JP2001151950A - 難燃性樹脂組成物およびその成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハロゲン化合物を含有しない、難燃性の高い樹
脂組成物を新たに開発すること。 【解決手段】ポリオレフィン系樹脂に、（Ａ）水和金属
酸化物１０〜６０重量％、（Ｂ）硝酸、硫酸、ポリリン
酸、ホウ酸、亜リン酸、亜硫酸から選ばれる１種以上の
無機酸とメラミンの塩を１〜３６重量％添加してなり、
（Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の比率が０．１〜０．６であるこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はハロゲン化合物を含
有しない難燃性樹脂組成物、更にこれを用いてなる電
線、自動車内装材、建材用フィルム、電気部品などの成
形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂は、その優れた成形
加工性、軽量性、耐久性、電気絶縁性などから幅広い分
野で活用されている。しかし、金属に代表される無機材
料と異なり有機材料であるため、本質的に燃えやすいと
いう欠点を持っている。火災防止の観点から難燃性は必
要不可欠であるため、各種の難燃剤を熱可塑性樹脂に配
合した難燃性樹脂組成物が提示、公開されている。

【０００３】熱可塑性樹脂への難燃性の付与としては、
有機ハロゲン系化合物と三酸化アンチモンを配合し、両
者の化学的、物理的相乗効果を利用する方法が一般的で
あった。しかし、有機ハロゲン系化合物を含む樹脂組成
物は、燃焼時もしくは成形加工時または成形品が焼却処
理される際に発生するハロゲン化水素ガス、あるいは有
機ハロゲン系化合物の腐食性などが問題視されていた。

【０００４】このような欠点を取り除くため、水和金属
酸化物を添加する方法が用いられているが、難燃性が不
充分なため多量に添加する必要があった。たとえば「ポ
リマーダイジェスト」５１巻、１、ページ６１、１９９
９に記載のように、赤リン、金属化合物、窒素化合物、
シリコーン化合物などの各種の難燃助剤と併用されてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】難燃剤としてメラミン
塩を使用することは、特公昭６１−４４０９５号公報
で、有機リン酸塩の例としてリン酸メラミンがあげられ
ている。また、特開平７−３３０９８０号公報では、窒
素化合物の難燃剤として、メラミンやメラミンシアヌレ
ートと、水和金属酸化物とタルクを必須とした難燃樹脂
組成物があげられている。具体例としてメラミンシアヌ
レートが開示されている。しかし、より高度な難燃性を
求めるために更なる改良が望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
ポリオレフィン系樹脂に、（Ａ）水和金属酸化物１０〜
６０重量％、（Ｂ）硝酸、硫酸、ポリリン酸、ホウ酸、
亜リン酸、亜硫酸から選ばれる１種以上の無機酸とメラ
ミンの塩を１〜３６重量％添加してなり、（Ｂ）／（Ａ
＋Ｂ）の比率が０．１〜０．６であることを特徴とする
難燃性樹脂組成物である。

【０００７】第２の発明は、ポリオレフィン系樹脂の少
なくとも一部がエチレン−酢酸ビニル共重合体であり、
（Ｂ）硝酸、硫酸、ポリリン酸、ホウ酸、亜リン酸、亜
硫酸から選ばれる１種以上の無機酸とメラミンの塩が、
硫酸メラミンまたはホウ酸メラミンであることを特徴と
する第１の発明に記載の難燃性樹脂組成物である。

【０００８】第３の発明は、第１の発明または第２の発
明に記載の難燃性樹脂組成物を用いてなる成形品であ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂とは、
エチレン、プロピレン、１−ブテン、またはその他のα
−オレフィンなどの重合体であり、これらの共重合体、
ブレンド物を含む。また、他のα−オレフィン、酢酸ビ
ニル、スチレン、ビニルエーテル、無水マレイン酸、一
酸化炭素、Ｎ−ビニルカルバゾールなどとの共重合体で
も良い。具体的にはポリエチレン、ポリプロピレン、エ
チレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共
重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重
合体、ポリケトンなどがあげられる。また、これらの重
合体を化学的に反応、変性したもの、具体的にはアイオ
ノマー樹脂、ＥＶＡの鹸化物、押出機内で動的加硫を用
いて製造されたオレフィン系エラストマーなども含ま
れ、これらの樹脂の混合物であってもよい。

