JP2014065815A - 難燃性樹脂組成物の製造方法、難燃性樹脂組成物及びこれを用いたケーブル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリオレフィン系樹脂(A)100質量部に対して、シリコーン系化合物(B)を3〜15質量部の割合で配合する工程と、ポリオレフィン系樹脂(A)100質量部に対して、水酸化マグネシウム粒子を疎水性化合物で表面処理してなる表面処理水酸化マグネシウム粒子(C)を50〜150質量部の割合で配合する工程と、ポリオレフィン系樹脂(A)100質量部に対して、モリブデン酸化合物(D)を5〜20質量部の割合で配合する工程とを少なくとも含み、モリブデン酸化合物(D)がモリブデン酸の2価金属塩である、難燃性樹脂組成物の製造方法。
【選択図】なし
Description
図1は、本発明に係るケーブルの一実施形態を示す部分側面図であり、平形ケーブルを示すものである。図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。図1及び図2に示すように、平形ケーブル10は、2本の絶縁電線4と、2本の絶縁電線4を被覆するシース3とを備えている。そして、絶縁電線4は、内部導体1と、内部導体1を被覆する絶縁層2とを有している。
次に、上述した平形ケーブル10の製造方法について説明する。
まず内部導体1を準備する。内部導体1は、1本の素線のみで構成されてもよく、複数本の素線を束ねて構成されたものであってもよい。また、内部導体1は、導体径や導体の材質などについて特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜定めることができる。
一方、難燃性樹脂組成物を準備する。この難燃性樹脂組成物は、上述したように、ポリオレフィン系樹脂(A)100質量部に対して、シリコーン系化合物(B)を3〜15質量部、水酸化マグネシウム粒子を疎水性化合物で表面処理してなる表面処理水酸化マグネシウム粒子(C)を50〜150質量部、モリブデン酸化合物(D)をそれ自体単独で5〜20質量部の割合で配合することによって得られる。以下、ポリオレフィン系樹脂(A)、シリコーン系化合物(B)、表面処理水酸化マグネシウム粒子(C)及びモリブデン酸化合物(D)の各々について詳細に説明する。
ポリオレフィン系樹脂としては、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンゴム、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(EEA)、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−エチルメタクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)などが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの中では、EEAとEVAとを混合した混合樹脂が好ましい。EEAとEVAの混合樹脂が使用される場合、EVAは、EEAとEVAとの合計100質量部に対して5〜40質量部の割合で含有されていることが好ましい。
シリコーン系化合物は、特に限定されるものではなく、シリコーン系化合物としては、例えばポリオルガノシロキサンなどが挙げられる。ここで、ポリオルガノシロキサンは、シロキサン結合を主鎖とし側鎖に有機基を有するものであり、有機基としては、例えばメチル基、ビニル基、エチル基、プロピル基、フェニル基などが挙げられる。具体的なポリオルガノシロキサンとしては、例えばジメチルポリシロキサン、メチルエチルポリシロキサン、メチルオクチルポリシロキサン、メチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、メチル(3,3,3−トリフルオロプロピル)ポリシロキサンなどが挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。ポリオルガノシロキサンの形態としては、シリコーンパウダー、シリコーンガム及びシリコーンレジンが挙げられる。中でも、シリコーンガムが好ましい。この場合、ブルームが起こりにくくなる。
