JPH09104010A - 木質系樹脂組成物 - Google Patents

木質系樹脂組成物

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JPH09104010A
JPH09104010A JP29478395A JP29478395A JPH09104010A JP H09104010 A JPH09104010 A JP H09104010A JP 29478395 A JP29478395 A JP 29478395A JP 29478395 A JP29478395 A JP 29478395A JP H09104010 A JPH09104010 A JP H09104010A
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wood
resin composition
composition according
based resin
inorganic compound
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JP29478395A
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Takahito Kimura
隆人 木村
Koji Nagai
孝司 長井
Kazunari Kosaka
一成 小坂
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SABIC Innovative Plastics Japan KK
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GE Plastics Japan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 木質感に溢れ木材と樹脂との特徴を併せも
ち、かつ容易に難燃性を得ることができる木質系樹脂組
成物を提供すること。 【解決手段】（Ａ）粉状または繊維状の木質材１〜９９
重量部と、（Ｂ）熱可塑性樹脂９９〜１重量部と、そし
て（Ｃ）水性造膜性無機化合物と、からなる、木質系樹
脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は木質感に溢れ、木材
と樹脂との特徴を併せもち、かつ容易に難燃性を付与す
ることができる木質系樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】比較的微細な木粉を成形骨材として、ポ
リスチレン、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル等の熱可塑性樹脂
に混入してプレス成形、押出成形あるいは射出成形等を
行い、木質系樹脂組成物を得る方法が知られている（例
えば、特公平３−１６９７０号公報）。
【０００３】このような木質系樹脂組成物による成形品
は、例えば建築用部材として、ドアの枠材、窓の枠材、
床材、壁材等の建材をはじめ、家具用、自動車用、船舶
用、家庭電化用品などへの用途が期待されている。
【０００４】しかしながら、かかる構成を有する成形品
は、高層建築用部材や一部自動車部品などの難燃性が要
求される用途に対しては、この木質系樹脂組成物は難燃
性が十分ではなく、その使用が制限される。
【０００５】これらの問題を解決するために、有機ハロ
ゲン系難燃剤、アンチモン系難燃助剤などの添加も試み
られているが、あまり効果的ではない。また難燃剤を多
量に使用すると、燃焼時に有害ガスを発生するなどの問
題が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、木質感に溢
れ、木材と樹脂との特徴を併せもち、かつ容易に難燃性
を付与し得る木質系樹脂組成物を提供することを課題と
する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決するために鋭意検討し、熱可塑性樹脂に添加
する木粉と共に予め水性造膜性無機化合物を添加するこ
