JP2006524264A - 難燃性ポリエステル樹脂組成物及びそれから形成された物品 - Google Patents

Abstract

難燃性ポリエステル樹脂組成物であって、リン（好ましくは、該組成物の総重量を基準として約０．０５から約１．５重量％）を含有するポリエステル及び少なくとも１種の板状無機物質を含む組成物。該組成物は、特に該組成物から形成された配向ポリエステルフィルムに、優秀な難燃性及びドリッピング防止性を与える。該ポリエステルは、このポリマーに共有結合されている又はマスターバッチによるように該ポリエステル中に物理的に組み込まれている追加のリンを含み得る。

Description

本発明は、難燃性ポリエステル樹脂組成物に関する。本発明は、一層特定的には、耐炎性及びドリッピング抵抗性を与える非ハロゲン系難燃性ポリエステル樹脂組成物並びに該非ハロゲン系ポリエステル樹脂組成物から形成されたフィルム及び物品に関する。

難燃性の熱可塑性樹脂は、特に電気・電子部品包装工業において、広範に用いられてきた。多くの用途について、プラスチックが素材形物製品（シート、棒、管及びフィルム）についてＶ−０又は薄手材料についてＶＴＭ−０のＵＬ９４（Underwriters Laboratory（登録商標））燃焼性試験等級を達成するならば、該プラスチックは、その燃焼性に関して装置又は器具の一部としての使用のために容認され得ると思われる。簡単に記述すると、Ｖ−０のＵＬ９４燃焼性等級は、垂直燃焼試験を用いる場合、試験棒への炎の各回１０秒の２回の適用後１０秒以内に燃焼が止むことを意味する。有炎燃焼ドリップは許されない。伝統的には、炎に対する高レベルの安全性（難燃性）を達成するために、ハロゲン化化合物が、１種又はそれ以上の相乗剤と組み合わせて難燃剤として用いられてきた。ハロゲン系コンパウンドは、特に酸化アンチモンのような相乗剤と組み合わせて用いられる場合、難燃性を付与するのに非常に有効である。かかる組合わせの場合は、所望のＶ−０等級を達成するために、比較的低量の難燃剤しか要求されない。

ハロゲン化難燃剤を製造するためのいくつかのタイプの方法が知られている。これらの物質のほとんどは、ポリマーに対して不混和性である。かくして、多相系が形成され、しかして不透明である樹脂をもたらすことになる。製造が配向を伴う場合は、延伸過程中のキャビテーションが該物質を更に一層不透明にする。最近、いくつかの溶融押出し可能な難燃剤が商業的に入手できるようになってきた。かかる難燃剤は、とりわけ、臭素化ポリスチレンを包含する。しかしながら、これらの難燃剤のほとんどは、特に高い加工温度において、あまり熱安定性でない。たとえば、難燃性ハロゲン化ポリエステルの分解は、環境だけでなく加工装置にとっても極めて有害である遊離ハロゲンガス及び／又はハロゲン化合物を生じる。これらの化合物は、ダイ、押出機及び他の金属部品を腐食し得る。近年、全般的環境問題に因り、ハロゲン化物質の使用を完全に規制する動きがある。これは、ヨーロッパ及び日本において特に当てはまる。

Ｖ−２の中難燃性を達成するために、重合中特殊な触媒を用いることにより、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が製造され得る。Ｖ−０等級を得るためには、様々な難燃剤がＰＥＴ中に配合されねばならない。薄手フィルムについては、ＶＴＭ−２等級は、該フィルムが十分に厚い（約２から約２０ミルの厚さが典型的には要求される）場合及び／又はＰＥＴの分子量が十分に高い場合得られ得る。Yamauchi等の米国特許第６，１３６，８９２号明細書は、所望の難燃性を得るために赤リンを有する熱可塑性樹脂組成物（ＰＥＴ及びそのコポリエステルを含めて）を開示する。しかしながら、米国特許第６，１３６，８９２号明細書は射出成形向けの用途にのみ向けられ、しかしてその成形品は、機械部品、電気・電子部品、自動車部品、並びに事務自動化装置及び家庭用電気器具のハウジング及び他の部品用のように厚く且つ配向されておらず、それによりその有用性を限定する。

DeEdwardo等の米国特許第４，０４２，５６１号明細書は、ポリエステル、ポリアミド及びポリカーボネート樹脂を含めて樹脂中にブレンドされたポリホスファゼンを含有する難燃性組成物を開示する。米国特許第４，０４２，５６１号明細書に教示されたポリホスファゼンは、ハロゲン化されている。