表面処理水酸化マグネシウム粒子(C)は、水酸化マグネシウム粒子を疎水性化合物により表面処理してなるものである。本発明において疎水性化合物とは、無置換の又はフッ素置換の飽和又は不飽和脂肪族炭化水素基と、水酸化マグネシウム粒子表面に対して結合性を有する部位とを備えた化合物である。水酸化マグネシウム粒子が該疎水性化合物により表面処理されると、水酸化マグネシウム粒子の表面が疎水性を有するものになり、更には水酸化マグネシウム粒子のポリオレフィン系樹脂に対する相溶性が優れたものになる。ここで、水酸化マグネシウム粒子表面に対して結合性を有する部位、すなわち、水酸化マグネシウムの水酸基と反応性を有する部位としては、例えばカルボキシル基、カルボキシレート基、エステル基、シランカップリング部位、チタネートカップリング部位等が挙げられる。上記疎水性化合物は単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。これらの疎水性化合物の中では、無置換の飽和若しくは不飽和の脂肪酸、該脂肪酸のアルカリ金属塩又は該脂肪酸のエステル等の脂肪酸含有化合物が、難燃性樹脂組成物に十分な耐水性を付与することができるとともに、工業的に入手が容易な化合物であるため、特に好ましく用いられる。上記脂肪酸含有化合物が含有する脂肪酸は、炭素数12以上の飽和又は不飽和の高級脂肪酸であることが好ましい。このような高級脂肪酸としては、例えばラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、モンタン酸等が挙げられる。上記表面処理水酸化マグネシウム粒子(C)中の疎水性化合物の含有率(表面処理量)は例えば0.1〜5質量%であればよい。また水酸化マグネシウム粒子のBET比表面積は例えば1〜20m2/gであればよく、平均粒径は好ましくは0.5〜2.0μmであり、より好ましくは0.7〜1.5μmである。
モリブデン酸化合物(D)としてはモリブデン酸の2価金属塩が用いられる。モリブデン酸の2価金属塩としては、モリブデン酸亜鉛、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸バリウム、モリブデン酸カルシウム亜鉛等が挙げられる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。モリブデン酸アンモニウムなどのアンモニウム塩及びモリブデン酸ナトリウム、モリブデン酸カリウムなどの1価金属塩は水に可溶であるのに対し、上記モリブデン酸の2価金属塩は水に不溶であるため、モリブデン酸化合物(D)として上記モリブデン酸の2価金属塩を用いることにより、難燃性樹脂組成物に優れた耐水性を付与することができる。上記モリブデン酸の2価金属塩の中ではモリブデン酸カルシウム亜鉛およびモリブデン酸亜鉛が、難燃性樹脂組成物に特に優れた耐水性を付与することができるため、特に好ましく用いられる。モリブデン酸化合物の平均粒径は、好ましくは0.5〜10μmであり、より好ましくは0.7〜5.0μmである。
最後に、上記のようにして得られた絶縁電線4を2本用意し、これら絶縁電線4を、上述した難燃性樹脂組成物を用いて作製したシース3で被覆する。シース3は、絶縁層2を物理的又は化学的な損傷から保護するものである。
ポリオレフィン系樹脂(A)、シリコーン系化合物(B)を含有するマスターバッチ(シリコーンMB)、表面処理水酸化マグネシウム粒子(C)、モリブデン酸化合物(D)及び酸化防止剤(E)を、表1〜3に示す配合量で配合し、バンバリーミキサによって160℃にて15分間混練し、難燃性樹脂組成物を得た。なお、表1〜3において、各配合成分の配合量の単位は質量部である。また表1〜3において、ポリオレフィン系樹脂(A)の配合量が100質量部となっていないが、シリコーンMB中にもポリオレフィン系樹脂であるエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)が含まれており、上記ポリオレフィン系樹脂(A)の配合量とシリコーンMB中に含まれているEVAの量を合計すれば100質量部となる。
(A−1)エチレン−アクリル酸エチル共重合体(EEA)、日本ポリエチレン社製、商品名「レスクパール EEA A1150」
(A−2)エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、三井・デュポンポリケミカル社製、「エバフレックス EV460」
(A−3)ポリエチレン(PE)、住友化学社製、エクセレンGMH GH030
EVAをベース樹脂とし、シリコーンガムを40質量%含有するシリコーンMB、信越化学工業社製X−22−2138B
