JP2020070332A - Flame-retardant resin composition and molding - Google Patents

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正貴 青山
Masaki Aoyama
正貴 青山
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Abstract

To provide a flame-retardant resin composition having excellent flame retardancy and a molding.SOLUTION: A flame-retardant resin composition contains a nano cellulose material (A), a phosphorous flame retardant (B), and a resin (C) composed of at least one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、難燃性樹脂組成物および成形体に関する。   The present invention relates to a flame-retardant resin composition and a molded product.

難燃性が求められる用途に適合する樹脂組成物について、その難燃性を向上させる技術が広く検討されている。   Techniques for improving the flame retardancy of resin compositions suitable for applications requiring flame retardancy have been widely studied.

樹脂組成物の難燃性を向上させる技術の1つとして、いわゆる難燃剤と呼ばれる化合物を含有させる例が提案されている。樹脂組成物に使用する難燃剤の例としては、金属水酸化物等の無機系難燃剤が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As one of the techniques for improving the flame retardancy of a resin composition, an example of incorporating a compound called a so-called flame retardant has been proposed. As an example of the flame retardant used in the resin composition, an inorganic flame retardant such as metal hydroxide is known (see, for example, Patent Document 1).

特開2009−84324号公報JP, 2009-84324, A

しかしながら、いわゆる難燃剤として知られる金属水酸化物等は、通常、粒子状のフィラー成分として含有されるため、樹脂中へ充分に拡散されずに、難燃剤が局所的に偏在してしまうと、所望の難燃効果が期待できない場合がある。
また、より優れた難燃性を発現させるには、樹脂量に対して多量の難燃剤を含有させることが必要になるが、難燃剤の含有量が多くなり過ぎると、シート等に成形したときの引張特性等の機械物性を保持できなくなる場合がある。
However, a metal hydroxide or the like known as a so-called flame retardant is usually contained as a particulate filler component, so that it is not sufficiently diffused into the resin, and the flame retardant is locally unevenly distributed, In some cases, the desired flame retardant effect cannot be expected.
Further, in order to develop more excellent flame retardancy, it is necessary to contain a large amount of flame retardant with respect to the amount of resin, but when the content of flame retardant becomes too large, when molded into a sheet or the like. It may not be possible to maintain mechanical properties such as tensile properties.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、難燃性に優れた難燃性樹脂組成物および成形体を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a flame-retardant resin composition having excellent flame retardancy and a molded article.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、ナノセルロース系材料およびリン系難燃剤を組み合わせて用いることによって、樹脂組成物の難燃性を効果的に向上させることができることを見出して本発明を完成するに至った。   The present inventors diligently studied to solve the above problems. As a result, they have found that the flame retardancy of a resin composition can be effectively improved by using a combination of a nanocellulose-based material and a phosphorus-based flame retardant, and completed the present invention.

すなわち、本発明によれば、以下に示す難燃性樹脂組成物および成形体が提供される。   That is, according to the present invention, the following flame-retardant resin composition and molded article are provided.

[1]
ナノセルロース系材料(A)と、リン系難燃剤(B)と、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のうち少なくとも一方からなる樹脂(C)と、を含む難燃性樹脂組成物。
[2]
上記[1]に記載の難燃性樹脂組成物において、
上記ナノセルロース系材料(A)および上記リン系難燃剤(B)の合計含有量を100質量%としたとき、上記リン系難燃剤(B)の含有量が1質量%以上50質量%以下である難燃性樹脂組成物。
[3]
上記[1]または[2]に記載の難燃性樹脂組成物において、
上記リン系難燃剤(B)が赤リン系難燃剤、非ハロゲンリン酸エステル系難燃剤、含ハロゲンリン酸エステル系難燃剤、縮合リン酸エステル系難燃剤およびポリリン酸塩系難燃剤からなる群から選択される一種または二種以上のリン系難燃剤を含む難燃性樹脂組成物。
[4]
上記[1]乃至[3]のいずれか一つに記載の難燃性樹脂組成物において、
上記ナノセルロース系材料(A)がセルロースナノファイバーおよびセルロースナノクリスタルからなる群から選択される少なくとも一種を含む難燃性樹脂組成物。
[5]
上記[4]に記載の難燃性樹脂組成物において、
上記ナノセルロース系材料(A)がセルロースナノクリスタルを含む難燃性樹脂組成物。
[6]
上記[5]に記載の難燃性樹脂組成物において、
上記セルロースナノクリスタルの平均アスペクト比が50未満であり、かつ、平均繊維径が1nm以上100nm以下である難燃性樹脂組成物。
[7]
上記[5]または[6]に記載の難燃性樹脂組成物において、
上記セルロースナノクリスタルの平均繊維長が45nm以上500nm以下である難燃性樹脂組成物。
[8]
上記[1]乃至[7]のいずれか一つに記載の難燃性樹脂組成物において、
上記ナノセルロース系材料(A)、上記リン系難燃剤(B)および上記樹脂(C)の合計含有量を100質量%としたとき、上記ナノセルロース系材料(A)および上記リン系難燃剤(B)の合計含有量が1質量%以上50質量%以下である難燃性樹脂組成物。
[9]
上記[1]乃至[8]のいずれか一つに記載の難燃性樹脂組成物において、
上記樹脂(C)がエチレン・不飽和エステル系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体、上記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂からなる群から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂を含む難燃性樹脂組成物。
[10]
上記[1]乃至[9]のいずれか一つに記載の難燃性樹脂組成物を成形してなる成形体。
[1]
A flame-retardant resin composition containing a nanocellulose-based material (A), a phosphorus-based flame retardant (B), and a resin (C) made of at least one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin.
[2]
In the flame-retardant resin composition according to the above [1],
When the total content of the nanocellulose-based material (A) and the phosphorus-based flame retardant (B) is 100% by mass, the content of the phosphorus-based flame retardant (B) is 1% by mass or more and 50% by mass or less. A flame-retardant resin composition.
[3]
In the flame-retardant resin composition according to the above [1] or [2],
The above-mentioned phosphorus flame retardant (B) is a group consisting of red phosphorus flame retardant, non-halogen phosphate ester flame retardant, halogen-containing phosphate ester flame retardant, condensed phosphate ester flame retardant and polyphosphate flame retardant. A flame-retardant resin composition containing one or more phosphorus flame retardants selected from the group consisting of:
[4]
The flame-retardant resin composition according to any one of [1] to [3] above,
A flame-retardant resin composition in which the nanocellulose-based material (A) contains at least one selected from the group consisting of cellulose nanofibers and cellulose nanocrystals.
[5]
In the flame-retardant resin composition according to the above [4],
A flame-retardant resin composition in which the nanocellulose-based material (A) contains cellulose nanocrystals.
[6]
In the flame-retardant resin composition according to the above [5],
A flame-retardant resin composition wherein the cellulose nanocrystals have an average aspect ratio of less than 50 and an average fiber diameter of 1 nm or more and 100 nm or less.
[7]
In the flame retardant resin composition according to the above [5] or [6],
A flame-retardant resin composition in which the average fiber length of the cellulose nanocrystal is 45 nm or more and 500 nm or less.
[8]
The flame-retardant resin composition according to any one of [1] to [7] above,
When the total content of the nanocellulose-based material (A), the phosphorus-based flame retardant (B), and the resin (C) is 100% by mass, the nanocellulose-based material (A) and the phosphorus-based flame retardant ( A flame-retardant resin composition having a total content of B) of 1% by mass or more and 50% by mass or less.
[9]
The flame-retardant resin composition according to any one of [1] to [8] above,
The resin (C) is an ethylene / unsaturated ester copolymer, an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer, an ionomer resin of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer, a polyolefin resin, a polyester resin and A flame-retardant resin composition containing one or more thermoplastic resins selected from the group consisting of polyamide resins.
[10]
A molded product obtained by molding the flame-retardant resin composition according to any one of the above [1] to [9].

本発明によれば、難燃性に優れた難燃性樹脂組成物および成形体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a flame-retardant resin composition having excellent flame retardancy and a molded article.

