JPH03254013A - 高酸素指数を有する非ハロゲン化絶縁体 - 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、秀れた伸び率および引張強度並びに難燃性を
有する新規非ハロゲン化ワイヤおよび熱収縮チューブ絶
縁製品に関し、更に詳しくは非ハロゲン化システムを特
徴とする絶縁体に関し、そのシステムの組成および物理
的特長は、進歩した化学と放射加工の新規相互作用によ
り達成される。

〔従来技術および発明が解決しようとする課題〕以下の
内容が知られている。すなわち、絶縁性の建設材料、例
えばタイル、および壁板は縮重合プロセスによって得る
ことができ、その際オレフィン基材の一部を形成するカ
ルボキシル基はシリコーン材料中に含まれるシラノール
基と結合している。

更に、シラノール基は水和難燃性充てん材中に含まれる
ヒドロキシ基と結合し、多量の充てん材を含有できる絶
縁性組成物を与える。このようなプロセスは、１９８９
年３月１６日に出願された米国特許出願「低毒性の難燃
性熱可塑性材料」　（出願番号０７／３２４．４８０）
に開示されている。

一方、このプロセスは架橋により大量の難燃性充てん材
が絶縁性組成物に含まれることを可能にしていたが、こ
れらの組成物は商業的品質のワイヤ絶縁体には加工でき
ないことが直ちに見出された。

化学の欠点の一つは、該特許出願によって教示された組
成物が容易に押出されなかった点にある。

新規絶縁性組成物に関する別の困難性は、特徴的にはそ
れらの標準以下の商品引張り強度、伸び率、および柔軟
性にある。

これらの組成物の架橋が増加すると、充てん材の配合量
が増加するため難燃性が付与されるが、それにもか５わ
らず、過度にポリマー鎮を結合していることが直ちに見
出された。従って、柔軟性および伸び率が付与された。

このような過剰結合は、タイルおよび壁建設材料（これ
らは柔軟性と伸び率の減少によっては商業的には影響を
受けない）は、ワイヤおよびケーブル絶縁体の適用に対
しては有用でない。

〔課題を解決するための手段、発明の作用および効果〕

本発明は、ワイヤおよびケーブノベ特に充気ワイヤおよ
びケーブル並びに熱収縮性チューブ用の商用銘柄絶縁体
が、重縮合プロセスの成分の架橋を適当に減少させるこ
とにより製造できることの知見に基づく。

前記の特許出願では、６重量％のカルボキシル基を有す
るオレフィン性基材を用いている。このカルボキシル基
の量は、ワイヤ絶縁体の商用銘柄に対するパーセントと
しては余りに高い。

本発明では、カルボキシル基の適切な範囲は基材の約３
重量％未満、好ましくは約１重量％未満であるべきこと
が定められた。

加えて、先の出願は組成物成分の架橋を促進するためジ
アルデヒドを含有する必要性が強調されているが、それ
らは、絶縁性押出品の加工にとって不都合であることが
本発明においては見出された。一般に、ジアルデヒドは
、一般に加工可能な押出制限値を超えて粘度を増加する
。また、ジアルデヒドは押出が可能な温度を減少させ、
従って更に加工粘度を増加させ、更に生成組成物の加工
性を損う。ジアルデヒドを含有する組成物は、圧力およ
び粘度増加のため押出ヘッドの破壊をもたらす。先の出
願はジアルデヒドの含有の必要性を教示するが、これは
該出願で述べられている処方は主に建設材料に関し、ワ
イヤ絶縁体に関するものではないからである。

更に先の特許出願は、ワイヤ絶縁性組成物中にエチレン
プロピレンエラストマーの包含を教示する。これらのタ
ーポリマーブレンドは、好ましい絶縁性組成物の例示で
はあったが、引続き行なわれたテストの結果では該ブレ
ンドは、ただ最低限の物理的特性を有する絶縁体を提供
していた。

本発明の特徴は、ブレンドされたターポリマーシステム
よりもむしろ真のターポリマーシステムにある。本発明
のターポリマーは、柔軟性およびシステムに導入され得
る充てん材の量を改善するため、エラストマーを包含す
ることなく、カルボキシル化エチレンビニルアセテート
を含んでなる。

