JP2004137388A - スチレン系難燃樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スチレン系樹脂シート回収材を利用するとともに、機械的性質などの物性低下などの問題がなく、かつ安定した品質を有するスチレン系難燃樹脂およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、スチレン系樹脂シート回収材を含有するスチレン系樹脂成分１００質量部に対して、臭素系難燃剤　および難燃助剤を一定範囲で含有することを特徴とするスチレン系難燃樹脂組成物、及びスチレン系シート回収材から得られた樹脂ペレット５〜１００質量％及びバージンスチレン系樹脂ペレット９５〜０質量％からなる樹脂ペレット１００重量部に対して、臭素系難燃剤５〜３０質量部及び難燃助剤０〜１０質量部をブレンドした後、押出機でペレット化することを特徴とするスチレン系難燃樹脂組成物の製造方法である。
【選択図】　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチレン系難燃樹脂組成物及びその製造方法に関し、詳しくは、スチレン系樹脂シートのリサイクル材を用いて得られる、品質などが安定したスチレン系リサイクル難燃樹脂組成物、及び該樹脂組成物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、家電製品、ＯＡ機器のハウジング、内部部品などの材質として、安価なスチレン系難燃樹脂が用いられているが、近年、環境保護の観点から、石油化学製品のリサイクルや再生利用の必要性が広く認識されてきている。このため、スチレン系難燃樹脂を用いた製品においても、その廃材を利用したリサイクルが広がっている。
しかし、原料として、市場から回収された各種スチレン系樹脂廃材を用いる場合には異種樹脂の混入などによる物性低下が起こり易く、また同種の材料だけに選別して用いたとしても、流動性等の物性バラツキが大きく、混練後の樹脂組成物の品質が安定しにくい。また、樹脂組成物の製造方法において、スチレン系樹脂廃材を、粉砕したままの形状で他の原料とドライブレンドし混練する従来法においては、押出機のホッパーで分級を起こしやすく、品質が安定しないという製造上の問題もある。
【０００３】
さらに、最近では、市場より回収されたスチレン系樹脂を粉砕し、押し出機を用いてペレット化する再生プラスチック材料の製造において、再生プラスチック材料中の回収樹脂の比率を２０〜１００重量％、押し出機のダイスヘッドに使用される金網のメッシュサイズを４０〜２５０メッシュ、再生プラスチック材料の酸化チタン濃度を０．１〜１０重量％とし、かつＵＬ燃焼性テストに適合する燃焼性となす製造方法が提案されているが（特許文献１参照）、この場合も、樹脂組成物の品質などにバラツキがあり、再生されたスチレン系樹脂の品質も未だ不安定なものであった。
このような状況下で、製造後未だ使用に供されていないスチレン系樹脂（以下「バージンスチレン系樹脂」という）のみから再生リサイクル材料への使用切替えの一層の拡大が望まれる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２５４０２４号公報（第２頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、環境に配慮してスチレン系樹脂シートの回収材を利用するとともに、機械的性質などの物性低下などの問題がなく、かつ安定した品質を有するスチレン系難燃樹脂及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意研究の結果、特に製品の製造工程において発生するスチレン系樹脂シート廃材を原料に用い、かつ特定量の臭素系難燃剤を配合すること、及びその特定の製造方法が有効であることを知見し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、（１）スチレン系樹脂シート回収材５〜１００質量％と（２）バージンスチレン系樹脂０〜９５質量％を含有するスチレン系樹脂成分１００質量部に対して、（３）臭素系難燃剤　５〜３０質量部及び（４）難燃助剤０〜１０質量部を含有することを特徴とするスチレン系難燃樹脂組成物を提供するものである。
また、本発明は、スチレン系樹脂シート回収材から得られた樹脂ペレット５〜１００質量％とバージンスチレン系樹脂ペレット０〜９５質量％からなるスチレン系樹脂ペレット１００重量部に対して、臭素系難燃剤５〜３０質量部及び難燃助剤０〜１０質量部をブレンドした後、押出機でペレット化することを特徴とするスチレン系難燃樹脂組成物の製造方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるスチレン系樹脂シート回収材（１）は、スチレン系樹脂製品の製造工程において発生するスチレン系樹脂シートから得られた回収材であり、例えばスチレン系樹脂シートから製品を打ち抜きした後の残り（製品打抜きカス；スケルトン）や、規格外製品などが挙げられる。このような部材は、市場より回収された樹脂ではないので、品質上のバラツキは少ないものであり、また原料資源の有効利用の点からも好ましい。
