JP2011080026A

JP2011080026A - 難燃性樹脂フィルム及び難燃性樹脂フィルムの製造方法

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Publication number: JP2011080026A
Application number: JP2009243941A
Authority: JP
Inventors: Koji Tsuruhara; 幸治鶴原
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2009-09-08
Filing date: 2009-10-23
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-23
Also published as: JP5334793B2

Abstract

【課題】高度な難燃性を有する難燃性フィルム及び該難燃性フィルムの製造方法を提供する。
【解決手段】難燃性樹脂フィルムは、ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有する難燃性樹脂フィルムであって、該フィルムを構成する樹脂組成物のメルトフローレート（ＪＩＳ K７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が４０ｇ／１０分以上、引張破断伸びが１００％以上である。
【選択図】なし

Description

本発明は、高度の難燃性を有する樹脂フィルム及び難燃性樹脂フィルムの製造方法に関する。

従来、合成樹脂は可燃性であるため、電気・電子製品、自動車、建築部材等の難燃性や強度を要求される分野においては、基材として比較的燃焼性が低く機械的特性に優れるポリ塩化ビニル系樹脂が用いられ、また、添加剤としてハロゲン化合物等の難燃剤が用いられてきた。

しかし、近年の環境意識の高まりの中で、ポリ塩化ビニル系樹脂やハロゲンを含まないポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂を難燃フィルム基材として用いることが検討されている。

例えば、下記特許文献１には、難燃成分含有繊維より形成された難燃性布帛の少なくとも一方の面に、オレフィン系樹脂１００質量部に対して、ＮＯＲ型光安定剤とメラミンシアヌレートと燐酸エステル化合物とである難燃剤を６質量部から６５質量部を混合した樹脂混合物より形成された難燃性フィルムを積層してなる難燃性積層体が記載されている。

また、下記特許文献２には、リン酸エステル系難燃剤を０．５重量％以上及びＮＯＲ型ヒンダードアミン系安定剤を０．４重量％以上含有するポリオレフィン系フィルム層と、ポリオレフィン系繊維基布層とを含んでなることを特徴とする難燃性ポリオレフィン系複合シートが記載されている。

特開２００４−１７４８６９号公報特開２００２−３３７２８４号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に記載された技術を用いても、電気・電子製品、自動車、建築部材等の高度な難燃性を要求される分野において用いられるべく、十分な難燃性を付与された樹脂フィルムを製造することはできなかった。

すなわち、本発明の目的は、高度な難燃性を有する難燃性樹脂フィルムを提供することにある。

本発明の要旨は、以下の通りである。

（１）ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有する難燃性樹脂フィルムであって、該フィルムを構成する樹脂組成物のメルトフローレート（ＪＩＳ K７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が４０ｇ／１０分以上、引張破断伸びが１００％以上である難燃性樹脂フィルム。

（２）難燃性樹脂フィルムを構成する樹脂組成物のメルトフローレート（ＪＩＳ K７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が５０ｇ／１０分以上である上記（１）に記載の難燃性樹脂フィルム、
（３）酸素指数が２６．０以上である上記（１）又は（２）に記載の難燃性樹脂フィルム、
（４）ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有するフィルムを製造した後、該フィルムに放射線を照射することを特徴とする難燃性樹脂フィルムの製造方法、
（５）前記放射線が、電子線である（４）に記載の難燃性樹脂フィルムの製造方法。

（６）前記電子線のエネルギーが、３０〜５００ｋＧｙである上記（５）に記載の難燃性樹脂フィルムの製造方法、

本発明の難燃性樹脂フィルムによれば、高度な難燃性を有し、且つ機械強度及び柔軟性に優れる難燃性樹脂フィルムを提供することができる。

また、本発明の難燃性樹脂フィルムの製造方法によれば、高度な難燃性を有する該難燃性樹脂フィルムを効果的且つ効率的に製造する方法を提供することができる。

本発明において用いられるポリプロピレン系樹脂としては、特に限定されず、例えば、プロピレンの単独重合体（ホモポリプロピレン）、プロピレンとエチレンまたは他のα−オレフィンとのランダム共重合体（ランダムポリプロピレン）、またはブロック共重合体（ブロックポリプロピレン）、ゴム成分を含むブロック共重合体あるいはグラフト共重合体等を用いることができる。

