JPH02218732A - 難燃性塩化ビニル系樹脂組成物及び該組成物を保護層材とする難燃性電線・ケーブル - 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、塩化ビニル系樹脂を主成分とする難燃性に優
れ、且つ熱安定性を有し押出成形加工の際に長時間の運
転に耐え得る熱可塑性樹脂組成物及び該組成物を保護層
の材料として使用した電線・ケーブルに関するものであ
る。本発明の組成物は電線又はケーブルの保護層の材料
として使用した場合、燃焼時に酸素指数で示される燃え
難さの特性を有すると同時に、火炎の当たった箇所が膨
張して、その結果、燃焼後に発泡した炭化層を形成し、
これが断熱性のある防火壁の役割を演して火災の延焼を
防止する特性も兼ね備えており、且つ電線又はケーブル
の保！！層として、必須の特性である耐油性を低下させ
ることなく高度のレベルに保持し、更にまた、押出成形
加工をする際、長時間の運転に耐え得るだけの充分な熱
安定性を有する。

電線及びケーブルは漏電などが原因となる火災に曝され
る機会が多く、火災の延焼を防ぐために難燃性は不可欠
の課題である。特に電気特性、高周波特性等の要＊によ
り絶縁層にポリエチレン、架橋ポリエチレン、ＥＰＤＭ
等のポリオレフィン系樹脂のような非常に燃え易い材料
を使用している電線又はケーブルは、−旦火災が発生す
ると延焼の危険性は極めて大きく、難燃性はますます重
要な課題になってきている。このような事情から、電線
又はケーブルに関する難燃性については、厳しい規格が
制定されている。

電線に関しては、ｉ器内部配線やコードに関してＵＬ規
格（ＵＬ−ｓｕｂｊｅｃｔ　７５８等）に定められてい
るｒＶＷ−１燃焼テスト」があり、またケーブルに関し
ては日本電線工業会規格ＪＣ３第３６６号「ケーブルの
耐延焼性試験方法」が制定されている。Ｔ４線又はケー
ブルは導体と、該導体を直接被覆する絶縁層と、該絶縁
層の外周を包み囲む保護層とからなるが、電線又はケー
ブルを難燃化するためには、通常は絶縁層は難燃化しな
いで保護層のみを難燃化させるのが一般的な方法である
。その理由は、絶縁層は電気特性や高周波特性の高度な
レベルを維持する必要があり、これを難燃化するとこれ
らの特性が大きく阻害され、電線やケーブルとしての基
本的な機能が発揮できなくなるためである。そのため、
保護層のみを難燃化して、これだけで電線又はケーブル
全体の難燃性を確保しなければならないが、前記の如く
、特に絶縁層にポリエチレン、架橋ポリエチレン、ＥＰ
ＤＭ等のポリオレフィン系樹脂を使用している場合に於
いては、保護層の難燃性のレベルを一段と高度なものに
しなければならない。また、保護層は樹脂組成物の押出
成形加工により成形されるので、長時間の押出成形加工
に耐え得る熱安定性を備えている必要がある。

〔従来技術と問題点〕

従来、絶縁層にポリオレフィン系樹脂を使用しているＮ
、線又はケーブルの難燃性を向上させるための保護層材
料として、難燃性塩化ビニル系樹脂組成物が知られてい
る。例えば特公昭６１−４６０１７号公報には、塩化ビ
ニル樹脂１００重量部、亜鉛の酸化物又は硫化物３０〜
７０重量部、三酸化アンチモン２〜２０重量部、可塑剤
２０−１００重量部からなる組成物が記載されている。

しかし乍ら、この組成物にあっては、燃え易いポリオレ
フィン系樹脂を絶縁層の材料として使用している電線又
はケーブルの難燃性を向上させんとして、大量の無機物
、特に亜鉛の酸化物又は硫化物を大量に使用するため、
熱安定性が非常に悪く、長時間の押出成形加工に耐えら
れないという問題を有している。

