特許 7527341 高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08L 27/06 20060101AFI20240726BHJP

   C08L 27/24 20060101ALI20240726BHJP

   C08K 5/52 20060101ALI20240726BHJP

【ＦＩ】

C08L27/06

C08L27/24

C08K5/52

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2022206357

(22)【出願日】2022-12-23

(65)【公開番号】P2024055724

(43)【公開日】2024-04-18

【審査請求日】2022-12-23

(31)【優先権主張番号】111138157

(32)【優先日】2022-10-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】501296612

【氏名又は名称】南亞塑膠工業股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＮＡＮ ＹＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(74)【代理人】

【識別番号】100158481

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 俊秀

(72)【発明者】

【氏名】廖 テ超

(72)【発明者】

【氏名】許 漢卿

(72)【発明者】

【氏名】陳 春來

(72)【発明者】

【氏名】ウー 文義

【審査官】佐藤 貴浩

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０１５１９５１８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０８４２４５８８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７７７８６９４（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７２８６５４０（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２７７８６７１（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１０６０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０８４３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１５７６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１９２５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３３２７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－０２０３４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｌ １／００－１０１／１４

Ｃ０８Ｋ ３／００－ １３／０８

ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

使用量が１０重量部（ＰＨＲ）から９０重量部の間にあり、第１の数平均重合度（ＤＰｎ）が１，１００から１，８００の間にあるポリビニルクロリド樹脂材料と、
第２の数平均重合度（ＤＰｎ）が９００から１，３５０の間にある塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料と、
使用量が０．５重量部から２．０重量部の間にあり、酸化亜鉛（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）からなる変性剤で修飾されたメラミンリン酸塩系難燃剤（ｍｅｌａｍｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ）である難燃添加剤と、
使用量が０．２重量部から１．０重量部の間にあり、塩化亜鉛（ｚｉｎｃ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ステアリン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ステアリン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ヒドロキシスズ酸亜鉛（ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｚｉｎｃ ｓｔａｎｎａｔｅ）、無水スズ酸亜鉛（ａｎｈｙｄｒｏｕｓ ｚｉｎｃ ｓｔａｎｎａｔｅ）、リン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びリン酸ジルコニウム（ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、からなる材料群から選択される少なくとも１つである炭素形成剤と、を含む高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物であって、
前記難燃添加剤及び前記炭素形成剤の、前記高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物での総添加量は３重量部以下であり、
前記ポリビニルクロリド樹脂材料及び塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料の総使用量を１００重量部であることを特徴とする、高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物。

【請求項2】

前記難燃添加剤の使用量は、前記炭素形成剤の使用量の１０倍から０．５倍の間にある、請求項１に記載のポリビニルクロリド押し出し管の組成物。

【請求項3】

前記ポリビニルクロリド樹脂材料は、高い塩素含有量を有するポリビニルクロリド樹脂であり、前記ポリビニルクロリド樹脂材料は、５５％以上の塩素含有量を有し、前記ポリビニルクロリド樹脂材料の使用量は、前記塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料の使用量の９倍から１／９倍の間にある、請求項１に記載のポリビニルクロリド押し出し管の組成物。

【請求項4】

熱安定剤、強靭化剤、滑剤、及び酸化防止剤を更に含む、請求項１に記載のポリビニルクロリド押し出し管の組成物。

【請求項5】

前記熱安定剤の使用量の範囲は、１重量部から５重量部の間にあり、前記強靭化剤の使用量の範囲は、１重量部から１０重量部の間にあり、前記滑剤の使用量の範囲は、１重量部から３重量部の間にあり、前記酸化防止剤の使用量の範囲は、０．１重量部から２重量部の間にある、請求項４に記載のポリビニルクロリド押し出し管の組成物。

【請求項6】

前記塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料の使用量が、１０重量部（ＰＨＲ）から９０重量部の間である、請求項１に記載のポリビニルクロリド押し出し管の組成物。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載のポリビニルクロリド押し出し管の組成物を加熱攪拌ミキサーに加え、１００℃から１２０℃の加熱温度で高速攪拌して混合させることにより、第１の混合物を形成することと、
前記第１の混合物の温度を３５℃から５０℃の冷却温度に低下させて冷却することにより、第２の混合物を形成することと、
前記第２の混合物を押出成型機により、１７０℃から２００℃の溶融温度で溶融してから、押し出し、成型、冷却を経てポリビニルクロリド押し出し管を得ることと、
を含む高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管材の組成物に関し、特に高難燃低発煙量ポリビニルクロリド押し出し管の組成物及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ポリビニルクロリド（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）樹脂材料は、優れた電気絶縁性及び機械的強度を備えるとともに、低価という利点も有するので、建築分野や電気分野、例えば、水管材、電線管路、キッチンファニチャー、電線ケーブル…などの用途に広く応用されている。純粋なポリビニルクロリドは、高い塩素含有量（一般的には、５５％以上）を有するので、その限界酸素指数の範囲が４５以上に達成することができる。そのため、純粋なポリビニルクロリドは難燃という特性を有し、難燃材料として用いられる。

