JPH11181168A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】機械的強度と難燃性に優れていて、かつ成形外
観が良いハロゲン、リン系難燃剤を含まない難燃性樹脂
生成物を提供する。 【解決手段】ポリオレフィン系樹脂に特定形状を持つ繊
維状化合物と金属水酸化物とシラン系カップリング剤を
溶融混練することにより得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハロゲン系難燃剤
及びリン系難燃剤等を含まなくても機械的強度と難燃性
及び成形外観に優れている難燃性樹脂組成物に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ポリオレフィン系樹脂は、電気的に優れ
たプラスチックであり、特に絶縁材料等に幅広く利用さ
れているが、耐熱性が不十分であるという問題点を有し
ている。このため、難燃剤としてハロゲン（塩素、臭素
など）を分子内に含んだ化合物やハロゲン元素を含有す
るポリオレフィン系樹脂組成物が主に採用されてきた。
しかし、これらハロゲン系難燃性樹脂生物は、燃焼時に
有毒なハロゲン系ガスやダイオキシンを発生する恐れが
あり、人体及び環境への影響が問題化されつつある。そ
こで、近年はハロゲン化物を含まない難燃性樹脂組成物
としてポリオレフィン系樹脂に、金属水酸化物を配合す
る方法（特開平２−５３８４５号公報、特開平２−１４
５６３２号公報）により難燃性を保持させている。

【０００３】しかしながら、従来の様な高度な難燃特性
を持たせるためには、金属水酸化物を多量に配合する必
要がある。ところが、金属水酸化物を多量に配合する
と、機械的強度が低下するという問題が生じる。このた
め、少量で難燃特性を向上させるリン系化合物を難燃助
剤として配合することにより、金属水酸化物の配合量を
減らし、機械的強度低下を制御している方法（特開平７
−３３９９０号公報、特開平８−１１３６７３号公報）
が知られている。しかしながら、リン系化合物も燃焼時
や加工時に有毒なホスフィンガスを発生する恐れがあ
り、人体及び環境への影響が問題化されつつある。さら
に、難燃性樹脂組成物に繊維状の化合物を配合する方法
（特開平９−１６８９号公報）もある。これらの方法
は、繊維寸法、形状等に制限がなく、単なる補強剤とし
て用いられるものである。単なる繊維状化合物の添加で
は、高度な難燃性を維持したまま、十分な機械的強度と
優れた成形外観を与えるには十分でない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、機械
的強度を低下させることなく、高度の難燃性を持ち成形
外観が良い難燃性樹脂組成物を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、難燃性樹脂
組成物について検討した結果、ポレオレフィン系樹脂に
対して特定寸法を持つ維状化合物とシラン系カップリン
グ剤と金属水酸化物を配合することにより上記の課題が
解決されることを見出し本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、ポリオレフィン系樹脂と繊維直径
５〜２０μｍ以下かつ平均アスペクト比３〜３０の繊維
状の化合物とシラン系カップリング剤と金属水酸化物と
が溶融混練されていることにより得られる難燃性樹脂組
成物である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に用いられるポリオレフィ
ン系樹脂は、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン系樹
脂、ポリブテン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体
（以下、ＥＶＡと略記する）、エチレン−アクリル酸エ
チル共重合体、エチレン−ポリプロピレン共重合体、エ
チレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エ
チル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体
等（以下、ＥＥＡと略記する）が挙げられる。これらの
いずれかを１種類または２種類以上組み合わせて用いて
も良い。これらの中でＥＶＡ樹脂、ＥＥＡ樹脂が好まし
く、さらに好ましくは、ＥＶＡ樹脂の酢酸ビニル含有量
が２５％〜５０％である。酢酸ビニル含有量が２５％下
回ると、高度な難燃性が得られなく、酢酸ビニル含有量
が５０％上回ると機械的強度の低下が大きくなるからで
ある。

【０００７】本発明で用いられる特定寸法を持つ繊維状
化合物は、ポレオレフィン系樹脂に配合することにより
高度な燃焼性及び成形外観を維持したまま、機械的強度
を飛躍的に向上させる重要な成分である。特定寸法を持
つ繊維状化合物は、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、
無機繊維、アラミド繊維、スチール繊維、アクリル繊
維、繊維状金属水酸化物等が挙げられ、特に表面処理を
制限することは無い。これらのいずれかを１種類または
２種類以上組み合わせて用いても良い。強度向上性及び
コスト性において、高強度・高弾性を持つガラス繊維を
用いるのが良い。好ましくは、直径５〜２０μｍかつ平
均アスペクト比１０〜３０のものである。

【０００８】ガラス繊維の平均アスペクト比が３を下回
ると、機械的強度が向上が見られなく、アスペクト比が
３０を上回ると繊維同士のからみつきが生じ安く、作業
性、混練性、成形外観が悪くなるからである。また、繊
維直径が２０μｍを上回ると繊維表面の傷等が増え繊維
自身の強度が低下して、機械的強度の向上に対して不十
分である。さらに、混錬性、成形外観が悪くなるからで
ある。また、５μｍを下回るものは、通常販売されてい
ない。

