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JP2681195B2 - 難燃性ポリオレフィン組成物 - Google Patents

難燃性ポリオレフィン組成物

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Publication number
JP2681195B2
JP2681195B2 JP63168449A JP16844988A JP2681195B2 JP 2681195 B2 JP2681195 B2 JP 2681195B2 JP 63168449 A JP63168449 A JP 63168449A JP 16844988 A JP16844988 A JP 16844988A JP 2681195 B2 JP2681195 B2 JP 2681195B2
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JP
Japan
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flame
retardant
weight
composition
properties
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP63168449A
Other languages
English (en)
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JPH0218432A (ja
Inventor
淳一 村松
英典 石川
正道 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kurabe Industrial Co Ltd
Original Assignee
Kurabe Industrial Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、米国UL規格の接炎難燃試験UL94V−0規格
に合格することが可能な高難燃性を備えるとともに、機
械的強度及び電気特性に優れた、例えば、電線、ケーブ
ルの絶縁材料やシース材料への適用に好適な難燃性ポリ
オレフィン組成物に関するものである。
(従来の技術) ポリオレフィンはすぐれた電気絶縁性を持つ安価な樹
脂であり、放射線(例えば電子線)照射架橋あるいは化
学架橋を行うことで機械的強度,耐熱変形性などを容易
に向上することが可能であるため、機器内配線用の絶縁
電線の絶縁層若しくはシース層として広く用いられてい
る。
しかしポリオレフィン自体は可燃性物質であり、近
年、前述の用途にポリオレフィンを適用する際には、安
全,防火上の問題からポリオレフィンに高度な難燃性を
付与する必要があった。その提案の一例をあげると、特
開昭53−60944号公報においては、ポリエチレン系重合
体に、含塩素難燃剤と含臭素難燃剤との特定比率の混合
物と、更に三酸化アンチモンを組み合わせた難燃剤を使
用することにより、高度の難燃性を得たポリオレフィン
組成物が示されている。また特開昭53−141353号公報に
は、ポリオレフィン共重合体にハロゲン系難燃剤あるい
は含リン難燃剤と三酸化アンチモンと水酸化アルミニウ
ムの特定量を組み合わせた難燃性ポリオレフィン組成物
が示されている。
(発明が解決しようとする課題) 難燃性ポリオレフィン組成物を導体上に押出し被覆し
架橋してなる難燃性ポリオレフィン電線を、前述の機器
内配線用の絶縁電線に用いる事を目的とすると、この難
燃性ポリオレフィン組成物は高度に難燃化された組成物
でなければならないとともに、耐熱性,機械的強度,電
気的性質及び材料コストなどの高度のバランスが必要と
なるものである。例えば前述の特開昭53−60944号公報
による難燃化技術においては確かに米国UL規格サブジェ
クト758の垂直燃焼試験に合格する組成物を得る事がで
きるが、得られた組成物の抗張力特性は米国UL規格に定
められた規格(1.05Kg/mm2)に対してやや上まわる程度
であり、抗張力のばらつきをも考慮に入れると充分に満
足すべきものとは言えない。また前述の特開昭53−1413
53号公報による難燃化技術においては水酸化アルミニウ
ムが多量に配合されており、特開昭60−252646号公報の
発明が解決しようとする問題点の項にも記載されている
とおり、一般にポリオレフィンに水酸化アルミニウムを
多量に配合して得られた難燃性組成物は、引張特性,加
