JPH10287777A - 難燃性成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、非架橋性でありながら耐熱軟
化性、引張強さ特性、伸び特性及び難燃性が優れ、しか
も有害なハロゲン系ガスを全く発生しない難燃性成形品
を提供することにある。 【解決手段】本発明は、次の２点にある。 ．分子中に極性基を有するポリオレフィン共重合体１
００重量部に対して、非ハロゲン系難燃剤を１〜３００
重量部添加して成るノンハロゲン樹脂組成物を成形して
成ることを特徴とする難燃性成形品。 ．分子中に極性基を有するポリオレフィン共重合体／
結晶融点が１００℃以上のポリオレフィン＝９５／５〜
５０／５０の重量比から成るブレンド樹脂１００重量部
に対して、グラフト変性ポリオレフィン２〜１０重量部
及び非ハロゲン系難燃剤を１〜３００重量部添加して成
るノンハロゲン樹脂組成物を成形して成ることを特徴と
する難燃性成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は難燃性成形品に関す
るものである。更に詳述すれば本発明は高温雰囲気中で
も安全に使用することができるノンハロゲン系難燃性成
形品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】原子力発電所、化学プラント、製鉄プラ
ント、船舶、大形車両、自動車等では万が一にも大事故
が発生したとしても保安安全性が強く要求されている。
このためこれらの施設に使用される電線・ケーブル、プ
ラスチックダクト、プラスチックホース、プラスチック
チューブ等は万が一に大事故が発生して高温雰囲気とな
ってもそれらの機能を完全に保持することが要求されて
いる。

【０００３】例えば、原子力発電所等で使用されている
電線・ケーブルでは原子力発電所に大事故が発生して異
常な高温になったとしても布設されている電線・ケーブ
ルは健全に機能することが強く要求されている。

【０００４】このような原子力発電所の想定事故の一例
として冷却材喪失事故（Ｌｏｓｓｏｆ Ｃｏｏｌａｎｔ
Ａｃｃｉｄｅｎｔ。 以下、ＬＯＣＡと言う）があ
る。このＬＯＣＡ事故が発生したとき原子力発電所内に
布設された電線・ケーブルは高温、高圧、高放射線の水
蒸気にさらされる。このような訳でＬＯＣＡ模擬試験に
おける電線・ケーブルの高温雰囲気下での信頼性評価試
験は１２０〜１７０℃で行われている。

【０００５】ところで従来のポリ塩化ビニル混和物シー
ス層材料とポリエチレン絶縁層材料を用いて成る電線・
ケーブルでは、１２０〜１７０℃のような高温雰囲気下
でシース層材料や絶縁材料層がその電線・ケーブル自身
の自重で熱変形し、その結果電線・ケーブルとして健全
に機能しない場合が発生する。

【０００６】また、原子力発電所等に布設される電線・
ケーブルでは万が一火災が発生したとしても燃焼時に有
害なハロゲン系ガス、例えば塩化水素ガス等が発生しな
いことが要求されるようになってきている。このため原
子力発電所等に布設される電線・ケーブルの被覆材料と
しては、例えば高温下で塩化水素ガスが発生するポリ塩
化ビニル混和物等は用いられない。

【０００７】他方、原子力発電所等に布設される電線・
ケーブル以外の工業分野、例えばプラスチックホース、
プラスチックダクト、特殊チューブ等においても耐熱軟
化性、ノンハロゲン性等が要求されるようになってきて
いる。

【０００８】さて、従来の原子力発電所等に布設される
電線・ケーブルの製造作業は、まず非ハロゲン系樹脂に
非ハロゲン系難燃剤、架橋剤等を配合して成る架橋性ノ
ンハロゲン樹脂組成物を製造し、次にこの架橋性ノンハ
ロゲン樹脂組成物を電線・ケーブルに被覆し、最後に被
覆した架橋性ノンハロゲン樹脂組成物層を加熱して架橋
させるか若しくは電離放射線照射して架橋するかしてい
た。ここにおいて非ハロゲン系樹脂としては汎用ポリオ
レフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等があ
り、また非ハロゲン系難燃剤としては水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネ
シウム、クレー等がある。

【０００９】しかしながらこの電線・ケーブルへ被覆後
に高温筒内を通過させて架橋したり、或いは電離放射線
照射装置を通過させて架橋することは作業工程が長く且
つ複雑なものとなり、その結果生産性向上が難しく、製
造コストが高くなるという難点があった。

【００１０】そこで架橋剤を配合しないノンハロゲン樹
脂組成物を電線・ケーブルへ被覆し、架橋工程をしない
ことも考えられるが、その場合ノンハロゲン樹脂組成物
は架橋してないことから被覆物の耐熱軟化性が低下し、
実用性が乏しい。

