JP2013539495A - 粉状活性炭含有発泡ポリオレフィン - Google Patents

粉状活性炭含有発泡ポリオレフィン Download PDF

Info

Publication number
JP2013539495A
JP2013539495A JP2013526564A JP2013526564A JP2013539495A JP 2013539495 A JP2013539495 A JP 2013539495A JP 2013526564 A JP2013526564 A JP 2013526564A JP 2013526564 A JP2013526564 A JP 2013526564A JP 2013539495 A JP2013539495 A JP 2013539495A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyolefin
fine particles
activated carbon
expanded
powdered activated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013526564A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5914484B2 (ja
Inventor
ラベシュタイン ピエール ヴァン
ナンシー ラエヴェレン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaneka Belgium NV
Original Assignee
Kaneka Belgium NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaneka Belgium NV filed Critical Kaneka Belgium NV
Publication of JP2013539495A publication Critical patent/JP2013539495A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5914484B2 publication Critical patent/JP5914484B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/0066Use of inorganic compounding ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/16Making expandable particles
    • C08J9/18Making expandable particles by impregnating polymer particles with the blowing agent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/22After-treatment of expandable particles; Forming foamed products
    • C08J9/228Forming foamed products
    • C08J9/232Forming foamed products by sintering expandable particles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0066Flame-proofing or flame-retarding additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/06Ethers; Acetals; Ketals; Ortho-esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/17Amines; Quaternary ammonium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K21/00Fireproofing materials
    • C09K21/06Organic materials
    • C09K21/10Organic materials containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/03Extrusion of the foamable blend
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2201/00Foams characterised by the foaming process
    • C08J2201/02Foams characterised by the foaming process characterised by mechanical pre- or post-treatments
    • C08J2201/032Impregnation of a formed object with a gas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0083Nucleating agents promoting the crystallisation of the polymer matrix

Abstract

予備発泡ポリオレフィン微粒子を製造するための方法、粉状活性炭(PAC)を含有している予備発泡ポリオレフィン微粒子、およびPACおよび立体障害アミンエーテル難燃剤を含有している予備発泡ポリオレフィン微粒子。予備発泡ポリオレフィンを製造する方法は、粉状活性炭を含有しているポリオレフィン重合体の小粒を調製する工程;上記ポリオレフィン重合体の小粒に、水性分散液中で、5〜50barの圧力、且つ100〜170℃の温度にて、揮発性の発泡剤を含浸する工程;および大気圧まで減圧する工程を包含している。

