JPH08208977A - ポリアミドをベースとする難燃性熱可塑性組成物と、その電気ケーブル被覆材としての利用 - Google Patents
ポリアミドをベースとする難燃性熱可塑性組成物と、その電気ケーブル被覆材としての利用Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 (A) ポリアミドのマトリクスと、(B) 少なく
とも部分的に架橋したポリオレフィンをベースとした分
散相と、これら2つの相に分散した難燃化剤(C)とで構
成される難燃性熱可塑性組成物の機械特性、耐火性およ
び耐溶剤性、高温での寸法安定性を改良する。 【解決手段】 ASTM No.2 オイル中に 100℃で24時
間浸漬した後の引張強度の変化および破断点伸びの変化
が25%以下である熱可塑性組成物。電気ケーブル被覆
材、パイプ、成形品に使用される。
とも部分的に架橋したポリオレフィンをベースとした分
散相と、これら2つの相に分散した難燃化剤(C)とで構
成される難燃性熱可塑性組成物の機械特性、耐火性およ
び耐溶剤性、高温での寸法安定性を改良する。 【解決手段】 ASTM No.2 オイル中に 100℃で24時
間浸漬した後の引張強度の変化および破断点伸びの変化
が25%以下である熱可塑性組成物。電気ケーブル被覆
材、パイプ、成形品に使用される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリアミドをベー
スとする難燃性熱可塑性組成物と、その電気ケーブル被
覆材での利用に関するものである。本発明は、優れた耐
火性と耐溶剤性、さらには高温における優れた寸法安定
性を有する機械特性に優れた可撓性のある熱可塑性組成
物、特に、ポリアミドのマトリクスと、ポリエチレンの
分散相と、これら2相に分散した難燃化剤をベースとし
た組成物を提供する。本発明は、さらに、上記組成物の
製造方法と、その電気ケーブル被覆材としての利用方法
とを提供する。
スとする難燃性熱可塑性組成物と、その電気ケーブル被
覆材での利用に関するものである。本発明は、優れた耐
火性と耐溶剤性、さらには高温における優れた寸法安定
性を有する機械特性に優れた可撓性のある熱可塑性組成
物、特に、ポリアミドのマトリクスと、ポリエチレンの
分散相と、これら2相に分散した難燃化剤をベースとし
た組成物を提供する。本発明は、さらに、上記組成物の
製造方法と、その電気ケーブル被覆材としての利用方法
とを提供する。
【0002】
【従来の技術】エチレンポリマーと無機充填剤とをベー
スとした難燃性組成物は公知であり、電気ケーブル被覆
材として使用されている。欧州特許第 326 775号および
第 406035 号には水酸化マグネシウムまたは水酸化アル
ミニウム等の無機充填剤とエチレン性架橋ポリマーとを
含む組成物が記載されている。この組成物はポリアミド
を含んでいない。このポリエチレンベースの組成物より
も機械特性および耐溶剤特性に優れた被覆材を必要とす
る電気ケーブルが存在する。
スとした難燃性組成物は公知であり、電気ケーブル被覆
材として使用されている。欧州特許第 326 775号および
第 406035 号には水酸化マグネシウムまたは水酸化アル
ミニウム等の無機充填剤とエチレン性架橋ポリマーとを
含む組成物が記載されている。この組成物はポリアミド
を含んでいない。このポリエチレンベースの組成物より
も機械特性および耐溶剤特性に優れた被覆材を必要とす
る電気ケーブルが存在する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】欧州特許EP564 338
号には、エポキシド基を有するエチレンポリマーを含む
ポリアミド樹脂ベースの多相熱可塑性組成物が記載され
ている。この特許は、低温での衝撃耐性を向上させるこ
とを唯一の目的としている。この組成物は剛性を与える
ための充填剤を含有することができる。ポリアミドマト
リクスの特性が低下するのを防ぐ難燃剤の分散について
は何ら記載されていない。1993年4月16日公開の日本国
特許JP05093108号には、(i) ポリエチレンまたはエチ
レンコポリマー、(ii)磨耗に抵抗するためのポリアミ
ド、(iii)ポリエチレンとポリアミドを相溶化させるた
めの官能基付与されたコポリマー、および最後に難燃剤
をベースとする電気ケーブル用の難燃性組成物が記載さ
れている。主にポリエチレンをベースとするこれらの組
成物には本発明のような機械特性も耐油性もない。
号には、エポキシド基を有するエチレンポリマーを含む
ポリアミド樹脂ベースの多相熱可塑性組成物が記載され
ている。この特許は、低温での衝撃耐性を向上させるこ
とを唯一の目的としている。この組成物は剛性を与える
ための充填剤を含有することができる。ポリアミドマト
リクスの特性が低下するのを防ぐ難燃剤の分散について
は何ら記載されていない。1993年4月16日公開の日本国
特許JP05093108号には、(i) ポリエチレンまたはエチ
レンコポリマー、(ii)磨耗に抵抗するためのポリアミ
ド、(iii)ポリエチレンとポリアミドを相溶化させるた
めの官能基付与されたコポリマー、および最後に難燃剤
をベースとする電気ケーブル用の難燃性組成物が記載さ
れている。主にポリエチレンをベースとするこれらの組
成物には本発明のような機械特性も耐油性もない。
【0004】欧州特許第 258 040号には、(i) ポリアミ
ドと(ii)エチレン/アルキルアクリレート/無水マレイ
ン酸コポリマーとの混合物が記載されている。この混合
物は必要に応じてイオノマー化されており、(i) と(ii)
とを架橋させる物質を含んでいる。しかし、耐火剤の配
合については記載も示唆もない。欧州特許第 532 122号
にはポリアミドと、官能基を有するポリプロピレンと、
水酸化マグネシウムで構成される成形後の表面外観が優
れた組成物が記載されている。この組成物は水酸化マグ
ネシウムの含有率が高く、曲げ弾性率は 5,800〜8,400M
