JP5823134B2 - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Description

本発明は、新規な難燃剤及び難燃性樹脂組成物に関する。特に、ホスホン酸エステルを含む合成樹脂用内部添加型難燃剤、当該難燃剤を含有する合成樹脂組成物及びその成型品に関する。より詳しくは、射出成形品及び押出成形品の成形に有用であり、例えば家電製品、ＯＡ機器、自動車部品等として使用に適した環境負荷の少ないノンハロゲン系難燃性合成樹脂組成物及び成型品に関する。

例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、又はそれらの組み合わせによるポリマーアロイ類は、それぞれ特有の機械的特性、熱的特性、成型加工性等の特徴に応じて、建築材料、電気機器用材料、車輌部品、自動車内装部品、家庭用品のほか、種々の工業用品に広範囲に使用されている。

しかし、これらの合成樹脂は一般的に燃焼しやすいという欠点を有しているため、合成樹脂を難燃化するための種々の方法が多数提案されている。一般的な合成樹脂の難燃化の方法は、難燃剤を樹脂に配合する方法である。従来の難燃化するための方法のうち最も使用されている例が、酸化アンチモンとハロゲン系有機化合物を添加する方法である。ハロゲン系有機化合物としては、テトラブロモビスフェノールＡ、ヘキサブロモシクロドデカン、テトラブロモビスフェノールＡのビスジブロモプロピルエーテル、テトラブロモビスフェノールＳのビスジブロモプロピルエーテル、トリス２，３−ジブロモプロピルイソシアヌレート、ビストリブロモフェノキシエタン、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモビフェニルエーテル等が用いられる。

ところが、近年の世界的な環境問題の意識の高まりから、燃焼時に有害ガス（臭化水素）が発生しやすいハロゲン系有機化合物は、使用の自粛が強く求められている。

このような現状に鑑みて、ハロゲン系難燃剤を使用せずに合成樹脂に難燃性を付与させるいくつかの方法が提案されている。そのうちの一つが水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の無機水酸化物を添加する方法である。しかし、無機水酸化物は、熱分解で生じる水により難燃性が発現されるため、かなり多量に添加しなければ難燃性が発現しないことが知られており、それゆえ、加工性、機械的性質等の樹脂本来のもつ機能を著しく低下させてしまうという問題点がある。

ハロゲン系難燃剤を使用しない別方法として、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート等の有機リン化合物を用いることが知られている。しかし、これらの有機リン化合物はリン酸エステル型難燃剤に属するものであり、ポリエステル等の合成樹脂と高温で加熱混練した場合にはエステル交換反応を起こし、合成樹脂の分子量を著しく低下させ、合成樹脂本来の物性を落としてしまうという問題がある。しかも、リン酸エステル型難燃剤自体も空気中の水分等で徐々に加水分解し、リン酸を生成する可能性があり、合成樹脂中でリン酸を生成した場合には、合成樹脂の分子量を低下させたり、電気・電子部品等の用途に用いた場合には、短絡を起こす危険性がある。

これに対し、ノンハロゲン系難燃剤としてポリリン酸アンモニウムをはじめとするリン酸塩類の使用も多数提案されている。しかし、この種のリン酸塩類を多量に添加した場合には、難燃性は十分に確保できるものの、耐湿性が劣っているために成型物の外観、機械物性等が極めて低下してしまうという問題点がある。また、この難燃剤組成物からなる樹脂成型物表面にリン酸塩類のブリードアウトが発生し、なおかつ、多数のブルーミング現象を引き起こしてしまうという致命的な欠陥もある。

上記の欠点を改善するために、特に耐湿性を改良したメラミン架橋型、フェノール架橋型、エポキシ架橋型、或いはシランカップリング剤及び末端封鎖されたポリエチレングリコール架橋型の表面処理剤による被覆ポリリン酸アンモニウムも提案されている。ところが、樹脂相溶性又は分散性が悪く、機械的強度が低下するという問題点がある。また、多くの被覆ポリリン酸アンモニウムを含む樹脂組成物を混練する場合、熱及び応力によって被覆が壊れてしまい、上記同様の問題が発生することが多い。

一般的に、ポリリン酸アンモニウムを含む樹脂組成物は、混練時に２００℃を超えたあたりから熱分解を起こすので、熱分解物が混練中にもブリードアウトしてしまい、ストランドの水濡れを引き起こす。このことが、難燃性樹脂組成物の物性及び生産性を極端に悪くしてしまう原因となっている。また、ポリカーボネート等の透明性の高い樹脂にリン酸塩を配合した場合には、樹脂相溶性が悪いため、失透してしまう。

上記以外のリン含有有機化合物に関しても、多くの合成樹脂に対して広い範囲で難燃性、樹脂相溶性、樹脂の機械的物性及び安定性を高次に調和させる難燃剤は未だ存在しない。これはハロゲン系難燃剤とノンハロゲン系難燃剤との難燃機構の違いに起因している。

多くの文献に示されているように、樹脂等の燃焼時には熱分解による炭化水素類が燃焼に伴い大量に発生するが、これが気相中において同時に発生する活性Ｈラジカル及び活性ＯＨラジカルによって炭化水素類ラジカルとなり、さらにこれが酸化されることで再び活性ラジカルが発生するような、ラジカル連鎖反応が爆発的に起こるとされている。この燃焼を効果的に抑制させるためには、気相中にてラジカルトラップ効果によって活性ラジカルを安定化させる、或いは消失させる効果のある元素又は化合物を樹脂中に処方することが肝要であり、気化性の元素であるハロゲン類、特に塩素及び臭素を含む難燃剤は最も効果的であると言える。

従って、ハロゲン系難燃剤は、燃焼時における樹脂の熱分解開始温度（炭化水素類ラジカルの発生温度）と、樹脂中に配合させた難燃剤の熱分解温度（ハロゲンラジカルの発生温度）の双方が一致する場合においては、気相中において燃焼開始時より即座に活性ラジカルが捕捉されることにより、それぞれの樹脂に対する相溶性や樹脂物性に対する影響はあるものの、広範囲の樹脂に対して効果的な難燃剤として使用することができる。

これに対し、赤燐をはじめとした一般的なリン酸塩及びリン酸エステル系のリン含有化合物は、リン元素自体気化性の元素ではないので、気相中におけるラジカルトラップ剤としての効果はない。リン系の難燃剤は燃焼時には固相、溶融相、液相等のように気相以外の相に存在しており、難燃剤が分解活性種となり、樹脂中の酸素又は芳香環に対して脱水及び酸化反応を誘発することにより、不燃性炭化層（チャー）を形成させることで、燃焼源に対する火炎による熱や酸素の供給を遮断し、燃焼の継続を抑制するとされている。つまり、燃焼時においてチャー形成による酸素遮断及び断熱層形成する速度と、樹脂の熱分解によって発生した炭化水素類と、同時に発生する活性ラジカルによって爆発的に引き起こされるラジカル連鎖反応の速度を比較すると、圧倒的に気相での反応の方が速いので、リン系難燃剤よりもハロゲン系難燃剤のほうが効果的であると考えられている。

従って、一般的なリン含有難燃剤は燃焼によって自己分解してもそれ自身が燃焼の抑制に対して効果があるわけではなく、樹脂自身又はその他の添加剤のようなチャーの生成源が必要であり、それゆえに樹脂の種類に対して適用範囲が狭く選択的にしか使用することができないとされている。このため、燃焼時に熱分解によって気相中でラジカルトラップ効果を持つハロゲン系以外の元素又は構造体を含む難燃剤の開発を切望されている。

具体的には、ポリエステル難燃繊維用添加剤として、下記化学式（１）及び化学式（２）；
を構成単位とする化合物が提案されている（特許文献１）。このうち、化学式（１）で示される３価のリン原子が含まれる化合物群は、耐熱性及び加水分解耐久性が非常に弱く、多様な合成樹脂に対して加熱混練した場合、揮発性、耐熱性、耐水性及びもともと合成樹脂自身のもつ物性への影響の点を鑑みると、さらなる改善が必要である。

