JPH02150436A - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は難燃性樹脂組成物に関し、更に詳しくは、毒性
がなく、燃焼時にも有毒ガスの発生がなく、優れた難燃
性を有する樹脂組成物に関する。

（従来の技術） 電線、ケーブルの外被や絶縁体コアとしては、従来から
、押出加工性や電気絶縁性に優れている例えばポリオレ
フィン系樹脂のような熱可塑性樹脂が使用されている。

近年、これらの素°材に対する難燃化の要求が高まって
いる。

難燃化の方法としては、これら熱可塑性樹脂に、塩素や
臭素のようなハロゲンを含有する化合物を混和するとい
う方法が通常採用されている。ところが、これらハロゲ
ン含有化合物を配合した樹脂組成物は、たしかに良好な
難燃性を示すが、しかし燃焼時に大量の黒煙を発生し、
人体に有害なガス、または、金属等を腐食するガスを発
生する。

こめような問題を回避するために、発煙性、有害性およ
び腐食性が極めて小さい水酸化アルミニウムや水酸化マ
グ革シウムのような水和金属酸化物を、難燃剤として、
熱可塑性樹脂に混和して、燃焼時にこれら水和金属化合
物から水分を放出させることにより難燃化する方法が提
案されている。

この場合、充分な難燃性を得るためには、多量の水和金
属酸化物を添加することが必要になるが、しかし、その
ような処置を施すと、混和物の機械的強度は著しく低下
してしまい、到底、実用に耐え得なくなる。

そのため、例えば特公昭５７−１６１４４号公報で提案
されているように、熱可塑性樹脂に上記した水和金属酸
化物と赤リンを添加することにより、難燃性を向上せし
めるとともに混和物の機械的強度の低下を抑制するとい
う対応策が採られている。

（発明が解決しようとする！ｌ！！ＩＩ）しかしながら
、上記した水和金属酸化物と赤リンを用いる方法には、
つぎのような問題があり、その解決が求められている。

すなわち、上記混和物を押出成形する際に、特有の臭気
が発生し、作業環境上好ましくない、また、燃焼時に有
毒なホスフィンガスが発生する。

更には、赤リンの粒子系が数１０μｍと大きいことから
、混和物の低温脆性や引張特性が低下するという問題で
ある。

本発明は上記した問題を解決し、高度の難燃性を有する
とともに、押出成形時に異臭を発生せず、また、燃焼時
に有毒ガスを発生しない無公害な難燃性樹脂組成物の提
供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、熱可塑
性樹脂１００重量部；パンタイト粉末５０〜８０重量％
とハイドロマグネサイトの粉末２０〜５０重量％とを含
む混合粉末、水酸化マグネシウム粉末、水酸化アルミニ
ウム粉末の群から選ばれる少なくとも１種の粉末３０〜
２００重量部；平均粒子径が０．５〜２０μｍであるシ
リコーン粉末０．５〜１０重量部；酸化亜鉛粉末、ホウ
酸亜鉛粉末、炭酸亜鉛粉末の群から選ばれる少なくとも
１種の粉末１〜２０重量部を必須成分とすることを特徴
とする難燃性樹脂組成物が提供される。

まず、本発明の組成物における第１の必須成分である熱
可塑性樹脂としては、例えば、高、中、低密度ポリエチ
レン；エチレンとプロピレン、ブテン−１１ペンテン−
１１ヘキセン−１，４−メチルペンテン−１、オクテン
−１、デセン−１のような炭素数３〜１２のα−オレフ
ィンとの共重合体から成るいわゆる直鎖状低密度ポリエ
チレン；エチレン−プロピレン共重合体ゴム；エチレン
−プロピレン−ジエン共重合体ゴム；エチレンと酢酸ビ
ニル、アクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸
エチル、マレイン酸、無水マレイン酸のような極性基含
有モノマーとの共重合体；前記ポリエチレン単独もくし
はエチレンとα−オレフィンとの共重合体をアクリル酸
、マレイン酸のような不飽和カルボン酸またはその誘導
体で変性して成る共重合体：上記したそれぞれを適宜に
組合せた混合物などをあげることができる。