Paで、例えば電気ケーブルの絶縁を行う材料としては剛
性が強過ぎ、油と酸に対する耐久性が低い。
ドと(ii)エチレン/アルキルアクリレート/無水マレイ
ン酸コポリマーとの混合物が記載されている。この混合
物は必要に応じてイオノマー化されており、(i) と(ii)
とを架橋させる物質を含んでいる。しかし、耐火剤の配
合については記載も示唆もない。欧州特許第 532 122号
にはポリアミドと、官能基を有するポリプロピレンと、
水酸化マグネシウムで構成される成形後の表面外観が優
れた組成物が記載されている。この組成物は水酸化マグ
ネシウムの含有率が高く、曲げ弾性率は 5,800〜8,400M
Paで、例えば電気ケーブルの絶縁を行う材料としては剛
性が強過ぎ、油と酸に対する耐久性が低い。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A) ポリアミ
ドのマトリクスと、(B) 少なくとも部分的に架橋したポ
リオレフィンをベースとした分散相と、これら2相に分
散した難燃化剤(C) とで構成され且つASTM No.2 オ
イル中に 100℃で24時間浸漬した後の引張強度の変化お
よび破断点伸びの変化が25%以下である熱可塑性組成物
を提供する。
ドのマトリクスと、(B) 少なくとも部分的に架橋したポ
リオレフィンをベースとした分散相と、これら2相に分
散した難燃化剤(C) とで構成され且つASTM No.2 オ
イル中に 100℃で24時間浸漬した後の引張強度の変化お
よび破断点伸びの変化が25%以下である熱可塑性組成物
を提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明組成物はポリアミドと、予
め予備混合した相(B) の各成分と、難燃化剤(C) の少な
くとも一部とを押出機に供給し、難燃化剤(C) の残りを
押出機の下流領域へ導入することを特徴とする方法で製
造できる。難燃剤は、機械特性を損なうことなしにマト
リクスおよび分散相のノジュール(節)に分散されるよ
うに、組成物の製造中に導入することが重要である。
め予備混合した相(B) の各成分と、難燃化剤(C) の少な
くとも一部とを押出機に供給し、難燃化剤(C) の残りを
押出機の下流領域へ導入することを特徴とする方法で製
造できる。難燃剤は、機械特性を損なうことなしにマト
リクスおよび分散相のノジュール(節)に分散されるよ
うに、組成物の製造中に導入することが重要である。
【0007】本発明のポリアミドマトリクス(A) はポリ
アミドまたはポリアミド組成物で構成される。「ポリア
ミド」とは1種または複数のアミノ酸、例えばアミノカ
プロン酸、7−アミノヘプタノン酸、11−アミノウンデ
カノン酸の重縮合または4〜12個の炭素原子を有する飽
和ジカルボン酸と等モル量のジアミン(炭素数4〜12)
との重縮合で得られる樹脂を示す。過剰量のジアミンを
使用して末端カルボキシル基に対して過剰な末端アミノ
基を有するポリアミドを得ることもできる。
アミドまたはポリアミド組成物で構成される。「ポリア
ミド」とは1種または複数のアミノ酸、例えばアミノカ
プロン酸、7−アミノヘプタノン酸、11−アミノウンデ
カノン酸の重縮合または4〜12個の炭素原子を有する飽
和ジカルボン酸と等モル量のジアミン(炭素数4〜12)
との重縮合で得られる樹脂を示す。過剰量のジアミンを
使用して末端カルボキシル基に対して過剰な末端アミノ
基を有するポリアミドを得ることもできる。
【0008】ポリアミド樹脂の具体例として以下のもの
を挙げることができる: ポリヘキサメチレンアジパミド(ポリアミド−6,6 ) ポリヘキサメチレンアゼラミド(ポリアミド−6,9 ) ポリヘキサメチレンセバサミド(ポリアミド−6,10) ポリヘキサメチレンドデカンジアミン(ポリアミド−6,
12) ポリ(ウンデカノアミド)(ポリアミド−11)
を挙げることができる: ポリヘキサメチレンアジパミド(ポリアミド−6,6 ) ポリヘキサメチレンアゼラミド(ポリアミド−6,9 ) ポリヘキサメチレンセバサミド(ポリアミド−6,10) ポリヘキサメチレンドデカンジアミン(ポリアミド−6,
12) ポリ(ウンデカノアミド)(ポリアミド−11)
【0009】本発明では2種類以上のモノマーとポリマ
ーとの重縮合(コポリアミドが生成する)で得られるポ
リアミドを用いることもできる。また、本発明のポリア
ミド樹脂は1種または複数のラクタム、例えばカプロラ
クタム(ポリアミド6が得られる)またはラウリルラク
タム(ポリアミド−12が得られる)の重縮合で作ること
もできる。このポリアミド樹脂は分子量が少なくとも
5,000であり、好ましくは融点が180 ℃以上である。
ーとの重縮合(コポリアミドが生成する)で得られるポ
リアミドを用いることもできる。また、本発明のポリア
ミド樹脂は1種または複数のラクタム、例えばカプロラ
クタム(ポリアミド6が得られる)またはラウリルラク
タム(ポリアミド−12が得られる)の重縮合で作ること
もできる。このポリアミド樹脂は分子量が少なくとも
5,000であり、好ましくは融点が180 ℃以上である。
【0010】「ポリアミド」にはさらにポリアミドをベ
ースとした熱可塑性エラストマーが含まれる。このエラ
ストマーはポリエーテルアミドまたはポリエーテルエス
テルアミドともよばれるブロックコポリマーで、その硬
いブロックはポリアミドで構成され、柔いブロックはポ
リエーテルで構成される。例えば、カルボキシル基末端
を有し、分子量Mnが 600〜6,000 のポリアミド6または
12のブロックを水酸基末端を有し、分子量が500 〜3,00
0 であるポリエチレングリコール(PEG)またはポリ
テトラメチレングリコール(PTMG)型のポリマーブ
ロックと縮合させて、ポリエーテルエステルアミドを得
ることができる。
ースとした熱可塑性エラストマーが含まれる。このエラ
ストマーはポリエーテルアミドまたはポリエーテルエス
テルアミドともよばれるブロックコポリマーで、その硬
