JPS6147752A - 難燃性組成物 - 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、ハロゲン元素を含有しない所謂ノンハロゲン
の難燃性組成物およびこれを用いた難燃性ケーブルに関
するものである。

〈従来の技術〉 従来の一般的なケーブルの難燃化方法には、（１）。

塩素、臭素などのハロゲン元素を含んだ難燃性に富む樹
脂、例えばｐｖｃ、ポリクロロプレンゴム、クロル゛ス
ルホン化ポリエチレンゴム、塩素化ポリ“エチレンなど
を用い゛る方法、あるいはこれらの樹脂に酸化アンチモ
ンなどの難燃剤を添加して更に離燃性を向上させる方法
、（２）、易燃性樹脂、例えばポリエチレを、エチレン
−酢酸ビニル共重合体（ＥＶ’Ａ）、エチレン−エチル
アクリレート（ＥＥＡ）　、エチレンプロピレン（ＥＰ
）ゴムなどに、塩素や臭素などのハロゲン元素を含む難
燃剤を酸化アンチモンと併用して添加する方法、（３）
、水酸化アルミニウムを主たる難燃剤として用い、ハロ
ゲン元素含有の難搭剤を・用いない方法などがある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記（１）および（２）のハロゲン元素含有
の樹脂、難燃剤を用゛いた場合、例えば燃焼時、塩化水
素（ＨＣｊ２）　、臭化水素（ＨＢｒ）などのハロゲン
化水素ガスが多量に発生し、これらのガスが金属を腐食
させたり、また人体に有害な作用を　−一へえる。更に
また、燃焼時、多量の煙の発生もある。従って、このよ
うな難燃性組成物およびこの組成物を用いた難燃性ケー
ブルは、安全性に問題があり、例えば、地下鉄構内、地
下街、病院、一般ビル内、船舶内、原子力発電所内、化
学プラント、その他の高い安全性が求められる施設では
使用できない。

この点、（３）の水酸化アルミニウムを主たる難燃剤と
して用いる場合は、上記（１）および（２）のような有
害ガス、煙の発生などやまないものの、高い難燃性を得
ようとすると、水酸化アルミニウムを高充填しなければ
ならず、このため、難燃性組成物そのもの、あるいはこ
れを用いた難燃性ケーブルのシースや絶縁体などあ機械
的特性や電気的特性が低下したり、押出成形などによる
場合、発泡したりするなどの問題がある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、上記した従来の問題点を解消すべく　−なさ
れたもので、その特徴とする構成は、ハロゲン元素を含
まないゴム、プラスチン−り１００重量部に、平均粒子
径０．３μｍ〜２μｍの水酸化マグネシウム５０〜２０
０重量部と、吸油量０．　５′ｍ７！／ｇ〜２．０ｍｊ
！／ｇのカーボンブラック粉末５〜５０重量部を添加混
合してなる混和物を、有機過酸化物、硫黄、あるいは硫
黄系化合物の加流剤により架橋した難燃性組成物、およ
びこの難燃性組成物を、導体上に絶縁体を設けたケーブ
ルコア、あるいはこれらを多芯に撚合わせ介在物を介し
てシースを施したケーブルの当該シースまたは／および
前記絶縁体として用いた難燃性ケーブルにある。そして
、必要により、水酸化マグネシウムを、ステアリーン酸
やオレイン酸で表面処理し、また使用するゴム、プラス
チックとしては、エチレン成分が９０％以上であるポリ
オレフィン樹脂の１種あるいは２種以上の組合せとして
用い、更に赤りんを含む難燃剤を添加し、またケーブル
の場合、撚り合わせコアとシースの間に施される介在物
を、ハロゲン元素を含まずかつ酸素指数値が３０以上で
ある難燃性組成物とすることができる。

かかる本発明の難燃性ケーブルを、第１図または第２図
により、更に詳説する。図において、１は導体、２は絶
縁体、３ａ、３ｂは介在、４はシース、５はコアテープ
、６は抑えテープである。

ここで、上記シース４は、本発明の難燃性組成物、即ち
ハロゲン元素を含まないゴム、プラスチツク１００重量
部に、平均粒子径０．３μｍ〜２μｍの水酸化マグネシ
ウム５０〜２００重量部ト、吸油量０．５ｍｊ２／ｇ〜
２．０ｍ１ｌ／ｇのカーボンブラック粉末５〜５０重量
部を添加混合してなる混和物を、有機過酸化物、硫黄、
あるいは硫黄系化合物の加流剤により架橋した難−燃性
混和物で形成される。上記絶縁体２は、当該シース４と
同じ難燃性組成物か、あるいはやはりハロゲン元素を含
まない通常のゴム、プラスチックで形成される。第１図
の介在３ａは、紙テープやジュートなどで形成された通
常の介在であり、第２図の介在３ｂは、ハロゲン元素を
含まずかつ酸素指数値３０以上である難燃性組成物で形
成された充実型９介在である。この充実型の介在の場合
は、好ましくは、コアおよびシースとの融着を防止する
ため、上述したようにコア上にはマイラーなどのコアテ
ープ５を巻き、また充実介在上には抑えテープ６を巻き
付ける。

