JPH04323265A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は難燃性樹脂組成物に関す
る。さらに詳しくは金属水酸化物を難燃剤とし、グラス
・パウダーを充填剤とする、耐傷付白化性に優れ、そり
が小さくかつ高級品感に富む成形品を製造できる、難燃
剤樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂は易燃性であるため一度火災が
発生すると大きな災害となることがある。これを防止す
るためこれまで数多くの難燃化技術が提案されてきた。 難燃化技術の代表的なものとして、有機ハロゲン化物と
酸化アンチモンとの併用による合成樹脂の難燃化技術が
挙げられる。この技術は、加工時に機械、金型に腐食を
生ぜしめる、火災時に有毒ガスを発生する、さらにはこ
の技術を施した成形品廃棄時に毒性の問題がある等の欠
点を有している。

【０００３】上記欠点を解決するものとして、水酸化ア
ルミニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物を合
成樹脂に大量に充填する技術、あるいは水酸化物の他に
グラス・ファイバーやミルド・グラス・ファイバーを合
成樹脂に充填する技術が提案されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】金属水酸化物を使用す
る難燃化技術は、金属水酸化物それ自体の難燃性発現効
果が比較的少ないため、有機ハロゲン化物と酸化アンチ
モンとを難燃剤として使用した場合に比してかなり大量
の金属水酸化物を合成樹脂に充填する必要があった。こ
のため、例えばポリプロピレン４０重量％、水酸化マグ
ネシウム６０重量％からなる成形品にあっては、人の爪
程度の硬度でも容易に傷付き白化するという問題があっ
た。またこの成形品は、外観的にも柔らかいという印象
を与えるものであり、剛直感に乏しい。このため、いわ
ゆるシャキッとした感じに乏しく、高級品としてのイメ
ージに欠けるところがあり、高付加価値製品への使用に
は問題があった。

【０００５】上記問題を解決するため、金属水酸化物を
配合した難燃性樹脂組成物中に補強剤としてグラスファ
イバーやミルドグラスファイバーを充填するという技術
も提案された。グラスファイバーを充填した場合、成形
品の引張強度、曲げ強度、曲げ弾性率等の機械的強度の
向上、剛直感の発現、耐傷付白化性も向上する。しかし
、成形品のそりが大きく、外観は荒れてザラついており
、美観に欠けるため高級品感に欠けるという問題がある
。ミルドグラスファイバーを充填した場合には、剛直感
、耐傷付白化性は向上するが、グラスファイバーを充填
した場合に比して機械的強度等の物性が劣るという問題
がある。またそりもグラスファイバーを充填した場合の
約半分程度は発生する。成形品表面のザラつきも発生す
るため、美観に欠けるという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、機械的強度の向上のみな
らず、表面外観が美しく、剛直感があり、そりも小さく
、耐傷付白化性も向上した高級品感のある成形品を提供
できる難燃性樹脂組成物を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は２０〜８０重量
％の合成樹脂類と８０〜２０重量％の金属水酸化物の合
計１００重量部と、平均粒子径０．５〜３０μｍ、好ま
しくは１〜２０μｍのグラスパウダー３〜２００重量部
、好ましくは〜　　重量部とからなる難燃性樹脂組成物
を提供する。

【０００８】本発明の難燃性樹脂組成物から製造された
成形品は、外観的には表面のザラツキがなく美麗であり
、かつ剛直感があり高級品感を呈する。さらに物性的に
も、そりは殆どなく耐傷付白化性も向上している。また
ハロゲンを含有しないため、加工時の機械、金属等の腐
食、火災時の有害ガスの大量発生、廃棄時の毒性といっ
た従来の難燃性樹脂組成物が有する各種の問題が解決さ
れた難燃性樹脂組成物が提供される。

