JP2003147130A - 難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物と難燃性電線・ケーブル - Google Patents

難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物と難燃性電線・ケーブル

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JP2003147130A
JP2003147130A JP2001343403A JP2001343403A JP2003147130A JP 2003147130 A JP2003147130 A JP 2003147130A JP 2001343403 A JP2001343403 A JP 2001343403A JP 2001343403 A JP2001343403 A JP 2001343403A JP 2003147130 A JP2003147130 A JP 2003147130A
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flame
retardant
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polyolefin resin
flame retardant
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Atsushi Toshimitsu
淳 利光
Akira Yoshino
明 吉野
Atsushi Suzuki
淳 鈴木
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Fujikura Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲンを含まず燃焼時に有害なガスを発生
することがなく、引張特性や硬度等の機械的特性並びに
押出加工性にも優れた、難燃性ポリオレフィン系樹脂組
成物並びに特にそれを電線・ケーブルの被覆材料として
用いた難燃性電線・ケーブルを提供することにある。 【解決手段】 以上の課題を解決するためには、ポリオ
レフィン系樹脂100重量部に金属水和物20〜100
重量部および高重合ポリオルガノシロキサンと微粉末シ
リカの混合物2〜15重量部を配合した難燃性ポリオレ
フィン系樹脂組成物とすること、またこの難燃性ポリオ
レフィン系樹脂組成物を電線・ケーブルの被覆材料とし
て用いて難燃性電線・ケーブルとすることによって、解
決される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハロゲンを含まず
燃焼時に有害なガスを発生することがなく、引張特性、
屈曲特性、硬度や耐摩耗性等の機械的特性並びに押出加
工性にも優れた、難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物並
びに特にそれを電線・ケーブルの被覆材料として用いた
場合に、JIS規格C3005の60度傾斜燃焼試験に
合格する、難燃性電線・ケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】ハロゲンフリーの難燃性ポリオレフィン
系樹脂としては、オレフィン系樹脂、エチレン系共重合
体やハロゲンを含まないゴム系材料に多量の水酸化マグ
ネシウム等を配合したものが知られており、各種成形品
や電線・ケーブルの被覆材料として用いられている。そ
してこのような難燃性樹脂組成物に関して、種々の提案
が行われている。しかしながら、これらの難燃性樹脂組
成物は、多量の水酸化マグネシウム等を添加するので、
特に電線・ケーブルの被覆材料とした場合に柔軟性(可
とう性)、外観不良や押出加工性の低下等の点において
満足できるものではなかった。
【0003】また、水酸化マグネシウム等の難燃剤の添
加量を減らすために、難燃助剤としてポリオルガノシロ
キサンを一緒に添加する提案も成されているが、ポリオ
ルガノシロキサンをポリオレフィン系樹脂に大量に添加
すると、押出し加工時にこのポリオルガノシロキサンが
偏在して、押出成形品に割れが生じることがある。これ
は、もともとポリオレフィン系樹脂とポリオルガノシリ
キサンの相溶性が低いために、押出時にポリオルガノシ
ロキサンが、分離する為と思われる。
【0004】さらに、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂に、
ポリオルガノシロキサン粉末とシリカ粉末を混合するこ
とによって得た易流動性シリコーン重合体粉末を用い
て、熱放出、煙の発生および有毒な一酸化炭素の発生が
減少できるとする提案が、特開平8−113712号公
報に開示されている。そして前記シリコーン重合体粉末
は、樹脂100重量部に対して0.5〜25重量部添加
されること、他の充填剤として水酸化マグネシウムも添
加できること、さらにその電気絶縁用の用途として、モ
ータ、コイルおよび変圧器の絶縁のような電機および電
子絶縁部品等がある旨記載されている。しかしながら、
このような難燃性樹脂組成物においても、高度な難燃性
と優れた柔軟性を要求される電線・ケーブルの被覆材料
としては、満足できるものではなかった。さらに、ブロ