一方、化学式（２）で示される５価のリン原子が含まれる化合物群のうち高度な難燃性を有する化合物がいくつか存在し、様々な方面で研究されている。 これは、化学式（２）に包含される下記化学式（３）で示される９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカルが、燃焼時にラジカルとして気相に比較的安定に存在することができるからである。このラジカル体が、燃焼を促進させる活性ラジカルを捕捉し、安定化させるラジカル捕捉剤として挙動すると考えられている。

従って、上記ラジカル体を燃焼時に発生させることができる化合物は難燃剤として使用できる可能性があるが、特許文献１において、難燃剤として使用する場合には、ポリエステル主鎖と反応性を有するもの、分子量の大きいもの、金属塩がより好ましいと記載されている。

ポリエステル難燃繊維の製造時に添加する場合には、ＯＨ基等の反応性を有する難燃剤はポリエステル形成成分自身と共重合又はエステル交換反応させることによって、より強固にポリエステル分子中に難燃構造体を組み込むことが可能である。ところが、特にポリカーボネート又はポリブチレンテレフタレートのように２５０℃以上での高温で加熱混練を行う場合には、合成樹脂に対しての反応性を有するものを配合すると、合成樹脂の分子量を著しく低下させ、合成樹脂本来の物性を極端に落としてしまうという問題が生じる。従って、成型加工を前提とした難燃剤としては、合成樹脂に対して反応点をもたない十分不活性な化合物であることが必要である。

さらに、前述の難燃メカニズムの点においても、特許文献１に記載されている下記化学式（４）で示される難燃剤のように、例えばビスフェノールＳ又はビスフェノールＡと９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン＝１０−オキシドとの反応物等のように分子量の大きい化合物においては、化合物の熱安定性はかなり高いものの、熱重量測定（ＴＧ）で分解開始温度が４００℃を超え、かつ、６００℃においても熱分解が完了していないことが判明している。つまり、化学式（３）で示される９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカルが効率的に熱分解によって発生していないことから、実際高度な難燃性は得られないことが確認されている。

これとは反対に、化学式（３）で示される９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカルを構成単位として有する難燃剤として９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−メチル−１０−ホスファフェナントレン＝１０−オキシドのように分子量の小さい化合物は、熱安定性が低く、熱重量測定（ＴＧ）で分解開始温度が２００℃以下より熱分解が始まるので、高温での加熱混練時に熱分解してしまい、樹脂添加型難燃剤としては実用上不向きと言える。

また、特許文献２及び特許文献３で開示されているように、特異的な難燃効果が記載されている９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−ベンジル−１０−オキシドは、その分子中に９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカル及びベンジルラジカルの双方が、気相におけるラジカル対生成による相乗効果的な難燃性が期待できる。しかし、このラジカル対は燃焼時の気相中だけではなく、光照射によってもラジカル対が発生することが知られており、耐光性が悪い化合物として知られている。従って、合成樹脂中に内部添加して高度な難燃性を確保していても、光による着色、樹脂物性の低下等が起こり、実用上の問題が多い。さらに、合成樹脂に９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−ベンジル−１０−オキシドを加熱混練した場合、揮発性が強いために白煙やミストを生じるという加工上の問題を抱えている。さらに、合成樹脂に対する可塑性が強すぎるためにポリエステルやポリカーボネートには多量に添加するとストランドが断裂してしまい、生産性にも問題があることが知られている。

また、特許文献４に記載されているようなアニリノ基、インドリル基、インドリニル基、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基、フェノチアジノ基等の、特にアミノ基やイミノ基を持つような化合物も同様であり、光照射によって発生した９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカル以外の対ラジカルは、固相中で樹脂及びその他の添加剤に対して予期しないラジカル反応を引き起こすことにより、樹脂の着色を起こしたり、物性を極めて劣化させる原因となることを推測することは想像に難くない。

つまり、燃焼時にラジカルトラップ効果によって高度な難燃性が期待できる９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカルを発生させる難燃剤のうち、特に下記一般式（II）
〔式中、Ｙはアルキレン基、オキシアルキレン基、チオキシアルキレン基、又はアミノ基、アルキルアミノ基に対応する窒素含有二価基を示し、Ａｒは置換基を有していても良い芳香族炭化水素環を示す。〕
で表されるリン含有化合物を多量に樹脂に配合することで、燃焼時以外の状況、例えば光照射等を受けることによって、９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカル以外の対ラジカル（ベンジルラジカル、アニリノラジカル、アニリノメチルラジカル等）を発生させてしまうことで、本来合成樹脂のもつ諸物性を大きく損なう可能性がある。

従って、気相でラジカルトラップ効果を持つ実用上好適な樹脂添加型として要求されるすべての性能を満足させる難燃剤は、燃焼時に合成樹脂の熱分解によって発生する燃焼性ガス及び活性ラジカルを捕捉できるような比較的安定なラジカルを発生させる化合物であって、加熱混練時にはラジカルが発生せず、燃焼時にのみ効果的かつ速やかに発生させることが可能であり、しかも光照射によってラジカルの発生を誘起することのないような耐光性の良い化合物であることが必要である。

そして、９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドの構造体を有する化合物からなる難燃剤のうち、特異的に上記の要件を十分満たすようなものを実際に合成し、確認されたという知見はないといって良い。

一方、本願出願人は、先に９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドの構造体を有するホスホン酸エステルを含有する難燃加工剤を繊維織編物に後加工によって付与することで、繊維の洗濯耐久性を確保しつつ優れた難燃加工繊維が得られることを提案している（特許文献５）。同公報に記載されているホスホン酸エステルは高度な難燃性を与え、かつ、耐光性に優れた特異的な難燃剤ではある。しかし、同公報には、ホスホン酸エステルが合成樹脂への添加に実用できることについては述べられていない。樹脂成分に難燃性を付与するために添加する難燃剤（樹脂用内部添加型難燃剤）として使用し得るためには、難燃性だけでなく、ブルーミングの問題等のように実用上は後加工用難燃剤とは異なる特性も要求される。

特開昭５３−５６２５０ 特開２００２−２７５４７３ 特開２００４−２９２４９５ 特開２００７−９１６０６ 特開２００６−８３４９１

従って、本発明は、ハロゲンを含まない樹脂用難燃剤であって、優れた難燃性を有するとともに、ブルーミングの問題が抑制ないしは防止された樹脂用難燃剤を提供することを主な目的とする。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のホスホン酸エステルを含む難燃剤及びそれを含む難燃性合成樹脂組成物が上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、下記の難燃性樹脂組成物及びその成型品に係る。
１． 下記一般式（Ｉ）
〔式中、Ｒ_１〜Ｒ_５は水素原子又は置換基を有していても良い炭化水素基を示し、Ｒ_１〜Ｒ_５は互いに同一の置換基であっても良く、互いに異なる置換基であっても良い。〕
で表されるホスホン酸エステルを含む樹脂用難燃剤及び樹脂成分を含む樹脂組成物であって、
樹脂成分が結晶性樹脂であって、結晶性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂の少なくとも１種であり、
樹脂成分１００重量部に対して当該ホスホン酸エステル１０〜１００重量部を含み、
前記樹脂組成物は、各成分を溶融混練することによって得られるものであり、
前記樹脂組成物は、燃焼時にドリップを落下させながら消炎する、
ことを特徴とする難燃性樹脂組成物。
２． ホスホン酸エステルが、１０−フェノキシ−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドである、前記項１に記載の難燃性樹脂組成物。
３． 樹脂用難燃剤がハロゲンを含まない、前記項１又は２に記載の難燃性樹脂組成物。
４． フィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーをさらに含む、前記項１〜３のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
５． 前記項１〜４のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物を成形してなる難燃性樹脂成型品。
６． 電気・電子部品、ＯＡ機器部品、家電機器部品、自動車用部品又は機器機構部品に用いられる、前記項５に記載の難燃性樹脂成型品。

本発明難燃剤は、特定の化学構造を有するホスホン酸エステルを含有することから、樹脂（合成樹脂）中の難燃剤含有量が少量であっても、高度な難燃性を付与させることができる。特に、結晶性樹脂の難燃剤として適用する場合、前記ホスホン酸エステルとともにフッ素含有ポリマーを併用することによって、より少ない量の難燃剤で優れた難燃性を発揮することができる。