【０００９】本発明で用いる合成樹脂類という用語は、
合成樹脂または合成ゴムを意味する。本発明で用いられ
る合成樹脂類を例示すると次の通りである。ポリエチレ
ン、エチレンと他のα−オレフィンとの共重合体、エチ
レンと酢酸ビニル、アクリル酸エチルまたはアクリル酸
メチルとの共重合体、ポリプロピレン、プロピレンと他
のα−オレフィンとの共重合体、ポリブテン−１、ポリ
スチレン、スチレンとアクリロニトリル、エチレンプロ
ピレンジエンゴム（以下ＥＰＤＭという）またはブタジ
エンとの共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリレート
、ポリメタクリレート、ポリウレタン、ポリエステル、
ポリエーテル、ポリアミド等の熱可塑性樹脂、フェノー
ル樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂、アルキド樹脂等の熱硬化性樹脂、ＥＰＤＭ、
ＳＢＲ、ＮＢＲ、ブチルゴム、アクリルゴム、クロロプ
レンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等の合成ゴム
等。

【００１０】本発明で用いる金属水酸化物は、水酸化ア
ルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム等
の２価または３価の金属の水酸化物である。これらの金
属水酸化物は、ＢＥＴ比表面積が１〜２０ｍ２／ｇ、好
ましくは１〜１０ｍ２／ｇであり、ＢＥＴ比表面積／ブ
レーン比表面積の比が１〜３、好ましくは１〜２である
ことが加工性、成形品外観、機械的強度、難燃性等の点
から好ましい。

【００１１】さらに上記金属水酸化物は、表面処理剤で
処理したものでもよく、好ましい表面処理剤を例示する
と次の通りである。オレイン酸、ステアリン酸等の高級
脂肪酸またはそのアルカリ金属塩類、ビニルエトキシシ
ラン、ビニル−トリス（２−メトキシ）シラン、ガンマ
−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ガンマ
−アミノプロピルトリメトキシシラン、ベーター（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、ガンマ−グリシドキシ−プロピルトリメトキシシラ
ン、ガンマ−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類、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
パイロフォスフェート）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、イソ
プロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート等の
チタネート系カップリング剤類、アセトアルコキシアル
ミニウムジイソプロピレート等のアルミニウム系カップ
リング剤類、オルトリン酸とステアリルアルコールとの
モノまたはジエステルであってそれらの酸またはアルカ
リ金属塩等のリン酸部分エステル類等。

【００１２】表面処理剤は、金属水酸化物１００重量部
当たり約０．１〜１０重量部の使用量を好ましい例とし
て例示できる。

【００１３】本発明用いるグラスパウダーは、平均粒子
径０．５〜３０μｍ、好ましくは１〜２０μｍである。 金属水酸化物からなる難燃剤は、有機ハロゲン化物系難
燃剤に比してかなり多量に合成樹脂類に配合しないと、
充分な難燃効果を発揮できないという問題がある。この
ため、金属水酸化物の高濃度充填領域でさらにグラスパ
ウダーを配合して、加工性、成形品外観、成形品の機械
的強度等の諸特性を満足させるためには、上記範囲の平
均粒子径が好ましく採用される。上記範囲よりも平均粒
子径が小さいと製造時に粉塵が発生し易く、また経済的
でない。平均粒子径が上記範囲を超えると成形品外観が
悪化し易い。

【００１４】グラスパウダーの充填量は、合成樹脂類と
金属水酸化物の合計１００重量部に対し３〜２００重量
部が好ましく採用される。３重量部よりも少ないと、グ
ラスパウダーの充填による効果が発揮されにくく、２０
０重量部を超えると難燃性を維持しながら実用レベルで
の機械的強度を維持することが難しい。

【００１５】本発明で用いるグラスパウダーにおいては
、グラスパウダー製造用ガラスの種類には特に制約はな
く、Ａガラス（Ａｌｋａｌｉｎｅ　ｇｌａｓｓ、一般用
アルカリガラス）、Ｃガラス（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｇｌ
ａｓｓ、化学用耐酸ガラス）、Ｄガラス（Ｌｏｗ　ｄｅ
ｎｓｉｔｙ　ｇｌａｓｓ、低密度ガラス）、Ｅガラス（
Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｇｌａｓｓ、ホウケイ酸ガラス
）、Ｓガラス（Ｈｉｇｈ　ｓｔｅｎｇｔｈ　ｇｌａｓｓ
、高強度ガラス）、ＹＭ−３１Ａ（Ｈｉｇｈ　ｍｏｄｕ
ｌｕｓ　ｇｌａｓｓ、高弾性ガラス）等が例示される。 またグラスパウダーとする前の出発原料の形態にも特に
制約はなく、グラスファイバー、グラスフレーク、グラ
スビーズ等いずれの形態であってもよい。

