JP6781702B2 - 難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物 - Google Patents
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Description
a)多くとも2質量%のサイズ組成物を含有する少なくとも一本の連続ガラス多繊維ストランドのパッケージからほどく工程、
b)その少なくとも一本の連続ガラス多繊維ストランドに0.5から20質量%の含浸剤を施して、含浸連続多繊維ストランドを形成する工程、および
c)その含浸連続多繊維ストランドの周りに熱可塑性高分子の被覆を施して、被覆連続多繊維ストランドを形成する工程、
を有してなり、
その含浸剤が、不揮発性であり、熱可塑性マトリクスの融点より少なくとも20℃低い融点を有し、施用温度で2.5から100cSの粘度を有し、強化すべき熱可塑性高分子と相溶性であることを特徴とする。
したがって、第1の態様において、本発明は、ガラス繊維を含有する芯と、難燃剤組成物を含み、その芯を取り囲むポリプロピレン化合物の被覆とを有する難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物のペレットであって、その難燃剤組成物が、有機リン酸塩化合物、有機リン酸化合物および酸化亜鉛の混合物を含むものである、ペレットに関する。
・25〜80質量%のポリプロピレン化合物、
・10〜40質量%のガラス繊維、
・10〜35質量%の難燃剤組成物、
を含む。
被覆のポリプロピレン化合物は、少なくとも、ポリプロピレン、および難燃剤組成物を含有する。
前記ポリプロピレン化合物は、有機リン酸塩化合物、有機リン酸化合物および酸化亜鉛の混合物を含む難燃剤組成物をさらに含む。誤解を避けるために、その難燃剤組成物は、ハロゲン不含有難燃剤組成物である。
本発明による難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物(のペレット)は、その組成物の総質量に基づいて、10から40質量%のガラス繊維を含有することが好ましい。
本発明による組成物がペレットが、8から20mm、好ましくは10から18mmなどの5から40mmの長さを有することが好ましい。当業者には、ペレットが、円形断面を有する実質的に円柱状であることが好ましく、けれども、例えば、楕円または(丸められた)正方形のような他の断面形状も、本発明の範囲に含まれることが理解されよう。
本発明の組成物が含浸剤を含有することが好ましい。含浸剤の量は、様々であってよく、難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物の総質量に基づいて、0.5から7質量%であることが好ましい。含浸剤の量は、ガラス繊維の質量に対して表されることもある。含浸剤の量は、ガラス繊維の質量に基づいて、好ましくは5から15質量%、より好ましくは7から15質量%である。
−ASTM D127にしたがって決定した、60から90℃の降下融点、
−ASTM D938にしたがって決定した、55から90℃の凝固点、
−ASTM D1321にしたがって決定した、0.7から4mmの25℃でのニードルペン貫通力、
−ASTM D445にしたがって決定した、10から25mPa・sの100℃での粘度、
−ASTM D721にしたがって決定した、マイクロクリスタリンワックスの質量に基づく0から5質量%、好ましくは0から2質量%の油含有量、
の1つ以上を有することが好ましい。
本発明はさらに、ガラス繊維を含有する芯と、難燃剤組成物を含み、その芯を取り囲むポリプロピレン化合物の被覆とを有する難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物の製造方法であって、
a)少なくとも一本の連続ガラス多芯ストランドを提供する工程、
b)その連続ガラス多芯ストランドに含浸剤を必要に応じて施す工程、
c)被覆された連続ガラス多芯ストランドを形成するように、工程b)において得られたストランドの周りにポリプロピレン化合物の被覆を施す工程、
を有してなり、
その難燃剤組成物が、有機リン酸塩化合物、有機リン酸化合物および酸化亜鉛の混合物を含むものである、方法に関する。
本発明による難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物が、3.2mm厚でV0の、好ましくは2.0mm厚でV0の、最も好ましくは1.6mm厚でV0のUL−94難燃性等級を示すことが好ましい。本発明による難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物が、棒材について試験して、3.2mm厚でUL94 5Vの等級に合格することが好ましく、2.0mm厚でUL94 5Vの等級に合格することがより好ましい。
