(57)【要約】【課題】  ハロゲン系難燃剤を使用しないながらも望む水準の不燃性およびノン・ドリップ（non-dripping）性を提供すると同時に、樹脂加工性および柔軟性が優れて一般的な押出工程にそのまま適用可能であり、柔軟性が優れた成形製品を製造することができる不燃性ポリオレフイン樹脂組成物を提供する。【解決手段】  不燃性ポリオレフイン樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂２５〜４０質量％、エチレンビニルアセテート樹脂１〜１０質量％、無機系水酸化物難燃剤４８〜６５質量％およびナノ粘土２〜１０質量％を含んでなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレン樹脂２５〜４０質量％、エチレンビニルアセテート樹脂１〜１０質量％、無機系水酸化物難燃剤４８〜６５質量％およびナノ粘土２〜１０質量％を含んでなることを特徴とする不燃性ポリオレフイン樹脂組成物。
【請求項２】
上記ポリエチレン樹脂は、密度が０．８９〜０．９６ｇ／ｃｍ3であり、且つ、溶融指数が４〜４０g/１０分であることを特徴とする請求項１に記載の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物。
【請求項３】
上記エチレンビニルアセテート樹脂は、ビニルアセテート含量が１０〜２７質量％であることを特徴とする請求項１に記載の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物。
【請求項４】
上記無機系水酸化物難燃剤は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムおよびこれらの混合物からなる群から選ばれたものであることを特徴とする請求項１に記載の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物。
【請求項５】
上記無機系水酸化物難燃剤は、数平均粒子サイズが０．５〜２５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物。
【請求項６】
上記ナノ粘土は、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ノントロナイト、バイデルライト、バーミキュライトおよびハロイサイトからなる群から選ばれた一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物。
【請求項７】
上記ナノ粘土は、アミン系化合物によって有機化処理されていることを特徴とする請求項１に記載の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物。
【請求項８】
タルクをさらに含んでなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不燃性ポリオレフイン樹脂組成物（INCOMBUSTIBLE POLYOLEFINRESIN COMPOSITION）に関するものであって、より詳しくは、ポリエチレン樹脂、エチレンビニルアセテート樹脂、無機系水酸化物難燃剤およびナノ粘土を含んでなり、従来の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物より少ない含量比の無機系水酸化物難燃剤を使用し、ナノ粘土を追加使用することにより、樹脂加工性、製品柔軟性および比重減少に因るノン・ドリップ（non-dripping）性が改善されながら不燃性は維持ないし向上される効果を得ることができる不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、不燃性ポリオレフイン樹脂組成物およびその成形製品は、不燃性という樹脂組成物の特性に因り、火災発生時、その消火を誘導するか若しくは火災が他の所に広がるのを抑制させる作用をする。従って、基本的に可燃性であるポリオレフイン樹脂組成物に不燃性を付与するために従来には主に、ハロゲン化合物系列の難燃剤を樹脂組成物に添加してきたが、ハロゲン系難燃剤が含有された不燃性樹脂組成物は火災時、人体に有害な気体を発生させる深刻な問題を有しているので、その使用に対する規制が漸次拡大されている所、これに対する代案としてハロゲン系難燃剤の代わりに、リン系難燃剤または無機系水酸化物難燃剤を含有する不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に対する需要が急速に増加している。
【０００３】
しかし、リン系難燃剤、特にリン酸エステル化合物系列のリン系難燃剤はポリオレフイン樹脂組成物に使用される場合に樹脂組成物の物性を弱化させ耐熱性を低下させる問題点があり、ポリオレフイン樹脂組成物に不燃性を付与するための添加剤として適当でない。
【０００４】