【００１６】グラスパウダーは一般に使用されるガラス
用表面処理剤で表面処理されたものであってもよい。例
えば、ボラン系ではメタクリレート、クロミット、クロ
ライド等、シラン系ではビニルトリクロロシラン、ビニ
ル−トリス−β−メトキシシラン等、ガラン系ではビニ
ルトリエトキシシラン等、アミノシラン系ではγ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン等。

【００１７】合成樹脂類、金属水酸化物およびグラスパ
ウダーの配合方法には、特に制約はなくこれらを均一に
混合できる手段であればいずれの手段をも採用できる。 例えば上記各成分および他の添加剤、充填剤を予め混合
した後、オープンロール、単軸又は二軸押出機、バンバ
リーミキサー等を用いて溶融混練する。

【００１８】樹脂組成物の成形方法にも特に制約はなく
、例えば射出成形、押出成形、ブロー成形、カレンダー
成形、圧縮成形等の方法が例示される。

【００１９】本発明の難燃性樹脂組成物には各種の添加
剤、充填剤を加えることもでき、それらの一部を例示す
れば次の通りである。

【００２０】酸化防止剤、紫外線吸収剤、金属不活性剤
、架橋剤、着色剤、滑剤、カーボンブラック、赤リン、
錫およびその無機塩類、アントラセン、アクリルファイ
バー等の難燃助剤、タルク、マイカ、ワラストナイト、
炭酸カルシウム、繊維状水酸化マグネシウム、繊維状塩
基性硫酸マグネシウム、金属繊維、金属粉末等の補強剤
、充填剤等。

【００２１】以下本発明を実施例に基づきより詳細に説
明する。

【００２２】実施例１〜４、比較例１〜４耐衝撃ポリプ
ロピレン、ＢＥＴ比表面積８ｍ２／ｇ、ＢＥＴ比表面積
／ブレイン比表面積の比１．５、平均２次粒子径０．７
μｍであり、２．５重量％のステアリン酸で表面処理し
た水酸化マグネシウム、アクリロニトリルと酢酸ビニル
との共重合体である直径１デニール、長さ１．５ｍｍの
アクリルファイバー、長さ６ｍｍ、繊維直径１１μｍの
グラスファイバー、平均長さ約１２０μｍ繊維直径１１
μｍのミルドグラスファイバー、平均粒子径約１５μｍ
で平均アスペクト比１．４のグラスパウダーを、それぞ
れ表１に示す配合比であらかじめ混合した後、二軸押出
機を用いて、約２３０℃で溶融混練した。

【００２３】得られた混練物を射出成形機を用いて約２
３０℃で厚さ１／８インチのテストピースを作成し、該
テストピースについて燃焼性、機械的強度、耐爪傷付白
化性等を２３±２℃、５０±５％ＲＨの条件下で測定し
た。

【００２４】表２中、降伏点引張強度、伸びはＪＩＳＫ
　　７１１３、最大点曲げ強度、曲げ弾性率はＪＩＳＫ
　　７２０３、ＭＦＩはＪＩＳＫ　　７２１０（２３０
℃、２．１６ｋｇ）、アイゾット衝撃強度値はＪＩＳＫ
　　７１１０、燃焼性はＵＬ−９４法、そりは厚さ２．
１ｍｍ、流れ方向１１１ｍｍ、流れと直角方向が１９８
ｍｍの直方体で中央部が１３２ｍｍのフィルムゲートで
成形し、最大の変形量を測定した。測定結果を表２に示
す。

【００２５】比較例５〜７、実施例５ 高密度ポリエチレン（以下ＨＤＰＥ）、ＢＥＴ比表面積
８ｍ２／ｇ、ＢＥＴ比表面積／ブレイン比表面積の比１
．５、平均２次粒子径０．７μｍであり２．５％のステ
アリン酸で表面処理した水酸化マグネシウム、長さ６ｍ
ｍ、繊維直径１１μｍのグラスファイバー、平均長さ約
１２０μｍ、繊維直径１１μｍのミルドグラスファイバ
ー、平均粒子径１５μｍでアスペクト比１．４のグラス
パウダーとをそれぞれ表１に示す配合比であらかじめ混
合した後、二軸押出機を用いて約２３０℃で溶融混練し
た。

