(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）水酸化マグネシウムまたは水酸化アルミニウム１００重量部に対して
ｂ）ポリオレフィン樹脂２０〜６５重量部、
ｃ）オレイン酸を６０重量％以上含む脂肪酸から誘導されるエチレンビス脂肪酸アミド０．５〜１０重量部、および
ｄ）炭素数１６〜２４の脂肪酸から誘導されるグリセリン脂肪酸エステルの混合物であって、グリセリンモノ脂肪酸エステルが５０重量％以上であるグリセリン脂肪酸エステル混合物０．５〜１０重量部、
が配合された無機質高充填ポリオレフィン樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機質を高充填したポリオレフィン樹脂組成物に関する。詳しくは、押出し特性に優れ（トルクが低く、吐出量が多い）、成型品の外観も良好な無機質高充填ポリオレフィン樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリ塩化ビニル樹脂（以下、塩ビという）は、他の樹脂と比較して低価格であり、良好な加工性、意匠性、施工性を示し、樹脂自体が難燃性といった特徴を有している。これらの特徴を生かして、塩ビは、窓枠や外壁材料等の建築材料、電線、ケーブル等の被覆材料から食品包装材料、一般雑貨まで、様々な用途で用いられている。
【０００３】
しかしながら、近年の環境問題の提起によって、塩ビを他の材料に置き換える試みが多くなされている。例えば、食品包装材料や雑貨製品等は、難燃性を要求されることが少ないので、塩ビの代替として、ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン樹脂が検討されている。しかし、窓枠や外壁材料の建築材料および電線ケーブルの被覆材料等には、難燃性が要求されることから、塩ビから他の樹脂材料への転換は難しい。そこで、難燃性を要求される用途においては、ポリオレフィン樹脂に難燃性を付与することが検討されている。難燃性付与のため、三酸化アンチモンやハロゲン系化合物等の難燃剤をポリオレフィン樹脂に添加するという方法があるが、これらの難燃剤は、環境問題が生じ、好ましくない。さらに、水酸化アルミニウムあるいは水酸化マグネシウムをポリオレフィン樹脂に高充填量で添加する方法があるが、単に添加するだけでは押出しトルクが上昇して混練りが不可能となる場合が多く、たとえ混練りできたとしても、押し出された成型品の外観不良、吐出量が著しく少ないことによる生産性の悪化、押出機の寿命の短縮といった問題が生じる。
【０００４】
この問題を解決するために、成型機を一軸押出機から二軸押出機に変更し、より効率よく混練りする方法が試みられているが、成型機の改良のみではこの問題の解決が困難なのが現状である。
【０００５】
他方、水酸化マグネシウムあるいは水酸化アルミニウムをポリオレフィン樹脂に分散させ、難燃性の高い成型品を得る方法が種々試みられている。例えば、特開平９−３１４７３４号公報には、特定粒経の無機フィラ−と不飽和脂肪酸を添加する方法が、特公昭５８−４５４５９号公報および特公昭５９−２３３４５号公報には水酸化マグネシウムと金属石鹸とを添加する方法が、特開平６−４１３５７号公報には特定のフェノール系化合物、チオエーテル系酸化防止剤、重金属不活性剤、エポキシ化合物、および脂肪酸を併用添加する方法が記載されている。また、金属水酸化物を単に添加するだけではなく、金属水酸化物を表面処理して樹脂に添加する方法も検討されている。例えば、特開昭６２−１８１３５３号公報には、シランカップリング剤、シリコーン誘導体、脂肪酸、脂肪酸金属塩を水酸化マグネシウムに表面処理する方法が、特開昭６３−４３２０６号公報には、脂肪酸塩、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ジルコネートカップリング剤を水酸化アルミニウムの表面に処理する方法が、特開平５−２４７２７５号公報にはりん酸エステルを金属水酸化物に表面処理して、樹脂に添加する方法が報告されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のいずれの方法でも、十分な難燃性を得るために樹脂と同量以上の水酸化マグネシウムあるいは水酸化アルミニウム等の無機質をポリオレフィン樹脂に配合した場合、依然として押出し成型性および生産性に問題があり、また、成型品の外観にも不具合が生じ易い。
