JP2016222845A - 耐候性難燃樹脂組成物、電線及び光ファイバケーブル - Google Patents
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Abstract
Description
ポリオレフィン樹脂、ルチル型酸化チタン、下記一般式(1)で表される第1のリン酸塩化合物及び下記一般式(3)で表される第2のリン酸塩化合物を含有する耐候性難燃樹脂組成物であって、
前記ルチル型酸化チタンの含有量は前記ポリオレフィン樹脂100質量部に対して1質量部以上20質量部以下であり、
前記第1のリン酸塩化合物と第2のリン酸塩化合物の合計含有量は
前記ポリオレフィン樹脂100質量部に対して10質量部以上50質量部以下である、
耐候性難燃樹脂組成物である。
光ファイバ及び前記光ファイバを直接又は他の層を介して被覆する外被を有し、
前記外被は、前記第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている光ファイバケーブルである。
導体及び前記導体を直接又は他の層を介して被覆する外被を有し、
前記外被は、前記第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている電線である。
本発明の第1の態様は、
ポリオレフィン樹脂、ルチル型酸化チタン、一般式(1)で表される第1のリン酸塩化合物及び一般式(3)で表される第2のリン酸塩化合物を含有する耐候性難燃樹脂組成物であって、
前記ルチル型酸化チタンの含有量は前記ポリオレフィン樹脂100質量部に対して1質量部以上20質量部以下であり、
前記第1のリン酸塩化合物と第2のリン酸塩化合物の合計含有量は
前記ポリオレフィン樹脂100質量部に対して10質量部以上50質量部以下である、
耐候性難燃樹脂組成物である。
第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物に含有されるポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、又は、エチレンと、酢酸ビニル、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、メチルアクリレート等の極性基含有モノマーとの共重合体等を挙げることができる。これらの中でも、屋外に敷設する場合に求められる高い耐外傷性を得るためには、機械的強度に優れるポリエチレンが好ましく、その中でも高密度、中密度、直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とするものがさらに好ましい。これらのポリエチレンとしては、エチレンと、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン等の炭素数が3〜20程度のα−オレフィンとの共重合体を用いることもできる。上記した各樹脂の混合物であってもよい。
第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物は、難燃剤として前記一般式(1)、(3)で表される2種類のリン酸塩化合物を併用することを特徴とする。
下がより好ましく、5μm以下がさらに好ましい。又、一般式(1)、(3)で表されるリン酸塩化合物は、化学的に安定でありリン酸が殆ど発生することがない。
酸化チタンは、紫外線を遮断する機能を有する薬剤であるが、第1の態様の樹脂組成物は、ルチル型酸化チタンを含有することを特徴とする。ルチル型酸化チタンを含有することにより、光の照射による樹脂の劣化が防止され、近年の要請を充たす優れた耐候性が得られる。アナタース型酸化チタン等のルチル型以外の酸化チタンを用いた場合は、樹脂を分解する作用があり、好ましくない。
第1の態様の樹脂組成物には、前記の必須の構成材料に加えて、発明の趣旨を損ねない範囲で、他の添加剤や樹脂成分を添加することができる。他の添加剤や樹脂成分としては、滑剤、熱安定剤、酸化防止剤、老化防止剤、造核剤、可塑剤、架橋剤、離型剤、加工助剤、帯電防止剤、各種充填剤、着色剤等を挙げることができる。又、ルチル型酸化チタン以外の、無機系紫外線遮蔽剤等を、発明の趣旨を損ねない範囲で、添加することもできる。なお、光の照射によるプラスチックの劣化や変色を防止しプラスチックを光安定化する作用を有する薬剤である有機系の光安定剤や紫外線吸収剤は、樹脂の表面にブルームして、外観の劣化を生じる可能性があるので、含有しない方が好ましく、含有する場合でもブルームを生じない範囲とすべきである。
