(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性が、（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性との算術平均より大きいことを前提として、
（ａ）高分子材料ならびに、（ｂ）（i）ＡＳＴＭ Ｄ-1925 により測定して 20 ないし 40 の範囲の黄色指数（ＹＩ）を有する第 1 のアルキレンビス-(テトラブロモフタルイミド）難燃剤；および（ii）2 ないし 15 の範囲の黄色指数(ＹＩ)値（ＡＳＴＭ Ｄ-1925）を有する第 2 のアルキレンビス-(テトラブロモフタルイミド）難燃剤を含有する難燃量の難燃剤混和物を含む、増強された紫外光安定性を有する難燃性高分子組成物。
【請求項２】
高分子材料と（i）ＡＳＴＭ Ｄ-1925 により測定して 20 ないし 40 の範囲の黄色指数（ＹＩ）値を有する第 1 のアルキレンビス-(テトラブロモフタルイミド）難燃剤；および（ii）2 ないし 15 の範囲の黄色指数(ＹＩ)値（ＡＳＴＭ Ｄ-1925）を有する第 2 のアルキレンビス-(テトラブロモフタルイミド）難燃剤の混和物とを含有する難燃化した配合体を形成させて、この難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性を（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性との算術平均より大きくする段階を含む、高分子材料から製造した物品の紫外光安定性を増加させる方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、本件難燃剤組成物を含有する重合体配合体から製造した物品の紫外光（ＵＶ）安定性の共働的な増加を与える難燃性成分の独特な混和物に関するものである。
【０００２】
典型的には、重合体材料の ＵＶ 安定性は無色または無色に近い有機物質である ＵＶ 安定剤により与えられる。紫外放射線は、重合体材料中にに見いだされる共有結合の解離エネルギーを超えるのに十分なエネルギーの量子を含有する。ＵＶ 安定剤を使用しなければ、ＵＶ 放射線を含有する可視光が重合体材料を変色させ、脆くし；保護被膜をひび割れさせ、粉末を生じさせ、剥がれさせ；顔料および染料を褪色させる原因となり得る。したがって、難燃性配合体の光安定性を増加させる添加剤が一般的に必要である。本発明の目的には、“ＵＶ 安定性”の語は配合体、混和物、またはこの種の配合体もしくは混合物から製造した物品の光安定性をも表すものとして使用する。
【０００３】
重合体材料の光誘起分解を減少させるために使用する化合物の類には、ＵＶ 吸収剤、遮蔽アミン類、ニッケルキーレート類、遮蔽フェノール類、およびアリールエステル類が含まれる。市販の ＵＶ 吸収剤には 2-ヒドロキシベンゾフェノン、2-(2'-ヒドロキシフェニル)-ベンゾトリアゾール、ジフェニルアクリル酸エステルおよびオキザルアニリドの誘導体が含まれる。遮蔽アミン光安定剤（ＨＡＬＳ）には、セバシン酸ビス-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジニル、キマスソルブ（CHIMASSORBR）944、およびチヌビン（TINUVINR）622 が含まれる。ニッケルキーレート、たとえばサイアソルブ（CYASORBR）ＵＶ 1084、イルガスタブ（IRGASTABR）2002、およびニッケルジアルキルジチオカルバメートも、その構造に応じてハイドロパーオキサイドを分解させ、遊離基を捕捉し、ＵＶ 放射線を吸収し、光励起発色団を抑制することにより、重合体物質の光安定化に寄与する。適当なアリールエステルには一安息香酸レゾルシノール、サリチル酸フェニル、サリチル酸置換アリール、テレフタル酸ジアリール、およびイソフタル酸ジアリールが含まれる。
【０００４】
ＵＶ 安定剤添加剤の使用がこれらを含有する重合体材料の ＵＶ 安定性の十分な増加を提供するが、必要な ＵＶ 安定剤の量を増加させることなく重合体配合体の ＵＶ 安定性を増加させることに対する要求は引き続き存在する。
【０００５】
