JP2015168697A - ノンハロゲン難燃性樹脂組成物、それを用いた絶縁電線及びケーブル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とし、ガラス転移温度が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂を含有するベースポリマ100質量部に対して、金属水酸化物が150質量部から250質量部、シリコーンゴムが0.5質量部から10質量部添加され、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、前記水酸化マグネシウムが脂肪酸処理された水酸化マグネシウムとシラン処理された水酸化マグネシウムからなり、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であることを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とし、ガラス転移温度が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂を含有するベースポリマ100質量部に対して、金属水酸化物が150質量部から250質量部、シリコーンゴムが0.5質量部から10質量部添加され、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、前記水酸化マグネシウムが脂肪酸処理された水酸化マグネシウムとシラン処理された水酸化マグネシウムからなり、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であることを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物である。
ノンハロゲン難燃性樹脂組成物中のベースポリマは、1種以上のエチレン酢酸ビニル共重合体を主成分として含有することが好ましい。1〜3種のエチレン酢酸ビニル共重合体を含有することが好ましく、1〜2種のエチレン酢酸ビニル共重合体を含有することがより好ましい。
本実施の形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物中のベースポリマは、DSC法によるガラス転移温度(Tg)が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂を含有する。本実施の形態における酸変性ポリオレフィンのTgを−55℃以下としたのは−55℃を超えると耐寒性が低下するためである。
ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が25質量%以上50質量%未満である。
ベースポリマ中の酢酸ビニル含有量は、ベースポリマに用いるポリマの種類が1、2、3・・・k・・・n個あったとき、下記式(1)によって導かれる。
本発明の実施形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、上記ベースポリマ100質量部に対して、金属水酸化物を150質量部から250質量部添加する。金属水酸化物の含有量が150質量部未満であると十分な難燃性を得ることができず、250質量部を超えると伸びが低下する。
本実施の形態において、ベースポリマ100質量部に対してシリコーンゴムを0.5質量部から10質量部添加する。シリコーンゴムの添加量が0.5質量部未満であるとダイスカス発生があり、10質量部を超えると引張強さが低下する。ベースポリマ100質量部に対して、シリコーンゴムを0.5質量部以上7.5質量部以下含有することが好ましく、0.5質量部以上5質量部以下で含有することがより好ましい。
本発明の実施形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、上記金属水酸化物以外にも、必要に応じて、シランカップリング剤、シリコーンゴム、架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、界面活性剤、金属キレート剤、紫外線吸収剤、光安定剤、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、難燃助剤(例えばヒドロキシ錫酸塩、ホウ酸カルシウム、ポリリン酸アンモニウム・赤リン・リン酸エステルなどのリン系難燃剤、ポリシロキサンなどのシリコーン系難燃剤、メラミンシアヌレート、シアヌル酸誘導体などの窒素系難燃剤、ホウ酸亜鉛などのホウ酸化合物、モリブデン化合物など)、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。また、さらに性能を向上させるために、本発明の特性を損なわない範囲で難燃助剤を添加してもよい。
本発明の実施形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物の架橋方法には、成形後に電子線や放射線等を照射して架橋させる照射架橋法が挙げられる。照射架橋法を実施する場合、あらかじめ架橋助剤をノンハロゲン難燃性樹脂組成物に配合する。架橋助剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPT)、トリアリルイソシアヌレート(TAIC(登録商標))が好適である。また、上記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を電子線で架橋する場合、電子線の照射量は3Mrad以上13Mrad以下が望ましい。3Mrad未満では架橋が不十分であり、13Mradを超えてしまうと架橋が過剰となり初期引張特性が不十分となる。
本発明の実施形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、難燃性及び優れた機械特性を備えるとともに、ダイスカスを防止でき、耐油性、可とう性、耐寒性及び低温特性に優れるため、絶縁電線の絶縁層やケーブルのシースに好適に使用できる。特に、鉄道車両用絶縁電線及び鉄道車両用ケーブルに好適に使用できる。
図1は本発明の絶縁電線の一実施形態を示す断面図である。
図2は、本発明のケーブルの一実施形態を示す断面図である。
以下に、本発明のケーブルを、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって、いかなる制限を受けるものではない。
図2に示すケーブルを以下のようにして製造した。
(1)0.18mmの素線を19本集合撚りした導体に、絶縁層として内層のポリエチレンを0.1mm、外層のポリブチレンナフタレートを0.15mm、65mm押出機を用いて150℃で押出被覆した後、10Mradの電子線照射により架橋させ、絶縁電線とした。得られた絶縁電線を3本撚り合せ、三芯撚り線を用意した。
(2)表1に示す各種成分を配合し、加圧ニーダによって開始温度40℃、終了温度200℃で混練後、ペレット化(ペレタイズ)し、シース材料とした。
(3)得られたケーブルを以下に示す各種評価試験によって評価した。その評価結果を表1に示す。