Kato等の米国特許第４，１０４，２５９号明細書は、難燃性要素がポリエステル主鎖中に備えられている線状芳香族コポリエステルを含む防火性ポリエステルを開示する。該コポリエステルは、臭素化ジヒドロキシアルコキシ−ジフェニルスルホンから製造される。該ポリエステルから作製された製品に所望の防火性を付与するためには、有機五価リン化合物の添加が多くの場合において必要とされる。

Mercati等の米国特許第４，５１７，３５５号明細書は、ポリマー主鎖中にリンを含有する線状難燃性コポリエステル樹脂を開示する。

Chang等の米国特許第５，６５０，５３１号明細書及びEndo等の米国特許第４，１５７，４３６号明細書は、ペンダントリン含有基を有する難燃性リン含有ポリエステルオリゴマー及びポリマー樹脂の使用を開示する。米国特許第５，６５０，５３１号明細書及び第４，１５７，４３６号明細書は、主鎖中にリンを有するポリエステルと比較して大きい熱安定性を有するポリエステルを教示する。加えて、国際公開第０２０６６５３８号パンフレットは、リン原子が側鎖中に存在するリン含有難燃性コポリエステルを有するポリエステルフィルムを開示する。

米国特許出願公開第２００１−００１８４７６号明細書及び米国特許出願公開第２００１−００２９２７４号明細書は、低燃焼性且つ耐ＵＶ性の配向ポリエステルフィルムを開示する。開示された難燃剤は、マスターバッチによりフィルム中に組み込まれた有機リン化合物すなわちジメチルメチルホスフェートである。しかしながら、所望の難燃性を得るためには、多量の難燃剤が必要とされる。加えて、該難燃剤は加水分解を受けやすいので、加水分解安定剤が一般に用いられる。

たいていの熱可塑性樹脂が燃焼する傾向が、当該技術における一つの問題である。更に、強力な熱下で、燃焼プラスチックはまた、溶融及び分解する。その結果燃焼ポリマーはドリッピングし、それにより追加の問題を引き起こす。それ故、ＵＬ−９４標準規格は、ドリッピング判定基準を包含する。ＵＬ−９４のＶ−０（又はＶＴＭ−０）等級を達成するためには、試験対象物の下方３００ミリメートルに置かれた綿が有炎燃焼粒子又は落下物により着火されるのを引き起こすドリッピングは存在し得ない。たいていのハロゲン化難燃剤系においてドリッピング防止粒子は要求されないけれども、リン系難燃剤についてはドリッピング防止粒子が一般に必要とされる。たいていの成形向けの用途については、ドリッピングを防止するためにフッ素化ポリオレフィンが伝統的に用いられてきた。加えて、この目的のためにグラフト又は架橋剤が用いられてきた。

タルク及び他の層状無機物質が、寸法安定性、曲げ弾性率を増加する及び改善加熱ヒズミ温度を与えるこれらの物質の能力に因り、プラスチック工業において用いられてきた。ポリプロピレンフィルムについては、これらの物質は、ブロッキング防止剤又は核剤として用いられてきた。タルクはまた、ポリウレタン組成物特にポリエステルを基剤としたポリウレタン組成物の結晶化を促進するために、ポリウレタンと一緒にされてきた（米国特許第６，４５８，８８０号明細書参照）。タルクの添加は、たとえば射出成形、圧縮成形、押出し及びフィルム形成技法による製品の速い形成を可能にし得る。米国特許第６，１７４，９４３号明細書は、有機リン物質を有する難燃性ポリカーボネート組成物を開示する。米国特許第６，１７４，９４３号明細書において、タルクは、成形物品のドリッピングを防止するための有効物質として用いられる。

上記の諸明細書の開示は、参照することによりそっくりそのまま本明細書に組み込まれる。
発明の要約

本発明は、難燃性ポリエステル樹脂組成物であって、
リン好ましくは該組成物の総重量を基準として約０．０５から約１．５重量％のリン一層好ましくは該組成物の総重量を基準として約０．１０から約１．０重量％のリンを含有する少なくとも１種のポリエステル、及び
該組成物の総重量を基準として約１．０から約１５重量％の少なくとも１種の板状無機物質
を含む組成物を提供する。

好ましくは、板状無機物質を形成する粒子は、約０．５から約２０ミクロンのメジアン直径及び約５から約５０ミクロンの最大サイズを有する。所望される場合、板状無機物質は、ポリエステルへの付着性を増加するように処理される。

代替具体的態様において、少なくとも１種のポリエステルは、このポリマーに共有結合されている、物理的に組み込まれている又はマスターバッチによって該ポリエステル中に組み込まれている追加のリンを含む。本明細書において用いられる場合の「マスターバッチ」法は、不活性希釈剤中における活性成分のいかなるコンパウンディング、ブレンディング又は混合方法をも意味する。

