JPH05311026A - 難燃化された光拡散性メタクリル系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 メタクリル系樹脂、リン系難燃剤、硫酸バリ
ウムおよび酸化チタンからなる難燃化された光拡散性メ
タクリル系樹脂組成物。 【効果】 本発明のメタクリル系樹脂組成物は、光拡散
性、難燃性を有し、またメタクリル系樹脂本来の特徴で
ある耐候性、機械的強度も良好である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、照明カバー、看板、表
示灯、映像機器等に使用される難燃化された光拡散性メ
タクリル樹脂組成物およびその押出板に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】メタクリル樹脂は優れた透明性、耐候
性、機械的強度を有し、今日広く使用されているが、例
えば照明カバー、看板等の用途分野では屈折率の異なる
無機、或は有機の微粒子を添加する事によって、本来透
明であるメタクリル樹脂を半透明ないし不透明に変換し
て使用されている。

【０００３】しかしながら、メタクリル樹脂は可燃性樹
脂の部類に属し、その欠点の為難燃性が要求される用途
には余り使用されていないというのが現状である。光拡
散性を付与するには、メタクリル樹脂に屈折率の異なる
透明微粒子を配合する方法が公知である。例えば、特開
昭６２−２７３２３０号公報には透明無機微粒子として
硫酸バリウム、炭酸バリウム、石英、結晶性シリカ、無
定形シリカ、ガラス、弗化リチウム、弗化カルシウム、
水酸化アルミニウムが、また特開昭６１−１５９４４０
号公報には有機の光拡散剤として、アルキルメタクリレ
ート／芳香族ビニル／アルキルアクリレートからなる粒
子径３０〜３００μｍの架橋ポリマーが挙げられてい
る。

【０００４】一方、メタクリル樹脂の難燃化に関しても
これまで多くの提案がなされており、メタクリル樹脂本
来の特徴である耐候性、透明性、機械的強度を余り損な
う事なくメタクリル樹脂を難燃化する方法として、ハロ
ゲン元素とリン元素を分子内に含有する有機化合物をブ
レンドする技術が最も多く提案されている。例えば、特
公昭５６−２６２６４号公報にはメタクリル酸メチルを
主成分とする重合体と含ハロゲンポリホスホン酸エステ
ル、オルトリン酸トリエステル、および含ハロゲン亜リ
ン酸トリエステルからなる組成物が、また特開昭５９−
２０６４５４号公報にはメタクリル樹脂と含ハロゲンポ
リホスホネート、および含ハロゲンポリホスフェートか
らなる組成物が、特開昭６１−１１５９５０号公報には
メタクリル樹脂と含塩素リン酸エステル、およびテトラ
ブロモビスフェノールＡからなる組成物が、そし特開平
３−１０６６３０号公報にはメタクリル樹脂とトリス
（トリブロモ）ネオペンチルホスフェートからなる押出
板が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】メタクリル樹脂に光拡
散性を付与する為に光拡散剤として微粒子、特に無機の
微粒子を添加すると著しく難燃性が低下してしまい、微
粒子を含むメタクリル樹脂を難燃化するには、分子内に
ハロゲン元素とリン元素を含有する有機化合物のような
難燃剤を多量に添加する必要が生ずるという問題点を有
していた。けれども、難燃剤を多量に含有するために得
られる組成物の耐熱性、耐候性、機械的強度の低下が大
きく受け入れ難いものであった。

