JPS6160106B2

JPS6160106B2 -

Info

Publication number: JPS6160106B2
Application number: JP8781577A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Fujio; Koichi Okumura
Original assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Current assignee: Tatsuta Electric Wire and Cable Co Ltd
Priority date: 1977-07-20
Filing date: 1977-07-20
Publication date: 1986-12-19
Also published as: JPS5422442A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、被覆組成物、更に詳しくは、優れた
難燃性と共に発泡及び炭化作用による優れた断熱
効果を有し且つ加工性に優れた被覆組成物に関す
る。近時石油化学の発達に伴つて、石油製品が、か
なり広範囲に亘つて大量に使用されており、これ
が火災を引き起こす可能性を著しく増大させてい
る。例えば工場、ビルなどでは電線、ケーブル類
が大量に一個所に集中しており、その電線、ケー
ブル類の相互間には適当な隙間があるので、非常
に燃えやすい状態にある。一般に、電線やケーブル類は、その表面を被覆
組成物で被覆されている。従来の被覆組成物で
は、火災において火災にさらされ燃えた部分は、
炭化層を形成しないで灰の状態になり、火炎の圧
力などにより破壊され、内部の電線類も燃焼して
しまう。斯かる欠点を除去するものとして、例え
ば、特公昭51−35421号は、ZnCO₃を含有する火
炎に当ると発泡する被覆組成物を開示している。しかしながら、ZnCO₃は、140℃から分解しは
じめるので、塩化ビニルコンパウンド製造時140
℃以上の温度となつた場合にCO₂ガスが発生し、
実際上コンパウンドに含有させることが困難であ
る。また従来の難燃性ケーブルでは、その難燃性
は、難燃性試験の方法としてJIS Ｋ−7201に規定
されている酸素指数法で25％以上、最大でも35％
程度の値であり、十分なものではない。本発明は、炭化発泡層の形成及び難燃性におい
て、公知の難燃性組成物に比し極めて顕著な効果
を奏する被覆組成物を提供するものである。即ち本発明は、 (a) ポリ塩化ビニル樹脂、 (b) xZnO・yB₂O₃・zH₂Oで表わされる亜鉛酸化
物を含む硼酸塩、 (c) ポリエステル系可塑剤及び (d) アンチモン酸化物を含有し、上記(b)成分、(c)成分及び(d)成分の割合
が第１図に示す重量比三角座標上において、α
（20、80、０）、β（10、80、10）、γ（10、60、
30）、δ（40、30、30）及びε（70、30、０）の
各点を順次結んだ直線で囲まれた領域内にあり、
かつ(b)成分、(c)成分及び(d)成分の合計量30〜70重
量％と上記(a)成分70〜30重量％とを含有する被覆
組成物に係る。本発明の被覆組成物をブンゼンバーナー（炎長
30mm）の内炎に接触するように当てると、発泡炭
化体積膨張率は、約２〜10倍程度となり、機械的
強度の優れた炭化発泡層が形成される。また、本
発明の被覆組成物の難燃度をJIS Ｋ−7201に規定
されている酸素指数法で測定すると、後記実施例
からも明らかなように、酸素指数値で40以上程度
と極めて軽い難燃性を発揮する。本発明で用いられる(a)成分たるポリマーは、ポ
リ塩化ビニル樹脂である。(b)成分は亜鉛酸化物を
含む硼酸塩で、xZnO・yB₂O₃・zH₂Oで表わされ
る。ｙ／ｘの値は、1/4〜４の範囲であれば、特
に上記の難燃性で且つ極めて機械的強度の優れた
発泡炭化層が形成されるので、好ましい。ｙ／ｘ
が1/4より小さいときには、ZnO成分が多くな
り、コンパウンドの製造温度付近からポリ塩化ビ
ニルの脱塩酸を促進し、又該被覆加工時に変色す
る可能性があり、逆にｙ／ｘが４より大きいとき
には、燃焼炭化層の機械的強度が弱くなる傾向が
あり、好ましくない。又、ｚは、０〜10の範囲内
とすることが好ましく、ｚが10を上回る場合に
は、結晶水量が過剰となつて加工性が低下する傾
向が大となる。ZnOとB₂O₃を個々に使用するこ
ともできるが、この場合にはロール混練時などの
加工性に問題があり、本発明では、上記式で示し
