JP2005200575A - ノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを用いた電線・ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 燃焼時に有害なガスを発生することなく、また高い難燃性、及び優れた機械的強度を有する樹脂組成物及び、これを導体の絶縁体・シースに用いた電線・ケーブルを提供する。
【解決手段】 ベースポリマとしてエチレンー酢酸ビニル共重合体を単独、もしくはその他のエチレン系共重合体または、ポリオレフィンと混合し、ベースポリマ１００重量部中の酢酸ビニル含有量５０ｗｔ％以上とした組成物に対して、金属水酸化物５０〜３００重量部、及び１，３，５−トリアジン誘導体０．５〜５０重量部を含む。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを用いた電線・ケーブルに関し、特に、燃焼時にハロゲン系ガスやホスフィンガス等の有毒なガスを発生しないノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを導体の絶縁体、又はシースに用いた電線・ケーブルに関する。

従来、ハロゲン化合物を含まない難燃性樹脂組成物として、ポリオレフィン系樹脂に水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物を添加した組成物が用いられている。これらの組成物は燃焼時に塩化水素やダイオキシン等の有毒なガスが発生しないため、火災時の毒性ガスの発生や、二次災害等を防止することができ、かつ、廃却時に焼却処分を行っても問題とならない。

ただし、金属水酸化物を単独で添加しただけでは、目的の難燃性を得られない場合が多いので、難燃性向上のための難燃助剤として、赤リンなどのリン含有難燃剤を添加することが行われている（特許文献１〜３）。

特開２００２−４２５７４号公報 特開２００２−４２５７５号公報 特開２００３−１１３２７６号公報

しかしながら、金属水酸化物の添加量を増やすと、それに伴い、伸び、引張強さ等の機械的特性が著しく低下してしまうという問題点がある。

また、難燃助剤として添加されるリン含有難燃剤は、高温多湿環境下（使用時又は廃棄時）でホスフィンガスを発生するという問題がある。

従って、本発明の目的は燃焼時に有害なガスを発生することなく、また高い難燃性、及び優れた機械的強度を有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを用いた電線・ケーブルを提供することにある。

本発明は、ベースポリマとしてエチレンー酢酸ビニル共重合体を単独、もしくはその他のエチレン系共重合体または、ポリオレフィンと混合し、ベースポリマ１００重量部中の酢酸ビニル含有量５０ｗｔ％以上とした組成物に対して、金属水酸化物５０〜３００重量部、及び１，３，５−トリアジン誘導体０．５〜５０重量部を含むことを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物を提供する。

前記、１，３，５−トリアジン誘導体は、メラミン、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミンシアヌレート、硫酸メラミンからなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。

前記金属水酸化物は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム及びこれらのニッケルが固溶した金属水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種、もしくは２種以上を混合したものであることが好ましい。

さらに、本発明は、前記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を導体の絶縁体又はシースに用いた電線・ケーブルを提供する。

本発明によるノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、燃焼時に有害なガスを発生せず、高い難燃性及び優れた機械的強度を有するものである。また、その樹脂組成物を絶縁体又はシースに使用することにより、使用時に有害なガスを発生せず、高い難燃性及び優れた機械的強度を有する電線・ケーブルを得ることができる。

本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを導体の絶縁体又はシースに用いた電線・ケーブルについて説明する。

本発明に用いるベースポリマとして、酢酸ビニル成分が６０ｗｔ％以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体は、単独、もしくは他のポリオレフィン系樹脂と混合して用いる。またベースポリマ１００重量部中の酢酸ビニル含有量は５０ｗｔ％以上とする。

ここで、エチレン−酢酸ビニル共重合体を用いるのは、難燃性を向上させるためである。またベースポリマ１００重量部中の酢酸ビニル含有量を５０ｗｔ％以上としたのは、５０ｗｔ％未満の含有量では、十分な難燃効果が得られないためである。

エチレン−酢酸ビニル共重合体と混合する他のエチレン系共重合体やポリオレフィン系樹脂としては、低密度、中密度、及び高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−スチレン共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、マレイン酸グラフト直鎖状低密度ポリエチレン等が挙げられる。これらは、１種、又は２種以上混合して使用できる。

ベースポリマに添加する金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム及び、ニッケルが固溶したこれらの金属水酸化物が挙げられる。これらは、単独又は２種以上を併用しても良い。また、これらの金属水酸化物は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ステアリン酸塩やステアリン酸カルシウム等の脂肪酸又は、脂肪酸金属塩等によって表面処理されているものを用いても差し支えない。また、他の金属水酸化物を適量加えても良い。

本発明において、金属水酸化物の添加量は、ベースポリマ１００重量部に対して、５０〜３００重量部であり、添加量が５０重量部より少ないと十分な難燃性が得られず、３００重量部より多いと機械特性が著しく低下する。

またベースポリマに添加する１，３，５−トリアジン誘導体としては、メラミン、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン等が挙げられる。より好適には、メラミンシアヌレートである。これらは、非イオン性表面活性剤や各種カップリング剤により表面処理されていても良い。

