JP2602967B2 - 難燃性ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は難燃性ポリエステル樹脂組成物に関し、特に
成形時の流動性、成形品の難燃性、機械的特性、表面外
観、色相、加熱された状態における耐着色性等の諸物性
が優れた難燃性ポルエステル樹脂組成物に関するもので
ある。

［従来技術］ 熱可塑性ポリエステル樹脂、特にポリエチレンテレフ
タレートおよひポリブチレンテレフタレートに代表され
るポリアルキレンテレフタレート樹脂は、耐熱性が高
く、機械的特性，電気的特性，耐薬品性等の物性に優れ
ており、工業用製品や家庭用電気製品等に広く使われて
いる。

しかし、上述のポリエステル樹脂はそれ自体の難燃性
が充分でなく比較的燃えやすいという性質を有してい
る。

このポリエステル樹脂に難燃性を与える目的で種々の
方法が提案されてきている。例えば各種有機ハロゲン化
合物，有機リン化合物、有機窒素化合物等を、難燃化助
剤と併用しながら、添加する方法やポリマー骨格にハロ
ゲン化合物を反応させる方法等が試みられている。更に
具体的な例として、臭素化ポリスチレン、臭素化ポリス
チレンの架橋化物、臭素化ポリカーボネートオリゴマ
ー、臭素化エポキシ、臭素化フェノキシ、デカブロモジ
フェニルエーテル等のポリブロモジフェニルエーテル等
の難燃化剤の１種又は２種以上の混合物を配合してポリ
エステル樹脂を難燃化する方法が挙げられる。これらの
方法を選ぶことにより、多くの場合において、実用上有
用なポリエステル樹脂組成物を得ることができる。

そして、デカブロモジフェニルエーテルで代表される
ポリブロモジフェニルエーテルは、臭素含有率が比較的
高いので、少い配合量で要求される難燃性を満足するこ
とができ、得られた成形品の色相や機械的特性は優れて
いる。もっとも、この難燃化剤は成形品の表面に滲み出
し成形品の表面外観が悪くなるという欠点がある。

一方、臭素化ポリスチレンや臭素化ポリスチレンの架
橋化物を難燃化剤として用いた場合には、前記したポリ
ブロモジフェニルエーテルのような成形品表面へ難燃化
剤が滲み出して来る欠点がないものの、成形品が黄色味
を帯びて好まれない色相となる。

他方、臭素化エポキシや臭素化フェノキチシを難燃化
剤として用いた場合は、押出機等の混練機を用いてコン
パウンドを製造したり、成形膜で成形する際、溶融した
樹脂の粘度が増加し、正常にコンパウンドを製造できな
いことがしばしば起き、このような場合でなくとも成形
の際の溶融樹脂の流動性が低下して薄肉の製品を成形し
難くなるなどの欠点を有する。更に成形品を例えば130
〜180℃の加熱空気中に置いたとき茶褐色に着色する度
合が大きいため、成形品の用途分野が限定されるという
欠点をも有する。

臭素化ポリカーボネートオリゴマーは、ポリエステル
の難燃化剤として色相、成形品を加熱した時の耐着色
性、機械的特性等に優れているが、ポリエステル樹脂と
反応してガスを発生するために正常な成形品を得られな
い場合がある。特に成形温度の高いポリエチレンテレフ
タレートに臭素化ポリカーボネートオリゴマーを配合し
た場合には前記の現象が顕著に現われることがある。

［発明の目的］ 本発明はかような事情を背景として為されたものであ
り、その目的は、成形時の流動性、成形品の難燃性、機
械的特性、表面外観、色相、加熱された状態における耐
着色性等の諸物性の優れたポリエステル樹脂組成物を提
供することである。

［発明の構成］ かかる目的を達成するための本発明の難燃性ポリエス
テル樹脂組成物は次の如く示される。即ち、芳香族ポリ
エステルに、難燃化剤としてトリス（ポリブロモベンジ
ル）イソシアヌレートを配合してなる難燃性ポリエステ
ル樹脂組成物である。

本発明でいう芳香族ポリエステルとは芳香族ジカルボ
ン酸および／又は芳香族オキシカルボン酸とジオールの
重縮合により得ることのできるポリマーを意味する。か
かる芳香族ポリエステルの代表的なものとしてポリエチ
レンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポ
リヘキサメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタ
レンジカルボキシレート、ポリブチレンナフタレンジカ
ルボキシレート、ポリヘキサメチレンナフタレンジカル
ボキシレート、ポリヘキサメチレン−4,4′−ジフェニ
ルジカルボキシレート等のホモポリマー又はコポリマー
が例示される。工業的観点からは特にポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレートおよび両者の
ポリマーブレンドが好ましい。

