JP3426533B2 - 難燃性樹脂組成物および電線 - Google Patents

難燃性樹脂組成物および電線

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた引張伸度及
び柔軟性を有する非ハロゲン系難燃性樹脂組成物及び該
難燃性樹脂組成物を被覆材に用いた電線に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】塩化ビニル樹脂やポリエチレンを始めと
するポリオレフィンは、その優れた引張伸度や柔軟性等
の諸特性を利用して電線等の被覆材料として使用されて
いる。ところが、近年の環境問題に端を発して、燃焼時
にダイオキシン類似の有害物質を発する塩化ビニル樹脂
から、他のハロゲンを含まない樹脂材料への代替要求が
高まっている。
【0003】また、ポリエチレンを始めとするポリオレ
フィンの場合、非常に難燃性が不良であり、難燃性を付
与するためには何らかの難燃剤を多量に配合しなければ
ならない。難燃剤としては、例えば、金属水酸化物、リ
ン酸エステル、赤リン、リン酸アンモニウム等があげら
れるが、何れの場合でも大量に配合しなければならず、
樹脂本来の機械物性を失う(日経メカニカル 199
7.9.15 no.515)。臭素系難燃剤等のハロ
ゲン系難燃剤の場合、比較的少量の配合で難燃性を得ら
れるが、塩化ビニル樹脂と同様環境面で好ましくない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の従来技術の問題点をを解消し、優れた引張伸度や柔軟
性を有する非ハロゲン系難燃性樹脂組成物及び該難燃性
樹脂組成物を被覆材に用いた電線を提供するところにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は、テレフタル
酸及びダイマー酸又は各々のエステル形成性誘導体を主
とする酸成分とし、1,4−ブタンジオールをグリコー
ル成分として得られる熱可塑性共重合ポリエステル樹脂
100重量部に対し、トリアジン化合物を10〜100
重量部、架橋剤を0.01〜5重量部配合してなり、該
熱可塑性共重合ポリエステル樹脂の酸成分中該ダイマー
酸成分をを0.5〜30モル%含み、該ダイマー酸が、
一般式
【化2】 (式中のRはアルキル基を示し、Rm、Rn、Rp及びRq
の炭素数の和は31である)で表される鎖状ダイマー酸
を10重量%以上含み、該ダイマー酸中に含まれるモノ
マー酸が1重量%以下であり、該架橋剤が、官能基を2
個以上有する化合物であり、官能基としては、カルボン
酸無水物基、イソシアネート基、オキサゾリン基、カル
ボジイミド基のいずれかであることを特徴とする難燃性
樹脂組成物及び該難燃性樹脂組成物を被覆材に用いた電
線によって達成される。
【本発明の実施の形態】
【0006】本発明に使用する熱可塑性共重合ポリエス
テル樹脂は、酸成分としては主としてテレフタル酸、ダ
イマー酸、グリコール成分として1,4−ブタンジオー
ルからなる。
【0007】酸成分中ダイマー酸組成は0.5〜30モ
ル%であることが肝要であり、好ましくは1〜20モル
%であり、特に好ましくは3〜15モル%である。
【0008】ダイマー酸組成が30モル%を超える場
合、引張強度が著しく低下する。一方、酸成分中ダイマ
ー酸が0.5モル%未満になると引張伸度が著しく低下
し、電線に被覆した場合柔軟性が不良である。
【0009】本発明に使用する熱可塑性共重合ポリエス
テル樹脂の酸成分の1つであるダイマー酸の原料は、炭
素数18の不飽和脂肪酸又はその低級アルキルエステ
ル、例えば、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エ
ライジン酸等である。これらをモンモリロナイト等の粘
度触媒によって重合し、炭素数36のダイマー酸以外に
炭素数54のトリマー酸、炭素数18のモノマー酸の混
合物が得られる。この混合物を、真空蒸留、分子蒸留及
び水素添加反応により本発明に使用するダイマー酸が得
られる。
【0010】得られるダイマー酸は、鎖状、芳香族環、
脂環族単環及び脂環族多環のそれぞれの構造を有する混
合物である。ダイマー酸の原料であるリノール酸の成分
が多い場合には、鎖状構造が減少し環状構造が増加す
る。
【0011】本発明に使用する熱可塑性共重合ポリエス
テル樹脂の酸成分の1つであるダイマー酸は、一般式
【化3】 (式中のRはアルキル基を示し、Rm、Rn、Rp及びRq
