JP2017057387A - ノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを用いた電線・ケーブル - Google Patents
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Abstract
【課題】難燃性に優れ、ブリードの発生を抑えつつ電線・ケーブルに滑り性を付与し、施工性を向上し得るノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを被覆材料として用いた難燃性電線を提供する。
【解決手段】（Ａ）ポリオレフィン系樹脂、（Ｂ）難燃剤及び（Ｃ）加工性向上剤を含有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物であって、前記（Ｃ）加工性向上剤として重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンを、前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０．３〜２２質量部含有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物とする。
【選択図】図１
【解決手段】（Ａ）ポリオレフィン系樹脂、（Ｂ）難燃剤及び（Ｃ）加工性向上剤を含有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物であって、前記（Ｃ）加工性向上剤として重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンを、前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０．３〜２２質量部含有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物とする。
【選択図】図１
Description
本発明は、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物に関し、更に詳しくは、電線・ケーブルの絶縁体やシースなどの被覆材として好適なノンハロゲン難燃性樹脂組成物及び該ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いた電線・ケーブルに関する。
近年、環境問題への関心が世界的に高まっており、電線やケーブルにおいても焼却時に有害なハロゲンガスなどを発生させないノンハロゲンの組成物を用いたものが普及しつつある。また、ノンハロゲン組成物を用いた電線・ケーブルについて様々な提案がなされている。
電線・ケーブルに用いるノンハロゲン組成物に使用されるベース樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂がある。そこで、近年では、ポリオレフィン系樹脂に難燃剤として金属水酸化物を配合したノンハロゲン難燃性樹脂組成物が多用されるようになっている。
例えば、下記特許文献１には、難燃剤の配合量を減少させてポリ塩化ビニルとの比重分別を可能にすべく、ポリオレフィン系樹脂中に、難燃補助剤として高分子量のシリコーンを配合したノンハロゲン難燃性樹脂組成物が提案されている。また、下記特許文献２には、ポリオレフィン系樹脂中に、難燃剤として脂肪族及びシリコーンにより表面処理された金属酸化物を配合したノンハロゲン難燃性樹脂組成物が提案されている。
しかし、特許文献１、２に提案された技術では、分別性や難燃性に効果があるものの施工性が悪いという問題点があった。具体的には、このノンハロゲン難燃性樹脂組成物を被覆材として用いた電線・ケーブルは、滑り性が乏しく、施工時に電線・ケーブル同士が引っ掛かり、施工しにくいという不具合があった。
したがって本発明の目的は、難燃性に優れ、電線・ケーブルに滑り性を付与し、施工性を向上し得るノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを導体の被覆材として用いた電線・ケーブルを提供することにある。
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、加工性向上剤として特定平均分子量を有する低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つを特定範囲で含有したノンハロゲン難燃性樹脂組成物が上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、以下の（１）〜（９）の通りである。
（１）（Ａ）ポリオレフィン系樹脂及び（Ｃ）加工性向上剤を含有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物であって、前記（Ｃ）加工性向上剤は、重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つであり、前記（Ｃ）加工性向上剤を、前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０．３〜２２質量部含有することを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（２）前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂として無極性オレフィン系樹脂を５０質量部以上含有し、且つ前記（Ｃ）加工性向上剤が無極性の加工性向上剤であることを特徴とする前記（１）に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（３）前記無極性オレフィン系樹脂が、ポリエチレン及びポリプロピレンのうちの少なくとも１つである前記（２）に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（４）さらに（Ｂ）難燃剤を含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（５）前記（Ｂ）難燃剤として金属水酸化物及びリン系難燃剤のうちの少なくとも１つを、前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し１５〜６０質量部含有することを特徴とする前記（４）に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（６）前記金属水酸化物が、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムのうちの少なくとも１種であることを特徴とする前記（５）に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（７）前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し、重量平均分子量３００，０００〜１，０００，０００の高分子量シリコーンを０．