JPH08208875A - 難燃性ポリオレフィン系樹脂発泡体 - Google Patents

難燃性ポリオレフィン系樹脂発泡体

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JPH08208875A
JPH08208875A JP2025395A JP2025395A JPH08208875A JP H08208875 A JPH08208875 A JP H08208875A JP 2025395 A JP2025395 A JP 2025395A JP 2025395 A JP2025395 A JP 2025395A JP H08208875 A JPH08208875 A JP H08208875A
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JP
Japan
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mixture
polyolefin resin
flame
extruder
foaming agent
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Pending
Application number
JP2025395A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Iwane
和良 岩根
Masaki Tono
正樹 戸野
Kenji Iuchi
謙治 居内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】オゾン層を破壊する恐れのない非特定フロンを
発泡剤として使用して、発泡特性や機械的強度を阻害す
ることなく押出成形が可能であり、得られた発泡体は、
優れた難燃性を示すと共に燃焼時にハロゲン系ガスを発
生することのない難燃性ポリオレフィン系樹脂発泡体を
提供する。 【構成】ポリオレフィン系樹脂ならびに中和処理された
熱膨張性黒鉛及びポリリン酸アンモニウム類の混合物か
らなる樹脂組成物に発泡剤として非特定フロンを加圧下
で溶融混練して得られた発泡性混合物が、大気中に押し
出されて発泡させられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、難燃性ポリオレフィン
系樹脂発泡体に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂発泡体は断熱性に優れるため、建築
材料、自動車等の輸送機器、包装材料、家庭用日用品、
その他広範囲の用途に利用されているが、その中でも特
にポリオレフィン系樹脂発泡体は、化学的安定性に富
み、断熱性、電気絶縁性、軽量性等に優れた特性を有し
ている。
【0003】一般に、ポリオレフィン系樹脂発泡体の製
造方法としては、樹脂に熱分解型の化学発泡剤を混練し
所定の形状に成形した後、該発泡剤の分解温度以上に加
熱して発泡させる化学発泡方法と、ブタン、ペンタン、
ジクロロジフルオロメタン等の樹脂の融点以下の沸点を
有するガス又は揮発性液体を溶融樹脂に圧入した後低圧
領域に放出して発泡させる押出発泡方法とが挙げられ
る。
【0004】上記押出発泡方法においては、一般にポリ
オレフィン系樹脂を押出機中に投入して溶融させ、押出
機の途中から発泡剤を圧入しさらに溶融混練した後、口
金から押出発泡させて発泡体を得ている。押出発泡方法
に使用される発泡剤は、炭化水素類とハロゲン化炭化水
素類に大別される。しかしながら、炭化水素類は、発泡
体の気泡膜を通して逃散する速度(ガス逃散速度)が大
きいため、経時的な気泡収縮が起こり易く、寸法安定性
に欠けるばかりでなく、発泡後に長時間の熟成を必要と
するという問題点があった。
【0005】一方、ハロゲン化炭化水素類の大部分は炭
化水素類と同様な欠点を有する中で、ジクロロジフルオ
ロメタン(CFC−12)やジクロロテトラフルオロエ
タン(CFC−114)は、得られる発泡体の経時的寸
法変化が少ないため、押出発泡用の発泡剤として広く用
いられてきたが、CFC−12やCFC−114等のC
FC類の多くは、オゾン層の破壊力が大きいため、地球
環境保護の観点から規制すべき特定フロンとして国際的
に全廃の方向へ進んでいる。
【0006】上記特定フロンのCFC類を代替するフロ
ン(非特定フロン)としては、オゾン層破壊の恐れの少
ない水素含有フルオロカーボンや塩素を含まないフルオ
ロカーボンの開発が進められている。それらの中でも、
例えば、モノクロロジフルオロメタン(HCFC−2
