JP5125331B2 - 樹脂組成物及び樹脂成形体 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂組成物及び樹脂成形体に関する。

従来、難燃性が要求される樹脂材料には、難燃化のために難燃剤が混合されている。樹脂材料に混合する難燃剤としては、例えば、ハロゲン化合物やリン化合物等が広く知られている。しかし、特に石油系樹脂材料の場合には、焼却時にダイオキシン発生の可能性があるハロゲン化合物の混合を回避する方向にある。したがって、近年、難燃剤としては、ハロゲン化合物の代替としてリン化合物が使用される場合が多い。

しかしながら、リン化合物の中で最も汎用性の高いリン酸エステルのようなエステル結合含有材料は、化合物自身が有するリン酸によりエステルの加水分解が生じ、それが原因となって劣化が生じて、機械的特性、リサイクル性及び加工性が悪化するという問題を有している。そのため、リン化合物は、内部に高温部を持つ複写機、プリンター等の筐体材料としての使用が困難であった。

そこで、ハロゲン化合物、リン化合物以外の難燃剤を用いた樹脂材料が求められている。こうした樹脂材料として、例えば下記特許文献１には、スチレン系樹脂と、ジヒドロキシアリール化合物のアルキレンオキサイド付加物と、酸化ホウ素及び／又は硫酸アミノトリアジン化合物とを用いた難燃性樹脂組成物が提案されている。また、下記特許文献２には、スルホン酸基及び／又はスルホン酸塩基が導入された芳香族ポリマーを難燃剤として用いた難燃性樹脂組成物が提案されている。

特開２００５−２２０３１８号公報 特開２００５−２７２５３９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された難燃性樹脂組成物では、ジヒドロキシアリール化合物のアルキレンオキサイド付加物と、酸化ホウ素及び／又は硫酸アミノトリアジン化合物とが難燃剤としての役割を果たすが、特に耐湿熱試験後における難燃効果は必ずしも十分ではない。酸化ホウ素は、吸湿性があり、空気中の水分を吸収する。樹脂中の酸化ホウ素によって蓄積された水分は、樹脂を劣化させ、難燃性のみならず機械的特性なども低下させる。同様の理由で、この難燃性樹脂組成物をリサイクルする場合についても、ペレタイズする際に水分の吸収をまぬがれず、リサイクル後の諸物性が低下する。また、酸化ホウ素は、ＰＲＴＲ制度（化学物質排出移動量届出制度）に指定される物質で、許容濃度ＴＬＶ：１０ｍｇ／ｍ^３（ＴＷＡ）（ＡＣＧＩＨ ２００１）である。このような添加剤は、製造工程（加工工程の計量時暴露、射出成形時のヒューム）、お客様のもと及び成形品の廃棄に至る商品サイクル上、どこにでも暴露の可能性があり、使用を控えることが望ましい。

また、上記特許文献２に記載された難燃性樹脂組成物では、樹脂中にエステル結合を持つ樹脂、例えばポリカーボネートなどを主成分とするもの以外の樹脂を用いた場合の難燃性を必ずしも十分に満足し得ないという欠点がある。それは、この難燃メカニズムにおいては、エステル結合に硫黄酸化物が攻撃して、脱炭酸しながらゲル化するためである。このような難燃剤は古くから知られており、そのメカニズムを利用したいくつかの商品が知られている（米ＳＬＯＳＳ社製のＫＳＳ−ＦＲ、鈴祐化学社製のヒロマスターなど）。また、上記特許文献２（段落［００３２］参照）にはスルホン酸Ｎａ塩やスルホン酸Ｋ塩等が好ましいとの記載があるが、このような水溶性の塩を用いることは、樹脂中での吸湿劣化を伴い、上述したものと同様の理由で特性上好ましくない。また、上記特許文献２に記載された難燃性樹脂組成物では、樹脂組成物の加工性、並びに、得られる樹脂成形体の機械的特性、リサイクル性及び難燃性の全てを十分に満足することも困難である。

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、十分な難燃性を有し、且つ、機械的特性及びリサイクル性に優れた樹脂成形体を形成可能であるとともに、加工性にも優れた樹脂組成物、及び、それを用いた樹脂成形体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有するラジカルトラップ剤と、カーボネート基を有するチャー形成剤として、炭酸フェニルポリスチレンと、樹脂として、スチレン基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物と、を含有する樹脂組成物を提供する。

かかる樹脂組成物によれば、樹脂として、スチレン基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有しチャー形成剤とは異なる化合物と、窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有するラジカルトラップ剤と、カーボネート基を有するチャー形成剤として、炭酸フェニルポリスチレンと、を含有する構成を有することにより、優れた加工性が得られるとともに、樹脂成形体を形成した場合に、十分な難燃性と、優れた機械的特性及びリサイクル性とを得ることができる。