上記した如く、電線又はケーブルの保護層に使用される
材料としては、難燃性を有して火災時の延焼を防止し得
る機能を持っていなければならないことは言うまでもな
いが、このような材料を使用して電線又はケーブルを製
造するには必ず押出成形加工によらねばならないのであ
るから、充分な熱安定性を保持し、長時間の押出成形加
工に耐え得ることが必須の条件として望まれているので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、従来難燃性を重要視するあまりに、電線又は
ケーブルの保ｊｉＷＪに使用する材料として必須である
押出成形加工時の熱安定性の低下という、従来技術に゛
内在する課題に着目し、難燃性を従来の技術より低下さ
せることなく良好なレベルを保持させると同時に、熱安
定性をバランスよく保持させた樹脂組成物及び該組成物
を保３！！層として用いた′Ｎ、線・ケーブルを提供す
るものである。

即ち、本発明の第１は、重合度が８００〜２０００であ
り塩化ビニル含量が８５重重量以上である塩化ビニル系
樹脂（Ａ）１００重量部、樹脂４００■を含む１００−
のベンゼン溶液の３０℃に於ける比粘度が２．５以上で
ありメタクリル酸メチル含量が５０〜９５重量％である
メタクリル酸メチル系共重合体（Ｂ）１−１０ｆｆｉ量
部、三酸化アンチモン（Ｃ）５〜２０重量部、酸化亜鉛
（Ｄ）５〜２５重量部、タルク（Ｅ）２０〜４０重量部
及び可塑剤（Ｆ）３（１〜１００重景部か重量る蓮燃性
塩化ビニル系樹脂組成物を、 本発明の第２は、上記組成物を保護層の材料として使用
してなる難燃性電線を、 本発明の第３は、上記組成物を保護層の材料として使用
してなる難燃性ケーブルをそれぞれ内容とするものであ
る。

本発明で使用する塩化ビニル系樹脂（Ａ）は塩化ビニル
モノマーを単独重合させた塩化ビニル樹脂だけでなく、
塩化ビニルを８５重量％以上含有する塩化ビニル系共重
合樹脂も含み、これらの重合度（ＪＩＳ　Ｋ　６７２１
による）が８００〜２０００のものである。塩化ビニル
系共重合樹脂の具体例としては、例えば塩化ビニル−酢
酸ビニル共重合樹脂等の塩化ビニル−アルキルビニルエ
ステル共重合樹脂、塩化ビニル−エチレン共重合樹脂、
塩化ビニル−プロピレン共重合樹脂等の塩化ビニル−オ
レフィン共重合樹脂、塩化ビニル−アクリル酸ブチル共
重合樹脂、塩化ビニル−アクリル酸エチル共重合樹脂等
の塩化ビニル−アクリル酸アルキルエステル共重合樹脂
、塩化ビニル−メタクリル酸メチル共重合樹脂、塩化ビ
ニル−メタクリル酸エチル共重合樹脂等の塩化ビニル−
メタクリル酸アルキルエステル共重合樹脂、塩化ビニル
−アルキルビニルエーテル共重合樹脂等が挙げられる。

これらの樹脂は単独で使用してもよく、２種以上併用し
てもよい、塩化ビニル系樹脂の重合度が８００未満では
抗張力、伸びが低下し、また２０００を越えると混練が
充分にできなくなり、その結果、抗張力、伸びが低下し
て、いずれの場合も電線又はケーブルの保護層の材料と
して好ましくない。

本発明で使用するメタクリル酸メチル系共重合体ＣＢ）
は、メタクリル酸メチルを主成分、即ち５０〜９５重量
％含有する共重合体であって、該共重合体４００■を含
む１００−のベンゼン溶液の３０℃で測定した比粘度が
２．５以上、好ましくは２．５〜６．０のものである。

比粘度が２．５未満では、得られる組成物を燃焼させた
際の炭化物の発泡度が低（なり、断熱効果が不充分にな
って１燃性が低下する。

メタクリル酸メチル系共重合体（Ｂ）のメタクリル酸メ
チル以外の成分としては、例えばアクリル酸エチル、ア
クリル酸ブチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸２−
エチルへキシル等のアクリル酸エステルやメタクリル酸
エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸プロピル、
メタクリル酸２−エチルヘキシル等のメタクリル酸エス
テル（メタクリル酸メチルを除く）等が挙げられる。

