JP2017179044A - 難燃性組成物、絶縁電線及びケーブル - Google Patents
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Abstract
【課題】難燃性に優れる被覆層を形成できる難燃性組成物の提供を目的とする【解決手段】本発明の一態様に係る難燃性組成物は、熱可塑性樹脂と、クレーと、脂肪酸含有化合物と、シリコーン系化合物とを含有し、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、上記クレーの含有量が40質量部以上220質量部以下、上記脂肪酸含有化合物の含有量が5質量部以上25質量部以下、上記シリコーン系化合物の含有量が1質量部以上12質量部以下である。上記クレーがシランカップリング剤に由来する表面処理層を有するとよい。上記熱可塑性樹脂がポリオレフィンであるとよい。上記シリコーン系化合物がシリコーンゴムであるとよい。上記脂肪酸含有化合物が、炭素数10以上30以下の脂肪酸の金属塩であるとよく、ステアリン酸マグネシウムであるとさらによい。【選択図】図1
Description
本発明は、難燃性組成物、絶縁電線及びケーブルに関する。
導体とこの導体を被覆する被覆層を備える絶縁電線や、導体又は光ファイバである芯線とこの芯線を被覆する被覆層とを備えるケーブルは、送電、通信等の多様な用途に用いられている。これら絶縁電線及びケーブルは、用途によっては耐延焼性等の難燃性に優れることが要求されるため、難燃性組成物によって被覆層を形成する場合がある。
上記難燃性組成物としては、例えば合成樹脂にハロゲン系難燃剤を添加した難燃性組成物が一般的であるが、近年、環境負荷や廃棄物処理に関する問題が提起されているため、安全性の高い水酸化マグネシウム等の金属水酸化物などのノンハロゲン難燃剤を用いた難燃性組成物が注目されている。
また、ハロゲン系難燃剤を用いない難燃性組成物としては、合成樹脂、充填材、シリコーン及び金属塩を含有する組成物や、合成樹脂、炭酸カルシウム粒子、シリコーン系化合物及び脂肪酸含有化合物を含有する組成物も提案されている(特開平9−169918号公報及び特開2013−108053号公報参照)。これらの文献によれば、上記難燃性組成物で形成された被覆層を備えるケーブルは、燃焼時に無機成分によって被覆層の表面にバリア層が形成されるため、優れた難燃性を発揮できるとされる。
しかしながら、ハロゲン系難燃剤を用いた難燃性組成物と比較し、ハロゲン系難燃剤を用いない上記従来のノンハロゲン難燃性組成物は、比較的多量にノンハロゲン難燃剤を配合しなければ難燃性が得られ難い。また、ノンハロゲン難燃剤として水酸化マグネシウムを用いる場合には、ポリオレフィン系樹脂等の合成樹脂と水酸化マグシウムとの相溶性が低いため、得られる難燃性樹脂組成物中での水酸化マグネシウムの分散性や、耐水性に課題がある。さらに、水酸化マグネシウムが水と空気中の炭酸ガスと反応し、白色の塩基性炭酸マグネシウムに変質する炭酸ガス白化を生じるおそれがある。その結果、この難燃性樹脂組成物を押出成形して電線やケーブルの被覆層として使用すると、電気特性の著しい低下を招くという不都合があった。
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、難燃性に優れる被覆層を形成できる難燃性組成物と、この難燃性組成物を用いた絶縁電線及びケーブルとを提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る難燃性組成物は、熱可塑性樹脂と、クレーと、脂肪酸含有化合物と、シリコーン系化合物とを含有し、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、上記クレーの含有量が40質量部以上220質量部以下、上記脂肪酸含有化合物の含有量が5質量部以上25質量部以下、上記シリコーン系化合物の含有量が1質量部以上12質量部以下である。
また、上記課題を解決するためになされた本発明の別の一態様に係る絶縁電線は、導体と、この導体を被覆する被覆層とを備える絶縁電線であって、上記被覆層が上述の難燃性組成物により形成される。
上記課題を解決するためになされた本発明のさらに別の一態様に係るケーブルは、導体又は光ファイバである芯線と、この芯線を被覆する1又は複数の被覆層とを備えるケーブルであって、上記被覆層のうち少なくとも1層が上述の難燃性組成物により形成される。
本発明の一態様に係る難燃性組成物は、難燃性に優れる被覆層を形成できる。本発明の別の一態様に係る絶縁電線及びケーブルは、難燃性に優れる。
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一態様に係る難燃性組成物は、熱可塑性樹脂と、クレーと、脂肪酸含有化合物と、シリコーン系化合物とを含有し、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、上記クレーの含有量が40質量部以上220質量部以下、上記脂肪酸含有化合物の含有量が5質量部以上25質量部以下、上記シリコーン系化合物の含有量が1質量部以上12質量部以下である。
本発明の一態様に係る難燃性組成物は、熱可塑性樹脂と、クレーと、脂肪酸含有化合物と、シリコーン系化合物とを含有し、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、上記クレーの含有量が40質量部以上220質量部以下、上記脂肪酸含有化合物の含有量が5質量部以上25質量部以下、上記シリコーン系化合物の含有量が1質量部以上12質量部以下である。
当該難燃性組成物は、クレー、脂肪酸含有化合物及びシリコーン系化合物を特定量含有することで、押出成形によって絶縁電線及びケーブルの被覆層を形成した際に上記クレーを層状に分布させることができる。当該難燃性組成物が上記脂肪酸含有化合物及び上記シリコーン系化合物を特定量含有することで形成される被覆層に上記クレーを層状に分布できる理由は明確ではないが、例えば以下のように考察することができる。すなわち、脂肪酸含有化合物による当該難燃性組成物の押出時の流動性低下と、無機物及び有機物の性質を有する上記シリコーン系化合物による上記クレーの分散性向上とが理由であると考えられる。この層状に分布した上記クレーは、上記被覆層の燃焼時に表面を保護するバリア層を形成する。そのため、当該難燃性組成物により形成される被覆層は、耐延焼性等の難燃性に優れる。また、当該難燃性組成物は、上記脂肪酸含有化合物及びシリコーン系化合物が難燃助剤としても機能するため、形成される被覆層の難燃性をより向上できる。特に、上記シリコーン系化合物は、上記被覆層の燃焼時にその表面に移動した後に分解されてシリカを生成し、このシリカが上記バリア層を補強する。その結果、上記被覆層の難燃性をより向上できる。さらに、当該難燃性組成物は、合成樹脂、炭酸カルシウム粒子、シリコーン系化合物及び脂肪酸含有化合物を含有する上記従来の難燃性組成物と比較し、炭酸カルシウムよりも化学的に安定なクレーを用いているため、形成される被覆層の難燃性により優れる。さらに、当該難燃性組成物は、ハロゲン系難燃剤や金属水酸化物を用いなくても難燃性に優れる被覆層を形成できるため、上記被覆層の燃焼時のハロゲンガス発生や、上記被覆層の高湿下でのブルーム及び絶縁抵抗低下を抑制し易い。さらに、当該難燃性組成物は、クレー、脂肪酸含有化合物及びシリコーン系化合物という比較的安価な材料を用いているため、上記被覆層の難燃性と材料コストとのバランスにも優れる。ここで「脂肪酸含有化合物」とは、脂肪酸と、脂肪酸から1個の水素イオンが脱離した化合物をアニオンとして含むイオン化合物とをいう。
上記クレーがシランカップリング剤に由来する表面処理層を有するとよい。このように、上記クレーがシランカップリング剤に由来する表面処理層を有することで、上記熱可塑性樹脂及び上記クレーの親和性を向上し、上記クレーの分散性を向上できる。そのため、形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。
上記熱可塑性樹脂がポリオレフィンであるとよい。このように、上記熱可塑性樹脂が押出成形性に優れるポリオレフィンであることで、形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。また、ポリオレフィンは絶縁性に優れるため、当該難燃性組成物により絶縁電線及び電気ケーブルの絶縁層を形成した場合に、上記絶縁層の絶縁抵抗を向上できる。
上記シリコーン系化合物がシリコーンゴムであるとよい。このように、上記シリコーン系化合物がシリコーンゴムであることで、形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。また、上記被覆層の表面にシリコーン系化合物がブルームとして析出することをより確実に抑制できる。
