JP2798396B2 - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自己潤滑性と難燃性を同時に有したABS系樹
脂組成物に関する。

（従来技術及び問題点） 現在、OA機器であるプリンター、ファックス等の内部
機構部品にエンジニアリングプラスチック（以下エンプ
ラという）と称される材料が広く使用されている。この
エンプラの代表的なものとしてはポリアセタール、ナイ
ロン、ポリブチレンテレフタレート等が挙げられる。こ
れらのエンプラが使用されるに至った経緯は、金属代替
材料としてエンプラが耐熱性、耐久性そして機構部品
（特に歯車部品）に必要な耐摩耗性及び自己潤滑性を有
していたからである。このエンプラの中でもポリアセタ
ールは特に自己潤滑性が優れているところから、各種OA
機器、ファックス、レーザービームプリンターの歯車の
材料として大量に使用されている。

一方、OA機器等の電気製品は米国においては、UL規格
により難燃性の基準が厳密に定められている。現在のと
ころ、OA機器の機構部品の難燃性の基準は低いが徐々に
厳しくなっている状況であり、従来遅燃性（UL94 HB）
でよかった基準が、難燃性（UL−94 V2クラス以上）を
求められている。

しかし、現在使用されているポリアセタールは、元来
非常に燃焼しやすく、このような状況にあわせて難燃化
することが非常に困難である。又、他の難燃化したエン
プラを使用する場合でも非常に高価なものとなってしま
う。

安価な材料として汎用樹脂が種々挙げられるが、中で
もABS系樹脂は、耐熱性、耐衝撃性及び耐薬品性等物性
バランスが優れている上に成形性の良い樹脂であり、こ
の樹脂単体では難燃性及び自己潤滑性は無いものの難燃
化及び自己潤滑化はそれぞれ公知技術としてすでに知ら
れている。特に難燃化技術は一般に熟知されており、自
己潤滑化技術についてもパラフィン系オイルの添加によ
る方法等がすでに知られている（特開昭61−148253号公
報）。

しかし、自己潤滑化の手段としてパラフィン系オイル
等の可燃性の潤滑油を樹脂に添加することは難燃性を阻
害するものであり、難燃性と優れた自己潤滑性を同時に
満足しうるABS系樹脂組成物はまだ得られていなかっ
た。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、上記問題点を解決する方法として難
燃性でありさらに優れた自己潤滑性を持った安価な樹脂
組成物を提供するものである。

（問題点を解決する為の手段） 発明者はABS系樹脂100重量部に対して臭素系難燃剤10
〜20重量部、難燃助剤として平均粒径１μｍ以下の三酸
化アンチモン１〜５重量部及びシリコーンオイル0.5〜1
0重量部を添加することにより自己潤滑性の優れた難燃
性樹脂組成物を得ることができた。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明に使用するABS系樹脂としては特に制限するも
のは無い。具体例を示せばアクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレンの３元共重合体、若しくはアクリロニトリ
ル−スチレンの共重合体とアクリロニトリル−ブタジエ
ン−スチレンの３元共重合体の混合物、つまり一般にAB
S樹脂として知られている樹脂、さらに、上記重合体の
構成単量体として耐熱性の向上の為にスチレンをα−メ
チルスチレンに一部又は全部置換した耐熱ABS樹脂、お
よび単量体成分としてメチルメタクリレート等の他成分
単量体を導入したベース樹脂がABS樹脂であるもの等が
挙げられる。

本発明において樹脂の難燃化の手段として臭素系難燃
剤を添加することは必須であるが、臭素系の難燃剤であ
れば特に限定しない。具体例を示すならばテトラブロモ
ビスフェノールA,デカブロモジフェニルオキサイド、オ
クタブロムフェニルエーテル、ポリジブロムフェニルエ
ーテル等のものが挙げられる。

臭素系難燃剤の添加量としては樹脂100重量部に対し
て10〜20重量部に限定される。なぜならば10重量部未満
だと難燃性が得られず、20重量部を超えると機械的物性
の低下が著しく実用に供さない為である。

本発明において難燃助剤として三酸化アンチモンを添
加することは必須であり、三酸化アンチモンの平均粒径
は１μｍ以下であり、添加量は樹脂100重量部に対して
１〜５重量部である。なぜならば三酸化アンチモンの平
均粒径が１μｍを超えると自己潤滑性が低下し、１重量
部未満の添加だと期待される難燃性が得られず、難燃剤
の量を機械的物性を低下させるレベルまで添加させなく
てはならなくなり、５重量部を超えると機械的物性及び
自己潤滑性を低下させてしまうからである。

本発明において使用するシリコーンオイルは樹脂に内
包させる添加量は制限されるが、その種類は特に制限は
無く以下の式で示したポリシロキサン結合を有する線状
の重合体で、一般にシリコーンオイルと称される物を使
用する。

但し式中のX,Yは、アルキル基、フェニル基、ハロア
ルキル基又はハロフェニル基等を、そしてｎは繰り返し
単位数を示す。

シリコーンオイルとしては、安価で入手しやすく、自
己潤滑性付与効果の高いことから前記式のＸ及びＹがメ
チル基であるポリジメチルシロキサンを用いる事が好ま
しい。又、特に規定するものでは無いが、シリコーンオ
イルの粘度としては樹脂への添加を考えた場合、加工性
能から1000〜30000cs（25℃）のものを使用することが
望ましい。