Description

本発明は、粉状活性炭を含有している予備発泡ポリオレフィン微粒子に関する。粉状活性炭は、一般に、頭字語PACによって参照される。
好ましくは、ポリオレフィンは、その主成分として単量体プロピレンで構成されるものであり、本発明の好ましい製品は、従って、発泡ポリプロピレン(EPP)に属する。
本発明は、また、PACおよび立体障害アミンエーテル難燃剤を含有している予備発泡ポリオレフィン微粒子に関する。
本発明は、本発明の予備発泡ポリオレフィン微粒子を製造する方法、およびかかる方法によって取得された成型品に関する。
〔背景〕
発泡ポリプロピレン樹脂(EPP)成型品の典型的な特性は、成型品の重量に対する高水準の構造強度、優れた耐薬品性、耐熱性、耐衝撃性および圧縮後のひずみ率である。それゆえ、EPPは、多くの技術分野、例えば、緩衝包装材、リターナブルコンテナ、断熱材または自動車のバンパー芯材、側面衝突エネルギー吸収材および床材、建築資材、並びに装置および電気製品における部品等において広く用いられている。しかしながら、発泡ポリオレフィン樹脂の成型品は、燃えやすいという欠点を有している。これは、ポリプロピレンが、燃焼中の燃料としてのみならず、それぞれのEPP発泡微粒子が空気を含むために酸素源としても働き、その結果、炎を維持し燃焼を助けるためである。
近年、自動車部品、建築資材、並びに装置および電気製品におけるプラスチック部品のような製品は、難燃性または自己消火性を有することが強く要求されている。より具体的には、これらの製品は、その用途によって、特定の難燃性要件を満足させることが求められる。種々の国際標準は、これらの製品の燃焼挙動を評価するための多数の試験を開示している。例えば、ISO 3795またはFMVSSスタンダードの572.302節は、路上走行車の内装材の燃焼挙動を決定するための方法を開示している。両試験の結果は、材料の水平燃焼率の値である。
さらに、UL94スタンダードの段落12は、“水平燃焼発泡材料試験”を開示している。これは、非構造物用途の装置および電気製品における部品に使用されるプラスチック発泡材料の燃焼挙動を評価するための試験方法である。材料の試験結果が一定の基準に適合する場合には、その材料は、耐炎性の水準を示す“HBF”等級、“HF−2”等級または“HF−1”等級を獲得する。
ポリオレフィン樹脂の成型品に難燃性を付与する方法として、JP−A−3−269029、JP−A−5−331310、JP−A−7−238178、JP−A−3−269029、JP−A−5−331310、JP−A−7−238178、JP−A−4−363341、JP−A−6−192465、JP−A−7−309967、JP−A−10−147661、JP−A−9−227711およびWO2003/048239Aにおいて開示されたような種々の方法が知られている。
一方、燃焼挙動に関する要件を満足させるために、ハロゲン化合物、リン化合物、金属水酸化物等の多くの難燃添加剤が、プラスチック製品に難燃性を付与することが確認されている。しかし、多くの難燃添加剤は、深刻な欠点を有している。例えば、ハロゲン系難燃添加剤を含有しているプラスチック樹脂製品は、燃焼中に有害な気体を発生する可能性がある。さらに、リン化合物および金属水酸化物は、予備発泡微粒子を型内に充填し、蒸気を用いて加熱することによって融合する工程である型内発泡工程の間の予備発泡微粒子の融解接着を阻害する。さらに、これらの化合物を用いて優れた外観を実現することは困難であり、これらの化合物は、費用および再利用の観点から不利である。
USP6822023は、ポリオレフィン樹脂および立体障害アミンエーテル難燃剤を含有している樹脂組成物から作成した難燃性ポリオレフィン予備発泡微粒子を開示した。この難燃性ポリオレフィン予備発泡微粒子は、優れた成型性にて成型され、難燃性に優れ且つ燃焼時に有害な気体を発生しない型内発泡品を与え得る。
JP−2003053333は、この同じ立体障害アミンエーテル難燃剤が、難燃剤の含有量が少量であり且つカーボンブラックが着色剤として使用されているにも関わらず、ポリオレフィン樹脂発泡微粒子に優れた難燃作用を付与することを実証した。
驚くべきことに、発泡ポリプロピレン(EPP)のような発泡(expanded(foamed))ポリオレフィンにおける粉状活性炭(PAC)の組込みが、水平燃焼率を低下させると同時に難燃性を向上させることが見出された。これは、本発明の基盤である。
粉状活性炭(PAC)は、500m/gを上回る非常に大きな表面積を有している材料であり、木材、堅果の殻、泥炭または石炭といった炭素系材料の熱分解によって取得され、任意で化学的賦活または酸化と組み合わせて得られる。PACは、1〜150μmの典型的な粒子サイズを有している。
カーボンブラックは、石油炉工程における液体芳香族炭化水素の不完全燃焼によって生成される材料である。一次カーボンブラック微粒子の平均径は、8〜300ナノメートルの範囲である。加熱炉において、これらの一次カーボンブラック微粒子は、凝集し、一次凝集体と称されるより大きな3次元構造を形成する。凝集の程度は低くても高くてもよく、低構造グレードおよび高構造グレードをそれぞれ生じる。カーボンブラックの表面積は、通常、およそ100m/gである。
本発明者らは、驚くべきことに、ポリプロピレンのようなポリオレフィンに対するカーボンブラックの添加は、粉状活性炭とは異なり、予備発泡微粒子およびその発泡体に難燃性要件を満足させるための向上した難燃性を付与しないことを見出した。それどころか、この添加剤を含まない発泡ポリオレフィン製品に対して、燃焼挙動が実質的に悪化した。それゆえ、微粒子状の炭素源の存在だけでは、難燃性の向上に十分ではない。
さらに、驚くべきことに、発泡ポリプロピレン(EPP)のような発泡(expanded(foamed))ポリオレフィンにおける粉状活性炭(PAC)および立体障害アミンエーテル難燃剤の組込みが、難燃性をさらに向上させることを見出した。
好ましくは、立体障害アミンエーテル難燃剤は、下記化学式(1)の化合物である:
NHCHCHCHNRCHCHNRCHCHCHNHR (1)
上記式中、RおよびRは、下記化学式(2)のs−トリアジン基Tであり:
Figure 2013539495
上記式中、Rは1〜12個の炭素を有しているアルキル基であり、Rは、メチル基、シクロヘキシル基またはオクチル基である;且つ、
およびRのどちらか一方は、上記化学式(2)によって表されるs−トリアジン基Tであり、他方は水素原子である。
上述したように、本発明者らは、発泡(expanded(foamed))ポリオレフィンにおけるPACの組込みが難燃性を向上させ得ることを見出し、U.S.61/378149として特許出願した。PACの組込みによって達成される特性は、平行燃焼率によって測定される優れた難燃性である。自動車産業は、燃焼率に関する材料規格を導入したので、この特性は、自動車用途において特に要求される。低燃焼率は、燃えている車から乗客が離れるための十分な時間を与え得る。現在、100mm/分の最大燃焼率が内装材料に容認されているが、この燃焼率を低下させる傾向がある。安全性はますます重要であるので、将来、この規格は、最大燃焼率を低下させる見込みである。
しかし、水平燃焼率の利用および水平燃焼条件における損傷距離の利用といった、難燃性を評価するためのいくつかの方法がある。本発明者らは、ポリオレフィンから作られた成型品の難燃性が、立体障害アミンエーテル難燃剤とPACとを組み合わせて使用することによって、PACのみまたは立体障害アミンのみを使用した場合と比較して、大幅に改善され得ることを見出した。この顕著な効果は、水平燃焼条件における損傷距離の測定によって確認された。この特性は、電気装置および電気機器において特に要求される。短絡によって、電気装置の部品の材料が燃え始める危険性がある。短絡は建物を火事にするので、これらの用途のためには、炎の拡散が最少レベルに抑えられることが最も重要である。水平燃焼条件における損傷距離は、材料の自己消火性に関する指標であり、材料が炎の広がりを許容する程度を示している。
〔発明の詳細な説明〕
本発明において使用されるポリオレフィン樹脂は、好ましくは、ホモ重合体、および非環状モノオレフィン単量体が75〜100重量%、好ましくは80〜100重量%であり、且つ非環状モノオレフィン単量体と共重合し得る他の単量体が25〜0重量%、好ましくは20〜0重量%の共重合体である。非環状モノオレフィン単量体の含有量が75重量%より少ない場合、非環状モノオレフィン単量体からもたらされる特徴が十分に維持されない。
非環状モノオレフィン単量体の例は、例えば、2〜12個の炭素原子を有しているα−オレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン−1、イソブテン、ペンテン−3、3−メチルブテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテン−1、3,4−ジメチルブテン−1、ヘプテン−1、3−メチルヘキセン−1、オクテン−1およびデセン−1である。非環状モノオレフィンは、単独で使用されてもよく、または混合して使用されてもよい。
非環状モノオレフィン単量体と共重合し得る他の単量体の例は、例えば、シクロペンテン、ノルボルネンもしくは1,4,5,8−ジメチノ−1,2,3,4,4a,8,8a,6−オクタヒドロナフタレン(1,4,5,8-dimethno-1,2,3,4,4a,8,8a,6-octahydronaphthalene)、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−エチリデン−2−ノルボルネンのような環状オレフィン、または1,4−ヘキサジエン、メチル−1,4−ヘキサジエンもしくは7−メチル−1,6−オクタジエンのようなジエン等である。他の共重合し得る単量体は、単独で使用されてもよく、または混合して使用されてもよい。
