少なくとも１種の無機難燃剤を含む難燃性ナノ
    コンポジット層。
  17. 【請求項１７】 上記無機難燃剤が上記ナノコンポジット層中に上記ポリオ
    レフィンポリマー又はコポリマー又はそれらの組み合わせ１００重量部当たり約
    ０．１〜約５０重量部の量で存在し、そして上記ナノコンポジット層がＭＶＳＳ
    −３０２テストに従って約４インチ／分未満の燃焼速度を有する、請求項１６記
    載の難燃性ラミネート。
  18. 【請求項１８】 上記ナノコンポジット層が極性有機およびハロゲン化有機
    難燃剤を実質的に含まず、そして上記補強層がポリマー織物補強層を含む、請求
    項１７記載の難燃性ラミネート。
  19. 【請求項１９】 上記難燃性ナノコンポジット層のポリオレフィンポリマー
    又はコポリマーがポリエチレン、ポリプロピレン、マレイン酸エステル化ポリプ
    ロピレン、エチル−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−プロピレンゴム、又はエ
    チレン−オクテンコポリマー、又はそれらの組み合わせであり、そして上記有機
    的に変性された粘土の量が上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマー又はそれ
    らの組み合わせ１００重量部を基準にして約２〜約２０重量部である、請求項１
    ８記載の難燃性ラミネート。
  20. 【請求項２０】 上記ナノコンポジット層がＭＶＳＳ−３０２テストに従っ
    て約３インチ／分未満の燃焼速度を有する、請求項１９記載の難燃性ラミネート
    。
  21. 【請求項２１】 上記ナノコンポジット層の上記ポリオレフィンポリマー又
    はコポリマーが上記エチレン−プロピレンゴム又は上記マレイン酸エステル化ポ
    リプロピレン又は上記エチレン−オクテンコポリマー又はそれらの組み合わせで
    あり、そして上記有機的に変性された粘土の量が約３〜約１５重量部であり、そ
    して上記ポリマー織物補強層が上記ポリマー層と上記難燃性ナノコンポジット層
    との間にある、請求項２０記載の難燃性ラミネート。
  22. 【請求項２２】 上記ナノコンポジット層の上記無機難燃剤の量が約１５〜
    約３０重量部であり；上記ポリマー織物補強層が織布又は不織布のポリマー織物
    層であり、そして上記ポリマー層がポリオレフィンポリマー又はコポリマー又は
    それらの組み合わせ、或いはポリ塩化ビニル層である、請求項２１記載の難燃性
    ラミネート。
  23. 【請求項２３】 上記ナノコンポジット層の上記有機的に変性された粘土が
    、粘土１００グラム当たり少なくとも７５ミリ当量のカチオン交換容量を有する
    カチオン交換可能なスメクタイト粘土から誘導された、請求項２２記載の難燃性
    ラミネート。
  24. 【請求項２４】 繰り返し基当たり２〜約８個の炭素原子を有する少なくと
    も１種のポリオレフィンポリマー又はコポリマー又はそれらの組み合わせ； 有機的に変性された粘土；および 任意に少なくとも１種の無機難燃剤； を含む難燃性ナノコンポジットを混合および形成する工程を含む、難燃性組成物
    の製造法。
  25. 【請求項２５】 上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマーがポリエチレ
    ン、ポリプロピレン、マレイン酸エステル化ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビ
    ニルコポリマー、エチレン−オクテンコポリマー、エチレン−プロピレンゴム、
    又はそれらの組み合わせであり、上記有機的に変性された粘土の量が上記ポリオ
    レフィンポリマー又はコポリマー又はそれらの組み合わせ１００重量部を基準に
    して約２〜約２０重量部であり、そして上記組成物がＭＶＳＳ−３０２テストに
    従って約４インチ／分未満の燃焼速度を有する、請求項２４記載の難燃性ナノコ
    ンポジットの製造法。
  26. 【請求項２６】 上記無機難燃剤が上記ポリオレフィンポリマー又はコポリ
    マー又はそれらの組み合わせ１００重量部当たり約０．１〜約５０重量部の量で
    存在し、そして上記組成物が極性有機およびハロゲン化有機難燃剤を実質的に含
    まず、そして上記ポリオレフィンポリマー又はコポリマーが上記エチレン−プロ
    ピレンゴム又は上記マレイン酸エステル化ポリプロピレン又は上記エチレン−オ
    クテンコポリマー又はそれらの組み合わせである、請求項２５記載の難燃性シー
    トの製造法。
  27. 【請求項２７】 上記有機的に変性された粘土が、粘土１００グラム当たり
    少なくとも７５ミリ当量のカチオン交換容量を有するカチオン交換可能なスメク
    タイト粘土から誘導された、請求項２６記載の難燃性ナノコンポジットの製造法
    。
  28. 【請求項２８】 上記ナノコンポジットをシートに形成することを含む、請
    求項２４記載の製造法。
  29. 【請求項２９】 上記ナノコンポジットをシートに形成することを含む、請
    求項２６記載の製造法。
  30. 【請求項３０】 上記ナノコンポジットシートをラミネートに形成すること
    を含む、請求項２８記載の製造法。
  31. 【請求項３１】 上記ナノコンポジットシートをラミネートに形成すること
    を含む、請求項２９記載の製造法。
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