【０００８】
シート回収材を構成するスチレン系樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えばハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）単体、ＨＩＰＳとＧＰスチロール樹脂（ＧＰＰＳ）とのブレンド、ＨＩＰＳとスチレン系エラストマーとのブレンド、ＡＳ樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などを好ましく挙げることができる。ここで、ＨＩＰＳとブレンドされるスチレン系エラストマーとしては、ゴム状弾性体であれば制限はなく、例えばスチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＢＲ）、水素添加スチレン−ブタジエンブロック共重合体（ＳＥＢ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）などがある。
これらスチレン系樹脂は、一種類のみを用いてもよいし、二種類以上を併用してもよい。
一方、バージンスチレン系樹脂（２）についても、前記（１）と同様であるが、例えばＨＩＰＳ、ＧＰＰＳ、ＡＳ樹脂、ＭＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂等のスチレン系バージン樹脂などを好ましく挙げることができる。
【０００９】
本発明の樹脂組成物において、上記（１）、（２）成分の配合割合は、（１）成分と（２）成分の合計量１００質量部中、スチレン系樹脂シート回収材は５〜１００質量部であり、（２）バージンスチレン系樹脂は０〜９５質量部である。（１）成分としてのスチレン系樹脂シート回収材が５質量％以下ではリサイクリング効率が低下してしまう。一方、（１）成分の比率が１００重量％であれば、リサイクル効率としては最も望ましい。しかしながら、上記比率を大きくすればするほどリサイクル材料としての性能、特に充填材などの量の増大による成形品外観の低下がみられ、材料の物性値は低下することがある。回収材料とバージン樹脂の混入比率は、主にスチレン系樹脂シート回収材中の充填材などの量の調整を考慮して適宜決定すればよい。
【００１０】
また、本発明のスチレン系難燃樹脂組成物において臭素系難燃剤として用いられる（３）成分はスチレン系樹脂に使用される難燃剤は何れも使用することができるが、具体的にはヘキサブロモシクロドデカン、ビス（ジブロモプロピル）テトラブロモビスフェノールＡエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエタン、臭素化エポキシオリゴマー、エチレンビステトラブロモフタルイミド、トリス（トリブロモフェノキシ）トリアジンなどが好ましく用いられる。臭素系難燃剤である（３）成分は、１種類単独で用いることも、２種類以上組み合わせて用いることもできる。
前記（３）成分の配合量は、（１）および（２）成分の合計量１００質量部に対して　５〜３０質量部が必要である。３０質量部を超えれば再生スチレン系樹脂の機械的強度が低下することがあり、５質量部未満では難燃性が不充分となる。
【００１１】
さらに、本発明においては、必要に応じて難燃助剤（４）を配合することができるが、その量は１０質量部以下である。１０質量部を超えると樹脂組成物の機械的強度や外観不良の問題が生じる。難燃助剤として用いられる（４）成分は限定されるものではなく、例えば三酸化アンチモン，アンチモン酸ナトリウムなどのアンチモン化合物、酸化鉄、酸化亜鉛、ホウ酸化合物、ジルコニウム化合物などが挙げられるが、中でもアンチモン化合物、ホウ酸化合物、ジルコニウム化合物は、臭素系難燃剤との相乗効果を示し、難燃性に優れた樹脂組成物が得られる点で好ましい。
【００１２】
本発明のスチレン系難燃樹脂組成物は、各配合成分を上記の割合で混合すれば得られる。混合方法は特に限定されず、例えば、添加順序，混合方式などの条件は任意に設定することができるが、特にスチレン系シートの回収・粉砕材を予め押出機などによりペレット化した上で混練して製造することが好ましい。
この製造方法において、ペレット化は、シート回収材とバージンスチレン系樹脂とは、予め別々にペレット化しておくことが必要とされる。すなわち、シート回収材は高速回転式の粉砕機などにより粉砕した後、押出機により通常の方法でペレット化される。次に、このようにして回収材から得られた樹脂ペレットとバージンスチレン系樹脂ペレットとをブレンドし、押出機により溶融混合しながらペレット化することにより目的とする樹脂組成物を得ることができる。
【００１３】
すなわち、本発明におけるスチレン系難燃樹脂組成物の製造方法は、スチレン系樹脂シート回収材から得られた樹脂ペレット５〜１００質量部及びバージンスチレン系樹脂ペレット０〜９５質量部からなる樹脂ペレット１００重量部に対して、臭素系難燃剤５〜３０質量部及び難燃助剤０〜１０質量部をブレンドした後、押出機でペレット化することを特徴としている。
本発明による上記製造方法によれば、押出機での造粒時の分級が低減され、得られた樹脂組成物の物性や色は均一化され、最終組成物の品質を一層安定化したものにすることができる。