の炭素数の和は31である)で表される鎖状ダイマー酸
を10重量%以上含むことが肝要である。鎖状ダイマー
酸が10重量%未満の場合、熱可塑性共重合ポリエステ
ル樹脂自体の引張伸度は不良となるため本発明の組成物
の引張伸度も不良となる。
【0012】本発明に使用する熱可塑性共重合ポリエス
テル樹脂の酸成分の1つであるダイマー酸に含まれるモ
ノマー酸が1重量%以下であることが肝要である。1重
量%を超える場合、熱可塑性共重合ポリエステル樹脂を
製造する際に縮合重合が十分に進まず粘度が十分に上が
らず、これを使った難燃性樹脂組成物で被覆電線を製造
する際押出性が不良となり、表面外観が不良となる。
【0013】本発明に使用する熱可塑性共重合ポリエス
テル樹脂の酸成分の1つであるダイマー酸の好ましい具
体例としては、ユニケマ社製のPRIPOL 100
8、PRIPOL 1009、更にはPRIPOL 1
008のエステル形成性誘導体としてユニケマ社製のP
RIPLAST 3008、PRIPOL 1009の
エステル形成性誘導体としてPRIPLAST 189
9があげられる。
【0014】本発明に使用する熱可塑性共重合ポリエス
テル樹脂の他の酸成分としては、例えばイソフタル酸、
2,6−ナフタレンジカルボン酸等があげられる。
【0015】また、本発明に使用する熱可塑性共重合ポ
リエステル樹脂のグリコール成分は、1,4ブタンジオ
ールであることが肝要である。
【0016】本発明における熱可塑性共重合ポリエステ
ル樹脂の製造方法は、特に制限されるものではなく、公
知の方法に従って行うことが出来る。
【0017】例えば、テレフタル酸、ダイマー酸、1,
4−ブタンジオールを同時に又は段階的に直接エステル
化するかあるいはエステル交換反応させた後、重合する
方法を採用することが出来る。これらの重合或いはエス
テル交換反応の際に、公知の各種触媒、安定剤、改質剤
或いは添加剤などを使用しても良い。
【0018】本発明において用いられるトリアジン化合
物とは、炭素数3〜50、窒素含有量が20〜80%の
2,4,6−トリアミノ−1,3,5−トリアジン誘導
体、シアヌル酸誘導体及びイソシアヌル酸誘導体であ
り、具体的に例えばメラミン、シアヌル酸メラミン、ト
リス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、トリ
ス(3−ヒドロキシ−N−プロピル)イソシアヌレート
である。
【0019】本発明においてトリアジン化合物の配合量
は、熱可塑性共重合ポリエステル樹脂100重量部に対
し、10〜100重量部であることが肝要であり、特に
12〜70重量部が好ましい。100重量部を超える場
合、引張伸度が著しく低下し、10重量部未満の場合
は、難燃性が不十分となる。
【0020】更に、本発明の組成物には、リン酸エステ
ル、赤リン、硼酸亜鉛等本発明の目的に反しない様な非
ハロゲン系難燃剤を併用することが出来る。
【0021】本発明の組成物に使用する架橋剤とは、官
能基を2個以上有する化合物であり、官能基としては、
カルボン酸無水物基、イソシアネート基、オキサゾリン
基、カルボジイミド基が好ましい。
【0022】この様な化合物の具体例をあげると、酸無
水物基を有する化合物としては、例えば無水ピロメリッ
ト酸、無水メリット酸等があげられる。
【0023】イソシアネート基を有する化合物として
は、たとえばフェニレンジイソシアネート、トリレンジ
イソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ポリメ
チレンポリフェニルポリイソシアネート等があげられ
る。
【0024】オキサゾリン基を有する化合物としては、
例えば、2,2’−(1,3−フェニレン)−ビス(2
−オキサゾリン)、2,2’−(1,4−フェニレン)
−ビス(2−オキサゾリン)などのビスオキサゾリン化
合物があげられる。
【0025】本発明において、架橋剤の配合量は、樹脂
100重量部に対して0.01〜5重量部であることが
肝要であり、好ましくは、0.05〜5重量部である。
0.01重量部未満の場合、増粘効果が不十分のため、
電線を被覆する際に押出性が不良となり表面外観や賦形
性が悪くなる。一方、5重量部を超える場合、本発明の
難燃性樹脂組成物を製造する際の混練工程で著しく熔融
粘度が上昇し、組成物を製造することが出来ない。
【0026】また、本発明の組成物には、本発明の目的
を損なわない範囲で通常の添加剤、例えば酸化防止剤及