【０００９】特定寸法を持つ繊維状化合物は、ポリオレ
フィン系樹脂１００重量部に対して１０〜７０重量部配
合する。１０重量部を下回ると機械的強度の向上が小さ
く、７０重量部を上回ると成形外観が悪くなるからであ
る。本発明で用いられる金属水酸化物は、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、ニッ
ケルと水酸化マグネシウムとの固溶体、亜鉛と水酸化マ
グネシウムとの固溶体、ハイドロタルサイト類等が挙げ
られる。これらのいずれかを１種類または２種類以上組
み合わせて用いても良い。

【００１０】金属水酸化物表面は、樹脂内での分散性、
作業性から、脂肪酸、脂肪金属酸、シランカップリング
剤、チタネート系カップリング剤等で表面処理したもの
を使用することが好ましい。金属水酸化物は、ポリオレ
フィン系樹脂１００重量部に対して１５０〜３００重量
部配合する。好ましくは、１５０〜２５０重量部であ
る。また、平均粒径１．０〜５．０μｍのものが好まし
い。１５０重量部を下回ると、難燃性が低下し、３００
重量部を上回ると、機械的強度が低下し、成形性も低下
するからである。また、平均粒径が１．０μｍを下回る
と混練性が悪くなり、５．０μｍを上回ると難燃性が低
下するからである。

【００１１】本発明で用いられたシラン系カップリング
剤は、ポレオレフィン系樹脂と繊維状化合物及び金属水
酸化物の親和性、密着性を高める重要な成分である。シ
ラン系カップリング剤は、ビニルトリクロシラン、ビニ
ルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエ
トキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、N-β（アミノエチル）γ-アミノプロピルメチ
ルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシ
シラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、
γ-クロロプロピルトリキトキシシラン等が挙げられ
る。これらの中で、γ-アミノプロピルトリエトキシシ
ランが好ましい。シラン系カップリング剤はポリオレフ
ィン系樹脂１００重量部に対して０．１〜１５重量部配
合する。

【００１２】本発明の混練方法は特に制限は無いが、加
圧ニーダ、単軸混練機、２軸混練機等の通常の溶融混練
機を用いて均一に混練することが好ましい。本発明の難
燃性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で
目的、用途に応じ、制電剤、滑剤、着色剤、離型剤等を
配合することができる。

【００１３】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 （１）実施例及び比較例のポリオレフィン樹脂として
は、ＥＶＡ樹脂を使用。 ＥＶＡ−１９（酢酸ビニル含有量１９％）[三井・デュ
ポンポリケミカル社製] ＥＶＡ−４１（酢酸ビニル含有量４１％）[三井・デュ
ポンポリケミカル社製] （２）特定形状を持つ繊維状化合物としては、ガラスミ
ルドファイバーを使用。 Ｇ−Ａ[旭ファイバーグラス社製 直径１３μｍ 平均
アスペクト比２０ 表面処理あり] Ｇ−Ｂ[旭ファイバーグラス社製 直径１０μｍ 平均
アスペクト比２０ 表面処理なし] Ｇ−Ｃ[旭ファイバーグラス社製 直径１３μｍ 平均
アスペクト比６ 表面処理あり] Ｇ−Ｄ[直径８μｍ 平均アスペクト比２] Ｇ−Ｅ[直径８μｍ 平均アスペクト比４０]

【００１４】（３）金属水酸化物としては、水酸化アル
ミニウムを使用 ハイジライトＨ３４[昭和電工業社製 平均粒径３．５
μｍ] （４）シラン系カップリング剤としては、γ-アミノプ
ロピルトリエトキシシランを使用。 ＫＢＥ９０３[信越シリコーン社製] （５）繊維の比較としてシリカを使用。 ＭＬ６０１[クヤマ社製]

【００１５】（６）混練方法：上記の成分をドライブレ
ンドし、加圧ニーダにより樹脂温度２００℃以下で３分
間溶融混練しのち、温度１５０℃のロールにてシート状
にする。 （７）成形方法：プレス機により、初め１５０℃、１０
Ｋｇ／ｃｍ²で５分間予備プレスしたのち、圧力を１０
０Ｋｇ／ｃｍ²にして、１５０℃で５分間プレスする。 （８）燃焼試験：ＵＬ９４による。 （○：燃焼時間１０秒以内 △：１０秒以上燃焼 ×：
全焼） （９）引張試験：ＪＩＳ Ｋ６３０１指定の３号ダンベ
ルにて打ち抜き、張速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて、引張
強度、破断伸びを測定。 （１０）成形外観試験：目視による判断。（○：良好
×：ブツ有り） これらの実施例、比較例に基づく難燃性樹脂組成物の難
燃試結果及び引張試験結果を表１、２に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】

【発明の効果】本発明により得られる難燃性樹脂組成物
は、ハロゲン、リン化合物を使用せず、機械的強度を低
下させることなく成形外観が良くかつ高度な難燃性を持
つものを与える。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン系樹脂に繊維直径５〜２
   ０μｍ以下かつ平均アスペクト比３〜３０の繊維状化合
   物とシラン系カップリング剤と金属水酸化物が溶融混練
   されていることを特徴とする難燃性樹脂組成物。