た亜鉛酸化物を含む硼酸塩として使用する。本発
明の斯かる(b)成分は、燃焼したときに、(a)、(c)、
(d)成分との相乗効果で発泡、炭化して、火炎を内
部に伝えない様な断熱層を形成する。該断熱層
は、灰の様な状態にならず、機械的強度に極めて
優れている。 (c)成分たる可塑剤としては、アジピン酸、セバ
シン酸等とポリオールとから得られるポリエステ
ル系の可塑剤を使用する。ポリエステル系可塑剤
は、(b)成分との共存下に顕著な相剰的効果を発揮
し、後記実施例に示す如く、本発明組成物に極め
て高い酸素指数値を付与する。本発明の(d)成分であるアンチモン酸化物は、ポ
リマー中のハロゲンとの相乗効果により、難燃性
をより一層向上させるものであり、具体的には三
酸化アンチモン、酒石酸アンチモンカリ等を挙げ
ることができる。本発明においては、上記(b)成分、(c)成分、(d)成
分の配合割合（重量比）が、添附の第１図の三角
座標においてα（20、80、０）、β（10、80、
10）、γ（10、60、30）、δ（40、30、30）及びε
（70、30、０）の各点を順次結んだ直線で囲まれ
た領域内にあることが重要である。尚、第１図に
おいて、各座標の数値は、重量％を示す。該各成
分が上記範囲外のときには、次のような問題が生
ずる。即ち、(b)成分が10重量％以下では、火炎に
さらされ燃えた部分が炭化層を形成しないで灰の
状態になり、一方70重量％以上では強固な炭化層
を形成するが、ポリ塩化ビニルの分解を促進する
ため、加工性が問題となる。(c)成分が30重量％以
下では、半硬質塩ビとなり加工性が悪く、一方80
重量％以上では、難燃性、機械的特性が著しく低
下する。また(d)成分は、塩素との間でSbCl₃を生
成し、これが難燃化作用に大きく寄与するもので
あるが、添加量がある点に達すると難燃性は向上
しなくなる。この限界量が30重量％である。本発明に於ける(a)〜(d)成分の使用割合は、(a)成
分の30〜70重量％に対し、(b)成分、(c)成分及び(d)
成分の合計量の30〜70重量％とするのが好まし
い。この範囲内では優れた難燃性を有し、且つ火
炎と接触した場合に機械的強度の高い炭化発泡層
を形成する被覆組成物が得られる。本発明組成物には、必要に応じて安定剤、着色
剤、充填剤などを添加することが可能である。安
定剤としては、二塩基性ステアリン酸鉛、二塩基
性亜りん酸鉛、三塩基性硫酸塩、これらの相当す
るカルシウム塩、バリウム塩、或いはこれらの混
合物を、(a)成分に対し通常２〜20PHR、好まし
くは３〜10PHRの範囲で使用できる。着色剤と
しては、酸化チタン、カーボンブラツク、クロム
酸鉛等が(a)成分に対し通常0.5〜10PHRの範囲で
使用できる。また充填剤としては、炭酸カルシウ
ム、タルク、クレー等を(a)成分に対し通常５〜
100PHRの範囲で使用できる。本発明組成物は、上記(a)〜(d)成分及び必要に応
じて用いられる添加物を混練機、ロール、ニーダ
ー等を使用して混合撹拌することにより容易に得
られる。本発明被覆組成物は、広く難燃性の要求される
部位に使用可能であり、例えば電線、ケーブル、
テープ材料、壁材等に広く適用することができ
る。以下本発明の実施例を挙げる。実施例１〜３下記第１表に示した各成分を同表の通りの割合
（重量部）で配合し、ロールで混練して本発明の
被覆組成物を得る。ポリエステル系可塑剤は、ア
ジピン酸系ポリエステル（商品名“ポリサイザー
W360EL”、大日本インキ化学工業(株)製）を使用
した。得られた各組成物の性能試験を次の方法により
測定した。結果を第２表に示す。 (1) 加工性混合・混練・押出等の加工において、従来の
一般ビニルと同等もしくは優れているものを良
と判定する。 (2) 酸素指数 JIS Ｋ 7201に従つて測定した。 (3) 発泡炭化体積膨張率プレスシートを製作し、これにブンゼンバー
ナーの内炎を当て次式より求める。発泡炭化体積膨張率＝炎を当て全体が炭火した後の体積／炎を当てる前
のシートの体積 (4) 熱安定性試験 JIS Ｋ 6723−7.7に従つて行つた。２時間
以上を良と判定する。 (5) 熱老化後引張試験 JIS Ｋ 6723−7.4に従つて行つた。比較例１〜５第１表に示す如く、ポリエステル系可塑剤に代
えて他の可塑剤を使用する以外は実施例１と同様
にして組成物を得た。各組成物の物性を第２表に
示す。尚、比較例２で使用したエポキシ化大豆油は、
商標名“Paraplex Ｇ−61”（ロームアンド
ハース社製）である。