工特性などの悪化を招き、成形体の外観が不良となり易
い欠点を有している。
この様に従来の難燃化方法をそのまま応用したのみで
は、不充分な難燃性しか得られなかったり、機械的強度
が低下したり、又は高価な難燃剤の多量配合による材料
コストの上昇をひきおこすなど、特性のバラツキが取り
難い不都合があった。つまり従来の技術の範囲内では、
ポリオレフィンベース樹脂に難燃剤を配合し高度な難燃
特性を得ようとすると、その他の機械的特性や耐熱性と
いった特性とのバランスを失いやすく、それ故ベース樹
脂に関しては機械的強度や耐熱性に優れ、それ自体が難
燃剤の配合により、より難燃化しやすい性質を持つもの
を、難燃剤に関してはより少量で効果のある組み合わせ
を見出さなければならなかった。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは前述の課題を解決するために安価で押出
被覆の容易なポリオレフィンの難燃特性を他の諸特性と
のバランスを取りつつ、しかも材料コストの大幅な上昇
をもたらさずに向上させるため種々検討した結果、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体を含有し、混和物中の酢酸ビ
ニル成分含有量が6〜15重量%であるポリオレフィン混
和物100重量部に対し、臭素系難燃剤20〜40重量部,三
酸化アンチモン10〜30重量部,水酸化マグネシウム10〜
60重量部及び亜鉛化合物2〜20重量部を配合することに
より、ポリオレフィン組成物の難燃特性を他の諸特性と
のバランスを取りつつ、しかも材料コストの大幅な上昇
をもたらさずに著しく向上した難燃性ポリオレフィン組
成物(特許請求項1記載の発明)を見出し、更に該難燃
性ポリオレフィン組成物に鉛化合物からなる安定剤を配
合することにより電気的特性を著しく向上した難燃性ポ
リオレフィン組成物(特許請求項2記載の発明)を見い
出し、本発明を完成するに至った。
本発明にいうポリオレフィン混和物とは、酢酸ビニル
成分含有量がJISK6730−1981に規定された測定方法によ
り決定されたエチレン−酢酸ビニル共重合体をA,エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体を除くポリオレフィン樹脂をB
とするとき、このAとBの混和物に対する酢酸ビニル成
分含有量が、計算上6〜15重量%であるようなポリオレ
フィン混和物が好ましく使用される。ここでエチレン−
酢酸ビニル共重合体を除くポリオレフィン樹脂とはポリ
エチレン,エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン
−プロピレン共重合体、又はエチレン−エチルアクリレ
ート共重合体,エチレン−メチルメタクリレート共重合
体などのエチレン−(メタ)アクリル酸エステル2元〜
3元共重合体等であり、2種以上の混和物としても良
い。尚、本発明のポリオレフィン混和物の酢酸ビニル成
分含有量が6重量%未満である場合は、難燃特性が低下
し、これを補うため前述の難燃剤を多量配合すると、得
られた組成物は高価なものとなる上に特性面においても
抗張力の低下が著しく、結局、難燃性と引張特性のバラ
ンスが保てなくなる。また酢酸ビニル成分含有量が15重
量%を超えると、難燃特性は十分であるが組成物の体積
抵抗率が著しく低下し好ましくない。
本発明にて使用される臭素系難燃剤は従来から用いら
れているものが有効に使用できる。具体例としてはデカ
ブロモジフェニルオキサイド,エチレングリコースビス
(ペンタブロモフェニル)エーテル,ヘキサブロモベン
ゼン,テトラデカブロモジフェノキシベンゼン,テトラ
ブロモビスフェノールAなどであり、好ましくはデカブ
ロモジフェニルオキサイド,テトラデカブロモジフェノ
キシベンゼンが使用される。またその配合量が20重量部
未満であると、得られた組成物は不充分な難燃特性しか
得られず、40重量部を超えると、得られた組成物は高価
なものとなる上に抗張力は著しく低下して好ましくな
い。
本発明にて使用される三酸化アンチモンは従来から用
いられているものが有効に使用できる。この時配合量が
10重量部未満であると、得られた組成物は不充分な難燃
特性しか得られず、30重量部を超えると、得られた組成
物は高価なものとなる上に抗張力は著しく低下し好まし
くない。
本発明にて使用される水酸化マグネシウムは、ベース
ポリマーとの混和性に富む表面処理されたものが好まし
く、好適なものを容易に入手することができる。この時
配合量が10重量部未満であると、得られた組成物は不充