【0003】

しかし、ポリビニルクロリドは、燃焼時に大量の黒煙が発生するので、避難する際に視線が阻害されるだけでなく、黒煙には塩酸及びポリフェニル構造を有する化合物が含まれるため、避難する際に生存する確率が低下する。

【0004】

米国特許番号ＵＳ４６７０４９４Ａ（出願人ＧＡＲＹ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＣＯＲＰ．）には、ホウ酸亜鉛、リン酸エステル、及び臭化酸エステルなどの難燃添加剤を、ポリビニルクロリド樹脂材料にドープすることにより、樹脂材料の燃焼時における発煙量を低下させることが提案されている。Ｃａｒｔｙは、スズ酸塩、塩基性酸化鉄、及びモリブデン酸アンモニウムなどの難燃添加剤を、ポリビニルクロリド樹脂材料にドープすることにより、樹脂材料の燃焼時における発煙量を有効的に抑制することを提案している（Ｆｌａｍｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｃｙ ａｎｄ Ｓｍｏｋｅ－ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｎ Ｆｅｒｒｏｃｅｎｅ Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｉｎ ＰＶＣ，Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｖｏｌｕｍｅ １０，Ｉｓｓｕｅ ２，Ｍａｒｃｈ １９９６，Ｐ．１０１－１１１）。

【0005】

米国特許番号ＵＳ２０１４０３３６３２１Ａ１（出願人：日本積水化学工業株式会社）には、リン化合物及び膨張黒鉛をポリビニルクロリド樹脂材料の難燃添加剤とすることが提案されている。米国特許番号ＵＳ５８９１５７１Ａ（出願人ＡＬＣＡＮ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＬＩＭＩＴＥＤ）には、オクタモリブデン酸アンモニウム、スズ酸亜鉛、及び三酸化アンチモンなどの難燃添加剤を、ポリビニルクロリド樹脂材料にドープすることにより、樹脂材料の燃焼時における発煙量を低下させることが提案されている。

【0006】

台湾特許番号ＴＷＩ６５１３５２（出願人南亜プラスチック工業株式会社）には、ポリ［ビス（フェノキシ）ホスファゼン］、ステアリン酸亜鉛、及びステアリン酸カルシウムなどの難燃添加剤を、ポリビニルクロリド樹脂材料にドープすることにより、高難燃及び低発煙量という特性を有する難燃板材を得ることが提案されている。

【0007】

しかし、上述した従来技術で提案される難燃配合はいずれも、難燃添加剤の添加量が高いこと、及び高価などの欠陥を有するので、ポリビニルクロリド樹脂材料の低コストという利点を維持することが困難となる。なお、難燃添加剤の添加量が高いため、管材のような成型品には、引張強度が劣ることや、耐衝撃強度の低下などの問題がある。

【0008】

従って、本発明者は、上記の欠陥を改善できると感じ、研究に専念し、科学的原理の適用と組み合わせて鋭意研究したところ、最終的にデザインが合理的で上記の欠陥を改善した本発明を完成することに至った。

【発明の概要】

【0009】

本発明が解決しようとする技術的問題は、従来技術の不足に対して高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物及びその製造方法を提供することにある。

【0010】

上述した技術的問題を解決するために、本発明で採用されるその一つの技術的方案は、使用量が１０重量部（ＰＨＲ）から９０重量部の間にあるポリビニルクロリド樹脂材料と、使用量が０．５重量部から２．０重量部の間にあり、変性剤で修飾されたリン含有難燃剤である難燃添加剤と、使用量が０．２重量部から１．０重量部の間にあり、塩化亜鉛（ｚｉｎｃ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ステアリン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ステアリン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ヒドロキシスズ酸亜鉛（ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｚｉｎｃ ｓｔａｎｎａｔｅ）、無水スズ酸亜鉛（ａｎｈｙｄｒｏｕｓ ｚｉｎｃ ｓｔａｎｎａｔｅ）、リン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びリン酸ジルコニウム（ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、からなる材料群から選択される少なくとも１つである炭素形成剤とを含み、前記難燃添加剤及び前記炭素形成剤の、前記組成物での総添加量は３重量部以下である、高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物を提供する。

【0011】

好ましくは、前記変性剤は、無機変性剤又は有機変性剤であり、前記無機変性剤は、酸化亜鉛（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、次亜リン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｈｙｐｏｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）、及び水酸化マグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、からなる材料群から選択される少なくとも１つであり、前記有機変性剤は、アルキルリン酸（ａｌｋｙｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ）である有機変性剤である。

【0012】

好ましくは、前記変性剤は、共有結合によって前記リン含有難燃剤に修飾される。

【0013】

好ましくは、前記難燃添加剤は、前記変性剤で修飾されたメラミンリン酸塩系難燃剤（ｍｅｌａｍｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ）である。