とにより、優れた特性が得られることを見出し、本発明
を完成させるに至った。すなわち、本発明は、（Ａ）粉
状または繊維状の木質材１〜９９重量部と、（Ｂ）熱可
塑性樹脂９９〜１重量部と、および（Ｃ）水性造膜性無
機化合物を有する木質系樹脂組成物である。
【０００８】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において使用される成分（Ａ）粉状または繊維状の
木質材は、破砕チップ、パルプ、木材加工工程から生じ
る廃材、またはおが屑等より作られる。これらの素材は
通常１０〜２０重量％程度の水分を含んでいる。
【０００９】該素材を加熱下（例えば１００〜１５０
℃）において破砕することにより、好ましくは２０〜３
００メッシュの粉状にすることができる。あるいは、こ
の際に強いせん断力をかけることにより木質素材を解繊
して、繊維状にすることができる。かくして得た木質材
（Ａ）は、好ましくは６重量％以下、特に３重量％以下
の水分含量を有する。
【００１０】本発明において使用される成分（Ｂ）熱可
塑性樹脂は、一般的な熱可塑性樹脂であれば何れでもよ
く、ポリスチレン、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレ
ン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン）、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
リフェニレンエーテル、ポリエーテルイミド等が挙げら
れる。また、これらの樹脂を単独でもまたは２種以上ブ
レンドとして用いてもよい。特に、ポリスチレンまたは
ＨＩＰＳとポリフェニレンエーテルとのアロイである変
性ポリスチレンが好ましい。
【００１１】成分（Ａ）木質材と成分（Ｂ）熱可塑性樹
脂との重量割合は広い範囲で変えることができ、圧縮成
形により成形品を得る場合には、成分（Ａ）：成分
（Ｂ）は（１〜９９）：（９９〜１）、好ましくは（３
０〜８０）：（７０〜２０）である。押出しまたは射出
成形により成形品を得る場合は、成分（Ａ）：成分
（Ｂ）は（１〜９９）：（９９〜１）、好ましくは（１
０〜９０）：（９０〜１０）、好ましくは（３０〜７
０）：（７０〜３０）である。
【００１２】本発明において使用される成分（Ｃ）水性
造膜性無機化合物が、金属と水和して硼酸や弗酸となる
鉱酸または亜鉱酸化合物とアルカリ金属とからなり、下
記一般式 ［ＡaＢb］rＣcＤd または ［ＡaＢbＣcＤd］sＣpＤq ここに、 Ａ：Si，Al Ｂ：FH，H，BH3，B2O3 Ｃ：Na，K，Li Ｄ：H2O，OH （ここに、式中の a,b,c,d,p,q,r,s ：モル数であ
る。）で表わされる。
【００１３】この水性造膜性無機化合物は、表面コート
材あるいは接着材などに使用されており、炎にさらされ
ても無機塗膜は破壊されることなく、結晶水脱水により
熱伝導を妨げ、さらに耐熱塗膜となって輻射熱の流入を
妨げる効果を示す。このような水性造膜性無機化合物と
しては、（株）コーミックス社のリキットセラミックス
ＰＨＮ（商品名）などが挙げられる。
【００１４】成分（Ｃ）水性造膜性無機化合物の固形分
の総量は、成分（Ａ）木質材に対して０．０５〜１００
％、好ましくは０．１〜５０％である。成分（Ｃ）の固
形分の総量が上記範囲より少ないと本発明の効果が十分
発揮されず、上記範囲より多いと諸物性が低下する。
【００１５】成分（Ａ）木質材に成分（Ｃ）水性造膜性
無機化合物を添加する方法は特に限定されないが、木質
材に水性造膜性無機化合物を添加、含浸せしめ、これを
加熱乾燥後破砕する方法が挙げられる。
【００１６】成分（Ｃ）水性造膜性無機化合物は、成分
（Ａ）木質材への含浸を容易にするため、水または水と
アルコールの混合溶媒で希釈し、溶液濃度を０．０５〜
５０％にしてもよい。成分（Ｃ）の濃度が上記範囲より
薄いと作業性が悪くなり、上記範囲以上になると溶解し
難くなる。
【００１７】本発明において使用される成分（Ｃ）難燃
剤は、成分（Ｂ）熱可塑性樹脂を難燃化するために用い
るもので、成分（Ｂ）の種類によってリン、窒素、ハロ
