JP2001302851A - ノンハロゲン難燃性樹脂組成物およびそれを用いた電線・ケーブル - Google Patents

ノンハロゲン難燃性樹脂組成物およびそれを用いた電線・ケーブル

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JP2001302851A
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magnesium hydroxide
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Yutaka Kobayashi
裕 小林
Masayo Uenoyama
眞代 上野山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリオレフィンに、水酸化マグネシウムを添
加したノンハロゲン難燃性樹脂組成物に、炭酸ガスに対
する充分な白化防止効果を持たせる。 【解決手段】 ポリオレフィンに水酸化マグネシウムを
添加した樹脂組成物に於いて、アミノ基あるいはアミン
構造を有する化合物であって、シランカップリング剤、
光安定剤、キレート剤より選ばれた少なくとも1種と、
炭酸カルシウムとを複合して添加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ノンハロゲン難燃
性組成物およびそれを用いた電線・ケーブルに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、電線・ケーブルの絶縁材料等に多
用されているポリオレフィンに難燃性を付与するため
に、ハロゲンを含む難燃剤を添加する方法が用いられて
いた。しかし、こうした組成物は、燃焼時にハロゲン化
ガスを発生し、人体に有害であるだけでなく、周囲の金
属を腐食させる等の問題があった。そこで、こうした問
題のないノンハロゲンの難燃性組成物が種々検討されて
おり、水酸化マグネシウムを多量に添加するのも、その
有力な製法の一つである。ところが、水酸化マグネシウ
ムを多量に添加した組成物は、高湿度空気中に放置する
と、材料表面に、空気中の炭酸ガスと水酸化マグネシウ
ムとが反応してできる炭酸マグネシウムが析出する、い
わゆる白化現象が起きる問題がある。そのため、特公平
7−42461号公報や、特開平5−17692号公報
に示されている如く、種々の脂肪酸塩やシランカップリ
ング剤、チタネートカップリング剤による水酸化マグネ
シウムの表面処理が検討されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等も、前記の
ような表面処理をした水酸化マグネシウムを検討した
が、水酸化マグネシウムの表面を完全にコーティングで
きるわけではなく、十分に表面処理の効果が発揮されな
い場合が多々あった。また、材料をコンパウンディング
する際の剪断応力等により表面処理剤が機械的に剥離さ
れ得ることもあって、表面処理をした水酸化マグネシウ
ムを使用しても炭酸ガスに対する白化対策としては不十
分であった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題点
を解消し、水酸化マグネシウムを添加したノンハロゲン
難燃組成物に十分な白化防止効果を持たせる方法を提供
するものであり、その特徴とするところは、ポリオレフ
ィン系樹脂に水酸化マグネシウムを添加した樹脂組成物
に於いて、分子構造内にアミノ基あるいはアミン構造を
有する化合物であって、例示するならばシランカップリ
ング剤、光安定剤、キレート剤より選ばれた少なくとも
1種と、炭酸カルシウムとを複合して添加することによ
り得られるノンハロゲン難燃性樹脂組成物にある。結果
として、これまで得られなかった、顕著な白化防止効果
が得られるものである。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明に於いて、ポリオレフィン
樹脂としては、エチレンの単独重合体、エチレンと他の
α−オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニルま
たはエチルアクリレート等のアクリル酸エステルとの共
重合体、α−オレフィンと共重合可能なビニルモノマー
との共重合体を使用することができる。具体的には、低
密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度
ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、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−プロピレンゴムエラストマー、ポリプロ
ピレン等が挙げられ、これらを単独あるいは2種類以上
を混合して使用することができる。
【0006】本発明に於いて、水酸化マグネシウムとし
ては、合成あるいは天然鉱物の粉砕により得られるもの
がいずれも使用できるが、どちらかといえば天然鉱物の
粉砕物が好ましい。平均粒径は0.1〜20μm、より
好ましくは0.5〜10μmのものが使用でき、あらか
じめ種々の脂肪酸塩やシランカップリング剤で処理され
ていても、されていなくても、どちらでも使用できる。
水酸化マグネシウムの添加量はポリオレフィン100重
量部に対して50〜200重量部のものが好ましく、よ
り好ましくは80〜150重量部のものが使用できる。
50重量部より少なければ難燃性発現効果が十分でな