・20質量%のガラス含有量について、難燃剤組成物の量は少なくとも約15質量%であるべきである、
・30質量%のガラス含有量について、難燃剤組成物の量は少なくとも約20質量%であるべきである、
・40質量%のガラス含有量について、難燃剤組成物の量は少なくとも約25質量%であるべきである、
ことを見出した。
FR≧0.5×GF+5 I
式中、GF=質量%で表されたガラス繊維の量、
FR=質量%で表された難燃剤組成物の量、
但し、ガラス繊維の量は、少なくとも15質量%、好ましくは20〜40質量%の範囲にある。
本発明による難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物は、公知の後続加工技術による物品または構造部品の製造に使用してもよい。そのような技術に、射出成形、押出成形、加圧成形などがある。
第2の態様において、本発明は、成形組成物において、
・ガラス繊維を含有する芯と、その芯を取り囲む第1のポリプロピレン化合物の被覆とを有するガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物のペレットであって、そのガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物が、そのガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物の質量に基づいて、10〜70質量%のガラス繊維および90〜30質量%のポリプロピレン化合物を含み、そのガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物が難燃剤組成物を含有しないものである、ペレット、および
・有機リン酸塩化合物、有機リン酸化合物および酸化亜鉛の混合物を含む難燃剤組成物を含有する第2のポリプロピレン化合物を含む難燃性ポリプロピレン希釈組成物、
を含む成形組成物に関する。
第3の態様において、本発明は、成形組成物において、
・本発明の第1の態様によるペレット、
・有機リン酸塩化合物、有機リン酸化合物および酸化亜鉛の混合物を含む難燃剤組成物を含有する希釈ポリプロピレン組成物のペレット、
を含む成形組成物に関する。
・35〜80質量%のポリプロピレン化合物、
・10〜40質量%のガラス繊維、
・10〜35質量%の難燃剤組成物、
を含むことが好ましい。
前記UL 94難燃性等級は、本明細書に引用される、2006年6月2日に改訂された、UL 94:「機器の部品用プラスチック材料の難燃性試験」、第5版、1996年10月29日にしがって決定した。このUL 94標準規格は、プラスチック材料の難燃性を評価し、比較するための標準化され、公認された(米国規格協会(ANSI)により2010年7月28日に承認)試験方法および評価尺度を提供する。このUL 94標準規格には、6つの試験がある:水平燃焼試験(HB);20mm炎垂直燃焼試験(V−0、V−1、V−2);125mm炎垂直燃焼試験(5VA、5VB);火炎伝搬試験;フイルム材料垂直燃焼試験(VTM−0、VTM−1、VTN−2);および発泡材料垂直燃焼試験(HBF、HF−1、HF−2)。本明細書に記載された実施の形態を、20mm炎垂直燃焼試験(V−0、V−1、V−2)、および棒材についての125mm炎垂直燃焼試験(5V)を使用して決定した難燃性等級によって特徴付ける。
[実施態様1]
ガラス繊維および含浸剤を含有する芯と、難燃剤組成物を含み、該芯を取り囲むポリプロピレン化合物の被覆とを有する難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物のペレットであって、前記難燃剤組成物が、有機リン酸塩化合物、有機リン酸化合物および酸化亜鉛の混合物を含むものである、ペレット。
[実施態様2]
前記難燃性ガラス繊維強化ポリプロピレン組成物が、該難燃性ガラス繊維強化ポリプロピレン組成物の質量に基づく質量百分率で、
・25〜80質量%のポリプロピレン化合物、
・10〜40質量%のガラス繊維、および
・10〜35質量%の難燃剤組成物、
を含む、実施態様1記載のペレット。
[実施態様3]
前記含浸剤の量が、前記ガラス繊維の質量に基づいて、5から15質量%である、実施態様1または2記載のペレット。
[実施態様4]
ISO 1133(2.16kg、230℃)にしたがって測定した、前記ポリプロピレン化合物のメルトフローレートが、10〜100g/10分、好ましくは10〜80g/10分、より好ましくは10〜50g/10分である、実施態様1または2記載のペレット。
[実施態様5]