【００１０】これらの重合体の中でもポリエチレン、ポ
リプロピレン、ＥＶＡは機械的強度と難燃性のバランス
が良く、各種の用途に適応できるため好ましく、ポリオ
レフィン系樹脂の少なくとも一部がこれらの樹脂のいず
れかであることが好ましい。

【００１１】本発明におけるＥＶＡは、エチレンと酢酸
ビニルを共重合したものである。難燃性と機械物性およ
び柔軟性のバランスの点で、酢酸ビニル含量が１５重量
％より少ないと成形品の硬度が高くなりやすく、また３
０重量％より多いと機械物性が低下しやすい。したがっ
て酢酸ビニル含量は１５〜３０重量％が好ましい。

【００１２】本発明で用いられる（Ａ）水和金属酸化物
は、燃焼試験または火災下において、吸着水の脱水また
は化学反応により脱水し、樹脂組成物から発生する可燃
性ガスを水蒸気により希釈あるいは吸熱反応により燃焼
温度を低下させるものである。

【００１３】具体例として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、水酸化スズなどがあ
げられる。中でも水酸化マグネシウムは、脱水温度が３
４０〜３５０℃であり、樹脂加工時の熱では脱水せずに
燃焼時に脱水、吸熱反応を起こすため好ましい。

【００１４】（Ａ）水和金属酸化物は、通常、粒子径
０．１〜１０μｍの粉体で用いられる。粒子径が０．１
μｍより小さいと樹脂への溶融、混練時に分散不良を生
じやすく、難燃効果が得られにくい。また、１０μｍよ
り大きいと粒子が樹脂組成物中で目立ちやすく、著しく
外観を損なう。また、これらの材料は、樹脂への分散性
を向上させ、優れた難燃効果を発現しやすくするため、
あらかじめ脂肪酸、脂肪酸金属石けん、シランカップリ
ング剤などによる表面処理や、ステアリン酸マグネシウ
ムなどの金属石けん、ポリエチレンワックスなどの分散
剤を用いることも可能である。

【００１５】難燃性樹脂組成物への（Ａ）水和金属酸化
物の配合量は、１０〜６０重量％が好ましい。１０重量
％未満では難燃効果が得られず、６０重量％を超えると
機械物性が低下する。

【００１６】本発明で用いられる（Ｂ）硝酸、硫酸、ポ
リリン酸、ホウ酸、亜リン酸、亜硫酸から選ばれる１種
以上の無機酸とメラミンの塩とは、塩基性を有するメラ
ミンを上記無機酸にて中和してメラミン塩としたもので
あり、１種、または２種以上の塩の併用も可能である。
（Ｂ）は、メラミンを水中に投入し、計算量の無機酸を
加え加温し反応させ、ろ過、乾燥、粉砕の工程を経て得
られる。

【００１７】（Ｂ）は実際の使用状況、例えば壁紙など
の結露の問題、電線の屋外使用時などの耐天候性などへ
の応用の点から、水に対する溶解度が小さい方が難燃
性、外観の維持などが良好である。難燃性の向上効果か
らは、硫酸メラミン、ホウ酸メラミンが好ましい。硫酸
メラミンは難燃性に優れ、水への溶解度も小さいために
特に好ましい。

【００１８】難燃性樹脂組成物への（Ｂ）の配合量は、
１〜３６重量％が好ましい。１重量％未満では難燃性効
果が得られず、３６重量％を超えると機械物性が低下す
る。

【００１９】本発明では、難燃性樹脂組成物における
（Ａ＋Ｂ）、すなわち難燃剤の量は１０〜６５重量％が
好ましい。１０重量％未満では難燃性が不充分であり、
６５重量％を越えると、著しく樹脂物性を損なうおそれ
がある。難燃性と物性の両立から見ると、（Ａ＋Ｂ）
は、３５〜６０重量％が特に好ましい。

【００２０】更に、本発明では、成分（Ａ）、（Ｂ）の
含有量が、（Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の値で表したとき０．１
〜０．６である場合に、（Ａ）、（Ｂ）を単独で添加し
た場合からは予期できない優れた難燃効果が得られる。
（Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の比率が０．１未満、あるいは０．
６より大きいと難燃性の向上が認められない。比率が
０．１５〜０．３０である場合、更に難燃性が高くな
り、特に好ましい。また、メラミン塩は一般的に水和金
属酸化物より高価であるため、含有量は少ない方が経済
的であり、比率が０．１５〜０．２５であるときに添加
量とそれに見合った効果が得られ、最も好ましい。