さらに、本発明難燃剤の有効成分である前記ホスホン酸エステルは分子中にハロゲン元素を含まないため、難燃性樹脂組成物及び成型品が燃焼した場合でも有害ガスの発生が抑制されている。

また、本発明難燃剤を含む難燃性樹脂組成物及び成形品は、樹脂成分が本来有する物性を良好に維持するとともに難燃剤のモールドデポジット及びブリードアウト（又はブルーミング）を有効に抑制しつつ、従来技術と同等又はそれ以上の高度な難燃性を樹脂成分の種類のいかんにかかわらず発揮することができる。

合成例１で得られた化合物のＩＲチャートを示す。 合成例２で得られた化合物のＩＲチャートを示す。 合成例３で得られた化合物のＩＲチャートを示す。 合成例４で得られた化合物のＩＲチャートを示す。 合成例５で得られた化合物のＩＲチャートを示す。 合成例１で得られた化合物の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す。 合成例２で得られた化合物の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す。 合成例３で得られた化合物の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す。 合成例４で得られた化合物の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す。 合成例５で得られた化合物の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す。 合成例１におけるＰＹ−ＧＣ／ＭＳによるＭＳチャートを示す。

以下、本発明の下記のホスホン酸エステルを含む合成樹脂用内部添加型難燃剤、該難燃剤を用いた難燃性合成樹脂組成物及びその成型品について詳細に説明する。

１．樹脂用難燃剤
（１）ホスホン酸エステル及びその合成方法
（１−１）ホスホン酸エステル
本発明の樹脂用難燃剤は、下記一般式（Ｉ）
〔式中、Ｒ_１〜Ｒ_５は水素原子又は置換基を有していても良い炭化水素基を示し、それぞれのＲ_１〜Ｒ_５は同一の置換基であっても良く、異なる置換基であっても良い。〕
で表されるホスホン酸エステルを含むことを特徴とする。すなわち、下記一般式（Ｉ）で示されるホスホン酸エステル（以下、「本発明ホスホン酸エステル」ともいう。）は、本発明難燃剤の有効成分として機能するものである。本発明難燃剤は、本発明ホスホン酸エステルの１種又は２種以上を含有する。

一般式（Ｉ）の中のＲ_１〜Ｒ_５は、水素原子又は置換基を有していても良い炭化水素基を示し、それぞれのＲ_１〜Ｒ_５は同一の置換基であっても良く、異なる置換基であっても良い。

Ｒ_１〜Ｒ_５は、置換基を有していても良い炭化水素基よりも水素原子の方が経済的には好ましい。特に、本発明では、Ｒ_１〜Ｒ_５はすべて水素原子であることがより好ましい。

上記炭化水素基としては、鎖状（直鎖及び分岐鎖のいずれでも良い。）及び環状（単環、縮合多環、架橋環及びスピロ環のいずれでも良い。）のいずれであっても良い。例えば、側鎖を有する環状炭化水素基が挙げられる。また、炭化水素基は、飽和及び不飽和のいずれでも良い。

炭化水素基としては特に限定されないが、例えばアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等が挙げられる。これらの炭化水素基の炭素数としては１〜１８が好ましく、１〜４程度がより好ましい。

一般式（Ｉ）で表されるホスホン酸エステルの具体例としては、下記式（５）〜（１２）で表される化合物が挙げられる。この中でも、例えば下記式（５）で示されるホスホン酸エステル等を好適に用いることができる。

上記のようなホスホン酸エステル自体は、公知のものを使用することができる。また、公知の製造方法によって得られるホスホン酸エステルを使用することもできる。

（１−２）ホスホン酸エステルの合成方法
上記一般式（Ｉ）で表されるホスホン酸エステルの製造方法は特に限定されないが、例えば特開２００９−１０８０８９に記載されているホスホン酸エステルの製造方法によって好適に製造することができる。

また、出発原料として１０−ハロゲノ−１０Ｈ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレンを用い、これにフェノール誘導体を反応させることにより、有機リン系化合物を合成した後、酸化剤により前記有機リン系化合物の３価のリンを５価に酸化する方法（本発明製造方法）ことによって、一般式（Ｉ）で表されるホスホン酸エステルを好適に製造することができる。

より具体的には、下記の方法によって本発明ホスホン酸エステルを好適に製造することができる。

すなわち、下記一般式（Ｉ）
〔式中、Ｒ_１〜Ｒ_５は水素原子又は置換基を有していても良い炭化水素基を示し、それぞれのＲ_１〜Ｒ_５は同一の置換基であっても良く、異なる置換基であっても良い。〕
で表されるホスホン酸エステルの製造方法であって、
（１）下記化学式（III）
〔式中、Ｘはハロゲン原子を示す。〕
で表される化合物を、下記一般式（IV）で表されるフェノール誘導体を反応系中に添加して、脱ハロゲン化水素反応させることにより、
〔式中、Ｒ_１〜Ｒ_５は水素原子又は置換基を有していても良い炭化水素基を示し、それぞれのＲ_１〜Ｒ_５は同一の置換基であっても良く、異なる置換基であっても良い。〕
下記一般式（Ｖ）
〔式中、Ｒ_１〜Ｒ_５は水素原子又は置換基を有していても良い炭化水素基を示し、それぞれのＲ_１〜Ｒ_５は同一の置換基であっても良く、異なる置換基であっても良い。〕
で表される有機リン系化合物を合成する工程（Ａ工程）、
（２）前記有機リン系化合物に対して、アミンの存在下、酸化剤を用いて３価のリン原子を５価に酸化することにより、前記一般式（Ｉ）で表されるホスホン酸エステルを得る工程（Ｂ工程）
を含む製造方法により、ホスホン酸エステルを好適に製造することができる。

Ａ工程では、前記化学式（III）で表される化合物を、前記一般式（IV）で表されるフェノール誘導体を反応系中に添加して、脱ハロゲン化水素反応させることにより、前記一般式（Ｖ）で表される有機リン系化合物を合成する。

一般式（III）で表される化合物は、原料として市販の２−フェニルフェノール及び三塩化リンを使用して、特開２００７−２２３９３４に記載されている製造方法のとおり合成すれば良い。なお、この場合には、一般式（III）で表される化合物のハロゲン原子は塩素（Ｘ＝Ｃｌ）となる。一般式（IV）で表される化合物は、公知のもの又は市販品を使用すれば良い。

一般式（Ｖ）で表される化合物を合成する方法としては、単に一般式（III）で表される化合物と一般式（IV）で表されるフェノール誘導体の両者を室温（約１８℃）〜１８０℃で混合すれば良い。混合割合は特に限定されないが、一般式（III）で表される化合物１モルに対してフェノール誘導体を１〜２モル程度、好ましくは１〜１．２モル程度とすれば良い。

この反応において、必要に応じて、溶媒中で行っても良い。溶媒としては特に限定されないが、例えばベンゼン、トルエン、ｎ−ヘキサン等の炭化水素系溶媒；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒；ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒等の非プロトン系有機溶媒等を用いることができる。

また、上記の脱ハロゲン化水素反応を効率的に促進させる触媒として、必要に応じて反応系中にアミンを存在させても良い。アミンの種類は特に限定されないが、例えばトリエチルアミン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン、４−ジメチルアミノピリジン等の少なくとも１種が挙げられる。この中でも、経済的にはトリエチルアミンが好ましい。触媒の添加量としては、上記反応の触媒量となる程度を共存させておけば良く、アミンの種類等に応じて適宜設定できる。

Ｂ工程では、前記有機リン系化合物に対して、アミンの存在下、酸化剤を用いて３価のリン原子を５価に酸化することにより、前記一般式（Ｉ）で表されるホスホン酸エステルを得る。

酸化させる方法は限定的でなく、例えば一般式（Ｖ）で表される化合物と酸化剤を攪拌混合すれば良い。その場合の反応温度は通常０〜５０℃程度とすれば良い。必要に応じて、少量のアミンを添加することによるｐＨコントロールを行うことによって、加水分解反応を抑制することが可能であり、より高収率で目的物を得ることができる。

酸化剤としては公知又は市販のものを使用することができる。具体的には、過酸化水素（水）、過酢酸、過安息香酸、ｍ−クロロ過安息香酸等の過酸化物の少なくとも１種を好適に用いることができる。本発明では、特に、経済的理由等から過酸化水素（水）がより好ましい。