び熱安定剤(例えばヒンダードフェノール、ヒドロキノ
ン、チオエーテル、ホスファイト類及びこれらの置換体
及びその組合せを含む)、紫外線吸収剤(例えばレゾル
シノール、サリシレート、ベンゾトリアゾール、ベンゾ
フェノン等)、結晶核剤(例えばカオリン、タルク
等)、滑剤及び離型剤(例えばモンタン酸及びその塩、
ステアリン酸及びその塩、ステアリルアルコール、ステ
アリルアミド、シリコン樹脂等)、染料(例えばニトロ
シン等)及び顔料(例えばカーボンブラック、硫化カド
ミウム、フタロシアニン等)を含む着色剤、添加剤添着
液(例えばシリコンオイル等)等を1種以上添加するこ
とが出来る。
【0027】更には、この他、ガラス繊維等の繊維充填
材、マイカ、ガラスフレーク等の板状充填材、ガラスビ
ーズ等の球状充填材を含有しても良い。このような充填
材により例えば機械的特性、耐熱性を改善できる。
【0028】本発明の組成物には、ポリブチレンテレフ
タレート樹脂を併用しても良い。この場合、配合量は熱
可塑性共重合ポリエステル樹脂とポリブチレンテレフタ
レート樹脂との和に対し、ダイマー酸成分が0.5〜3
0モル%になるように設定しなければならない。
【0029】本発明の組成物には本発明の目的を損なわ
ない程度で少量の他の熱可塑性樹脂(例えばポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレン系共重合体などのオレフ
ィン系樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド、
ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポ
リフェニレンオキサイド、ポリエステル、ABS樹脂、
MBS樹脂などのグラフト共重合体など)を配合するこ
とが出来る。
【0030】本発明の組成物は最終成形品となるまで熱
可塑性共重合ポリエステル樹脂とトリアジン化合物及び
架橋剤がが十分に混練、分散されていることが重要であ
る。このための方法としては、例えば、異方向回転2軸
混練押出機を用いてペレット状の樹脂を作り、成形工程
に供すればよい。
【0031】本発明の電線とは該難燃性樹脂組成物を導
電体の外部に被覆して有する電線である。具体的には、
例えば、通信ケーブル絶縁素線や一般固定電線、船用
線、車両用電線等の電力ケーブルがあげられる。
【0032】本発明の電線の製造方法は、公知の方法を
用いることが出来る。即ち、通常の押出成形ラインを用
い、単線又は多線の銅芯線等の導体に該難燃性樹脂組成
物を押出して得ることが出来る。
【0033】
【発明の効果】本発明の非ハロゲン系難燃性樹脂組成物
は、難燃性が良好で有るばかりか優れた引張伸度及び柔
軟性を有しており、電線被覆材料として有用である。
【0034】
【実施例】以下、実施例で説明する。尚、物性評価は以
下の方法に従って実施した。 引張強度、引張伸度:ASTM D638 燃焼テスト:UL94 垂直試験 被覆した電線の外観評価:目視(賦形性不十分なときは
×) 被覆した電線の柔軟性評価:180度屈曲させたときの
屈曲部の目視(白化、破損の場合×) ダイマー酸中の鎖状構造含有率:J.Am.Oil.Chemist’s
Soc.第51巻、522ページ(1974年)記載の方法と同様
な処理を行った後、GS-MSで評価。 ダイマー酸中のモノマー酸含有率:J.Am.Oil.Chemist’
s Soc. 第52巻、81ページ(1974年)記載の方法に準
【0035】本発明に用いたダイマー酸は、リノール酸
若しくはリノール酸とオレイン酸との混合物を出発物質
として上述の方法で合成した。組成を表1に示した。
【0036】
【表1】
【0037】本発明に用いた熱可塑性共重合ポリエステ
ル樹脂を以下のようにして製造した。1,4−ブタンジ
オール24.3kg、エステル交換触媒としてテトラ−
n−ブチルチタネート5g及びテレフタル酸ジメチルを
表2に示した組成で100Lの反応釜に仕込み、1時間
当たり40℃の昇温速度で210℃まで加熱し、生成す
るメタノールを系外に留去し、エステル交換反応を行っ
た。メタノール留去がほぼ完了してから、エステル化触
媒としてテトラ−n−ブチルチタネート5g及び表1に
示したダイマー酸を表2に示した組成で添加し、1時間
当たり20℃の昇温速度230℃まで加熱し、エステル
化反応を行った。次に、反応生成物を重合機に移し、重
合触媒としてテトラ−n−ブチルチタネートを表2に示
す組成で添加し、1時間かけて温度250℃、真空度