本発明のスチレン系難燃樹脂組成物は、各種樹脂成形体用の材料として用いられ、例えば、射出成形法，押出し成形法，中空成形法などの成形加工により所望の樹脂成形体を得ることができる。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、後述の実施例及び参考例で得られた各試験片について、機械的性質，成形加工性及び燃焼性を調べるため、下記項目を下記要領で測定した。
（１）　機械的性質：
（１−１）引張降伏強さ　　　　：ＪＩＳ　Ｋ７１１３に準拠して測定した。
（１−２）アイゾット衝撃強さ　：ＪＩＳ　Ｋ７１１０に準拠して測定した。
（２）　成形加工性（ＭＩ）　　　　：ＪＩＳ　Ｋ７２１０（試験温度２００℃，荷重５ｋｇｆ）に準拠して測定した。
（３）　燃焼性：
米国アンダーライダーズ・ラボラトリー社製のサブジェクト９４号（以下、ＵＬ−９４と略す。）に準拠し、長さ（５インチ）×幅（１／２インチ）×厚さ（１／１６インチ）の試験片を５本用いて燃焼試験を行い、Ｖ−０，Ｖ−１，Ｖ−２，ＨＢのいずれの区分に該当するのかを評価した。上記区分の内、ＨＢ以外は実用上十分な難燃性を有するものである。
【００１５】
実施例１
出光石油化学社製のポリスチレン〔出光ＰＳ　ＥＴ６３，ＧＰＰＳ〕をシート成形して得られたシート材（０．５ｍｍ）を熱成形して、打ち抜き容器を得た。この打ち抜き残り部分を１０ｍｍ程度に粉砕して、スチレン系樹脂シート回収材粉砕物を得た。次に、第１表の実施例１に示す組成割合で各成分を加え、ドライブレンドし、ナカタニ製ＮＶＣ５０単軸押出機を用いて、設定温度２２０℃、スクリュー回転数４００ｒｐｍで混練しペレット化させた。このペレットを用いて射出成形機により試験サンプルを作成し、各物性を評価した。結果を第１表に示す。
実施例２、３
実施例１において、シート粉砕材に代えてバージンＨＩＰＳを第１表に示す量で用いたこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。結果を第１表に示す。
実施例４
実施例１において、難燃剤の種類と量を第１表に従い行なったこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。結果を第１表に示す。
参考例１、２
実施例１、４のそれぞれのシート粉砕材の代わりにバージン樹脂材としてＨＩＰＳを使用したこと以外は、実施例１と同様の操作を行った。結果を第１表に示す。
【００１６】
【表１】

【００１７】
（注）
ＨＩＰＳ：ＩＤＥＭＩＴＳＵ　ＰＳ　ＥＴ６３（ＭＩ；２．７）
ＧＰＰＳ：ＩＤＥＭＩＴＳＵ　ＰＳ　ＮＦ２０（ＭＩ；８）
難燃剤Ａ：臭素化エポキシオリゴマー（大日本インキ化学工業製　ＥＣ１４）
難燃剤Ｂ：ビス（ジブロモプロピル）テトラブロモビスフェノールＡエーテル（帝人化成製　ＦＧ３１００）
上記第１表において、シート粉砕材を使用した実施例１〜４の各樹脂組成物は、バージン材を使用した参考例１，２と同等の特性を保持しており、このことはスチレン系樹脂廃材を用いつつ、高品質のスチレン系樹脂材料の製造が可能なことを示している。
実施例５
シート（赤／黒二層シート）粉砕材を予めペレット化し、第２表の組成により５０ｋｇの連続混練テストを行い、初期、１０ｋｇ目、３０ｋｇ目、ラスト（約５０ｋｇ目）の物性、燃焼性、色差の測定を実施した。結果を第２表に示す。
参考例３
実施例５で用いたペレット化した粉砕材の代わりに、ペレット化はせずに粉砕材のままで使用したこと以外は、実施例５と同様の操作を行った。結果を第２表に示す。
【００１８】
【表２】

【００１９】
（注）
シート粉砕材：赤／黒二層シートを使用
ＨＩＰＳ：第１表の注に同じ
ＧＰＰＳ：第１表の注に同じ
難燃剤Ａ：第１表の注に同じ
難燃剤Ｂ：第１表の注に同じ
上記第２表において、シート粉砕材を予めペレット化した本発明に係る実施例５の樹脂組成物を参考例３と比較すれば、シート粉砕材を予めペレット化することにより、連続混練した場合の品質の振れ幅が大幅に改善されることが分かる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によるリサイクル樹脂を用いたスチレン系難燃樹脂は、バージン樹脂とほぼ同等の品質を保つことができ、家電製品、ＯＡ機器のハウジング、自動車の内部部品などの材料として用いた場合にも、外観や機械的性質の低下はない。そのため、本発明によるスチレン系難燃樹脂組成物は、バージン樹脂材本来の特性を利用した製品の製造分野に広く適用することができる。

Claims (2)

1. （１）スチレン系樹脂シート回収材５〜１００質量％と（２）バージンスチレン系樹脂０〜９５質量％を含有するスチレン系樹脂成分１００質量部に対して、（３）臭素系難燃剤　５〜３０質量部及び（４）難燃助剤０〜１０質量部を含有することを特徴とするスチレン系難燃樹脂組成物。
2. スチレン系樹脂シート回収材から得られた樹脂ペレット５〜１００質量％とバージンスチレン系樹脂ペレット０〜９５質量％からなるスチレン系樹脂ペレット１００重量部に対して、臭素系難燃剤５〜３０質量部及び難燃助剤０〜１０質量部をブレンドした後、押出機でペレット化することを特徴とするスチレン系難燃樹脂組成物の製造方法。