上記脂肪酸含有化合物が、炭素数10以上30以下の脂肪酸の金属塩であるとよい。このように、上記脂肪酸含有化合物が特定炭素数の脂肪酸の金属塩であることで、この脂肪酸の金属塩が滑剤としての機能を発揮し、形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなる。その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。また、上記脂肪酸の金属塩は、上記被覆層の燃焼時にその表面に移動した後に分解され、遊離した金属が上記バリア層を強化することで、上記被覆層の難燃性をより向上できる。
上記脂肪酸の金属塩がステアリン酸マグネシウムであるとよい。このように、上記脂肪酸の金属塩が内部滑性を有するステアリン酸マグネシウムであることで、上記被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。
上記課題を解決するためになされた本発明の別の一態様に係る絶縁電線は、導体と、この導体を被覆する被覆層とを備える絶縁電線であって、上記被覆層が上述の難燃性組成物により形成される。当該絶縁電線は、上述の難燃性組成物により形成される被覆層を備えるため難燃性に優れる。
上記課題を解決するためになされた本発明のさらに別の一態様に係るケーブルは、導体又は光ファイバである芯線と、この芯線を被覆する1又は複数の被覆層とを備えるケーブルであって、上記被覆層のうち少なくとも1層が上述の難燃性組成物により形成される。当該ケーブルは、上述の難燃性組成物により形成される被覆層を備えるため難燃性に優れる。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施形態に係る難燃性組成物、絶縁電線及びケーブルについて図面を参照しつつ詳説する。なお、以下において例示される材料は、特に断りがない限り、単独で使用しても、複数を併用してもよい。
以下、本発明の実施形態に係る難燃性組成物、絶縁電線及びケーブルについて図面を参照しつつ詳説する。なお、以下において例示される材料は、特に断りがない限り、単独で使用しても、複数を併用してもよい。
[第1実施形態]
<難燃性組成物>
当該難燃性組成物は、熱可塑性樹脂と、クレーと、脂肪酸含有化合物と、シリコーン系化合物とを含有する。当該難燃性組成物は、電気ケーブル、光ケーブル、電気光複合ケーブル等のケーブルや絶縁電線の被覆層の形成に好適に用いることができる。当該難燃性組成物の形状としては、特に限定されないが、例えばペレット状、フレーク状、粉末状等とすることができる。当該難燃性組成物の比重としては、特に限定されないが、例えば1.1g/cm3以上1.4g/cm3以下とすることができる。
<難燃性組成物>
当該難燃性組成物は、熱可塑性樹脂と、クレーと、脂肪酸含有化合物と、シリコーン系化合物とを含有する。当該難燃性組成物は、電気ケーブル、光ケーブル、電気光複合ケーブル等のケーブルや絶縁電線の被覆層の形成に好適に用いることができる。当該難燃性組成物の形状としては、特に限定されないが、例えばペレット状、フレーク状、粉末状等とすることができる。当該難燃性組成物の比重としては、特に限定されないが、例えば1.1g/cm3以上1.4g/cm3以下とすることができる。
当該難燃性組成物の温度190℃、荷重2.16kgでのメルトフローレート(MFR)の下限としては、0.05が好ましく、0.15がより好ましい。一方、上記MFRの上限としては、10が好ましく、5がより好ましい。また、当該難燃性組成物の温度190℃、荷重21.6kgでのMFRの下限としては、15が好ましく、20がより好ましい。一方、上記MFRの上限としては、100が好ましく、80がより好ましい。上記MFRが上記下限より小さい場合又は上記MFRが上記上限を超える場合、当該難燃性組成物の成形性が低下し、形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ難くなるおそれがある。その結果、上記被覆層の難燃性が低下するおそれがある。なお、当該難燃性組成物の温度190℃、荷重2.16kgでのMFR(MFR−1)に対する温度190℃、荷重21.6kgでのMFR(MFR−2)の比(MFR−2/MFR−1)としては、例えば50以上400以下である。ここで「MFR」とは、JIS−K6922−2:2010「プラスチック−ポリエチレン(PE)成形用及び押出用材料−第2部:試験片の作製方法及び特性の求め方」に準拠して測定した値をいう。
[熱可塑性樹脂]
当該難燃性組成物に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらの中でポリオレフィンが好ましい。このように、上記熱可塑性樹脂が押出成形性に優れるポリオレフィンであることで、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。また、ポリオレフィンは絶縁性に優れるため、当該難燃性組成物により絶縁電線や電気ケーブルの絶縁層を形成した場合に、上記絶縁層の絶縁抵抗を向上できる。
当該難燃性組成物に用いる熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらの中でポリオレフィンが好ましい。このように、上記熱可塑性樹脂が押出成形性に優れるポリオレフィンであることで、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。また、ポリオレフィンは絶縁性に優れるため、当該難燃性組成物により絶縁電線や電気ケーブルの絶縁層を形成した場合に、上記絶縁層の絶縁抵抗を向上できる。
ポリオレフィンとは、オレフィン類をモノマーとして用いた重合体である。当該難燃性組成物に用いるポリオレフィンとしては、オレフィン類のみをモノマーとして用いた重合体、オレフィン類と極性モノマーとの共重合体、これらの重合体を無水マレイン酸等で酸変性させた重合体等が挙げられる。
上記オレフィン類のみをモノマーとして用いた重合体としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンプロピレン共重合体、エチレンブテン共重合体、エチレンと4−メチル−1−ペンテンとの共重合体、エチレンヘキセン共重合体、エチレンオクテン共重合体、プロピレンブテン共重合体、プロピレンとエチレンとブテンとの共重合体、プロピレンと4−メチル−1−ペンテンとの共重合体等が挙げられる。上記ポリエチレンとしては、例えば低密度ポリエチレン(密度0.910g/cm3以上0.930g/cm3未満)、中密度ポリエチレン(0.930g/cm3以上0.942g/cm3未満)、高密度ポリエチレン(密度0.942g/cm3以上)等が挙げられる。
上記オレフィン類と極性モノマーとの共重合体における極性モノマーとしては、例えば酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸、エチルアクリレート等が挙げられる。上記オレフィン類と極性モノマーとの共重合体としては、例えばエチレン酢酸ビニル共重合体、プロピレン酢酸ビニル共重合体、エチレン(メタ)アクリル酸共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体等が挙げられる。上記オレフィン類と極性モノマーとの共重合体の全構造単位における上記極性モノマーに由来する構造単位の含有割合としては、例えば10質量%以上40質量%以下である。ここで「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸、メタクリル酸又はこれらの組み合わせを意味する。
上述の重合体を無水マレイン酸等で酸変性させた重合体としては、例えば無水マレイン酸変性エチレンブテン共重合体等が挙げられる。
上記ポリオレフィンとしては、高密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、無水マレイン酸変性エチレンブテン共重合体及びこれらの組み合わせが好ましい。
上記熱可塑性樹脂の温度190℃、荷重2.16kgでのMFRの下限としては、0.05g/10minが好ましく、0.08g/minがより好ましい。一方、上記熱可塑性樹脂の上記MFRの上限としては、10g/minが好ましく、5g/minがより好ましい。上記MFRが上記下限より小さい場合又は上記MFRが上記上限を超える場合、当該難燃性組成物の成形性が低下するおそれがある。その結果、形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ難くなり、上記被覆層の難燃性が低下するおそれがある。
