JPH1045946A - 熱可塑性樹脂用低揮発性難燃剤 - Google Patents

熱可塑性樹脂用低揮発性難燃剤

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JPH1045946A
JPH1045946A JP20713696A JP20713696A JPH1045946A JP H1045946 A JPH1045946 A JP H1045946A JP 20713696 A JP20713696 A JP 20713696A JP 20713696 A JP20713696 A JP 20713696A JP H1045946 A JPH1045946 A JP H1045946A
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JP
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resin
flame retardant
carbon atoms
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JP20713696A
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Hajime Nishihara
一 西原
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期間連続成形を行なってもモールドディポ
ジットが発生しない耐衝撃性、耐熱性、及び流動性の優
れた難燃性樹脂組成物を可能にする、熱可塑性樹脂用低
揮発性難燃剤及び樹脂組成物の提供。 【解決手段】 下記式(1)で示される難燃剤であっ
て、前記難燃剤がアルミニウム、マグネシウム、ナトリ
ウム、アンチモンから選ばれる一種または二種以上を総
原子重量で1〜1000ppm含有することを特徴とす
る熱可塑性樹脂用低揮発性難燃剤。 【化1】 (式中、a、b、cは1から3、R1、R2、R3は水素
または炭素数が1から30の炭化水素であり、化合物全
体として、置換基R1、R2、R3の炭素数の合計が平均
25.1から40である。ここで、異なった置換基を有
する、複数の芳香族リン酸エステルからなる場合には、
上記難燃剤の置換基R1、R2、R3の炭素数の合計は、
数平均で表し、上記難燃剤中の各芳香族リン酸エステル
成分の重量分率と、各成分の置換基の炭素数の合計との
積の和である。)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱可塑性樹脂の低揮
発性難燃剤に関する。更に詳しくは、長期間連続成形を
行なってもモールドディポジットが発生しない、熱可塑
性樹脂の低揮発性難燃剤、及びこの剤を含有する樹脂組
成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂は、成形性に優れることに
加え、耐衝撃性に優れていることから、自動車部品、家
電部品、OA機器部品を始めとする多岐の分野で使用さ
れているが、熱可塑性樹脂の易燃性のためにその用途が
制限されている。
【0003】熱可塑性樹脂の難燃化の方法としては、ハ
ロゲン系、リン系、無機系の難燃剤を熱可塑性樹脂に添
加することが知られており、それによりある程度難燃化
が達成されている。しかしながら、ハロゲン系難燃剤を
用いた場合には、環境等の問題をも有し、リン系、無機
系難燃剤を用いた場合は、衝撃強度、成形加工流動性及
び耐熱性が必ずしも満足できるものではなく、そして、
成形時に耐揮発性有機リンによる金型汚染、いわゆるモ
ールドディポジットが発生するために生産性を低下させ
たり、または金型汚染物が成形品に転写しストレスクラ
ックを引き起こすという問題があり、工業的使用が狭め
られる。
【0004】揮発性を改良する技術として、フェノール
樹脂と特定のアルキル基置換リン酸エステル単量体から
なる積層板用樹脂組成物(特開平1−95149、特開
平1−242633、特開平1−193328号公報)
が開示されている。該公報の難燃剤の対象は熱硬化樹脂
であり、本発明の熱可塑性を対象とした難燃剤とは異な
る。
【0005】また、スルフォン酸塩とジノニルフェニル
フェニルフォスフェート等のリン酸エステルからなる帯
電防止剤(特開平3−64368号公報)、ポリオール
エステルとビスノニルフェニルフェニルフォスフェート
等のトリアリールフォスフェートからなる潤滑剤(米国
特許4780229)が開示されているが、該公報の剤
は難燃剤ではなく、本発明と本質的に異なる。
【0006】そして、ポリカーボネート、ABS樹脂、
ハロゲン化リン酸エステル、ポリテトラフルオロエチレ
ンからなる樹脂組成物(WO9106598)、ポリカ
ーボネート、AAS樹脂、リン酸エステル、ポリテトラ
フルオロエチレンからなる樹脂組成物(EP53429
7)、ポリカーボネート、ABS樹脂、リン酸エステ
ル、ポリテトラフルオロエチレンからなる樹脂組成物
(DE4309142)、ポリカーボネート、ABS樹
脂、芳香族リン酸エステル、芳香族スルホン酸金属塩か
らなる樹脂組成物(特開平6−299060号公報)、
ポリカーボネート、ポリエステル−ポリカーボネート、
ABS樹脂、リン酸エステル、ポリテトラフルオロエチ
レンからなる樹脂組成物(EP482451)、ポリカ
ーボネート、ABS樹脂、リン酸エステル、ポリカーボ
ネート−シロキサンブロック共重合体からなる樹脂組成
物(DE4016417)が知られている。上記ポリカ
ーボネート系樹脂組成物に用いられているリン酸エステ
ルは、特定の置換基を有するリン酸エステル単量体を用
いていないために、耐揮発性と難燃性のバランス特性が
劣る。
【0007】次いで、フェニル基とイソプロピルフェニ
ル基と炭素数が4〜12のアルキル基置換のフェニル基
からなるフォスフェートからなる難燃剤(特開平2−7
92号公報、EP324716、同一対応出願)、ポリ
フェニレンエーテル/スチレン系樹脂/トリス(イソプ
ロピルフェニル)フォスフェートからなる難燃樹脂(特
開平1−48844号公報)、ポリスチレン/t−ブチ
ルフェニル フェニルフォスフェート/ポリオールエス
テルからなる機能性流動体組成物(functiona
l fluid composition)(USP4
645615)が開示されている。該公報のフォスフェ
ートの置換基の数平均炭素数合計は、本発明の定義に従
えば12未満であるために耐揮発性が充分ではない。
【0008】さらに、トリス(4−フェニルフェニル)
フォスフェート、トリス(ベンジルフェニル)フォスフ
ェート等の、本願の置換基R1、R2、R3が芳香族系炭
化水素であるフォスフェートを含有する難燃樹脂組成物
(DE4016417、EP534297、EP534
297)が開示されている。上記フォスフェートを含有
した難燃組成物は、耐熱性に優れているものの、流動
性、難燃性が劣る。
【0009】スチレン系樹脂の難燃化技術として、ポリ
フェニレンエーテル、スチレン系樹脂、リン酸の金属
塩、トリス(ノニルフェニル)フォスフェート等のフォ
スフェートからなる難燃樹脂組成物(特開昭63−30
5161号公報)、ポリフェニレンエーテル、高分子量
ポリエチレンを必須成分とし、必要に応じてトリス(ノ
ニルフェニル)フォスフェート等のフォスフェートから
なるポリフェニレンエーテル樹脂組成物(EP5502
04)、芳香族ポリカーボネート、ABS樹脂、AS樹
脂、トリス(ノニルフェニル)フォスフェート等のフォ
スフェート、芳香族スルホン酸塩、及び繊維状補強材か
らなる難燃性樹脂組成物(特開平6−299060号公
報)が開示されている。上記3公報の樹脂組成物は、特
定の純度のトリス(ノニルフェニル)フォスフェート等
のフォスフェートを用いないために難燃性が低く、難燃
性を向上させようと上記フォスフェートを多量に添加す
ると耐熱性が著しく低下する。
【0010】今一つの難燃化技術として、炭素数4〜2
2のアルキル基、炭素数12〜22のアルケニル基、フ
ェニル基および炭素数7〜15のアルキルフェニル基
(アルキル基炭素数1〜9)から選ばれた炭化水素基か
らなるリン酸トリエステルの製造方法(特開平3−29
4284号公報)が開示されている。該公報は製造方法
であるという点で異なるだけでなく、該公報には、特定
の置換基含有芳香族リン酸エステル単量体を用いること
により、特にスチレン系樹脂において難燃性を保持しつ
つ、連続成形性(耐揮発性)を著しく向上させることが
開示されていないし、暗示さえされていない。
【0011】最後に、イソプロピル基を複数個含有する
フォスフェート単量体及びその難燃組成物(GB202
7712、US4370281、特公昭63−6131
3、同一対応出願)が開示されている。該公報のフォス
フェートの置換基の数平均炭素数合計は、本発明の定義
に従えば6〜47と広く、本発明の特定の数平均炭素数
を有する置換基のみ難燃性と耐揮発性のバランス特性が
発現することが開示されていない。また、本発明の特定
の置換基を有することにより、難燃性、とりわけ滴下型
難燃性が向上することが記載されていないだけでなく、
