JP2008007726A - 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル - Google Patents

難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル Download PDF

Info

Publication number
JP2008007726A
JP2008007726A JP2006182276A JP2006182276A JP2008007726A JP 2008007726 A JP2008007726 A JP 2008007726A JP 2006182276 A JP2006182276 A JP 2006182276A JP 2006182276 A JP2006182276 A JP 2006182276A JP 2008007726 A JP2008007726 A JP 2008007726A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
resin composition
parts
particle size
retardant resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006182276A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Takino
浩史 瀧野
Hajime Yamazaki
元 山崎
Hideo Kawabata
秀雄 川端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Polyethylene Corp
Original Assignee
Japan Polyethylene Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Polyethylene Corp filed Critical Japan Polyethylene Corp
Priority to JP2006182276A priority Critical patent/JP2008007726A/ja
Publication of JP2008007726A publication Critical patent/JP2008007726A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

【課題】燃焼時にハロゲンガス等の有毒ガスの発生がなく、難燃性および機械的強度、平滑性に優れ、かつ易カット性,吸湿性があり、特に電線・ケーブルの絶縁層やシース層として適する樹脂組成物、該組成物を被覆してなる電線・ケーブルの提供
【解決の手段】(A)熱可塑性樹脂100質量部と、(イ)平均粒径が0.1〜2μmの一次粒子と平均粒径1〜10μmの二次粒子から形成された混合粒体であって、(ロ)混合粒体の比表面積が8.0m/g以上である、(ハ)混合粒体の平均粒径が1〜5μmである(B)金属水和物30〜250質量部および(C)酸化カルシウム0.1〜10質量部を含むことを特徴とする。
【選択図】なし