酸化剤の添加量としては、用いる酸化剤の種類等に応じて適宜設定することができるが、一般的には化合物（Ｖ）１モルに対して酸化剤１〜２モル、好ましくは１．１〜１．５モル程度を混合すれば良い。酸化反応に伴う発熱が激しい場合は、滴下しながら混合しても良い。

また、アミンは、上記の酸化反応を効率的に促進させる触媒として機能する。このようなアミンとしては、例えばトリエチルアミン、ピリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、１，８−ジアザビシクロ［５．４．０］−７−ウンデセン、１，５−ジアザビシクロ［４．３．０］−５−ノネン、４−ジメチルアミノピリジン等の少なくとも１種が挙げられる。アミンの適当な添加量としては、化合物（Ｖ）1モルに対して０．０１〜０．１モル程度、好ましくは０．０２〜０．０５モル程度とすれば良い。

Ｂ工程においても、必要に応じて溶媒を使用することができる。溶媒としては、例えばベンゼン、トルエン、ｎ−ヘキサン等の炭化水素系溶媒；メタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール系溶媒；ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素溶媒等が挙げられる。

なお、一連の反応をより効率的に進めるには、一般式（III）で表される化合物を合成する経路の当初と同一反応系内に、各反応段階が終了するたびにフェノール誘導体、酸化剤と順次加えていくことにより、一般式（Ｉ）で表される化合物を合成することができる。また、脱塩酸触媒のアミンを共存させた場合には、後続の酸化反応の触媒として働くために、より容易かつ確実に一般式（Ｉ）で表される化合物が得ることが可能である。

Ｂ工程後は、公知の精製方法、固液分離方法等に従ってホスホン酸エステルを回収することができる。本発明製造方法により、一般式（Ｉ）で表されるホスホン酸エステルを合成する場合には、極めて収率が高く洗練された製造を行うことができ、好条件では９０％以上の収率で目的物を得ることができる。

（２）副成分（難燃助剤）
本発明難燃剤には、上記ホスホン酸エステルのほか、必要に応じて副成分が含まれていても良い。例えば、難燃助剤を好適に副成分として好適に用いることができる。

難燃助剤としては、ホスホン酸エステル以外のリン含有化合物、窒素含有化合物、硫黄含有化合物、ケイ素含有化合物、無機金属系化合物等を本発明のホスホン酸エステルの持つ難燃機能を妨げない範囲内で適宜配合することができる。

前記リン含有化合物としては、赤リン、リン酸、亜リン酸等の非縮合又は縮合リン酸とアミン塩又は金属塩、リン酸ホウ素のような無機リン含有化合物や、リン酸オルトリン酸エステル又はその縮合物、リン酸エステルアミド、上記以外のホスホン酸エステル、ホスフィン酸エステルのようなリン含有エステル化合物、トリアジン又はトリアゾール系化合物又はその塩［金属塩、（ポリ）リン酸塩、硫酸塩］、尿素化合物、（ポリ）リン酸アミドのような窒素含有化合物、有機スルホン酸［アルカンスルホン酸、パーフルオロアルカンスルホン酸、アレーンスルホン酸］又はその金属塩、スルホン化ポリマー、有機スルホン酸アミド又はその塩［アンモニウム塩、金属塩］のような硫黄含有化合物、（ポリ）オルガノシロキサンを含む樹脂・エラストマー・オイル等のシリコーン系化合物、ゼオライト等のようなシリコン含有化合物、無機酸の金属塩、金属酸化物、金属水酸化物、金属硫化物等のような無機金属系化合物が挙げられる。これら難燃助剤は、単独又は２種以上を組み合わせて使用できる。

難燃助剤の含有量は、特に限定されず、ホスホン酸エステル／難燃助剤（重量比）＝１／１００〜１００／１、好ましくは１０／１００〜１００／１０の範囲内で適宜設定することができる。

（３）本発明難燃剤の使用
本発明難燃剤は、樹脂（特に合成樹脂）に対して難燃性を付与するのに適しており、いわゆる合成樹脂内部添加型難燃剤として好適に用いることができる。つまり、樹脂中に均一に含有させることにより難燃性を当該樹脂に付与するために用いる難燃剤として有用である。具体的な使用方法としては、同じタイプの公知又は市販の難燃剤と同様にすれば良く、例えば本発明難燃剤を樹脂内部に均一に含まれるように混合することにより当該樹脂に難燃性を付与することができる。混合方法は、本発明難燃剤を樹脂中に均一に混合できる限りは特に制限されず、例えば乾式混合、湿式混合、溶融混練等のいずれの方法であっても良い。

２．難燃性樹脂組成物
本発明は、本発明難燃剤及び樹脂成分を含む樹脂組成物であって、樹脂成分１００重量部に対して当該ホスホン酸エステル１〜１００重量部を含む難燃性樹脂組成物を包含する。以下、各成分について説明する。

（１）難燃剤
難燃剤としては、前記１．（１−１）のホスホン酸エステルの少なくとも１種を含む難燃剤（本発明難燃剤）を用いることができる。

難燃剤の含有量は、通常は樹脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部であり、好ましくは１〜５０重量部とする。かかる難燃剤の組成割合が１重量部を下回ると、難燃性が不十分となり、５０重量部を超えると樹脂本来の特性が得られなくなるおそれがある。

また、本発明難燃剤が難燃助剤を副成分として含む場合、難燃助剤の含有量については、用いる難燃助剤の種類等に応じて適宜設定することができる。例えば、リン含有化合物では樹脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部、窒素含有化合物では樹脂成分１００重量部に対して３〜５０重量部、硫黄含有化合物では樹脂成分１００重量部に対して０．１〜２０重量部、ケイ素含有化合物では樹脂成分１００重量部に対して０．１〜１０重量部、無機金属系化合物では樹脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部程度とすれば良い。

（２）樹脂成分
本発明における難燃性樹脂組成物に混合される樹脂成分としては、特に制限されるものではなく、成形用として利用される種々の樹脂（特に合成樹脂）に適用することができる。例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリエーテル・エーテルケトン樹脂、ポリフェニレン・スルフィド樹脂、ポリアミド・イミド樹脂、ポリエーテル・スルフォン樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリメチル・ペンテン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂等の熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のホモポリマーあるいはコポリマーの単独又はそれらの組み合わせによるポリマーアロイ類等が挙げられる。これらの中でも、特にポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂等が好ましい。以下、本発明で適用し得る樹脂成分について列挙する。

ポリオレフィン系樹脂
ポリオレフィン系樹脂としては、例えばエチレン、プロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン等のα−オレフィンの単独重合体、前記のα―オレフィンどうしのランダム又はブロック共重合体の単体及び混合物等の樹脂、さらにこれと酢酸ビニル、無水マレイン酸等が共重合された樹脂等のポリオレフィン系樹脂が好適に使用することができ、より具体的には、プロピレン単独重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン共重合体等のようなポリプロピレン系樹脂、低密度エチレン単独重合体、高密度エチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィンランダム共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体等のポリエチレン系樹脂等が挙げられる。また、本発明において、難燃性樹脂組成物の物性を改良するために、例えばポリエチレン系合成ゴム、ポリオレフィン系合成ゴム等を配合したものであっても良い。

ポリスチレン系樹脂
ポリスチレン系樹脂としては、例えばスチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロロスチレン等のようなスチレン系単量体の単独重合体又は共重合体や、アクリロニトリル等の不飽和ニトリル、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、無水マレイン酸等のα，β−モノオレフィン性不飽和カルボン酸又は酸無水物或いはそのエステル等のビニル単量体とスチレン系単量体との共重合体や、スチレン系グラフト共重合体、スチレン系ブロック共重合体等が挙げられる。好ましくは、ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、スチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体（ＡＳ樹脂）、ゴム成分にスチレン系単量体が重合した耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリスチレン系グラフト又はブロック共重合体等が例示される。ポリスチレン系グラフト共重合体としては、ゴム成分に少なくともスチレン系単量体及び共重合性単量体がグラフト重合した共重合体（例えば、ポリブタジエンにスチレン及びアクリロニトリルをグラフト重合したＡＢＳ樹脂、アクリルゴムにスチレン及びアクリロニトリルをグラフト重合したＡＡＳ樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体にスチレン及びアクリロニトリルをグラフト重合した重合体、エチレン−プロピレンゴムにスチレン及びアクリロニトリルをグラフト重合した重合体、ポリブタジエンにスチレンとメタクリル酸メチルをグラフト重合したＭＢＳ樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムにスチレン及びアクリロニトリルがグラフト重合した樹脂等が例示される。ブロック共重合体としては、例えばポリスチレンブロックとジエン又はオレフィンブロックとで構成された共重合体（例えば、スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）ブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）ブロック共重合体、水素添加スチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＥＢＳ）ブロック共重合体、水素添加スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＥＰＳ）ブロック共重合体）等が挙げられる。これらのスチレン系樹脂は、１種又は２種以上組み合わせて使用することができる。