【0014】

好ましくは、前記難燃添加剤の使用量は、前記炭素形成剤の使用量の１０倍から０．５倍の間にある。

【0015】

好ましくは、前記組成物はさらに、塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料を含み、前記ポリビニルクロリド樹脂材料の第１の数平均重合度（ＤＰｎ）は、１，０００から１，８００の間にあり、前記塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料の第２の数平均重合度は、８００から１，３５０の間にある。

【0016】

好ましくは、前記ポリビニルクロリド樹脂材料は、高い塩素含有量を有するポリビニルクロリド樹脂であり、前記ポリビニルクロリド樹脂材料は、５５％以上の塩素含有量を有し、前記ポリビニルクロリド樹脂材料の使用量は、前記塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料の使用量の９倍から１／９倍の間にある。

【0017】

好ましくは、前記組成物は、熱安定剤、強靭化剤、滑剤、及び酸化防止剤を更に含む。

【0018】

好ましくは、前記熱安定剤の使用量の範囲は、１重量部から５重量部の間にあり、前記強靭化剤の使用量の範囲は、１重量部から１０重量部の間にあり、前記滑剤の使用量の範囲は、１重量部から３重量部の間にあり、前記酸化防止剤の使用量の範囲は、０．１重量部から２重量部の間にある。

【0019】

上述した技術的問題を解決するために、本発明で採用されるその他の技術的方案としては、前記ポリビニルクロリド押し出し管の組成物を加熱攪拌ミキサーに加え、１００℃から１２０℃の加熱温度で高速攪拌して混合させることにより、第１の混合物を形成することと、前記第１の混合物の温度を３５℃から５０℃の冷却温度に低下させて冷却することにより、第２の混合物を形成することと、前記第２の混合物を押出成型機により、１７０℃から２００℃の溶融温度で溶融してから、押し出し、成型、冷却を経てポリビニルクロリド押し出し管を得ることと、を含むポリビニルクロリド押し出し管の製造方法を提供する。

【0020】

本発明の有益な効果としては、本発明で提供される高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物及びその製造方法は、「使用量が０．５重量部から２．０重量部の間にあり、変性剤で修飾されたリン含有難燃剤である難燃添加剤と、使用量が０．２重量部から１．０重量部の間にあり、塩化亜鉛（ｚｉｎｃ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ステアリン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ステアリン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ヒドロキシスズ酸亜鉛（ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｚｉｎｃ ｓｔａｎｎａｔｅ）、無水スズ酸亜鉛（ａｎｈｙｄｒｏｕｓ ｚｉｎｃ ｓｔａｎｎａｔｅ）、リン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びリン酸ジルコニウム（ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、からなる材料群から選択される少なくとも１つである炭素形成剤とを含み、前記難燃添加剤及び前記炭素形成剤の、前記高難燃低発煙ポリビニルクロリド押し出し管の組成物での総添加量は３重量部以下である」という技術的方案により、前記ポリビニルクロリド押し出し管が低い難燃剤添加量、高い難燃能力、及び低い発煙量を有するようにできる。なお、前記ポリビニルクロリド押し出し管は、低コスト及び優れた機械的性質などの利点を有する。

【0021】

さらに本発明の特徴及び技術的内容を理解するためには、以下の本発明に関する詳細な説明を参照するが、以下で提供する詳細な説明はただ、参考及び説明を提供するためのものであり、本発明を制限するためのものではない。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、特定の具体的な実施例により、本発明に記載される実施形態を説明し、当業者であれば本明細書に記載の内容により本発明の利点及び効果を理解できる。本発明は、異なる他の具体的な実施例により実施又は応用されてもよく、本明細書の様々な詳細は、異なる観点及び用途に基づき、本発明の思想を逸脱することなく修正及び変更することもできる。

【0023】

「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、本明細書では様々な要素又は信号を説明するために使用される場合があるが、これらの要素又は信号はこれらの用語によって限定されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は主に、ある要素を別の要素から、又はある信号を別の信号から区別するために使用される。また、本明細書で使用される「又は」という用語は、場合に応じて関連する列挙項目のいずれか一つ又は複数項目の組合せを含むべきである。

【0024】

［ポリビニルクロリド押し出し管の組成物］

【0025】

本発明は、ポリビニルクロリド樹脂材料（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｅｒｉａｌ、ＰＶＣ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｅｒｉａｌ）、難燃添加剤（ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ａｄｄｉｔｉｖｅ）、及び炭素形成剤（ｃａｒｂｏｎ ｆｏｒｍｉｎｇ ａｄｄｉｔｉｖｅ）を少なくとも含むポリビニルクロリド押し出し管の組成物（ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｔｒｕｄｅｄ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｐｉｐｅ）を提供する。