Description

本発明は燃焼時にハロゲンガス等の有毒ガスの発生がなく難燃性や機械的特性に優れるとともに、吸湿しやすい難燃性樹脂組成物の水分を制御し、電線・ケーブル等の成形品の製造時に発生する発泡を防止し、表面外観がよく、高難燃性、高引張強度等の優れ、易カット特性(末端切断処理)にも優れた樹脂組成物であり、特に電線・ケーブルの絶縁層やシース層等に好適に使用される難燃性樹脂組成物、および該組成物を用いてなる電線・ケーブルに関するものである。
従来、電線被覆材等の難燃材料としてポリ塩化ビニル樹脂組成物が使用されてきた。しかしながら、ポリ塩化ビニル樹脂組成物は燃焼する際に有毒なハロゲン含有ガスを生じるため改善が求められていた。ポリ塩化ビニルの上記欠点を克服するため、ポリオレフィン系樹脂や、熱可塑性エラストマー等の熱可塑性樹脂に水酸化マグネシウム等の金属水和物を配合した樹脂組成物(ノンハロゲン難燃材料)が提案されている(例えば特許文献1参照)。
このような樹脂組成物において、ポリオレフィン系樹脂等に難燃性を付与する為には、難燃性の要求レベルにもよるが、一般的に金属水和物を組成物中の樹脂成分と同量の高濃度に添加する必要がある。このため、高難燃レベルを到達するためにはマトリックス樹脂の量を減らさざるを得ず、この結果、樹脂の物性に依存する機械的特性が低下するという相反する問題がある。
このような問題を克服すべく、難燃性、及び機械的特性の両方の物性を維持することが近年検討されている。特許文献2では、オレフィン系ポリマー100重量部に対して、シランカップリング剤で処理した平均粒径の細かい金属水和物を40〜300重量部配合した、難燃性が高く、機械的特性が良好な樹脂組成物が提案されている。しかしながら、この方法では引張衝撃強度を含めた機械的物性が良好であるが、当該樹脂組成物を被覆した電線・ケーブルにおいては、配線施工時に行う芯線を各種コネクターに圧着あるいは、はんだ付けをする等の末端処理で、被覆層や絶縁層を冶具等により芯線から剥ぎ取り、切断しづらいという問題が残っている。
又、特許文献3では、ポリオレフィン系樹脂100重量部に対して、高重合度ポリオルガノシロキサン1〜25%が添加された比表面積の大きな金属水和物を60〜200重量部配合した樹脂組成物が提案されている。比表面積が大きい金属水和物を用いることにより難燃性が向上するため、樹脂への添加量を少なくすることにより難燃性と押出加工性、成形品外観、引張特性、柔軟性等の物性を両立する方法が提案されている。しかしながら、この方法ではマトリックス樹脂の量を相対的に増やすことにより機械的物性を向上させているために引張衝撃強度も高いと推定され、配線施工時に行う末端切断処理がしづらい問題が残っている。
一方、末端切断処理を解決する方法として、特許文献4では、エチレン系重合体と官能基含有オレフィン系重合体と無機難燃剤に加え軟質材料および/又は液状乳化剤を配合することにより、柔軟で引張衝撃強度が低く、末端処理効率の良い樹脂組成物を得る方法、更に、特許文献5では、エチレン系重合体と官能基含有オレフィン系重合体と無機難燃剤に加え特定の密度のポリエチレン樹脂を配合することにより引張衝撃強度が低く、末端処理効率の良い樹脂組成物を得る方法等が提案されている。
また、吸湿性を抑え、発泡を防止した難燃性樹脂組成物としてポリオレフィン系樹脂にシランカップリング剤で表面処理した天然水酸化マグネシウムからなる難燃性樹脂組成物が、特許文献6、7等に示されている。
熱可塑性樹脂に水酸化マグネシウム等の金属水和物を配合した樹脂組成物は塩化ビニルに比べて易カット性が劣っている。易カット性は金属水和物の配合量を多くすることでよくすることはできるが同時に引張強度、耐外傷性の低下などの物性低下を起こし全体的にバランスのとれた物性を持つ製品は得られていない。更に易カット性の悪さは電線の現場施工の際に被覆材を剥くときの作業性、施工後の外観に悪影響を与えるものとなる。また、該難燃性樹脂組成物は、吸湿性に富んでおり、その吸湿性を改良する方法として金属水和物の表面を有機シラン化合物、脂肪酸金属塩等で処理を施したものが提案されているが、特に夏場や、水分の多い環境下ではこれらの処理物でも吸湿して、電線・ケーブル等の被覆成形時に押出機内で吸湿した水分が発泡し、外観不良等になって、実用性に欠けるという問題があった。
特開平7−149965号公報 特開2005−139388号公報 特開2005−179409号公報 特開2005−29604号公報 特開2005−29605号公報 特開平05−017692号公報 特開平07−161230号公報
本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、燃焼時にハロゲンガス等の有毒ガスの発生がなく難燃性や機械的特性に優れるとともに、吸湿しやすい難燃性樹脂組成物の水分を制御し、電線・ケーブル等の成形品の製造時に発生する発泡を防止し、表面外観がよく、高難燃性、高引張強度等の優れ、易カット特性(末端切断処理)にも優れた樹脂組成物であり、特に電線・ケーブルの絶縁層やシース層等に好適に使用される難燃性樹脂組成物、および該組成物を用いてなる電線・ケーブルを提供することにある。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意研究した結果、熱可塑性樹脂、好ましくはポリオレフィン系樹脂及び/又は熱可塑性エラストマーに、特定範囲の平均粒径を有する一次粒子と、更に一次粒子の凝集構造で形成される凝集体からなる二次粒子を含み、比表面積が大きいという特徴を有する金属水和物の特定量と酸化カルシウムとを配合した樹脂組成物が、上記の金属水和物を大量に配合したポリオレフィン系樹脂組成物や熱可塑性エラストマー等の熱可塑性樹脂組成物の欠点を克服し、高難燃性、引張強度、平滑性等の物性を保持しつつ、易カット性能(末端切断処理)、耐吸湿性を同時に解決した優れた難燃性樹脂組成物になり得ることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第1発明は、下記(A)、(B)及び(C)を含むことを特徴とする難燃性樹脂組成物が提供される。
(A)熱可塑性樹脂100質量部、
(B)下記(イ)〜(ハ)の条件を満足する金属水和物30〜250質量部、
(イ)レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された体積基準粒径分布に基づいて算出された平均粒径(算術平均径)が1〜10μmの範囲であること
(ロ)走査型電子顕微鏡による形態写真から、一次粒子で形成された凝集体からなる二次粒子が含まれることが観察され、形態写真から測定された一次粒子の長径方向の個数基準粒径分布に基づく長さ平均粒径が0.01〜0.5μmの範囲にあり、且つ5μm以上の粒子が0.1%以下であること
(ハ)BET法による比表面積が8.0m/g以上であること
および
(C)酸化カルシウム0.1〜10質量部
又、本発明の第2発明は、第1の発明において、(B)金属水和物が、更に下記(ニ)の条件を満足することを特徴とする難燃性樹脂組成物が提供される。
(ニ)レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された平均粒径と走査型電子顕微鏡による形態写真から測定された一次粒子の平均粒径との比が5以上であること
又、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、(B)金属水和物が、(B1)水酸化マグネシウム及び/又は(B2)水酸化アルミニウムであることを特徴とする難燃性樹脂組成物が提供される。
又、本発明の第4の発明によれば、第3の発明において、(B1)水酸化マグネシウムが合成法で製造されたものであることを特徴とする難燃性樹脂組成物が提供される。
又、本発明の第5の発明によれば、第4の発明において(B1)合成法による水酸化マグネシウムが、マグネシウム塩を含む水溶液にアルカリ物質を加えて得られたもの、又は酸化マグネシウムを水和して得られたものであることを特徴とする難燃性樹脂組成物が提供される。
又、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、(A)熱可塑性樹脂が、(A1)ポリオレフィン系樹脂及び/又は(A2)熱可塑性エラストマーを含む樹脂であることを特徴とする難燃性樹脂組成物が提供される。
又、本発明の第7の発明によれば、第6の発明において、(A)熱可塑性樹脂が、エチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン・ビニルエステル共重合体、及び、密度0.86〜0.94g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合体から選択された少なくとも1種のエチレン共重合体である(A1)ポリオレフィン系樹脂100〜20質量%と(A2)熱可塑性エラストマー0〜80質量%を含む樹脂であることを特徴とする難燃性樹脂組成物が提供される。
又、本発明の第8の発明によれば、第1〜7のいずれかの発明において、(A)熱可塑性樹脂に対し、更に(D)官能基含有ポリオレフィン樹脂1〜30質量%(ただし(A)成分と(D)成分との合計が100質量%である)を含むことを特徴とする難燃性樹脂組成物が提供される。
又、本発明の第9の発明によれば、第1〜8のいずれかの発明の難燃性樹脂組成物を用いたことを特徴とする電線、ケーブルが提供される。
本発明の難燃性樹脂組成物は、(A)熱可塑性樹脂100質量部に、特定範囲の平均粒径を有する一次粒子と、更に一次粒子の凝集構造で形成される凝集体からなる二次粒子を含み、比表面積が大きいという(B)金属水和物の特定量と(C)酸化カルシウムを配合することによって、従来のノンハロゲン系難燃性樹脂組成物の機械的強度、表面平滑性等の諸性能を保持し、かつ高難燃性、易カット性および耐吸湿性という性能を高め、電線の現場施工の際に被覆材を剥ぐときの作業性、施工後の作業効率を大幅に向上することが可能である。また、成形加工時の発泡を防止し、製品外観の悪化を防止できる難燃性樹脂組成物およびそれを用いた電線、ケーブルを提供し得るものである。
さらに、所望により樹脂成分に対して、官能基含有オレフィン重合体1〜30質量%を配合することによって、機械的強度と難燃性を向上せしめることが可能となり、バランスの良い材料の提供が可能である。
[熱可塑性樹脂]
本発明の(A)熱可塑性樹脂は、特に限定されるものではないが、特に好ましくは(A1)ポリオレフィン系樹脂、(A2)熱可塑性エラストマー等を包含するものである。
[(A1)ポリオレフィン系樹脂]
本発明の(A1)ポリオレフィン系樹脂とは、イオン重合による密度0.94〜0.97g/cmの高密度ポリエチレン、密度0.91〜0.94g/cm未満のエチレン・α−オレフィン共重合体(直鎖状低密度ポリエチレン)、および密度0.86〜0.91g/cm未満のエチレン・α−オレフィン共重合体(超低密度ポリエチレン)、高圧ラジカル重合による低密度ポリエチレン、エチレン・α,β−不飽和カルボン酸共重合体、エチレン・α,β−不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン・ビニルエステル共重合体等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等から選択される少なくとも1種のポリオレフィン系樹脂である。
上記(A1)ポリオレフィン系樹脂の中でも、(a1)エチレン・α,β−不飽和カルボン酸エステル共重合体、(a2)エチレン・ビニルエステル共重合体および(a3)密度0.86〜0.94g/cm未満のエチレン・α−オレフィン共重合体が(B)成分の金属水和物の受容性に富むことから好ましい。
[(a1)エチレン・α,β−不飽和カルボン酸エステル共重合体]
上記(a1)エチレンとα,β−不飽和カルボン酸エステルとの共重合体の代表的な共重合体としては、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・アクリル酸ブチル共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体、エチレン・メタクリル酸エチル共重合体等のエチレン・(メタ)アクリル酸またはそのアルキルエステル共重合体;エチレン・無水マレイン酸・酢酸ビニル共重合体、エチレン・無水マレイン酸・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・無水マレイン酸・アクリル酸エチル共重合体等の二元共重合体又は多元共重合体、あるいはそれらの金属塩等が挙げられる。
すなわち、これらのコモノマーとしては、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、アクリル酸−n−ブチル、メタクリル酸−n−ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル等を挙げることができる。この中でも特に好ましいものとして(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等のアルキルエステルを挙げることができる。特に(メタ)アクリル酸エステル含有量は3〜30質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲である。また、上記金属塩の金属としては、K、Na、Li、Ca、Zn、Mg、Al等が挙げられる。
[(a2)エチレン・ビニルエステル共重合体]
上記(a2)エチレン・ビニルエステル共重合体とは、高圧ラジカル重合法で製造されるものであり、エチレンと、プロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、トリフルオル酢酸ビニルなどのビニルエステル単量体との共重合体である。これらの中でも特に好ましいものとしては、酢酸ビニルを挙げることができる。エチレン50〜99.5質量%、ビニルエステル0.5〜50質量%、他の共重合可能な不飽和単量体0〜49.5質量%からなる共重合体が好ましい。さらにビニルエステル含有量は好ましくは3〜20質量%、特に好ましくは5〜15質量%の範囲で選択される。
[(a3)エチレン・α−オレフィン共重合体]
上記(a3)エチレン・α−オレフィン共重合体は、密度が0.86〜0.91g/cm未満(直鎖状超低密度ポリエチレン)、密度が0.91〜0.94g/cm未満(直鎖状低密度ポリエチレン)、好ましくは0.88〜0.91g/cmの範囲のエチレン・α−オレフィン共重合体(直鎖状超低密度ポリエチレン)及びそれらの混合物を包含するものである。
また、MFRは0.01〜100g/10分、好ましくは0.1〜50g/10分の範囲で選択されることが望ましい。
また、α−オレフィンは、炭素数3〜20、好ましくは炭素数4〜12の範囲のものであり、具体的にはプロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン等を挙げることができる。
これらは、高・中・低圧下においてチーグラー系触媒、フィリップス系触媒、バナジウム系触媒、メタロセン系触媒等のイオン重合により、スラリー法、溶液法、気相法等の重合法で製造される。
[(A2)熱可塑性エラストマー]
本発明の(A2)熱可塑性エラストマーとは、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマーなどの各種熱可塑性エラストマー、天然ゴム、ポリイソブチレン、ポリイソプレン、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルブチルゴムなどの天然又は合成ゴムが包含される。これらの中でもオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマーが好ましい。