【００２６】成形方法、各物性値の測定方法は実施例１
と同様に操作して実施した。測定結果を表２に示す。

【００２７】 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表１　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　比較例
　　　　　　　　　　　　　　　　　　実施例　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　１　　　　　　２　　　　　　３　　　　　　４　　
　　　　１　　　　　　２水酸化マグネシウム　　　　
　　　６０　　　　５５　　　　５６　　　　５６　　
　　６０　　　　５６ポリプロピレン　　　　　　　　
　　　４０　　　　４５　　　　４４　　　　４４　　
　　４０　　　　４４ＨＤＰＥ　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　０　　　　　　０　　　　　　０　　
　　　　０　　　　　　０　　　　　　０グラスファイ
バー　　　　　　　　　　　０　　　　　　０　　　　
１１　　　　　　０　　　　　　０　　　　　　０ミル
ドグラスファイバー　　　　　０　　　　　　０　　　
　　　０　　　　１１　　　　　　０　　　　　　０グ
ラスパウダー　　　　　　　　　　　　　０　　　　　
　０　　　　　　０　　　　　　０　　　　　　５　　
　　　　５アクリルファイバー　　　　　　　　　０　
　　　　　１　　　　　　１　　　　　　１　　　　　
　０　　　　　　１　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　表１（続）　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　実
施例　　　　　　　　　　比較例　　　　　　　　　　
　　　　　実施例　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　３　　　　　　４　　　　　　
５　　　　　　６　　　　　　７　　　　　　５水酸化
マグネシウム　　　　　５６　　　　５６　　　　６０
　　　　６０　　　　６０　　　　６０ポリプロピレン
　　　　　　　　　４４　　　　４４　　　　　　０　
　　　　　０　　　　　　０　　　　　　０ＨＤＰＥ　
　　　　　　　　　　　　　　　　０　　　　　　０　
　　　４０　　　　４０　　　　４０　　　　４０グラ
スファイバー　　　　　　　　　０　　　　　　０　　
　　　　０　　　　　　５　　　　　　０　　　　　　
０ミルドグラスファイバ　　　　　０　　　　　　０　
　　　　　０　　　　　　０　　　　　　５　　　　　
　０グラスパウダー　　　　　　　　　１１　　　　１
６　　　　　　０　　　　　　０　　　　　　０　　　
　　　５アクリルファイバー　　　　　　　１　　　　
　　１　　　　　　０　　　　　　０　　　　　　０　
　　　　　０注：表中数値は重量部を表す 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　表２　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　比較例　　　　
　　　　　　　　　　　　　　実施例　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１　　　
　　　　２　　　　　　　３　　　　　　　４　　　　
　　　１　　　　　　　２降伏点引張強度　　　　１．
９２　　１．９３　　２．３０　　１．９６　　１．８
１　　１．９１破断点伸び　　　　　　　　　　　３４
　　　　　９４　　　　　１６　　　　　２７　　　　
　２０　　　　　４８最大点曲げ強度　　　　３．６９
　　３．６９　　４．１１　　４．０４　　３．６０　
　３．９４曲げ弾性率　　　　　　　　　４９８　　　
４０９　　　６３６　　　６２９　　　５３８　　　５
１１ＭＦＩ　　　　　　　　　　　　　　５．６　　　
　５．５　　　　２．４　　　　４．７　　　　４．７
　　　　４．８アイゾット衝撃値　　１５．７　　２１