ここで、本発明の樹脂組成物を用いて形成された樹脂成形体において、十分な難燃性が得られる理由は以下のように考えられる。すなわち、樹脂成形体が発火した場合、上記のラジカルトラップ剤が温度上昇により熱分解してラジカルトラップ物質となり、そのラジカルトラップ物質が、樹脂の分解物の活性ラジカル（活性ＯＨラジカル等）を捕捉して燃焼反応の連鎖を停止させる。また、これと同時に、樹脂成形体が発火した場合、上記のチャー形成剤が燃焼して炭化層を形成し、この炭化層によって、分解物の供給の遮断と火炎からの断熱とが行われ、更なる延焼が防止される。そして、本発明の樹脂組成物からなる樹脂成形体においては、活性ラジカルの捕捉による燃焼反応の抑制効果と、炭化層の形成による延焼防止効果とが相乗的に発揮され、優れた難燃性が得られものと考えられる。

なお、本発明の樹脂組成物からなる樹脂成形体は、ラジカルトラップ剤とチャー形成剤とを同時に含有することにより、いずれか一方を単独で多量に含有させた場合と同様に十分な難燃性を維持しつつ、より優れた機械的特性を得ることができる。

また、樹脂組成物を家電製品や事務機器等の成形材料として用いる場合、樹脂成形体に要求される難燃性のレベルは、製品によって異なるが、概ねＵＬ−９４規格におけるＶ−２相当以上の難燃性が要求されることが多い。本発明の樹脂組成物からなる樹脂成形体によれば、ＵＬ−９４規格におけるＶ−２相当以上の難燃性を容易に実現することが可能である。

更に、本発明の樹脂組成物及びそれを用いて形成された樹脂成形体は、難燃剤としてハロゲン化合物及びリン化合物を用いることなく十分な難燃性が得られるため、環境問題の観点及びリサイクル性の観点で非常に有用である。特に、上記樹脂成形体は、熱による劣化を十分に抑制することができるため、内部に高温部を持つ複写機、プリンター等の筐体として非常に有用である。

また、本発明の樹脂組成物において、上記ラジカルトラップ剤は、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、上記樹脂よりも低い分解温度を有する化合物であることが好ましい。これにより、ラジカルトラップ物質が樹脂の分解前に燃焼場の近傍に放出され、その後に分解する樹脂の分解物を効果的に捕捉することができる。

また、本発明の樹脂組成物において、上記ラジカルトラップ剤は、１分子当たり１つ以上の硫酸基を有する化合物であることがより好ましい。これにより、樹脂の分解物をより効果的に捕捉することができる。
また、本発明の樹脂組成物において、上記ラジカルトラップ剤は硫酸メラミンであることがより好ましい。

また、上記チャー形成剤は、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、６００℃における残分率が上記樹脂と同等以上の化合物であることが好ましい。これにより、樹脂上に十分なチャー（炭化層）を形成することができる。従って、燃焼場からの輻射熱をチャーが断熱し、さらには、樹脂からの分解物を抑制する効果が十分に得られる。なお、上記の効果は、チャー生成の量が多いほど効果的であると考えられる。

なお、本発明においては、上記チャー形成剤の６００℃における残分率の値（％）が、上記樹脂の６００℃における残分率の値（％）の±１％以内である場合、これらの残分率の値は同等であることとする。

また、上記チャー形成剤は、フェニルカーボネート基を有し、上記チャー形成剤全量を基準とした上記フェニルカーボネート基の含有量が３５質量％以上の化合物であることが好ましい。これにより、チャー形成量を効果的に増加させることができる。

また、上記ラジカルトラップ剤が硫酸メラミンであり、且つ、上記チャー形成剤が炭酸フェニルポリスチレンであることが好ましい。かかる樹脂組成物によれば、優れた加工性が得られるとともに、樹脂成形体を形成した場合に、ラジカルトラップ物質の放出とチャーの形成をより効果的に発現させることができるため十分な難燃性が得られ、樹脂に配合するラジカルトラップ剤とチャー形成剤との吸水性を考慮しない場合に比べて、優れた機械的特性及びリサイクル性を得ることができる。

更に、上記樹脂は、スチレン基及び／又はフェニルカーボネート基を有する化合物であることが好ましい。上記樹脂が、スチレン基及び／又はフェニルカーボネート基を有する化合物であることにより、チャー形成剤との相溶性が良好となり、より優れた難燃性を有する樹脂成形体を形成することが可能となる。