当該難燃性組成物における上記熱可塑性樹脂の含有量の下限としては、25質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、50質量%がさらに好ましい。一方、上記熱可塑性樹脂の含有量の上限としては、70質量%が好ましく、65質量%がより好ましい。上記熱可塑性樹脂の含有量が上記下限より小さい場合、当該難燃性組成物の成形性が低下するおそれがある。逆に、上記熱可塑性樹脂の含有量が上記上限を超える場合、上記クレー、脂肪酸含有化合物及びシリコーン系化合物の含有量が不十分となり、当該難燃性組成物により形成される被覆層の難燃性が低下するおそれがある。
[クレー]
当該難燃性組成物に用いるクレーは、含水ケイ酸アルミニウムを主成分とする粘土状充填材である。当該難燃性組成物に用いるクレーは、通常焼成したクレーである。上記クレーの原料としては、モンモリロナイト、パイロフィライト、カオリナイト、ハロイサイト、セリサイト等の天然鉱石が挙げられる。上記クレーとしては、カオリンクレー(カオリナイトを原料とするクレー)が好ましい。ここで「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば含有量が50質量%以上の成分を指す。
当該難燃性組成物に用いるクレーは、含水ケイ酸アルミニウムを主成分とする粘土状充填材である。当該難燃性組成物に用いるクレーは、通常焼成したクレーである。上記クレーの原料としては、モンモリロナイト、パイロフィライト、カオリナイト、ハロイサイト、セリサイト等の天然鉱石が挙げられる。上記クレーとしては、カオリンクレー(カオリナイトを原料とするクレー)が好ましい。ここで「主成分」とは、最も含有量の多い成分であり、例えば含有量が50質量%以上の成分を指す。
上記クレーの平均粒径の下限としては、0.1μmが好ましく、0.2μmがより好ましい。一方、上記クレーの平均粒径の上限としては、10μmが好ましく、2μmがより好ましい。上記クレーの平均粒径が上記下限より小さい場合、当該難燃性組成物への分散性が低下するおそれがある。逆に、上記クレーの平均粒径が上記上限を超える場合、当該難燃性組成物により形成される被覆層の燃焼時に緻密なバリア層の形成が困難となり、難燃性が不十分になるおそれがある。ここで「クレーの平均粒径」とは、難燃性組成物で形成した被覆層等の成形体の断面を電子顕微鏡(例えば走査型電子顕微鏡)で観察し、任意の10個のクレーの面積と等面積の真円の径の平均値を指す。
上記クレーの平均アスペクト比の下限としては、2:1が好ましく、5:1がより好ましい。一方、上記クレーの平均アスペクト比の上限としては、20:1が好ましく、10:1がより好ましい。上記クレーの平均アスペクト比を上記範囲とすることで、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。ここで「クレーの平均アスペクト比」とは、難燃性組成物で形成した被覆層等の成形体の断面を電子顕微鏡(例えば走査型電子顕微鏡)で観察し、任意の10個のクレーのそれぞれの最長径の平均値(R1)と最短径の平均値(R2)との比(R1:R2)をいう。
上記クレーはシランカップリング剤に由来する表面処理層を有することが好ましい。このように、上記クレーがシランカップリング剤に由来する表面処理層を有することで、上記熱可塑性樹脂及び上記クレーの親和性を向上し、当該難燃性組成物における分散性を向上できる。その結果、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。
上記シランカップリング剤としては、例えばアミノシラン化合物、エポキシシラン化合物、ビニルシラン化合物、アクリロキシ基又はメタクリロキシ基を有するシラン化合物等が挙げられる。上記シランカップリング剤としては、上記クレーの上記熱可塑性樹脂に対する親和性をより向上する観点から、ビニルシラン化合物が好ましい。
当該難燃性組成物における上記クレーの含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、40質量部であり、50質量部が好ましい。一方、上記クレーの含有量の上限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、220質量部であり、190質量部が好ましく、70質量部がより好ましい。上記クレーの含有量が上記下限より小さい場合、当該難燃性組成物により形成される被覆層の難燃性が低下するおそれがある。逆に、上記クレーの含有量が上記上限を超える場合、当該難燃性組成物の成形性が低下するおそれや、当該難燃性組成物により形成される被覆層の引張破壊応力、引張破壊歪み等の引張特性が低下するおそれがある。
[脂肪酸含有化合物]
当該難燃性組成物に用いる脂肪酸含有化合物としては、例えば脂肪酸やその金属塩等が挙げられる。上記脂肪酸は、飽和脂肪酸でも不飽和脂肪酸でもよい。上記脂肪酸としては、例えばラウリン酸(炭素数12の飽和脂肪酸)、ミリスチン酸(炭素数14の飽和脂肪酸)、パルミチン酸(炭素数16の飽和脂肪酸)、ステアリン酸(炭素数18の飽和脂肪酸)、ツベルクロステアリン酸(炭素数19の飽和脂肪酸)、オレイン酸(炭素数18の不飽和脂肪酸)、リノール酸(炭素数18の不飽和脂肪酸)、アラキドン酸(炭素数20の不飽和脂肪酸)、ベヘン酸(炭素数21の飽和脂肪酸)、モンタン酸(炭素数28の飽和脂肪酸)等が挙げられる。上記脂肪酸としては、炭素数10以上30以下の脂肪酸が好ましく、ステアリン酸がより好ましい。
当該難燃性組成物に用いる脂肪酸含有化合物としては、例えば脂肪酸やその金属塩等が挙げられる。上記脂肪酸は、飽和脂肪酸でも不飽和脂肪酸でもよい。上記脂肪酸としては、例えばラウリン酸(炭素数12の飽和脂肪酸)、ミリスチン酸(炭素数14の飽和脂肪酸)、パルミチン酸(炭素数16の飽和脂肪酸)、ステアリン酸(炭素数18の飽和脂肪酸)、ツベルクロステアリン酸(炭素数19の飽和脂肪酸)、オレイン酸(炭素数18の不飽和脂肪酸)、リノール酸(炭素数18の不飽和脂肪酸)、アラキドン酸(炭素数20の不飽和脂肪酸)、ベヘン酸(炭素数21の飽和脂肪酸)、モンタン酸(炭素数28の飽和脂肪酸)等が挙げられる。上記脂肪酸としては、炭素数10以上30以下の脂肪酸が好ましく、ステアリン酸がより好ましい。
上記脂肪酸含有化合物が脂肪酸金属塩である場合、上記金属としては、例えばマグネシウム、カルシウム、亜鉛、鉛等が挙げられ、マグネシウムが好ましい。
上記脂肪酸含有化合物としては、炭素数10以上30以下の脂肪酸の金属塩が好ましく、ステアリン酸マグネシウムがより好ましい。このように、上記脂肪酸含有化合物が特定炭素数の脂肪酸の金属塩であることで、この脂肪酸の金属塩が滑剤としての機能を発揮し、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなる。その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。また、上記脂肪酸の金属塩は、上記被覆層の燃焼時にその表面に移動した後に分解され、遊離した金属が上記バリア層を強化することで、上記被覆層の難燃性をより向上できる。また、上記脂肪酸の金属塩が内部滑性を有するステアリン酸マグネシウムであることで、上記被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。
当該難燃性組成物における上記脂肪酸含有化合物の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、5質量部であり、6.5質量部が好ましい。一方、上記脂肪酸含有化合物の含有量の上限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、25質量部であり、20質量部が好ましく、10質量部がより好ましい。上記脂肪酸含有化合物の含有量が上記下限より小さい場合、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させることが困難となり、上記被覆層の難燃性が低下するおそれがある。逆に、上記脂肪酸含有化合物の含有量が上記上限を超える場合、上記脂肪酸含有化合物及び上記熱可塑性樹脂を均一に混合することが困難となり、当該難燃性組成物により形成される被覆層の表面に上記脂肪酸含有化合物のダマが生じるおそれがある。また、当該難燃性組成物により形成される被覆層の引張破壊応力、引張破壊歪み等の引張特性が低下するおそれがある。
[シリコーン系化合物]
当該難燃性組成物に用いるシリコーン系化合物としては、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーンレジン等が挙げられる。上記シリコーン系化合物としては、シリコーンゴムが好ましい。このように、上記シリコーン系化合物がシリコーンゴムであることで、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。また、上記被覆層の表面にシリコーン系化合物がブルームとして析出することをより確実に抑制できる。
