JPH10231390A - 低発煙性難燃材料 - Google Patents
低発煙性難燃材料Info
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- JPH10231390A JPH10231390A JP9034771A JP3477197A JPH10231390A JP H10231390 A JPH10231390 A JP H10231390A JP 9034771 A JP9034771 A JP 9034771A JP 3477197 A JP3477197 A JP 3477197A JP H10231390 A JPH10231390 A JP H10231390A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高難燃性でかつ火災時に燃焼したときに煙の
発生が少ないケーブル、建材用の樹脂材料を提供する。 【解決手段】 金属水酸化物を難燃材として用い、樹脂
はオレフィン系樹脂であってエチレンとアクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステル、脂肪酸エステル等の含酸
素系モノマーとの共重合体であり、かつ樹脂成分中の酸
素成分が３．０〜７．０重量％であることを特徴とする
低発煙性難燃材料。
発生が少ないケーブル、建材用の樹脂材料を提供する。 【解決手段】 金属水酸化物を難燃材として用い、樹脂
はオレフィン系樹脂であってエチレンとアクリル酸エス
テル、メタクリル酸エステル、脂肪酸エステル等の含酸
素系モノマーとの共重合体であり、かつ樹脂成分中の酸
素成分が３．０〜７．０重量％であることを特徴とする
低発煙性難燃材料。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ケーブル被覆材や
建材の樹脂に関するものであり、火災時の煙発生量を抑
制した難燃性の樹脂材を提供するものである。
建材の樹脂に関するものであり、火災時の煙発生量を抑
制した難燃性の樹脂材を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】ケーブルや建材の樹脂難燃化は、一つは
樹脂にハロゲン系難燃材を配合することで実施してい
る。この場合火災による高温でケーブル等が燃焼すると
金属を腐食させ、人体にも有害なハロゲン化水素ガスが
多量に発生する。そこでハロゲンを含まない難燃材を樹
脂に配合することも広く実施されている。この場合の難
燃材としては、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウ
ム等の金属水酸化物が添加される。難燃助剤として赤リ
ン等のリン化合物などを併用する場合もある。
樹脂にハロゲン系難燃材を配合することで実施してい
る。この場合火災による高温でケーブル等が燃焼すると
金属を腐食させ、人体にも有害なハロゲン化水素ガスが
多量に発生する。そこでハロゲンを含まない難燃材を樹
脂に配合することも広く実施されている。この場合の難
燃材としては、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウ
ム等の金属水酸化物が添加される。難燃助剤として赤リ
ン等のリン化合物などを併用する場合もある。
【０００３】特開昭５６−１９８０４号を初めとして、
ハロゲンを含まない難燃材を配合して難燃性を高める技
術の研究は幅広く行われていたが、燃焼時の煙の量を低
減しようという視点に欠けていた。
ハロゲンを含まない難燃材を配合して難燃性を高める技
術の研究は幅広く行われていたが、燃焼時の煙の量を低
減しようという視点に欠けていた。
【０００４】すなわち、素材が樹脂である限り火災時の
高温下で燃焼を免れることは困難であり、燃焼時の煙の
発生を抑制し避難路の見通しを確保することが極めて重
要となる。
高温下で燃焼を免れることは困難であり、燃焼時の煙の
発生を抑制し避難路の見通しを確保することが極めて重
要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】低発煙性材料の評
価はＩＥＣ規格１０３４に規定する３ｍキューブ発煙性
試験法で行うこととし、ハロゲンを含まないオレフィン
系樹脂により、該試験法による煙中光透過率が５０％以
上となる良好な低発煙性難燃材料を提供するものであ
る。
価はＩＥＣ規格１０３４に規定する３ｍキューブ発煙性
試験法で行うこととし、ハロゲンを含まないオレフィン
系樹脂により、該試験法による煙中光透過率が５０％以
上となる良好な低発煙性難燃材料を提供するものであ
