JP2023506497A - 難燃性ポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロア - Google Patents
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Abstract
本発明は、難燃性ポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロア、及び難燃性ポリアミド組成物を調製するプロセスに関する。
Description
本発明は、難燃性ポリアミド組成物、それを調製するためのプロセス、及び工業用ファン又はブロアにおけるそれらの使用に関する。
様々な用途のための難燃性ポリマー組成物を製造することは当技術分野で良く知られている。ポリマー組成物の難燃性の様々な特性の要件は、ポリマー組成物の意図される最終用途に応じて変化する。例えば、熱放出、煙生成、垂直方向の火炎伝播、煙の密度、煙の酸性度、及び溶融粘度に関連する要件は、ポリマー組成物の意図される最終用途に応じて変化する可能性がある。他の特性（例えば、剛性及び伸長強度等の機械的特性）の要件も、ポリマー組成物の意図される最終用途に応じて変化する可能性がある。これらの特性は、必要な難燃性特性を得るためにポリマー組成物に含まれる添加剤の影響を受ける可能性がある。
適切な難燃剤とブレンドされたポリアミドベースの組成物等のポリマー組成物は、当技術分野で知られている。これらの組成物は、通常、ポリアミド６及び／又はポリアミド６６を使用し、成形用途に使用されてきた。更に、これらの組成物は、ＵＬ９４規格による耐火性要件を満たす許容可能な難燃性特性を有することが知られている。特に、既存の組成物は、ＵＬ９４規格によるＶ－２の難燃性要件を満たすことが知られている。
国際公開第２０１８／１８７６３８号は、ポリマー、難燃剤、高アスペクト比の粒子状材料、及び任意選択で強化材料を含む難燃性ポリマー組成物を開示している。この組成物は、ＵＬ９４規格を使用して測定した場合、Ｖ－２以上の難燃性等級を有することが開示されている。
米国特許第６，１４６，５５７号明細書は、ＵＬ９４規格による垂直燃焼試験において、Ｖ－０以上の耐火性を有する耐火性組成物に関する。組成物は、１００重量部の熱可塑性樹脂、１０～３００重量部の、ハロゲン原子を有さない窒素ベースの難燃剤、ハロゲン原子を有さないリンベースの難燃剤、及びハロゲン原子を有さない窒素リンベースの難燃剤からなる群から選択される少なくとも１つの難燃剤、並びに１～１００重量部のフィロシリカート水和物を含む。
欧州特許出願公開第０，２７８，５５５号明細書は、組成物の少なくとも４０重量％の量の熱可塑性ポリアミド、組成物の４～１５重量％を構成する赤リンから本質的になる難燃剤、組成物の５～４０重量％の量の水酸化マグネシウム、及び組成物の５～５０重量％の量の鉱物強化繊維を含むポリアミド組成物を開示し、当該難燃剤及び当該水酸化マグネシウムの合計量は、組成物の５０重量％以下である。この組成物は、ＵＬ９４規格によるＶ－０の難燃性を有することが開示されている。
既存のポリマー組成物、特にポリアミドベースの組成物には、いくつかの制限がある。そのような制限の１つは、これらの組成物の難燃性が最高品質ではないことである。すなわち、これらの組成物は、ＵＬ９４規格によるＶ－０、Ｖ－１、又はＶ－２の要件を満たしている。更に、これらの組成物は、限定されないが、伸長強度、伸び率、曲げ強度、及びシャルピー切欠き強度等の許容可能な特性を提供しない。更に、難燃剤、例えば窒素ベース、及び充填材料、例えばタルク等であるがこれらに限定されない他の成分の存在は、処理を困難にする。更に、既存のポリアミド組成物は、工業用ファン又はブロアに使用されることが開示されていない。
したがって、本発明の目的は、最高品質の耐火性、すなわち、ＵＬ９４規格による５ＶＡを満たすことができ、容易に処理でき、依然として伸長強度、伸び率、曲げ強度、及びシャルピー切欠き強度の許容可能な特性を示し、それによって工業用ファン又はブロア等の造形品の製造に役立つ難燃性ポリアミド組成物を提供することであった。
驚くべきことに、上記の目的は、とりわけ、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを有する難燃剤を含む難燃性ポリアミド組成物を提供することによって満たされ、ここで、難燃剤混合物中の（ｉ）と（ｉｉ）との間の重量比は、１：５～５：１の間であり、難燃性組成物は、ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する。
したがって、一態様では、特許請求される本発明は、
（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１～５．０重量％の分散剤と、とを含む、難燃性ポリアミド組成物に関し、
ここで、難燃性ポリアミド組成物は、ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する。
したがって、一態様では、特許請求される本発明は、
（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１～５．０重量％の分散剤と、とを含む、難燃性ポリアミド組成物に関し、
ここで、難燃性ポリアミド組成物は、ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する。
別の態様では、特許請求される本発明は、上記の難燃性ポリアミド組成物を調製するためのプロセスに関する。
更に別の態様では、特許請求される本発明は、上記の難燃性ポリアミド組成物を含む造形品に関する。
更に別の態様では、特許請求される本発明は、上記の難燃性ポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロアに関する。
本発明の本組成物及び配合物を説明する前に、そのような組成物及び配合物が、当然ながら変化し得るため、本発明は、説明された特定の組成物及び配合物に限定されないことを理解されたい。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるため、本明細書で使用される用語は限定することを意図するものではないことも理解されたい。
本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、及び「構成される（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ）」という用語は、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、又は「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」、「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｓ）」と同義であり、包括的又はオープンエンドであり、追加の、列挙されていない部材、要素、又は方法工程を排除しない。本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、及び「構成される（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ）」という用語は、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ）」、及び「（からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｓ ｏｆ）」という用語を含むことが理解されるであろう。
更には、本明細書中及び特許請求の範囲中の「第１」、「第２」、「第３」又は「（ａ）」、「（ｂ）」、「（ｃ）」、「（ｄ）」等の用語は、類似した要素を区別するために使用され、必ずしも連続的又は時系列的順序を説明するために使用されるわけではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で互換性があり、本明細書に記載される発明の実施形態は、本明細書に記載又は例示される以外の順序で実施可能であることを理解されたい。用語「第１」「第２」「第３」又は「（Ａ）」、「（Ｂ）」及び「（Ｃ）」又は「（ａ）」、「（ｂ）」、「（ｃ）」、「（ｄ）」、「ｉ」、「ｉｉ」等が、方法の工程、又は使用又は分析に関する場合、工程間で時間、又は時間間隔のまとまりは存在しない。これはすなわち、上又は以下にて本明細書において規定される用途において示されない限り、工程は同時に実施されてよく、又はこうした工程間で秒、分、時間、日、週、月又は更には年単位の時間間隔が存在し得る。
