JPH0218432A - 難燃性ポリオレフィン組成物 - 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） 本発明は難燃性に優れたポリオレフィン組成物、更に詳
しくは電線、ゲープルの絶縁材料やシース材料への適用
に好適な高度に難燃化された難燃性ポリオレフィン組成
物に関するものである。

（従来の技術） ポリオレフィンはすぐれた電気絶縁性を持つ安価な樹脂
であり、放射線（例えば電子線）照射架橋あるいは化学
架橋を行うことで機械的強度、耐熱変形性などを容易に
向上することが可能であるため、機器内配線用の絶縁電
線の絶縁層若しくはシース層として広く用いられている
。

しかしポリオレフィン自体は可燃性物質であり、近年、
前述の用途にポリオレフィンを適用する際には、安全、
防火上の問題からポリオレフィンに高度な難燃性を付与
する必要があった。その提案の一例をあげると、特開昭
５３−６０９４４号公報においては、ポリエチレン系重
合体に、含塩素難燃剤と含臭素難燃剤との特定比率の混
合物と、更に三酸化アンチモンを組み合わせた難燃剤を
使用することにより、高度の難燃性を得たポリオレフィ
ン組成物が示されている。また特開昭５３１４１３５３
号公報には、ポリオレフィン共重合体にハロゲン系難燃
剤あるいは含リン難燃剤と三酸化アンチモンと水酸化ア
ルミニウムの特定量を組み合わせた難燃性ポリオレフィ
ン組成物が示されている。

〈発明が解決しようとする課題） 難燃性ポリオレフィン組成物を導体上に押出し被覆し架
橋してなる難燃性ポリオレフィン電線を、前述の機器内
配線用の絶縁電線に用いる事を目的とすると、この難燃
性ポリオレフィン組成物は高度に難燃化された組成物で
なければならないとともに、耐熱性１機械的強度、電気
的性質及び材料コストなどの高度のバランスが必要とな
るものである０例えば前、述の特開昭５２−６０９４４
号公報による難燃化技術においては確かに米国ＵＬ規格
サすジェクト７５８の垂直燃焼試験に合格する組成物を
得る事ができるが、得られた組成物の抗張力特性は米国
ＵＬ規格に定められた規格（１゜０５Ｋｇ／ｍｍ２）に
対してやや上まわる程度であり、抗張力のばらつきをも
考慮に入れると充分に満足すべきものとは言えない、ま
た前述の特開昭５３−１４１３５３号公報による難燃化
技術においては水酸化アルミニウムが多量に配合されて
おり、特開昭６０−２５２６４６号公報の発明が解決し
ようとする問題点の項にも記載されているとおり、一般
にポリオレフィンに水酸化アルミニウムを多量に配合し
て得られた難燃性組成物は、引張特性、加工特性などの
悪化を招き、成形体の外観が不良となり易い欠点を有し
ている。

この様に従来のａ燻化方法をそのまま応用したのみでは
、不充分な難燃性しか得られなかったり、機械的強度が
低下したり、又は高価な難燃剤の多量配合による材料コ
ストの上昇をひきおこすなど、特性のバランスが取り難
い不都合があった。つまり従来の技術の範囲内では、ポ
リオレフィンベース樹脂に難燃剤を配合し高度な難燃特
性を得ようとすると、その他の機械的特性や耐熱性とい
った特性とのバランスを失いやすく、それ故ベース樹脂
に関しては機械的強度や耐熱性に優れ、それ自体が難燃
剤の配合により、より難燃化しやすい性質を持つものを
、難燃剤に関してはより少量で効果のある組み合わせを
見出さなければならなかった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは前述の課題を解決するために安価で押出被
覆の容易なポリオレフィンの難燃特性を他の緒特性との
バランスを取りつつ、しかも材料コストの大幅な上昇を
もたらさずに向上させるため種々検討した結果、酢酸ビ
ニル成分を６〜１５重量％含んでなるポリオレフィン組
成物１００重量部に対し、臭素系難燃剤２０〜４０重量
部、三酸化アンチモン１０〜３０重量部、水酸化マグネ
シウム１０〜６０重量部及び亜鉛化合物を配合すること
により、ポリオレフィン組成物の難燃特性を他の緒特性
とのバランスを取りつつ、しかも材料コストの大幅な上
昇をもたらさずに著しく向上した難燃性ポリオレフィン
組成物（特許請求項１記載の発明）を見出し、更に該難
燃性ポリオレフィン組成物に鉛化合物からなる安定剤を
配合することにより電気的特性を著しく向上した難燃性
ポリオレフィン組成物（特許請求項２記載の発明）を見
い出し、本発明を完成するに至った。

