JP2000191844A

JP2000191844A - ノンハロゲン難燃性樹脂組成物

Info

Publication number: JP2000191844A
Application number: JP10371956A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Matsui; 浩志松井; Koichi Iinuma; 浩一飯沼; Takashi Edo; 崇司江戸; Hirotaka Sawada; 広隆沢田; Atsushi Suzuki; 淳鈴木
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】ＰＶＣと同程度の難燃性を有し、焼却処理時
に有害なガスを発生せず、かつＰＶＣとの比重分別が可
能である樹脂組成物を提供する。【解決手段】ポリオレフィン系樹脂に水酸化マグネシ
ウム、ホウ酸亜鉛、およびシリコーンパウダーを添加し
てノンハロゲン難燃性樹脂組成物を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリ塩化ビニル
（ＰＶＣ）組成物と同等の難燃性を有し、ハロゲンを含
まないので焼却処分が可能な難燃性樹脂組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＰＶＣ組成物は電気絶縁性が良く、自消
性の難燃性を有していることから、電線被覆、チュー
ブ、テープ、包装材、建材等に広く使用されている。と
ころでＰＶＣ組成物はハロゲンである塩素（Ｃｌ）を含
んでいるため、燃焼時にＨＣｌ等の腐食性ガスやダイオ
キシン等の有毒ガスを発生する。このため各種のＰＶＣ
製品が廃棄物となった場合に、これらを焼却処分できな
い問題があった。そこで現状では埋立処分がなされてい
るが、ＰＶＣ組成物には添加剤としてＰｂ系の安定剤が
用いられていることから、これが土壌等に溶出する問題
もあり、産業廃棄物として処理が困難になってきてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これに対して、ＰＶＣ
に代わる樹脂組成物として、ハロゲンを含まないポリエ
チレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）を用いれば、
燃焼時に有害ガスが発生しないので焼却処分が可能であ
るが、これらのハロゲンを含まない樹脂組成物はＰＶＣ
に比べて難燃性が劣る欠点があった。例えば、樹脂組成
物の難燃性の評価尺度の１つである酸素指数（ＯＩ）を
比較すると、ＰＶＣのＯＩが２３〜４０であるのに対し
て、ＰＥおよびＰＰのＯＩは１７〜１９程度と劣ってい
ることがわかる。そこで、ＰＥやＰＰといったハロゲン
を含まない樹脂組成物に難燃性を付与するために、通
常、これらにＭｇ（ＯＨ）₂などの金属水和物を添加す
ることが行われている。しかしながら、金属水和物だけ
では所望の高難燃性が得られなかったり、所望の高難燃
性を得るために多量の金属水和物を添加すると機械特性
等の特性が著しく劣化する場合がある。

【０００４】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、ＰＶＣと同程度の難燃性を有し、焼却処理時に有害
なガスを発生しない樹脂組成物を提供することを目的と
する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題は、ポリオレフ
ィン系樹脂に水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、および
シリコーンパウダーを添加してなるノンハロゲン難燃性
樹脂組成物によって解決できる。ポリオレフィン系樹脂
１００重量部に対して、水酸化マグネシウムの添加量が
１０重量部以上２５０重量部以下、ホウ酸亜鉛の添加量
が１０重量部以上１００重量部以下、およびシリコーン
パウダーの添加量が３重量部以上５０重量部以下である
ことが好ましい。前記ポリオレフィン系樹脂が、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレー
ト共重合体、エチレン−プロピレンゴム、ポリプロピレ
ン、およびポリエチレンからなる群から選ばれる１種ま
たは２種以上からなることが好ましい。そして本発明の
ノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、電線、ケーブルまた
はその類似品の被覆材料として用いたときに、電気用品
取締法、ＵＬ規格、ＩＥＥＥ規格３８３、およびＩＥＣ
規格３３２−１にそれぞれ制定されている燃焼試験のう
ちの１以上の試験に合格できるものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のハロゲンを含まない難燃性の樹脂組成物（以
下、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物という）は、ハロゲ
ンを含まないポリオレフィン系樹脂に、難燃剤として金
属水和物を添加するとともに、難燃補助剤を併用するこ
とにより、好ましい高難燃性を達成できるようにしたも
のである。