置換基としてイソプロピル基を複数個含有しているため
に粘度が高く、取り扱い上問題であるだけでなく、耐光
性が劣り実用上問題となっている。
【0012】一方、金属含有量を規定した有機リン化合
物を用いた樹脂組成物の従来技術として、特開平7−1
1121号公報はポリフェニレンエーテル系樹脂または
それとスチレン系樹脂からなる樹脂に、マグネシウム含
有量が50ppm以下のリン酸エステル縮合体を配合す
ることにより成形時にガスの発生のない難燃性樹脂組成
物が製造可能であることを開示している。しかしなが
ら、上記公報はリン酸エステル縮合体に限定され、しか
も本発明のリン酸エステル単量体に対して特定の金属が
特定量存在することにより卓越した難燃性が発現するこ
とは開示されていないし、暗示さえされていない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
現状に鑑み、上記のような問題点のない、即ち長期間連
続成形を行なってもモールドディポジットが発生しない
(低揮発性)熱可塑性樹脂用難燃剤及びその剤を用いた
樹脂組成物の提供を目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、耐揮発性
を示す一つの指標であるモールドディポジットの防止技
術を鋭意検討した結果、難燃剤として特定の置換基を含
有する芳香族リン酸エステル単量体を用いることによ
り、驚くべきことに、モールドディポジットを抑制しつ
つ、熱可塑性樹脂の難燃性を飛躍的に向上させることが
可能になることを見出し、本発明に到達した。
【0015】即ち、本発明は、下記式(1)で示される
難燃剤であって、上記難燃剤がアルミニウム、マグネシ
ウム、ナトリウム、アンチモンから選ばれる一種または
二種以上を総原子重量で1〜1000ppm含有するこ
とを特徴とする熱可塑性樹脂用低揮発性難燃剤及びこの
剤を含有する樹脂組成物を提供するものである。
【0016】
【化2】
【0017】(式中、a、b、cは1から3、R1
2、R3は水素または炭素数が1から30の炭化水素で
あり、化合物全体として、置換基R1、R2、R3の炭素
数の合計が平均25.1から40である。ここで、異な
った置換基を有する、複数の芳香族リン酸エステルから
なる場合には、上記難燃剤の置換基R1、R2、R3の炭
素数の合計は、数平均で表し、上記難燃剤中の各芳香族
リン酸エステル成分の重量分率と、各成分の置換基の炭
素数の合計との積の和である。) 以下、本発明を詳しく説明する。
【0018】本発明のスチレン系樹脂の低揮発性難燃剤
(A成分)は、特定の置換基を有する芳香族リン酸エス
テル単量体を含有する。
【0019】上記芳香族リン酸エステル単量体は、縮合
体でなく単量体であることが重要である。単量体である
ために燃焼初期に効率良く気化する。特に滴下型難燃ス
チレン系樹脂の場合には、単量体であるためにスチレン
系樹脂の可塑性を促進し、燃焼時の滴下性が向上する。
【0020】次に上記芳香族リン酸エステル単量体の置
換基R1、R2、R3は水素または炭素数が1から30の
アルキル基であり、化合物全体として、置換基R1
2、R3の炭素数合計の数平均が25.1から40であ
ることが重要である。
【0021】上記炭素数合計の数平均が25.1未満で
は、難燃性は優れているが、高温成形時に揮発し、一
方、40を越えると難燃性が低下することを見出した。
【0022】そして、上記難燃剤がアルミニウム、マグ
ネシウム、ナトリウム、アンチモンから選ばれる一種ま
たは二種以上を総原子重量で1〜1000ppm含有す
ることが必須であり、更にJIS−K6751に規定す
る酸価が0.01〜1mgKOH/g及び/またはアル
キルフェノールが0.001〜1重量%である場合に
は、卓越した難燃性が発現することを見出し、本発明を
完成するに至った。
【0023】本発明の熱可塑性樹脂の低揮発性難燃剤
(A成分)を構成する芳香族リン酸エステル単量体は、
下記式(1)で示される。
【0024】
【化3】
【0025】(式中、a、b、cは1から3、R1
2、R3は水素または炭素数が1から30の炭化水素で
あり、化合物全体として、置換基R1、R2、R3の炭素
数の合計が平均25.1から40である。ここで、異な
った置換基を有する、複数の芳香族リン酸エステルから
なる場合には、上記難燃剤の置換基R1、R2、R3の炭
素数の合計は、数平均で表し、上記難燃剤中の各芳香族
リン酸エステル成分の重量分率と、各成分の置換基の炭
素数の合計との積の和である。) 本発明の芳香族リン酸エステル単量体の中でも、置換基
1、R2、R3の炭素数合計の数平均は、26〜35が
好ましく、さらには26〜30が好ましく、26〜27
が最も好ましい。
【0026】具体的な置換基として、ノニル基、t−ブ
チル基等のブチル基、t−アミル基、ヘキシル基、シク
ロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ウ
ンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル
基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル
基、オタデシル基、ノナデシル基、オクタドデシル基等
が挙げられ、一つまたは複数個の置換基が一つの芳香環
にオルト、メタ、パラの何れの位置にも置換することが
できるが、パラ置換体が好ましい。一つのリン酸エステ
ル単量体に置換するアルキル基の炭素数の合計が25.
1〜40の範囲にあることが必須であり、長鎖アルキル
基が一つだけ置換した芳香環を一つだけ有するリン酸エ
ステル単量体よりも、アルキル基が一つだけ置換した芳
香環が複数個有するリン酸エステル単量体の方が耐熱性
及び耐水性が優れている。
【0027】本発明の難燃剤の中でも、特にR1、R2
3の少なくとも1つはノニル基であるリン酸エステル
単量体が好ましく、特にトリス(ノニルフェニル)フォ
スフェートを主体に〔ビス(ノニルフェニル)フェニル
フォスフェート〕を含有したリン酸エステル単量体が最
も好ましい。そして、上記リン酸エステル単量体は火種
の滴下性に優れ、UL−94に準拠した難燃性基準にお
いて、V−2ランクの難燃剤として極めて優れている。
この事実は従来知られていなかった。
【0028】また、耐揮発性の観点から、置換基の炭素
数の合計が本発明の要件を満たす必要があるが、置換基
の炭素数の合計が25.1未満のものの割合が20重量
%以下である場合には、さらに優れた耐揮発性が発現す
る。
【0029】そして、耐光性の観点からは、置換基
1、R2、R3はアリール基でなく、アルキル基の場合
でも、アルキル基は枝分かれが少ない方が好ましく、特
に直鎖または枝分かれが1箇所のアルキル基が特に好ま
しい。同じ枝分かれが1箇所でも炭素数が5以下のアル
キル基の耐光性が悪く、イソプロピル基を有するリン酸
エステル単量体の耐光性は極めて悪い。
【0030】次に、芳香族リン酸エステルの1つの芳香
環に置換する置換基の数は、1つが好ましい。1つの芳
香環に複数個の置換基が置換した芳香族リン酸エステル
単量体の粘度は高く、その粘度は置換基数と共に上昇す
る。芳香族リン酸エステル単量体の粘度が高くなると、
取り扱い上の問題だけでなく、高粘度のために精製が困
難となり前述の不純物が残存することにより、耐光性、
耐熱変色性が低下する。
【0031】本発明の中でも最も好ましい芳香族リン酸
エステル単量体の組み合わせは、ビス(ノニルフェニ
ル) フェニルフォスフェート(BNPP)、トリス
(ノニルフェニル)フォスフェート(TNPP)からな
り、置換基R1、R2、R3の炭素数合計の数平均が2
5.1〜40であり、好ましくは26〜35であり、さ
らに好ましくは26〜30であり、26〜27が最も好
ましい。
【0032】本発明の芳香族リン酸エステル単量体は、
特開平1−95149号公報、特開平3−294284
号公報等に開示された公知の方法により製造することが
できる。例えば、アルキルフェノールとオキシ塩化リン
と触媒の無水塩化アルミニウムを加熱下に反応する方
法、または亜リン酸トリエステルを酸素で酸化して、対
応する芳香族リン酸エステルに転換する方法がある。
【0033】ここで、アルミニウム、マグネシウム、ナ
トリウム、アンチモンは、上記芳香族リン酸エステル単
量体の製造において用いられる触媒由来の金属原子であ
り、総原子重量が芳香族リン酸エステル単量体中に1〜
1000ppm含有する。上記製造法により得られた未
精製の芳香族リン酸エステル単量体は、水洗、蒸留また
は液体クロマトグラフィーによる分取分別により精製さ
れる。その際、精製の程度を変更することにより上記総
原子重量を制御する。
【0034】本発明において熱可塑性樹脂は、例えば、
スチレン系樹脂、ポリフェニレンエーテル系、ポリアミ
ド系、ポリエステル系、ポリフェニレンスルフィド系、
ポリカーボネート系、ポリメタクリレート系等の単独も
しくは二種以上を混合したものを使用することができ
る。ここで、特にスチレン系樹脂、ポリフェニレンエー
テル系、ポリカーボネート系の熱可塑性樹脂が好まし
い。