いブロックはポリアミドで構成され、柔いブロックはポ
リエーテルで構成される。例えば、カルボキシル基末端
を有し、分子量Mnが 600〜6,000 のポリアミド6または
12のブロックを水酸基末端を有し、分子量が500 〜3,00
0 であるポリエチレングリコール(PEG)またはポリ
テトラメチレングリコール(PTMG)型のポリマーブ
ロックと縮合させて、ポリエーテルエステルアミドを得
ることができる。
【0011】このポリエーテルをアミノ末端を有するよ
うに変えた場合には、そのポリエーテルジアミンとジカ
ルボン酸ポリアミドとの縮合によってポリエーテルアミ
ドが得られる。換言すれば、本発明のポリアミドマトリ
クスを、ポリアミド、ポリエーテルアミドおよびポリエ
ーテルエステルアミドの中から選択される少なくとも2
つの化合物の混合物で構成することもできる。ポリアミ
ドは各種の添加物、例えば抗酸化剤、紫外線安定剤、N
−ブチルベンゼンスルホンアミド等の可塑剤を含んでい
てもよい。本発明の分散相(B) はポリオレフィンを過酸
化物等のラジカル開始剤を使用時に(in situ) 反応させ
て粘度変化させて得ることができる。
うに変えた場合には、そのポリエーテルジアミンとジカ
ルボン酸ポリアミドとの縮合によってポリエーテルアミ
ドが得られる。換言すれば、本発明のポリアミドマトリ
クスを、ポリアミド、ポリエーテルアミドおよびポリエ
ーテルエステルアミドの中から選択される少なくとも2
つの化合物の混合物で構成することもできる。ポリアミ
ドは各種の添加物、例えば抗酸化剤、紫外線安定剤、N
−ブチルベンゼンスルホンアミド等の可塑剤を含んでい
てもよい。本発明の分散相(B) はポリオレフィンを過酸
化物等のラジカル開始剤を使用時に(in situ) 反応させ
て粘度変化させて得ることができる。
【0012】ポリオレフィンはαオレフィンのホモポリ
マーまたはコポリマーでよく、ポリエチレンまたはエチ
レン共重合体を用いるのが好ましい。分散相(B) は酸
(例えばモノカルボン酸またはジカルボン酸) またはポ
リアミンに由来する1種または複数の官能基を有するエ
チレン分子またはポリマー(B1)と、エポキシド型官能基
を有するエチレン性分子またはポリマー(B2)との化学反
応で得ることもできる。この反応は窒素原子または第3
アミンを含む適当な添加剤(B3)を用いて活性化すること
ができる。ポリマー(B1)はエチレンと飽和カルボン酸ビ
ニルエステルとの共重合体またはエチレンと不飽和カル
ボン酸エステルとの共重合体から得ることができる。
マーまたはコポリマーでよく、ポリエチレンまたはエチ
レン共重合体を用いるのが好ましい。分散相(B) は酸
(例えばモノカルボン酸またはジカルボン酸) またはポ
リアミンに由来する1種または複数の官能基を有するエ
チレン分子またはポリマー(B1)と、エポキシド型官能基
を有するエチレン性分子またはポリマー(B2)との化学反
応で得ることもできる。この反応は窒素原子または第3
アミンを含む適当な添加剤(B3)を用いて活性化すること
ができる。ポリマー(B1)はエチレンと飽和カルボン酸ビ
ニルエステルとの共重合体またはエチレンと不飽和カル
ボン酸エステルとの共重合体から得ることができる。
【0013】カルボン酸またはポリアミン由来の官能基
は溶融または溶液中での共重合またはグラフト化で導入
することができる。カルボン酸由来の官能基は例えば酸
そのもの、エステル、塩または無水物にすることができ
る。例えば無水イタコン酸または無水マレイン酸が用い
られる。ポリマー(B1)は無水マレイン酸を共重合または
グラフトしたエチレン/酢酸ビニル(EVA)共重合体
またはエチレン/アルキル(メタ)アクリレート共重合
体にするのが好ましい。
は溶融または溶液中での共重合またはグラフト化で導入
することができる。カルボン酸由来の官能基は例えば酸
そのもの、エステル、塩または無水物にすることができ
る。例えば無水イタコン酸または無水マレイン酸が用い
られる。ポリマー(B1)は無水マレイン酸を共重合または
グラフトしたエチレン/酢酸ビニル(EVA)共重合体
またはエチレン/アルキル(メタ)アクリレート共重合
体にするのが好ましい。
【0014】ポリマー(B2)はエチレンと飽和カルボン酸
ビニルエステルとの共重合体またはエチレンと不飽和カ
ルボン酸エステルとの共重合体から得ることができる。
エポキシドタイプの官能基は溶融または溶液中での共重
合またはグラフト化で導入することができる。エチレン
ポリマー(B2)の組成に含まれるエポキシ基は脂肪族グリ
シジルエステルまたはエーテルにすることができる。具
体例としてはグリシジル(メタ)アクリレート、グリシ
ジルマレート、グリシジルイタコネート、ビニルグリシ
ジルエーテル、アリルグリシジルエーテルまたはビニル
クロロヘキセンエポキシドを挙げることができる。
ビニルエステルとの共重合体またはエチレンと不飽和カ
ルボン酸エステルとの共重合体から得ることができる。
エポキシドタイプの官能基は溶融または溶液中での共重
合またはグラフト化で導入することができる。エチレン
ポリマー(B2)の組成に含まれるエポキシ基は脂肪族グリ
シジルエステルまたはエーテルにすることができる。具
体例としてはグリシジル(メタ)アクリレート、グリシ
ジルマレート、グリシジルイタコネート、ビニルグリシ
ジルエーテル、アリルグリシジルエーテルまたはビニル
クロロヘキセンエポキシドを挙げることができる。
【0015】ポリマー(B2)は、例えばグリシジルメタク
リレートを共重合またはグラフトしたエチレン/酢酸ビ
ニル(EVA)またはエチレン/アルキル(メタ)アク
リレート共重合体にすることができる。ポリエチレン分
散系(B) の具体例としてはポリ酸または無水ポリ酸また
はポリアミン誘導体をエチレン/アルキル(メタ)アク
リレート/グリシジル(メタ)アクリレートターポリマ
ーに反応させた生成物、ジメチルスルホアミンまたはテ
トラメチルグアニジン(B3)で触媒されるエチレン/アル
