JPH02255843A - 難燃性樹脂組成物およびこれを用いた難燃性ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は難燃性樹脂組成物およびこの組成物で被覆した
難燃性ケーブルに関し、更に詳しくは、毒性がなく、燃
焼時にも有毒ガスの発生がなく、優れた難燃性を有する
樹脂組成物およびそれで被覆されたケーブルに関する。

（従来の技術） 電線、ケーブルの外被や絶縁体コアとしては、従来から
、押出加工性や電気絶縁性に優れている例えばポリオレ
フィン系樹脂のような熱可塑性樹脂が使用されている。

近年、これらの素材に対する難燃化の要求が高まってい
る。

難燃化の方法としては、これら熱可塑性樹脂に、塩素や
臭素ようなハロゲンを含有する化合物を混和するという
方法が通常採用されている。ところが、これらハロゲン
含有化合物を配合した樹脂組成物は、たしかに良好な難
燃性を示すが、しかし燃焼時に大量の黒煙を発生し、人
体に存害なガス、または、金属等を腐食するガスを発生
する。

このような問題を回避するために、発煙性、有害性およ
び腐食性が極めて小さい水酸化アルミニウムや水酸化マ
グネシウムのような水和金属酸化物を、難燃化剤として
、熱可塑性樹脂に混和して、６燃焼時にこれら水和金属
化合物から水分を放出させることにより難燃化する方法
が提案されている。

この場合、充分な難燃性を得るためには、多量の水和金
属酸化物を添加することが必要になるが４、そのため混
和物の機械的強度は著しく低下してしまい、到底、実用
に耐え得なくなる。

そのため、例えば特公昭５７　１６１４４号公報で提案
されているように、熱可塑性樹脂に」・配した水和金属
酸化物と赤リンを添加することにより、難燃性を向上せ
しめるとともに混和物のＳ！！Ｗ的強度の低下を抑制す
るという対応策が採られている。

（発明が解決しようとする課題） し２かしながら、上記した水和金属酸化物と赤リンを用
いる方法には、つぎのような問題があり、その解決が求
められている。

すなわち、上記混和物を押出成形する際に、特有の臭気
を発生し、作業環境」二好ましくない。また、燃焼時に
有毒なホスフィンガスを発生する。

更には、赤リンの粒子系が数１１０１Ｊと大きいことか
ら、混和物の低温脆性や引張特性が低下するという問題
である。

本発明は上記した間Ｂ杏解決し、高度の難燃性を有する
とともに、押出成形時に異臭を発生せず、また、燃焼時
に有毒ガスを発生しない無公害な難燃性樹脂組成物とこ
れを用いたケーブルの提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、熱可塑
性相Ｒ１４１００重量部；ハンタイト粉末５０〜８０重
量％とハイドロマグネづイトの粉末２０〜５０重量％と
を含む混合粉末、水酸化マグネシウム粉末、水酸化アル
ミニウム粉末の群から選ばれる少なくとも１種の粉末３
０〜２００３１ｔ１１部；平均粒子径が０．５〜２０μ
ｍであるシリコーン粉末０．５−１０重量部を必須成分
とすることを特徴とする難燃性樹脂組成物と、この組成
物で被覆されたことを特徴とする難燃性ケーブルが提供
される。

まず、本発明の組成物における第１の必須成分である熱
可塑性樹脂としては、例えば、高、中、低密度ポリエチ
レン；これらポリエチレンとプロピレン、ブテン−１、
ペンテン−１、ヘキセン−１，４−メチルベンテン−１
、オクテン〜１、デセン−１のような炭素数３〜１２の
α−オレフィンとの共重合体；エチレン−プロピレン共
重合体ゴム；エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴ
ム；エチレンと酢酸ビニル、アクリル酸エチル、メタク
リル酸、メタクリル酸エチル、マレイン酸、無水マレイ
ン酸のような極性基含有モノマーとの共重合体；前記エ
チレン単独もくしはエチレンとα−オレフィンとの共重
合体をアクリル酸、マレイン酸のような不飽和カルボン
酸またはその誘導体で変性して成る共重合体；上記した
それぞれを適宜に組合せた混合物などをあげることがで
きる。