本発明はまた、上記本発明の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形体を提供する。かかる樹脂成形体によれば、窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有する上記ラジカルトラップ剤と、カーボネート基を有する上記チャー形成剤として、炭酸フェニルポリスチレンと、樹脂として、スチレン基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物と、を含有して形成されているため、十分な難燃性と、優れた機械的特性及びリサイクル性とを得ることができる。

本発明によれば、ハロゲン化合物、リン化合物以外の難燃剤を用いた場合であっても、十分な難燃性を有し、且つ、機械的特性及びリサイクル性に優れた樹脂成形体を形成可能であるとともに、加工性にも優れた樹脂組成物を提供することができる。また、本発明によれば、十分な難燃性を有し、且つ、機械的特性及びリサイクル性に優れた樹脂成形体を提供することができる。

以下、場合により図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本発明の樹脂組成物は、窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有するラジカルトラップ剤と、カーボネート基を有するチャー形成剤として、炭酸フェニルポリスチレンと、樹脂として、スチレン基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物と、を含有するものである。

樹脂としては、例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、メチルペンテン、熱可塑性加硫エラストマー、熱可塑性ポリウレタン、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、シリコーン、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルイソブチルエーテル、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリサルフォン、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリプロピレン、ポリフタルアミド、ポリオキシメチレン、ポリメチルペンテン、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリロニトリル、ポリメトキシアセタール、ポリイソブチレン、熱可塑性ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブタジエンスチレン、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール、ポリ−ｎ−ブチルメタクリレート、ポリベンゾイミダゾール、ポリブタジエンアクリロニトリル、ポリブテン−１、ポリアリルスルホン、ポリアリレート、ポリアクリロニトリル、熱可塑性ポリエステルアルキド樹脂、熱可塑性ポリアミドイミド、ポリアクリル酸、ポリアミド、天然ゴム、ニトリルゴム、メチルメタクリレートブタジエンスチレン共重合体、ポリエチレン、イソプレンゴム、アイオノマー、ブチルゴム、フラン樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、プロピオン酸セルロース、ヒドリンゴム、カルボキシメチルセルロース、クレゾール樹脂、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテート、ビスマレイミドトリアジン、シス１・４ポリブタジエン合成ゴム、アクリロニトリルスチレンアクリレート、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体、アクリル酸エステルゴム、ポリ乳酸等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

なお本発明において、樹脂は、チャー形成剤との相溶性に優れ、より優れた難燃性が付与されることから、スチレン基を有する化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有する化合物である。また、樹脂は後述のチャー形成剤とは異なる化合物である。なお、チャー形成剤がフェニルカーボネート基を有する化合物である場合、スチレン基を有する化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有する樹脂との相溶性は非常に良好なものとなる。スチレン基を有する化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有する樹脂としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）、スチレンホスホン酸樹脂、スチレンホルマリン樹脂、スチロール樹脂を１種類以上含むものが好ましい。また、樹脂成形体として複写機やプリンター等の筐体を形成する場合、樹脂としてはアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）が特に好適である。

ラジカルトラップ剤は、窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有し、樹脂の燃焼時に発生する活性ラジカルを捕捉することが可能なものであれば特に制限されない。かかるラジカルトラップ剤としては、電子吸引性のある化合物が挙げられ、例えば、硫酸塩、硫酸塩の中でもカウンターイオンが周期表のＩａ族以外で構成される分子が望ましい。これは、Ｉａ族は水溶する可能性があり、樹脂特性を劣化させやすいためである。好ましくは、カウンターイオンが有機物のもの、例えば、硫酸メラミン、硫酸グアニジンなど、または、ベンゼンを含む化合物とスルホン酸との塩、例えば、アミノベンゼンスルホン酸バリウム、ベンゾイミダゾールスルホン酸アルミニウム等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、ラジカルトラップ剤としては、Ｎ、Ｃ、Ｈ及びＯから構成される化合物であって５００℃で燃焼残渣が０％の化合物Ａと、硫酸基を有する化合物であって５００℃で燃焼残渣が０％の化合物Ｂとを併用することも好ましい。このように、単独では残渣の無い化合物Ａ及びＢを併用することで、優れた難燃性を得ることができる。ここで、化合物Ａとしては、例えば、メラミンシアヌレート等が挙げられ、化合物Ｂとしては、例えば、硫酸メラミン等が挙げられる。

また、ラジカルトラップ剤としては、分解点が４００℃以下である化合物、又は、１分子当たり２つ以上の硫酸基を有する化合物を用いることが好ましく、分解点が４００℃以下であり且つ１分子当たり２つ以上の硫酸基を有する化合物を用いることが特に好ましい。