これらの成分は単に共重合させてもグラフト重合させて
もよく、更には、これらの重合の際に分子内に官能性基
を複数個有する架橋性モノマーを少量共重合させてもよ
い。

本発明で使用するメタクリル酸メチル系共重合体（Ｂ）
は塩化ビニル系樹脂（Ａ）１００重量部に対し１〜１０
重量部重量心配る。該共重合体量が１重量部未満では得
られる組成物を燃焼させた際の炭化物の発泡度が低（な
り、断熱効果が充分に得られず難燃性が低下する。また
１０重量部を越えると組成物の硬度が硬くなり、また酸
素指数が低下し難燃性が悪くなる。尚、該メタクリル酸
メチル系共重合体（Ｂ）は単独で使用してもよ（，２種
以上併用してもよい。

本発明で使用する二酸化アンチモン（Ｃ）は塩化ビニル
系樹脂（Ａ）１００重量部に対し５〜２０重量部配合さ
れる。三酸化アンチモン（Ｃ）が５重量部未満では酸素
指数が低くなって難燃性が不充分になり、また２０重量
部を越えると組成物の耐油性が低下する。

本発明で使用する酸化亜鉛（Ｔ））は塩化ビニル系樹脂
（Ａ）１００重吋部に対し５〜２５重景部重量される。

酸化亜鉛（、Ｄ）が５重量部未満では燃焼させた際の炭
化物の発泡度が低くなり、断熱効果が不充分になって難
燃性が低下し、また２５重量部を越えると熱劣化が著し
く促進され熱安定性が急激に悪くなる。

本発明で使用するタルク（Ｅ）は塩化ビニル系樹脂（Ａ
）１００重量部に対し２０〜４０重量部配合される。タ
ルク（Ｅ）が２０重計部未満では燃焼させた際の発泡度
が低くなり、断熱効果が不充分になって難燃性が低下し
、また４０！！１部を越えると抗張力の伸びが低下する
。

本発明で使用する可塑剤（Ｆ）はフタール酸アルキルエ
ステル、アジピン酸アルキルエステル、セバシン酸アル
キルエステル、アゼライン酸アルキルエステル等の脂肪
酸アルキルエステル、トリメリット酸アルキルエステル
、燐酸エステル、塩素化パラフィン、エポキシ系可塑剤
、ポリエステル系可塑剤等が挙げられる。可塑剤（Ｆ）
の使用量は製品に要求される柔軟性等に応じて、塩化ビ
ニル系樹脂（Ａ＞１００重量部に対し３０〜１００！１
ｍ部の範囲で変えることができる。

本発明の組成物には、必要に応じて支定剤、滑剤、充填
剤、紫外線吸収剤、顔料、他の熱可塑性樹脂等を添加し
てもよい、それらの種類や添加量は、目的に応じて適宜
選択すればよい。

