JP2811987B2 - 難燃性ポリエチレン系樹脂組成物および押出被覆用材料 - Google Patents

難燃性ポリエチレン系樹脂組成物および押出被覆用材料

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、低い加熱変形性や高い
軟化温度等の優れた熱的物性と、引張強度、硬度、剛性
などの優れた機械的物性とを持ち、かつ押出成形性に優
れる難燃性ポリエチレン系樹脂組成物および電線やケー
ブル等の押出被覆に極めて好適な押出被覆用材料に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電線は、使用温度において外部からの圧
力によりその被覆が変形したり、裂けて破損したりして
絶縁性が失われると、その用をなさなくなる。また結線
のハンダ付けの熱で被覆同志の融着や溶融収縮による芯
線の露出が起こるとトラブルの原因となる。然るに電線
被覆材料は、加熱変形性や軟化温度等の熱的物性の要求
度が高い。
【0003】ところで、従来ポリエチレン系樹脂の加熱
変形性や軟化温度等の熱的物性(ガラス転位点や融点と
相関)を向上させる方法としては、高結晶性または高分
子量のポリエチレン系樹脂を使用する方法(高分子工学
シリーズ4 高分子材料 ページ121〜15 ’75
新保正樹著 日刊工業新聞社発行)や充填剤を添加す
る方法(プラスチックおよびゴム用添加剤実用便覧 神
原、他著 ’70 化学工業社)等が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法で熱的物性の向上を計った難燃性電線被覆材料
は、機械的物性が極端に低下したり、流動性が低下して
押出成形性が著しく悪くなるという課題があった。特に
電線やケーブル等の押出被覆成形やフイルム成形などに
あっては、近年極めて高速化での成形に耐え得ることが
要求されているが、流動性の低下により成形の際にメル
トフラクチャーを誘発するなど表面平滑性が失われ、機
械的物性が更に低下するという課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、この様な
課題を克服する方法について鋭意研究した結果、ポリエ
チレン系樹脂(A)と2種類の有機難燃剤(B)(C)
とを含有してなる難燃性ポリエチレン系樹脂組成物であ
って、密度が0.935〜0.965g/cm 3 である高密
度ポリエチレン(A 1 )と、密度が0.915以上0.
935g/cm 3 未満で、メルトインデックスが0.2〜2
g/10min である低流動性直鎖状低密度ポリエチレン
(A 2 ) と、密度が0.915以上0.935g/cm 3
満で、メルトインデックスが8〜20g/10min である
高流動性直鎖状低密度ポリエチレン(A 3 ) と、融点又
は軟化点が40〜120℃の有機難燃剤(B) と、融
点又は軟化点が300℃以上の有機難燃剤(C)とを含
有してなり、(B)と(C)との重量比(B)/(C)
が4/6〜9/1、かつ{(A 1 )+(A 2 )+
(A 3 )}と{(B)+(C)}の重量比 {(A 1 )+(A 2 )+(A 3 )}/{(B)+(C)}
が2/1〜8/1であることを特徴とする材料 は、低い
加熱変形性や高い軟化温度等の優れた熱的物性と、引張
強度、硬度、剛性などの優れた機械的物性とを持ち、か
つ押出成形性に優れること、および電線やケーブル等の
押出被覆用材料として極めて好適であることを見い出
し、本発明をなすに至った。
【0006】即ち、本発明は、ポリエチレン系樹脂
(A)と有機難燃剤(B)との溶融混練物中に、該有機
難燃剤(B)以外の有機難燃剤(C)が分散されている
ことを特徴とする難燃性ポリエチレン系樹脂組成物、お
よびこの組成物からなることを特徴とする押出被覆用材
料を提供するものである。
【0007】本発明において用いられるポリエチレン系
樹脂(A)としては、エチレンの単独重合体、エチレン
を主成分として使用してなる各種の共重合体、およびこ
れらの変性物等が挙げられる(但し、有機難燃剤として
用いる塩素化ポリエチレンは除く)。
【0008】その代表例としては、高密度ポリエチレン
(例えば、密度0.935〜0.965g/cm3 のも
