JP2005281327A - 難燃剤マスターバッチ樹脂組成物を用いたポリスチレン系樹脂の成形方法、および、その成形方法によって得られる成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 難燃剤の分散性が良好で、所望の難燃特性を有し、しかも、ポリスチレン系樹脂本来の特性がほとんど低下せず、外観の良好な成形品を容易に、安定に得ることができる、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物をポリスチレン系樹脂に配合して成形する成形方法を提供する。
【解決手段】 本発明の成形方法は、使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物が、加熱重量減少率５％の温度が３００℃以上である臭素系難燃剤と難燃助剤とを合計で３０〜８５重量％含有し、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の４９Ｎにおけるビカット軟化温度とポリスチレン系樹脂の４９Ｎにおけるビカット軟化温度との差が１０℃以下、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレートがポリスチレン系樹脂の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート以上であることを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリスチレン系樹脂に難燃性能を付与するために使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物をポリスチレン系樹脂に配合して成形する方法、および、その成形方法によって得られる成形品に関する。

従来、ポリスチレン系樹脂は、その優れた成形加工性、機械的特性、電気的特性などから、家庭電気製品、ＯＡ機器など種々の用途に使用されている。しかし、近年、ＵＬ規格に代表されるように、難燃化に関する各種規制が強まっている。それに伴い、難燃化したポリスチレン系樹脂が開発され、使用されている。

ポリスチレン系樹脂を難燃化する方法としては、ハロゲン化合物やリン化合物などの難燃剤とアンチモン化合物などの難燃助剤とをポリスチレン系樹脂に添加することが知られている。この場合、難燃剤と難燃助剤とを、合計で、ポリスチレン系樹脂１００重量部に対して１０重量部前後配合する必要があり、要求性能によっては更に配合量を増やす場合もある。そのため、ポリスチレン系樹脂と難燃剤と難燃助剤とを予め高混練の押出機にて溶融混練し（造粒・コンパウンド工程）、得られた難燃化ポリスチレン系樹脂を所望の成形方法にて成形し、最終成形品を得ることが必要である。

一方、近年は、ポリスチレン系樹脂に着色性、帯電防止性、発泡性などの機能を付与するための添加剤を配合する場合、取扱いの容易さ、作業環境性および経済性の点から、添加剤をマスターバッチ化して使用することが多い。難燃剤を配合する場合も、その他の添加剤を配合する場合と同様に、難燃剤をマスターバッチ化して使用することが望まれている。しかしながら、難燃剤に関しては、加工時に熱履歴によっては難燃剤が分解し、多量のガスが発生する場合があって取扱いが難しいことや、機能性を付与する他の添加剤に比べて難燃剤の配合量が多いために良好な分散性が得られにくいこと等から、マスターバッチ化が進んでいない。

特許文献１には、せん断速度６０ｓｅｃ^-1、温度２００℃における溶融粘度が５０００〜１４０００ポイズであるスチレン系樹脂４０〜８０重量部およびハロゲン系難燃剤２０〜６０重量部を含有してなる難燃剤マスターバッチ樹脂組成物が開示されている。特許文献１には、この難燃剤マスターバッチ樹脂組成物は分散性に優れ、スチレン系樹脂と直接成形できると記載されている。また、特許文献１には、ハロゲン系難燃剤としてエチレンビステトラブロモフタルイミドなどの臭素系難燃剤が挙げられており、また、スチレン系樹脂およびハロゲン系難燃剤の合計１００重量部に対し、三酸化アンチモン２０重量部以下を含有させることも記載されている。しかしながら、組み合わせるポリスチレン系樹脂の特性との関係を考慮していない為、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の方がポリスチレン系樹脂に比べて著しく早く溶融軟化し、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤が高濃度で不安定な状態に曝され、良分散しにくくなり、臭素系難燃剤が分解、ガス化し、得られる成形品にシルバーストリーク状の外観不良を生じたり、または難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の方がポリスチレン系樹脂に比べて著しく溶融軟化が遅い為に、難燃剤の分散不良が生じやすくなり、所望の難燃性能が得られなかったり、成形品に外観不良が生じたり、または難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の流動性がポリスチレン系樹脂よりも低い為に、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物および臭素系難燃剤の分散不良が生じやすくなり、所望の難燃性能が得られなかったり、得られる成形品に外観不良が生じることがある。