１〜１．９質量部含有することを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか１つに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（８）さらに（Ｄ）発泡剤を含有することを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれか１つに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（９）前記（１）〜（８）のいずれか１つに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を被覆材として用いることを特徴とする電線・ケーブル。
（１）（Ａ）ポリオレフィン系樹脂及び（Ｃ）加工性向上剤を含有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物であって、前記（Ｃ）加工性向上剤は、重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つであり、前記（Ｃ）加工性向上剤を、前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０．３〜２２質量部含有することを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（２）前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂として無極性オレフィン系樹脂を５０質量部以上含有し、且つ前記（Ｃ）加工性向上剤が無極性の加工性向上剤であることを特徴とする前記（１）に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（３）前記無極性オレフィン系樹脂が、ポリエチレン及びポリプロピレンのうちの少なくとも１つである前記（２）に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（４）さらに（Ｂ）難燃剤を含有することを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（５）前記（Ｂ）難燃剤として金属水酸化物及びリン系難燃剤のうちの少なくとも１つを、前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し１５〜６０質量部含有することを特徴とする前記（４）に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（６）前記金属水酸化物が、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムのうちの少なくとも１種であることを特徴とする前記（５）に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（７）前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し、重量平均分子量３００，０００〜１，０００，０００の高分子量シリコーンを０．１〜１．９質量部含有することを特徴とする前記（１）〜（６）のいずれか１つに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（８）さらに（Ｄ）発泡剤を含有することを特徴とする前記（１）〜（７）のいずれか１つに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
（９）前記（１）〜（８）のいずれか１つに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を被覆材として用いることを特徴とする電線・ケーブル。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物によれば、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し、（Ｃ）加工性向上剤として重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つを０．３〜２２質量部含有しているため、難燃性に優れるとともに、前記（Ｃ）加工性向上剤のブリード（滲み）の発生が抑えられる。よって、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を被覆材として用いた電線・ケーブルは、滑り性が付与され、施工性を向上することができる。
また、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物に（Ｄ）発泡剤を含有することで、樹脂組成物を発泡させることができ、発泡形成品の軽量化を図ることができる。
また、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物に（Ｄ）発泡剤を含有することで、樹脂組成物を発泡させることができ、発泡形成品の軽量化を図ることができる。
以下、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを用いた電線・ケーブルについてさらに詳細に説明する。
〔ノンハロゲン難燃性樹脂組成物〕
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂及び（Ｃ）加工性向上剤を含有する。本発明では、前記（Ｃ）加工性向上剤として重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つを使用する。
以下、各成分について説明する。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂及び（Ｃ）加工性向上剤を含有する。本発明では、前記（Ｃ）加工性向上剤として重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つを使用する。