く、200重量部より多ければ電線被覆材として機械的
物性、加工性を著しく損なうため好ましくない。
【0007】本発明に於いて、炭酸カルシウムとして
は、合成あるいは天然鉱物の粉砕により得られるものが
使用でき、天然鉱物に於いては、重質、軽質いずれでも
使用できる。平均粒径は0.1〜20μmのものが使用
でき、表面処理品、未処理品いずれでも使用できる。炭
酸カルシウムの添加量は、10〜100重量部が好まし
い。10重量部より少なければ難燃性および耐炭酸ガス
白化性の付与に寄与できず、100重量部より多ければ
電線被覆材としての機械的物性、加工性を著しく損なう
ため好ましくない。
【0008】アミノ基あるいはアミノ構造を有する化合
物としては、ポリオレフィン系樹脂と水酸化マグネシウ
ムからなる難燃性樹脂組成物に於いて、種々の添加剤を
使用することができ、具体的にはシランカップリング
剤、光安定剤、キレート剤が例示できる。
【0009】アミノ基あるいはアミン構造を有する化合
物であって、シランカップリング剤とは、具体的には、
γ−アミノプロピルメトキシシラン、γ−アミノプロピ
ルエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエ
チル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−
(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメ
トキシシラン等が使用できる。これらはpH10〜12
の水溶液中で安定であるという特徴を有する。
【0010】アミノ基あるいはアミン構造を有する化合
物であって、光安定剤としては、ヒンダードアミン系光
安定剤が使用でき、好ましくはピペリジン骨格を有する
ものが使用できる。アミノ基あるいはアミン構造を有す
る化合物であって、キレート剤としては、樹脂組成物中
で生成した金属イオンをトラップする機能を有するもの
であって、具体的には、サリチル酸アミド化合物、シュ
ウ酸アミド化合物、ヒドラジン化合物等が使用できる。
アミノ基あるいはアミン構造を有する化合物であって、
シランカップリング剤、光安定剤あるいはキレート剤の
配合量は、0.1〜5重量部が好ましい。0.1重量部
より少なければ炭酸ガス白化防止の効果が十分でなく、
5重量部より多ければブリード現象により外観および触
感を損なう恐れがある。
【0011】従来、ポリオレフィン樹脂と水酸化マグネ
シウムからなる樹脂組成物に於いて、水酸化マグネシウ
ムの表面を種々のシランカップリング剤で処理すること
はよく知られている方法である。例えば、特開平2−3
8434にも、アミン系シランカップリング剤で処理し
た水酸化マグネシウムを用いることが記載されている。
しかし、これは他の物体との接触による外傷や、成型品
を曲げた場合に発生する表面の白化を抑制することを目
的としたものであり、本願発明とは、目的、効果の異な
るものである。アミン系シランカップリング剤を炭酸カ
ルシウムと複合して使用することの記載はなく、また、
耐炭酸ガス白化性を付与する効果にも言及していない。
【0012】本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物
は、ポリオレフィン樹脂、水酸化マグネシウム、炭酸カ
ルシウム、およびアミノ基あるいはアミン構造を有する
化合物であって、例示するならばシランカップリング
剤、光安定剤、キレート剤より選ばれた少なくとも1種
を添加することを特徴としているが、これらに、更に、
所望により、他の充填剤、酸化防止剤、着色剤、カーボ
ン、架橋剤、滑剤等を添加することができ、ロール、加
圧ニーダー、二軸混合機、バンバリーミキサーにより混
合することができる。
【0013】
【実施例】実施例、比較例を用いて、本発明の内容を具
体的に説明する。表1、表2の上方に、その特徴部分を
示した組成物をロールにて混合し、プレス成形して、そ
れぞれシートを作製した。これらのシートから、大きさ
20mm×120mm×1mm試験片を切り出し、炭酸
ガス白化性、ブリード性を評価した。評価結果を、表
1、表2の下方に示し、炭酸ガス白化による重量変化率
の経時変化を図1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】耐炭酸ガス白化性は、湿度90%以上のデ
シケーター中に炭酸ガスを200ml/分の流量で流
し、その中に72時間放置した試験片の重量変化率、お
よび重量変化率の経時変化より評価した。耐炭酸ガス白
化性が優れたものは、重量変化率が小さく、そうでない
ものは、重量変化率が大きい。水酸化マグネシウムのみ
を添加したものの重量変化率は、比較例1の天然鉱物品
で0.61wt%、比較例2の合成品で0.74wt%
といずれも大きかった。比較例1の材料に、炭酸カルシ
ウム、または、アミノ基あるいはアミン構造を有する化
合物であって、シランカップリング剤、光安定剤、キレ
ート剤のいずれかを、それぞれ単独で添加した比較例3
〜6の場合は、比較例1に比べて重量変化率が多少減少
し、表面に析出する炭酸マグネシウム量も若干減少し
た。また、炭酸カルシウムとともにアルキル系シランカ
ップリング剤を複合して混合した比較例7の場合にも、
白色結晶量は若干減少することが認められた。しかし、
上記比較例3〜7の場合は、重量変化率が経時的に増加
する傾向が見られ、図1の比較例7より、析出結晶量は
72時間以降にも更に増加すると推測される。これらよ
り、上記処方では炭酸ガスによる結晶析出を効果的に抑