本発明にいう酢酸ビニル成分を６〜１５重量％含んでな
るポリオレフィン組成物とは、酢酸ビニル成分含有量が
ＪＩＳＫ６７３０−１９８１に規定された測定方法によ
り決定されたエチレン−酢酸ビニル共重合体をＡ、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体を除くポリオレフィン樹脂を
Ｂとするとき、このＡとＢの混和物に対する酢酸ビニル
成分含有量が、計算上６〜１５重量％であるようなポリ
オレフィン組成物が好ましく使用される。ここでエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体を除くポリオレフィン樹脂とは
ポリエチレン、エチレン−αオレフィン共重合体、エチ
レン−プロピレン共重合体、又はエチレン−エチルアク
リレート共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共
重合体などのエチレン−（メタ）アクリル酸エステル２
元〜３元共重合体等であり、２種以上の混合物としても
良い。

尚、本発明のポリオレフィン組成物の酢酸ビニル成分含
有量が６重量％未満である場合は、難燃特性が低下し、
これを補うため前述の難燃剤を多量配合すると、得られ
た組成物は高価なものとなる上に特性面においても抗張
力の低下が著しく、結局、難燃性と引張特性のバランス
が保てなくなる。

また酢酸ビニル成分含有量が１５重量％を超えると、難
燃特性は十分であるが組成物の体積抵抗率が著しく低下
し好ましくない。

本発明にて使用される臭素系難燃剤は従来から用いられ
ているものが有効に使用できる。具体例としてはデカブ
ロモジフェニルオキサイド、エチレングリコールビス（
ペンタブロモフェニル）エーテル、ヘキサブロモベンゼ
ン１テトラデカブロモジフエノキシベンゼン、テトラブ
ロモビスフェノールＡなどであり、好ましくはデカブロ
モジフェニルオキサイド、テトラデカブロモジフェノキ
シベンゼンが使用される。またその配合量が２０重量部
未満であると、得られた組成物は不充分な難燃特性しか
得られず、４０重量部を超えると、得られた組成物は高
価なものとなる上に抗張力は著しく低下して好ましくな
い。

本発明にて使用される三酸化アンチモンは従来から用い
られているものが有効に使用できる。この時配合量が１
０重量部未満であると、得られた組成物は不充分な難燃
特性しか得られず、３０重量部を超えると、得られた組
成物は高価なものとなる上に抗張力は著しく低下し好ま
しくない。

本発明にて使用される水酸化マグネシウムは、ペースポ
リマーとの混和性に富む表面処理されたものが好ましく
、好適なものを容易に入手することができる。この時配
合量が１０重量部未満であると、得られた組成物は不充
分な難燃特性しか得られず、６０重置部を超えると、得
られた組成物は抗張力及び体積抵抗率が低下し好ましく
ない。

本発明にて使用される亜鉛化合物としては酸化亜鉛及び
ホウ酸亜鉛が好適であり、いずれも容易に入手できる。

この時配合量は２１呈部以上、好ましくは５重量部以上
で優れな難燃特性を得ることができる。

次に本発明にて使用される鉛化合物の具体的な例として
は、−酸化鉛、三酸化二鉛、四三酸化鉛塩基性炭酸鉛、
ステアリン酸鉛、クロム酸鉛、二塩基性ステアリン酸鉛
、２−エチルヘキシル鉛、三塩基性硫酸鉛、三塩基性マ
レイン酸鉛、二塩基性フタル酸鉛、サリチル酸鉛、オル
トケイ酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、塩基性硫酸鉛、塩基性亜
硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛などであり、その配合量は
組成物の諸特性の低下を引き起こさない範囲内で選択す
ることができる。

尚、本発明の難燃性ポリオレフィン組成物には必要に応
じて酸化防止剤、架橋助剤、滑剤、着色剤、無機充填剤
などを適宜配合する事ができ、また高エネルギー電子線
を用いた照射架橋もしくは有機過酸化物による化学架橋
の手段を用いて架橋物としても良い。