以下、各成分について説明する。
（Ａ）ポリオレフィン系樹脂は本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物のベース樹脂として用いられる。ポリオレフィン系樹脂としては、ハロゲンを含まないものであれば特に限定されず、例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ），中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ），低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ），線状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ），超低密度ポリエチレン（Ｖ−ＬＤＰＥ）等のポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）等が挙げられる。これらのポリオレフィン系樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
（Ａ）ポリオレフィン系樹脂は、密度が０．８５〜１．００ｇ／ｃｍ３であることが好ましく、０．９０〜０．９７ｇ／ｃｍ３がより好ましい。前記範囲の密度を有するポリオレフィン系樹脂を用いることで、機械特性の良い材料ができる。
また、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂は、溶融粘度（ＭＦＲ）が０．４〜２．５であることが好ましく、０．４〜１．０がより好ましい。ポリオレフィン系樹脂の溶融粘度が前記範囲であると、押出加工性の良い材料ができる。
本発明において、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物の滑り性を向上させて施工性をより向上させるという観点からは、ポリエチレン、ポリプロピレン等の無極性ポリオレフィン系樹脂を用いることが好ましい。無極性ポリオレフィン系樹脂は、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部中５０質量部以上含有することが好ましく、６０質量部以上含有することが好ましく、７０質量部以上がより好ましい。また、上限は特に制限されないが、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂が無極性ポリオレフィン系樹脂からなることが好ましい。
本発明において、前記（Ｃ）加工性向上剤として重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つを使用する。
シリコーン化合物としては、具体的にはジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーン、メチルビニルシリコーン等が挙げられ、形態としてはシリコーンパウダー、ガム状シリコーンオイル、ガム状シリコーンオイル以外の他のシリコーンオイル、シリコーン変性ポリマー等がある。また、炭酸カルシウムやシリカ等の無機系化合物をシリコーンパウダー、ガム状シリコーンオイル、または他のシリコーンオイルで表面処理したものも使用可能である。
重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンとしては、例えば、好ましいものとして、ジメチルポリシロキサンのようなオルガノポリシロキサン；ポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーンのような変性シリコーン等が挙げられる。
重量平均分子量が前記範囲であると、樹脂組成物に難燃剤を過剰に含有させることなく、十分な難燃性を付与することができ、電線及びケーブルの絶縁体やシースとして用いた際に、電線・ケーブル表面の滑り性を改善することができ、施工性を向上させることができる。本発明で使用される低分子量シリコーンの重量平均分子量は、１，０００〜１００，０００であるのがより好ましく、１，０００〜１０，０００が特に好ましい。
重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンとしては、例えば、好ましいものとして、ジメチルポリシロキサンのようなオルガノポリシロキサン；ポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーンのような変性シリコーン等が挙げられる。
重量平均分子量が前記範囲であると、樹脂組成物に難燃剤を過剰に含有させることなく、十分な難燃性を付与することができ、電線及びケーブルの絶縁体やシースとして用いた際に、電線・ケーブル表面の滑り性を改善することができ、施工性を向上させることができる。本発明で使用される低分子量シリコーンの重量平均分子量は、１，０００〜１００，０００であるのがより好ましく、１，０００〜１０，０００が特に好ましい。
なお、本発明で言う重量平均分子量は、テトラヒドロフランを展開溶媒に用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法によって測定し、標準ポリスチレンを用いた検量線により換算した値（標準ポリスチレン換算値）である。
また、重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンは市販されているものを用いることができ、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製「ＳＨ２００−１０００ＣＳ」（商品名、ポリジメチルシロキサン、重量平均分子量１，０００〜１０，０００）、「Ｚ−６０１８」（商品名、フェニルプロピル変性シリコーン、重量平均分子量２，０００〜４，０００）、東レ・ダウコーニング社製「ＳＨ２００-１００，０００ＣＳ」（商品名、ポリジメチルシロキサン、重量平均分子量１０，０００〜１００，０００）、等が挙げられる。
脂肪族アミド系滑剤としては、例えば、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘニン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスラウリル酸アミド等が挙げられる。これらの脂肪族アミド系滑剤は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