ところで、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物と組み合わせるポリスチレン系樹脂の流動特性によっては、難燃剤が良好に分散されるとは限らない。しかし、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物とポリスチレン系樹脂との最適な流動特性の関係についての検討はされていない。
特開平１０−７８５５号公報

本発明の目的は、難燃剤の分散性が良好で、所望の難燃特性を有し、しかも、機械物性など、ポリスチレン系樹脂本来の特性がほとんど低下せず、外観の良好な成形品を容易に、安定に得ることができる、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物をポリスチレン系樹脂に配合して成形する成形方法、および、その成形方法によって得られる成形品を提供することである。

本発明は、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物をポリスチレン系樹脂（Ｂ）に配合して成形する方法であって、
前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物が、１種以上の加熱重量減少率５％の温度が３００℃以上である臭素系難燃剤（ａ）と、１種以上の難燃助剤（ｂ）と、ポリスチレン系樹脂（Ａ）とを含有し、
前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量が、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の３０〜８５重量％であり、
前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の４９Ｎにおけるビカット軟化温度［以下、ＶＳＰ（ＭＢ）という。］と、前記ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の４９Ｎにおけるビカット軟化温度［以下、ＶＳＰ（Ｂ）という。］との関係が、
｜ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）｜≦１０℃
の関係式を満たし、
前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート［以下、ＭＶＲ（ＭＢ）という。］と、前記ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート［以下、ＭＶＲ（Ｂ）という。］との関係が、
ＭＶＲ（Ｂ）≦ＭＶＲ（ＭＢ）
の関係式を満たすことを特徴とする成形方法に関する。

また、本発明は、前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量が、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の６０重量％を超え、８５重量％以下である上記の成形方法に関する。

さらに、本発明は、上記の成形方法によって得られる成形品に関する。

ここで、「加熱重量減少率５％の温度」とは、１００ｍｌ／ｍｉｎの窒素気流中、昇温速度１０℃／ｍｉｎでの熱重量測定（ＴＧ）において、測定試料の重量が、昇温開始前の重量（室温での重量）の９５％まで減少する温度をいう。

本発明の成形方法においては、１種以上の加熱重量減少率５％の温度が３００℃以上である臭素系難燃剤（ａ）と、１種以上の難燃助剤（ｂ）と、ポリスチレン系樹脂（Ａ）とを含有し、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量が、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の３０〜８５重量％である難燃剤マスターバッチ樹脂組成物を使用する。

難燃剤マスターバッチ樹脂組成物に用いる臭素系難燃剤は、ポリスチレン系樹脂の加工時の安定性などの点から、その分解開始温度がポリスチレン系樹脂の加工温度より高温であることが好ましい。本発明においては、臭素系難燃剤の加熱重量減少率５％の温度を３００℃以上、好ましくは３３０℃以上とすることにより、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の熱安定性を十分なものとしている。

難燃剤マスターバッチ樹脂組成物に用いる臭素系難燃剤の加熱重量減少率５％の温度が３００℃未満の場合、ポリスチレン系樹脂の加工時に臭素系難燃剤の分解、ガス化が生じ、加工状態が不安定となることがある。

また、本発明においては、使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量を、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の３０〜８５重量％とする。これにより、ポリスチレン系樹脂の加工時の安定性をさらに向上させることができ、また、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）本来の特性をほとんど低下させることなく、所望の難燃特性を付与することができる。臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量は、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の６０重量％を超えることがより好ましい。

臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量が、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の８５重量％を超えると、マスターバッチ加工時に臭素系難燃剤（ａ）が押出機のシリンダー壁やスクリューに直接接触する割合が増え、その熱履歴によって臭素系難燃剤（ａ）が分解、ガス化し、安定に加工できなくなることがある。一方、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量が、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の３０重量％未満であると、所望の難燃性能を得るのに必要な難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の量が増え、それに伴い、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物に含有されるポリスチレン系樹脂（Ａ）の物性が最終成形品の物性に大きく影響してきて、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）本来の物性が得られにくくなることがあり、さらには、マスターバッチとしての経済性が得られにくくなることもある。

上記のような本発明の成形方法において使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物は、熱安定性に優れ、取扱いが容易である。

