JPH02162607A

JPH02162607A - 難燃電線

Info

Publication number: JPH02162607A
Application number: JP63316158A
Authority: JP
Inventors: Yukio Oda; 幸男小田; Jun Ogawa; 順小川
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-06-22

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、難燃電線、詳しくは絶縁体が耐酸性に優れ、
かつ押出加工時の発泡のないゴム・プラスチック組成物
より構成されている材料に関する。

［従来の技術］電線の絶縁材料には、電気絶縁性に優れたゴム、又は、
プラスチックが多く用いられる。近年、原子力発電所や
航空機・船舶・車両さらに通信用の機器内配線や送電線
には、高度の難燃性が強く要求されるようになった。ゴ
ム又はプラスチックを難燃化するためには、従来、ハロ
ゲン系難燃剤をベースに酸化アンチモン、有機リン化合
物を併用する方法がとられてきた。しかし、この方法は
、燃焼時に多量の黒煙と腐食性のガスを発生するため人
体に有害であるばかりか、周辺の機器を腐食するという
問題を有している。そこで最近、ハロゲンを含有しない
、いわゆるハロゲン・フリーの難燃化技術が研究され、
特に水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムのような
無機系難燃剤が検討されてきた。とりわけ、ゴム・プラ
スチック類の難燃用途では、結晶水の熱安定性が良く、
吸熱量の大きな水酸化マグネシウムが、有効とされてい
る。現状では、電線の難燃化をはかるためには、水酸化
マグネシウムを充填剤とし、難燃助剤として硼酸亜鉛、
酸化亜鉛のような金属酸化物、さらにリン系難燃剤、カ
ーボン・ブラックを添加する配合が基本になっている。

しかしながら水酸化マグネシウムは、耐薬品性、特に耐
酸性が悪く、酸−性情液に溶は出しゴム・プラスチック
組成物の難燃性が、大幅に低下するという欠点が有る。

［発明が解決しようとする課題］水酸化アルミニウムは、耐酸性に優れ、さらに水酸化マ
グネシウムより、廉価な材料であるため、この用途の無
機難燃剤として実用化がはかられてきた。一般に、電線
の絶縁材料の難燃用には、昭和電工■のハイシライトＨ
−４２Ｍやアルコア社のハイドラルＨ−７１０のような
バイヤー法で作られた平均粒子径が３μより細かく、Ｎ
　ａ　２０含有量が０．３０％前後の微粒品あるいは、
それを脂肪酸で表面処理したタイプが用いられる。しか
し、これら公知の微粒品をポリオレフィンに多量充填し
た組成物はエクストルーダーで加熱溶融し、ノズルから
押出すさい、水酸化アルミニウムの結晶水の一部が分解
・脱水し、水蒸気を発生するため、押出製品の内部や表
面に多くの気泡を生じる、いわゆる発泡現象が起こるこ
とが知られている。

しかも、この現象は、水酸化アルミニウムの熱分解開始
温度とされている２００℃より低温側、例えば、ポリオ
レフィン系組成物の押出工程の通常のシリンダー温度で
ある１７０℃付近でも認められている。

このため、公知の微粒水酸化アルミニウムを使用する場
合は、溶融粘度の低い低分子量のポリマーと組合せたり
、水酸化アルミニウムの充填量を減らして水酸化マグネ
シウムと併用するなど、配合面での制約があり、従って
耐酸性が低下したりさらに水酸化マグネシウム配合物に
比べ押出機の温度を低く、かつ狭い範囲にコントロール
しなければならない等の不都合が有った。

かかる現状を背景に、より高温での押出加工が可能な耐
熱性に優れた水酸化アルミニウムが求められるようにな
った。

［課題を解決するための手段コ本発明は、新規な方法により製造された耐熱性微粒水酸
化アルミニウムを、ゴム又は、プラスチックに充填する
ことにより、公知の水酸化マグネシウムを含有する組成
物と、同等の耐熱性と押出加工特性を有し、発泡トラブ
ルが無くかつ、耐酸性に優れた組成物を得、これを用い
て難燃性に優れた電線を提供するものである。

本発明の難燃電線は、導体及び絶縁体から成っており、
絶縁体が、ハロゲンを含まないゴム、又は、プラスチッ
ク１００重量部及び、耐熱性の改良された微粒水酸化ア
ルミニウム３０〜３００重量部とから構成されている。

ここで用いられるゴムとしてはエチレンプロピレンゴム
、天然ゴム、合成イソプレンゴム、ブタジェンゴム、ス
チレンブタジェンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム及び
アクリルゴム等が挙げられる。又、プラスチックとして
は、低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマ
ー、エチレンエチルアクリレートコポリマー、エチレン
ブテンコポリマー、エチレンプロピレンコポリマー、エ
チレンブロビレンジエンターボリマー、エチレンブテン
ジェンターポリマー、ポリブテン−１、直鎖状低密度ポ
リエチレン、ポリ−α−オレフィン類といったものが挙
げられ、これらは、単独使用又は２種以上の併用が可能
である。又、上記のポリオレフィン類は架橋されたもの
でも良い。