本発明において用いられるＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体としては、特に限定されず、ピペリジン環のイミノ基（＞Ｎ−Ｈ）のＨがアルコキシル基（−ＯＲ）に置換されたヒンダードアミン系化合物の誘導体であればいずれも用いられる。

本発明において用いられる熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されないが、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが好ましく、例えば、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、プロピレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム及びアクリロニトリル−イソプレンゴム等のジエン系ゴム（エラストマー）、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン非共役ジエンゴム、エチレン−ブタジエン共重合体ゴム、結晶融解熱（ΔＨ）が１００ｇ／Ｊ以下である低結晶性プロピレン単独重合体、多段重合法によって得られるポリオレフィン、上記に挙げたゴム（成分）とポリエチレン樹脂及び／またはポリプロピレン樹脂との混合物を動的架橋して得られるポリオレフィン等が挙げられる。

なお、前記結晶融解熱（ΔＨ）とは、示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用いて、10℃/分の速度で溶解したときの融解ヒ゜ーク面積より計算した値のことであり、また、前記の多段重合法によって得られるポリオレフィンとは、反応器中で（ｉ）ハードセグメントと、（ｉｉ）ソフトセグメントとが２段階以上で多段重合されてなる共重合体である。（ｉ）ハードセグメントとしては、プロピレン単独重合体ブロック、あるいはプロピレンとα−オレフィンとの共重合体ブロッ
ク、例えば、プロピレン／エチレン、プロピレン／１−ブテン、プロピレン／エチレン／１−ブテン等の２元又は３元共重合体ブロックが挙げられる。また、（ｉｉ）ソフトセグメントとしては、エチレン単独重合体ブロック、あるいはエチレンとα−オレフィンとの共重合体ブロック、例えば、エチレン／プロピレン、エチレン／１−ブテン、エチレン／プロピレン／１−ブテン等の２元又は３元共重合体ブロックが挙げられる。

本発明において、難燃性樹脂フィルムの主成分である、上述のポリプロピレン系樹脂、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体及び熱可塑性エラストマーの３成分の合計含有量は、難燃性樹脂フィルム全体の８０〜１００重量％であることが好ましい。

本発明の難燃性樹脂フィルムには、上述の成分の他に、必要に応じて、他の合成樹脂や各種添加剤を含有することができ、例えば熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、アンチブロッキング剤及び着色剤等を使用することができるが、上述の３主要成分以外の成分の含有量は難燃性樹脂フィルム全体の２０重量％以下であることが好ましい。

前記他の合成樹脂としては、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）やスチレン−ブタジエンブロック共重合体等のスチレン−ブタジエン系熱可塑性エラストマー及びスチレン−イソプレン共重合ゴム等のスチレン系熱可塑性エラストマー（これらの水素添加物を含む）が挙げられる。

本発明の難燃性樹脂フィルムは、ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有するフィルムであって、メルトフローレート（ＪＩS K７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が４０ｇ／１０分以上、引張破断伸びが１００％以上である難燃性樹脂フィルムである。

本発明の難燃性樹脂フィルムは、ポリ塩化ビニル系樹脂や、ハロゲン化合物等の難燃剤を含有しないため、廃棄時の有害ガス発生を抑えることができる。

また、本発明の難燃性樹脂フィルムは、必要に応じて積層構造とすることができる。その場合、ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有する樹脂組成物が、難燃性樹脂フィルム全体の８０〜１００重量％であることが好ましい。

本発明の難燃性樹脂フィルムには、必要に応じて、他の添加剤や接着剤、他の合成樹脂層等を含有することができるが、ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有する樹脂組成物以外の含有成分は、難燃性樹脂フィルム全体の２０重量％以下であることが好ましい。

本発明の好ましい態様においては、前記熱可塑性エラストマーの含有量は、５〜９５重量部、より好ましくは４０〜８０重量部である。上記の特定値よりも前記熱可塑性エラストマーが多いとフィルムの加工性が低下し、上記の特定値よりも前記熱可塑性エラストマーが少ない場合、柔軟性に欠ける。

本発明の好ましい態様においては、前記ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体の含有量は、好ましくは０．５〜２重量部、より好ましくは０．５〜１．５重量部である。上記の特定値よりも前記ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体が多いとフィルムの加工性が低下し、上記の特定値よりも前記ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体が少ない場合、難燃性が不十分となる。