当該難燃性組成物に用いるシリコーン系化合物としては、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーンレジン等が挙げられる。上記シリコーン系化合物としては、シリコーンゴムが好ましい。このように、上記シリコーン系化合物がシリコーンゴムであることで、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させ易くなり、その結果、上記被覆層の難燃性をより確実に向上できる。また、上記被覆層の表面にシリコーン系化合物がブルームとして析出することをより確実に抑制できる。
上記シリコーン系化合物は、シロキサン結合(Si−O)の繰り返しによって構成される主鎖を有するポリシロキサンをベースとした化合物である。上記ポリシロキサンとしては、例えば上記主鎖のケイ素原子に有機基が結合しているオルガノポリシロキサン等が挙げられる。上記有機基としては、例えばメチル基、ビニル基、エチル基、プロピル基、フェニル基等が挙げられる。具体的なオルガノポリ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)ポリシロキサン等が挙げられる。上記オルガノポリシロキサンとしては、ジメチルポリシロキサンが好ましい。
当該難燃性組成物における上記シリコーン系化合物の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、1質量部であり、1.5質量部が好ましい。一方、上記シリコーン系化合物の含有量の上限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、12質量部であり、8質量部が好ましく、3質量部がより好ましい。上記シリコーン系化合物の含有量が上記下限より小さい場合、当該難燃性組成物により形成される被覆層に上記クレーを層状に分布させることが困難となるおそれがある。また、上記被覆層の燃焼時に形成されるバリア層を上記シリコーン系化合物から生成されるシリカによって十分に強化できないおそれがある。これらの結果、上記被覆層の難燃性が低下するおそれがある。逆に、上記シリコーン系化合物の含有量が上記上限を超える場合、当該難燃性組成物により形成される被覆層の引張破壊応力、引張破壊歪み等の引張特性が低下するおそれがある。
[任意成分]
当該難燃性組成物は、酸化防止剤、脂肪酸含有化合物以外の滑剤、クレー以外の無機フィラー、顔料、反射付与剤、隠蔽剤、加工安定剤、可塑剤等の添加剤を含有してもよい。
当該難燃性組成物は、酸化防止剤、脂肪酸含有化合物以外の滑剤、クレー以外の無機フィラー、顔料、反射付与剤、隠蔽剤、加工安定剤、可塑剤等の添加剤を含有してもよい。
但し、当該難燃性組成物は、添加剤として難燃剤を実質的に含有しないことが好ましい。当該難燃性組成物は、ハロゲン系難燃剤、金属水酸化物等の難燃剤を用いなくても難燃性に優れる被覆層を形成できる。そのため、当該難燃性組成物は、上記被覆層の燃焼時のハロゲンガス発生や、上記被覆層の高湿下でのブルーム及び絶縁抵抗低下を抑制し易い。
上記酸化防止剤は、当該難燃性組成物により形成される被覆層の酸化劣化を抑制する。上記酸化防止剤としては、酸化の初期段階で発生するフリーラジカルを捕捉するラジカル捕捉剤(一次酸化防止剤)や、フリーラジカルの反応により生じるパーオキサイド(過酸化物)を無害なものに分解する過酸化物分解剤(二次酸化防止剤)や、重金属による酸化の促進を抑制する金属不活性化剤等が挙げられる。上記ラジカル捕捉剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤等が挙げられる。上記過酸化物分解剤としては、例えば硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。上記金属不活性化剤としては、例えばヒドラジン系酸化防止剤、アミド系酸化防止剤等が挙げられる。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えばペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、N,N’−ヘキサメチレンビス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナマイド、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジルホスホネート−ジエチルエステル、2,4−ビス[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾール、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノン、2−t−ブチル−6−(3−ブチル−2−ヒドロキシ−5−メチルベンジル)−4−メチルフェニルアクリレート、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)等が挙げられる。
ヒンダードアミン系酸化防止剤としては、例えばN−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ドデシルコハク酸イミド、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラ(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート等が挙げられる。
硫黄系酸化防止剤としては、例えばフェノチアジン、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−ラウリルチオプロピオネート)、ジドデシルサルファイド、ジオクタデシルサルファイド、ジドデシルチオジプロピオネート、ジオクタデシルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ドデシルオクタデシルチオジプロピオネート、2−メルカプトベンゾイミダゾール等が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、例えばトリイソデシルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリノニルフェニルホスファイト等が挙げられる。
酸化防止剤としては、これらの中でヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく、ペンタエリトリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオナート](例えばBASF社の「イルガノックス1010」)がより好ましい。
当該難燃性組成物が酸化防止剤を含有する場合、上記酸化防止剤の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、0.1質量部が好ましく、0.5質量部がより好ましい。一方、上記酸化防止剤の含有量の上限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、10質量部が好ましく、3質量部がより好ましい。上記酸化防止剤の含有量が上記下限より小さい場合、当該難燃性組成物の酸化劣化を十分に抑制できないおそれがある。逆に、上記酸化防止剤の含有量が上記上限を超える場合、当該難燃性組成物により形成される被覆層と導体、光ファイバ等の芯線との接着性が低下するおそれがある。
上記脂肪酸含有化合物以外の滑剤は、当該難燃性組成物の成形性を向上する。上記滑剤としては、例えば流動パラフィン、パラフィンワックス、脂肪酸アミド、脂肪酸エステル等が挙げられる。当該難燃性組成物が滑剤を含有する場合、上記滑剤の含有量の下限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、0.1質量部が好ましく、1質量部がより好ましい。一方、上記滑剤の含有量の上限としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、10質量部が好ましく、4質量部がより好ましい。上記滑剤の含有量が上記下限より小さい場合、当該難燃性組成物の成形性が低下するおそれがある。逆に、上記滑剤の含有量が上記上限を超える場合、当該難燃性組成物により形成される被覆層と導体、光ファイバ等の芯線との接着性が低下するおそれがある。
上記クレー以外の無機フィラーとしては、例えばタルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、カーボンブラック、シリカ等が挙げられる。当該難燃性組成物により形成される成形体を太陽光に曝される屋外用途に用いる場合、紫外線劣化を避ける観点から、当該難燃性組成物に無機フィラーとしてカーボンブラックを添加することが好ましい。当該難燃性組成物が無機フィラーを含有する場合、上記無機フィラーの含有量としては、上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、例えば1質量部以上10質量部以下である。なお、無機フィラーとして金属水酸化物を用いる場合においても、その含有量が上記範囲であれば、形成される成形体における炭酸ガス白化の発生を抑制できる。