【０００７】本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂
としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、
エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エ
チレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、ポリプロピレン
（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などが好ましく、これ
らの樹脂は１種単独で用いてもよく、あるいは２種以上
をブレンドして用いてもよい。ポリエチレンとしては密
度０．８８〜０．９６ｇ／ｃｍ³であるものが好まし
く、例えば直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）や
超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）が好適に用いられ
る。また上記の樹脂の中でも特にＥＶＡおよびＥＥＡは
樹脂自身の難燃性が比較的高いので、これらを単独であ
るいは他の樹脂とブレンドして用いることが難燃性向上
の点で好ましい。さらに上に挙げたポリオレフィン樹脂
の重合時または重合後に、無水マレイン酸やアクリル酸
等の不飽和カルボン酸、あるいはこれらの誘導体を反応
させて、変性させた酸変性ポリオレフィンも使用可能で
ある。

【０００８】本発明で用いられる金属水和物は、燃焼時
に酸化物と水蒸気に分解して難燃性を発現するもので、
水酸化マグネシウムが好適に用いられる。ポリオレフィ
ン系樹脂に水酸化マグネシウム（Ｍｇ(ＯＨ)₂）を添加
すると、燃焼時に水酸化マグネシウムが酸化物と水蒸気
に分解することによって温度を下げるとともに、発生す
る水蒸気によって燃焼している部分への酸素の供給を抑
える。また燃焼した部分に酸化物が付着することによっ
て新たな樹脂面へ炎が広がらないようにすることができ
る。また本発明では、樹脂との親和性の向上や、熱分解
特性改善等の理由から、ステアリン酸、シュウ酸アニオ
ン、シランカップリング剤等によって表面処理された水
酸化マグネシウムが好ましく用いられる。本発明におい
て水酸化マグネシウムの添加量は、ポリオレフィン系樹
脂１００重量部に対して１０重量部以上２５０重量部以
下、より好ましくは４０重量部以上１５０重量部以下で
ある。水酸化マグネシウムの添加量が少なすぎると好ま
しい難燃性が得られず、多すぎると得られるノンハロゲ
ン難燃性樹脂組成物の機械特性等の低下や絶縁抵抗の低
下が著しくなる。

【０００９】本発明では水酸化マグネシウムと併用され
る難燃補助剤として、ホウ酸亜鉛とシリコーンパウダー
が用いられる。ホウ酸亜鉛の添加量は、少なすぎると難
燃性に対する添加効果が得られず、多すぎると樹脂組成
物の機械特性を著しく損なうことになるので、ポリオレ
フィン系樹脂１００重量部に対して１０重量部以上１０
０重量部以下、より好ましくは１０重量部以上８０重量
部以下である。シリコーンパウダーの添加量は、ポリオ
レフィン系樹脂１００重量部に対して３重量部以上５０
重量部以下、より好ましくは５重量部以上４０重量部以
下である。シリコーンパウダーの添加量が３重量部より
少ないと好ましい難燃性が得られず、５０重量部より多
く添加しても原材料費が増大するだけで難燃性の向上は
あまり望めない。

【００１０】このように上記のポリオレフィン系樹脂
に、水酸化マグネシウム、ホウ酸亜鉛、およびシリコー
ンパウダーを必須成分として添加することによって好ま
しい高難燃性が達成され、電線、ケーブルまたはその類
似品の被覆材料として用いたときに、電気用品取締法、
ＵＬ規格、ＩＥＥＥ規格３８３、およびＩＥＣ規格３３
２−１にそれぞれ制定されている燃焼試験のうちの１以
上の試験に合格するノンハロゲン難燃性樹脂組成物を得
ることができる。

