JP2923602B2 - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

難燃性樹脂組成物

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JP2923602B2 JP6097599A JP9759994A JP2923602B2 JP 2923602 B2 JP2923602 B2 JP 2923602B2 JP 6097599 A JP6097599 A JP 6097599A JP 9759994 A JP9759994 A JP 9759994A JP 2923602 B2 JP2923602 B2 JP 2923602B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は難燃性樹脂組成物に関
し、特に電線の絶縁材料やシース材料に加え、各種押出
成形品、射出成形品材料として好適な難燃性樹脂組成物
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、各種プラントや建築物などの
配線には、防災のために難燃ケーブルが使用されてい
る。この難燃ケーブルは、導体や絶縁体上に難燃性樹脂
組成物を被覆して構成されるもので、種々の難燃性樹脂
組成物が開発されている。例えば、ポリ塩化ビニルやク
ロロプレンゴム、フッ素樹脂などのハロゲン含有ポリマ
ーが難燃性樹脂組成物として広く使用されている。しか
し、これらハロゲン含有ポリマーは、燃焼時に塩化水素
やフッ化水素などのハロゲン化水素を発生することによ
り優れた難燃性が得られる反面、これらのガスは金属を
腐食するばかりでなく人体に対して有害であるという欠
点を有する。
【0003】そこで、近年はポリエチレンなど骨格中に
ハロゲンを含まないポリマーに、水酸化マグネシウムや
水酸化アルミニウムなどの金属水和物を難燃剤として配
合した、所謂ノンハロゲン難燃性樹脂組成物が主流とな
っている。また、前記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物に
シリコーン、あるいはリン酸エステルや赤リンなどのリ
ン系難燃剤を難燃助剤として添加して、難燃性を向上さ
せる試みもなされている。例えば、特開平2−1898
09号公報には、ポリオレフィンに金属水和物、難燃助
剤および発泡剤を配合した難燃性ポリオレフィン組成物
を、導体または絶縁線芯上に被覆した難燃性ケーブルが
開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ノ
ンハロゲン難燃性樹脂組成物では、実用に耐え得る程度
の難燃性(例えばJIS C 3005に規定された難
燃性)を得るためには、多量の金属水和物を配合しなけ
ればならず、その結果難燃性樹脂組成物自体の機械的強
度が低下してしまうという欠点を抱えている。特に、電
線の絶縁材料やシース材料、各種成形品材料として使用
する場合には、所定値以上の可撓性や引張強度、伸びな
どが要求されるために、金属水和物の配合量にはおのず
と限度があり、難燃助剤を添加したとしても満足できる
難燃性が得られ難い。このように難燃性および機械的強
度の両方に優れた難燃性樹脂組成物は、未だ得られてい
ない状況にある。
【0005】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、難燃性は勿論のこと機械的強度にも優れた難燃
性樹脂組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る難燃性樹脂組成物は、オレフィン系樹
脂に金属水和物、シリコーンオリゴマー並びにテトラゾ
ール系発泡剤を配合してなることを特徴とする。
【0007】本発明に使用されるオレフィン系樹脂は特
に限定されるものではなく、従来より難燃性樹脂組成物
に使用される公知のものを使用することができる。例え
ば、低密度、中密度および高密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテンなどのポリ−α−オレフィンや、
前記ポリ−α−オレフィン同士からなる共重合体、ある
いはエチレン−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、エチレン−プロピレン−ジエン
エラストマーなどを挙げることができる。これらオレフ
ィン系樹脂は、架橋されていてもよく、更に2種以上混
合して使用することもできる。
【0008】また、本発明に使用される金属水和物も特
に限定されるものではなく、従来より難燃性樹脂組成物
に使用される公知のものを使用することができる。例え
ば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化
ジルコニウムなどを挙げることができる。また、これら
は2種以上混合して配合することもできる。金属水和物
の配合量は、オレフィン系樹脂100重量部に対して5
0〜200重量部、好ましくは80〜150重量部、更
に好ましくは100〜120重量部である。前記配合量
が50重量部以下では難燃効果が得られず、また200
