JPH03290452A - ポリエチレン樹脂組成物 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は新規なポリエチレン樹脂組成物、さらに詳しく
は、低温衝撃性、耐候性、剛性に優れ、かつある程度の
難燃性を有し、例えば土木・建築分野、電気通信分野な
どにおける資材や部品の材料、特に屋外用資材や屋外ケ
ーブル用トラフなどの材料として好適なポリエチレン樹
脂組成物に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ポリエチレン樹脂は安価な汎用樹脂であって、耐
油、耐溶剤性、電気絶縁性に優れ、かつ良好な機械的性
質を有する上、成形しやすいなどの特徴を有することか
ら、構造材料やフィルム材料などとして、多くの分野に
おいて幅広く用いられている。

ところで、ポリエチレンなどのポリマーを難燃化させる
には、ハロゲン系化合物、二酸化アンチモン又はこれら
の組合せ、あるいは水酸化アルミニウム、水酸化マグネ
シウムのような含水化合物などを使用する方法が知られ
ている。

ポリエチレンの難燃化については、例えば特定のメルト
インデックスと数平均分子量を有する高密度ポリエチレ
ンに、難燃剤を配合した組成物が開示されている（特開
昭５８−５９２４１号公報）。しかしながら、この組成
物においては、該難燃剤がポリエチレン１００重量部に
対し、４０−１６０重量部程度と多量に配合されている
ため、耐候性に劣り、耐候性が要求される分野には使用
しにくく、用途の制限を免れないという欠点があり、ま
た、低温衝撃性及び剛性のバランスについても必ずしも
満足しうるものではなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、低温衝撃性、耐候性、剛性に優れ、しかもあ
る程度の難燃性を有し、特に土木・建築分野における屋
外用資材や電気通信分野における屋外ケーブル用トラフ
の本体あるいはその継手などの材料として好適なポリエ
チレン樹脂組成物を提供することを目的としてなされた
ものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは前記の好ましい性質を有するポリエチレン
樹脂組成物を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の
メルトインデックス及び密度を有するポリエチレン樹脂
に、臭素含有難燃剤、三酸化アンチモン及び耐光安定剤
及び／又はカーボンブラックを特定の割合で配合するこ
とにより、意外にも低温衝撃性、耐候性、剛性に優れた
組成物が得られ、その目的を達威しうろことを見い出し
、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（Ａ）メルトインデックス（ＭＩ
）０．０２〜５．５ｇ／１０分及び密度０．９４０〜０
．９６９ｇ／ｃｍ３のポリエチレン樹脂１００重量部に
対し、（Ｂ）臭素含有難燃剤１〜２５重量部、（Ｃ）二
酸化アンチモン０．２〜１５重量部、及び（Ｄ）耐光安
定剤及び／又はカーボンブラック０．００１〜５重量部
を配合して成るポリエチレン樹脂組成物を提供するもの
である。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明組成物における（Ａ）成分のポリエチレン樹脂と
しては、メルトインデックス（Ｍ　Ｉ　）が０．０２〜
５．５９／１０分、好ましくは０．０３〜２．０ｇ／１
０分、より好ましくは０．１〜１．０９７１０分の範囲
にあり、かつ密度が０．９４０−０．９６９ｇ　７ｃｍ
３、好ましくは０．９４５−０．９６５の範囲にあるも
のが用いられる。該Ｍｌが０．０２ｇ／１０分未満のも
のでは押出成形性に劣るし、５．５ｇ／１０分を超える
と剛性及び低温衝撃性が低下するとともに、押出成形性
も悪化する傾向かみられる。また、密度が０．９４０ｙ
／ｃ−未満のものでは剛性が十分でないし、ｏ、９６９
ｙ／ｃがを超えると低温衝撃性が低下する傾向がみられ
る。

なお、Ｍｌは、ＪＩＳ　　Ｋ−７２１ｏに準じ、温度１
９０℃、荷重２．１１１５＆ｇの条件で測定した値であ
り、密度は、ＪＩＳ　　Ｋ−７１１２に準じ、１２０℃
の温度で１時間アニーリングしたのちに測定した値であ
る。