これらのうち、樹脂組成物の機械特性が向上するという
点からいうと、直鎖状低密度ポリエチレンや密度が０．
９１以下である超低密度ポリエチレンなどが好適である
。

また、難燃性を高めるという点からすると、熱可塑性樹
脂としてはエチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンアク
リル酸エチル共重合体等が好適である。またこれらの混
合物を用いることができる。

本発明の樹脂組成物ににおける第２の必須成分は、ハン
タイト粉末とハイドロマグネサイト粉末を主体とした混
合粉末、水酸化マグネシウム粉末、水酸化アルミニウム
粉末の１種または２種以上である。これらはいずれも難
燃化剤としての作用を発揮する。

これらの粉末のうち、ハンタイト粉末とハイドロマグネ
サイト粉末の混合粉末の一方の成分であるハンタイト（
Ｈｕｎｔｉｔｅ）は、その組成式がＭｇ５Ｃａ（ＣＣｈ
）４で示される白色の結晶体であり、また他方の成分で
あるハイドロマグネサイト（Ｈｙｄｒｏｍａｇ−ｎｏｓ
ｉｔｅ）は、その組成式が例えばＭｇｎ（ＣＯ＊）ｓ・
（ＯＨ）、・３ＨオＯまたはＭｇ５（ＣＯｓＬ・（ＯＨ
）ｔ・４Ｈ，Ｏなどで示されるもので水菱苦土石とも呼
ばれるものである。

この混合粉末は、ハンタイト粉末を５０〜８０重量％、
および、ハイドロマグネサイト粉末を、２０〜５０重量
％含むものである。

ハンタイト、の混合割合が５０重置％未満の場合（した
がってハイドロマグネサイトが５０重量％より多い場合
）は、得られた樹脂組成物を成形加工する際に、ハイド
ロマグネサイトが有する結晶水の脱水により発泡現象が
起り、成形品の外観不良をもたらして、不都合である。

また、逆にハンタイトの混合割合が８０重置％を超える
場合（したがって、ハイドロマグネサイトが、２０重量
％未満の場合）は、得られた樹脂組成物の難燃性が低下
してしまう、混合粉末におけるハンタイトとハイドロマ
グネサイトの好ましい混合割合は、パンタイト６０〜フ
０重量％、ハイドロマグネサイト３０〜４０重■％であ
る。なお、混合粉末には例えばＭｇＣｏｘ　、ＣａＣＯ
５などの炭酸塩、その他アルミニウム、鉄、カリウム、
ケイ素などの炭酸塩、その他アルミニウム、鉄、カリウ
ム、ケイ素などを含む無機塩類が少量台まれていても差
し支えない。

この混合粉末において、前記した各成分は、その粒径１
．０μｍ以下の粉末が６０％以上で平均粒径が０．５μ
ｉ以下、更に粒径０．３μｍ以下の粉末が５０％以上で
平均粒径が０．５５　ｍ以下であることが好ましい。

また、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムは公知
の難燃剤であるが、その平均粒径は０．２〜５ｐｍのも
のを用いることが好ましい、その理由は、熱可塑性樹脂
への分散を円滑に進めることができるうえ、得られた樹
脂組成物の成形加工性や機械特性の向上に有効であるか
らである。

これらの粉末は、それぞれ単独で用いる場合も、また２
種以上を混合して用いる場合も、その配合割合は、熱可
塑性樹脂１００重量部に対し、３０〜２００重量部に設
定される。この配合割合が３０重量部未満の場合は得ら
れた樹脂組成物に所望の難燃性を付与することができず
、また、２００重量部を超える場合は、樹脂組成物の機
械的強度が著しく低下し使用に耐え得ないからである。

好ましい配合割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し
５０〜８０重量部である。

本発明組成物における第３の必須成分であるシリコーン
粉末は、例えばジメチルシリコーン、フェニルメチルシ
リコーン等のシリコーンレジンやシリコーンゴムを微粒
化したものである。