本発明の難燃性組成物は絶縁層の材料にポリオレフィン
系樹脂を使用している電線・ケーブルにも、軟質塩化ビ
ニル樹脂組成物を使用している電線・ケーブルにも保護
層の材料として使用可能であるが、特に絶縁層の材料に
燃え易いポリオレフィン系樹脂を使用している？を線・
ケーブルに於いても、高レベルの難燃効果が発揮される
。′４＠緑府の材料にポリオレフィン系樹脂を使用する
電線種で保！！！層の材料に本発明の組成物を使用する
具体的な例としては、ＵＬ　１０７１．　ＵＬ　１３６
５のような高周波同軸ケーブル、ＵＬ　ＨＯ７，［ＩＬ
　１４８９．ＵＬ　１１１３．ＵＬ　２６７４．　ｔｌ
Ｌ　１３５４．　ｕＬ　２５５２のような機器内部配線
が挙げられる。またケーブルは絶１ｉＦＪにポリエチレ
ン樹脂を使用するＥＶ、架橋ポリエチレン樹脂を使用す
るＣｖ等が挙げられる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき更に詳しく説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１〜８、比較例１〜５ 第１表に示す重合度を有する塩化ビニル樹脂、第１表に
示す比粘度を有するメタクリル酸メチル系共重合体、二
酸化アンチモン、酸化亜鉛、タルク及び可塑剤〔ジイソ
デシルツクレート（ＤＩＤＰ）、トリ　（２−エチルヘ
キシル）トリメリテート（ＴＯＴＭ）　、ポリエステル
可塑剤〕をそれぞれ第１表に示す量を添加し、リボンブ
レンダーにより混合しドライアンプさせた。得られたパ
ウダー状コンパウンドを１７０℃で７分間ロール混練し
、厚さ約３鶴の素練りシートを得た。これを更に１７５
℃で熱プレスしプレスシートを作製した。該シートを使
用して、酸素指数、炭化物の発泡度（倍率）、熱安定性
（コンゴーレッド）の各テストを実施した。一方、前記
素練りシートを約３龍四方に切断してペレット状にし、
押出成形により電線又はケーブルを製造し、それぞれＶ
Ｗ−１燃焼テスト及びケーブルの耐延焼性試験に供した
。評価結果を第１表に示す。

第１表から明らかな通り、本発明の組成物は難燃性及び
熱安定性が共に良好であり、これらを使用した電線又は
ケーブルはそれぞれの規格に対し充分合格するものであ
った。

ＩＪＩｓに７２０１による ＊２厚さ約３　ａｍのプレスシートを５１■×５０１■
の長方形に切り出し、該長方形シートをバーナーで燃焼
させて得た炭化物の比重をビクノメーターにて測定した
。

＊３　ＵＬ−ｓｕｂｊｅｃｔ　７５８　ＶＷ−１テスト
使用線ｆ！１！　　ＵＬスタイル１３６５導体：直径０
．２６ｔ＠１本 絶縁面：ポリエチレン平均厚み０．６２ｍ■、外径１．
５ｆｉ 保護層材料：平均厚み０．５．１、仕上がり外径３．１
ｆｉ ＊４ケーブルの耐延焼性試験 使用線種 ＪＣ３第３６６号に定める垂直トレイ試験方法＊５　Ｊ
ＩＳ　Ｋ　６７２３による 〔作用・効果〕 畝上の通り、本発明の樹脂組成物は、例えば絶縁層に燃
え易いポリオレフィン系樹脂を使用した電線又はケーブ
ルの保護層用材料として使用される場合においても、Ｕ
Ｌ規格に規定している「ＶＷ−１燃焼テスト」又はＪＣ
３第３６６号「ケーブルの耐延焼性試験方法」に合格す
るとともに熱安定性をバランスよく備えており、長時間
の押出成形加工にも耐え得るものである。

特許出願人　鐘淵化学工業株式会社 保護層材料：平均厚み１．５■■、仕上がり外径１４、
５　ｍｍ 燃焼方法

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．重合度が８００〜２０００であり塩化ビニル含量が
   ８５重量％以上である塩化ビニル系樹脂（Ａ）１００重
   量部、樹脂４００ｍｇを含む１００ｍｌのベンゼン溶液
   の３０℃に於ける比粘度が２．５以上でありメタクリル
   酸メチル含量が５０〜９５重量％であるメタクリル酸メ
   チル系共重合体（Ｂ）１〜１０重量部、三酸化アンチモ
   ン（Ｃ）５〜２０重量部、酸化亜鉛（Ｄ）５〜２５重量
   部、タルク（Ｅ）２０〜４０重量部及び可塑剤（Ｆ）３
   ０〜１００重量部からなる難燃性塩化ビニル系樹脂組成
   物。
2. ２．請求項１記載の組成物を保護層の材料として使用し
   てなる難燃性電線。
3. ３．請求項１記載の組成物を保護層の材料として使用し
   てなる難燃性ケーブル。