【０００６】かかる状況下において、難燃剤の添加量を
できるだけ少なくし、耐燃性、耐候性、および機械的強
度の低下が小さいか、より好ましくは低下のないメタク
リル樹脂に対する光拡散性の付与技術が強く望まれてい
た。本発明者は、メタクリル樹脂の難燃化と光拡散性の
付与技術について鋭意検討した結果、メタクリル樹脂に
リン系難燃剤を配合し、硫酸バリウムおよび酸化チタン
の添加量をコントロールすることによって、従来の光拡
散性組成物に比べ、難燃性が低下すること無く光拡散性
が付与できることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、メタ
クリル系樹脂、リン系難燃剤、硫酸バリウム、酸化チタ
ンからなるメタクリル樹脂組成物およびその押出板に関
する。リン系難燃剤としては、トリアリールリン酸エス
テル、ジアリールリン酸エステル、モノアリールリン酸
エステル、アリールホスホン酸化合物、アリールホスフ
ィンオキシド化合物、縮合アリールリン酸エステル、ハ
ロゲン化アルキルリン酸エステル、含ハロゲン縮合リン
酸エステル、含ハロゲン縮合ホスホン酸エステル、含ハ
ロゲン亜リン酸エステル等から選ばれる１種、或は２種
以上の混合物を挙げる事ができる。具体的な例として
は、トリフェニルホスフェート、９，１０−ジヒドロ−
９−オキサ−１０−ホスファフェナンスレン−１０−オ
キシド、フェニルホスホン酸、トリス（クロロエチル）
ホスフェート、トリス（ジクロロプロピル）ホスフェー
ト、トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェート、
および下記の構造式で表される化合物等であり、特に好
ましいのはトリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェ
ートである。

【０００８】

【化１】

【０００９】

【化２】

【００１０】

【化３】

【００１１】リン系難燃剤の添加量はメタクリル樹脂１
００重量部に対して、１〜１０重量部の範囲であること
が好ましく、さらに好ましくは１〜５重量部である。添
加量が１重量部未満の場合は、組成物または押出板の難
燃性が低く、逆に１０重量を超える場合は耐熱性、耐候
性、および機械的強度の低下が大きくなってしまう。メ
タクリル樹脂に光拡散性を付与する方法として、硫酸バ
リウム、酸化チタンを用いることは公知の技術である
が、価格面や取り扱い易さから主として硫酸バリウムが
使用されている。しかし、硫酸バリウムは分散性が比較
的良好であるが、多量に添加しないと優れた隠蔽力を発
揮しないうえ、組成物または押出板に対して難燃性を低
下させる。一方、酸化チタンは少量の添加で優れた隠蔽
力を発揮するが、均一分散させることが難しく透けやす
いという問題を有している。

【００１２】本発明の特徴は、このような双方の長所を
生かしながら組成物または押出板の難燃性を損なう事無
く、優れた光拡散性能を付与することができることであ
る。所望の光拡散性能に応じて添加量を選択することが
できるが、硫酸バリウムの添加量は、メタクリル樹脂１
００重量部に対して０．１〜３重量部の範囲が好まし
く、より好ましくは０．５〜２重量部である。添加量
が、０．１重量部以下では光の散乱性能が低く押出板の
透けがみられ、逆に３重量部を超えると組成物または押
出板の難燃性能を著しく低下させる。特に避難誘導灯の
場合は、全光線透過率が３３〜３５％であることが要求
されるが、この透過率を実現させるために硫酸バリウム
を単独使用して添加量を多くすると、難燃性能を低下さ
せてしまう。

【００１３】また、酸化チタンの添加量は、メタクリル
樹脂１００重量部に対して０．０１〜０．２重量部の範
囲が好ましく、より好ましくは０．０５〜０．１５重量
部である。添加量が０．０１重量部より少ないと、均一
分散させるのが難しい上に光の散乱性能が低く、逆に
０．２重量部を超えるとコスト面で不利となる。従っ
て、光線透過率のコントロールおよび透け防止を効果的
に行うためには、硫酸バリウムと酸化チタンを上記の範
囲で併用して用いるのが有利となるのである。