以下の節では、本発明の様々な態様が、より詳細に定義される。そのように定義された各態様は、反対のことが明確に示されない限り、任意の他の態様又は複数の態様と組み合わせられてもよい。特に、好ましい又は有利であるとして示された任意の特徴は、好ましい又は有利であるとして示された任意の他の特徴又は複数の特徴と組み合わせられてもよい。
本明細書を通して「一実施形態」又は「実施形態」への言及は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体にわたる様々な場所での「一実施形態」、又は「実施形態」という句の出現は、必ずしもすべて同じ実施形態を参照するとは限らないが、その可能性もある。更に、１つ又は複数の実施形態において、本開示から当業者には明らかであるように、特徴、構造、又は特性は、任意の好適な方式で組み合わせられ得る。更に、本明細書に記載されるいくつかの実施形態は、いくつかの特徴を含むが、他の実施形態に含まれる他の特徴は含まないにもかかわらず、異なる実施形態の特徴の組合わせは、本発明の範囲内であることが意図され、当業者によって理解されるように異なる実施形態を形成する。例えば、添付の特許請求の範囲では、特許請求される実施形態のいずれかを、任意の組合わせで使用することができる。
更に、本明細書全体で定義されている範囲は、末端値も含み、すなわち、１～１０の範囲は、１及び１０の両方が、範囲に含まれることを意味する。誤解を避けるために、出願人は、適用される法律に従って、任意の等価物の権利を有するものとする。
難燃性ポリアミド組成物
本発明の一態様は、
（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１～５．０重量％の分散剤と、とを含む、難燃性ポリアミド組成物に関する実施形態１であり、
ここで、難燃性ポリアミド組成物は、ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する。
難燃性ポリアミド組成物
本発明の一態様は、
（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１～５．０重量％の分散剤と、とを含む、難燃性ポリアミド組成物に関する実施形態１であり、
ここで、難燃性ポリアミド組成物は、ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する。
本文脈において、「組成物」及び「ポリアミド組成物」という句は、実施形態１の難燃性ポリアミド組成物を指すために交換可能に使用される。
本文脈において、「成分」という句は、本明細書に記載されるように、実施形態１のポリアミド組成物における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、及び（ｆ）を指す。
本文脈では、粘度数は、ＩＳＯ３０７に従って、２５℃で９６重量％の硫酸においてポリアミド組成物の０．５重量％溶液から決定される。
一実施形態では、ポリアミド組成物の粘度数は、１１４ｍｌ／ｇ以上である必要がある。これは、１１４ｍｌ／ｇ未満の粘度数は、難燃剤を添加しているにもかかわらず、難燃性試験中にドリップする傾向があるためである。これにより、５ＶＡ試験でドリップが断火を引き起こすため、組成物が許容できなくなる。
別の実施形態では、実施形態１の難燃性ポリアミド組成物は、タルク又はフィロシリカート、例えばフィロシリカート水和物を含有しない。
ポリアミド
ポリアミド
実施形態１の適切なポリアミドは、ＩＳＯ３０７に従って決定された、９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの範囲の粘度数を有する。ポリアミドは、本明細書に記載されるように、難燃性ポリアミド組成物の粘度数が少なくとも１１４ｍｌ／ｇであるように選択される。
一実施形態では、実施形態１のポリアミドの粘度数は、９０ｍｌ／ｇ～３４０ｍｌ／ｇ、又は１００ｍｌ／ｇ～３４０ｍｌ／ｇ、又は１００ｍｌ／ｇ～３３０ｍｌ／ｇ、又は１００ｍｌ／ｇ～３２０ｍｌ／ｇ、又は１００ｍｌ／ｇ～３１０ｍｌ／ｇ、又は１００ｍｌ／ｇ～３００ｍｌ／ｇである。他の実施形態では、１１０ｍｌ／ｇ～３００ｍｌ／ｇ、又は１１０ｍｌ／ｇ～２９０ｍｌ／ｇ、又は１１０ｍｌ／ｇ～２８０ｍｌ／ｇ、又は１１０ｍｌ／ｇ～２８０ｍｌ／ｇ、又は１１０ｍｌ／ｇ～２７０ｍｌ／ｇ、又は１２０ｍｌ／ｇ～２７０ｍｌ／ｇ、又は１２０ｍｌ／ｇ～２６０ｍｌ／ｇ、又は１２０ｍｌ／ｇ～２５０ｍｌ／ｇ、又は１２０ｍｌ／ｇ～２４０ｍｌ／ｇ、又は１２０ｍｌ／ｇ～２３０ｍｌ／ｇ、又は１２０ｍｌ／ｇ～２２０ｍｌ／ｇである。更に別の実施形態では、１３０ｍｌ／ｇ～２２０ｍｌ／ｇ、又は１３０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇ、又は１４０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇ、又は１５０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇ、又は１５０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇ、又は１６０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇである。更なる実施形態では、１７０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇ、又は１８０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇである。
一実施形態では、実施形態１のポリアミドは、芳香族及び脂肪族ポリアミドから選択することができる。別の実施形態では、実施形態１のポリアミドは脂肪族ポリアミドを含む。
別の実施形態では、実施形態１のポリアミドは、例えば、７～１３環員のラクタムから誘導されるか、又はジカルボン酸とジアミンとの反応によって得られる。ラクタムから誘導されるポリアミドの例としては、ポリカプロラクタム、ポリカプリロラクタム、及び／又はポリラウロラクタムが挙げられる。
更に別の実施形態では、実施形態１のポリアミドは、限定されないがｎｙｌｏ－６をもたらすアミノカプロニトリル等の、ω－アミノアルキルニトリルから得られるものも含む。加えて、ジニトリルは、ジアミンと反応し得る。例えば、アジポニトリルは、ヘキサメチレンジアミンと反応して、ナイロン－６，６が得られ得る。ニトリルの重合は、水の存在下で行われ、直接重合としても既知である。
ジカルボン酸及びジアミンから得られるポリアミドが使用される場合、６～３６個の炭素原子、又は６～１２個の炭素原子、又は６～１０個の炭素原子を有するジカルボキシルアルカン（脂肪族ジカルボン酸）が用いられ得る。芳香族ジカルボン酸も好適である。ジカルボン酸の例としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、またテレフタル酸及び／又はイソフタル酸も挙げられる。
好適なジアミンとしては、例えば、５～３６個の炭素原子、又は６～１２個の炭素原子、又は６～８個の炭素原子を有するアルカンジアミン、及び芳香族ジアミン、例えば、ｍ－キシリレンジアミン、ジ（４－アミノフェニル）メタン、ジ（４－アミノシクロヘキシル）メタン、２，２－ジ（４－アミノフェニル）プロパン、２，２－ジ（４－アミノシクロヘキシル）プロパン、及び１，５－ジアミノ－２－メチルペンタンが挙げられる。
他の実施形態では、実施形態１のポリアミドには、ポリヘキサメチレンジパミド、ポリヘキサメチレンセバカミド、及びポリカプロラクタム、また特に５重量％～９５重量％のカプロラクタム単位の割合を有するナイロン－６／６，６が含まれる。
以下の非網羅的なリストは、実施形態１における前述のポリアミドを含む。
以下の非網羅的なリストは、実施形態１における前述のポリアミドを含む。
一実施形態では、実施形態１におけるポリアミドは、ＰＡ６、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６６、ＰＡ６．９、ＰＡ６．１０、及びＰＡ６．１２から選択される。別の実施形態では、ＰＡ６、ＰＡ１１、ＰＡ１２、ＰＡ６６、及びＰＡ６．９から選択される。更に別の実施形態では、ＰＡ６、ＰＡ１２、及びＰＡ６６から選択される。
更なる実施形態では、実施形態１におけるポリアミドは、ＰＡ６、ＰＡ６６、又はそれらのブレンド若しくはコポリマーから選択される。更に別の実施形態では、実施形態１のポリアミドは、ＰＡ６を含む。