上述した非環状モノオレフィン単量体とこれと共重合し得る他の単量体とから調製されたポリオレフィン樹脂の例は、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンおよび直鎖低密度ポリエチレンのようなポリエチレン樹脂;プロピレンホモ重合体およびエチレン−プロピレン共重合体(例えば、1〜15重量%のエチレンと99〜85重量%のプロピレンとの共重合体)のようなポリプロピレン樹脂;プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体およびエチレン−プロピレン−ジエン共重合体のような、エチレンおよび/またはプロピレンと他の単量体との共重合体;ポリブテン;ポリペンテン;等である。これらの内、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、1〜15重量%のエチレン含有量であり且つ99〜85重量%のプロピレン含有量を有しているエチレン−プロピレンランダム共重合体、およびエチレン−プロピレン−ブテン共重合体は、均一な独立セル構造を有している予備発泡微粒子が容易に取得される観点から好ましい。
ポリオレフィン樹脂は、単独で使用されてもよく、または混合して使用されてもよい。
ポリオレフィン樹脂は、0.1〜50g/10分、特に0.3〜40g/10分のメルトインデックス(MI)を有していることが好ましい。ポリオレフィン樹脂のMIが、0.1g/10分より小さい場合は、発泡時の樹脂の流動性に乏しく、発泡が困難である。MIが50g/10分より大きい場合は、流動性が過度に高く、また、予備発泡微粒子が発泡後に容易に収縮する傾向があるいため、高い発泡倍率を達成することが困難である。
MIはASTM D1238またはISO 1133に従って測定され得る。
本発明において、エチレン−アクリル酸−無水マレイン酸三元重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、またはエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体と金属イオンとの架橋によって調製されるイオノマー樹脂のような、カルボキシル基を含んでいる重合体のような他の熱可塑性重合体;ナイロン6、ナイロン6,6または共重合体化ナイロンのようなポリアミド、およびポリブチレンテレフタレートとポリテトラメチレングリコールとのブロック共重合体のような熱可塑性ポリエステルエラストマーは、ポリオレフィン樹脂と共に使用され得る。
本発明の発泡ポリオレフィン製品は、添加剤として粉状活性炭(PAC)を含有している。本発明において使用されるPACは、木材、堅果の殻、泥炭または石炭のような固体有機原料から製造される。これらは、蒸気または化学処理によって活性化され、その結果高度多孔質材となり、表面積が大きく且つ炭素質吸着剤としての機能を有している。PACは、1〜150μmの典型的な粒子サイズを有している。本発明において使用されるPACは限定されないが、メジアン粒子径が1〜10μmであることが好ましい。
好ましくは、PACは、500m/gから最大1500m/gまでの典型的な内部表面積を有している。
上述したPACは、例えば、“NORIT PAC”(Norit製)、“NUCHAR”(Mead West Vaco製)、“YAO”および“NV5”(Eurocarb製)として市販されている。
本発明において、全製品の100重量%に対して添加される粉状活性炭(PAC)の重量%は、0.1〜15重量%であることが好ましく、0.5〜12重量%であることがより好ましい。
他の実施形態において、PACとの組合せにおける立体障害アミンエーテル難燃剤が使用される。立体障害アミンエーテル難燃剤およびPACの両方の使用は、難燃性をさらに向上させ、且つ水平燃焼条件における損傷距離の測定によって評価される優れた難燃性を有する発泡体を提供する。
本発明において使用される好ましい立体障害アミンエーテル難燃剤は、例えば、下記化学式(1)の化合物である。
NHCHCHCHNRCHCHNRCHCHCHNHR (1)
上記式中、RおよびRは、下記化学式(2)のs−トリアジン基Tであり:
Figure 2013539495
上記式中、Rは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、2−エチルブチル基、イソペンチル基、1−メチルペンチル基、1,3−ジメチルブチル基、1−メチルヘキシル基、イソヘプチル基、1,1,3,3−テトラメチルペンチル基、1−メチルウンデシル基または1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル基のような1〜12個の炭素を有しているアルキル基であり、Rは、メチル基、シクロヘキシル基またはオクチル基である;且つ、
およびRのどちらか一方は、上記化学式(2)によって表されるs−トリアジン基Tであり、他方は水素原子である。立体障害アミンエーテル難燃剤は、単独で使用されてもよく、または混合して使用されてもよい。
上記化学式(2)によって表されるs−トリアジン基Tの例は、例えば、2,4−ビス[(1−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン、2,4−ビス[(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン、2,4−ビス[(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン等である。
立体障害アミンエーテル難燃剤(1)の例は、例えば、N,N’,N'''−トリス{2,4−ビス[(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノジプロピルアミン、N,N’,N''−トリス{2,4−ビス[(1−シクロヘキシルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノジプロピルアミン、N,N’,N'''−トリス{2,4−ビス[(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノ−ジプロピルアミン、N,N’,N''−トリス{2,4−ビス[(1−オクチルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレン−ジイミノジプロピルアミン、N,N’,N'''−トリス{2,4−ビス[(1−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノジプロピルアミン、N,N’,N''−トリス{2,4−ビス[(1−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)n−ブチルアミノ]−s−トリアジン−6−イル}−3,3’−エチレンジイミノ−ジプロピルアミン等である。立体障害アミンエーテル難燃剤は、単独で使用されてもよく、または混合して使用されてもよい。
立体障害アミンエーテル難燃剤は、全成分の100重量%に対して、通常、0.01〜20重量%部の量において使用される。
粉状活性炭(PAC)に加えて、発泡ポリオレフィン材料のための他の公知の添加剤も添加され得る。これらは、ワックスに加えて、染料、顔料、造核剤、安定剤、PAC以外の難燃剤、潤滑剤および帯電防止剤を包含している。立体障害アミンエーテル難燃剤も使用される場合には、上述した難燃剤は、立体障害アミンエーテル難燃剤を含まない。
造核剤は、発泡を促進し、且つセル径の制御、具体的には、セル径を小さくすることを可能にする。本発明において使用され得る造核剤は、焼成シリカ、天然または合成ゼオライトおよび(任意で修飾された)ベトナイト(betonite)のような他の無機種に加えて、雲母、タルク、重炭酸−クエン酸ナトリウム混合物を包含している。パラフィンおよびワックスのような無機材料もまた、成核作用を有し得る。
粉状活性炭の使用または立体障害アミンエーテル難燃剤と組み合わせたPACの使用が難燃作用を有していることが本発明者らによって見出されたが、従来の難燃剤を本発明の組成物にさらに添加することは可能である。
難燃剤として、臭素化脂肪族化合物、臭素化芳香族化合物、もしくは臭素化リン酸エステルを含む臭素化化合物、または臭素化重合体のような種々の化合物が使用され得る。対応する塩素化物も使用され得る。さらに、リン酸エステル、リン酸塩、ポリリン酸塩、窒素リンおよび赤リンのようなリン系化合物が知られている。メラミンホルムアルデヒド、アミノフォスフェイトのようなアミノ化合物が使用され得る。シリコーンオイル、およびシリコン重合体、シリコーンエラストマー、およびシリカゲルのような他のシリコン化合物が使用され得る。酸化アンチモン、金属水酸化物、金属酸化物、金属炭酸塩、酸化ホウ素、ホウ酸塩、および黒鉛のような無機化合物も使用され得る。これらの難燃剤の組合せが使用され得る。
臭素化化合物の例は、ヘキサブロモシクロドデカン、トリス(2,3−ジブロモプロピル)フォスフェイト、トリス(2,3−ジブロモプロピル)イソシアヌレート、テトラブロモビニル−シクロヘキサン、テトラブロモシクロオクタン、ペンタブロモシクロヘキサン、ヘキサブロモ−2−ブテン、テトラブロモノナン、ヘキサブロモベンゼン、オクタブロモジフェニルエーテル、デカブロモジフェニルエーテル、トリブロモフェノール、テトラブロモジヒドロキシジフェニル−メタン、ジブロモネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ジブロモフェニルグリシジルエーテル、テトラブロモビスフェノールAおよびテトラブロモビスフェノールA−JI(2,3−ジブロモプロピルエーテル)、テトラブロモビスフェノールA−JI(グリシジルエーテル)、テトラブロモビスフェノールS、エチレンビステトラブロミンフタルイミド、臭素化ポリスチレンを包含している。
無機難燃添加剤は、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化スズ、酸化スズ水和物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、酸化ホウ素、ホウ酸、ホウ酸亜鉛、ホウ酸バリウム、メタホウ酸バリウム、黒鉛を包含している。
本発明の予備発泡微粒子は、立体障害アミンエーテル難燃剤とPACとを含有しているポリオレフィン樹脂組成物から既知の方法にて調製され得る。例えば、予備発泡微粒子は、ポリオレフィン樹脂を難燃剤、PACおよび任意で添加剤と溶融−混練し、生じた混合物を樹脂微粒子に成形し、水性分散溶媒においてこの樹脂微粒子に揮発性の発泡剤を高温、高圧条件下において撹拌しながら添加し、この水性分散液を低圧域に放出して微粒子を発泡させることによって調製され得る。製造された予備発泡微粒子のかさ密度は、好ましくは10〜200g/L、特に20〜60g/Lであるが、任意で使用されるフィラーの有無および使用される樹脂の密度によって変わる。予備発泡微粒子の発泡倍率は、通常、3〜90であり、特におよそ5〜60である。予備発泡微粒子における独立セルの割合は65%以上であることが好ましく、特に80%以上であることが好ましい。平均セル径は50〜1000μmであることが好ましく、特に100〜800μmであることが好ましい。予備発泡微粒子のメジアン粒子径は、0.1〜10mmであることが好ましく、特に1〜10mmであることが好ましい。
