JPH0572416B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、難燃性ケーブルなどに用いて有用な
ハロゲン元素を含有しない所謂ノンハロゲンの難
燃性組成物に関するものである。 ＜従来の技術＞ 従来の一般的なケーブルの難燃化方法には、(1)
塩素、臭素などのハロゲン元素を含んだ難燃性に
富む樹脂、例えばPVC、ポリクロロプレンゴム、
クロルスルホン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリ
エチレンなどを用いる方法、あるいはこれらの樹
脂に酸化アンチモンなどの難燃剤を添加して更に
難燃性を向上させる方法、(2)易燃性樹脂、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−エチルアクリレート
（EEA）、エチレンプロピレン（EP）ゴムなど
に、塩素や臭素などのハロゲン元素を含む難燃剤
を酸化アンチモンと併用して添加する方法、(3)水
酸化アルミニウムを主たる難燃剤として用い、ハ
ロゲン元素含有の難燃剤を用いない方法などがあ
る。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ ところが、上記(1)および(2)のハロゲン元素含有
の樹脂、難燃剤を用いた場合、例えば燃焼時、塩
化水素（HCl）、臭化水素（HBr）などのハロゲ
ン化水素ガスが多量に発生し、これらのガスが金
属を腐食させたり、また人体に有害な作用を与え
る。更にまた、燃焼時、多量の煙の発生もある。
従つて、このような難燃性組成物を用いた難燃性
ケーブルは、安全性に問題があり、例えば、地下
鉄構内、地下街、病院、一般ビル内、船舶内、原
子力発電所内、化学プラント、その他の高い安全
性が求められる施設では使用できない。 この点、(3)の水酸化アルミニウムを主たる難燃
剤として用いる場合は、上記(1)および(2)のような
有害ガス、煙の発生などはないものの、高い難燃
性を得ようとすると、水酸化アルミニウムを高充
填しなければならず、このため、難燃性組成物を
用いた難燃性ケーブルのシースや絶縁体などの機
械的特性や電気的特性が低下したり、押出成形な
どによる場合、発泡したりするなどの問題があ
る。 ＜問題を解決するための手段＞ 本発明は、上記した従来の問題点を解消すべく
なされたもので、その特徴とする構成は、ハロゲ
ン元素を含まないゴム、プラスチツクとしてエチ
レン成分にして90％以上であるポリオレフイン樹
脂を１種あるいは２種以上を組み合わせて用い、
これらのゴム、プラスチツク100重量部に、平均
粒子径0.3μｍ〜2μｍの水酸化マグネシウム50〜
200重量部と、吸油量0.5ml／ｇ〜2.0ml／ｇのカ
ーボンブラツク粉末５〜50重量部、赤りんを含む
難燃剤２〜30重量部を添加混合してなる混和物
を、有機過酸化物の加硫剤により架橋した難燃性
組成物にある。 この難燃性組成物は、好ましくは導体上に絶縁
体を設けたケーブルコア、あるいはこれらを多芯
に撚合わせ介在物を介してシースを施したケーブ
ルの当該シースまたは／および絶縁体として用い
ることにより、難撚性ケーブルを得ることができ
る。また、必要により、上記水酸化マグネシウム
を、ステアリン酸やオレイン酸で表面処理すると
よい。また、上記難燃性ケーブルの場合、撚り合
わせコアとシースの間に施される介在物を、ハロ
ゲン元素を含まずかつ酸素指数値が30以上である
難撚性組成物とすることができる。 このような本発明に係る難燃性組成物を用いた
難燃性ケーブルを示すと、第１図または第２図の
如くである。これらの図において、１は導体、２
は絶縁体、３ａ，３ｂは介在、４はシース、５は
コアテープ、６は抑えテープである。 ここで、上記シース４は、本発明の難燃性組成