【００１１】また、上記の配合剤以外にも、紫外線吸収
剤、老化防止剤、架橋剤、銅害防止剤、顔料、染料その
他の着色剤、少量のタルクなどの無機物微粉末など、用
途に応じて適宜の添加剤を配合することができるが、添
加剤はハロゲンや、鉛（Ｐｂ）を含まないものが選択さ
れる。また、カドミウム（Ｃｄ）などの有害な重金属を
できるだけ含まないものが好ましく、本発明のノンハロ
ゲン難燃性樹脂組成物における有害な重金属の含有量を
０．１重量％未満に抑えるのが好ましい。また、本発明
のノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、発泡度が１０％未
満の範囲で発泡していてもよい。さらに、本発明のノン
ハロゲン難燃性樹脂組成物を絶縁材として用いる場合
は、体積抵抗率を１×１０¹³（Ω・cm）以上とするのが
好ましい。また耐熱性が要求される場合など必要に応じ
て架橋させてもよい。

【００１２】このようなノンハロゲン難燃性樹脂組成物
は、酸素指数（ＯＩ）が２４以上でＰＶＣと同等の自消
性の難燃性を有しており、火災時に燃え難く、発煙量も
少ない。またハロゲンを含んでおらず、燃焼時にダイオ
キシンやハロゲンガス等の有毒ガスを発生しないので、
焼却処分することができ、火災時にも有毒ガスを発生し
ない。さらにリンを含んでいないので環境上好ましく、
また鉛の溶出がないので埋立処分も可能である。またシ
リコーンパウダーを添加することにより、樹脂の耐候性
を向上させることができる。従来より樹脂の耐候性を向
上させるためにカーボンブラックを添加することが広く
知られているが、カーボンブラックを添加すると樹脂組
成物が黒く着色されてしまうので、他の色調に着色する
ことが難しくなる。これに対してシリコーンパウダーを
添加すれば、耐候性を向上できるとともに、樹脂が濃色
になることがないので着色性が良好な樹脂組成物が得ら
れる。

【００１３】本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物
は、例えば絶縁電線、電子機器配線用電線、自動車用電
線、機器用電線、電源コード、屋外配電用絶縁電線、電
力用ケーブル、制御用ケーブル、通信用ケーブル、計装
用ケーブル、信号用ケーブル、移動用ケーブル、および
船用ケーブルなどの各種電線・ケーブルの絶縁材、シー
ス材、テープ類、および介在物、ならびにケース、プラ
グ、およびテープなどの電線・ケーブル用付属部品（具
体的には収縮チューブ、ゴムストレスリリーフコーン
等）、電線管、配線ダクト、およびバスダクトなどの電
材製品などの他、農業用シート、水道用ホース、ガス管
被覆材、建築内装材、およびフロア材などに好適であ
る。特に本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を電線
や電源コードに用いた場合には、可撓性に優れるととも
に、プラグ屈曲特性が良好で、プラグ部の耐トラッキン
グ特性が優れた製品が得られる。