さらに、本発明の成形方法においては、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の４９Ｎにおけるビカット軟化温度［ＶＳＰ（ＭＢ）］と、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の４９Ｎにおけるビカット軟化温度［ＶＳＰ（Ｂ）］との関係が、
｜ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）｜≦１０℃、
好ましくは
｜ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）｜≦９℃
の関係式を満たすようにする。ＶＳＰは、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物あるいはポリスチレン系樹脂（Ｂ）の耐熱温度を示し、溶融軟化開始温度の指標として用いられる。ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の溶融軟化開始温度と難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の溶融軟化開始温度との差を上記の範囲内とすることにより、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との分散性をさらに向上させることができ、より良好な外観の成形品を得ることができる。

ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）＞１０℃の場合、成形機にポリスチレン系樹脂（Ｂ）と難燃剤マスターバッチ樹脂組成物とを供給した際に、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の方がポリスチレン系樹脂（Ｂ）に比べて早く溶融軟化するため、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤（ａ）が不安定な状態で曝されることとなり、良分散されにくくなり、さらには、臭素系難燃剤（ａ）が分解、ガス化し、得られる成形品にシルバーストリーク状の外観不良が生じることがある。一方、ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）＜−１０℃の場合、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の溶融軟化がポリスチレン系樹脂（Ｂ）に比べて遅くなるため、臭素系難燃剤（ａ）の分散不良が生じやすくなり、所望の難燃性能が得られないことがあり、また、得られる成形品に外観不良が生じることがある。

さらに、本発明の成形方法においては、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート［ＭＶＲ（ＭＢ）］と、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート［ＭＶＲ（Ｂ）］との関係が、
ＭＶＲ（Ｂ）≦ＭＶＲ（ＭＢ）、
好ましくは
ＭＶＲ（Ｂ）≦ＭＶＲ（ＭＢ）×０．９５
の関係式を満たすようにする。難燃剤マスターバッチ樹脂組成物をポリスチレン系樹脂に配合して成形する場合、高濃度の臭素系難燃剤（ａ）を配合してなる難燃剤マスターバッチ樹脂組成物をポリスチレン系樹脂（Ｂ）に少量配合して分散させる必要があり、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）に比べて難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の流動性を十分に高くする必要がある。ＭＶＲ（Ｂ）≦ＭＶＲ（ＭＢ）とすることにより、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物および臭素系難燃剤（ａ）の分散性をさらに向上させることができ、より良好な外観の成形品を得ることができる。

ＭＶＲ（Ｂ）＞ＭＶＲ（ＭＢ）の場合、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物および臭素系難燃剤（ａ）の分散不良が生じやすくなり、所望の難燃性能が得られないことがあり、また、得られる成形品に外観不良が生じることがある。

まず、本発明の成形方法において使用するポリスチレン系樹脂（Ｂ）について説明する。

本発明において使用するポリスチレン系樹脂（Ｂ）は、スチレン系モノマーの単独重合体、２種以上のスチレン系モノマーの共重合体であり、スチレン系モノマーとしては、スチレン以外に、α−メチルスチレン、ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、ｐ−メチルスチレン等のアルキル置換スチレン類が挙げられる。

ポリスチレン系樹脂（Ｂ）としては、いわゆる汎用ポリスチレン系樹脂、ゴム変性ポリスチレン系樹脂、または、これらの混合物が挙げられる。

ここで、汎用ポリスチレン系樹脂とは、ＧＰＰＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）とも呼ばれるものであり、通常はスチレンホモポリマーである。

また、ゴム変性ポリスチレン系樹脂とは、（i）ゴム状重合体の存在下にスチレン系モノマーを重合して得られる、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ；Ｈｉｇｈ Ｉｍｐａｃｔ Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）と呼ばれるもの、（ii）耐衝撃性ポリスチレンにスチレン−ブタジエン共重合体を混合したもの、または、（iii）ＧＰＰＳにスチレン−ブタジエン共重合体を混合したものである。

