JP4730755B2 - ノンハロゲン難燃性組成物及びこれを用いた難燃電源コード - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノンハロゲン難燃性組成物及びこれを絶縁体やシースに用いた難燃電源コードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電源コードは主に屋内で使用されるコードで、単心コードや平型コード、キャブタイヤコードなどの多種のものが既に提案されており、通常その絶縁体やシースにはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やＥＰゴムなどが使用されている。
【０００３】
ＰＶＣは取扱い性が良好であるものの、火災や廃棄などの燃焼時に有毒ガスを発生することや樹脂中添加されている可塑剤に環境ホルモンなどの物質が含まれているなどの問題があった。一方、ＥＰゴムにあっては、やや硬くなってしまうため、取扱い性においてＰＶＣに劣るという問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して、最近エコ電源コードと称する絶縁体やシースのベース樹脂にポリオレフィン系の樹脂を使用したコードが注目を集めているが、その難燃化にあたっては、相当な量のノンハロゲン系難燃剤、例えば金属水和物などを添加する必要があった。この大量の金属水和物などの添加によって、ノンハロゲン化と良好な難燃化が得られるものの、コードが硬くなるという問題があった。
【０００５】
そこで、ポリオレフィン系の樹脂材料にスチレン系エラストマーなどのゴム材料、例えばサーモプラスチックラバー（ＴＰＲ）を添加して柔軟性を向上させる試みもなされ、ある程度の成果を上げているが、その柔軟性は上記ＰＶＣと比較すると、未だ不十分なものであった。
【０００６】
この柔軟性をさらに向上させるため、一部にプロセスオイルなどの液状可塑剤を添加することも試みられているが、液状可塑剤の場合新たな問題が生じた。
例えば液状可塑剤の添加量が多いと、十分柔軟性の向上効果が得られるものの、成形時や経時的にコード表面から可塑剤自体が表出するブリードの問題が生じたり、また、折角添加した上記金属水和物などのノンハロゲン系難燃剤による難燃化効果を低下させるという問題もあった。
もちろん、これらの問題点を考慮して、添加量を少なくすると、十分な柔軟性向上の効果は得られなくなる。
【０００７】
このような状況の下で、本発明者が種々の材料について鋭意検討し試験したところ、ある種の高分子系可塑剤を用いると、上記問題のある液状可塑剤を添加することなく、この高分子系可塑剤と、ポリオレフィン系樹脂やＴＰＲの単独使用や併用において、相当量のノンハロゲン系難燃剤を添加しても、高い難燃性と共に十分な柔軟性が得られることが見い出された。
本発明は、このような観点に立ってなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の本発明は、スチレン−ブタジェン−エチレン−スチレン共重合体、水素添加スチレン−ブタジェンラバー若しくはスチレンＥＰゴム共重合体から選ばれる少なくとも１種以上のサーモプラスチックラバー、及びエチレン−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）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）から選ばれる少なくとも１種以上のポリオレフィン系樹脂との重量割合が１００〜５０：０〜５０からなるベース樹脂１００重量部と、ノンハロゲン系難燃剤４０〜２００重量部と、ガラス転移温度が−３０℃以下で融点が６５℃以下であって、且つ、エチレン−アクリル酸エステル系ポリマー又は、エチレン−酢酸ビニル系ポリマーから選ばれる少なくとも一種以上の可塑剤３〜５０重量部とからなり、ＪＩＳＣ３３０６に準拠した屈曲試験において亀裂が発生しないことを特徴とする難燃電源コード用のノンハロゲン難燃性組成物にある。
【０００９】