【0026】

前記ポリビニルクロリド押し出し管の組成物は、まず加熱攪拌ミキサー及び／又は冷却攪拌ミキサーにより均一に混合した後、押し出しプロセスを経てポリビニルクロリド押し出し管を形成することができ、前記押し出し管は、低い難燃剤添加量、高い難燃能力、及び低い発煙量を有するので、上述した従来技術における問題を有効的に解決することができる。

【0027】

本発明の実施例の主な技術的特徴としては、前記難燃添加剤及び炭素形成剤の材料種類の選択により、相乗作用を生じ、そして、前記難燃添加剤は低い添加量という条件下で、前記ポリビニルクロリド樹脂材料の燃焼中において炭素を迅速に形成することができ、高い難燃能力及び低い発煙量という技術効果を実現できる。

【0028】

材料の選択については、前記難燃添加剤は、変性剤（ｍｏｄｉｆｉｅｒ）で修飾されたリン含有難燃剤（ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ）である。より具体的には、前記難燃添加剤は、前記変性剤で修飾されたメラミンリン酸塩系難燃剤（ｍｅｌａｍｉｎｅ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ）である。その中、前記変性剤は、無機変性剤又は有機変性剤である。前記無機変性剤は、酸化亜鉛（ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）、次亜リン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｈｙｐｏｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）、及び水酸化マグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）、からなる材料群から選択される少なくとも一つである。前記有機変性剤は、例えばアルキルリン酸（ａｌｋｙｌ ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ）であってもよい。なお、前記変性剤は、共有結合により前記リン含有難燃剤に修飾されることが好ましいが、本発明はこれに限らない。前記変性剤は、例えばドーピングにより前記リン含有難燃剤に修飾されてもよい。

【0029】

前記リン含有難燃剤は、リン系難燃剤とも呼ばれる。本実施例においては、前記リン含有難燃剤については、メラミンリン酸塩系難燃剤を例として説明するが、本発明はこれに限らない。前記リン含有難燃剤は、例えばヘキサクロロシクロトリホスファゼン、ポリ（ビス（フェノキシ）ホスファゼン、リン酸アンモニウムマグネシウム、及びポリリン酸アンモニウム、からなる材料群から選択される少なくとも一つであってもよい。

【0030】

前記炭素形成剤は、塩化亜鉛（ｚｉｎｃ ｃｈｌｏｒｉｄｅ）、ステアリン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ステアリン酸カルシウム（ｃａｌｃｉｕｍ ｓｔｅａｒａｔｅ）、ヒドロキシスズ酸亜鉛（ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｚｉｎｃ ｓｔａｎｎａｔｅ）、無水スズ酸亜鉛（ａｎｈｙｄｒｏｕｓ ｚｉｎｃ ｓｔａｎｎａｔｅ）、リン酸亜鉛（ｚｉｎｃ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びリン酸ジルコニウム（ｚｉｒｃｏｎｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、からなる材料群から選択される少なくとも一つである。

【0031】

使用量の範囲については、前記ポリビニルクロリド樹脂材料の使用量の範囲は、通常９０重量部（ＰＨＲ）から１０重量部であり、８０重量部から２０重量部であることが好ましく、７０重量部から３０重量部であることが特に好ましい。即ち、前記ポリビニルクロリド押し出し管の組成物においては、前記ポリビニルクロリド樹脂材料は主なマトリックス成分である。

【0032】

前記難燃添加剤の使用量の範囲は、通常０．５重量部から２．０重量部の間、好ましくは０．７重量部から１．５重量部の間、特に好ましくは０．８重量部から１．２重量部の間にある。なお、前記炭素形成剤の使用量の範囲は、通常０．２重量部から１．０重量部の間、好ましくは０．３重量部から０．９重量部の間、特に好ましくは０．４重量部から０．８重量部の間にあるが、本発明はこれに限らない。

【0033】

さらには、前記難燃添加剤及び前記炭素形成剤の総添加量は通常、３重量部以下であり、２．５重量部から１重量部であることが好ましく、２重量部から１．２重量部であることが特に好ましい。即ち、前記難燃添加剤及び炭素形成剤は添加量が低い。

【0034】

割合の範囲については、前記難燃添加剤と炭素形成剤との割合（難燃添加剤／炭素形成剤）の範囲は、通常１０／１から１／２であり、８／１から１／１であることが好ましく、７／１から２／１であることが特に好ましい。即ち、前記難燃添加剤の使用量は、通常炭素形成剤の使用量の１０倍から０．５倍であり、８倍から１倍であることが好ましく、７倍から２倍であることが特に好ましい。

【0035】

上述した配置によれば、前記変性剤は高温下で炭素を迅速に形成できる成分（例えば、酸化亜鉛）であるため、前記難燃添加剤そのものは難燃という効果を有するだけではなく、変性剤による修飾で炭素を迅速に形成するという効果を果たせる。これにより、前記難燃添加剤及び炭素形成剤は全体としてポリビニルクロリド樹脂材料における添加量が有効に低減される。