とりわけ、高分子材料と（i）ＡＳＴＭ Ｄ-1925 により測定して 20 ないし  40 の範囲の黄色指数（ＹＩ）を有する第 1 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）難燃剤；および （ii）2 ないし 15 の範囲の黄色指数（ＹＩ）値  （ＡＳＴＭ Ｄ-1925）を有する第 2 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）難燃剤の混和物または混合物とを含有する難燃化した配合体を形成させることにより、高分子配合体から製造した物品の ＵＶ 安定性を増強し得ることが見いだされた。驚くべきことには、得られた難燃化配合体から製造した試験小板の紫外光安定性は、（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の紫外光安定性と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の紫外光安定性との算術平均より大きいことが見いだされた。この ＵＶ 安定性における比例的なもの以上の増加は、（i）と（ii）とを含有する高分子配合体から製造した試験小板の ＹＩ 値が（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の ＹＩ 値と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の ＹＩ 値との算術平均と実質的に同一であるので、全く予期し得ないものであった。
【０００６】
他の具体例においては、本発明は増強された ＵＶ 安定性を有する難燃性高分子配合体を提供する。本件配合体は：本件難燃化配合体から製造した試験小板の紫外光安定性が、（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の紫外光安定性と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の紫外光安定性との算術平均より大きいことを前提として、（ａ）高分子材料ならびに（ｂ）（i）ＡＳＴＭ Ｄ-1925 により測定して20 ないし 40 の範囲の黄色指数（ＹＩ）を有する第 1 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）難燃剤；および（ii）2 ないし 15 の範囲の黄色指数（ＹＩ）値（ＡＳＴＭ Ｄ-1925）を有する第 2 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）難燃剤を含有する難燃剤量の難燃剤の混和物または混合物を含む。
【０００７】
本発明記載の方法および配合体に使用される高分子材料は、セルローズ性の材料であっても重合体材料であってもよい。例示的な重合体は：架橋した、または架橋していないオレフィン重合体、たとえばエチレン、プロピレン、およびブチレンの単独重合体；この種のアルキレン単量体の 2 種または 3 種以上の共重合体および 1 種または 2 種以上のこの種のアルキレン単量体と他のいずれかの共重合可能な単量体との共重合体、たとえばエチレン／プロピレン共重合体、エチレン／アクリル酸エチル共重合体、およびエチレン／酢酸ビニル共重合体；オレフィン性不飽和単量体の重合体、たとえばポリスチレンたとえば高耐衝撃性ポリスチレンおよびスチレンの共重合体；ポリウレタン；ポリアミド；ポリイミド；ポリカーボネート；ポリエーテル；アクリル樹脂；ポリエステル特にポリ-(エチレンテレフタレート）およびポリ-(ブチレンテレフタレート）；エポキシ樹脂；アルキル樹脂；フェノール樹脂；弾性体、たとえばブタジエン／スチレン共重合体およびブタジエン／アクリロニトリル共重合体；アクリロニトリル、ブタジエンおよびスチレンの三元共重合体；天然ゴム；ブチルゴム；ならびにポリシロキサンである。本件重合体はまた種々の重合体の混和物であってもよい。さらに、本件重合体は適宜に化学的手段により、または照射により架橋したものであってもよい。特に好ましい高分子材料は、高耐衝撃性ポリスチレン、およびアクリロニトリル／ブチル／スチレン三元共重合体である。
【０００８】