<難燃性組成物の製造方法>
当該難燃性組成物は、例えば材料となる熱可塑性樹脂、クレー、脂肪酸含有化合物及びシリコーン系化合物と、必要に応じて任意成分とを溶融混練することにより製造できる。上記溶融混練に用いる装置としては、例えば加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の密閉式混合機などが挙げられる。上記混練時の排出温度の下限としては、混合機内での固化を防ぐ観点から、140℃が好ましい。一方、上記混練時の排出温度の上限としては、熱によるヤケを防ぐ観点から、230℃が好ましい。溶融混練した材料は、例えばオープンロールを用いて帯状に成形し、ペレタイザ等を用いてペレット状に裁断することにより、押出機に投入可能な形状とすることができる。
当該難燃性組成物は、例えば材料となる熱可塑性樹脂、クレー、脂肪酸含有化合物及びシリコーン系化合物と、必要に応じて任意成分とを溶融混練することにより製造できる。上記溶融混練に用いる装置としては、例えば加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の密閉式混合機などが挙げられる。上記混練時の排出温度の下限としては、混合機内での固化を防ぐ観点から、140℃が好ましい。一方、上記混練時の排出温度の上限としては、熱によるヤケを防ぐ観点から、230℃が好ましい。溶融混練した材料は、例えばオープンロールを用いて帯状に成形し、ペレタイザ等を用いてペレット状に裁断することにより、押出機に投入可能な形状とすることができる。
上記シリコーン系化合物は、溶融混練の前に上記クレーの表面に付着させておくとよい。このように、溶融混練の前に上記シリコーン系化合物を上記クレーの表面に付着させることで、当該難燃性組成物に上記クレーをより確実に分散させることができる。この場合、当該難燃性組成物の製造に用いる上記クレーの一部に上記シリコーン系化合物を付着させてもよく、上記クレーの全部に上記シリコーン系化合物を付着させてもよいが、上記クレーの全部にシリコーン系化合物を付着させることが好ましい。
上記クレーの表面に上記シリコーン系化合物を付着させる方法としては、例えば上記クレーと上記シリコーン系化合物とを混合し、得られた混合物を乾燥させた後、ヘンシェルミキサー、アトマイザ等により粉砕する方法等が挙げられる。上記乾燥条件としては、例えば40℃以上75℃以下、10分以上40分以下とすることができる。
[第2実施形態]
<絶縁電線>
当該絶縁電線は、導体と、この導体を被覆する被覆層としての絶縁層とを備える。当該絶縁電線の絶縁層は、当該難燃性組成物により形成される。当該絶縁電線の断面形状としては、特に限定されないが、例えば円形、方形、矩形等の種々の形状を採用することができる。当該絶縁電線の、平均径としては、例えば0.3mm以上25mm以下とすることができる。ここで「平均径」とは、断面積と等面積の真円の直径を指す。
<絶縁電線>
当該絶縁電線は、導体と、この導体を被覆する被覆層としての絶縁層とを備える。当該絶縁電線の絶縁層は、当該難燃性組成物により形成される。当該絶縁電線の断面形状としては、特に限定されないが、例えば円形、方形、矩形等の種々の形状を採用することができる。当該絶縁電線の、平均径としては、例えば0.3mm以上25mm以下とすることができる。ここで「平均径」とは、断面積と等面積の真円の直径を指す。
[導体]
当該絶縁電線の導体としては、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属線や、複数の金属線を撚り合わせた撚線などを用いることができる。上記導体の断面形状としては、特に限定されないが、例えば円形、方形、矩形等の種々の形状を採用することができる。また、上記導体の平均径としては、例えば0.1mm以上5mm以下とすることができる。
当該絶縁電線の導体としては、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属線や、複数の金属線を撚り合わせた撚線などを用いることができる。上記導体の断面形状としては、特に限定されないが、例えば円形、方形、矩形等の種々の形状を採用することができる。また、上記導体の平均径としては、例えば0.1mm以上5mm以下とすることができる。
[絶縁層]
当該絶縁電線の被覆層は、当該難燃性組成物により形成される。上記絶縁層の平均厚みとしては、特に限定されないが、例えば0.1mm以上10mm以下である。
当該絶縁電線の被覆層は、当該難燃性組成物により形成される。上記絶縁層の平均厚みとしては、特に限定されないが、例えば0.1mm以上10mm以下である。
<絶縁電線の製造方法>
当該絶縁電線の製造方法としては、例えば当該難燃性組成物を導体の周面に押出す絶縁層形成工程を備える方法等が挙げられる。上記絶縁層形成工程における押出方法としては、例えば充実押出法、チュービング押出法等が挙げられる。また、押出温度としては、例えば130℃以上230℃以下とすることができる。
当該絶縁電線の製造方法としては、例えば当該難燃性組成物を導体の周面に押出す絶縁層形成工程を備える方法等が挙げられる。上記絶縁層形成工程における押出方法としては、例えば充実押出法、チュービング押出法等が挙げられる。また、押出温度としては、例えば130℃以上230℃以下とすることができる。
[第3実施形態]
<ケーブル>
図1の当該ケーブル1は、導体2と、この導体2を被覆する絶縁層3と、この絶縁層3を被覆するシース層4とを備える電気ケーブルである。当該ケーブル1は、導体2が芯線であり、絶縁層3及びシース層4が被覆層である。絶縁層3及びシース層4のうち少なくとも一方は、当該難燃性組成物により形成される。導体2は、第2実施形態の導体と同様とできるため、説明を省略する。当該ケーブル1の平均径としては、例えば0.5mm以上30mm以下とすることができる。
<ケーブル>
図1の当該ケーブル1は、導体2と、この導体2を被覆する絶縁層3と、この絶縁層3を被覆するシース層4とを備える電気ケーブルである。当該ケーブル1は、導体2が芯線であり、絶縁層3及びシース層4が被覆層である。絶縁層3及びシース層4のうち少なくとも一方は、当該難燃性組成物により形成される。導体2は、第2実施形態の導体と同様とできるため、説明を省略する。当該ケーブル1の平均径としては、例えば0.5mm以上30mm以下とすることができる。
[絶縁層]
絶縁層3の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば0.1mm以上5mm以下とすることができる。絶縁層3は、当該難燃性組成物により形成されていてもよく、熱可塑性樹脂及び任意成分を含有する他の樹脂組成物により形成されていてもよい。上記熱可塑性樹脂としては、例えば当該難燃性組成物で例示した熱可塑性樹脂と同様のもの等が挙げられ、絶縁性の観点から、ポリオレフィンが好ましく、その中でも燃焼時に燃焼生成物を主成分とする難燃性被膜を形成する性能(殻作り性)の高さに起因して難燃性に優れるエチレンエチルアクリレート共重合体がより好ましい。
絶縁層3の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば0.1mm以上5mm以下とすることができる。絶縁層3は、当該難燃性組成物により形成されていてもよく、熱可塑性樹脂及び任意成分を含有する他の樹脂組成物により形成されていてもよい。上記熱可塑性樹脂としては、例えば当該難燃性組成物で例示した熱可塑性樹脂と同様のもの等が挙げられ、絶縁性の観点から、ポリオレフィンが好ましく、その中でも燃焼時に燃焼生成物を主成分とする難燃性被膜を形成する性能(殻作り性)の高さに起因して難燃性に優れるエチレンエチルアクリレート共重合体がより好ましい。
[シース層]
シース層4の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば0.2mm以上5mm以下とすることができる。シース層4は、当該難燃性組成物により形成されていてもよく、熱可塑性樹脂及び任意成分を含有する他の樹脂組成物により形成されていてもよい。上記熱可塑性樹脂としては、例えば当該難燃性組成物で例示した熱可塑性樹脂と同様のもの等が挙げられ、ポリオレフィンが好ましい。
シース層4の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば0.2mm以上5mm以下とすることができる。シース層4は、当該難燃性組成物により形成されていてもよく、熱可塑性樹脂及び任意成分を含有する他の樹脂組成物により形成されていてもよい。上記熱可塑性樹脂としては、例えば当該難燃性組成物で例示した熱可塑性樹脂と同様のもの等が挙げられ、ポリオレフィンが好ましい。
