JP3456595B2 - 難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、フラットケーブル、チューブ - Google Patents

難燃性樹脂組成物及びそれを用いた電線、フラットケーブル、チューブ

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は難燃性と透明性を有し、
燃焼時に有毒ガスを発生しないノンハロゲン難燃性樹脂
組成物と、該樹脂組成物を用いた電線、フラットケーブ
ル、チューブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電線やフラットケーブル、チュー
ブ等の難燃化のためには、絶縁材料や接着剤にハロゲン
系難燃剤が添加されることが多かった。しかし、ハロゲ
ンを含んだ難燃剤を含有する組成物を用いた電線やフラ
ットケーブル、チューブが火災等により燃焼した場合、
ハロゲンを含む有害なガスが発生し、避難や消火活動の
妨げになることがあった。このような有害なガスを発生
させないための絶縁材料等の難燃化手法として、ハロゲ
ン系難燃剤を用いずに、樹脂に無機系難燃剤を多量に添
加し難燃化する方法が知られている(特公昭62-181号公
報、特公昭57-10898号公報等参照)。
【0003】一方、これらの電線やフラットケーブル、
チューブには透明性が要求される場合がある。例えば電
線やフラットケーブルの場合は絶縁体に光を透過させて
導体の位置を検出したり、チューブの場合は被保護材料
のマーキング等を見たい場合等がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁体
に使用すべき樹脂組成物は、一般にベースに樹脂が透明
でない場合はもちろん、ベース樹脂が透明であっても無
機充填剤を多量に添加すると殆ど透明性が得られない。
このような透明性が要求される用途としてエンジニアリ
ングプラスチックを用いたチューブが提案されているが
(特開平3-292132号公報参照)、エンジニアリングプラ
スチックは非常に硬いため可撓性に乏しく、使い勝手が
悪いという問題がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解消し、難燃性と透明性を有し、燃焼時に有毒ガスを発
生しないノンハロゲン難燃性樹脂組成物と、該樹脂組成
物を用いた電線、フラットケーブル、チューブを提供す
るもので、上記難燃性樹脂組成物の第1の特徴は、結晶
化度が30%以下である1種または2種以上の熱可塑性飽
和共重合ポリエステル樹脂100重量部に対して、水酸化
マグネシウムを80〜 250重量部配合したことにあり、第
2の特徴は結晶化度が30%以下である1種または2種以
上の熱可塑性飽和共重合ポリエステル樹脂 100重量部に
対し、平均粒径が10μm以下の塩基性炭酸マグネシウム
を100 〜 250重量部配合した難燃性樹脂組成物にある。
【0006】本発明による難燃性樹脂組成物は限界酸素
指数が30以上であり、30未満では難燃性が不十分であ
り、難燃電線や難燃フラットケーブル、難燃チューブに
使用することができない。ここでいう限界酸素指数とは
樹脂が燃焼し続けるのに必要な最低の酸素濃度を示し、
ASTM D2863-87 に規定される試験方法で測定した
値を意味する。又曲率弾性は100kg/mm2 以下であり、10
0kg/mm2 を越える樹脂で作製した上記電線等は柔軟性に
乏しく、自由自在に曲げて配線するのが困難になる。さ
らに1mm厚さの平行光線透過率が20%以上であり、20%
未満では電線やフラットケーブル内部の導体の判別や、
チューブの被保護体のマーキング等を十分に認識するこ
とが困難である。しかも、本発明の難燃性樹脂組成物に
はハロゲン元素を一切含有しないため、燃焼時有毒ガス
の発生がない。
【0007】具体的に使用できる樹脂として飽和共重合
ポリエステルが挙げられるが、これは、旭化成製ハーデ
ック、東亜合成製PES、東洋紡製バイロン、東レ製ケ
ミット、ユニチカ製エリーテル等が使用できる。結晶化
度が30%を越えるものを使用した場合には、十分な透明
性を有する樹脂組成物が得られなくなる。
【0008】又本発明で使用できる無機系難燃剤は、水
酸化マグネシウムと平均粒径が10μm未満の塩基性炭酸