【0035】本発明において熱可塑性樹脂の一つのスチ
レン系樹脂(B成分)は、ゴム変性スチレン系樹脂及び
/またはゴム非変性スチレン系樹脂であり、A成分と相
溶もしくは均一分散し得るものであれば特に制限はな
い。特にB成分として、ゴム変性スチレン系樹脂単独ま
たはゴム変性スチレン系樹脂とゴム非変性スチレン系樹
脂からなる組成物が好ましい。また、ゴム変性スチレン
系樹脂は、ビニル芳香族系重合体よりなるマトリックス
中にゴム状重合体が粒子状に分散してなる重合体をい
い、ゴム状重合体の存在下に芳香族ビニル単量体及び必
要に応じ、これと共重合可能なビニル単量体を加えて単
量体混合物を公知の塊状重合、塊状懸濁重合、溶液重
合、または乳化重合することにより得られる。
【0036】このような樹脂の例としては、耐衝撃性ポ
リスチレン、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレン共重合体)、AAS樹脂(アクリロニトリ
ル−アクリルゴム−スチレン共重合体)、AES樹脂
(アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレ
ン共重合体)等が挙げられる。
【0037】ここで、前記ゴム状重合体は、ガラス転移
温度(Tg)が−30℃以下であることが必要であり、
−30℃を越えると耐衝撃性が低下する。
【0038】このようなゴム状重合体の例としては、ポ
リブタジエン、ポリ(スチレン−ブタジエン)、ポリ
(アクリロニトリル−ブタジエン)等のジエン系ゴム及
び上記ジエンゴムを水素添加した飽和ゴム、イソプレン
ゴム、クロロプレンゴム、ポリアクリル酸ブチル等のア
クリル系ゴム及びエチレン−プロピレン−ジエンモノマ
ー三元共重合体(EPDM)等を挙げることができ、特
にジエン系ゴムが好ましい。
【0039】上記のゴム状重合体の存在下に重合させる
グラフト重合可能な単量体混合物中の必須成分の芳香族
ビニル単量体は、例えば、スチレン、α−メチルスチレ
ン、パラメチルスチレン等であり、スチレンが最も好ま
しいが、スチレンを主体に上記他の芳香族ビニル単量体
を共重合してもよい。
【0040】また、ゴム変性スチレン系樹脂の成分とし
て必要に応じて、芳香族ビニル単量体に共重合可能な単
量体成分を一種以上導入することができる。耐油性を高
める必要のある場合は、アクリロニトリル、メタクリロ
ニトリル等の不飽和ニトリル単量体を用いることができ
る。
【0041】そして、ブレンド時の溶融粘度を低下させ
る必要のある場合は、炭素数が1〜8のアルキル基から
なるアクリル酸エステルを用いることができる。また更
に、樹脂組成物の耐熱性を更に高める必要のある場合
は、α−メチルスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、
無水マレイン酸、N−置換マレイミド等の単量体を共重
合してもよい。単量体混合物中に占める上記ビニル芳香
族単量体と共重合可能なビニル単量体の含量は0〜40
重量%である。
【0042】ゴム変性スチレン系樹脂におけるゴム状重
合体は、好ましくは5〜80重量%、特に好ましくは1
0〜50重量%、グラフト重合可能な単量体混合物は、
好ましくは95〜20重量%、更に好ましくは90〜5
0重量%の範囲にある。この範囲内では、目的とする樹
脂組成物の耐衝撃性と剛性のバランスが向上する。更に
は、スチレン系重合体のゴム粒子径は、0.1〜5.0
μmが好ましく、特に0.2〜3.0μmが好適であ
る。上記範囲内では、特に耐衝撃性が向上する。
【0043】ゴム変性スチレン系樹脂の分子量の尺度で
ある樹脂部分の還元粘度ηsp/c(0.5g/dl、
30℃測定:マトリックス樹脂がポリスチレンの場合は
トルエン溶液、マトリックス樹脂が不飽和ニトリル−芳
香族ビニル共重合体の場合はメチルエチルケトン)は、
0.30〜0.80dl/gの範囲にあることが好まし
く、0.40〜0.60dl/gの範囲にあることがよ
り好ましい。ゴム変性スチレン系樹脂の還元粘度ηsp
/cに関する上記要件を満たすための手段としては、重
合開始剤量、重合温度、連鎖移動剤量の調整等を挙げる
ことができる。
【0044】本発明において、熱可塑性樹脂の一つのポ
リフェニレンエーテル(C成分)は、下記式(2)で示
される結合単位からなる単独重合体及び/又は共重合体
である。
【0045】
【化4】
【0046】但し、R1、R2、R3、R4は、それぞれ水
素、炭化水素、または置換炭化水素基からなる群から選
択されるものであり、互いに同一でも異なっていてもよ
い。
【0047】このポリフェニレンエーテルの具体的な例
としては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレ
ンエーテル)、2,6−ジメチルフェノールと2,3,
6−トリメチルフェノールとの共重合体等が好ましく、
中でもポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレンエ
ーテル)が好ましい。かかるポリフェニレンエーテルの
製造方法は特に限定されるものではなく、例えば、米国
特許第3,306,874号明細書記載の方法による第
一銅塩とアミンのコンプレックスを触媒として用い、例
えば2,6キシレノールを酸化重合することにより容易
に製造でき、そのほかにも米国特許第3,306,87
5号明細書、米国特許第3,257,357号明細書、
米国特許3,257,358号明細書、及び特公昭52
−17880号公報、特開昭50−51197号公報に
記載された方法で容易に製造できる。本発明にて用いる
上記ポリフェニレンエーテルの還元粘度ηsp/c
(0.5g/dl、クロロホルム溶液、30℃測定)
は、0.20〜0.70dl/gの範囲にあることが好
ましく、0.30〜0.60dl/gの範囲にあること
がより好ましい。ポリフェニレンエーテルの還元粘度η
sp/cに関する上記要件を満たすための手段として
は、前記ポリフェニレンエーテルの製造の際の触媒量の
調整などを挙げることができる。
【0048】本発明の熱可塑性樹脂の低揮発性難燃剤を
添加して樹脂組成物を製造する場合、組成物中に、熱可
塑性樹脂100重量部に対して、上記剤を1〜100重
量部含有することが好ましく、更に好ましくは、1〜3
0重量部であり、最も好ましくは、3〜20重量部であ
る。
【0049】本発明における熱可塑性樹脂として、B成
分とC成分の組み合わせが最も好ましく、熱可塑性樹脂
中の前記B成分/C成分の添加重量比は,それぞれ(1
〜99)/(99〜1)が好ましく、より好ましくは
(50〜99)/(50〜1)、更に好ましくは、(7
0〜97)/(30〜3)、最も好ましくは、(90〜
97)/(10〜3)である。
【0050】本発明の熱可塑性樹脂の低揮発性難燃剤
(A成分)は、樹脂組成物によって、必要に応じて、A
成分以外の難燃剤(D成分)として、ハロゲン系難燃
剤、A成分以外の有機リン化合物、赤リン、無機系リン
酸塩、無機系難燃剤等を配合することができる。
【0051】D成分の量は、熱可塑性樹脂100重量部
に対して、好ましくは1〜40重量部、更に好ましく
は、1〜20重量部、最も好ましくは、5〜10重量部
である。
【0052】上記D成分としてのハロゲン系難燃剤は、
ハロゲン化ビスフェノール、芳香族ハロゲン化合物、ハ
ロゲン化ポリカーボネート、ハロゲン化芳香族ビニル系
重合体、ハロゲン化シアヌレート樹脂、ハロゲン化ポリ
フェニレンエーテル等が挙げられ、好ましくはデカブロ
モジフェニルオキサイド、テトラブロムビスフェノール
A、テトラブロムビスフェノールAのオリゴマー、ブロ
ム化ビスフェノール系フェノキシ樹脂、ブロム化ビスフ
ェノール系ポリカーボネート、ブロム化ポリスチレン、
ブロム化架橋ポリスチレン、ブロム化ポリフェニレンオ
キサイド、ポリジブロムフェニレンオキサイド、デカブ
ロムジフェニルオキサイドビスフェノール縮合物、含ハ
ロゲンリン酸エステル及びフッ素系樹脂等である。
【0053】前記D成分の中のリン系難燃剤としては、
有機リン化合物、赤リン、無機系リン酸塩等が挙げられ
る。
【0054】上記有機リン化合物の例としては、ホスフ
ィン、ホスフィンオキシド、ビホスフィン、ホスホニウ
ム塩、ホスフィン酸塩、リン酸エステル、亜リン酸エス
テル等である。より具体的には、トリフェニルフォスフ
ェート、メチルネオペンチルフォスファイト、ペンタエ
リスリトールジエチルジフォスファイト、メチルネオペ
ンチルフォスフォネート、フェニルネオペンチルフォス
フェート、ペンタエリスリトールジフェニルジフォスフ
ェート、ジシクロペンチルハイポジフォスフェート、ジ
ネオペンチルハイポフォスファイト、フェニルピロカテ
コールフォスファイト、エチルピロカテコールフォスフ
ェート、ジピロカテコールハイポジフォスフェートであ
る。
【0055】前記D成分において、リン系難燃剤の一つ
の赤リンは、一般の赤リンの他に、その表面をあらかじ
め、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化
亜鉛、水酸化チタンよりえらばれる金属水酸化物の被膜