本発明組成物において、ＣＢ）成分として用いられる臭
素含有難燃剤としては、難燃性、低温衝撃性及び耐候性
の良好な組成物を与える点から、脂肪族系添加型難燃剤
、脂環式系添加型難燃剤及びビフェニル系添加型難燃剤
が好ましく、特にビフェニル系添加型難燃剤が好適であ
る。

前記°臭素含有難燃剤としては、例えばデカブロモジフ
ェニルオキシド、テトラブロモビスフェノールＡ１テト
ラブロモビスフエノールＳ、ビストリブロモフェノキシ
エタン、ポリジブロモフェニレンオキシド、テトラブロ
モビスフェノールＡカーボネートオリゴマー、ポリトリ
ブロモスチレン、臭素化ビスフェノールＡ型エポキシ重
合体、エチレンビステトラブロモフタルイミド、ヘキサ
ブロモシクロドデカン、ヘキサブロモベンゼンなどが挙
げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない
。これらの中で、分子量が２００〜１５００のもの、さ
らには６００〜１０００のものが、低温衝撃性の向上効
果が著しく好ましい。

このようなものとしては、ビフェニル系添加型難燃剤で
あるデカブロモジフェニルオキシドを特に好ましく挙げ
ることができる。

前記臭素含有難燃剤はそれぞれ単独で用いてもよいし、
２種以上を組み合わせて用いてもよく、またその配合量
は、（Ａ）成分のポリエチレン樹脂１００重量部当Ｉ；
す、１〜２５重量部、好ましくは３〜１７重量部、より
好ましくは４〜１５重量部の範囲で選ぶことが必要であ
る。この量が１重量部未満では得られる組成物の低温衝
撃性の向上効果が十分に発揮されない上、難燃性付与効
果が小さいし、２５重量部を超えると低温衝撃性がむし
ろ低下する傾向がみられる。

本発明組成物において、（Ｃ）成分として用いられる難
燃助剤の三酸化アンチモンについては特に制限はなく、
通常の市販品を用いることができるが、平均粒径が０．
０１〜８μｍの範囲にあるものが好ましく、特に０．３
〜０．７μｍの範囲にあるものが好適である。

この（Ｃ）　ｆｃ分の三酸化アンチモンは、前記（Ａ）
成分のポリエチレン樹脂１００重量部に対し、０．２〜
１５重量部の割合で配合することが必要である。この配
合量が０．２重量部未満では得られる組成物の低温衝撃
性向上効果が十分に発揮されない上、難燃性付与効果も
小さいし、１５重量部を超えると低温衝撃性がむしろ低
下する傾向がみられる。また、この三酸化アンチモンは
、前記（Ｂ）　ｌｆｆ１分の臭素含有難燃剤に対し、ｌ
／４〜１／２重量倍の割合で用いるのが望ましい。

本発明ｍ酸物においては、耐候性を向上させるために、
（Ｄ）　成分として耐光安定剤及び／又はカーボンブラ
ックを配合することが必要である。

該耐光安定剤としては、例えばベンゾフェノン系化合物
、サリチル酸系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、
ヒンダードアミン系化合物、ニッケル系化合物、シアノ
アクリレート系化合物などが挙げられるが、これらに限
定されるものではない。

これらの中で紫外線吸収剤が好ましく、特にベンゾトリ
アゾール系化合物が好適であり、このベンゾトリアゾー
ル系化合物としては、例えばチヌビンＰ１チヌビン３２
６、チヌビン３２７　（チバガイギー社製、商品名）な
どが好適である。これらの耐光安定剤は１種用いてもよ
いし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