【0036】

さらには、本実施例において、前記ポリビニルクロリド押し出し管の組成物はさらに、塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料（ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｅｒｉａｌ、ＣＰＶＣ ｒｅｓｉｎ ｍａｔｅｒｉａｌ）、熱安定剤（ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ａｄｄｉｔｉｖｅ）、強靭化剤（ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ ａｄｄｉｔｉｖｅ）、滑剤（ｓｌｉｐ ａｇｅｎｔ）、及び酸化防止剤（ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ａｄｄｉｔｉｖｅ）を含む。

【0037】

本発明の実施例の別の主な技術的特徴としては、高い剛性を有するポリビニルクロリド樹脂材料（ＰＶＣ）及び塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料（ＣＰＶＣ）を選択し、二種類の樹脂材料間の重合度差異を制御し、熱安定剤、強靭化剤、滑剤、及び酸化防止剤をドープしてから、組成物に対して押出成型機により押し出しプロセスを行い、そしてポリビニルクロリド押し出し管を得る。上述した材料配合によれば、本発明の実施例で得られたポリビニルクロリド押し出し管は、低コストと機械的性質に優れた特性を兼ね備える。

【0038】

本発明の一実施例においては、前記ポリビニルクロリド樹脂材料（ＰＶＣ）の第１の数平均重合度（ＤＰｎ）は通常、１，０００から１，８００であり、１，１００から１，７００であることが好ましく、１，２００から１，５００であることが特に好ましい。なお、前記塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料（ＣＰＶＣ）の第２の数平均重合度（ＤＰｎ）は通常、８００から１，３５０であり、９００から１，３００であることが好ましく、１，０００から１，２００であることが特に好ましい。前記第１の数平均重合度は、通常第２の数平均重合度の２倍から１倍であり、１．３倍から１．１倍であることが好ましいが、本発明はこれに限らない。

【0039】

使用量の範囲については、前記塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料（ＣＰＶＣ）の使用量の範囲は、通常１０重量部（ＰＨＲ）から９０重量部の間、好ましくは２０重量部から８０重量部の間、特に好ましくは３０重量部から７０重量部の間にある。

【0040】

本発明の一実施例においては、前記ポリビニルクロリド樹脂材料（ＰＶＣ）は、高い塩素含有量を有するポリビニルクロリド樹脂であり、前記ポリビニルクロリド樹脂材料は、５５％以上の塩素含有量を有する。なお、前記ポリビニルクロリド樹脂材料（ＰＶＣ）及び塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料（ＣＰＶＣ）の総使用量を１００重量部として、前記ポリビニルクロリド樹脂材料（ＰＶＣ）の使用量は、通常塩素化ポリビニルクロリド樹脂材料（ＣＰＶＣ）の使用量の９倍から１／９倍であり、６倍から１／５倍であることが好ましく、４倍から１／２倍であることが特に好ましいが、本発明はこれに限らない。

【0041】

前記熱安定剤の使用量の範囲は、通常１重量部（ＰＨＲ）から５重量部であり、２重量部から４．５重量部であることが好ましく、２．５重量部から４重量部であることが特に好ましい。

【0042】

前記熱安定剤は、樹脂材料の熱安定性を向上するためのものである。前記熱安定剤の材料種類は、チオエステル系有機スズ（ｔｈｉｏｅｓｔｅｒ ｏｒｇａｎｏｔｉｎ）、カルシウム亜鉛安定剤（ｃａｌｃｉｕｍ ｚｉｎｃ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）、及びヒドロタルサイト系安定剤（ｈｙｄｒｏｔａｌｃｉｔｅ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）、からなる材料群から選択される少なくとも一つである。

【0043】

前記強靭化剤の使用量の範囲は、通常１重量部（ＰＨＲ）から１０重量部であり、２重量部から８重量部であることが好ましく、３重量部から７重量部であることが特に好ましい。

【0044】

前記強靭化剤は、樹脂材料の靭性を高めるためのものである。前記強靭化剤の材料種類は、塩素化ポリエチレン（ｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ＣＰＥ）、アクリルエラストマー（ａｃｒｙｌｉｃ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＡＣＲ）、ポリエチレン－酢酸ビニルエラストマー（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＥＶＡ）、メチルメタクリレート－ブタジエン－スチレンエラストマー（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ－ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＭＢＳ）、アクリレート－ブタジエン－スチレンエラストマー（ａｃｒｙｌａｔｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ－ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＡＢＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレンエラストマー（ｓｔｙｒｅｎｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ－ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＳＢＳ）、スチレン－イソプレン－スチレンエラストマー（ｓｔｙｒｅｎｅ－ｉｓｏｐｒｅｎｅ－ ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＳＩＳ）、スチレン－エチレン／ブテン－スチレンエラストマー（ｓｔｙｒｅｎｅ－ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｂｕｔｅｎｅ－ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＳＥＢＳ）、スチレン－エチレン／プロピレン－スチレンエラストマー（ｓｔｙｒｅｎｅ－ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ－ｓｔｙｒｅｎｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＳＥＰＳ）、アクリレート－ブタジエンゴム（ａｃｒｙｌａｔｅ－ｂｕｔａｄｉｅｎｅ ｒｕｂｂｅｒ、ＮＢＲ）、ポリメチルメタクリレート（ｐｏｌｙ－ｍｅｔｈｙｌ－ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ、ＰＭＭＡ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｄｉｅｎｅ ｍｏｎｏｍｅｒ、ＥＰＤＭ）、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｐｏｌｙｕｒｅａ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＴＰＵ）、ポリエンエラストマー（ｐｏｌｙｅｎｅ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＴＰＯ）、及び熱可塑性エラストマー（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ｅｌａｓｔｏｍｅｒ、ＴＰＥ）、からなる材料群から選択される少なくとも一つである。