成形組成物において、
・ガラス繊維および含浸剤を含有する芯と、該芯を取り囲む第1のポリプロピレン化合物の被覆とを有するガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物のペレットであって、前記ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物が、該ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物の質量に基づいて、10〜70質量%のガラス繊維および90〜30質量%のポリプロピレン化合物を含み、該ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物が難燃剤組成物を含有しないものである、ペレット、および
・有機リン酸塩化合物、有機リン酸化合物および酸化亜鉛の混合物を含む難燃剤組成物を含有する第2のポリプロピレン化合物を含む難燃性ポリプロピレン希釈組成物、
を含む成形組成物。
[実施態様6]
前記難燃性ポリプロピレン希釈組成物が、実施態様1から3いずれか1項記載のペレットからなる、実施態様5記載の成形組成物。
[実施態様7]
難燃剤組成物を含有しない前記ペレットの芯が、前記ガラス繊維の質量に基づいて、5から15質量%の量で前記含浸剤を含む、実施態様5または6記載の成形組成物。
[実施態様8]
ISO 1133(2.16kg、230℃)にしたがって測定した、前記第1のポリプロピレン化合物のメルトフローレートが、10〜100g/10分、好ましくは10〜80g/10分、より好ましくは10〜50g/10分である、実施態様5または6記載の成形組成物。
[実施態様9]
成形組成物において、
・実施態様1から3いずれか1項記載のペレット、および
・有機リン酸塩化合物、有機リン酸化合物および酸化亜鉛の混合物を含む難燃剤組成物を含有する希釈ポリプロピレン組成物のペレット、
を含む成形組成物。
[実施態様10]
前記成形組成物が、該成形組成物の質量に基づく質量百分率で、
・35〜80質量%のポリプロピレン化合物、
・10〜40質量%のガラス繊維、および
・10〜35質量%の難燃剤組成物、
を含む、実施態様9記載の成形組成物。
[実施態様11]
3.2mmでUL94−V0等級、好ましくは2.5mmでUL94−V0等級、より好ましくは2.0mmでUL94−V0等級、さらにより好ましくは1.6mmでUL94−V0等級を有する、実施態様1から4いずれか1項記載の難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物、または実施態様5から8いずれか1項記載の成形組成物、または実施態様9または10記載の成形組成物。
[実施態様12]
1.6mmでUL94−V0等級を有し、前記難燃剤組成物の量が、以下の式Iにしたがって選択される:
FR≧0.5×GF+5 I
式中、GF=質量%で表されたガラス繊維の量、
FR=質量%で表された難燃剤組成物の量、
但し、前記ガラス繊維の量が、少なくとも15質量%、好ましくは20〜40質量%の範囲にある、実施態様1から4いずれか1項記載の難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物、または実施態様5から8いずれか1項記載の成形組成物、または実施態様9または10記載の成形組成物。
[実施態様13]
実施態様1から4いずれか1項記載のペレット、または実施態様5から8いずれか1項記載の成形組成物、または実施態様9または10記載の成形組成物の、成形物品の製造のための使用であって、前記物品が、自動車内装または外装物品である、または建物一体型太陽電池パネルまたは建物一体型光起電性パネルの筐体に含まれている、使用。
[実施態様14]
実施態様1から4いずれか1項記載のペレット、または実施態様5から8いずれか1項記載の成形組成物、または実施態様9または10記載の成形組成物を成形することにより得られる物品。
[実施態様15]
1.6mmでUL94−V0等級を有する、実施態様14記載の物品。
Claims (13)
- ガラス繊維および含浸剤を含有する芯と、該芯を取り囲む、難燃剤組成物を含むポリプロピレン化合物の被覆とを有する難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物のペレットであって、前記含浸剤は高度分岐ポリ(アルファ−オレフィン)を含み、該含浸剤は難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物の総質量に基づき0.5〜7質量%の量で存在し、前記難燃剤組成物は、
(i)ピロリン酸ピペラジン、ポリリン酸ピペラジン、またはその組合せを含む有機リン酸塩化合物、
