JP2009126963A - 難燃性塩化ビニル樹脂組成物及び難燃性塩化ビニル樹脂被覆電線 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】塩化ビニル樹脂100重量部と、可塑剤40〜60重量部と、非鉛安定剤3〜10重量部と、難燃剤30〜80重量部とからなる難燃性塩化ビニル樹脂組成物であって、難燃剤が、ほう酸塩と、多価アルコール類と、脂肪酸で表面処理された珪酸アルミニウムとを合計で10〜40重量部、金属水酸化物を10〜40重量部、及び三酸化アンチモンを10〜40重量部含ませた。
【選択図】なし
Description
可塑剤:DINP(ジイソノニルフタレート)、Jプラス社製
カルシウム−亜鉛系非鉛安定剤:水沢化学社製
三酸化アンチモン
水酸化マグネシウム:協和化学社製
水酸化アルミニウム:昭和電工社製
ほう酸亜鉛:堺化学社製
ジペンタエリスリトール:味の素ファインテクノ社製
脂肪酸処理珪酸アルミニウム:水沢化学社製
各材料を所定の組成比にてそれぞれヘンシェルミキサーで混合し、ドライアップさせた後、冷却し、以下の混練条件にて混練、シート出しした。
機器と投入量:6インチロール、ロール投入量400g
条件:ロール温度160℃、ギャップ1mmにて、混練し、全量が巻きついた後、適度に切り返しをしながら、5分ほど混練し、1mm厚にシート出しした。
プレス温度:180℃、予熱3分、加圧(100kgf/cm2(=9.8×106Pa))2分、冷却5分。
(1)引張試験、老化試験、耐油試験、耐寒性、酸素指数、熱安定性
試験規格はJISK6723をベースに行った。
(2)金属接触時の熱安定性
フェロ板、ステンレス板、真鍮板、鉄板を準備し、各板上に4cm×2cm×1mm厚のシートを載せ、200℃に加熱後、60分後及び90分後の金属接触によるシートの状態を確認した。その評価は、塑性を維持し劣化の見られないものを○、塑性は維持しているが若干変色が見られるものを△、変色及び発泡し劣化が見られるものを×とする。
(3)70℃浸温水後の体積抵抗率
蒸留水を70℃に加温し、加温されている蒸留水に体積抵抗率測定用シートを1週間及び3週間浸漬し、それぞれ浸漬後の体積抵抗率の変化を測定した。その評価は、体積抵抗率が1×1013μΩ・cm以上であるものを○とした。
(4)プレス銅変色試験
厚さ1mmのシートを作製し、そのシートの上に銅条をのせ、条件170℃×60分及び190℃×30分、80tプレス機にて加圧(100kgf/cm2(=9.8×106Pa))し、接触面の銅変色及び塩化ビニル樹脂側の変色度合いを観察した。その評価は、変色がないものを○、微変色で許容範囲のものを△、変色しているものを×とした。
(5)浸水ブルーム試験
2.5cm角、1mm厚のシートを70℃水道水中に浸漬し、1日後及び3日後、シートの表面に脂肪酸金属塩がブルーミングしてこないか確認した。
実施例1は、重合度1300の塩化ビニル樹脂を100重量部、カルシウム−亜鉛系非鉛安定剤を8.4重量部とし、その他の材料を表1記載の配合量でシートを作製した。
(比較例1〜3)
これに対して、比較例1は、重合度1300の塩化ビニル樹脂100重量部、カルシウム−亜鉛系非鉛安定剤を2.9重量部としたものであり、比較例2は、重合度1700の塩化ビニル樹脂100重量部、カルシウム−亜鉛系非鉛安定剤を2.9重量部としたものであり、比較例3は、重合度1300の塩化ビニル樹脂100重量部、カルシウム−亜鉛系安定剤を11重量部としたものである。
実施例5では、可塑剤であるDINPを52重量部とし、実施例6では、DINPを55重量部とし、実施例7ではDINPを45重量部、三酸化アンチモンを18重量部とした。
(比較例4、5)
これに対して、比較例4ではDINPを70重量部とし、比較例5ではDINPを35重量部とした。DINPが実施例に対して70重量部に増量した比較例4は、耐油特性、酸素指数、体積抵抗率において不合格であった。これは、軟質塩化ビニル樹脂を高難燃化するために、3種の難燃剤を高充填化したことと、可塑剤量が多いため、難燃性能と体積抵抗率に影響したものと推定する。また、可塑剤を35重量部に減量した比較例5は、耐寒性、200℃真鍮接触性他で不合格であった。これは可塑剤減量から耐寒性の低下と熱安定性のバランス(不安定)が影響している。
