(57)【要約】【課題】弾性率や強度を高めることができる高強度ノンハロゲン難燃電線を提供する。【解決手段】オレフィン系ポリマに、シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の難燃剤を加えたノンハロゲン樹脂組成物を被覆したノンハロゲン難燃電線において、分子量２００以上、好ましくは２４０以上で、かつ直鎖状の分子構造をもつシランカップリング剤で表面処理した難燃剤を、オレフィン系ポリマに混合した樹脂組成物を絶縁層に用いるようにしたものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
オレフィン系ポリマに、シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の難燃剤を加えたノンハロゲン樹脂組成物を被覆したノンハロゲン難燃電線において、分子量２００以上、好ましくは２４０以上で、かつ直鎖状の分子構造をもつシランカップリング剤で表面処理した難燃剤を、オレフィン系ポリマに混合した樹脂組成物を絶縁層に用いることを特徴とするノンハロゲン難燃電線・ケーブル。
【請求項２】
シランカップリング剤は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ジアリルアミノプロピルトリメトキシシラン等からなる請求項１記載のノンハロゲン難燃電線・ケーブル。
【請求項３】
オレフィン系ポリマ１００重量部に対してシランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウムを単独又は併用で４０〜３００重量部混合した請求項１又は２記載のノンハロゲン難燃電線・ケーブル。
【請求項４】
水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウムの粒径が１．５μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下である請求項１〜３いずれかに記載のノンハロゲン難燃電線・ケーブル。
【請求項５】
オレフィン系ポリマに、マレイン酸コポリマ１〜３０重量部併用する請求項１〜４いずれかに記載のノンハロゲン難燃電線・ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高強度を有するノンハロゲン電線・ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電線・ケーブル被覆材料は安価でかつ高難燃であるポリ塩化ビニル（以下ＰＶＣと称す）が広く用いられてきた。しかし、ＰＶＣはハロゲン元素を含有していることから、廃電線焼却時にダイオキシンの発生が指摘されるようになり、ノンハロゲン化が強く望まれるようになった。
【０００３】
ノンハロゲン難燃電線（ケーブルも含む）は、ハロゲン元素を含まないオレフィン系ポリマと難燃剤に水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウムの何れか若しくは両方を含み、更にメラニンシアヌレート、ホウ酸亜鉛及びホウ酸金属塩等の難燃助剤を含むものが知られている。
【０００４】
上記の技術でハロゲン元素を含まないオレフィン系ポリマとしては、ポリエチレン（以下ＰＥと称す）の他に燃焼時に難燃性に有利な酸素遮断効果のある炭化膜を形成するエチレン・エチルアクリレートコポリマ（以下ＥＥＡと称す）又はエチレン酢酸ビニルコポリマ（以下ＥＶＡと称す）の単独もしくはブレンド物が主に用いられている。さらに難燃性を高めるために上記難燃剤、難燃助剤を併用していることが知られている。
【０００５】
機器用途の電線ではこれらの樹脂組成物からなる電線端末にコネクタを取り付けて使用されるが、上記の組成物では、従来のＰＶＣと比較し弾性率、強度が小さいことから変形しやすい、破れやすい。変形、破れが生じると二次的にコネクタから電線が抜けやすい、導体が腐食し電気の導通不良が起こるため改善すべき問題となっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４７９３号公報
【特許文献２】特開平７−１７６２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このノンハロゲン樹脂組成物の強度を向上させるには、シランカップリング剤で表面処理した難燃剤を用いることが行われている。
【０００８】
すなわち、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等は親水性であり、ＰＥ、ＥＥＡ、ＥＶＡ等との結合が悪いため、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等をシランカップリング剤で表面処理を行って疎水性とし、これによりＰＥ、ＥＥＡ、ＥＶＡ等との結合性を良好にして高強度化を図っている。
【０００９】
しかしながら、シランカップリング剤で表面処理した難燃剤を用いても、現状では十分な弾性率、強度が得られていない。また、シランカップリング処理される水酸化マグネシウムなどの平均粒径を１．０μｍ以下、特に０．５μｍ以下にすることで、難燃剤の分散性を高めて弾性率や強度を高めるようにしているが、それでも十分な強度が得られない問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、弾性率や強度を高めることができるノンハロゲン難燃電線・ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、オレフィン系ポリマに、シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の難燃剤を加えたノンハロゲン樹脂組成物を被覆したノンハロゲン難燃電線において、分子量２００以上、好ましくは２４０以上で、かつ直鎖状の分子構造をもつシランカップリング剤で表面処理した難燃剤を、オレフィン系ポリマに混合した樹脂組成物を絶縁層に用いるようにしたノンハロゲン難燃電線・ケーブルである。