[オレフィン系エラストマー]
オレフィン系エラストマーとしては、エチレン−プロピレン共重合体(EPR)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、ポリブテン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレンとEPDM及び所望にポリエチレンを架橋剤の存在下に架橋した部分架橋物または完全架橋物等が挙げられる。
[スチレン系エラストマー]
スチレン系エラストマーとしては、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)、スチレン−イソプレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SIBS)等のブロック共重合体、あるいはスチレン−エチレン−ブテン−スチレン共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体(SEPS)、スチレン−エチレンーエチレン−プロピレン−スチレン共重合体、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレン共重合体(部分水素添加スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体)等のブロック共重合体の部分又は完全水添物等が上げられる。
さらに好ましい本発明の他の態様は、上記(a1)エチレン・α,β−不飽和カルボン酸エステル共重合体、(a2)エチレン・ビニルエステル共重合体、(a3)密度0.86〜0.94g/cm未満のエチレン・α−オレフィン共重合体の少なくとも1種のエチレン共重合体100〜50質量%と、他のポリオレフィン系樹脂及び/又は(A2)熱可塑性エラストマー0〜50質量%、好ましくは(A1)成分95〜60質量%、(A2)5〜40質量%、より好ましくは(A1)成分90〜70質量%、(A2)10〜30質量%の割合で用いることが望ましい。
[金属水和物]
本発明の難燃性樹脂組成物で用いる(B)金属水和物は、(イ)レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された体積基準粒径分布に基づいて算出された平均粒径が1〜10μmの範囲であること、(ロ)走査型電子顕微鏡による形態写真から、一次粒子で形成された凝集体からなる二次粒子が含まれることが観察され、形態写真から測定された一次粒子の長径方向の個数基準粒径分布に基づく長さ平均粒径が0.01〜0.5μmの範囲にあり、且つ5μm以上の粒子が0.1%以下であること、及び(ハ)BET法による比表面積が8.0m/g以上であること、の条件を満足し、好ましくは更に(ニ)レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された平均粒径と走査型電子顕微鏡による形態写真から測定された一次粒子の平均粒径との比が5以上であること、を満足するものである。以下に各条件を詳細に説明する。
本発明で用いる金属水和物の第1の要件は、(イ)レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された体積基準粒径分布に基づいて算出された平均粒径(算術平均径)が1〜10μmの範囲であることを要件とする。
すなわち、本発明で用いる金属水和物は、レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された体積基準粒径分布に基づく平均粒径(算術平均径)が1〜10μmの範囲を有するものであることが肝要であり、好ましくは1〜5μm、より好ましくは1〜3μmの範囲であり、更に好ましくは粒子の積算分99%以上が0.1〜20μmの範囲にあることが望ましい。
本発明において、レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された体積基準粒径分布に基づいて算出された平均粒径が1〜10μmの範囲の粒子は、一次粒子の凝集構造を形成する二次粒子と一次粒子の混合物の算術平均径で表されるが、実質的には凝集構造からなる二次粒子が主体となるものである。
該平均粒径が1μm未満であると、機械物性は良好であるものの、衝撃強度が向上するため本発明の課題である易カット性が低下する惧れがある。又、10μmを超えると、機械物性が低下する惧れが生じる。
レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器とは、粒子にレーザー光を照射し、そこから発せられる回折・散乱光の光強度分布から粒径分布を解析する方法であって、後述されるようにこれらの原理を用いた粒径分布測定装置が一般に市販されており、これらの装置を用いることにより測定することができる。
本発明で用いる金属水和物の第2の要件は、(ロ)走査型電子顕微鏡による形態写真から、一次粒子で形成された凝集体からなる二次粒子が含まれることが観察され、形態写真から測定された一次粒子の長径方向の個数基準粒径分布に基づく長さ平均粒径が0.01〜0.5μmの範囲にあり、且つ5μm以上の粒子が0.1%以下であることを要件とする。
すなわち、本発明で用いる金属水和物は、前記(イ)の平均粒径を満足する粒子が、走査型電子顕微鏡による形態写真から測定された長径方向の個数基準粒径分布に基づく長さ平均粒径が0.01〜0.5μmの範囲にあり、且つ5μm以上の粒子が0.1%以下である一次粒子の凝集構造から形成される凝集体を含むことが肝要であり、好ましくは平均粒径が0.04〜0.3μm、より好ましくは0.05〜0.2μmの範囲にあり、好ましくは3μm以上の一次粒子が0.1%以下であることが好ましい。一次粒子の平均粒径が0.01μm未満であると、過度の凝集により引張強さ、伸びなどの機械物性が低下したり、溶融樹脂の流動性が低下する惧れが生じる。0.5μmを超えると、凝集構造を形成しにくくなる惧れが生じる。粒径の粗い一次粒子が多く含まれると、機械的物性、平滑性が低下する惧れが生じるため、粒径が5μm以上の一次粒子が個数基準粒径分布で0.1%以下であることが必要であるが、長さ基準粒径分布で表す場合、5μm以上の一次粒子が5%以下、好ましくは3μm以上の一次粒子が5%以下であることが望ましい。
一次粒子の走査型電子顕微鏡による形態写真から測定された長径方向の個数基準粒径分布に基づく長さ平均粒径の測定方法は、例えば、久保輝一郎ら編「粉体−理論と応用−」(改訂二版)443〜541頁(丸善株式会社:昭和60年5月15日発行)、荒川正文ら編「最新粉体の材料設計」103〜116頁(株式会社テクノシステム:1988年6月15日発行)などに概略される公知の顕微鏡法を用いることができる。具体的には、走査型電子顕微鏡、好ましくはより高分解能を有する電界放射型の走査型電子顕微鏡による2000〜50000倍、好ましくは5000〜30000倍程度の倍率の形態写真などから得られる適当な一次粒子200〜1000個程度について長径を測定し、長さ平均粒径を求める。又、この方法で求められた個数基準粒径分布の積算値より、5μm以上の粒径が含まれる量が求まる。
ところで、顕微鏡による不均一な粒子の粒径測定では、一般的にはフェレ径や二軸平均径などが用いられるが、本発明では、結晶形態が扁平晶、あるいは扁平六方晶(六角板状又は角の取れた楕円板状など)を有する金属水和物の場合があるため、扁平な短径方向では無く平面の長径方向の値を用いることでより表面平滑性などの物性との相関を得ると考えた。又、測定粒子数は、均一な結晶形態を有する試料の場合には数百個、不均一な破砕形態を有する試料の場合には数千個程度の個数を測定することが好ましい。
本発明で用いる金属水和物の第3の要件は、(ハ)金属水和物のBET法による比表面積が、8.0m/g以上、好ましくは8.0〜50m/g、より好ましくは10〜30m/gである。BET法による比表面積が8.0m/g以上であることにより、良好な難燃性の難燃性組成物を得ることができる。又、比表面積が大きすぎると金属水和物を多量に混合した場合には難燃性樹脂組成物の溶融時の流動性が低下する惧れがある。従って、金属水和物の比表面積が50m/g以下であることが望ましい。ところで、粒径と比表面積には相対的な関係があると推測され、一般的に粒子が細かいほど比表面積が増す傾向があるため、前記(イ)平均粒径1〜10μmの粒子が、(ロ)平均粒径0.01〜0.5μm、且つ5μm以上の粒子が0.1%以下である微小な一次粒子の凝集構造により形成されることと無関係ではなく、その結果良好な機械物性、易カット性と共に高い難燃性をも発現するものである。
ここで、BET法比表面積の測定方法とは、ガス吸着法により粒子の比表面積を算出する方法であり、あらかじめ窒素ガスのような吸着占有面積がわかっているガス分子を粒子に吸着させ、その吸着量から粒子の比表面積を算出する方法である。
具体的な測定方法としては、一般に市販されている後述の全自動ガス吸着量測定装置などを用いて、例えば、サンプル(粒子)を所定温度、所定時間で脱気などの前処理をした後、窒素ガスなどの吸着ガスを使用して測定される。
本発明で用いる金属水和物は、第4の要件として、更に(ニ)レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された平均粒径と走査型電子顕微鏡による形態写真から測定された一次粒子の平均粒径との比が5以上の要件を満足することが望ましい。
すなわち、(イ)で測定される平均粒径1〜10μmの粒子は、上記したように一次粒子の凝集構造を形成する二次粒子と一次粒子の混合物の算術平均径で表されるが、実質的には凝集構造からなる二次粒子が主体となるものであることが、前記の形態観察を行うことにより容易に観察することができる。
したがって、この凝集体をより定量的に一次粒子の凝集構造を表すとすると、平均粒径0.01〜0.5μmの一次粒子の凝集構造を形成し、実質的に平均粒径1〜10μmの二次粒子として測定されることになると仮定すれば、一次粒子との平均粒径の比が大きいほど凝集していると解釈できる。
本発明においては、その(イ)/(ロ)比が5以上、好ましくは10以上50以下、より好ましくは15以上40以下であることが望ましいものである。
上記(イ)/(ロ)比が、5未満では本発明の易カット性の効果が小さいものとなる惧れがあり、50以上では熱可塑性樹脂に金属水和物を多量に混合した場合には難燃性樹脂組成物の溶融時の流動性が低下する惧れがある。
本発明の金属水和物は、このような凝集構造体が存在することにより、機械的強度と易カット性の相反する要求物性を達成することができると思われる。すなわち、微小な一次粒子とその凝集体が共存することによって、一次粒子に起因すると思われる機械的強度や表面平滑性が維持されたまま、微小な凝集体が衝撃破壊時に破壊することに起因すると思われる易カット性を高次元でバランスしているものと推察している。
本発明においては、その粒径比が5以上、好ましくは10以上50以下、より好ましくは15以上40以下であることが望ましいものである。
上記粒径比が、5未満では本発明の易カット性の効果が小さいものとなる惧れが生じ、50以上では金属水和物を多量に混合した場合に難燃性樹脂組成物の溶融時の流動性が低下する惧れがある。
本発明の金属水和物は、このような凝集構造体が存在することにより、機械的強度と易カット性の相反する要求物性を達成することができると思われる。すなわち、微小な一次粒子とその凝集体が共存することによって、一次粒子に起因すると思われる機械的強度や表面平滑性が維持されたまま、微小な凝集体が衝撃破壊時に破壊することに起因すると思われる易カット性を高次元でバランスしているものと推察している。
本発明で用いる(B)金属水和物としては、上記の(イ)〜(ハ)、好ましくは更に(ニ)を満足するものであれば、特に制限はないが、例えば、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、塩基性炭酸マグネシウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトなどの水酸基あるいは結晶水を有する化合物を単独もしくは2種以上組み合わせたものを挙げることができる。これらの金属水和物の中でも、(B1)水酸化マグネシウム、(B2)水酸化アルミニウムが好ましく、成形加工時の熱安定性の観点では水酸化マグネシウムが最も好ましい。又、これらは、特に、表面処理を施したものが好ましい。
上記(B1)水酸化マグネシウムは、上記の(イ)〜(ハ)、更に望ましくは(二)の要件である平均粒径、比表面積及び凝集構造をとっていればよく、本発明の優位性が保たれるため、その製造方法は特に限定されない。従って、難燃性樹脂組成物に一般的に使用されている水酸化マグネシウムと同様に公知の方法で製造できる。
本発明では、特に平均粒径の微小な一次粒子と該一次粒子から形成される凝集構造をもつ二次粒子を含有する混合粒子から形成されるものが、機械的強度や表面平滑性と易カット性を高次元でバランスし、かつ比表面積の大きい粉体が得られることから好ましい。これらの粉体を製造する方法としては、合成法が最も好ましい。
この合成法としては(i)マグネシウム塩を含む水溶液にアルカリ物質を加えて得られたもの、より具体的には、例えばマグネシウム塩として塩化マグネシウムもしくは硝酸マグネシウムを用い、アルカリ物質として水酸化ナトリウム、アンモニア水、水酸化カリウム、水酸化カルシウムなどを作用させて水酸化マグネシウムを製造する方法(例えば、特開昭61−168522号公報、特開平2−229712号公報及び特開平7−97210号公報参照)、水酸化マグネシウムに少量の水酸化ナトリウムを添加し、オートクレーブ中等で加圧加熱処理する方法(例えば、特公昭50−23680号公報参照)、塩基性マグネシウム塩水性媒体中で加圧加熱処理する方法(例えば、特開昭52−115799号公報参照)マグネシウムを含む天然鉱物(例えば、ブルーサイト、蛇紋石、ドロマイト、緑泥石等)を塩酸処理することによって得られる塩化マグネシウム、あるいは天然鉱物(例えば、マグネサイト等)に含有される酸化マグネシウムを塩化アンモニウムで浸出させて得られる塩化マグネシウムをマグネシウム塩として用い、例えば、水酸化カルシウムと反応し沈降、洗浄、濃縮、乾燥等の工程により得られる水酸化マグネシウム等(例えば、特表2001−508015号公報参照)、(ii)酸化マグネシウムを水和して得られたもの、より具体的には、例えば、マグネシウムを含む天然鉱物を溶解、精製、熱分解して得られる酸化マグネシウム、あるいは、天然鉱物(例えば、マグネサイト等)として産出される炭酸マグネシウムを焼成して得られる酸化マグネシウムを用い、これを水和、乾燥して得られる水酸化マグネシウム等が挙げられる(例えば、特公平3−60774号公報、特開平5−208810号公報及び特開平8−67515号公報参照)。このような製造方法で合成される水酸化マグネシウムは、製造工程において反応圧力、反応温度、水溶液のpH、あるいは天然鉱物を利用する場合には微粉砕工程時の粉砕時間、ミル速度等を適宜制御することによって上記の(イ)〜(ハ)、更に(ニ)の要件である平均粒径、比表面積あるいは、凝集構造をとり易いという点から望ましい。
また、他の製造方法としては、(iii)天然産ブルーサイトを水性スラリーとしてから湿式粉砕し、固液分離した後乾燥して得る方法(例えば、特公平7−42461号公報参照)、(iV)粗粉砕されたブルーサイト原石を微粉砕機において微粉砕して得る方法(例えば、特開2000−202318号公報参照)等が挙げられる。