る。
【０００６】オレフィン系樹脂は一般に炭素と水素から
なるため、空気中の酸素の供給が十分であれば完全燃焼
して二酸化炭素と水になり煙は発生しない。しかし現実
の燃焼にあっては、難燃材による燃焼抑制、酸素の拡散
律速等により不完全燃焼を伴い、結果として煙が発生す
る。
なるため、空気中の酸素の供給が十分であれば完全燃焼
して二酸化炭素と水になり煙は発生しない。しかし現実
の燃焼にあっては、難燃材による燃焼抑制、酸素の拡散
律速等により不完全燃焼を伴い、結果として煙が発生す
る。
【０００７】煙の主成分は、分子量の高い油状成分であ
ると一般に言われているが、この油状成分の発煙を抑制
する手段を検討した結果、オレフィン系樹脂に酸素を含
む樹脂を共重合させることにより煙の発生量を抑制でき
ることを発見した。その理由は、樹脂中の酸素部位が、
分子量の高い油状成分の分子切断を促進し、完全燃焼し
やすい分子量の低い油状成分に変換するためと考えてい
る。
ると一般に言われているが、この油状成分の発煙を抑制
する手段を検討した結果、オレフィン系樹脂に酸素を含
む樹脂を共重合させることにより煙の発生量を抑制でき
ることを発見した。その理由は、樹脂中の酸素部位が、
分子量の高い油状成分の分子切断を促進し、完全燃焼し
やすい分子量の低い油状成分に変換するためと考えてい
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】酸素成分が３．０から
７．０重量％であるオレフィン系樹脂に、アルミニウ
ム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛のいづれかを金属成
分とする金属水酸化物のうちの一種又は二種以上を合計
として６０〜２００重量部配合することにより前記の課
題を解決する。
７．０重量％であるオレフィン系樹脂に、アルミニウ
ム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛のいづれかを金属成
分とする金属水酸化物のうちの一種又は二種以上を合計
として６０〜２００重量部配合することにより前記の課
題を解決する。
【０００９】酸素成分が３．０から７．０重量％である
オレフィン系樹脂とは、具体的には、（１）エチレンと
アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルのいづれ
か一種以上とを共重合させたもの、（２）エチレンと脂
肪酸ビニルエステルとを共重合させたもの、（３）
（１）と（２）とを混合したもの、あるいは（４）
（１），（２）又は（３）にポリエチレンを混ぜ合わせ
たもの、その他請求項３，４記載の樹脂とした。
オレフィン系樹脂とは、具体的には、（１）エチレンと
アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルのいづれ
か一種以上とを共重合させたもの、（２）エチレンと脂
肪酸ビニルエステルとを共重合させたもの、（３）
（１）と（２）とを混合したもの、あるいは（４）
（１），（２）又は（３）にポリエチレンを混ぜ合わせ
たもの、その他請求項３，４記載の樹脂とした。
【００１０】難燃材は、ハロゲンを含まないものとし
て、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛の金
属水酸化物を選択したものである。
て、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛の金
属水酸化物を選択したものである。
【００１１】樹脂はポリエチレン単独では発煙量を低く
押さえることができなかった。そこでエチレンと含酸素
系モノマーである前記アクリル酸エステル、メタクリル
酸エステル、又は脂肪酸ビニルエステルとを共重合した
樹脂を採用したところ、樹脂中の酸素成分の重量パーセ
ントを３．０％以上にすることにより煙中光透過率を５
０％以上とすることができた。酸素成分を増やせば煙中
光透過率は向上するが７．０％を越えると樹脂の物理特
性、特に引張強度が確保できなくなる。樹脂の引張強度
は、通常１０ＭＰａを割ると不合格とされる。
押さえることができなかった。そこでエチレンと含酸素
系モノマーである前記アクリル酸エステル、メタクリル
酸エステル、又は脂肪酸ビニルエステルとを共重合した
樹脂を採用したところ、樹脂中の酸素成分の重量パーセ
ントを３．０％以上にすることにより煙中光透過率を５
０％以上とすることができた。酸素成分を増やせば煙中
光透過率は向上するが７．０％を越えると樹脂の物理特