制することはできない。これらに比べ、実施例1〜5の
如く、炭酸カルシウムとともに、アミノ基あるいはアミ
ン構造を有する化合物であって、シランカップリング
剤、光安定剤、キレート剤から選ばれる少なくとも1種
とを複合して添加したものの場合は、重量変化率が
0.16〜0.34wt%と小さく、表面への結晶析出
が顕著に抑制されていた。さらに、実施例1〜5は重量
変化が早期に飽和に達する傾向が見られ、図1の実施例
4より、析出結晶量が72時間以降にも殆ど増加しない
ことが推測される。
【0017】ブリード性は、試験片を40℃で工業用水
中に48時間放置し、水との界面における試料表面を目
視で外観評価した。比較例9,10の如く、光安定剤、
キレート剤のみをそれぞれ、6重量部添加したものの場
合は、水との界面には白色物が観察され、電線被覆材と
して長期にわたって使用すると外観や触感を損なうおそ
れがあることがわかった。比較例8の如く、アミン系シ
ランカップリング剤のみを6重量部添加したものの場合
は、ブリード試験では良好であったが、前記の耐炭酸ガ
ス白化性試験では白色結晶の析出量が多かった。これら
に対して、実施例1〜5の場合は、前記の通り、耐炭酸
ガス白化性試験でも表面への結晶析出が顕著に抑制され
ており、ブリード試験後にも白色物は殆ど見られなかっ
た。
【0018】以上はポリオレフィン樹脂として直鎖状低
密度ポリエチレン(LLDPE)を用いた場合を示した
が、その他のエチレン単独重合体、エチレンと他のα−
オレフィンとの共重合体、エチレンと酢酸ビニルまたは
エチルアクリレートとの共重合体、α−オレフィンと共
重合可能なビニルモノマーとの共重合体を用いた場合に
も同様の傾向が見られ、炭酸カルシウムとともに、アミ
ノ基あるいはアミン構造を有する化合物であって、シラ
ンカップリング剤、光安定剤キレート剤より選ばれる少
なくとも1種とを複合して添加することにより、耐炭酸
ガス白化性を効果的に付与することが確認できた。
【0019】
【発明の効果】上記のように、本発明のノンハロゲン難
燃性樹脂組成物によれば、高湿度空気中に於いても表面
に白色結晶が析出し難く、かつ、ブリードも起こし難い
ので、ノンハロゲン難燃電線の被覆材とした場合に、高
温、多湿の使用環境に於いても、十分長時間使用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】炭酸ガス白化による重量変化率の経時変化を示
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01B 3/00 H01B 3/00 A 3/44 3/44 F M G P 7/295 7/34 B Fターム(参考) 4J002 BB031 BB051 BB061 BB071 DE076 DE237 FB087 FB097 FB147 FD016 GQ01 5G303 AA08 BA12 CA09 CA11 CD03 5G305 AA02 AB25 AB26 AB27 AB35 AB36 BA12 BA13 CA01 CA04 CA07 CA47 CA51 CB16 CB17 CC03 CC11 CD06 CD09 CD13 5G315 CA03 CB02 CC08 CD02 CD13 CD14 CD15 CD16 CD17

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオレフィン系樹脂100重量部に、
    水酸化マグネシウム50〜200重量部を添加した難燃
    性樹脂組成物に於いて、分子構造にアミノ基あるいはア
    ミン構造を有する化合物を0.1〜5.0重量部と、炭
    酸カルシウム10〜100重量部とを複合して添加する
    ことを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 ポリオレフィン系樹脂100重量部に、
    水酸化マグネシウム50〜200重量部を添加した難燃
    性樹脂組成物に於いて、分子構造にアミノ構造あるいは
    アミン構造を有する化合物として、シランカップリング
    剤、光安定剤、キレート剤より選ばれた少なくとも1種
    を0.1〜5.0重量部と、炭酸カルシウム10〜10
    0重量部とを複合して添加することを特徴とするノンハ
    ロゲン難燃性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 ポリオレフィン系樹脂100重量部に、
    水酸化マグネシウム50〜200重量部を添加した難燃
    性樹脂組成物に於いて、分子構造にアミノ構造あるいは
    アミン構造を有する化合物を0.1〜5.0重量部と、
    炭酸カルシウム10〜100重量部とを複合して添加し
    たノンハロゲン難燃性樹脂組成物を被覆材料として使用
    することを特徴とする電線・ケーブル。
  4. 【請求項4】 ポリオレフィン系樹脂100重量部に、
    水酸化マグネシウム50〜200重量部を添加した難燃
    性樹脂組成物に於いて、分子構造にアミノ構造あるいは
    アミン構造を有する化合物として、シランカップリング
    剤、光安定剤、キレート剤より選ばれた少なくとも1種
    を0.1〜5.0重量部と、炭酸カルシウム10〜10
    0重量部とを複合して添加したノンハロゲン難燃性樹脂
    組成物を被覆材料として使用することを特徴とする電線
    ・ケーブル。
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