JPH0558018B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は樹脂組成物に関し、更にはポリオレフ
イン樹脂に特定の無機充填剤を配合した難燃性樹
脂組成物に関するものである。 〔従来の技術〕 従来、ポリオレフイン樹脂に無機充填剤を多量
に配合することにより、発熱量を下げると同時に
黒煙の発生を抑え、溶融滴下を防止し、樹脂に難
燃性を付与する方法が講じられてきた。 難燃性を付与するために、配合混練する無機充
填剤としては、炭酸カルシウム、酸化マグネシウ
ム、炭酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ
酸アルミニウム、タルク等の無機充填剤や水酸化
アルミニウム、水酸化マグネシウム等の結晶水を
有する無機水和物が知られている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、炭酸カルシウム、酸化マグネシ
ウム、ケイ酸カルシウム、タルク等の無機充填剤
は極めて多量に必要であり、具体的には、ポリオ
レフイン樹脂100重量部に対して、400重量部以上
も配合しないと十分な効果は得られず、成形加工
性の面からは全く実用性のない樹脂組成物となつ
てしまう。また、水酸化マグネシウムや水酸化ア
ルミニウムは、燃焼時の加熱により脱水分解する
際に吸熱効果があるため発熱量を下げ溶融滴下を
防止するのにある程度の効果を有している。しか
しながら火災等の高温の炎に曝されたりする様な
高度の難燃性を要求される場合には極めて多量
の、例えば、ポリオレフイン樹脂100重量部に対
して、300重量部も配合しなければ溶融滴下を防
止することは出来ず、十分な効果を付与すること
ができない。 この様に多量の無機充填剤を配合混練する樹脂
組成物はまずコンパウンドのペレタイズが極めて
困難となり実用的でなくなり、成形品とする場合
に成形機やダイス内の流動性低下をきたし成形困
難となる。また、成形品は脆くなり、ポリオレフ
インのもつ可撓性が失なわれ、比重が大きくなり
重くなるという弊害が出てくる。 本発明者らは、無機充填剤の中でも、水酸化ア
ルミニウムや水酸化マグネシウムの様な結晶水を
有するものが確かに燃焼熱の低下をもたらし樹脂
の難燃化にある程度の効果を発揮しているが、な
お、溶融滴下防止には十分でないことの原因につ
いて解明したところ、第１の原因として結晶水の
脱水分解が狭い温度範囲で生じるすなわち、水酸
化アルミニウムでは200℃〜300℃、水酸化マグネ
シウムでは300℃〜400℃の範囲で、急激に脱水分
解が生じるため、水分による発泡が起こり樹脂組
成物の自己保持性が失われること、第２の原因と
して、充填剤の形状が単純な粒状であり、からみ
合いがなく溶融滴下防止には効果的でないことが
判明した。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは、これら知見に基づき、比較的少
量の配合でポリオレフイン樹脂の燃焼時の発熱量
低下、溶融滴下の防止及び保形性の付与を効率的
に行なえ、かつ成形加工時に発泡を起こしたり流
動性が悪化するなどの問題点が解消された無機充
填剤を求めるべく種々検討した結果、特定の組成
と形状を有するケイ酸カルシウム系化合物が充填
剤として優れていることを知得して、本発明に到
達した。 すなわち、本発明の要旨は、ポリオレフイン樹
脂100重量部と、板状結晶及び／又はアスペクト
比が３以上の針状結晶を30重量％以上含み、前記
板状結晶及び／又は針状結晶が凝集した二次凝集
体からなる粉粒体であつて、嵩比重が0.5以下で
ある珪酸カルシウム水和物10〜100重量部とを配
合混練してなる難燃性樹脂組成物に存する。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明に使用するポリオレフイン樹脂とは、エ
チレン、プロピレン、ブチレン等のα−オレフイ
ンの単独重合体、該α−オレフインと他のα−オ
レフインとの共重合体、ブロツク共重合体あるい
はこれらの混合物等が挙げられ、特にポリエチレ
ンを主成分とするポリオレフインが好ましく用い
られる。 ケイ酸カルシウム水和物とは、その組成が
SiO₂，CaO，H₂Ｏから構成され、結晶水を少な