本明細書に記載されるように、粘度数を達成するために、適切な量のポリアミドを組成物に添加することができる。一実施形態では、実施形態１のポリアミドは、組成物の総重量に基づいて、２０重量％～６０重量％の量で存在する。別の実施形態では、２０重量％～６０重量％、又は２０重量％～５５重量％、又は２５重量％～５５重量％の量で存在する。更に別の実施形態では、２５重量％～５０重量％、又は３０重量％～５０重量％、又は３０重量％～４５重量％の量で存在する。更に別の実施形態では、３０重量％～４０重量％の量で存在する。
補強剤
実施形態１のポリアミド組成物はまた、適切な量の補強剤を含む。当技術分野で知られているように、ポリアミド組成物の特性は、適切な補強剤を使用して制御することができる。
実施形態１のポリアミド組成物はまた、適切な量の補強剤を含む。当技術分野で知られているように、ポリアミド組成物の特性は、適切な補強剤を使用して制御することができる。
一実施形態では、実施形態１における補強剤は、金属繊維、金属化無機繊維、金属化合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、鉱物繊維、玄武岩繊維、ケナフ繊維、ジュート繊維、亜麻繊維、麻繊維、セルロース繊維、サイザル繊維、及びコイア繊維から選択される。他の実施形態では、金属化合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、鉱物繊維、玄武岩繊維、ケナフ繊維、及びジュート繊維から選択される。更に他の実施形態では、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、及び鉱物繊維から選択される。更なる実施形態では、実施形態１の補強剤はガラス繊維である。
本発明の目的のために、補強剤は、任意の形状及びサイズで得ることができる。更に、補強剤には、好適な表面処理剤又はサイジングを施すことができる。例えば、補強剤には、カップリング剤、例えば、限定するものではないが、シランカップリング剤、チタニウムカップリング剤、アルミナートカップリング剤、ウレタンカップリング剤及びエポキシカップリング剤を使用して表面処理を施すことができる。この目的のために、表面処理に好適な任意の技術を使用することができる。例えば、ディップコーティング、及びスプレーコーティング等であるがこれらに限定されない任意の好適なコーティングプロセスが用いられ得る。
一実施形態では、ウレタンカップリング剤は、少なくとも１つのウレタン基を含む。補強剤と共に使用するのに好適なウレタンカップリング剤は、当業者に既知であり、例えば、米国特許出願公開第２０１８／０２８２４９６号明細書に記載されている。一実施形態では、ウレタンカップリング剤は、例えば、ｍ－キシリレンジイソシアナート（ＸＤＩ）、４，４´－メチレンビス（シクロヘキシルイソシアナート）（ＨＭＤＩ）又はイソホロンジイソシアナート（ＩＰＤＩ）、及びポリエステル系ポリオール又はポリエーテル系ポリオール等であるがこれらに限定されないイソシアナートの反応生成物を含む。
別の実施形態では、エポキシカップリング剤は、少なくとも１つのエポキシ基を含む。補強剤と共に使用するのに好適なエポキシカップリング剤は、当業者に既知であり、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１５／０２４７０２５号明細書に記載されている。一実施形態では、エポキシカップリング剤は、脂肪族エポキシカップリング剤、芳香族エポキシカップリング剤、又はこれらの混合物から選択される。脂肪族カップリング剤の非限定的な例としては、１分子内に２つ以上のエポキシ基を有するポリエーテルポリエポキシ化合物、及び／又は１分子内に２つ以上のエポキシ基を有するポリオールポリエポキシ化合物が挙げられる。芳香族カップリング剤として、ビスフェノールＡエポキシ化合物又はビスフェノールＦエポキシ化合物が使用され得る。
本明細書に記載のこれらのカップリング剤の好適な量は、当業者に良く知られている。しかしながら、一実施形態では、カップリング剤は、１００質量部の補強剤に対して、０．１質量部～１０．０質量部の量で存在することができる。
一実施形態では、実施形態１の補強剤は、組成物の総重量に基づいて、２０重量％～５０重量％で存在する。別の実施形態では、２５重量％～５０重量％、又は２５重量％～４５重量％で存在する。更に別の実施形態では、３０重量％～４５重量％、又は３５重量％～４５重量％で存在する。
難燃性混合物
実施形態１のポリアミド組成物は、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０重量％～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０重量％～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物を含み、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比は、１：５～５：１である。
実施形態１のポリアミド組成物は、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０重量％～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０重量％～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物を含み、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比は、１：５～５：１である。
一実施形態では、実施形態１の赤リンは、１．０重量％～９．５重量％、又は１．５重量％～９．５重量％、又は１．５重量％～９．０重量％で存在する。別の実施形態では、２．０重量％～９．０重量％、又は２．０重量％～８．５重量％、又は２．５重量％～８．５重量％で存在する。更に別の実施形態では、２．５重量％～８．０重量％、又は３．０重量％～８．０重量％、又は３．０重量％～７．５重量％で存在する。更に別の実施形態では、３．５重量％～７．５重量％、又は３．５重量％～７．０重量％、又は４．０重量％～７．０重量％で存在する。
本文脈では、実施形態１の水酸化マグネシウムは、難燃性相乗剤として使用され、必要に応じて、従来の既知の表面処理剤で表面処理することができる。水酸化マグネシウム１００重量部あたりの表面処理剤の量は、０．１～１０重量部である。表面処理剤には、オレイン酸及びステアリン酸等の高級脂肪酸、これらの高級脂肪酸のアルカリ金属塩、ビニルエトキシシラン、ビニルトリス（２－メトキシ）シラン、γ－メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ－アミノプロピルトリメトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、及びγ－メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリス（ジオクチルピロホスファート）チタネート、イソプロピルトリ（Ｎ－アミノエチル－アミノエチル）チタネート及びイソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタナネート等のチタネート含有カップリング剤、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピラート等のアルミニウム含有カップリング剤、並びにオルトリン酸及びステアリルアルコールからのモノ又はジエステル等のオルトリン酸の部分エステル化生成物及びオルトリン酸又はアルカリ金属塩からの部分エステル化生成物を含み得る。
一実施形態では、実施形態１の水酸化マグネシウムは、上記のように、コーティングされていてもコーティングされていなくてもよい粉末状の固体材料であり得る。水酸化マグネシウムは、難燃性混合物中の赤リン（ｉ）と水酸化マグネシウム（ｉｉ）との重量比が１：５～５：１になるように、相乗的な量で使用される。別の実施形態では、比率は、１：４～５：１、又は１：４～４：１、又は１：３～４：１である。更に別の実施形態では、重量比は、１：３～３：１、又は１：２～３：１、又は１：２～２：１である。
別の実施形態では、実施形態１の水酸化マグネシウムは、１．０重量％～９．５重量％、又は１．５重量％～９．５重量％、又は１．５重量％～９．０重量％の量で存在する。別の実施形態では、２．０重量％～９．０重量％、又は２．０重量％～８．５重量％、又は２．５重量％～８．５重量％で存在する。更に別の実施形態では、２．５重量％～８．０重量％、又は３．０重量％～８．０重量％、又は３．０重量％～７．５重量％で存在する。更に別の実施形態では、３．５重量％～７．５重量％、又は３．５重量％～７．０重量％、又は４．０重量％～７．０重量％で存在する。