上述した特徴に加えて、本発明の予備発泡微粒子は、示差走査熱量測定(DSC)によって測定された場合に、DSC曲線における2つの融解ピークを示し、且つより高温側に現れるピークの融解QHの熱が1.5〜25.0J/gであることがさらに好ましい。2つの融解ピーク温度を有している結果として、予備発泡微粒子は、ポリオレフィン樹脂を架橋することなく成型され得る。融解QHの熱が1.5J/gより低い場合は、成型品の寸法収縮が大きくなり、さらに圧縮強さのような成型品の機械特性が低下する。融解QHの熱が25.0J/gより高い場合は、成型品の表面性質が悪化し、且つ内部の融解接着も悪化し機械特性の低下をもたらす。具体的には、ポリオレフィン樹脂としてポリプロピレン樹脂を使用する場合は、融解QHの熱が1.5〜25J/g、特に5.0〜20.0J/g、さらに特に8.0〜18.0J/gであることが好ましい。
本発明の予備発泡微粒子は、DSC法によって測定された2つの融解ピーク温度を示すことが好ましい。これらの2つのピーク温度間の関係に関して要求される特別な限定はない。しかし、型内で成型するために加熱されたときに予備発泡微粒子がお互いに容易に融着されることから、これら2つの融解ピーク間の温度差が10〜25℃であることが好ましい。2つの融解ピーク温度は、ベースレジンの分子構造、樹脂の熱履歴、発泡剤の量、発泡温度および発泡圧によって変化するが、より高温度側において発泡が行われる場合は、2つの融解ピーク温度間の差は大きくなる。
予備発泡微粒子のDSC曲線において現れる2つの融解ピークは、樹脂微粒子の発泡において、ベースレジンが樹脂の融点付近における温度に加熱され、その後急冷されるときに生じるベースレジンの結晶状態の変化によって作り出される。結果として、2つの融解ピーク温度を有している予備発泡微粒子が得られる。
予備発泡微粒子の高温側ピークに関する融解QHの熱は、樹脂の分子構造および添加剤の量によって変化するが、融解QHの熱は、通常、発泡温度が上昇するとともに低下する。予備発泡のための加熱温度が(Tm−25)℃〜(Tm+10)℃の範囲内(Tmは、ベースレジン(すなわち、ポリオレフィン樹脂)の微粒子の融点(℃)である。)に設定される場合に、1.5〜25.0J/gの融解QHの熱を有している予備発泡微粒子が、上述した予備発泡微粒子の調製方法によって容易に取得され得る。発泡温度が上記範囲内に設定される理由は、ポリオレフィン樹脂の種類、使用される発泡剤の量および予備発泡微粒子の所望の発泡倍率に従って最適な発泡温度を適切に選択し得るためである。
難燃性ポリオレフィン予備発泡微粒子の調製方法を以下に説明する。
ポリオレフィン樹脂は、予備発泡において使用しやすいように、例えば、押出し機、混練機、バンバリーミキサーまたはロールミル内にて融解し、柱状、長球状、球状、立方体状または直方体状といった所望の形状を有し且つ0.1〜10mm、好ましくは0.7〜5mmのメジアン粒子径を有している微粒子に成形することによって、通常、所望の微粒子形状に処理される。PACおよび任意で使用される添加剤は、樹脂微粒子を調製する工程において、融解された樹脂に添加される。立体障害アミンエーテル難燃剤がPACと共に使用される場合は、この工程においても添加され得る。
本発明のポリオレフィン予備発泡微粒子を調製する方法は特に限定されず、既知の方法が適用され得る。例えば、予備発泡微粒子は、圧力容器内において、水性分散溶媒中、通常、水中に、ポリオレフィン樹脂微粒子を分散することによって分散液を作成する工程、撹拌しながら微粒子に発泡剤を含浸する工程、加圧下で所定の発泡温度まで分散液を加熱する工程、および分散液を低圧域に放出し微粒子を発泡させる工程を包含する方法によって製造される。
発泡を達成するために、揮発性の発泡剤が使用され、異なる手法によって組み込まれ得る。発泡剤の化学的性質に関して、種々の発泡剤が知られている。
発泡剤の1種は、炭化水素であり、ブタン、ペンタン、ヘキサンもしくはヘプタンのような直鎖アルカン、またはシクロブタン、シクロペンタネオもしくはシクロヘキサンのようなシクロアルカンであり得る。ハロゲン化炭化水素が使用され得る。ハロゲン化炭化水素は、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフルオロメタン、クロロエタン、およびジクロロトリフルオロエタンを包含している。メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールまたはn−ブタノールといったアルカノールを使用することも可能である。3,3−ジメチル−2−ブタノンおよび4−メチル−2−ペンタノンといったケトンも、発泡剤として公知である。エーテルおよびエステルの使用も公知である。二酸化炭素、空気、窒素または希ガスといった室温にて気体である発泡剤が使用され得る。上述した発泡剤の混合物が使用され得る。
発泡剤の量は特に限定されないが、生産される予備発泡微粒子の所望の発泡の程度に従って適切に選択される。しかし、発泡剤は、ポリオレフィン樹脂微粒子の100重量部あたり5〜50重量部の量において通常使用される。
ポリオレフィン微粒子の水性分散液の調製において、第三リン酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウムまたは炭酸カルシウムのような分散剤が用いられてもよい。ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、n−パラフィンスルホン酸ナトリウムまたはα−オレフィンスルホン酸ナトリウムのような界面活性剤は、分散の補助物質として少量が使用されてもよい。これらは、単独で使用されてもよく、または混合して使用されてもよい。そのような分散剤および界面活性剤の量は、その種類並びに使用されるポリオレフィン微粒子の種類および量によって変わる。通常、分散剤の量は、水100重量部あたり0.2〜3重量部であり、界面活性剤の量は、水100重量部あたり0.001〜0.1重量部である。水のような水性分散溶媒に分散されるポリオレフィン微粒子は、水に対する良好な分散を達成するために、通常、水100重量部あたり20〜100重量部の量において使用される。
通常、ポリオレフィン微粒子は、微粒子の水性分散液を作成するために、水および発泡剤と共に圧力容器に入れられ、高温、例えば、使用されるポリオレフィン樹脂の軟化点よりも高い温度にて発泡剤を含浸させる。この温度は、100℃〜170℃の間であることが好ましい。発泡剤を含む微粒子の分散液は、その後、圧力容器内で加圧下にて発泡温度まで加熱され、そしてその後、2〜10mmの径の開口を有している開口部を通って容器から低圧雰囲気中に放出される。その結果、ポリオレフィン樹脂微粒子を発泡させて、本発明のポリオレフィン予備発泡微粒子を与える。
発泡温度は、通常、110〜160℃である。
発泡圧は、主として所定の発泡倍率に従って選択され、通常、5〜50barである。
使用される圧力容器は限定されない。上述した圧力および温度に耐え得る限り、あらゆる容器が使用され得る。
代表的な容器は、オートクレーブ型圧力容器である。
別の押出し−発泡工程において、ポリオレフィン製品は、容器内で120℃〜240℃の温度にて融解される。1〜90分の滞留時間の後に、材料は発泡と同時に型を通って押し出され、その結果、粒状にされる。
本発明の発泡ポリオレフィン製品は、種々の局面にてポリオレフィンに組み込まれ得る種々の添加剤を含有していてもよい。例えば、ポリオレフィンの懸濁した小粒を含む含浸工程での発泡剤による発泡と同時に添加剤を組み込むことが可能である。添加剤を組み込むために、発泡と同時または発泡剤を用いた発泡よりも前に、特定の押出し工程を実行することも可能である。
本発明にかかる好ましい方法において、粉状活性炭(PAC)は、押出し機において、溶融と同時にポリオレフィンの小粒に組み込まれる。立体障害アミンエーテル難燃剤が使用される場合は、これが組み込まれてもよい。この後に、ポリオレフィンおよびPACを含む(または両方を含む)材料は押し出され、その後、小さなペレットに変形される。小さなペレットは、その後、5〜50barの圧力且つ100〜170℃の温度にて、発泡工程に供される。
リン酸三カルシウム、ピロリン酸マグネシウム、金属炭酸塩のような懸濁補助物質が使用され得る。他の可能性は、ポリビニルアルコールおよびスルホン酸塩系界面活性剤である。これらの材料は、反応炉におけるポリオレフィンの小粒の分散を促進する。
本発明のポリオレフィン樹脂予備発泡微粒子の型内発泡のために、既知の方法が使用されてもよい。その例は、(1)予備発泡微粒子を直接使用する方法;(2)空気のような無機ガスを予備発泡製品にあらかじめ注入することによって発泡能を付与する方法;および(3)加圧状態にて予備発泡微粒子で型枠を満たす方法を包含する。
本発明のオレフィン樹脂予備発泡微粒子から型内発泡品を形成するための方法の一実施例は、微粒子に空気を注入し、これによって発泡能を付与するために、あらかじめ圧力容器内の予備発泡微粒子を空気圧縮する工程、封入できるが内部を密封できない型枠を予備発泡微粒子で満たす工程、ポリプロピレン樹脂予備発泡微粒子間を融着させるために、蒸気のような加熱媒体を用いて、およそ2〜40barの加熱蒸気圧にて、3〜30秒間の加熱時間にて微粒子を成型する工程、型内発泡品が型枠から取り出された後で型内発泡品の変形を抑え得るレベルまで水を用いて型枠を冷却する工程、および型内発泡品を取得するために型枠を開く工程を包含している。
得られた製品は、その非常に低い密度から考えて、優れた難燃性と顕著な機械的強度を示す。それゆえ、種々の分野、特に、難燃性または自己消火性を要求する分野、例えば、自動車部品、装置および電気製品におけるプラスチック部品、並びに建築資材において、好適に使用され得る。
〔実施例1〜7および比較例1〜4〕
エチレン−プロピレンランダム共重合体(エチレン含有量 2.2重量%、MI 8.0g/10分)を、表1に示した量にてPACまたはカーボンブラックと混合した。使用した多孔質活性炭のメジアン粒子径は、およそ3μmであり、内部表面積は、およそ1000m/gであった。得られた混合物を、ツインスクリュー押出し機によって混煉し、1.2mg/微粒子の重量を有する樹脂微粒子に形成した。得られた樹脂微粒子の融点は159.0℃であった。