従来から、熱可塑性樹脂に少量のシリコーンオイルや塊
状、ペレット状のシリコーンゴムを配合してその難燃性
を高める試みがなされているが、しかし例えばシリコー
ンオイルを使用しても得られた樹脂組成物の難燃性は予
想するほど向上しない、難燃性の向上を意図してその添
加量を増量すると、今度は押出成形時にスリップが生じ
易くなり押出変動が起るという問題が生していた。また
、塊状、ペレット状のシリコーンゴムの場合は、その分
散性が悪く樹脂組成物の機械的強度の低下を招いている
。

本発明の場合のシリコーン粉末は、前記したシリコーン
オイルやシリコーンゴムの場合とは全く異なり、熱可塑
性樹脂への分散性も良好で樹脂組成物の機械的強度の低
下を招くこともなく、しかも難燃性に関しては、前記し
た第２の必須成分および後述する第４の必須成分である
難燃剤と組合せることにより、赤リン添加の場合を数段
上まわる難燃性付与の効果を発揮する。

このシリコーン粉末は、その平均粒子径を０．５〜２０
μｍの範囲内に整粒して用いられる。この平均粒子径が
０．５　ｐ　ｍより小さい場合は、シリコーン粉末の製
造コストが上昇する問題が発生し、また２０μｍより大
きい場合は、混和物への分散性が悪く、難燃性や低温特
性が低下する問題を生ずるからである。好ましい平均粒
子径は１〜１０ｐｍである。

シリコーン粉末は、熱可塑性樹脂１００重１部に対し、
０．５〜ＩＯ重量部配合される。０．５重量部未満の場
合は、得られる樹脂組成物への難燃性向上効果が認めら
れず、また１０重量部を超えても、樹脂組成物の難燃性
の向上効果は飽和に達してしまい、むしろコストアップ
を招いてしまうからである。好ましい配合量は、熱可塑
性樹脂１００重量部に対し１〜８重量部である。

本発明組成物における第４の必須成分は、酸化亜鉛粉末
、ホウ酸亜鉛粉末、炭酸亜鉛粉末の１種または２種であ
る。

これらの粉末は、前記したシリコーン粉末と併用される
ことにより、樹脂組成物の燃焼時に硬い殻を形成し、そ
の難燃性を著しく向上させる。この２種類の粉末を併用
するときの上記作用は、シリコーン粉末単独または上記
亜鉛化合物粉末単独の場合に比べて顕著に発揮される。

これら亜鉛化合物の粉末は、それぞれ単独で用いる場合
も、２種以上を混合して用いる場合も、その配合割合は
、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、１〜２０！ｆｆｉ
部に設定される。この配合割合が１重量部未満の場合は
、上記した燃焼時の殻形成が不充分で難燃性の向上効果
が得られず、また、２０重量部を超える場合は、樹脂組
成物の成形時に外観不良を招く、好ましい配合割合は、
熱可塑性樹脂１００重量に対し、３〜１０重量部である
。

シリコーン粉末と上記亜鉛化合物粉末の併用は、赤リン
添加の場合と異なり、樹脂組成物の成形加工時に異臭の
発生もなく、更に燃焼時においても有毒ガスを発生する
こ、とがないので、樹脂組成物を無公害なものにするこ
とができる。

上記した第２．第３．第４の必須成分であるこれらの難
燃剤は、そのままの状態で熱可塑性樹脂に分散せしめて
もよいが、更には、ビニルトリエトキシシラン、Ｔ−メ
ルカプトプロピルトリメトキシシランのようなシランカ
ップリング剤；イソプロピルトリイソステアロイルチタ
ネートのようなチタンカップリング剤；ステアリン酸、
マレイン酸、オレイン酸のような高級脂肪酸などの公知
の表面処理剤を用いて表面処理を施すと、熱可塑性樹脂
とのなじみが向上し、得られる樹脂組成物の機械特性を
向上せしめて有効である。なお、これら表面処理剤はこ
れら粉末を熱可塑性樹脂に混入するときに同時に配合し
てもよいし、また予め混合粉末とブレンドして用いても
よい。