本発明は更に、本難燃性樹脂組成物を含むポリエステルフィルムを提供する。好ましい具体的態様において、本発明は、難燃性樹脂組成物を含む二軸配向ポリエステルフィルムを含む。難燃性樹脂組成物は、特に難燃性樹脂組成物でもって作製された配向ポリエステルフィルムに、優秀な難燃性及びドリッピング防止性を与える。
詳細な説明

難燃性ポリエステル樹脂組成物は、該組成物の総重量を基準として約０．０５から約１．５重量％のリンを含有する少なくとも１種のポリエステル、及び該組成物の総重量を基準として約１．０から約１５重量％の少なくとも１種の板状無機物質を含む。最も好ましくは、難燃性ポリエステル組成物は、二軸配向ポリエステルフィルムを作製するために用いられる。難燃性ポリエステル樹脂組成物はリンを含み、しかしてこのリンは重合過程中にポリエステル中に共有結合されるか又はマスターバッチのような方法によりポリエステル中に物理的に組み込まれるかのどちらかである。板状物質は、有効な難燃相乗剤及びドリッピング防止剤として組成物中に組み込まれる。難燃性ポリエステル樹脂組成物でもって作製されたフィルムが提供される。生じたフィルムは、ＵＬ９４のＶＴＭ−０の標準規格に合格する。本組成物はこの難燃性標準規格を達成する一方、フィルムの機械的性質を保持する。

ポリエステルは、コポリエステル、ホモポリエステル、又はコポリエステルとホモポリエステルのブレンドを含む。ポリエステルは、通常の重縮合方法による１種又はそれ以上のジカルボン酸と１種又はそれ以上のジオールとのポリマーである。

ポリエステルのジカルボン酸成分は、１種又はそれ以上のジカルボン酸又はそれらの低級アルキルジエステルを含む。適当なジカルボン酸の例は、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、コハク酸、セバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸及びそれらの混合物を包含するが、しかしそれらに限定されない。好ましい具体的態様において、ポリエステルのジカルボン酸成分は、芳香族ジカルボン酸を含む。

本組成物において用いるのに適したジオールは、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール及びそれらの混合物を包含するが、しかしそれらに限定されない。

ポリエステルの難燃性成分は、重合過程中にポリエステル中に共有結合された及び／又はブレンディングによりポリエステル中に物理的に組み込まれた非ハロゲン化難燃性成分を含む。好ましい具体的態様において、難燃性成分は、リン含有難燃性成分を含む。リン分は、ポリエステル中に共有結合で組み込まれ及び／又はマスターバッチ法でもってポリマー中に物理的に配合され得る。化学結合されたリンが好ましく、何故ならそれは表面への難燃性成分のブリージングを阻止するからである。共有結合されたリンは、ポリエステル主鎖中に又はポリエステル主鎖から懸垂する側鎖上に組み込まれる。樹脂組成物は、該組成物の総重量を基準として約０．０５から約１．５重量％のリンを含む。好ましい具体的態様において、樹脂組成物は、該組成物の総重量を基準として約０．１から約１．０重量％のリンを含有する。好ましい具体的態様において、リンは、亜リン酸エステル内に含有される。

ポリエステル及びコポリエステル樹脂は、好ましくは約０．４０から約１．５０一層好ましくは約０．５０から約１．２０最も好ましくは約０．６０から約０．８０の初期固有粘度（ＩＶ）を有する。

ポリエステルフィルムは、当該技術において知られた慣用方法により作製され得る。ポリエステルフィルムは、無配向（キャスト）、一軸配向又は好ましくは二軸配向（延伸によるような）であり得る。その代わりに、配向は、インフレート法のような他の方法により遂行され得る。

ポリエステルフィルムは、単層又は多層フィルムより成り得、しかして少なくとも一つの層は難燃性成分を含む。それらの層は上記に記載されたようなジカルボン酸及びジオール成分のポリエステルを含み得、そして各層は組成において同じ又は異なり得る。典型的な多層構造体は、ＡＢ、ＡＢＡ、ＡＢＣ及びＡＢＣＢＡのような構成を包含するが、しかしそれらに限定されない。ヒートシール向けの用途については、外層は、ヒートシール可能なコポリエステル又はコポリエステルブレンド外層より成り得る。総フィルム厚は、約１８Ｇから約２０００Ｇ好ましくは約４８Ｇから約１２００Ｇである。