また、上記水酸化マグネシウムは、一次粒子の粒子形状が不定形では無く、扁平晶、あるいは扁平六方晶の揃った結晶構造を有していることが、均質な一次粒子粒径を有し、難燃性組成物中の分散性が向上し、その結果良好な機械物性、難燃性、表面平滑性等の諸物性を向上させる上で更に好ましい。このような結晶構造は、前記の走査型電子顕微鏡等による形態観察で確認できる。
又、(B)金属水和物は、熱可塑性樹脂中での分散効果、耐酸性、耐吸湿性、金属活性点の失活等の改良のため(E)表面処理剤による処理を行うことが好ましい。
(E)表面処理剤としては、脂肪酸及び脂肪酸金属塩又はこれらの混合物、ならびに脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、ワックス又はその変性物、硬化性樹脂、有機シラン、有機チタネート、有機ボラン等が挙げられる。又、昨今においては、特開2002−167219号公報、特開2002−173682号公報、特開2003−003167号公報及び特開2004−337698号公報等に開示されるように、ポリカルボン酸系分散剤、ポリグリセリン誘導体、N−アシル塩基性アミノ酸、あるいは二塩基酸エリスリトール類エステル、リン酸エステル、亜リン酸エステル、アルコールリン酸エステル、リン化合物等で表面処理された水酸化マグネシウムも使用されている。
本発明では、特にこれらに限定されるものではないが、安価で、効果的な点から、脂肪酸、及び脂肪酸金属塩あるいはこれらの混合物、ならびに脂肪酸エステルとの組み合わせが特に好ましい。これらはあらかじめ表面処理しても良いし、樹脂成分、水酸化マグネシウム等とを同時に混合使用しても良い。
上記脂肪酸としては、炭素数8以上の飽和酸又は不飽和酸が望ましく、オクタン酸、デカン酸、ミリスチン酸、ベヘニン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、アラキン酸、やし油、牛脂、大豆油、パーム油、ひまし油、硬化油等が挙げられる。
上記脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、リノール酸、ラウリン酸、カプリル酸、ベヘニン酸、モンタン酸等の金属塩が挙げられ、金属としては、Na、K、Al、Ca、Mg、Zn、Ba、Co、Sn、Ti、Fe等が挙げられる。
上記脂肪酸エステルとしては、ラウリン酸メチル、ミスチリン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチル、オレイン酸メチル、エルカ酸メチル、ベヘニン酸メチル、ラウリン酸ブチル、ステアリン酸ブチル、ミスチリン酸イソプロピル、パルミチン酸イソプロピル、パルミチン酸オクチル、ヤシ脂肪酸オクチルエステル、ステアリン酸オクチル、特殊牛脂脂肪酸オクチルエステル、ラウリン酸ラウリル、ステアリン酸ステアリル、長鎖脂肪酸高級アルコールエステル、ベヘニン酸ベヘニル、ミスチリン酸セチル等のモノエステルが挙げられ、又ネオペンチルポリオール長鎖脂肪酸エステル、ネオペンチルポリオール長鎖脂肪酸エステルの部分エステル化物、ネオペンチルポリオール脂肪酸エステル、ネオペンチルポリオール中鎖脂肪酸エステル、ネオペンチルポリオールC9鎖脂肪酸エステル、ジペンタエリスリトール長鎖脂肪酸エステル、コンプレックス中鎖脂肪酸エステル等の特殊脂肪酸エステルが挙げられる。
これらの表面処理剤は、湿式法、乾式法等任意の処理方法で用いることができるが、水性の溶媒中で水酸化マグネシウムを生成時に表面処理剤を加える等の湿式法の場合には、水酸化マグネシウムに効率よく表面処理が施される結果、凝集体ができ難くなる惧れが生じる。一方乾式法は、水酸化マグネシウム製造後に表面処理剤を乾式処理する方法、樹脂との混合時に分散剤として用いる等の方法で表面処理剤を用いる方法であって、表面処理方法としては乾式法が好ましい。
(E)表面処理剤の使用量は、(B)金属水和物に対して、0.5〜10質量%、好ましくは1〜8質量%の範囲で用いるのが好ましい。
[(C)酸化カルシウム]
本発明の(C)酸化カルシウムは、平均粒径50μm以下、好ましくは20μm以下の粉体もしくは該酸化カルシウムと密度0.86〜0.94g/cm3の結晶性、低結晶性、非結晶性のエチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体ゴム、低密
度ポリエチレン、エチレンとビニルエステル共重合体、エチレン・α,β−不飽和カルボン酸共重合体またはその誘導体との共重合体等の軟質性樹脂、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等との高濃度のマスターバッチとして用いてもよい。該酸化カルシウムの配合量は熱可塑性樹脂成分100質量部に対して、0.1〜10質量部、好ましくは0.2〜8質量部、さらに好ましくは0.3〜7質量部である。該配合量が0.1未満では十分に水分を除去できず、成形品に発泡が生起する懸念が生じ、かつ難燃効果の向上も乏しくなる。該配合量が10質量部を超える量を配合すると成形品の機械的性質が低下する惧れが生じる。
[(D)官能基含有オレフィン重合体]
本発明の(D)官能基含有オレフィン重合体は、(A)熱可塑性樹脂との良好な相溶性を有し(B)金属水和物とのカップリング効果が著しく、難燃性樹脂組成物の機械的強度、燃焼時の炭化層(チャー)の形成を促し、難燃性を向上させる役割として用いられる。
(D)官能基含有ポリオレフィン樹脂としては、オレフィンとα,β−不飽和カルボン酸ランダム共重合体又はその金属塩及び変性ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。
上記オレフィンとα,β−不飽和カルボン酸ランダム共重合体としては、エチレン、プロピレン等のオレフィンと(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸等の酸無水物基含有モノマーとの共重合体であり、中でも無水物基含有オレフィン系ランダム共重合体が好ましい。
[酸無水物基含有オレフィン系ランダム共重合体またはその金属塩]
酸無水物基含有オレフィンランダム共重合体またはその金属塩は、エチレン、プロピレン等のオレフィンと無水マレイン酸等の酸無水物基含有モノマーとの共重合体であり、前述のように本発明の難燃性樹脂材料のエチレン・α,β−不飽和カルボン酸エステル共重合体として使用することも可能であるが、変性ポリオレフィン系樹脂と同様に難燃性や機械的強度等を向上させる改質用樹脂として用いることができる。
酸無水物基含有モノマーとしては前記エチレンとα,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体との共重合体で挙げられたコモノマーが挙げられる。その好ましい共重合体としては、エチレン・無水マレイン酸共重合体、エチレン・無水マレイン酸・酢酸ビニル共重合体、エチレン・無水マレイン酸・アクリル酸メチル共重合体、エチレン・無水マレイン酸・アクリル酸エチル共重合体等の二元又は三元共重合体が挙げられる。上記金属塩の金属としては、K、Na、Li、Ca、Zn、Mg、Al等が挙げられる。
また、その配合量としては(A)ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂成分100質量%中に1〜30質量%、好ましくは1〜20質量%、さらには1〜10質量%(ただし、(A)成分と(D)成分の合計が100質量%である)を配合することが好ましい。
[変性ポリオレフィン系樹脂]
上記変性ポリオレフィン系樹脂は、(i)不飽和カルボン酸又はその誘導体、(ii)エポキシ基含有化合物、(iii)ヒドロキシル基含有化合物、(iV)アミノ基含有化合物、(v)有機シラン化合物、(vi)有機チタネート化合物等の官能基含有化合物でグラフト変性されたポリオレフィン系樹脂を挙げることができる。
上記(i)不飽和カルボン酸又はその誘導体としては、アクリル酸、メタクリル酸、フラン酸、クロトン酸、ビニル酢酸、ペンテン酸等の不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、イタコン酸等のα,β−不飽和ジカルボン酸又は無水物、あるいはそれらの金属塩等が挙げられる。
上記(ii)エポキシ基含有化合物としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、イタコン酸モノグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸モノグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸ジグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸トリグリシジルエステル及びα−クロロアリル、マレイン酸、クロトン酸、フマル酸等のグリシジルエステル類又はビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、グリシジルオキシエチルビニルエーテル、スチレン−p−グリシジルエーテル等のグリシジルエーテル類、p−グリシジルスチレン等が挙げられるが、特に好ましいものとしてはメタクリル酸グリシジル、アリルグリシジルエ−テルを挙げることができる。
上記(iii)ヒドロキシル基含有化合物としては、1−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記(iv)アミノ基を含有化合物としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等の3級アミノ基が挙げられる。
上記(v)有機シラン化合物としては、ビニルトリメトキシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセチルシラン、ビニルトリクロロシラン等が挙げられる。
上記(vi)有機、テトラキスチタネート化合物としては、テトライソプロピルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネート(2−エチルヘキソキシ)チタネート、チタンラクテートアンモニウム等が挙げられる。
変性ポリオレフィン系樹脂中の官能基含有化合物の含有量は、0.05〜10質量%、好ましくは0.1〜8.0質量%の範囲で選択される。上記含有量が0.05質量%未満では、本発明の効果が充分でなく、樹脂と難燃剤とのカップリング効果が発揮されない虞が生じる。又、10質量%を超える場合は、変性させる際に分解、架橋反応が併発する虞を生じる。
変性ポリオレフィン系樹脂は、官能基含有化合物を有機過酸化物の存在下で加熱することにより変性して得られる。官能基含有化合物の含有量を0.05〜10質量%としたもの、又は該変性物を未変性ポリオレフィン系樹脂に混合してその含有量を上記範囲に調整したものが用いられる。
上記変性に用いるポリオレフィン系樹脂としては、前記ポリオレフィン系樹脂及びこれらの混合物を用いることができる。これらの中でも密度が0.87〜0.97g/cmのエチレン単独重合体又はエチレン・α−オレフィン共重合体が挙げられ、中でも直鎖状低密度ポリエチレンを変性したものが該ポリオレフィン系樹脂と水酸化マグネシウムとの相溶性に優れ軟質樹脂の可撓性を損なわずに耐熱性を維持し、燃焼時の炭化層の形成を促し難燃性を向上し、機械的強度の向上が望めることから最も好ましい。
(F)その他の成分
本発明の難燃性樹脂組成物においては、更に性能を向上させるために本発明に含まれない水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の金属水和物の併用、難燃助剤等の添加剤を配合してもよい。
上記難燃助剤として、赤リン、三酸化アンチモン、五酸化アンチモン、リン酸カルシウム、酸化ジルコン、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、ホウ酸バリウム、メタホウ酸バリウム、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸亜鉛、二硫化モリブデン、粘土、ケイソウ土、カオリナイト、モンモリロナイト、ハイドロタルサイト、タルク、シリカ、ホワイトカーボン、ゼオライト、ハイドロマグネサイト、有機ベントナイト等を併用しても良い。これら難燃助剤は上記(B)金属水和物に対して50質量%まで配合することが望ましい。
更に、本発明の難燃樹脂組成物は、本発明の特性を損なわない範囲で、その使用目的に応じて、各種添加剤や補助資材を配合することができる。それら各種添加剤や補助資材としては、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止剤、加工性改良剤、充填剤、銅害防止剤、中和剤、発泡剤、気泡防止剤、着色剤、プロセスオイル、カーボンブラック等を挙げることができる。又、架橋剤、例えば有機過酸化物、硫黄又はシラン系架橋剤や架橋助剤を添加することにより架橋させたり、電離性放射線を照射する等として架橋させることもできる。
2.成分の組成割合
本発明の難燃性組成物配合割合は(A)熱可塑性樹脂と(B)金属水和物との配合割合は(A)熱可塑性樹脂が100質量部、(B)金属水和物が30〜250質量部、好ましくは50〜200質量部、より好ましくは80〜150質量部である。
上記(B)成分が30質量部未満では難燃性が十分でなく、250質量部を超える場合には材料が硬くなり、製品の可撓性、機械的強度が失われる惧れがあるばかりでなく、傷付き白化等の弊害が起きる惧れが生じるものとなる。
(C)酸化カルシウムは(A)熱可塑性樹脂成分100質量部に対して、0.1〜10質量部、好ましくは0.2〜8質量部、さらに好ましくは0.3〜7質量部である。該配合量が0.1未満では十分に水分を除去できず、成形品に発泡が生起する懸念が生じ、かつ難燃効果の向上も乏しくなる。該配合量が10質量部を超える量を配合すると成形品の機械的性質が低下する惧れが生じる。
(D)成分は、樹脂成分が十分に軟質である場合には必ずしも必要としないが、一般的には1〜30質量%、好ましくは1〜20質量%、より好ましくは1〜10質量%を配合することが好ましい。この(D)成分が存在することにより、樹脂成分と(B)水酸化マグネシウムとのカップリング効果が生じ、かつ燃焼時に炭化層が形成され、難燃化が向上するものとなる。また、30質量部を超える量を配合してもそれ以上の機械的強度の向上は望めないばかりでなく、かえって材料が堅くなる惧れが生じる。
3.難燃性樹脂組成物の製造
本発明の難燃性樹脂組成物は、前記の(A)成分、(B)成分及び(C)、必要に応じて、(D)成分を後述の配合割合で任意の順番に配合して、一軸押出機、二軸押出機、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、ロールミキサー、ブラベンダープラストグラフ、ニーダー等通常の混練機を用いて混練、造粒することによって得られる。この場合、各成分の分散を良好にすることができる混練、造粒方法を選択することが好ましく、二軸押出機を用いて、混練、造粒することが好ましい。
4.難燃性樹脂組成物の用途
本発明の難燃性樹脂組成物は、高難燃性と易カット性及び機械的強度等の諸性能に優れる樹脂組成物であるので、電線、コード、ケーブル、光ファイバーケーブル等の絶縁層及び/又はシース層、半導電層、難燃性シート等に用いることができる。本発明の難燃性樹脂組成物を絶縁層及び/又はシース層に用いた電線、コード、ケーブル、光ファイバーケーブルは、製品外観性、末端切断処理効率がよく、施工性、作業性等に優れる等の特性を有する。