ゲンなどを含む有機および無機系難燃剤、ハロゲン含有
ポリマー、アルミニウムやマグネシウムなどの金属水酸
化物、ほう素化合物、金属酸化物、噴霧状シリカ等、難
燃性を付与できるものであれば、任意に選択することが
できる。
【００１８】リン系難燃剤では特に、リン酸エステル系
化合物が好ましい。リン酸エステル系化合物としては、
下記（化１）、
【００１９】
【化１】
【００２０】（ここで、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3およびＲ4は、そ
れぞれ独立して、水素原子または有機基を表わすが、Ｒ
1＝Ｒ2＝Ｒ3＝Ｒ4＝Ｈの場合を除く。Ｘ-は２価以上の
有機基を表わし、ｐは０または１であり、ｑは１以上、
例えば３０以下の整数、ｒは０以上の整数を表わす。）
で表わされるリン酸エステル系化合物が挙げられる。し
かし、これらに限定されるものではない。
【００２１】上記式において、有機基とは、例えば置換
されていてもいなくてもよいアルキル基、シクロアルキ
ル基、アリール基等が挙げられる。また、置換されてい
る場合、置換基としては例えば、アルキル基、アルコキ
シ、アルキルチオ基、ハロゲン、アリール基、アリール
オキシ基、アリールチオ基、ハロゲン化アリール基等が
挙げられ、またこれらの置換基を組み合わせた基（例え
ばアリールアルコキシ基等）またはこれらの置換基を酸
素原子、イオウ原子、窒素原子等により結合した組み合
わせた基（例えば、アリールスルホニルアリール基等）
を置換基として用いてもよい。
【００２２】また、２価以上の有機基とは、上記した有
機基から、炭素原子に結合している水素原子の１個以上
を除いてできている２価以上の基を意味する。
【００２３】例えばアルキレン基、および好ましくは
（置換）フェニレン基、多核フェノール類例えばビスフ
ェノール類から誘導されるものが挙げられ、２以上の遊
離原子価の相対的位置は任意である。
【００２４】特に好ましいものとして、ヒドロキノン、
レゾルシノール、ジフェニロールメタン、ジフェニロー
ルジメチルメタン、ジヒドロキシジフェニル、P，P’−
ジヒドロキシジフェニルスルホン、ジヒドロキシナフタ
レン等が挙げられる。
【００２５】具体的なリン酸エステル系化合物の例とし
て、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェー
ト、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェー
ト、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェ
ート、クレジルフェニルホスフェート、オクチルジフェ
ニルホスフェート、ジイソプロピルフェニルホスフェー
ト、トリス（クロロエチル）ホスフェート、トリス（ジ
クロロプロピル）ホスフェート、トリス（クロロプロピ
ル）ホスフェート、ビス（2，3−ジブロモプロピル）−
2，3−ジクロロプロピルホスフェート、トリス（2，3−
ジブロモプロピル）ホスフェートおよびビス（クロロプ
ロピル）モノオクチルホスフェート、Ｒ1〜Ｒ4がアルコ
キシ例えばメトキシ、エトキシおよびプロポキシ、また
は好ましくは（置換）フェノキシであるところのビスフ
ェノールＡビスホスフェート、ヒドロキノンビスホスフ
ェート、レゾルシンビスホスフェート、トリオキシベン
ゼントリホスフェート等のポリホスフェートが挙げら
れ、好ましくはトリフェニルホスフェートおよび各種ポ
リホスフェートである。
【００２６】ハロゲン系難燃剤では、特に芳香族臭素化
化合物が好ましい。具体的な例として、テトラブロモビ
スフェノールＡの低分子量有機ハロゲン化合物、ハロゲ
ン化ポリカーボネート、ハロゲン化エポキシ化合物、臭
素化ポリスチレン、臭素化ビスイミド化合物等が挙げら
れる。
【００２７】上記難燃剤は、成分（Ｂ）１００重量部に
対して、０．５〜４０重量％、好ましくは２〜３０重量
％添加する。上記難燃剤の量が、上記の範囲より多いと
機械物性、耐熱性が損なわれる。
【００２８】また、前記ハロゲン系難燃剤は難燃助剤と