本発明において、層状又は板様（板状）無機物質は、本組成物にドリッピング防止性及び難燃性を付与し、そしてタルク及び雲母のようなケイ酸塩化合物を包含する。層状又は板状無機物質は更に、耐熱性を与え及び表面性質を向上する。たとえば、タルクは、一般化学式３ＭｇＯ・４ＳｉＯ₂・Ｈ₂Ｏを有するケイ酸マグネシウムである。それは、ＳｉＯ₂の層間にサンドイッチされたＭｇＯを含む交互層で構成されている。三シート結晶単位のこれらのスタック（「積重ね層」）は、ファンデルワールス力により一緒に保持される。それらは化学的に不活性であり、また摩砕して複数の板状構造体にされ得る。板状構造の指標を与えるアスペクト比（厚さで割った粒子の長さと定義される）は、タルクについては約２５くらいに高くあり得そして雲母については更に一層高くあり得る。板状ケイ酸塩は、メジアンサイズ及び最大サイズにより特徴づけられ得、しかして最大サイズはヘグマン（Hegman）タイプのゲージを用いて決定される。たとえば、６のヘグマンは２６ミクロンの最大サイズであり、そして４のヘグマンは５０ミクロンの最大サイズである。

コンパウンドにおいて用いられる場合、層状ケイ酸塩の板状態は、ゴム、プラスチック、ペイント及びコーティング剤の透過抵抗性を改善する。タルク又は他のケイ酸塩層状鉱物がフィルム中に用いられる場合、それらの板は整列し、そしてポリマーフィルムマトリックスに入る又は出る熱及び気体の両方に対するバリヤーを形成する。典型的なポリマー加工は好ましい配向に通じ、しかして小板は表面に実質的に平行に整列される。フィルムの延伸は、かかる整列を更に高める。整列された重なり板は、化学種を拡散するためのくねり路を生じることにより拡散距離を大いに増加する、ということが信じられる。板のかかる整列は、難燃性を大いに改善する。ポリマーが燃焼するためには、３つの要素すなわち酸素、燃料及び熱が必要とされる。いったんポリマーが着火されると、熱がポリマーを溶融及び分解し、それにより追加の燃料を発生して、燃料がなくなるまでポリマーを燃焼し続けさせる。本発明でもって与えられるような改善バリヤーは、熱伝導率及び炎域への揮発性生成物（燃料）の放出を低減し、しかして本組成物に優秀な難燃性を与える。タルクの相互連結構造は、ポリマーを一緒に保持するのを助け、それによりドリッピングを低減する。典型的なリン含有難燃剤について、難燃様態はチャー化である。チャーの層は絶縁性の非燃焼性物質として作用し、そして揮発性生成物の放出を低減する。層状物質の添加は強化絶縁効果をもたらし、しかして総合難燃性を更に改善する。

ポリマーと板状ケイ酸塩の間の付着性を改善するために、板の表面は、シラン、カチオン性ポリマー及びステアレートで処理することによるように改質され得る。本発明において用いるのに適したケイ酸塩の種類及び出所は特に限定されず、そして多くの商業的に入手できる給源から選択され得る。

ポリエステルフィルムの製造において慣用的に用いられる他の物質及び添加剤は、所望される場合、本発明において含められ得る。かかる物質及び添加剤は、有機及び無機添加剤を包含する。有機添加剤は、酸化防止剤、ＵＶ吸収剤、蛍光増白剤、染料、顔料、ボイド形成剤及びブロッキング防止剤を包含するが、しかしそれらに限定されない。無機添加剤は、滑り助剤、顔料、ＵＶ吸収剤及びブロッキング防止剤を包含するが、しかしそれらに限定されない。好ましい具体的態様において、フィルムの巻取り及び取扱いを改善するために、本発明のポリマーフィルムは、シリカ、酸化アルミニウム又は炭酸カルシウムのような充填剤を含み得る。ポリマー中にこれらの添加剤を組み込むための特定方法については制約がない。組込みは、たとえば、共有結合で組み込むことにより、重合中に組み込むことにより又はマスターバッチとして成し遂げられ得る。

フィルムは、所望されるいかなる外観をも含み得る。透明度又は曇り度に関して、本発明におけるフィルムは、ウルトラ透明、スーパー透明、透明、曇っている、半透明又は不透明であり得る。曇り度に関して、ウルトラ透明は０．５％未満の曇り度を指し、スーパー透明は０．５と０．８％の間の曇り度を指し、そして透明は１．０％より高い曇り度を有する透明フィルムを指す。曇り度は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定される。色に関して、フィルムは、黒色、白色又はいかなる色でもあり得る。フィルムの表面は、光沢、半光沢又は艶消し表面を含み得る。外観は、制約なしにいかなる方法によってもフィルムに付与され得る。
実施例