また、ラジカルトラップ剤としては、フリーラジカルを吸引する観点から、窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有する化合物が好ましく、硫酸基を有する化合物がより好ましい。

また、ラジカルトラップ剤は、樹脂よりも先に分解して、後から分解してくる樹脂の分解物を待ち受ける観点から、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、上記樹脂よりも低い分解温度を有する化合物であることが好ましい。なお、ラジカルトラップ剤の具体的な分解温度としては、２００〜５００℃であることが好ましく、２５０〜４５０℃であることがより好ましい。

本発明の樹脂組成物において、ラジカルトラップ剤の含有量は、上記樹脂１００質量部に対して０．１〜５０質量部であることが好ましく、５〜３０質量部であることがより好ましい。この含有量が０．１質量部未満であると、得られる樹脂成形体の難燃性が不十分となる傾向があり、５０質量部を超えると、得られる樹脂成形体の機械的特性が低下する傾向がある。

チャー形成剤は、カーボネート基を有し、燃焼して炭化層を形成可能なものであり、炭酸フェニルポリスチレン、ポリカーボネートなどの樹脂、炭酸ジフェニル、ジ炭酸トリフェニルなどの化合物等が挙げられ、少なくとも炭酸フェニルポリスチレンを含む。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、チャー形成剤は、熱分解後の残渣量の増加の観点から、フェニルカーボネート基を有する化合物であることが好ましい。チャー形成剤がフェニルカーボネート基を有する場合、フェニルカーボネート基の含有量は、チャー形成剤全量を基準として３５質量％以上であることが好ましく、３５〜５０質量％であることがより好ましい。フェニルカーボネート基の含有量が３５質量％未満であると、燃焼時の炭化層の形成が不十分となり、樹脂成形体の難燃性が低下する傾向がある。

また、チャー形成剤は、燃焼の初期においてチャー形成がはじまり、燃焼場からの輻射熱の断熱と分解物の拡散制御の観点から、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、上記樹脂よりも低い分解温度を有する化合物であることが好ましい。なお、チャー形成剤の具体的な分解温度としては、２００〜５００℃であることが好ましく、２５０〜４５０℃であることがより好ましい。

更に、チャー形成剤は、熱分解後の残渣量の増加の観点から、６００℃における残分率が上記樹脂と同等以上の化合物であることが好ましい。なお、チャー形成剤の６００℃における残分率は、具体的には、０．１〜９９．９％であることが好ましく、１〜５０％であることがより好ましい。

本発明の樹脂組成物において、チャー形成剤の含有量は、上記樹脂１００質量部に対して０．１〜１００質量部であることが好ましく、５〜５０質量部であることがより好ましく、５〜２０質量部であることがさらに好ましい。この含有量が０．１質量部未満であると、得られる樹脂成形体の難燃性が不十分となる傾向があり、１００質量部を超えると、機械的特性及び加工性が低下する傾向がある。

本発明の樹脂組成物は、更にドリップ防止剤を含有することが好ましい。ドリップ防止剤は、燃焼場からの輻射熱により溶融する樹脂（ドリップ物）の溶融粘度を増加させるものであり、例えば、シリカ、カーボンブラックなどの微粒子、及び、針状ベーマイトなどの針状フィラー等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。樹脂組成物がドリップ防止剤を含有することにより、得られる樹脂成形体のドリップを防止すことができる。

本発明の樹脂組成物にドリップ防止剤を含有させる場合、その含有量は、上記樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましく、０．１〜５質量部であることがより好ましい。この含有量が０．１質量部未満であると、樹脂成形体のドリップ防止効果が不十分となる傾向があり、１０質量部を超えると、機械的特性及び加工性が低下する傾向がある。

また、本発明の樹脂組成物は、更に耐衝撃改良剤を含有することが好ましい。耐衝撃改良剤は、樹脂に与えられた衝撃を緩和するものであり、例えば、樹脂に球状に分散するものが望ましく、特に限定するものではないが、ＡＢＳに対する末端ビニルアクリルスチレン修飾のポリブタジエン、ＰＳに対する末端スチレン修飾のブタジエン、ＰＣに対する末端カーボネート修飾のゴム状化合物等が挙げられる。これらは１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。樹脂組成物が耐衝撃改良剤を含有することにより、得られる樹脂成形体の機械的特性（特に耐衝撃強度）について、難燃剤添加時に比べて同等以上の特性を発現させることができる。

本発明の樹脂組成物に耐衝撃改良剤を含有させる場合、その含有量は、上記樹脂１００質量部に対して０．１〜２０質量部であることが好ましく、０．１〜１０質量部であることがより好ましい。この含有量が０．１質量部未満であると、樹脂成形体の機械的特性を向上させる効果が不十分となる傾向があり、２０質量部を超えると、耐衝撃改良剤が元来衝撃性を緩和させる目的で柔軟性のある材料のため、樹脂自体がやわらかくなり、弾性率を低下させる傾向がある。

