JPH0551504A - 低発煙性軟質塩化ビニル樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可塑剤としてラウリルジフェニルホスフェー
ト及び三酸化アンチモン、酸化亜鉛、多価アルコール系
安定化助剤を含有させることにより、熱安定性良好で難
燃性が高く、優れた低発煙効果を有した軟質塩化ビニル
樹脂組成物を提供する。 【構成】 塩化ビニル樹脂１００重量部に対し、ラウリ
ルジフェニルホスフェート３０〜７０重量部、三酸化ア
ンチモン１〜３０重量部、酸化亜鉛１〜１０重量部及び
多価アルコール系安定化助０．２〜５部とを配合するこ
とを特徴としている。 【効果】 優れた低発煙性を有し、さらに熱安定性、難
燃性、低温柔軟性、耐熱老化性にも良好な軟質塩化ビニ
ル樹脂組成物を提供することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軟質塩化ビニル樹脂組成
物に関し、さらに詳しくは熱安定性及び難燃性が高く、
優れた低発煙性を有し、かつ低温柔軟性及び耐熱老化性
にも優れた軟質塩化ビニル樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術及び問題点】一般に軟質塩化ビニル樹脂組
成物は難燃性に優れているため各種建築材、電線被覆材
料、日用品等多方面に汎用されている。しかし軟質塩化
ビニル樹脂組成物は他のポリマーに比較し、一旦燃焼す
ると多量の黒鉛を発生するため火災時の避難や消火活動
に支障をきたす難点があった。このため近年軟質塩化ビ
ニル樹脂組成物の低発煙化に関する研究が盛んとなり多
くの報告あった。

【０００３】特開昭６０−１１５４３号は低発煙化の目
的のため酸化亜鉛、硫化亜鉛、炭酸亜鉛、ケイ酸亜鉛等
の中から選ばれた亜鉛化合物を配合してなる塩化ビニル
樹脂組成物を開示している。しかしこの様な亜鉛化合物
を多量に配合することは、塩化ビニル樹脂組成物のいわ
ゆる亜鉛焼け現象を容易に引き起こし、通常塩化ビニル
樹脂組成物に配合されている熱安定剤の配合程度では熱
安定性を著しく損ねる欠点を有している。

【０００４】一方、亜鉛系金属石鹸を安定剤として配合
された塩化ビニル樹脂組成物は、熱あるいは日光をはじ
めとする光線で劣化分解し、その際塩化亜鉛を生成す
る。この塩化亜鉛が塩化ビニル樹脂組成物の劣化をさら
に促進するいわゆる亜鉛焼け現象を引き起こすので、こ
れを防ぐため多価アルコールまたは多価アルコール誘導
体が塩化亜鉛を捕捉する性質を利用し、多価アルコール
または多価アルコール誘導体を塩化ビニル樹脂に配合す
る方法が良く知られている。

【０００５】特開平１−２９７４４８は低発煙化の目的
のため塩化ビニル樹脂に三酸化アンチモン、酸化亜鉛、
多価アルコール系安定化助剤（例えば味の素（株）製プ
レンライザー ＳＴ２１０）を配合してなる塩化ビニル
樹脂組成物を開示している。さらにこの明細書中にはト
リクレジルホスフェート等のリン酸エステル系可塑剤と
三酸化アンチモン、酸化亜鉛、多価アルコール系安定化
助剤（例えば味の素（株）製プレンライザー ＳＴ２１
０）とを併用する配合が記載されているが、低発煙性が
十分でない。

【０００６】特開平２−２１５８５０は難燃性化の目的
のため塩化ビニル系樹脂に可塑剤としてモノアルキルジ
フェニルホスフェート及び水酸化マグネシウムを含有さ
せたことを特徴とする難燃性塩化ビニル系樹脂組成物を
開示している。さらにこの明細書中にはリン酸エステル
系可塑剤と水酸化マグネシウム配合に各種無機塩を配合
し低発煙効果が得られる処方が示されている。しかし低
発煙化は必ずしも充分とはいえなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、難燃
性で熱安定性を損なわずに燃焼時の発煙量を大幅に低減
させた低発煙性軟質塩化ビニル樹脂組成物を提供し、上
述の技術的問題点を解決することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前述の課題
を解決するため鋭意研究を重ね、各種モノアルキルジフ
ェニルホスフェートによる低発煙性軟質塩化ビニル樹脂
組成物の検討をした結果、アルキル鎖の分子構造の差に
より効果が異なることを見いだした。つまり分岐鎖より
直鎖、短鎖より長鎖の方が低発煙性効果の大きいこと
（ただしアルキル鎖のＣ数が大きすぎると塩化ビニル樹
脂との相溶性が悪くなり可塑剤として使用できなくなる
のでアルキル鎖のＣ数は１２までとする）、及びこれに
各種無機物を配合することにより低発煙性に効果がある
ことを発見し本発明を完成させた。即ち本発明の軟質塩
化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂１００重量部に
対し、ラウリルジフェニルホスフェート２０〜１５０重
量部、三酸化アンチモン１〜３０重量部、酸化亜鉛１〜
１０重量部及び多価アルコール系安定化助剤０．２〜５
重量部を配合することを特徴としている。