（i）耐衝撃性ポリスチレンは、マトリクスを形成するポリスチレン中に軟質成分粒子が分散して存在する構造をもつ。この軟質成分粒子は、ゴム状重合体にポリスチレンがオクルードされた構造をもち、一般にサラミ構造と呼ばれるものや、単一オクルージョン構造と呼ばれるもの等がある。ただし、本発明において、（i）耐衝撃性ポリスチレンの軟質成分粒子としては、これらの構造をもつものに限定されない。（i）耐衝撃性ポリスチレンに用いるゴム状重合体としては、ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合体が挙げられる。

また、（ii）および（iii）において用いるスチレン−ブタジエン共重合体としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体などが挙げられるが、ＧＰＰＳまたは耐衝撃性ポリスチレンへの相溶性の点から、ブロック共重合体が好ましく、スチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共重合体が特に好ましい。

また、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）としては、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）が好ましい。

なお、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）には、必要に応じて、分散剤、酸化防止剤、熱安定剤、充填剤、フィラー、滑剤、難燃剤、外潤剤、核剤、可塑剤などの機能性添加剤を添加してもよい。

次に、本発明の成形方法において使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物について説明する。

本発明において使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物は、前述の通り、加熱重量減少率５％の温度が３００℃以上である臭素系難燃剤（ａ）を含有する。臭素系難燃剤（ａ）は１種を用いても、２種以上を併用してもよい。

このような臭素系難燃剤（ａ）としては、例えば、エチレンビス・テトラブロモ・フタルイミド、エチレンビス（ペンタブロモベンゼン）、臭素化エポキシオリゴマー、臭素化カーボネートオリゴマー、臭素化芳香族トリアジンなどが挙げられる。

難燃剤の加熱重量減少率５％の温度は、前述の通り、熱天秤を用いて、１００ｍｌ／ｍｉｎの窒素気流中、昇温速度１０℃／ｍｉｎでの熱重量測定（ＴＧ）により求める。

本発明において使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物は、さらに、難燃助剤（ｂ）を含有する。難燃助剤（ｂ）は１種を用いても、２種以上を併用してもよい。

本発明において用いる難燃助剤（ｂ）としては、金属酸化物および／または金属粉が好ましい。金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化マンガン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化モリブテン、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化クロム、酸化スズ、酸化アンチモン、酸化ニッケル、酸化銅、酸化タングステンなど、または、それらの複合体が挙げられる。金属粉としては、アルミニウム、鉄、チタン、マンガン、亜鉛、モリブテン、コバルト、ビスマス、クロム、ニッケル、銅、タングステン、スズ、アンチモンなどの単体、または、それらの複合体（合金）が挙げられる。難燃助剤（ｂ）としては、中でも、三酸化アンチモン等の酸化アンチモンが好ましい。

本発明において使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物が含有するポリスチレン系樹脂（Ａ）は、上記のポリスチレン系樹脂（Ｂ）と同様のものである。ただし、ポリスチレン系樹脂（Ａ）とポリスチレン系樹脂（Ｂ）とは、同組成、同種類でなくてもよい。

本発明において使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物における臭素系難燃剤（ａ）および難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との配合比率は、前述の通り、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計３０〜８５重量部に対して、ポリスチレン系樹脂（Ａ）を７０〜１５重量部とする。すなわち、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量を、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の３０〜８５重量％とする。臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量は、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の６０重量％を超えることが好ましい。

難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤（ａ）の含有量は、通常、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の２７〜８３重量％程度が好ましく、更に６０重量％を超えることがより好ましい。

難燃剤マスターバッチ樹脂組成物には、必要に応じて、熱安定剤を配合することができる。

熱安定剤としては、熱分解抑制効果を有するものとして、有機スズマレエート、有機スズメルカプタイト、有機スズカルボキシレートなどの有機スズ系安定剤、ステアリン酸鉛、三塩基性硫酸鉛などの鉛系安定剤、２，６−ジ−オーブチル−４−メチルフェノール、ｎ−オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネートなどのフェノール系安定剤が挙げられる。また、熱安定剤としては、ハロゲン捕捉効果を有するものとして、ハイドロタルサイト、ゼオライト、酸化マグネシウム、ステアリン酸亜鉛などの塩基性金属塩が挙げられる。熱安定剤は１種を用いても、２種以上を併用してもよい。

難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の熱安定剤の含有量は適宜決めることができるが、通常、２重量％以下程度が好ましい。

