JP2002363348A

JP2002363348A - 難燃性樹脂組成物

Info

Publication number: JP2002363348A
Application number: JP2001168442A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Toshimitsu; 淳利光; Atsushi Suzuki; 淳鈴木
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】ポリオレフィン系樹脂に水酸化マグネシウムを
配合してなる難燃性樹脂組成物からなる成形品の表面に
使用中に白色に斑点が発生しないようにし、かつ成形時
の加工性を高め、成形品表面の外観の低下を抑えること
にある。【解決手段】水酸化マグネシウムとして、苦灰石と天然
かん水から合成された合成水酸化マグネシウムを使用す
る。また、特定の粒度分布を有する合成水酸化マグネシ
ウムを使用すると、硬度が高くなり、耐外傷性が向上す
る。さらに、加工助剤として分子量５０００以下のＥＶ
Ａワックスを配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、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
体などのポリオレフィン系樹脂に難燃剤として合成水酸
化マグネシウムを配合した難燃性樹脂組成物に関し、こ
の難燃性樹脂組成物の二酸化炭素による白化を防止し、
硬度を高め、成形加工性を改善するようにしたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃焼時に有害なハロゲンガス
等の燃焼ガスの発生の少ない難燃性樹脂組成物が開発さ
れており、電線、ケーブル等の被覆材として実用されて
いる。このような難燃性樹脂組成物として、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
重合体などのポリオレフィン系樹脂をベースポリマーと
し、このベースポリマー１００重量部に難燃剤としての
水酸化マグネシウムを５０〜２００重量部配合し、さら
に必要に応じて難燃助剤としてのシリコーン化合物、リ
ン化合物などを２〜２０重量部配合したものが知られて
いる。

【０００３】この配合組成の難燃性樹脂組成物にあって
は、水酸化マグネシウムが他の水酸化アルミニウムなど
の金属水酸化物に比較して、難燃性付与効果が高く、比
較的少量の配合で、ポリ塩化ビニル並の比較的良好な難
燃性を発揮し、燃焼時に有害なハロゲンガスを発生しな
いと言う利点がある。

【０００４】しかしながら、この難燃性樹脂組成物で
は、それからなる成形品を空気中に放置すると、空気中
の水分と二酸化炭素とが成形品中の水酸化マグネシウム
と反応して、白色のヒドロオキシ炭酸マグネシウムが生
成し、成形品表面に白色の斑点が生成される欠点があっ
た。

【０００５】また、水酸化マグネシウムを多量に配合し
た樹脂組成物を押出機等により成形加工するなどの際
に、この樹脂組成物の溶融粘度が高くなるため、成形加
工性が低下し、成形品の外観が劣ったり、押出機の成形
ダイの出口付近に樹脂滓が生じたりする欠点もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、ポリオレフィン系樹脂に水酸化マグネシウム
を配合してなる難燃性樹脂組成物からなる成形品の表面
に使用中に白色に斑点が発生しないようにし、かつ押出
成形などの際の成形加工性が低下しないようにすること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、難燃剤で
ある水酸化マグネシウムとして合成水酸化マグネシウム
を用い、加工助剤として分子量５０００以下のＥＶＡワ
ックスを用いることで解決することができる。この合成
水酸化マグネシウムは、苦灰石と天然かん水との反応に
よって得られるものである。また、特定の粒度分布を有
する合成水酸化マグネシウムを用いると難燃性樹脂組成
物の硬度が高くなり、耐外傷性が向上する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の難燃性樹脂組成物のベースポリマーとなるポリ
オレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、エチレン−プロピレン共重合体、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
体などの各種ポリオレフィン系ポリマー、ポリオレフィ
ン系コポリマーが用いられるが、なかでもエチレン−酢
酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重
合体などの分子内に極性分子を有する共重合体が合成水
酸化マグネシウムとの親和性が高く好ましい。

【０００９】エチレン−酢酸ビニル共重合体としては、
酢酸ビニル含有量が１５〜４５ｗｔ％、メルトフローレ
イト（１５０℃、２．１６ｋｇ、１０分、以下、同様と
する。）が０．１〜１０のものがこのましい。エチレン
−エチルアクリレート共重合体としては、エチルアクリ
レート含有量が１５〜２５ｗｔ％、メルトフローレイト
０．１〜１０のものが好ましい。このエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体およびエチレン−エチルアクリレート共重
合体は、単独でも混合してもベースポリマーとすること
ができる。また、これ以外のポリエチレンなどの他のポ
リオレフィン系ポリマーを少量配合してもよい。