【０００７】
そこで、水酸化マグネシウムまたは水酸化アルミニウム等の無機質を高含量で有し、かつ、押出し成型、生産等に優れ、成型品の外観にも優れるポリオレフィン樹脂組成物が望まれている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、オレイン酸を６０重量％以上含む脂肪酸から誘導されるエチレンビス脂肪酸アミドと特定のグリセリン脂肪酸エステルとが配合された水酸化マグネシウムまたは水酸化アルミニウムを高充填したポリオレフィン樹脂組成物を用いることにより、一軸、二軸いずれの押出機を使用しても、押出し成型時のトルクが低下すると共に、成型品の吐出量を上げることができ、生産性の向上をはかることができるだけでなく、優れた外観を有する成型品が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明はａ）水酸化マグネシウムまたは水酸化アルミニウム１００重量部に対し、ｂ）ポリオレフィン樹脂２０〜１００重量部、ｃ）オレイン酸を６０重量％以上含む脂肪酸エチレンビス脂肪酸アミド０．５〜１０重量部、ｄ）炭素数１６〜２４の脂肪酸から誘導されるグリセリン脂肪酸エステルであって、グリセリンモノ脂肪酸エステルが５０重量％以上であるグリセリン脂肪酸エステル混合物０．５〜１０重量部、が配合された無機質高充填ポリオレフィン樹脂組成物（以下、本発明の組成物ということもある。）である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の組成物に用いられるａ）成分である水酸化マグネシウムあるいは水酸化アルミニウムは、樹脂用充填剤として一般に市販されているものを使用できる。例えば、水酸化マグネシウムは、協和化学工業（株）製キスマ４ＡＦ、キスマ５Ａ、およびキスマ５Ｂ、旭硝子（株）製ＰＴ−２５等がある。また、水酸化アルミニウムは、昭和電工（株）製ハイジライトH−１０、H−３０等がある。
【００１１】
本発明の組成物に用いられるｂ）成分であるポリオレフィン樹脂としては、例えば、ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／アクリル酸エチル共重合体、エチレン／アクリル酸共重合体、エチレン／αオレフィン共重合体、ポリプロピレン、プロピレン／ブテン共重合体、エチレン／プロピレン共重合体、およびこれらの混合物を挙げることができる。これらの中でも、押出し特性を向上するには、特に、ＥＶＡの使用が好ましい。ＥＶＡの酢酸ビニル（ＶＡ）含有量は、単体、混合体ともに５〜９０重量％程度である。
【００１２】
ポリオレフィン樹脂の配合割合は、水酸化マグネシウムあるいは水酸化アルミニウム１００重量部に対して、２０〜１００重量部、好ましくは２５〜６５重量部である。配合割合が２０重量部未満の場合は押出しトルクが高く、成型困難で、成型品の外観が悪く、吐出量も少ない。配合割合が１００重量部を超えると難燃性が低下する。
【００１３】
本発明の組成物に用いられるｃ）成分であるエチレンビス脂肪酸アミドは、オレイン酸を６０重量％以上含む脂肪酸から誘導される。オレイン酸含量は、７０重量％以上が好ましい。オレイン酸含有量が６０％未満の場合は外観不良をおこす、あるいは成型品表面にブリードし、成型品表面の白化現象が見られる。オレイン酸以外の脂肪酸としては、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレイン酸等が挙げられるが、全脂肪酸組成の４０重量％未満でなければならない。
【００１４】
