JP2011132506A - 難燃性樹脂組成物及びその成形品 - Google Patents
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Abstract
Description
フラン系樹脂であるポリアルキレン−2,5−フランジカルボキシレート(以下PAFと記す)は、糖類などから合成することができる熱可塑性樹脂であり、電気機器等への適用が期待されるバイオマス由来樹脂である。しかし、PAF単独では耐衝撃性、難燃性等の物性が低く、使用できる用途が限られている。
一方、特許文献2では、PAFに衝撃強化剤及び層状粘土鉱物剤を添加することで耐衝撃性を向上させているが、電気・電子機器等に使用するには耐衝撃性、難燃性の改善が望まれていた。
また、PAFにゴム成分を配合すると耐衝撃性が向上するが、PAFにゴム成分を配合した樹脂組成物は、難燃剤を添加しても高い難燃性(UL−94規格5V)を付与することは困難であった。
さらに、芳香族ポリカーボネートを混合する手段も考えられるが、PAFと芳香族ポリカーボネート樹脂は相溶性が悪く、粘度差も大きいため、混合しても耐衝撃性は向上しなかった。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明で使用するPAFは、下記式(1)で表わすポリアルキレンフランジカルボキシレートである。
また、本発明の難燃性樹脂組成物において、機械特性、熱特性、難燃性等を悪化させない限り、式(1)の繰り返し単位中への他の共重合成分の混入、及び架橋剤等による架橋が行われても良い。
本発明で使用する芳香族ポリカーボネートは、芳香族二価フェノール系化合物とホスゲン、または炭酸ジエステルとを反応させることにより得られる芳香族ホモまたはコポリカーボネートなどの芳香族ポリカーボネートが挙げられる。
具体的には、パンライトK−1300Y(商品名、帝人化成(株)製)が挙げられる。前記PAFと芳香族ポリカーボネートとの質量比は5/95〜40/60であることが望ましい。PAFの比率が40を超えると充分な難燃性が得られない場合がある。また、PAFの比率が5に達していない場合は、バイオマス由来樹脂の比率が低く、充分な環境負荷の低減効果が得られるとは言えない。上記範囲内の比率でPAFと芳香族ポリカーボネートを混合した場合、バイオマス由来樹脂の比率と難燃性のバランスが取れた特性を得ることができる。
本発明で使用するホスファゼン系化合物は、下記式(2)で表される。
具体的には、SPS−100(商品名、大塚化学(株)製)またはラビトルFP110(商品名、伏見製薬(株)製)が挙げられる。
本発明のホスファゼン系化合物は、機械特性、熱特性、難燃性等を悪化させない限り、2種類以上を組み合わせて用いても良い。
前記シリコーン・アクリル系コアシェルゴムは、機械特性、熱特性、難燃性等を悪化させない限り、2種類以上を組み合わせて用いても良い。
前記シリコーン・アクリル系コアシェルゴムの含有量は特に限定されないが、PAFと芳香族ポリカーボネートとの総量を100重量部として5〜40重量部が好ましく、5〜15重量部がさらに好ましい。シリコーン・アクリル系コアシェルゴムが5重量部未満だと耐衝撃性向上の効果が得られない可能性があり、40重量部を超えると難燃性が不十分になる可能性がある。
本発明のフッ素系化合物の含有量は特に限定されないが、環境への影響を考慮すると、本発明の難燃性樹脂組成物全体を100重量部として、PTFE含量で0.5重量部未満が望ましい。したがって、例えばメタブレンA−3800の場合、100重量部中にPTFEを50重量部含む為、難燃性樹脂組成物全体を100重量部としてA−3800は1重量部まで添加することができる。
本発明の難燃性樹脂組成物からなる成形品は、所望の形状に成形することができる。成形方法は特に限定されないが、例としては、押出成形、射出成形などを使用することができる。また、本発明の成形品の好ましい使用例としては、複写機の筐体及び内部部品、プリンターの筐体及び内部部品、複写機及びレーザービームプリンターのトナーカートリッジ部品、ファクシミリの筐体及び内部部品、カメラ部品、パソコン筐体及び内部部品、テレビ筐体及び内部部品などが挙げられる。
(ポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレートの合成)
窒素導入管、分留管-冷却管、SUS製撹拌羽を取り付けた10LのSUS製セパラブルフラスコを用意した。このセパラブルフラスコに、2,5−フランジカルボン酸を2300g(14.7mol)とエチレングリコール2758g(44.2mol)を測り取った。続いて、触媒としてチタニウムブトキシドを4.2g(12.3mmol)、モノブチルスズオキシドを4.1g(19.6mmol)測り取った。