本発明の目的には、アルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）のアルキレン基は 2 ないし 6 個の炭素原子を含有する。市販のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）には Ｎ,Ｎ'-1,2-エチレンビス-(3,4,5,6-テトラブロモフタリミド）が含まれる。したがって、20 ないし 40 の範囲の ＹＩ 値を有する第 1 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）は米国特許第 4,092,345 号に従って製造することもでき、エチル社（Ethyl Corporation）からセイテックス（SAYTEXR）ＢＴ-93R 難燃剤として商業的に得ることもできる。2 ないし 15 の範囲の ＹＩ 値を有する第 2 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）は米国特許第 4,125,535；4,914,212；4,992,557；または 4,990,626 号に従って製造することもでき、エチル社からセイテックスR ＢＴ-93R Ｗ 難燃剤として商業的に得ることもできる。
【０００９】
本発明記載の配合体を製造する際には、通常の混和技術または混合技術を使用することができる。この種の技術には、単スクリュー押出し機もしくは双スクリュー押出し機、高強度混合機または連続混合機の使用が含まれる。
【００１０】
本件高分子配合体は、典型的には 75 ないし 99 重量％の高分子材料、好ましくは 80 ないし 99 重量％の高分子材料と、1 ないし 25 重量％の難燃剤の混和物または混合物、好ましくは 1 ないし 20 重量％の難燃剤の混和物または混合物を含有するであろう。他の添加剤たとえば難燃共働剤、酸化防止剤、可塑剤、充填剤、顔料、ＵＶ 安定剤、分散剤、または熔融流動性改良剤も本件配合体中に使用することができる。
【００１１】
（i）および（ii）の難燃剤の混和物または混合物を形成させ、ついで、これを難燃性付与量で高分子材料に添加することも、双方の難燃剤を高分子材料に個々に添加して工程内で難燃化した高分子配合体を形成させることもできる。したがって、難燃剤（i）および（ii）の導入の順序は本発明にとって決定的なものではなく、いかなる順序ででも添加することができる。
【００１２】
本件難燃剤混和物または混合物は、1 ないし 99 重量％の第 1 の難燃剤および 99 ないし 1 重量％の第 2 の難燃剤を含有することができる。好ましくは、本件難燃剤混和物は 50 ないし 85 重量％の第 1 の難燃剤と 50 ないし 15 重量％の第 2 の難燃剤とを含有し、最も好ましくは約 3：1 の重量比の第 1 の難燃剤と第 2 の難燃剤とが本件難燃剤混和物または混合物中に存在する。いかなる難燃化高分子配合体にも上記の第 1 の難燃剤と第 2 の難燃剤との比率が選択されるにも拘わらず、本件難燃化配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性が（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性との算術平均より大きいことは決定的である。最も好ましい具体例においては、本件難燃化配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性は（i）または（ii）のいずれかを含有する難燃化配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性より大きい。
【００１３】
高分子配合体の ＵＶ 安定性は、重合体工業において典型的に使用されるいかなる技術の 1 種または 2 種以上を用いても測定することができる。この種の技術には、ＡＳＴＭ Ｄ-4459 記載の 100 時間キセノンアーク試験および 300 時間キセノンアーク試験、または ＡＳＴＭ Ｄ-4674 記載のヒューレットパッカード（Hewlett Packard）ＵＶ（ＨＰＵＶ）試験が含まれる。その試験法が工業界に一般に受容されており、合理的に再現し得る結果を与えるならば、ＵＶ 安定性を測定するための試験法は、本発明には決定的なものではない。
【００１４】