で被覆処理されたもの、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、水酸化亜鉛、水酸化チタンより選ばれる金
属水酸化物及び熱硬化性樹脂よりなる被膜で被覆処理さ
れたもの、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、
水酸化亜鉛、水酸化チタンより選ばれる金属水酸化物の
被膜の上に熱硬化性樹脂の被膜で二重に被覆処理された
ものなどである。
【0056】前記D成分において、リン系難燃剤の一つ
の無機系リン酸塩は、ポリリン酸アンモニウムが代表的
である。
【0057】そして、前記D成分としての無機系難燃剤
は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、ドロマ
イト、ハイドロタルサイト、水酸化カルシウム、水酸化
バリウム、塩基性炭酸マグネシウム、水酸化ジルコニウ
ム、酸化スズの水和物等の無機金属化合物の水和物、ホ
ウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、炭酸
亜鉛、炭酸マグネシウム、ムーカルシウム、炭酸カルシ
ウム、炭酸バリウム等が挙げられる。これらは、1種で
も2種以上を併用してもよい。この中で特に、水酸化マ
グネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシ
ウム、ハイドロタルサイトからなる群から選ばれたもの
が難燃効果が良く、経済的にも有利である。
【0058】本発明における前記D成分の添加量は,熱
可塑性樹脂100重量部に対して、1〜100重量部で
あり、好ましくは1〜50重量部、更に好ましくは、3
〜20重量部、最も好ましくは、5〜15重量部であ
る。
【0059】本発明の熱可塑性樹脂の低揮発性難燃剤
(A成分)は、樹脂組成物によって、必要に応じて、飽
和高級脂肪族のカルボン酸またはそれらの金属塩、カル
ボン酸エステル系ワックス、オルガノシロキサン系ワッ
クス、ポリオレフィンワックス、ポリカプロラクトンか
ら選ばれる一種または二種以上の離型剤(E成分)を配
合することができる。
【0060】上記E成分の中でも、飽和高級脂肪族のカ
ルボン酸またはそれらの金属塩から選ばれた1種または
2種以上の化合物が好ましい。
【0061】飽和高級脂肪酸のカルボン酸としては炭素
数12〜42の直鎖飽和モノカルボン酸が好ましい。例
えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステ
アリン酸、ベヘン酸、モンタン酸等が挙げられる。これ
らの金属塩の金属としては、リチウム、ナトリウム、カ
リウム、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、亜
鉛等があり、特にステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグ
ネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アル
ミニウムが特に好ましい。
【0062】E成分の量は、熱可塑性樹脂100重量部
に対して、好ましくは0.01〜5重量部、更に好まし
くは、0.1〜5重量部、最も好ましくは、0.3〜1
重量部である。
【0063】本発明において、必要に応じて、トリアジ
ン骨格含有化合物、ノボラック樹脂、含金属化合物、シ
リコーン樹脂、シリコーンオイル、シリカ、アラミド繊
維、フッ素系樹脂、ポリアクリロニトリル繊維から選ば
れる一種以上の難燃助剤(F成分)を配合することがで
きる。
【0064】F成分の量は、熱可塑性樹脂100重量部
に対して、好ましくは0.001〜40重量部、更に好
ましくは、1〜20重量部、最も好ましくは、5〜10
重量部である。
【0065】F成分としてのトリアジン骨格含有化合物
は、リン系難燃剤の難燃助剤として一層の難燃性を向上
させるための成分である。その具体例としては、メラミ
ン、下記式(3)で表わされるメラム、下記式(4)で
表わされるメレム、メロン(600°C以上でメレム3
分子から3分子の脱アンモニアによる生成物)、下記式
(5)で表わされるメラミンシアヌレート、下記式
(6)で表わされるリン酸メラミン、下記式(7)で表
わされるサクシノグアナミン、アジポグアナミン、メチ
ルグルタログアナミン、下記式(8)で表わされるメラ
ミン樹脂、下記式(9)で表わされるBTレジン等を挙
げることができるが、耐揮発性の観点から特にメラミン
シアヌレートが好ましい。
【0066】
【化5】
【0067】
【化6】
【0068】
【化7】
【0069】
【化8】
【0070】
【化9】
【0071】
【化10】
【0072】
【化11】
【0073】F成分としてのノボラック樹脂は、難燃助
剤であり、かつヒドロキシル基含有芳香族リン酸エステ
ルと併用する場合には、流動性と耐熱性の向上剤でもあ
る。そして、その樹脂は、フェノール類とアルデヒド類
を硫酸または塩酸のような酸触媒の存在下で縮合して得
られる熱可塑性樹脂であり、その製造方法は、「高分子
実験学5『重縮合と重付加』p.437〜455(共立
出版(株))」に記載されている。
【0074】ノボラック樹脂製造の一例を下記式(1
0)、(11)に示す。
【0075】
【化12】
【0076】上記フェノール類は、フェノール、o−ク
レゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、2,5−
ジメチル−、3,5−ジメチル−、2,3,5−トリメ
チル−、3,4,5−トリメチル−、p−t−ブチル
−、p−n−オクチル−、p−ステアリル−、p−フェ
ニル−、p−(2−フェニルエチル)−、o−イソプロ
ピル−、p−イソプロピル−、m−イソプロピル−、p
−メトキシ−、及びp−フェノキシフェノール、ピロカ
テコール、レゾルシノール、ハイドロキノン、サリチル
アルデヒド、サルチル酸、p−ヒドロキシ安息香酸、メ
チル p−ヒドロキシベンゾエート、p−シアノ−、及
びo−シアノフェノール、p−ヒドロキシベンゼンスル
ホン酸、p−ヒドロキシベンゼンスルホンアミド、シク
ロヘキシルp−ヒドロキシベンゼンスルホネート、4−
ヒドロキシフェニルフェニルホスフィン酸、メチル 4
−ヒドロキシフェニルフェニルホスフィネート、4−ヒ
ドロキシフェニルホスホン酸、エチル 4−ヒドロキシ
フェニルホスホネート、ジフェニル 4−ヒドロキシフ
ェニルホスホネート等である。
【0077】上記アルデヒド類は、ホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド、n−プロパナール、n−ブタナー
ル、イソプロパナール、イソブチルアルデヒド、3−メ
チル−n−ブタナール、ベンズアルデヒド、p−トリル
アルデヒド、2−フェニルアセトアルデヒド等である。
【0078】F成分としての含金属化合物は、金属酸化
物及び/または金属粉である。上記金属酸化物は、酸化
アルミニウム、酸化鉄、酸化チタン、酸化マンガン、酸
化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化モ
リブデン、酸化コバルト、酸化ビスマス、酸化クロム、
酸化スズ、酸化アンチモン、酸化ニッケル、酸化銅、酸
化タングステン等の単体または、それらの複合体(合
金)であり、上記金属粉は、アルミニウム、鉄、チタ
ン、マンガン、亜鉛、モリブデン、コバルト、ビスマ
ス、クロム、ニッケル、銅、タングステン、スズ、アン
チモン等の単体または、それらの複合体である。
【0079】F成分としてのシリコーン樹脂は、SiO
2、RSiO3/2、R2SiO、R3SiO1/2の構造単位
を組み合わせてできる三次元網状構造を有するシリコー
ン樹脂である。ここで、Rはメチル基、エチル基、プロ
ピル基等のアルキル基、あるいは、フェニル基、ベンジ
ル基等の芳香族基、または上記置換基にビニル基を含有
した置換基を示す。ここで、特にビニル基を含有したシ
リコーン樹脂が好ましい。
【0080】このようなシリコーン樹脂は、上記の構造
単位に対応するオルガノハロシランを共加水分解して重
合することにより得られる。
【0081】F成分としてのシリコーンオイルはポリジ
オルガノシロキサンであり、特に含ビニル基シリコーン
オイルが好ましく、下記式(12)に示される化学結合
単位からなる。
【0082】
【化13】
【0083】上式中のRは、C1〜8のアルキル基、C
6〜13のアリール基、下記式(13)、(14)で示
される含ビニル基から選ばれる一種または二種以上の置
換基であり、ここで、特に分子中ビニル基を含有する。
【0084】
【化14】
【0085】
【化15】
【0086】前記含ビニル基シリコーンオイルの粘度
は、600〜1000000センチストークス(25
℃)が好ましく、さらに好ましくは90000〜150
000センチストークス(25℃)である。
【0087】F成分としてのシリカは、無定形の二酸化
ケイ素であり、特にシリカ表面に炭化水素系化合物系の
シランカップリング剤で処理した炭化水素系化合物被覆
シリカが好ましく、更にはビニル基を含有した炭化水素