脂肪族アミド系滑剤は市販されているものを用いることができ、例えば、三菱化学株式会社製「Ｎ，Ｎ’−エチレンビスオレイン酸アマイド」（商品名、エチレンビスオレイン酸アミド）、日本化成株式会社製「スリパックスＥ」（商品名、エチレンビスステアリン酸アミド）等が挙げられる。
本発明において、電線・ケーブルの表面に加工性向上剤を滲出しやすくし、電線・ケーブルの表面の滑りを向上させることができるという観点から、加工性向上剤は無極性材料であることが好ましい。無極性の加工性向上剤としては、例えば、重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンでは、シリコーンオイル、シリコーンパウダー等が挙げられ、脂肪族アミド系滑剤では、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド等が挙げられる。
（Ｃ）加工性向上剤は、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物中、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０．３〜２２質量部含有する。（Ｃ）加工性向上剤の含有量が前記範囲であると十分な難燃性や滑り性を得ることができる。なお、（Ｃ）加工性向上剤の含有量が２２質量部を超えるとノンハロゲン難燃性樹脂組成物から（Ｃ）加工性向上剤が滲み出してしまい、ブリードの原因となる場合がある。（Ｃ）加工性向上剤の含有量は、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０．５〜２０質量部であることが好ましい。
本発明の好ましい形態としては、具体的に、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂として無極性オレフィン系樹脂を５０質量部以上含有し、且つ（Ｃ）加工性向上剤として無極性の加工性向上剤を含有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物が、滑り性をより向上させることができるため好ましい。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物には、さらに（Ｂ）難燃剤を含有することが好ましい。（Ｂ）難燃剤としては、例えば、無機系及び有機系の難燃剤が挙げられる。無機系の難燃剤としては、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、ハイドロタルサイト類等の金属水酸化物、有機系の難燃剤としては、リン酸アンモニウム、赤燐等のリン系難燃剤、塩素系，臭素系等のハロゲン系有機難燃剤が挙げられる。中でも、材料単価の観点から金属水酸化物を用いることが好ましく、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムのうちの少なくとも１種がより好ましい。また、取り扱いの容易性の観点からは、リン系難燃剤を用いることが好ましく、リン酸アンモニウムがより好ましい。これらの難燃剤は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
（Ｂ）難燃剤の含有量は、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し１０〜７０質量部であることが好ましい。（Ｂ）難燃剤の含有量が１０質量部以上であるとノンハロゲン難燃性樹脂組成物の耐燃焼性を得ることができ、７０質量部以下であると難燃剤の含有量が従来よりも低減されるので本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を被覆材として用いた電線・ケーブルを軽量化することができ、電線・ケーブルの機械特性を向上させることができる。（Ｂ）難燃剤の含有量は、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し１５〜６０質量部であることがより好ましい。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、本発明の効果をさらに高めることを目的として、滑剤として重量平均分子量３００，０００〜１，０００，０００の高分子量シリコーンをさらに配合することができる。シリコーン化合物の種類としては、上記の低分子シリコーンと同じものであることができる。また、市販されているものを使用することができ、例えば、東レ・ダウコーニング株式会社製「ＤＣ４ ７０８１」（商品名、メタクリル基を有するポリジメチルシロキサン及びシリカの混合物、ポリジメチルシロキサンの重量平均分子量３００，０００〜１，０００，０００）、東レ・ダウコーニング株式会社製「ＭＢ５０−００２」（商品名、ポリメチルシロキサンの重量平均分子量３００，０００〜１，０００，０００）等が挙げられる。
高分子量シリコーンの含有量は、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０．１〜１．９質量部であることが好ましい。高分子量シリコーンの含有量が前記範囲であると、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物に適度な潤滑性を与えることができるため、電線及びケーブルの絶縁体やシースとして用いた場合に施工性を向上させることができる。
なお、高分子量シリコーンの含有量が多くなると、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を電線やケーブルに加工する際に異物として組成物中に残ってしまう虞があるため、製造適正の観点からは０．１〜０．９質量部であることがより好ましい。
なお、高分子量シリコーンの含有量が多くなると、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を電線やケーブルに加工する際に異物として組成物中に残ってしまう虞があるため、製造適正の観点からは０．１〜０．９質量部であることがより好ましい。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物には、（Ｄ）発泡剤を含有させることが好ましい。本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物に発泡剤を含有させることで、樹脂組成物を所望の発泡倍率で発泡させることができ、発泡形成品の軽量化が図れる。