本発明の組成物に用いられるｃ）成分であるエチレンビス脂肪酸アミドの配合量は、水酸化マグネシウムあるいは水酸化アルミニウム１００重量部に対し、０．５〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部である。配合割合が０．５重量部未満の場合は押出しトルクが高く、成型困難で、特に成型品の外観が悪く、吐出量も少ない。また、配合割合が１０重量部を超える場合も外観が悪く、吐出量の低下を招き、また、成型品表面にブリードし、成型品表面の白化現象が見られる。
【００１５】
本発明の組成物に用いられるｄ）成分であるグリセリン脂肪酸エステルは、炭素数１６〜２４の脂肪酸から誘導されるグリセリン脂肪酸エステルの混合物であり、グリセリンモノ脂肪酸エステルが５０重量％以上であるグリセリン脂肪酸エステル混合物である。グリセリンモノ脂肪酸エステルが６５重量％以上であることがより好ましい。グリセリンモノ脂肪酸エステルが５０重量％未満の場合は、押出しトルクが高く、成型困難で、成型品の外観が悪い。
【００１６】
一方、グリセリン脂肪酸エステルの脂肪酸の炭素数は１６〜２４、好ましくは１８〜２２である。炭素数が１６未満の場合および炭素数が２４を超える場合は何れも押出しトルクが高く、成型困難で、成型品の外観が悪い。炭素数が１６未満の場合は特に吐出量が少ない。
【００１７】
グリセリン脂肪酸エステルの添加量は、水酸化マグネシウムあるいは水酸化アルミニウム１００重量部に対し０．５〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部である。添加量が０．５重量部未満の場合は押出しトルクが高く、成型困難で、成型品の外観が悪く、吐出量が少ない。添加量が１０重量部を超える場合も外観が悪く、吐出量の低下を招き、また、成型品表面にブリードし、成型品表面の白化現象が見られる。
【００１８】
本発明の組成物には、本発明の特徴を損なわない範囲で、熱安定剤、難燃剤、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤、顔料、発泡剤等の添加剤を配合してもよい。
【００１９】
本発明の組成物の製造には、特別の方法は不要である。例えば、単に、ポリオレフィン樹脂、水酸化マグネシウムあるいは水酸化アルミニウム、エチレンビス脂肪酸アミド、およびグリセリン脂肪酸エステルの、それぞれの必要量を計量して、混合機（例えば、ヘンシェルミキサー）に投入し、そのまま攪拌、混合することにより、組成物が得られる。あるいは、まず、水酸化マグネシウムあるいは水酸化アルミニウム、エチレンビス脂肪酸アミド、およびグリセリン脂肪酸エステルを先に混合しておき、ポリオレフィン樹脂を添加して混合してもよい。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明が実施例に限定されないことはいうまでもない。
【００２１】
表１には、実施例および比較例に用いるｃ）成分であるエチレンビス脂肪酸アミドの脂肪酸組成を示す。
【００２２】
【表１】
0004048659.tif 000002
【００２３】
表２には、実施例および比較例に用いるグリセリン脂肪酸エステルの特性を示す。
【００２４】
【表２】
0004048659.tif 000003
【００２５】
表３の実施例、および表４および表５の比較例に記載された割合で、ａ）成分の水酸化マグネシウムまたは水酸化アルミニウム、ｂ）成分のポリオレフィン樹脂、ｃ）成分のエチレンビス脂肪酸アミド、およびｄ）成分のグリセリン脂肪酸エステルを総量が１．５キログラムになるように秤量し、９リットルヘンシェルミキサーに一括投入し、５分間混合した。混合して得られた組成物を一軸あるいは二軸押出機にて１．５キログラム全量を押出し成型した。押出機から直径３ｍｍの棒状の成型品が出始めてから３分間は放置し、３分後から、５分毎に下記条件にてサンプリングして評価を行った。
【００２６】
（押出し条件）
（株）東洋精機製作所製一軸あるいは二軸押出機を使用。
温度    ：  Ｃ１／Ｃ２／Ｃ３／Ｄ＝２００／１８５／１８０／１７５℃
回転数  ＝  ４０ｒｐｍ
口金形状：  径３ｍｍの円形