10リットル圧力容器を、100部の樹脂微粒子、表1に示した量の発泡剤、および分散溶媒(1.3部の粉末状塩基性第三リン酸カルシウムおよび0.02部のn−パラフィンスルホン酸ナトリウムを含有している150部の水)で満たした。得られた水性分散液を、表1に示した発泡温度まで加熱した。容器に発泡剤を導入しながら、容器内の圧力を、その後、18〜32barの範囲内で、所定の発泡量に調製した。圧力容器の下方部分に設けられたバルブを開け、窒素ガスを導入することによって容器内の圧力をその圧力に維持しながら、直径4.5mmの開口を有しているオリフィス板を通して、水性分散液を大気中に放出して予備発泡微粒子を得た。予備発泡微粒子を評価した。予備発泡微粒子を圧力容器内に配置し、大気圧まで圧縮し、圧縮した微粒子を、少なくとも10%の圧縮率にて370×370×60mmのサイズを有している枠型に充填した。微粒子同士を融着するために、微粒子を、その後、1.5〜3.5barの蒸気を用いて20秒間加熱した。得られた型内発泡品を評価した。
結果を表1に示す。実施例1〜7および比較例1〜4が示すように、予備発泡ポリオレフィンビーズへのPACの組込みは、ビーズから得られた成型品の難燃性を驚くほどに改善する。
〔実施例8〜10および比較例5〜8〕
エチレン−プロピレンランダム共重合体(エチレン含有量 2.2重量%、MI 8.0g/10分)を、PACおよび下記化学式(3)の立体障害アミンエーテル難燃剤(商標“FLAMSTAB NOR116”、Ciba Specialty Chemicals製):
RNHCHCHCHNRCHCHNCHCHCHNHR (3)
上記式中、Rは以下の化学式の基である:
Figure 2013539495
およびPACおよび立体障害アミンエーテル難燃剤以外の他の市販の難燃剤、表2に示した量のカーボンブラック、造核剤、抗酸化剤およびUV吸収剤と混合した。使用した多孔質活性炭のメジアン粒子径は、およそ3μmであり、内部表面積は、およそ1000m/gであった。得られた混合物を、ツインスクリュー押出し機によって混煉し、1.2mg/微粒子の重量を有する樹脂微粒子に形成した。得られた樹脂微粒子の融点は159.0℃であった。
10リットル圧力容器を、100部の樹脂微粒子、表2に示した量の発泡剤、および分散溶媒(1.3部の粉末状塩基性第三リン酸カルシウムおよび0.02部のn−パラフィンスルホン酸ナトリウムを含有している150部の水)で満たした。得られた水性分散液を、表2に示した発泡温度まで加熱した。容器に発泡剤を導入しながら、容器内の圧力を、その後、18〜32barの範囲内で、所定の発泡量に調製した。圧力容器の下方部分に設けられたバルブを開け、窒素ガスを導入することによって容器内の圧力をその圧力に維持しながら、直径4.5mmの開口を有しているオリフィス板を通して、水性分散液を大気中に放出して予備発泡微粒子を得た。予備発泡微粒子を評価した。結果を表2に示す。
予備発泡微粒子を圧力容器内に配置し、大気圧まで圧縮し、圧縮した微粒子を、少なくとも10%の圧縮率にて370×370×60mmのサイズを有している枠型に充填した。微粒子同士を融着するために、微粒子を、その後、1.5〜3.5barの蒸気を用いて20秒間加熱した。
得られた型内発泡品を評価した。結果を表3に示す。実施例8〜10および比較例5〜8が示すように、予備発泡ポリオレフィンビーズへのPACおよび立体障害アミンエーテル難燃剤の組込みによって、ビーズから得られた成型品は、PACまたは立体障害アミンエーテル難燃剤のみを使用した場合と比較して、より良好な期待難燃性を有し得る。
〔評価の方法〕
<予備発泡微粒子のかさ密度>
10リットルの容積V1(L)を有する容器を、乾燥した予備発泡微粒子で満たし、微粒子の重量W1(g)を正確に測定した。予備発泡微粒子のかさ密度D(g/L)を以下の数式に従って計算した:
D=W1/V1=W1/10
<型内発泡品の密度>
表2に示した型内発泡品の見かけ上の密度MD(g/L)を、発泡品の重量W2(g)を発泡品の容積V2(L)で除することによって計算した:
MD=W2/V2
<水平燃焼率>
水平燃焼率は、ISO 3795に従って測定した。
5個の試料を、356mm×75mm×13mmのサイズにて356mm×75mmの表面にスキン層を残したまま型内発泡品から切り取った。この5個一組の試料を、試験の直前まで、最短24時間且つ最長7日間にわたって、23±2℃且つ50±5%相対湿度にて前処理した。
試験の開始時に、プロパンガスが供給されたバーナーを点火し、炎の高さを38mmに調整した。炎を試料の一端に当てながら、スキン層を有する表面を炎に向けて下向きに15秒間さらした。炎の末端が、炎が当てられている試料の端から38mmの第1測定地点を通過したときに、燃焼時間BT(秒)の測定を開始した。試料のもう一方の端から38mmの最終測定地点に炎が達したとき、またはこの測定地点に到達する前に炎が消えたときに測定をやめた。
炎が最終測定地点に到達したとき、燃焼距離(BD)(mm)は254mmであった。または燃焼距離は、第一測定地点から炎が消えた地点までを測定した。
水平燃焼率は、mm/分で表され、以下の数式に従って計算された:HBR=BD/BT×60。
しかし、ISO 3795スタンダードは、試料が発火しなかった場合または第一測定地点に到達する前に炎が消えて燃焼時間BTが測定されなかった場合は、燃焼率は0mm/分であることを明記している。通常、これは、20g/lより低い成型密度を有している型内発泡品に関して起こる。
それぞれの組の最大値を評価した。
試料が発火し、且つ第一測定地点の前に炎が消えなかったという条件で、通常、予備発泡ポリオレフィン微粒子系の型内発泡品の燃焼率は、型内発泡品の成型密度に反比例する。
<水平燃焼条件における損傷距離>
水平燃焼条件における損傷距離を、UL94スタンダードの12段落において言及された“水平燃焼発泡材料試験”に従って測定した。
10個の試料を、150mm×50mm×13mmのサイズにて150mm×50mmの表面にスキン層を残したまま型内発泡品から切り取った。UL94に従って、5個一組の試料を、最短48時間にわたって、23±2℃且つ50±5%相対湿度にて、ASTM D 618に従って前処理し、5個一組の試料を、168時間にわたって、70±1℃にて、空気循環オーブン内で前処理し、その後、少なくとも4時間にわたって、室温にて、デシケーター内で冷却した。前者は標準状態に相当し、後者は劣化作用をシュミレーションしている。
試験の開始時に、メタンガスが供給され且つウイングチップが設けられたバーナーを点火し、炎の高さを38mmに調整した。炎を試料の一端に当てながら、スキン層を有する表面を炎に向けて下向きに60秒間さらした。それぞれの試料に関して、mmにて表される損傷距離を、炎にさらされた試料の端から燃焼が停止した地点までまたは125mm標線に到達した場合は125mm標線までを測定した。それぞれの組の平均値および最大値を評価した。
Figure 2013539495
Figure 2013539495
Figure 2013539495
立体障害アミンエーテル難燃剤は、全成分の100重量%に対して、通常、0.01〜20重量%の量において使用される。
造核剤は、発泡を促進し、且つセル径の制御、具体的には、セル径を小さくすることを可能にする。本発明において使用され得る造核剤は、焼成シリカ、天然または合成ゼオライトおよび(任意で修飾された)ベトナイト(betonite)のような他の無機種に加えて、雲母、タルク、重炭酸−クエン酸ナトリウム混合物を包含している。パラフィンおよびワックスのような有機材料もまた、成核作用を有し得る。
本発明の予備発泡微粒子は、立体障害アミンエーテル難燃剤とPACとを含有しているポリオレフィン樹脂組成物から既知の方法にて調製され得る。例えば、予備発泡微粒子は、ポリオレフィン樹脂を難燃剤、PACおよび任意で添加剤と溶融−混練し、生じた混合物を樹脂微粒子に成形し、水性分散溶媒においてこの樹脂微粒子に揮発性の発泡剤を高温、高圧条件下において撹拌しながら添加し、この水性分散液を低圧域に放出して微粒子を発泡させることによって調製され得る。製造された予備発泡微粒子のかさ密度は、好ましくは10〜200g/L、特に20〜60g/Lであるが、任意で使用されるフィラーの有無および使用される樹脂の密度によって変わる。予備発泡微粒子の発泡倍率は、通常、3〜90であり、特におよそ5〜60である。予備発泡微粒子における独立セルの割合は65%以上であることが好ましく、特に80%以上であることが好ましい。平均セル径は50〜1000μmであることが好ましく、特に100〜800μmであることが好ましい。予備発泡微粒子の平均粒子サイズは、0.1〜10mmであることが好ましく、特に1〜10mmであることが好ましい。
ポリオレフィン樹脂は、予備発泡において使用しやすいように、例えば、押出し機、混練機、バンバリーミキサーまたはロールミル内にて融解し、柱状、長球状、球状、立方体状または直方体状といった所望の形状を有し且つ0.1〜10mm、好ましくは0.7〜5mmの平均粒子サイズを有している微粒子に成形することによって、通常、所望の微粒子形状に処理される。PACおよび任意で使用される添加剤は、樹脂微粒子を調製する工程において、融解された樹脂に添加される。立体障害アミンエーテル難燃剤がPACと共に使用される場合は、この工程においても添加され得る。
発泡剤の1種は、炭化水素であり、ブタン、ペンタン、ヘキサンもしくはヘプタンのような直鎖アルカン、またはシクロブタン、シクロペンタンもしくはシクロヘキサンのようなシクロアルカンであり得る。ハロゲン化炭化水素が使用され得る。ハロゲン化炭化水素は、クロロジフルオロメタン、ジクロロメタン、ジクロロフルオロメタン、クロロエタン、およびジクロロトリフルオロエタンを包含している。メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールまたはn−ブタノールといったアルカノールを使用することも可能である。3,3−ジメチル−2−ブタノンおよび4−メチル−2−ペンタノンといったケトンも、発泡剤として公知である。エーテルおよびエステルの使用も公知である。二酸化炭素、空気、窒素または希ガスといった室温にて気体である発泡剤が使用され得る。上述した発泡剤の混合物が使用され得る。