キル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸ターポリマ
ーをエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/グリシ
ジル(メタ)アクリレートターポリマーに反応させて得
られる生成物を挙げることができる。
リレートを共重合またはグラフトしたエチレン/酢酸ビ
ニル(EVA)またはエチレン/アルキル(メタ)アク
リレート共重合体にすることができる。ポリエチレン分
散系(B) の具体例としてはポリ酸または無水ポリ酸また
はポリアミン誘導体をエチレン/アルキル(メタ)アク
リレート/グリシジル(メタ)アクリレートターポリマ
ーに反応させた生成物、ジメチルスルホアミンまたはテ
トラメチルグアニジン(B3)で触媒されるエチレン/アル
キル(メタ)アクリレート/無水マレイン酸ターポリマ
ーをエチレン/アルキル(メタ)アクリレート/グリシ
ジル(メタ)アクリレートターポリマーに反応させて得
られる生成物を挙げることができる。
【0016】分散相(B) はさらに、架橋剤の存在下で(B
1)を(B1)に、あるいは(B2)を(B2)に反応させて得ること
もできる。分散相を構成するポリマーは少なくとも部分
的に架橋すなわち粘度上昇させる必要がある。この架橋
または粘度上昇を行わない場合あるいはそれらが不十分
な場合には、本発明組成物の混合時・製造時に分散相が
ポリアミドになる危険性があり、それによって本発明組
成物の耐溶剤性および実施に問題が生じる。(A)/(B) で
定義される分散相(B) に対するポリアミド(A) の含有量
比R1(重量比)は0.25〜3が好ましく、好ましくは0.
67〜1.5 にする。R1をこの範囲の値にすることによっ
て柔かい材料が得られる。(B1)/(B2) で定義される化合
物(B2)に対する化合物(B1)の比R2は(B1)および(B2)中
に存在する反応性官能基の量、好ましくは反応量論量の
中から選択するのが好ましい。(B3)/(B1+B2) で定義さ
れる反応性ポリマーの合計量に対する活性化剤(B3)の量
の比(重量比)R3は 0〜0.5 、好ましくは 0〜0.1 に
する。
1)を(B1)に、あるいは(B2)を(B2)に反応させて得ること
もできる。分散相を構成するポリマーは少なくとも部分
的に架橋すなわち粘度上昇させる必要がある。この架橋
または粘度上昇を行わない場合あるいはそれらが不十分
な場合には、本発明組成物の混合時・製造時に分散相が
ポリアミドになる危険性があり、それによって本発明組
成物の耐溶剤性および実施に問題が生じる。(A)/(B) で
定義される分散相(B) に対するポリアミド(A) の含有量
比R1(重量比)は0.25〜3が好ましく、好ましくは0.
67〜1.5 にする。R1をこの範囲の値にすることによっ
て柔かい材料が得られる。(B1)/(B2) で定義される化合
物(B2)に対する化合物(B1)の比R2は(B1)および(B2)中
に存在する反応性官能基の量、好ましくは反応量論量の
中から選択するのが好ましい。(B3)/(B1+B2) で定義さ
れる反応性ポリマーの合計量に対する活性化剤(B3)の量
の比(重量比)R3は 0〜0.5 、好ましくは 0〜0.1 に
する。
【0017】難燃剤(C) は一般に無機充填剤であり、例
えば水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、各種ハ
イドロタルサイト、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
これらの添加剤の効果はそれらを混合することによって
強化される。これらの難燃性充填剤の効果は、適当な量
の三酸化アンチモンまたはヒドロキシ錫酸亜鉛、錫酸亜
鉛またはホウ酸亜鉛などの物質を配合することによって
も向上させることができる。この種の添加剤は一般に最
終含有量が30重量%以上の場合に適切な耐火性が得られ
る。
えば水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、各種ハ
イドロタルサイト、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
これらの添加剤の効果はそれらを混合することによって
強化される。これらの難燃性充填剤の効果は、適当な量
の三酸化アンチモンまたはヒドロキシ錫酸亜鉛、錫酸亜
鉛またはホウ酸亜鉛などの物質を配合することによって
も向上させることができる。この種の添加剤は一般に最
終含有量が30重量%以上の場合に適切な耐火性が得られ
る。
【0018】優れた耐火性を与える添加剤には、膨張系
として知られる例えばペンタエリスリトール等のポリオ
ールと窒素またはリンを含む官能基を有する物質、例え
ばアンモニウムポリホスフェートやメラミンシアヌレー
トを含む系がある。これらの系の効果も酸化アンチモン
または各種ゼオライト等の添加剤を併用することによっ
て向上する。この種添加剤は最終含有量が25重量%以上
の場合に適切な耐火性が得られる。材料の最終的な使用
状況が許すならば、一般には酸化アンチモン等の物質と
組み合わせてデカブロモジフェニルエーテルまたはデカ
ブロモジフェニル等のハロゲン誘導体を用いて耐火性を
さらに向上させることができる。この種の添加剤は最終
含有量が10重量%以上の場合に適切な耐火性が得られ
る。難燃剤(C) は本発明組成物全体に分散している。
として知られる例えばペンタエリスリトール等のポリオ
ールと窒素またはリンを含む官能基を有する物質、例え
ばアンモニウムポリホスフェートやメラミンシアヌレー
トを含む系がある。これらの系の効果も酸化アンチモン
または各種ゼオライト等の添加剤を併用することによっ
て向上する。この種添加剤は最終含有量が25重量%以上
の場合に適切な耐火性が得られる。材料の最終的な使用
状況が許すならば、一般には酸化アンチモン等の物質と
組み合わせてデカブロモジフェニルエーテルまたはデカ
ブロモジフェニル等のハロゲン誘導体を用いて耐火性を