従って、最近では、無機系水酸化物難燃剤、特に、水酸化アルミニウムまたは水酸化マグネシウムを難燃剤としてポリオレフイン樹脂組成物に添加して使用する技術等が研究開発されている（特許文献１〜４）。上記技術等ではポリオレフイン樹脂組成物に難燃性を付与するために水酸化アルミニウムおよび/または水酸化マグネシウムを添加し、さらに、このような無機系難燃剤の添加に因る樹脂加工性および製品柔軟性の低下を防ぐために特定な組成の相溶化剤（compatibilizer）を特定な割合で追加して使用している。
【０００５】
しかし、上記無機系水酸化物難燃剤を使用する技術等にあっては、望む水準の不燃性を得るためには過量の無機系難燃剤を添加しなければならないし、別途の相溶化剤を添加しなければならないし、製造原価が上昇し製造工程が複雑になる等の問題点がある。
【０００６】
一方、最近、自動車内・外装材、電子部品、包装材、航空機部品等に使用するために開発が活発に推進されている素材としてナノ粘土（nano-clay）がある。ナノ粘土は、 ナノメーター水準の厚さを有する板状の物質で強度、耐熱性、ガス遮断性等の特性を画期的に向上させ得る素材であって、ゴム組成物に熱安定性と耐摩耗性を付与するためにナノ粘土を添加するか、またはポリカーボネート樹脂やＡＢＳ樹脂のように高いモジュラスと強度を要求する合成樹脂製品に難燃性を付与するためにリン系難燃剤と共にナノ粘土を使用する技術等が現在知られている（特許文献５及び６）。
【０００７】
しかし、これら技術等はタイヤ用ゴム組成物ないしポリカーボネート樹脂やＡＢＳ樹脂に適用可能なものであって、ポリオレフイン樹脂組成物の製造に適用するには樹脂加工性および製品柔軟性等の側面で問題点を有している。
【０００８】
従って、ハロゲン系難燃剤を使用しないながらも、望む水準の不燃性を提供すると同時に、樹脂の加工性および柔軟性と製品の柔軟性等が優れた不燃性ポリオレフイン樹脂組成物の開発が要求されている実情である。
【特許文献１】大韓民国登録特許第３７５６６５号公報
【特許文献２】大韓民国登録特許第３８５３６９号公報
【特許文献３】大韓民国登録特許第３９１９６６号公報
【特許文献４】大韓民国公開特許第２００１-８３５３４号公報
【特許文献５】大韓民国公開特許第２００２-４７８９２号公報
【特許文献６】大韓民国公開特許第２００２-２７７０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような従来技術の問題点等を解決しようと考案されたものであって、本発明の目的は、ハロゲン系難燃剤を使用しないながらも望む水準の不燃性およびノン・ドリップ（non-dripping）性を提供すると同時に、樹脂加工性および柔軟性が優れて一般的な押出工程にそのまま適用可能であり、柔軟性が優れた成形製品を製造することができる不燃性ポリオレフイン樹脂組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成する本発明に係る不燃性ポリオレフイン樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂２５〜４０質量％、エチレンビニルアセテート樹脂１〜１０質量％、無機系水酸化物難燃剤４８〜６５質量％およびナノ粘土２〜１０質量％を含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来の不燃性樹脂組成物より少ない量の無機系水酸化物難燃剤を含みながらも不燃性が優れ、無機系難燃剤含有量の減少に因り通常のポリオレフイン樹脂組成物の加工に使用される既存の設備で加工が可能なほどに加工性が優れ、既存の不燃性樹脂組成物に比べてはるかに優れた柔軟性を有する不燃性成形品の製造を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（本発明の構成）
本発明は、ポリエチレン樹脂２５〜４０質量％、エチレンビニルアセテート樹脂１〜１０質量％、無機系水酸化物難燃剤４８〜６５質量％およびナノ粘土２〜１０質量％を含んでなる不燃性ポリオレフイン樹脂組成物である。
【００１３】
本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に含まれる上記ポリエチレン樹脂は、密度が０．８９〜０．９６ｇ／ｃｍ3であり、溶融指数（ＭＩ）（ＡＳＴＭ Ｄ１２３８により、１９０℃、２１．１８Ｎ荷重（２．１６ｋｇ荷重）で測定）が４〜４０ｇ／１０分であるのが好ましく、本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物には２５〜４０質量％が含まれる。該含量が２５質量％未満である場合には、樹脂組成物の柔軟性を十分に確保することができないので押出加工が難しくなり、４０質量％を超える場合には、ポリエチレンが可燃性であるので樹脂組成物の不燃性が急激に低下される問題点がある。
【００１４】