重量部以上では難燃性に優れるものの、引張強度や伸び
などの機械的強度が低下するため好ましくない。
【0009】本発明は、発泡剤としてテトラゾール化合
物を用いることを特徴とする。このテトラゾール化合物
は、燃焼時に分解して窒素ガスを発生することにより、
燃焼箇所の周囲の酸素濃度を低下させるとともに、前記
樹脂からなる被膜を膨張させて燃焼箇所を覆って断熱す
ることにより優れた難燃性を発現する。特に、テトラゾ
ール化合物は、分子中に4個の窒素原子を有するために
窒素ガスの発生量が多く、前述した酸素濃度の低下並び
に断熱被膜の形成をより効果的に行うことができる。ま
た、熱分解温度が200℃以上であるテトラゾール化合
物を用いることにより、加工時の発泡を防止できる。熱
分解温度が200℃以上であるテトラゾール化合物とし
ては、例えば5−フェニル−1,2,3,4−テトラゾ
ール(C−フェニルテトラゾール)を挙げることができ
る。テトラゾール化合物の配合量は、オレフィン系樹脂
100重量部に対して0.1〜20重量部、好ましくは
0.1〜10重量部、更に好ましくは0.5〜10重量
部である。前記配合量が0.1重量部以下では窒素ガス
の発生量が少なく、難燃箇所周囲の酸素濃度の低下や断
熱被膜の形成に寄与せず、満足できる難燃効果が得られ
ない。また、20重量部以上では窒素ガスの発生量が多
くなり優れた難燃性が得られるものの、これ以上配合し
ても難燃効果に顕著な向上が得られず、経済性の面から
好ましくない。
【0010】また、本発明においては、シリコーンオリ
ゴマーを添加することにより、金属水和物並びにテトラ
ゾール系発泡剤の樹脂中における分散性を向上させるこ
とができる。その結果、燃焼時にテトラゾール系発泡剤
が均一に、効率よく発泡して前述した酸素濃度の低下並
びに断熱被膜の形成を促進する。更に、シリコーンオリ
ゴマーはそれ自体難燃性を備えるために、より優れた難
燃性が得られる。しかも、金属水和物の分散性が向上さ
れることにより、難燃性樹脂組成物の機械的強度の低下
を抑えることができ、加工性が改善される。本発明に使
用されるシリコーンオリゴマーは、従来より難燃性樹脂
組成物に使用される公知のものを使用できるが、特にそ
の主鎖中に水酸基およびメトキシ基を有するものが難燃
性に加えて、金属水和物並びにテトラゾール系発泡剤の
樹脂中における分散性を向上させる点で好ましく、例え
ば下記の化学式で表される化合物を好適に使用できる。
【0011】
【化1】
【0012】シリコーンオリゴマーの配合量は、オレフ
ィン系樹脂100重量部に対して0.5〜20重量部、
好ましくは0.5〜10重量部、更に好ましくは0.5
〜5重量部である。前記配合量が0.5重量部以下で
は、金属水和物並びにテトラゾール系発泡剤の樹脂中に
おける分散性の向上が得られないばかりでなく、シリコ
ーンオリゴマー自体が持つ難燃性が発現しない。また、
20重量部以上では、これ以上配合しても分散性並びに
難燃性に顕著な向上が得られず、経済性の面から好まし
くない。
【0013】本発明に係る難燃性樹脂組成物は、上記オ
レフィン系樹脂、金属水和物、シリコーンオリゴマー並
びにテトラゾール系発泡剤を主成分とするものである
が、その他に酸化防止剤や架橋剤、架橋助剤、滑剤など
を必要に応じて適量添加することもできる。
【0014】
【実施例】本発明に係る難燃性樹脂組成物に関して、実
施例並びに従来例、比較例を基により明確にする。
【0015】〔実施例1〜7〕オレフィン系樹脂とし
て、低圧法低密度ポリエチレン(L−LDPE:出光石
油化学(株)製「0134N」)、エチレン−エチルア
クリレート共重合体(EEA:日本石油化学(株)製
「A−1100」)、エチレン−酢酸ビニル共重合体
(EVA:三井ヂュポンケミカル(株)製「EV15
0」)およびポリプロピレン(PP:日本石油化学
(株)製「J420G」)を用い、金属水和物として水
酸化マグネシウム(協和化学(株)製「キスマ5B」)
および水酸化アルミニウム(昭和電工(株)製「ハイジ
ライト42M」)を用い、シリコーンオリゴマーとして
新中村化学工業(株)製「S−1」(表1中、シリコー
ンオリゴマー)および同社製「S−1M」(表1中、
シリコーンオリゴマー)を用い、またテトラゾール系
発泡剤としてユニロイヤルケミカル(株)製「EXPA
NDEX5PT」(表1中、テトラゾール系発泡剤)
および同社製「EXPANDEX175」(表1中。テ
トラゾール系発泡剤)を用いて、それぞれ表1に示さ
れる割合で配合して難燃性樹脂組成物を作成した。ま
た、前記全ての難燃性樹脂組成物に、酸化防止剤として
旭電化工業(株)製「MARK A0−60」を2重量
部配合した。
【0016】
【表1】
【0017】そして、直径0.32mmの軟銅線を7本
撚り合わせて導体断面積を0.5mm2 とした導体に前
記各難燃性樹脂組成物を0.3mmの厚さで被覆して電
線を作成し、難燃試験並びに機械的強度(引張強さ並び
に伸び)の測定を行った。難燃試験は、JIS C 3
005に規定される水平難燃試験に加えて、試料電線を
45°傾斜させた状態でJIS C 3005同様の難
燃試験を行った。また、機械的強度の測定は、JIS
