JP2009013280A

JP2009013280A - 難燃性樹脂組成物の製造方法

Info

Publication number: JP2009013280A
Application number: JP2007176265A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Yamauchi; 光典山内
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2007-07-04
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2009-01-22
Anticipated expiration: 2027-07-04
Also published as: JP5242954B2

Abstract

【課題】揮発性有機化合物の発生を抑制して変色を防止することを可能とした難燃性樹脂組成物の製造方法を提供する。
【解決手段】配合物を加圧ニーダで混練する。この混練は、製造温度１４０℃以上、製造時間１０分間以上の設定で行うものとする。混練中は、真空吸引を行い、蒸気化して配合物から出てくる揮発性有機化合物を除去する。配合物をペレット形状にした後、空気置換を行う。この空気置換は、置換温度６０℃以上、置換時間６０分間以上の設定で行うものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハロゲン化物質を含まない難燃性樹脂組成物の製造方法に関する。

有害なハロゲン系ガスが発生しない難燃性樹脂組成物としては、ベース樹脂をオレフィン系樹脂とし、このオレフィン系樹脂１００重量部に対して、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の難燃剤を例えば５０〜１００重量部程度配合するとともに、酸化防止剤及び滑剤も配合してなるものが知られている。

ところで、オレフィン系樹脂は、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）に侵されて変色することから、この変色を回避するため、特殊な酸化防止剤や光安定剤や紫外線吸収剤を使用する技術が提案されている（例えば、下記特許文献１〜４参照）。
特開２００２−６９３１６号公報特開２００１−３１０９７２号公報特開２００１−８１２５０号公報特開平８−２８３４７３号公報

上記特許文献に開示された酸化防止剤は、変色を抑制する抑制剤としてその効果が期待されるものの、変色を引き起こす全ての要因には対応することができないという問題点を有している。すなわち、フェニル基やカルボニル基等を持つ重合残渣に起因した変色には対応することができないという問題点を有している。

フェニル基やカルボニル基等（ヒドロペルオキシド基も含む）を持つ化合物が金属と反応する。そして、この反応したものに対して窒素酸化物や硫黄酸化物が反応し易くなる。そしてさらに、窒素酸化物や硫黄酸化物が反応すると、この反応したものが変色を引き起こす。

難燃性樹脂組成物は、難燃剤に水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等を使用するが、これに少量の金属分が含まれるため、この金属分がフェニル基やカルボニル基等を持つ化合物と反応してしまう。

変色の一つの要因として、ポリマーの重合残渣で揮発性有機化合物でもあるフェニル基やカルボニル基等を持つ物質が関係することから、この要因を解消する策を講じることが必要である。尚、難燃剤に含まれる少量の金属分の除去は困難である。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、揮発性有機化合物の発生を抑制して変色を防止することを可能とした難燃性樹脂組成物の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の難燃性樹脂組成物の製造方法は、オレフィン系樹脂と難燃剤と酸化防止剤とを含み、これらを配合してなる難燃性樹脂組成物の製造方法において、配合物を混練する製造温度と製造時間とを前記製造温度が１４０℃以上で前記製造時間が１０分以上に制御しつつ混練中に真空吸引を行い、前記配合物をペレット形状にした後には置換温度と置換時間とを前記置換温度が６０℃以上で前記置換時間が６０分以上に制御しつつ空気置換を行うことを特徴としている。

このような特徴を有する本発明によれば、フェニル基等を持つ揮発性有機化合物の除去に効果的な製造方法となり、製造後の難燃性樹脂組成物に含まれる揮発性有機化合物の量が少なくなる。揮発性有機化合物の量が少なくなることにより、難燃剤に含まれる少量の金属分との反応が抑制され、これに伴って窒素酸化物や硫黄酸化物との反応も抑制される。

揮発性有機化合物を除去することができる原理としては、揮発性があるため、比較的低温でも圧力を低く（真空吸引）することで、蒸気圧を低くできるため、蒸気化して配合物から出てくる。これにより除去することができる。

請求項１に記載された本発明によれば、変色し難い難燃性樹脂組成物の製造方法を提供することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の難燃性樹脂組成物の製造方法の一実施の形態を示すフローチャートである。

本発明は、温度と時間の制御、真空吸引、空気置換を行って難燃性樹脂組成物を製造する方法である。ベース樹脂となるポリマーはオレフィン系樹脂であり、例えば、ＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合体）、ポリエチレン等を使用するものとする。このオレフィン系樹脂１００重量部に対して、本形態では、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の難燃剤を３０〜２００重量部、フェノール系の酸化防止剤を１重量部、滑剤を１重量部、などを例えば配合することにより、難燃性樹脂組成物を製造するようになっている。本発明は、製造の過程に特徴を有している。

図１において、ポリマーを含む組成物中に残存する揮発性有機化合物及びフェニル基やカルボニル基等を持つ重合残渣を除去することを目的とした工程を含んで難燃性樹脂組成物は製造されるようになっている。製造後の難燃性樹脂組成物は、この組成物から発生する揮発性有機化合物が常温（２３℃）で４００μｇ／ｍ^２ｈ以下となるようになっている。

