JP7302155B2 - ノンハロゲン樹脂組成物及び絶縁電線 - Google Patents
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Description
本開示の一局面は、潮解現象の発生を抑制でき、十分な難燃性を有するノンハロゲン樹脂組成物及び絶縁電線を提供することを目的とする。
[発明の効果]
1.ノンハロゲン樹脂組成物
本開示のノンハロゲン樹脂組成物はベースポリマを含む。ベースポリマは、例えば、炭化水素を分子骨格、又は分子側鎖に有するポリマの中から適宜選択することができる。ベースポリマとして、例えば、以下の(a)~(d)のポリマが挙げられる。
ここで用いられるαオレフィンとしては、ブテン、プロピレン、オクテン等が挙げられる。また、ポリエチレンとして、例えば、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)等が挙げられる。
(c)前記(a)又は(b)のポリマのうちいずれか1種以上において、さらに他のモノマーを加えた三元共重合体。
ベースポリマは、融点が120℃を超えるポリマを含むことが好ましい。この場合、ノンハロゲン樹脂組成物の耐加熱変形性が一層向上する。融点が120℃を超えるポリマとして、例えば、結晶性ポリマが挙げられる。結晶性ポリマの種類、融点、含有量等は特に限定されない。融点とは、DSC(示差走査熱量計)の融解ピーク温度を意味する。120℃は、加熱変形試験における温度に対応する。
マグネシウムを含む化合物の含有量の下限は特に限定されないが、マグネシウムを含む化合物の含有量は、ベースポリマ100質量部に対し、0質量部以上又は5質量部以上であることが好ましい。カルシウムを含む化合物の含有量の下限は特に限定されないが、カルシウムを含む化合物の含有量は、ベースポリマ100質量部に対し、0質量部以上又は5質量部以上であることが好ましい。
化マグネシウムは、本開示のノンハロゲン樹脂組成物に難燃剤として配合することができる。
カルシウムを含む化合物として、例えば、炭酸カルシウム等が挙げられる。炭酸カルシウムは、本開示のノンハロゲン樹脂組成物に充填剤として配合することができる。炭酸カルシウムを配合することで、本開示のノンハロゲン樹脂組成物の材料コストを低減することができる。
本開示のノンハロゲン樹脂組成物には、酸化防止剤、他の難燃剤、難燃助剤、プロセスオイル、滑剤、紫外線吸収剤、他の充填剤、補強剤、銅害防止剤、架橋助剤、放射線吸収剤、オゾン劣化防止剤、相溶化剤等を添加することができる。
酸化防止剤として、例えば、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、亜リン酸エステル系酸化防止剤等が挙げられる。架橋助剤として、例えば、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、N、N’-メタフェニレンビスアレイミド、エチレングリコールジメタクリレート、アクリル酸亜鉛、メタクリル酸亜鉛等が挙げられる。また、滑財として、例えば、脂肪酸アミド系、脂肪酸系、炭化水素系、エステル系、アルコール系、金属石けん系等が挙げられる。
本開示の絶縁電線は絶縁層を備える。絶縁層は導体を被覆する。絶縁層の少なくとも一部は、本開示のノンハロゲン樹脂組成物から成る。そのため、本開示の絶縁電線では、潮解現象が生じ難い。また、本開示の絶縁電線は十分な難燃性を有する。
導体として、通常用いられる金属線を用いることができる。金属線として、例えば、銅線、銅合金線、アルミニウム線、金線、銀線等が挙げられる。また、導体として、金属線の周囲に錫やニッケル等の金属めっきを施したものを用いてもよい。さらに、導体として、金属線を撚り合わせた撚線を用いてもよい。
複数の層のうち、最も外側の層以外の層は、本開示のノンハロゲン樹脂組成物から成っていてもよいし、それ以外の材料から成っていてもよい。複数の層の厚みは適宜設定できる。最も外側の層以外の層の色相は、最も外側の層と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
絶縁層の少なくとも一部を構成するノンハロゲン樹脂組成物は架橋物であることが好ましい。架橋物である場合、絶縁層の耐熱変形性が高い。
3.実施例
(3-1)ノンハロゲン樹脂組成物
表1及び表2に示す配合にて、実施例1~14、及び比較例1~3のノンハロゲン樹脂組成物を製造した。ノンハロゲン樹脂組成物の製造方法は、内容積55Lのニーダ混練機にて混練を行い、ペレット形状に成形する方法である。
*1 エチレン-ブテン共重合体、MFR 3.6(g/10min @190℃, 2.16kgf)、融点66℃
*2 酢酸ビニル含有量15質量%、MFR 0.8(g/10min @190℃, 2.16kgf)、融点89℃
*3 酢酸ビニル含有量28質量%、MFR 6.0(g/10min @190℃, 2.16kgf)、融点72℃
*4 密度0.951g/cm3、MFR 0.8(g/10min @190℃, 2.16kgf)、融点130℃
*5 三菱化学製リンクロンXVF600N
*6~8 全て脂肪酸表面処理品
*9 サーマルカーボン、平均粒子径80nm
*10 縮合アゾ系顔料配合マスターバッチ
*11 フタロシアニンブルー、モノアゾエロー系顔料混合配合マスターバッチ
*12 ジオクチル錫ジネオデカノエート1質量%、フェノール系酸化防止剤12質量%、重金属不活性化剤10質量%配合マスターバッチ
(3-2)絶縁電線の製造