2)、モノクロロジフルオロエタン(HCFC−142
b)、あるいはこれらの混合物は、良好な発泡特性を有
するため、ポリオレフィン系樹脂の押出発泡において特
定フロンを代替することが可能である。
【0007】また、上記ポリオレフィン系樹脂発泡体は
易燃性であるため、用途の拡大に伴って難燃性の付与が
要求されるようになってきた。上記ポリオレフィン系樹
脂を難燃化する方法としては、例えば、ハロゲン含有化
合物を添加する方法が一般的に行われており、ハロゲン
含有化合物の添加によって確かに高度の難燃性を付与す
ることができ、成形加工性の低下や成形品の機械的強度
の低下は比較的少ないが、成形加工時や燃焼時に多量の
煙を発生することがあり、機器の腐食を防止するために
特別の設備が必要であった。このため、特に、近年では
ハロゲン含有化合物を使用せずに難燃性を付与する方法
が強く要求されているが、ノンハロゲン含有化合物でハ
ロゲン含有化合物と同程度の難燃性を得ることは難しい
現状にある。
【0008】ハロゲン含有化合物を用いずに難燃性を付
与する方法として、例えば、特開平6−25476号公
報には、ポリオレフィン系樹脂に対して熱膨張性黒鉛と
ポリリン酸アンモニウムの二成分混合系難燃剤を用いる
樹脂組物法が開示されているが、押出発泡で得られるポ
リオレフィン系樹脂発泡体に適応されるとの記載は見当
たらない。さらに、無機酸と強酸化剤で処理して得られ
る熱膨張性黒鉛をそのまま中和処理せずに樹脂組成物に
使用しているので、樹脂組成物の安定性を阻害し、混練
及び成形加工時に機械を腐食するという恐れがあった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
に鑑みてなされたもので、その目的は、オゾン層を破壊
する恐れのない非特定フロンを発泡剤として使用して、
発泡特性や機械的強度を阻害することなく押出成形が可
能であり、得られた発泡体は、優れた難燃性を示すと共
に燃焼時にハロゲン系ガスを発生することのない難燃性
ポリオレフィン系樹脂発泡体を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の難燃性ポリオレ
フィン系樹脂発泡体は、ポリオレフィン系樹脂ならびに
中和処理された熱膨張性黒鉛及びポリリン酸アンモニウ
ム類の混合物からなる樹脂組成物に発泡剤として非特定
フロンを加圧下で溶融混練して得られた発泡性混合物
が、大気中に押し出されて発泡させられることにより得
られる。
【0011】本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂
としては、例えば、ポリエチレン、架橋性エチレン共重
合体、ポリプロピレン、架橋性プロピレン共重合体、ポ
リブテン、ポリブタジエン、エチレン−プロピレン共重
合体、架橋性エチレン−プロピレン共重合体、エチレン
とα−オレフィンとの共重合体、プロピレンとα−オレ
フィンとの共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体、エチレンとアクリル酸
誘導体との共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、
エチレン−スチレン共重合体等が挙げられ、これらは単
独で使用されてもよく、二種以上が併用されてもよい。
【0012】上記熱膨張性黒鉛としては、従来公知の物
質が使用でき、例えば、天然の鱗片状グラファイト、熱
分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、
濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と濃硝酸、過塩素
酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸
化水素等の強酸化剤で処理してグラファイト層間化合物
を生成させたもので、炭素の層状構造を維持したままの
結晶化合物である。
【0013】本発明では、上記酸処理して得られた熱膨
張性黒鉛が、更にアンモニア、脂肪族低級アミン、アル
カリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和処理
された熱膨張性黒鉛が使用される。上記脂肪族低級アミ
ンとしては、例えば、モノメチルアミン、ジメチルアミ
ン、トリメチルアミン、エチルアミン、プロピルアミ
ン、ブチルアミン等が挙げられ、上記アルカリ金属化合
物およびアルカリ土類金属化合物としては、カリウム、
ナトリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム等の
