JP5890077B1 - 難燃性樹脂組成物、およびこれを用いたケーブル、ならびに光ファイバケーブル - Google Patents
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Abstract
Description
文献の参照による組み込みが認められる指定国については、2014年8月25日に日本国に出願された特願2014−170406に記載された内容を参照により本明細書に組み込み、本明細書の記載の一部とする。
25質量部以上、110質量部以下の炭酸カルシウム粒子と、
1質量部超、10質量部以下のシリコーン系化合物と、
2質量部以上、20質量部以下の脂肪酸含有化合物とを配合してなることを特徴とする。
[3]上記発明において、前記炭酸カルシウム粒子の平均粒径が0.7μm以上であるように構成することができる。
[4]上記発明において、前記ベース樹脂が、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂およびポリプロピレンから選択される少なくとも1種を、6質量%以下の割合で、さらに含有するように構成することができる。
25質量部以上、110質量部以下の炭酸カルシウム粒子と、
1質量部超、10質量部以下のシリコーン系化合物と、
2質量部以上、20質量部以下の脂肪酸含有化合物とを配合してなる。
ベース樹脂は、高密度ポリエチレン18〜85質量%、低密度ポリエチレン9〜69質量%、および酸変性ポリオレフィン化合物3〜25質量%を含有する。
炭酸カルシウム粒子としては、重質炭酸カルシウムまたは軽質炭酸カルシウムのいずれでもよいが、入手が容易で、かつ、低価格であることから、重質炭酸カルシウムが好ましい。炭酸カルシウム粒子は、主として難燃剤として作用する他、難燃性樹脂組成物中において、ベース樹脂との間に界面が形成されることにより、ケーブルや光ファイバケーブル用途として用いた場合において、端末加工のために引裂き処理を行った際に、該界面が引裂きの起点となるため、炭酸カルシウム粒子を配合することで優れた易引裂き性を実現することができる。
シリコーン系化合物は、難燃助剤として機能するものであり、シリコーン系化合物としては、たとえば、ポリオルガノシロキサンなどを好適に用いることができる。ここで、ポリオルガノシロキサンは、シロキサン結合を主鎖とし側鎖に有機基を有するものであり、有機基としては、たとえば、メチル基、ビニル基、エチル基、プロピル基、フェニル基などが挙げられる。
脂肪酸含有化合物は、上述したシリコーン系化合物とともに、難燃助剤として機能するものである。脂肪酸含有化合物としては、脂肪酸または脂肪酸の金属塩が挙げられ、これらのなかでも、脂肪酸の金属塩が好ましい。脂肪酸としては、たとえば、炭素原子数が12〜28である脂肪酸が挙げられる。このような脂肪酸としては、たとえば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ツベルクロステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、アラキドン酸、ベヘン酸およびモンタン酸などが挙げられる。これらのなかでも、難燃性の向上効果をより顕著なものとすることができるという点より、ステアリン酸またはツベルクロステアリン酸が好ましく、ステアリン酸が特に好ましい。
高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、酸変性ポリオレフィン、炭酸カルシウム粒子、シリコーン系化合物、脂肪酸含有化合物、および酸化防止剤を、表1,2に示す配合量で配合し、バンバリーミキサによって160℃にて15分間混練し、難燃性樹脂組成物を得た。なお、表1,2において、各配合成分の配合量の単位は質量部である。
・高密度ポリエチレン HDPE:日本ポリエチレン社製、「ノバテックHD HD322W」、密度951kg/m3
・低密度ポリエチレン LDPE1:宇部丸善ポリエチレン社製、「ユメリット0520F」、密度904kg/m3
・低密度ポリエチレン LDPE2:プライムポリマー社製、「エボリューPSP9018」、密度890kg/m3
・酸変性ポリオレフィン 酸変性PE:三井化学社製、「タフマー MA8510」、無水マレイン酸変性エチレン−αオレフィン共重合体(主モノマーとしてのエチレンと、コモノマーとしての1−ブテンとが共重合されてなる主鎖構造を有するエチレン−1−ブテン共重合体を無水マレイン酸で変性してなる、無水マレイン酸変性エチレン−1−ブテン共重合体)
・酸変性ポリオレフィン 酸変性SEBS:クレイトンポリマージャパン社製、「クレイトン_FG1901X」、無水マレイン酸変性スチレン−エチレン/ブチレン−スチレン共重合体
・炭酸カルシウム粒子 炭酸Ca(平均粒径1.7μm):日東粉化工業社製、「NCC P」
・炭酸カルシウム粒子 炭酸Ca(平均粒径1.0μm):日東粉化工業社製、「NCC P#2300」
・シリコーン系化合物 シリコーンMB(PE/シリコーンガム):信越化学工業社製、「X−22−2125H」、低密度ポリエチレンと、ジメチルポリシロキサンからなるシリコーンガムとを1:1(質量比)の割合でマスターバッチとしたもの
・脂肪酸含有化合物 ステアリン酸マグネシウム:ADEKA社製、「エフコ・ケムMGS」、ステアリン酸マグネシウム
・酸化防止剤 酸化防止剤MB(EVA/酸化防止剤):大日精化工業社製、「C−174・2A」、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂と、酸化防止剤とを1:0.15(質量比)の割合でマスターバッチとしたもの
得られた難燃性樹脂組成物をバンバリーミキサによって160℃にて15分間混練した。その後、難燃性樹脂組成物を、成形型を用いて成形することで、厚さ1mmのシート状の成形体、および厚さ2mmのシート状の成形体を得た。
得られた難燃性樹脂組成物をバンバリーミキサによって160℃にて15分間混練した。その後、難燃性樹脂組成物を、単軸押出機(L/D=20、スクリュー形状:フルフライトスクリュー、マース精機社製)に投入し、押出機からチューブ状の押出物を押し出し、導体(素線数1本/断面積2mm2)上に、厚さ0.7mmとなるように難燃性樹脂組成物で被覆することで、被覆電線サンプルを得た。