また、これら難燃剤とともに難燃性を大幅に低下せしめ
ない範囲で、炭酸カルシウム、タルク、クレー、シリカ
等の充填剤を添加してもよい。

本発明の樹脂組成物は、以上の成分をもって必須とする
が、その調製時に、必要に応じて、酸化防止側、滑剤、
有機・無機系の各種顔料、紫外線防止側、熱光安定剤、
分散剤、銅害防止剤等の添加剤を本発明の効果を著しく
損わない範囲内で添加することもできる。

本発明においては、上記した樹脂組成物を、電カケープ
ル、光フアイバケーブル、通信ケーブル等の外被として
所望の厚みでケーブル絶縁体コアの上に押出成形するこ
とにより、難燃性の各種ケーブルが提供される。

（発明の実施例） 表に示したように、各成分を表示の割合（重量部）で配
合し、８インチの２軸ロールを用い１５０℃で充分に混
練したのち、加圧プレス機で所定厚みのシートを成形し
て試料とした。

各試料につき、下記仕様に基づいて必要特性を測定した
。

引張特性：厚み１ｍのシートを２０℃の恒温室内に１日
放置したのち、ＪＩＳ ３号ダンベルでこれを打ち抜き、 東洋ホールドウィン社製のテンシ ロンにより２００腫／ｌａ　ｉ　ｎの速度で引張強さ（
ｋｇ／閣８）、伸び率 （％）を測定した。

酸素指数：厚み３騙の試料シートを幅６．５Ｍ長さ１５
０ｍに打ち抜き、ＪＩＳ Ｋ？２０１で規定する酸素指数試 験法に準拠して測定。

また、これらの樹脂組成物を、導体断面積１ｂ＋ｍ”、
架橋ポリエチレン絶縁による外径１０．１論のコア上に
厚み１．７園のシースとして押出被覆して、６．６ＫＶ
のケーブルを製作した。このときの押出外観を肉眼で観
察し、良：Ｏｌやや良好：Δ、不良：×として判定した
。また、臭気についても併せて判定した。得られたケー
ブルにつきＩＥＥＥＳｔｄ。

３８３で規定する垂直トレイ燃焼試験を行い、その難燃
性を判定した。

以上の結果を一括して表に示した。

（以下余白） （発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明の難燃性樹脂組成
物は、Ｉ　Ｅ　Ｅ　Ｅ　Ｓｔｄ、　３８３で規定する燃
焼試験にも合格する高度の難燃性を備え、また引張強さ
にみられるようにその機械特性も優れており、電線やケ
ーブルの外被や絶縁体としてその工業価値は極めて大で
ある。

とくに、ポリエチレンや架橋ポリエチレンから成る易燃
性の絶縁体コアの上にシースを施したケーブルにおいて
は、そのサイズが細い場合、ＩＩ！ＨＥＳｔｄ、　３８
３の試験に合格することは厳しいという？＋１向にある
が、しかし、本発明の樹脂組成物を用いた場合は、細い
サイズで合格することができる。

しかも本発明の組成物は、毒性はな（、燃焼時に有毒ガ
スを発生することもないので、無公害の難燃性樹脂組成
物である。したがって、それで被覆したケーブルもまた
無公害ケーブルとして有用である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂１００重量部；ハンタイト粉末５０〜８０
   重量％とハイドロマグネサイトの粉末２０〜５０重量％
   とを含む混合粉末、水酸化マグネシウム粉末、水酸化ア
   ルミニウム粉末の群から選ばれる少なくとも１種の粉末
   ３０〜２００重量部；平均粒子径が０．５〜２０μｍで
   あるシリコーン粉末０．５〜１０重量部；酸化亜鉛粉末
   、ホウ酸亜鉛粉末、炭酸亜鉛粉末の群から選ばれる少な
   くとも１種の粉末１〜２０重量部を必須成分とすること
   を特徴とする難燃性樹脂組成物。