ッキングの問題や押出成形した場合に外観不良等の問題
もある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】よって本発明が解決し
ようとする課題は、ハロゲンを含まず燃焼時に有害なガ
スを発生することがない難燃性を有し、引張特性、屈曲
特性、硬度や耐摩耗性等の機械的特性並びに押出加工性
にも優れた難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物並びに特
にそれを電線・ケーブルの被覆材料として用いた場合
に、難燃性がJIS規格C3005の60度傾斜燃焼試
験に合格するような、難燃性電線・ケーブルを提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めには、オレフィン系樹脂100重量部に金属水和物2
0〜100重量部および高重合ポリオルガノシロキサン
と微粉末シリカの混合物2〜15重量部を配合した難燃
性ポリオレフィン系樹脂組成物とすることによって解決
される。さらに好ましくは、前記ポリオルガノシロキサ
ンと前記微粉末シリカの混合物の混合比を前記ポリオル
ガノシロキサン2:8〜微粉末シリカ8:2とすること
である。また、前記難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物
を電線・ケーブルの被覆材料として用いることによっ
て、JIS規格C3005の60度傾斜燃焼試験に合格
する、難燃性電線・ケーブルとすることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に述べる。本
発明は、ポリオレフィン系樹脂100重量部に、金属水
和物を20〜100重量部および高重合ポリオルガノシ
ロキサンと微粉末シリカの混合物を2〜15重量部配合
した、難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物を基本とする
ものである。このようなハロゲンフリーの難燃性樹脂組
成物とすることによって、高度な難燃性と優れた柔軟性
(可撓性)を有する難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物
とすることができる。
【0008】すなわち、ハロゲンガス等の有害ガスを発
生させないため、ベースポリマーにはポリオレフィン系
の樹脂を用いるもので、直鎖状低密度ポリエチレン(L
LDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、ポ
リプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のエチ
レン系単独重合体やエチレン酢酸ビニル共重合体(EV
A)、エチレンエチルアクリレート共重合体(EE
A)、エチレンプロピレン共重合体(EPDM、EP
R)、エチレンブチルアクリレート共重合体(EB
A)、エチレンメタアクリレート共重合体(EMA)等
のエチレン系共重合体が、単独で或いは混合物として用
いられる。
【0009】これらのポリオレフィン系樹脂を前述の混
合物として用いる場合には、エチレン系単独重合体とエ
チレン系共重合体の混合物の比率を80〜60重量部:
20〜40重量部とするのが良い。そして、この混合物
を100重量部として用いるものとする。また、特に好
ましい混合物としては、エチレン系共重合体どうしのE
VAとEEAを、20〜40重量部:80〜60重量部
とするもので、このような混合物とする場合は、本発明
が目的とする電線・ケーブルとした場合に高度な難燃
性、具体的には、JIS規格C3005の60度傾斜燃
焼試験に合格する難燃性を有し、また柔軟性(可撓性)
の指標となる硬度、曲げ弾性率、耐屈曲性等の機械的特
性にも優れたものとなる。すなわち、EVA量が20重
量部以上40重量部以下の範囲にあると、この混合物
は、加熱変形率が目的とする数値範囲となり、好ましい
ものとなる。さらには、本発明では前記電線・ケーブル
の布設時の問題から必要とされる、耐屈曲性においても
従来のポリ塩化ビニル樹脂被覆されたものと同様に扱う
ことができるものとなる。
【0010】また、難燃剤として配合する金属水和物
は、前記ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して極
力少ない添加量でその効果が発揮できる量とするものと
することが好ましい。よって本発明においては、20〜
100重量部の範囲とする。20重量部未満では、後述
するポリオルガノシロキサンと微粉末シリカの混合物を
併用しても、目的とする難燃性が得られず、また、10
0重量部を越えると、前記機械的特性特に、引っ張り強
度や伸びが低下して、本発明の難燃性電線・ケーブルの
被覆材料としては、好ましくない。そして、このような
金属水和物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アル
ミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム
等があるが、水酸化マグネシウムが好ましく用いられ
る。このような水酸化マグネシウムとしては、協和化学
社のキスマAを挙げることができるまた、前記金属水和
物は、ベースポリマーであるポリオレフィン系樹脂との
分散性を良くするために、脂肪酸やシランカップリング