さて、本発明の選択された側面が、次の例に関して例証される。本発明の側面に従って作製されたフィルムが用いられた。種々のタイプのプレーンＰＥＴ樹脂を、難燃性コポリエステル及び層状無機ケイ酸塩と混合した。タルク及び雲母を含めて層状ケイ酸塩が、コンパウンディングにより又は重合中にポリエステル中に組み込まれた。次いで、樹脂を押し出して、様々な厚さのキャストフィルムにした。いくつかの場合において、キャストフィルムを更にポリエステルフィルムラインにおいて二軸延伸して、二軸配向ポリエステルフィルムを得た。

次いで、ＵＬ９４に従って、フィルムを難燃性について試験した。機械的性質及び光学的性質を含めて他の性質もまた、次のように測定した。本明細書において、略記「ｍｍ」は、ミリメートルを指すよう用いられる。ＵＬ９４に従ってフィルムの難燃性を測定する際に、５つの試験フィルム試料片（２００ｍｍ×５０ｍｍ）のセットを用意し、そして各々について、試料片の一端（底）から１２５ｍｍにおいて試験片を横断して線を印した。各試料片の縦軸を直径１２．７ｍｍのマンドレルの縦軸の周りにぴったりと巻き付けて、１２５ｍｍ線がさらされている２００ｍｍの長さの重ね円筒体を形成させた。試料片の重なり端部を、１２５ｍｍ印の上方７５ｍｍ部分内において、感圧性テープで固着した。次いで、マンドレルを取り除いた。各試験試料片をクランプによりリングスタンド上に上方６ｍｍから支持して、この管体の上端を閉じて煙突効果を阻止するようにした。試験試料片の下端は、乾燥手術用綿の層の上方３００ｍｍにある。２０ｍｍのメタン炎を用いて、試験試料片を３．０秒（ｓ）間着火した。次いで、炎を試験試料片から引き離し、そして有炎燃焼の持続時間（ｔ１）を記録した。試験試料片の有炎燃焼が止んだ時、メタン炎を再び試料片の下に置いた。３．０秒後、試験炎を引き離し、そして有炎燃焼の持続時間（ｔ２）及び無炎燃焼の持続時間（ｔ３）を記した。ＵＬ９４に従っての薄手フィルムについての材料の格付けは、次のとおりである。フィルムがＶＴＭ−０等級を得るためには、有炎燃焼及び無炎燃焼時間が短くなければならないのみならず、炎がドリッピングして綿を着火することも許されない。

引張り強さ及び破断点伸びを含めて機械的性質を、ＡＳＴＭ Ｄ−８８２に従って引張り試験機を用いて測定した。フィルムの厚さを、マイクロメーターを用いて測定した。

フィルムの曇り度を、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従ってＢｙｋガードナー・ヘーズガード・プラス・ヘーズメーター（Byk Gardner Haze Gard Plus Hazemeter）を用いて測定した。フィルムの６０度光沢を、Ｂｙｋガードナー・トリグロスメーター（Byk Gardner Trigloss meter）を用いて測定した。この測定用のフィルムをぴんと張るために、フィルム用試料ホルダーを用いた。この試料ホルダーは黒色であり、従って透過光は吸収される。

用いられた難燃性（ＦＲ）樹脂は、テキサス州ヒューストンのKoSaから商業的に入手できるところの透明なポリホスフェートを基剤とした高難燃性銘柄のコポリエステル樹脂であるＦＲ８２４７及びＦＲ８９３４であった。

ペンシルベニア州チャッズフォードのDAK Americasから商業的に入手できるコポリエステルであるLaser⁺（登録商標）ポリエチレンテレフタレートを用いた。それは、０．８３の固有粘度を有していた。

Luzenac America, Englewood COから入手できる板状鉱物無水ケイ酸マグネシウム（３ＭｇＯ・４ＳｉＯ₂・Ｈ₂Ｏ）であるシムパクト（Cimpact）（タルク１）及びシムパクト（Cimpact）ＣＢ７（タルク２）を、タルクとして用いた。後者は、ポリエステルへの付着性を改善するために表面改質されていた。両方共、１．８μｍのメジアン直径及び１２．５μｍの最大サイズを有していた。

共回転二軸スクリュー押出機中で、コポリエステル樹脂ＦＲ８２４７中に２０重量％のタルク１を混ぜ込んだ。押し出されたストランドを水槽中で冷却し、そして回転切断ラインにおいて切断によりペレット化した。次いで、生じたペレットを純コポリエステルＦＲ８２４７チップと混合し、押し出しそしてキャストして２ミルフィルムのシートにして、２重量％及び５重量％のタルク１を有するフィルムが作製された。このフィルムは透明であり、また２ミルキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．３５％であった。このフィルムの難燃性を試験し、そしてＶＴＭ−０等級について合格した。