性、特に引張強度が確保できなくなる。樹脂の引張強度
は、通常１０ＭＰａを割ると不合格とされる。
【００１２】
【発明の実施の形態】難燃材である金属水酸化物として
アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛の各水酸
化物を評価したが、このうちでも水酸化アルミニウム、
水酸化マグネシウムが難燃性向上の点で優れており、そ
のうちでも特にステアリン酸等で表面処理したものが樹
脂材料への均一分散の点及び材料の物理強度維持の点で
好適であることを確認した。例えば水酸化マグネシウム
に特定の表面処理を施した「キスマ５Ｊ」（協和化学工
業株式会社登録商標）などが好適である。
アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛の各水酸
化物を評価したが、このうちでも水酸化アルミニウム、
水酸化マグネシウムが難燃性向上の点で優れており、そ
のうちでも特にステアリン酸等で表面処理したものが樹
脂材料への均一分散の点及び材料の物理強度維持の点で
好適であることを確認した。例えば水酸化マグネシウム
に特定の表面処理を施した「キスマ５Ｊ」（協和化学工
業株式会社登録商標）などが好適である。
【００１３】これら難燃材の配合量は、６０重量部以下
では難燃性の基準であるＩＥＣ規格３８３の垂直難燃試
験に合格しなくなること、２００重量部以上では物理特
性、特に材料の引張強度・伸び特性を確保できないこ
と、から６０〜２００重量部の範囲で配合することとし
た。加工性、難燃性、材料の物理特性のいづれも優れた
好ましい配合量は７０〜１５０重量部である。
では難燃性の基準であるＩＥＣ規格３８３の垂直難燃試
験に合格しなくなること、２００重量部以上では物理特
性、特に材料の引張強度・伸び特性を確保できないこ
と、から６０〜２００重量部の範囲で配合することとし
た。加工性、難燃性、材料の物理特性のいづれも優れた
好ましい配合量は７０〜１５０重量部である。
【００１４】酸素成分が３．０から７．０重量％である
オレフィン系樹脂は、エチレンと含酸素系モノマーとを
共重合したものを含む樹脂を採用することで実現する。
含酸素系モノマーであるアクリル酸エステルとしてはメ
チルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリ
レート、グリシジルアクリレート等が、メタクリル酸エ
ステルとしてはメチルメタクリレート、エチルメタクリ
レート、ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレ
ート等がある。又脂肪酸ビニルエステルとしては酢酸ビ
ニル、酪酸ビニル等がある。これら樹脂中の酸素成分の
重量パーセントを３．０％以上にすることで所期の煙中
光透過率５０％以上を確保できる。より好ましくは、酸
素成分を４．５重量％以上とすることにより、煙中光透
過率６５％以上を確保できる。なお材料の物理特性、特
に引張強度を１０ＭＰａ以上に維持するためには、樹脂
中の酸素成分を７．０重量％以下にする必要がある。よ
り好ましくは（引張強度１２ＭＰａ以上）６．０重量％
以下にする必要がある。
オレフィン系樹脂は、エチレンと含酸素系モノマーとを
共重合したものを含む樹脂を採用することで実現する。
含酸素系モノマーであるアクリル酸エステルとしてはメ
チルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリ
レート、グリシジルアクリレート等が、メタクリル酸エ
ステルとしてはメチルメタクリレート、エチルメタクリ
レート、ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレ
ート等がある。又脂肪酸ビニルエステルとしては酢酸ビ
ニル、酪酸ビニル等がある。これら樹脂中の酸素成分の
重量パーセントを３．０％以上にすることで所期の煙中
光透過率５０％以上を確保できる。より好ましくは、酸
素成分を４．５重量％以上とすることにより、煙中光透
過率６５％以上を確保できる。なお材料の物理特性、特
に引張強度を１０ＭＰａ以上に維持するためには、樹脂
中の酸素成分を７．０重量％以下にする必要がある。よ
り好ましくは（引張強度１２ＭＰａ以上）６．０重量％
以下にする必要がある。
【００１５】
【実施例】表１に本発明の実施例を、また表２に比較例
を示す。
を示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】注１：いづれも樹脂中酸素成分量は３．０
〜７．０重量％にあり、３ｍキューブ試験の煙中光透過