【００１０】また、難燃剤である合成水酸化マグネシウ
ムは、苦灰石と天然かん水とを反応させて得られたもの
である。本発明で、「合成水酸化マグネシウム」とは、
従来から存在する水酸化マグネシウムと、本発明で用い
られる苦灰石と天然かん水との反応で得られた水酸化マ
グネシウムとを区別するための表現である。苦灰石と
は、塩化マグネシウムを主成分とする天然鉱物であり、
天然かん水とは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム等
を含むアルカリ性の地下水である。この苦灰石と天然か
ん水との反応は、下記の化学式で表される。

【００１１】

【化１】

【００１２】この合成水酸化マグネシウムは、塩化マグ
ネシウムに水酸化カルシウムを反応させて製造される従
来のものに比べて、純度が若干劣り、水酸化マグネシウ
ム以外のアルミニウム、鉄などの金属塩を０．０１〜
０．０５ｗｔ％程度含有するものである。

【００１３】また、この合成水酸化マグネシウムは、そ
の粒度分布が例えば図１に示すようなものであること
が、得られる難燃性樹脂組成物の硬度が高くなり、耐外
傷性が向上して好ましい。

【００１４】従来から使用されている水酸化マグネシウ
ムの代表的な粒度分布を図２に示す。この二つの粒度分
布を比較すると、本発明で使用される合成水酸化マグネ
シウムでは、図１に示すように、平均粒径が約５μｍ
で、粒径が１〜１０μｍの粒子の占める割合が大きく、
粒度分布が広く、粒径の大きなものが多い。これに対し
て、従来の水酸化マグネシウムでは、図２に示すよう
に、平均粒径が約０．８μｍであり、全体に粒径が小さ
く、０．４〜３μｍの粒子が大部分を占め、粒度分布が
非常に狭いものである。

【００１５】この合成水酸化マグネシウムは、ベースポ
リマーに対する親和性を高めるため、チタネートカップ
リング剤、シランカップリング剤、ステアリン酸などの
高級脂肪酸等を用いて表面処理を施したものが好まし
い。

【００１６】この合成水酸化マグネシウムのベースポリ
マーへの配合量は、ベースポリマー１００重量部に対し
て、２０〜２００重量部、好ましくは５０〜１５０重量
部の範囲とされ、要求される難燃性に応じて決められる
が、２０重量部未満では難燃性の向上が得られず、２０
０重量部を越えると機械的特性が低下する。

【００１７】この難燃性樹脂組成物には、難燃助剤を加
えて合成水酸化マグネシウムの配合量を減らし、該組成
物の機械的特性、加工性等の低下を抑えることが好まし
い。ここでの難燃助剤としては、シリコーンパウダー、
シリコーンガムなどのシリコーン化合物、赤リン、ポリ
リン酸アンモニウムなどのリン化合物、モリブデン酸亜
鉛などのモリブデン化合物、ホウ酸亜鉛などの亜鉛化合
物等が用いられる。

【００１８】この難燃助剤の配合量は、ベースポリマー
１００重量部に対して２〜２０重量部の範囲で、要求さ
れる難燃度合を主に難燃助剤の種類、合成水酸化マグネ
シウムの配合量等を加味して決められる。

【００１９】この難燃性樹脂組成物には、押出成形、射
出成形などの成形の際の加工性を高めるための加工助剤
として分子量５０００以下のＥＶＡワックスが配合され
る。ここでのＥＶＡワックスとは、分子量が５０００以
下、好ましくは５００〜５０００の低分子量のエチレン
−酢酸ビニル共重合体を言い、通常の植物性ワックスな
どと同様の滑性を示し、しかも分子内の極性基に起因し
てベースポリマーとの相溶性が高いものである。このた
め、このＥＶＡワックスは、樹脂組成物に対して優れた
加工性を与えるとともに、樹脂組成物からそれ自体がブ
リード（滲み出し）する程度が低いものである。

【００２０】このＥＶＡワックスの配合量は、ベースポ
リマー１００重量部当たり０．５〜５重量部とされ、
０．５重量部未満では加工性の向上が得られず、５重量
部を越えると過剰となり、成形時に押出機のスクリュウ
ーが空転するなどの不都合が生じる。また、本発明の難
燃性樹脂組成物には、さらに適宜量の老化防止剤、着色
剤、カーボンブラック等の添加剤を配合することができ
る。

【００２１】このような難燃性樹脂組成物にあっては、
難燃剤として苦灰石と天然かん水とから合成された合成
水酸化マグネシウムを使用しているので、この組成物か
らなる成形品を大気中に放置しても成形品表面に白色斑
点が生じることがない。また、合成水酸化マグネシウム
の粒度分布が図１に示されたようなものを用いれば、組
成物の硬度が高くなり、耐外傷性が向上する。