くとも5mol％以上含有するもののことであり、
例えば、ゾノトライト（6CaO 6SiO₂ H₂Ｏ）、
トバモライト（5CaO 6SiO₂ 5H₂Ｏ）等が挙げ
られる。 本発明に使用するケイ酸カルシウム水和物の粉
粒体は結晶水を含んだ針状結晶、あるいは板状結
晶の一次粒子が、相互に凝集して極めて嵩高い構
造をした二次凝集体である。具体的には、板状結
晶及び／又はアスペクト比（長さ／巾）が３以上
の針状結晶を30重量％以上、好ましくは50重量％
以上含み、この板状結晶及び／又は針状結晶が凝
集した嵩高い二次凝集体からなる粉粒体であり、
該粉粒体の嵩比重は0.5以下、好ましくは0.3以下
である。 このような粉粒体の例として、ケイ酸カルシウ
ム水和物粉粒体を構成する凝集体の粒子構造を示
す写真（5000倍）を第１図〜第３図に示す。ここ
で、第１図は針状結晶からなる凝集体、第２図は
板状結晶からなる凝集体、第３図は針状結晶及び
板状結晶からなる凝集体それぞれの例である。 なお、針状結晶、板状結晶の含有量は、対象と
する二次凝集体からなる粉粒体をアセトン中に入
れて、振動を加え凝集体を解きほぐして一次粒子
（針状結晶又は板状結晶）に分散させたのち、ア
セトンを除き、顕微鏡にて観察して視野内でアス
ペクト比３以上のものをカウントし算出したもの
である。 上記のような特定の二次凝集体からなる粉粒体
はケイ酸カルシウム保温材の切削粉又は粉砕した
ものから得ることができる。例えば、けい酸原料
と石灰原料とを常圧化で反応して膨潤したゲル状
物をつくつた後成形し、オートクレーブ処理によ
り水熱硬化反応により結晶化して硬化せしめてか
ら乾燥すると微細な結晶集合した低密度の成形体
ができるため、しかるのち、これを粉砕すると前
述の如き二次凝集体からなる粉粒体が得られる。
あるいは、けい酸原料、石灰原料と水を混合し、
オートクレーブ中でゾツトライト結晶のスラリー
を生成した後、補強繊維等を混合して成形し、乾
燥して作つた針状結晶の凝集した低密度の成形体
を粉砕することによつて結晶水を含有し、アスペ
クト比３以上の針状結晶を30％以上含む、微細な
結晶の凝集した嵩高い粉粒体を得ることができ
る。無論、使用する珪酸カルシウム水和物は、前
述の板状結晶、針状結晶の特定比率及び特定比重
を充足するものであれば、その製造方法はこれら
の方法に限定されるものではない。 これらのケイ酸カルシウム水和物の粉粒体をポ
リオレフイン樹脂100重量部に対して、10〜100重
量部、好ましくは20〜80重量部配合混練すること
により難燃性樹脂組成物を得ることができる。ケ
イ酸カルシウム水和物の量は少なすぎると難燃性
付与効果が不充分であり、多すぎると樹脂組成物
の流動性が低下し、成形性が悪くなる。また、樹
脂の剛性、硬さ等を適当に変えるために他の無機
充填剤をさらに配合してもさしつかえない。 本発明の組成物を製造する方法としては、一般
に用いる高速ミキサーロール、バンバリーミキサ
ー、スクリユー押圧機等の混練機を用いて、加熱
溶融状態で混練する方法を適用することができ
る。 なお、配合、混練に際し、酸化防止剤、紫外線
吸収剤などの安定剤、滑剤、帯電防止剤、顔料、
カーボンブラツクなどの各種添加剤を必要に応じ
て配合することができる。 〔発明の効果〕 以上の本発明の難燃性樹脂組成物は、無機充填
剤の配合量が少ないにもかかわらず、極めて優れ
た難燃効果を有し、しかも成形加工性も良好で、
押圧成形等も可能である。そして得られる成形品
は難燃性を有するだけでなく、比重も比較的小さ
く、また、可撓性も有するものである。 したがつて、種々の分野に用いることができる
が、特に難燃性の要求の厳しい建材分野におい
て、金属との積層パネル用の芯材樹脂として好適
である。 〔実施例〕 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 実施例 １ 低密度ポリエチレン（三菱化成(株)製、ノバテツ
ク−Ｌ F100）100重量部に対して、ケイ酸カル
シウム（日本ケイカル(株)製ケイカルエースの切削
粉、ゾノトライト構造アスペクト比３以上の針状
結晶70重量％以上からなる二次凝集体の粉粒体、
嵩比重0.06）を50重量部配合し、バンバリーミキ
サーにて230℃の温度で10分間混練し、取り出し
冷却したのち粉砕して難燃性樹脂組成物のペレツ
