JP2004359751A

JP2004359751A - 耐摩耗性難燃樹脂組成物

Info

Publication number: JP2004359751A
Application number: JP2003157981A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hida; 浩史飛田; Katsuyoshi Ishida; 克義石田; Tomohisa Watanabe; 知久渡邉; Atsushi Suzuki; 淳鈴木
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】自動車用絶縁電線などの絶縁電線の被覆材等に好適な耐摩耗性、難燃性に優れ、かつノンハロゲンの樹脂組成物を得ることにある。
【解決手段】メルトフローレイト１．０（ｇ／１０分、２３０℃）以下、破断点伸び２００％以上のポリプロピレンホモポリマー１００重量部と、リン−窒素系難燃剤１０〜２０重量部を含み、破断点伸びが１００％以上である耐摩耗性難燃樹脂組成物。リン−窒素系難燃剤には、窒素含有率２０〜２３ｗｔ％、リン含有率１８〜２１ｗｔ％のものが用いられる。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、難燃性、耐摩耗性に優れたノンハロゲンの耐摩耗性難燃樹脂組成物に関し、特に自動車用絶縁電線などの絶縁電線の被覆材等として好適に用いられるものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用絶縁電線の絶縁体、シースなどを構成する樹脂組成物として、コスト、難燃性などの理由から、難燃性ポリエチレン組成物が用いられている。
この難燃性ポリエチレン組成物は、低密度ポリエチレンに水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物を配合した樹脂組成物であって、ポリエチレン１００重量部に対して水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物１５０〜２５０重量部配合した組成物である。
【０００３】
この難燃性ポリエチレン組成物は、良好な難燃性を示し、これを焼却処分する際に有害なハロゲン化合物を発生しないと言うメリットがあり、さらにはコストも比較的安価であるなどの利点もある。
【０００４】
しかしながら、この難燃性ポリエチレン組成物にあっては、低密度ポリエチレン自体が剛性が低いことに加えて、多量の金属水酸化物が配合されているため、さらに剛性が低下したものとなる。このため、このような難燃性ポリエチレン組成物を被覆材として被覆した自動車用絶縁電線では、耐摩耗性が不十分となっており、その改善が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１３８１８３号公報
【特許文献２】
特開２０００−０２６６９６号公報
【特許文献３】
特開２０００−０８６８５８号公報
【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、自動車用絶縁電線などの絶縁電線の被覆材等に好適な耐摩耗性、難燃性に優れ、かつノンハロゲンの耐摩耗性難燃樹脂組成物を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、
請求項１にかかる発明は、メルトフローレイト１．０（ｇ／１０分、２３０℃、ＪＩＳＫ７２１０による）以下のポリプロピレンホモポリマー１００重量部と、リン−窒素系難燃剤１０〜２０重量部を含み、破断点伸び（ＪＩＳＫ７１１３による）が１００％以上である耐摩耗性難燃樹脂組成物である。
【０００８】
請求項２にかかる発明は、リン−窒素系難燃剤が、窒素含有率２０〜２３ｗｔ％、リン含有率１８〜２１ｗｔ％である請求項１記載の耐摩耗性難燃樹脂組成物である。
【０００９】
請求項３にかかる発明は、ＩＳＯ６７２２に規定する４０度傾斜燃焼試験に合格する請求項１または２記載の耐摩耗性難燃樹脂組成物である。
請求項４にかかる発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の耐摩耗性難燃樹脂組成物を被覆材として用いた絶縁電線である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明においては、耐摩耗性難燃樹脂組成物をなすベースポリマーとして、ポリプロピレンホモポリマーを使用する。ポリプロピレンホモポリマーは、モノマーとしてプロピレンのみを使用して重合したポリマーで、ポリエチレンに比べて、結晶性が高く、強靱であり、耐熱性にも優れており、これをベースポリマーとすることで得られる組成物の耐摩耗性を改善することができる。