本発明でいうトリス（ポリブロモベンジル）イソシア
ヌレートは下記一般式（Ｉ）で表わされる。

［但しl,m,n,は１〜５の整数を示す］ l,m,nがそれぞれ５であるトリス（ペンタブロモベン
ジル）イソシアヌレートは臭素含有率約75％と高く、要
求する難燃性を得るために配合すべき量が少なくてすむ
ので好ましく用いられる。トリス（ペンタブロモベンジ
ル）イソシアヌレートはDEAD SEA BROMINE COMPANY
LTD.で開発されたグレード名FRX−107を用いることが
できる。トリス（ペンタブロモベンジル）イソシアヌレ
ートの樹脂組成物全体に対する割合は要求される難燃性
の程度により異なり、１〜30重量％、更には２〜20重量
％の範囲にあることが好ましい。１重量％未満では難燃
性が不充分となる場合があり、また30重量％を超えると
得られる樹脂組成物の特性低下が著しくなる傾向があ
る。

本発明の難燃性樹脂組成物は、無機難燃助剤を併用す
ることにより、組成物の難燃化を容易にすることができ
る。例として、三酸化アンチモン，五酸化アンチモン，
アンチモン酸ソーダ等のアンチモン化合物、メタホウ酸
バリウム，ホウ酸亜鉛等のホウ素化合物、ジルコニウム
化合物、モリブデン化合物等が挙げられる。これらの中
でアンチモン化合物が好ましく用いられる。その表面を
熱硬化性樹脂やシリコン系樹脂でコーティングを施した
難燃助剤を使っても良い。この無機難燃助剤を配合する
場合の添加量は、全組成物当り0.5〜20重量％、更には
１〜10重量％が好ましい。添加量が0.5重量％未満では
難燃助剤としての効果が充分でなく、また20重量％を超
えると組成物の機械的特性等の成形品の特性低下が著し
く好ましくない。

本発明の樹脂組成物に用途・目的に応じて必要な機能
を付与するために各種添加剤を加えることができる。例
えば、無機添加剤としては、ガラス繊維，炭素繊維，チ
タン酸カリウム繊維，ウオラストナイト，アスベスト，
セピオライト，ハイドロタルサイト，ガラスビーズ，ガ
ラスフレークス，タルク，マイカ，長石，炭酸カルシウ
ム，シリカ等が挙げられる。その添加量は、全組成物当
り０〜60重量％が好ましい。60重量％を超えると組成物
の成形加工性が低下するのみならず、機械的特性も低下
が著しく好ましくない。

その他必要に応じて、熱安定性剤（例えばリン酸化合
物等）、酸化防止剤（例えばフェノール化合物等）、結
晶核剤（例えば有機酸の金属塩等）、結晶化促進剤、離
型剤、着色剤、紫外線吸収剤、及び帯電防止剤等を添加
しても差支えない。

ジエポキシ化合物の併用添加も機械的特性の改良に有
効である。更に他種のポリマー、とりわけポリカーボネ
ート、ポリオレフィン類、アクリル系エラストマー等の
添加は本発明の難燃性ポリエステル樹脂組成物の衝撃強
度改良に有効である。

本発明の組成物の製造には任意の配合手段を採用する
ことができるが、一般的でありかつ望ましい方法の例と
しては、ポリエステルと各添加剤を所定量配合後、押出
機内で溶融混練して均一化した後、ペレット化し成形用
に供する方法を挙げることができる。

かくして、成形時の流動性、成形品の難燃性、機械的
特性、表面外観、色相及び加熱処理時の耐着色性等の諸
物性に優れた組成物が得られる。

本発明の組成物は成形材料として用いられ、電気部
品，電子部品，自動車部品，事務機器部品等の構造部品
及び建材部品等に好適に利用できる。

［実施例］ 以下実施例により本発明を詳述する。

尚、主な特性の測定法は次の通りである。

流動性:130℃において４時間乾燥後のペレットにつき高
化式フローテスターを用い下記条件にて溶融粘度（単
位：ポイズ）を測定した。

温度；ポリエステルがポリブチレンテレフタレートの場
合260℃、ポリエステルがポリエチレンテレフタレート
の場合270℃とする。

荷重;100kg/cm² ノズル;1mm径×10mm長のものを用いる。所定温度に到達
後５分,15分経過させた後測定。５分経過後の溶融粘度
に対する15分経過後の溶融粘度の比率を溶融粘度安定性
の目安とした。溶融粘度の工程および溶融粘度の安定性
から流動性の良・不良を判断する。

衝撃強度:ASTM規格Ｄ−256に準じて測定（但しノッチは
付けないで測定） 引張強度:ASTM規格Ｄ−638 難燃性:UL94の方法に従い1/36″の厚みで測定した。