Claims (13)

  1. 粉状活性炭(PAC)を含有している予備発泡ポリオレフィン微粒子。
  2. 上記予備発泡ポリオレフィン微粒子は、10〜200g/Lの密度を有していることを特徴とする、請求項1に記載の予備発泡ポリオレフィン微粒子。
  3. 上記粉状活性炭は、1〜10μmのメジアン粒子径を有していることを特徴とする、請求項1または2に記載の予備発泡ポリオレフィン微粒子。
  4. 上記粉状活性炭(PAC)の量は、全成分100重量%に対して、0.1〜15重量%であることを特徴とする、請求項1から3のいずれか1項に記載の予備発泡ポリオレフィン微粒子。
  5. 立体障害アミンエーテル難燃剤をさらに含有していることを特徴とする、請求項1から4のいずれか1項に記載の予備発泡ポリオレフィン微粒子。
  6. 上記立体障害アミンエーテル難燃剤が、下記化学式(1)の化合物であることを特徴とする、請求項5に記載の予備発泡ポリオレフィン微粒子:
    NHCHCHCHNRCHCHNRCHCHCHNHR (1)
    上記式中、RおよびRは、下記化学式(2)のs−トリアジン基Tであり:
    Figure 2013539495
    上記式中、Rは1〜12個の炭素を有しているアルキル基であり、Rは、メチル基、シクロヘキシル基またはオクチル基である;且つ、
    およびRのどちらか一方は、上記化学式(2)によって表されるs−トリアジン基Tであり、他方は水素原子である。
  7. 上記難燃剤の量は、全成分100重量%に対して、0.01〜20重量%であることを特徴とする、請求項5または6に記載の予備発泡ポリオレフィン微粒子。
  8. 上記ポリオレフィンは、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはエチレン−プロピレン共重合体から選択されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の予備発泡ポリオレフィン微粒子。
  9. 以下の工程を包含していることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の予備発泡ポリオレフィン製品を製造する方法:
    (a)粉状活性炭を含有しているポリオレフィン重合体の小粒を調製する工程;
    (b)粉状活性炭を含有している上記ポリオレフィン重合体の小粒に、水性分散液中で、5〜50barの圧力、且つ100〜170℃の温度にて、揮発性の発泡剤を含浸する工程;および
    (c)大気圧まで減圧する工程。
  10. 以下の工程を包含していることを特徴とする、請求項1から7のいずれか1項に記載の予備発泡ポリオレフィン製品を製造する方法:
    (a)立体障害アミンエーテル難燃剤および粉状活性炭を含有しているポリオレフィン重合体の小粒を調製する工程;
    (b)粉状活性炭を含有している上記ポリオレフィン重合体の小粒に、水性分散液中で、5〜50barの圧力、且つ100〜170℃の温度にて、揮発性の発泡剤を含浸する工程;および
    (c)大気圧まで減圧する工程。
  11. 粉状活性炭を含有しているポリオレフィン材料を調製するために、押出し機においてポリオレフィンの小粒を粉状活性炭と共に融解し、当該ポリオレフィン材料を小粒に変形させ、その後、得られた小粒を請求項8に記載の方法において使用する工程を含むことを特徴とする発泡ポリオレフィン製品の製造方法。
  12. 粉状活性炭を含有しているポリオレフィン材料を調製するために、押出し機においてポリオレフィンの小粒を粉状活性炭と共に融解し、当該ポリオレフィン材料を小粒に変形させ、その後、得られた小粒を請求項9に記載の方法において使用する工程を含むことを特徴とする発泡ポリオレフィン製品の製造方法。
  13. 請求項1から7のいずれか1項に記載の予備発泡ポリオレフィン微粒子および/または請求項8から11のいずれか1項に記載の方法によって製造された予備発泡ポリオレフィン微粒子の型内発泡によって製造された成型品。
JP2013526564A 2010-08-30 2011-08-29 粉状活性炭含有発泡ポリオレフィン Active JP5914484B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US37814910P 2010-08-30 2010-08-30
US61/378,149 2010-08-30
US201161501427P 2011-06-27 2011-06-27
US61/501,427 2011-06-27
PCT/IB2011/002319 WO2012028953A1 (en) 2010-08-30 2011-08-29 Expanded polyolefin containing powdered activated carbon