<シースの試験方法>
シース評価は、完成した上記ケーブルからシースを剥ぎ取り、6号ダンベル試験片に打ち抜き、以下の試験を実施した。
EN60811−1−1に準拠して、引張速度200mm/minの条件で引張試験を実施した。引張強さが10MPa以上、引張伸度125%以上を目標とした。目標値以上のものを○とし、目標値未満のものを×とした。
EN60811−1−2に準拠して、120℃の恒温槽で240h暴露し、暴露後の上記ケーブルからシースを剥ぎ取り、6号ダンベル試験片を引張速度200mm/minの条件で引張試験を実施した。引張強さ変化率が±30%、引張伸度変化率が±40%を目標とした。目標値の範囲内のものを○とし、目標値の範囲外のものを×とした。
EN60811−2−1に準拠し、100℃に熱した試験油IRM902内に72時間浸漬後、引張速度200mm/minの条件で引張試験を実施した。伸び変化率が±40%を目標とした。目標値の範囲内のものを○とし、目標値の範囲外のものを×とした。
EN60811−1−4に準拠し、‐40℃で引張速度30mm/minの条件で引張試験を実施した。引張伸度が30%以上を目標とした。目標値以上のものを○とし、目標値未満のものを×とした。
完成した上記ケーブルの評価は、以下の試験について実施した。
作製したケーブルをIEC燃焼試験方法(IEC60332−1)に準拠して試験した。上部支持具の下部から炭化までの距離が、ケーブル上部で50mm以上かつケーブル下部で540mm以下のものを目標とした。目標値の範囲内のものを○とし、目標値の範囲外のものを×とした。
EN61034−2に従い、作製したケーブルを1mに調整し、7本撚りの束を10束準備して、アルコール燃料で燃焼させた。その際に発生する煙により透過率を測定し、70%以上を目標とした。目標値以上のものを○とし、目標値未満のものを×とした。
200mmの上記ケーブルを用意し、試験台上に、ケーブルを一端側を長さ1m張り出された状態で載置し、先端部に0.5kgの錘を吊り下げ、変位量を測定した。変位量が100mm以上を目標とした。目標値以上のものを○とし、目標値未満のものを×とした。
ケーブルにシースを被覆するに際し、65mm押出機で押出を実施したときの100m押出後のダイスを目視で観察し、ダイスカスの有無を確認した。ダイスカスがあれば×、ダイスカスがなければ○とした。
作製したケーブルについて、EN60811−1−4 8.1に準拠して−40℃にて曲げ試験を行い、巻付け後に割れが発生しないものを○とし、割れが発生したものを×とした。
総合評価として、すべての評価が○のものを合格(○)とし、いずれかの評価で1つでも×があれば不合格(×)とした。
1)エボリューSP1510(プライムポリマ製)
2)エバフレックスEV260(三井デュポンポリケミカル製)
3)エバフレックス45X(三井デュポンポリケミカル製)
4)レバプレン600(ランクセス製)
5)タフマMH5040(三井化学製)
6)タフマMH7020(三井化学製)
7) マグシーズS4(神島化学製)
8) マグニフィンH10A(アルベマール製)
9) マグニフィンH10C(アルベマール製)
10) HT−KE76S(信越化学製)
11)AO−18(ADEKA製)
12)イルガノックス1010(BASF製)
13)タフマMP0620(三井化学製)
11:導体
12:絶縁層
20:ケーブル
22:金属編組層
23:シース
Claims (6)
- エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とし、ガラス転移温度が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂を含有するベースポリマ100質量部に対して、金属水酸化物が150質量部から250質量部、シリコーンゴムが0.5質量部から10質量部添加され、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、前記水酸化マグネシウムが脂肪酸処理された水酸化マグネシウムとシラン処理された水酸化マグネシウムからなり、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であることを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
- 前記水酸化マグネシウムが脂肪酸処理及びシラン処理された水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項1に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
- 導体と、前記導体の外周に形成された絶縁層とを備えた絶縁電線において、前記絶縁層は、エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とし、ガラス転移温度が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂を含有するベースポリマ100質量部に対して、金属水酸化物が150質量部から250質量部、シリコーンゴムが0.5質量部から10質量部添加され、前記金属水酸化物(c)が水酸化マグネシウムを含み、前記水酸化マグネシウムが脂肪酸処理された水酸化マグネシウムとシラン処理された水酸化マグネシウムからなり、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であるノンハロゲン難燃性樹脂組成物から構成されていることを特徴とする絶縁電線。
- 前記水酸化マグネシウムが脂肪酸処理及びシラン処理された水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項3に記載の絶縁電線。
- 導体と、前記導体の外周に形成された絶縁層からなる絶縁電線の外側にシースを有するケーブルにおいて、前記シースは、エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とし、ガラス転移温度が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂を含有するベースポリマ100質量部に対して、金属水酸化物が150質量部から250質量部、シリコーンゴムが0.5質量部から10質量部添加され、前記金属水酸化物(c)が水酸化マグネシウムを含み、前記水酸化マグネシウムが脂肪酸処理された水酸化マグネシウムとシラン処理された水酸化マグネシウムからなり、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であるノンハロゲン難燃性樹脂組成物から構成されていることを特徴とするケーブル。
- 前記水酸化マグネシウムが脂肪酸処理及びシラン処理された水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項5に記載のケーブル。
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