5.電線・ケーブル
本発明の電線ケーブルは、上記組成物を用いた電線・ケーブルであって、絶縁層、シース層あるいは、内部半導電層及び/又は外部半導電層、あるいは所望により銅、アルミニウム、鉛等の外部金属遮蔽層やアルミニウムテープ等を巻回した遮水層等の通例電線・ケーブル等において設けられる被覆層を設けても良い。又、該電線・ケーブルの製造方法は一般的な方法でよく、架橋、非架橋で使用してもよく、特に限定されるものではない。 又、通信ケーブル等のように、発泡して使用してもよいし、熱可塑性樹脂や金属箔等の他の基材と積層して用いてもよい。
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例に用いられる測定・試験方法、使用した材料は次の通りである。
1.測定・試験方法
(1)密度
JIS K6922−1(1997)の試験方法に基づいて測定した。
(2)メルトマスフローレイト(MFR)
JIS K6922−1(1997)の試験法に基づいて条件D(温度190℃、荷重21.18N)で測定した。
(3)平均粒径の測定
金属水和物(水酸化マグネシウム)の平均粒径は、堀場製作所社製レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置LA−920を用い、特級エタノール溶媒に金属水和物を下記の透過率となるように調整して添加し、1分間超音波処理後、下記の条件により測定された体積基準分布に基づいて算出し、平均粒径(算術平均径)を求めた。
透過率(L):80〜90%
透過率(H):70〜80%
相対屈折率:1.14
形状係数:1.0
データ取り込み回数:10回
反復回数:15回
(4)一次粒子の平均粒径の測定と凝集構造の確認
日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800を用い、水酸化マグネシウム試料に白金パラジウムを蒸着した後、下記条件で形態観察を行い、凝集構造の有無を確認した。
加速電圧:15kV
ワーキングディスタンス:15mm
観察倍率:2000〜30000倍で写真撮影
続いて、得られた写真より、下記条件で適当な水酸化マグネシウムについて個々の長径を測定し、長さ平均粒径と、0.01〜10μmの対数粒子径区分からなる個数基準分布を求めた。
測定粒子数:扁平晶、扁平六方晶を有する均一な結晶構造では、200〜300個
不均一な破砕構造では、約1300個
観察倍率:5000〜30000倍
(5)BET法比表面積の測定
大倉理研製全自動粉体比表面積測定装置AMS−8000を用い、水酸化マグネシウム約0.3gを250℃、15分間窒素フローによる前処理をした後、液体窒素で下記の吸着ガスにより比表面積を測定した。
吸着ガス量:窒素30%/ヘリウム70%
(6)酸素指数
JIS K7201−1(1999)の試験方法に基づいて、厚み3mmのプレスシートから打抜いたIV型試験片を用い測定した。数値が大きいものが難燃性の優れていることを示す。
(7)易カット性
引張衝撃強度の試験方法(JIS K7160(1996))に基づいて、厚み1mmのプレスシートから打抜いた4形試験片を用い測定し、この引張衝撃強度を易カット性の指標とした(数値が低いほど切れ性が良く易カット性に優れるものである)。
[易カット性の目安]
○:引張衝撃強度が400KJ/m以下で低く切れやすい
△:引張衝撃強度が450KJ/m以下で比較的低く切れやすいが、部分的に延性破壊が認められ易い。
×:引張衝撃強度が450KJ/m超え切れにくく、延性破壊が認められる。
(8)引張強さ及び伸び
JIS C3005(2000)の4.16絶縁体及びシースの引張り試験方法に基づいて、厚み1mmのプレスシートから打抜いたダンベル状3号試験片を用い引張速さ200mm/minで測定した。試験結果を表2に示す。
(9)表面平滑性
難燃性樹脂組成物を、キャピログラフを用いて下記の条件で押出ストランドを作成し、表面平滑性を下記の通り目視評価した。
機器仕様:(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1B
成形温度:210℃
押出速度:10mm/min
引取速度:4m/min
キャピラリー:長さ8mm、直径2.1mm
評価基準
○:光沢があり表面平滑性が良い。
△:光沢があるが水酸化マグネシウムの分散が良くない。
×:梨地模様で表面平滑性が悪い。
(10)含水量(水分量):カールフィッシャー法水分計(190℃にて測定)
ペレタイズ後の水分量と23℃、60%−RH(相対湿度)で60分間暴露放置後の水分量を測定
(11)発泡の有無:キャピラリーレオメータによりストランドを温度180℃および200℃において押出し、そのストランドを目視観察し、発泡の有無を判定した。
○:発泡なし。 ×:発泡あり。
2.使用材料
(A1)ポリオレフィン樹脂
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体
MFR:0.8g/10分、アクリル酸エチル含量:15質量%
銘柄名:レクスパールEEA、A1150、日本ポリエチレン(株)製
(a2)エチレン・酢酸ビニル共重合体
MFR:1g/10分、酢酸ビニル含量:15質量%
銘柄名:ノバテックEVA、LV430、日本ポリエチレン(株)製
(a3)直鎖状低密度ポリエチレン
MFR:0.6g/10分、密度:0.922g/cm
銘柄名:ノバテックLL、UE320、日本ポリエチレン(株)製
(A2)エチレン・1−オクテン共重合体(ポリオレフィンエラストマー)
MFR:0.5g/10分、密度:0.863g/cm
銘柄名:エンゲージ8180、ダウ・ケミカル日本(株)製
(B)金属水和物
(b1)マグネサイト鉱石(炭酸マグネシウム)を約850℃で焼成した後粉砕し、レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器による平均粒径3μmの微粉末の軽焼マグネシアを得た。得られた軽焼マグネシアを、濃度30重量%、温度約50℃で水中に攪拌し、軽焼マグネシアに対して0.2重量%の水酸化ナトリウムを添加したアルカリ溶液中で約2時間水和反応した後、減圧濾過後水洗し、120℃で約2時間乾燥した。得られた水酸化マグネシウムは、走査型電子顕微鏡により均一な扁平六方晶の一次粒子が凝集構造を形成されていることが確認された(図1−a、図1−b参照)。レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定装置による平均粒径が2.7μm(図6参照)、走査型電子顕微鏡による形態写真から測定された一次粒子の長径方向の個数基準粒径分布に基づく長さ平均粒径0.11μm、且つ5μm以上の一次粒子0%(図11参照)、BET法比表面積が15.7m/gの水酸化マグネシウムであった。その物性を表1に示す。
(b2)苦汁より得られる塩化マグネシウム15mol/l水溶液に、当量の水酸化カルシウム水溶液を40℃で約2l/hの速度で攪拌しながら加え反応させた。得られた水酸化マグネシウムを減圧濾過後水洗した。その後、水酸化マグネシウム15mol当たり6lの水を加えてオートクレーブ中で250℃で約8時間と熱水処理を行った後、減圧濾過後水洗し、120℃で約2時間乾燥した。得られた水酸化マグネシウムは、走査型電子顕微鏡により扁平晶の一次粒子が凝集構造を形成されていることが確認され(図2−a、図2−b参照)、平均粒径が4.2μm(図7参照)、一次粒子の長さ平均粒径が0.12μm、且つ5μm以上の一次粒子が0%(図12参照)、BET法比表面積が23.2m/gの水酸化マグネシウムであった。その物性を表1に示す。
(b3)苦汁より得られる塩化マグネシウム15mol/l水溶液に、当量の水酸化カルシウム水溶液を40℃で約2l/hの速度で攪拌しながら加え反応させた。得られた水酸化マグネシウムを減圧濾過後水洗し、120℃で約2時間乾燥した。得られた水酸化マグネシウムは、走査型電子顕微鏡により扁平晶の一次粒子が凝集構造を形成されていることが確認され(図3−a、図3−b参照)、平均粒径が6.2μm(図8参照)、一次粒子の長さ平均粒径が0.14μm、且つ5μm以上の一次粒子が0%(図13参照)、BET法比表面積が37.7m/gの水酸化マグネシウムをであった。その物性を表1に示す。
(b4)ブルーサイト鉱石(天然マグネシウムを主成分)を粉砕して乾式法で表面処理剤を混合して製造された水酸化マグネシウム(銘柄名:マグシーズW−R4、神島化学工業(株)製)を上記と同様にして測定し、走査型電子顕微鏡により微小粒子から粗大粒子までの一次粒子とその凝集体との混合体であることが確認され(図4参照)、平均粒径が3.8μm(図9参照)、一次粒子の長さ平均粒径が0.40μm、且つ5μm以上の一次粒子が0.4%(図14参照)、比表面積が6.5m/gの水酸化マグネシウムであった。その物性を表1に示す。
(b5)海水より得られる塩化マグネシウムから合成され、湿式法で表面処理剤を混合して製造された水酸化マグネシウム(銘柄名:キスマ5A、協和化学工業(株)製)を上記と同様にして測定し、走査型電子顕微鏡により比較的均一な一次粒子からなり凝集構造がほとんど確認されなかった(図5参照)。又、平均粒径が2.2μm(図10参照)、一次粒子の長さ平均粒径が0.68μm、且つ5μm以上の一次粒子が0%(図15参照)、比表面積が4.9m/gの水酸化マグネシウムであった。その物性を表1に示す。
(C)酸化カルシウム(平均粒径:5μm)
銘柄名:Fライム 1300D、同和カルフアイン(株)製、
(D)官能基含有ポリオレフィン
(d1)無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン
MFR2g/10分、密度0.923g/cmの直鎖状低密度ポリエチレン100質量部に無水マレイン酸0.25質量部、有機過酸化物としてパーヘキシン25Bの0.02質量部を配合し、押出機にて溶融混練して得られた無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン(無水マレイン酸含量0.2質量%)。
(d2)エチレン・無水マレイン酸・アクリル酸メチル共重合体
銘柄名:レクスパールET183B、日本ポリエチレン(株)製
(その他添加剤)
(E)表面処理剤 ステアリン酸。
(実施例1)
(i)難燃性樹脂組成物の作成]
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体85質量%と、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部に、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(C)酸化カルシウム1質量部およびカーボンブラックを1.5質量部とを配合してなる組成物を、100Lタンブラーミキサーを用いて約50rpm、10分間回転混合を行った。得られた混合物を、下記条件にて混練、押出し、ペレタイズして難燃性樹脂組成物を得た。
(ii)混練条件
押出機:ナカタニ製作所製二軸押出機NCM50
ニーダー部温度/回転数:180℃/500rpm
スクリュー部温度/回転数:170℃/65rpm
(iii)試験片の作成
得られた難燃性樹脂組成物を、140℃で5分間ロール混練した後、プレス成形を行い、厚み1mm、及び厚み3mmのプレスシートを得た。
上記プレスシートより試験片を作製し、各試験を行ない、その試験結果を表2に示した。
(実施例2〜5)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体85質量%と、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸0.7質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物70.7質量部と、更に(C)酸化カルシウムをそれぞれ1〜8質量部配合し、カーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表2に示した。
(実施例6,7)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体85質量%と、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸を実施例6では2.1質量部、実施例7では3.5質量部混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物と、(C)酸化カルシウム2質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表3に示した。
(実施例8)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体80質量%と、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%及び(D)官能基含有ポリオレフィンとして、(d1)無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン5質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部に、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物と、(C)酸化カルシウム2質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表3に示した。
(実施例9)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体80質量%と、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%及び(D)官能基含有ポリオレフィンとして、(d1)無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン5質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部、(b1)水酸化マグネシウム150質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物と(C)酸化カルシウム2質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表3に示した。
(実施例10)
(a2)エチレン・酢酸ビニル共重合体85質量%、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸2.1質量部混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物72.1質量部に、(C)酸化カルシウム2質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表4に示した。
(実施例11)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体90質量%、(A2)エチレン・1−オクテン共重合体10質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部に、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸を2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物72.1質量部に、カーボンブラック1.5質量部、(C)酸化カルシウム2質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表4に示した。