本発明の難燃性樹脂フィルムを構成する樹脂組成物のメルトフローレート（ＪＩS K７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が４０ｇ／１０分以上、好ましくは、５０ｇ／１０分以上である。上記の特定値よりもメルトフローレート値が低い場合、難燃性が得られない。また、メルトフローレート値が２００ｇ／１０分よりも高い場合、分子量が小さ過ぎることからフィルム強度が不十分となり好ましくない。

また、本発明の難燃性樹脂フィルムの引張破断伸び（％）（ＪＩＳＫ７１２７、２３℃、６０％Ｒ．Ｈ．引張速度３００ｍｍ／分）が１００％より低いものは実用上供さないので好ましくない。

本発明の好ましい態様においては、フィルムの酸素指数は、２６．０以上である。上記の特定値よりも酸素指数が高い場合、フィルムの難燃性が不十分となり、好ましくない。

本発明の好ましい態様においては、該難燃性樹脂フィルムの厚みは、０．０３〜０．４ｍｍであり、更に好ましくは、０．０６〜０．１５ｍｍである。上記の特定値よりもフィルムの厚みが薄い場合、フィルムが破れやすくなり、また、上記の特定値よりもフィルムの厚みが厚い場合、フィルムの柔軟性が損なわれる。

次に、本発明の難燃性樹脂フィルムの製造方法を説明する。

本発明の難燃性樹脂フィルムの製造方法は、ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有するフィルムを製造する工程と、得られたフィルムに放射線を照射する工程とを有する。

前記フィルムを製造する工程においては、Ｔダイ押出し成形法等の押出し成形法、インフレーション成形法及びカレンダー成形法等の一般的なポリオレフィン系樹脂フィルムの成形方法が用いられるが、特に本発明で用いるポリオレフィン系樹脂は押出し成形機が適している。尚、押出しの際の樹脂組成物のメルトフローレートは、１〜２０ｇ／１０分、好ましくは、５〜１５ｇ／１０分である。樹脂組成物のメルトフローレートが上記の特定値よりもメルトフローレート値が低い場合、溶融粘度が高くなり過ぎて押出加工しづらいという不具合が生じ、上記の特定値よりもメルトフローレート値が高い場合、溶融粘度が低くなり過ぎて流動性が高くなることから加工しづらいためである。

前記フィルムに放射線を照射する工程においては、照射方法は特に限定されず、公知の照射装置を用いることができるが、前記放射線が電子線であることが好ましく、また、前記電子線のエネルギーが、３０〜５００ｋＧｙであることが好ましい。前記電気線のエネルギーが３０ｋＧｙよりも小さいと難燃性が得られず、５００ｋＧｙよりも大きいとフィルム強度が不足する。

前記電子線照射装置としては、例えば、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の電子線照射装置を用いることができる。

こうして得られる本発明の難燃性樹脂フィルムは、機械的強度や柔軟性に優れ、且つフィルム表面のベタ付き感がない。また、ＭＦＲが４０ｇ／１０分以上であって、高度な難燃性を兼ね添えるものであることから、特に、電気・電子製品、自動車、建築部材等の高度な難燃性を要求する分野において好ましく用いられる。

以下、本発明の実施形態を実施例を用いて詳述するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１〜３、比較例１〜４＞
各々表１に記載されている配合に従い、実施例１は単層構造、実施例２〜３と比較例１〜４は、第１層、第２層、第３層の順で積層された３層構造のフィルムとした。各層に用いられる樹脂及び配合剤は、ペレット状態でドライブレンドし、東芝機械製単軸押出機（５０φｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２）のホッパーに、ブレンドした原料を投入し、押出機温度をＣ１：２１０℃、Ｃ２：２４０℃、Ｃ３：２４０℃、Ｃ４：２４０℃、Ｃ５：２４０℃のように設定し、５５０ｍｍ幅Ｔダイ（温度設定２４０℃ リップ開度０．３ｍｍ）から押出した。押出された溶融樹脂は、冷却ロールを備えた巻き取り機（冷却ロール７００ｍｍ幅×φ３５０ｍｍ、ロール温度３０℃）にて冷却固化、巻取りし、ＥＬＥＣＴＲＯＣＵＲＴＡＩＮＣＢ１７０（アイグラフィックス社）を用い加速電圧１６５ｋＶで電子線照射す
ることで実施例１〜３および比較例１〜４のフィルムを各々得た。