の)、高圧重合法により製造された低密度ポリエチレン
(例えば、密度0.915g/cm3 以上0.935g
/cm3 未満のもの)、超低密度ポリエチレン(例え
ば、密度0.875g/cm3 以上0.915g/cm
3 未満のもの)、直鎖状低密度ポリエチレン、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ポリエチレン等が挙げら
、なかでも高密度ポリエチレンと直鎖状低密度ポリエ
チレンとの併用を必須とし、特に高密度ポリエチレン
(A1 )と低流動性直鎖状低密度ポリエチレン(A2
と高流動性直鎖状低密度ポリエチレン(A3 )との併用
を必須とする。尚、これら(A1 )と(A2 )と(A
3 )の3成分に、更に超低密度ポリエチレンを加えると
低温時の機械的物性の向上、例えば脆化温度の低下を計
ることができる点で好ましい。この場合の超低密度ポリ
エチレンの使用量は、通常ポリエチレン系樹脂成分中の
含有率が5〜20重量%となる範囲である。
【0009】ここで用いる高密度ポリエチレン(A1
としては密度が0.935〜0.965g/cm 3 のもの
、例えばエチレンを主成分として用いて中圧又は低圧
重合法により製造されたエチレンの単独重合体や共重合
体などが挙げられ、なかでもメルトインデックス(以
下、MIと略す)が0.1〜2g/10minの範囲に
あるものが好ましい。ここで、密度はJIS K−67
60に準じて測定した値であり、MIはJIS K−6
760に準じて温度190℃、荷重2.16kgで測定
した値である。
【0010】また、直鎖状低密度ポリエチレン(A2
および(A3 )としては密度が0.915以上0.93
5g/cm 3 未満のもので、例えばエチレンとα−オレフィ
ンとを用いて低圧重合法により製造された共重合体など
が挙げられ、アタクチック、アイソタクチックあるいは
シンジオタクチックのいずれの立体規則性をとるもので
あってもよい。共重合体中のαーオレフィンとしては、
炭素原子数4以上のα−オレフィン、例えばブテン−
1、4−メチル−ペンテン−1、ヘキセン−1、オクテ
ン−1等を挙げることができる。
【0011】そのうち、低流動性直鎖状低密度ポリエチ
レン(A2 )としては、機械的物性に優れる組成物が得
られる点でMIが0.2〜2g/10minの範囲にあ
るものを用いる
【0012】また、高流動性直鎖状低密度ポリエチレン
(A3 )としては、流動性が良好で高速押出成形性に優
れる組成物が得られる点でMIが8〜20g/10mi
nの範囲にあるものを用いる
【0013】高密度ポリエチレン(A1)と、直鎖状低
密度ポリエチレン(A2)および(A 3)との使用割合
は、これらの重量比(A1)/{(A2)+(A3)}が
1.5/8.5〜6/4となる範囲が通常であり、なか
でも機械的物性、特に剛性に優れる組成物が得られる点
で2/8〜5/5となる範囲が好ましい。
【0014】また、低流動性直鎖状低密度ポリエチレン
(A2)と高流動性直鎖状低密度ポリエチレン(A3)と
の使用割合は、これらの重量比(A2)/(A3)が3/
7〜9/1となる範囲が通常であり、なかでも高速押出
成形性に優れる組成物が得られる点で4/6〜8/2と
なる範囲が好ましい。
【0015】有機難燃剤(B)としては、融点又は軟化
点が40〜120℃のものでポリエチレン系樹脂(A)
の溶融成形温度以下の融点を有する常温固形のものを用
いるが、ハロゲン化有機難燃剤、なかでも臭素系有機難
燃剤が難燃性に優れる点で好ましく、その様な有機難燃
(B)は組成物の流動性を向上させ、高速押出成形性
に優れる組成物が得られる点で効果的である。その代表
例としては、2,4,6−トリブロモフェノキシ−2,
3−ジブロモプロパン、エンパラー70(塩素含有量7
0重量%の塩素化パラフィン)、塩素化ポリエチレン、
ジブロモエチル−ジブロモシクロヘキサン、2,2−ビ
ス(p−ジブロモプロポキシ−ジブロモフェニル)プロ
パン、臭素化芳香族エーテルオリゴマー、ビス−ジブロ
モプロピル−テトラブロモビスフェノール−S、臭素化
エポキシオリゴマー等が挙げられる。
【0016】有機難燃剤(C)としては、融点又は軟化
点(但し、溶融せずに分解するものではその分解温度)
が300℃以上のものでポリエチレン系樹脂(A)の溶