更に、本発明の樹脂組成物には、上述した各成分以外の添加剤を含有させてもよい。かかる添加剤としては、例えば、相溶化剤、強化剤、酸化防止剤、耐候剤、可塑剤、滑材、着色剤、結晶核剤、発泡剤、帯電防止剤、防腐剤等が挙げられる。これらの添加剤の含有量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に制限されないが、上記樹脂１００質量部に対して５０質量部以下であることが好ましい。

また、本発明の樹脂組成物を構成する樹脂としてポリカーボネート（ＰＣ）とポリ乳酸（ＰＬＡ）とを併用した場合、両者は相溶性が悪く、得られる樹脂成形体の機械的特性が低下するという問題が生じる。しかし、更にビスマレイミドトリアジン（ＢＴ）を含有させることにより、両者の相溶性を向上させることができ、得られる樹脂成形体の機械的特性を向上させることができる。また、樹脂組成物がリン系難燃剤を含有する場合には、ビスマレイミドトリアジンを含有させることにより、樹脂成形体におけるリン系難燃剤のブリードも防止することができる。

また、本発明の樹脂組成物は、環境問題の観点から実質的にハロゲン化合物を含有しないことが好ましく、リサイクル性の観点から実質的にリン化合物を含有しないことが好ましい。なお、本発明の樹脂組成物において、ハロゲン化合物及びリン化合物の具体的な含有量は、樹脂組成物全量を基準としてそれぞれ０．５質量％以下であることが好ましい。

また、ラジカルトラップ剤として上述した分解点が４００℃以下である化合物を用いる場合、本発明の樹脂組成物は更に、上記分解点が４００℃以下である化合物と吸熱反応を示す添加剤を含有することが好ましい。これにより、得られる樹脂成形体の難燃性をより向上させることができる。ここで、上記添加剤としては、例えば、Ｌｉ、Ｂｅ、Ｂ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｃｓ、Ｂａの塩もしくは水酸化物等が挙げられる。これらの中でも、上記添加剤としては、水酸化カルシウムが好ましい。また、これらの添加剤を用いる場合、上記分解点が４００℃以下である化合物は、１分子当たり１つ以上の硫酸基又は硝酸基を有する化合物であることが好ましい。

上述した分解点が４００℃以下である化合物と吸熱反応を示す添加剤としては、該添加剤と樹脂組成物中の樹脂との間で脱水反応が生じて発泡することを防止する観点から、上記添加剤からなる粒子を核粒子とし、その表面に有機化合物を含む被覆層が形成されてなる表面被覆粒子を用いることが好ましい。

被覆層を形成する有機化合物としては、特に制限されないが、上記核粒子と結合可能な有機基を有するものであることが好ましい。このような有機基を核粒子に結合させることにより、核粒子表面に薄層の有機層を均一に形成することができる。ここで、上記有機化合物において、上記有機基は、その末端に核粒子と結合を形成するための結合性基を有していることが好ましい。上記結合性基としては、イオン性基（アニオン性基、カチオン性基）、加水分解性基等が挙げられ、核粒子と形成される結合は、イオン結合であっても共有結合であってもよい。

また、上記有機化合物の有機基としては、界面活性剤の疎水性基等として作用する基（例えば、高級脂肪酸残基、高級アルコール残基、アルキル−アリール基など）やポリアミノ酸残基等が挙げられる。