なお、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物には、必要に応じて、分散剤、酸化防止剤、熱安定剤、充填剤、フィラー、滑剤、難燃剤、外潤剤、核剤、可塑剤などの機能性添加剤を添加してもよい。

本発明において使用する難燃剤マスターバッチ樹脂組成物は、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とをポリスチレン系樹脂（Ａ）に配合し、押出機にて溶融混練してストランド状に押出し、水中などで冷却した後、造粒機にてカッティングすることによって製造することができる。カッティングは水中、空気中いずれにおいても行なうことができる。

溶融混練する温度は、通常、１５０〜２５０℃の範囲が好ましいが、臭素系難燃剤（ａ）の熱特性によって調整することが必要である。

本発明のポリスチレン系樹脂（Ｂ）に難燃剤マスターバッチ樹脂組成物を配合して成形する方法においては、前述の通り、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の４９Ｎにおけるビカット軟化温度［ＶＳＰ（ＭＢ）］と、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の４９Ｎにおけるビカット軟化温度［ＶＳＰ（Ｂ）］との関係が、
｜ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）｜≦１０℃、
好ましくは
｜ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）｜≦９℃
の関係式を満たす。

本発明でいう４９Ｎにおけるビカット軟化温度（ＶＳＰ）とは、ＪＩＳ Ｋ７２０６に準拠して測定した値である。

ＶＳＰはポリスチレン系樹脂（Ａ）およびポリスチレン系樹脂（Ｂ）に含まれる可塑剤の量により調整することができる。可塑剤の量が多いと、ＶＳＰは低くなり、少ないと高くなる。可塑剤としては流動パラフィンなどが挙げられる。

ＶＳＰ（ＭＢ）は特に限定されないが、通常、８０〜９８℃程度が好ましい。

また、本発明の成形方法においては、前述の通り、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート［ＭＶＲ（ＭＢ）］と、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート［ＭＶＲ（Ｂ）］との関係が、
ＭＶＲ（Ｂ）≦ＭＶＲ（ＭＢ）、
好ましくは
ＭＶＲ（Ｂ）≦ＭＶＲ（ＭＢ）×０．９５
の関係式を満たす。

本発明でいうメルトボリュームレート（ＭＶＲ）とは、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠し、温度２００℃、荷重４９Ｎにて測定した値であり、その単位はｃｍ³／１０分である。

ＭＶＲは、通常よく用いられるＭＦＲとは
ＭＦＲ＝ＭＶＲ×溶融密度
の関係にあり、通常のＧＰＰＳや耐衝撃性ポリスチレンの範疇では、溶融密度がほぼ一定であるため、同等の指標となるが、本発明のように、ポリスチレン系樹脂とは密度の異なる難燃剤を配合した難燃剤マスターバッチ樹脂組成物とポリスチレン系樹脂（Ｂ）との流動性を比較する場合には、ＭＶＲが良い指標といえる。

ＭＶＲを調整するには、次のことによって可能である。ポリスチレン系樹脂（Ａ）およびポリスチレン系樹脂（Ｂ）の分子量を低くするとＭＶＲは高くなり、分子量を高くするとＭＶＲは低くなる。また、ポリスチレン系樹脂（Ａ）およびポリスチレン系樹脂（Ｂ）中に含まれる可塑剤の量を多くするとＭＶＲは高くなり、少なくするとＭＶＲは低くなる。

ＭＶＲ（ＭＢ）は特に限定されないが、通常、５〜１５ｃｍ³／１０分程度が好ましい。

本発明において、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）と難燃剤マスターバッチ樹脂組成物との配合比は、得られる成形品に求められる難燃性能によって決まり、特に限定されるものではない。配合比は、一般的には、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）を３０〜９８重量％、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物を７０〜２重量％とすることが好ましく、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）を５０〜９５重量％、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物を５０〜５重量％とすることがより好ましい。

本発明において用いる成形方法としては、射出成形、発泡押出成形、シート押出成形、異型押出成形などの押出成形や、押出ブロー成形、射出ブロー成形などのブロー成形が挙げられるが、特に限定されるものではない。