一実施形態では、実施形態１の組成物は、他の難燃剤、特にハロゲン化又は非ハロゲン化窒素ベースの難燃剤を含まない。
耐衝撃性改良剤
本発明で使用するための、ゴム又はエラストマーポリマーともしばしば称される耐衝撃性改良剤は、例えば、米国特許出願公開第２０１４／０３２０３６３１号明細書及び米国特許出願公開第２００８／００７００２３号明細書に記載されている。好適な耐衝撃性改良剤は、（ｉ）カルボン酸、その無水物、マレイミド、又はエポキシ化合物でグラフト化されたエチレンポリマー及びコポリマー、並びに（ｉｉ）オレフィン又はアクリル酸又は無水物ターポリマー及びアイオノマーから選択される。
本発明で使用するための、ゴム又はエラストマーポリマーともしばしば称される耐衝撃性改良剤は、例えば、米国特許出願公開第２０１４／０３２０３６３１号明細書及び米国特許出願公開第２００８／００７００２３号明細書に記載されている。好適な耐衝撃性改良剤は、（ｉ）カルボン酸、その無水物、マレイミド、又はエポキシ化合物でグラフト化されたエチレンポリマー及びコポリマー、並びに（ｉｉ）オレフィン又はアクリル酸又は無水物ターポリマー及びアイオノマーから選択される。
カルボン酸、その無水物、マレイミド、又はエポキシ化合物でグラフト化されたエチレンポリマー及びコポリマーでは、カルボン酸、又はその無水物は、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸のＣ１～Ｃ４アルキルハーフエステル、及び無水マレイン酸を含むこれらの無水物又は誘導体から選択される。また、オレフィン系ゴムも、好適な耐衝撃性改良剤として使用され得る。
一実施形態では、実施形態１における耐衝撃性改良剤は、無水マレイン酸でグラフト化されたエチレンコポリマー等の、カルボン酸又はその任意の無水物でグラフト化されたエチレンコポリマーである。他の実施形態では、耐衝撃性改良剤としては、無水マレイン酸グラフト化エチレンプロピレンジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）（無水マレイン酸が２重量％～６重量％）、無水マレイン酸でグラフト化されたエチレンプロピレン（無水マレイン酸が０．５重量％～６重量％）、無水マレイン酸グラフト化低密度ポリエチレン（無水マレイン酸が０．２重量％～６重量％）、及び無水マレイン酸でグラフト化されたエチレンブチルアクリラート（無水マレイン酸が０．２重量％～６重量％）が挙げられる。
オレフィン又はアクリル酸又は無水物ターポリマー及びアイオノマー耐衝撃性改良剤は、（ａ）エチレン、ブチレン、プロピレン、及びこれらの組合わせ、（ｂ）、アクリル酸、メタクリル酸、及びこれらの混合物から選択される２重量％～２５重量％の酸、及び（ｃ）マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸のＣ１～Ｃ４アルキルハーフエステル、及びこれらのジカルボン酸モノマーの混合物から選択される０．１重量％～１５重量％のジカルボン酸モノマーを含むモノマーから誘導された鎖状単位が重合している。一実施形態では、ターポリマーは、エチレン／メタクリル酸／無水マレイン酸アイオノマー（無水マレイン酸が０．５重量％～１２重量％）である。アイオノマーは、亜鉛、マグネシウム、マンガン、及びこれらの混合物から選択される金属イオンを単独で用いるか、又はナトリウム若しくはリチウムイオンと組合わせて用い、ターポリマー中のカルボン酸単位を中和することによって形成され得る。ターポリマーは、最大４０重量％のＣ１～Ｃ８アルキルアクリラートモノマー単位を更に含み得る。
一実施形態では、実施形態１における耐衝撃性改良剤は、ポリアミド組成物の総重量に基づいて、０．１重量％～１０．０重量％で存在する。別の実施形態では、０．１重量％～９．０重量％、又は０．２重量％～９．０重量％、又は０．２重量％～８．０重量％で存在する。更に別の実施形態では、０．３重量％～８．０重量％、又は０．３重量％～７．０重量％、又は０．４重量％～７．０重量％で存在する。更に別の実施形態では、０．４重量％～６．０重量％、又は０．５重量％～６．０重量％、又は０．５重量％～５．０重量％、又は０．５重量％～４．０重量％で存在する。更なる実施形態では、０．５重量％～３．０重量％、又は０．５重量％～２．０重量％で存在する。
安定剤
本文脈において、実施形態１の安定剤は、酸化防止剤及び熱安定剤を含む。
本文脈において、実施形態１の安定剤は、酸化防止剤及び熱安定剤を含む。
安定剤には、リン安定剤、ヒンダードフェノール安定剤、ヒンダードアミン安定剤、オキサニリド安定剤、有機硫黄安定剤及び二級芳香族アミン安定剤等の有機安定剤；並びに銅化合物及びハロゲン化物等の無機安定剤が含まれるが、これらに限定されない。
ホスファイト化合物には、例えば、ジステアリールペンタエリスリトールジホスファイト、ジノニルフェニルペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，４－ジ－ｔ－ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－エチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－イソプロピルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，４，６－トリ－ｔ－ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－ｓｅｃ－ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス（２，６－ジ－ｔ－ブチル－４－ｔ－オクチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、及びビス（２，４－ジクミルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファートが含まれる。
ヒンダードフェノール安定剤には、例えば、ｎ－オクタデシル－３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオナート、１，６－ヘキサンジオールビス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、ペンタエリスリトールテトラキス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、３，９－ビス［１，１－ジメチル－２－｛β－（３－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシ－５－メチルフェニル）プロピオニルオキシ｝エチル］－２，４，８，１０－テトラオキサスピロ［５，５］ウンデカン、トリエチレングリコールビス［３－（３－ｔ－ブチル－５－メチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジルホスホナートジエチルエステル、１，３，５－トリメチル－２，４，６－トリス（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジル）ベンゼン、２，２－チオジエチレンビス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、トリス（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、及びＮ，Ｎ´－ヘキサメチレンビス（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナミド）が含まれる。ヒンダードアミン安定剤には、例えば、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン骨格を有する良く知られたヒンダードアミン化合物が含まれる。