C 3005に準拠して行った。それぞれの試験結果
を、表1に併記する。表1から明らかなように、実施例
1〜7に示される難燃性樹脂組成物は、各試験の目標値
を達成しており、優れた難燃性並びに機械的強度を有す
る。
【0018】〔従来例1〜3〕実施例1と同様のポリオ
レフィン系樹脂並びに金属水和物を用い、また難燃剤と
してシリコーンオリゴマーに代えてリン酸エステル(大
八化学工業(株)製「CR−733S」)を用い、更に
発泡剤としてテトラゾール化合物に代えてアゾジカルボ
ンアミド(永和化成工業(株)製「ADCA」)を用い
て、それぞれ表2に示される割合で配合して難燃性樹脂
組成物を作成した。
【0019】
【表2】
【0020】そして、実施例1と同様にして電線に加工
し、同様の難燃試験並びに強度試験を行った。それぞれ
の試験結果を、表2に併記する。表2から明らかなよう
に、従来例の難燃性樹脂組成物は難燃性並びに機械的強
度とも目標値に達しておらず、実用に耐え得る特性を備
えていないことが判明した。また、発泡剤として使用し
たアゾジカルボンアミドは熱分解温度が低く、電線に加
工する際に発泡してしまい、加工が困難であった。
【0021】〔比較例1〜4〕実施例1と同様のポリオ
レフィン系樹脂、金属水和物、シリコーンオリゴマー並
びにテトラゾール系発泡剤を用い、それぞれ表2に示さ
れる割合で配合して難燃性樹脂組成物を作成した。そし
て、実施例1と同様にして電線に加工し、同様の難燃試
験並びに強度試験を行った。それぞれの試験結果を、表
2に併記する。表2から明らかなように、シリコーンオ
リゴマーのみでテトラゾール系発泡剤を含有しない難燃
性樹脂組成物(比較例1)、並びにテトラゾール系発泡
剤のみでシリコーンオリゴマーを含有しない難燃性樹脂
組成物(比較例4)は、何れも45°傾斜難燃に問題が
ある。その他の試験結果については、目標値を達成して
いるものの、達成度は実施例に比べると小さく、充分と
は言えない。また、金属水和物に関しては、その配合量
が前述した好ましい値よりも少ない場合(比較例2)に
は難燃性に劣り、一方多過ぎる場合(比較例3)には機
械的強度に劣ることが確認された。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る難燃
性樹脂組成物は、発泡剤としてテトラゾール化合物を用
いることを特徴とする。このテトラゾール化合物は、燃
焼時に分解して窒素ガスを発生することにより、燃焼箇
所の周囲の酸素濃度を低下させるとともに、前記樹脂か
らなる被膜を膨張させて燃焼箇所を覆って断熱すること
により優れた難燃性を発現する。特に、テトラゾール化
合物は、分子中に4個の窒素原子を有するために窒素ガ
スの発生量が多く、前述した酸素濃度の低下並びに断熱
被膜の形成をより効果的に行うことができる。また、本
発明においては、シリコーンオリゴマーを添加すること
により、金属水和物並びにテトラゾール系発泡剤の樹脂
中における分散性を向上させることができる。その結
果、燃焼時にテトラゾール系発泡剤が均一に、効率よく
発泡して前述した酸素濃度の低下並びに断熱被膜の形成
を促進する。更に、シリコーンオリゴマーはそれ自体難
燃性を備えるために、より優れた難燃性が得られる。し
かも、金属水和物の分散性が向上されることにより、難
燃性樹脂組成物の機械的強度の低下を抑えることがで
き、加工性が改善される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08J 9/10 C08L 23/02 - 23/24 H01B 3/00,3/44,7/34

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オレフィン系樹脂に金属水和物、シリコ
    ーンオリゴマー並びにテトラゾール系発泡剤を配合して
    なることを特徴とする難燃性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 前記金属水和物は、前記オレフィン系樹
    脂100重量部に対して50〜200重量部配合される
    ことを特徴とする請求項1記載の難燃性樹脂組成物。
  3. 【請求項3】 前記シリコーンオリゴマーは、前記オレ
    フィン系樹脂100重量部に対して0.5〜20重量部
    配合されることを特徴とする請求項1記載の難燃性樹脂
    組成物。
  4. 【請求項4】 前記テトラゾール系発泡剤は、前記オレ
    フィン系樹脂100重量部に対して0.1〜20重量部
    配合されることを特徴とする請求項1記載の難燃性樹脂
    組成物。
  5. 【請求項5】 前記シリコーンオリゴマーは、主鎖中に
    水酸基およびメトキシ基を有することを特徴とする請求
    項1または3記載の難燃性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 前記テトラゾール系発泡剤は、その熱分
    解温度が200℃以上であることを特徴とする請求項1
    または4記載の難燃性樹脂組成物。
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