製造工程に関して具体的に説明すると、（ａ）配合物を加圧ニーダで混練する。この混練は、製造温度１４０℃以上、製造時間１０分間以上の設定で行うものとする。（ｂ）混練中は、真空吸引を行い、蒸気化して配合物から出てくる揮発性有機化合物を除去する。（ｃ）配合物をペレット形状にした後、空気置換を行う。この空気置換は、置換温度６０℃以上、置換時間６０分間以上の設定で行うものとする。尚、置換する空気は循環ではないものとする。

難燃剤に含まれる少量の金属分の除去が困難であることから、本発明ではフェニル基等を持つ揮発性有機化合物の除去に重点を置いている。後述する実施例の説明から分かるようになるが、本発明によれば、製造後の難燃性樹脂組成物に含まれる揮発性有機化合物の量が従来と比べて格段に少なくなる。揮発性有機化合物の量が少なくなることによって、難燃剤に含まれる少量の金属分との反応が抑制され、これに伴って窒素酸化物や硫黄酸化物との反応も抑制される。従って、重合残渣に起因した変色が抑制される。

以下、本発明に係る製造方法を採用してなる難燃性樹脂組成物と、本発明に係る製造方法とは異なる条件によりなる比較例とを比較しながら説明する。尚、本発明に係る製造方法を採用してなる実施例１〜３は表１を、比較例１〜６は表２を参照するものとする。

実施例１の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（具体的には、ＪＰＯ製のＡ−１１００）１００重量部に対して、水酸化マグネシウム（具体的には、協和化学工業（株）製のキスマ５Ａ）３０重量部、酸化防止剤（具体的には、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ（株）製のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（具体的には、ステアリン酸であって（株）ＡＤＥＫＡ製のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１４０℃、製造時間１０分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度６０℃、置換時間６０分で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。

実施例２の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（上記のＡ−１１００）１００重量部に対して、水酸化マグネシウム（上記のキスマ５Ａ）１００重量部、酸化防止剤（上記のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（上記のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１４０℃、製造時間１０分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度６０℃、置換時間６０分で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。実施例２は、実施例１に対して水酸化マグネシウムの配合量が異なっている。

実施例３の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（上記のＡ−１１００）１００重量部に対して、水酸化マグネシウム（上記のキスマ５Ａ）２００重量部、酸化防止剤（上記のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（上記のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１４０℃、製造時間１０分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度６０℃、置換時間６０分で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。実施例３は、実施例１、２に対して水酸化マグネシウムの配合量が異なっている。

これに対して比較例１の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（上記のＡ−１１００）１００重量部に対して、水酸化マグネシウム（上記のキスマ５Ａ）１００重量部、酸化防止剤（上記のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（上記のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１２０℃、製造時間１０分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度６０℃、置換時間６０分で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。比較例１は、実施例２に対して製造温度が異なっている。

比較例２の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（上記のＡ−１１００）５０重量部に対して、水酸化マグネシウム（上記のキスマ５Ａ）２００重量部、酸化防止剤（上記のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（上記のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１４０℃、製造時間１０分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度６０℃、置換時間０分（一瞬の間）で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。比較例２は、実施例３に対してオレフィン系樹脂の配合量と置換時間とが異なっている。

比較例３の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（上記のＡ−１１００）５０重量部に対して、水酸化マグネシウム（上記のキスマ５Ａ）５０重量部、酸化防止剤（上記のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（上記のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１２０℃、製造時間５分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度６０℃、置換時間０分（一瞬の間）で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。比較例３は、実施例１〜３に対してオレフィン系樹脂の配合量、水酸化マグネシウムの配合量、製造温度、製造時間、及び置換時間が異なっている。

比較例４の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（上記のＡ−１１００）１００重量部に対して、水酸化マグネシウム（上記のキスマ５Ａ）１００重量部、酸化防止剤（上記のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（上記のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１３０℃、製造時間１０分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度６０℃、置換時間６０分で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。比較例４は、実施例２に対して製造温度が異なっている。

比較例５の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（上記のＡ−１１００）１００重量部に対して、水酸化マグネシウム（上記のキスマ５Ａ）１００重量部、酸化防止剤（上記のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（上記のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１４０℃、製造時間１０分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度５５℃、置換時間６０分で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。比較例５は、実施例２に対して置換温度が異なっている。

比較例６の難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂となるオレフィン系樹脂（上記のＡ−１１００）１００重量部に対して、水酸化マグネシウム（上記のキスマ５Ａ）１００重量部、酸化防止剤（上記のイルガノックス１０１０）１重量部、滑剤（上記のＳＡ−２００）１重量部配合したもので、この配合物を加圧ニーダーを用いて製造温度１４０℃、製造時間１０分で混練するとともに、真空吸引を行いながら混練し、そして、配合物をペレット形状にした後には、置換温度６０℃、置換時間５５分で空気置換（清浄空気での置換。置換する空気は循環でない）することによりなるものである。比較例６は、実施例２に対して置換時間が異なっている。