また、カーボンブラックについては特に制限はないが、
平均粒径が１０〜３０ｍμの範囲にあるものが好ましい
。

本発明組成物においては、該（Ｄ）　成分として、前記
耐光安定剤のみを用いてもよいし、カーボンブラックの
みを用いてもよく、またその両方を併用してもよい。こ
の（Ｄ）成分の配合量は、前記（Ａ）成分のポリエチレ
ン樹脂１００重量部当たり、０．００１〜５重量部の範
囲で選ぶことが必要である。この配合量が０．００１重
量部未満では耐候性の向上効果が十分に発揮されないし
、５重量部を超えると低温衝撃性が低下する傾向がみら
れる。また、耐光安定剤のみを配合する場合は前記（Ｂ
）成分の臭素含有難燃剤に対し、１／２０〜１／２重量
倍の割合で用いるのが望ましい。１／２０重量倍未満で
は耐候性の向上効果が十分に発揮されない。またポリエ
チレン樹脂１００重量部当たり３重量部以下、より好ま
しくは１．５重量部以下が望ましく、この配合量が３重
量部を超えると成形品表面ヘブリードして外観不良をも
たらしたり、低温衝撃性が低下したりするので好ましく
ない。さらに、カーボンブラックのみを配合する場合は
前記（Ｂ）成分の臭素含有難燃剤に対し、１／４０〜１
／４重量倍の割合で用いるのが望ましい。１７４０重量
倍未満では耐候性の向上効果が十分に発揮されない。ま
たポリエチレン樹脂１００重量部当たり３重量部以下、
好ましくは１重量部以下が望ましく、この配合量が３重
量部を超えると低温衝撃性が低下する傾向がみられ、好
ましくない。

本発明のポリエチレン樹脂組成物には、本発明の目的を
損なわない範囲で、必要に応じ、公知の各種添加成分、
例えば炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、Ｗｔ酸マグネ
シウム、硫酸バリウム、タルク、マイカ、′シリカ、ア
スベスト、ガラスピーズ、ガラスフレーク、酸化チタン
、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、酸化
スズ、酸化ジルコニウム、酸化鉄、アルミナ、石英粉、
金属粉などの無機光てん剤、ガラス繊維、炭素繊維、金
属繊維、金属ウィスカーなどの補強剤、酸化防止剤、他
の紫外線吸収剤、熱安定剤、シリコンオイル、ワックス
などの離型剤、滑剤、他のハロゲン系、リン系、無機系
難燃剤、帯電防止剤、着色剤などの添加剤、さらには他
の熱可塑性樹脂やゴム、エラストマーなどを添加するこ
とができる。

また、本発明組成物の調製方法については特に制限はな
く、例えば前記（Ａ）成分、（Ｂ）成分、＜ｃ）ｔｔ分
、（Ｄ）　ｆＲ分及び所望に応じて用いられる各種添加
成分を、リボンブレンダー、タンブルミキサー、ヘンシ
ェルミキサー、オーブンロール、パンバリミキサー、単
軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機、単軸往復
動スクリュー混練機などを用いて溶融混練することによ
り調製することができる。

［実施例］ 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらの例によってなんら限定されるものでは
ない。

なお、各物性は次のようにして求めた。

（１）低温衝撃性 ＪＩＳ　　Ｋ−７２１１に準拠し、デュポン衝撃試験機
（東京試験機製作新製）を用い、−１５℃におけるデュ
ポン衝撃試験を行った。

任意の高さより２に９の荷重を自然落下させ、２３０℃
の温度で射出成形した７０Ｘ７０Ｘ３ｍｍの角板試験片
中央部上の撃芯（ｌ／２インチｌ）を打撃することによ
り、試験片の５０％が破壊する高さを求めた。なお、試
験条件は、温度−１５℃（冷却時間１時間以上）、試験
板押さえ圧力４〜５　ｋｇ／　ｃｔｎ”、アンビル２イ
ンチ−である。

（２）難燃性 （Ａ）厚さ１／８インチの試験片を使用し、米国ＵＬ９
４規格に準拠し、難燃性を求めた。

（Ｂ）厚さ１／８インチのＵＬ９４規格試験片を使用し
、水平燃焼試験を行った。１インチの青色炎（メタンガ
ス）を３０秒間接触させ、試験片から炎を取り去り残炎
時間を測定した。

（３）降伏引張強度 ＪＩＳＺ号ダンベルを使用し、ＪＩＳＫ−７１１３に準
拠して求めた。

（４）耐候性 ２３０℃でプレス成形した１５０Ｘ１５０Ｘ１．６ｍｍ
の板から引張衝撃Ｓ型ダンベルを打抜き刀で打ち抜いた
試験片について、ＪＩＳＢ−７７５３に基づいたサンシ
ャインカーボンアーク燈式ウェザ−メーター［スガ試験
機（株）製］により、温度６３°Ｃ１湿度５０％ＲＨ１
降水１２分／６０分の条件でテストを行った。