共回転二軸スクリュー押出機中で、コポリエステル樹脂ＦＲ８２４７中に２０重量％のタルク２を混ぜ込んだ。押し出されたストランドを水槽中で冷却し、そして回転切断ラインにおいて切断によりペレット化した。次いで、生じたペレットを純コポリエステルＦＲ８２４７チップと混合し、押し出しそしてキャストして２ミルフィルムのシートにして、２重量％のタルク２を有するフィルムが作製された。このフィルムは透明であり、また２ミルキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．３５％であった。このフィルムの難燃性を試験し、そしてＶＴＭ−０等級について合格した。

共回転二軸スクリュー押出機中で、DAK製のLaser⁺（登録商標）ポリエステル樹脂中に３０重量％のタルク１を混ぜ込んだ。押し出されたストランドを水槽中で冷却し、そして回転切断ラインにおいて切断によりペレット化した。パイロットラインにおいて、生じたペレットを純コポリエステルＦＲ８２４７チップと混合し、押し出しそしてキャストしてフィルムのシートにして、１．５重量％のタルク１を有するフィルムが作製された。フィルム厚は、６．５及び１２ミルであった。このフィルムは透明であり、またキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．３２％であった。ＵＬ９４に従って、このフィルムの難燃性を試験し、そしてＶＴＭ−０等級について合格した。

共回転二軸スクリュー押出機中で、DAK製のLaser⁺（登録商標）ポリエステル樹脂中に３０重量％のタルク１を混ぜ込んだ。押し出されたストランドを水槽中で冷却し、そして回転切断ラインにおいて切断によりペレット化した。次いで、生じたペレットを６７重量％のコポリエステルＦＲ８９３４樹脂、２８重量％のToray製のＰＥＴ Ｆ１ＣＣ樹脂及び５重量％のToray製のＰＥＴ樹脂Ｄ２ＳＹ７０と混合した。Ｄ２ＳＹ７０は、摩擦を制御する（ＣＯＦ）及び取扱いを改善するために導入された。パイロットラインにおいて、これらのペレットを押し出し、そしてキャストしてフィルムのシートにした。１．５重量％のタルク１を有するフィルムが作製され、そしてフィルム厚は６．５及び１２ミルであった。このフィルムは透明であり、またキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．４６％であった。ＵＬ９４に従って、このフィルムの難燃性を試験し、そしてＶＴＭ−０等級について合格した。

共回転二軸スクリュー押出機中で、DAK製のLaser⁺（登録商標）ポリエステル樹脂中に３０重量％のタルク１を混ぜ込んだ。押し出されたストランドを水槽中で冷却し、そして回転切断ラインにおいて切断によりペレット化した。次いで、生じたペレットを６７重量％のコポリエステルＦＲ８９３４樹脂、２８重量％のToray製のＰＥＴ Ｆ１ＣＣ樹脂及び５重量％のToray製のＰＥＴ樹脂Ｄ２ＳＹ７０と混合した。Ｄ２ＳＹ７０は、摩擦を制御する（ＣＯＦ）及び取扱いを改善するために導入された。ポリエステルパイロットラインにおいて、これらのペレットを押し出し、そしてキャストしてフィルムのシートにした。１．５重量％のタルク１における二軸配向フィルムが作製され、そしてフィルム厚は０．９２ミルであった。このフィルムは曇っており、またキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．４６％であった。このフィルムの機械的性質は保持されており、またこの加工において問題はなかった。ＵＬ９４に従って、このフィルムの難燃性を試験し、そしてＶＴＭ−０等級について合格した。
比較例１

純コポリエステルＦＲ８２４７のペレットをToray製のＰＥＴ樹脂Ｆ２３Ｍと混合し、押し出し、そしてキャストして約５ミルフィルムのシートにした。０、０．１２、０．２３及び０．３５重量％の総リンにおけるフィルムが作製された。このフィルムは透明であり、また５ミルキャストフィルムの変色は認められなかった。ＵＬ９４に従って、このフィルムの難燃性を試験し、そしてそれはＶＴＭ−０等級について合格しなかった。
比較例２

純コポリエステルＦＲ８２４７のペレットをToray製のＰＥＴ樹脂Ｆ１１８樹脂と混合し、押し出し、そしてキャストして約５ミルフィルムのシートにした。Ｆ１１８樹脂は、２．５ミクロンの平均粒子サイズを有する球状シリカを含有する。１．０重量％の総シリカにおけるフィルムが作製された。このフィルムは透明であり、また５ミルキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．１８％であった。ＵＬ９４に従って、このフィルムの難燃性を試験し、そしてそれはＶＴＭ−０等級について合格しなかった。
比較例３