(実施例12)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体80質量%と、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%及び(D)官能基含有ポリオレフィンとして(d2)エチレン・無水マレイン酸・アクリル酸メチル共重合体5質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部に、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物と(C)酸化カルシウム2質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表4に示す。
(実施例13)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体と(C)酸化カルシウムを50/50質量%の割合で実施例1と同様の方法でブレンド、ペレタイズして酸化カルシウムのマスターバッチ(MB)を作製した。
次いで(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体85質量%と、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部と(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物に、前述の酸化カルシウムMB4質量部及びカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表4に示す。
(実施例14)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体85質量%と、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%とからなるポリエチレン系樹脂100質量部に、(b2)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、10分間、乾式法で混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物72.1質量部に(C)酸化カルシウム1質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で、プレスシートを作成し試験を行った。試験結果を表4に示す。
(実施例15)
(a11)エチレン・アクリル酸エチル共重合体85質量%、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部、(b3)水酸化マグネシウム70質量部に、表面処理剤(E)としてステアリン酸2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、10分間、乾式法で混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物72.1質量部に、(C)酸化カルシウム1質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で、プレスシートを作成し試験を行った。試験結果を表4に示す。
(比較例1)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体80質量%、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%及び(D)官能基含有ポリオレフィンとして、(d1)無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン5質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部に、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物に、カーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物((C)酸化カルシウムが未使用)を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表5に示す。
(比較例2)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体80質量%、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%及び(D)官能基含有ポリオレフィンとして、(d1)無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン5質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部、(b4)水酸化マグネシウム70質量部に、(C)酸化カルシウム2質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表5に示す。
(比較例3)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体80質量%、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%、及び(D)官能基含有ポリオレフィンとして、(d1)無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン5質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部、(b5)水酸化マグネシウム70質量部、(C)酸化カルシウム2質量部およびカーボンブラック1.5質量部を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表5に示す。
(比較例4)
(a1)エチレン・アクリル酸エチル共重合体80質量%、(a3)直鎖状低密度ポリエチレン15質量%、及び(D)官能基含有ポリオレフィンとして、(d1)無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレン5質量%からなるポリエチレン系樹脂100質量部、(b1)水酸化マグネシウム70質量部に、(E)表面処理剤としてステアリン酸2.1質量部を混合し、20Lスーパーミキサーで温度約80℃、回転数約600rpm、30分間混合して得られた水酸化マグネシウム/表面処理剤の混合物に、(C)酸化カルシウム12質量部およびカーボンブラック1.5質量部、を配合してなる組成物を、実施例1と同様の方法で混合、混練、押出しを行い難燃性樹脂組成物を得た。
得られた難燃性樹脂組成物を用い、実施例1と同様の方法で試験を行った。試験結果を表5に示す。
[評価結果]
1.実施例1は、ポリエチレン系樹脂100質量部に平均粒径0.6μmの一次粒子と平均粒径3.5μmのその凝集体との混合体からなる平均粒径1.9μm、比表面積16m/gの(b1)水酸化マグネシウム70質量部を配合した難燃性樹脂組成物であり、一次粒子とその凝集体の混合体からなるために易カット性が良好で(引張衝撃強度が低く)、比表面積が大きいために難燃性も高い。更に酸化カルシウム配合の効果により水分量が低く抑えられ、押出時に発泡が抑えられている。
2.実施例2〜5は、酸化カルシウムの添加量を変えた実験であり、酸化カルシウムの増添とともに引張強度/伸びのバランスの僅かな低下が見られるが、カット性は更に良くなっており、また水分量の更なる低下が見られ、押出し時に発泡はおきなかった。
3.実施例6,7は、(b1)水酸化マグネシウムに表面処理作用を及ぼすステアリン酸の添加量を変化させた実験である。ステアリン酸量の増加に伴い、引張強度/伸びの物性バランスが格段に改善された。引張衝撃強度も上昇するが易カット性は保たれている。水分量は低く抑えられたままで、押出し時に発泡はおきなかった。
4.実施例8は、実施例6の配合の一部を、無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレンに変えたものであるが、難燃性、機械的強度が向上し、バランスに優れるものであった。押出時に発泡もなかった。
5.実施例9は、(b1)水酸化マグネシウムの配合量を増やし、表面処理剤、無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレンを配合したものであるが、難燃性が向上し、機械的バランスに優れるものであった。水分量は低く抑えられたままで、押出時に発泡もなかった。
6.実施例10は、エチレン・アクリル酸エチル共重合体をエチレン・酢酸ビニル共重合体に変えたものであるが、易カット性、難燃性が低下する傾向を示すが、機械的強度のバランスに優れるものであった。水分量は低く抑えられたままで、押出時に発泡もなかった。
7.実施例11は、エチレン・アクリル酸エチル共重合体にポリオレフィン系エラストマー(エチレン・1−オクテン共重合体)を混合したものであるが、易カット性、難燃性が低下する傾向を示すが、機械的強度のバランスに優れるものであった。水分量は低く抑えられたままで、押出時に発泡もなかった。
8.実施例12は、官能基含有ポリオレフィンとしてエチレン・無水マレイン酸・アクリル酸メチル共重合体を用いたものであるが、易カット性、難燃性が、機械的強度のバランスに優れるものであった。水分量は低く抑えられたままで、押出時に発泡もなかった。
9.実施例13は、(C)酸化カルシウムを高濃度マスターバッチにして使用したものである。易カット性、難燃性が、機械的強度のバランスに優れるものであった。水分量は低く抑えられたままで、押出時に発泡もなかった。
10.実施例14、15は、実施例2の(b1)の水酸化マグネシウムの代わりに(b2)、
(b3)の水酸化マグネシウムを用い、(E)表面処理剤2.1重量部を配合したものであり、一次粒子とその凝集体の混合体からなるために易カット性が良好で(引張衝撃強度が低く)、比表面積が大きいために難燃性も高い。更に酸化カルシウム配合の効果により水分量が低く抑えられ、押出時に発泡が抑えられている。
11.比較例1は、(b1)水酸化マグネシウムを用いたことにより易カット性の組成物となっているが、ペレタイズ直後から水分値が高く、押出時に発泡をした。
12.比較例2,3は、市販の表面処理済の合成水酸化マグネシウムあるいはブルーサイト鉱石を粉砕物を用いたもので、引張強度/伸びのバランスには優れているが、押出時に発泡したり、易カット性が得られなかった。
13.比較例4は、(b1)水酸化マグネシウムを用いているため易カット性に優れたものであるが、(D)酸化カルシウムの添加量が多すぎるため、取扱いに難点を有し、かつ引張強度/伸びのバランスに優れるものが得られていない。
本発明の難燃性樹脂組成物は、従来のノンハロゲン系難燃性樹脂組成物の性能を保持し、難燃性と易カット性及び機械的強度等の諸性能に優れる樹脂組成物であるので、電線、ケーブル、光ファイバーケーブル等の絶縁層及び/又はシース層に用いることができる。又、本発明の難燃性樹脂組成物を用いた電線、ケーブル、光ファイバーケーブル等は、易カット性が良好であることから、末端切断処理性に優れ、作業性、施工性がよく、工業的に好適に用いることができる。
水酸化マグネシウムb1の形態写真(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、2万倍)である。均一な一次粒子が観察される。 水酸化マグネシウムb1の形態写真(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、5千倍)である。一次粒子が凝集構造を形成しているのが観察される。 水酸化マグネシウムb2の形態写真(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、3万倍)である。均一な一次粒子が観察される。 水酸化マグネシウムb2の形態写真(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、5千倍)である。一次粒子が凝集構造を形成しているのが観察される。 水酸化マグネシウムb3の形態写真(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、3万倍)である。均一な一次粒子が観察される。 水酸化マグネシウムb3の形態写真(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、5千倍)である。一次粒子が凝集構造を形成しているのが観察される。 水酸化マグネシウムb4の形態写真(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、5千倍)である。不均一な粒子が観察でき、且つ微小な粒子が凝集しているのが観察される。 水酸化マグネシウムb5の形態写真(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、5千倍)である。凝集構造を形成していない均一な一次粒子が観察される。 水酸化マグネシウムb1の体積基準粒径分布(堀場製作所社製レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定装置LA−920)である。 水酸化マグネシウムb2の体積基準粒径分布(堀場製作所社製レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定装置LA−920)である。 水酸化マグネシウムb3の体積基準粒径分布(堀場製作所社製レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定装置LA−920)である。 水酸化マグネシウムb4の体積基準粒径分布(堀場製作所社製レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定装置LA−920)である。 水酸化マグネシウムb5の体積基準粒径分布(堀場製作所社製レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定装置LA−920)である。 水酸化マグネシウムb1の長径方向の個数基準粒径分布(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、2万倍より測定)である。 水酸化マグネシウムb2の長径方向の個数基準粒径分布(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、3万倍より測定)である。 水酸化マグネシウムb3の長径方向の個数基準粒径分布(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、3万倍より測定)である。 水酸化マグネシウムb4の長径方向の個数基準粒径分布(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、1万倍より測定)である。 水酸化マグネシウムb5の長径方向の個数基準粒径分布(日立製作所製電界放射型走査電子顕微鏡S−800、5千倍より測定)である。