各実施例、及び各比較例のノンハロゲン樹脂組成物を用い、絶縁電線の絶縁層を形成した。具体的には、図3に示す単軸押出機201を用い、導体3の直上に押出被覆を行い、絶縁層5を形成した。単軸押出機201は、ホッパー211と、シリンダ213と、スクリュ215と、ブレーカプレート217と、クロスヘッド219と、ダイス221と、ネック223と、を備える。
各実施例、及び各比較例のノンハロゲン樹脂組成物及び絶縁電線について、以下の方法で評価した。
内容積3Lのデシケータの底に10%硝酸15mLを敷いた。次に、長さ50mmに切断した絶縁電線をデシケータに入れ、密閉した。温度40℃の下、絶縁電線を8時間密閉状態で保管した。
熱プレス機を用い、混練後のノンハロゲン樹脂組成物を3mm厚のシートに成形した。成形時の温度は160℃であった。次に、シートに対し架橋処理を行った。架橋処理の方法は、絶縁電線を製造するときに絶縁層に対し行った架橋処理と同様である。
ノンハロゲン樹脂組成物から、0.5gの試料を採取した。試料を40メッシュの真鍮製金網に入れ、110℃オイルバス中でキシレンにより24時間抽出処理した。次に、一晩自然乾燥し、さらに、80℃の下で4時間真空乾燥した後の質量を秤量した。
式(1) ゲル分率=(b-a×(z/x))/(a×(y/x))×100
式(1)に現れる文字の意味は以下のとおりである。
b:抽出・乾燥後の質量(g)
x:全配合量(質量部)
y:ポリマ配合量(質量部)
z:水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び炭酸カルシウムの合計配合量(質量部)
なお、ゲル分率の算出にあたっては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び炭酸カルシウムは、キシレン不溶分とした。キシレン不溶分は、ゲル分として算入しない。
架橋処理後の絶縁電線から絶縁層を剥ぎ取った。次に、剥ぎ取った絶縁層のうち、導体側の内面を凹凸が無くなるように研削することで試料片を調製した。上島製作所製加熱変形試験機TM-1515を用い、120℃、予熱30分、25N加圧30分の条件で試験を行った。試験の前後における試料片の厚さから、下記の式(2)により加熱変形率を算出した。
式(2)において、cは、試験後の試料片厚さ(mm)である。dは、試験前の試料片厚さ(mm)である。
架橋処理後の絶縁電線を、150℃の温度で168時間加熱した。加熱後の絶縁電線を24時間室温にて放置した。その後、絶縁電線を、自己径の金属製マンドレルに緊密に3周回巻きつけた。目視観察により、絶縁電線の表面における割れ(亀裂)の有無を確認した。なお、割れの有無は、絶縁層における銅害劣化の度合いを反映する。
潮解性の評価、及び酸素指数の評価の両方において合格であったものを合格「○」とし、1項目でも不合格であれば不合格「×」とした。総合的な判定の結果を上記表1及び表2に示す。
各実施例では、ノンハロゲン樹脂組成物における水酸化マグネシウム及び炭酸カルシウムの配合量を抑制することにより、潮解現象の発生を抑制できた。また、各実施例では、ノンハロゲン樹脂組成物に水酸化マグネシウム及び/又は水酸化アルミニウムを適切な量配合することにより、目標とする酸素指数を得ることができ、十分な難燃性を有することを確認できた。
4.他の実施形態
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
せたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
Claims (7)
- 絶縁層を備える絶縁電線において、
前記絶縁層の少なくとも一部は、ベースポリマと水酸化アルミニウムを含むノンハロゲン樹脂組成物からなり、
前記ノンハロゲン樹脂組成物は、重金属不活性化剤をさらに含み、
前記ベースポリマは、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体、エチレン-αオレフィン共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エステル共重合体及びそれらの変性物からなる群のうち、1又は2種以上からなり、
前記ベースポリマ100質量部に対し、前記水酸化アルミニウムの含有量が50質量部であり、
前記ベースポリマ100質量部に対し、水酸化マグネシウムの含有量が30質量部以下であり、
前記ベースポリマ100質量部に対し、炭酸カルシウムの含有量が30質量部以下であり、
前記重金属不活性化剤は、CAS-No.63245-38-5、32687-78-8、36411-52-6の何れかからなり、
酸素指数が20以上である絶縁電線。 - 請求項1に記載の絶縁電線であって、
前記ベースポリマは、融点が120℃を超えるポリマを含む絶縁電線。 - 請求項1又は2に記載の絶縁電線であって、
色相が黒、黄、及び緑のうちのいずれかである絶縁電線。 - 請求項1に記載の絶縁電線であって、
前記ベースポリマ100質量部に対し、前記水酸化マグネシウムの含有量が5質量部以上である絶縁電線。 - 請求項1~4のいずれか1項に記載の絶縁電線であって、
前記ノンハロゲン樹脂組成物は架橋している絶縁電線。 - 請求項5に記載の絶縁電線であって、
前記絶縁層は複数の層を備え、
前記複数の層のうち、少なくとも、最も外側の層は、前記ノンハロゲン樹脂組成物から成る絶縁電線。 - 請求項1~6のいずれか1項に記載の絶縁電線であって、
配電盤内に敷設される用途に用いられる絶縁電線。
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