【００１１】そこで更に架橋剤を配合しないノンハロゲ
ン樹脂組成物の耐熱性を向上するため、非ハロゲン系樹
脂として汎用ポリオレフィンに結晶融点が高いポリオレ
フィンをブレンドすることも考えられるが、この場合汎
用ポリオレフィンと結晶融点が高いポリオレフィンとの
親和性が乏しく、その結果被覆物の引張強度や伸び特性
等の機械的特性が低下してしまうという難点があった。

【００１２】このような訳で非架橋性でありながら耐熱
軟化性が優れ且つ機械的特性が優れ、しかも有害なハロ
ゲン系ガスを発生しない難燃性成形品、例えば原子力発
電所等に布設される難燃性電線・ケーブル、難燃性プラ
スチックホース、難燃性プラスチックダクト、難燃性特
殊チューブ等が強く望まれていた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、非架橋性でありながら
耐熱軟化性、引張強さ特性、伸び特性及び難燃性が優
れ、しかも有害なハロゲン系ガスを全く発生しない難燃
性成形品を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、次の２点にある。

【００１５】．分子中に極性基を有するポリオレフィ
ン共重合体１００重量部に対して、非ハロゲン系難燃剤
を１〜３００重量部添加して成るノンハロゲン樹脂組成
物を成形して成ることを特徴とする難燃性成形品。

【００１６】．分子中に極性基を有するポリオレフィ
ン共重合体／結晶融点が１００℃以上のポリオレフィン
＝９５／５〜５０／５０の重量比から成るブレンド樹脂
１００重量部に対して、グラフト変性ポリオレフィン２
〜１０重量部及び非ハロゲン系難燃剤を１〜３００重量
部添加して成るノンハロゲン樹脂組成物を成形して成る
ことを特徴とする難燃性成形品。

【００１７】本発明において難燃性成形品としては難燃
性電線・ケーブル、難燃性プラスチックホース、難燃性
プラスチックダクト、難燃性特殊チューブ等がある。

【００１８】上記及びで得られる本発明の難燃性成
形品はＪＩＳ−Ｃ３００５で定める機械的特性が次のよ
うに優秀であり、従って難燃性電線・ケーブル、難燃性
プラスチックホース、難燃性プラスチックダクト、難燃
性特殊チューブ等として高温下でもその健全性能を完全
に発揮することができる。

【００１９】

【表１】

【００２０】本発明においてノンハロゲン樹脂組成物に
結晶融点が１００℃のポリオレフィンを配合するのは、
成形して得られる難燃性成形品の耐熱変形性、引張強度
及び伸び特性の３特性を同時に改善するためである。こ
の場合結晶融点が１００℃のポリオレフィンの配合量を
規定量以下とした場合には耐熱変形性の顕著なる改善が
見られなく、逆に規定量以上とした場合には分子中に極
性基を有するポリオレフィン共重合体が本来有する燃焼
時の炭化性及び難燃性が急激に悪化するためである。

【００２１】また、本発明においてノンハロゲン樹脂組
成物にグラフト変性ポリオレフィンを配合するのは、分
子中に極性基を有するポリオレフィン共重合体と結晶融
点が１００℃のポリオレフィンとの相容性を顕著に改善
し、それにより成形して得られる難燃性成形品の引張強
度及び伸び特性を同時に改善するためである。即ち、本
発明者は驚くべきことにグラフト変性ポリオレフィンが
分子中に極性基を有するポリオレフィン共重合体と結晶
融点が１００℃のポリオレフィンとの相容化剤として機
能することを見え出し、本発明に至ったのである。従っ
てグラフト変性ポリオレフィンの配合量が規定量以下で
は相容性が劣り、その結果成形して得られる難燃性成形
品の引張強度及び伸び特性の改善効果が見られない。逆
に、グラフト変性ポリオレフィンの配合量が規定量以上
では難燃性の低下が起こる。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の難燃性成形品の実
施の形態について説明する。

【００２３】本発明において極性基を有するポリオレフ
ィン共重合体としてはエチレン−メチルメタクリレート
共重合体、エチレン−エチルメタクリレート共重合体、
エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エ
チルアクリレート共重合体、エチレン−グリシシジルメ
タクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、エチレン−無水マレイン酸共重合体等がある。これ
らは単独又はブレンドしてもよい。

【００２４】本発明において結晶融点が１００℃以上の
ポリオレフィンとしては高密度ポリエチレン、直鎖状低
密度ポリエチレン、ポリプロピレン等がある。また、こ
こにおいて結晶融点が１００℃以上のポリオレフィンに
はグラフト変性ポリオレフィンを適宜ブレンドすること
ができる。