化学変化に加えて、本発明は引張強度を改善しかつ難燃
性充てん材を相当高度に配合せしめるため新規組成物を
電子ビーム照射に委ねる。

通常、多量の充てん材を用いると、引張強度と伸び率が
減少する。照射によりしばしば引張強度が改善されるが
、伸びの増加は決して認められなかった。本発明は以下
の内容を示している。すなわち、シラノール基がない場
合、生成組成物は予期されるように照射後伸び率の増加
を示さないであろう。

しかし、本発明は以下の知見を得ている。すなわち、新
しい化学と照射との相乗作用が存在し、ここにおいて二
つのプロセスの組合わせくすなわち、新しい化学と照射
〉により、引張強度と伸び率の双方が増加する。

この二重の増加は、ヒドロキシ−含有充てん材２００重
量部以上をターポリマー系に包含させるのに有効である
。

従って、本発明は、前述の特許出願において記載された
難燃材の制限を越えて水和難燃充てん材をより高度に配
合でき、これにより非ハロゲン化ワイヤおよびケーブル
用の商品銘柄絶縁体は、今やこれらの充てん材をより高
配合しうるのに始めて適したものである。

本発明は、酸素指数７０．０またはそれよりより好まし
い指数を有した。秀れた難燃性を有する、ワイヤおよび
ケーブル並びに熱収縮性チューブ用の非ハロゲン化組底
物を特徴とする。

本発明は、更に照射後の引張強度の増加並びに伸び率の
増加を特徴とし、この結果は今日まで知られていなかっ
たものである。

本発明によれば、熱収縮性チューブ、ワイヤおよびケー
ブルおよび厳しい［ＩＬ　９１０プレナム（ｐｌｅｎｕ
ｍ）テストに合格できる充実ワイヤ用に適した非ノ翫ロ
ゲン化絶縁組底物を提供するものであり、更にこれらの
絶縁製品は、高い引張強度と高い伸び率を有している。

絶縁体は、カルボキシ基を有するエチレンビニルアセテ
ート基材を含んでなるターポリマー組成物を照射するこ
とにより形成される。エチレンビニルアセテートは、約
１００重量部の全組成を含んでなり、カルボキシル基は
基材の約３重量以下を含ム。エチレンビニルアセテート
に、２００重１１ＪＢ超のヒドロキシ−含有難燃材およ
び一般には１５〜３０重量％のシラノール基を含むシリ
コーン材料を添加する。ビニルアセテート部分は、基材
の約２５〜３０重量％である。

本発明によって得られる製品の酸素指数は、極めて高く
、それらの著るしく秀れた難燃性を示し学的に形成され
、ここにおいて疎水性エチレンビニルアセテートのカル
ボキシル基はシリコーン材料のシラノール基と結合し、
更にまた疎水性難燃材のヒドロキシ基とも結合する。

新規化学に加えて該組成物を照射すると、相乗効果が得
られ、ここにおいて、引張強度と伸び率の双方が増加し
、従って難燃材の高充てんが可能となり、このような効
果は従来知られていないのである。

絶縁体の引張強度は、約２．０００ｐｓｉ〜１．０００
ｐｓｉの範囲にあり、好ましくは１．５００ｐｓｉ以上
である。

伸び率は、約４５％〜３７０％の範囲内で変化しろる。

ヒドロキシ−含有難燃材は、好ましくは水酸化マグネシ
ウムであるが、しかし、他の水和およびヒドロキシ含有
物質、例えばアルミナ三水和物は本発明の目的および範
囲内である。

以下の内容が観察されるであろう。すなわち、本発明の
水和充てん材の充てん率は、従来技術の重縮合配合物に
おいて例示されている充てん率よりも約３００％あるい
はそれ以上高いものである。

この著る・しく秀れた処方の結果により、約４２．０〜
７２．０の酸素指数により例示される如く難燃性が著る
しく改善される。

本発明の目的および利点は、以下の記載により更に明ら
かにされるであろう。

一般的に言えば、本発明はワイヤおよびケーブル並びに
熱収縮性チューブ絶縁体を案出するための新規重縮合タ
イプのプロセス並びに極めて秀れた難燃性および物理的
強度および伸び率を与える照射プロセスとの相乗的組合
せを特徴とする。