（作用） 本発明の難燃性ポリオレフィン組成物は、約０゜８ｍｍ
の厚さの試験片にて、米国ｔＪＬ規格の接炎難燃試験Ｕ
Ｌ９４　　Ｖ−０規格に合格するとともに、抗張力１．
３ｋｇ／ｍｍ２以上、伸び３５０％以上の機械的特性を
有する組成物である。更に鉛化合物から選ばれる安定剤
を配合してなる難燃性ポリオレフィン組成物においては
、難燃特性が前述の難燃性ポリオレフィン組成物と何ら
変わることなく、その体積抵抗率がｌＸｌ０”（Ω・ｃ
ｍ）以上と極めて優れた電気絶縁性を有する。

（実施例） 以下、本発明の難燃性ポリオレフィン組成物を実施例に
より説明する。

実施例及び比較例として、先ず表−１及び表−２に記載
した配合組成物を６インチロールにて１００℃、１５分
間の条件で混練りした後、プレス機にて加硫温度１９０
℃、加硫時間ＩＯ分間、ルス圧力６０　ｋ　ｇ　／　ｃ
　ｍ　”の条件で加熱架橋して厚さ約０．８ｍｍのシー
トを得た。これらのシートを使用してＪＩＳ　　Ｃ３０
０５，ＪＩＳ　　Ｋ　　６９１１、ＪＩＳ　　Ｋ　　６
７３０．ＵＬ　　９４　　に基づき各評価を行いこれら
の結果を表−１に併記した。

（以下余白） 〔表１ 表２の脚注〕 １）エチレン−酢酸ビニル共重合体　　酢酸ビニル含有
量　１５％２）エチレン−酢酸ビニル共重合体　　酢酸
ビニル含有ｊｔ　　２５％屯）低密度ポリエチレン　　
　　　　　密度　０．９２３４）エチレン・プロピレン
共重合体　　プロピレン含有量　４９％５）キスマ５Ｂ
　　　　　　　　　　　　　　　協和化学工業（株）６
）組成式　　　　２ＺｎＯ・３８２０３　・３．５Ｈ２
０７）スミライザー　ＢＴ　−７６住友化学（株）８）
スミライザー　ＴＰＳ　　　　　　　　　　住友化学（
株）９）トリアリル　イソシアヌレート　　　　日本化
成（株）１０）パーヘキシン　２５Ｂ　　　　　　　　
　　日本油脂（株）メルトフローレート０．６ メルトフローレート２．０ メルトフローレート０．８ ヨウ素価Ｏムーニー粘度ＭＬ 。、　４０（１００℃） まず鉛化合物から選ばれる安定剤を配合しない本発明の
難燃性ポリオレフィン組成物（特許請求項１記載の発明
）の実施例について説明する。比較例１は表−２記載の
配合組成によりベースポリマーの酢酸ビニル含有量を３
重量％とじたものであるが、米国ＵＬ９４の接炎難燃試
験を実施したところ、すべての試験片がドリップ現象を
起こしたため９４Ｖ−２ランクと判定され、従って難燃
特性は不充分なものである。また比較例２はベースポリ
マーの酢酸ビニル含有量を２０重重量に調整したもので
あるが、組成物の体積抵抗率がＩＸＩＱＩｓ（Ω・ｃ糟
）以上を目標とする時、この組成物の体Ｔａ抵抗率は目
標値に達しない、実施例１〜５はベースポリマーの酢酸
ビニル含有量を６〜１５重量％に調整したものであるが
、いずれの組成物においても抗張力１．３に、ｇ／ｍｍ
２以上、伸び３５０％以上、体積抵抗率ｌＸｌ０１５（
Ω・ｃＩＩ）以上を保ちっつＵＬ９４接炎難燃試験にお
いて９４Ｖ−〇と判定され、極めて優れた難燃特性を示
した。実施例６及び７においてはベースポリマーにエチ
レン−プロピレン共重合体を２０重量部配合した上で酢
酸ビニル含有量を６及び１５重量％に調整した表−１記
載の組成物であるが、引張特性、難燃特性、電気絶縁特
性のいずれも目ＩＩ値を上まわる特性を示している０以
上これまでに記述した表−１記載の難燃処方によれば、
ベースポリマーの酢酸ビニル含有量を６〜１５重量％と
する事により、緒特性のバランスの取れた難燃ポリオレ
フィン組成物を容易に得られることが判る０次に比較例
３及び実施例８及び９はベースポリマーの酢酸ビニル含
有量を１２２重丸に調整した十でデカブロモジフェニル
オキサイド配合量をそれぞれ１０，２０．４０重量部と
したものであるが、比較例３においてはＵＬ９４接炎難
燃試験を実施したところ試験片は全焼したため難燃特性
は劣ることが判る。これに対して実施例８及び９は緒特
性のバランスの取れた難燃特性の優れた難燃ホ゛リオレ
フィン組成物であることが判る６次に比１ｆ例４及び実
施例１０及び１１はベースポリマーの酢酸ビニル含有量
を１２重量％に調整した上で三酸化アンチモン配合量を
それぞれ５．１０．３０重綾部としたものであるが比較
例４においてはＵＬ９４接炎難燃試験を実施したところ
試験片の発光燃焼時間が合計時間で２０５秒てあり、ド
リップ現象が見られたため９４Ｖ−２と判定され難燃特
性に劣る。これに対して実施例１０及び１１は緒特性の
バランスの取れた難燃特性の優れた難燃ポリオレフィン
組成物である事が判る１次に比較例５、実施例１２．１
３及び比較例６はベースポリマーの酢酸ビニル含有量を
１２重量％に調整した上で水酸化マグネシウムの配合量
をそれぞれ５゜１０．６０．８０重量部としたものであ
るが、比較例５においては難燃特性が目標に達しておら
ず比較例６は難燃特性は優れているものの引張特性及び
゛１Ｅ気特性が目標に達していないことが判る。