〈作用〉 本発明の難燃性組成物およびこれを用いた難燃性ケーブ
ルは、上記のようにハロゲン元素の含まないノンハロゲ
ンのゴム、プラスチックをベースても、燃焼ガス中にハ
ロゲン化水素ガスなどの有害ガスは含まず、これがため
、ケーブル布設周辺　−の金属を腐食させることもなく
、また人体に有害ｊ乍用を及ぼすこともない。　− また結晶水放出で吸熱反応を起こす水酸化マグネシウム
として゛、特定粒子径（０，３μｍ〜２μｍ）のものを
添加しであるため、比較的高充填でも、機械的特性の低
下や、押出時の加工性の低下もなく、かつこの高充填に
より、極めて高い難燃性が得られる。特にまた、水酸化
マグネシウムの場合、結晶水放出の温度が、水酸化アル
ミニウムの２００℃前後（この温度は、樹脂によっては
、当該樹脂の熱分解より低く、使用樹脂が制限される温
度である）と比較して高く、３７０　”ｃ前後であるた
め、ベース樹脂の熱分解温度に近く、使用樹脂の混練温
度や押出温度が殆ど制約されない。

更に水酸化マグネシウムをスチアリン酸やオレイン酸で
表面処理すると、より一層多くの充填が、可能となり、
また良好な加工性が得られる。またカーボンブラックと
して、特定吸油量（０，５ｍＡ／ｇ〜２：　Ｏｍβ／ｇ
）のものを添加しであるため、粒子−径が小さく表面積
が大きい理由から、難燃効果が大きく、少量の添加で充
分な難燃効果が得られる。またこの組成物中のカーボン
ブラックは燃焼時、酸素の遮断された状態で加熱される
ため、炭化して組成物中に炭化層を形成する。この炭化
層の形成により、組成物自体の流動やケーブル内部から
の可燃物の流出（溶融ドリップ）が有効に抑えられるた
め、より延焼が防止される。

また特定量の赤りんを添加しであるため、燃焼時、組成
物中の炭化作用がより一層促進される。

即ち赤りんにあっては、高温加熱されて酸化されるとき
、樹脂より水素を奪い脱水するため、樹脂の炭化を進め
る。この脱水炭化作用は少量の赤りんで良く、上記水酸
化マグネシウムとの併用が良い。

そしてまた、上記難燃性組成物は、有機過酸化物、硫黄
、あるいは硫黄系化合物の加流剤により、架橋されてい
るため、機械特性も優れている。更に、難燃化するに当
たって、良好な材料である特定粒子径の水酸化マグネシ
ウム、特定吸油量のカーボンブラック、赤りんを用いる
ものであるため、従来の塩素、臭素などのハロゲンを含
有する難燃剤を用いるものと比較して発煙量も少ない。

　また第２図のケーブルのように、介在にも、ハロゲン
元素を含まずかつ酸素指数値が３０以上である難燃性組
成物を用いる場合、本発明の難燃性組成物で形成された
シースまたは／および絶縁体との構成と相俟て、より一
層高い難燃性を得ることができる。

上記本発明で使用するゴム、プラスチックはハロゲン元
素を含有しない所謂ノンハロゲンのゴム、プラスチック
で、例えばＰＥ、天然ゴム、ブチルゴム、シリコンゴム
、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレンプロピ
レンジエンエラストマー（ＥＰＤＭ）、エチレン−酢酸
ビニル共重合体、エチレンとアクリル酸エチルの共重合
体、エチレンとα−オレフンの共重合体、エチレンアク
リリックエラストマー、水素添加スチレンブタジェンエ
ラストマー、さらにこれらのブレンド物などが挙げられ
る。そして、好ましくは、高い抗張力など良好な機械特
性を得るために、エチレン成分が９０％以上であるポリ
オレフィン樹脂の１種あるいは２種以上の組合せとして
使用するとよい。