剤、チタネートカップリング剤等による表面処理を施す
ことが好ましい。
【0011】次に、前記金属水和物の難燃助剤として添
加される、高重合ポリオルガノシロキサンと微粉末シリ
カの混合物について述べる。この混合物は、前述したよ
うにポリオルガノシロキサンを単独で難燃剤として使用
する場合に比して、難燃性樹脂組成物を押出成形したと
きにベースポリマーから分離し、押出し成形品のシーム
部に割れ等を生じにくいものとすることができる。これ
は、微粉末シリカと混合処理して易流動性粉末として用
いられるためであり、また燃焼時には、煙や一酸化炭素
ガスの発生量を抑制する等の難燃剤としての効果も発現
するものである。本発明では、これを金属水和物難燃剤
の難燃助剤として用いるものである。
【0012】すなわち、高重合のポリオルガノシロキサ
ンと微粉末シリカの混合物の粉末として使用するもの
で、(高重合ポリオルガノシロキサンとしては、ジメチ
ルシロキサン、ジフェニルシロキサン等からなるポリジ
オルガノシロキサンの高重合体として用いられる。そし
て、ここでの高重合とは、500cst以上のものであ
る。また、微粉末シリカとしては、その粒径が0.1〜
10μm程度の範囲のものが通常用いられ、ヒュームド
シリカ、沈降シリカ等として知られるものである。そし
て、前記両者を混合処理して、1〜200μm程度の粒
径の粉末として用いられる。そしてその混合比を、前記
ポリオルガノシロキサン2:8〜微粉末シリカ8:2、
好ましくは7:3〜3:7の混合比で混合物とする。こ
れは、前記ポリオルガノシロキサンの混合比が8を超え
て添加されると、微粉末シリカの量が少なすぎて、押出
成形品のシーム部に割れが発生し、また、ブリードする
ことになり、また前記ポリオルガノシロキサン混合比が
2未満となると、前記ポリオルガノシロキサンの量が少
なすぎて、JIS C3005の60度傾斜燃焼試験に
合格しなくなり、好ましくない。またこのような混合物
の製造方法としては、ヘンシェルミキサー、ボールミル
等による混練によって行うことができる。
【0013】次に前述した難燃性オレフィン系樹脂組成
物を、電線・ケーブルの被覆材料として用いた場合の、
難燃性電線・ケーブルについて述べる。本発明の難燃性
電線・ケーブルとしては、特に柔軟性(可とう性)を要
求される場合に有用である。そして、前記難燃性樹脂組
成物が被覆された難燃性電線・ケーブルは、柔軟性(可
撓性)に関しては、その指標と成る硬度(ショアD)
が、35〜50程度の範囲のものであり、また引張特性
(MPa)が、10MPa以上のものである。これらの
ものは押出し加工性においても優れているので、得られ
る難燃性電線・ケーブルの外観不良の問題もなく、また
難燃性に関しては、JIS規格のC3005の60度傾
斜燃焼試験に合格するものである。
【0014】なお、前記難燃性ポリオレフィン系樹脂組
成物には、加工性向上剤として、ステアリン酸、ステア
リン酸亜鉛等を、また、老化防止剤等の、通常電線・ケ
ーブルの被覆材料に添加される添加剤を、必要量配合す
ることができる。
【0015】
【実施例】以下に具体的な実施例を示して、本発明の効
果を明らかにする。まず表1に記載される各種難燃性ポ
リオレフィン系樹脂組成物を用いて、押出成形によりパ
イプを製造し、そのシーム部を光学顕微鏡による観察を
行って、シーム部における割れの発生状況を確認した。
併せてEPMAによる元素分析を行い、その元素分布を
調べたが、割れが発生していないものは、元素の偏在が
殆どなく、割れの発生を確認したものは、元素がシーム
部に集中していた。つぎに、柔軟性の(可撓性)の指標
となる、屈曲特性、引張特性(MPa)をJIS規格C
3005により、硬度(ショアD)をJIS規格K72
15により、測定した。また、難燃性を評価するため
に、2mmの銅導体上に前記各種難燃性樹脂組成物を
0.8mm厚さに押出被覆した難燃性電線を作製し、J
IS規格C3005の60度傾斜燃焼試験を行い、結果
を合格、不合格で表示した。さらに、比較例として比較
例1〜6に示す各種難燃性樹脂組成物を用意し、前述の
実施例と全く同様の試験を行なって評価した。なお、表
1における各難燃性樹脂組成物の配合組成を示す数値
は、重量部である。
【0016】
【表1】
【0017】表1から明らかな如く、実施例1〜10に
示される難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオ
レフィン系樹脂を単独で又は混合物として用いた場合
に、機械的特性並びに難燃性が全て本発明で目的とする
ものであった。すなわち、前記難燃性樹脂組成物の均一
な分散性の目安となる、押出しパイプのシーム部におけ
る割れの発生は、見られなかった。また、前記難燃性樹
脂組成物の機械的特性の指標となる引張特性は、実施例
1〜10ともに、11〜13MPaの範囲にあり、硬度
も実施例1〜10すべて、35〜50の範囲にある。ま
た、難燃性の指標であるJIS規格C3005の60度
傾斜燃焼試験にも、全ての実施例のものが合格するもの
であった。
【0018】これに対して、比較例1〜6は、全ての項
目に合格又は好ましい結果を示すものではなく、いずれ
かの項目で問題があるものであった。より詳細に述べる
と、難燃助剤として配合する高重合ポリオルガノシロキ
サンを単独で配合した比較例1および4は、シーム部に
割れが見られた。この難燃性樹脂組成物は、前記ポリオ