水酸化物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、有機酸塩等が挙げ
られる。
【0014】上記熱膨張性黒鉛を中和処理せずに用いた
場合、樹脂組成物の安定性が阻害されたり、混練及び成
形加工時に成形機等を腐食させる恐れがあるので好まし
くない。
【0015】上記熱膨張性黒鉛の粒度は、細かくなると
熱膨張性黒鉛の膨張度が小さくなって難燃性が低下し、
大きくなると難燃性付与の効果はあるがポリオレフィン
系樹脂と混合し混練する際に分散性が悪く、得られる成
形品の物性が低下するため、20〜200メッシュが好
ましい。
【0016】本発明で用いられるポリリン酸アンモニウ
ム類としては、ポリリン酸アンモニウム、メラミン変性
ポリリン酸アンモニウム等が挙げられ、これは単独で用
いられてもよく、二種以上が併用されてもよい。上記ポ
リリン酸アンモニウム類としては、難燃性向上の観点か
ら熱重量分析による2%重量減少温度が180〜250
℃、5%重量減少温度が270〜310℃の範囲にあれ
ば、特に制限されない。
【0017】上記2%又は5%重量減少温度は、熱重量
分析装置(略称TGA)を用いて、昇温速度10℃/
分、200ミリリットル/分の空気気流下の条件で約1
0mgの試料を30〜900℃まで昇温した際に、試料
重量が2%又は5%減少する温度をいう。
【0018】上記中和処理された熱膨張性黒鉛とポリリ
ン酸アンモニウム類との混合割合は、重量比で9:1〜
1:9が好ましく、より好ましくは9:1〜3:7、特
に好ましくは8:2〜5:5が好ましい。上記混合割合
の範囲を外れると、熱膨張性黒鉛とポリリン酸アンモニ
ウム類とを単独で使用する場合と難燃性能に殆ど差がな
くなる。
【0019】本発明で使用される樹脂組成物において、
上記中和処理された熱膨張性黒鉛とポリリン酸アンモニ
ウム類との混合物の使用量は、少なくなると十分な難燃
性が得られず、多くなると発泡特性が阻害され均一な発
泡体が得られなくなるので、ポリオレフィン系樹脂10
0重量部に対して、5〜100重量部に制限され、好ま
しくは8〜80重量部であり、さらに好ましくは10〜
60重量部である。
【0020】上記樹脂組成物には、発泡特性を阻害しな
い範囲で、難燃助剤として水和金属化合物が添加されて
もよい。上記水和金属酸化物としては、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム等
が挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、二種以
上が併用されてもよい。
【0021】上記樹脂組成物には、さらに必要に応じ
て、気泡核剤、架橋触媒、酸化防止剤、収縮防止剤、滑
剤、顔料、静電気防止剤等が添加されてもよい。上記気
泡核剤としては、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、ス
テアリン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、重曹等が挙
げられ、架橋触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、
ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジラウレート、
酢酸第一錫、カプリル酸第一錫、ナフテン酸錫、カプリ
ル酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛等のシラノール縮合触媒が
挙げられる。
【0022】上記酸化防止剤としては、フェノール系、
有機チオ酸系、有機リン酸系、有機アミン系、有機錫系
等が挙げられ、上記収縮防止剤としては、ステアリン酸
アミド、ベヘン酸アミド等の炭素数15〜22の第一級
脂肪酸アミドが挙げられる。
【0023】本発明で発泡剤として用いられる非特定フ
ロンとしては、モノクロロジフルオロメタン(HCFC
−22)、モノクロロジフルオロエタン(HCFC−1
42b)、モノクロロテトラフルオロエタン(HCFC
−124)、ジフルオロエタン(HFC−152a)等
が挙げられ、これらは単独で使用されてもよく、二種以
上が併用されてもよい。上記非特定フロンの中で、特に
発泡特性の観点から、モノクロロジフルオロメタン(H
CFC−22)、モノクロロジフルオロエタン(HCF
C−142b)及びこれらの混合物が好ましい。
【0024】上記発泡剤の使用量は、得られる発泡体の
発泡倍率に応じて適宜決定されるが、ポリオレフィン系