以下に、本発明における実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

[難燃性樹脂組成物]
はじめに、本実施形態に係る難燃性樹脂組成物について説明する。
本実施形態に係る難燃性樹脂組成物は、ナノセルロース系材料(A)と、リン系難燃剤(B)と、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のうち少なくとも一方からなる樹脂(C)と、を含む。
本実施形態に係る難燃性樹脂組成物によれば、難燃性に優れた成形体を得ることができる。
本実施形態に係る難燃性樹脂組成物を用いることにより、難燃性に優れた成形体が得られる理由は明らかではないが、ナノセルロース系材料(A)およびリン系難燃剤(B)を組み合わせて用いることによって、燃焼時に成形体の表面に炭化層を効果的に形成できるかだと考えられる。
炭化層はガスバリア性に優れているため、燃焼の初期段階で成形体の燃焼部表面全体に炭化層が形成されると、成形体と酸素との接触が遮断されるため、成形体の燃焼を燃焼の初期段階でストップさせることができる。
したがって、本実施形態に係る難燃性樹脂組成物を用いた成形体は、ナノセルロース系材料(A)およびリン系難燃剤(B)の相乗効果によって、燃焼の初期段階で成形体の燃焼部表面全体に炭化層を形成でき、その結果、成形体と酸素との接触を効果的に抑制できるため、難燃性に優れていると考えられる。
ここで、ナノセルロース系材料(A)が炭化層の原料となり、リン系難燃剤(B)がナノセルロース系材料(A)の炭化を促進させる作用を示していると考えられる。
すなわち、ナノセルロース系材料(A)およびリン系難燃剤(B)の相乗効果によって、燃焼の初期段階で成形体の燃焼部表面全体に炭化層を形成できると考えられる。
[Flame-retardant resin composition]
First, the flame-retardant resin composition according to this embodiment will be described.
The flame-retardant resin composition according to the present embodiment comprises a nanocellulose-based material (A), a phosphorus-based flame retardant (B), and a resin (C) made of at least one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin. ,including.
According to the flame-retardant resin composition according to the present embodiment, it is possible to obtain a molded article having excellent flame retardancy.
Although it is not clear why a molded article excellent in flame retardancy can be obtained by using the flame-retardant resin composition according to the present embodiment, the nano-cellulosic material (A) and the phosphorus-based flame retardant (B) are used. It is considered that the carbonized layer can be effectively formed on the surface of the molded body when used in combination when used in combination.
Since the carbonized layer has an excellent gas barrier property, if a carbonized layer is formed on the entire surface of the combustion part of the molded body in the initial stage of combustion, the contact between the molded body and oxygen is blocked, so that the combustion of the molded body is prevented. It can be stopped at the early stage of combustion.
Therefore, the molded body using the flame-retardant resin composition according to the present embodiment, the synergistic effect of the nanocellulosic material (A) and the phosphorus-based flame retardant (B), the combustion part of the molded body in the initial stage of combustion. A carbonized layer can be formed on the entire surface, and as a result, contact between the molded body and oxygen can be effectively suppressed, and thus it is considered to have excellent flame retardancy.
Here, it is considered that the nanocellulose-based material (A) serves as a raw material for the carbonized layer, and the phosphorus-based flame retardant (B) has an action of promoting the carbonization of the nanocellulose-based material (A).
That is, it is considered that a synergistic effect of the nanocellulose-based material (A) and the phosphorus-based flame retardant (B) can form a carbonized layer on the entire surface of the combustion part of the molded body in the initial stage of combustion.

以下、本実施形態に係る難燃性樹脂組成物を構成する各成分について説明する。   Hereinafter, each component constituting the flame-retardant resin composition according to this embodiment will be described.

(ナノセルロース系材料(A))
本実施形態に係るナノセルロース系材料(A)は、得られる難燃性樹脂組成物中のナノセルロース系材料(A)の分散性をより一層向上させるとともに、得られる成形体中のナノセルロース系材料(A)の分散性をより一層向上させる観点から、セルロースナノファイバーおよびセルロースナノクリスタルから選択される少なくとも一種を含むことが好ましく、セルロースナノクリスタルを含むことがより好ましい。
(Nanocellulose material (A))
The nanocellulose-based material (A) according to the present embodiment further improves the dispersibility of the nanocellulose-based material (A) in the flame-retardant resin composition to be obtained, and the nanocellulose-based material in the obtained molded body. From the viewpoint of further improving the dispersibility of the material (A), it is preferable to contain at least one selected from cellulose nanofibers and cellulose nanocrystals, and it is more preferable to contain cellulose nanocrystals.

セルロースナノファイバーは公知の方法により得ることができ、例えば、セルロース原料を解繊処理し、繊維径がナノサイズになるまで微細化することによって得ることができる。セルロース原料の解繊処理方法としては、例えば、機械的解繊処理や、N−オキシル化合物を含む酸化触媒液による処理等の薬品処理等が挙げられる。   Cellulose nanofibers can be obtained by a known method, for example, by defibrating a cellulose raw material and refining it until the fiber diameter becomes nanosize. Examples of the defibration treatment method for the cellulose raw material include mechanical defibration treatment and chemical treatment such as treatment with an oxidation catalyst liquid containing an N-oxyl compound.

セルロース原料としては、セルロースを含むものであれば特に限定されないが、例えば、各種木材パルプ、非木材パルプ、バクテリアセルロース、再生セルロース、古紙パルプ、コットン、バロニアセルロース、ホヤセルロース等が挙げられる。また、市販されている各種セルロース粉末や微結晶セルロース粉末を使用してもよい。   The cellulose raw material is not particularly limited as long as it contains cellulose, and examples thereof include various wood pulps, non-wood pulps, bacterial celluloses, regenerated celluloses, waste paper pulps, cottons, valonia celluloses and squirt celluloses. Further, various commercially available cellulose powders and microcrystalline cellulose powders may be used.

セルロース原料の機械解繊処理については特に限定されないが、例えば、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、ボールミル、ロールミル、カッターミル、遊星ミル、ジェットミル、アトライター、グラインダー、ジューサーミキサー、ホモミキサー、超音波ホモジナイザー、ナノジナイザー、水中対向衝突、1軸または2軸押出機等の装置を用いた方法が挙げられる。
機械解繊処理の条件を調整することにより、セルロース原料を所望の繊維径や繊維長に調整し、所望のサイズを有するナノセルロース系材料(A)を得ることができる。
The mechanical defibration treatment of the cellulose raw material is not particularly limited, for example, high pressure homogenizer, ultra high pressure homogenizer, ball mill, roll mill, cutter mill, planetary mill, jet mill, attritor, grinder, juicer mixer, homomixer, ultrasonic homogenizer. , A nanogenizer, an underwater collision, a single-screw or twin-screw extruder, and the like.
By adjusting the conditions of the mechanical defibration treatment, the cellulose raw material can be adjusted to a desired fiber diameter or fiber length, and a nanocellulose-based material (A) having a desired size can be obtained.

上記セルロースナノファイバーは、樹脂(C)との相溶性に優れ、透明性により一層優れる成形体が得られることから、カルボキシメチルセルロース、酸化セルロースおよび少なくとも一部の水酸基がエステル化されたセルロース(以下、エステル化セルロースとも呼ぶ。)から選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。これらのセルロースナノファイバーは一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。   The above-mentioned cellulose nanofiber has excellent compatibility with the resin (C), and a molded product having further excellent transparency can be obtained. Therefore, carboxymethyl cellulose, oxidized cellulose and cellulose in which at least a part of hydroxyl groups are esterified (hereinafter, It is also preferable to include one or more selected from (also referred to as esterified cellulose). These cellulose nanofibers may be used alone or in combination of two or more.

酸化セルロースとしては、酸化触媒として2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル(TEMPO)等のN−オキシル化合物を用いて上記セルロース原料を酸化処理することにより得られたものが好ましい。   As the oxidized cellulose, those obtained by oxidizing the above cellulose raw material using an N-oxyl compound such as 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl (TEMPO) as an oxidation catalyst are preferable. ..

N−オキシル化合物を用いて酸化処理を行うと、セルロース分子中の1級水酸基(グルコピラノース環の6位の炭素原子に結合した水酸基)の部分が高い選択性で酸化され、−CHOHがホルミル基を経てカルボキシ基に変換される。N−オキシル化合物を用いた酸化処理によれば、カルボキシ基を均一に、かつ、効率よく導入することができる。
また、N−オキシル化合物を用いた酸化処理は、セルロースの結晶性を損ないにくい。そのため、N−オキシル化合物を用いた酸化処理により得られる酸化セルロースのミクロフィブリルは、天然のセルロースが有する高い結晶構造を保持しており、高い機械的強度を得ることができる。
When the oxidation treatment is performed using an N-oxyl compound, the primary hydroxyl group (hydroxyl group bonded to the carbon atom at the 6-position of the glucopyranose ring) in the cellulose molecule is oxidized with high selectivity, and -CH 2 OH is generated. It is converted to a carboxy group via the formyl group. According to the oxidation treatment using the N-oxyl compound, the carboxy group can be introduced uniformly and efficiently.
In addition, the oxidation treatment using the N-oxyl compound is less likely to impair the crystallinity of cellulose. Therefore, the microfibrils of oxidized cellulose obtained by the oxidation treatment using the N-oxyl compound retain the high crystal structure of natural cellulose and can obtain high mechanical strength.

酸化セルロースは、N−オキシル化合物を含む酸化触媒液を用いて、上記セルロース原料を酸化処理することにより得られるものが好ましい。
このとき、N−オキシル化合物とともに、酸化剤を併用することが好ましい。酸化剤を併用すると、N−オキシル化合物が酸化剤により酸化されてオキソアンモニウム塩を順次生成し、そのオキソアンモニウム塩により、セルロースが酸化される。かかる酸化処理によれば、温和な条件下でも酸化反応を進行させることができ、カルボキシ基の導入効率をより向上させることができる。
The oxidized cellulose is preferably obtained by subjecting the above cellulose raw material to an oxidizing treatment using an oxidation catalyst liquid containing an N-oxyl compound.
At this time, it is preferable to use an oxidizing agent together with the N-oxyl compound. When the oxidizing agent is used in combination, the N-oxyl compound is oxidized by the oxidizing agent to sequentially generate oxoammonium salt, and the oxoammonium salt oxidizes cellulose. According to such an oxidation treatment, the oxidation reaction can proceed even under mild conditions, and the introduction efficiency of the carboxy group can be further improved.