<ケーブルの製造方法>
当該ケーブルの製造方法としては、例えば導体の周面に絶縁層形成用組成物を押出す絶縁電線形成工程と、得られた絶縁電線の周面にシース層形成用組成物を押出すシース層形成工程とを備え、上記絶縁層形成用組成物及びシース層形成用組成物のうち少なくとも一方に当該難燃性組成物を用いる方法等が挙げられる。
当該ケーブルの製造方法としては、例えば導体の周面に絶縁層形成用組成物を押出す絶縁電線形成工程と、得られた絶縁電線の周面にシース層形成用組成物を押出すシース層形成工程とを備え、上記絶縁層形成用組成物及びシース層形成用組成物のうち少なくとも一方に当該難燃性組成物を用いる方法等が挙げられる。
上記絶縁電線形成工程及びシース層形成工程における押出方法及び押出温度は、例えば第2実施形態の絶縁層形成工程と同様とすることができる。
また、当該ケーブルの製造方法としては、例えば内側から順に絶縁層形成用組成物及びシース層形成用組成物を導体の周面に共押出する共押出工程を備え、上記絶縁層形成用組成物及びシース層形成用組成物のうち少なくとも一方に当該難燃性組成物を用いる方法等も採用できる。
[第4実施形態]
<ケーブル>
図2の当該ケーブル11は、断面略長方形の本体部11aと、この本体部11aの短辺側の一方の側面に切断容易な首部11bを介して接続される断面略円形の支持線部11cとを備える光ファイバケーブルである。本体部11aは、支持線部11c側から以下の順に平行かつ等間隔に配設される第1テンションメンバ15a、光ファイバ芯線12及び第2テンションメンバ15bと、これらを被覆するシース層14とを有する。光ファイバ芯線12は、本体部11aの中心に配設される。また、本体部11aは、長手方向の両側面の一部が二等辺三角形状に陥没することで2つのノッチ17が形成されている。この2つのノッチ17は、その頂点(最も深く陥没した箇所)が光ファイバ芯線12を挟んで対向する位置に形成されている。支持線部11cは、光ファイバ芯線12と平行に配設される金属線16と、この金属線16を被覆するシース層14とを有する。首部11bは、シース層14のみによって構成される。金属線16を被覆するシース層14と、首部11bを構成するシース層14と、第1テンションメンバ15a、光ファイバ芯線12及び第2テンションメンバ15bを被覆するシース層14とは、一体となっている。当該ケーブル11は、光ファイバ芯線12が芯線であり、シース層14が被覆層である。シース層14は、当該難燃性組成物により形成される。当該ケーブル11は、光ファイバを一般家庭の宅内に引き込むためのドロップケーブルとして用いることができる。
<ケーブル>
図2の当該ケーブル11は、断面略長方形の本体部11aと、この本体部11aの短辺側の一方の側面に切断容易な首部11bを介して接続される断面略円形の支持線部11cとを備える光ファイバケーブルである。本体部11aは、支持線部11c側から以下の順に平行かつ等間隔に配設される第1テンションメンバ15a、光ファイバ芯線12及び第2テンションメンバ15bと、これらを被覆するシース層14とを有する。光ファイバ芯線12は、本体部11aの中心に配設される。また、本体部11aは、長手方向の両側面の一部が二等辺三角形状に陥没することで2つのノッチ17が形成されている。この2つのノッチ17は、その頂点(最も深く陥没した箇所)が光ファイバ芯線12を挟んで対向する位置に形成されている。支持線部11cは、光ファイバ芯線12と平行に配設される金属線16と、この金属線16を被覆するシース層14とを有する。首部11bは、シース層14のみによって構成される。金属線16を被覆するシース層14と、首部11bを構成するシース層14と、第1テンションメンバ15a、光ファイバ芯線12及び第2テンションメンバ15bを被覆するシース層14とは、一体となっている。当該ケーブル11は、光ファイバ芯線12が芯線であり、シース層14が被覆層である。シース層14は、当該難燃性組成物により形成される。当該ケーブル11は、光ファイバを一般家庭の宅内に引き込むためのドロップケーブルとして用いることができる。
[本体部]
本体部11aの長辺の平均長さとしては、特に限定されないが、例えば1.5mm以上6mm以下とすることができる。また、本体部11aの短辺の平均長さとしては、特に限定されないが、例えば1mm以上4mm以下とすることができる。
本体部11aの長辺の平均長さとしては、特に限定されないが、例えば1.5mm以上6mm以下とすることができる。また、本体部11aの短辺の平均長さとしては、特に限定されないが、例えば1mm以上4mm以下とすることができる。
ノッチ17は、シース層14を切り裂いて光ファイバ芯線12を露出させ易くするために設けられている。ノッチ17の最大深さとしては、例えば0.1mm以上0.4mm以下とすることができる。ノッチ17の平均幅(ノッチを構成する三角形の底面の平均長さ)としては、例えば0.15mm以上0.6mm以下とすることができる。ノッチ17の頂点と光ファイバ芯線12の表面との最短距離としては、例えば0.2mm以上0.8mm以下とすることができる。
光ファイバ芯線12の平均径としては、特に限定されないが、例えば120μm以上500μm以下とすることができる。光ファイバ芯線12は、通常ガラスファイバと、このガラスファイバを被覆する保護層とを備える。上記保護層は、硬化したUV硬化樹脂等を主成分とする。上記ガラスファイバの平均径としては、特に限定されないが、例えば60μm以上250μm以下とすることができる。また、上記保護層の平均厚さとしては、特に限定されないが、例えば30μm以上125μm以下とすることができる。なお、上記保護層は、多層構造であってもよい。
第1テンションメンバ15a及び第2テンションメンバ15bとしては、単鋼線、撚鋼線、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。第1テンションメンバ15a及び第2テンションメンバ15bの平均径としては、特に限定されないが、例えば0.2mm以上0.8mm以下とすることができる。
[首部]
首部11bは、本体部11a及び支持線部11cを分離し易くするために設けられている。首部11bの最小幅としては、例えば0.1mm以上0.4mm以下とすることができる。
首部11bは、本体部11a及び支持線部11cを分離し易くするために設けられている。首部11bの最小幅としては、例えば0.1mm以上0.4mm以下とすることができる。
[支持線部]
支持線部11cの平均径としては、特に限定されないが、例えば1mm以上4mm以下とすることができる。金属線16としては、例えば単鋼線、撚鋼線等を用いることができる。金属線16の平均径としては、特に限定されないが、例えば0.6mm以上2.4mm以下とすることができる。
支持線部11cの平均径としては、特に限定されないが、例えば1mm以上4mm以下とすることができる。金属線16としては、例えば単鋼線、撚鋼線等を用いることができる。金属線16の平均径としては、特に限定されないが、例えば0.6mm以上2.4mm以下とすることができる。
<ケーブルの製造方法>
当該ケーブルの製造方法としては、例えば金属線、第1テンションメンバ、光ファイバ芯線及び第2テンションメンバをこの順に配設し、これらに当該難燃性組成物を押出被覆する方法等が挙げられる。押出方法及び押出温度としては、例えば第2実施形態で例示したものと同様とすることができる。
当該ケーブルの製造方法としては、例えば金属線、第1テンションメンバ、光ファイバ芯線及び第2テンションメンバをこの順に配設し、これらに当該難燃性組成物を押出被覆する方法等が挙げられる。押出方法及び押出温度としては、例えば第2実施形態で例示したものと同様とすることができる。
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
第2実施形態の絶縁電線は、導体を2本以上備えていてもよい。また、第3実施形態及び第4実施形態の当該ケーブルは、導体及び光ファイバを2本以上備えていてもよい。この場合、当該ケーブルは、芯線として導体及び光ファイバを備える光電気複合ケーブルであってもよい。また、第2実施形態の絶縁電線の絶縁層は、2層以上でもよい。この場合、上記複数の絶縁層のうち少なくとも1層が当該難燃性組成物により形成されていればよい。また、第3実施形態並びに第4実施形態の当該ケーブルの絶縁層及びシース層は、それぞれ2層以上でもよい。この場合、当該ケーブルの上記絶縁層及び上記シース層のうち少なくとも1層が当該難燃性組成物により形成されていればよい。
第2実施形態の当該絶縁電線、及び第3実施形態の当該ケーブルは、導体及び絶縁層の間にプライマー層をさらに備えてもよい。このプライマー層としては、金属水酸化物を含有しないエチレン等の架橋性樹脂を硬化させた層を好適に用いることができる。当該絶縁電線及び当該ケーブルは、上記プライマー層を備えることで、絶縁層及び導体の剥離性の経時低下による結線作業の効率低下を抑制できる。