(C−1)高級脂肪酸で表面処理された水酸化マグネシウム、神島化学工業社製、商品名「マグシーズ N6」、高級脂肪酸の含有率2.5質量%、BET比表面積4.7m2/g、平均粒径1.1μm
(C−2)シランカップリング処理水酸化マグネシウム、神島化学社製、マグシーズS6 表面処理量0.3質量%、BET比表面積5.2m2/g、平均粒径1.0μm
(C−3)無機系表面処理水酸化マグネシウム、神島化学社製、マグシーズEP、表面処理量0.8質量%、BET比表面積3.3m2/g、平均粒径2.9μm
(D−1)モリブデン酸カルシウム亜鉛、フーバー・エンジニアード・マテリアルズ社製、商品名「ケムガード911A」平均粒径2.7μm
(D−2)モリブデン酸亜鉛、フーバー・エンジニアード・マテリアルズ社製、商品名「ケムガード911B」平均粒径2.3μm
(D−3)モリブデン酸カルシウム、フーバー・エンジニアード・マテリアルズ社製、商品名「ケムガード501」、平均粒径4.1μm
(D−4)モリブデン酸アンモニウム、和光純薬製
ペンタエリスリチル・テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、BASF社製、Irganox1010
機械的特性の評価は、実施例1〜15及び比較例1〜11の絶縁電線について、JIS C3005により引張試験を行い、測定された引張強度に基づいて行った。結果を表1〜3に示す。表1〜3において、引張強度の単位はMPaであり、引張強度の合否基準は下記の通りとした。引張試験において、引張速度は200mm/min、標線間距離は20mmとした。
10MPa以上:合格
10MPa未満:不合格
実施例1〜15および比較例1〜11の絶縁電線について、JIS C3665に基づいて垂直燃焼試験を行い、難燃性を評価した。結果を表1〜3に示す。ここで、具体的には、絶縁電線を上部で支持する上部支持材の下端から炭化の終了点までの長さが50mm〜540mm以内であれば合格として「○」と表示し、50mm未満又は540mm超の場合には不合格として「×」と表示した。
実施例1〜15および比較例1〜11の絶縁電線を75℃の温水に浸漬した後7日ごとに、絶縁電線を温水から取り出し、30℃の水中にて500Vにて絶縁抵抗測定を行い、体積抵抗率を算出した。これを35日継続することで耐水性を評価した。結果を表1〜3に示す。ここで、試験片の体積抵抗率が1×1012Ω・cm以上であれば合格として「○」と表示し、1×1012Ω・cm未満となった場合には不合格とし、「×」と表示して、体積抵抗率の低下が確認された日数を表示した。
2…絶縁層
3…シース
4…絶縁電線
10…平形ケーブル
Claims (7)
- ポリオレフィン系樹脂(A)100質量部に対して、
シリコーン系化合物(B)を3〜15質量部の割合で配合する工程と、
前記ポリオレフィン系樹脂(A)100質量部に対して、水酸化マグネシウム粒子を疎水性化合物で表面処理してなる表面処理水酸化マグネシウム粒子(C)を50〜150質量部の割合で配合する工程と、
前記ポリオレフィン系樹脂(A)100質量部に対して、モリブデン酸化合物(D)を5〜20質量部の割合で配合する工程と
を少なくとも含み、
前記モリブデン酸化合物(D)がモリブデン酸の2価金属塩である、
難燃性樹脂組成物の製造方法。 - 前記疎水性化合物が脂肪酸含有化合物である、請求項1に記載の難燃性樹脂組成物の製造方法。
- 前記モリブデン酸の2価金属塩がモリブデン酸カルシウム亜鉛及びモリブデン酸亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種の2価金属塩である、請求項1又は2に記載の難燃性樹脂組成物の製造方法。
- さらに前記ポリオレフィン系樹脂(A)100質量部に対して、酸化防止剤(E)を0.01〜10質量部の割合で配合する工程を備える請求項1〜3のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物の製造方法で製造される難燃性樹脂組成物。
- 導体と、
前記導体を被覆する絶縁層とを有する絶縁電線を備えており、
前記絶縁層が、請求項5に記載の難燃性樹脂組成物で構成されるケーブル。 - 導体と、
前記導体を被覆する絶縁層と、
前記絶縁層を覆うシースを有するケーブルを備えており、
前記絶縁層と前記シースの少なくとも一方が、請求項5に記載の難燃性樹脂組成物で構成されるケーブル。
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