【０００９】本発明に使用される塩化ビニル樹脂は、通
常の塩化ビニル樹脂で良く、重合度の大小は問わない。

【００１０】可塑剤として用いられるモノアルキルジフ
ェニルホスフェートについて本発明者が詳しく研究した
結果、アルキル鎖の鎖長及び分岐鎖がある限定された範
囲内に存在することにより低発煙性および樹脂との相溶
性の両方に効果のあることが判った。現在可塑剤用途と
して広く知られているのはＣ数８のモノアルキルジフェ
ニルホスフェートであり、Ｃ数８より短いアルキル鎖を
有するものは低発煙効果において好ましくない。またＣ
数１０のものはＣ数８のものより低発煙性だが十分でな
い。一方Ｃ数が１３以上だと塩化ビニル樹脂に対する相
溶性が悪くなる。分岐鎖をもったモノアルキルジフェニ
ルホスフェートは発煙量が多く、かつ得られた製品の熱
安定性に欠ける欠点があった。

【００１１】本発明に用いるラウリルジフェニルホスフ
ェートは可塑剤として目的とする種々の用途に合わせ
て、塩化ビニル樹脂１００重量部に対し、２０〜１５０
重量部の範囲で適宜量添加される。配合量は少ないほど
煙は少なくなるが、可塑剤効果を加味すると３０重量部
以下では固くなり、１５０重量部以上では柔らかくなり
製品の品質に影響する。好ましくは３０〜７０重量部で
ある。

【００１２】本発明に使用される三酸化アンチモンは、
粒系が０．１〜２０μｍ程度の通常品で良い。三酸化ア
ンチモンの配合量は塩化ビニル樹脂組成物の目的とする
難燃グレードによって配合量が異なるものの、塩化ビニ
ル樹脂１００重量部に対し１〜３０重量部であり、難燃
性や他物性に与える影響から好ましくは３〜２０重量部
である。

【００１３】本発明に使用される酸化亜鉛は、粒系が
０．２〜２０μｍ程度の通常品で良い。酸化亜鉛の配合
量は塩化ビニル樹脂１００重量部に対し０．５〜１０重
量部であり、より好ましくは１〜５重量部である。

【００１４】酸化亜鉛の配合量が１重量部より少ないと
発煙抑止効果が小さく、逆に酸化亜鉛の配合量が１０重
量部以上では発煙抑止効果の伸びが停止してしまう。

【００１５】また他の亜鉛化合物例えば炭酸亜鉛では、
酸化亜鉛と比較して発煙量抑止効果が小さく、硫化亜鉛
では、鉛安定剤を配合した系での硫化汚染がある等、酸
化亜鉛以外の亜鉛化合物では実用化が困難である。

【００１６】本発明に使用される多価アルコール系安定
化助剤は、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリト
ール、トリペンタエリスリトール等を少なくとも一種類
含む多価アルコール、または該多価アルコールと酢酸、
プロピオン酸等の一価のカルボン酸やアジピン酸、グル
タミン酸等の二価の酸との部分エステルであってその分
子中に一個以上の水酸基を持つ化合物であれば良い。こ
の場合の多価アルコール系安定化助剤は多価アルコール
または多価アルコールと有機酸との部分エステルをそれ
ぞれ単独かまたはこれらの混合物であっても良い。配合
量は塩化ビニル樹脂１００重量部に対し、０．２〜５重
量部であり、好ましくは塩化ビニル樹脂と相溶性の良
い、ジペンタエリスリトールとアジピン酸との部分エス
テルと多価アルコールとの混合物であって該混合物中の
多価アルコールの含有率が１０〜８０重量％である混合
物（例えば味の素（株）製プレンライザー ＳＴ２１
０）を０．５〜３重量部である。

【００１７】本発明の軟質塩化ビニル樹脂組成物は、必
要に応じて前記以外に安定剤、滑剤、無機充填剤、難燃
剤、着色剤等を添加しても構わない。

【００１８】

【作用】本発明の軟質塩化ビニル樹脂組成物は、熱安定
性を損なうことなく、火炎に接した際の難燃性を保持し
つつ、燃焼時の発煙量を低下させる。さらに優れた低温
柔軟性と耐熱老化性を有する。

【００１９】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明をさら
に詳しく説明する。これらの実施例は本発明を限定する
ものではない。