第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物は、前記の構成材料をロール混合機、単軸混練押出機、二軸混練押出機、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の既知の溶融混合機を用いて混合することにより調製することができる。
樹脂組成物を構成するポリオレフィン樹脂、第1のリン酸塩化合物、第2のリン酸塩化合物、及びルチル型酸化チタンは、いずれも白色または淡色である。従って、これらを主成分として含有する第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物も白色または淡色とすることができる。
本発明の第2の態様は、
光ファイバ及び、該光ファイバを直接又は他の層を介して被覆する外被を有する光ファイバケーブルであって、
前記外被は、前記第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている光ファイバケーブルである。
第2の態様の光ファイバケーブルは、第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物を外被材として被覆したものであれば、その形態等は特に限定されない。第2の態様の一実施形態に係る光ファイバケーブルを図1に示す。図中、1は光ファイバケーブル、4は光ファイバ心線、5は第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物を外被材として被覆した外被、6は抗張力線(テンションメンバ)を示す。図1の例の実施形態においては、光ファイバ心線4と並行して、一対の抗張力線6が配され、この光ファイバ心線4と抗張力線6とが外被5によって一体化されている。また、光ファイバ心線4は、光ファイバ2(コア部)と被覆層3(クラッド部)とからなり、例えば、コア部にはゲルマニウムを添加した石英を用いることができ、クラッド部には純石英、又はフッ素が添加された石英を用いることができる。光ファイバ心線4に平行に配される抗張力線6としては、外径0.4mm程度の鋼線あるいはガラス繊維強化プラスチック(FRP)、アラミド繊維強化プラスチック(KFRP)等を用いることができる。
外被は、溶融押出機等の既知の押出成型機を用いて前記第1の態様の樹脂組成物を光ファイバ上に押出成型することにより形成される。例えば、前出の光ファイバケーブルの断面図においては、長径方向3mm、短径方向2mmの寸法で形成されている。
本発明の第3の態様は、
導体及び、該導体を直接又は他の層を介して被覆する外被を有する電線であって、
前記外被は、前記第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている電線である。
第2の態様の電線を構成する導体としては、導電性に優れる銅、アルミ等を挙げることができる。導体は単線であってもよいし、複数の素線の撚り線であってもよい。
外被は、光ファイバケーブルの場合と同様に、溶融押出機等の既知の押出成型機を用いて前記第1の態様の樹脂組成物を導体線上に押出成型することにより形成される。外被の厚みは電線のサイズ、用途等に応じて適宜決定される。
1.使用した材料
(1)ポリオレフィン系樹脂
高密度ポリエチレン:ハイゼック6600MA(プライムポリマー社製)
高密度ポリエチレン:ハイゼック5305E(三井化学社製)
直鎖状中密度ポリエチレン:ノバテックLL UE320(日本ポリエチレン社製)
エチレン−ブテン共重合体:タフマーDF610(三井化学社製)
イントメッセント難燃剤:アデカスタブFP2500S(ADEKA社製)
イントメッセント難燃剤:アデカスタブFP2100J(ADEKA社製)
水酸化マグネシウム:マグシースV6F(神島化学社製)
リン酸エステル:PX−200(大八化学工業社製)
赤リン:ヒシガードLP−E(日本化学工業社製)
(4)滑剤:ユニスターM−2222SL(日油社製)
HALS:CHIMASSORB 119FL(BASF社製)
(7)酸化チタン(無機系紫外線遮蔽剤)
ルチル型酸化チタン(表面処理ZrO2,Al2O3、平均粒径0.26μm)
:GTR−100(堺化学工業社製)
ルチル型酸化チタン(表面処理Al(OH)3、平均粒径0.03−0.05μm)
:TTO−55(B)(石原産業社製)
ルチル型酸化チタン(表面処理ZrO2,Al(OH)3、
平均粒径0.03−0.05μm) :TTO−55(D)(石原産業社製)
アナタース型酸化チタン(無処理、平均粒径0.15μm)
:SA−1(堺化学工業社製)
(8)カーボン: シースト3H
前記材料を、表1〜表3に示す配合量(単位:質量部)でそれぞれ配合し、ロール混合機を用いて160℃の温度で混練した後、造粒機を用いて樹脂組成物のペレットを作製した。