N−オキシル化合物としては、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(TEMPO)、2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ヒドロキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−フェノキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ベンジルピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−アクリロイルオキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−メタクリロイルオキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ベンゾイルオキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−シンナモイルオキシピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−アセチルアミノピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−アクリロイルアミノピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−メタクリロイルアミノピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−ベンゾイルアミノピペリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−シンナモイルアミノピペリジン−1−オキシル、4−プロピオニルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−メトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−エトキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−アセトアミド−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、4−オキソ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル、2,2,4,4−テトラメチルアゼチジン−1−オキシル、2,2−ジメチル−4,4−ジプロピルアゼチジン−1−オキシル、2,2,5,5−テトラメチルピロリジン−N−オキシル、2,2,5,5−テトラメチル−3−オキソピロリジン−1−オキシル、2,2,6,6−テトラメチル−4−アセトキシピペリジン−1−オキシル、ジtert−ブチルアミン−N−オキシル、ポリ[(6−[1,1,3,3−テトラメチルブチル]アミノ)−s−トリアジン−2,4−ジイル][(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ等が挙げられる。
これらの中でも、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(TEMPO)が特に好ましい。
As the N-oxyl compound, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl (TEMPO), 2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 2,2,6 , 6-Tetramethyl-4-hydroxypiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-phenoxypiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-benzylpiperidine -1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-acryloyloxypiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-methacryloyloxypiperidine-1-oxyl, 2,2 , 6,6-Tetramethyl-4-benzoyloxypiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-cinnamoyloxypiperidine-1- Xyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-acetylaminopiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-acryloylaminopiperidine-1-oxyl, 2,2,6, 6-Tetramethyl-4-methacryloylaminopiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-benzoylaminopiperidine-1-oxyl, 2,2,6,6-tetramethyl-4-cinna Moylaminopiperidine-1-oxyl, 4-propionyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-methoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4 -Ethoxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 4-acetamido-2,2,6,6-tetramethylpiperidine N-oxyl, 4-oxo-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl, 2,2,4,4-tetramethylazetidine-1-oxyl, 2,2-dimethyl-4,4 -Dipropylazetidine-1-oxyl, 2,2,5,5-tetramethylpyrrolidine-N-oxyl, 2,2,5,5-tetramethyl-3-oxopyrrolidine-1-oxyl, 2,2 6,6-Tetramethyl-4-acetoxypiperidine-1-oxyl, ditert-butylamine-N-oxyl, poly [(6- [1,1,3,3-tetramethylbutyl] amino) -s-triazine- 2,4-diyl] [(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino] hexamethylene [(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) imino and the like can be mentioned.
Among these, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl (TEMPO) is particularly preferable.

N−オキシル化合物の使用量は特に限定されないが、酸化処理するセルロース原料の固形分100質量部に対して、通常は0.1質量部以上10質量部以下の範囲内であり、好ましくは0.5質量部以上5質量部以下の範囲内である。   The amount of the N-oxyl compound used is not particularly limited, but is usually in the range of 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, preferably 0.1 part by mass, relative to 100 parts by mass of the solid content of the cellulose raw material to be oxidized. It is in the range of 5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less.

酸化剤としては、臭素、塩素、ヨウ素等のハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸や過ハロゲン酸、またはそれらの塩、ハロゲン酸化物、窒素酸化物、過酸化物等、目的の酸化反応を促進できるものであれば特に限定されない。
酸化剤の使用量は、酸化処理するセルロース原料の固形分100質量部に対して、通常は1質量部以上100質量部以下の範囲内であり、好ましくは5質量部以上50質量部以下の範囲内である。
As the oxidizing agent, halogen, such as bromine, chlorine, iodine, hypohalous acid, halogenous acid or perhalogenic acid, or a salt thereof, halogen oxide, nitrogen oxide, peroxide, etc. There is no particular limitation as long as it can be promoted.
The amount of the oxidizing agent used is usually in the range of 1 part by mass or more and 100 parts by mass or less, preferably in the range of 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the solid content of the cellulose raw material to be oxidized. Within.

また、N−オキシル化合物および酸化剤とともに、さらに、N−オキシル化合物以外の他の触媒として、臭化物およびヨウ化物から選ばれる少なくとも1種を併用してもよい。
臭化物としては、臭化ナトリウム等の臭化アルカリ金属塩が挙げられる。また、ヨウ化物としては、ヨウ化ナトリウム等のヨウ化アルカリ金属塩が挙げられる。
臭化物およびヨウ化物から選ばれる触媒の使用量は、酸化反応を促進できる範囲で選択することができ、特に限定されない。酸化処理するセルロース原料の固形分100質量部に対して、通常は0質量部を超えて100質量部以下の範囲内であり、好ましくは5質量部以上50質量部以下の範囲内である。
In addition to the N-oxyl compound and the oxidizing agent, at least one selected from bromide and iodide may be used in combination as a catalyst other than the N-oxyl compound.
Examples of the bromide include alkali metal bromide salts such as sodium bromide. Further, examples of the iodide include alkali metal iodide salts such as sodium iodide.
The amount of the catalyst selected from bromide and iodide can be selected within a range that can accelerate the oxidation reaction, and is not particularly limited. It is usually in the range of more than 0 parts by mass and 100 parts by mass or less, preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the solid content of the cellulose raw material to be oxidized.

溶媒には水を使用することができる。酸化触媒液の浸透性を向上させるために、メタノール、エタノール等のアルコールや各種界面活性剤を含有させてもよい。   Water can be used as the solvent. In order to improve the permeability of the oxidation catalyst liquid, alcohols such as methanol and ethanol and various surfactants may be contained.

酸化触媒液のpHは、例えば、9以上12以下の範囲でおこなうことができる。また、酸化処理の温度と時間は、処理するセルロース原料の量により適宜設定されるため特に限定されないが、例えば、1℃以上60℃以下の範囲で、1分間以上500分間以下の範囲でおこなうことができる。   The pH of the oxidation catalyst liquid can be set to, for example, 9 or more and 12 or less. Further, the temperature and time of the oxidation treatment are not particularly limited because they are appropriately set depending on the amount of the cellulose raw material to be treated, but for example, the temperature and time are 1 ° C or more and 60 ° C or less, and 1 minute or more and 500 minutes or less. You can

上記の酸化処理条件を適切に調整することにより、上述した酸化セルロースのカルボキシル基含有量を所望の範囲内に調整することができる。また、上記酸化セルロースのカルボキシル基含有量を調整することにより、カルボキシル基の静電反発により、セルロース繊維の繊維径や繊維長等を調整することができる。   By appropriately adjusting the above oxidation treatment conditions, the carboxyl group content of the above-mentioned oxidized cellulose can be adjusted within a desired range. Further, by adjusting the carboxyl group content of the oxidized cellulose, electrostatic repulsion of the carboxyl group can adjust the fiber diameter or fiber length of the cellulose fiber.

本実施形態に係るセルロースナノファイバーの平均アスペクト比は50以上が好ましく、さらに好ましくは100以上であり、上限は例えば5000以下である。
本実施形態に係るセルロースナノファイバーの平均繊維径は、好ましくは1nm以上200nm以下であり、より好ましくは1nm以上100nm以下であり、さらに好ましくは1nm以上50nm以下である。また、平均繊維長は、100nm以上が好ましい。
ここで、平均アスペクト比とは平均繊維長/平均繊維径である。
セルロースナノファイバーの平均アスペクト比、平均繊維径および平均繊維長が上記範囲内であると、得られる難燃性樹脂組成物中のセルロースナノファイバーの分散性をより一層向上させることができるとともに、得られる成形体中のセルロースナノファイバーの分散性をより一層向上させることができる。
The average aspect ratio of the cellulose nanofiber according to the present embodiment is preferably 50 or more, more preferably 100 or more, and the upper limit is, for example, 5000 or less.
The average fiber diameter of the cellulose nanofiber according to the present embodiment is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, more preferably 1 nm or more and 100 nm or less, and further preferably 1 nm or more and 50 nm or less. The average fiber length is preferably 100 nm or more.
Here, the average aspect ratio is an average fiber length / average fiber diameter.
When the average aspect ratio of the cellulose nanofibers, the average fiber diameter and the average fiber length are within the above ranges, the dispersibility of the cellulose nanofibers in the obtained flame-retardant resin composition can be further improved and obtained. The dispersibility of the cellulose nanofibers in the obtained molded article can be further improved.

本実施形態に係るセルロースナノクリスタルは公知の方法により得ることができる。例えば、セルロース原料を硫酸等の酸によって処理することによって非結晶部分を加水分解して取り除き、次いで、機械的解繊処理することによりセルロースナノクリスタルを得ることができる。   The cellulose nanocrystal according to this embodiment can be obtained by a known method. For example, the cellulose nanocrystals can be obtained by hydrolyzing and removing the amorphous portion by treating the cellulose raw material with an acid such as sulfuric acid, and then subjecting it to mechanical defibration treatment.

セルロース原料としては、セルロースを含むものであれば特に限定されないが、例えば、各種木材パルプ、非木材パルプ、バクテリアセルロース、再生セルロース、古紙パルプ、コットン、バロニアセルロース、ホヤセルロース等が挙げられる。また、市販されている各種セルロース粉末や微結晶セルロース粉末を使用してもよい。   The cellulose raw material is not particularly limited as long as it contains cellulose, and examples thereof include various wood pulps, non-wood pulps, bacterial celluloses, regenerated celluloses, waste paper pulps, cottons, valonia celluloses and squirt celluloses. Further, various commercially available cellulose powders and microcrystalline cellulose powders may be used.

上記機械解繊処理については特に限定されないが、例えば、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザー、ボールミル、ロールミル、カッターミル、遊星ミル、ジェットミル、アトライター、グラインダー、ジューサーミキサー、ホモミキサー、超音波ホモジナイザー、ナノジナイザー、水中対向衝突、1軸または2軸押出機等の装置を用いた方法が挙げられる。   The mechanical defibration treatment is not particularly limited, for example, high pressure homogenizer, ultra high pressure homogenizer, ball mill, roll mill, cutter mill, planetary mill, jet mill, attritor, grinder, juicer mixer, homomixer, ultrasonic homogenizer, nanogenizer. A method using an apparatus such as an underwater collision, a single-screw or twin-screw extruder can be mentioned.