トを得た。次に230℃に設定した熱プレスにて、
該ペレツトより厚み1.5mmのシートを成形し、つ
いで、0.25mmのアルミニウム板の間に該シートを
はさみ、熱プレスにて溶融接着し、アルミニウ
ム／難燃性樹脂組成物／アルミニウムのサンドイ
ツチ型積層板を成型した。 この積層板から５cm巾×20cm長の板を２枚切出
し、長手方向に水平にセツトした⊥バーの上に置
いて、下面よりガスバーナーで10分間燃焼し、そ
のときの下面への着火時間、上面への着火時間及
び溶融滴下開始時間を測定した。結果を表１に示
す。 下面及び上面への着火時間は、遅くなつてお
り、また着火後の燃焼状態は炎が小さく、極めて
ゆつくりとした燃え方であつた。10分後にガスバ
ーナーを消した後の残炎時間は８秒であつた。さ
らに溶融滴下は全くみられなかつた。 実施例 ２ ケイ酸カルシウムとしてニチアス(株)製保温材の
切削粉（トバモライト構造、板状結晶50重量％以
上からなる二次凝集体の粉粒体、嵩比重0.1）を
用いた以外は実施例１と同様にして、樹脂組成物
を作成し、同様の燃焼試験を実施した。結果は表
１に示すように、極めて良好であつた。 比較例 １ ケイ酸カルシウムとして結晶水を含まないワラ
ストナイト構造、粒状体、嵩比重1.0のものを用
いた以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を作
成し、同様の燃焼試験を行なつた。結果は表１に
示す様に、下面、上面へ着火が早く、また溶融滴
下が起こり、燃焼の炎も大きく、難燃効果が殆ど
認められなかつた。 比較例 ２〜４ ケイ酸カルシウムのかわりに炭酸カルシウム、
水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムを使用
した以外、実施例１と同様に行なつた結果を表１
に示す。 実施例 ３ ケイ酸カルシウムとして、朝日石綿工業(株)製の
保温材の切削粉（トバモライト構造アスペクト比
３以上の針板結晶と板状結晶からなる二次凝集体
の粉粒体、嵩比重0.14）を用いた以外は実施例１
と同様にして、樹脂組成物を作成し、同様の燃焼
試験を実施した。 結果は表１に示すように極めて良好であつた。 実施例 ４ 線状低密度ポリエチレン（三菱化成工業(株)製ノ
バテツク−Ｕ EX−20）100重量部に対して、実
施例１と同じケイ酸カルシウムを100重量部をヘ
ンシルミキサーにて配合し、スクリユー径30mmの
二軸混練押出機にて混練押出し難燃性樹脂組成物
のペレツトを作成した。次いで、Ｔダイシート成
形機にて、1.5mmのシートを成形した。シート成
形に際しては特に問題点はなかつた。このシート
を用いて実施例１と同様にして積層板を作成し、
同様の燃焼試験を実施した。結果を表１に示す
が、極めて良好な難燃性能であつた。 実施例 ５ 実施例２と同じケイ酸カルシウムを使用し配合
量を15重量部とした以外は、実施例４と同様の試
験を行なつた。結果を表１に示すが、良好な難燃
性能であつた。 比較例 ５ ケイ酸カルシウムの配合量を５重量部にした以
外は実施例４と全く同様にして難燃性能を比較し
た。結果を表１に示す。 比較例 ６ ケイ酸カルシウムの配合量を200重量にして、
実施例４と同様にして二軸混練押出機にて難燃性
樹脂組成物のペレツトを作成した。ついで該ペレ
ツトを用いて、Ｔダイシート成形機により1.5mm
厚みのシートを押出成形しようとしたが、流動性
が極めて悪く、成形出来なかつた。 【表】

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に使用するケイ酸カル
シウム水和物を構成する凝集体の粒子構造の例を
示す写真（5000倍）であり、第１図は針状結晶の
例、第２図は板状結晶の例、第３図は針状結晶及
び板状結晶の例を示したものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリオレフイン樹脂100重量部と、板状結晶
   及び／又はアスペクト比が３以上の針状結晶を30
   重量％以上含み、前記板状結晶及び／又は針状結
   晶が凝集した二次凝集体からなる粉粒体であつ
   て、嵩比重が0.5以下である珪酸カルシウム水和
   物10〜100重量部とを配合混練してなる難燃性樹
   脂組成物。