純コポリエステルＦＲ８２４７のペレットをToray製のＰＥＴ樹脂Ｆ３６７樹脂と混合し、押し出し、そしてキャストして約５ミルフィルムのシートにした。Ｆ３６７は、０．７ミクロンの平均粒子サイズを有する球状炭酸カルシウムを含有する。１．５重量％の総炭酸カルシウムにおけるフィルムが作製された。このフィルムは透明であり、また５ミルキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．１８％であった。ＵＬ９４に従って、このフィルムの難燃性を試験し、そしてそれはＶＴＭ−０等級について合格しなかった。
比較例４

純コポリエステルＦＲ８２４７のペレットをToray製のＰＥＴ樹脂Ｆ１７０樹脂と混合し、押し出し、そしてキャストして約５ミルフィルムのシートにした。Ｆ１７０は、０．１ミクロンの平均粒子サイズを有する球状アルミナを含有する。０．８重量％の総アルミナにおけるフィルムが作製された。このフィルムは透明であり、また５ミルキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．１８％であった。ＵＬ９４に従って、このフィルムの難燃性を試験し、そしてそれはＶＴＭ−０等級について合格しなかった。
比較例５

共回転二軸スクリュー押出機中で、コポリエステル樹脂ＦＲ８２４７中に２０重量％のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を混ぜ込んだ。押し出されたストランドを水槽中で冷却し、そして回転切断ラインにおいて切断によりペレット化した。生じたペレットを純コポリエステルＦＲ８２４７チップと混合し、押し出し、そしてキャストして２ミルフィルムのシートにした。１重量％及び５重量％のＰＴＦＥにおけるフィルムが作製された。このフィルムはわずかに曇っており、また２ミルキャストフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．３５％であった。用いられたＰＴＦＥは、Clariantから商業的に入手できるセリダスト（Ceridust）９２０５Ｆであった。それは、Ｄ₅₀＝８ミクロン及びＤ₉₀＝１８ミクロンの粒子サイズを有する白色球状粉末であった。このフィルムの難燃性を試験し、そしてそれはＶＴＭ−０等級について合格しなかった。
比較例６

共回転二軸スクリュー押出機中で、コポリエステル樹脂ＦＲ８２４７中に２０重量％のダウ・コーニング（Dow Corning）４−７０５１樹脂改質剤を混ぜ込んだ。押し出されたストランドを水槽中で冷却し、そして回転切断ラインにおいて切断によりペレット化した。次いで、これらのペレットを純コポリエステルＦＲ８２４７チップと混合し、押し出し、そしてキャストして２ミルフィルムのシートにした。１重量％のダウ・コーニング（Dow Corning）４−７０５１樹脂改質剤におけるフィルムが作製された。該樹脂改質剤の分散は悪く、そしてフィルムは非常に曇っていた。総リン含有率は、約０．３５％であった。このフィルムの難燃性を試験し、そしてＶＴＭ−０等級について合格しなかった。それは燃焼を加速することが実際に分かった。
比較例７

ポリエステルパイロットラインにおいて、９５重量％のコポリエステルＦＲ８２４７樹脂及び５重量％のToray製のＰＥＴ Ｆ１ＣＣ樹脂を混合し、押し出し、そしてキャストしてフィルムのシートにした。このフィルムを更に延伸して、約０．９２ミルのフィルム厚を有する二軸配向フィルムが作製された。最終フィルムは透明であり、またフィルムの変色は認められなかった。総リン含有率は、約０．３２％であった。この加工において問題はなかった。このフィルムの難燃性を試験し、そしてそれはＶＴＭ−０等級について合格しなかった。

これらの例からの結果は、表２に要約されている。

リン系難燃剤は、泡沸の様態にて作用すると信じられる。熱及び酸素からポリマーを遮蔽するチャーの層が、燃焼時に形成する。上記の例から分かるように、或る無機鉱物の添加が難燃性を大いに増加する。シリカ（ＳｉＯ₂）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）及び酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）のような、摩擦を制御する及び取扱いを改善するために伝統的に用いられる球状鉱物は、難燃性に有意的には寄与しない。非対称、層状又は板状粒子のもののみが、難燃性を改善する。板状構造は、ポリマーと火の間のバリヤーを増加するのを助ける。増加された断熱は、ポリマーの分解を低減する。透過性の減少は、火への燃料の移動を更に低減する。板状構造の相互連結は、ドリッピングを防止するのを助ける。更に、この遮蔽効果は、ポリエステルフィルムにおいてフィルムが二軸延伸される場合に更に増加され得る。

本発明は或る好ましい具体的態様に言及することにより記載されてきたけれども、記載された本発明の概念の精神及び範囲内で数多くの変更が成され得ることが理解されるべきである。従って、本発明は開示された具体的態様に限定されないで、請求項の言葉により容認される全範囲を有する、ということが意図されている。