ポリビニル系樹脂
ポリビニル系樹脂としては、例えばビニル系単量体（例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、クロトン酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステル；塩素含有ビニル単量体（例えば、塩化ビニル、クロロプレン）；フッ素含有ビニル単量体（例えば、フルオロエチレン等）；メチルビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン等のビニルケトン類；ビニルメチルエーテル、ビニルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；Ｎ−ビニルカルバゾール、Ｎ−ビニルピロリドン等のビニルアミン類等）の単独又は共重合体、あるいは他の共重合可能なモノマーとの共重合体等が含まれる。前記ビニル系樹脂の誘導体（例えばポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール等のポリビニルアセタール、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体等）も使用できる。これらのビニル系樹脂は、１種で又は２種以上を組み合わせて使用できる。

ポリアミド系樹脂
ポリアミド系樹脂としては、例えばε−カプロラクタム、ウンデカンラクタム、ラウリルラクタム等の開環重合体（ω−アミノカルボン酸重合体）や、ジアミンとジカルボン酸との共重縮合体等を挙げることができる。より具体的には、ポリアミド３、ポリアミド６、ポリアミド１１、ポリアミド１２、ポリアミド６６、ポリアミド６１０、ポリアミド６１２、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド６Ｉ、ポリアミド９Ｔ等が例示される。これらのポリアミド系樹脂は、１種で又は２種以上組み合わせて使用することができる。

ポリエステル系樹脂
ポリエステル系樹脂としては、例えばアルキレンテレフタレート、アルキレンナフタレート等のアルキレンアリレート単位を主成分とする単独重合体又は共重合体等が挙げられ、より具体的には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート等の単独重合体、アルキレンテレフタレート及び／又はアルキレンナフタレートを主成分として含有する共重合体が例示できる。特に好ましいポリエステル系樹脂としては、例えばエチレンテレフタレート、プロピレンテレフタレート、ブチレンテレフタレート、テトラメチレン−２，６−ナフタレート等のアルキレンアリレート単位の単独重合体又はそれらの共重合体を挙げることができる。これらのポリエステル系樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。なお、ポリエステル系樹脂は、溶融成形性等を損なわない限り、直鎖状のみならず分岐鎖構造を有していても良く、架橋されていても良い。また、液晶ポリエステルであっても良い。

ポリエーテル系樹脂
ポリエーテル系樹脂としては、例えばアルキレンエーテルの単独重合体又はスチレン系化合物をグラフト共重合せしめたポリアルキレンエーテル、或いはポリアルキレンエーテルとスチレン系重合体を混合したもの等が挙げられる。具体的には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２−メチル−６−エチル−１，４−フェニレン）エーテル、ポリ（２，６−ジエチル−１，４−フェニレン）エーテル等のポリアルキレンエーテルの単独重合体、スチレン、α−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、ｐ−メチルスチレン、エチルスチレン等のスチレン系化合物をグラフト共重合せしめたポリフェニレンエーテルが例示できる。好ましくは、ポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテル及びポリスチレンをグラフト共重合せしめたポリ（２，６−ジメチル−１，４−フェニレン）エーテル［変性ポリフェニレンエーテル］等を例示することができる。ポリフェニレンオキシド系樹脂は、１種又は２種以上組み合わせて使用できる。

ポリカーボネート系樹脂
ポリカーボネート系樹脂には、例えばジヒドロキシ化合物と、ホスゲン又はジフェニルカーボネート等の炭酸エステルとの反応により得られる重合体が挙げられる。ジヒドロキシ化合物は、脂環族化合物等であっても良いが、好ましくはビスフェノール化合物である。ビスフェノール化合物としては、例えばビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（ビスフェノールＡ）、２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）プロパン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−３−メチルブタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−４−メチルペンタン等のビス（ヒドロキシアリール）Ｃ_１−６アルカン；１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロペンタン、１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン等のビス（ヒドロキシアリール）Ｃ_４−１０シクロアルカン；４，４′−ジヒドロキシジフェニルエーテル；４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルホン；４，４′−ジヒドロキシジフェニルスルフィド；４，４′−ジヒドロキシジフェニルケトン等が挙げられる。好ましいポリカーボネート系樹脂には、ビスフェノールＡ型ポリカーボネートが含まれる。ポリカーボネート系樹脂は、１種で又は２種以上組み合わせて使用できる。

アクリル系樹脂
アクリル系樹脂には、例えば、（メタ）アクリル系単量体（（メタ）アクリル酸又はそのエステル等）の単独又は共重合体の他、（メタ）アクリル酸−スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸メチル−スチレン共重合体等が含まれる。

また、本発明における合成樹脂（樹脂成分）には上述の各系の樹脂類のほかに、２種又はそれ以上の樹脂成分を適当な相溶化剤の共存下又は非共存下に混練して製造されたアロイ樹脂も含まれる。アロイ樹脂としては、例えばポリプロピレン／ポリアミド、ポリプロピレン／ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体／ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体／ポリアミド、ポリカーボネート／アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ポリカーボネート／ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート／ポリアミド、ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。

さらに、前記した合成樹脂の変性物も使用することができる。例えば、前記合成樹脂をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等のような不飽和カルボン酸類やシロキサン等によりグラフトさせて得られる変性物も用いることができる。

（３）添加剤
本発明の難燃性合成樹脂組成物は、本発明の効果を妨げない範囲内において、必要に応じて公知の樹脂組成物に含まれている添加剤を適宜配合することができる。

添加剤としては、例えば、１）フェノール系化合物、ホスフィン系化合物、チオエーテル系化合物等の酸化防止剤、２）ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチレート系化合物、ヒンダードアミン系化合物等の紫外線吸収剤又は耐光剤、３）カチオン系化合物、アニオン系化合物、ノニオン系化合物、両性化合物、金属酸化物、π系導電性高分子化合物、カーボン等の帯電防止剤及び導電剤、４）脂肪酸、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩等の滑剤、５）ベンジリデンソルビトール系化合物等の核剤、６）タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、マイカ、ガラス繊維、ガラスビーズ、低融点ガラス等の充填剤、７）その他にも金属不活性化剤、着色剤、ブルーミング防止剤、表面改質剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、粘着剤、ガス吸着剤、鮮度保持剤、酵素、消臭剤、香料等を挙げることができる。

また、本発明では、難燃性樹脂組成物に対し、フィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマー（フッ素系樹脂）を配合することもできる。フィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーを添加することにより、難燃性樹脂組成物の燃焼性試験、特にＵＬ規格の垂直燃焼試験（ＵＬ９４Ｖ）において、燃焼時の試験片のドリップ防止性能をより高めることができる。

フィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーとしては、例えばポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン系共重合体等が挙げられるが、好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）である。

フィブリル形成能を有するＰＴＦＥとしては、例えばテトラフロオロエチレンを乳化重合して得られるラテックスを凝集後、乾燥した粉末状のものが挙げられる。ＰＴＦＥの分子量として数平均分子量で通常１００万〜１０００万程度であり、好ましくは２００万〜９００万である。また、ＰＴＦＥ粉末の平均粒子径としては、１次粒子径で０．１〜０．５μｍの範囲のものが好ましく、２次粒子径では１０〜５００μｍの範囲のものが好ましい。このようなＰＴＦＥは市販品を使用することもできる。具体的には、三井デュポンフロロケミカル（株）製「テフロン（登録商標）ＰＴＦＥ ６Ｊ」、ダイキン化学工業（株）製「ポリフロンＭＰＡ ＦＡ−５００」等が挙げられる。