率５０％以上、垂直難燃試験合格、材料の引張強度１０
ＭＰａ以上、という目標値をクリアしている。 注２：ＥＥＡは、エチレン−アクリル酸エチル共重合体
である。ＥＭＭＡは、エチレン−メタクリル酸メチル共
重合体である。ＥＶＡは、エチレン−酢酸ビニル共重合
体である。ＥＭＡは、エチレン−アクリル酸メチル共重
合体である。 注３：水酸化マグネシウム（Ａ）として「キスマ５Ａ」
（協和化学工業（株）の登録商標）を使用 水酸化マグネシウム（Ｂ）として「キスマ５Ｊ」（同
上）を使用
〜７．０重量％にあり、３ｍキューブ試験の煙中光透過
率５０％以上、垂直難燃試験合格、材料の引張強度１０
ＭＰａ以上、という目標値をクリアしている。 注２：ＥＥＡは、エチレン−アクリル酸エチル共重合体
である。ＥＭＭＡは、エチレン−メタクリル酸メチル共
重合体である。ＥＶＡは、エチレン−酢酸ビニル共重合
体である。ＥＭＡは、エチレン−アクリル酸メチル共重
合体である。 注３：水酸化マグネシウム（Ａ）として「キスマ５Ａ」
（協和化学工業（株）の登録商標）を使用 水酸化マグネシウム（Ｂ）として「キスマ５Ｊ」（同
上）を使用
【００１８】
【表２】
【００１９】注１：比較例１，４：難燃材としての金属
水酸化物が６０重量部未満であり、垂直難燃試験に合格
しない。 注２：比較例２：難燃材としての金属水酸化物が２００
重量部を越えるため、材料の引張強度が不足する。 注３：比較例３：樹脂中の酸素成分量が７．０重量％を
越えるため、材料の引張強度が不足する。 注４：比較例４：樹脂中の酸素成分量が３重量％未満の
ため３ｍキューブ試験の煙中光透過率が５０％に達しな
い。
水酸化物が６０重量部未満であり、垂直難燃試験に合格
しない。 注２：比較例２：難燃材としての金属水酸化物が２００
重量部を越えるため、材料の引張強度が不足する。 注３：比較例３：樹脂中の酸素成分量が７．０重量％を
越えるため、材料の引張強度が不足する。 注４：比較例４：樹脂中の酸素成分量が３重量％未満の
ため３ｍキューブ試験の煙中光透過率が５０％に達しな
い。
【００２０】各材料は容量５５リッターの密閉式混合機
であるニーダで混練温度１６０℃で混合加工した。３ｍ
キューブ発煙性試験および垂直難燃試験（ＶＯＴ試験）
は混合加工された材料（コンパウンド）を１５０ｍｍ押
出機で導体の上に厚さ２．０ｍｍ被覆し、外径を１２．
５ｍｍとしたケーブルを、それぞれＩＥＣ規格１０３４
「３ｍキューブ発煙性試験法」，ＩＥＣ規格３８３「垂
直難燃試験法」に従って実施した。垂直難燃試験で合格
とは、ケーブルが全焼しなかったことをいう。また材料
の引張試験は１６０℃・５分間プレス加工した１．０ｍ
ｍ厚さのシートをＪＩＳ Ｃ ３００５に従って実施し
た。引張試験の値が１０ＭＰａ以下のものは通常不合格
とされる。
であるニーダで混練温度１６０℃で混合加工した。３ｍ
キューブ発煙性試験および垂直難燃試験（ＶＯＴ試験）
は混合加工された材料（コンパウンド）を１５０ｍｍ押
出機で導体の上に厚さ２．０ｍｍ被覆し、外径を１２．
５ｍｍとしたケーブルを、それぞれＩＥＣ規格１０３４
「３ｍキューブ発煙性試験法」，ＩＥＣ規格３８３「垂
直難燃試験法」に従って実施した。垂直難燃試験で合格
とは、ケーブルが全焼しなかったことをいう。また材料
の引張試験は１６０℃・５分間プレス加工した１．０ｍ
ｍ厚さのシートをＪＩＳ Ｃ ３００５に従って実施し
た。引張試験の値が１０ＭＰａ以下のものは通常不合格
とされる。
【００２１】樹脂中酸素成分量が４．５重量％以上の表
１の実施例２，３，４，７，８，９にあっては実施例７
を例外として煙中光透過率６５％以上を確保しており、
低発煙性難燃材料として特に好適である。
１の実施例２，３，４，７，８，９にあっては実施例７
を例外として煙中光透過率６５％以上を確保しており、
低発煙性難燃材料として特に好適である。
【００２２】
【発明の効果】本発明による低発煙性難燃材料をケーブ
ル被覆材や建材の樹脂に使用することにより、高難燃性
により、自らが火災発生源となることを防止でき、また
周囲に火災が発生した場合にあっては自らが火災延焼源
となるのを防止でき、かつ周囲の火勢が強くケーブルや
建材も燃焼してしまうときにあっては発煙量が少なく、
周囲の見通しが確保できるので、避難行動の支障が少な
いという、極めて合理的な火災防災の樹脂材料を提供す
ることが可能となる。
ル被覆材や建材の樹脂に使用することにより、高難燃性
により、自らが火災発生源となることを防止でき、また
周囲に火災が発生した場合にあっては自らが火災延焼源
となるのを防止でき、かつ周囲の火勢が強くケーブルや
建材も燃焼してしまうときにあっては発煙量が少なく、