本実施形態に係るセルロースナノクリスタルの平均アスペクト比は50未満が好ましい。平均繊維径は、好ましくは1nm以上100nm以下であり、より好ましくは1nm以上85nm以下であり、さらに好ましくは1nm以上70nm以下である。また、平均繊維長は、45nm以上500nm以下が好ましい。セルロースナノクリスタルの平均アスペスト比、平均繊維径および平均繊維長が上記範囲内であると、得られる難燃性樹脂組成物中のセルロースナノクリスタルの分散性をより一層向上させることができるとともに、得られる成形体中のセルロースナノクリスタルの分散性をより一層向上させることができる。
ここで、平均アスペクト比とは平均繊維長/平均繊維径である。
The average aspect ratio of the cellulose nanocrystal according to this embodiment is preferably less than 50. The average fiber diameter is preferably 1 nm or more and 100 nm or less, more preferably 1 nm or more and 85 nm or less, and further preferably 1 nm or more and 70 nm or less. The average fiber length is preferably 45 nm or more and 500 nm or less. When the average aspart ratio of the cellulose nanocrystals, the average fiber diameter and the average fiber length are within the above ranges, the dispersibility of the cellulose nanocrystals in the obtained flame-retardant resin composition can be further improved and obtained. It is possible to further improve the dispersibility of the cellulose nanocrystals in the obtained molded body.
Here, the average aspect ratio is an average fiber length / average fiber diameter.

ここで、ナノセルロース系材料(A)の平均繊維径、平均繊維長は、例えば、原子間力顕微鏡等の顕微鏡によってナノセルロース系材料(A)を撮影し、その画像から測定することができる。また、ナノセルロース系材料(A)の平均繊維径、平均繊維長は、例えば、セルロース繊維10点の繊維径および繊維長を測定し、その平均値を採用することができる。   Here, the average fiber diameter and the average fiber length of the nanocellulose-based material (A) can be measured from an image of the nanocellulose-based material (A) taken with a microscope such as an atomic force microscope. As the average fiber diameter and average fiber length of the nanocellulose-based material (A), for example, the fiber diameter and fiber length at 10 points of cellulose fibers can be measured, and the average value thereof can be adopted.

(リン系難燃剤(B))
本実施形態に係るリン系難燃剤(B)としては、例えば、赤リン等の赤リン系難燃剤;トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、キシレニルジフェニルホスフェート、ノゾルシノール−ビス−(ジフェニルホスフェート)、2−エチレルヘキシルジフェニルホスフェート、ジメチルメチルホスフォネート、トリアリルホスフェート、ノンハロゲン系リン酸エステル、クレジルジ−2,6−キシレニルホスフェート等の非ハロゲンリン酸エステル系難燃剤;トリクロロエチルホスフェート、トリスジクロロプロピルホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、トリス(トリブロモネオペンチル)ホスフェート、トリス−β−クロロプロピルホスフェート等の含ハロゲンリン酸エステル系難燃剤;芳香族縮合リン酸エステル、含ハロゲン縮合リン酸エステル、非ハロゲン縮合リン酸エステル等の縮合リン酸エステル系難燃剤;ポリリン酸アンモニウム、ポリクロロホスファイト等のポリリン酸塩系難燃剤等が挙げられる。これらのリン系難燃剤は一種を単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中でも、非ハロゲンリン酸エステル系難燃剤が好ましい。
(Phosphorus flame retardant (B))
Examples of the phosphorus-based flame retardant (B) according to the present embodiment include red phosphorus-based flame retardants such as red phosphorus; trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl. Phosphate, xylenyl diphenyl phosphate, nozorcinol-bis- (diphenyl phosphate), 2-ethylerhexyl diphenyl phosphate, dimethyl methyl phosphate, triallyl phosphate, non-halogen phosphate, cresyl di-2,6-xylenyl phosphate Non-halogen phosphate ester flame retardants such as trichloroethyl phosphate, trisdichloropropyl phosphate, tris (chloropropyl) phosphate, tris (tribromoneopentyl) phosphate Phosphate-containing flame retardants such as phosphates and tris-β-chloropropyl phosphate; condensed phosphate ester-based flame retardants such as aromatic condensed phosphate esters, halogen-containing condensed phosphate esters, and non-halogen condensed phosphate esters; Examples include polyphosphate flame retardants such as ammonium polyphosphate and polychlorophosphite. These phosphorus-based flame retardants may be used alone or in combination of two or more.
Among these, non-halogen phosphate ester flame retardants are preferable.

本実施形態に係る難燃性樹脂組成物において、ナノセルロース系材料(A)およびリン系難燃剤(B)の合計含有量を100質量%としたとき、リン系難燃剤(B)の含有量の上限は、例えば50質量%以下であり、難燃性樹脂組成物中でのナノセルロース系材料(A)の含有量を増加させ、燃焼初期段階に成形体の燃焼部表面全体に炭化層をより一層効果的に形成する観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、特に好ましくは15質量%以下である。
また、本実施形態に係る難燃性樹脂組成物中のリン系難燃剤(B)の含有量の下限は、例えば1質量%以上であり、燃焼初期段階における成形体表面へのナノセルロース系材料(A)の炭化層の形成速度をより一層促進させる観点から、好ましくは2質量%以上、より好ましくは3質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上、特に好ましくは8質量%以上である。
In the flame-retardant resin composition according to the present embodiment, when the total content of the nanocellulose-based material (A) and the phosphorus-based flame retardant (B) is 100% by mass, the content of the phosphorus-based flame retardant (B). Is 50% by mass or less, for example, to increase the content of the nanocellulosic material (A) in the flame-retardant resin composition, and to form a carbonized layer on the entire surface of the combustion part of the molded body in the initial stage of combustion. From the viewpoint of forming more effectively, the content is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, further preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or less.
In addition, the lower limit of the content of the phosphorus-based flame retardant (B) in the flame-retardant resin composition according to the present embodiment is, for example, 1% by mass or more, and the nanocellulose-based material on the surface of the molded body in the initial stage of combustion. From the viewpoint of further accelerating the formation rate of the carbonized layer (A), it is preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, further preferably 5% by mass or more, and particularly preferably 8% by mass or more.

(樹脂(C))
本実施形態に係る樹脂(C)は、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のうち少なくとも一方からなる。樹脂(C)は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、熱可塑性樹脂が好ましい。
(Resin (C))
The resin (C) according to this embodiment is made of at least one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin. The resin (C) may be used alone or in combination of two or more. Of these, thermoplastic resins are preferable.

<熱可塑性樹脂>
本実施形態に係る熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、ポリ(1−ブテン)等のポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂;ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等のポリアミド系樹脂;エチレン・ビニルエステル共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体等のエチレン・不飽和エステル系共重合体;エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体またはそのアイオノマー樹脂;ポリ(メタ)アクリル酸エステル樹脂等のポリ(メタ)アクリル系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩素系樹脂;ポリテトラフルオロエチレン、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル等のフッ素系樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等のポリエーテル系樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリフェニレンオキシド樹脂やポリフェニレンスルフィド樹脂等のポリフェニレン系樹脂;ポリ酢酸ビニル樹脂;ポリアクリロニトリル樹脂;熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂は一種単独で使用してもよいし、二種以上組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、機械特性、取扱い性、外観、軽量性、汎用性および成形性等のバランスに優れる点から、エチレン・不飽和エステル系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂からなる群から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂が好ましく、難燃性に劣るため難燃性の向上が特に求められる点から、エチレン・不飽和エステル系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂およびポリオレフィン系樹脂からなる群から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂がより好ましく、ナノセルロース系材料(A)との親和性に優れる点から、エチレン・不飽和エステル系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体およびエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂からなる群から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂がさらに好ましい。
以下、エチレン・不飽和エステル系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体またはそのアイオノマー樹脂について、詳細に説明する。
<Thermoplastic resin>
The thermoplastic resin according to this embodiment is not particularly limited, but examples thereof include polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, poly (4-methyl-1-pentene), and poly (1-butene); polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate. Polyester resins such as polyethylene naphthalate; polyamide resins such as nylon-6, nylon-66, polymethaxylene adipamide; ethylene / vinyl ester copolymers, ethylene / unsaturated carboxylic acid ester copolymers, etc. Ethylene / unsaturated ester copolymers; ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymers or ionomer resins thereof; poly (meth) acrylic resins such as poly (meth) acrylic acid ester resins; polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride Chlorine-based resin such as polytetrafluor Fluorine-based resins such as ethylene, ethylene tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride and polyvinyl fluoride; polystyrene resins; polyether-based resins such as polyetheretherketone resins and polyetherketone resins; polycarbonate resins; polyphenylene oxide resins and polyphenylene sulfides Examples of the resin include polyphenylene resins such as resins; polyvinyl acetate resins; polyacrylonitrile resins; thermoplastic elastomers. These thermoplastic resins may be used alone or in combination of two or more.
Among these, ethylene / unsaturated ester copolymers, ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymers, ethylene, from the viewpoint of excellent balance of mechanical properties, handleability, appearance, lightness, versatility, moldability, etc. -One or more thermoplastic resins selected from the group consisting of unsaturated carboxylic acid-based copolymer ionomer resins, polyolefin-based resins, polyester-based resins, and polyamide-based resins are preferable, and flame retardancy is inferior. From the point that improvement of the flammability is particularly required, from ethylene / unsaturated ester copolymers, ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymers, ionomer resins and polyolefin resins of ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymers One or more thermoplastic resins selected from the group consisting of are more preferable, and a parent with the nanocellulosic material (A) One or two selected from the group consisting of an ethylene / unsaturated ester copolymer, an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer, and an ionomer resin of an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer from the viewpoint of excellent properties. More than one thermoplastic resin is more preferred.
Hereinafter, the ethylene / unsaturated ester copolymer, the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer, or the ionomer resin thereof will be described in detail.