また、被覆層を形成する有機化合物として、ポリシリコーンを用いることも好ましい。

上記表面被覆粒子の製造方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。表面被覆粒子の製造方法の具体例としては、例えば、（ｉ）有機化合物金属塩及び分散剤を溶解させた水溶液中に核粒子を分散させ、そこに酸性水溶液を滴下して核粒子表面に有機化合物を析出させて被覆層を形成する方法、（ｉｉ）水と混和する有機溶媒中に有機化合物及び分散剤を溶解した溶液中に核粒子を分散させ、そこに水を滴下して核粒子表面に有機化合物を析出させて被覆層を形成する方法、（ｉｉｉ）分散剤を溶解した水溶液中に核粒子を分散させ、そこにポリアミノ酸塩水溶液を滴下して核粒子表面にポリアミノ酸を析出させて被覆層を形成する方法、（ｉｖ）Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｕ及びＮｉのうちから選択される１種以上を含む金属塩及び界面活性剤を水に溶解させて、ミセル構造またはベシクル構造を有する金属石鹸粒子とし、該金属石鹸粒子を有機溶媒中に展開して逆ミセル粒子に転層させ、該逆ミセル粒子中に含まれる金属イオンに塩基を作用させて金属水酸化物とする方法、（ｖ）Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｕ及びＮｉのうちから選択される１種以上を含む有機化合物金属塩を有機溶媒中へ展開した展開液を作製し、有機化合物金属塩中に含まれる金属イオンに塩基を作用させて金属水酸化物とする方法、（ｖｉ）Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｃｕ及びＮｉのうちから選択される１種以上を含む金属を含む有機化合物金属塩と、分散剤またはキレート化合物とを溶解させた水溶液を作製した後、該水溶液に金属イオン水溶液を滴下し、該金属イオンを含む水溶液に塩基を作用させて有機化合物金属塩中に含まれる金属イオンを金属水酸化物とする方法、（ｖｉｉ）核粒子に環状オルガノシロキサン化合物の気化物を作用させ、核粒子表面に環状オルガノシロキサン化合物を開環重合させることで被覆層を形成する方法、などが挙げられる。

本発明の樹脂組成物は、上記窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有するラジカルトラップ剤と、上記カーボネート基を有するチャー形成剤として、炭酸フェニルポリスチレンと、樹脂として、スチレン基を有する化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物と、を含有する構成を有しているため、加工性に優れるとともに、十分な難燃性と、優れた機械的特性及びリサイクル性とを有する樹脂成形体を形成することができる。

次に、本発明の樹脂成形体について説明する。本発明の樹脂成形体は、上記本発明の樹脂組成物を成形してなるものである。すなわち、本発明の樹脂成形体は、上記窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有する上記ラジカルトラップ剤と、カーボネート基を有する上記チャー形成剤として、炭酸フェニルポリスチレンと、樹脂として、スチレン基を有する化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物と、を含有してなるものである。また、本発明の樹脂成形体は、上記樹脂組成物と同様に、必要に応じてドリップ防止剤や耐衝撃改良剤、その他の添加剤等を含有していてもよい。

本発明の樹脂成形体は、例えば、上述した本発明の樹脂組成物を、射出成形、射出圧縮成形、プレス成形、押出成形、ブロー成形、カレンダ成形、コーテイング成形、キャスト成形、ディッピング成形等の公知の方法により成形することで得ることができる。

本発明の樹脂成形体の用途は特に制限されないが、例えば、家電製品や事務機器などの筐体又はそれらの各種部品、ラッピングフィルム、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤなどの収納ケース、食器類、食品トレイ、飲料ボトル、薬品ラップ材等が挙げられる。

本発明の樹脂成形体は、窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有する上記ラジカルトラップ剤と、カーボネート基を有する上記チャー形成剤として、炭酸フェニルポリスチレンと、樹脂として、スチレン基を有する化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物と、を含有する構成を有しているため、十分な難燃性と、優れた機械的特性及びリサイクル性とを得ることができる。そして、本発明の樹脂成形体は、ＵＬ−９４規格におけるＶ−２相当以上の難燃性を得ることができるとともに、ＩＳＯ５６６０−１のコーンカロリメータ試験にて、燃焼速度を樹脂単体の場合の１／２以下に抑えることができる。

また、本発明の樹脂成形体は、難燃剤としてダイオキシン発生源のハロゲン化合物及び吸湿性の強いリン化合物を用いることなく十分な難燃性が得られるため、環境問題の観点及びリサイクル性の観点で非常に有用である。更に、本発明の樹脂成形体は、熱による劣化を十分に抑制することができるため、内部に高温部を持つ複写機、プリンター等の筐体として非常に有用である。

図１は、本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置を、前側から見た外観斜視図である。図１の画像形成装置１００は、本体装置１１０の前面にフロントカバー１２０ａ，１２０ｂを備えている。これらのフロントカバー１２０ａ，１２０ｂは、操作者が装置内を操作できるよう開閉可能となっている。これにより、操作者は、トナーが消耗したときにトナーを補充したり、消耗したプロセスカートリッジを交換したり、装置内で紙詰まりが発生したときに詰まった用紙を取り除いたりすることができる。図１には、フロントカバー１２０ａ，１２０ｂが開かれた状態の装置が示されている。