さらに向上させることができる。この種の添加剤は最終
含有量が10重量%以上の場合に適切な耐火性が得られ
る。難燃剤(C) は本発明組成物全体に分散している。
【0019】耐火性はASTM規格D2863-70 に定義の
ように曲げ試験で使用される試験片(80×10×4 mm3 の
棒) についての酸素指数(LOI)を測定して評価す
る。LOIの値が28〜30以上であればその物質は優れた
耐火性を有する。機械特性は、例えば上記のISO規格
で奨励されている 105×10×4 mm3 寸法がのダンベル型
試験片を用い、これを50mm/分の引張速度で引張り、I
SO規格R524/1Aに従って破断点伸び(EB)と引張強
度(TS)等の動的特性性を測定して評価する。AST
M No.2オイルに対する耐久性は溶剤に対する優れた耐
久性を表す。本発明組成物は機械特性および耐溶剤性に
優れるとともに使用し易い熱可塑性を有するという利点
がある。すなわち、公知組成物は電気ケーブルに塗布し
た時に過酸化物を用いて架橋しなければならず、この過
酸化物は取扱いが困難で、臭いのある物質または被覆材
の品質にとって望ましくない物質を生じる危険性のある
ものである。一方、本発明組成物は単純な熱可塑性プラ
スチックであり、例えば電気ケーブルの被覆にそのまま
利用することができる。
ように曲げ試験で使用される試験片(80×10×4 mm3 の
棒) についての酸素指数(LOI)を測定して評価す
る。LOIの値が28〜30以上であればその物質は優れた
耐火性を有する。機械特性は、例えば上記のISO規格
で奨励されている 105×10×4 mm3 寸法がのダンベル型
試験片を用い、これを50mm/分の引張速度で引張り、I
SO規格R524/1Aに従って破断点伸び(EB)と引張強
度(TS)等の動的特性性を測定して評価する。AST
M No.2オイルに対する耐久性は溶剤に対する優れた耐
久性を表す。本発明組成物は機械特性および耐溶剤性に
優れるとともに使用し易い熱可塑性を有するという利点
がある。すなわち、公知組成物は電気ケーブルに塗布し
た時に過酸化物を用いて架橋しなければならず、この過
酸化物は取扱いが困難で、臭いのある物質または被覆材
の品質にとって望ましくない物質を生じる危険性のある
ものである。一方、本発明組成物は単純な熱可塑性プラ
スチックであり、例えば電気ケーブルの被覆にそのまま
利用することができる。
【0020】本発明組成物に顔料、着色料、安定剤、抗
酸化剤または可塑剤を添加することもできる。本発明組
成物は塩酸および水酸化ナトリウムに対して優れた耐性
を有する。これらの化合物に対する耐久性は1N溶液
(70℃)中に4時間浸漬した後の引張特性(EBおよび
TS)の変化で評価する。一般に、優れた耐溶剤性を有
する材料は引張特性の変化が25%以下である。本発明組
成物の柔軟性は変えることができる。材料の柔軟性はI
SO規格178 で推奨される80×10×4mm3寸法のロッド型
試験片での曲げ弾性率を測定して評価する。ポリアミド
を多く含む組成物は柔軟性に乏しい。分散相(B) の量と
種類によって柔軟性を調節することができる。
酸化剤または可塑剤を添加することもできる。本発明組
成物は塩酸および水酸化ナトリウムに対して優れた耐性
を有する。これらの化合物に対する耐久性は1N溶液
(70℃)中に4時間浸漬した後の引張特性(EBおよび
TS)の変化で評価する。一般に、優れた耐溶剤性を有
する材料は引張特性の変化が25%以下である。本発明組
成物の柔軟性は変えることができる。材料の柔軟性はI
SO規格178 で推奨される80×10×4mm3寸法のロッド型
試験片での曲げ弾性率を測定して評価する。ポリアミド
を多く含む組成物は柔軟性に乏しい。分散相(B) の量と
種類によって柔軟性を調節することができる。
【0021】本発明組成物は優れた耐溶剤性と耐火性と
を維持したまま曲げ弾性率を1,000MPa 以下、さらには
500 MPa以下にすることができる。この曲げ弾性率は 10
0〜500 MPa であるのが有利であり、好ましくは 150〜4
50 である。本発明組成物は高温での優れた寸法安定性
(耐クリープ)を示す。高温での寸法安定性はISO
R527 型の試験片に高温で負荷を加えた時の伸びで評価
する。一般的な試験温度は200 ℃で、試験片に15分間2
バールの初期応力を加える。試験片の元の長さに対して
測定された伸びの変化が耐クリープ性ともよばれる量を
規定する。一般に、高温で優れた寸法安定性を有する材
料、例えば架橋ポリエチレンの耐クリープ性は温度 200
℃に15分維持した後で100 %以下である。耐クリープ性
はポリアミドの融点と共に大きくなる。本発明組成物の
クリープは明らかに低く、10%程度以下であり、ほとん
どの場合5%以下である。
を維持したまま曲げ弾性率を1,000MPa 以下、さらには
500 MPa以下にすることができる。この曲げ弾性率は 10
0〜500 MPa であるのが有利であり、好ましくは 150〜4
50 である。本発明組成物は高温での優れた寸法安定性
(耐クリープ)を示す。高温での寸法安定性はISO
R527 型の試験片に高温で負荷を加えた時の伸びで評価
する。一般的な試験温度は200 ℃で、試験片に15分間2
バールの初期応力を加える。試験片の元の長さに対して
測定された伸びの変化が耐クリープ性ともよばれる量を
規定する。一般に、高温で優れた寸法安定性を有する材
料、例えば架橋ポリエチレンの耐クリープ性は温度 200
℃に15分維持した後で100 %以下である。耐クリープ性
はポリアミドの融点と共に大きくなる。本発明組成物の
クリープは明らかに低く、10%程度以下であり、ほとん
どの場合5%以下である。
【0022】本発明はさらに上記組成物の調製方法に関
するものである。分散相(B) の各成分は反応が開始しな
い条件、例えばドラム内で乾燥状態で混合する等の方法
で予め混合しておく。本発明組成物は、ポリマーの各成
分を溶融状態で採用する反応の反応速度論に合った温度