第4実施形態の当該ケーブルの光ファイバ芯線は、2本以上のガラスファイバと、これらのガラスファイバを一括して被覆する保護層とにより構成されるものであってもよい。また、第4実施形態の当該ケーブルの支持線部及び首部と、本体部の第1テンションメンバ、第2テンションメンバ及びノッチとは任意構成である。そのため、当該ケーブルの断面形状としては例えば円形、楕円形等であってもよい。
以下、実施例によって本発明の一態様に係る難燃性組成物、絶縁電線及びケーブルをさらに具体的に説明するが、本発明は以下の製造例に限定されるものではない。
<難燃性組成物及び試験用模擬ドロップケーブルの製造>
本実施例に用いた熱可塑性樹脂を以下に示す。
高密度ポリエチレン(HDPE):プライムポリマー社の「ハイゼックス(登録商標)5305E」、密度0.951g/cm3、MFR(温度190℃、荷重2.16kg)0.8g/10min
エチレンエチルアクリレート共重合体(EEA):日本ポリエチレン社の「レクスパール(登録商標)A4250」、エチルアクリレート含有量25質量%
無水マレイン酸変性エチレンブテン共重合体(MAH−EB):三井化学社の「タフマー(登録商標)MH5020」、酸変性度2(同社の「タフマーMA8510」の酸変性度を1としたときの相対値)
本実施例に用いた熱可塑性樹脂を以下に示す。
高密度ポリエチレン(HDPE):プライムポリマー社の「ハイゼックス(登録商標)5305E」、密度0.951g/cm3、MFR(温度190℃、荷重2.16kg)0.8g/10min
エチレンエチルアクリレート共重合体(EEA):日本ポリエチレン社の「レクスパール(登録商標)A4250」、エチルアクリレート含有量25質量%
無水マレイン酸変性エチレンブテン共重合体(MAH−EB):三井化学社の「タフマー(登録商標)MH5020」、酸変性度2(同社の「タフマーMA8510」の酸変性度を1としたときの相対値)
本実施例に用いた添加剤を以下に示す。
焼成カオリンクレー:BugessPigment社の「Burgess KE」、ビニルシランで表面処理、平均粒径1.3μm、
炭酸カルシウム:白石カルシウム社の「ホワイトン(登録商標)B」、表面処理無し、平均粒径3.6μm
天然水酸化マグネシウム:神島化学工業社の「マグシーズ(登録商標)WH−5」、表面処理無し、平均粒径4.6μm
ステアリン酸マグネシウム:ADEKA社の「エフコケムMGS」
シリコーンゴム:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社の「TSE200」
ヒンダードフェノール系酸化防止剤:BASF社の「イルガノックス(登録商標)1010」
ステアリン酸亜鉛:堺化学工業社の「ステアリン酸亜鉛」
カーボンブラック:東海カーボン社の「シースト3H」
焼成カオリンクレー:BugessPigment社の「Burgess KE」、ビニルシランで表面処理、平均粒径1.3μm、
炭酸カルシウム:白石カルシウム社の「ホワイトン(登録商標)B」、表面処理無し、平均粒径3.6μm
天然水酸化マグネシウム:神島化学工業社の「マグシーズ(登録商標)WH−5」、表面処理無し、平均粒径4.6μm
ステアリン酸マグネシウム:ADEKA社の「エフコケムMGS」
シリコーンゴム:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン社の「TSE200」
ヒンダードフェノール系酸化防止剤:BASF社の「イルガノックス(登録商標)1010」
ステアリン酸亜鉛:堺化学工業社の「ステアリン酸亜鉛」
カーボンブラック:東海カーボン社の「シースト3H」
[製造例1]
(難燃性組成物の製造)
以下の熱可塑性樹脂及び添加剤を溶融混練し、製造例1の難燃性組成物を製造した。熱可塑性樹脂としては、HDPEを80質量部と、EEAを20質量部と、MAH−EBを10質量部とを用いた。添加剤としては、クレーとして焼成カオリンクレーを60質量部と、脂肪酸含有化合物としてステアリン酸マグネシウムを6質量部、及びステアリン酸亜鉛を2質量部と、シリコーン系化合物としてシリコーンゴムを2質量部と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を1質量部と、無機フィラーとしてカーボンブラックを5質量部とを用いた。溶融混練は、トーシン社製の混合容量3Lの加圧ニーダーを用い、蒸気加熱を行いながら、排出温度が190℃から200℃になるように約10分間の混合を行った。
(難燃性組成物の製造)
以下の熱可塑性樹脂及び添加剤を溶融混練し、製造例1の難燃性組成物を製造した。熱可塑性樹脂としては、HDPEを80質量部と、EEAを20質量部と、MAH−EBを10質量部とを用いた。添加剤としては、クレーとして焼成カオリンクレーを60質量部と、脂肪酸含有化合物としてステアリン酸マグネシウムを6質量部、及びステアリン酸亜鉛を2質量部と、シリコーン系化合物としてシリコーンゴムを2質量部と、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を1質量部と、無機フィラーとしてカーボンブラックを5質量部とを用いた。溶融混練は、トーシン社製の混合容量3Lの加圧ニーダーを用い、蒸気加熱を行いながら、排出温度が190℃から200℃になるように約10分間の混合を行った。
上記難燃性組成物を平均径0.25mmの光ファイバ芯線の周面に押出被覆し、断面が短辺2mm、長辺5mmの長方形であり、中央に上記光ファイバ芯線が配設される試験用模擬ドロップケーブルを製造した。また、引張試験用試料として、油圧プレス機を用い、上記難燃性組成物を160℃で5分間予熱し、予熱後に100kgf/cm2で3分間加圧し、最後に圧力を保ったまま23℃になるまで冷却するプレス成形により、1mm厚のシートを得た。
[製造例2〜6]
表1に示す種類及び含有量の成分を用いた以外は製造例1と同様に操作し、製造例2〜6の難燃性組成物と、この難燃性組成物を用いた試験用模擬ドロップケーブルとを製造した。なお、表1の「−」は、該当する成分を使用しなかったことを示す。
表1に示す種類及び含有量の成分を用いた以外は製造例1と同様に操作し、製造例2〜6の難燃性組成物と、この難燃性組成物を用いた試験用模擬ドロップケーブルとを製造した。なお、表1の「−」は、該当する成分を使用しなかったことを示す。
<評価>
以下の方法により、製造例1〜6の試験用模擬ドロップケーブルの被覆層の押出外観、難燃性、耐白化性、引張破壊応力及び引張破壊歪みを評価した。評価結果を表1にあわせて示す。
以下の方法により、製造例1〜6の試験用模擬ドロップケーブルの被覆層の押出外観、難燃性、耐白化性、引張破壊応力及び引張破壊歪みを評価した。評価結果を表1にあわせて示す。
[押出外観]
押出外観は、試験用模擬ドロップケーブルの被覆層を目視で観察し、メルトフラクチュア、ダマ、ブツ、焼け等の外観不良が存在しなかった場合を「良好(A)」、外観不良が存在した場合を「良好でない(B)」と評価した。
押出外観は、試験用模擬ドロップケーブルの被覆層を目視で観察し、メルトフラクチュア、ダマ、ブツ、焼け等の外観不良が存在しなかった場合を「良好(A)」、外観不良が存在した場合を「良好でない(B)」と評価した。
[難燃性]
難燃性は、試験用模擬ドロップケーブルを用い、JIS−C3005:2014「ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法」に準拠した60度傾斜燃焼試験によって評価した。試験条件は、着火時間を2秒とし、時間制限は設けなかった。ここで、着火時間とは、試料への接炎後に炎の色が変化してから炎を離すまでの時間をいう。表1において、60°傾斜燃焼試験の結果は、被覆層が全焼せずに120秒以内に火が消えた場合を「A」、それ以外の場合を「B」と表した。難燃性は、60°傾斜燃焼試験を2回行い、少なくとも1回の試験結果が「A」である場合を良好、それ以外の場合を良好でないと評価できる。
難燃性は、試験用模擬ドロップケーブルを用い、JIS−C3005:2014「ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法」に準拠した60度傾斜燃焼試験によって評価した。試験条件は、着火時間を2秒とし、時間制限は設けなかった。ここで、着火時間とは、試料への接炎後に炎の色が変化してから炎を離すまでの時間をいう。表1において、60°傾斜燃焼試験の結果は、被覆層が全焼せずに120秒以内に火が消えた場合を「A」、それ以外の場合を「B」と表した。難燃性は、60°傾斜燃焼試験を2回行い、少なくとも1回の試験結果が「A」である場合を良好、それ以外の場合を良好でないと評価できる。
[耐白化性]