ヒンダードアミン化合物の具体例には、４－アセトキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－ステアロイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－アクリロイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－フェニルアセトキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－ベンゾイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－メトキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－ステアリルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－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－ベンジルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－フェノキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－エチルカルバモイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－シクロヘキシルカルバモイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、４－フェニルカルバモイルオキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）カルボナート、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）オキサラート、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）マロナート、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）セバカート、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）アジパート、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）テレフタラート、１，２－ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジルオキシ）エタン、α，α´－ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジルオキシ）－ｐ－キシレン、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジルトリレン）－２，４－ジカルバマート、ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）ヘキサメチレン－１，６－ジカルバマート、トリス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）ベンゼン－１，３，５－トリカルボキシラート、トリス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）ベンゼン－１，３，４－トリカルボキシラート、１－［２－｛３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ｝ブチル］－４－［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシ］－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、１，２，３，４－ブタンテトラカルボン酸及び１，２，２，６，６－ペンタメチル－４－ピペリジノール及びβ，β，β´，β´－テトラメチル－３，９－［２，４，８，１０－テトラオキサスピロ（５，５）ウンデカン］ジエタノールの縮合生成物、ジメチルスクシナート及び１－（２－ヒドロキシエチル）－４－ヒドロキシ－２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、及び１，３－ベンゼンジカルボキサミド－Ｎ，Ｎ´－ビス（２，２，６，６－テトラメチル－４－ピペリジル）の重縮合生成物が含まれる。
アミン酸化防止剤は、上記のヒンダードアミン安定剤以外のアミン化合物を指し、例えば、Ｎ－フェニルベンゼンアミンと２，４，４－トリメチルペンテン、Ｎ，Ｎ´－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－フェニル－Ｎ´－イソプロピル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－フェニル－Ｎ´－（１，３－ジメチルブチル）－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ´－ジ－２－ナフチル－ｐ－フェニレンジアミン、重合１，２－ジヒドロ－２，２，４－トリメチルキノリン、及び６－エトキシ－１，２－ジヒドロ－２，２，４－トリメチルキノリンとの反応生成物を含む。
オキサニリド安定剤には、４，４´－ジオクチルオキシオキサニリド、２，２´－ジエトキシオキサニリド、２，２´－ジオクチルオキシ－５，５´－ジ－ｔｅｒｔ－ブトキサニリド、２，２´－ジドデシルオキシ－５，５´－ジ－ｔｅｒｔ－ブトキサニリド、２－エトキシ－２´－エチルオキサニリド、Ｎ，Ｎ´－ビス（３－ジメチルアミノプロピル）オキサニリド、２－エトキシ－５－ｔｅｒｔ－ブチル－２´－エトキサニリド及びそれらと２－エトキシ－２´－エチル－５，４´－ジ－ｔｅｒｔ－ブトキサニリドとの混合物、ｏ－及びｐ－メトキシ－二置換オキサニリドとの混合物、ｏ－及びｐ－エトキシ－二置換オキサニリドとの混合物が含まれる。
有機硫黄安定剤には、例えば、ジドデシルチオジプロピオナート、ジテトラデシルチオジプロピオナート、ジオクタデシルチオジプロピオナート、ペンタエリスリトールテトラキス（３－ドデシルチオプロピオナート）及びチオビス（Ｎ－フェニル－β－ナフチルアミン）等の有機チオアート化合物；２－メルカプトベンゾチアゾール、２－メルカプトベンズイミダゾール、２－メルカプトメチルベンズイミダゾール及び２－メルカプトベンズイミダゾールの金属塩等のメルカプトベンズイミダゾール化合物；ジエチルジチオカルバミン酸の金属塩及びジブチルジチオカルバミン酸の金属塩等のジチオカルバマート化合物；及び１，３－ビス（ジメチルアミノプロピル）－２－チオ尿素及びトリブチルチオ尿素等のチオ尿素化合物；並びにテトラメチルチウラム一硫化物、テトラメチルチウラム二硫化物、ニッケルジブチルジチオカルバマート、ニッケルイソプロピルキサンタート、及びトリラウリルトリチオホスファイトが含まれる。
二級芳香族アミン安定剤には、好ましくは、ジフェニルアミン骨格を有する化合物、フェニルナフチルアミン骨格を有する化合物、及びジナフチルアミン骨格を有する化合物が含まれる。具体的には、ジフェニルアミン骨格を有する化合物には、ｐ，ｐ´－ジアルキルジフェニルアミン（アルキル基が８～１４個の炭素原子を含む）、オクチル化ジフェニルアミン、４，４´－ビス（α，α－ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、ｐ－（ｐ－トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ´－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－フェニル－Ｎ´－イソプロピル－ｐ－フェニレンジアミン、Ｎ－フェニル－Ｎ´－（１，３－ジメチルブチル）－ｐ－フェニレンジアミン及びＮ－フェニル－Ｎ´－（３－メタクリロイルオキシ－２－ヒドロキシプロピル）－ｐ－フェニレンジアミンが含まれ、フェニルナフチルアミン骨格を有する化合物には、Ｎ－フェニル－１－ナフチルアミン及びＮ，Ｎ´－ジ－２－ナフチル－ｐ－フェニレンジアミンが含まれ、ジナフチルアミン骨格を有する化合物には、２，２´－ジナフチルアミン、１，２´－ジナフチルアミン及び１，１´－ジナフチルアミンが含まれる。
無機安定剤には、銅化合物及びハロゲン化物が含まれる。銅化合物は、以下に説明するハロゲン化物を除く、様々な無機酸又は有機酸の銅塩である。銅は銅（Ｉ）又は銅（ＩＩ）のいずれかであり得、銅塩の具体例には、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅、リン酸銅、ステアリン酸銅、並びにヒドロタルサイト、スティッチタイト及びパイロライト等の天然鉱物が含まれる。
一実施形態では、実施形態１の安定剤は、組成物の総重量に基づいて、０．０１重量％～５．０重量％で存在する。別の実施形態では、０．０１重量％～４．０重量％、又は０．０１重量％～３．０重量％、又は０．０１重量％～２．０重量％で存在する。
分散剤
実施形態１のポリアミド組成物はまた、存在する場合、難燃性混合物中の凝固を防止する目的で添加される分散剤を含む。一実施形態では、実施形態１の分散剤は、カルボン酸アミドベースのワックス、高級脂肪酸の金属塩、及び高級脂肪酸エステル化合物から選択される。