【００１４】押出板の板厚は、０．５〜３ｍｍであり、
好ましくは１〜２ｍｍである。板厚が３ｍｍを超えると
難燃性が低下し、また、板厚が０．５ｍｍ未満の場合は
板の剛性が不足するなど機械的強度上の問題が生じてく
る。本発明におけるメタクリル系樹脂としては、 ａ）メタクリル酸メチル単位８０〜９９重量％とアクリ
ル酸アルキル単位１〜２０重量％からなる樹脂、および
／または ｂ) メタクリル酸メチル単位３０〜９９重量％と芳香族
ビニル単位１〜７０重量％からなる樹脂等があげられ
る。

【００１５】ａ) に述べたメタクリル酸メチル単位とア
クリル酸アルキル単位からなる樹脂は優れた耐候性と透
明性を有しており、公知のラジカル重合法、すなわち懸
濁重合法、溶液重合法、塊状重合法等によって製造する
事ができる。メタクリル酸メチル単位の比率が８０重量
％より少ないと組成物の耐熱変形性の低下が大きく、逆
に９９重量％を超えると熱分解し易くなり、いずれも好
ましくない。分子量の好ましい範囲は重量平均分子量で
５万〜５０万で、特に好ましい範囲は１０万〜３０万で
ある。

【００１６】ｂ) に述べたメタクリル酸メチル単位と芳
香族ビニル単位からなる樹脂は、ａ）の樹脂に比べて吸
湿性が低く、良好な成形加工性を有している。芳香族ビ
ニルとしてはスチレン、α−メチルスチレン、ビニルト
ルエン等を挙げる事ができ、公知のラジカル重合法、す
なわち懸濁重合法、溶液重合法、塊状重合法等によって
製造する事ができる。メタクリル酸メチル単位の比率が
３０重量％より少ないと組成物の耐候性が悪く、逆に９
９重量％を超えると熱分解し易くなり、いずれも本発明
の目的に合致しない。分子量の好ましい範囲は重量平均
分子量で１０万〜５０万である。

【００１７】本発明の樹脂組成物はペレットを射出成形
して、或は押出成形によって製造した押出板を真空成形
等の方法で加工して実用に供せられる。ペレットを製造
する方法として、メタクリル系樹脂、リン系難燃剤、硫
酸バリウム、酸化チタンをタンブラー、ヘンシェルミキ
サー等で十分撹拌混合した後、押出機によって溶融混練
する方法が一般的である。

【００１８】また、押出板を製造する方法として、メタ
クリル樹脂、リン系難燃剤、硫酸バリウム、酸化チタン
をタンブラー、ヘンシェルミキサー等で十分撹拌混合し
た後、直接Ｔダイ付の押出機で板状に押出し、連続して
ロールにより所望の板厚、幅、表面状を有する押出板と
する方法、或は一旦ペレットにした後同様の方法で押出
板とする方法がある。

【００１９】本発明の押出板は、本発明の樹脂組成物か
ら構成される単層の押出板の他、１０〜５００μｍの厚
さのメタクリル樹脂フィルムを本発明の樹脂組成物から
製造された押出板の片面、或は両面にラミネートして得
られる積層板、および共押出法によって製造された本発
明の樹脂組成物からなる層の片面、或は両面に１〜１０
０μｍの厚さのメタクリル樹脂からなる層を有する積層
板を包含する。

【００２０】本発明の樹脂組成物は、必要に応じて本発
明の目的を逸脱しない範囲内で公知の酸化防止剤、紫外
線吸収剤、離型剤、滑剤、帯電防止剤、蛍光増白剤、ブ
ルーイング剤、染顔料等を包含する事ができる。本発明
の樹脂組成物およびその押出板は優れた光拡散性と難燃
性、良好な耐候性、機械的強度によって照明カバー、看
板、表示灯、映像機器等の用途に有効である。

【００２１】

【実施例】以下実施例によって本発明を更に詳しく説明
するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるも
のではない。