系化合物被覆シリカが好ましい。
【0088】上記シランカップリング剤は、p−スチリ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、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、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタク
リロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニル基含有
シラン、β−(3,4エポキシシクロヘキシル)エチル
トリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシ
シラン等のエポキシシラン、及びN−β(アミノエチ
ル)γ−アミノ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、N−
フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等の
アミノシランである。ここで、特に熱可塑性樹脂と構造
が類似した単位を有するシランカップリング剤が好まし
く、例えば、スチレン系樹脂に対しては、p−スチリル
トリメトキシシランが好適である。
【0089】シリカ表面へのシランカップリング剤の処
理は、湿式法と乾式法に大別される。湿式法は、シリカ
をシランカップリング剤溶液中で処理し、その後乾燥さ
せる方法であり、乾式法は、ヘンシェルミキサーのよう
な高速撹はん可能な機器の中にシリカを仕込み、撹はん
しながらシランカップリング剤液をゆっくり滴下し、そ
の後熱処理する方法である。
【0090】F成分としてのアラミド繊維は、平均直径
が1〜500μmで平均繊維長が0.1〜10mmであ
ることが好ましく、イソルフタルアミド、またはポリパ
ラフェニレンテレフタルアミドをアミド系極性溶媒また
は硫酸に溶解し、湿式または乾式法で溶液紡糸すること
により製造することができる。
【0091】F成分としてのフッ素系樹脂は、難燃助剤で
あり、樹脂中にフッ素原子を含有する樹脂である。その具
体例として、ポリモノフルオロエチレン、ポリジフルオ
ロエチレン、ポリトリフルオロエチレン、ポリテトラフ
ルオロエチレン、テトラフルオロエチレン/ヘキサフル
オロプロピレン共重合体等を挙げることができる。ま
た、必要に応じて上記含フッ素モノマーと共重合可能な
モノマーとを併用してもよい。
【0092】F成分としてのポリアクリロニトリル繊維
は、平均直径が1〜500μmで平均繊維長が0.1〜
10mmであることが好ましく、ジメチルホルムアミド
等の溶媒に重合体を溶解し、400℃の空気流中に乾式
紡糸する乾式紡糸、または硝酸等の溶媒に重合体を溶解
し水中に湿式紡糸する湿式紡糸法により製造される。
【0093】本発明において、必要に応じて、芳香族ビ
ニル単位とアクリル酸エステル単位からなる共重合樹
脂、脂肪族炭化水素、高級脂肪酸、高級脂肪酸エステ
ル、高級脂肪酸アミド、高級脂肪族アルコール、または
金属石鹸から選ばれる一種または二種以上の流動性向上
剤(G成分)を配合することができる。
【0094】G成分の量は、熱可塑性樹脂100重量部
に対して、好ましくは0.1〜20重量部、更に好まし
くは、0.5〜10重量部、最も好ましくは、1〜5重
量部である。
【0095】G成分としての共重合樹脂の芳香族ビニル
単位は、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、パラ
メチルスチレン、p−クロロスチレン、p−ブロモスチ
レン、2,4,5−トリブロモスチレン等であり、スチ
レンが最も好ましいが、スチレンを主体に上記他の芳香
族ビニル単量体を共重合してもよい。そして、アクリル
酸エステル単位は、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチ
ル等の炭素数が1〜8のアルキル基からなるアクリル酸
エステルである。
【0096】ここで、共重合樹脂中のアクリル酸エステ
ル単位の含量は、3〜40重量%が好ましく、更には、
5〜20重量%が好適である。また、上記共重合樹脂の
分子量の指標である溶液粘度(樹脂10重量%のMEK
溶液、測定温度25℃)が、2〜10cP(センチポア
ズ)であることが好ましい。溶液粘度が2cP未満で
は、衝撃強度が低下し、一方、10cPを越えると流動
性の向上効果が低下する。
【0097】G成分としての脂肪族炭化水素系加工助剤
は、流動パラフィン、天然パラフィン、マイクロワック
ス、ポリオレフィンワックス、合成パラフィン、及びこ
れらの部分酸化物、あるいはフッ化物、塩化物等であ
る。
【0098】G成分としての高級脂肪酸は、離型剤(E
成分)の項で述べたもの以外の飽和脂肪酸、及びリシノ
ール酸、リシンベライジン酸、9−オキシ12オクタデ
セン酸等の不飽和脂肪酸等である。
【0099】G成分としての高級脂肪酸エステルは、フ
ェニルステアリン酸メチル、フェニルステアリン酸ブチ
ル等の脂肪酸の1価アルコールエステル、及びフタル酸
ジフェニルステアリルのフタル酸ジエステル等の多塩基
酸の1価アルコールエステルであり、さらに、ソルビタ
ンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソル
ビタンモノオレート、ソルビタンセスキオレート、ソル
ビタントリオレート、ポリオキシエチレンソルビタンモ
ノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパル
ミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレ
ート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート等の
ソルビタンエステル、ステアリン酸モノグリセライド、
オレイン酸モノグリセライド、カプリン酸モノグリセラ
イド、ベヘニン酸モノグリセライド等のグリセリン単量
体の脂肪酸エステル、ポリグリセリンステアリン酸エス
テル、ポリグリセリンオレイン酸エステル、ポリグリセ
リンラウリン酸エステル等のポリグリセリンの脂肪酸エステ
ル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエ
チレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオレ
ート等のポリアルキレンエーテルユニットを有する脂肪
酸エステル、及びネオペンチルポリオールジステアリン
酸エステル等のネオペンチルポリオール脂肪酸エステル
等である。
【0100】G成分としての高級脂肪酸アミドは、フェ
ニルステアリン酸アミド、メチロールステアリン酸アミ
ド、メチロールベヘン酸アミド等の飽和脂肪酸のモノア
ミド、ヤシ油脂肪酸ジエタノールアミド、ラウリン酸ジ
エタノールアミド、及びヤシ油脂肪酸ジエタノールアミ
ド、オレイン酸ジエタノールアミド等のN,N’−2置
換モノアミド等であり、さらに、メチレンビス(12−
ヒドロキシフェニル)ステアリン酸アミド、エチレンビ
スステアリン酸アミド、エチレンビス(12−ヒドロキ
シフェニル)ステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビス
(12−ヒドロキシフェニル)ステアリン酸アミド等の
飽和脂肪酸ビスアミド、及びm−キシリレンビス(12
−ヒドロキシフェニル)ステアリン酸アミド等の芳香族
系ビスアミドである。
【0101】G成分としての高級脂肪族アルコールは、
ステアリルアルコールやセチルアルコール等の1価のア
ルコール、ソルビトールやマンニトール等の多価アルコ
ール、及びポリオキシエチレンドデシルアミン、ポリオ
キシエチレンボクタデシルアミン等であり、さらに、ポ
リオキシエチレンアリル化エーテル等のポリアルキレン
エーテルユニットを有するアリル化エーテル、及びポリ
オキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン
トリドデシルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエー
テル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオ
キシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレン
アルキルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニ
ルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテ
ル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、
ポリエピクロルヒドリンエーテル、ポリオキシエチレン
ビスフェノールAエーテル、ポリオキシエチレンエチレ
ングリコール、ポリオキシプロピレンビスフェノールA
エーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレング
リコールエーテル等のポリアルキレンエーテルユニット
を有する2価アルコールである。
【0102】G成分としての金属石鹸は、上記ステアリ
ン酸等の高級脂肪酸の、バリウムやカルシウムや亜鉛や
アルミニウムやマグネシウム等の金属塩である。
【0103】本発明において、必要に応じて、熱可塑性
エラストマー(H成分)を配合することができ、例え
ば、ポリスチレン系、ポリオレフィン系、ポリエステル
系、ポリウレタン系、1,2−ポリブタジエン系、ポリ
塩化ビニル系等であり、特にポリスチレン系熱可塑性エ
ラストマーが好ましい。
【0104】H成分の量は、ゴム変性スチレン系樹脂1
00重量部に対して、好ましくは0.5〜20重量部、
更に好ましくは、1〜10重量部、最も好ましくは、2
〜5重量部である。
【0105】上記ポリスチレン系熱可塑性エラストマー
は、芳香族ビニル単位と共役ジエン単位からなるブロッ
ク共重合体、または上記共役ジエン単位部分が部分的に
水素添加されたブロック共重合体である。
【0106】上記ブロック共重合体を構成する芳香族ビ
ニル単量体は、例えば、スチレン、α−メチルスチレ
ン、パラメチルスチレン、p−クロロスチレン、p−ブ
ロモスチレン、2,4,5−トリブロモスチレン等であ
り、スチレンが最も好ましいが、スチレンを主体に上記
他の芳香族ビニル単量体を共重合してもよい。
【0107】また、上記ブロック共重合体を構成する共
役ジエン単量体は、1,3−ブタジエン、イソプレン等
を挙げることができる。
【0108】そして、ブロック共重合体のブロック構造
は、芳香族ビニル単位からなる重合体ブロックをSで表
示し、共役ジエン及び/またはその部分的に水素添加さ
れた単位からなる重合体ブロックをBで表示する場合、
SB、S(BS)n、(但し、nは1〜3の整数)、S
(BSB)n、(但し、nは1〜2の整数)のリニア−
ブロック共重合体や、(SB)nX(但し、nは3〜6
の整数。Xは四塩化ケイ素、四塩化スズ、ポリエポキシ
化合物等のカップリング剤残基。)で表示される、B部
分を結合中心とする星状(スター)ブロック共重合体で
あることが好ましい。なかでもSBの2型、SBSの3
型、SBSBの4型のリニア−ブロック共重合体が好ま
しい。
【0109】本発明において、耐光性が要求される場合
には、必要に応じて、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン
系光安定剤、酸化防止剤、ハロゲン捕捉剤、遮光剤、金
属不活性剤、または消光剤から選ばれる一種または二種
以上の耐光性改良剤(I成分)を配合することができ
る。
【0110】I成分の量は、熱可塑性樹脂100重量部
に対して、好ましくは0.05〜20重量部、更に好ま
しくは、0.1〜10重量部、最も好ましくは、1〜5
重量部である。
【0111】本発明において、ポリフェニレンエーテル
(C成分)を用いる場合の樹脂組成物の製造方法として
は、スチレン系樹脂とC成分をまず溶融し、次いで、A
成分を添加し、同一押出機で溶融混練する方法、または
スチレン系樹脂、C成分、または必要に応じてA成分を
配合したマスターバッチを製造した後、上記マスターバ
ッチと、残りのスチレン系樹脂または残りのA成分を混
練する方法がある。
【0112】本発明において、難燃樹脂組成物の製造に
用いられる二軸押出機については、特にポリフェニレン
エーテルを含有する場合には、そのシリンダー内径Dに
対するスクリュー長さLの割合L/Dが20〜50であ
ることが好ましく、上記二軸押出機の先端部からの距離
を異にするメインフィード開口部とサイドフィード開口
部の2箇所以上の供給用開口部を有し、複数の上記供給
用開口部の間及び上記先端部と上記先端部から近い距離
の供給用開口部との間にニーディング部分を有し、上記
ニーディング部分の長さが、それぞれ3D〜10Dであ
ることが好ましい。
【0113】本発明において、特にUL−94規定のV
−2ランキングに相当する滴下型難燃樹脂組成物の好ま
しい組成の一例としては次のものを挙げることができ
る。
【0114】樹脂部分の還元粘度ηsp/Cが0.4〜
0.6であるゴム変性スチレン系樹脂とゴム非変性スチ
レン系樹脂からなるスチレン系樹脂90〜97重量%、
還元粘度ηsp/Cが0.3〜0.6であるポリフェニ
レンエーテル10〜3重量%を含有する熱可塑性樹脂1
00重量部に対して、式(1)で示される難燃剤3〜2
0重量部、飽和高級脂肪族のカルボン酸及びそれらの金
属塩から選ばれる1種または2種以上の化合物0.01
〜5重量部。
【0115】上記組み合わせと還元粘度の要件を満足す
ることにより、火種の滴下性と衝撃強度のバランス特性
が向上する。
【0116】上記組成の場合には、難燃性、特に滴下型
難燃性、離型性、連続成形性、成形加工性(流動性)、
耐衝撃性、及び耐熱性のバランス特性が優れている。
【0117】このようにして得られた組成物を例えば、
射出成形機または押出成形機を用いて長期間連続成形す
ることが可能であり、そして得られた成形品は難燃性
(滴下型難燃性)、流動性、耐熱性及び耐衝撃性が優れ
ている。
【0118】
【発明の実施の形態】
実施例 以下、実施例および比較例により本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明はそれにより何ら限定を受けるもの
ではない。
【0119】尚、実施例、比較例においては、以下の測
定法もしくは測定機を用いて種々の測定を行なった。
【0120】(1)難燃剤、樹脂組成物の分析 A)樹脂組成物5gを100mlのメチルエチルケトン
に溶解し、超遠心分離機を用いて分離する。(2000
0rpm、1時間)次いで、分離して得られた上澄み液
に2倍量のメタノールを添加して樹脂成分を析出させ、
溶液部分と樹脂部分を超遠心分離機を用いて分離した。
溶液部分については、GPC(ゲルパーミエーションク
ロマトグラフィー)〔日本国東ソー(株)製、装置本体
(RI屈折率検出器付き) HLC−8020;カラム
東ソー(株)製、G1000HXL 2本;移動相
テトラヒドロフラン;流量 0.8ml/分;圧力 6
0kgf/cm2;温度 INLET 35℃,OVE
N 40℃,RI 35℃;サンプルループ 100m
l;注入サンプル量 0.08g/20ml 〕で分析
し、クロマトグラム上の各成分の面積比を各成分の重量
分率と仮定し、面積比からリン酸エステル及び残留する
芳香族ビニル単量体並びに芳香族ビニル単量体の2量体
及び3量体の組成と量を求めた。一方、上記の樹脂部分
については、フーリエ変換核磁気共鳴装置(プロトン−
FT−NMR)を用いて、芳香族プロトンまたは脂肪族
プロトンの積分値の比を求め、ゴム変性スチレン系樹脂
及び芳香族ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル
等の熱可塑性樹脂の量を求めた。
【0121】B)難燃剤の酸価 難燃剤中の残存酸性物質量の尺度として、JIS−K6
751に準拠した方法で酸価を測定した。
【0122】C)難燃剤中のアルミニウム、マグネシウ
ム、ナトリウム、アンチモンの残存量 「ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL
TECHNOLOGY」 Third Editio
n VOLUME 2 『Atomic Absorp
tion and Emission Spectro
scopy』p.621〜623、591、155、1
56(A WILEY−INTERSCIENCE P
UBLICATION John Wiley&Son
s New York 1978)記載の原子吸光スペ
クトル法により分析した。
【0123】D)難燃剤の揮発性(熱重量天秤試験:T
GA法) 日本国島津製作所製の島津熱分析装置DT−40を用い
て、窒素気流下、300℃で5分間静置後の残存量を揮
発性の尺度とした。
【0124】(2)ゴム変性スチレン系樹脂とポリフェ
ニレンエーテルの還元粘度ηsp/C ゴム変性スチレン系樹脂1gにメチルエチルケトン18
mlとメタノール2mlの混合溶媒を加え、25℃で2
時間振とうし、5℃、18000rpmで30分間遠心
分離する。上澄み液を取り出しメタノールで樹脂分を析
出させた後、乾燥した。
【0125】このようにして得られた樹脂0.1gを、
ゴム変性ポリスチレンの場合はトルエンに溶解し、ゴム
変性アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂の場合はメ
チルエチルケトンに溶解し、濃度0.5g/dlの溶液
とし、この溶液10mlをキャノン−フェンスケ型粘度
計に入れ、30℃でこの溶液落下時間T1(秒)を測定
した。一方、別に同じ粘度計で純トルエンまたは純メチ
ルエチルケトンの落下時間T0(秒)を測定し、以下の
数式により算出した。
【0126】ηsp/C=(T1/T0−1)/C C:ポリマー濃度(g/dl) 一方、ポリフェニレンエーテルの還元粘度ηsp/Cに
ついては、0.1gをクロロホルムに溶解し、濃度0.