物、即ちハロゲン元素を含まないゴム、プラスチ
ツクとしてエチレン成分にして90％以上であるポ
リオレフイン樹脂を１種あるいは２種以上を組み
合わせて用い、これらのゴム、プラスチツク100
重量部に、平均粒子径0.3μｍ〜2μｍの水酸化マグ
ネシウム50〜200重量部と、吸油量0.5ml／ｇ〜
2.0ml／ｇのカーボンブラツク粉末５〜50重量部、
赤りんを含む難燃剤２〜30重量部を添加混合して
なる混和物を、有機過酸化物の加硫剤により架橋
した難燃性組成物により形成される。上記絶縁体
２は、当該シース４と同じ難燃性組成物か、ある
いはやはりハロゲン元素を含まない通常のゴム、
プラスチツクで形成される。第１図の介在３ａ
は、紙テープやジユートなどで形成された通常の
介在であり、第２図の介在３ｂは、ハロゲン元素
を含まずかつ酸素指数値30以上である難燃性組成
物で形成された充実型の介在である。この充実型
の介在の場合は、好ましくは、コアおよびシース
との融着を防止するため、上述したようにコア上
にはマイラーなどのコアテープ５を巻き、また充
実介在上には抑えテープ６を巻き付ける。 ＜作用＞ 本発明の難燃性組成物またはこれを用いた難燃
性ケーブルは、上記のようにハロゲン元素の含ま
ないノンハロゲンのゴム、プラスチツクをベース
樹脂としてあるため、火災などに遭遇して燃焼し
ても、燃焼ガス中にハロゲン化水素ガスなどの有
害ガスは含まず、これがため、ケーブル布設周辺
の金属を腐食させることもなく、また人体に有害
作用を及ぼすこともない。 また結晶水放出で吸熱反応を起こす水酸化マグ
ネシウムとして、特定粒子径（0.3μｍ〜2μｍ）の
ものを添加してあるため、比較的高充填でも、機
械的特性の低下や、押出時の加工性の低下もな
く、かつこの高充填により、極めて高い難燃性が
得られる。特にまた、水酸化マグネシウムの場
合、結晶水放出の温度が、水酸化アルミニウムの
200℃前後（この温度は、樹脂によつては、当該
樹脂の熱分解より低く、使用樹脂が制限される温
度である）と比較して高く、370℃前後であるた
め、ベース樹脂の熱分解温度に近く、使用樹脂の
混練温度や押出温度が殆ど制約されない。更に水
酸化マグネシウムをステアリン酸やオレイン酸で
表面処理すると、より一層多くの充填が可能とな
り、また良好な加工性が得られる。またカーボン
ブラツクとして、特定吸油量（0.5ml／ｇ〜2.0
ml／ｇ）のものを添加してあるため、粒子径が小
さく表面積が大きい理由から、難燃効果が大き
く、小量の添加で充分な難燃効果が得られる。ま
たこの組成物中のカーボンブラツクは燃焼時、酸
素の遮断された状態で加熱されるため、炭化して
組成物中に炭化層を形成する。この炭化層の形成
により、組成物自体の流動やケーブル内部からの
可燃物の流出（溶融ドリツプ）が有効に抑えられ
るため、より延焼が防止される。 また特定量の赤りんを含む難燃剤を添加してあ
るため、燃焼時、組成物中の炭化作用がより一層
促進される。即ち赤りんにあつては、高温加熱さ
れて酸化されるとき、樹脂より水素を奪い脱水す
るため、樹脂の炭化を進める。。 そしてまた、上記難燃性組成物は、有機過酸化
物の加硫剤により、架橋されているため、機械特
性も優れている。更に、難燃化するに当たつて、
良好な材料である特定粒子径の水酸化マグネシウ
ム、特定吸油量のカーボンブラツク、赤りんを用
いるものであるため、従来の塩素、臭素などのハ
ロゲンを含有する難燃剤を用いるものと比較して
発煙量も少ない。 また、第２図のケーブルのように、介在にも、
ハロゲン元素を含まずかつ酸素指数値が30以上で
ある難燃性組成物を用いる場合、本発明の難燃性
組成物で形成されたシースまたは／および絶縁体
との構成を相俟て、より一層高い難燃性を得るこ