本発明は２００重量部を越える疎水性難燃材の充てん量
を有する疎水性のオレフィン性ターポリマーシステムを
特徴とする。

本発明の新規処方と組合わせた照射プロセスは、第一に
該組成物の引張強度と伸び率の双方を増加させる。

通常は、引張強度のみが照射により増加することが予期
され、伸びの％の値は減少するであろう。

従来技術の教示によれば、わざわざ基材の２０重量％ま
でに増加せしめながら、３重量を越える範囲内のターポ
リマーシステムのカルボキシル基との強い重縮合反応が
促進されるが、本発明はカルボキシル基を、その基材の
約３重量未満まで、好ましくは約１重量％までに劇的に
減少させることによる架橋反応は強調していない。

従来技術の教示に反し、化学反応を促進させるジアルデ
ヒドの使用は省略され、押出プロセスを改善するための
組成物の粘度は減少せしめられる。

この省略は、押出を改善するばかりでなく、約３００″
Ｆの高温での押出を可能としている。

本発明はまた、カルボキシル化エラストマー、例えばエ
チレンプロピレンの包含の必要性を排除し、従ってター
ポリマーブレンドの特性から真のく単一成分の〉ターポ
リマーの特性へとシステムの特性を変化させる。

数表のＩａおよびＩｂは、全組成の重量％で示された成
分を有する縮重合処方の比較を示している。対照試料は
、グリオキサール（ジアルデヒド）およびエチレンプロ
ピレン（エラストマー）双方を含む処方である。ヒドロ
キシル化充てん材充てんは、ただ１１２．５重量部であ
り照射後は酸素指数はただ３３．０である。

本発明の処方に対する水和充てん材の充てんおよび酸素
指数の範囲は、従来技術の処方（対照試料という）より
もはるかにすぐれていることを示している。

表１ａ 対照１９０−３９−１２２４−２０−１２２４−２０−
４試料番号 成分 ＥＥＡ　３３３０ ＥＶＡ　１８３０ Ｅｌｖａｘ　４２６０ エラストマー　　　３１．２５ シリコンカップラー１５．Ｏ −１７２ Ｒ−３５０ ＳＦＲ−１００ ステアリン酸亜鉛 Ｇｌｙｏｘａｌ ＴＨ キスマ５Ｂ　Ｍｇ（ＤＨ）２ １０２ ホウ酸亜鉛 安定剤 ５．０ １５．０ ０、６２５ ３７．５ ３１、２５ １．８８ １１２．５ １００、０ ２．０ ２２５、０ ７．０ １００、０ １７．５ ２．０ ７００ ７．０ １００、０ ６３ ２．０ ２２５、０ ７．０ 試料番号 照射前 引張強度 伸び率 照射後 引張強度 伸び率 酸素指数 試料番号 成分 Ｅｌｖａｘ　４２６０ Ｅｌｖａｘ　２６０ ＳＦＲ−１００ ステアリン酸亜鉛 キスマ５Ｂ　Ｍｇ（ＤＨ）２ 安定剤 表１ａ　　（続き） 対照１９０−３９−１ ２１００ρ５１ ８０％ ２２４−２０−１　２２４−２０−４ １４２１ｐｓｉ　　　１４８７ｐｓｉ ４３６％　　　４７３％ ２６１４ｐｓｉ　　２０２０ｐｓｉ　　１７０９ｐｓｉ
　　１８５０ｐｓｉ１３３％　　３４７％　　　４６３
％　　　５２０％３３　　　　５３．１　　　４９．１ 表ｒｂ ２２４−２６−３　２２４−２６−４　２２４−２６−
５１００、０ １００、０ ２０．４ ２．０ ３１５．０ ７．０ ２２．６ ２．０ ３５０、０ ７．０ １００、０ １７．５ ２．０ ２７０、０ ７．０ 表Ｉｂ　　（続き） 試料番号　　　　　２２４−２６−３　２２４−２６−
４　２２４−２６−５照射前 引張強度　　　　１２０１ｐｓｉ　　１０５２ｐｓｉ　
　　４９６ｐｓｉ伸び率　　　　　　３７３％　　３７
３％　　４６０％照射後 引張強度　　　　１５２５ｐｓｉ　　１１７３ｐｓｉ　
　　８４０ｐｓｉ伸び率　　　　　　４２６％　　３７
０％　　４９０％酸素指数　　　　　　　　　　　７１
．７　　　４７．３５ＳＲ−３５０は、Ｓａｒｔｏｍｅ
ｒ社（ウェストチエスターペンシルバニア州）によって
製造されたトリメチロールプロピレントリメタリレート
である。

５ＦＲ−１００は、Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ
社（ウォーターフォールド、ニューヨーク〉　により製
造されたシリコーン液体である。