【表】

【表】第２表に示す結果は、亜鉛酸化物含有硼酸塩に
併せてポリエステル系可塑剤を使用する本発明被
覆組成物の優れた難燃性を証明している。例え
ば、ポリエステル系可塑剤55PHRを使用する実
施例１〜３の組成物の酸素指数は42から54にも達
するのに対し、これと等量の他の可塑剤を使用す
る比較例１〜４の組成物の酸素指数は33〜34程度
に過ぎない。更に、比較例２〜４は、2ZnO・
3B₂O₃を使用することなくポリエステル系可塑剤
のみを使用する比較例５に比して、酸素指数が５
〜６程度向上しているに過ぎない。実験例１絶縁体が架橋ポリエチレン（酸素指数17.5）に
より形成され、シースが上記実施例１、３及び比
較例１、５の被覆組成物により夫々形成された４
種のケーブル（600VCV3芯×5.5mm²）について、
日本電線工業会規格JCS第366号に規定する試験
方法により各ケーブルの耐延焼性試験（垂直トレ
イ試験）を行なつた。燃焼継続20分間後の結果を
第３表に示す。

【表】第３表に示す結果から明らかな如く、亜鉛酸化
物含有硼酸塩とポリエステル系可塑剤とを併用す
ることにより酸素指数を高めた本発明被覆組成物
は、実際の火災を模した耐延焼性試験において、
極めた優れた耐延焼性を発揮する。これに対し、ポリエステル系可塑剤に代えてト
リオクチルトリメリテートを使用する比較例１組
成物及び亜鉛酸化物含有硼酸塩を含まずポリエス
テル系可塑剤のみを使用する比較例５組成物は、
耐延焼性に著るしく劣つていることが明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の(b)成分、(c)成分及び(d)成分
の好適配合割合を示す三角座標である。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) ポリ塩化ビニル樹脂、 (b) xZnO・yB₂O₃・zH₂Oで表わされる亜鉛酸化
物を含む硼酸塩、 (c) ポリエステル系可塑剤及び (d) アンチモン酸化物を含有し、上記(b)成分、(c)成分及び(d)成分の割合
が第１図に示す重量比三角座標上において、α
（20、、80、０）、β（10、80、10）、γ（10、60、
30）、δ（40、30、30）及びε（70、30、０）の
各点を順次結んだ直線で囲まれた領域内にあり、
且つ(b)成分、(c)成分及び(d)成分の合計量30〜70重
量％と上記(a)成分70〜30重量％とを含有する被覆
組成物。