実施例8は、実施例3において三酸化アンチモンを35重量部に増量すると共に水酸化アルミニウム及びほう酸亜鉛をそれぞれ12重量部に減量したものである。実施例9は、実施例8において水酸化アルミニウムを10重量部に減量すると共にほう酸亜鉛を18重量部に微増させたものである。実施例8、9はいずれも上記試験(1)〜(5)において、良好な結果が得られている。
(比較例6、7)
これに対し、比較例6は、難燃剤三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、ほう酸亜鉛とも各々9重量部に減量したものである。比較例6は、各試験において良好な結果が得られた項目が多いものの、特に重要な難燃性において不合格となっている。比較例7は、難燃剤三酸化アンチモンを50重量部、水酸化アルミニウムを20重量部、ほう酸亜鉛を20重量部にそれぞれ増量したものである。比較例7は、難燃性については合格であったが、他の物性(老化性、耐油性、体積抵抗率、金属接触時の熱安定性など)が不合格であった。難燃剤の添加量が少なすぎると難燃性がよくなく、難燃剤の量が多いと(三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、及びほう酸亜鉛混合物の合計が80重量部を超えると)他の物性が低下することが裏付けられる。
実施例10は、実施例8において脂肪酸処理珪酸アルミニウムを2.5重量部に増量したものであり、実施例11は、実施例8においてジペンタエリスリトールを2.0重量部に増量したものである。実施例10、11はいずれも上記試験(1)〜(5)において、良好な試験結果が得られている。
(比較例8、9)
これに対し、ジペンタエリスリトールを添加していない比較例8は、老化特性、耐高温金属接触性及びプレス銅変色性において不合格であった。また、脂肪酸処理珪酸アルミニウムを添加していない比較例9は、耐油性及び耐寒性において不合格であった。表面処理された珪酸アルミニウムを用いていない場合、難燃剤と塩化ビニル樹脂との界面の親和性が劣り、耐油性及び耐寒性等の物性を低下させたものと予測される。
実施例12は、ほとんどの試験で良好であるものの、プレス銅変色試験で樹脂側が茶褐色に変色し、70℃浸水ブルーム試験にて白色析出物が発生し不合格であった。塩化ビニル樹脂中にマグネシウム化合物を配合して加熱すると、その色相は590nm付近に主波長を有することから褐色を呈色する。よって、色物への展開は、困難を極めるため通常は使用しないことが多い。また、70℃浸水ブルーム試験にて、白色析出物が析出した原因としては、水酸化マグネシウムの表面処理物の影響が考えられる。一般に、水酸化マグネシウムはその粘性のある粉体性質から脂肪酸系の表面処理剤が2〜3%添加されている。
Claims (4)
- 塩化ビニル樹脂100重量部と、可塑剤40〜60重量部と、非鉛安定剤3〜10重量部と、難燃剤30〜80重量部とからなる難燃性塩化ビニル樹脂組成物であって、上記難燃剤が、ほう酸塩と、多価アルコール類と、脂肪酸で表面処理された珪酸アルミニウムとを合計で10〜40重量部、金属水酸化物を10〜40重量部、及び三酸化アンチモンを10〜40重量部含むことを特徴とする難燃性塩化ビニル樹脂組成物。
- 上記難燃剤は、上記多価アルコール類を0.1〜5重量部、及び上記脂肪酸で表面処理された珪酸アルミニウムを0.1〜3重量部含む請求項1記載の難燃性塩化ビニル樹脂組成物。
- 上記多価アルコール類が、ジペンタエリスリトールである請求項1または2記載の難燃性塩化ビニル樹脂組成物。
- 請求項1〜3いずれかに記載の難燃性塩化ビニル樹脂組成物を被覆材料として用いたことを特徴とする難燃性塩化ビニル樹脂被覆電線。
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