これらのうち、樹脂組成物の機櫨特性が向上するという
点からいうと、直鎖状低密度ポリエチレンや密度が０．
９１以下である超低密度ポリエチレンなどが好適である
。

また、難燃性を高めるという点からすると、熱可塑性樹
脂としてはエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアク
リル酸エチル共重合体等が好適である。またこれらの混
合物を用いることができる。

本発明の樹脂組成物ににおける第２の必須成分は、ハン
タイト粉末とハイドロマグネサイト粉末を主体とした混
合粉末、水酸化マグネシウム粉末、水酸化アルミニウム
粉末の１種または２種以上である。これらはいずれも難
燃化剤としての作用を発揮する。

これらの粉末のうち、ハンタイト粉末とハイドロマグネ
サイト粉末の混合粉末の一方の成分であるハンタイト（
Ｈｕｎｔｉｔｅ）は、その組成式がＭｇ５Ｃａ（ＣＯｓ
Ｌで示される白色の結晶体であり、また他方の成分であ
るハイドロマグネサイト（Ｈｙｄｒｏｍａｇｎｅｇｉ　
ｔｅ）は、その組成式が例えばＭｇ４（ＣＯｓ）　ｓ　
・（ＯＨ）＊・３Ｈ１０またはＭｇ５（ＣＯｓ）ａ・（
ＯＨ）１・４Ｈ＊Ｏなどで示されるもので水菱苦土石と
も呼ばれるものである。

この混合粉末は、ハンタイト粉末とハイドロマグネサイ
ト粉末を、前者が５０〜８０重量％（従って後者は２０
〜５０重量％）となるように混合して調製される。

ハンタイトの混合割合が５０重量％未満の場合（したが
ってハイドロマグネサイ１〜が５０重量％より多い場合
）は、得られた樹脂組成物を成形加工する際に、ハイド
ロマグネサイトが有する結晶水の脱水により発泡現象が
起り、成形品の列観を不良をもたらして、不都合である
。

また、逆にハンタイトの混合割合が８０重量％を超える
場合またがって、ハイドロマグネサイトが、２０重景％
未満の場合）は、得られた樹脂組成物の難燃性が低下し
てしまう、混合粉末におけるハンタイトとハイドロマグ
ネサイトの好ましい混合割合は、ハンタイト６０〜・７
０重量％、ハイドロマグネサイト３０〜４０重置％であ
る。なお、混合粉末には例えばＭｇｅｏ、、ＣａＣ０゜
などの炭酸塩、その他フルミ二つム、鉄、カリウム、ケ
イ素などの炭酸塩、その他゛フルミニウノ１１、鉄、カ
リウム、ケイ素などを含む無機塩類が少量含まれていて
も差し支えない。

この混合粉末において、前記した各成分は、その粒径１
．　Ｏｔｔ　ｍ以下の粉末が６０％以上で平均粒径が０
．５μｍ以下、更に粒径００３μｍ以下の粉末が５０％
以上で平均杓径が０．５μｍ以下であることが好ましい
。

また、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムは公知
の難燃剤であるが、その平均粒径は０．２〜５μｍのも
のを用いることが好ましい、その理由は、熱可塑性樹脂
への分散を円滑に進めることができる・うえ、得られた
樹脂組成物の成形加工性や機械特性の向上に有効である
からである、これらの粉末け、それぞれ単独で用いる場
合も、また２種以上を混合して用いる場きも、その配合
割合は、熱可塑性用脂１００重景部に対し、３０−２０
０重量部に設定されるやこの配合割合が３０重量部未満
の場合は得られた樹１ｉｌｊ組成物に所望の難燃性を付
与することができず、また、２００重量部を超える場合
は、樹脂組成物の機械的強度が著し７く低下し使用に酎
え得ないからである。好ましい配合割合は、熱可塑性樹
層１００重量部Ｕ二対し５Ｃ）＝８０重量部である。