これに対して実施例１２及び１３は緒特性のバランスの
取れた組成物であることが判る０次に比較例７及び実施
例１４．１５はベースポリマーの酢酸ビニル含有量を６
重量％に調整した上で、比較例７は亜鉛化合物を配合し
ない場合であり、実施例１４及び１５はホウ酸亜鉛及び
亜鉛華１号をそれぞれ１０重量部配合したものであるが
、比較例７はＵＬ９４接炎難燃試験において発光燃焼時
間が９４Ｖ−０の規定時間を上まわる試験片が見られ、
また５本の試験片中２本にドリップ現象が見られたため
９４Ｖ−２と判定され目標に達しなかった。これに対し
実施例１４及び１５は緒特性のバランスの取れた組成物
であることが判る０以上、上記実施例からも明らかな如
く本発明の難燃性ポリオレフィン組成物は高度の難燃性
と緒特性のバランスの取れた組成物である。

次に鉛化合物から選ばれる安定剤を配合してなる本発明
の難燃性ポリオレフィン組成物（特許精求項２記載の発
明）の実施例について説明する。実施例１６及び１７は
前述した本発明（特許請求項１記載の発明）である表−
１記載の実施例１２及び１３にステアリン酸鉛を配合し
てなる組成物であるが、高度の難燃性と引張特性を有す
る事は実施例１２及び１３と何ら変ることなくその体積
抵抗率が大幅に向上しており、電気絶縁特性が極めて優
秀であることが判る。また実施例１８は実施例１７にお
いてステアリン酸鉛の代わりに三塩基性硫酸鉛を配合し
たものであるが、この場合も極めて優秀な電気絶縁特性
を示すことが判る６以上、上記実施例からも明らかな如
く、鉛化合物から選ばれる安定剤を配合してなる本発明
の難燃性ポリオレフィン組成物〈特許請求項２記級の発
明）は高度の難燃性と引張特性のバランスが取れた上に
電気絶縁特性が極めて優秀な組成物であり、その工業的
価値は極めて大きい。

（発明の効果） 本発明によれば柔軟で、特に機械強度及び難燃性に優れ
た組成物が得られる。この組成物は１ｍｍ以下の厚みで
の垂直難燃試験においても　ＵＬＳ）・Ｉｖ−０１１当
の難燃性を示し、しかも充分な機械的強度と電気絶縁性
能ら示す、この組成物を銅線上に押し出した後、有機過
酸化物によって架橋して得られる架橋ポリオレフィン電
線は、良好な外観１機械的強度、雉燃性及び電気絶縁性
などの高度なバランスを示し、また柔軟であることから
機器内配線用電線として加工性３組み付は作業性の面か
ら特に好ましいものである。更に本発明の難燃性ポリオ
レフィン組成物は、難燃剤等の高価な添加物が比較的少
量にて充分な効果が得られており、低コストで実用上好
ましいものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酢酸ビニル成分を６〜１５重量％含んでなるポリ
   オレフィン組成物１００重量部に対し、臭素系難燃剤２
   ０〜４０重量部、三酸化アンチモン１０〜３０重量部、
   水酸化マグネシウム１０〜６０重量部及び亜鉛化合物を
   配合してなる難燃性ポリオレフィン組成物。（２）請求
   項１記載の難燃性ポリオレフィン組成物に鉛化合物から
   選ばれる安定剤を配合してなる難燃性ポリオレフィン組
   成物。