（Ｄ）発泡剤としては、化学的分解によって炭酸ガスや窒素ガスなどを発生させる公知の化学分解型発泡剤等を用いることができ、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等のアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）やヒドラゾジカルボンアミド（ＨＤＣＡ）等のヒドラジン誘導体、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
（Ｄ）発泡剤の含有量は、（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０〜３質量部であることが好ましく、０〜２質量部であることがより好ましい。（Ｄ）発泡剤の含有量が３質量部以下であると、発泡による空隙が粗大化するのを抑制して、微細な空隙を均一に形成することができ、過発泡により樹脂形成品の形状が崩れることを抑制することができる。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、加工助剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、分散剤、その他の滑剤等の公知の各種添加剤を配合することもできる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤などが挙げられる。
加工助剤としては、例えば、樹脂材料等に添加されるパラフィン系油、アロマチック系油、ナフテン系油等の石油系油が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、ベンゾフェノン系化合物、ベンゾトリアゾール系化合物、サリチレート系化合物、置換トリル系化合物、金属キレート系化合物等が挙げられる。
着色剤としては、「顔料便覧（日本顔料技術協会編）」に記載されている一般的な無機顔料や有機顔料を用いることができる。例えば、無機顔料としては、チタンイエロー等のチタンを含む（複合）金属酸化物、酸化亜鉛、酸化鉄、硫化亜鉛、三酸化アンチモン等が挙げられる。有機顔料はフタロシアニン系、アンスラキノン系、キナクリドン系、アゾ系、イソインドリノン系、キノフタロン系、ペリノン系、ペリレン系等の顔料が挙げられる。
帯電防止剤としては、例えば、アルキルリン酸エステル、ケイ酸化合物などが挙げられる。
分散剤としては、例えば、アクリル系分散剤、脂肪酸エステル系分散剤、ポリエチレングリコール系分散剤、非イオン性界面活性剤、両親媒性トリフェニレン誘導体、ピレン誘導体等が挙げられる。
その他の滑剤としては、例えば、炭化水素系滑剤、脂肪族系滑剤、エステル系滑剤、アルコール系滑剤等が挙げられる。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物の調製は、公知の方法に従い行うことができる。例えば、あらかじめヘンシェルミキサー等の高速混合装置を用いてプリブレンドした後、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の公知の混練機を用いて混練する方法が挙げられる。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物の難燃性は酸素指数が２１以上（ＪＩＳ Ｋ７２０１（２００７）準拠）、滑り性は静摩擦係数が０．７以下（ＡＳＴＭ Ｄ１８９４（２０１４）準拠）であることが好ましい。このような難燃性及び滑り性を満たすことにより、電線及びケーブルの絶縁体やシースとして使用した場合でも、耐燃特性を維持しながら施工性を向上させることができる。
また、本実施形態のノンハロゲン難燃性樹脂組成物の機械特性は、密度が１．０００ｇ／ｃｍ３以下（ＪＩＳ Ｋ７１１２（１９９９）準拠）、引張強さが１０ＭＰａ以上（ＪＩＳ Ｃ３００５（２０１４）準拠）、引張伸びが３５０％以上（ＪＩＳ Ｃ３００５（２０１４）準拠）であることが好ましい。また、上記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物の柔軟性は硬度がＨＤＤ５５以下（ＪＩＳ Ｋ７２１５（１９８６）準拠）であることが好ましい。このような機械的特性及び柔軟性を満たすことにより、電線及びケーブルの絶縁体やシースとして使用した場合に、長期間に亘り絶縁性を確保することが可能となる。
また、本実施形態のノンハロゲン難燃性樹脂組成物の機械特性は、密度が１．０００ｇ／ｃｍ３以下（ＪＩＳ Ｋ７１１２（１９９９）準拠）、引張強さが１０ＭＰａ以上（ＪＩＳ Ｃ３００５（２０１４）準拠）、引張伸びが３５０％以上（ＪＩＳ Ｃ３００５（２０１４）準拠）であることが好ましい。また、上記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物の柔軟性は硬度がＨＤＤ５５以下（ＪＩＳ Ｋ７２１５（１９８６）準拠）であることが好ましい。このような機械的特性及び柔軟性を満たすことにより、電線及びケーブルの絶縁体やシースとして使用した場合に、長期間に亘り絶縁性を確保することが可能となる。
本発明によれば、樹脂組成物中に（Ｃ）加工性向上剤として重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つを特定範囲量含有させることにより、難燃性に優れたノンハロゲン難燃性樹脂組成物を提供できる。
〔電線・ケーブル〕
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、絶縁体やシースなどの導体の被覆材として用いることにより、耐熱性及び滑り性に優れた電線・ケーブルを得ることができる。
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、絶縁体やシースなどの導体の被覆材として用いることにより、耐熱性及び滑り性に優れた電線・ケーブルを得ることができる。
図１は、本発明の実施形態に係る電線の概略断面図であり、図２は、本発明の実施形態に係るケーブルの概略断面図である。
図１に示すように、本実施形態における電線１は、導体１０と、該導体１０の周縁を覆う被覆材としての絶縁体１１とを備える。また、図２に示すように、本実施形態におけるケーブル２は、束ねられた複数の電線１（１ａ，１ｂ，１ｃ）と、束ねられた複数の電線１の周縁を覆う、被覆材としてのシース２１とを備える。なお、ケーブル２は、必ずしも複数の電線１を束ねている必要はなく、１本の電線１の周りをシース２１で覆ったものとしてもよい。