５００時間テスト後にサンプルを取り出し、ＡＳＴＭ　
Ｄ−１８２２に準拠して、２３°Ｃで引張衝撃試験を行
い、引張衝撃強度を求めた。

（５）剛性（引張弾性率） ＪＩＳＫ−７１１３に準拠して、ＪＩＳＺ号ダンベルを
用い、剛性（１％割線による引張弾性率）を求めた。

また、表に示す各成分の記号は次を意味する。

（イ）ポリエチレン Ａ＋：ＭＩｏ、２６ｇ／１０分、 密度０．９６４９　／ｃｒｎ３ （出光石油化学（株）製出光ポリエチレン５２０ＭＢ） Ａ　ｚ　：　Ｍ　Ｉ　０　、２４９　／　１０分、密度
０．９４９ｇ　／ｃｔｎ” （出光石油化学（株）製出光ポリエチレン５５０　Ｐ） Ａ、：Ｍｌｌｌ、０ｇ／１０分〜 密度０．９５６ｇ　７ｃｍ” （出光石油化学（株）製出光ポリエチレン１３０Ｊ） Ａ　ａ　：　Ｍ　Ｉ　４　、０９／　１０分、密度０．
９３５　ｇ　／ｃｍ３ Ａｓ：ＭＩ　５．０９／１０分、 密度０．９７０　ｇ　７ｃｍ” ただし、Ｍ！測定条件： １９０℃、２．１６ｋｇ荷重 （Ｊ　Ｉｓ　　Ｋ−７２１０） 密度測定条件： １２０°ＣＸ１時間アニーリング （Ｊ　Ｉｓ　　Ｋ−７１１２） （ロ）臭素含有難燃剤 Ｂｌ：デカブロモジフェニルオキシド ［マナック（株）製、ＥＢ−１０ＷＳＩＢ２：へキサブ
ロモシクロドデカン ［第一工業製薬（株）製、５Ｒ−１０４］（ハ）二酸化
アンチモン Ｃ，７日本精鉱（株）製、ＡＴＯＸ−５平均粒径０４μ
ｍ （ニ）耐光安定剤 り、：ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤（日本チバガ
イギー社製、チヌビン３２６）（ホ）カーボンブラック Ｅ、：キャポット社製、パルカン９Ａ−３２実施例１〜
６、比較例１〜７ 第１表に示す種類と量の各成分をトライブレンドし、５
０ｍｍｐｌ単軸混練機を用いて、温度２００℃、スクリ
ュー回転数８０ｒｐｍの条件で混練してペレットを作成
した。

このペレットを用い、射出成形により、低温衝撃性、難
燃性、引張強度及び剛性評価用の試験片を作成し、一方
、プレス酸形により、耐候性評価用の試験片を作成した
。なお、射出成形、プレス成形ともに、成形温度は２３
０℃であった。

これらの試験片について各物性を測定し、その結果を第
１表に示した。

（以下余白） ［発明の効果］ 本発明のポリエチレン樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂
に、臭素含有難燃剤と三酸化アンチモンと耐光安定剤及
び／又はカーボンブラックとを配合したものであって、
低温衝撃性、耐候性及び剛性に優れる上、ある程度の難
燃性を有し、例えば土木・建築分野、電気通信分野など
における資材や部品の材料、特に屋外用資材や屋外ケー
ブル用トラフなどの材料として好適に用いられる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １（Ａ）メルトインデックス（ＭＩ）０．０２〜５．５
   ｇ／１０分及び密度０．９４０〜０．９６９ｇ／ｃｍ＾
   ３のポリエチレン樹脂１００重量部に対し、（Ｂ）臭素
   含有難燃剤１〜２５重量部、（Ｃ）三酸化アンチモン０
   ．２〜１５重量部、及び（Ｄ）耐光安定剤及び／又はカ
   ーボンブラック０．００１〜５重量部を配合して成るポ
   リエチレン樹脂組成物。