実施形態１のポリアミド組成物はまた、存在する場合、難燃性混合物中の凝固を防止する目的で添加される分散剤を含む。一実施形態では、実施形態１の分散剤は、カルボン酸アミドベースのワックス、高級脂肪酸の金属塩、及び高級脂肪酸エステル化合物から選択される。
カルボン酸アミドベースのワックスは、高級脂肪族モノカルボン酸及び／又は多塩基酸とジアミンとの間の脱水反応によって得られる化合物によって例示され得る。高級脂肪族モノカルボン酸は、好ましくは、１６個以上の炭素原子を有する飽和脂肪族モノカルボン酸及びヒドロキシカルボン酸であり、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、及び１２－ヒドロキシステアリン酸が例示される。多塩基酸は二塩基以上のカルボン酸であり、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ピメリン酸、及びアゼライン酸等の脂肪族ジカルボン酸；フタル酸及びテレフタル酸等の芳香族ジカルボン酸；並びにシクロヘキシルジカルボン酸及びシクロヘキシルコハク酸等の脂環式ジカルボン酸によって例示され得る。ジアミンは、エチレンジアミン、１，３－ジアミノプロパン、１，４－ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、ｍ－キシリレンジアミン、トリレンジアミン、ｐ－キシリレンジアミン、フェニレンジアミン、及びイソホロンジアミンによって例示され得る。
カルボン酸アミドベースのワックスは、好ましくは、ステアリン酸、セバシン酸及びエチレンジアミン間の重縮合反応によって得られる化合物である。例えば、２ｍｏｌのステアリン酸、１ｍｏｌのセバシン酸、及び２ｍｏｌのエチレンジアミンの間の重縮合反応によって得られる化合物である。
高級脂肪酸の金属塩は、上記の高級脂肪族モノカルボン酸の金属塩によって例示され得る。例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、及びモンタナイトカルシウムを実施形態１で使用することができる。高級脂肪酸エステル化合物は、上記の高級脂肪族モノカルボン酸とアルコールとの間に形成されるエステル化合物、より具体的には、ステアリン酸ステアリル、ステアリン酸グリセリン、及びステアリン酸ペンタエリスリトールによって例示され得る。
一実施形態では、分散剤は、組成物の総重量に基づいて、０．１重量％～５．０重量％の量で存在する。別の実施形態では、０．１重量％～４．５重量％、又は０．１重量％～４．０重量％、又は０．１重量％～３．５重量％で存在する。更に別の実施形態では、０．１重量％～３．０重量％、又は０．１重量％～２．５重量％、又は０．１重量％～２．０重量％で存在する。
添加剤
一実施形態では、実施形態１のポリアミド組成物は、添加剤を更に含む。適切な添加剤には、染料、顔料、ＵＶ吸収剤、帯電防止剤、抗菌剤、静菌剤、及びＩＲ吸収材料等が含まれるが、これらに限定されない。
一実施形態では、実施形態１のポリアミド組成物は、添加剤を更に含む。適切な添加剤には、染料、顔料、ＵＶ吸収剤、帯電防止剤、抗菌剤、静菌剤、及びＩＲ吸収材料等が含まれるが、これらに限定されない。
他の添加剤もポリアミド組成物に添加することができる。これらには、ドリップ防止剤；銅、リン、又は硫黄含有熱安定剤；耐候性調整剤；発泡剤；潤滑剤；可塑剤；流動性改質剤；有機フィラー；及び核剤が含まれる。
これらの添加剤の適切な量を本発明で使用することができる。一実施形態では、実施形態１のポリアミド組成物は、ポリアミド組成物の総重量に基づいて、０．１重量％～１０重量％の量で存在する。
本明細書に記載されるように、成分及び添加剤は、組成物の粘度数が、ＩＳＯ３０７に従って決定される、１１４ｍｌ／ｇ～３００ｍｌ／ｇであるように選択される。一実施形態では、実施形態１の組成物の粘度数は、ＩＳＯ３０７に従って決定される、１１４ｍｌ／ｇ～２９０ｍｌ／ｇである。別の実施形態では、１１４ｍｌ／ｇ～２８０ｍｌ／ｇ、又は１１４ｍｌ／ｇ～２７０ｍｌ／ｇ、又は１１４ｍｌ／ｇ～２６０ｍｌ／ｇである。更に別の実施形態では、１１４ｍｌ／ｇ～２５０ｍｌ／ｇ、又は１１４ｍｌ／ｇ～２４０ｍｌ／ｇ、又は１１４ｍｌ／ｇ～２３０ｍｌ／ｇである。更なる実施形態では、１１４ｍｌ／ｇ～２２０ｍｌ／ｇ、又は１１４ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇ、又は１１４ｍｌ／ｇ～２００ｍｌ／ｇである。
本明細書に記載されるように、相乗的な量の成分及び添加剤は、最高品質の耐火性、すなわち、ＵＬ９４規格による５ＶＡ等級を満たすポリアミド組成物をもたらす。燃焼性試験方法は、アメリカ保険業者安全試験所（Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ）の試験方法ＵＬ９４を使用して決定される。この規格は、試験片が点火された後、火炎を消すか広げるかのいずれかの材料の傾向を決定する。試験は通常、承認された最小厚さの５´´ｘ１／２´´の試験片で実施される。５ＶＡ等級の場合、試験は棒状（ｂａｒ）及び板状（ｐｌａｑｕｅ）の両方の試験片で実行され、火炎の発火源は他の材料の試験に使用されるものの約５倍大きいものである。垂直試験片で６０秒以内に燃焼が停止し、ドリップがなく、板状試験片に穴が開いていない場合、組成物は５ＶＡ等級を満たしている。
更に、本発明の組成物は容易に処理することができ、依然として伸長強度、伸び率、曲げ強度及びシャルピー切欠き強度の許容可能な特性を示し、それよって組成物を工業用ファン又はブロア等の造形品の製造に有用にする。
プロセス
本発明の別の態様は、実施形態１の難燃性ポリアミド組成物を調製するためのプロセスに関する実施形態２である。実施形態２のプロセスは、本明細書に記載されるように、少なくとも、成分及び任意選択で添加剤を混成する工程を含む。混成自体は、ポリマー処理及び製造の当業者に周知の技術であり、溶融状態で実施形態１の成分及び任意選択で添加剤を混合及び／又はブレンドすることによってプラスチック配合物を調製することからなる。一実施形態では、混合は、２００ｒｐｍ～３２０ｒｐｍの範囲の回転速度で実行される。混成は、成分が溶融する温度よりも低い温度で行われるブレンド又は混合プロセスとは異なることが当技術分野で理解されている。混成は、例えば、マスターバッチ組成物を形成するために使用され得る。混成は、例えば、マスターバッチ組成物をポリマーに添加して、更なるポリマー組成物を形成することを含み得る。
本発明の別の態様は、実施形態１の難燃性ポリアミド組成物を調製するためのプロセスに関する実施形態２である。実施形態２のプロセスは、本明細書に記載されるように、少なくとも、成分及び任意選択で添加剤を混成する工程を含む。混成自体は、ポリマー処理及び製造の当業者に周知の技術であり、溶融状態で実施形態１の成分及び任意選択で添加剤を混合及び／又はブレンドすることによってプラスチック配合物を調製することからなる。一実施形態では、混合は、２００ｒｐｍ～３２０ｒｐｍの範囲の回転速度で実行される。混成は、成分が溶融する温度よりも低い温度で行われるブレンド又は混合プロセスとは異なることが当技術分野で理解されている。混成は、例えば、マスターバッチ組成物を形成するために使用され得る。混成は、例えば、マスターバッチ組成物をポリマーに添加して、更なるポリマー組成物を形成することを含み得る。
一実施形態では、実施形態２のポリアミド組成物は、例えば、押出成形される。例えば、混成は、スクリュー、例えば、二軸スクリューを使用して実施することができる。例えば、混成は、マルチロールミル、例えば２本ロールミルを使用して実施することができる。例えば、混成は、共混練機又は内部ミキサを使用して実施することができる。本明細書に開示される方法は、例えば、圧縮成形又は射出成形を含み得る。成分及び任意選択で添加剤は、事前に混合され、単一のホッパーから供給され得る。得られた溶融物は、例えば、例えば水浴中で冷却され、次いでペレット化され得る。
更に、実施形態１又は２のポリアミド組成物は、例えば、所望の形態又は物品に成形することができる。ポリアミド組成物の成形は、例えば、組成物を加熱してそれを柔らかくすることを含み得る。実施形態１又は２のポリアミド組成物は、例えば、成形（例えば、圧縮成形、射出成形、延伸ブロー成形、射出ブロー成形、オーバーモールディング）、押出成形、鋳造、又は熱成形によって造形することができる。
一実施形態では、実施形態２の混成は、２２０℃～３５０℃の範囲の温度で実施される。
造形品
本発明の別の態様は、実施形態１のポリアミド組成物又は実施形態２から得られるようなポリアミド組成物を含む造形品に関する実施形態３である。名前が示すように、造形品は、ポリアミド組成物を使用して得られ、適切に造形された任意の物品である。