【００１２】
請求項２の発明は、シランカップリング剤は、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ジアリルアミノプロピルトリメトキシシラン等からなる請求項１記載のノンハロゲン難燃電線・ケーブルである。
【００１３】
請求項３の発明は、オレフィン系ポリマ１００重量部に対してシランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウムを単独又は併用で４０〜３００重量部混合した請求項１又は２記載のノンハロゲン難燃電線・ケーブルである。
【００１４】
請求項４の発明は、水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウムの粒径が１．５μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下である請求項１〜３いずれかに記載のノンハロゲン難燃電線・ケーブルである。
【００１５】
請求項５の発明は、オレフィン系ポリマに、マレイン酸コポリマ１〜３０重量部併用する請求項１〜４いずれかに記載のノンハロゲン難燃電線・ケーブルである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、難燃剤をシランカップリング剤で処理する際に、シランカップリング剤として、分子量２００以上、好ましくは２４０以上で、かつ直鎖状の分子構造をもつシランカップリング剤を用いることで、ポリオレフィン系コポリマと難燃剤との結合が良好となり、弾性率や強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明の実施形態を説明する。
【００１８】
本発明は、ハロゲンを含有しないオレフィン系ポリマ１００重量部と、シランカップリング剤で表面処理した水酸化マグネシウム又は水酸化アルミニウムを４０〜３００重量部配合することで、端末加工性に優れた高強度のノンハロゲン難燃電線・ケーブルとするものである。
【００１９】
ここで、樹脂組成物を被覆した電線の表面粗さを０.５μｍ以下、絶縁層と導体の密着力が５Ｎ／２５ｍｍ以上で、導体の弾性率が１０ＧＰａ以上、樹脂組成物が電離性放射線により架橋処理されていることが好ましい。
【００２０】
本発明で用いるオレフィン系ポリマとしては、高、中、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン・コポリマ、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマ、エチレン・メチルアクリレートコポリマ、エチレン・エチルアクリレートコポリマ、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニルコポリマ、エチレン・ブテンコポリマ、エチレン・ヘキセンコポリマ、エチレン・メチルメタアクリレートコポリマ、エチレン・オクテンコポリマ、スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体の単独もしくはブレンド物等を挙げられる。
【００２１】
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムを表面処理するシランカップリング剤としては、分子量２００、好ましくは２４０以上で、かつ直鎖状の分子構造をもつシランカップリング剤を用いる。
【００２２】
この直鎖状シランカップリング剤としては、
【００２３】
【化１】
2010157413.tif 000002
【００２４】
γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（分子量２４８．４）、
【００２５】
【化２】
2010157413.tif 000003
【００２６】
ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン（分子量３４６．７）、
【００２７】
【化３】
2010157413.tif 000004
【００２８】
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（分子量２３６．３）、
【００２９】
【化４】
2010157413.tif 000005
【００３０】
ビニルトリアセトキシシラン（分子量２３２．３）、
【００３１】
【化５】
2010157413.tif 000006
【００３２】
γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン（分子量２６４．５）、
【００３３】
【化６】
2010157413.tif 000007
【００３４】
γ−ジブチルアミノプロピルトリメトキシシラン（分子量２９１．１）、
【００３５】
【化７】
2010157413.tif 000008
【００３６】
ｎ−デシルトリメトキシシラン（分子量２６２．５）、
【００３７】
【化８】
2010157413.tif 000009
【００３８】
γ−ジアリルアミノプロピルトリメトキシシラン（分子量２５９．５）
【００３９】
【化９】
2010157413.tif 000010
【００４０】
ｎ−オクタデシルトリメトキシシラン