さらに、フッ素含有ビニル系重合物も、合成樹脂に対する分散相溶性の改良されたフィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーとして好適に使用できる。例えばＰＴＦＥにアクリル変性を施したものが挙げられ、具体的には、製品名「メタブレンＡ−３０００」、「メタブレンＡ−３７００」、「メタブレンＡ−３８００」（いずれも三菱レイヨン（株）製）等が挙げられる。

フィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーの配合量は限定的ではないが、特にドリップコントロール剤として用いる場合には、合成樹脂１００重量部に対して０．００１〜１質量部であることが好ましく、さらに好ましくは０．０１〜０．５質量部である。

一般に、難燃性樹脂組成物に多量にフッ素含有ポリマーを配合して樹脂中に強固なフィブリルが形成されてしまうと、かえって試験片全体への延焼を引き起こして難燃性を阻害することがある。

燃焼時において樹脂の引火部付近では、固相〜溶融相（固相−液相遷移領域）〜液相〜熱分解領域〜気相−液相遷移領域〜気相というように、加熱源である燃焼場に近づくにつれて高分子体が相変化していることが知られている。一部のハロゲン系難燃剤においては、樹脂の液相から熱分解領域の状態で難燃剤自身の熱分解によって素早くハロゲンラジカルを発生させながら、加えてドリップにより試験片の引火部と非引火部を分離させることで、試験片の延焼を高度に抑制するような効果を持つものがある。すなわち、いわゆるドリップタイプ難燃剤といわれるこの難燃剤の場合、試験片に着火してもドリップの落下途中に消炎するか、あるいはほとんど着火せずにドリップのみを生じる。このような合成樹脂用難燃剤は、例えばテトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＳのジブロモプロピルエーテル等の如く、少量の添加でも高度な難燃性を付与できる合成樹脂用難燃剤として広く認知されている。このようドリップタイプ難燃剤はチャーが形成されにくいので、高度なラジカルトラップ効果が期待できるハロゲン系難燃剤以外では存在しないと考えられている。

これに対し、本発明によるホスホン酸エステルは、燃焼時に高度なラジカルトラップ効果が期待できる９，１０−ジヒドロ−９−オキソ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカルを、樹脂の液相から熱分解領域の状態で難燃剤自身の熱分解によって気相へと効果的に供給できるので、強固なチャー形成させるよりもドリップを落下させながら消炎させた方が、効果的に燃焼を抑制することができる。

ところが、本発明のホスホン酸エステルでは、ポリブチレンテレフタレート等をはじめとする明瞭な融点を示す結晶性樹脂（より具体的には、明瞭な唯一の融点が認められる結晶性樹脂）に適用する場合、火炎により融点を超えて熱せられると、急激に溶融粘度が低下し、液化した樹脂が燃えながら激しくドリップするが、比較的微量のフィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーを配合することにより、ドリップ落下速度をコントロールしながら効果的に燃焼継続を抑制することが可能となる。

従って、本発明では、とりわけ、樹脂成分として結晶性樹脂（結晶性ポリマー）を用いる場合に上記所定量のフッ素含有ポリマーを配合することによって、難燃剤の添加量が比較的少なくても、ホスホン酸エステルの本来もつ効果と、フィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーのドリップ落下速度の制御とにより、よりいっそう優れた難燃性を発揮させることができる。結晶性樹脂としては、例えばポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂（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）、ポリビニル系樹脂（ポリフッ化ビニリデン）、ポリアセタール系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン）等の少なくとも１種が挙げられる。

フィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーを配合し、溶融混練することによってフィブリル化し、前記フッ素含有ポリマーがフィブリル化した状態で存在する。そして、フィブリル化したフッ素含有ポリマーを含む難燃性樹脂組成物を成形してなる成型品中においても、フィブリル化したフッ素含有ポリマーが存在する。これにより、よりいっそう優れた難燃性を成型品に付与することが可能となる。

（４）難燃性樹脂組成物の製造方法
本発明の難燃性樹脂組成物は、上記各成分を均一に混合することにより得ることができる。好ましくは、上記各成分を溶融混練することによって製造することができる。その場合の混練順序も特に限定されず、各々を同時に混合しても良いし、あるいは数種類を予め混合し、残りを後から混合しても良い。

混合方法としては限定的でなく、例えばタンブラー式Ｖ型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、リボンミキサー等の高速撹拌機、単軸、ニ軸連続混練機、ロールミキサー等の装置を単独で又は組み合わせて用いる方法が採用できる。

本発明では、さらに予め数種をマスターバッチとして合成樹脂と高濃度の組成物を作成し、その後さらに樹脂と混合希釈し、所定の樹脂組成物を得ることもできる。

（５）難燃性樹脂組成物の使用
本発明の難燃性樹脂組成物は、優れた難燃性を達成するとともに、ブリードアウト（又はブルーミング）が効果的に抑制できるため、成型品として好適に用いることができる。すなわち、本発明の難燃性樹脂組成物は、成型品の製造のための樹脂組成物として好適に用いることができる。これにより、難燃性に優れた成型品を提供することができる。

３．成型品
本発明は、本発明の難燃性樹脂組成物を成形してなる難燃性樹脂成型品も包含する。

成形方法は特に制限がなく、公知の射出成形、押出成形等の方法が使用できる。例えば、押出成形機による方法、一度シートを作製し、これを真空成形、プレス成形等の二次加工を行う方法、射出成形機による方法等が挙げられる。特に、本発明では、射出成形が好ましい。

射出成形により成形する場合、通常のコールドランナー方式の射出成形法だけではなく、ランナーレスを可能にするホットランナー方式によって成型品を製造することができる。さらには、例えばガスアシスト射出成形、射出圧縮成形、超高速射出成形等を採用することもできる。

本発明の難燃性樹脂組成物からなる成型品は、薄肉での難燃性に優れ、樹脂本来の持つ各種の機械的物性を大きく損なうことないので、ＯＡ機器又は家電製品の内部部品ないしは筐体、自動車分野等における難燃性を必要とされる部材等に適用することができる。

より具体的には、例えば電線・ケーブル等の絶縁被覆材料又は各種電気部品、インストルメンタルパネル、センターコンソールパネル、ランプハウジング、ランプリフレクター、コルゲートチューブ、電線被覆材、バッテリー部品、カーナビゲーション部品、カーステレオ部品等の各種自動車、船舶、航空機部品、洗面台部品、便器部品、風呂場部品、床暖房部品、照明器具、エアコン等の各種住宅設備部品、屋根材、天井材、壁材、床材等各種建築材料、リレーケース、コイルボビン、光ピックアップシャーシ、モーターケース、ノートパソコンハウジング及び内部部品、ＣＲＴディスプレーハウジング及び内部部品、プリンターハウジング及び内部部品、携帯端末ハウジング及び内部部品、記録媒体（ＣＤ、ＤＶＤ、ＰＤ等）ドライブハウジング及び内部部品、コピー機のハウジング及び内部部品等の電気電子部品等に使用することができる。さらには、テレビ、ラジオ、録画・録音機器、洗濯機、冷蔵庫、掃除機、炊飯器、照明機器等の家庭電化製品等の用途に好適に用いられるほか、各種機械部品や雑貨等の各種用途にも有用である。