本発明の別の態様は、実施形態１のポリアミド組成物又は実施形態２から得られるようなポリアミド組成物を含む造形品に関する実施形態３である。名前が示すように、造形品は、ポリアミド組成物を使用して得られ、適切に造形された任意の物品である。
一実施形態では、実施形態３の造形品は、工業用ファン又はブロアである。
工業用ファン又はブロア
本発明の更に別の態様は、実施形態１のポリアミド組成物、又は実施形態２から得られるようなポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロアに関する実施形態４である。
本発明の更に別の態様は、実施形態１のポリアミド組成物、又は実施形態２から得られるようなポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロアに関する実施形態４である。
工業用ファン又はブロアは、建物又はその他の構造物の様々な部分（製造現場等）に大量の空気又はガスの流れを供給し収容することを主な機能とする機械である。これは、ハブ及びシャフトに接続され、モータ又はタービンによって駆動される多数のブレードを回転させることによって実現される。これらの機械式ファンの流速は、毎分約２００立方フィート（５．７ｍ３）～２，０００，０００立方フィート（５７，０００ｍ３）の範囲である。ブロアは、流れに対する抵抗が主にファンの下流側にある場合に動作するファンの別名である。工業用ファンが生成する空気又はガスの連続的な流れには、数例挙げると、燃焼、換気、曝気、粒子状物質の輸送、排気、冷却、空気洗浄、及び乾燥等であるがこれらに限定されない多数の用途がある。対象となる工業には、例えば、電力生産、汚染防止、金属製造及び処理、セメント生産、鉱業、石油化学、食品加工、極低温貯蔵、及びクリーンルームが含まれる。
これらの工業用ファン又はブロアは高温で動作するため、構成材料を好適に選択することが適切であり、非常に高い難燃性を備えていることが更に重要なことである。したがって、本発明の実施形態１又は２のポリアミド組成物をこの目的のために使用することができる。
本発明の例示的な実施形態を以下に列挙するが、本発明を限定するものではない。特に、本発明はまた、依存性参照、したがって以下に特定される組合わせから生じるそれらの実施形態を包含する。より具体的には、以下の実施形態の範囲の命名の場合、例えば、「実施形態１～４のいずれかに記載のプロセス」という表現は、この範囲内の実施形態の任意の組合わせが明示的に当業者に開示されるように理解されるべきであり、その表現は、「実施形態１、２、３及び４のいずれかに記載のプロセス」と同義であると見なされるべきであることを意味する。
Ｉ． （ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との間の重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１重量％～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１重量％～５．０重量％の分散剤と、とを含む、難燃性ポリアミド組成物であって、
ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する、難燃性ポリアミド組成物。
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との間の重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１重量％～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１重量％～５．０重量％の分散剤と、とを含む、難燃性ポリアミド組成物であって、
ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する、難燃性ポリアミド組成物。
ＩＩ． ポリアミドが、ＩＳＯ３０７に従って決定された１５０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇの粘度数を有する、実施形態Ｉに記載の組成物。
ＩＩＩ． ポリアミドが脂肪族ポリアミドを含む、実施形態Ｉ又はＩＩに記載の組成物。
ＩＶ． ポリアミドが、ポリアミド６、ポリアミド６６、又はこれらのブレンド若しくはコポリマーから選択される、実施形態Ｉ～ＩＩＩの１つ又は複数に記載の組成物。
Ｖ． ポリアミドがポリアミド６を含む、実施形態Ｉ～ＩＶの１つ又は複数に記載の組成物。
ＶＩ． ポリアミドの量が、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、３０重量％～４０重量％である、実施形態Ｉ～Ｖの１つ又は複数に記載の組成物。
ＶＩＩ． 補強剤が、金属繊維、金属化無機繊維、金属化合成繊維、ガラス繊維、炭素繊維、セラミック繊維、鉱物繊維、玄武岩繊維、ケナフ繊維、ジュート繊維、亜麻繊維、麻繊維、セルロース繊維、サイザル繊維、及びコイア繊維から選択される、実施形態Ｉ～ＶＩの１つ又は複数に記載の組成物。
ＶＩＩＩ． 補強剤がガラス繊維である、実施形態Ｉ～ＶＩＩの１つ又は複数に記載の組成物。
ＩＸ． 補強剤に表面処理剤が施される、実施形態Ｉ～ＶＩＩＩの１つ又は複数に記載の組成物。
Ｘ． 表面処理剤が、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、アルミナートカップリング剤、ウレタンカップリング剤、及びエポキシカップリング剤のうちの１つ又は複数を含むカップリング剤である、実施形態ＩＸに記載の組成物。
ＸＩ． 補強剤の量が、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、３５重量％～４５重量％である、実施形態Ｉ～Ｘの１つ又は複数に記載の組成物。
ＸＩＩ． （ｉ）と（ｉｉ）との重量比が、１：２～２：１である、実施形態Ｉ～ＸＩの１つ又は複数に記載の組成物。
ＸＩＩＩ． 耐衝撃性改良剤の量が、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、０．１重量％～５．０重量％である、実施形態Ｉ～ＸＩＩの１つ又は複数に記載の組成物。
ＸＩＶ． 安定剤の量が、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、０．０１重量％～２．０重量％である、実施形態Ｉ～ＸＩＩＩの１つ又は複数に記載の組成物。
ＸＶ． 分散剤の量が、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、０．１重量％～２．０重量％である、実施形態Ｉ～ＸＩＶの１つ又は複数に記載の組成物。
ＸＶＩ． 難燃性ポリアミド組成物が、ＩＳＯ３０７に従って決定される、１１４ｍｌ／ｇ～３００ｍｌ／ｇの粘度数を有する、実施形態Ｉ～ＸＶの１つ又は複数に記載の組成物。
ＸＶＩＩ． 添加剤を更に含む、実施形態Ｉ～ＸＶＩの１つ又は複数に記載の組成物。
ＸＶＩＩＩ． 添加剤が染料、顔料、ＵＶ吸収剤、帯電防止剤、抗菌剤、静菌剤、及びＩＲ吸収材料から選択される、実施形態ＸＶＩＩに記載の組成物。
ＸＩＸ． 添加剤の量が、難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、０．１重量％～１０重量％である、実施形態ＸＶＩＩ又はＸＶＩＩＩに記載の組成物。
ＸＸ． 難燃性ポリアミド組成物が、ＵＬ９４規格による５ＶＡの耐火性要件を満たす、実施形態Ｉ～ＸＶＩＩＩの１つ又は複数に記載の組成物。
ＸＸＩ． 少なくとも、
（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１～５．０重量％の分散剤と、とを混成する工程と、
ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する難燃性ポリアミド組成物を得る工程と、とを含む、実施形態Ｉ～ＸＸの１つ又は複数に記載の難燃性ポリアミド組成物を調製するためのプロセス。
（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１～５．０重量％の分散剤と、とを混成する工程と、
ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する難燃性ポリアミド組成物を得る工程と、とを含む、実施形態Ｉ～ＸＸの１つ又は複数に記載の難燃性ポリアミド組成物を調製するためのプロセス。
ＸＸＩＩ． 混成が２２０℃～３５０℃の温度で実施される、実施形態ＸＸＩに記載のプロセス。