評価に関しては、揮発性有機化合物の評価と変色の評価とを行う。前者は、常温（２３℃）の石英製チャンバーに試料（難燃性樹脂組成物）を投入し清浄空気で置換する。発生した揮発性有機化合物をＴｅｎａｘＧＲ捕集管で捕集したものを、ＧＣ−ＭＳで定量する。判断基準は、揮発性有機化合物が４００μｇ／ｍ^２ｈ以下となるかどうかである。後者は、硫酸雰囲気中（２３℃常温）に白色の難燃性樹脂組成物を１６８時間放置し、標準光源下で目視により変色の有無を確認する。表中の記号は、○が変色無しの判定（合格）であり、△がやや変色有りの判定（不合格）、×が変色有りの判定（不合格）である。

実施例１〜３、及び比較例１〜６は、揮発性有機化合物の量を確認する上でノイズとなることから、次の点を前提としている。すなわち、揮発性有機化合物を抑制するために、組成物中には可塑剤（フタル酸エステル類やパラフィンオイル類等）、リン及びリン化合物、シリコーン及びシリコーン化合物、低分子の酸化防止剤を使用しないことを前提とする（低分子の酸化防止剤において、特にＢＨＴ（ジブチルヒドロキシトルエン）は変色の原因になり揮発性も高いことから使用しない）。

表１及び表２において、実施例１〜３は、揮発性有機化合物の発生量が少なく変色のない難燃性樹脂組成物であることが分かる。これに対して、比較例１〜６では揮発性有機化合物の発生量が多くなり変色も生じていることが分かる。実施例１〜３で採用している本発明に係る製造方法（製造温度１４０℃以上、製造時間１０分間以上の設定で混練を行う。また、置換温度６０℃以上、置換時間６０分間以上の設定で空気置換を行う）が有効であることが分かる。

比較例１の場合では、配合物を混練する際の製造温度が実施例１〜３と比べて２０℃低い１２０℃であり、これが原因となって、揮発性有機化合物の発生量が４００μｇ／ｍ^２ｈを上回る６００μｇ／ｍ^２ｈと多くなり、結果、やや変色が生じてしまうと考えられる。

比較例２の場合では、空気置換をする際の置換時間が無く（実施例１〜３は置換時間が６０分。これに対して比較例２は０分）、これが原因となって、揮発性有機化合物の発生量が４００μｇ／ｍ^２ｈを２倍の量で上回る８００μｇ／ｍ^２ｈと多くなり、結果、やや変色が生じてしまうと考えられる。

比較例３の場合では、配合物を混練する際の製造温度が実施例１〜３と比べて２０℃低い１２０℃であり、また、製造時間も実施例１〜３と比べて半分の５分であり、さらに、空気置換をする際の置換時間が無く（実施例１〜３は置換時間が６０分。これに対して比較例３は０分）、これらが原因となって、揮発性有機化合物の発生量が４００μｇ／ｍ^２ｈを大幅に上回る１５００μｇ／ｍ^２ｈと多く（４倍弱多く）なり、結果、変色が生じてしまうと考えられる。

比較例４の場合では、配合物を混練する際の製造温度が実施例１〜３に比べて１０℃低い１３０℃であり、これが原因となって、揮発性有機化合物の発生量が４００μｇ／ｍ^２ｈを上回る４５０μｇ／ｍ^２ｈと多くなり、結果、やや変色が生じてしまうと考えられる。

比較例５の場合では、空気置換をする際の置換温度が実施例１〜３に比べて５℃低い５５℃であり、これが原因となって、揮発性有機化合物の発生量が４００μｇ／ｍ^２ｈを上回る４３０μｇ／ｍ^２ｈと多くなり、結果、やや変色が生じてしまうと考えられる。

比較例６の場合では、空気置換をする際の置換時間が実施例１〜３と比べて５分短い５５分であり、これが原因となって、揮発性有機化合物の発生量が４００μｇ／ｍ^２ｈを上回る４３０μｇ／ｍ^２ｈと多くなり、結果、やや変色が生じてしまうと考えられる。

この他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。

本発明の難燃性樹脂組成物の製造方法の一実施の形態を示すフローチャートである。

Claims

オレフィン系樹脂と難燃剤と酸化防止剤とを含み、これらを配合してなる難燃性樹脂組成物の製造方法において、
配合物を混練する製造温度と製造時間とを前記製造温度が１４０℃以上で前記製造時間が１０分以上に制御しつつ混練中に真空吸引を行い、
前記配合物をペレット形状にした後には置換温度と置換時間とを前記置換温度が６０℃以上で前記置換時間が６０分以上に制御しつつ空気置換を行う
ことを特徴とする難燃性樹脂組成物の製造方法。