JPH0611819B2 - ポリエチレン樹脂組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、直鎖状低密度ポリエチレンとエチレン系エ
ラストマーと水酸化マグネシウムとから成るポリエチレ
樹脂組成物に関し、さらに詳しく言うと、難燃性に優れ
ると共にたとえ燃焼したとしても有毒ガスを発生せず、
しかも、機械的特性や低温脆化性などに優れ、たとえば
電線被覆用素材として好適なポリエチレン樹脂組成物に
関する。

［従来の技術およびその問題点］ 従来、熱可塑性樹脂を難燃化するために、該樹脂に難燃
化剤としてハロゲン化合物を添加することが行なわれて
いる。しかし、このようにハロゲン化剤を配合した熱可
塑性樹脂が燃焼するとき、有毒ガスが発生するという欠
点がある。

この欠点を解消するために、熱可塑性樹脂に水酸化マグ
ネシウムと炭素微粉末とを配合することが提案されてい
る（特公昭57−10898 号公報参照）。

前記公報に記載された組成物は、前述の欠点を解消して
はいるものの、熱可塑性樹脂に大量の無機充填剤を配合
しているので、組成物の伸びの大幅な低下、低温脆化温
度の上昇などの新たな問題点が生じている。

この発明者らは、特定の直鎖状低密度ポリエチレンと無
機充填剤とを組み合わせた樹脂組成物は、難燃性、伸び
および低温脆化性に優れていることを見い出した。

しかし、この発明者らが見い出した組成物は、高温にさ
れると結晶化が進行し、せっかく向上した伸びが低下し
てしまうと言う若干の欠点がある。

［発明の目的］ この発明の目的は、難燃性に優れると共に燃焼時に有毒
ガスを発生させず、しかも、引張特性と低温脆化性との
いずれにも優れているポリエチレン樹脂組成物を提供す
ることである。

この発明の他の目的は、高温にさらしても伸び率などの
引張特性の低下しないポリエチレン樹脂組成物を提供す
ることである。

この発明のさらに他の目的は、たとえば電線被覆用素材
などに優れたポリエチレン樹脂組成物を提供することで
ある。

［前記目的を達成するための手段］ 前記目的を達成するために、この発明者が鋭意研究した
結果、熱可塑性樹脂として特定のポリエチレン樹脂を選
択し、さらに特定のエラストマーを選択すると共に無機
質充填剤として特定の化合物を選択し、これらを組み合
わせることによって、前記目的を達成することができる
ことを見出して、この発明に到達した。

すなわち、この発明の概要は、エチレン単位と炭素数３
〜４のα−オレフィンと炭素数６〜12のα−オレフィン
単位とを有する直鎖状低密度ポリエチレン10〜58重量
％、ムーニー粘度が２０〜９０であるエチレン系エラス
トマー２〜10重量％および平均粒径が２．２〜８．０μ
ｍである水酸化マグネシウム40〜80重量％を有すること
を特徴とするポリエチレン樹脂組成物である。

前記炭素数３〜４のα−オレフィンとしては、プロピレ
ンおよびブテン−１が挙げられる。この発明では、それ
らのいずれか１種を単独で使用してもよく、また、２種
を併用してもよい。

前記炭素数６〜12のα−オレフィンとしては、ヘキセン
−１、ヘプテン−１、オクテン−１、ノネン−１、デセ
ン−１等の直鎖モノオレフィン、４−メチル−ペンテン
−１、３−メチル−ペンテン−１等の分岐モノオレフィ
ン、あるいはスチレン等が挙がられる。これらの中で
も、直鎖モノオレフィンが好ましく、特にオクテン−１
が好ましい。

この発明の直鎖状低密度ポリエチレンの原料モノマーの
組合せとして好ましいのはエチレン−プロピレン−オク
テン−１、エチレン−ブテン−オクテン−１である。

この発明における前記直鎖状低密度ポリエチレン（以下
LLDPEと略称する。）は、エチレン90〜99モル％と前記
炭素数３〜４のα−オレフィン０．４〜９．５モル％、
特に０．５〜５モル％と前記炭素数６〜12のα−オレフ
ィン０．４〜９．５モル％、特に０．５〜５モル％とを
液相または気相で共重合させることにより得られるもの
が好ましい。このようなLLDPEとしては密度が０．９０
０〜０．９４０g/cm³、好ましくは０．９１０〜０．９
３６g/cm³であり、メルトインデックス（ＭＩ）が０．
１〜10g/10分、好ましくは０．５〜５g/10分のもがあ
る。

このLLDPE中の前記炭素数３〜４のα−オレフィン単位
および前記炭素数６〜12のα−オレフィン単位の含有量
が９．５モル％を超えると、引張強度、弾性率などが低
下すると共に耐熱性が低下することがあり、またその含
有量が０．４モル％未満であると、このα−オレフィン
単位を含有させる効果が表れないことがある。

さらに、このLLDPEのＭＩが0.1g/10分未満だと、ポリエ
チレン樹脂組成物の成形性が低下することがあり、10g/
10分を超えると引張伸びおよび低温脆化性などが悪化す
ることがある。