図１に示すように、本実施形態における電線１は、導体１０と、該導体１０の周縁を覆う被覆材としての絶縁体１１とを備える。また、図２に示すように、本実施形態におけるケーブル２は、束ねられた複数の電線１（１ａ，１ｂ，１ｃ）と、束ねられた複数の電線１の周縁を覆う、被覆材としてのシース２１とを備える。なお、ケーブル２は、必ずしも複数の電線１を束ねている必要はなく、１本の電線１の周りをシース２１で覆ったものとしてもよい。
導体１０は、１本の素線のみであってもよく、複数本の素線を束ねて形成したものであってもよい。導体１０の材料としては、例えば、銅、メッキされた銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性金属を用いることができる。
絶縁体１１及びシース２１は、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を含有している。
絶縁体１１及びシース２１は、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を含有している。
電線・ケーブルの作製方法は、公知の方法に従い行うことができ、例えば、一般的な押出成形法を採用することができる。
例えば、導体１０を構成する銅等の素線上に、単軸押出機や二軸押出機等の押出機により本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を押出被覆して絶縁体１１を形成することにより電線１が得られる。ケーブル２は、このようにして得られた電線１を１本ないしは複数本束ねて、それらの外部に本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を押出被覆してシース２１を形成することにより得られる。
例えば、導体１０を構成する銅等の素線上に、単軸押出機や二軸押出機等の押出機により本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を押出被覆して絶縁体１１を形成することにより電線１が得られる。ケーブル２は、このようにして得られた電線１を１本ないしは複数本束ねて、それらの外部に本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を押出被覆してシース２１を形成することにより得られる。
なお、電線・ケーブルは、上記本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物に発泡剤を含有させた場合は、絶縁体１１又はシース２１を発泡させることができ、軽量化が図れる。また、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、（Ｂ）難燃剤の含有量が低く抑えられているため、発泡性が向上し、絶縁体やシースの誘電率や誘電損失を低くすることができる。なお、発泡倍率としては、１〜３０％が好ましく、３〜２０％がより好ましい。
本発明の電線・ケーブルは、難燃性を維持しながら滑り性を向上させるため、工事の際の施工をしやすくし、施工者の負担を軽減することができる。
以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。
なお、使用した各成分は以下の通りである。
ポリエチレン（ＰＥ）：ダウ・ケミカル日本株式会社製「ＮＵＣＧ−９３０１」（商品名、密度０．９２０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ０．７）
エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）：三井・デュポン ポリケミカル株式会社製「エルバロイ１１２５」（商品名、密度０．９４４ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ０．４）
エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）：三井・デュポン ポリケミカル株式会社製「エルバロイ１２１１２」（商品名、密度０．９３０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ１．０）
エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）：三井・デュポン ポリケミカル株式会社製「エバフレックスＥＶ５６０」（商品名、密度０．９３０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ３．５）
ポリプロピレン（ＰＰ）：住友化学株式会社製「住友ノーブレンＥＰ３７１１Ｅ１」（商品名、密度０．８６ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ１．３）
エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）：三井化学株式会社製「ＥＰＴ＃３０４５」（商品名、密度０．８７ｇ／ｃｍ３）
ジメチルシリコーンオイル：東レ・ダウコーニング株式会社製「ＳＨ２００−１０００ＣＳ」（商品名、シリコーンオイル、ポリジメチルシロキサン、重量平均分子量１，０００〜１０，０００）
フェニルシリコーンレジン：東レ・ダウコーニング株式会社製「Ｚ−６０１８」（商品名、シリコーンパウダー、フェニルプロピル変性シリコーン、重量平均分子量２，０００〜４，０００）
ジメチルシリコーンポリマー：東レ・ダウコーニング株式会社製「ＤＣ４ ７０８１」（商品名、シリコーンパウダー、メタクリル基を有するポリジメチルシロキサン及びシリカの混合物、ポリジメチルシロキサンの重量平均分子量３００，０００〜１，０００，０００）
エチレンビスオレイン酸アミド：三菱化学株式会社製「Ｎ，Ｎ’−エチレンビスオレイン酸アマイド」（商品名）
金属水酸化物：新鉱工業株式会社製「マグラックスＳＴ」（商品名、ステアリン酸表面処理水酸化マグネシウム）
酸化防止剤：ＢＡＳＦ社製「イルガノックス１０１０」（商品名）
発泡剤：炭酸水素ナトリウム
ポリエチレン（ＰＥ）：ダウ・ケミカル日本株式会社製「ＮＵＣＧ−９３０１」（商品名、密度０．９２０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ０．７）
エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）：三井・デュポン ポリケミカル株式会社製「エルバロイ１１２５」（商品名、密度０．９４４ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ０．４）
エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）：三井・デュポン ポリケミカル株式会社製「エルバロイ１２１１２」（商品名、密度０．９３０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ１．０）
エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）：三井・デュポン ポリケミカル株式会社製「エバフレックスＥＶ５６０」（商品名、密度０．９３０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ３．５）
ポリプロピレン（ＰＰ）：住友化学株式会社製「住友ノーブレンＥＰ３７１１Ｅ１」（商品名、密度０．８６ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ１．３）
エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）：三井化学株式会社製「ＥＰＴ＃３０４５」（商品名、密度０．８７ｇ／ｃｍ３）
ジメチルシリコーンオイル：東レ・ダウコーニング株式会社製「ＳＨ２００−１０００ＣＳ」（商品名、シリコーンオイル、ポリジメチルシロキサン、重量平均分子量１，０００〜１０，０００）
フェニルシリコーンレジン：東レ・ダウコーニング株式会社製「Ｚ−６０１８」（商品名、シリコーンパウダー、フェニルプロピル変性シリコーン、重量平均分子量２，０００〜４，０００）
ジメチルシリコーンポリマー：東レ・ダウコーニング株式会社製「ＤＣ４ ７０８１」（商品名、シリコーンパウダー、メタクリル基を有するポリジメチルシロキサン及びシリカの混合物、ポリジメチルシロキサンの重量平均分子量３００，０００〜１，０００，０００）
エチレンビスオレイン酸アミド：三菱化学株式会社製「Ｎ，Ｎ’−エチレンビスオレイン酸アマイド」（商品名）
金属水酸化物：新鉱工業株式会社製「マグラックスＳＴ」（商品名、ステアリン酸表面処理水酸化マグネシウム）
酸化防止剤：ＢＡＳＦ社製「イルガノックス１０１０」（商品名）
発泡剤：炭酸水素ナトリウム
本実施例、比較例における試験方法は以下の通りである。
（静摩擦係数）
ＡＳＴＭ Ｄ１８９４（２０１４）に従い、トリニティーラボ社製静摩擦測定器（ＴＬ１０２型）を用い、静摩擦係数を測定した。静摩擦係数が０．７以下であると、十分な滑り性を有し、施工性に優れると判断できる。
（静摩擦係数）
ＡＳＴＭ Ｄ１８９４（２０１４）に従い、トリニティーラボ社製静摩擦測定器（ＴＬ１０２型）を用い、静摩擦係数を測定した。静摩擦係数が０．７以下であると、十分な滑り性を有し、施工性に優れると判断できる。
（難燃性）
ＪＩＳ Ｋ７２０１（２００７）に従い、酸素指数を算出した。酸素指数が２１以上であると、難燃性に優れると判断できる。
また、ＪＩＳ Ｃ３００５（２０１４）に従い、６０°傾斜方法試験を行った。６０°傾斜方法試験にて、着火後、６０秒以内に自然に炎が消えたものを「合格」、６０秒を超えて炎が消えたものを「不合格」と判断した。
ＪＩＳ Ｋ７２０１（２００７）に従い、酸素指数を算出した。酸素指数が２１以上であると、難燃性に優れると判断できる。
また、ＪＩＳ Ｃ３００５（２０１４）に従い、６０°傾斜方法試験を行った。６０°傾斜方法試験にて、着火後、６０秒以内に自然に炎が消えたものを「合格」、６０秒を超えて炎が消えたものを「不合格」と判断した。
（滲み出し（ブリード））
作製した試験電線に手で触れた際、手にシリコーンが付着するか否かを調べた。試験電線に圧力をかけずに指先で触れ、目視でシリコーンの付着を確認し、付着のない場合を滲み出しが「無し」と評価し、付着が確認された場合を滲み出しが「有り」と評価した。
作製した試験電線に手で触れた際、手にシリコーンが付着するか否かを調べた。試験電線に圧力をかけずに指先で触れ、目視でシリコーンの付着を確認し、付着のない場合を滲み出しが「無し」と評価し、付着が確認された場合を滲み出しが「有り」と評価した。
＜試験例１＞
（実施例１〜１６、比較例１〜２）
表１、２に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、静摩擦係数の測定を行った。結果を表１、２に示す。
（実施例１〜１６、比較例１〜２）
表１、２に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、静摩擦係数の測定を行った。結果を表１、２に示す。
表１、２の結果から、実施例で使用したノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂に対し加工性向上剤として重量平均分子量２，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン又は脂肪族アミド系滑剤を配合するものであり、静摩擦係数が０．７以下であり、滑り性が向上することがわかった。
＜試験例２＞
（実施例１７〜２５及び比較例３〜５）
表３に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、難燃性の評価、滲み出しの評価及び静摩擦係数の測定を行った。結果を表３に示す。
（実施例１７〜２５及び比較例３〜５）
表３に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、難燃性の評価、滲み出しの評価及び静摩擦係数の測定を行った。結果を表３に示す。
＜試験例３＞
（実施例２６〜３４及び比較例５〜８）
表４に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、難燃性、滲み出し、静摩擦係数について評価を行った。結果を表４に示す。
（実施例２６〜３４及び比較例５〜８）
表４に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、難燃性、滲み出し、静摩擦係数について評価を行った。結果を表４に示す。
＜試験例４＞
（実施例３５〜４４及び比較例９〜１３）
表５に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、難燃性、滲み出し、静摩擦係数について評価を行った。結果を表５に示す。
（実施例３５〜４４及び比較例９〜１３）
表５に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、難燃性、滲み出し、静摩擦係数について評価を行った。結果を表５に示す。