【００１１】
このポリプロピレンホモポリマーとしては、そのメルトフローレイトが１．０（ｇ／１０分、２３０℃、ＪＩＳＫ７２１０、以下同様）以下、好ましくは０．０１〜１．０、さらに好ましくは０．３〜１の範囲のもので、かつ引張速度２００ｍｍ／分での引張試験（ＪＩＳＫ７１１３）での破断点伸びが２００％以上、好ましくは２００〜７００％で、密度が０．９０〜０．９１ｇ／ｃｍ^３の範囲のものが採用される。
【００１２】
上記メルトフローレイトが１．０を越えると、得られる耐摩耗性難燃組成物の耐摩耗性が低下する。破断点伸びが２００％未満では、得られる耐摩耗性難燃組成物の伸びが不足し、被覆材として柔軟性が劣る。
このような物性を有するポリプロピレンホモポリマーは、高剛性、強靱であり、組成物としたときに高い耐摩耗性を発揮する。さらに、強靱性を高めるため、結晶造核剤を０．５〜３ｗｔ％程度添加してもよく、これにより溶融時からの冷却の際に、微細な球晶が多数生成し、結晶性が高まり、強靱性が高くなる。この結晶造核剤には、芳香族カルボン酸のＮａ、Ａｌ、Ｚｎ塩などが使用できる。
このポリプロピレンホモポリマーの具体的なものとしては、三井住友ポリオレフィン（株）製、「Ｂ１０１−ＷＡＴ」（商品名）などがある。
【００１３】
ところで、一般に「ポリプロピレン」として販売されているポリプロピレンは、５〜１０モル％程度のエチレンなどのα−オレフィンと、９０〜９５モル％程度のプロピレンとのランダムコポリマーもしくはブロックコポリマーであって、このタイプのポリプロピレンをベースポリマーとして採用すると、硬度、剛性が低く、耐摩耗性難燃組成物として十分な耐摩耗性を得ることができない。
【００１４】
本発明で使用される難燃剤としては、リン−窒素系難燃剤が用いられる。このリン−窒素系難燃剤は、ハロゲン元素を含まないノンハロゲン系の難燃剤であり、窒素含有率が２０〜２３ｗｔ％、リン含有率が１８〜２１ｗｔ％のもので、白色粉末、粒径が５０％Ｄで約６μｍ、９０％Ｄで約１２μｍで、見掛け比重が０．３４〜０．３８のものである。
【００１５】
この難燃剤は、リン酸アンモニウムなどのリン酸塩系難燃剤に比較して高い難燃性付与効果を有し、少量の添加量で高い難燃性を得ることができる。また、加熱安定性、耐熱変色性にも優れている。さらに、これにポリテトラフルオロエチレン粉末を０．１〜０．２ｗｔ％併用することで、より高い難燃性を得ることができる。
このリン−窒素系難燃剤の具体的なものとしては、「アデカスタブＦＰ−２００」（商品名、旭電化工業（株）製）などがある。
【００１６】
そして、このリン−窒素系難燃剤の配合量は、ポリプロピレンホモポリマー１００重量部に対して１０〜２０重量部とされ、要求される難燃度合いに応じて決められる。配合量が１０重量部未満では難燃性が不足し、ＩＳＯ６７２２に規定される４５度傾斜燃焼試験に不合格となる。また、配合量が２０重量部を越えると、組成物全体の剛性が低下し、ＩＳＯ６７２２に規定される耐摩耗試験（ブレード往復法）に合格しなくなる。
【００１７】
本発明の耐摩耗性難燃樹脂組成物では、酸化防止剤、老化防止剤、カーボンブラックなどの着色剤、帯電防止剤、無機充填材などの添加剤を適宜配合することができる。特に、ポリプロピレンは、分子内の第３級炭素原子に結合した水素が酸素やオゾンで酸化され易いため、酸化防止剤には留意が必要であり、ポリプロピレン用の優れた酸化防止剤を選択使用することが必要である。
【００１８】
また、本発明の耐摩耗性難燃樹脂組成物は、その破断点伸び（ＪＩＳＫ７１１３）が１００％以上、好ましくは１００〜２００％となっている。
一般のポリプロピレンをベースポリマーとした難燃化樹脂組成物では、破断点伸びが５０〜６０％であり、難燃剤の配合により、ポリプロピレン単独の伸び２００〜５００％に比べて大幅に低下している。
【００１９】
これに対して、本発明の耐摩耗性難燃樹脂組成物では、難燃剤として上述のリン−窒素系難燃剤を採用したことにより、少ない配合量で、十分な難燃性を維持するにもかかわらず、ポリプロピレン本来の伸びの低下が少ないものとなっているのである。
【００２０】
このような耐摩耗性難燃樹脂組成物にあっては、ベースポリマーとして、メルトフローレイト１．０（ｇ／１０分、２３０℃）以下、破断点伸び２００％以上のポリプロピレンホモポリマーを使用しているので、ベースポリマー自体の剛性が高く、これにより耐摩耗性が高いものとなる。
【００２１】