これらの辞燃剤は、そのままの状態で熱可塑性樹脂に分
散せしめてもよいが、更には、ビニルＩ・リエトキシシ
ラン、Ｔ−メルカプトプロピル！・・リメトキシシラン
のようなシランカップリング荊；イソプロピルトリイソ
ステアロイルチタネートのようなチタンカップリング剤
；ステアリン酸、７レイン酸、オレイン酸のような高級
脂肪酸などの公知の表面処理剤を用いて表面処理を施す
と、熱可塑性樹脂とのなじみが向上し、得（）・れる樹
脂組成物の機械特性を向上せしめて有効である。なお、
これら表面処理剤はこれら粉末を熱可塑性樹脂に混入す
るときに同時に配合してもよいし、また予め混合粉末と
ブレンドして用いてもよい。

また、これら静燃剤とともに難燃性を大幅に低下せしめ
ない範囲で、炭酸カルシウム、タルク、クレー、シリカ
等の充填剤を添加してもよい６本発明ｍ成物におけるも
う１つの必須成分であるシリコーン粉末は、例えばジメ
チ・ル：゛ノリコーン、フェニルメチルシリコーン等の
シリコーンレジンやシリコーンゴムを微粒化したもので
ある。

従来から、熱可塑性樹脂に受層のシリコーンオイルやシ
リコーンゴムを配合しＶその難燃性を高める試みがなさ
れているが、例えばシリブー・ンオイルを使用し２ても
得られた樹脂組成物の難燃性は予想するほど向上しない
、難燃性の向トを奪回してその添加Ｉを増量すると、今
度は押出成形時にスリップが生じ易くなり押出変動が起
るという問題が生じていた。また、シリコーンゴ１１の
場合は、その分散性が悪＜ｍ脂組成物の機械的強度の低
下を招いている。

本発明の場合のシリコ　ン粉末は、前記した・シリコー
ンオイルやシリブー〉′ゴムの場合とは全く異なり１．
熱可塑性樹脂・＼の分散ｆ／１も良好で樹脂組成物の機
械的強度の低下を招くこともなく、し。

かも靜燃性に関し、では、前記りまた第２の必須成分で
ある難燃剤と組合せることにより、赤り゛／添加の場合
と同等以、Ｌの髪燃性Ｃ与の効果を発揮する６、それゆ
え、赤リン添加の場合、！：異３１（す、樹脂組放物の
成形加工時に異臭の発生もなく、更に燃焼時においても
有毒ガスを発生することがないのご、樹脂組成物を無公
害なものにすることができる。

このシリコーン粉末は、その平均粒子径を０．５〜２０
μｍの範囲内に整粒して用いられる。この平均粒子径が
０．５μｍより小さい場合は、シリコーン粉末の製造コ
ストが上昇する問題が発生し、また２０μｍより大きい
場合は、混和物への分散が悪く、難燃性や低温特性が低
下する問題を生ずるからである。好ましい平均粒子径は
１〜１０μｍである。

シリコーン粉末は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、
０．５〜１０重量部配合される。０．５重量部未満の場
合は、得られる樹脂組成物への難燃性向上効果が認めら
れず、また１０重量部を超えても、樹脂組成物の難燃性
の向上効果は飽和ｒ連してしまい、むしろコストアップ
を招いてしまうからである。好ましい配合量は、熱可塑
性樹脂１００重量部に対し１〜８重量部である。

本発明の樹脂組成物は、以上の成分をもって必須とする
が、その調製時に、必要に応１づて、酸化防止剤、滑剤
、有機・無機系の各種顔料、紫外線防止剤、熱光安定剤
、分散剤、銅害防止剤等の添加剤を本発明の効果を著し
く損わない範囲内で添加することもできる。

本発明においては、Ｌ記した樹脂組成物を、電カケープ
ル、光フアイバケーブル、通信ケーブル等の外被として
所望の厚みに押出成形することにより、難燃性ケーブル
が提供される。

例えば、第１図、第２図にその断面を示した電カケープ
ルの場合、導体１、ハロゲンを含まない絶縁体２から成
る単心（第１図）または複数心（第２図）の絶縁線心３
と、複数心の場合ば介在層４とを撚り合せ、その上に綿
あるいは不縁布等の押えチー１５を巻回し、必要ならば
、該押えチー・ブ５をハロゲンを含まない難燃テープに
より巻回し。