融成形温度より高い融点を有するものを用いるが、ハロ
ゲン化有機難燃剤、なかでも臭素系有機難燃剤が難燃性
に優れる点で好ましく、その様な有機難燃剤(C)は
成物の加熱変形性や軟化温度等を向上させ、ハンダ特性
等の耐熱性に優れる組成物が得られる点で効果的であ
。その代表例としては、パークロロペンタシクロデカ
ン、デクロランプラス(1,2,3,4,7,8,9,
10,13,13,14,14−ドデカクロロ−1,
4,4a,5,6,6a,7,10,10a,11,1
2,12a−ドデカハイドロ−1,4:7,10−ジメ
タノジベンゾ(a,e)シクロオクテン)、デカブロモ
ジフェニルオキサイド、テトラデカブロモジフェノキシ
ベンゼン、エチレン−ビス(テトラブロモフタルイミ
ド)、エチレン−ビスジブロモノルボルネン−ジカルボ
キシイミド、1,2−ジ(ペンタブロモフェノキシ)エ
タン等が挙げられる。
【0017】ポリオレフィン系樹脂(A)即ち
{(A 1 )+(A 2 )+(A 3 )}と、有機難燃剤(B)
および有機難燃剤(C)との使用割合は、これらの重量
比(A)/{(B)+(C)}が2/1〜8/1となる
囲であり、なかでも機械的物性と難燃性に優れる組成
物が得られる点で3/1〜6/1となる範囲が好まし
い。
【0018】また、有機難燃剤(B)と有機難燃剤
(C)の使用割合は、これらの重量比(B)/(C)が
4/6〜9/1となる範囲であり、なかでも機械的物性
と熱的物性と難燃性に優れる組成物が得られる点で5/
5〜8/2となる範囲が好ましい。
【0019】さらに、本発明の難燃性ポリエチレン系樹
脂組成物および押出被覆材料には、各種の添加剤を必要
に応じて必要量添加することができる。添加剤の代表例
を以下に記載するが、これに限定されるものではなく、
各種の添加剤を適宜選択して使用できる。 (1)改質樹脂 : ポリブテン−1、1,2−ポリブ
タジエン、ポリプロピレン等。 (2)無機難燃剤 : 三酸化アンチモン、水酸化アル
ミニウム、水酸化マグネシウム、ほう酸亜鉛等。 (3)充填剤 : ア ルミナ、カオリン、クレー、
炭酸カルシウム、タルク、酸化チタン、シリカ等。 (4)着色剤 : 無機顔料、有機顔料、染料等。 (5)劣化防止剤 : 紫外線吸収剤、酸化防止剤、金
属不活性剤等。 (6)安定剤 : 鉛系安定剤、亜鉛系安定剤、アルカ
リ土類金属系安定剤、有機錫系安定剤等。 (7)滑剤 : パラフィン、ワックス、脂肪酸系滑
剤、シリコン系滑剤、ステアリン酸アミド系滑剤、高級
脂肪酸金属塩系滑剤、ビス脂肪酸アミド系滑剤、脂肪酸
アミド系滑剤、アルキルアミン系滑剤、エステル系滑
剤、高級アルコール系滑剤等。 (8)その他添加剤 : 分散剤、銅害防止剤、発泡
剤、可塑剤、架橋剤、架橋助剤等。
【0020】本発明の難燃性ポリエチレン系樹脂組成物
および押出被覆材料は、例えば上記(A)、(B)およ
び(C)の3成分と、必要により添加剤とを、(A)と
(B)とが溶融する温度以上で、かつ(C)が溶融しな
い温度で、通常の混練法、即ち単軸押出機、二軸押出
機、ロールミル、加圧ニーダー、バンバリーミキサー等
の混練機を用いて上記各種配合成分を混練する方法によ
り得られる。
【0021】
【実施例】以下に実施例、比較例および試験例を挙げ、
本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれにより限
定されるものではない。尚、例中の部は重量基準であ
る。
【0022】また、各例における物性は、下記の方法に
て測定又は評価を行った。(1)引張試験:プレス法に
より試料から1mm厚シートを作成し、JISK−63
01の3号形ダンベルに打ち抜いたものをJIS K−
6760による方法(引張速度200mm/min)に
準じて引張試験機にかけ、破断強度と破断点伸び率を測
定した。
【0023】(2)ビカット軟化点:プレス法により試
料から3mm厚シートを作成し、JIS K−7206
による方法に準じて、荷重1,000〜1,050kg
をかけた時、その断面積が1mm2の圧子が1mm侵入
した時の温度を測定した。
【0024】(3)酸素指数:JIS K−7201に
よる方法に準じて、A−1号試験片(長さ70〜150
mm、幅6.5±0.5mm、厚さ3.0±0.5m