前記エチレン系エラストマーとしては、たとえばエチレ
ン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレン−非共役ジ
エンゴム、エチレン−１−ブテンゴム、エチレン−イソ
ブチレンゴム、ポリイソブチレン、エチレン−イソブチ
レンゴム、およびこれらの混合物などが挙げられる。こ
れらのゴム状弾性体の中でもエチレン−プロピレンゴ
ム、エチレン−プロピレン−非共役ジエンゴムなどが好
ましい。

前記の好ましいエチレン−プロピレンゴム、エチレン−
プロピレン−非共役ジエンゴムなどについては、さらに
エチレン：プロピレンのモル比が５：１〜１：３の範囲
のものが好ましい。

非共役ジエンとしてはノルボルネン、液状ジエン類、脂
肪族ジエ類などから選ばれるが、５−エチリデン−２−
ノルボルネンおよびジシクロペンタジエンが好ましく、
その割合はヨウ素価で表して40以下の範囲が好ましい。

また、このエチレン系エラストマーは、そのムーニー粘
度(ＭＬ₁₊₄、100℃）が20〜90であるのが望ましい。

そのムーニー粘度が前記範囲内にあると、高温の条件下
にこのポリエチレン樹脂組成物をさらしても、引張伸び
の低下を抑制することができるからである。

前記水酸化マグネシウムについては特に制限がないが、
その平均粒径が２．２〜８．０μｍ、特に２．５〜５．
０μｍの範囲内にあるのが望ましい。平均粒径が前記範
囲内にあると、前記範囲を外れる場合に比べて、このポ
リエチレン樹脂組成物はその引張特性および低温脆化性
がより向上、かつ難燃性が向上するからである。

このポリエチレン樹脂組成物は、前記特定のLLDPEと、
前記特定のエチレン系エラストマーと、水酸化マグネシ
ウムとを、特定の割合で配合するものである。

その配合割合としては、前記LLDPEが10〜58重量％、特
に24〜52重量％であり、エチレン系エラストマー２〜10
重量％、特に３〜８重量％であり、水酸化マグネシウム
が40〜80重量％、特に45〜70重量％である。

エチレン系エラストマーの配合割合が２重量％未満だ
と、ポリエチレン樹脂組成物を高温条件下にさらした後
の、その引張伸びの低下を有効に防止することができな
い。また、その配合割合が10重量％を超えると、引張強
度、弾性率が低下するため好ましくない。

水酸化マグネシウムの配合割合が40重量％未満だと、ポ
リエチレン樹脂組成物の難燃性が低下し、また、80重量
％を超えると、ポリエチレン樹脂組成の引張伸びや低温
脆化性が悪化する。

また、このポリエチレン樹脂組成物は、第４成分として
カーボンブラックを配合するのが好ましい。カーボンブ
ラックを配合すると、このポリエチレ樹脂組成物の難燃
性をさらに向上させることができるからである。

このカーボンブラックとしては、ファーネスブラック、
サーマルブラック、アセチレンブラック、ケッチンブラ
ックなどのファーネス法により製造したもの、チャンネ
ルブラック、ナフタリンブラックなどの衝撃法により製
造したものなどの任意のものを使用するこができる。

難燃性の向上、作業性、均一混練性などの観点から、平
均粒径１〜300ｍμｍ、特に５〜120ｍμｍのカーボンブ
ラックが好ましい。

この場合、カーボンブラックの配合量としては、前記LL
DPEとエチレン系エラストマーと水酸化マグネシウムと
の合計100重量部に対して６重量部以下、特に０．２〜
４重量部とするのが好ましい。カーボンブラックを６重
量部よりも多く配合すると、かえって逆効果となるばか
りか、伸び率も低下する。

さらに、このポリエチレン樹脂組成物には、この発明の
目的を阻害しない限り、ヒンダ−ドフェノール系、リン
系（亜リン酸エステル系、リン酸エステル系等）、アミ
ン系等の酸化防止剤、たとえばベンゾトリアゾール系、
ベンゾフェノン系の紫外線吸収剤、たとえば脂肪族カル
ボン酸のエステル系、パラフィン系の滑剤、常用の難燃
化剤、離型剤、帯電防止剤、着色剤などを配合すること
ができる。

前記のヒンダードフェノール系酸化防止剤としてはＢＨ
Ｔ（2,6−ジ第三ブチル−ｐ−クレゾール）、チバ・ガ
イギー社製の「イルガノックス1076」、「イルガノック
ス1010」（いずれも商品名を示す。）、エチル社製の
「エチル330」（商品名、住友化学（株）製の「スミラ
イザーＧＭ」（商品名）などを、好適に用いることがで
きる。