以下、本発明を実施例及び比較例を挙げてより詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。

１．ホスホン酸エステルの合成
下記の合成例により、化学式（５）（６）（８）（９）（１２）で示されるホスホン酸エステルを調製した。なお、合成したホスホン酸エステルは、次の方法により同定及び物性の測定を行った。
（１）純度
ＦＩＤ検出器付ガスクロマトグラフィー（ＧＣ−２０１０：（株）島津製作所製）及びフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）３次元ＵＶ検出器付高速液体クロマトグラフィー（アライアンスＨＰＬＣシステム：ウォーターズ社製）にて純度の確認を行った。
（２）融点
融点は、全自動融点測定装置（ＦＰ−６２：メトラートレド社製）にて測定を行った。
（３）元素分析
元素分析計（ＥＡ１１１０：ＣＥインスツルメンツ社製）にて炭素及び水素を、マイクロウェーブ試料分解装置（ＥＴＨＯＳ１：マイルストーンゼネラル社製）にて湿式分解後に高周波結合プラズマ発光分析装置（ＩＣＰ−ＯＥＳ、７２０ＥＳ：バリアン社製）にてリンを、それぞれの化合物について元素分析を行った。
（４）化学構造の同定
赤外吸収分析装置（ＦＴ−ＩＲ、ＦＴ−７２０：堀場製作所（株）製）によるＩＲスペクトル、３００ＭＨｚ核磁気共鳴吸収分析装置（ＪＮＭ−ＡＬ３００：日本電子（株）製）による水素核磁気共鳴（^１Ｈ−ＮＭＲ）スペクトル、及び質量分析計付高速液体クロマトグラフィー（ＬＣ／ＭＳ、インテグリティシステム：ウォーターズ社製）或いは熱分解ガスクロマトグラフィー質量分析計（ＰＹ−ＧＣ／ＭＳ、ＰＹ−２０２０ｉＤ：フロンティア・ラボ（株）製、ＧＣＭＳ−ＱＰ２０１０Ｐｌｕｓ：（株）島津製作所製）による質量スペクトルより各々の生成化合物の構造同定を行った。

合成例１
側管付滴下漏斗及び温度計を備えた撹拌装置付４ツ口フラスコに、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド３２．４ｇ、フェノール１４．１ｇ、トリエチルアミン１７．２ｇ、及びジクロロメタン１５０ｍｌを投入し、側管付滴下漏斗には四塩化炭素３０．８ｇを投入した。滴下漏斗の上端に塩化カルシウム管を取り付けて空気中の水分が反応系内に混入しないようにした後に撹拌を開始し、フラスコを氷水に浸して１０℃まで冷却した。四塩化炭素を反応液温が１５℃を超えないように滴下し、滴下後更に１時間そのまま撹拌を続けた。反応液を２％水酸化ナトリウム水溶液で洗浄し、更に水道水及び飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムにて乾燥した。乾燥した反応液を減圧濃縮することにより淡黄色液状の粗生成物を得て、メタノール−水で再結晶することにより融点１００℃の白色粉末状の化合物４３．５ｇを得た。得られた化合物の純度は９９．１％であった。この化合物ＩＲチャートが図１、^１Ｈ−ＮＭＲチャートが図６で示され、ＰＹ−ＧＣ／ＭＳによる分子イオンピークＭ^＋が、図１１より［（計算値：Ｃ_１８Ｈ_１３Ｏ_３Ｐ＝３０８．２７、基準ピークは、９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド−１０−イルラジカルのｍ／ｚ＝２１５）］ｍ／ｚ＝３０８であったことから、得られた化合物は、化学式（５）で表される１０−フェノキシ−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドであることが確認できた。

合成例２
側管付滴下漏斗、コンデンサー及び温度計を備えた攪拌機付４つ口フラスコに、２−フェニルフェノール１００．００ｇ及びトリフルオロメタンスルホン酸１．２０ｇを投入し、側管付滴下漏斗には三塩化リン１００．００ｇを投入した。マントルヒーターでフラスコを加熱し、約６０℃でフラスコ内の固体が溶解したのを確認してから攪拌を開始し始め、フラスコ内の温度が１５０℃達するまで昇温させた。フラスコ内の温度が１５０℃に達した後、三塩化リンの滴下を開始した。三塩化リンの滴下開始と共に反応液より塩化水素ガスの発生を確認した。約４時間かけて全量の三塩化リンを滴下し、更に１５０℃で攪拌を２時間続けたところ、塩化水素ガスの発生が無くなった。コンデンサーを蒸留器具に繋ぎ換え、側管付滴下漏斗にトルエン５０．００ｇを投入し、徐々に滴下しつつトルエンと共に反応液中に残存する過剰の三塩化リンを抜き出した。
蒸留器具を再びコンデンサーに戻し、側管付滴下漏斗に２，６−キシレノール７３．２６ｇをトルエン５０．００ｇに溶かした溶液を投入し、反応液が緩やかに還流する速度で、約１時間かけて徐々に滴下した。滴下の開始とともに再び塩化水素ガスの発生が確認された。滴下終了後も加熱還流を約２時間続けたところ、塩化水素ガスの発生が無くなった。反応液を室温程度まで冷却し、トルエン４５０．００ｇ及びトリエチルアミン５．９５ｇを加え、更に１０℃以下まで冷却した。側管付滴下漏斗に３０％過酸化水素水７３．３２ｇを投入し、反応液が２０℃を超えないように約１時間３０分かけて徐々に滴下した。滴下後さらに１時間そのまま撹拌を続けたところ、反応液中に化合物の析出が確認された。スラリー状の反応物をろ過、ケーキを水洗し、これをメタノール−水で再結晶後、減圧乾燥することにより、融点１１３℃の白色結晶１６８．５６ｇを得た。得られた化合物の純度は９９．６％であった。この化合物ＩＲチャートが図２、^１Ｈ−ＮＭＲチャートが図７で示され、元素分析の結果が炭素：水素：リン＝７１．７２：４．７６：９．２（理論値７１．２４：５．０９：９．２１）であった。この結果から、得られた化合物は、化学式（８）で表される１０−（２，６−ジメチルフェノキシ）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドであることが確認できた。

合成例３
２，６−キシレノール７３．２６ｇを２−クレゾール６４．８８ｇに変更した以外は合成例２と同様に反応を行い、式（６）で表わされる融点６５℃の化合物１６６．７４ｇの白色結晶を得た。得られた化合物の純度は９９．１％であった。この化合物ＩＲチャートが図３、^１Ｈ−ＮＭＲチャートが図８で示され、元素分析の結果が炭素：水素：リン＝７０．７８：４．３４：９．６８（理論値７０．８１：４．６９：９．６１）であった。この結果から、得られた化合物は、化学式（６）で表される１０−（２−メチルフェノキシ）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドであることが確認できた。

合成例４
２，６−キシレノール７３．２６ｇを２−tert.−ブチルフェノール９０．１３ｇに変更した以外は合成例２と同様に反応を行い、式（９）で表わされる融点９１℃の化合物１４５．７５ｇの白色結晶を得た。得られた化合物の純度は９９．３％であった。この化合物ＩＲチャートが図４、^１Ｈ−ＮＭＲチャートが図９で示され、元素分析の結果が炭素：水素：リン＝７０．７０：５．７８：８．７０（理論値７２．５２：５．８１：８．５０）であった。この結果から、得られた化合物は、化学式（９）で表される１０−（２−tert.−ブチルフェノキシ）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドであることが確認できた。

合成例５
２，６−キシレノール７３．２６ｇを２，６−ジ−tert.−ブチルフェノール１２３．７９ｇに変更した以外は合成例２と同様に反応を行い、黄色粘稠性液体の粗生成物１２２ｇを得た。この粗生成物１．５ｇから、シリカゲルカラムを用いたフラッシュクロマトグラフィー（溶離液：ｎ−ヘキサン／酢酸エチル＝１０／１）にて分離精製することによって、白色粘稠性の化合物０．１１ｇを得た。得られた化合物の純度は９９．０％であった。この化合物のＩＲチャートが図５、^１Ｈ−ＮＭＲチャートが図１０で示され、ＬＣ／ＭＳによる分子イオンピークＭ^＋がｍ／ｚ＝４２０（計算値：Ｃ_２６Ｈ_２９Ｏ_３Ｐ＝４２０．４８）であった。この結果から、得られた化合物は、化学式（１２）で表される１０−（２，６−ジ−tert.−ブチルフェノキシ）−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドであることが確認できた。