【0045】

前記滑剤の使用量の範囲は、通常１重量部（ＰＨＲ）から３重量部であり、１．２重量部から２．５重量部であることが好ましく、１．６重量部から２．４重量部であることが特に好ましい。

【0046】

前記滑剤は、樹脂材料の相溶性を高めるためのものである。前記滑剤の材料種類は、ポリエチレンワックス（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｗａｘ）、酸化ポリエチレンワックス（ｏｘｉｄｉｚｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｗａｘ）、脂肪酸系滑剤（ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｓｌｉｐ ａｇｅｎｔ）、脂肪酸アミド系滑剤（ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ａｍｉｄｅ ｓｌｉｐ ａｇｅｎｔ）、金属石鹸系滑剤（ｍｅｔａｌ ｓｏａｐ ｓｌｉｐ ａｇｅｎｔ）、及び有機シリコーン系滑剤（ｏｒｇａｎｉｃ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｌｉｐ ａｇｅｎｔ）、からなる材料群から選択される少なくとも一つである。

【0047】

前記酸化防止剤の使用量の範囲は、通常０．１重量部（ＰＨＲ）から２重量部であり、０．３重量部から１．８重量部であることが好ましく、０．５重量部から１．５重量部であることが特に好ましい。

【0048】

前記酸化防止剤は、樹脂材料の酸化防止性を高めるためのものである。前記酸化防止剤の材料種類は、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（ｈｉｎｄｅｒｅｄ ｐｈｅｎｏｌｉｃ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ）及び亜リン酸エステル系酸化防止剤（ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ－ｂａｓｅｄ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ）、からなる材料群から選択される少なくとも一つである。

【0049】

［ポリビニルクロリド押し出し管の製造方法］

【0050】

以上、本発明の実施例に係るポリビニルクロリド押し出し管の組成物について説明したが、以下、本発明の実施例をもとに、ポリビニルクロリド押し出し管の製造方法について説明する。

【0051】

本発明の実施形態において、工程Ｓ１１０から工程Ｓ１３０を含むポリビニルクロリド押し出し管の製造方法も提供する。本実施形態に記載の各工程の順番及び実際の操作方法は必要に応じて調整することができ、本実施例の記載に限らないことをまず説明しておく。

【0052】

前記工程Ｓ１１０は、上述したポリビニルクロリド押し出し管の組成物を加熱攪拌ミキサーに加え、１００℃から１２０℃の加熱温度で５００ＲＰＭ～１５００ＲＰＭで高速攪拌して混合し、第１の混合物を形成することを含む。

【0053】

前記工程Ｓ１２０は、前記第１の混合物を冷却攪拌ミキサーに加えて攪拌を続き、３５℃から５０℃の冷却温度まで降温させて冷却し、第２の混合物を形成することを含む。

【0054】

前記工程Ｓ１３０は、前記第２の混合物を、押出成型機により、１７０℃から２００℃の溶融温度で溶融し、次に前記第２の混合物を、押し出し、成型、及び冷却のプロセスを行い、ポリビニルクロリド押し出し管を得ることを含む。前記ポリビニルクロリド押し出し管は、低い難燃剤添加量、高い難燃能力、及び低い発煙量を有する。なお、前記ポリビニルクロリド押し出し管は、低コスト及び優れた機械的性質などの利点を有する。

【0055】

［実験データ測定］

【0056】

以下、実施例１から４、及び比較例１から２を参照して本発明の内容を詳細に説明する。しかし、以下の実施例はただ、本発明を理解するためのものであり、本発明の範囲は、これらの例示に限らない。ただし、以下の各成分でいう「部」とは「重量部」のことであり、実際には単位のグラム（ｇ）を用いたが、本発明はこれに限らない。