m)を試験機にかけ、材料が燃焼を持続するのに必要な
最低酸素濃度(酸素指数)を測定した。
【0025】(4)高速押出成形性:スクリュー径35
mm、温度200℃の押出機を用い、線速400m/m
inで直径0.4mmの芯線に試料を押出被覆して外径
0.76mmの電線を得、得られた電線の表面状態を目
視および触診により評価した。なお、評価は平滑な良好
状態を10、最も悪いざらざらした状態を1とした10
段階に分けて行った。
【0026】実施例1〜6および比較例1〜3 表1に示す組成で各成分をドライブレンドした後、スク
リュ−径30mmの二軸押出機を用いて180℃の温度
で溶融混練して押出し、ペレット化した。得られたペレ
ットの物性を上記方法により測定又は評価した。結果を
表1に示す。
【0027】
【表1】
【0028】*1) HDPE :中低圧法高密度ポリ
エチレン(MI:0.8g/10min、密度:0.9
5g/cm3 )。 *2) LLDPE−1:低流動性直鎖状低密度ポリエチレ
ン(MI:1g/10min、密度:0.92g/cm
3 )。 *3) LLDPE−2:高流動性直鎖状低密度ポリエチレ
ン(MI:18g/10min、密度:0.92g/c
3 )。 *4) VLDPE :超低密度ポリエチレン(MI:
3.6g/10min、密度:0.88g/cm3)。 *5) 有機難燃剤B1 :塩素化ポリエチレン(塩素化率:
40%、密度:1.13g/cm3 、軟化点:110
℃)。 *6) 有機難燃剤B2 :臭素化芳香族エーテルオリゴマー
(融点:50℃)。 *7) 有機難燃剤C :1,2−ジ(ペンタブロモフェノ
キシ)エタン(融点:310℃以上)。
【0029】
【発明の効果】本発明の難燃性ポリエチレン系樹脂組成
物および押出被覆材料は、難燃性を有しながら、低い加
熱変形性や高い軟化温度等の優れた熱的物性と、引張強
度、硬度、剛性などの優れた機械的物性とを持ち、かつ
押出成形性に優れる。なかでもポリエチレン系樹脂とし
て低流動性直鎖状低密度ポリエチレンと高流動性直鎖状
低密度ポリエチレンとを含有させたものは、特に高せん
断時にあっても優れた流動性を示し、特に高速押出成形
(例えば、電線被覆成形においては、線速400m/m
in以上)において表面の肌が荒れずに平滑な良品の成
形品が得られ、電気絶縁性や銅線、スズメッキ線との密
着性においても優れており、電線被覆用としても非常に
有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 23/00 - 23/36 H01B 3/44

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエチレン系樹脂(A)と2種類の有
    機難燃剤(B)(C)とを含有してなる難燃性ポリエチ
    レン系樹脂組成物であって、 密度が0.935〜0.965g/cm 3 である高密度ポリ
    エチレン(A 1 )と、 密度が0.915以上0.935g/cm 3 未満で、メルト
    インデックスが0.2〜2g/10min である低流動性直
    鎖状低密度ポリエチレン(A 2 ) と、 密度が0.915以上0.935g/cm 3 未満で、メルト
    インデックスが8〜20g/10min である高流動性直鎖
    状低密度ポリエチレン(A 3 ) と、 融点又は軟化点が40〜120℃の有機難燃剤(B)
    と、 融点又は軟化点が300℃以上の有機難燃剤(C)とを
    含有してなり、(B)と(C)との重量比(B)/
    (C)が4/6〜9/1、かつ{(A 1 )+(A 2 )+
    (A 3 )}と{(B)+(C)}の重量比 {(A 1 )+(A 2 )+(A 3 )}/{(B)+(C)}
    が2/1〜8/1であることを特徴とする押出被覆用材
    料。
  2. 【請求項2】 高密度ポリエチレン(A 1 )と低流動性
    直鎖状低密度ポリエチレン(A 2 )と高流動性直鎖状低
    密度ポリエチレン(A 3 )との合計95〜80重量%に
    更に超低密度ポリエチレン5〜20重量%含有する請求
    項1記載の押出被覆用材料。
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