とができる。 上記本発明で使用するゴム、プラスチツクはハ
ロゲン元素を含有しない所謂ノンハロゲンのゴ
ム、プラスチツクで、例えばPE、天然ゴム、ブ
チルゴム、シリコンゴム、エチレンプロピレンゴ
ム（EPM）、エチレンプロピレンジエンエラスト
マー（EPDM）．エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレンとアクリル酸エチルの共重合体、エ
チレンとα−オレフンの共重合体、エチレンアク
リリツクエラストマー、水素添加スチレンブタジ
エンエラストマー、さらにこれらのブレンド物な
どが挙げられ、高い抗張力など良好な機械特性を
得るために、エチレン成分が90％以上であるポリ
オレフイン樹脂の１種あるいは２種以上の組合せ
として使用するとよい。 また、本発明の水酸化マグネシウムの平均粒子
径を0.3μｍ〜2μｍとしたのは、0.3μｍ未満では、
凝集力が大きく混和物中での分散が不良となり、
機械的特性の低下を招き、2μｍを越える場合は
樹脂との密着が不良で抗張力、伸びなど、やはり
機械的特性の低下を招くので好ましくないからで
ある。そして、その添加量を50〜200重量部とし
たのは、50重量部未満では、十分な難燃効果が得
られず、200重量部を越えると、多すぎて、機械
的特性が低下したり、押出時、発泡したり、更に
は加工性が悪化したりするからである。 また、本発明のカーボンブラツクの吸油量を
0.5ml／ｇ〜2.0ml／ｇとしたのは、高い難燃効
果、良好な加工性、優れた機械的特性を兼ね備え
たものとするためであり、0.5ml／ｇ未満では、
抗張力が低く、難燃効果も小さからであり、また
2.0ml／ｇを越える場合には、混和物の粘度が高
く加工性が不良となり、あるいは電気絶縁性の低
下を招くからである。そして、添加量を５〜50重
量部としたのは、５重量部未満では、所望の難燃
効果、および炭化層形成効果が得られず、50重量
部を越えると、混和物の粘度が高く加工性不良と
なつたり、伸びの低下を招くからである。 また、本発明の赤りんを含む難燃剤の添加量
を、２〜30重量部となるようにしたのは、２重量
部未満では、炭化作用の促進効果が殆ど得られ
ず、また30重量部を越えて、多過ぎても難燃性は
逆に低下し、また発煙性が増大して好ましくない
からである。 また、本発明で用いる加硫剤としては、有機過
酸化物としては、例えばDCP（ジクミルパーオキ
シド）、２，５−ジメチル−２，５ジ（ｔ−ブチ
ルパーオキシン）ヘキサン、ｔ−ブチルパーベン
ゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−
ブチルパーオキシ）ヘキシンなどが挙げられる。 そして、上記本発明に係る難燃性組成物を用い
ケーブルを製造するにおいては、通常の押出方法
で、絶縁体およびシースを押し出す。紙テープや
ジユートの介在にあつては、縦添えなどにより充
填させる。充実介在の場合は押出方法による。 なお、上記図示のケーブルは、多芯ケーブルに
ついてであつたが、本発明に係る難燃性組成物を
用いケーブルは、勿論単芯ケーブルについても適
用することができる。 ＜実施例＞ 第１表は、本発明に係る難燃性組成物の各実施
例〜を、その各特性試験効果と共に示したも
のである。また第２表は本発明の要件を満たさな
い組成物および通常のポリ塩化ビニル組成物を、
比較例〜として、その各特性試験結果と共に
示したものである。

【表】

【表】

【表】 上記第１表から、本発明の各難燃性組成物は、
各配合材料を所望の範囲としたとき、下記に示す
ような性能を満たし、優れた特性を呈することが
分かる。 引張り強度、TS≧1.0 伸び El≧350 ＊従来の架橋ポリエチレン（XLPE）の性能基