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013539495A true JP2013539495A (ja) 2013-10-24
JP5914484B2 JP5914484B2 (ja) 2016-05-11

Family

ID=45002995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013526564A Active JP5914484B2 (ja) 2010-08-30 2011-08-29 粉状活性炭含有発泡ポリオレフィン

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130158141A1 (ja)
EP (1) EP2611860B1 (ja)
JP (1) JP5914484B2 (ja)
CN (1) CN103097451B (ja)
PL (1) PL2611860T3 (ja)
WO (1) WO2012028953A1 (ja)
ZA (1) ZA201302107B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019529680A (ja) * 2016-09-19 2019-10-17 ロッテ ケミカル コーポレーション ポリオレフィン系難燃性発泡体製造用樹脂組成物およびこれから形成された難燃性発泡体
WO2022039076A1 (ja) * 2020-08-19 2022-02-24 株式会社カネカ ポリオレフィン系樹脂発泡粒子及びそのポリオレフィン系樹脂発泡成形体

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2632976B1 (en) * 2010-10-26 2019-12-04 Kaneka Belgium N.V. Expanded polyolefin containing powdered activated carbon and carbon black
EP2743295B1 (en) * 2011-08-09 2016-04-27 Kaneka Corporation Polyolefin resin foam particles and in-mold foaming molded body of same
EP2666626B1 (en) * 2012-05-23 2014-12-31 Sekisui Alveo AG Flame-retardant polyolefin foam and its production
PL3202834T3 (pl) * 2014-10-03 2020-04-30 Kaneka Belgium N.V. Wstępnie spienione cząstki żywicy poliolefinowej, formowanie spienione w formie oraz sposób wytwarzania cząstek i ich formowania
EP3002311A1 (en) 2014-10-03 2016-04-06 Kaneka Belgium N.V. Flame retardant pre-expanded polymer material, in-mold or extruded foamed article and process for producing the material
NL2020285B1 (en) 2018-01-17 2019-07-25 Synprodo B V Tube element made of expanded polymer
JP7175776B2 (ja) * 2019-01-15 2022-11-21 株式会社カネカ ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の製造方法
IT201900013098A1 (it) * 2019-07-26 2021-01-26 Giorgia Daniel “Materiale composito per stampaggio a caldo”

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002179830A (ja) * 2000-12-18 2002-06-26 Hagihara Industries Inc 活性炭含有樹脂発泡成形体及びそれを用いた脱臭剤
JP2004018773A (ja) * 2002-06-19 2004-01-22 Yuusui Kasei Kogyo Kk 機能性発泡粒子
JP2004263033A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Jsp Corp ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体
WO2010041936A2 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Synbra Technology B.V. Particulate, expandable polymer, method for producing particulate expandable polymer, as well as a special use of the obtained foam material.