<<エチレン・不飽和エステル系共重合体>>
本実施形態に係るエチレン・不飽和エステル共重合体は、エチレンと、不飽和エステルの少なくとも1種とを共重合した重合体である。エチレン・不飽和エステル共重合体としては、エチレンと不飽和エステルとを含む共重合体を例示することができる。
また、本実施形態に係るエチレン・不飽和エステル共重合体はエチレン・ビニルエステル共重合体およびエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体から選択される少なくとも一種の重合体を含むことが好ましい。
また、本実施形態に係るエチレン・不飽和エステル共重合体は、エチレンおよび不飽和エステル以外の重合性モノマーを含んでいてもよく、例えばプロピレン、ブテン、ヘキセン等のオレフィンを例示することができる。
<< Ethylene / Unsaturated Ester Copolymer >>
The ethylene / unsaturated ester copolymer according to this embodiment is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and at least one kind of unsaturated ester. As the ethylene / unsaturated ester copolymer, a copolymer containing ethylene and an unsaturated ester can be exemplified.
Further, the ethylene / unsaturated ester copolymer according to the present embodiment preferably contains at least one polymer selected from an ethylene / vinyl ester copolymer and an ethylene / unsaturated carboxylic acid ester copolymer.
Further, the ethylene / unsaturated ester copolymer according to the present embodiment may contain a polymerizable monomer other than ethylene and unsaturated ester, and examples thereof include olefins such as propylene, butene, and hexene.

本実施形態に係るエチレン・ビニルエステル共重合体としては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・プロピオン酸ビニル共重合体、エチレン・酪酸ビニル共重合体、エチレン・ステアリン酸ビニル共重合体等から選択される一種または二種以上を用いることができる。   Examples of the ethylene / vinyl ester copolymer according to the present embodiment include ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene / vinyl propionate copolymer, ethylene / vinyl butyrate copolymer, ethylene / vinyl stearate copolymer. One kind or two or more kinds selected from the above can be used.

本実施形態に係るエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体は、エチレンと、不飽和カルボン酸エステルの少なくとも1種とを共重合した重合体である。
具体的には、エチレンと、不飽和カルボン酸アルキルエステルと、からなる共重合体を例示することができる。
The ethylene / unsaturated carboxylic acid ester copolymer according to the present embodiment is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and at least one kind of unsaturated carboxylic acid ester.
Specifically, a copolymer composed of ethylene and an unsaturated carboxylic acid alkyl ester can be exemplified.

不飽和カルボン酸エステルにおける不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、2−エチルアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水フマル酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル等が挙げられる。
これらの中でも、上記不飽和カルボン酸は、エチレン・不飽和エステル共重合体の生産性、衛生性等の観点から、アクリル酸およびメタクリル酸から選ばれる少なくとも一種を含むことが好ましい。これらの不飽和カルボン酸は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the unsaturated carboxylic acid in the unsaturated carboxylic acid ester include acrylic acid, methacrylic acid, 2-ethylacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic anhydride, fumaric anhydride and itaconic anhydride. , Monomethyl maleate, monoethyl maleate and the like.
Among these, the unsaturated carboxylic acid preferably contains at least one selected from acrylic acid and methacrylic acid from the viewpoints of productivity and hygiene of the ethylene / unsaturated ester copolymer. These unsaturated carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.

不飽和カルボン酸アルキルエステルにおけるアルキル部位としては、炭素数1〜12のものを挙げることができ、より具体的には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、セカンダリーブチル、2−エチルヘキシル、イソオクチル等のアルキル基を例示することができる。本実施形態では、アルキルエステルのアルキル部位の炭素数は、1〜8が好ましい。   Examples of the alkyl moiety in the unsaturated carboxylic acid alkyl ester include those having 1 to 12 carbon atoms, and more specifically, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, secondary butyl, Examples thereof include alkyl groups such as 2-ethylhexyl and isooctyl. In the present embodiment, the alkyl moiety of the alkyl ester preferably has 1 to 8 carbon atoms.

不飽和カルボン酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、および(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等の(メタ)アクリル酸エステルから選択される一種または二種以上を含むことが好ましい。これらの不飽和カルボン酸エステルは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、および(メタ)アクリル酸n−ブチルから選択される一種または二種以上を含むことがより好ましい。   Examples of unsaturated carboxylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid. It is preferable to contain one or more selected from (meth) acrylic acid esters such as n-butyl, isooctyl (meth) acrylate, and 2-ethylhexyl (meth) acrylate. These unsaturated carboxylic acid esters may be used alone or in combination of two or more. Among these, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, and n-butyl (meth) acrylate It is more preferable to contain one kind or two or more kinds selected from

本実施形態において、好ましいエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体は、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体である。その中でも(メタ)アクリル酸エステルとして1種類の化合物からなる共重合体が好ましい。このような共重合体としては、エチレン・(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸イソプロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸n−プロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸n−ブチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸イソオクチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル共重合体等が挙げられる。   In the present embodiment, a preferred ethylene / unsaturated carboxylic acid ester copolymer is an ethylene / (meth) acrylic acid ester copolymer. Among them, a copolymer composed of one type of compound as the (meth) acrylic acid ester is preferable. Examples of such a copolymer include ethylene / methyl (meth) acrylate copolymer, ethylene / ethyl (meth) acrylate copolymer, ethylene / isopropyl (meth) acrylate copolymer, ethylene / (meth). N-propyl acrylate copolymer, ethylene / isobutyl (meth) acrylate copolymer, ethylene / (meth) acrylic acid n-butyl copolymer, ethylene / isooctyl acrylate copolymer, ethylene (( 2-Ethylhexyl methacrylic acid copolymer etc. are mentioned.

エチレン・不飽和エステル共重合体は、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸イソプロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸n−プロピル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸イソブチル共重合体、エチレン・(メタ)アクリル酸n−ブチル共重合体から選択される一種または二種以上を含むことが好ましく、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含むことがより好ましい。
なお、本実施形態においてはエチレン・不飽和エステル共重合体は、単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
Ethylene / unsaturated ester copolymers include ethylene / vinyl acetate copolymers, ethylene / methyl (meth) acrylate copolymers, ethylene / ethyl (meth) acrylate copolymers, ethylene / isopropyl (meth) acrylate. One or two selected from a copolymer, an ethylene / (meth) acrylic acid n-propyl copolymer, an ethylene / (meth) acrylic acid isobutyl copolymer, and an ethylene / (meth) acrylic acid n-butyl copolymer. It is preferable to contain one or more kinds, and it is more preferable to contain an ethylene / vinyl acetate copolymer.
In the present embodiment, the ethylene / unsaturated ester copolymer may be used alone or in combination of two or more kinds.

本実施形態に係るエチレン・不飽和エステル共重合体の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができる。例えば、各重合成分を高温および高圧下でラジカル共重合することによって得ることができる。また、エチレン・不飽和エステル共重合体は市販されているものを用いてもよい。   The method for producing the ethylene / unsaturated ester copolymer according to this embodiment is not particularly limited, and it can be produced by a known method. For example, it can be obtained by radical-copolymerizing each polymerization component under high temperature and high pressure. A commercially available ethylene / unsaturated ester copolymer may be used.

<<エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体またはそのアイオノマー樹脂>>
つぎに、本実施形態に係るエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体またはそのアイオノマー樹脂について説明する。
<< Ethylene / Unsaturated Carboxylic Acid Copolymer or Its Ionomer Resin >>
Next, the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer or the ionomer resin thereof according to the present embodiment will be described.

本実施形態に係るエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体はエチレンと、不飽和カルボン酸の少なくとも1種とを共重合した重合体である。本実施形態に係るエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂(単にアイオノマー樹脂とも呼ぶ。)は、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体に対し、カルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和した樹脂である。
エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体としては、エチレンと不飽和カルボン酸とを含む共重合体を例示することができる。
The ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer according to the present embodiment is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and at least one kind of unsaturated carboxylic acid. The ionomer resin of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer according to the present embodiment (also simply referred to as an ionomer resin) is a metal ion in which at least a part of the carboxyl groups is added to the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer. It is a resin neutralized with.
As the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer, a copolymer containing ethylene and an unsaturated carboxylic acid can be exemplified.

エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体またはそのアイオノマーにおいて、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体を構成する構成単位の全体を100質量%としたとき、透明性と入手のしやすさの点から、エチレンから導かれる構成単位の含有量は、好ましくは65質量%以上99質量%以下、より好ましくは75質量%以上95質量%以下であり、特に好ましくは77質量%以上91質量%以下であり、不飽和カルボン酸から導かれる構成単位の含有量は、好ましくは1質量%以上35質量%以下であり、より好ましくは5質量%以上25質量%以下であり、特に好ましくは9質量%以上23質量%以下である。   In the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer or its ionomer, the transparency and the availability are easy when the total amount of the constituent units of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer is 100% by mass. Therefore, the content of the structural unit derived from ethylene is preferably 65% by mass or more and 99% by mass or less, more preferably 75% by mass or more and 95% by mass or less, and particularly preferably 77% by mass or more and 91% by mass or less. The content of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid is preferably 1% by mass or more and 35% by mass or less, more preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less, and particularly preferably 9% by mass or more. It is 23 mass% or less.