準（JIS Ｃ−3605）。 ムーニー粘度 ≦35 発煙性 ≦2.0 ＊JIS Ａ−1306。 酸素指数値 OI≧25 ＊ASTM Ｄ−2863。 一方、第２表によると、次のことが分かる。比
較例では水酸化マグネシウムが少な過ぎて、難
燃性が低く、大気中で燃焼する程度である。比較
例は逆に水酸化マグネシウムが多過ぎる場合
で、加工性が悪く、伸びも低い。比較例ではカ
ーボンブラツクが多過ぎて、やはり加工性が悪
く、伸びも低い。比較例はストラクチヤーの小
さい（吸油量、0.4ml／ｇ）カーボンの場合で、
抗張力が低く、また難燃効果も低い。比較例は
赤りんが多過ぎて（赤りん成分17％）、逆に難燃
性が低下し、また抗張力も低下する。比較例、
は塩素を含む組成物で、OI、引張強度の点で
はバランスが取れているが、発煙性で、かつハロ
ゲン化水素ガスの発生が多く、腐食性、有毒性の
上で好ましくない。 第３表は、本発明に係る難燃性組成物を用いた
難燃性ケーブルの実施例、および本発明の要件
を満たさない組成物および通常のポリ塩化ビニル
組成物を用いたケーブルを、比較例〜とし
て、それぞれの各特性試験結果と共に示したもの
である。

【表】 ＊：シースの炭化した部分の長さ。
＊＊：燃焼中の濃度を検知管で測定した。
＊＊＊：燃焼中の煙の濃度をJIS A−1306で測定し、
見通し距離(m)＝2.7／Dで示した。
上記第３表から、本発明に係る難燃性組成物を
用いた難燃性ケーブルは、IEEE std.383に合格
していることが分かる。即ち、仕上り外観が良
く、塩化水素ガスの発生もなく、また発煙性な少
なく、100ｍ以上の見通距離がえられたことが分
かる。 これに対して、比較例、では酸素指数値の
低いシースを施した場合、不合格であることが分
かる。例え、比較例のように、絶縁体の酸素指
数値（OI）を26としても、合格品は得られなか
つた。また比較例の場合は、燃焼試験は合格で
あるが、高充填で加工性が悪く、外観の肌荒れが
激しく不良品であつた。比較例〜はいずれも
PVCシースで、燃焼試験は合格であるが、多量
の塩化水素ガスが発生し、火災時に金属を腐食さ
せ、また人体に有害であつた。また発煙量も多か
つた。 ＜発明の効果＞ 本発明によれば、以上の説明から明らかなよう
に、高い難燃性を有し、燃焼ガスにはハロゲン化
水素ガスなどを含まず、これがため、周囲の金属
を腐食させることもなく、また人体に有害な影響
を与えることもなく、かつ発煙量も少なく、機械
的特性にも優れた、従来にない所謂クリーンな難
燃性組成物を提供することができ、さらに、この
難燃性組成物をシースや絶縁体などに用いれば、
難燃性ケーブルを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る難燃性組成
物を用いた難燃性ケーブルの各縦断面図である。 １……導体、２……絶縁体、３ａ，３ｂ……介
在、４……シース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハロゲン元素を含まないゴム、プラスチツク
   としてエチレン成分にして90％以上であるポリオ
   レフイン樹脂を１種あるいは２種以上を組み合わ
   せて用い、これらのゴム、プラスチツク100重量
   部に、平均粒子径0.3μｍ〜2μｍの水酸化マグネシ
   ウム50〜200重量部と、吸油量0.5ml／ｇ〜2.0
   ml／ｇのカーボンブラツク粉末５〜50重量部、赤
   りんを含む難燃剤２〜30重量部を添加混合してな
   る混和物を、有機過酸化物の加硫剤により架橋し
   たことを特徴とする難燃性組成物。 ２ 上記難燃性組成物において、水酸化マグネシ
   ウムがステアリン酸、あるいはオレイン酸により
   表面処理されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の難燃性組成物。