および滞留時間条件下で公知押出機で直接混合して得ら
れる。
するものである。分散相(B) の各成分は反応が開始しな
い条件、例えばドラム内で乾燥状態で混合する等の方法
で予め混合しておく。本発明組成物は、ポリマーの各成
分を溶融状態で採用する反応の反応速度論に合った温度
および滞留時間条件下で公知押出機で直接混合して得ら
れる。
【0023】一般に、分散相(B) の各成分とポリアミド
との混合物を難燃剤の一部または全量と一緒に押出機の
供給領域1に導入し、難燃剤の残りは押出機の別の領域
で強制供給する。一般に使用される押出機は一軸スクリ
ューあるいは同方向または反対方向に回転する二軸スク
リュー押出機である。以下の実施例では、下記温度条件
下で、L/D=15のバス社製コニーダーPR46/70 または
Werner 40(同方向に回転する二軸スクリュー式)を用
いて混合物を調製した。
との混合物を難燃剤の一部または全量と一緒に押出機の
供給領域1に導入し、難燃剤の残りは押出機の別の領域
で強制供給する。一般に使用される押出機は一軸スクリ
ューあるいは同方向または反対方向に回転する二軸スク
リュー押出機である。以下の実施例では、下記温度条件
下で、L/D=15のバス社製コニーダーPR46/70 または
Werner 40(同方向に回転する二軸スクリュー式)を用
いて混合物を調製した。
【0024】
【0025】
【0026】スクリューの回転速度すなわち組成物の押
出し流量は、使用する混合物および押出機で変化する。
例えば Werner 40の場合には、流量50kg/時の場合にス
クリュー速度は一般に 150回転/分とし、バス社製コニ
ーダーの場合には流量20kg/時の場合にニーダのスクリ
ュー速度を 280回転/分とし、押出機のスクリュー速度
を35回転/分にする。
出し流量は、使用する混合物および押出機で変化する。
例えば Werner 40の場合には、流量50kg/時の場合にス
クリュー速度は一般に 150回転/分とし、バス社製コニ
ーダーの場合には流量20kg/時の場合にニーダのスクリ
ュー速度を 280回転/分とし、押出機のスクリュー速度
を35回転/分にする。
【0027】本発明の他の対象は、本発明組成物の層を
少なくとも1層以上有する被覆電気ケーブルにある。本
発明のさらに他の対象は、上記組成物から得られる物品
にある。これらの物品は熱可塑性プラスチック工業で一
般的に使用される任意の方法、特に成形、変形およびフ
ィルム成形で製造することができる。実施例での本発明
組成物の特徴および特性の評価は、下記条件で従来型の
射出押出機を用いて成形したダンベル型または棒状試験
片に対して行った。
少なくとも1層以上有する被覆電気ケーブルにある。本
発明のさらに他の対象は、上記組成物から得られる物品
にある。これらの物品は熱可塑性プラスチック工業で一
般的に使用される任意の方法、特に成形、変形およびフ
ィルム成形で製造することができる。実施例での本発明
組成物の特徴および特性の評価は、下記条件で従来型の
射出押出機を用いて成形したダンベル型または棒状試験
片に対して行った。
【0028】
【0029】上記規格で下記項目について本発明組成物
の特性を測定した。 破断点伸び 引張強さ 曲げ弾性率 クリープ 耐火性 耐溶剤性(NaOH、HCl) 厚さ2mmの板で電気的な特性を測定した。ASTM規格
D149 に準じて誘電率と誘電正接とを測定し、ASTM
規格D150 に準じて耐電圧を測定し、ASTM規格D25
7 に準じて表面および横断抵抗率(transversal resisti
vity) を測定した。試験片は、測定の前に、温度23℃、
相対湿度50%で15日間コンディショニングした。
の特性を測定した。 破断点伸び 引張強さ 曲げ弾性率 クリープ 耐火性 耐溶剤性(NaOH、HCl) 厚さ2mmの板で電気的な特性を測定した。ASTM規格
D149 に準じて誘電率と誘電正接とを測定し、ASTM
規格D150 に準じて耐電圧を測定し、ASTM規格D25
7 に準じて表面および横断抵抗率(transversal resisti
vity) を測定した。試験片は、測定の前に、温度23℃、
相対湿度50%で15日間コンディショニングした。
【0030】
【実施例】以下、本発明の実施例を示すが、本発明が下
記実施例に限定されるものではない。実施例の詳細は
〔表1〕から〔表7〕にまとめて示してある。記号の意
味は以下のとおり。 EB(%) =破断点伸び(%) TS(MPa) =引張強度(MPa ) FM(MPa) =曲げ弾性率(MPa ) LOI(%) =酸素指数(%) クリープ(%)=クリープ耐性(%) 耐溶剤性: D.EB(%)=ASTM No.2オイル中に 100℃で24
時間浸漬した後の破断点伸びの変化(%) D.TS(%)=ASTM No.2オイル中に 100℃で24
時間浸漬した後の引張強度の変化(%)
記実施例に限定されるものではない。実施例の詳細は
〔表1〕から〔表7〕にまとめて示してある。記号の意
味は以下のとおり。 EB(%) =破断点伸び(%) TS(MPa) =引張強度(MPa ) FM(MPa) =曲げ弾性率(MPa ) LOI(%) =酸素指数(%) クリープ(%)=クリープ耐性(%) 耐溶剤性: D.EB(%)=ASTM No.2オイル中に 100℃で24
時間浸漬した後の破断点伸びの変化(%) D.TS(%)=ASTM No.2オイル中に 100℃で24
時間浸漬した後の引張強度の変化(%)
【0031】D.EBa(%)、D.TSa(%)、
D.EBb(%)およびD.TSb(%)はそれぞれ
(a) 1Nの塩酸および(b) 1Nの水酸化ナトリウム中に
70℃で4時間浸漬させた時の破断点伸びと引張強度の変
化を%で示したものである。 電気的性質: Tanδ =誘電正接 ε =誘電率 SR =表面抵抗(ohm ) TR =横断抵抗(ohm.cm) DS =耐電圧 (kV/mm)
D.EBb(%)およびD.TSb(%)はそれぞれ