た後に、本発明の樹脂組成物を押出成形によって被覆し
外被６を形成することができる。

この場合、ハロゲンを含まない絶縁体２とし７てハ、高
１、中、低密度ポリエチ［・ン、エチレン−酢酸ビニル
共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エ
チレン−プロピレンゴム等のポリオレフィンおよびこれ
らを架橋した公知のものを用いることができる。

（発明の実施例） 第１表に示したように、各成分を表示の割合で（重量部
）で配合し、８インチの２輪ロールを用い１５０℃で充
分に混練したのち、加圧プレス機で所定厚みのシートを
成形ｔ２て試料とした。これら各シートをペレタイズし
、径が３０ｍ１φの押出機を用いて断面積２ｍ”の軟銅
撚線導体上に外径が厚み３．４　ｍとなるように押出被
覆して１ｔ１１を製作した。

各試料につき、 測定した。

引張特性二Ｗ−みｌａｍのシートを２０℃の恒温室内に
１日放置したのち、ＪＩＳ ３号ダンベルでこれを打ち抜き、 東洋ホールドウィン社製のテンシ ロンにより２００　ｍ／ｓｉｎの速度 で引張強さ（ｋｇ／ｗａ”　）、伸び率（％）を測定し
た。

酸素指数：厚み３−の試料シートを輻６．５＋ｍ＋長さ
１５０■に打ち抜き、ＪＩＳ Ｋ７２０１で規定する酸素指数試 験法に準拠して測定。

■賀−１燃焼試験：ＵＬ規格７５８で規定するＶＷ１垂
直燃焼試験に準拠し、１５秒 ×５回の接炎後、支持旗の損傷が ２５％以内であり、脱脂綿に着火 せず、各接炎後の残炎時間が６０ 秒以内である場合を合格として判 定。

押出外観：電線の製作時に肉眼観察し、良好；０、やや
良好；Δ、不良；× として判定した。

あわせて臭気についても判定した。

また、これらの樹脂組成物を、導体断面積３８ｍ”、架
橋ポリエチレン絶縁による外径１５，３腫のコア上に厚
み２ｍのシースとして押出被覆して、ａ６ＫＶのケーブ
ルを製作し、得られたケーブルにつきＩ　ＥＥＥＳｔｄ
、　３８３で規定する垂直トレイ燃焼試験を行い、その
離燃性を判定した。Ｏ印は合格、×印は不合格である。

以上の結果を一括して表に示した。

（以下、余白） ４゜ （発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明のＩＩＩ！燃性樹
脂組成物は、ｖｗ−ｉ燃焼試験にも合格する高度の難燃
性を備え、また引張強さにみられるようにその機械特性
も優れており、ｉｔ線やケーブルの外被や絶縁体として
その工業価値は掻めて大である。

しかも、毒性はなく、燃焼時に有毒ガスを発生すること
もないので、無公害の難燃性樹脂組成物である。したが
って、それで被覆したケーブルもまた無公害ケーブルと
して有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、いずれも本発明の樹脂組成物を外被
とする電カケープルの断面図である。 １・・・導体、２・・・絶縁体、３・・・絶縁線心、４
・・・介在層、５・・・押えテープ、６・・・外被。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂１００重量部；ハンタイト粉末５０
   〜８０重量％とハイドロマグネサイトの粉末２０〜５０
   重量％とを含む混合粉末、水酸化マグネシウム粉末、水
   酸化アルミニウム粉末の群から選ばれる少なくとも１種
   の粉末３０〜２００重量部；平均粒子径が０．５〜２０
   μｍであるシリコーン粉末０．５〜１０重量部を必須成
   分とすることを特徴とする難燃性樹脂組成物。
2. （２）前記熱可塑性樹脂がポリオレフィンである請求項
   １記載の難燃性樹脂組成物。
3. （３）請求項１または２の難燃性樹脂組成物で被覆され
   ていることを特徴とする難燃性ケーブル。