得られた難燃性樹脂組成物をバンバリーミキサによって160℃にて15分間混練した。その後、難燃性樹脂組成物を、単軸押出機(L/D=20、スクリュー形状:フルフライトスクリュー、マース精機社製)に投入し、押出機から、図1に示す断面形状を有する筒状の押出物を押し出すことで、光ファイバ心線1心を、短径1.6mm、長径2.0mm、引裂き用ノッチと光ファイタとの距離0.4mmとなる形状にて難燃性樹脂組成物で被覆することで、光ファイバケーブルサンプルを得た。なお、図1は、本実施例で作製した光ファイバケーブルサンプルの断面形状を示す図である。
上記にて得られた厚さ1mmのシート状の成形体から、3号ダンベル形状のサンプルを作製し、JIS C3005に準拠して、引張試験を行うことで、破断強度および破断時の伸び率の測定を行った。なお、測定に際しては、引張速度は200mm/min、標線間隔は20mm、測定数を5とし、5回の測定結果を平均したものを測定値として採用した。
上記にて得られた厚さ2mmのシート状の成形体から、縦20mm×横50mmのサイズのサンプルを作製し、JIS K7215に準拠して、デュロメータ(タイプD)にて、ショアD硬度を測定した。なお、測定に際しては、測定数を5とし、5回の測定結果を平均したものを測定値として採用した。本実施例においては、ショアD硬度50以上で合格とした。
上記にて得られた光ファイバケーブルサンプル(図1参照)を用い、予め、光ファイバケーブルサンプルの外被のノッチ間を数cm引裂いた状態とし、引裂いた双方の端をチャックで固定し、引張速度500mm/min.で200mm引裂き、この際の引裂き力を測定した。なお、測定に際しては、測定数を5とし、5回の測定結果を平均したものを測定値として採用した。本実施例においては、引裂き力12N以下で合格とした。
上記にて得られた厚さ2mmのシート状の成形体から、縦6mm×横38mmのサイズのサンプルを作製し、JIS C3005に準拠して、低温での耐衝撃試験を行った。具体的には、耐衝撃試験を0℃から5℃刻みで行い、衝撃を与えた後のシート表面に亀裂の発生しない最低温度を脆化温度とした。本実施例においては、脆化温度−30℃以下で合格とした。
上記にて得られた被覆電線サンプルについて、JIS K3005に準拠して、60°傾斜燃焼試験を行った。なお、60°傾斜燃焼試験は、10本の被覆電線サンプルについて行い、消火時間(単位:秒)が60秒以内であったサンプルを合格とし、10本の被覆電線サンプルの合格率を算出するとともに、消火時間の平均値を求め、これを60°傾斜燃焼時間とした。なお、消火時間とは、接炎終了直後(バーナーの炎を電線から離した直後)から自己消火するまでの時間であり、消火時間が短ければ短いほど難燃性が高いことを表す。このとき、接炎は、30秒以内で被覆電線サンプルに着火が起こるまで行った。本実施例においては、合格率100%を合格とした。
表1より、本発明所定の要件を満たす実施例1〜11の難燃性樹脂組成物は、硬度が高く、易引裂き性、耐低温性および難燃性に優れたものであることが確認できる。また、実施例2と、実施例11とを比較することにより、酸変性ポリオレフィン化合物として、無水マレイン酸変性エチレン−αオレフィン共重合体を用いた場合には、高硬度、易引裂き性、耐低温性および難燃性に優れたものとしながら、破断強度および伸びをより向上させることができることが確認できる。
一方、表2に示すように、低密度ポリエチレンの割合が少なすぎる比較例1は、耐低温性(脆化温度)に劣る結果となった。
高密度ポリエチレンの割合が少なすぎる比較例2は、硬度が低くなる結果となった。
炭酸カルシウム粒子の割合が少なすぎる比較例3は、易引裂き性に劣る結果となった。
また、炭酸カルシウム粒子の割合が多すぎる比較例4は、耐低温性(脆化温度)に劣る結果となった。
さらに、シリコーン系化合物の割合が少なすぎる比較例5は、難燃性に劣る結果となった。
Claims (8)
- 密度が945kg/m 3 以上である高密度ポリエチレン18〜85質量%、密度が880kg/m 3 以上、925kg/m 3 以下である低密度ポリエチレン9〜69質量%、および無水マレイン酸変性エチレン−αオレフィン共重合体3〜25質量%を含むベース樹脂100質量部に対して、
25質量部以上、110質量部以下の炭酸カルシウム粒子と、
1質量部超、10質量部以下のシリコーン系化合物と、
2質量部以上、20質量部以下の脂肪酸含有化合物とを配合してなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。 - 前記無水マレイン酸変性エチレン−αオレフィン共重合体が、無水マレイン酸変性エチレン−1−ブテン共重合体である請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。
- 前記炭酸カルシウム粒子の平均粒径が0.7μm以上である請求項1または2に記載の難燃性樹脂組成物。
- 前記ベース樹脂が、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂およびポリプロピレンから選択される少なくとも1種を、6質量%以下の割合で、さらに含有する請求項1〜3のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
- 前記シリコーン系化合物が、シリコーンガムであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
- 前記脂肪酸含有化合物が、ステアリン酸マグネシウムであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
- 光ファイバと、前記光ファイバを被覆する絶縁層とを備え、前記絶縁層が請求項1〜6のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物で構成されることを特徴とする光ファイバケーブル。
- 導体と、前記導体を被覆する絶縁層とを備え、前記絶縁層が請求項1〜6のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物で構成されることを特徴とするケーブル。
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