Claims (9)

  1. 下記(A)、(B)及び(C)を含むことを特徴とする難燃性樹脂組成物。
    (A)熱可塑性樹脂100質量部、
    (B)下記(イ)〜(ハ)の条件を満足する金属水和物30〜250質量部
    (イ)レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された体積基準粒径分布に基づいて算出された平均粒径(算術平均径)が1〜10μmの範囲であること
    (ロ)走査型電子顕微鏡による形態写真から、一次粒子で形成された凝集体からなる二次粒子が含まれることが観察され、形態写真から測定された一次粒子の長径方向の個数基準粒径分布に基づく長さ平均粒径が0.01〜0.5μmの範囲にあり、且つ5μm以上の粒子が0.1%以下であること
    (ハ)BET法による比表面積が8.0m/g以上であること
    および
    (C)酸化カルシウム0.1〜10質量部
  2. (B)金属水和物が、更に下記(ニ)の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。
    (ニ)レーザー光回折・散乱式粒子径分布測定器により測定された平均粒径と走査型電子顕微鏡による形態写真から測定された一次粒子の平均粒径との比が5以上であること
  3. (B)金属水和物が、(B1)水酸化マグネシウム及び/又は(B2)水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の難燃性樹脂組成物。
  4. (B1)水酸化マグネシウムが合成法で製造されたものであることを特徴とする請求項3に記載の難燃性樹脂組成物。
  5. (B1)合成法による水酸化マグネシウムが、マグネシウム塩を含む水溶液にアルカリ物質を加えて得られたもの、または酸化マグネシウムを水和して得られたものであることを特徴とする請求項4に記載の難燃性樹脂組成物。
  6. (A)熱可塑性樹脂が、(A1)ポリオレフィン系樹脂及び/または(A2)熱可塑性エラストマーを含む樹脂であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物。
  7. (A)熱可塑性樹脂が、エチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン・ビニルエステル共重合体、及び、密度0.86〜0.94g/cmのエチレン・α−オレフィン共重合体から選択された少なくとも1種の(A1)ポリオレフィン系樹脂100〜20質量%と(A2)熱可塑性エラストマー0〜80質量%であることを特徴とする請求項6に記載の難燃性樹脂組成物。
  8. (A)熱可塑性樹脂に対し、さらに(D)官能基含有ポリオレフィン樹脂1〜30質量%(ただし(A)成分と(D)成分との合計が100質量%である)を含むことを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の難燃性樹脂組成物を用いたことを特徴とする電線、ケーブル。
JP2006182276A 2006-06-30 2006-06-30 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル Withdrawn JP2008007726A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006182276A JP2008007726A (ja) 2006-06-30 2006-06-30 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006182276A JP2008007726A (ja) 2006-06-30 2006-06-30 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008007726A true JP2008007726A (ja) 2008-01-17