【００２２】また、加工助剤として分子量５０００以下
のＥＶＡワックスを配合しているので、多量の水酸化マ
グネシウムを配合した樹脂組成物であっても、成形時の
溶融粘度が増大することがなく、押出機のスクリューの
回転トルクがむやみに高くなることがなく、押出樹脂量
が減少し、成形品の表面が荒れて、外観が低下すること
もない。

【００２３】また、押出機のダイスの出口に樹脂滓が付
着することもない。さらに、ＥＶＡワックスとベースポ
リマーとの親和性が高いので、ＥＶＡワックスを多量に
配合してもこれが成形品の表面にブリードすることがな
い。従来のステアリン酸等の高級脂肪酸やステアリン酸
カルシウム等の金属石けんなどを加工助剤として配合し
たものでは、多量に配合しないと加工性は改善されず、
多量に配合するとブリードするという欠点があった。

【００２４】さらに、ベースポリマー１００重量部に合
成水酸化マグネシウム４０〜２００重量部、難燃助剤２
〜２０重量部を配合したものでは、高い難燃性を発揮
し、機械的特性も高いものとなり、ＪＩＳＣ３００５
に規定される６０度傾斜燃焼試験に合格するものとな
る。

【００２５】さらに、合成水酸化マグネシウムは、これ
まで使用されてきた従来の水酸化マグネシウムに比べて
比較的安価に入手することができ、製造コストの低減も
可能になる。また、ハロゲン元素を含まないので、燃焼
時に有害なハロゲンガスが発生せず、環境を汚染するこ
ともない。

【００２６】以下、具体例を示す。表１に示す配合組成
の樹脂組成物を用意し、押出機によって混練、成形し
て、シートとした。このものについて、ＪＩＳＣ３０
０５に規定する６０度燃焼試験、白化試験を行った。ま
た、押出機のダイスの出口での樹脂滓（ダイカスと言
う）の付着の有無およびシート表面での加工助剤のブリ
ードの有無を目視で観察して評価した。結果を表１に示
す。

【００２７】表１において、「ＥＶＡ」は、酢酸ビニル
含有量２０ｗｔ％、メルトフローレイト２．５、密度
０．９４ｇ／ｃｍ³のエチレン−酢酸ビニル共重合体を
示し、「ＥＥＡ」は、エチルアクリレート含有量１５ｗ
ｔ％、メルトフローレイト０．５、密度０．９３ｇ／ｃ
ｍ³のエチレン−エチルアクリレート共重合体を示し、
「水酸化マグネシウム」は、合成水酸化マグネシウムを
ステアリン酸で表面処理した粒度分布が図１に示したも
のを示し、［ＥＶＡＷＡＸ」は、分子量４０００〜４５
００のＥＶＡワックスを示す。

【００２８】白化試験は、二酸化炭素を飽和させた蒸留
水をデシケータの底部に入れ、内部にシートを置いたの
ち、内部の空気を軽く排気して、常温で３ヶ月放置した
のちのシートの表面を目視にて観察し、白色の斑点が視
認されたものを×とし、そうでないものを○とした。ブ
リードの有無は、成形されたシートを温度８０℃の加熱
炉に１週間放置した後の表面を観察して、加工助剤の表
面へのブリードの有無を評価し、あるものを×とし、な
いものを○とした。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１の結果から、合成水酸化マグネシウム
を使用することで、二酸化炭素と水分とによる白化が防
止され、硬度も高くなることがわかる。また、加工助剤
としてＥＶＡワックスを使用すれば、樹脂滓の発生がな
く、加工性が改善され、しかも多量に配合してもブリー
ドが抑えられることがわかる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の難燃性樹
脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂に合成水酸化マグネ
シウムを配合してなるものであるので、これから得られ
る成形品を大気中に放置しても、その表面に白色の斑点
が生じることがない。また、合成水酸化マグネシウムと
して、特定の粒度分布のものを使用すれば、組成物の硬
度が高くなり、耐外傷性が向上する。

【００３２】また、加工助剤として、分子量が５０００
以下のＥＶＡワックスを配合したので多量の水酸化マグ
ネシウムを配合したものであっても、成形加工性が高め
られ、成形品の外観も良好となり、このＥＶＡワックス
が成形品からブリードすることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】合成水酸化マグネシウムの粒度分布の一例を示
すグラフである。

【図２】従来の水酸化マグネシウムの粒度分布を示すグ
ラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4J002 BB021 BB061 BB062 BB071 BB111 BB151 DE076 FD136 GQ01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン系樹脂に合成水酸化マグネ
シウムと分子量５０００以下のＥＶＡワックスを配合し
てなる難燃性樹脂組成物。
【請求項２】合成水酸化マグネシウムが、苦灰石と天然
かん水との反応で得られたものである請求項１に記載の
難燃性樹脂組成物。