２．難燃性合成樹脂組成物の調製
前記の各合成例で得られたホスホン酸エステルを用いて難燃性合成樹脂組成物を調製した。難燃性合成樹脂組成物を構成する成分は、合成樹脂（Ａ成分）、難燃剤（Ｂ成分）、及びその他の添加剤（Ｃ成分）からなり、下記にそれぞれの成分を示す。この下記成分を表１に記載してある配合割合（重量部）に従って、各成分をドライブレンドした後、２軸押出機にて溶融混合して押出混練し、ストランドをカットしてペレット状難燃性樹脂組成物を得た。２軸押出機としては、（株）神戸製鋼所製の２軸押出機「ＫＴＸ３０型」（スクリュウ径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、ベント付き）を用いた。
合成樹脂（Ａ成分）
Ａ−１：パンライトＬ−１２２５Ｌ（帝人化成（株）製、ＰＣ）
Ａ−２：マルチロンＴ−３７１４（帝人化成（株）製、ＰＣ／ＡＢＳアロイ）
Ａ−３：ジュラネックス２０００（ウィンテックポリマー（株）製、ＰＢＴ）
Ａ−４：スタイラックＡＢＳ１２０（旭化成ケミカルズ（株）製、ＡＢＳ）
Ａ−５：住友ノーブレンＡＹ５６４（住友化学（株）製、ＰＰ）
Ａ−６：アクリペットＭＦ（三菱レイヨン（株）製、ＰＭＭＡ）
Ａ−７：ＵＢＥナイロン６（宇部興産（株）製、ナイロン６）
Ａ−８：ザイロン２００Ｈ（旭化成ケミカルズ（株）製、ＰＳ変性ＰＰＥ）
Ａ−９：エバフレックスＥＶ３６０（三井・デュポンポリケミカル（株）製、ＥＶＡ）
難燃剤（Ｂ成分）
Ｂ−１：化合物（５）
Ｂ−２：化合物（８）
Ｂ−３：１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド（三光（株）製、ＨＣＡ）
Ｂ−４：１０−ベンジル−１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシド（特開昭４７−１６４３６記載の方法に準じて調製した。）
Ｂ−５：ＰＸ−２００（大八化学（株）製）
Ｂ−６：ＣＲ−７４１（大八化学（株）製）
その他添加剤（Ｃ成分）
Ｃ−１：メタブレンＡ−３０００（三菱レイヨン（株）製、ＰＴＦＥ）
Ｃ−２：テフロン（登録商標）ＰＴＦＥ ６Ｊ（三井デュポンフロロケミカル（株）製、ＰＴＦＥ）
Ｃ−３：ポリフロンＭＰＡ ＦＡ−５００（ダイキン化学工業（株）製、ＰＴＦＥ）

３．難燃性樹脂組成物の成型品の評価
前記で得られた難燃性合成樹脂組成物を用いて射出成形法により成型品を作製した。射出成形は、日精樹脂工業（株）製射出成形機「ＦＥ８０Ｓ型」（型締圧８０トン）を使用した。射出成型して試験片を得た後、その試験片を２３℃、５０％ＲＨの条件で４８時間状態調整処理してから、それぞれ燃焼性評価及びブルーミング評価を行った。その結果を表１〜９に示す。なお、これらの評価方法は、具体的には以下の方法によって行った。
（１）燃焼性
燃焼性の評価は、ＵＬ９４垂直燃焼試験法に準拠して、１．６ｍｍ（１／１６ｉｎｃｈ）厚及び０．８ｍｍ（１／３２ｉｎｃｈ）厚の試験片を作成し、燃焼試験を行った。ＵＬ９４垂直燃焼試験の結果は、「Ｖ−０」、「Ｖ−１」、「Ｖ−２」、「Ｂｕｒｎ」の４段階評価を行った。
（２）ブルーミング
１．６ｍｍ厚のＵＬ９４Ｖ試験片を８０℃で１５０時間加熱し、その後、試験片について２３℃、５０％Ｒｈの条件で４８時間の状態調整処理（エージング処理）を施した後、試験片表面へのホスホン酸エステルの染み出しの有無を目視観察した。ブルーミング試験の結果は、「○（染み出しが全くみられない）」、「△（若干の染み出しがみられる）」、「×（著しい染み出しがみられるか、もしくはブルーミングがみられる）」の３段階で評価を行った。
（３）物性
実施例及び比較例のサンプルについて引張強度及び引張伸度測定した。その結果を表１０に示す。物性の評価として、メルトインデクサー（Ｓ−１１１、（株）東洋精機製作所製）にてメルトフローレート（ＭＦＲ）の測定を、引張試験機にて（ＴＥＮＳＩＬＯＮ／ＵＴＭ−４−１００、（株）東洋精機製作所製）引張強度及び引張伸度の測定を行った。ＭＦＲ（メルトフローレート）は、ＪＩＳ Ｋ７２１０に準拠して測定した。但し、温度と荷重は下記のように設定した。
ａ．ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）：２３５℃、２．１６ｋｇｆ
ｂ．ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）：２８０℃、２．１６ｋｇｆ
ｃ．ポリカーボネート／ゴム変性ポリスチレン樹脂アロイ（ＰＣ／ＡＢＳ）：２５０℃、５．００ｋｇｆ
また、引張強度及び引張伸度は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に準拠して２号ダンベル（２．０ｍｍ厚）にて測定した。但し、引張速度は下記のように設定した。
ａ．ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）：５０ｍｍ／分
ｂ．ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）：５０ｍｍ／分
ｃ．ポリカーボネート／ゴム変性ポリスチレン樹脂アロイ（ＰＣ／ＡＢＳ）：５０ｍｍ／分

表１〜表９の結果からも明らかなように、比較例の成型品は難燃性又はブルーミングの少なくともいずれの点で問題があるのに対し、本発明による成型品は、優れた難燃性を発揮するとともに、難燃剤の染み出しの不具合もない優れた特性が得られることがわかる。

特に、表３の結果からも明らかなように、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等の結晶性樹脂に対しては、少量（例えば実施例１３〜２０のように樹脂成分１００重量部に対して０．０５〜０．１５重量部の範囲内）でフッ素含有ポリマーを添加することによって、比較的少ない難燃剤の使用量で、ブルーミングを抑制しつつより優れた難燃性を発揮できることがわかる。

さらに、表１０の結果からも明らかなように、比較例の成型品では、流動性は改善されるものの、引張強度又は伸度が低下し、特に伸度はわずか１０％程度の難燃剤の添加量で大きく低下する場合がある。これに対し、本発明による成型品では、高流動性を与えつつ、引張強度の大幅な低下を抑制するか、あるいは改良できることがわかる。また、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）のような結晶性樹脂に対しては、比較例よりも高い流動性及び引張強度を発現するとともに、比較例に比して伸度を大幅に改善できることがわかる。このことから、少量のフッ素含有ポリマーの添加によって、成型品全体にフッ素含有ポリマーフィブリルのネットワークを形成できる結果、樹脂本来の物性を効果的に発揮させつつ、高流動性及び高度な難燃性を獲得できることがわかる。

Claims (6)

1. 下記一般式（Ｉ）
   〔式中、Ｒ_１〜Ｒ_５は水素原子又は置換基を有していても良い炭化水素基を示し、Ｒ_１〜Ｒ_５は互いに同一の置換基であっても良く、互いに異なる置換基であっても良い。〕
   で表されるホスホン酸エステルを含む樹脂用難燃剤及び樹脂成分を含む樹脂組成物であって、
   樹脂成分が結晶性樹脂であって、結晶性樹脂がポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂及びポリエステル系樹脂の少なくとも１種であり、
   樹脂成分１００重量部に対して当該ホスホン酸エステル１０〜１００重量部を含み、
   前記樹脂組成物は、各成分を溶融混練することによって得られるものであり、
   前記樹脂組成物は、燃焼時にドリップを落下させながら消炎する、
   ことを特徴とする難燃性樹脂組成物。
2. ホスホン酸エステルが、１０−フェノキシ−９，１０−ジヒドロ−９−オキサ−１０−ホスファフェナントレン−１０−オキシドである、請求項１に記載の難燃性樹脂組成物。
3. 樹脂用難燃剤がハロゲンを含まない、請求項１又は２に記載の難燃性樹脂組成物。
4. フィブリル形成能を有するフッ素含有ポリマーをさらに含む、請求項１〜３のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物を成形してなる難燃性樹脂成型品。
6. 電気・電子部品、ＯＡ機器部品、家電機器部品、自動車用部品又は機器機構部品に用いられる、請求項５に記載の難燃性樹脂成型品。