上記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体における不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、2−エチルアクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水フマル酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル等が挙げられる。これらの中でも、上記不飽和カルボン酸としては、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体の生産性、衛生性等の観点から、アクリル酸およびメタクリル酸から選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。これらの不飽和カルボン酸は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態において、特に好ましいエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、エチレン・(メタ)アクリル酸共重合体である。
Examples of the unsaturated carboxylic acid in the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer include acrylic acid, methacrylic acid, 2-ethylacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic anhydride, and anhydrous. Examples include fumaric acid, itaconic anhydride, monomethyl maleate, monoethyl maleate and the like. Among these, the unsaturated carboxylic acid is preferably at least one selected from acrylic acid and methacrylic acid from the viewpoints of productivity and hygiene of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer. These unsaturated carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
In the present embodiment, a particularly preferred ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer is an ethylene / (meth) acrylic acid copolymer.

上記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体には、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体を構成する構成単位の全体を100質量%としたとき、好ましくは0質量%以上30質量%以下、より好ましくは0質量%以上25質量%以下のその他の共重合性モノマーから導かれる構成単位が含まれていてもよい。その他の共重合性モノマーとしては不飽和エステル、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル等の不飽和カルボン酸エステル等が挙げられる。その他の共重合性モノマーから導かれる構成単位が上記範囲で含まれていると、難燃性樹脂組成物を用いて得られる成形体の柔軟性が向上する点で好ましい。
これらの中でも、好ましくは不飽和カルボン酸エステルであり、特に好ましくはアクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルからなる群から選ばれる少なくとも一種である。なお、これら他の共重合成分は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
In the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer, when the total of the constituent units constituting the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer is 100% by mass, preferably 0% by mass or more and 30% by mass or less, More preferably, it may contain a structural unit derived from another copolymerizable monomer of 0% by mass or more and 25% by mass or less. Other copolymerizable monomers include unsaturated esters, for example, vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, (meth) acrylic. Unsaturated carboxylic acid esters such as isopropyl acid ester, isobutyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, dimethyl maleate and diethyl maleate Etc. It is preferable that the constitutional unit derived from the other copolymerizable monomer is included in the above range, since the flexibility of the molded article obtained by using the flame-retardant resin composition is improved.
Among these, unsaturated carboxylic acid esters are preferable, and at least one selected from the group consisting of acrylic acid esters and methacrylic acid esters is particularly preferable. In addition, these other copolymerization components may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

上記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、190℃、2160g荷重におけるメルトフローレート(JIS K7210−1999に準拠)が、好ましくは1g/10分以上1000g/10分以下であり、より好ましくは5g/10分以上750g/10分以下であり、特に好ましくは10g/10分以上500g/10分以下である。MFRが上記範囲内であると、成形性・加工性の点で好ましい。   The ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer has a melt flow rate (according to JIS K7210-1999) at 190 ° C. and a load of 2160 g of preferably 1 g / 10 minutes or more and 1000 g / 10 minutes or less, and more preferably 5 g. / 10 minutes or more and 750 g / 10 minutes or less, and particularly preferably 10 g / 10 minutes or more and 500 g / 10 minutes or less. When the MFR is within the above range, it is preferable in terms of moldability and workability.

本実施形態に係るエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体の製造方法は特に限定されず、公知の方法により製造することができる。例えば、各重合成分を高温および高圧下でラジカル共重合することによって得ることができる。
本実施形態に係るエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、通常はランダム共重合体である。
The method for producing the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer according to the present embodiment is not particularly limited, and it can be produced by a known method. For example, it can be obtained by radical-copolymerizing each polymerization component under high temperature and high pressure.
The ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer according to this embodiment is usually a random copolymer.

また、本実施形態に係るエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、カルボキシル基の一部または全部がアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、1,3−ジメチルアミノシクロヘキサン等のアミノ化合物で中和されていることが好ましい。   Further, in the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer according to the present embodiment, some or all of the carboxyl groups are ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine. It is preferably neutralized with an amino compound such as 1,3-dimethylaminocyclohexane.

上記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のカルボキシル基の中和度は、好ましくは10モル%以上100モル%以下であり、より好ましくは15モル%以上85モル%以下であり、特に好ましくは20モル%以上80モル%以下である。中和度が上記範囲内であると、ナノセルロース系材料(A)の難燃性樹脂組成物中での分散性をより一層向上させることができる。   The degree of neutralization of the carboxyl group of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer is preferably 10 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably 15 mol% or more and 85 mol% or less, and particularly preferably It is 20 mol% or more and 80 mol% or less. When the degree of neutralization is within the above range, the dispersibility of the nanocellulose-based material (A) in the flame-retardant resin composition can be further improved.

上記アミノ化合物で中和されたエチレン・不飽和カルボン酸系共重合体は、例えば、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体と、アミノ化合物とを混合して反応させることにより得ることができる。   The ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer neutralized with the amino compound can be obtained, for example, by mixing the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer and the amino compound and reacting them.

本実施形態に係るアイオノマー樹脂とは、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体をベースポリマーとし、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体中のカルボキシル基を金属イオンで中和したものをいう。
本実施形態に係るアイオノマー樹脂の中和度は特に限定されないが、得られる難燃性樹脂組成物中でのナノセルロース系材料(A)の分散性をより一層向上させる観点から、100モル%以下が好ましく、90モル%以下がより好ましく、85モル%以下がさらに好ましく、80モル%以下が特に好ましい。
また、本実施形態に係るアイオノマー樹脂の中和度は特に限定されないが、得られる難燃性樹脂組成物中でのナノセルロース系材料(A)の分散性をより一層向上させる観点から、5モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましく、15モル%以上がさらに好ましく、20モル%以上が特に好ましい。
ここで、アイオノマー樹脂の中和度は、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体中に含まれる全カルボキシル基のうち、金属イオンによって中和されているカルボキシル基の割合(%)を指す。
The ionomer resin according to the present embodiment refers to a resin in which an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer is used as a base polymer and a carboxyl group in the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer is neutralized with a metal ion.
The degree of neutralization of the ionomer resin according to the present embodiment is not particularly limited, but 100 mol% or less from the viewpoint of further improving the dispersibility of the nanocellulose-based material (A) in the obtained flame-retardant resin composition. Is preferable, 90 mol% or less is more preferable, 85 mol% or less is further preferable, and 80 mol% or less is particularly preferable.
The degree of neutralization of the ionomer resin according to this embodiment is not particularly limited, but it is 5 mol from the viewpoint of further improving the dispersibility of the nanocellulose-based material (A) in the obtained flame-retardant resin composition. % Or more is preferable, 10 mol% or more is more preferable, 15 mol% or more is further preferable, and 20 mol% or more is particularly preferable.
Here, the degree of neutralization of the ionomer resin refers to the ratio (%) of the carboxyl groups that have been neutralized by the metal ions to the total carboxyl groups contained in the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer.

上記アイオノマー樹脂を構成する金属イオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリ金属イオン;マグネシウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、マンガンイオン、鉛イオン、銅イオン、チタンイオン、鉄イオン、アルミニウムイオン、ジルコニウムイオン等の多価金属イオン等が挙げられる。
これらの中でも、ナトリウムイオン、亜鉛イオンまたはマグネシウムイオンが特に好ましい。これら金属イオンは1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the metal ion forming the ionomer resin include alkali metal ions such as lithium ion, sodium ion and potassium ion; magnesium ion, calcium ion, zinc ion, cobalt ion, nickel ion, manganese ion, lead ion and copper ion. And polyvalent metal ions such as titanium ion, iron ion, aluminum ion and zirconium ion.
Among these, sodium ion, zinc ion or magnesium ion is particularly preferable. These metal ions may be used alone or in combination of two or more.

また、本実施形態に係るアイオノマー樹脂は、金属イオンの他にアンモニア、メチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、1,3−ジメチルアミノシクロヘキサン等のアミノ化合物を含むものであってもよい。   Further, the ionomer resin according to the present embodiment is, in addition to metal ions, ammonia, methylamine, dimethylamine, trimethylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, 1,3-dimethylaminocyclohexane and other amino acids. It may include a compound.

上記アイオノマー樹脂は、例えば、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体と上記金属イオンを含む酸化物、水酸化物または炭酸塩等とを反応させることにより得ることができる。   The ionomer resin can be obtained, for example, by reacting an ethylene / unsaturated carboxylic acid-based copolymer with the oxide, hydroxide, carbonate or the like containing the metal ion.

本実施形態において、アイオノマー樹脂としては、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In the present embodiment, as the ionomer resin, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

<熱硬化性樹脂>
本実施形態に係る熱硬化性樹脂としては特に限定されないが、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ケイ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミノアミド樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂が好ましく、エポキシ樹脂がより好ましい。熱硬化性樹脂は常温(23℃)で液状の樹脂であってもよいし、常温で固体状の樹脂であってもよい。
<Thermosetting resin>
The thermosetting resin according to the present embodiment is not particularly limited, for example, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, diallyl phthalate resin, polyurethane resin, silicon resin, polyimide resin, polyaminoamide Resin etc. can be mentioned. Among these, a phenol resin, an epoxy resin, and an unsaturated polyester resin are preferable, and an epoxy resin is more preferable. The thermosetting resin may be a liquid resin at room temperature (23 ° C.) or a solid resin at room temperature.