【００１４】

【実施例】以下、具体的な実施例を示して本発明の効果
を明らかにする。本発明の実施例および比較例として、
下記表１および２に示す配合割合（単位：重量部）で各
種成分を配合し、混練機で混練して樹脂組成物を得た。
燃焼試験を行うために、２ｍｍ²の導体上に混練後の樹
脂組成物を押出機にて０．８ｍｍの厚さで被覆して電線
を製造した。燃焼試験はこの電線を用いて、電気取締法
燃焼試験に制定される６０゜傾斜燃焼試験、ＵＬ規格Ｖ
Ｗ−１に制定される垂直燃焼試験、ＩＥＣ規格３３２−
１およびＩＥＥＥ規格３８３に制定される垂直トレイ燃
焼試験にそれぞれ準じて行った。その合否を表に示す。
またＪＩＳＫ７２０１の試験法に準処する酸素指数
（ＯＩ）、ＪＩＳＫ７１２７に記載されている方法に
準処する引張強度、および伸びを測定した。その結果を
表に示す。引張強度の評価は１ｋｇｆ／ｍｍ²以上を
○、１ｋｇｆ／ｍｍ²未満を×、伸びの評価は２５０％
以上を○、２００％以上２５０％未満を△、２００％未
満を×として示した。尚、上記４つの燃焼試験が全て不
合格だったものについては引張強度および伸びの測定は
行わなかった。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】尚、上記実施例および比較例において各樹
脂および配合剤としてはそれぞれ次のものを用いた。ＥＶＡ：メルトフローレート（以下、ＭＦＲと記す）
２．５、酢酸ビニル含有量１９％のエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体ＥＥＡ：ＭＦＲ＝０．５、エチルアクリレート含有量１
４％のエチレン−エチルアクリレート共重合体ＥＰＲ：ムーニー粘度ＭＬ¹⁺⁴（１００℃）４０、エチ
レン含有量７０mol％、プロピレン含有量３０mol％のエ
チレンプロピレンゴムＰＰ：ＭＦＲ＝４、密度０．９１ｇ／ｃｍ³のポリプロ
ピレンＶＬＤＰＥ：ＭＦＲ＝４、密度０．９１ｇ／ｃｍ³の超
低密度ポリエチレンＬＬＤＰＥ：ＭＦＲ＝０．７、密度０．９２ｇ／ｃｍ³
の直鎖状低密度ポリエチレン水酸化マグネシウム：ステアリン酸表面処理水酸化マグ
ネシウムシリコーンパウダー：東レ・ダウコーニング・シリコー
ン社製、DC4-7081 ホウ酸亜鉛：アルカネックスＦＲＣ−５００、水澤化学
工業社製酸化劣化防止剤（老化防止剤）：チバガイギー社製、Ir
ganox1010

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｐ
ＶＣと同等の難燃性を有し、かつハロゲンを含まないの
で焼却処分が可能なノンハロゲン難燃性樹脂組成物が得
られる。またリン系化合物を含まないので環境的にも好
ましい。さらに本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物
は耐候性に優れるとともに、着色性も良好である。また
本発明によれば、電線、ケーブルまたはその類似品の被
覆材料として用いたときに、電気用品取締法、ＵＬ規
格、ＩＥＥＥ規格３８３、およびＩＥＣ規格３３２−１
にそれぞれ制定されている燃焼試験のうちの１以上の試
験に合格することができ、したがって実用性が高いノン
ハロゲン難燃性樹脂組成物を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） //(Ｃ０８Ｌ 23/02 83:04） (72)発明者江戸崇司東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者沢田広隆東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内 (72)発明者鈴木淳東京都江東区木場１丁目５番１号株式会社フジクラ内Ｆターム(参考） 4J002 BB031 BB061 BB071 BB121 BB151 BB201 BB211 CP032 DE076 DK007 FB086 FB096 FD080 FD132 FD136 FD137 GA00 GL00 GN00 GQ00 GQ01 5G305 AA02 AA14 AB25 AB28 AB35 BA15 BA24 CA01 CA04 CA07 CA40 CA51 CC03 CC11 CD13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィン系樹脂に水酸化マグネシ
ウム、ホウ酸亜鉛、およびシリコーンパウダーを添加し
てなることを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成
物。
【請求項２】ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対
して、水酸化マグネシウムの添加量が１０重量部以上２
５０重量部以下、ホウ酸亜鉛の添加量が１０重量部以上
１００重量部以下、およびシリコーンパウダーの添加量
が３重量部以上５０重量部以下であることを特徴とする
請求項１記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
【請求項３】前記ポリオレフィン系樹脂が、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート
共重合体、エチレン−プロピレンゴム、ポリプロピレ
ン、およびポリエチレンからなる群から選ばれる１種ま
たは２種以上からなることを特徴とする請求項１または
２のいずれかに記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
【請求項４】電線、ケーブルまたはその類似品の被覆
材料として用いたときに、電気用品取締法、ＵＬ規格、
ＩＥＥＥ規格３８３、およびＩＥＣ規格３３２−１にそ
れぞれ制定されている燃焼試験のうちの１以上の試験に
合格することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。