本発明で使用するシリコーンオイルの添加量は樹脂10
0重量部に対して0.5〜10重量部である。なぜならば、0.
5重量部未満では樹脂組成物に自己潤滑性がみられず10
重量部を超えると樹脂組成物製造時の加工性に支障をき
たすと共に、成形物の機械的物性が低下して実用に供さ
なくなるからである。さらにシリコーンオイルの望まし
い添加量は、加工性、自己潤滑性及び機械的物性の面か
ら樹脂100重量部に対して２〜５重量部である。

本発明において、難燃剤及びシリコーンオイルを樹脂
に添加する際、より均一な分散を期待して例えばエチレ
ンビスステアリン酸アマイド、金属石鹸（ステアリン酸
マグネシウム等）等の加工助剤を添加してもよい。

又、樹脂組成物の加工時の熱劣化を防ぐ為に、例えば
リン系、或いはヒンダードフェノール系等の安定剤を添
加しても良い。

本発明の自己潤滑性を有したABS系難燃性樹脂組成物
を製造する方法は特に制限は無い。具体例を示すなら
ば、樹脂、臭素系難燃剤、三酸化アンチモン、シリコー
ンオイル及び各種添加剤をヘンシェルミキサー等の混合
機により混合した後、単軸や２軸の押出機等の混練機で
溶融混練して得る方法、樹脂及び難燃剤等各種添加剤を
ヘンシェルミキサーにより混合した後、単軸や２軸の押
出機等の混練機で溶融混練中にシリコーンオイルを添加
して得る方法等がある。

（実施例） 以下に実施例を挙げて本発明の効果をさらに詳述する
が、本発明のこれらの実施例に限定されるものではな
い。

なお実施例及び比較例に記載のABS系樹脂は以下の成
分から構成される。

エラストマー成分として、ポリブタジエンの存在
下、アクリロニトリル及びスチレンを、構成単量体の重
量組成比がアクリロニトリル＝12.5/ブタジエン＝50/ス
チレン＝37.5になるようにグラフト共重合させたエラス
トマー。

耐熱AS樹脂（アクリロニトリルとα−メチルスチレ
ンの共重合体）として、構成単量体の重量組成比がアク
リロニトリル＝30/α−メチルスチレン＝70であり、相
対粘度（30℃下、樹脂500mgをメチルエチルケトンに溶
解し50mlにした溶液の粘度）が1.6である耐熱AS樹脂。

AS樹脂（アクリロニトリルとスチレンの共重合体）
として、構成単量体の重量組成比がアクリロニトリル＝
25.5/スチレン＝74.5であり相対粘度（30℃下、樹脂500
mgをメチルエチルケトンに溶解し50mlにした溶液の粘
度）が1.6lであるAS樹脂。

前記、、で規定されるエラストマー、耐熱AS樹
脂、AS樹脂の重量比がそれぞれ35重量部、20重量部、45
重量部であるABS樹脂。

実施例１〜３、及び比較例１、２ ABS系樹脂に臭素系難燃剤、難燃助剤、加工助剤、シ
リコーンオイル及び安定剤を第１表（数字は重量比）に
記載の配合にてヘンシェルミキサーで混合した。その
後、同方向回転式二軸押出機を使用し、シリンダー温度
220℃で溶融混練してペレットを得た。

次に得られたペレットを、約３オンスの射出容量を持
つスクリュー式射出成形機を使用し、成形温度220℃、
金型温度50℃で成形し、引張強度、曲げ弾性率，加熱変
形温度、ノッチ付きアイゾット衝撃強度、対同質材比摩
耗量及び燃焼性測定用の試験片を得た。

比較例３ 市販されている標準的なポリアセタールのペレットを
実施例と同じ成形機を使用し、成形温度190℃、金型温
度80℃で成形し、引張強度、曲げ弾性率、加熱変形温
度、ノッチ付きアイゾット衝撃強度、対同質材比摩耗量
及び燃焼性測定用の試験片を得た。

得られた試験片についてASTM D−638に従い引張試
験、ASTM D−790規格に従い曲げ試験、ASTM D−648（荷
重は18.6kg/cm²）規格に従い耐熱試験、ASTM D−256規
格に従いノッチ付きアイゾット衝撃試験、UL−94規格に
従い垂直型燃焼試験を行った。尚、比較例２のポリアセ
タールは難燃性でない為、水平型燃焼性試験を行った。

又、対同質材比摩耗量の測定には東京試験機製作所製
のピンオンディスク式摩耗試験機を使用した。具体的な
試験方法は以下の通りである。

まず成形しておいたφ120×2mmの円板を下に、φ５×
30mmのピンを上にしてピンに荷重を1kgf掛けて円板と接
触させた。その後ピンを接触させたまま円板を回転速度
500rpm（2m/s）でピンの総摩耗距離が1kmになるまで回
転させ、この時の摩耗量（mm³）を測定した。最終的に
は、摩耗量を単価荷重（1kgf）単位距離（1km）あたり
の摩耗体積（mm³）を表す比摩耗量［mm³/（kgf−km）］
に換算した。

これらの試験結果を第２表に示す。

第２表にまとめた結果より、シリコーンオイルを内包
させたABS系難燃性樹脂組成物は比摩耗量が低く、自己
潤滑性に優れることが明らかである。又、シリコーンオ
イルの添加は難燃性、機械的物性を維持していることが
明らかである。

（発明の効果） 本発明のABS系難燃性樹脂組成物は、難燃性を持ちな
がら優れた自己潤滑性を示すものを得ることができる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ABS系樹脂100重量部に対し、臭素系難燃剤
   を10〜20重量部、難燃助剤として平均粒径１μｍ以下の
   三酸化アンチモン１〜５重量部及びシリコーンオイル0.
   5〜10重量部を含有することを特徴とする自己潤滑性に
   優れた難燃性樹脂組成物。