【００２５】ここにおいてグラフト変性ポリオレフィン
としては酸無水物グラフト変性ポリオレフィン、アクリ
ル酸エステルグラフト変性ポリオレフィン、酢酸ビニル
グラフト変性ポリオレフィン等がある。

【００２６】上記のように結晶融点が１００℃以上のポ
リオレフィンとグラフト変性ポリオレフィンとをブレン
ドして使用する場合には、相容性の点から両者の極性基
を同一にすることが望ましい。例えば、結晶融点が１０
０℃以上のポリオレフィンとしてエチレン−エチルアク
リレート共重合体を使用したときには、グラフト変性ポ
リオレフィンとしてエチルアクリレートグラフト変性ポ
リオレフィンを使用する。

【００２７】本発明において非ハロゲン系難燃剤として
はリン化合物、水和金属化合物、金属酸化物等がある。
これらは単独若しくは２種以上を組み合わせて使用する
ことができる。

【００２８】ここにおいてリン化合物としては赤リン、
フォスフェートエステル、フォスフォネート、フォスフ
ォネン等がある。

【００２９】また、水和金属化合物としては水酸化アル
ミニウム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、
カルシウムアルミネート水和物、水酸化カルシウム、水
酸化バリウム、ハードクレー等がある。更に、これらの
水和金属化合物を脂肪酸金属塩、シラン化合物、チタネ
ート化合物等によりカップリング処理したものを用いる
ことができる。

【００３０】本発明においてノンハロゲン樹脂組成物に
は、必要に応じて酸化防止剤、滑剤、軟化剤、可塑剤、
界面活性剤、着色剤、無機充填剤等を配合することがで
きる。

【００３１】

【実施例】次に、本発明の難燃性成形品の実施例を比較
例と共に説明する。

【００３２】〔ノンハロゲン樹脂組成物コンパウンドの
製造〕まず、表２に示す組成表に従って実施例１〜４及
び比較例１〜４のノンハロゲン樹脂組成物の各種成分を
それぞれ秤量、採取した。

【００３３】

【表２】

【００３４】次に、それぞれ秤量、採取した各種成分を
９０mm二軸混練機に入れ、１８０℃で混練することによ
りノンハロゲン樹脂組成物コンパウンドを製造した。

【００３５】〔難燃性電線・ケーブルの製造〕次に、６
００Ｖ用撚線導体断面積５．５mm² の架橋エチレンプロ
ピレンゴム被覆絶縁電線の３本若しくは２本と、繊維介
在物とを撚合わせることにより３心若しくは２心のケー
ブルコアーを作成した。

【００３６】次に、得られた３心若しくは２心のケーブ
ルコアー上に、Ｌ／Ｄ＝２２の１５０mm押出機を用いて
実施例１〜４及び比較例１〜４のノンハロゲン樹脂組成
物コンパウンドをシース厚さ２mmと成るように１８０℃
で押し出し被覆することにより実施例１〜４及び比較例
１〜４の難燃性電線・ケーブルを製造した。