5g/dlの溶液とし、上記と同様に測定した。
【0127】(3)Izod衝撃強度 ASTM−D256に準拠した方法で23℃で測定し
た。
【0128】(Vノッチ、1/8インチ試験片) (4)Vicat軟化温度 ASTM−D1525に準拠した方法で測定し、耐熱性
の尺度とした。
【0129】(5)メルトフローレート(MFR) 溶融流動性の指標でASTM−D1238に準拠した方
法で測定した。荷重5kg、溶融温度200℃の条件で
10分間あたりの押出量(g/10分)から求めた。
【0130】(6)難燃性 UL−94に準拠したVB(Vertical Bur
ning)法により評価した。(1/8インチ試験片) 実施例、比較例で用いる各成分は以下のものを用いた。
【0131】(イ)スチレン系樹脂 ゴム変性スチレン系樹脂(HIPS) ポリブタジエン{(シス1,4結合/トランス1,4結
合/ビニル1,2結合重量比=95/2/3)(日本ゼ
オン(株)製、商品名Nipol 122 OSL)}
を、以下の混合液に溶解し、均一な溶液とした。
【0132】 ポリブタジエン 10.5重量% スチレン 74.2重量% エチルベンゼン 15.0重量% α−メチルスチレン2量体 0.27重量% t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート 0.03重量% 次いで、上記混合液を撹拌機付の直列4段式反応機に連
続的に送液して、第1段は撹拌数190rpm、126
°C、第2段は50rpm、133°C、第3段は20
rpm、140°C、第4段は20rpm、155°C
で重合を行った。引き続きこの固形分73%の重合液を
脱揮装置に導き、未反応単量体及び溶媒を除去し、ゴム
変性芳香族ビニル樹脂を得た。(HIPS−1と称す
る)得られたゴム変性芳香族ビニル樹脂を分析した結
果、ゴム含量は12.1重量%、ゴムの重量平均粒子径
は1.5μm、還元粘度ηsp/cは0.53dl/g
であった。
【0133】また、重合開始剤量、重合温度、連鎖移動
剤量の調整により、還元粘度ηsp/cの異なったゴム
変性スチレン系樹脂を製造した。その結果を表2に記載
した。
【0134】実施例、比較例において、以下のHIPS
を用いた。(表2、3) HIPS−1:ポリブタジエンゴム、ゴム含量は12.
1重量%、ゴムの重量平均粒子径は1.5μm、還元粘
度ηsp/cは0.53dl/g。
【0135】HIPS−2:ポリブタジエンゴム、ゴム
含量は12.1重量%、ゴムの重量平均粒子径は1.5
μm、還元粘度ηsp/cは0.79dl/g。
【0136】HIPS−3:ポリブタジエンゴム、ゴム
含量は12.1重量%、ゴムの重量平均粒子径は1.5
μm、還元粘度ηsp/cは0.60dl/g。
【0137】HIPS−4:ポリブタジエンゴム、ゴム
含量は12.1重量%、ゴムの重量平均粒子径は1.5
μm、還元粘度ηsp/cは0.58dl/g。
【0138】HIPS−5:ポリブタジエンゴム、ゴム
含量は12.1重量%、ゴムの重量平均粒子径は1.5
μm、還元粘度ηsp/cは0.40dl/g。
【0139】HIPS−6:ゴム含量は12.1重量
%、ゴムの重量平均粒子径は1.5μm、還元粘度ηs
p/cは0.35dl/g。
【0140】ゴム非変性スチレン系樹脂(GPPS) 重量平均分子量20万のポリスチレン(旭化成工業
(株)製)を用いた(GPPSと称する)。
【0141】(ロ)ポリフェニレンエーテル(PPE)
の製造 酸素吹き込み口を反応機底部に有し、内部に冷却用コイ
ル、撹拌羽根を有するステンレス製反応機の内部を窒素
で充分置換したのち、臭化第2銅54.8g、ジ−n−
ブチルアミン1110g、及びトルエン20リットル、
n−ブタノール16リットル、メタノール4リットルの
混合溶媒に2,6−キシレノール8.75kgを溶解し
て反応機に仕込んだ。撹拌しながら反応機内部に酸素を
吹き込み続け、内温を30℃に制御しながら90分間重
合を行った。重合終了後、析出したポリマーを濾別し
た。これにメタノール/塩酸混合液を添加し、ポリマー
中の残存触媒を分解し、さらにメタノールを用いて充分
洗浄した後乾燥し、粉末状のポリフェニレンエーテルを
得た(PPE−1と称する)。還元粘度ηsp/Cは
0.41dl/gであった。
【0142】また、ポリフェニレンエーテルの製造の際
の触媒量の調整または重合時間の制御により、還元粘度
ηsp/cの異なったポリフェニレンエーテルを製造し
た。その結果を表4に示す。
【0143】(ハ)リン系難燃剤 トリフェニルフォスフェート(TPP) 市販の芳香族リン酸エステル単量体〔大八化学工業
(株)製、商品名TPP(TPP称する)〕を用いた。
また、リン含有量は9.5重量%である。
【0144】アルキル基置換芳香族リン酸エステル単量
体(FR−1)の製造 ノニルフェノール287.3重量部(モル比2.0)、
塩化アルミニウム0.87重量部(モル比0.01)を
フラスコに取り90°Cでオキシ塩化リン100重量部
(モル比1.0)を1時間かけて滴下した。生成した中
間体にフェノール61.4重量部(モル比1.0)を加
え、更に反応させた。反応を完結させるために、徐々に
昇温し最終的には180°Cまで温度を上げてエステル
化を完了させた。次いで反応生成物を冷却し、水洗して
触媒及び塩素分を除去してリン酸エステル混合物(以下
FR−1と称する)を得た。この混合物をGPC(ゲル
パーミエーションクロマトグラフィー 東ソー(株)
製、HLC−8020 移動相テトラヒドロフランによ
り分析したところ、 ビス(ノニルフェニル)フェニル
フォスフェート(以下BNPPと称する)と、トリスノ
ニルフェニル フォスフェート(以下TNPPと称す
る)と、ノニルフェニル ジフェニル フォスフェート
(以下NPDPと称する)と、ノニルフェノールからな
り、重量比がそれぞれ77.8/11.3/8.4/
2.5であった。
【0145】また、置換基の炭素数の合計の平均は1
7.9であり、(18×0.778+27×0.113
+9×0.084=17.9)リン含有量は5.5重量
%である。
【0146】一方、上記芳香族リン酸エステル単量体混
合物(FR−1)を蒸留、さらに液体クロマトグラフィ
ーによる分取分別により、BNPP、またはTNPPを
得た。
【0147】各種アルキル基置換芳香族リン酸エステル
単量体の製造 FR−1の製造において、市販のアルキルフェノールま
たは「ENCYCLOPEDIA OF CHEMIC
AL TECHNOLOGY」 ThirdEditi
on VOLUME 2 『ALKYLPHENOL
S』 p.72〜96 (A WILEY−INTER
SCIENCE PUBLICATION John
Wiley&Sons New York 1978)
記載の方法により得られた各種アルキルフェノールを用
いて、オキシ塩化リンとのモル比を制御することにより各
種アルキルフェノールを合成した。精製方法について
は、上記水洗、蒸留または液体クロマトグラフィーによ
る分取分別により行った。表1に各種アルキル基置換芳
香族リン酸エステル単量体を示す。
【0148】実施例1〜4 比較例1〜5 表1記載の各種芳香族リン酸エステル単量体を熱重量天
秤試験法により、窒素気流下、300℃で5分間静置
し、残存量を求めた。
【0149】次いで、HIPS−1/GPPS−1(7
0/30)からなるスチレン系樹脂100重量部に対し
て、表1記載の芳香族リン酸エステル9重量部を機械的
に混合し、東洋精機製作所製ラボプラストミルを用い
て、溶融温度220℃、回転数50rpmで5分間溶融
した。このようにして得られた樹脂組成物から圧縮成形
法により1/8インチ厚の試験片を作製し、難燃性の評
価を行なった。その結果を表1及び図1に示す。表1及
び図1によると、化合物全体として、置換基R1、R2
3の炭素数の合計が平均25.1〜40の範囲では卓
越した耐揮発性と難燃性を示すことが分かる。
【0150】
【表1】