【００２０】

【試験方法】

【試験片の調製】表１に示す実施例１〜４の組成物及び
表２に示す比較例５〜１３の組成物を６インチオーブン
ロールにて１６０℃、５分間、前ロール１１ｒｐｍ、後
ろロール１３．５ｒｐｍの回転数でロール混練後、１６
０℃、１００Ｋｇ／ｃｍ2 で５分間プレスし、厚さ３ｍ
ｍと厚さ０.５ｍｍと厚さ１ｍｍのシートを成型した。

【００２１】

【酸素指数】燃焼試験（ＪＩＳ Ｋ７２０１）を行い酸
素指数を求めた。試験片は厚さ３ｍｍのシートを使用し
た。

【００２２】

【発煙量】燃焼試験箱内に設置された燃焼炉により試料
表面を一定輻射熱（２．５Ｗ／ｃｍ2 ）で加熱し（ノン
フレーミング法はこのままだがフレーミング法では更に
プロパンガス５０ｍｌ／分、空気５００ｍｌ／分を供給
したバーナーの炎と併用し）発生する煙の量を光学的に
測定するＮＢＳ発煙性試験装置（東洋精機製作所（株）
製）により発煙量を測定し、次式に従って発煙量Ｄｓを
求めた。試験片は厚さ０.５ｍｍのシートを使用した。

【００２３】

【数１】

【００２４】上記の数式において、Ｄｓは視覚密度、Ｖ
は燃焼箱の容積、Ａは試験片の表面積、Ｌは光路長、Ｆ
0は入射光量、Ｆは伝播光量である。

【００２５】

【熱安定性】１８０℃ギヤー式オーブン内で加熱し、シ
ートが変色しついには黒色に着色するまでの時間を測定
し、シートの熱安定性の良否を判断した。試験片は０．
５ｍｍのシートを使用した。

【００２６】

【低温柔軟性】クラッシュバーグ試験（ＡＳＴＭ Ｄ−
１０４３）に準拠し、低温柔軟性を評価した。試験片は
１ｍｍのシートを使用した。

【００２７】

【耐熱老化性】加熱後引っ張り試験（ＪＩＳ Ｋ６７２
３）に準拠し、耐熱老化性を測定した。試験片は厚さ１
ｍｍのシートを使用した。

【００２８】得られた結果を表１、表２に示す。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】実施例１〜４により、ラウリルジフェニル
ホスフェートと三酸化アンチモンと酸化亜鉛とプレンラ
イザーＳＴ−２１０等の多価アルコール系安定化助剤の
混合物を併用することで、熱安定性を損なうことなく、
酸素指数の低下を防止し、優れた低発煙性が得られた。
また低温柔軟性、耐熱老化性において効果が見られた。

【００３２】一方、比較例の結果より、ラウリルジフェ
ニルホスフェート以外のアルキルジフェニルホスフェー
トと三酸化アンチモンと酸化亜鉛とプレンライザーＳＴ
−２１０等の多価アルコール系安定化助剤の混合物を併
用することでは、十分な低発発煙効果が得られない。ま
た三酸化アンチモンと酸化亜鉛とプレンライザーＳＴ−
２１０等の多価アルコール系安定化助剤の混合物を水酸
化マグネシウムで代替すると低発煙効果は得られるもの
の、酸素指数の向上が見られない。

【００３３】

【発明の効果】以上示したように、軟質塩化ビニル樹脂
組成物の従来の配合に替え、可塑剤としてラウリルジフ
ェニルホスフェートを用い、これと三酸化アンチモンと
酸化亜鉛とプレンライザーＳＴ−２１０等の多価アルコ
ール系安定化助剤の混合物を併用することで、難燃性を
損なわずに優れた低発煙性を持ちかつ低温柔軟性と耐熱
老化性に優れた軟質塩化ビニル樹脂組成物を得ることが
可能となった。これにより各種建材、電線被覆材料、日
用品等多方面に低発煙性塩化ビニル樹脂組成物として汎
用でき、火災時の避難や消火活動が従来に比べて容易と
なる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化ビニル樹脂１００重量部に対し、ラ
   ウリルジフェニルホスフェート２０〜１５０重量部、三
   酸化アンチモン１〜３０重量部、酸化亜鉛１〜１０重量
   部及び多価アルコール系安定化助剤０．２〜５重量部と
   を配合してなる軟質塩化ビニル樹脂組成物。
2. 【請求項２】 多価アルコール系安定化助剤が、（イ）
   多価アルコール、（ロ）多価アルコールと有機酸との部
   分エステル、または（イ）と（ロ）の混合物を配合して
   なる特許請求項１に記載の低発煙性軟質塩化ビニル樹脂
   組成物。