(その他の成分)
本実施形態に係る難燃性樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲内において、ナノセルロース系材料(A)、リン系難燃剤(B)および樹脂(C)以外のその他の成分を含有させることができる。
その他の成分としては特に限定されないが、例えば、樹脂(C)以外の樹脂成分、カップリング剤、無機フィラー、有機フィラー、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定化剤、老化防止剤、光拡散剤、可塑剤、有機色素、染料、顔料、滑剤、耐衝撃改良剤、金属不活性剤、リン系難燃剤(B)以外の難燃剤、難燃助剤、スリップ剤、強化剤、離型剤、ワックス等を挙げることができる。その他の成分は1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(Other ingredients)
In the flame-retardant resin composition according to the present embodiment, other components other than the nanocellulose-based material (A), the phosphorus-based flame retardant (B) and the resin (C) are used as long as the object of the present invention is not impaired. Can be included.
Other components are not particularly limited, but include, for example, resin components other than resin (C), coupling agents, inorganic fillers, organic fillers, ultraviolet absorbers, antioxidants, light stabilizers, antioxidants, light diffusion Agents, plasticizers, organic dyes, dyes, pigments, lubricants, impact modifiers, metal deactivators, flame retardants other than phosphorus-based flame retardants (B), flame retardant aids, slip agents, reinforcing agents, release agents , Wax, and the like. The other components may be used alone or in combination of two or more.

(難燃性樹脂組成物の調製方法)
本実施形態に係る難燃性樹脂組成物は、例えば、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、ニーダー等を用いて、ナノセルロース系材料(A)と、リン系難燃剤(B)と、樹脂(C)と、必要に応じてその他の成分と、を同時または逐次的に混合または溶融・混練することにより調製することができる。
(Method for preparing flame-retardant resin composition)
The flame-retardant resin composition according to the present embodiment uses, for example, a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a Banbury mixer, a roll, a kneader and the like, and a nanocellulose-based material (A) and a phosphorus-based flame retardant ( It can be prepared by simultaneously or sequentially mixing or melting / kneading B), the resin (C), and optionally other components.

本実施形態に係る難燃性樹脂組成物において、ナノセルロース系材料(A)、リン系難燃剤(B)および樹脂(C)の合計含有量を100質量%としたとき、ナノセルロース系材料(A)およびリン系難燃剤(B)の合計含有量の上限は、例えば50質量%以下であり、難燃性樹脂組成物中でのナノセルロース系材料(A)の分散性をより一層向上させる観点から、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは35質量%以下、特に好ましくは30質量%以下である。
また、本実施形態に係る難燃性樹脂組成物中のナノセルロース系材料(A)およびリン系難燃剤(B)の合計含有量の下限は、例えば1質量%以上であり、得られる難燃性をさらに向上させる観点から、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、特に好ましくは15質量%以上である。
In the flame-retardant resin composition according to the present embodiment, when the total content of the nanocellulose-based material (A), the phosphorus-based flame retardant (B) and the resin (C) is 100% by mass, the nanocellulose-based material ( The upper limit of the total content of A) and the phosphorus-based flame retardant (B) is, for example, 50 mass% or less, and further improves the dispersibility of the nanocellulose-based material (A) in the flame-retardant resin composition. From the viewpoint, it is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, further preferably 35% by mass or less, and particularly preferably 30% by mass or less.
Further, the lower limit of the total content of the nanocellulose-based material (A) and the phosphorus-based flame retardant (B) in the flame-retardant resin composition according to the present embodiment is, for example, 1% by mass or more, and the obtained flame retardant From the viewpoint of further improving the property, it is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, further preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 15% by mass or more.

本実施形態に係る難燃性樹脂組成物に含まれるナノセルロース系材料(A)、リン系難燃剤(B)および樹脂(C)の合計含有量は、難燃性樹脂組成物の全体を100質量%としたとき、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは70質量%以上100質量%以下、さらに好ましくは90質量%以上100質量%以下である。   The total content of the nanocellulose-based material (A), the phosphorus-based flame retardant (B), and the resin (C) contained in the flame-retardant resin composition according to this embodiment is 100 for the entire flame-retardant resin composition. When it is defined as mass%, it is preferably 50 mass% or more and 100 mass% or less, more preferably 70 mass% or more and 100 mass% or less, and further preferably 90 mass% or more and 100 mass% or less.

[成形体]
本実施形態に係る成形体は、例えば、本実施形態に係る難燃性樹脂組成物を、押出成形、射出成形、圧縮成形、中空成形、プレス成形等の公知の成形方法により、シート形状、フィルム形状、板形状、それ以外の立体形状等の各種形状に成形することにより得ることができる。
また、本実施形態に係る成形体は、本実施形態に係る難燃性樹脂組成物を、処理対象物に塗布・噴霧等した後、乾燥させてフィルム形状に成形することによっても得ることができる。
[Molded body]
The molded body according to the present embodiment, for example, a flame-retardant resin composition according to the present embodiment, a sheet shape, a film by a known molding method such as extrusion molding, injection molding, compression molding, hollow molding, press molding. It can be obtained by molding into various shapes such as a shape, a plate shape, and other three-dimensional shapes.
Further, the molded body according to the present embodiment can also be obtained by applying the flame-retardant resin composition according to the present embodiment to the object to be treated, spraying, etc., and then drying to form a film. ..

また、本実施形態に係る成形体は、本発明の効果を損なわない範囲内において、その表面に無機または有機化合物によるハードコート処理、帯電防止処理、反射防止処理、電磁遮蔽処理等をおこなってもよい。これらの処理は、成形体の表面に蒸着、スパッタリング、ディッピング、熱転写等によりおこなうことができる。   Further, the molded body according to the present embodiment may be subjected to a hard coat treatment with an inorganic or organic compound, an antistatic treatment, an antireflection treatment, an electromagnetic shielding treatment or the like on the surface thereof within a range that does not impair the effects of the present invention. Good. These treatments can be performed on the surface of the molded body by vapor deposition, sputtering, dipping, thermal transfer, or the like.

本実施形態に係る難燃性樹脂組成物は、上述したように難燃性に優れたものであり、これを用いた本実施形態に係る成形体も難燃性に優れている。したがって、本実施形態に係る成形体は特に限定されないが、例えば、光学材料、電気・電子機器の内装または外装部品、電子部品用トレイ、自動車用材料、各種機械部品、住宅・建築用材料、土木材料、管、チューブ、玩具、日用雑貨、文具、OA機器、家電製品部品、収納ケース、保管ケース等の幅広い分野で用いることができる。   The flame-retardant resin composition according to the present embodiment is excellent in flame retardancy as described above, and the molded article according to the present embodiment using the same is also excellent in flame retardancy. Therefore, the molded body according to the present embodiment is not particularly limited, for example, optical materials, interior or exterior parts of electric / electronic devices, electronic component trays, automotive materials, various machine parts, housing / construction materials, civil engineering. It can be used in a wide range of fields such as materials, pipes, tubes, toys, daily necessities, stationery, OA equipment, home appliance parts, storage cases, storage cases and the like.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。   The embodiments of the present invention have been described above, but these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted.

以下、本実施形態を、実施例・比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to examples and comparative examples. The present embodiment is not limited to the description of these examples.

1.原料
実施例および比較例で用いた原料について以下に示す。
(1)ナノセルロース系材料(A)
ナノセルロース1:セルロースナノクリスタル(InnoTech Alberta社製CNC、平均繊維長:165nm、アスペクト比:18)
(2)リン系難燃剤(B)
難燃剤1:トリクレジルホスフェート(TCP、大八化学工業株式会社製)
(3)その他の難燃剤
難燃剤2:無水ホウ酸亜鉛(Rio Tinto Minerals Asia Pte Ltd製、Firebrake500)
難燃剤3:水酸化マグネシウム(協和化学工業株式会社製)
(4)熱可塑性樹脂
EMAA1:エチレン・メタクリル酸共重合体(メタクリル酸から導かれる構成単位の含量:10質量%、メルトフローマスフローレート(190℃、2160g荷重)500g/10分)
(5)その他の成分
ワックス1:エチレン・プロピレン共重合体の無水マレイン酸化物(三井化学株式会社製、ハイワックス1105A)
1. Raw Materials The raw materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(1) Nanocellulose-based material (A)
Nanocellulose 1: Cellulose nanocrystal (CNC manufactured by InnoTech Alberta, average fiber length: 165 nm, aspect ratio: 18)
(2) Phosphorus flame retardant (B)
Flame retardant 1: tricresyl phosphate (TCP, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)
(3) Other flame retardants Flame retardant 2: anhydrous zinc borate (manufactured by Rio Tinto Minerals Asia Pte Ltd, Firebreak 500)
Flame retardant 3: Magnesium hydroxide (Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.)
(4) Thermoplastic resin EMAA1: ethylene / methacrylic acid copolymer (content of structural units derived from methacrylic acid: 10% by mass, melt flow mass flow rate (190 ° C., 2160 g load) 500 g / 10 minutes)
(5) Other components Wax 1: Anhydrous maleic oxide of ethylene / propylene copolymer (Mitsui Chemicals, Inc., Hiwax 1105A)

2.測定および評価方法
(1)酸素指数
実施例および比較例で得られたシート状の難燃性樹脂組成物(成形体)に対して、キャンドル法燃焼試験機(D−2型:株式会社東洋精機製作所製)にて、JIS K7201−1995に準拠した方法で燃焼試験を行ない、酸素指数を測定した。測定された酸素指数を指標として、難燃性を評価した。
酸素指数は、例えば酸素指数25では酸素濃度25%で可燃であることを示し、したが って値が大きいほど難燃性に優れる(すなわち難燃性が高い)ことを示す。
2. Measurement and Evaluation Method (1) Oxygen Index With respect to the sheet-shaped flame-retardant resin composition (molded body) obtained in Examples and Comparative Examples, a candle method combustion tester (D-2 type: Toyo Seiki Co., Ltd.) (Manufactured by Seisakusho Co., Ltd.), a combustion test was carried out by a method based on JIS K7201-1995, and the oxygen index was measured. The flame retardancy was evaluated using the measured oxygen index as an index.
Regarding the oxygen index, for example, an oxygen index of 25 indicates that it is combustible at an oxygen concentration of 25%, and therefore a larger value indicates that the flame retardancy is excellent (that is, the flame retardancy is high).