また本発明の水酸化マグネシウムの平均粒子径を０．３
μｍ〜２μｍとしたのは、０．３μｍ未満では、凝集力
が大きく混和物中での分散が不良となり、機械的特性の
低下を招き、２μｍを越える場合は樹脂との密着が不良
で抗張力、伸びなど、やはり機械的特性の低下を招くの
で好ましくないからである。そして、その添加量を５０
〜２００重量部としたのは、５０重量部未満では、十分
な難燃効果が得られず、２００重量部を越えると、多す
ぎて、機械的特性が低下したり、押出時、発泡したり、
更には加工性が悪化したりするからである。

また本発明のカーボンブラックの吸油量を０゜５ｍｌ／
ｇ　〜２．０ｍ１ｔ／ｇとし゛たのは、高い難燃効果、
良好な加工性、優れた機械的特性を兼ね備えたものとす
るためであり、Ｑ、５ｍＡ／ｇ未満では、抗張力が低く
、難燃効果も小さいからであり、また２、０ｍ７！／ｇ
を越える場合には、混和物の粘度が高く加工性が不良と
なり、あるいは電気絶縁性の低下を招くからである。そ
して、添加量を５〜５０重量部としたのは、５重量部未
満では、所望の難燃効果、および炭化層形成効果が得ら
れず、５０重量部を越えると、混和物の粘度が高く加工
性不良となったり、伸びの低下を招くからである。

また本発明の赤りん添加量を、組成物中の赤りん成分が
２〜１５重量部となるようにしたのは、２重量部未満で
は、炭化作用の促進効果が殆ど得られず、また１５重量
部を越えて、多過ぎても難燃性は逆に低下し、また発煙
性が増大して好ましくないからである。

また本発明で用いる加硫剤としては、有機過酸化物とし
ては、例えばＤＣＰ　（ジクミルパーオキシド）、２．
５−ジメチル−２，５ジ（ｔ−ブチルバーオキシン）ヘ
キサを、ｔ−ブチルパーベンゾエート、２，５−ジメチ
ル−２，５−ジ（１−ブチルパーオキシ）ヘキシンなど
が挙げられる。

この他の加硫剤としては、硫黄あるいは硫黄系化合物の
チウラム系加硫剤の組合せなどが挙げられる。

そして、上記ケーブルを製造するにおいては、通常の押
出方法で、絶縁体およびシースを押し出す。紙テープや
ジュートの介在にあっては、縦添えなどにより、充填さ
せる。充実介在の場合は、押出方法による。

なお、上記図示のケーブルは、多芯ケーブルについてで
あったが、本発明は勿論、単芯ケーブルについても適用
可能である。

〈実施例〉 第１表は、本発明に係る難燃性組成物の各実施例■〜■
を、その各特性試験結果と共に示したものである。また
第２表は本発明の要件を満たさない組成物および通常の
ポリ塩化ビニル組成物番、比較例■〜■として、その各
特性試験結果と共に示したものである。

上記第１表から、本発明あ各難燃性組成物は、各配合材
料を所望の範囲としたとき、下記に示すような性能を満
たし、優れた特性を呈することが分かる。

引張り強度、　ＴＳ≧１．０ 伸び　　　ＥＡ≧３５０ ＊従来の架橋ポリエチレン（Ｘ　Ｌ　Ｐ　Ｅ）の性能基
準（ＪＩＳ　　Ｃ−３６０５）。

ムーニー粘度　　≦３５ 発煙性　　　≦２．０ ＊ＪＩＳ　　Ａ−１３０６゜ 酸素指数値　　○Ｉ≧２５ ＊ＡＳＴＭ　　Ｄ−２８６３゜ 一方、第２表によると、次のことが分かる。

比較例■では水酸化マグネシウムが少な過ぎて、難燃性
が低く、大気中で燃焼する程度である。比較例■は逆に
水酸化マグネシウムが多過ぎる場合で、加工性が悪く、
伸びも低い。比較例■ではカーボンブラックが多過ぎて
、やはり加工性が悪（、伸びも低い。比較例■はストラ
フチャーの小さい（吸油量、０．４ｍ７！／ｇ）カーボ
ンの場合で、抗張力が低く、また難燃効果も低い。比較
例■は赤りんが多過ぎて（赤りん成分１７％）、逆に難
燃性が低下し、また抗張力も低下する。比較例■、■は
塩素を含む組成物で、Ｏｈ引張強度の点ではバランスが
取れているが、発煙性で、かつハロゲン化水素ガスの発
生が多く、腐食性、有毒性の上で好ましくない。

第３表は、本発明に係る難燃性ケーブルの各実施例■〜
０を、その各特性試験結果と共に示したものである。ま
た第４表は本発明の要件を満たさない組成物および通常
のポリ塩化ビニル組成物を用いたケーブルを、比較例■
〜０として、その各特性試験結果と共に示したものであ
る。