【００３７】図１はかくして得られた実施例１の難燃性
電線・ケーブルの横断面図を示したものである。ケーブ
ルコアーは３心のものである。

【００３８】図１において１は銅撚線導体、２は絶縁
体、３は介在物、４は押え巻きテープ、５はシースであ
る。

【００３９】また、図２は実施例２の難燃性電線・ケー
ブルの横断面図を示したものである。ケーブルコアーは
２心のものである。

【００４０】図２における記号は図１の場合と同様であ
る。

【００４１】〔電線・ケーブルの特性試験方法〕次に、
得られた実施例１〜４及び比較例１〜４の難燃性電線・
ケーブルについて特性試験を行った。

【００４２】．引張試験方法 引張試験はＪＩＳ−Ｃ３００５に準拠して温度；室温、
引張速度２００mm/minで行ない、引張強さと伸びとを測
定した。

【００４３】結果は引張り強さが１０ＭＰａ以上、伸び
が１５０％以上のものを合格とした。

【００４４】．加熱変形試験（耐熱軟化性） 加熱変形試験はＪＩＳ−Ｃ３００５に準拠して温度；１
２０℃、加重２kgで行った。

【００４５】結果はシース層の熱変形率が４０％以下の
ものを合格とした。

【００４６】．垂直トレイ燃焼試験（難燃性） 垂直トレイ燃焼試験はＩＥＥＥ規格３８３に準拠して行
った。

【００４７】結果はバーナー着炎２０分後に全焼せず且
つ自己硝炎するものを合格とした、勿論この場合に全焼
するものは不合格とした。

【００４８】〔電線・ケーブルの特性試験結果〕これら
の特性試験結果は表１に示す通りである。

【００４９】比較例１の難燃性電線・ケーブルは耐熱変
形性が優れ且つ垂直トレイ燃焼試験にも合格するが、引
張り強さと伸びが小さいという難点がある。

【００５０】比較例２の難燃性電線・ケーブルは垂直ト
レイ燃焼試験に合格し且つ引張り強さと伸びも合格する
が、耐熱変形性が大きいという難点がある。

【００５１】比較例３の難燃性電線・ケーブルは耐熱変
形性が最も優れ且つ引張り強さと伸びも合格するが、難
燃性が不合格である。

【００５２】比較例４の難燃性電線・ケーブルは耐熱変
形性が優れ且つ伸びも合格するが、引張り強さと難燃性
が不合格である。

【００５３】これらに対して実施例１〜４の難燃性電線
・ケーブルは耐熱変形性、難燃性、引張り強さ、伸びの
特性がいずれも合格した。

【００５４】ここでは難燃性成形品として難燃性電線・
ケーブルについて説明したが、難燃性プラスチックホー
ス、難燃性プラスチックダクト、難燃性特殊チューブ等
についても同様な結果を得られることはいうまでもな
い。

【００５５】図３はこのような表１の実施例３に示すノ
ンハロゲン樹脂組成物コンパウンドを難燃性プラスチッ
クホースに成形したものであって、図３（ａ）はその斜
視図、図３（ｂ）はその拡大横断面図である。

【００５６】図４はこのような表１の実施例４に示すノ
ンハロゲン樹脂組成物コンパウンドを難燃性プラスチッ
クダクトに成形したものであって、図４（ａ）はその斜
視図、図４（ｂ）はその拡大横断面図である。

【００５７】

【発明の効果】本発明の難燃性成形品は耐熱変形性、難
燃性、引張り強さ、伸びの諸特性がいずれも優れてお
り、その結果火災発生時における保安安全性と信頼性と
を顕著に向上できるものであり、工業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の難燃性電線・ケーブルの横
断面図を示したものである。

【図２】本発明の実施例２の難燃性電線・ケーブルの横
断面図を示したものである。

【図３】表１に示す本発明の実施例３のノンハロゲン樹
脂組成物コンパウンドを難燃性プラスチックホースとし
て成形したものであって、図３（ａ）はその斜視図、図
３（ｂ）はその拡大横断面である。

【図４】表１に示す本発明の実施例４のノンハロゲン樹
脂組成物コンパウンドを難燃性プラスチックダクトに成
形したものであって、図４（ａ）はその斜視図、図４
（ｂ）はその拡大横断面である。

【符号の説明】

１ 銅撚線導体 ２ 絶縁体 ３ 介在物 ４ 押え巻きテープ ５ シース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 23:02 51:06）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】分子中に極性基を有するポリオレフィン共
   重合体１００重量部に対して、非ハロゲン系難燃剤を１
   〜３００重量部配合して成るノンハロゲン樹脂組成物を
   成形してなり、引張強度が１０ＭＰａ以上、伸びが１５
   ０％以上、１２０℃で荷重２kgにおける変形率が４０％
   以下であることを特徴とする難燃性成形品。
2. 【請求項２】分子中に極性基を有するポリオレフィン共
   重合体がエチレン−メチルメタクリレート共重合体、エ
   チレン−エチルメタクリレート共重合体、エチレン−メ
   チルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレ
   ート共重合体、エチレン−グリシシジルメタクリレート
   共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
   無水マレイン酸共重合体の中から選ばれた１種若しくは
   ２種以上のブレンド樹脂であることを特徴とする請求項
   １記載の難燃性成形品。
3. 【請求項３】分子中に極性基を有するポリオレフィン共
   重合体／結晶融点が１００℃のポリオレフィン＝９５／
   ５〜５０／５０の重量比から成るブレンド樹脂１００重
   量部に対して、グラフト変性ポリオレフィン２〜１０重
   量部、非ハロゲン系難燃剤１〜３００重量部を配合して
   成るノンハロゲン樹脂組成物を成形して成ることを特徴
   とする難燃性成形品。
4. 【請求項４】結晶融点が１００℃以上のポリオレフィン
   が高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポ
   リプロピレンの中から選ばれた１種若しくは２種以上の
   ブレンド樹脂であることを特徴とする請求項３記載の難
   燃性成形品。
5. 【請求項５】変性ポリオレフィンが酸無水物グラフト変
   性ポリオレフィン、アクリル酸エステルグラフト変性ポ
   リオレフィン、酢酸ビニルグラフト変性ポリオレフィン
   の中から選ばれた１種若しくは２種以上のブレンド樹脂
   であることを特徴とする請求項３記載の難燃性成形品。
6. 【請求項６】難燃性成形品が難燃性電線・ケーブル、難
   燃性プラスチックホース、難燃性プラスチックダクト、
   難燃性特殊チューブの中から選ばれた１種であることを
   特徴とする請求項１〜５記載の難燃性成形品。