【0151】TPP:トリフェニルフォスフェート NPDP:ノニルフェニルジフェニルフォスフェート BNPP:ビス(ノニルフェニル)フェニルフォスフェ
ート BONP:ビス(オクチルフェニル)ノニルフェニルフ
ォスフェート BNOP:ビス(ノニルフェニル)オクチルフェニルフ
ォスフェート TNPP:トリス(ノニルフェニル)フォスフェート BNDP:ビス(ノニルフェニル)ドデシルフェニルフ
ォスフェート BPDP:ビス(ペンタデシルフェニル)デシルフェニ
ルフォスフェート BPDPP:ビス(ペンタデシルフェニル)ドデシルフ
ェニルフォスフェート 実施例5〜18 比較例6〜7 FR−1を精製して分離する際に、異なった精製条件に
より得られたTNPPを用い、組成をHIPS−1/G
PPS/TNPPを、70/30/9(重量比)に変更
する以外実施例1と同様にして、試験片を作製し、難燃
性の評価を行なった。表2にその結果を記載した。表2
によると、残存金属総重量、原料のノニルフェノール
量、また酸価が特定の範囲にある時に卓越した難燃性が
発現することが分かる。
【0152】
【表2】
【0153】実施例19〜24 表3記載の還元粘度ηsp/CのHIPS100重量部
に対して、TNPP9重量部を配合して得られた組成物
を実施例1と同様にして、試験片を作製し、MFR、ア
イゾット衝撃強さ、ビカット軟化温度、及び難燃性の評
価を行なった。表3にその結果を記載した。表3による
と、HIPSの分子量の指標である還元粘度ηsp/C
が小さい方が滴下型の難燃性が優れているが、特にηs
p/Cが0.4〜0.6の範囲にある場合は、流動性、
衝撃強度、及び難燃性のバランス特性が優れていること
が分かる。
【0154】
【表3】
【0155】実施例25〜34 HIPS−1/GPPS/TNPP/表4記載のPPE
を、表4記載量の重量比率で混合し、サイドフィード可
能な二軸押出機(Werner Pfleiderer
社製 ZSK−40mmΦ)を用い、溶融押出しを行な
った。即ち、押出機の前段でPPE/GPPSを320
°Cで溶融し、後段で残りの樹脂成分とTNPPをサイ
ドフィードし、回転数295rpm、吐出量80/hで
240℃で溶融混練した。
【0156】このようにして得られたペレットを射出成
形機(東芝機械製 型式IS80A)でシリンダー温度
230℃、金型温度60℃の条件で試験片を作製し、M
FR、アイゾット衝撃強さ、ビカット軟化温度及び難燃
性の評価を行なった。表4にその結果を記載した。
【0157】
【表4】
【0158】表4によると、PPEが存在すると、耐熱
性が向上するが、特にゴム変性スチレン系樹脂とPPE
からなる熱可塑性樹脂中に、PPEが3〜10重量%含
有し、還元粘度ηsp/Cが0.3〜0.6である場合
には流動性、耐熱性、剛性、衝撃強度及び難燃性のバラ
ンス特性が著しく向上することが分かる。
【0159】
【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂の低揮発性難燃剤
を熱可塑性樹脂に添加することによって、長期間連続成
形を行なってもモールドディポジットが著しく少なく、
かつ難燃性、耐衝撃性、耐熱性、及び流動性の優れた樹
脂組成物が得られる。
【0160】この熱可塑性樹脂の低揮発性難燃剤を用い
て得られる樹脂組成物は、VTR、分電盤、テレビ、オ
ーディオプレーヤー、コンデンサ、家庭用コンセント、
ラジカセ、ビデオカセット、ビデオディスクプレイヤ
ー、エアコンディショナー、加湿機、電気温風機械等の
家電ハウジング、シャーシまたは部品、CD−ROMの
メインフレーム(メカシャーシ)、プリンター、ファッ
クス、PPC、CRT、ワープロ複写機、電子式金銭登
録機、オフィスコンピューターシステム、フロッピーデ
ィスクドライブ、キーボード、タイプ、ECR、電卓、
トナーカートリッジ、電話等のOA機器ハウジング、シ
ャーシまたは部品、コネクタ、コイルボビン、スイッ
チ、リレー、リレーソケット、LED、バリコン、AC
アダプター、FBT高圧ボビン、FBTケース、IFT
コイルボビン、ジャック、ボリュウムシャフト、モータ
ー部品等の電子・電気材料、そして、インスツルメント
パネル、ラジエーターグリル、クラスター、スピーカー
グリル、ルーバー、コンソールボックス、デフロスター
ガーニッシュ、オーナメント、ヒューズボックス、リレ
ーケース、コネクタシフトテープ等の自動車材料等に好
適であり、これら産業界に果たす役割は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】芳香族リン酸エステル単量体の置換基の炭素数
の合計の平均値と、熱重量天秤試験(TGA法)での3
00℃、5分間保持後の芳香族リン酸エステル単量体の
残存量、それを用いた樹脂組成物の成形体の難燃性(消
炎時間:秒)との関係を示した図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(1)で示される難燃剤であっ
    て、前記難燃剤がアルミニウム、マグネシウム、ナトリ
    ウム、アンチモンから選ばれる一種または二種以上を総
    原子重量で1〜1000ppm含有することを特徴とす
    る熱可塑性樹脂用低揮発性難燃剤。 【化1】 (式中、a、b、cは1から3、R1、R2、R3は水素
    または炭素数が1から30の炭化水素であり、化合物全
    体として、置換基R1、R2、R3の炭素数の合計が平均
    25.1から40である。ここで、異なった置換基を有
    する、複数の芳香族リン酸エステルからなる場合には、
    上記難燃剤の置換基R1、R2、R3の炭素数の合計は、
    数平均で表し、上記難燃剤中の各芳香族リン酸エステル
    成分の重量分率と、各成分の置換基の炭素数の合計との
    積の和である。)
  2. 【請求項2】 JIS−K6751に規定する酸価が
    0.01〜1mgKOH/g及び/またはアルキルフェ
    ノールが0.001〜1重量%である請求項1記載の熱
    可塑性樹脂の低揮発性難燃剤。
  3. 【請求項3】 ビス(ノニルフェニル) フェニルフォ
    スフェート〔R1が水素、R2、R3がノニル基(BNP
    Pと称する)〕、トリス(ノニルフェニル)フォスフェ
    ート〔R1、R2、R3がノニル基(TNPPと称す
    る)〕からなる請求項1または2記載の難燃剤。
  4. 【請求項4】 熱可塑性樹脂100重量部に対して、請
    求項1〜3のいずれかの難燃剤1〜100重量部を含有
    する樹脂組成物。
  5. 【請求項5】 樹脂部分の還元粘度ηsp/Cが0.4
    〜0.6であるゴム変性スチレン系樹脂1〜99重量
    %、還元粘度ηsp/Cが0.3〜0.6であるポリフ
    ェニレンエーテル99〜1重量%からなる熱可塑性樹脂
    100重量部に対して、請求項1〜3記載のいずれかの
    難燃剤1〜100重量部を含有する請求項4の滴下型難
    燃樹脂組成物。
JP20713696A 1996-08-06 1996-08-06 熱可塑性樹脂用低揮発性難燃剤 Withdrawn JPH1045946A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100340998B1 (ko) * 2000-05-29 2002-06-20 안복현 난연성 열가소성 수지 조성물
KR20130132004A (ko) * 2012-05-25 2013-12-04 주식회사 삼양사 기계적 특성이 우수한 비할로겐 난연화 폴리에스테르 수지 조성물 및 이의 성형품
KR20220025169A (ko) * 2019-07-26 2022-03-03 가부시키가이샤 아데카 난연제 조성물, 그것을 이용한 난연성 수지 조성물, 성형품, 및 성형품을 제조하는 제조 방법

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