(a) 1Nの塩酸および(b) 1Nの水酸化ナトリウム中に
70℃で4時間浸漬させた時の破断点伸びと引張強度の変
化を%で示したものである。 電気的性質: Tanδ =誘電正接 ε =誘電率 SR =表面抵抗(ohm ) TR =横断抵抗(ohm.cm) DS =耐電圧 (kV/mm)
【0032】難燃剤はマトリクスと分散相とに存在して
いるのが観察された。表に記載の化合物およびポリマー
は以下の通り: PA−6 =エルフアトケム社のポリアミド−6 (Or
gamide RMNO CD) 融点:218 ℃、ビカー軟化点:208 ℃(負荷1kg) 可塑化PA−6=エルフアトケム社の可塑化ポリアミド−
6 (Orgamide RMNOP40 CD、ビカー軟化点190 ℃(負荷
1kg) PA−11 =エルフアトケム社のポリアミド−11 (Ri
lsan BMNO D) 密度:1.03g/cm3 、融点:185 ℃、ビカー軟化点:18
0 ℃(1kg) 可塑化PA−11=エルフアトケム社の可塑化ポリアミド−
11 (Rilsan BMNOP40 CD 、密度:1.05g/cm3 、融点:
180 ℃、ビカー軟化点:170 ℃(負荷1kg)
いるのが観察された。表に記載の化合物およびポリマー
は以下の通り: PA−6 =エルフアトケム社のポリアミド−6 (Or
gamide RMNO CD) 融点:218 ℃、ビカー軟化点:208 ℃(負荷1kg) 可塑化PA−6=エルフアトケム社の可塑化ポリアミド−
6 (Orgamide RMNOP40 CD、ビカー軟化点190 ℃(負荷
1kg) PA−11 =エルフアトケム社のポリアミド−11 (Ri
lsan BMNO D) 密度:1.03g/cm3 、融点:185 ℃、ビカー軟化点:18
0 ℃(1kg) 可塑化PA−11=エルフアトケム社の可塑化ポリアミド−
11 (Rilsan BMNOP40 CD 、密度:1.05g/cm3 、融点:
180 ℃、ビカー軟化点:170 ℃(負荷1kg)
【0033】PA−12 =エルフアトケム社のポリア
ミド−12 (Rilsan AMNO D) 密度:1.01g/cm3 、融点:175 ℃、ビカー軟化点:17
2 ℃(負荷1kg) 可塑化PA−12=エルフアトケム社の可塑化ポリアミド−
12 (Rilsan AMNOP40 CD、密度:1.04g/cm3 、融点:1
71 ℃、ビカー軟化点:160 ℃(負荷1kg) Pebax =エルフアトケム社のポリエーテルエステ
ルアミド (Pebax 7033SA 00、ショアーD硬度:70、密
度:1.01g/cm3 、ビカー軟化点:165 ℃、融点:172
℃ PA−12ブロックとPTMGブロックを含む
ミド−12 (Rilsan AMNO D) 密度:1.01g/cm3 、融点:175 ℃、ビカー軟化点:17
2 ℃(負荷1kg) 可塑化PA−12=エルフアトケム社の可塑化ポリアミド−
12 (Rilsan AMNOP40 CD、密度:1.04g/cm3 、融点:1
71 ℃、ビカー軟化点:160 ℃(負荷1kg) Pebax =エルフアトケム社のポリエーテルエステ
ルアミド (Pebax 7033SA 00、ショアーD硬度:70、密
度:1.01g/cm3 、ビカー軟化点:165 ℃、融点:172
℃ PA−12ブロックとPTMGブロックを含む
【0034】PB 6333 =エルフアトケム社のポリエ
ーテルエステルアミド (Pebax 6333SA 00 、ショアーD
硬度:63、密度:1.01g/cm3 、ビカー軟化点:161
℃、融点:169 ℃ PA−12ブロックとPTMGブロックを含む PB 2533 =エルフアトケム社のポリエーテルアミド
(Pebax 2533 SA 00) ショアーD硬度:25、密度:1.01g/cm3 、ビカー軟化
点:60℃、融点:134 ℃、 PA−12ブロックとPTMGブロックを含む
ーテルエステルアミド (Pebax 6333SA 00 、ショアーD
硬度:63、密度:1.01g/cm3 、ビカー軟化点:161
℃、融点:169 ℃ PA−12ブロックとPTMGブロックを含む PB 2533 =エルフアトケム社のポリエーテルアミド
(Pebax 2533 SA 00) ショアーD硬度:25、密度:1.01g/cm3 、ビカー軟化
点:60℃、融点:134 ℃、 PA−12ブロックとPTMGブロックを含む
【0035】Lot 3700 =エルフアトケム社のエチレ
ン/酢酸ブチル/無水マレイン酸ターポリマー(Lotade
r 3700)、アクリレート含有率:30%、マレイン酸含有
率:2%、メルトインデックス:5dg/分(2.16kg/19
0 ℃) AX 8660 =エルフアトケム社のエチレン/ブチルア
クリレート/グリシジルメタクリレートターポリマー
(Lotader AX 8660 )、アクリレート含有率:28%、エ
ポキシド含有率:8%、メルトインデックス:5dg/分
(2.16kg/190 ℃) XX 1275 =DMTを含むマスターバッチ(エルフア
トケム社) DMT =ジメチルタローアミン(Noram DMS D 、
セカ社) Tere acid =テレフタル酸 Aral. DY 0393 =エポキシ樹脂(チバガイギー社) エポキシ価:4.9 〜5.4 Aeq /kg 粘度:4MPa・s (25℃)
ン/酢酸ブチル/無水マレイン酸ターポリマー(Lotade
r 3700)、アクリレート含有率:30%、マレイン酸含有
率:2%、メルトインデックス:5dg/分(2.16kg/19
0 ℃) AX 8660 =エルフアトケム社のエチレン/ブチルア
クリレート/グリシジルメタクリレートターポリマー
(Lotader AX 8660 )、アクリレート含有率:28%、エ
ポキシド含有率:8%、メルトインデックス:5dg/分
(2.16kg/190 ℃) XX 1275 =DMTを含むマスターバッチ(エルフア
トケム社) DMT =ジメチルタローアミン(Noram DMS D 、