マグネシウムのみである。例えば無機系難燃剤として広
く知られている水酸化アルミニウム等を用いた場合に
は、必要な透明性が得られなくなってしまい使用するこ
とができない。
【0009】水酸化マグネシウムの添加量は80〜 250重
量部、好ましくは120 〜 200重量部である。添加量が80
重量部未満では必要な難燃性が得られず、 250重量部を
越えると 100%以上の伸びが得られない等、樹脂組成物
として必要な機械的特性が得られなくなってしまう。一
方、塩基性炭酸マグネシウムの場合、平均粒径が10μm
を越えると 100重量部添加した時点で 100%の伸びが得
られなくなってしまうため使用できない。又10μm以下
であれば水酸化マグネシウムと同等の添加が可能となる
が、難燃効果が僅かに低いため添加量は 100重量部以上
必要となる。最適添加量は150 〜 200重量部である。
【0010】本発明の難燃性樹脂組成物はフラットケー
ブルを構成する絶縁基材の接着剤として使用されるが、
フラットケーブルの絶縁フィルムとしては、ポリイミド
(PI)、2軸延伸ポリフェニレンサルファイド(PP
S)、全芳香族ポリアミド(アラミド)等が適当である
が、これらに限らず一般に市販されているエンジニアリ
ングプラスチックフィルムを使用することができる。
【0011】本発明の難燃性樹脂組成物には、必要に応
じて熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、酸化防止剤を配合
することができ、さらに透明性を損わないような無機、
有機の充填剤や着色剤を配合することができる。
【0012】本発明の難燃性樹脂組成物の製造には単軸
押出機、多軸押出機、バンバリーミキサー、ロール、ニ
ーダー、加熱可能なヘンシェルミキサータイプの高速流
動機が使用可能であり、各種配合成分を樹脂の軟化温度
以上で溶融混練して製造できる。又樹脂が完全に非晶性
である場合には、樹脂を溶解できる溶媒中で樹脂及び配
合剤を攪拌混合した後、溶媒を蒸発させることによって
も必要な組成物を得ることができる。
【0013】
【作用】一般にポリオレフィン樹脂に対して水酸化マグ
ネシウムを添加すると白濁してしまい、透明性は完全に
損なわれてしまう。又ポリエチレン等の結晶性を有する
樹脂であれば樹脂単独でもある程度白濁しており、これ
に少量であっても充填剤を入れると透明性を得ることは
不可能である。しかしながら、本発明で記した通り、飽
和共重合ポリエステル樹脂に対して、水酸化マグネシウ
ムや塩基性炭酸マグネシウムを配合した場合、透明性が
損なわれないだけでなく、もともと結晶性があって白濁
していた樹脂でさえ水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マ
グネシウムを添加すると透明性が得られるようになる。
理由は定かではないが、添加剤が樹脂の結晶化を阻害し
ているのではないかと思われる。
【0014】
【実施例】
実施例1:結晶化度が27%である飽和共重合ポリエステ
ルA 100重量部に対して水酸化マグネシウムを80重量部
配合し、オープンロールで混合した後、1mmシート及び
2mmシートを作成した。このシートを用いて、JISに
従って平行光線透過率、引張伸び、曲弾性率を測定し、
ASTMに従って限界酸素指数(OI)を測定した。結
果は表1に示す通りである。 実施例2:非晶性の飽和共重合ポリエステルB 100重量
部に対して水酸化マグネシウム 250部を配合し、実施例
1の要領で試験を実施、評価した。結果は表1に示す通
りである。 実施例3:飽和共重合ポリエステルA 100重量部に対し
て、平均粒径8μmの炭酸マグネシウムAを 100重量部
配合し、実施例1の要領で試験を実施、評価した。結果
は表1に示す通りである。 実施例4:飽和共重合ポリエステルB 100重量部に対し
て、平均粒径8μmの炭酸マグネシウムAを 250重量部
配合し、実施例1の要領で試験を実施、評価した。結果
は表1に示す通りである。
【0015】比較例1:結晶化度33%の飽和共重合ポリ
エステルC 100重量部に対して水酸化マグネシウム80重
量部配合し、実施例1の要領で試験を実施、評価した。
結果は表2に示す通りで、平行光線透過率が16%で、20
%未満であった。 比較例2:飽和共重合ポリエステルA 100重量部に対し