色相：ハンターの色差式によるＬ、ａ、ｂの各値を測定
（市販されている装置、例えばミノルタ株式会社製色彩
色差計CR−100を用いて測定可能）する。Ｌ値は明るさ
を表わし、Ｌ＝100は白相、Ｌ＝０は黒色である。ａ値
は赤味〜緑味を示し、０を中心として＋側に大きい程赤
味を帯び、−側に大きい程緑味を帯びていることを示
す。またｂ値は黄味〜青味を示し、０を中心に＋側に大
きい程黄味を帯び、−側に大きい程青味を呈している。

表面外観：成形品を130℃２時間熱処理した後目視観察
で、成形品表面における難燃剤の滲出しの有無を検査す
る：滲出しのない場合を○、滲出しの有る場合を×とし
た。

極限粘度数:0−クロロフェノールを溶媒として35℃にて
測定。

実施例1,比較例１〜３ 極限粘度数［η］が0.86の乾燥したポリブチレンテレ
フタレートのペレット54.9重量部、トリス（ペンタブロ
モベンジル）イソシアヌレート（DEAD SEA BROMINE
COMPANY LTD.製FRX−107）8.5重量部、三酸化アンチモ
ン６重量部、直径10μｍ長さ3mmのガラス繊維30重量
部、リン系安定剤0.2重量部、脂肪族エステル系離型剤
0.4重量部をＶ型ブレンダーにて約２分間混合し、これ
を65mm径の単軸押出機に供給し、シリンダー温度250
℃、金型温度℃、成形サイクル15秒にて成形し、各特性
試験用のテストピースを得た。

このテストピースを用いて評価した各特性値および溶
融粘度の結果を表１に示した。

比較例として、トリス（ペンタブロモベンジル）イソ
シアヌレートの代りに、臭素化フェノキシ（大日本イン
キ製 プラサームEP−100）、臭素化ポリカーボネート
オリゴマー（帝人化成製 FG−7100）、又はデカブロモ
ジフェニルエーテル（三井東圧 DB100）を用いる以外
は実施例１と全く同様に実施した。

得られた結果を表１に示す。

臭素化フェノキシを使用した場合、成形に際して溶融
粘度の増加が見られること、コンパウンドや成形品を18
5℃×10日間の条件で処理したときの試験品の着色が著
しいこと等の問題がある。また難燃性ランクはＶ−２で
あり、難燃性ランクＶ−０を要求される場合には、難燃
剤の配合量を多くする必要があり、本発明の難燃剤に較
べて好ましくない。

臭素化ポリカーボネートオリゴマーの場合、機械特性
や色相等が良好であるものの、成形に際して溶融粘度が
高く流動性が悪い。

デカブロモジフェニルエーテルの場合、難燃剤が成形
品表面へ滲出し表面外観が悪くなることからこの剤は好
ましくないと言える。

これに対して、本発明の組成物はいずれの特性も優れ
ているのが明らかである。

実施例２ 極限粘度［η］が0.71の乾燥したポリエチレンテレフ
タレートのペレット59.0重量部、実施例１で使用したと
同じトリス（ペンタブロモベンジル）イソシアヌレート
10重量部、三酸化アンチモン５重量部、タルク（林化成
PKNN）0.5重量部、実施例１で使用したと同じガラス
繊維25重量部、パルミチン酸ソーダ0.2重量部、モンタ
ン酸エステル0.3重量部をＶ型ブレンダーにて約２分間
混合し、これを65mm径の単軸押出機に供給しシリンダー
温度280℃にてペレタイズして成形用のペレットを得
た。このペレットを130℃にて５時間乾燥後、射出成形
機を用い、シリンダー温度280℃、金型温度135℃、成形
サイクル35秒にて成形し各特性試験用のテストピースを
得た。

このテストピーズを用いて評価した各特性値を表２に
示す。

比較例として、トリス（ペンタブロモベンジル）イソ
シアヌレートの代りに臭素化ポリスチレン（フェロー社
製パイロチェック68PB）を用いる以外は実施例２と全く
同様に実施した。得られた結果を表２に示す。

臭素化ポリスチレンを使用した場合は、成形品の黄色
味が強く色相が劣るが、本発明の場合は成形品の色相は
良好である。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明からなる組成物は、成形時の
流動性、成形品の難燃性、色相、表面外観、加熱された
状態での耐着色性等を優れた特性を有するものである。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性ポリエステルにトリス（ポリブロ
   モベンジル）イソシアヌレートを配合してなる難燃性ポ
   リエステル樹脂組成物。
2. 【請求項２】トリス（ポリブロモベンジル）イソシアヌ
   レートがトリス（ペンタブロモベンジル）イソシアヌレ
   ートである請求項１に記載の難燃性ポリエステル樹脂組
   成物。
3. 【請求項３】芳香族ポリエステルが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又はこれらの混
   合物である請求項１に記載の難燃性ポリエステル樹脂組
   成物。