共に用いることが好ましい。ここで用いられる難燃助剤
としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸
化アンチモン、ハロゲン化アンチモン、水酸化アルミニ
ウム、水酸化マグネシウム、二酸化錫等の金属酸化物や
水酸化物等である。
【００２９】難燃助剤の添加量は、成分（Ｂ）１００重
量部に対して０〜１５重量％、好ましくは０．５〜１０
重量％添加する。
【００３０】本発明の木質系樹脂組成物にはさらに、滴
下防止剤を含むことができる。そのような滴下防止剤と
して使用することができるフッ素化ポリオレフィンは、
商業的にも入手できるし、あるいは公知の方法によって
製造することもできる。
【００３１】それは、たとえば、遊離基触媒（たとえば
ペルオキシ二硫酸ナトリウム、カリウムまたはアンモニ
ウム）を使用しながら水性媒質中において１００〜１０
００ｐｓiの圧力および０〜２００℃好ましくは２０〜
１００℃の温度下でテトラフルオロエチレンを重合させ
ることによって得られる白色の固体である。
【００３２】詳しくは、ブルベーカー（Brubaker）の米
国特許第 2,393,967号明細書を参照されたい。不可欠で
はないが、比較的大きな粒子たとえば平均粒度0.3〜0.7
mm（主として 0.5mm）の粒子の状態にある樹脂を使用す
ることが好ましい。
【００３３】これは0.05〜0.5mmの粒度を有する通常の
ポリテトラフルオロエチレン粉末よりも良好である。か
かる比較的大きな粒度の物質が特に好ましい理由は、そ
れが重合体中に容易に分散しかつ重合体同志を結合して
繊維状材料を作る傾向を示すことにある。
【００３４】かかる好適なポリテトラフルオロエチレン
はＡＳＴＭによればタイプ３と呼ばれるもので、実際に
はデュポン社（E.I.Dupont de Nemours and Company）
からテフロン６（商標：Teflon6）として商業的に入手
し得る。あるいは、三井デュポンフロロケミカル社のテ
フロン30Ｊ（商標）として商業的に入手し得る。
【００３５】フッ素化ポリオレフィンは、成分（Ａ）お
よび成分（Ｂ）の合計１００重量部に対して、好ましく
は０.０１〜２重量部、より好ましくは０.０５〜１.０
重量部使用する。
【００３６】本発明の木質系樹脂組成物には、上記の成
分の他に、その物性を損なわない限りにおいて、その目
的に応じて樹脂の混合時、成形時に、慣用の他の添加
剤、例えば顔料、染料、無機充填剤（ガラス繊維、炭素
繊維、ガラスフレーク、マイカ、タルク、クレー、カー
ボンブラック、シリカ、酸化チタンなど）、分散剤（ア
ミノシラン、エポキシシラン等のシラン系カップリング
剤、チタネート系カップリング剤など）、抗菌剤（銀、
銅、亜鉛系無機抗菌剤、例えばゼオミックスなど）、耐
熱剤、酸化劣化防止剤（ヒンダードフェノール、ヒンダ
ードアミン、亜リン酸エステルなど）、紫外線吸収剤
（ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系など）、滑
剤、離型剤、可塑剤、流動性改良剤、帯電防止剤、エラ
ストマー、発泡剤、その他の安定化剤等を添加すること
ができる。
【００３７】本発明の木質系樹脂組成物を製造するため
の方法に特に限定はなく、通常の方法が使用できる。具
体的にはバンバリーミキサー、ヘンシェルミキサー等の
ミキサーを用いてドライブレンドする方法、あるいはミ
キサー、混練押出機、またはロールを用いて樹脂の溶融
下に混練する方法等挙げることができ、これらを回分的
または連続的に運転する。各成分の混合順序については
特に限定されない。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、実施例に即して本発明をさ
らに詳しく説明する。なお、実施例においては以下の成
分を使用した。
【００３９】成分（Ａ） 粉状木質材：粒径２０メッシュ以下、水分含量０.９重
量％（乾燥後）
【００４０】成分（Ｂ−１） 変性ポリフェニレンエーテル：ノリル１１５（商標：日
本ジーイープラスチックス株式会社製）
【００４１】成分（Ｂ−２） ポリエーテルイミド：ウルテム１０００（商標：日本ジ