等が挙げられ、これらシランカップリング剤の溶液を水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムに噴霧或いは含浸させた後、これを乾燥させることで、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムの表面にシランカップリング剤を付着させることができる。
【００４１】
本発明においては、分子量２００、好ましくは分子量２４０以上で、かつ直鎖状の分子構造をもつシランカップリング剤で難燃剤を表面処理し、これをオレフィン系ポリマに混合することで、直鎖状のシランカップリング剤とポリオレフィンとが結合する確率を高くすることができ、これにより弾性率、強度を向上させることが可能となる。
【００４２】
水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の難燃剤の平均粒径は、１．５μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下が好ましく、更に好ましくは０．５μｍ以下が好ましい。
【００４３】
難燃剤の添加量を４０〜３００重量部に規定したのは、４０重量部未満では難燃性が不十分であり、３００重量部を越えるとそれ以上の難燃効果は小さく、むしろ機械的特性や伸びが低下するからである。
【００４４】
上記樹脂組成物に電離性放射線で架橋処理を施すことでポリマ間の結合力が増加し弾性率向上により端末加工性の更なる向上が図れる。
【００４５】
また、上記配合に難燃助剤、着色剤、カーボンブラック、架橋助剤、充填剤、滑剤等を適宜加えても良い。
【実施例】
【００４６】
次に本発明の実施例を比較例と共に説明する。
【００４７】
【表１】
2010157413.tif 000011
【００４８】
【表２】
2010157413.tif 000012
【００４９】
【表３】
2010157413.tif 000013
【００５０】
最初に表中の特性は次の方法により測定した。
【００５１】
配合組成物を１５０℃に設定した加圧ニーダ（モリヤマ製７５Ｌ加圧ニーダ）で混練して作製した。２２０℃に保持した４０ｍｍ押出機を用いて、これらの配合組成物を外径０．４８ｍｍの７本撚り線上に外径０．８８ｍｍに押出被覆し電線サンプルを作製した。
【００５２】
電離性放射線架橋は電子線架橋設備により１Ｍｒａｄの照射量で行った。
【００５３】
引張強さと伸び及び弾性率はＪＩＳ  Ｃ−３００５に準拠し電線より芯線を抜いたチューブを用いて引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで測定し、引張強さは１０．５ＭＰａ以上、伸びは１５０％以上を目標とした。
【００５４】
５０％モジュラスは、５０％の伸びを与えた時の応力値（ＭＰａ）を示している。
【００５５】
耐外傷性で、スクレープ試験とカットスルー試験は、ＰＶＣと比較し、同等であれば○、ＰＶＣより優れていれば二重丸、ＰＣＶより劣っていれば×とした。
【００５６】
難燃性はＵＬｓｕｂｊｅｃｔ７８５に準拠した垂直燃焼試験（ＶＷ−１）を実施し６０秒以内に消炎したものを合格（○）とした。
【００５７】
実施例、比較例に用いた試料を以下に示す。
【００５８】
超低密度ＰＥは、密度：０．９ｇ／ｃｍ3、ＭＩ：０．８ｇ／１０ｍｉｎであり、ＥＶＡは、ＶＡ含有量４２％、ＭＩ：０．２ｇ／１０ｍｉｎであり、ＥＥＡは、ＥＡ含有量１５％、ＭＩ：０．８ｇ／１０ｍｉｎであり、無水マレイン酸コポリマは、ボンダインＬＸ４１１０（商品名）を用いた。
【００５９】
水酸化マグネシウムＡ〜Ｅは、表３に示すように、粒径とシランカップリング剤を変えたもので、水酸化マグネシウムＡは、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（平均分子量２４８．４）で表面処理した平均粒径０．８μｍのもの、水酸化マグネシウムＢは、ｎ−ヘキサデシルトリメトキシシラン（平均分子量３４６．７）で表面処理した平均粒径０．８μｍのもの、水酸化マグネシウムＣ，Ｄは、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（平均分子量２４８．４）で表面処理した平均粒径１．５μｍと２．０μｍのもの、水酸化マグネシウムＥは、ビニルトリメトキシシラン（平均分子量１４８．２）で表面処理した平均粒径１．２μｍのもの、また水酸化アルミニウムは、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（平均分子量２４８．４）で表面処理した平均粒径０．８μｍのものである。
【００６０】
難燃助剤は、メラミンシアヌレート、酸化防止剤は、テトラキス−（メチレン−３−（３’，５’−ジ−第三・ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート）メタン）を用いた。
【００６１】
実施例１〜１３（表１）は、いずれも耐外傷性が良好であるのに対して、比較例１〜３（表２）は、平均分子量１４８．２のビニルトリメトキシシランで表面処理した水酸化マグネシウムＥを用いているため、難燃性は良好なものの、耐外傷性が劣る。
【００６２】
また比較例４では、平均分子量２４８．４のγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランで表面処理した水酸化マグネシウムＤを用いているが、粒径が２．０μｍと大きいため耐外傷性が劣る。
【００６３】
また、水酸化マグネシウムＡを用いた比較例５、６の場合、添加量が３０重量部と少ない比較例５は、耐外傷性、難燃性に劣り、３５０重量部と多い比較例６は、耐外傷性、難燃性が良好であるが、伸びが１３８％と低い、これにより水酸化マグネシウムのオレフィン系ポリマに対する添加量は４０〜３００重量部の範囲が良いことが分かる。