ＸＸＩＩＩ． 実施形態Ｉ～ＸＸの１つ又は複数による、あるいは実施形態ＸＸＩ又はＸＸＩＩによるプロセスから得られるような難燃性ポリアミド組成物を含む造形品。
ＸＸＩＶ． 造形品が工業用ファン又はブロアである、実施形態ＸＸＩＩＩによる造形品。
ＸＸＶ．（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０重量～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０重量～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との間の重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１重量％～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１重量％～５．０重量％の分散剤と、とを含む難燃性ポリアミドを含む造形品であって、
難燃性ポリアミド組成物が、ＩＳＯ３０７に従って決定された少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有し、工業用ファン又はブロアである造形品。
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０重量～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０重量～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との間の重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１重量％～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１重量％～５．０重量％の分散剤と、とを含む難燃性ポリアミドを含む造形品であって、
難燃性ポリアミド組成物が、ＩＳＯ３０７に従って決定された少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有し、工業用ファン又はブロアである造形品。
ＸＸＶＩ． 実施形態Ｉ～ＸＸの１つ又は複数による、あるいは実施形態ＸＸＩ又はＸＸＩＩによるプロセスから得られるような難燃性ポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロア。
ＸＸＶＩＩ．（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０重量～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０重量～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との間の重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１重量％～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１重量％～５．０重量％の分散剤と、とを含む難燃性ポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロアであって、
ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する難燃性ポリアミド組成物を含む、工業用ファン又はブロア。
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０重量～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０重量～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含む難燃性混合物であって、難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との間の重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１重量％～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１重量％～５．０重量％の分散剤と、とを含む難燃性ポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロアであって、
ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する難燃性ポリアミド組成物を含む、工業用ファン又はブロア。
実施例
今回特許請求される発明は、以下のような非限定的な実施例によって例示される。
今回特許請求される発明は、以下のような非限定的な実施例によって例示される。
難燃性ポリアミド組成物の一般的な合成
本発明及び比較ポリアミド組成物に関する詳細は、以下の表１に要約されている。すべての量は、重量％である。
本発明及び比較ポリアミド組成物に関する詳細は、以下の表１に要約されている。すべての量は、重量％である。
ポリアミド組成物は、本発明及び比較の両方で、上記のプロセス条件でＷＰ ２５ｍｍ実験室二軸スクリュー押出機を使用して押出成形した。Ｕｌｔｒａｍｉｄ（登録商標）Ｂ３Ｇ８ＢＫ（４０％ガラス繊維を含むポリアミド６）を有するが、本発明による難燃性混合物を含まない別の比較例（比較の実施例２）を使用した。
機械的試験及びＵＬ９４難燃性
１０．０ｍｍｘ４．０ｍｍの寸法のＩＳＯタイプＡの棒状試験片を準備し、それぞれの規格に従って機械的特性を試験した。更に、厚さ２．０ｍｍの試験片を準備し、ＵＬ９４規格による難燃性を試験した。結果を以下の表２に要約した。
１０．０ｍｍｘ４．０ｍｍの寸法のＩＳＯタイプＡの棒状試験片を準備し、それぞれの規格に従って機械的特性を試験した。更に、厚さ２．０ｍｍの試験片を準備し、ＵＬ９４規格による難燃性を試験した。結果を以下の表２に要約した。
本発明のポリアミド組成物は、ＵＬ９４規格による５ＶＡの燃焼性要件を満たしているが、本発明による、赤リンのみを含有する比較配合物（比較の実施例１を参照）及びいずれの難燃剤も含有しない比較配合物（比較の実施例２を参照）は、上記の要件を満たさなかった。更に、本発明のポリアミド組成物は、比較配合物と同様の特性を有し、それにより、それらを所望の用途、特に工業用ファン又はブロアに適したものにする。
Claims (8)
- 難燃性ポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロアであって、
（ａ） ＩＳＯ３０７に従って決定された９０ｍｌ／ｇ～３５０ｍｌ／ｇの粘度数を有する２０重量％～６０重量％のポリアミドと、
（ｂ） ２０重量％～５０重量％の補強剤と、
（ｃ） 難燃性混合物であって、前記難燃性ポリアミド組成物の総重量に基づいて、（ｉ）１．０重量％～１０．０重量％の赤リン、及び（ｉｉ）１．０重量％～１０．０重量％の水酸化マグネシウムを含み、前記難燃性混合物の（ｉ）と（ｉｉ）との重量比が１：５～５：１である、難燃性混合物と、
（ｄ） ０．１重量％～１０．０重量％の耐衝撃性改良剤と、
（ｅ） ０．０１重量％～５．０重量％の安定剤と、
（ｆ） ０．１重量％～５．０重量％の分散剤と、とを含み、
前記難燃性ポリアミド組成物が、ＩＳＯ３０７に従って決定された、少なくとも１１４ｍｌ／ｇの粘度数を有する、難燃性ポリアミド組成物を含む工業用ファン又はブロア。 - 前記ポリアミドが、ＩＳＯ３０７に従って決定された１５０ｍｌ／ｇ～２１０ｍｌ／ｇの粘度数を有する、請求項１に記載の工業用ファン又はブロア。
- 前記ポリアミドが、ポリアミド６、ポリアミド６６、又はそれらのブレンド若しくはコポリマーから選択される、請求項１又は２に記載の工業用ファン又はブロア。
- 前記補強剤がガラス繊維である、請求項１～３の１つ又は複数に記載の工業用ファン又はブロア。
- 前記（ｉ）と（ｉｉ）との重量比が、１：２～２：１である、請求項１～４の１つ又は複数に記載の工業用ファン又はブロア。
- 添加剤を更に含む、請求項１～５の１つ又は複数に記載の工業用ファン又はブロア。
- 前記添加剤が、染料、顔料、ＵＶ吸収剤、帯電防止剤、抗菌剤、静菌剤、及びＩＲ吸収材料から選択される、請求項６に記載の工業用ファン又はブロア。
- 前記難燃性ポリアミド組成物が、ＵＬ９４規格による５ＶＡの耐火性要件を満たす、請求項１～７の１つ又は複数に記載の工業用ファン又はブロア。
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