ーイープラスチックス株式会社製）
【００４２】成分（Ｂ−３） ポリプロピレン（ＰＰ）：ハイポール（商標：三井石油
化学工業（株）製）
【００４３】成分（Ｂ−４） ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）：デンカビニールＳＳ−１３
０（商標：電気化学工業（株）製）
【００４４】成分（Ｃ） 水性造膜性無機化合物：リキットセラミックスＰＨＮ
（商標：（株）コーミクス製）、固形分４２〜４５％
（６００℃）
【００４５】成分（Ｄ−１） トリフェニレンホスフェート：ＴＰＰ（商標：大八化学
（株）製）
【００４６】成分（Ｄ−２） 臭素化ビスフェノールＡオリゴマー（Ｂｒ−ＢＰＡ）：
ファイヤーガード７００（商標：帝人化成（株）製）
【００４７】成分（Ｄ−３） 三酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）：ファイカットＡＴ−３
（商標：（株）鈴裕化学製）
【００４８】実施例に記載の組成物は、次のように調整
した。まず、リキットセラミックス（以下、ＬＣと記
す）を木質材に添加し、ヒーター付きミキサーにて１５
０℃で攪拌乾燥することにより、コートを行った。
【００４９】続いて、各成分を混合し、２軸押出し機に
て混練してチップを作り、射出成形機により1/16インチ
の試験片を作成した。続いて各組成物の評価を、以下の
ようにして行った。
【００５０】ＵＬ９４／Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２試験 ５個の試験棒をアンダーライターズラボラトリーズイン
コーポレーションのブレテン９４“材料分類のための燃
焼試験”（以下ＵＬ−９４と記す）に示される試験方法
に従って、厚み１／１６インチで試験した。この試験方
法により、供試材料を、５個の試料の結果に基づいてＵ
Ｌ−９４ Ｖ−０，Ｖ−１およびＶ−２のいずれかの等
級に評価した。ＵＬ−９４についての各Ｖの等級の基準
は概略つぎの通りである。
【００５１】Ｖ−０：点火炎を取り除いた後の平均火炎
保持時間が５秒以下であり、かつ全試料とも脱脂綿に着
火する微粒炎を落下しない。
【００５２】Ｖ−１：点火炎を取り除いた後の平均火炎
保持時間が２５秒以下であり、かつ全試料とも脱脂綿に
着火する微粒炎を落下しない。
【００５３】Ｖ−２：点火炎を取り除いた後の平均火炎
保持時間が２５秒以下であり、かつこれらの試料が脱脂
綿に着火する微粒炎を落下する。
【００５４】ＵＬ−９４は全試験棒が特定のＶ等級に合
格しなければ、その等級に分類してはならない旨を規定
している。この条件を満たさない場合には、その５個の
試験棒はもっとも成績の悪い１個の試験棒の等級を与え
られる。例えば１個の試験棒がＶ−２に分類された場
合、５個の全試料棒に対する等級はＶ−２である。
【００５５】実施例１〜３ 熱可塑性樹脂として、ノリル１１５（商標：日本ジーイ
ープラスチックス（株）製）を用い、木質材をコートす
るＬＣの添加量（固形分）を変化させた。
【００５６】比較例１ 前記ノリル１１５と無処理の木質材からなる組成物とを
比較した。
【００５７】各組成物の成分組成（重量％）と難燃性の
評価により、著しく難燃性が向上することがわかった。
【００５８】
【表１】 実施例及び比較例の成分比および評価結果
【００５９】実施例４〜６ 本実施例は、数値類の熱可塑性樹脂を用いた難燃性系樹
脂組成物の試験結果を示す。
【００６０】各組成物の成分組成（重量％）と難燃性の
評価を表２に示す。表２に示した結果から、ＬＣをコー
トした木質材を用いることにより、難燃性の優れた木質
系樹脂組成物が得られることがわかった。
【００６１】
【表２】 実施例及び比較例の成分比および実施例
【００６２】
【発明の効果】以上の説明および実施例により、水性造
膜性無機化合物を含有してなる木質系樹脂組成物は、木
質系樹脂としての一般的特徴に加えて、優れた難燃性を
発揮し、その成形品は難燃性の建築用部材として、ドア
の枠材、床材、壁材等、また家具用、自動車用、船舶
用、家庭電化製品など広い用途への適用が期待される。