水酸化マグネシウム70重量部配合し、実施例1の要領で
試験を実施、評価した。結果は表2に示す通りで、OI
が28で30未満であった。 比較例3:飽和共重合ポリエステルB 100重量部に対し
水酸化マグネシウム270重量部配合し、実施例1の要領
で試験を実施、評価した。結果は表2に示す通りで伸び
が80%で、 100%未満であった。
【0016】比較例4:飽和共重合ポリエステルA 100
重量部に対し、平均粒径15μmの炭酸マグネシウムBを
100重量部配合し、実施例1の要領で試験を実施、評価
した。結果は表2に示す通りで伸びが30%しかなかっ
た。 比較例5:飽和共重合ポリエステルA 100重量部に対し
炭酸マグネシウムAを90重量部配合し、実施例1の要領
で試験を実施、評価した。結果は表2に示す通りで、O
Iが27で30未満であった。 比較例6:飽和共重合ポリエステルB 100重量部に対し
炭酸マグネシウムAを270重量部配合し、実施例1の要
領で試験を実施、評価した。結果は表2に示す通りで、
伸びが75%しかなかった。 比較例7:ポリアリレート(Uポリマー)を用いて実施
例1の要領で試験を実施、評価した。結果は表2に示す
通りで、伸びが80%しかなく、曲弾性率が200kg/mm2
大きく、硬かった。
【0017】実施例5:実施例2の材料を用い、導体径
1.0mm 、絶縁厚0.5mm 、外径2mmの電線を作製した。こ
の電線は絶縁層が透明で、導体が透けて見えるため断線
チェックが容易であった。又UL規格で定められている
垂直難燃試験(VW−1試験)を実施した結果、合格す
ることができ、透明、柔軟、難燃でありながらハロゲン
化ガスの発生のない電線が得られた。
【0018】実施例6:絶縁フイルムとして25μmのポ
リイミド(カプトン)を50μmの接着剤層として実施例
2の材料を用いた絶縁基材2枚の間に、1mm幅、×0.1m
m 厚の平型導体を1mmピッチで20本挟み込んで一体化
し、フラットケーブルを得た。絶縁基材を通して導体位
置を確認することができ、VW−1試験にも合格した。
【0019】実施例7:実施例2の材料を用いて外径10
mm、内径8mm、絶縁厚1mmのチューブを押出しにより作
製した。このチューブをマーキングを施した電線にかぶ
せたところ、内部の電線のマーキングは十分認識するこ
とができ、又VW−1試験にも合格した。
【0020】実施例5〜7の電線、フラットケーブル、
チューブについてはすべて、最も厳しい垂直難燃試験に
合格できるべきであるが、その難燃レベルは水酸化マグ
ネシウムや炭酸マグネシウムの添加量によって調整でき
る。例えば水平難燃レベルで良いのであれば、水酸化マ
グネシウムを80重量部添加したものでよい。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば透
明性、難燃性、柔軟性を兼ね備え、燃焼時にも有毒ガス
の発生のない樹脂組成物を得ることができ、電線の被覆
材料、フラットケーブルの絶縁基材の接着剤、チューブ
等に利用するとき、大きな効果が得られる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶化度が30%以下である1種または2
    種以上の熱可塑性飽和共重合ポリエステル樹脂100重量
    部に対して、平均粒径が10μm以下の塩基性炭酸マグネ
    シウムを100〜250重量部配合した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記載の難燃性樹脂組成物の被覆
    層を具えていることを特徴とする電線。
  3. 【請求項3】 絶縁フィルム層と接着剤層とからなる絶
    縁基材2枚の間に、間隔をおいて平行に配置された複数
    本の導体を挟み込んで一体化したフラットケーブルにお
    いて、上記絶縁フィルムは限界酸素指数が30以上で、平
    行光線透過率が20%以上のハロゲン元素を含有しないフ
    ィルムであり、接着剤として請求項1記載の難燃性樹脂
    組成物を用いたことを特徴とするフラットケーブル。
  4. 【請求項4】 構成材料として請求項1記載の難燃性樹
    脂組成物を用いたことを特徴とするチューブ。
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