ポリスチレン系樹脂（Ｂ）と難燃剤マスターバッチ樹脂組成物とを成形機に供給する方法としては、タンブラーやＶブレンダー等の公知の装置を用いてポリスチレン系樹脂（Ｂ）と難燃剤マスターバッチ樹脂組成物とをペレットブレンドしたものを供給する方法や、成形機の供給口にポリスチレン系樹脂（Ｂ）と難燃剤マスターバッチ樹脂組成物とを別々に定量的に供給する方法などが挙げられるが、特に限定されるものではない。

なお、成形条件は、用いる難燃剤マスターバッチ樹脂組成物およびポリスチレン系樹脂（Ｂ）などに応じて適宜決めればよい。

以下、実施例により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

〔難燃剤マスターバッチ樹脂組成物ＭＢ１〜５の作製〕
二軸押出機（東芝機械（株）製、ＴＥＭ３５Ｂ）を用い、表１に示す配合比にて臭素系難燃剤、難燃助剤およびポリスチレン系樹脂を押出温度２３０℃で溶融混練し、ペレット化形状として難燃剤マスターバッチ樹脂組成物ＭＢ１〜５を作製した。表１中の数値は、重量部である。

表１中の略語は、以下の通りである。

臭素系難燃剤 ａ−１：エチレンビス（ペンタブロモベンゼン）（加熱重量減少率５％の温度：３４４℃）、
臭素系難燃剤 ａ−２：テトラブロモビスフェノールＡ，ビス（ジブロモプロピルエーテル）（加熱重量減少率５％の温度：２９４℃）、
難燃助剤 ｂ：三酸化アンチモン、
ポリスチレン系樹脂 Ａ−１：日本ポリスチレン（株）製ＨＩＰＳ、Ｈ４３０、
ポリスチレン系樹脂 Ａ−２：日本ポリスチレン（株）製ＨＩＰＳ、Ｈ５４０。

ＭＢ５は、臭素系難燃剤および難燃助剤の合計量が多すぎる為、ペレット化できなかった。

なお、ＭＢ１〜ＭＢ５中、ＭＢ１およびＭＢ２が本発明において使用可能な難燃剤マスターバッチ樹脂組成物である。

〔実施例１〜５、比較例１〜７〕
表２、表３、表４に示す配合比にて、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物ＭＢ１〜ＭＢ５をポリスチレン系樹脂（Ｂ）（ポリスチレン系樹脂 Ｂ−１〜Ｂ−４）とペレットブレンドした後、下記条件にて成形し、試験片を作製した。そして、得られた試験片を用いて各種評価を行った。その結果を表２、表３、表４に示す。

表２、表３、表４中の略語は、以下の通りである。

ポリスチレン系樹脂 Ｂ−１：日本ポリスチレン（株）製ＨＩＰＳ、Ｈ２３８（アイゾット衝撃強度：１０ＫＪ／ｍ²）、
ポリスチレン系樹脂 Ｂ−２：日本ポリスチレン（株）製ＨＩＰＳ、Ｈ４３０（アイゾット衝撃強度：７ＫＪ／ｍ²）、
ポリスチレン系樹脂 Ｂ−３：日本ポリスチレン（株）製ＨＩＰＳ、Ｈ５４０（アイゾット衝撃強度：８ＫＪ／ｍ²）、
ポリスチレン系樹脂 Ｂ−４：日本ポリスチレン（株）製ＨＩＰＳ、Ｈ５５０（アイゾット衝撃強度：８ＫＪ／ｍ²）。

〔物性測定試験方法〕
（１）燃焼試験
ＵＬ９４に準拠して、射出成形機１（東芝機械（株）製、ＩＳ−８０ＥＰＮ）にて、幅１２．７ｍｍ、長さ１２７ｍｍ、厚み１．６ｍｍの燃焼試験用の試験片を成形し、燃焼試験を実施した。

（２）外観状態
射出成形機２（住友重機械工業（株）製、ＳＧ１８０Ｍ）にて、幅１００ｍｍ、長さ４００ｍｍ、厚さ２ｍｍの平板状の試験片を成形し、得られた成形品表面にシルバーストリークや斑点状の外観不良が生じていないか、目視にて評価した。