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （Ａ）粉状または繊維状の木質材 １〜
    ９９重量部と、（Ｂ）熱可塑性樹脂 ９９〜１重量部
    と、および（Ｃ）水性造膜性無機化合物と、を含むこと
    を特徴とする木質系樹脂組成物。
  2. 【請求項２】 前記（Ａ）木質材が、２０〜３００メッ
    シュの粉状であるか、または解繊された繊維状であるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の木質系樹脂組成物。
  3. 【請求項３】 前記（Ｂ）熱可塑性樹脂が、ポリスチレ
    ン、ＨＩＰＳ、ＡＢＳ、ポリ塩化ビニル、ポリエチレ
    ン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリ
    カーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテル
    イミドの中から選ばれる１種、または２種以上の組合わ
    せからなることを特徴とする請求項１または２のいずれ
    かに記載の木質系樹脂組成物。
  4. 【請求項４】 前記（Ｂ）熱可塑性樹脂が、ポリスチレ
    ン又はＨＩＰＳと、ポリフェニレンエーテルとのアロイ
    樹脂である変性ポリフェニレンエーテルであることを特
    徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の木質系樹
    脂組成物。
  5. 【請求項５】 前記（Ｃ）水性造膜性無機化合物が、金
    属と水和して硼酸や弗酸となる鉱酸または亜鉱酸化合物
    とアルカリ金属とからなり、一般式 ［ＡaＢb］rＣcＤd または ［ＡaＢbＣcＤd］sＣpＤq ここに、 Ａ：Si，Al Ｂ：FH，H，BH3，B2O3 Ｃ：Na，K，Li Ｄ：H2O，OH （ただし、上式中 a,b,c,d,p,q,r,s ：モル数を表わ
    す。）で表現されることを特徴とする請求項１ないし３
    のいずれかに記載の木質系樹脂組成物。
  6. 【請求項６】 前記（Ｃ）水性造膜性無機化合物の固形
    分の総量が、前記（Ａ）木質材に対し０．０５〜１００
    ％であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
    に記載の木質系樹脂組成物。
  7. 【請求項７】 前記（Ａ）木質材を、前記（Ｃ）水性造
    膜性無機化合物でコーティングすることを特徴とする請
    求項１ないし５のいずれかに記載の木質系樹脂組成物。
  8. 【請求項８】 前記（Ａ）木質材をコーティングする前
    記（Ｃ）水性造膜性無機化合物が、溶媒によって溶液濃
    度０．０５〜５０％に希釈されていることを特徴とする
    請求項１ないし７のいずれかに記載の木質系樹脂組成
    物。
  9. 【請求項９】 前記（Ｃ）水性造膜性無機化合物を希釈
    する溶媒が、水または水とアルコールの混合溶液である
    ことを特徴とする請求項８に記載の木質系樹脂組成物。
  10. 【請求項１０】 前記（Ｂ）熱可塑性樹脂に対して、
    （Ｄ）難燃剤 ４０重量％以下の量を含有することを特
    徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の木質形樹
    脂組成物。
  11. 【請求項１１】 前記（Ｄ）難燃剤が、リン、窒素、ハ
    ロゲンなどを含む有機および無機系難燃剤、ハロゲン含
    有ポリマー、アルミニウムまたはマグネシウムなどの金
    属水酸化物、ほう素化合物、金属酸化物、噴霧状シリカ
    等の中から選ばれる１種または２種以上の組合せからな
    ることを特徴とする請求項９に記載の木質系樹脂組成
    物。
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Cited By (7)

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