評価項目は、得られた各フィルムについて、以下の要領で評価を行った。

＜評価＞
（１）メルトフローレート
フィルムを構成する樹脂組成物のメルトフローレートをＪＩＳＫ７２１０（２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）に従って測定した。

（２）成形性
フィルム成形時の加工性、フィルム外観を確認し、良好なものは○、ひどく劣るもの、フィルム化できないものは×で示した。×は実用に供することができない。

（３）難燃性の評価
フィルムから試験片（寸法：長さ１３０ｍｍ、幅６５ｍｍ）を採取し、この試験片をＪＩＳＫ７２０１の酸素指数法による高分子材料の燃焼試験方法に準じて燃焼させ、試験片の燃焼時間が３分以上継続して燃焼するか、または着炎後の燃焼長さが５０ｍｍ以上燃え続けるのに必要な酸素流量とその時の窒素流量を流量計にて測定し、下記式（Ａ）により酸素指数を求め、該酸素指数で難燃性を評価した。なお、酸素指数の値が大きいほど難燃性が高い。

酸素指数（Ｏ.Ｉ.）＝｛[Ｏ2]／（［Ｏ2］＋［Ｎ2］）｝×１００・・・（Ａ）
（式中、［Ｏ2］は酸素の流量（l／分）、［Ｎ2］は窒素の流量（l／分）である。）
（４）透明性の評価
ＪＩＳＫ７１０５に従い、フィルムから採取した試験片のヘイズを測定した。

（５）強度の評価
ＪＩＳＫ７１２７に従い、フィルムから採取した試験片（図３記載のダンベル）を２３℃、６０％Ｒ．Ｈ．の雰囲気下、引張試験機にて引張速度３００ｍｍ／分で引張破断伸び（％）を測定した。引張破断伸びが１００％より低いものは実用上供さない。

尚、実施例、比較例において各樹脂および配合剤は、具体的にはそれぞれ次の通りである。

ＰＰ；ホモＰＰ（日本ポリプロ（株）社製、ノバテックＰＰＭＡ３ＵＭＦＲ１５．５ｇ／ｍｉｎ）
エラストマー；オレフィン系エラストマー（サンアロマー（株）社製、キャタロイＣ２００ＦＭＦＲ６ｇ／ｍｉｎ）
ＮＯＲ；ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体（チバ・ジャパン社製ＦＬＡＭＥＳＴＡＢＮＯＲ１１６ＦＦ）
本発明に係る組成物は押出成形により外観の良好なフィルムを作成することができ、得られた本発明のフィルムは、難燃性に優れるものであった（実施例１〜３）。特に、樹脂組成物のメルトフローレート（ＪＩＳK７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が５５ｇ／１０分である実施例３は、より難燃性に優れものであることが明らかとなった。

これに対し、比較例１、３のフィルムは、強度は優れるものの、難燃性が劣るものであった。比較例２のフィルムは、難燃性は優れるものの、強度が劣るものであった。比較例４は加工性が悪く、外観の良いフィルムが得られなかった。

Claims

ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有する難燃性樹脂フィルムであって、該フィルムを構成する樹脂組成物のメルトフローレート（ＪＩＳ K７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が４０ｇ／１０分以上、引張破断伸びが１００％以上である難燃性樹脂フィルム。
難燃性樹脂フィルムを構成する樹脂組成物のメルトフローレート（ＪＩＳ K７２１０、２３０℃、２．１６ｋｇｆ）が５０ｇ／１０分以上である請求項１記載の難燃性樹脂フィルム。
酸素指数が２６．０以上である請求項１又は２記載の難燃性樹脂フィルム。
ポリプロピレン系樹脂５〜９５重量部及び熱可塑性エラストマー５〜９５重量部の計１００重量部に対して、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体０．５〜３．０重量部を含有するフィルムを製造した後、該フィルムに放射線を照射することを特徴とする難燃性樹脂フィルムの製造方法。
前記放射線が、電子線である請求項４記載の難燃性樹脂フィルムの製造方法。
前記電子線のエネルギーが、３０〜５００ｋＧｙである請求項５記載の難燃性樹脂フィルムの製造方法。