【００２１】本発明の難燃性樹脂組成物は、上記成分以
外に通常使用されている各種の添加剤、例えば酸化防止
剤、紫外線吸収剤、着色用各種染顔料、架橋剤、架橋助
剤、発泡剤、滑剤などを含有させることができるが、ハ
ロゲンガスの発生を排除するためにはこれらの添加剤は
ハロゲン元素を含んでいないものでなければならない。
また、他のハロゲンを含まない難燃剤、例えば赤リン、
各種の金属塩などを含有することも可能である。

【００２２】本発明の難燃性樹脂組成物は、上記成分を
溶融混練することにより容易に製造できる。具体的には
二本ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、二軸混練
機があげられる。また、難燃性樹脂組成物がコンパウン
ドの場合はそのまま、マスターバッチの場合は適宜ポリ
オレフィン系樹脂で希釈することにより所望の難燃剤濃
度とし、押出機、射出成形機などを用いて成形加工を行
い、成形品とされる。成形品としては電線、自動車内装
材、建材用フィルム、電気部品などがあげられる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例を用いて、本発明を説明する。 実施例１〜６、比較例１〜４ ＥＶＡ：エバフレックス３６０（三井デュポンポリケミ
カル株式会社製） 低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）：ミラソン１１Ｐ（三
井石油化学株式会社製） Ｍｇ（ＯＨ）₂ ：キスマ−５Ｂ（協和化学工業株式会社
製） 硫酸メラミン：アビノン９０１（三和ケミカル株式会社
製） メラミンシアヌレート：ＭＣ−６１０（日産化学株式会
社製） ステアリン酸マグネシウム：ＮＰ−１５００（淡南化学
株式会社製） 上記成分を表１に記載の配合量（重量％）で混合し、１
４０℃に設定した二本ロールで５分間溶融混練し、得ら
れた難燃性樹脂組成物から１８０℃の熱プレスにて板状
試料を作成した。ＪＩＳ Ｋ ７２０１にしたがって、
この板状試料の酸素指数を測定した。結果は表１に示し
た。

【００２４】

【表１】

【００２５】比較例１と実施例１〜３の結果から、硫酸
メラミンの添加による難燃効果が確認できた。また、比
較例２、３と実施例４〜６の結果から、ＥＶＡにおいて
も硫酸メラミンの添加による難燃効果が得られ、特に実
施例５では水酸化マグネシウム、硫酸メラミン単独の含
有からは予期し得ない大幅な酸素指数の向上が確認され
た。また、比較例４の結果から、無機酸以外のメラミン
塩よりも無機酸のメラミン塩の方が酸素指数の向上効果
が高いことが理解された。

【００２６】

【発明の効果】本発明のハロゲン元素を含有しない難燃
性樹脂組成物は、優れた難燃性を有するため、電線、自
動車内装材、建材用フィルム、電気部品などの成形品と
して極めて有効である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J002 BB001 BB031 BB061 BB071 BB121 BB151 BB161 BB221 BB231 CJ001 DE076 DE086 DE096 DE146 DF037 DG047 DH037 DH057 DK007 EU187 FA086 FB096 FB236 FD136 FD137 GL00 GN00 GQ01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン系樹脂に、（Ａ）水和金属
   酸化物１０〜６０重量％、（Ｂ）硝酸、硫酸、ポリリン
   酸、ホウ酸、亜リン酸、亜硫酸から選ばれる１種以上の
   無機酸とメラミンの塩を１〜３６重量％添加してなり、
   （Ｂ）／（Ａ＋Ｂ）の比率が０．１〜０．６であること
   を特徴とする難燃性樹脂組成物。
2. 【請求項２】ポリオレフィン系樹脂の少なくとも一部が
   エチレン−酢酸ビニル共重合体であり、（Ｂ）硝酸、硫
   酸、ポリリン酸、ホウ酸、亜リン酸、亜硫酸から選ばれ
   る１種以上の無機酸とメラミンの塩が、硫酸メラミンま
   たはホウ酸メラミンであることを特徴とする請求項１記
   載の難燃性樹脂組成物。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の難燃性樹
   脂組成物を用いてなる成形品。