また、難燃剤として、ノンハロゲン系の難燃効果の高いリン−窒素系難燃剤を用いているので、比較的少量の添加量で十分な難燃性を発揮し、この難燃剤の配合量が少ないために、ベースポリマー自体の強靱性の低下が抑えられ、この難燃剤の配合に起因する耐摩耗性の低下も小さいものとなって、難燃性、耐摩耗性の良好なものとなる。
【００２２】
また、上述のように破断点伸びが、１００％以上と従来の難燃化ポリプロピレンに比較にして高いものとなる。さらに、難燃剤がノンハロゲンであるので、この耐摩耗性難燃樹脂組成物からなる成形品を焼却処分した際に、有害なハロゲン化合物が発生することもない。
【００２３】
本発明の絶縁電線は、上述の耐摩耗性難燃樹脂組成物からなる絶縁体、シースなどの被覆層を有する電線である。この絶縁体、シースは、通常の押出被覆法により、導体直上または絶縁体上に被覆された厚さ０．１〜２ｍｍのものである。この絶縁電線は、したがって十分な難燃性と耐摩耗性を具備したものであり、特に自動車用絶縁電線として好適なものとなる。
【００２４】
さらに、本発明の絶縁電線は、車両用に使用される６０Ｖおよび６００Ｖ単心ケーブルの要求特性を定めたＩＳＯ６７２２：２００２に規定する４５度傾斜燃焼試験および耐摩耗試験（ブレード往復法）に合格する難燃性と耐摩耗性を備えたものとすることができる。
【００２５】
以下、具体例を示す。
表１に示す配合組成（単位：重量部）の樹脂組成物を用意し、２軸押出機で混練りしてペレットとし、これを径０．８１ｍｍの導体上にクロスヘッドダイを装着した押出機を用いて押出被覆し、厚さ０．２ｍｍの絶縁体を形成し、仕上がり径１．２１ｍｍの絶縁電線とした。
【００２６】
この絶縁電線に対して、ＩＳＯ６７２２：２００２に規定する４５度傾斜燃焼試験および耐摩耗試験（ブレード往復法）により、難燃性と耐摩耗性を評価した。傾斜燃焼試験は、ｎ＝３の試行で行い、全て７０秒内に自己消火したものを合格とし、○で表し、そうでないものを不合格とし、×で表した。
【００２７】
ブレード往復法による試験条件は、ニードル径０．４５ｍｍ、荷重７Ｎで行い、往復回数１５０回以上で導体が露出しないものを合格とし、○で表し、そうでないものを不合格とし、×で表した。また、ＪＩＳＫ７１１３による破断点伸びを測定した。
結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１において、
ポリプロピレンホモポリマーＡには、メルトフローレイトが０．５で、破断点伸びが５００％の「Ｂ１０１−ＷＡＴ」（商品名、三井住友ポリオレフィン（株）製）を用いた。
ポリプロピレンホモポリマーＢには、メルトフローレイトが１．４で、破断点伸びが５００％の「Ｊ−１０１」（商品名、三井住友ポリオレフィン（株）製）を用いた。
【００３０】
ポリプロピレンブロックコポリマーには、エチレン１０モル％とプロピレン９０モル％とからなるブロックコポリマーで、メルトフローレイトが４で、破断点伸びが３００％である「Ｊ７０３Ｗ」（商品名、三井住友ポリオレフィン（株）製）を用いた。
リン−窒素系難燃剤には、「アデカスタブＦＰ−２０００」（商品名、旭電化工業（株）製）を使用した。
【００３１】
表１の結果から、メルトフローレイトが１．０以下であるポリプロピレンホモポリマー１００重量部に対してリン−窒素系難燃剤を１０〜２０重量部配合した樹脂組成物を用いた絶縁電線では、良好な難燃性と耐摩耗性が得られることがわかる。また、良好な伸び特性を有していることもわかる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の耐摩耗性難燃樹脂組成物にあっては、難燃性および耐摩耗性に優れ、良好な伸び特性を示し、ノンハロゲンで焼却処分の際に有害なハロゲン含有ガスを発生しないなどの効果が得られる。
また、本発明の絶縁電線にあっては、自動車用絶縁電線の品質規格であるＩＳＯ６７２２：２００２に規定する４５度傾斜燃焼試験および耐摩耗試験（ブレード往復法）に合格する難燃性と耐摩耗性を具備するものとなるなどの効果を奏する。

Claims

メルトフローレイト１．０（ｇ／１０分、２３０℃、ＪＩＳＫ７２１０）以下のポリプロピレンホモポリマー１００重量部と、リン−窒素系難燃剤１０〜２０重量部を含み、破断点伸び（ＪＩＳＫ７１１３）が１００％以上である耐摩耗性難燃樹脂組成物。
リン−窒素系難燃剤が、窒素含有率２０〜２３ｗｔ％、リン含有率１８〜２１ｗｔ％である請求項１記載の耐摩耗性難燃樹脂組成物。
ＩＳＯ６７２２に規定する４０度傾斜燃焼試験に合格する請求項１または２記載の耐摩耗性難燃樹脂組成物。
請求項１ないし３のいずれかに記載の耐摩耗性難燃樹脂組成物を被覆材として用いた絶縁電線。