(ii)ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、リン酸メラミン、またはそれらの組合せを含む有機リン酸化合物、および
(iii)酸化亜鉛
の混合物を含み、
該ペレットは、1.6mm厚でUL94−V0等級を有し、前記難燃剤組成物の量が次式にしたがって選択され:
FR≧0.5×GF+5
式中、GF=質量%で表されたガラス繊維の量、
FR=質量%で表された難燃剤組成物の量、
但し、前記ガラス繊維の量が少なくとも15質量%である、ペレット。 - 前記難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物が、該難燃性ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物の質量に基づく質量百分率で、
・15〜40質量%のガラス繊維、および
・12.5〜35質量%の難燃剤組成物、
を含み、ポリプロピレン化合物、ガラス繊維、含浸剤、および難燃剤組成物の合計が100質量%である、請求項1に記載のペレット。 - 前記含浸剤の量が、前記ガラス繊維の質量に基づいて、5〜15質量%である、請求項1または2に記載のペレット。
- ISO 1133(2.16kg、230℃)にしたがって測定した前記ポリプロピレン化合物のメルトフローレートが10〜100g/10分である、請求項1または2に記載のペレット。
- 成形組成物において、
・ガラス繊維および含浸剤を含有する芯と、該芯を取り囲む第1のポリプロピレン化合物の被覆とを有するガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物のペレットであって、前記含浸剤は高度分岐ポリ(アルファ−オレフィン)を含み、該含浸剤の量は前記ガラス繊維の質量に基づいて5〜15質量%であり、前記ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物は、該ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物の質量に基づいて、10〜70質量%のガラス繊維および90〜30質量%のポリプロピレン化合物を含み、該ガラス長繊維強化ポリプロピレン組成物が難燃剤組成物を含有しない、ペレット、および
・請求項1から3のいずれか一項に記載のペレットからなる難燃性ポリプロピレン希釈組成物
を含む、成形組成物。 - ISO 1133(2.16kg、230℃)にしたがって測定した前記第1のポリプロピレン化合物のメルトフローレートが10〜100g/10分である、請求項5に記載の成形組成物。
- 成形組成物において、
・請求項1から3のいずれか一項に記載のペレット、および
・難燃剤組成物を含有する希釈ポリプロピレン組成物のペレットであって、前記難燃剤組成物が、
(i)ピロリン酸ピペラジン、ポリリン酸ピペラジン、またはその組合せを含む有機リン酸塩化合物、
(ii)ピロリン酸メラミン、ポリリン酸メラミン、リン酸メラミン、またはそれらの組合せを含む有機リン酸化合物、および
(iii)酸化亜鉛
の混合物を含む、希釈ポリプロピレン組成物のペレット
を含む、成形組成物。 - 前記成形組成物の質量に基づく質量百分率で、
・35〜80質量%のポリプロピレン化合物、
・10〜40質量%のガラス繊維、および
・10〜35質量%の難燃剤組成物、
を含む、請求項7に記載の成形組成物。 - 3.2mm厚でUL94−V0等級を有する、請求項5から8のいずれか一項に記載の成形組成物。
- 1.6mm厚でUL94−V0等級を有し、前記難燃剤組成物の量が次式にしたがって選択され:
FR≧0.5×GF+5
式中、GF=質量%で表されたガラス繊維の量、
FR=質量%で表された難燃剤組成物の量、
但し、前記ガラス繊維の量が少なくとも15質量%である、請求項5から8のいずれか一項に記載の成形組成物。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載のペレットまたは請求項5から10のいずれか一項に記載の成形組成物の、成形物品の製造のための使用であって、前記物品が、自動車内装または外装物品である、または建物一体型太陽電池パネルまたは建物一体型光起電性パネルの筐体に含まれている、使用。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載のペレットまたは請求項5から10のいずれか一項に記載の成形組成物を成形することにより得られる物品。
- 1.6mm厚でUL94−V0等級を有する、請求項12に記載の物品。
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