本発明において、１，３，５−トリアジン誘導体は、ベースポリマ１００重量部に対して、０．５〜５０重量部であり、添加量が０．５重量部より少ないと十分な難燃効果が得られず、５０重量部より多いと機械的強度が著しく低下する。

１，３，５−トリアジン誘導体は、燃焼時３００℃以上で分解、昇華し、不燃性ガスを発生するため、難燃性に寄与するものと考えられる。

また、上記の配合剤以外にも必要に応じて酸化防止剤、滑剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、カーボンブラック、着色剤等の添加剤を加えることが可能である。

更に、有機過酸化物による化学架橋や、電子線などの放射線による照射架橋を行っても良い。

本発明のノンハロゲン樹脂組成物を用いた電線・ケーブルの例を図１〜３で説明する。

図１は、銅導体１に絶縁体２を被覆した３線心の電線１１を介在４と共に撚り合わせ、押え巻きテープ５を施し、最外層をシース３として押出し被覆した電線・ケーブル１２を示す図であり、シース３を本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物により作製する。

図２は、銅導体１に絶縁体２を被覆した電線１１であり、絶縁体２を本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物により作製する。

図３は、銅導体１に絶縁体２を被覆したものを絶縁線心６とし、この絶縁線心６を対撚りした対撚線７を、４本撚り合わせたコア８の外層を、シース内層９及びシース外層１０として押出し被覆した電線・ケーブル１３を示したものである。

シース内層９及びシース外層１０は、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物により作製する。

樹脂成形物及び電線・ケーブルは、以下のように作製した。

表１に示した配合割合で各種成分を配合し、加圧ニーダによって１５０℃で混練後、混練物をペレットにし、これを図１に示す電線・ケーブル１２のシース３として、１６０℃、厚さ３．５ｍｍで押出し被覆して作製した。

ケーブル１２のコアとして、断面３２５ｍｍ² の銅導体１に、絶縁体２として架橋ポリエチレンを厚さ２．５ｍｍに被覆したものを、介在４と共に３心撚り合わせて、その外周にクラフト紙テープにより押さえ巻き５が施されたものを使用した。

電線・ケーブルの評価は以下に示す方法により判定した。

（１）引張試験
作製した電線・ケーブルを、ＪＩＳ Ｃ ３００５に準拠して引張試験を行い、伸び３５０％以上、引張り強さ１０ＭＰａ以上を目標値とした。

（２）難燃性試験
作製した電線・ケーブルを、ＩＥＥＥ３８３に準拠した垂直トレイ燃焼試験を行い、延焼距離が１００ｃｍ未満のものを二重丸（裕度を持って合格）、１００ｃｍ以上１８０ｃｍ未満のものを○（合格）とし、１８０ｃｍ以上延焼したものを×（不合格）とした。

本発明の樹脂組成物を用いて製造した実施例を表１に、また上記と同様にして作製した比較例を表２に示す。

実施例１〜１２では、伸び・引張強さは目標を満足しており、垂直燃焼試験も全て合格し、良好な特性を示している。

これに対し、表２に示すように、１，３，５−トリアジン誘導体を添加していない比較例１、金属水酸化物の添加量が規定より少ない比較例３、４及び、ベースポリマの酢酸ビニル含有量が規定より少ない比較例８、９、１０、１１においては、難燃性が不十分である。また１，３，５−トリアジン誘導体添加量が過剰な比較例２及び、金属水酸化物の添加量が規定を上回る比較例５、６、及び７においては伸び・引張強さが不十分となった。

本発明が適用される、絶縁線心３条の外周を押え巻きテープ及びシースで被覆したケーブルを示す図である。 本発明が適用される、銅導体上に絶縁体で被覆した電線を示す図である。 本発明が適用される、対撚線４本のコアの外周を２重のシース層で被覆したケーブルを示す図である。

符号の説明

１ 銅導体
２ 絶縁体
３ シース
４ 介在
５ 押え巻きテープ
６ 絶縁線心
７ 対撚線
８ コア
９ シース内層
１０ シース外層
１１ 電線
１２、１３ 電線・ケーブル

Claims (4)

1. ベースポリマとして酢酸ビニル成分が６０ｗｔ％以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体を単独、もしくはその他のエチレン系共重合体または、ポリオレフィンと混合し、ベースポリマ１００重量部中の酢酸ビニル含有量を５０ｗｔ％以上とした組成物に対して、金属水酸化物を５０〜３００重量部、及び１，３，５−トリアジン誘導体を０．５〜５０重量部含むことを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
2. 前記１，３，５−トリアジン誘導体は、メラミン、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミンシアヌレート、硫酸メラミンからなる群より選ばれる少なくとも１種もしくは２種以上を混合したものである請求項１記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
3. 前記金属水酸化物は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム及びニッケルが固溶したこれらの金属水酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１種以上である請求項１又は２記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
4. 請求項１〜３いずれかに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を導体の絶縁体、又はシースに用いたことを特徴とする電線・ケーブル。
   

Images