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5655478A (en) * 1979-10-09 1981-05-16 Ishikawa Takashi Fireproofing agent
JPH03269029A (ja) 1990-03-16 1991-11-29 Nippon Petrochem Co Ltd 難燃性発泡組成物、難燃性発泡体およびその製造法
JPH04363341A (ja) 1991-06-11 1992-12-16 Jsp Corp 自己消火性ポリオレフィン系樹脂発泡体
JP3276169B2 (ja) 1992-06-02 2002-04-22 積水化学工業株式会社 発泡性ポリオレフィン系樹脂組成物及び難燃性ポリオレフィン系樹脂発泡体
DE4235693C1 (de) 1992-10-22 1994-07-14 Hein Farben Gmbh Verfahren zur Flammschutzausrüstung von Polyolefin-Partikelschäumen
JPH07238178A (ja) 1994-02-25 1995-09-12 Sekisui Chem Co Ltd 難燃性ポリオレフィン系樹脂発泡用組成物
JP3441165B2 (ja) 1994-05-19 2003-08-25 株式会社ジェイエスピー 難燃性ポリオレフィン系樹脂発泡粒子
JP3504055B2 (ja) 1996-02-22 2004-03-08 株式会社ジェイエスピー 難燃性ポリオレフィン系樹脂発泡粒子及びそれを用いた型内発泡成形体
KR0177919B1 (ko) * 1996-09-05 1999-05-15 선경건설주식회사 생물 여과제용 폴리올레핀 발포입자
JPH10147661A (ja) 1996-11-19 1998-06-02 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 難燃性ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子およびそれを用いた型内発泡成形体の製法
CA2254910C (en) * 1997-03-14 2007-03-27 Toray Industries, Inc. Foams comprising a fogging inhibitor
JP2003053333A (ja) 2001-08-13 2003-02-25 Yamaha Motor Co Ltd 浄水器及び浄水器の活性炭層形成方法
US6822023B2 (en) * 2001-12-03 2004-11-23 Kaneka Corporation Flame retardant polyolefin resin pre-expanded particles and in-mold foamed articles prepared therefrom
US6794424B2 (en) * 2001-12-04 2004-09-21 Agilent Technologies, Inc. Devices for calibrating optical scanners and methods of using the same
NL1023638C2 (nl) * 2003-06-11 2004-12-14 Synbra Tech Bv Deeltjesvormig, expandeerbaar polystyreen (EPS), werkwijze ter vervaardiging van deeltjesvormig expandeerbaar polystyreen, alsmede een bijzondere toepassing van polystyreenschuimmateriaal.
JP2006063340A (ja) * 2004-07-30 2006-03-09 Canon Inc インクジェット用インク、インクセット、インクジェット記録方法、インクカートリッジ、記録ユニット及びインクジェット記録装置
JP5372535B2 (ja) * 2009-01-28 2013-12-18 秀友 関川 難燃性または不燃性樹脂組成物、その製造方法及び製造用薬剤、その製造方法とその利用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002179830A (ja) * 2000-12-18 2002-06-26 Hagihara Industries Inc 活性炭含有樹脂発泡成形体及びそれを用いた脱臭剤
JP2004018773A (ja) * 2002-06-19 2004-01-22 Yuusui Kasei Kogyo Kk 機能性発泡粒子
JP2004263033A (ja) * 2003-02-28 2004-09-24 Jsp Corp ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体
WO2010041936A2 (en) * 2008-10-09 2010-04-15 Synbra Technology B.V. Particulate, expandable polymer, method for producing particulate expandable polymer, as well as a special use of the obtained foam material.
JP2012505288A (ja) * 2008-10-09 2012-03-01 シンブラ テクノロジー ベー ヴェー 粒子状発泡性ポリマー、粒子状発泡性ポリマーの製造方法、並びに、得られた発泡体材料の特殊な使用

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019529680A (ja) * 2016-09-19 2019-10-17 ロッテ ケミカル コーポレーション ポリオレフィン系難燃性発泡体製造用樹脂組成物およびこれから形成された難燃性発泡体
US10882976B2 (en) 2016-09-19 2021-01-05 Lotte Chemical Corporation Resin composition for preparing polyolefin based flame retardant foamed articles and flame retardant foamed articles therefrom
WO2022039076A1 (ja) * 2020-08-19 2022-02-24 株式会社カネカ ポリオレフィン系樹脂発泡粒子及びそのポリオレフィン系樹脂発泡成形体

Also Published As

Publication number Publication date
EP2611860A1 (en) 2013-07-10
CN103097451B (zh) 2016-03-30
ZA201302107B (en) 2013-11-27
JP5914484B2 (ja) 2016-05-11
CN103097451A (zh) 2013-05-08
WO2012028953A1 (en) 2012-03-08
US20130158141A1 (en) 2013-06-20
EP2611860B1 (en) 2018-08-08
PL2611860T3 (pl) 2019-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5914484B2 (ja) 粉状活性炭含有発泡ポリオレフィン
JP5690265B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子およびポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子からなるポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体
JP5161416B2 (ja) 難燃性ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子およびその型内発泡成形体
JP6630674B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子および型内発泡成形体、並びにそれらの製造方法
JP5927192B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂発泡粒子およびその型内発泡成形体
JP5518349B2 (ja) 難燃性ポリプロピレン系樹脂発泡粒子
US20160009888A1 (en) Method for producing cross-linked polyethylene- based resin expanded beads
JP5993859B2 (ja) 粉状活性炭含有発泡ポリオレフィン
JP5161663B2 (ja) 難燃性ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子およびその型内発泡成形体
JP5814687B2 (ja) ポリオレフィン系樹脂発泡粒子とその型内発泡成形体
JP2018162370A (ja) ポリプロピレン系樹脂黒色発泡粒子の製造方法
JP5545972B2 (ja) 発泡成形体の製造方法
JP5334452B2 (ja) 難燃性ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子、その製造方法、および、難燃性ポリオレフィン系樹脂型内発泡成形体
CN117083324A (zh) 聚丙烯系发泡颗粒和聚丙烯系发泡成型体、以及它们的制造方法
CN114075354A (zh) 聚烯烃系树脂发泡颗粒及其聚烯烃系树脂发泡成型体
JP2010070644A (ja) ポリオレフィン系樹脂予備発泡粒子、および、その型内発泡成形体

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140625

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150728

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160308

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160404

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5914484

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250