．６　　１０．７　　１３．４　　１１．８　　１２．
４そり　　　　　　　　　　　　　　　　０．１　　　
　０．１　　　　５．０　　　　２．５　　　　０．２
　　　　０．２ＵＬ９４ＶＥ　　　　　　　Ｖ−０　　
　Ｖ−０　　　Ｖ−０　　　Ｖ−０　　　Ｖ−０　　　
Ｖ−０成形品外観　　　　　　　　　　　　　Ａ　　　
　　　　Ａ　　　　　　　Ｃ　　　　　　　Ｂ　　　　
　　　Ａ　　　　　　　Ａ耐爪傷付白化性　　　　　　
　　　Ｃ　　　　　　　Ｃ　　　　　　　Ａ　　　　　
　　Ａ　　　　　　　Ａ　　　　　　　Ａ高級品感　　
　　　　　　　　　　　　　Ｃ　　　　　　　Ｃ　　　
　　　　Ｃ　　　　　　　Ｂ　　　　　　　Ａ　　　　
　　　Ａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　表２（続）　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　実施例　　　　　　　　　　
　　比較例　　　　　　　　　　　　　　　　　　実施
例　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　３
　　　　　　　４　　　　　　　５　　　　　　　６　
　　　　　　７　　　　　　　５降伏点引張強度　　　
　１．８９　　１．８５　　１．７８　　１．９７　　
１．８０　　１．７１破断点伸び　　　　　　　　　　
　３８　　　　　３５　　　　　２４　　　　　　　５
　　　　　　　９　　　　　１３最大点曲げ強度　　　
　３．９４　　３．９５　　２．９０　　３．１６　　
３．１２　　２．８３曲げ弾性率　　　　　　　　　５
８５　　　６３７　　　３９７　　　４５７　　　４４
２　　　４３０ＭＦＩ　　　　　　　　　　　　　　５
．０　　　　５．０　　　　１．６　　　　０．５　　
　　１．３　　　　１．４アイゾット衝撃値　　１１．
５　　１０．５　　２４．７　　１１．３　　１２．５
　　１２．０そり　　　　　　　　　　　　　　　　０
．２　　　　０．１　　　　０．１　　　　４．９　　
　　２．３　　　　０．２ＵＬ９４ＶＥ　　　　　　　
Ｖ−０　　　Ｖ−０　　　Ｖ−０　　　Ｖ−０　　　Ｖ
−０　　　Ｖ−０成形品外観　　　　　　　　　　　　
　Ａ　　　　　　　Ａ　　　　　　　Ａ　　　　　　　
Ｃ　　　　　　　Ｂ　　　　　　　Ａ耐爪傷付白化性　
　　　　　　　　Ａ　　　　　　　Ａ　　　　　　　Ｃ
　　　　　　　Ａ　　　　　　　Ａ　　　　　　　Ａ高
級品感　　　　　　　　　　　　　　　Ａ　　　　　　
　Ａ　　　　　　　Ｃ　　　　　　　Ｃ　　　　　　　
Ｂ　　　　　　　Ａ注：１．各特性値の単位； 降伏点引張強度ｋｇｆ／ｍｍ２、破断点伸び％、最大点
曲げ強度ｋｇｆ／ｍｍ２、曲げ弾性率ｋｇｆ／ｍｍ２、
ＭＦＩｇ／１０分、アイゾット衝撃値ｋｇｆ・ｃｍ／ｃ
ｍ、そりｍｍ、 ２．成形品の外観、Ａ；成形品表面のザラツキ無し、Ｂ
；少し有り、Ｃ：多量に有り、 ３．耐傷付白化性、Ａ；爪による傷付きおよび白化無し
または非常に困難、Ｂ；容易に傷付き白化する、４．高
級品感、Ａ；成形品表面が美麗かつ剛直感があり、いわ
ゆるシャキッとした感じ有り、Ｂ；剛直感は少しあるが
、成形品表面が少しザラついているため高級品感が少し
劣る、Ｃ；成形品表面の美麗感または剛直感いずれかま
たは両者に欠陥があり、高級品感がない。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、成形品の表面にはザラ
ツキが無く、美麗にして剛直感のある高級品という印象
を与えるシャキッとした感じの成形品を製造できる難燃
性樹脂組成物が提供される。本発明によればさらに、物
性的にはそりがほとんど無く、耐傷付白化性が向上した
成形品を製造できる難燃性樹脂組成物が提供される。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２０〜８０重量％の合成樹脂類と８０
   〜２０重量％の金属水酸化物の合計１００重量部と、平
   均粒子径０．５〜３０μｍであるグラス・パウダー３〜
   ２００重量部とからなる難燃性樹脂組成物。