その他、無機充填剤、有機充填剤、などを必要に応じて
配合することができる。

前記無機充填剤としては、たとえば、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、ドロマイト等の炭酸塩、硫酸カルシ
ウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩、亜硫酸カルシウム
等の亜硫酸塩、タルク、クレー、マイカ、アスベスト、
ガラス繊維、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモ
リロナイト、ベントナイト等のケイ酸塩、鉄、亜鉛、ア
ルミニウム等の金属粉、炭酸ケイ素、チッ化ケイ素等の
セラミックおよびこれらのウィスカ、カーボンブラッ
ク、グラファイト、炭素繊維等が挙げられ、これらの無
機質充填剤を単独で、あるいは２種以上の前記無機質充
填剤を混合して使用するこができる。

前記無機質充填剤は、粒状、板状、繊維状のいずれの形
態であってもよいが、その粒径が０．２〜20μｍの範囲
内にあるのが好ましいであろう。

このポリエチレン樹脂組成物は、たとえば次の方法によ
り製造すことができる。

すなわち、角成分をドライブレンドした後に、たとえ
ば二軸混練機で混練する方法、各成分をバンバリーミ
キサーなどに一括投入し、混練する方法、あらかじめ
マスターバッチを作っておき、残余の成分を混練する方
法、などである。

このポリエチレン樹脂組成物は、難燃性に秀れていると
共に燃焼時に有毒ガスを発生させないので、通信ケーブ
ル、送電線などの電線被覆用素材として好適であり、ま
た伸び、引張強度などの引張特性や低温脆化性に秀れて
いるので寒冷地あるいは高温となる場所に設けられる電
線の被覆用素材に好適である。その他、各種の成形品た
とえばシート、フィルムなどに成形することもできる。

成形法としては、押出成形、共押出成形、射出成形、圧
空成形、金型成形など、従来から公知の方法を採用する
こができる。

［発明の効果］ この発明によると、難燃性に優れると共にたとえ燃焼し
たとしても有毒ガスを発生させず、しかも特定の直鎖状
低密度ポリエチレンを用いるため、引張特性、たとえば
引張伸びや引張強度が秀れ、高温条件下にさらされても
その引張特性の低下がなく、さらに、低温脆化性、透明
性に秀れ、電線被覆用素材などに好適なポリエチレン樹
脂組成物を提供することができる。

［実施例］ （実施例１〜10、比較例１〜12） LLDPE、エチレン−プロピレンゴム、水酸化マグネシウ
ムおよびカーボンブラックを用意し、第１表に示す割合
でドライブレンドした後、180℃で混練し樹脂組成物の
ペレットを得た。このペレットのプレス成形試験片を用
いて試験した結果を第１表に示す。

〈各成分の内容〉 LLDPEＡ：ＭＩ＝２．０ｇ／10分（JIS K7210に準拠、以
下同様） エチレン単位の含有量；96モル％ ブテン−１単位の含有量；２モル％ オクテン-１単位の含有量；２モル％ 溶融流れ比（MFR＝流量/MI）２８ 密度0.920g/ｃｍ³ LLDPEＢ：ＭＩ＝2.5g/10分 エチレン単位の含有量；96モル％ プロピレン-１単位の含有量；2モル％ オクテン-1単位の含有量；２モル％ ＭＦＲ＝30 密度0.920g/ｃｍ³ LLDPEＣ：ＭＩ＝2.0g/10分 エチレン単位の含有量；98.6モル％ プロピレン-1単位の含有量；0.8モル％ オクテン-1単位の含有量；0.6モル％ ＭＦＲ＝31 密度0.935g/ｃｍ³ LLDPEＤ：ＭＩ＝10.0g/10分 エチレ単位の含有量；98モル％ オクテン-1単位の含有量；２モル％ LLDPEＥ：ＭＩ＝1.0g/10分 エチレン単位の含有量；96モル％ ブテン-1単位の含有量；４モル％ LLDPEＦ：ＭＩ＝2.5g/10分 エチレン単位の含有量；94モル％ ブテン-1単位の含有量；６モル％ HDPE：高密度ポリエチレン、MI＝1.0g/10分 LDPE：低密度ポリエチレン、MI＝2.5g/10分 Ａ：エチレン−プロピレンゴム、日本合成ゴム（株）
製、EP−02Pムーニー粘度24、プロピレン含有量；26重
量％ Ｂ：エチレン−プロピレンゴム、日本合成ゴム（株）
製、EP−07Pムーニー粘度70 Ｃ：エチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネンゴ
ム、日本合成ゴム(株)製、EP−33、ムーニー粘度45、ヨ
ウ素価26、プロピレン含有量；42重量％ ＳＢＲ：ムーニー粘度67、旭化成（株）製ソルブレン12
05 ＢＲ：ムーニー粘度67、日本合成ゴム(株）製ＢＲ−01 ファーネス：ファーネスブラック、平均粒径20ｍμｍ ケッチン：ケッチンブラック、平均粒径30ｍμｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレン単位と炭素数３〜４のα−オレフ
   ィンと炭素数６〜12のα−オレフィン単位とを有する直
   鎖状低密度ポリエチレン10〜58重量％、ムーニー粘度が
   20〜90であるエチレン系エラストマー２〜10重量％およ
   び平均粒径が２．２〜８．０μｍである水酸化マグネシ
   ウム40〜80％を有することを特徴とするポリエチレン樹
   脂組成物。