こうして得られたポリエチレン−2,5−フランジカルボキシレート(以下、PEF)はゲル浸透クロマトグラフィーで測定した数平均分子量が約63000であった。
得られた樹脂を粉砕してペレット状にし、以下の実施例に使用した。
上記の方法で得られたPEFを120℃で6時間真空乾燥させた。また、芳香族ポリカーボネート樹脂のペレットを120℃で6時間熱風乾燥させた。
上記のPEF、芳香族ポリカーボネート、及び表1または表2に示した配合剤を、表1または表2に示した質量比になるよう秤量し、混合した。その後、二軸押出機(ラボプラストミル、商品名、(株)東洋精機製作所製)にて、215〜230℃のシリンダー温度で溶融混練を行った。押出機先端から吐出される樹脂をペレット状にカッティングして樹脂のペレットを得た。得られたペレットを90℃で6時間真空乾燥させた後、射出成形機(SE18DU、商品名、住友重機械工業(株)製)を用い、シリンダー温度210〜235℃、金型温度50℃にて、多目的試験片(80mm×10mm×t(厚み)4mm)及び難燃試験用試験片(125mm×12.5mm×t2mm)を成形した。
溶融混練時のシリンダー温度を240〜245℃、成形時のシリンダー温度を260〜310℃とし、それ以外は実施例1〜3と同様の方法で、樹脂の多目的試験片及び難燃試験片を成形した。
溶融混練時のシリンダー温度を200〜210℃、成形時のシリンダー温度を200〜215℃、金型温度25℃とし、それ以外は実施例1〜3と同様の方法で、樹脂の多目的試験片及び難燃試験片を成形した。
表1または表2に示される各材料は以下のものを使用した。
・芳香族ポリカーボネート「パンライト K−1300Y」:商品名、帝人化成(株)製・ホスファゼン系化合物「SPS−100」:商品名、大塚化学(株)製
・ホスファゼン系化合物「FP110」:商品名、伏見製薬(株)製
・リン系難燃剤「PX−200」:商品名、大八化学工業(株)製
・シリコーン・アクリル系コアシェルゴム「メタブレン S−2200」:商品名、三菱レイヨン(株)製
・フッ素系化合物「メタブレン A−3800」:商品名、三菱レイヨン(株)製
・加工安定化剤「IRGANOX B220」:商品名、チバ・ジャパン(株)製
・加工安定化剤「IRGANOX 1010」:商品名、チバ・ジャパン(株)製
(1)難燃性
試験方法:UL94規格準拠V試験(20mm垂直燃焼試験)及び5V試験(125mm垂直燃焼試験)
サンプル形状:難燃試験用試験片(125mm×12.5mm×t2mm)
(2)シャルピー衝撃値
試験方法:JIS K 7111準拠
サンプル形状:多目的試験片(80×10×t4mm)
ノッチ加工:ノッチングツールA−3(商品名、(株)東洋精機製作所製)使用。タイプAノッチ。
測定装置:デジタル衝撃試験機DG−UB(商品名、(株)東洋精機製作所製)
試験方法:JIS K 7191−2準拠
サンプル形状:多目的試験片(80mm×10mm×t4mm)
置き方:フラットワイズ 曲げ応力:1.80MPa
支点間距離:64mm 昇温速度:120℃/h
熱媒体:シリコーンオイル
測定装置:HDT/VSPT試験装置TM−4126(商品名、(株)上島製作所製)(4)曲げ強度、曲げ弾性率
試験方法:JIS K 7171準拠
サンプル形状:多目的試験片(80mm×10mm×t4mm)
測定装置:オートグラフAG−IS(商品名、(株)島津製作所製)
表1から分かるように、PAFと芳香族ポリカーボネートに対し、ホスファゼン、フッ素系化合物を配合した場合には、5V試験合格、シャルピー衝撃値5kJ/m2以上の結果が得られている。
一方、表2から分かるように、芳香族ポリカーボネートやホスファゼン化合物を配合しなかった場合、ホスファゼン化合物の代わりにリン系難燃剤を配合した場合、またはフッ素系化合物を配合しなかった場合には、5V試験に合格しない、もしくは5V試験に合格してもシャルピー衝撃値は5kJ/m2以上にならない結果となっている。
また、実施例1〜5により、PAFと芳香族ポリカーボネートとの重量比を5/95〜40/60にした場合、難燃性等を向上させることができた。
Claims (5)
- 前記ポリアルキレンフランジカルボキシレートと前記芳香族ポリカーボネートとの重量比が5/95〜40/60である請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。
- 前記ポリアルキレンフランジカルボキシレートと前記芳香族ポリカーボネートとの総量を100重量部として、ホスファゼン系化合物の含有量が10〜40重量部であることを特徴とする、請求項1または2に記載の難燃性樹脂組成物。
- シリコーン・アクリル系コアシェルゴムを含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物からなる成形品。
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