（３）熱安定性
射出成形機３（日精樹脂工業（株）製、ＦＥ４０）にて、成形温度２６０℃の条件下で成形サイクルを１０分として、幅５０ｍｍ、長さ９０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの試験片１を成形した。また、射出成形機３（日精樹脂工業（株）製、ＦＥ４０）にて、成形温度２００℃の条件下で成形サイクルを４０秒として、幅５０ｍｍ、長さ９０ｍｍ、厚さ２．５ｍｍの試験片２を成形した。そして、色差計にて色差を測定し、試験片１のＹＩ値と試験片２のＹＩ値との差（ΔＹＩ）を求めた。

（４）アイゾット衝撃強度
ＪＩＳ Ｋ７１１０に準拠して、射出成形機４（日精樹脂工業（株）製、ＦＥ８０）にて試験片を成形し、アイゾット衝撃強度を測定した。そして、ポリスチレン系樹脂（Ｂ）単体に対し、得られた試験片（ポリスチレン系樹脂（Ｂ）／難燃剤マスターバッチ樹脂組成物）の衝撃強度低下割合を求めた。衝撃強度低下割合は、
衝撃強度低下割合＝（得られた試験片の衝撃強度）／ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の衝撃強度×１００
とした。

難燃剤マスターバッチ樹脂組成物に用いた臭素系難燃剤の加熱重量減少率５％の温度が３００℃未満である比較例４は、成形機内で難燃剤の分解が生じ、成形品が得られなかった。

表２、表３、表４から明らかなように、実施例１〜５の本発明の成形方法によって得られた成形品は、良好な難燃特性を示し、外観状態も良好で、成形時の熱履歴に対して安定であり、アイゾット衝撃強度の低下も小さかった。

一方、ＭＶＲ（Ｂ）＞ＭＶＲ（ＭＢ）である比較例１、３および５は、得られた成形品の外観状態に劣り、アイゾット衝撃強度の低下も大きかった。

ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）＞１０℃である比較例２および６は、得られた成形品の外観状態に劣り、成形時の熱履歴に対して不安定であった。

難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤と難燃助剤との合計含有量が３０重量％未満であり、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の配合量が多い比較例７は、アイゾット衝撃強度の低下が大きかった。

本発明の成形方法によれば、難燃剤の分散性が良好で、所望の難燃特性を有し、しかも、機械物性など、ポリスチレン系樹脂本来の特性がほとんど低下せず、外観の良好な成形品を容易に、安定に得ることができる。本発明の成形方法によって得られる成形品は、優れた熱安定性、難燃性能および外観状態を有しており、ＯＡ機器、家電製品などの広い分野の材料に好適である。また、本発明の成形方法は、難燃剤マスターバッチ樹脂組成物をポリスチレン系樹脂に配合してマスターバッチ成形するものであり、経済的に優れている。そのため、本発明の産業界に果たす役割は大きい。

Claims (3)

1. 難燃剤マスターバッチ樹脂組成物をポリスチレン系樹脂（Ｂ）に配合して成形する方法であって、
   前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物が、１種以上の加熱重量減少率５％の温度が３００℃以上である臭素系難燃剤（ａ）と、１種以上の難燃助剤（ｂ）と、ポリスチレン系樹脂（Ａ）とを含有し、
   前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量が、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の３０〜８５重量％であり、
   前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の４９Ｎにおけるビカット軟化温度［以下、ＶＳＰ（ＭＢ）という。］と、前記ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の４９Ｎにおけるビカット軟化温度［以下、ＶＳＰ（Ｂ）という。］との関係が、
   ｜ＶＳＰ（Ｂ）−ＶＳＰ（ＭＢ）｜≦１０℃
   の関係式を満たし、
   前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート［以下、ＭＶＲ（ＭＢ）という。］と、前記ポリスチレン系樹脂（Ｂ）の２００℃、４９Ｎのメルトボリュームレート［以下、ＭＶＲ（Ｂ）という。］との関係が、
   ＭＶＲ（Ｂ）≦ＭＶＲ（ＭＢ）
   の関係式を満たすことを特徴とする成形方法。
2. 前記難燃剤マスターバッチ樹脂組成物中の臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）との合計含有量が、臭素系難燃剤（ａ）と難燃助剤（ｂ）とポリスチレン系樹脂（Ａ）との合計量の６０重量％を超え、８５重量％以下である請求項１に記載の成形方法。
3. 請求項１または２に記載の成形方法によって得られる成形品。