分な難燃特性しか得られず、60重量部を超えると、得ら
れた組成物は抗張力及び体積抵抗率が低下し好ましくな
い。
本発明にて使用される亜鉛化合物としては酸化亜鉛及
びホウ酸亜鉛が好適であり、いずれも容易に入手でき
る。この時配合量は2重量部以上、好ましくは5重量部
以上20重量部以下で優れた難燃特性を得ることができ
る。配合量が2重量部未満であると、得られた組成物は
不充分な難燃特性しか得られず、20重量部を超えると、
得られた組成物は高価なものとなってしまう。
次に本発明にて使用される鉛化合物の具体的な例とし
ては、一酸化鉛,三酸化二鉛,四三酸化鉛,塩基性炭酸
鉛,ステアリン酸鉛、クロム酸鉛、二塩基性ステアリン
酸鉛、2−エチルヘキシル鉛、三塩基性硫酸鉛、三塩基
性マレイン酸鉛、二塩基性フタル酸鉛、サリチル酸鉛、
オルトケイ酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、塩基性硫酸鉛、塩基
性亜硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛などであり、その配合
量は組成物の諸特性の低下を引き起こさない範囲内で選
択することができる。
尚、本発明の難燃性ポリオレフィン組成物には必要に
応じて酸化防止剤、架橋助剤、滑剤、着色剤、無機充填
剤などを適宜配合する事ができ、また高エネルギー電子
線を用いた照射架橋もしくは有機過酸化物による化学架
橋の手段を用いて架橋物としても良い。
(作用) 本発明の難燃性ポリオレフィン組成物は、約0.8mmの
厚さの試験片にて、米国UL規格の接炎難燃試験UL94V−
0規格に合格するとともに、抗張力1.3kg/mm2以上,伸
び350%以上の機械的特性を有する組成物である。更に
鉛化合物から選ばれる安定剤を配合してなる難燃性ポリ
オレフィン組成物においては、難燃特性が前述の難燃性
ポリオレフィン組成物と何ら変わることなく、その体積
抵抗率が1×1016(Ω・cm)以上と極めて優れた電気絶
縁性を有する。
(実施例) 以下、本発明の難燃性ポリオレフィン組成物を実施例
により説明する。
実施例及び比較例として、先ず表−1及び表−2に記
載した配合組成物を6インチロールにて100℃,15分間の
条件で混練りした後、プレス機にて加硫温度190℃,加
硫時間10分間,プレス圧力60kg/cm2の条件で加熱架橋し
て厚さ約0.8mmのシートを得た。これらのシートを使用
してJIS C 3005,JIS K 6911,JIS K 6730,UL
94に基づき各評価を行いこれらの結果を表−1に並記し
た。
まず鉛化合物から選ばれる安定剤を配合しない本発明
の難燃性ポリオレフィン組成物(特許請求項1記載の発
明)の実施例について説明する。比較例1は表−2記載
の配合組成によりベースポリマーの酢酸ビニル含有量を
3重量%としたものであるが、米国UL94の接炎難燃試験
を実施したところ、すべての試験片がドリップ現象を起
こしたため94V−2ランクと判定され、従って難燃特性
は不充分なものである。また比較例2はベースポリマー
の酢酸ビニル含有量を20重量%に調整したものである
が、組成物の体積抵抗率が1×1015(Ω・cm)以上を目
標とする時、この組成物の体積抵抗率は目標値に達しな
い。実施例1〜5はベースポリマーの酢酸ビニル含有量
を6〜15重量%に調整したものであるが、いずれの組成
物においても抗張力1.3kg/mm2以上、伸び350%以上、体
積抵抗率1×1015(Ω・cm)以上を保ちつつUL94接炎難
燃試験において94V−0と判定され、極めて優れた難燃
特性を示した。実施例6及び7においてはベースポリマ
ーにエチレン−プロピレン共重合体を20重量部配合した
上で酢酸ビニル含有量を6及び15重量%に調整した表−
1記載の組成物であるが、引張特性,難燃特性,電気絶
縁特性のいずれも目標値を上まわる特性を示している。
以上これまでに記述した表−1記載の難燃処方によれ
ば、ベースポリマーの酢酸ビニル含有量を6〜15重量%
とする事により、諸特性のバランスの取れた難燃ポリオ
レフィン組成物を容易に得られることが判る。次に比較
例3及び実施例8及び9はベースポリマーの酢酸ビニル
含有量を12重量%に調整した上でデカブロモジフェニル
オキサイド配合量をそれぞれ10,20,40重量部としたもの
であるが、比較例3においてはUL94接炎難燃試験を実施
したところ試験片は全焼したため難燃特性は劣ることが
判る。これに対して実施例8及び9は諸特性のバランス
の取れた難燃特性の優れた難燃ポリオレフィン組成物で