【0057】

実施例１：ポリビニルクロリド押し出し管の組成物は、ＰＶＣ樹脂９０部、ＣＰＶＣ樹脂１０部、熱安定剤２．５部、ＡＣＲ強靭化剤５部、変性メラミンリン酸塩系難燃剤５部、酸化ポリエチレンワックス１．５部及び酸化防止剤（Ｉ－１０１０）０．５部を含んだ。上述した各成分を質量部で配合した後、高速加熱ミキサーに入れて分散させ、攪拌し、攪拌温度を１１０℃に設定した。その後、冷却ミキサーに排出して攪拌冷却を行い、温度を４０℃まで低下させた後、ホッパーに排出し、二軸押し出し機で、押し出し、成型、及び冷却のプロセスを行い、ポリビニルクロリド押し出し管が得た。そのうち、二軸押し出し機のバレルの温度は、それぞれ１８５℃、１７０℃に設定され、モールド成形温度は、それぞれ１７５℃、１９０℃に設定された。

【0058】

実施例２：ポリビニルクロリド押し出し管の組成物は、ＰＶＣ樹脂９０部、ＣＰＶＣ樹脂１０部、熱安定剤２．５部、ＡＣＲ強靭化剤５部、無水スズ酸亜鉛１部（炭素形成剤）、酸化ポリエチレンワックス１．５部及び酸化防止剤（Ｉ－１０１０）０．５部を含んだ。上述した各成分を質量部で配合した後、高速加熱ミキサーに入れて分散させ、攪拌し、攪拌温度を１１０℃に設定した。その後、冷却ミキサーに排出して攪拌冷却を行い、温度を４０℃まで低下させた後、ホッパーに排出し、二軸押し出し機で、押し出し、成型、及び冷却のプロセスを行い、ポリビニルクロリド押し出し管が得た。そのうち、二軸押し出し機のバレルの温度は、それぞれ１８５℃、１７０℃に設定され、モールド成形温度は、それぞれ１７５℃、１９０℃に設定された。

【0059】

実施例３：ポリビニルクロリド押し出し管の組成物は、ＰＶＣ樹脂７０部、ＣＰＶＣ樹脂３０部、熱安定剤２．５部、ＡＣＲ強靭化剤５部、変性メラミンリン酸塩系難燃剤１部、無水スズ酸亜鉛（炭素形成剤）２部、酸化ポリエチレンワックス１．５部及び酸化防止剤（Ｉ－１０１０）０．５部を含んだ。上述した各成分を質量部で配合した後、高速加熱ミキサーに入れて分散させ、攪拌し、攪拌温度を１１０℃に設定した。その後、冷却ミキサーに排出して攪拌冷却を行い、温度を４０℃まで低下させた後、ホッパーに排出し、二軸押し出し機で、押し出し、成型、及び冷却のプロセスを行い、ポリビニルクロリド押し出し管が得られた。そのうち、二軸押し出し機のバレルの温度は、それぞれ１８５℃、１７０℃に設定され、モールド成形温度は、それぞれ１７５℃、１９０℃に設定された。

【0060】

実施例４：ポリビニルクロリド押し出し管の組成物は、ＰＶＣ樹脂７０部、ＣＰＶＣ樹脂３０部、熱安定剤２．５部、ＡＣＲ強靭化剤５部、変性メラミンリン酸塩系難燃剤１部、無水スズ酸亜鉛（炭素形成剤）０．５部、酸化ポリエチレンワックス１．５部及び酸化防止剤（Ｉ－１０１０）０．５部を含んだ。上述した各成分を質量部で配合した後、高速加熱ミキサーに入れて分散させ、攪拌し、攪拌温度を１１０℃に設定した。その後、冷却ミキサーに排出して攪拌冷却を行い、温度を４０℃まで低下させた後、ホッパーに排出し、二軸押し出し機で、押し出し、成型、及び冷却のプロセスを行い、ポリビニルクロリド押し出し管が得た。そのうち、二軸押し出し機のバレルの温度は、それぞれ１８５℃、１７０℃に設定され、モールド成形温度は、それぞれ１７５℃、１９０℃に設定された。（実施例４は、本発明の最適な実施例である。）

【0061】

比較例１：ポリビニルクロリド押し出し管の組成物は、ＰＶＣ樹脂１００部、熱安定剤２．５部、酸化ポリエチレンワックス１．５部及び酸化防止剤（Ｉ－１０１０）０．５部を含んだ。上述した各成分を質量部で配合した後、高速加熱ミキサーに入れて分散させ、攪拌し、攪拌温度を１１０℃に設定した。その後、冷却ミキサーに排出して攪拌冷却を行い、温度を４０℃まで低下させた後、ホッパーに排出し、二軸押し出し機で、押し出し、成型、及び冷却のプロセスを行い、ポリビニルクロリド押し出し管が得られた。そのうち、二軸押し出し機のバレルの温度は、それぞれ１８５℃、１７０℃に設定され、モールド成形温度は、それぞれ１７５℃、１９０℃に設定された。