ルガノシロキサンが偏在、分離していることを示すもの
である。その他にも、引っ張り強度やブルームの問題が
あり、好ましいものではない。また、高重合ポリオルガ
ノシロキサンに少量の微粉末シリカを混合した混合物
(微粉末シリカが、前記ポリオルガノシロキサンに対し
て1:9混合したもの)を用いた例である、比較例2、
3、5および6は、前記微粉末シリカの混合量が少なす
ぎるため、これが偏在しシーム割れが発生していた。こ
のような難燃性樹脂組成物を、電線・ケーブルの被覆材
料として使用すると、特に要求される柔軟性(可撓性)
を満足するものが、得られないことになる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ポリオ
レフィン系樹脂100重量部に、金属水和物を20〜1
00重量部および高重合ポリオルガノシロキサンと微粉
末シリカの混合物を2〜15重量部配合した難燃性ポリ
オレフィン系樹脂組成物としたので、高度な難燃性と優
れた柔軟性(可撓性)を有する難燃性ポリオレフィン系
樹脂組成物とすることが出来る。そして、この難燃性オ
レフィン系樹脂組成物を電線・ケーブルの被覆材料とし
て用いた場合の難燃性電線・ケーブルも、高度な難燃性
と優れた柔軟性を有するものである。よって、この難燃
性電線・ケーブルとしては、特に600V程度の低圧の
ものに用いられる場合に有用である。より具体的には、
本発明の難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物は、硬度
(ショアD)が、35〜50の範囲のものであり、引っ
張り強度が10MPa以上の目的とする柔軟性(可撓
性)のものである。また、前記難燃性樹脂組成物は、押
出成形を行っても成形品のシーム部に割れ等を発生する
ことがなく、得られた難燃性電線・ケーブルには外観不
良の問題がない。また難燃性に関しても、JIS規格C
3005の60度傾斜燃焼試験に合格するものでが得られ
る。そしてこの難燃性電線・ケーブルは、ハロゲンを含
まない難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物が被覆される
ものであるから、廃却後の焼却処理によっても、ダイオ
キシン等の有害ガスが発生することもない。
───────────────────────────────────────────────────── 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) //(C08L 23/00 C08L 83:04 83:04) H01B 7/34 B (72)発明者 鈴木 淳 東京都江東区木場1丁目5番1号 株式会 社フジクラ内 Fターム(参考) 4F070 AA13 AC13 AC23 AC92 AE07 FA01 FB03 FC03 4J002 BB03W BB03X BB06W BB06X BB07W BB07X BB12W BB12X BB15W BB15X CP033 DE076 DE086 DE146 DE206 DJ017 FA087 FB096 FB166 FB236 FD133 FD136 FD137 FD170 GQ01 5G315 CA03 CB02 CB06 CC08 CD04 CD06 CD14 CD16

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重量部に対
    し、金属水和物20〜100重量部、高重合ポリオルガ
    ノシロキサンと微粉末シリカの混合物を2〜15重量部
    配合したことを特徴とする難燃性ポリオレフィン系樹脂
    組成物。
  2. 【請求項2】 前記ポリオレフィン系樹脂が、エチレン
    系共重合体の単独或いは混合物であることを特徴とする
    請求項1に記載の難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 前記高重合ポリオルガノシロキサンと微
    粉末シリカの混合物が、高重合ポリオルガノシロキサン
    と微粉末シリカの混合比が、2:8〜8:2であること
    を特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の難燃
    性ポリオレフィン系樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 前記請求項1〜3のいずれかに記載の難
    燃性ポリオレフィン系樹脂組成物を導体上に被覆した電
    線・ケーブルであって、JIS規格C3005の60度
    傾斜燃焼試験に合格することを特徴とする難燃性電線・
    ケーブル。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011233459A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd 絶縁電線
JP2016533623A (ja) * 2013-09-30 2016-10-27 江▲蘇▼▲達▼▲勝▼高聚物股▲ふん▼有限公司Jiangsu Dasheng Polymer Co., Ltd. 125℃照射架橋epcv太陽光発電システム用ゼロハロゲンケーブル絶縁材及びその製造方法

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