本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に含まれる上記エチレンビニルアセテート樹脂は、ビニルアセテート含量が１０〜２７質量％であるのが好ましく、本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に１〜１０質量％が含まれる。該含量が１質量％未満である場合には、樹脂組成物の柔軟性が十分でないようになり、添加される難燃剤およびナノ粘土の樹脂組成物内分散が均一でないようになり、製造される樹脂組成物がアルミニウムパネル等と接着されて使用される場合にはその接着力が不十分になる問題点がある。さらに、該含量が１０質量％を超える場合には、樹脂組成物の不燃性およびノン・ドリップ性が急激に低下する問題点がある。
【００１５】
本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に含まれる上記無機系水酸化物難燃剤は、難燃性または不燃性を付与する添加剤として使用されられる無機系水酸化物であれば特別な制限がなく、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムおよびこれらの混合物からなる群から選ばれたものが好ましく、本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に４８〜６５質量％が含まれる。該含量が４８質量％未満である場合には、望む水準の不燃性を得ることができないし、６５質量％を超える場合には、無機物含量が度を過ぎて多くなり、樹脂の加工性および柔軟性が低下し、それに従って、加工の際、負荷の増加に因り押出加工および連続加工が非常に難しくなる問題点がある。
【００１６】
上記無機系水酸化物難燃剤の数平均粒子サイズは０．５〜２５μｍであるのが好ましい。該数平均粒子サイズが０．５μｍ未満である場合には、押出加工の際、負荷が多く掛かり生産性が劣り、２５μｍを超える場合には、添加される水酸化物難燃剤の表面積が小さくなり、樹脂組成物内で樹脂との結合力が不十分になり、結局樹脂組成物の不燃性が低下される問題点がある。
【００１７】
本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に含まれる上記ナノ粘土は、本発明の樹脂組成物に不燃性および難ドリップ性を付与するために添加されるものであって、ナノ粘土の添加に因り上記無機系水酸化物難燃剤の使用量が従来の技術より少なくなることにより、結果的に樹脂組成物の加工性および柔軟性の向上にも寄与するようになる。上記ナノ粘土としては、難燃性または不燃性およびノン・ドリップ性を付与する添加剤として使用され得るナノサイズの粘土であれば特別な制限がなく、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト、ノントロナイト、バイデルライト、バーミキュライトおよびハロイサイトからなる群から選ばれた一つ以上であることが好ましい。上記ナノ粘土の層間距離は５〜３０Å、数平均粒子サイズは５〜１５μｍ、そして密度は１．５〜２．５ｇ／ｃｍ3であるのが樹脂組成物の加工性、柔軟性、難燃性または不燃性およびノン・ドリップ性の側面で好ましい。
【００１８】
さらに、上記ナノ粘土はアミン系化合物によって有機化処理されたものが好ましい。上記ナノ粘土が有機化処理されると極性が減少するようになり、親水性が減るようになることにより、親油性が強い樹脂成分との混合がより円滑に行われ得ることができ、その結果、ナノ粘土が樹脂組成物内により効果的に分散され得る。ここで、上記有機化処理とは、ナノ粘土の表面処理において、通常的に行われる処理であって、アルキルアンモニウムのようなアミン系化合物でナノ粘土を処理して、粘土表面にある金属陽イオンを有機陽イオンに交換することをいう。
【００１９】
上記ナノ粘土、好ましくは、有機化処理されたナノ粘土は、本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物に２〜１０質量％が含まれる。該含量が２質量％未満である場合には、望む水準の不燃性およびノン・ドリップ性を得ることができないし、１０質量％を超える場合には、樹脂の加工性および柔軟性が低下される問題点がある。
【００２０】
一方、本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物はタルクをさらに含ませてなることができる。上記タルクは、不燃性を追加的に付与するために使用され、複合材料の製造時、通常的に使用されることが使用可能であり、その使用含量は１〜１５質量％であるのが好ましい。該含量が１質量％未満であれば、タルクを追加的に使用する効果を期待することができないし、１５質量％を超えると、樹脂の加工性が低下される問題点がある。
【００２１】
本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物には、上記の成分等以外に、酸化防止剤、熱安定剤、ジンク‐ステアラート（Ｚｎ−Ｓｔ）等のようにポリオレフイン樹脂組成物の製造に通常的に使用される多様な添加剤等が本発明の目的を達成することができる範囲内で、追加的に含まれていてもよい。
【００２２】