本件明細書に開示した難燃化配合体から製造した試験小板の Ｙ.Ｉ．値は、ハンターラブ（HunterLab）カラーケスト型（Model ColorquestR）積分球を用い、ＡＳＴＭ Ｄ-1925 に従って得た。Ｙ.Ｉ．値は計算値、すなわち式中の“ａ”、“ｂ”および“Ｌ”の値が測定値である Ｙ.Ｉ．＝ 100(0.72ａ ＋ 1.79ｂ)/Ｌ である。“ａ”値は正の値の場合には赤色度を、0 の場合には灰色度を、負の値の場合には緑色度を表す。“ｂ”値は正の値の場合には黄色度を、0 の場合には灰色を、負の値の場合には青色度を表す。“Ｌ”値は明度を表し、完全な白色の100 から黒色の 0 まで変化する。“Ｌ”値は工業界において、ある人々により材料の白度の程度の意味を担うものとして使用されている。粉末難燃剤およびその混合物の Ｙ.Ｉ．値は、一般にはハンターラブカラーケストR 45°/0°型を用い、 ＡＳＴＭ Ｄ-1925 に従って得られる。この ＡＳＴＭ 法の（Ａ）改良法のみが、粉末試料を石英製の試料カップに入れ、このカップを紙ノートのパッド上で、カップをこのノートパッドの約 5 cm 上に上昇させて約 1 分以内に約 100 回軽く叩き、パッドに平坦に叩き落とす。この方法を使用して再現性の有る結果が得られる。
【００１５】
理論に束縛されることを望むものではないが、本件明細書中に記載した第 1 の難燃剤と第 2 の難燃剤との混合物を含有する難燃性高分子配合体の ＵＶ 安定性を増加させる共働効果が存在すると考えられる。この共働効果が、（i）と（ii）とを含有する配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性を、（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性との算術平均から期待されるものより大きくする結果を生む。“算術平均”の語は、個々の配合体、すなわち、第 1 の難燃剤（i）を含有する第 1の配合体（Ａ）、および第 2 の難燃剤（ii）を含有する第 2 の配合体（Ｂ）から製造した試験小板の実際の ＵＶ安定性の合計から計算した平均値を意味する。したがって、算術平均は以下の式により計算することができる：
ＵＶ 安定性（平均値）＝（Ａ の ＵＶ 安定性）×（難燃剤混和物中の（i）の重量％）＋（Ｂ の ＵＶ 安定性）×（難燃剤混和物中の（ii）の重量％）
たとえば、難燃剤（i）のみを含有する試験小板は 35 の ＵＶ 安定性を有し、（ii）のみを含有する第 2 の試験小板は 13 の ＵＶ 安定性を有するとする。 この場合には、難燃剤の全重量を基準にして 50 重量％の（i）と 50 重量％の（ii）とを含有する難燃剤混和物から製造した試験小板の算術平均 ＵＶ 安定性は、上式に従って 24 である。
【００１６】
（ＵＶ 安定性（平均値）＝（0.5 × 35）＋（0.5 × 13）＝24）
本発明の目的には、配合体の ＵＶ 安定性は、難燃剤（i）もしくは（ii）、または（i）と（ii）との双方を含有する高分子配合体から製造した試験小板をハンターラブカラーケストR 積分球に入れる方法により、難燃剤を含有する試験小板の初期のハンター“Ｌ”、“ａ”および“ｂ”値を測定して得られる ΔＥ 値により示される。キセノンアークまたは ＨＰＵＶ 試験において、試験小板を選択した ＡＳＴＭ 試験法に指定されている規定の時間光に暴露したのちに、最終的なハンター“Ｌ”、“ａ”、“ｂ”値を測定し、以下の式により ΔＥ を計算する：
ＵＶ 安定性（ΔＥ）＝ √ΔＬ2 ＋ Δａ2 ＋ Δｂ2
式中：
ΔＬ ＝ Ｌ（初期）−Ｌ（最終）
Δａ ＝ ａ（初期）−ａ（最終）
Δｂ ＝ ｂ（初期）−ｂ（最終）
ΔＥ の減少は ＵＶ 安定性の増加を示し、これがより望ましい。本発明の利点をさらに説明するために、以下の実施例を提出する：
【００１７】
【実施例】
各試行ごとに、4 重量％の Ｓb2Ｏ3 と表に示した量の各難燃剤（i）および  （ii）を含有する難燃化した高耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）の 1000 グラムのバッチを製造した。配合体の残余の量は ＨＩＰＳ である。粉末と ＨＩＰＳ のペレットとを、押出しに先立ってプラスチックの袋の中で手で混合した。混合後、配合した樹脂を 175℃、190℃、215℃ および 215℃ の帯域温度を有するハーケブフラー（Haake Buchler）システム 40 双スクリュー押出し機で、70 ＲＰＭ で混和した。ついで、このストランドを再度ペレット化し、バッテンフェルト（Battenfeld）ＢＳＫＭ 100/40 射出成形機で、199℃、221℃ および   227℃ の温度様相で射出成形した。鋳型温度は 48℃、射出圧は約 1815 psia  （12.5 ＭＰa）であった。このようにして製造した試験小板のハンター値を、小板を ＵＶ 放射線暴露の前後において ＡＳＴＭ 試験法 ＨＰＵＶ（Ｄ-4674）および 300 時間キセノンアーク（Ｄ-4459）に従って測定した。難燃剤粉末混合物のハンター値も測定した。