0.5mmHgまでもっていき、その後3時間重縮合を
行った。得られた熱可塑性共重合ポリエステル樹脂のサ
ンプル名称及び融点も表2に示した。
【0038】
【表2】
【0039】同様な方法でイソフタル酸を5モル%共重
合した熱可塑性ポリエステル樹脂TPE−9を製造し
た。サンプル名称及び相対粘度を表2に示した。
【0040】参考実施例1〜4、参考比較例1〜4 上記製造法で得られた熱可塑性共重合ポリエステル樹脂
100重量部に対し、トリアジン化合物(三菱化学社製
シアヌル酸メラミン MCA C−1)を20重量部
及び架橋剤としてビスフェノールA型エポキシ樹脂(油
化シェルエポキシ社製 エピコート1010)を配合
し、予備混合後30mm径の異方向2軸回転押出機で熔
融混練し、ペレットを得た。尚、参考比較例2では熔融
混練中に著しく増粘し、ペレットを採取出来なかった。
また、参考比較例3のペレットは著しく茶褐色を帯びて
いた。得られたペレットを減圧乾燥後、射出成形に供
し、試験片を得、物性試験に供した。その結果を表3に
あわせて示す。燃焼テスト結果は何れもV−2であっ
た。
【0041】更に、電線被覆の一層押出成形ライン(ス
クリュー径 30φ、銅芯線径 0.5φ)を用い、電
線被覆テストを行った。得られた電線の目視による外観
評価結果も表3にあわせて示した。
【0042】
【表3】
【0043】実施例5〜7、比較例5〜8 上記製造で得られた熱可塑性共重合ポリエステル樹脂サ
ンプルTPE−9 100重量部に対し、硼酸亜鉛(富
田製薬社製 2335)、実施例で使用したトリアジン
化合物及び架橋剤としてポリメチレンポリフェニルポリ
イソシアネート(日本ポリウレタン工業社製 MR−2
00)を表4に示す組成で配合し、予備混合後30mm
径の異方向2軸回転押出機で熔融混合し、ペレットを得
た。得られたペレットを減圧乾燥後、射出成形に供し、
試験片を得、物性試験に供した。その結果を表4にあわ
せて示す。尚、比較例8では混練加工時に増粘著しくサ
ンプルは取れなかった。
【0044】
【表4】
【0045】更に、電線被覆の一層押出成形ライン(ス
クリュー径 30φ、銅芯線径 0.5φ)を用い、電
線被覆テストを行った。得られた電線の目視による外観
評価結果も表4にあわせて示した。
【0046】以上より、モノマー酸含有率及び鎖状構造
を有するダイマー酸の含有率を制御したダイマー酸を共
重合させた熱可塑性共重合ポリエステル樹脂とトリアジ
ン系難燃剤及び架橋剤からなる非ハロゲン系難燃性樹脂
組成物は、優れた引張伸度及び柔軟性を有し、電線被覆
材として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 正樹 山口県防府市鐘紡町4番1号 カネボウ 合繊株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−70417(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 67/00 - 67/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 テレフタル酸及びダイマー酸又は各々の
    エステル形成性誘導体を主とする酸成分とし、1,4−
    ブタンジオールをグリコール成分として得られる熱可塑
    性共重合ポリエステル樹脂100重量部に対し、トリア
    ジン化合物を10〜100重量部、架橋剤を0.01〜
    5重量部配合してなり、該熱可塑性共重合ポリエステル
    樹脂の酸成分中該ダイマー酸成分を0.5〜30モル%
    含み、該ダイマー酸が、一般式 【化1】 (式中のRはアルキル基を示し、Rm、Rn、Rp及びRq
    の炭素数の和は31である)で表される鎖状ダイマー酸
    を10重量%以上含み、該ダイマー酸中に含まれるモノ
    マー酸が1重量%以下であり、該架橋剤が、官能基を2
    個以上有する化合物であり、官能基としては、カルボン
    酸無水物基、イソシアネート基、オキサゾリン基、カル
    ボジイミド基のいずれかであることを特徴とする難燃性
    樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1の難燃性樹脂組成物を電線被覆
    材として導電体の外部に被覆材として有する電線。
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