あることが判る。次に比較例4及び実施例10及び11はベ
ースポリマーの酢酸ビニル含有量を12重量%に調整した
上で三酸化アンチモン配合量をそれぞれ5,10,30重量部
としたものであるが比較例4においてはUL94接炎難燃試
験を実施したところ試験他の発光燃焼時間が合計時間で
205秒であり、ドリップ現象が見られたため94V−2と判
定され難燃特性に劣る。これに対して実施例10及び11は
諸特性のバランスの取れた難燃特性の優れた難燃ポリオ
レフィン組成物である事が判る。次に比較例5,実施例1
2,13及び比較例6はベースポリマーの酢酸ビニル含有量
を12重量%に調整した上で水酸化マグネシウムの配合量
をそれぞれ5,10,60,80重量部としたものであるが、比較
例5においては難燃特性が目標に達しておらず比較例6
は難燃特性は優れているものの引張特性及び電気特性が
目標に達していないことが判る。これに対して実施例12
及び13は諸特性のバランスの取れた組成物であることが
判る。次に比較例7及び実施例14,15はベースポリマー
の酢酸ビニル含有量を6重量%に調整した上で、比較例
7は亜鉛化合物を配合しない場合であり、実施例14及び
15はホウ酸亜鉛及び亜鉛華1号をそれぞれ10重量部配合
したものであるが、比較例7はUL94接炎難燃試験におい
て発光燃焼時間が94V−0の規定時間を上まわる試験片
が見られ、また5本の試験片中2本にドリップ現象が見
られたため94V−2と判定され目標に達しなかった。こ
れに対し実施例14及び15は諸特性のバランスの取れた組
成物であることが判る。以上、上記実施例からも明らか
な如く本発明の難燃性ポリオレフィン組成物は高度の難
燃性と諸特性のバランスの取れた組成物である。
次に鉛化合物から選ばれる安定剤を配合してなる本発
明の難燃性ポリオレフィン組成物(特許請求項2記載の
発明)の実施例について説明する。実施例16及び17は前
述した本発明(特許請求項1記載の発明)である表−1
記載の実施例12及び13にステアリン酸鉛を配合してなる
組成物であるが、高度の難燃性と引張特性を有する事は
実施例12及び13と何ら変ることなくその体積抵抗率が大
幅に向上しており、電気絶縁特性が極めて優秀であるこ
とが判る。また実施例18は実施例17においてステアリン
酸鉛の代わりに三塩基性硫酸鉛を配合したものである
が、この場合も極めて優秀な電気絶縁特性を示すことが
判る。以上、上記実施例からも明らかな如く、鉛化合物
から選ばれる安定剤を配合してなる本発明の難燃性ポリ
オレフィン組成物(特許請求項2記載の発明)は高度の
難燃性と引張特性のバランスが取れた上に電気絶縁特性
が極めて優秀な組成物であり、その工業的価値は極めて
大きい。
(発明の効果) 本発明によれば柔軟で、特に機械強度及び難燃性に優
れた組成物が得られる。この組成物は1mm以下の厚みで
の垂直難燃試験においてもUL94V−0相当の難燃性を示
し、しかも充分な機械的強度と電気絶縁性能も示す。こ
の組成物を銅線上に押し出した後、有機過酸化物によっ
て加工して得られる架橋ポリオレフィン電線は、良好な
外観,機械的強度,難燃性及び電気絶縁性などの高度な
バランスを示し、また柔軟であることから機器内配線用
電線として加工性,組み付け作業性の面から特に好まし
いものである。更に本発明の難燃性ポリオレフィン組成
物は、難燃剤等の高価な添加物が比較的少量にて充分な
効果が得られており、低コストで実用上好ましいもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 3:10 5:098 5:02)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エチレン−酢酸ビニル共重合体を含有し、
    混和物中の酢酸ビニル成分含有量が6〜15重量%である
    ポリオレフィン混和物100重量部に対し、臭素系難燃剤2
    0〜40重量部、三酸化アンチモン10〜30重量部、水酸化
    マグネシウム10〜60重量部、及び亜鉛化合物2〜20重量
    部を配合してなる難燃性ポリオレフィン組成物。
  2. 【請求項2】請求項1記載の難燃性ポリオレフィン組成
    物に鉛化合物から選ばれる安定剤を配合してなる難燃性
    ポリオレフィン組成物。
JP63168449A 1988-07-06 1988-07-06 難燃性ポリオレフィン組成物 Expired - Lifetime JP2681195B2 (ja)

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