得られた試験用模擬ドロップケーブルを用い、以下に説明する炭酸ガス暴露試験を行い、耐白化性を評価した。まず、試験用模擬ドロップケーブルを室温(25℃)、相対湿度90%、かつ炭酸ガス流量200mL/分で放置し、7日間経過後に上記試験用模擬ドロップケーブルを取出した。次に、目視で上記試験用模擬ドロップケーブルの表面を観察し、観察結果を以下の3段階の基準によって評価した。
0:全く表面白化が認められない。
1:少し表面白化が認められる。
2:全面に著しく表面白化が認められる。
得られた試験用模擬ドロップケーブルを用い、以下に説明する炭酸ガス暴露試験を行い、耐白化性を評価した。まず、試験用模擬ドロップケーブルを室温(25℃)、相対湿度90%、かつ炭酸ガス流量200mL/分で放置し、7日間経過後に上記試験用模擬ドロップケーブルを取出した。次に、目視で上記試験用模擬ドロップケーブルの表面を観察し、観察結果を以下の3段階の基準によって評価した。
0:全く表面白化が認められない。
1:少し表面白化が認められる。
2:全面に著しく表面白化が認められる。
[引張破壊応力]
引張破壊応力は、上記引張試験用シートをJIS−K6251:2010「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」の「6.1 ダンベル状試験片」に規定される3号ダンベル形状に打ち抜いた試験片を用い、JIS−C3005:2014「ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法」に準拠して測定した。測定は、3個の試験片に対して行い、得られた測定値の平均によって評価した。引張破壊応力(MPa)は、10MPa以上必要であると判断できる。
引張破壊応力は、上記引張試験用シートをJIS−K6251:2010「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」の「6.1 ダンベル状試験片」に規定される3号ダンベル形状に打ち抜いた試験片を用い、JIS−C3005:2014「ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法」に準拠して測定した。測定は、3個の試験片に対して行い、得られた測定値の平均によって評価した。引張破壊応力(MPa)は、10MPa以上必要であると判断できる。
[引張破壊歪み]
引張破壊歪みは、引張破壊応力試験と同様に3号ダンベル形状に打ち抜いた試験片を用い、JIS−C3005::2014「ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法」に準拠して測定した。測定は、3個の試験片に対して行い、得られた測定値の平均によって評価した。引張破壊歪(%)は、300%以上必要であると判断できる。
引張破壊歪みは、引張破壊応力試験と同様に3号ダンベル形状に打ち抜いた試験片を用い、JIS−C3005::2014「ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法」に準拠して測定した。測定は、3個の試験片に対して行い、得られた測定値の平均によって評価した。引張破壊歪(%)は、300%以上必要であると判断できる。
表1に示すように、熱可塑性樹脂、クレー、脂肪酸含有化合物及びシリコーン系化合物を特定量含有する製造例1、2及び6の難燃性組成物を用いた試験用模擬ドロップケーブルは、被覆層の押出外観、難燃性及び耐白化性に優れていた。また、製造例1及び2の難燃性組成物を用いた試験用模擬ドロップケーブルは、引張破壊応力及び引張破壊歪みにも優れていた。一方、クレーを含有せず、替わりに金属水酸化物を比較的多量に含有する製造例3及び4の難燃性組成物を用いた試験用模擬ドロップケーブルは、難燃性及び耐白化性が不十分であった。また、熱可塑性樹脂、クレー、脂肪酸含有化合物及びシリコーン系化合物を含有するが、熱可塑性樹脂100質量部に対し、クレーの含有量が40質量部未満、かつシリコーン系化合物の含有量が1質量部未満である製造例5の難燃性組成物を用いた試験用模擬ドロップケーブルは、難燃性が不十分であった。
本発明の一態様に係る難燃性組成物は、難燃性に優れる被覆層を形成できる。本発明の別の一態様に係る絶縁電線及びケーブルは、難燃性に優れる。
1、11 当該ケーブル
2 導体
3 絶縁層
4、14 シース層
11a 本体部
11b 首部
11c 支持線部
12 光ファイバ芯線
15a 第1テンションメンバ
15b 第2テンションメンバ
16 金属線
17 ノッチ
2 導体
3 絶縁層
4、14 シース層
11a 本体部
11b 首部
11c 支持線部
12 光ファイバ芯線
15a 第1テンションメンバ
15b 第2テンションメンバ
16 金属線
17 ノッチ
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂と、
クレーと、
脂肪酸含有化合物と、
シリコーン系化合物と
を含有し、
上記熱可塑性樹脂100質量部に対し、
上記クレーの含有量が40質量部以上220質量部以下、
上記脂肪酸含有化合物の含有量が5質量部以上25質量部以下、
上記シリコーン系化合物の含有量が1質量部以上12質量部以下である難燃性組成物。 - 上記クレーがシランカップリング剤に由来する表面処理層を有する請求項1に記載の難燃性組成物。
- 上記熱可塑性樹脂がポリオレフィンである請求項1又は請求項2に記載の難燃性組成物。
- 上記シリコーン系化合物がシリコーンゴムである請求項1、請求項2又は請求項3に記載の難燃性組成物。
- 上記脂肪酸含有化合物が、炭素数10以上30以下の脂肪酸の金属塩である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の難燃性組成物。
- 上記脂肪酸の金属塩がステアリン酸マグネシウムである請求項5に記載の難燃性組成物。
- 導体と、
この導体を被覆する被覆層と
を備える絶縁電線であって、
上記被覆層が請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の難燃性組成物により形成される絶縁電線。 - 導体又は光ファイバである芯線と、
この芯線を被覆する1又は複数の被覆層と
を備えるケーブルであって、
上記被覆層のうち少なくとも1層が請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の難燃性組成物により形成されるケーブル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016065497A JP2017179044A (ja) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | 難燃性組成物、絶縁電線及びケーブル |
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ID=60005052
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Country | Link |
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JP (1) | JP2017179044A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6475880B1 (ja) * | 2018-03-22 | 2019-02-27 | 株式会社フジクラ | 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線、ケーブル及び光ファイバケーブル |
CN116504451A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-07-28 | 江苏信富盛精密科技有限公司 | 一种储能设备用线束及其生产用压接机 |
-
2016
- 2016-03-29 JP JP2016065497A patent/JP2017179044A/ja active Pending
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JP2019167393A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 株式会社フジクラ | 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線、ケーブル及び光ファイバケーブル |
CN111670225A (zh) * | 2018-03-22 | 2020-09-15 | 株式会社藤仓 | 阻燃性树脂组合物、使用其的绝缘电线、电缆以及光纤电缆 |
CN116504451A (zh) * | 2023-04-21 | 2023-07-28 | 江苏信富盛精密科技有限公司 | 一种储能设备用线束及其生产用压接机 |
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