【００２２】

【実施例１・２】メタクリル酸メチル／アクリル酸メチ
ル／過酸化ラウロイル／ｎ−オクチルメルカプタン＝９
５／５／０．２／０．２（重量比）の単体混合物を懸濁
重合し、得られたポリマー粒子を十分水洗した後、乾燥
してメタクリル樹脂（Ａ）を得た。得られたメタクリル
樹脂の重量平均分子量をゲルパーミエーションクロマト
グラフィーによって測定したところ、１５万であった。

【００２３】次に三井三池化工機（株）製のヘンシェル
ミキサー（ＦＭ１０Ｂ型）によってメタクリル樹脂
（Ａ）と硫酸バリウム、酸化チタン、トリス（トリブロ
モネオペンチル）ホスフェートおよび紫外線吸収剤とし
て２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾ
トリアゾールを表１の比率で９０秒間撹拌混合した。こ
の混合物をナカタニ機械（株）製の２軸押出機（ＡＳ３
０型）によって溶融混合し乳白色のペレットを作製し
た。更に、得られたペレットをＴダイを取り付けた２軸
押出機で押出し、金属ロールで冷却して幅２０ｃｍ、厚
さ２．０ｍｍの押出板を製造した。

【００２４】こうして製造された板から長さ１２５ｍ
ｍ、幅１２．５ｍｍの試験片を切り出し、ＪＩＬ５５０
２（「避難誘導灯技術基準」附属書７）に規定された試
験方法Ｃに準じて試験片の耐燃性を測定した。同様にし
て長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍの試験片を切り出し、ＪＩ
Ｓ Ｋ７１０５（プラスチックの光学的特性試験方法）
に規定された試験方法に準じて試験片の全光線透過率を
測定した。また、試験片を水銀灯照射試験（高速耐光性
試験）機において、７５℃で２週間保持した後の黄変度
を目視により評価した。結果を表１に示す。

【００２５】

【実施例３・４】実施例１と同様にしてメタクリル樹
脂、硫酸バリウム、酸化チタン、トリス（トリブロモネ
オペンチル）ホスフェートおよび２−（５−メチル−２
−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールを表２の比
率で撹拌混合して，乳白色のペレットを作製後、幅２０
ｃｍ、厚さ１．５ｍｍの押出板を製造した。所定の試験
片を作製し、耐燃性、全光線透過率を測定した。結果を
表２に示す。

【００２６】

【比較例１】トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフ
ェートの配合量を表１に記載の通り変更した以外は、実
施例１と同様にしてメタクリル樹脂（Ａ）、硫酸バリウ
ム、酸化チタン、および２−（５−メチル−２−ヒドロ
キシフェニル）ベンゾトリアゾールを表１の比率で９０
秒間撹拌混合して、乳白色のペレットを作製後、幅２０
ｃｍ、厚さ２．０ｍｍの押出板を製造した。所定の試験
片を作製し、耐燃性、全光線透過率を測定した。結果を
表１に示す。

【００２７】

【比較例２】比較例１と同様にしてメタクリル樹脂
（Ａ）、硫酸バリウム、酸化チタンおよび２−（５−メ
チル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾールを
表１の比率で９０秒間撹拌混合して、乳白色のペレット
を作製後、幅２０ｃｍ、厚さ２．０ｍｍの押出板を製造
した。所定の試験片を作製し、耐燃性、全光線透過率を
測定した。結果を表１示す。

【００２８】

【比較例３・４】硫酸バリウム、酸化チタンの配合量を
表２に記載した通り変更した以外は、比較例１と同様に
して乳白色のペレットを作製後、幅２０ｃｍ、厚さ１．
５ｍｍの押出板を製造し、耐燃性、全光線透過率を測定
した。結果を表２示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明のメタクリル系樹脂組成物および
その押出板は優れた光拡散性、難燃性を有し、またメタ
クリル系樹脂本来の特徴である耐候性、機械的強度も良
好である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メタクリル系樹脂、リン系難燃剤、硫酸
   バリウムおよび酸化チタンからなる難燃化された光拡散
   性メタクリル系樹脂組成物。