＜試験例５＞
（実施例４５〜５９）
表６に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、難燃性、滲み出し、静摩擦係数について評価を行った。結果を表６に示す。
（実施例４５〜５９）
表６に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。
各試験電線について、難燃性、滲み出し、静摩擦係数について評価を行った。結果を表６に示す。
＜試験例６＞
（実施例６０〜６８）
表７に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。また、発泡剤を添加することにより、絶縁体を発泡させた。発泡倍率は実施例６０〜６２は３％、実施例６３〜６５は１０％、実施例６６〜６８は２０％であった。
各試験電線について、難燃性、滲み出し、静摩擦係数について評価を行った。結果を表７に示す。
（実施例６０〜６８）
表７に示す配合量（質量部）に従い、各成分を温度２００℃のニーダーにて混練し、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
続いて、押出成形機を用いて各ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を直径２．０ｍｍの銅線上に０．８ｍｍ厚となるように絶縁体を形成して試験電線を作製した。また、発泡剤を添加することにより、絶縁体を発泡させた。発泡倍率は実施例６０〜６２は３％、実施例６３〜６５は１０％、実施例６６〜６８は２０％であった。
各試験電線について、難燃性、滲み出し、静摩擦係数について評価を行った。結果を表７に示す。
表３〜７の結果から、実施例で使用したノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、ベース樹脂に対し加工性向上剤として重量平均分子量２，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンを０．５〜２０質量部配合しており、難燃性に優れるとともに、これを被覆材として用いた難燃性電線は該低分子量シリコーンのブリードの発生を抑えつつ滑り性が付与され、施工性が向上している。
これに対し、比較例３〜７、９〜１３は、重量平均分子量２，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンを配合していないか、あるいはその配合量が本発明で規定する範囲外であるが、難燃性及び施工性を両立することができなかった。
比較例８は、重量平均分子量２，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンを配合せず、高分子量シリコーンを配合した例であるが、静摩擦係数の値が高く、施工性が悪化した。
これに対し、比較例３〜７、９〜１３は、重量平均分子量２，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンを配合していないか、あるいはその配合量が本発明で規定する範囲外であるが、難燃性及び施工性を両立することができなかった。
比較例８は、重量平均分子量２，０００〜２００，０００の低分子量シリコーンを配合せず、高分子量シリコーンを配合した例であるが、静摩擦係数の値が高く、施工性が悪化した。
１ 電線
２ ケーブル
１０ 導体
１１ 絶縁体
２１ シース
１ａ，１ｂ，１ｃ 電線
２ ケーブル
１０ 導体
１１ 絶縁体
２１ シース
１ａ，１ｂ，１ｃ 電線
Claims (9)
- （Ａ）ポリオレフィン系樹脂及び（Ｃ）加工性向上剤を含有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物であって、
前記（Ｃ）加工性向上剤は、重量平均分子量１，０００〜２００，０００の低分子量シリコーン及び脂肪族アミド系滑剤のうちの少なくとも１つであり、
前記（Ｃ）加工性向上剤を、前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し０．３〜２２質量部含有す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（Ａ）ポリオレフィン系樹脂として無極性オレフィン系樹脂を５０質量部以上含有し、且つ前記（Ｃ）加工性向上剤が無極性の加工性向上剤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。
- 前記無極性オレフィン系樹脂が、ポリエチレン及びポリプロピレンのうちの少なくとも１つである請求項２に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
- さらに（Ｂ）難燃剤を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
- 前記（Ｂ）難燃剤として金属水酸化物及びリン系難燃剤のうちの少なくとも１つを、前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し１５〜６０質量部含有することを特徴とする請求項４に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
- 前記金属水酸化物が、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウムのうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項５に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
- 前記（Ａ）ポリオレフィン系樹脂１００質量部に対し、重量平均分子量３００，０００〜１，０００，０００の高分子量シリコーンを０．１〜１．９質量部含有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
- さらに（Ｄ）発泡剤を含有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
- 請求項１〜８のいずれか１項に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を被覆材として用いることを特徴とする電線・ケーブル。
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