キス７　（Ｋｉｓｕｍａ）　５　Ｂは、協和化学工業（
大阪。

日本）により製造された約９７％の水酸化マグネシウム
を含有する水和難燃剤である。

Ｅｌｖａｘは、デュポン社（ウィルミントン、デルウェ
ア州）により製造されたエチレン／ビニルアセテート／
酸ターポリマーである。

エラストマー（エチレンプロピレンターポリマー）は、
エクソンケミカル社により製造された。

ＥＡＡ　３３３０は、商品名Ｐｒ　ｉｍａｃｏｒの名称
でダウケミカルより製造されている。

ＥＶＡ　１８３０は、カナダのＣＩＬより製造されてい
る。

Ｅｌｖａｘ　２６０は、デュポン社（ウイルミントン。

デルウェア州）により製造されたエチレンビニルアセテ
ートコポリマーである。

全ての本発明の処方は、次の典型的例によって実施され
、これは５〜２０メガラドの範囲、好ましくは１０メガ
の照射を付与するため電子ビームにより照射することを
含んでなる。

〔実施例〕

前述の処方の各成分を釈量し、次いでバンバリータイプ
の強力ミキサーに添加した。各成分を混合してポリマー
を流体化せしめ更に水和充てん材の配合により均質物体
を得た。

次いで、組成物をペレットに変換し、これを２０ＡＷＧ
銅コンダクタ−に押出した。代表的組成物の−　Σ 厚さは、０．０３０’であり、ワイヤ試料会与える。

次いでワイヤ試料を、この手順に対する標準装置を用い
引張強度および伸び率に対して試験した。

引張強度および伸び率を得た後、同一の試料を１０メガ
ラドの線量で照射した。

これらの照射試料をまた、引張強度および伸び率に対し
て試験した。結果を表Ｉａおよび表Ｉｂに示す。

本発明の新しい化学をより良く理解するため、試料を下
記の表■に示す如くシラノール含有物質を用いることな
く処方した。この試料を表１ａおよび表Ｉｂの試料と同
様に照射し、照射により引張強度のみならず伸び率も改
善している結果が得られた。これは、照射プロセスと組
合された新しい化学が本発明の効果をもたらすのに必要
であることを示している。

表■ 試料番号　　　　　　　２２３−２０−６　　２２４−
２６−６成分 Ｅｌｖａｘ　４２６０　　　１００．０　１００．０安
定剤　　　　　　　　　７．０　　　　７．０永和アル
ミナ　　　　　２９１．０　　　２７０．０３Ｒ−３５
０１６，７ ステアリン酸亜鉛　　　　２．０　　　　２．０３ＰＲ
−１０００１７，５ 照射前 引張強度　　　　　　　６３７ｐｓｉ　　　１３３２ｐ
ｓｉ伸び率　　　　　　　　１１３％　　　１５６％照
射後 引張強度　　　　　　１０１０ｐｓｉ　　　１４０２ｐ
ｓｉ伸び率　　　　　　　　９３％　　　１７６％酸素
指数　　　　　　　　４２．６　　　　４８．６５特定
の難燃剤および物理的特性に適合させるための他の適用
および変形は、当業者に明白であるので、本発明は開示
の目的に選ばれた実施例に限られるものではなく、本発
明の精神および範囲から離れない全ての変化および変形
をもカバーするものである。

以上本発明を説明したが、特許明細書によって保護が企
図される内容は、特許請求の範囲によって実質的に示さ
れている。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．４０ないし７２の近似範囲の酸素指数を有する非ハ
   ロゲン化難燃性ワイヤおよびケーブル絶縁体。
2. ２．以下のａ〜ｃ）の成分を含有する組成物を含んでな
   る重縮合反応により形成された、請求項１記載の非ハロ
   ゲン化難燃性ワイヤおよびケーブル絶縁体： ａ）基材の約３重量％未満のカルボキシル基を有する疎
   水性のオレフィン性ターポリマー基材； ｂ）全組成物の約２００〜３５０重量部を含んでなりか
   つヒドロキシ基を有する疎水性の難燃性水和充てん材料
   および； ｃ）シラノール基を有するシリコーン材料であって、該
   シラノール基は疎水性のオレフィン性ターポリマー基材
   のカルボキシル基と、該重縮合プロセスを介した疎水性
   難燃性水和充てん材料の水酸基の双方と結合している。