請求項２記載の本発明は、前記請求項１記載のノンハロゲン難燃性組成物を絶縁体又はシースに用いたことを特徴とする難燃電源コードにある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるベース材料の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）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などが挙げられ、また、もう一方のベース材料であるサーモプラスチックラバー（ＴＰＲ）としては、スチレン−ブタジェン−エチレン−スチレン共重合体、水素添加スチレン−ブタジェンラバー、スチレンＥＰゴム共重合体などのゴム材料が挙げられる。そして、これらのベース材料の使用にあっては、種々の使用態様が可能である。例えばポリオレフィン系樹脂の単独使用、これらの樹脂同志の混合使用、これら樹脂とＴＰＲとの併用、さらにはＴＰＲの単独使用などである。
【００１１】
本発明で添加されるノンハロゲン系難燃剤としては、金属水和物である、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどや、他のノンハロゲン系難燃剤である、錫酸亜鉛、炭酸カルシウムなどが挙げられる。
そしてまた、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの使用にあたっては、ステアリン酸、シランカップリング剤などの処理を施した表面処理済のものが望ましい。このような表面処理を施すと、フィラー添加による物性の低下を防ぐなどの利点が得られる。
【００１２】
このノンハロゲン系難燃剤の添加量は、ベース樹脂１００重量部に対して、４０〜２００重量部とする。その理由は、４０重量部未満では十分な難燃性が得られず、また逆に２００重量部を越えると、押出加工性が低下したり、得られる電源コードなどの機械的強度が低下したり、それに伴って組成物の硬さが硬くなるなどの弊害が生じるようになるからである。
【００１３】
本発明者等が有用な材料として採用した可塑剤は、組成物の難燃性を低下させることなく、良好な柔軟性を確保するためのもので、例えばガラス転移温度が−３０℃以下で、かつ、融点が６５℃以下である化合物が挙げられる。より具体的には、エチレン−アクリル酸エステル系ポリマーやエチレン−酢酸ビニル系ポリマーなどが挙げられる。
これらの可塑剤は、樹脂やゴムのベース材料と相当量のノンハロゲン系難燃剤が混和された組成物中において、液体可塑剤と異なり、組成物中に良好に保持されるものと考えられ、これによって、難燃性の低下防止や柔軟性確保の効果が得られるものと推論される。
また、この可塑剤には、環境ホルモンなどの物質が含有されていないため、火災や燃焼廃棄などの際にも、環境汚染の原因となることはない。
【００１４】
ここで、可塑剤の添加量を、ベース樹脂１００重量部に対して、３〜５０重量部としたのは、３〜５０重量部未満では所望の柔軟性付与効果が得られず、また逆に５０重量部を越えると、柔軟性が過度に進み柔らかくなり過ぎて、機械的強度が低下するなどの問題が生じるようになるからである。
【００１５】
なお、本発明では、上記構成の樹脂組成物中に必要によりその他の添加剤、例えばシリコーン系難燃助剤、老化防止剤、安定剤、架橋剤、架橋助剤、顔料、燐系難燃助剤などを適宜添加することができる。シリコーン系難燃助剤や燐系難燃助剤を添加した場合、燃焼時に樹脂材料の炭化を促進する効果が得られる。
【００１６】
このような構成からなる本発明のノンハロゲン難燃性組成物の用途は、特に限定されないが、電源コードの絶縁体やシースに用いれば、難燃性が高く、柔軟性に優れたコードが得られる。
【００１７】
〔実施例〕
表１〜表２に示した種々の配合例からなる本発明の条件を満たすノンハロゲン難燃性組成物（実施例１〜４）と、本発明の条件を欠く組成物（比較例１〜６）とを押出機中で混練した後、各サンプルとして、厚さ１ｍｍの組成物シートをプレス成形した。さらに、上記各組成物を混練、ペレット化し、これを絶縁体とするＶＦＦ（０．７５ｍｍ² ）相当の２心電源コードを押出形成した。
そして、これらの組成物シートや電源コードに対して、難燃性、硬度、引張り強度、伸び率、柔軟性、ブリード性についての特性試験を行った。その結果を同表に併記した。なお、特性試験の結果に対して、総合評価欄を設け、合格品を○、不合格品を×で表示した。
【００１８】
〔難燃性試験〕
上記各組成物を絶縁体とした各２心電源コードに対して、ＪＩＳ６０°傾斜燃焼試験を行い、合格のものを○、不合格のものを×で表示した。
【００１９】
〔硬度試験〕
上記各組成物シートに対して、５秒値の硬度（ショアＤ）を求めた。なお、電源コードでは通常２５〜４０程度の硬度が必要とされる。
【００２０】
〔引張り強度試験〕