本発明において使用される耐熱性の改良された微粒水酸
化アルミニウムとは、Ｎ　ａ　２０含有量が、０４５ｗ
ｔ％以下で、かつ２００ｐｐｍ　（Ｓ　ｉ　Ｏ２換算）
以上のケイ素化合物及び５０ｐｐｍ（酸化物換算）以上
のアルカリ土類金属の化合物を粒子表面に吸着したもの
であり、さらにポリマーの種類によって、標準的な温度
以上で押出加工される場合を想定すると、さらに高度の
耐熱性を保証するためには、水酸化アルミニウムのＮ　
ａ　２０含育量は、０．２０νｔ％以下でかつ、ケイ素
化合物及びアルカリ土類金属化合物の吸着量（酸化物表
示）が、各々、１０００ｐｐＩ１１以上、及び２００ｐ
ｐｍ以上の範囲であることが望ましい。

ここで、ケイ素化合物、アルカリ土類金属化合物の吸着
量は、水酸化アルミニウム中の含有量として算出する。

公知の微粒水酸化アルミニウムについて高感度の示差熱
天秤分析装置（理学電機■製、サーモフレックスＴＧ８
１１０）で熱分解特性を詳細に解析したところ、通常の
熱分解開始温度とされている２００℃より低い温度であ
る１７０℃付近に微小な吸熱をともなった脱水反応が生
じていることが明らかにされた。この反応にともない解
離する水分は１％に満たない量であるが、水蒸気として
成形品の内部や表面に気泡を生じさせるのに、十分な量
である。

本発明者らは、この低温脱水反応に注目し、その防止方
法を鋭意研究した結果、ケイ素化合物及びアルカリ土類
金属の化合物を吸着した水酸化アルミニウムは、低温で
の脱水反応が無くなり、かかる水酸化アルミニウムを配
合混練したゴム・プラスチック組成物は、押出加工時の
発泡トラブルが認められず、極めて耐熱性に優れた組成
物であることを見出したものであり、先に特許出願中で
ある（特願昭８３−２３１９４８号）。

又、微粒水酸化アルミニウムの配合量は、先にのべた様
にハロゲンを含まないゴムＱプラスチック　１００部に
対して３０〜３００部である。３０部以下では十分な難
燃性能が得られず、３００部以上では粘度が高くなり押
出加工が困難になる。

本発明の組成物には、必要に応じて水酸化アルミニウム
以外の無機充填剤、難燃助剤、加工助剤、カップリング
剤、架橋剤、架橋助剤、老化防止剤、顔料などを配合し
てもさしつかえない。

無機充填剤としては、水酸化マグネシウム、微粒シリカ
、クレー、タルク、カーボンブラック、炭酸カルシウム
などが挙げられる。

難燃助剤としては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモ
ン、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化
ニッケル、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化アル
ミニウム、酸化鉄のような金属酸化物、あるいは硼酸マ
ンガン、硼酸マグネシウム、硼酸亜鉛のような硼酸塩類
、赤リン、リン酸エステル等が挙げられ、これらをｌＯ
〜２０ｆｆｉ量部併用するこ色部併用、−層高度の難燃
性能を得ることができる。加工助剤、カップリング剤で
、予め水酸化アルミニウムを表面処理し、これを本発明
で使用しても良い。加工助剤は、ステアリン酸、オレイ
ン酸のような長鎖脂肪酸あるいはそれらの金属塩がよい
。カップリング剤は、チタネートカップリング剤、シラ
ンカップリング剤、ジルコ・アルミニウム・カップリン
グ剤の中から選ばれる。

カップリング剤を本発明組成物中に配合することにより
、得られる組成物の機械的強度が向上し、又、難燃性や
加工性が改善されるという効果が発現される。

本発明の難燃電線の製造は、従来知られている電線の製
造方法、すなわち、たとえば混練りによって難燃組成物
を調製した後、導体上に難燃組成物を被覆して絶縁体を
形成する事によって行える。

以下、本発明を実施例をもって詳細に説明する。

［実　施　例］（１）　　耐熱性微粒水酸化アルミニウムの製造アルミ
ン酸アルカリ塩水溶液と酸を混合し、中和反応により公
知の水和アルミナ・ゲルを作成した。

アルミナ濃度がＨ５ｔｒ／ρ、苛性ソーダ濃度が１５５
ｇ／Ωの過飽和のアルミン酸ナトリウム溶液を８０℃に
保持し、水和アルミナ・ゲルを種子結晶として添加し、
撹拌しながら１６時間析出反応を行なわしめた。析出し
た水酸化アルミニウムは平均径が１．７ｕｎ％Ｎ　ａ　
２０が含有量は０．０６％であった。