【0062】

比較例２：ポリビニルクロリド押し出し管の組成物は、ＰＶＣ樹脂７０部、熱安定剤２．５部、ＡＣＲ強靭化剤５部、酸化ポリエチレンワックス１．５部及び酸化防止剤（Ｉ－１０１０）０．５部を含んだ。上述した各成分を質量部で配合した後、高速加熱ミキサーに入れて分散させ、攪拌し、攪拌温度を１１０℃に設定した。その後、冷却ミキサーに排出して攪拌冷却を行い、温度を４０℃まで低下させた後、ホッパーに排出し、二軸押し出し機で、押し出し、成型、及び冷却のプロセスを行い、ポリビニルクロリド押し出し管が得られた。そのうち、二軸押し出し機のバレルの温度は、それぞれ１８５℃、１７０℃に設定され、モールド成形温度は、それぞれ１７５℃、１９０℃に設定された。

【0063】

そのうち、各成分のプロセスパラメータ条件を以下の表１にまとめた。

【0064】

次に、実施例１から４、及び比較例１から２で得たポリビニルクロリド押し出し管について、物理的化学的特性の測定を行い、例えば、難燃レベル、火炎伝播指数、発煙係数、引張強度、耐衝撃度などのような、これらポリビニルクロリド押し出し管の物理的化学的特性を測定した。それぞれの測定方法は以下のように説明し、それぞれの測定結果を表１にまとめた。

【0065】

難燃レベル：米国防火試験規格ＡＳＴＭ Ｅ８４建築材料の表面燃焼特性の標準試験方法に従って測定を行い、防火クラスＡ、クラスＢ及びクラスＣの規格に分けた。

【0066】

火炎伝播速度、発煙係数：火炎伝播とは、材料表面における火炎の発展と言い、火災の時に可燃物に近づいて火が広がる影響に関連する。火炎伝播性能は通常、トンネル法や放射パネル法で測定した。この方法は、建築材料の火炎伝播速度の測定（同時に煙霧の濃度の測定）に用いられ、材料の火炎伝播指数ＦＳＩ値が小さければ小さいほど、火災危険性が小さくなる。高層建築物や廊下には、ＦＳＩ＜２５の材料が採用されるべきであり、２５＜ＦＳＩ＜１００の材料は、防火要求がそんなに厳しくない場所にしか採用され、ＦＳＩ＞１００の材料は、難燃の要求を満たしていない。

【0067】

引張強度：ＡＳＴＭ Ｄ６３８規格に従ってプラスチック材料の引張り試験を行い、プラスチックの引張強度が得た。

【0068】

耐衝撃度：ＡＳＴＭ Ｄ２５６に従って行われたＩｚｏｄノッチ曲げ衝撃測定では、厚みに関するエネルギー値として衝撃強度及び高歪率におけるノッチ感受性の特徴値を生成した。測定は通常２３°／５０％という相対湿度である正常な雰囲気で行い、プラスチックの衝撃強度及びノッチ衝撃強度の測定に用いた。

【0069】

【表1】

【0070】

［測定結果検討］

【0071】

実施例においては、実施例１～４、比較例２と比較例１とを比べると、比較例１では強靭化剤を添加せずにその耐衝撃強度が著しく低かったのに対して、実施例１では難燃剤の添加量が５部と高かったためやや低下しており、実施例２～４では衝撃強度が変化していなかった。実施例１では変性メラミンリン酸塩系難燃剤のみ添加した場合に防火クラスがクラスＣだけであった。実施例２では炭素形成剤のみ添加した場合に難燃効果が劣った。実施例３では変性メラミンリン酸塩系難燃剤及び炭素形成剤を同時に添加したが、炭素形成剤が過剰となったため、変性メラミンリン酸塩系難燃剤を促進する炭素形成性が劣り、防火クラスがクラスＢだけであった。実施例４では変性メラミンリン酸塩系難燃剤と炭素形成剤との割合が好適であるため、変性メラミンリン酸塩系難燃剤を促進する炭素形成効果が良好であり、その防火クラスがクラスＡに達しており、実施例４が本発明の最適な実施例であった。

【0072】

［実施例の有益な効果］

【0073】

本発明の有益な効果としては、本発明で提供されるポリビニルクロリド押し出し管の組成物及びポリビニルクロリド押し出し管の製造方法は、「使用量が０．５重量部から２．０重量部の間にあり、変性剤で修飾されたリン含有難燃剤である難燃添加剤と、使用量が０．２重量部から１．０重量部の間にあり、塩化亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ヒドロキシスズ酸亜鉛、無水スズ酸亜鉛、リン酸亜鉛、及びリン酸ジルコニウム、からなる材料群から選択される少なくとも１つである炭素形成剤とを含み、前記難燃添加剤及び前記炭素形成剤は、前記組成物における総添加量として３重量部以下である」という技術的方案により、前記ポリビニルクロリド押し出し管が低い難燃剤添加量、高い難燃能力、及び低い発煙量を有するようにできる。なお、前記ポリビニルクロリド押し出し管は、低コスト及び優れた機械的性質などの利点を有する。

【0074】

以上に開示された内容は、本発明の実施可能な好ましい実施例に過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、本発明の明細書を用いてなされた均等な技術的変更は全て本発明の特許請求の範囲に含まれる。