本体装置１１０の上面には、用紙サイズや部数等の画像形成に関わる諸条件が操作者からの操作によって入力される操作パネル１３０、及び、読み取られる原稿が配置されるコピーガラス１３２が設けられている。また、本体装置１１０は、その上部に、コピーガラス１３２上に原稿を自動的に搬送することができる自動原稿搬送装置１３４を備えている。更に、本体装置１１０は、コピーガラス１３２上に配置された原稿画像を走査して、その原稿画像を表わす画像データを得る画像読取装置を備えている。この画像読取装置によって得られた画像データは、制御部を介して画像形成ユニットに送られる。なお、画像読取装置及び制御部は、本体装置１１０の一部を構成する筐体１５０の内部に収容されている。また、画像形成ユニットは、着脱可能なプロセスカートリッジ１４２として筐体１５０に備えられている。プロセスカートリッジ１４２の着脱は、操作レバー１４４を回すことによって可能となる。

本体装置１１０の筐体１５０には、トナー収容部１４６が取り付けられており、トナー供給口１４８からトナーを補充することができる。トナー収容部１４６に収容されたトナーは現像装置に供給されるようになっている。

一方、本体装置１１０の下部には、用紙収納カセット１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃが備えられている。また、本体装置１１０には、一対のローラで構成される搬送ローラが装置内に複数個配列されることによって、用紙収納カセットの用紙が上部にある画像形成ユニットまで搬送される搬送経路が形成されている。なお、各用紙収納カセットの用紙は、搬送経路の端部近傍に配置された用紙取出し機構によって１枚ずつ取り出されて、搬送経路へと送り出される。また、本体装置１１０の側面には、手差しの用紙トレイ１３６が備えられており、ここからも用紙を供給することができる。

画像形成ユニットによって画像が形成された用紙は、本体装置１１０の一部を構成する筐体１５２によって支持された相互に当接する２個の定着ロールの間に順次移送された後、本体装置１１０の外部に排紙される。本体装置１１０には、用紙トレイ１３６が設けられている側と反対側に排出トレイ１３８が複数備えられており、これらのトレイに画像形成後の用紙が排出される。

画像形成装置１００において、フロントカバー１２０ａ，１２０ｂは、開閉時の応力及び衝撃、画像形成時の振動、画像形成装置内で発生する熱などの負荷を多く受ける。また、プロセスカートリッジ１４２は、着脱の衝撃、画像形成時の振動、画像形成装置内で発生する熱などの負荷を多く受ける。また、筐体１５０及び筐体１５２は、画像形成時の振動、画像形成装置内で発生する熱などの負荷を多く受ける。そのため、本発明の樹脂成形体は、画像形成装置１００のフロントカバー１２０ａ，１２０ｂ、プロセスカートリッジ１４２の外装、筐体１５０、及び筐体１５２として用いられるのが好適である。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１〜４及び比較例１〜７）
下記表１に示す各成分を同表に示す配合量（単位：質量部）で配合した樹脂組成物を、２軸押出機（東芝機械社製、５８ＳＳ）にて混練し、射出成形機（日精樹脂工業社製、ＮＥＸ３６０）にて、シリンダ温度２２０℃、金型温度４０℃の条件で射出成形して、ＩＳＯ多目的ダンベル試験片（厚さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ）と、ＵＬ（厚さ２．０ｍｍ）試験片とを得た。

表１中、チャー形成剤としての炭酸フェニルポリスチレンは、以下の手順で合成したものである。冷却管を備えた２００ｍＬのガラスフラスコに攪拌子を入れ、ポリ（４−ビニルフェノール）（アルドリッチ社製、重量平均分子量：約８０００）を０．２ｇ、炭酸ジフェニルを１８ｇ、４−ジメチルアミノピリジンを１０ｍｇ、それぞれ導入した。容器内を窒素で置換した後、１８０℃のオイルバスに入れることにより反応を開始した。１０時間後、内容物を多量のメタノールに投入することにより反応を停止し、反応生成物を再沈殿させた。再沈殿物は、ろ過により回収し、メタノールで数回洗浄した（収量：１６５ｍｇ）。得られた再沈殿物を塩化メチレンで分別したところ、可溶なポリマー（炭酸フェニルポリスチレン）：１２８ｍｇと不溶なポリマー：３７ｍｇであった。塩化メチレンに可溶なポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）および分子量分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は、それぞれ２２５００および２．１であった。炭酸フェニルポリスチレンの重量平均分子量及び数平均分子量は、測定用試料を重水素化クロロホルムに０．１質量％の濃度で溶解させ、ゲルパーミッションクロマトグラフにて測定した重量平均分子量及び数平均分子量を意味する。また、本実施例では、ゲルパーミッションクロマトグラフとして、東ソー社製ＨＬＣ−８２２０ＧＰＣを用いている。得られた炭酸フェニルポリスチレンにおけるフェニルカーボネート基の含有量は、炭酸フェニルポリスチレン全量を基準として５８．７質量％であった。また、得られた炭酸フェニルポリスチレンは、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、分解温度が４１０℃であり、６００℃における残分率が１３％であった。