水酸化アルミニウムのスラリーをブフナー型濾過ロート
上にあけ、真空吸引し、アルミネート液を分離した。ま
ず、蒸留水を用いて洗浄し、付着しているアルカリ分を
除去した。

さらに、ロート上の水酸化アルミニウムのウェット・ケ
ーキ（固形分２０００　ｇ　）に蒸留水にコロイダル・
シリカ（日産化学製スノーテックス２０％純分）をｌｏ
ｏｍｇ／ｌ　　（Ｓ　ｉ　０２換算）の濃度になるよう
に添加し、更に５０ｍｇ／Ｎの濃度にカルシウム・イオ
ンを溶解させた組成の水を２００．ｉｌｌ注ぎ吸引ン濾
過し、さらに１００℃に設定した乾燥機で１７時間乾燥
させて耐熱性微粒水酸化アルミニウムの乾燥粉末を得た
。

この水酸化アルミニウムのケイ素化合物の吸着量は４０
６０ｐｐｍ　　（Ｓ　ｉ　０２換算）であり、カルシウ
ム化合物の吸着量は、８６０１１ｐｍ　（Ｃａ　Ｏ換算
）で４あった。

（２）　　ゴム・プラスチック組成物の作成第１表に示
す様な配合で、パンバリミキサーにより難燃組成物を調
整した後、熱プレスによる成形加工により厚さ０．５ｍ
ｍ及び３ｍｍのシートを作成した。

得られたシートにつき、以下の評価を実施した。

（３）難燃組成物の評価ａ）発泡性厚さ３ｍｍのシートを裁断し、ペレットを作成した後９
０℃で１０時間、予備乾燥し、吸湿分を除去した。その
後、ペレットをすばやくシリンダー温度を１９０℃に設
定したメルト・フロー・インデクサ−に装填し２．１８
ｋｇの荷重を加え、溶融したコンパウンドをオリフィス
から２時間、流出し続けた。

流出したコンパウンドの表面、及び断面を３０倍の顕微
鏡で観察し、発泡の有無、発泡の生じる時間を評価した
。

ｂ）難燃性３ｍｍ厚のシートについてＪＩＳ　Ｋ　７２０１に従っ
て酸素指数を１１１１Ｊ定した。

Ｃ）発煙量０．５ｍｍ厚のシートについてＡＳＴＭ　Ｅ　８６２に
従ってＮＢＳスモークチェンバーを用いて発煙量を測定
した。

評価結果を第１表に示す。

（以下余白）第１表の結果から判る様に、本発明で使用する難燃組成
物（参考例１）は、発泡性がなく、難燃性、低発煙性に
優れている。しかし、公知の微粒水酸化アルミニウムを
用いたもの（比較参考例２）は、わずかな時間で発泡を
生じ、又、ハロゲン系難燃剤を用いたもの（比較参考例
３）は、発煙量が多い。

（４）電線の評価参考例１及び比較参考例１の難燃組成物を断面３．５　
ｍＡ　（０，８順φ７本撚り）の銅導体の周囲に０．８
ｎｕｓ厚に押し出した電線を試作した。絶縁層の材料と
して実施例１は、参考例１の組成物を用い、比較例１は
比較参考例１の組成物を用いた。

試作した２種の電線を５０℃、１０％硫酸水溶液に１日
間浸漬し、重量変化を測定した。又、浸漬後の電線につ
いてＪＣ５第３６８号垂直トレイ燃焼試験（ＶＯＴ方式
）に準じ、難燃試験を行った。評価結果を第２表に示す
。

（以下余白）第表結果より比較例１の電線は、耐酸性に劣り、難燃性も著
しく低下していることが判る。

［発明の効果］以上に説明した様に、本発明による新規な耐熱性微粒水
酸化アルミニウムを配合した絶縁層を持つ難燃電線は、
押し出し加工時の発泡がなく、又、ハロゲン元素を含ん
でいない為燃焼時の発煙性が少く、かつ耐酸性に優れて
いる。

Claims

【特許請求の範囲】

１．導体及び絶縁体からなる難燃電線に於いて、絶縁体
がハロゲンを含まないゴム又は、プラスチック１００重
量部と粒子表面に２００ｐｐｍ（ＳｉＯ＿２換算）以上
のケイ素化合物及び５０ｐｐｍ（酸化物換算）以上のア
ルカリ土類元素の１種以上の化合物又は両者の反応生成
物を吸着した、Ｎａ＿２Ｏの含有量が０．３５ｗｔ％以
下の水酸化アルミニウム３０〜３００重量部とからなる
絶縁材料で構成されている事を特徴とする難燃電線。