Claims (29)

1. 難燃性樹脂組成物であって、
   リンを含有する少なくとも１種のポリエステル、及び
   該組成物の総重量を基準として約１．０から約１５重量％の少なくとも１種の板状無機物質
   を含む組成物。
2. 該少なくとも１種のポリエステルが、該組成物の総重量を基準として約０．０５から約１．５重量％のリンを含有する、請求項１に記載の組成物。
3. 該少なくとも１種のポリエステルが、該組成物の総重量を基準として約０．１０から約１．０重量％のリンを含有する、請求項１に記載の組成物。
4. 該少なくとも１種のポリエステルが、コポリエステル、ホモポリエステル、又はコポリエステルとホモポリエステルのブレンドを含む、請求項１に記載の組成物。
5. 該リンが、該少なくとも１種のポリエステル中に共有結合されている、請求項１に記載の組成物。
6. 該リンが、該少なくとも１種のポリエステル中に物理的に組み込まれている、請求項１に記載の組成物。
7. 該リンが、該少なくとも１種のポリエステル中にマスターバッチにより組み込まれている、請求項１に記載の組成物。
8. 該少なくとも１種のポリエステルが、該ポリエステルのポリマー主鎖中に又は該ポリエステルのポリマー主鎖から懸垂するペンダント基中に組み込まれたリンを含む、請求項１に記載の組成物。
9. 該リンが、亜リン酸エステル内に含有されている、請求項８に記載の組成物。
10. 該板状無機物質が、該少なくとも１種のポリエステルへの増加付着性を与えるように処理された板状無機物質を含む、請求項１に記載の組成物。
11. 該板状無機物質がタルクである、請求項１に記載の組成物。
12. 該板状無機タルクが、約０．５から約２０ミクロンのメジアン直径及び約５から約５０ミクロンの最大サイズを有する粒子を含む、請求項１１に記載の組成物。
13. 該板状無機物質が雲母である、請求項１に記載の組成物。
14. 該板状無機雲母が、約０．５から約２０ミクロンのメジアン直径及び約５から約５０ミクロンの最大サイズを有する粒子を含む、請求項１３に記載の組成物。
15. 難燃性樹脂組成物を含むポリエステルフィルムであって、該難燃性樹脂組成物が
    リンを含有する少なくとも１種のポリエステル、及び
    該組成物の総重量を基準として約１．０から約１５重量％の少なくとも１種の板状無機物質
    を含むポリエステルフィルム。
16. 該少なくとも１種のポリエステルが、該組成物の総重量を基準として約０．０５から約１．５重量％のリンを含有する、請求項１５に記載のポリエステルフィルム。
17. 該少なくとも１種のポリエステルが、該組成物の総重量を基準として約０．１０から約１．０重量％のリンを含有する、請求項１５に記載のポリエステルフィルム。
18. 該ポリエステルフィルムが、二軸配向ポリエステルフィルムを含む、請求項１５に記載のポリエステルフィルム。
19. 該フィルムが、光沢表面を含む表面を有する、請求項１５に記載のポリエステルフィルム。
20. 該フィルムが、半光沢表面を含む表面を有する、請求項１５に記載のポリエステルフィルム。
21. 該フィルムが、艶消し仕上げを含む表面を有する、請求項１５に記載のポリエステルフィルム。
22. 該ポリエステルフィルムが多層フィルムを含み、しかも該多層フィルムの少なくとも一つの層は難燃性樹脂組成物を含み、この難燃性樹脂組成物は
    リンを含有する少なくとも１種のポリエステル、及び
    該組成物の総重量を基準として約１．０から約１５重量％の少なくとも１種の板状無機物質
    を含む、請求項１５に記載のポリエステルフィルム。
23. 該少なくとも１種のポリエステルが、該組成物の総重量を基準として約０．０５から約１．５重量％のリンを含有する、請求項２２に記載のポリエステルフィルム。
24. 該少なくとも１種のポリエステルが、該組成物の総重量を基準として約０．１０から約１．０重量％のリンを含有する、請求項２２に記載のポリエステルフィルム。
25. 該多層フィルムの少なくとも一つの層が、二軸配向ポリエステルフィルムを含む、請求項２２に記載のポリエステルフィルム。
26. 該多層フィルムが、少なくとも１つのヒートシール可能なコポリエステル外層を含む、請求項２２に記載のポリエステルフィルム。
27. 該フィルムが、光沢表面を含む表面を有する、請求項２２に記載のポリエステルフィルム。
28. 該フィルムが、半光沢表面を含む表面を有する、請求項２２に記載のポリエステルフィルム。
29. 該フィルムが、艶消し仕上げを含む表面を有する、請求項２２に記載のポリエステルフィルム。