周囲の見通しが確保できるので、避難行動の支障が少な
いという、極めて合理的な火災防災の樹脂材料を提供す
ることが可能となる。
Claims (4)
- 【請求項１】酸素成分が３．０から７．０重量％である
オレフィン系樹脂に、アルミニウム、マグネシウム、ニ
ッケル、亜鉛のいづれかを金属成分とする金属水酸化物
のうちの一種又は二種以上を合計として６０〜２００重
量部配合した低発煙性難燃材料。 - 【請求項２】オレフィン系樹脂が、（１）エチレンとア
クリル酸エステル又はメタクリル酸エステルのいづれか
一種以上とを共重合させたもの、（２）エチレンと脂肪
酸ビニルエステルとを共重合させたもの、（３）（１）
と（２）とを混合したもの、あるいは（４）（１），
（２）又は（３）にポリエチレンを混ぜ合わせたものの
いづれかであることを特徴とする請求項１記載の低発煙
性難燃材料。 - 【請求項３】オレフィン系樹脂が、（５）ポリエチレン
と無水マレイン酸を共重合させたもの、（６）（１）と
無水マレイン酸を共重合させたもの、（７）（２）と無
水マレイン酸を共重合させたもの、又は（８）（６）又
は（７）のいづれかに（１）、（２）、（３）若しくは
ポリエチレンのいづれか１種以上を混ぜ合わせたもの、
であることを特徴とする請求項１記載の低発煙性難燃材
料。 - 【請求項４】オレフィン系樹脂が、請求項２記載のもの
及び請求項３記載のものから選択した複数のものを混ぜ
合わせたものであることを特徴とする請求項１記載の低
発煙性難燃材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9034771A JPH10231390A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 低発煙性難燃材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9034771A JPH10231390A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 低発煙性難燃材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10231390A true JPH10231390A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12423577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9034771A Pending JPH10231390A (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 低発煙性難燃材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10231390A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020034134A (ko) * | 2002-04-12 | 2002-05-08 | 조정용 | 열팽창 난연 테이프 |
| JP2013145673A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Hitachi Cable Ltd | Ｌａｎケーブル |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP9034771A patent/JPH10231390A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020034134A (ko) * | 2002-04-12 | 2002-05-08 | 조정용 | 열팽창 난연 테이프 |
| JP2013145673A (ja) * | 2012-01-13 | 2013-07-25 | Hitachi Cable Ltd | Ｌａｎケーブル |
| US9040827B2 (en) | 2012-01-13 | 2015-05-26 | Hitachi Metals, Ltd. | LAN cable |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040512 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040518 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040928 |