上記各組成物を絶縁体とした各２心電源コードにおいて、導体を抜き取ってから、引張り強度試験機にセットし、その引張り強度（Ｍｐａ）を求めた。電源コードでは通常１０Ｍｐａ以上の引張り強度が必要とされるため、１０Ｍｐａ未満のものは不合格品とした。
【００２１】
〔伸び率試験〕
上記各組成物を絶縁体とした各２心電源コードにおいて、導体を抜き取って引張り強度試験を行い、その伸び率（％）を求めた。そして、その伸び率が３５０以上のものを合格とした。
【００２２】
〔柔軟性試験〕
上記各組成物を絶縁体とした各２心電源コードを、屈曲試験機にセットし、ＪＩＳＣ３３０６に従って屈曲試験を行った。そして、所定回数の曲げ試験後絶縁体（絶縁被覆）に亀裂などの発生したものを不合格として×とし、亀裂などの発生しなかったものを合格として○として表示した。
【００２３】
〔ブリード性試験〕
この試験は、プロセスオイルなどの液状可塑剤を添加した比較例６について行い、シート表面に析出物が有るか否かを調べた。そして、析出物がある場合を「有り」と表示した。なお、液状可塑剤を使用しない他の組成物では、ブリードによる析出物発生の懸念がないため、ブリード性試験は省略した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
【表２】

【００２６】
なお、上記各表１〜２において、配合材料の数値は重量部数を示す。また、各表中、注１はスチレン−ブタジェン−エチレン−スチレン共重合体、注２はエチレン−アクリル酸エステル系ポリマー、注３は表面処理の施された水酸化マグネシウム、注４はシリコーンパウダー、注５はチバ・スペシャル・ケミカルズ社製イルガノックス（商品名）である。
【００２７】
上記表１〜表２から、本発明に係るノンハロゲン難燃性組成物（実施例１〜４）の場合、ベース材料に比較的多量のノンハロゲン系難燃剤を添加しているにも関わらず、適正量の可塑剤の添加により、難燃性の低下を招くことなく、良好な柔軟性が確保されていることが判る。
【００２８】
これに対して、可塑剤の添加量が不適正である組成物（比較例１〜２）では、所望の柔軟性が得られなかったり、適正な引張り強度が得られないことが判る。また、本発明で採用した可塑剤が全く添加されない従来形の組成物（比較例３〜５）では、硬く所望の柔軟性が得られないことが判る。
さらに、プロセスオイルなどの液状可塑剤が添加された組成物（比較例６）では、ブリードが発生すると共に難燃性の低下があることが判る。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のノンハロゲン難燃性組成物によると、ベース材料のＴＰＲやこれとポリオレフィン系樹脂との配合したものに対して、相当量のノンハロゲン系難燃剤が混和されていても、適正量の可塑剤を添加することによって、難燃性の低下を招くことなく、良好な柔軟性を確保した優れた組成物を得ることができる。また、添加する可塑剤には、環境ホルモンなどの物質は含有されていないことが明らかであるため、火災や燃焼廃棄などに際して、環境汚染の原因は根本的に解消される。
【００３０】
このノンハロゲン難燃性組成物を電源コードの絶縁体やシースに用いた場合、難燃性が高く、柔軟性に優れたコードが得られる。また、このノンハロゲン化によって、布設状態で火災に遭遇したり、廃棄後燃焼処理されても、有毒ガスなどの発生がなく、さらに、上記のように環境ホルモンなどの排出もないため、安全性の高い電源コードが得られる。

Claims (2)

1. スチレン−ブタジェン−エチレン−スチレン共重合体、水素添加スチレン−ブタジェンラバー若しくはスチレンＥＰゴム共重合体から選ばれる少なくとも１種以上のサーモプラスチックラバー、及びエチレン−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）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）から選ばれる少なくとも１種以上のポリオレフィン系樹脂との重量割合が１００〜５０：０〜５０からなるベース樹脂１００重量部と、ノンハロゲン系難燃剤４０〜２００重量部と、ガラス転移温度が−３０℃以下で融点が６５℃以下であって、且つ、エチレン−アクリル酸エステル系ポリマー又は、エチレン−酢酸ビニル系ポリマーから選ばれる少なくとも一種以上の可塑剤３〜５０重量部とからなり、ＪＩＳＣ３３０６に準拠した屈曲試験において亀裂が発生しないことを特徴とする難燃電源コード用のノンハロゲン難燃性組成物。
2. 前記請求項１記載のノンハロゲン難燃性組成物を絶縁体又はシースに用いたことを特徴とする難燃電源コード。