セカ社) Tere acid =テレフタル酸 Aral. DY 0393 =エポキシ樹脂(チバガイギー社) エポキシ価:4.9 〜5.4 Aeq /kg 粘度:4MPa・s (25℃)
【0036】TMG =テトラメチルグアニジン Stearyl al. =ステアリルアルコール PTSA =パラトルエンスルホン酸 Antinox 1 =Irganox 1098(チバガイギー社) Antinox 2 =Hostanox VP PAR 24(ヘキスト社) Mg(OH)2 =水酸化マグネシウム(Magnifin H10、マ
ーチンスベルク社) Sb2O3 =三酸化アンチモン(Timomox 100、マンド
ゥラルセット) Adine 102 =デカブロモジフェニル(エチル(Ethyl)
コーポレーション) Zn stannate =スズ酸亜鉛(ジョゼフ ストーレー カ
ンパニー) Mel. cyan. =メラミンシアヌレート(ケミーリンツ) Per =ペンタエリスリトール(セラネーゼ) Ceepree =無機ガラス、C200グレード(ICI)
ーチンスベルク社) Sb2O3 =三酸化アンチモン(Timomox 100、マンド
ゥラルセット) Adine 102 =デカブロモジフェニル(エチル(Ethyl)
コーポレーション) Zn stannate =スズ酸亜鉛(ジョゼフ ストーレー カ
ンパニー) Mel. cyan. =メラミンシアヌレート(ケミーリンツ) Per =ペンタエリスリトール(セラネーゼ) Ceepree =無機ガラス、C200グレード(ICI)
【0037】〔表1〕は使用したベースポリアミドの種
類によって変化する各組成物の特性を示す。〔表2〕は
架橋ポリマーに対する相対比で異なるポリアミド−6ベ
ースの各組成物の特性を示す。〔表3〕は難燃化充填剤
Mg(OH)2およびSb2O3 の含有率を変えたポリアミド−6
ベースの各組成物の特性を示す。〔表4〕は使用した難
燃化充填剤の種類によって異なるポリアミド−6ベース
の各組成物の特性を示す。〔表5〕は架橋反応体の種類
によって異なるポリアミド−6ベースの各組成物の特性
を示す。〔表6〕はポリアミド−6および可塑化ポリア
ミド−6ベースの各組成物の電気的特性を示す。〔表
7〕ポリアミド−6、ポリエーテルエステルアミドおよ
び各種比率の架橋ポリマーをベースとした各組成物の塩
酸、水酸化ナトリウムおよびASTMNo.2オイルに対す
る耐久性を示す。これらの結果から、本発明の配合を行
うことによって優れた耐火性、高い耐溶剤性および高温
での優れた寸法安定性を有する可撓性のある材料が得ら
れることが証明された。
類によって変化する各組成物の特性を示す。〔表2〕は
架橋ポリマーに対する相対比で異なるポリアミド−6ベ
ースの各組成物の特性を示す。〔表3〕は難燃化充填剤
Mg(OH)2およびSb2O3 の含有率を変えたポリアミド−6
ベースの各組成物の特性を示す。〔表4〕は使用した難
燃化充填剤の種類によって異なるポリアミド−6ベース
の各組成物の特性を示す。〔表5〕は架橋反応体の種類
によって異なるポリアミド−6ベースの各組成物の特性
を示す。〔表6〕はポリアミド−6および可塑化ポリア
ミド−6ベースの各組成物の電気的特性を示す。〔表
7〕ポリアミド−6、ポリエーテルエステルアミドおよ
び各種比率の架橋ポリマーをベースとした各組成物の塩
酸、水酸化ナトリウムおよびASTMNo.2オイルに対す
る耐久性を示す。これらの結果から、本発明の配合を行
うことによって優れた耐火性、高い耐溶剤性および高温
での優れた寸法安定性を有する可撓性のある材料が得ら
れることが証明された。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】
【表3】
【0041】
【表4】
【0042】
【表5】
【0043】
【表6】
【0044】
【表7】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01B 7/34 B
Claims (7)
- 【請求項1】 (A) ポリアミドのマトリクスと、(B) 少
なくとも部分的に架橋したポリオレフィンをベースとし
た分散相と、これら2つの相に分散した難燃化剤(C) と
で構成され且つASTM No.2 オイル中に 100℃で24時
間浸漬した後の引張強度の変化および破断点伸びの変化
が25%以下である熱可塑性組成物。 - 【請求項2】 分散相(B) がカルボン酸由来の官能基を
有するエチレンポリマー(B1)とエポキシド型の官能基を
有するエチレンポリマー(B2)とを必要に応じて反応が窒
素または第3アミンを有する活性化剤の存在下で化学的
に反応させて得られたものである請求項1に記載の組成
物。 - 【請求項3】 1Nの水酸化ナトリウムに4時間浸漬し
た後の引張強度の変化および破断点伸びの変化が25%以
下である請求項1または2に記載の組成物。 - 【請求項4】 1Nの塩酸に4時間浸漬した後の引張強
度の変化および破断点伸びの変化が25%以下である請求
項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。 - 【請求項5】 曲げ弾性率が1,000MPa、好ましくは 100
〜500MPaである請求項1〜4のいずれか一項に記載の組
成物。 - 【請求項6】 ポリアミドと、予め予備混合した相(B)
の各成分と、難燃化剤(C) の少なくとも一部とを押出機
に供給し、難燃化剤(C) の残りを押出機の下流領域へ導
入することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に
記載の組成物の製造方法。 - 【請求項7】 請求項1〜5のいずれか一項に記載の組
成物からなる層を少なくとも一層有する被覆材で被覆さ
れた電気ケーブル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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