前記「2.ペレットの作製」で得られた樹脂組成物のペレットを、50mmφ押出機を用いてTA 7/0.254の導体上に厚み0.5mmで押出し、絶縁外径1.762mmφの樹脂被覆電線を作製した。
(1)評価方法
前記「3.樹脂被覆電線の作製」で得られた樹脂被覆電線について、以下に示す評価方法で評価した。
a.引張試験
JIS C3005で規定された方法により、外被(被服樹脂)を200mm/minで引張り、引張強度及び引張伸びを測定した。そして、引張強度が≧10MPa、引張伸びが≧150%を合格とした。
JIS C3005に基づき、60°傾斜燃焼試験を行った。具体的には、口径10mmのブンゼンバーナーを用い、その炎の長さを約130mm、還元炎の長さ約35mmに調整したものとする。そして、絶縁電線を水平に対して60°傾斜させて支持し、還元炎の先端を資料の下端から約20mmの位置に、30秒以内で絶縁電線が燃焼するまで当て、炎を静かに取り去った後、試料の燃焼の程度を調べる。そして、60秒以内に炎が自然と消えた場合は合格、60秒を超えた場合は不合格とした。
一般的に屋外使用で指標とされているサンシャインウエザオメーター試験をクリアすることを合否の判定基準とした。具体的には、ブラックパネル温度63℃、水噴霧12分/60分の条件下で4000時間暴露した後、前記引張試験を行い引張強度、引張伸びを測定して試験前の引張強度及び引張伸びに対する比率(残率)を求めた。引張強度及び引張伸び共に残率が≧70%が合格である。
樹脂被覆電線を作製するのに用いた配合から厚さ2mmのシートを熱プレス機で作製し、JIS C3005に基づき長さ38mm、幅6mmで打抜いた試験片を準備した。この試験片を、低温脆化試験機にセットし、試験温度を−30℃に調節して試験片をつかみ具に取り付け、2.5分間媒体中に浸した後に、温度を記録し、打撃を与え、亀裂発生の有無を目視で調べた。亀裂が発生していない場合を合格とした。
低温脆化試験で準備した試験片を、40℃で30日間保管した後、試験片表面の粉吹き状態の発生の有無を目視で調べた。粉吹き状態の発生が見られない場合を合格、見られる場合を不合格とした。
低温脆化試験で準備した試験片の色目を目視で調べた。
評価結果を表1〜3に示す。
2 光ファイバ
3 被覆層
4 光ファイバ心線
5 外被
6 抗張力線
Claims (4)
- ポリオレフィン樹脂、ルチル型酸化チタン、下記一般式(1)で表される第1のリン酸塩化合物及び下記一般式(3)で表される第2のリン酸塩化合物を含有する耐候性難燃樹脂組成物であって、
前記ルチル型酸化チタンの含有量は前記ポリオレフィン樹脂100質量部に対して1質量部以上20質量部以下であり、
前記第1のリン酸塩化合物と第2のリン酸塩化合物の合計含有量は
前記ポリオレフィン樹脂100質量部に対して10質量部以上50質量部以下である、
耐候性難燃樹脂組成物。
(式中、nは1〜100の数、X1はNH3又は下記一般式(2)で示されるトリアジン誘導体であり、pは関係式0<p≦n+2を満たす数である。)
(式中、Z1及びZ2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に−NR5R6で示される基、水酸基、メルカプト基、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルコキシル基、フェニル基及びビニル基からなる群より選ばれる基である。ここに、R5及びR6は、それぞれ独立にH原子、炭素数1〜6の直鎖又は分岐アルキル基、又はメチロール基である。)
(式中、rは1〜100の数、Y1は〔R1R2N(CH2)mNR3R4〕、ピペラジン又はピペラジン環を含むジアミンである。ここに、R1、R2、R3及びR4は、それぞれ独立に、H原子、又は炭素数1〜5の直鎖もしくは分岐アルキル基であり、mは1〜10の整数、qは関係式0<q≦r+2を満たす数である。) - 前記ルチル型酸化チタンが、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム及び水酸化アルミニウムからなる群より選ばれるいずれか一つ以上で表面処理されている、請求項1に記載の耐候性難燃樹脂組成物。
- 光ファイバ及び前記光ファイバを直接又は他の層を介して被覆する外被を有し、
前記外被は、請求項1又は請求項2に記載の耐候性難燃樹脂組成物からなる光ファイバケーブル。 - 導体及び前記導体を直接又は他の層を介して被覆する外被を有し、
前記外被は、請求項1又は請求項2に記載の耐候性難燃樹脂組成物からなる電線。
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