【００１８】
0003650412.tif 000002
0003650412.tif 000003
上の表に示したように、試行 2、3 および 4 の ＵＶ 安定性は個々の難燃剤を含有する配合体から製造した試験小板の ＵＶ 安定性の算術平均より大きい。この結果は全く予期しされなかったものである。
【００１９】
本発明の変更は添付した特許請求の範囲の精神および領域の中に入るものである。
【００２０】
本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。
【００２１】
1．  難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性が、（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性との算術平均より大きいことを前提として、（ａ）高分子材料ならびに、（ｂ）（i）ＡＳＴＭ Ｄ-1925 により測定して 20 ないし 40 の範囲の黄色指数（ＹＩ）を有する第 1 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）難燃剤；および（ii）2 ないし 15 の範囲の黄色指数（ＹＩ）値（ＡＳＴＭＤ-1925）を有する第 2 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）難燃剤を含有する難燃剤量の難燃剤混和物を含む、増強された紫外光安定性を有する難燃性高分子組成物。
【００２２】
2．  上記の難燃剤量が樹脂プラス難燃剤（i）および（ii）の合計重量の 1 ないし 20 重量％の範囲であることを特徴とする 1 記載の配合体。
【００２３】
3．  上記の高分子配合体中の（i）の（ii）に対する重量比が約 3：1 であることを特徴とする 1 または 2 のいずれかに記載されている配合体。
【００２４】
4．  上記の高分子材料が高耐衝撃性ポリスチレンであることを特徴とする先行する各項のいずれかに記載されている配合体。
【００２５】
5．  上記の高分子材料がアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン三元共重合体であることを特徴とする 1 ないし 3 のいずれかに記載されている配合体。
【００２６】
6．  高分子材料と（i）ＡＳＴＭ Ｄ-1925 により測定して 20 ないし 40 の範囲の黄色指数（ＹＩ）値を有する第 1 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）難燃剤；および（ii）2 ないし 15 の範囲の黄色指数(ＹＩ)値（ＡＳＴＭＤ-1925）を有する第 2 のアルキレンビス-(テトラブロモフタリミド）難燃剤の混和物とを含有する難燃化した配合体を形成させて、この難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性を（i）は含有するが（ii）は含有しない難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性と（ii）は含有するが（i）は含有しない難燃化した配合体から製造した試験小板の紫外光安定性との算術平均より大きくする段階を含む、高分子材料から製造した物品の紫外光安定性を増加させる方法。
【００２７】
7．  上記の高分子配合体が高分子材料と難燃剤（i）および（ii）との合計重量を基準にして 1 ないし 20 重量％の（i）プラス（ii）を含有することを特徴とする 6 記載の方法。
【００２８】
8．  高分子配合体中の（i）の（ii）に対する重量比が約 3：1 であることを特徴とする 6 または 7 のいずれかに記載されている方法。
【００２９】
9．  上記の高分子材料が高耐衝撃性ポリスチレンであることを特徴とする 6 ないし 8 のいずれかに記載されている方法。
【００３０】
10．  上記の高分子材料がアクリロニトリル／ブタジエン／スチレン三元共重合体であることを特徴とする 6 ないし 8 のいずれかに記載されている方法。