【００２７】
［成型性評価］
（トルク）
押出し開始３分後から５分毎にトルク測定を行い、トルクの平均値を求め、平均値をトルク値とした。
0004048659.tif 000004
【００２８】
（吐出量）
押出し開始３分後から５分毎に１分間に押し出される成型品量を測定し、平均値を吐出量とした。
0004048659.tif 000005
【００２９】
（外観）
吐出量測定用の最初の３０ｃｍを５分毎にサンプリングし、平均の外観を目視にて評価した。
0004048659.tif 000006
合否判定  ：  ◎、○が合格
【００３０】
［難燃性］
吐出量測定を行ったサンプルが燃焼開始するまで火元を近づけた後、火元をはずし、成型品から炎が消えるまでの時間を観察した。
0004048659.tif 000007
【００３１】
［ブリード・ブルーム性］
外観観察を行ったサンプルすべてを５０℃／８０％ＲＨの恒温槽に一週間放置して表面の白化度合いを目視にて判定した。
0004048659.tif 000008
合否判定  ：  ○、△が合格
【００３２】
結果を表３〜５に示す。なお、表中の数字は重量部を表わす。
【００３３】
【表３】
0004048659.tif 000009
【００３４】
【表４】
0004048659.tif 000010
【００３５】
【表５】
0004048659.tif 000011
【００３６】
本発明の実施例１〜８の無機質高充填ポリオレフィン樹脂組成物は、押出し成型時のトルクを低下し、成型品の吐出を上げるとともに、成型品は外観、難燃性に優れ、かつブリード・ブルームが少なかった。
【００３７】
比較例１はｂ）成分の配合量が１００重量部を超えており、難燃性が悪かった。
【００３８】
比較例２はｃ）成分およびｄ）成分の配合量が０．５未満であり、押出し成型が不可能であった。
【００３９】
比較例３はｄ）成分を含まないため吐出量が少なく、成型品の外観が悪い。
【００４０】
比較例４はｃ）成分を含まないためトルクが高く、吐出量が少なく、成型品の外観が悪い。
【００４１】
比較例５はｃ）成分およびｄ）成分の配合量が１０重量部を超えるため吐出量が少なく、成型品の外観が悪く、表面が白化した。
【００４２】
比較例６、７はｃ）成分のオレイン酸含有量が６０重量％未満のであるためトルクが高く、成型品の外観が悪く、成型品表面が白化性した。
【００４３】
比較例８はｄ）成分のグリセリンモノ脂肪酸エステルが５０重量％未満であるためトルクがやや高く、吐出量が少なく、成型品の外観が悪い。
【００４４】
比較例９はｄ）成分の脂肪酸の炭素数が１６未満であるためトルクが高く、吐出量が低く、成型品の外観が悪い。
【００４５】
比較例１０はｄ）成分の脂肪酸の炭素数が２４を超えるためトルクがやや高く、吐出量が少なく、成型品の外観が悪く、成型品表面が白化した。
【００４６】
比較例１１はｃ）成分およびｄ）成分の代わりに、従来効果があると報告されていたステアリン酸を添加したがトルクが高く、吐出量が少なく、成型品の外観が悪い。
【００４７】
比較例１２はｃ）成分およびｄ）成分の代わりに、従来効果があると報告されていたオレイン酸ナトリウムを添加したがトルクが高く、吐出量が少なく、成型品の外観が悪い。
【００４８】
比較例１３はｃ）成分およびｄ）成分の代わりに、従来効果があると報告されていたステアリン酸マグネシウムと３−メルカプトプロピルトリメトキシシランを添加したがトルクが高く、吐出量が少なく、成型品の外観が悪い。
【００４９】
比較例１４はｃ）成分およびｄ）成分の代わりに、従来効果があると報告されていたイソプロピルトリイソステアロイルチタネートを使用したがトルクが高く、吐出量が少なく、成型品の外観が悪い。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の無機質高充填ポリオレフィン樹脂組成物は、一軸、二軸いずれの押出機を使用しても、押出し成型時のトルクを低下すると共に、成型品の吐出を上げて、生産性の向上をはかれ、更に、優れた外観を有する成型品を提供できる。