(2)炭化層
酸素指数測定にて使用した燃焼試験後の成形体の燃焼部を目視で観察し、以下の基準により難燃性樹脂組成物の炭化層を評価した。
〇:成形体の燃焼部表面が黒くなっており、燃焼部表面全体にわたって炭化層が形成されている
×:成形体の燃焼部において黒くなっている部分が点在しており、燃焼部表面全体にわたって炭化層が形成されていない
(2) Carbonized layer The burned part of the molded body after the combustion test used in the oxygen index measurement was visually observed, and the carbonized layer of the flame-retardant resin composition was evaluated according to the following criteria.
◯: The surface of the combustion part of the molded body is black, and a carbonized layer is formed over the entire surface of the combustion part ×: There are scattered black parts in the combustion part of the molded body, and the entire surface of the combustion part Carbonized layer is not formed over

[実施例1および比較例1]
表1に示す配合割合で各成分(難燃剤を除く)を配合し、EMMA1およびナノセルロース1を含む樹脂組成物をそれぞれ押出成形した。得られた樹脂組成物に難燃剤を表1に示す配合割合で配合し、ラボプラストミルにて溶融混練後、プレス成型機にてシート状にプレス成型した。次いで、得られたシート状の難燃性樹脂組成物(成形体)に対して、各評価をそれぞれおこなった。
押出成形条件は以下のとおりである。
成形機:15mmφ押出成形機
押出設定温度:174℃
押出量:500g/h
スクリュー回転数:400rpm
[Example 1 and Comparative Example 1]
Each component (excluding the flame retardant) was blended in the blending ratio shown in Table 1, and a resin composition containing EMMA1 and nanocellulose 1 was extrusion molded. A flame retardant was added to the obtained resin composition at a mixing ratio shown in Table 1, melt-kneaded with a Labo Plastomill, and press-molded into a sheet with a press molding machine. Next, each evaluation was performed on the obtained sheet-shaped flame-retardant resin composition (molded body).
The extrusion molding conditions are as follows.
Molding machine: 15mmφ extrusion molding machine Extrusion setting temperature: 174 ° C
Extrusion rate: 500 g / h
Screw rotation speed: 400 rpm

[比較例2]
EMMA1と難燃剤3を表1に示す配合割合で配合し、ラボプラストミルにて溶融混練後、プレス成型機にてシート状にプレス成型した。次いで、得られたシート状の難燃性樹脂組成物(成形体)に対して、各評価をそれぞれおこなった。
[Comparative example 2]
EMMA1 and flame retardant 3 were blended in the blending ratio shown in Table 1, melt-kneaded in a Labo Plastomill, and then press-molded into a sheet by a press molding machine. Next, each evaluation was performed on the obtained sheet-shaped flame-retardant resin composition (molded body).

(評価結果)
以上の評価結果を表1にまとめた。表1から分かるように、実施例1の難燃性樹脂組成物は、酸素指数が高く、さらに燃焼試験において、燃焼部表面全体にわたって炭化層が形成されていた。これにより、実施例1の難燃性樹脂組成物は難燃性に優れていることが理解できる。
一方で、比較例1の難燃性樹脂組成物は燃焼部表面全体にわたって炭化層が形成されていたものの、酸素指数が低く、難燃性に劣っていた。比較例1の難燃性樹脂組成物はリン系難燃剤を含まないため、炭化層の形成が促進されず、燃焼の初期段階で成形体の燃焼部表面全体に炭化層が形成されなかったからだと考えられる。
また、比較例2の難燃性樹脂組成物は難燃剤を多く含むため、加工性に劣り、シート成形が困難であった。
(Evaluation results)
The above evaluation results are summarized in Table 1. As can be seen from Table 1, the flame-retardant resin composition of Example 1 had a high oxygen index, and in the combustion test, a carbonized layer was formed over the entire surface of the combustion part. From this, it can be understood that the flame-retardant resin composition of Example 1 has excellent flame retardancy.
On the other hand, in the flame-retardant resin composition of Comparative Example 1, although the carbonized layer was formed over the entire surface of the combustion part, the oxygen index was low and the flame retardancy was poor. Since the flame-retardant resin composition of Comparative Example 1 does not contain a phosphorus-based flame retardant, the formation of the carbonized layer was not promoted, and the carbonized layer was not formed on the entire surface of the combustion part of the molded article in the initial stage of combustion. it is conceivable that.
Further, since the flame-retardant resin composition of Comparative Example 2 contains a large amount of flame retardant, it was inferior in processability and it was difficult to form a sheet.

Figure 2020070332
Figure 2020070332

Claims (10)

ナノセルロース系材料(A)と、リン系難燃剤(B)と、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂のうち少なくとも一方からなる樹脂(C)と、を含む難燃性樹脂組成物。   A flame-retardant resin composition comprising a nanocellulose-based material (A), a phosphorus-based flame retardant (B), and a resin (C) made of at least one of a thermoplastic resin and a thermosetting resin. 請求項1に記載の難燃性樹脂組成物において、
前記ナノセルロース系材料(A)および前記リン系難燃剤(B)の合計含有量を100質量%としたとき、前記リン系難燃剤(B)の含有量が1質量%以上50質量%以下である難燃性樹脂組成物。
The flame-retardant resin composition according to claim 1,
When the total content of the nanocellulose-based material (A) and the phosphorus-based flame retardant (B) is 100% by mass, the content of the phosphorus-based flame retardant (B) is 1% by mass or more and 50% by mass or less. A flame-retardant resin composition.
請求項1または2に記載の難燃性樹脂組成物において、
前記リン系難燃剤(B)が赤リン系難燃剤、非ハロゲンリン酸エステル系難燃剤、含ハロゲンリン酸エステル系難燃剤、縮合リン酸エステル系難燃剤およびポリリン酸塩系難燃剤からなる群から選択される一種または二種以上のリン系難燃剤を含む難燃性樹脂組成物。
The flame-retardant resin composition according to claim 1 or 2,
The phosphorus-based flame retardant (B) is a group consisting of a red phosphorus-based flame retardant, a non-halogen phosphate ester-based flame retardant, a halogen-containing phosphate ester-based flame retardant, a condensed phosphate ester-based flame retardant, and a polyphosphate-based flame retardant. A flame-retardant resin composition containing one or more phosphorus flame retardants selected from the group consisting of:
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において、
前記ナノセルロース系材料(A)がセルロースナノファイバーおよびセルロースナノクリスタルからなる群から選択される少なくとも一種を含む難燃性樹脂組成物。
The flame-retardant resin composition according to any one of claims 1 to 3,
A flame-retardant resin composition in which the nanocellulose-based material (A) contains at least one selected from the group consisting of cellulose nanofibers and cellulose nanocrystals.
請求項4に記載の難燃性樹脂組成物において、
前記ナノセルロース系材料(A)がセルロースナノクリスタルを含む難燃性樹脂組成物。
The flame-retardant resin composition according to claim 4,
A flame-retardant resin composition in which the nanocellulose-based material (A) contains cellulose nanocrystals.
請求項5に記載の難燃性樹脂組成物において、
前記セルロースナノクリスタルの平均アスペクト比が50未満であり、かつ、平均繊維径が1nm以上100nm以下である難燃性樹脂組成物。
The flame-retardant resin composition according to claim 5,
A flame-retardant resin composition in which the average aspect ratio of the cellulose nanocrystals is less than 50 and the average fiber diameter is 1 nm or more and 100 nm or less.
請求項5または6に記載の難燃性樹脂組成物において、
前記セルロースナノクリスタルの平均繊維長が45nm以上500nm以下である難燃性樹脂組成物。
The flame-retardant resin composition according to claim 5 or 6,
A flame-retardant resin composition in which the average fiber length of the cellulose nanocrystal is 45 nm or more and 500 nm or less.
請求項1乃至7のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物において、
前記ナノセルロース系材料(A)、前記リン系難燃剤(B)および前記樹脂(C)の合計含有量を100質量%としたとき、前記ナノセルロース系材料(A)および前記リン系難燃剤(B)の合計含有量が1質量%以上50質量%以下である難燃性樹脂組成物。
The flame-retardant resin composition according to any one of claims 1 to 7,
When the total content of the nanocellulose-based material (A), the phosphorus-based flame retardant (B) and the resin (C) is 100% by mass, the nanocellulose-based material (A) and the phosphorus-based flame retardant ( A flame-retardant resin composition having a total content of B) of 1% by mass or more and 50% by mass or less.
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物において、
前記樹脂(C)がエチレン・不飽和エステル系共重合体、エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体、前記エチレン・不飽和カルボン酸系共重合体のアイオノマー樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂およびポリアミド系樹脂からなる群から選択される一種または二種以上の熱可塑性樹脂を含む難燃性樹脂組成物。
The flame-retardant resin composition according to any one of claims 1 to 8,
The resin (C) is an ethylene / unsaturated ester copolymer, an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer, an ionomer resin of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer, a polyolefin resin, a polyester resin, and A flame-retardant resin composition containing one or more thermoplastic resins selected from the group consisting of polyamide resins.
請求項1乃至9のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物を成形してなる成形体。   A molded body obtained by molding the flame-retardant resin composition according to any one of claims 1 to 9.
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