本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物は、下記のような例示的な方法によって製造され得る。先ず、上記で説明された組成物の構成成分等を該当割合に従って溶融ミキサーに入れて約１００℃で構成割合に従って約１０〜３０分間溶融混練させた後、１６０〜２００℃で押出機を用いてペレット化することにより、本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物をペレット形態に製造することができる。
【００２３】
本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物は、加工性および柔軟性が優れているので、テイダイ（Ｔ−ｄｉｅ）押出法等の通常的なポリオレフイン樹脂加工方法によって、金属／接着層／不燃性ポリオレフイン樹脂組成物層、アルミニウム／接着層／不燃性ポリオレフイン樹脂組成物層／接着層／アルミニウム、ガラス／接着層／不燃性ポリオレフイン樹脂組成物層、アルミニウム／接着層／不燃性ポリオレフイン樹脂組成物層／接着層／金属等のように多層構造を有するアルミニウム複合パネルの芯材、建物内装材用シート、土木資材用複合パネル素材等の製造に広範囲に使用され得る。
【００２４】
以下、実施例および比較例によって本発明の内容をより詳しく説明するが、これらの実施例等は本発明の例示的な目的で記載されるばかりで、これらによって本発明の範囲が制限されるのではない。
【００２５】
＜実施例１〜７および比較例１〜４＞
各実施例および比較例別に、表１に表れた成分等を表１に表れた割合に従って溶融ミキサーに入れて約１００℃で約２０分間溶融混錬させた後、１６０〜２００℃で一軸押出機（５０ｍｍΨ）を利用してペレット化することにより、不燃性ポリオレフイン樹脂組成物をペレット形態に製造した。製造されたペレット形態の樹脂組成物を厚さが３ｍｍであるシートに加工し、接着性フイルムを利用して厚さ０．５ｍｍであるアルミニウム板と熱接着することにより、燃焼特性測定用試片として全体厚さ４ｍｍのアルミニウム複合パネル試片を製造した。
【００２６】
燃焼特性の評価のために、上記のように各実施例および比較例別に製造された試片に対し、ＫＳ Ｆ ２２７１の方法で表面試験、付加試験およびガス有害性試験を行うことにより、不燃性における適合可否を評価し、燃焼時目視観察を通じてノン・ドリップ性を測定した。燃焼特性の評価およびノン・ドリップ性測定結果は表１に示した。
【００２７】
さらに、加工性の評価のために、各実施例および比較例別に上記一軸押出機による押出時、押出機に掛かる負荷を測定して加工性評価の指標にした。押出機負荷（アンペア、Ａ）測定結果は加工性項目として表１に示した。なお、押出機負荷が大きい程加工性は低い。
【００２８】
さらに、柔軟性の評価のために、各実施例および比較例別に上記ぺレット化された不燃性ポリオレフイン樹脂組成物を利用してテスト用試片（３×２０×１２０ｍｍ）を製造した後、プレスブレーキ（press brake）（インストロン機械）を利用して、試片の中心に対し力を加えて６０ｍｍ／分の速度でベンデイングさせながら、ベンデイング限界（bending limit）時の曲率半径を測定した。ベンデイング限界時の曲率半径（ｍｍＲ）の測定結果は柔軟性項目として表１に示した。なお、ベンデイング限界時の曲率半径が大きいほど柔軟性は低い。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
上記表に表れた結果から分かるように、本発明の実施例によるポリオレフイン樹脂組成物の場合、ナノ粘土を含むことにより、無機系水酸化物難燃剤の含量が比較例１に比べて減少されても、不燃性は却って改善されたことが分かる。
【００３１】
さらに、比較例２の樹脂組成物の場合、ナノ粘土を含むことにより、不燃性は改善されたが、多くの量の無機系水酸化物難燃剤を含むことにより、加工性および柔軟性が低下したことが分かる。
【００３２】
さらに、比較例３および４の樹脂組成物の場合、無機系水酸化物難燃剤の使用量を減らし、ポリオレフイン樹脂含量を増加させ加工性および柔軟性は改善されたが、その代わりに不燃性が悪化したことが分かる。
【００３３】
上記の結果等から、本発明による組成物構成成分等を本発明による含量割合で含めてなる実施例１〜７のポリオレフイン樹脂組成物は、不燃性を有すると同時に、優れた加工性および柔軟性を有することが分かる。
【００３４】
以上で分かるように、本発明の不燃性ポリオレフイン樹脂組成物は、従来の不燃性樹脂組成物より少ない量の無機系水酸化物難燃剤を含みながらもＫＳ Ｆ ２２７１の難燃２級試験で合格判定を得る程度に不燃性が優れ、無機系難燃剤含有量の減少に因り通常のポリオレフイン樹脂組成物の加工に使用される既存の設備で加工が可能なほどに加工性が優れ、既存の不燃性樹脂組成物に比べてはるかに優れた柔軟性を有する不燃性成形品の製造を可能にする。さらに、本発明の樹脂組成物は、タルクをさらに含むことにより、不燃性が追加的に向上され得る。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、不燃性ポリオレフイン樹脂組成物について有用である。