樹脂100重量部に対して、10〜35重量部が好まし
い。
【0025】上記樹脂組成物を発泡させる方法として
は、常法に従って、ポリオレフィン系樹脂、中和処理さ
れた熱膨張性黒鉛、ポリリン酸アンモニウム類及びその
他の添加剤を配合した樹脂組成物を押出機に投入して溶
融混練した後、発泡剤を押出機バレルに設けられた注入
口から押出機内に圧入し、加圧下で樹脂と発泡剤を溶融
混練し、所定形状の金型から低圧領域に押し出して発泡
させる方法が挙げられる。
【0026】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。 (実施例1〜5、比較例1〜4)表1及び2に示した所
定量の、ポリオレフィン系樹脂、中和処理された熱膨張
性黒鉛、ポリリン酸アンモニウム及びその他の成分を混
合した後、40mm押出機(L/D=28)に供給し溶
融混練した後、押出機中央に設けられた発泡剤注入口か
ら、モノクロロジフルオロエタン(HCFC−142
b)とモノクロロジフルオロメタン(HCFC−22)
の重量比60:40の混合物を発泡倍率が30倍となる
よう割合で圧入した。次いで、溶融混練した発泡性混合
物を押出機先端に装着し口金(内径3mm、外径5.8
mm)から大気中に押出して発泡させ、筒状の発泡体を
得た。なお、中和処理された熱膨張性黒鉛のpHは、予
め25℃の純水100cm3中に熱膨張性黒鉛1gを投
入し、スターラーで5分間攪拌した後pH計で測定した
ところ、9.50であった。
【0027】上記実施例および比較例で得られた発泡体
を用いて下記性能試験を行い、その結果を表1および2
に示した。 (a)難燃性試験 JIS D1201に準拠して酸素指数の測定によって
難燃性を評価し、酸素指数28以上を○、酸素指数28
未満を×と判定した。 (b)外観 発泡体の発泡むら等を目視観察して、外観の良好なもの
を○、外観不良のものを×と評価した。
【0028】
【表1】
【0029】
【表2】
【0030】尚、表1及び2において、各成分は次のも
のを使用した。 ・LDPE:低密度ポリエチレン(密度=0.925g
/cm3 、MI=2.0) ・CRPE:架橋性ポリエチレン(シラングフトポリエ
チレン、密度=0.925g/cm3 、MI=2.0) ・EVA:エチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル
含有量19重量%、密度=0.92g/cm3 、MI=
2.5) ・PP:ポリプロピレン(密度=0.90、MI=1.
5) ・中和処理された熱膨張性黒鉛:日本化成社製「CA−
60S」、平均粒径60メッシュ ・ポリリン酸アンモニウム:住友化学社製「スミセーフ
P」 TGAによる2%重量減少温度=214℃ TGAによる5%重量減少温度=294℃
【0031】
【発明の効果】本発明の難燃性ポリオレフィン系樹脂発
泡体の構成は、上述の通りであり、発泡成形性や経時的
寸法性安定性が良好であり、優れた難燃性を示すと共に
燃焼時にハロゲン系ガスの発生がないので、建築材料分
野を始めとして難燃性の要求される幅広い用途に使用可
能である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリオレフィン系樹脂100重量部ならび
    に中和処理された熱膨張性黒鉛及びポリリン酸アンモニ
    ウム類の混合物5〜100重量部からなる樹脂組成物に
    発泡剤として非特定フロンを加圧下で溶融混練して得ら
    れた発泡性混合物が、大気中に押し出されて発泡させら
    れていることを特徴とする難燃性ポリオレフィン系樹脂
    発泡体。
JP2025395A 1995-02-08 1995-02-08 難燃性ポリオレフィン系樹脂発泡体 Pending JPH08208875A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10341298A1 (de) * 2003-09-04 2005-03-31 Fagerdala Deutschland Gmbh Partikelschaumstoffe mit flammhemmenden Eigenschaften, Verfahren zu deren Herstellung und Anwendungsgebiete
WO2018003783A1 (ja) * 2016-06-28 2018-01-04 住友化学株式会社 ゴム組成物、ゴム成形体、及びゴム成形体の製造方法

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