また、ＡＢＳは、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、分解温度が３８０℃であり、６００℃における残分率が８％であった。また、ＰＣは、フェニルカーボネート基の含有量がＰＣ全量を基準として３６質量％であり、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、分解温度が４７０℃であり、６００℃における残分率が２０％であった。更に、ラジカルトラップ剤としての硫酸メラミンは、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、分解温度が３４３℃であった。

＜加工性の評価＞
実施例１〜４及び比較例１〜７の樹脂組成物について、ＪＩＳ Ｋ７２１０に従い、東洋精機製Ｆ−Ｗ０１を用いてメルトフローレートを測定した。その結果を表２に示す。

［樹脂成形体の特性評価試験］
実施例１〜４及び比較例１〜７で得られた各試験片（樹脂成形体）を用い、以下の手順に従って特性評価試験を行った。その結果をまとめて表２に示す。

＜難燃性（発熱速度）の評価＞
上記ＩＳＯ多目的ダンベル試験片を用い、ＩＳＯ ５６６０−１に準拠してコーンカロリメータ（東洋精機社製、ＣＯＮＥ ＩＩＩ）により発熱速度を測定した。

＜難燃性（ＵＬ−９４）の評価＞
上記ＵＬ試験片を用いて、ＵＬ−９４の水平及び垂直燃焼試験を行った。なお、燃焼試験の結果は、Ｖ−０、Ｖ−１、Ｖ−２、ＨＢの順で高いレベルであり、Ｖ−２以上の難燃性が要求されることが多い。

＜熱特性の評価＞
上記ＩＳＯ多目的ダンベル試験片を用い、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定により６００℃における残分率（％）を測定した。

＜機械的特性（降伏点応力）の評価＞
上記ＩＳＯ多目的ダンベル試験片を用い、島津製作所製オートグラフＡＧ−ＩＳ−ＭＳを用いて、引張速度５０（ｍｍ／ｍｉｎ．）にて降伏点応力を測定した。

＜機械的特性（シャルピー耐衝撃強度）の評価＞
上記ＩＳＯ多目的ダンベル試験片を用いて、シャルピー耐衝撃強度（ｋＪ／ｍ^２）をデジタル耐衝撃試験装置（東洋精機社製、ＤＧ−Ｃ）により測定した。

＜リサイクル性の評価＞
上記ＩＳＯ多目的ダンベル試験片を破砕し、破砕後の試験片を材料として、再び押出機（東芝機械製、ＴＥＭ−Ｈ）でペレタイズし、それを射出成形機（日精樹脂工業社製、ＮＥＸ３６０）にて、シリンダ温度２２０℃、金型温度４０℃の条件で射出成形し、ＩＳＯ多目的ダンベル試験片（厚さ４０ｍｍ、幅１０ｍｍ）を作製した。この破砕及び成形を５回繰り返して得られた試験片を用い、上記機械的特性（シャルピー耐衝撃強度）の評価と同様にして、リサイクル後のシャルピー耐衝撃強度（ｋＪ／ｍ^２）を測定した。

本発明の樹脂成形体の一実施形態に係る筐体及び事務機器部品を備える画像形成装置の外観斜視図である。

符号の説明

１００…画像形成装置、１１０…本体装置、１２０ａ，ｂ…フロントカバー、１４２…プロセスカートリッジ、１５０，１５２…筐体。

Claims (8)

1. 窒素原子及び硫酸基のうちの１種以上を有するラジカルトラップ剤と、
   カーボネート基を有するチャー形成剤として、炭酸フェニルポリスチレンと、
   樹脂として、スチレン基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物及び／又はフェニルカーボネート基を有し前記チャー形成剤とは異なる化合物と、
   を含有する樹脂組成物。
2. 前記ラジカルトラップ剤は、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、前記樹脂よりも低い分解温度を有する化合物である、請求項１に記載の樹脂組成物。
3. 前記ラジカルトラップ剤は、１分子当たり１つ以上の硫酸基を有する化合物である、請求項１又は２に記載の樹脂組成物。
4. 前記ラジカルトラップ剤が硫酸メラミンである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
5. 前記チャー形成剤は、ＪＩＳ Ｋ７１２０に準拠した熱重量測定において、６００℃における残分率が前記樹脂と同等以上の化合物である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
6. 前記チャー形成剤は、フェニルカーボネート基を有し、前記チャー形成剤全量を基準とした前記フェニルカーボネート基の含有量が３５質量％以上の化合物である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
7. 前記ラジカルトラップ剤が硫酸メラミンであり、且つ、前記チャー形成剤が炭酸フェニルポリスチレンである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の樹脂組成物を成形してなる樹脂成形体。

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