上記第３表から、本発明の各難燃性ケーブルは、全てＩ
ＥＥＥ　　ｓｔｄ、３８３に合格していることが分かる
。即ち、仕上り外観が良く、塩化水素ガスの発生もなく
、また発煙性は少なく、いずれも１００ｍ以上の見通距
離かえられた。また高い難燃性を得るには、難燃性の充
実介在を設けると良いことが分かる。

これに対して、上記第４表から、比較例■、■では酸素
指数値の低いシースを施した場合、不合格であることが
分かる。例え、比較例■のように、絶縁体の酸素指数値
（０■）を２６としても、合格品は得られなかった。ま
た比較例［相］の場合は、燃焼試験は合格であるが、高
充填で加工性が悪（、外観の肌荒れが激しく不良品であ
った。比較例＠〜＠はいずれもＰＶＣシースで、燃焼試
験は合格であるが、多量の塩化水素ガスが発生し、火災
時に金属を腐食させ、また人体に有害であった。

また発煙量も多かった。

〈発明の効果〉 本発明によれば、以上の説明から明らかなように、高い
難燃性を有し、燃焼ガスにはハロゲン化水素ガスなどを
含まず、これがため、周囲の金属を腐食させることもな
く、また人体に有害な影響を与えることもなく、かつ発
煙量も少なく、機械的特性にも優れた、従来にない所謂
クリーンな難燃性組成物および難燃性ケーブルを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明に係る難燃性組成物を用い
た難燃性ケーブルの各縦断面図である。 ｌ・・・導体、２・・・絶縁体、３ａ、３ｂ・・・介在
、４・・・シース。 第１図 第２図 手続補正書動式） ％式％ ２、発明の名称 難燃性組成物およびこれを用いた難燃性ケーブル３、補
正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都江東区木場−丁目５番１号名称　藤　倉　
電　線　株式会社 代表者　加　賀　谷　誠　− ４、代理人　　　〒１°４１　　　！！！０３　（４４
０）　−６７６１住所　東京部品用区東五反田五丁目２
３番１号６、補正の対象

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ハロゲン元素を含まないゴム、プラスチック１
   ００重量部に、平均粒子径０．３μｍ〜２μｍの水酸化
   マグネシウム５０〜２００重量部と、吸油量０．５ｍｌ
   ／ｇ〜２．０ｍｌ／ｇのカーボンブラック粉末５〜５０
   重量部を添加混合してなる混和物を、有機過酸化物、硫
   黄、あるいは硫黄系化合物の加流剤により架橋したこと
   を特徴とする難燃性組成物
2. （２）、ハロゲン元素を含まないゴム、プラスチック１
   ００重量部に、平均粒子径０．３μｍ〜２μｍの水酸化
   マグネシウム５０〜２００重量部と、吸油量０．５ｍｌ
   ／ｇ〜２．０ｍｌ／ｇのカーボンブラック粉末５〜５０
   重量部を添加混合してなる混和物を、有機過酸化物、硫
   黄、あるいは硫黄系化合物の加流剤により架橋した難燃
   性組成物を、導体上に絶縁体を設けたケーブルコア、あ
   るいはこれらを多芯に撚合わせ介在物を介してシースを
   施したケーブルの当該シースまたは／および前記絶縁体
   として用いたたことを特徴とする難燃性ケーブル。
3. （３）、上記難燃性組成物において、水酸化マグネシウ
   ムがステアリン酸、あるいはオレイン酸により表面処理
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の難燃性組成物、または第２項記載の難燃性ケーブル。
4. （４）、上記難燃性組成物において、ゴム、プラスチッ
   クが、エチレン成分にして９０％以上であるポリオレフ
   ィン樹脂を１種あるいは２種以上を組合せて用いること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項若しくは第３項記載
   の難燃性組成物、または第２項若しくは第３項記載の難
   燃性ケーブル。
5. （５）、上記難燃性組成物において、赤りんを含む難燃
   剤を、当該組成物中の赤りん成分が２〜１５重量部とな
   るように添加したことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項、第３項若しくは第４項記載の難燃性組成物、または
   第２項、第３項若しくは第４項記載の難燃性ケーブル。
6. （６）、上記難燃性組成物の被覆されたケーブルにおい
   て、撚り合わせコアとシースの間に施される介在物が、
   ハロゲン元素を含まずかつ酸素指数値が３０以上である
   難燃性組成物からなることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項、第３項、第４項若しくは第５項記載の難燃性ケ
   ーブル。