Family

ID=39066213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006182276A Withdrawn JP2008007726A (ja) 2006-06-30 2006-06-30 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008007726A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014024910A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Hitachi Metals Ltd ハロゲンフリー難燃性樹脂組成物、絶縁電線及びケーブル
CN104072854A (zh) * 2013-03-26 2014-10-01 日立金属株式会社 无卤铁道车辆用特别高压电缆
JP2016037595A (ja) * 2014-08-11 2016-03-22 住友電気工業株式会社 樹脂組成物、電線及び光ファイバケーブル
WO2020170891A1 (ja) * 2019-02-19 2020-08-27 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線、ケーブル、光ファイバケーブル及び成形体

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0269315A (ja) * 1988-09-05 1990-03-08 Showa Denko Kk 微粒水酸化アルミニウム
JP2001508015A (ja) * 1994-12-02 2001-06-19 フラメマグ インターナショナル ギー マグネシウムプロセス
JP2001312925A (ja) * 2000-02-22 2001-11-09 Kyowa Chem Ind Co Ltd 耐熱劣化性耐水絶縁性難燃性絶縁電線およびケーブル
JP2002201361A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Wakoo Jushi Kk 難燃性樹脂組成物
JP2003286370A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 難燃性樹脂組成物
JP2004175860A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Japan Polyolefins Co Ltd 難燃性樹脂組成物、その製造方法および電線、ケーブル
JP2005029605A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Japan Polyolefins Co Ltd 難燃樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル
JP2005029604A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Japan Polyolefins Co Ltd 軟質難燃樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル
JP2007169146A (ja) * 2005-11-24 2007-07-05 Sumitomo Chemical Co Ltd ギブサイト型水酸化アルミニウム粒子

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0269315A (ja) * 1988-09-05 1990-03-08 Showa Denko Kk 微粒水酸化アルミニウム
JP2001508015A (ja) * 1994-12-02 2001-06-19 フラメマグ インターナショナル ギー マグネシウムプロセス
JP2001312925A (ja) * 2000-02-22 2001-11-09 Kyowa Chem Ind Co Ltd 耐熱劣化性耐水絶縁性難燃性絶縁電線およびケーブル
JP2002201361A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Wakoo Jushi Kk 難燃性樹脂組成物
JP2003286370A (ja) * 2002-03-28 2003-10-10 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 難燃性樹脂組成物
JP2004175860A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Japan Polyolefins Co Ltd 難燃性樹脂組成物、その製造方法および電線、ケーブル
JP2005029605A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Japan Polyolefins Co Ltd 難燃樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル
JP2005029604A (ja) * 2003-07-08 2005-02-03 Japan Polyolefins Co Ltd 軟質難燃樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル
JP2007169146A (ja) * 2005-11-24 2007-07-05 Sumitomo Chemical Co Ltd ギブサイト型水酸化アルミニウム粒子

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014024910A (ja) * 2012-07-25 2014-02-06 Hitachi Metals Ltd ハロゲンフリー難燃性樹脂組成物、絶縁電線及びケーブル
CN103571027A (zh) * 2012-07-25 2014-02-12 日立金属株式会社 无卤阻燃性树脂组合物、绝缘电线和电缆
CN103571027B (zh) * 2012-07-25 2015-04-01 日立金属株式会社 无卤阻燃性树脂组合物、绝缘电线和电缆
CN104072854A (zh) * 2013-03-26 2014-10-01 日立金属株式会社 无卤铁道车辆用特别高压电缆
JP2016037595A (ja) * 2014-08-11 2016-03-22 住友電気工業株式会社 樹脂組成物、電線及び光ファイバケーブル
WO2020170891A1 (ja) * 2019-02-19 2020-08-27 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線、ケーブル、光ファイバケーブル及び成形体
JPWO2020170891A1 (ja) * 2019-02-19 2021-10-14 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線、ケーブル、光ファイバケーブル及び成形体
JP7108124B2 (ja) 2019-02-19 2022-07-27 株式会社フジクラ 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線、ケーブル、光ファイバケーブル及び成形体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW200904882A (en) Stress/thermal cracking resistant cable sheath material
JPH0354233A (ja) 複合難燃剤およびそれを含有する難燃性樹脂組成物
JP2008007730A (ja) 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル
JP2005171172A (ja) 架橋型難燃性樹脂組成物ならびにこれを用いた絶縁電線およびワイヤーハーネス
JP2006278047A (ja) 被覆材料及び電線・ケーブル
JP2005029604A (ja) 軟質難燃樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル
JP2005029605A (ja) 難燃樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル
JP2008007726A (ja) 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル
JP4711673B2 (ja) 難燃性樹脂組成物およびそれを用いた電線・ケーブル
JP2008528753A (ja) ナノ技術を用いた非ハロゲン系難燃性絶縁材製造用組成物
JP2008007723A (ja) 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル
JP5025174B2 (ja) 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、ケーブル
JP7140028B2 (ja) 難燃性樹脂組成物、並びに電線及びケーブル
JP2007016153A (ja) 高い耐熱性を有する水酸化マグネシウム系難燃剤、難燃性樹脂組成物および成型体
JP2023148319A (ja) 難燃性樹脂組成物用の相溶化剤及びそれを用いた難燃性樹脂組成物
JP2004075993A (ja) 難燃性樹脂組成物およびそれを被覆した絶縁電線
JP5128175B2 (ja) 樹脂組成物および成形体
JP5079411B2 (ja) 難燃性樹脂組成物、それが含まれた電線被膜材及びそれによって被覆された電線
JP5079412B2 (ja) 難燃性樹脂組成物、それが含まれた電線被膜材及びそれによって被覆された電線
JP2007016152A (ja) 高い耐熱性を有する水酸化マグネシウム系難燃剤、難燃性樹脂組成物および成型体
JP2009263457A (ja) 高耐熱性・高難燃性を有する樹脂組成物
JP3853755B2 (ja) 難燃性樹脂組成物
JP2008101150A (ja) 耐熱難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物及びその成形品
KR20100078823A (ko) 멜라민계와 무기 난연제를 사용한 나노클레이 함유 폴리올레핀 조성물
JP5135522B2 (ja) 難燃性樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081024

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110721

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110802

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110907

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132

Effective date: 20111101

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20111222