(57)【要約】【課題】伸びなどの機械的特性が良好で、しかも発火により燃焼が起こっても燃焼が続くことを阻止できる難燃性電線を提供する。【解決手段】(I)ベース樹脂１００重量部に対し、(II)難燃剤３０〜２００重量部と、(III)消火剤を内包したマイクロカプセル１〜５０重量部と、が配合されてなる絶縁被覆３が導体２を被覆した構成とすることにより、絶縁被覆３の外観ならびに機械的特性が良好で難燃性を高める安全性の高い難燃性電線１を実現することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
(I)ベース樹脂１００重量部に対し、
(II)難燃剤３０〜２００重量部と、(III)消火剤を内包したマイクロカプセル１〜５０重量部と、が配合されてなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。
【請求項２】
前記(I)ベース樹脂は、オレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＰＰＳ樹脂から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項３】
前記オレフィン系樹脂は、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリプロピレン(ＰＰ)、ＥＥＡ樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂(ＥＶＡ)から選ばれることを特徴とする請求項２に記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項４】
前記難燃剤として、水酸化マグネシウムおよび／または水酸化アルミニウムを用いること特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物を押出成形して、導体を被覆してなることを特徴とする難燃性電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線・ケーブルの絶縁体やシースなどの被覆材料として用いられる難燃性樹脂組成物、ならびにその難燃性樹脂組成物で導体を被覆してなる難燃性電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高層ビルなどの建築物、発電所、各種プラントなどにおいて用いられる電線・ケーブルの被覆材には難燃性が強く求められている。また、被覆材には、人体に対する影響や機器の腐食の原因となるハロゲン系ガスを発生させないことも要求される。このような被覆材では、難燃剤として比較的多量の水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムを配合するため、成形体の機械的特性が低下する問題があった。そこで、熱可塑性樹脂に対して、難燃剤、さらにマイクロカプセル化シリコーンゴムを配合して、伸びなどの機械的特性を向上させたものが知られている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２２２２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている樹脂組成物は、マイクロカプセル化シリコーンゴムを配合させることにより、伸びなどの機械的特性が向上する反面、難燃性が低下するという問題がある。すなわち、この樹脂組成物は、一旦、発火により燃焼が起きた場合、その燃焼を食い止めることが困難であった。
【０００５】
本発明の目的は、伸びなどの機械的特性が良好で、しかも発火により燃焼が起こっても燃焼が続くことを阻止できる難燃性樹脂組成物およびそれを用いた難燃性電線を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴は、難燃性樹脂組成物であって、(I)ベース樹脂１００重量部に対し、(II)難燃剤３０〜２００重量部と、(III)消火剤を内包したマイクロカプセル１〜５０重量部と、が配合されてなることを要旨とする。
【０００７】
ここで、(I)のベース樹脂は、オレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＰＰＳ樹脂から選ばれることが好ましい。
【０００８】
また、オレフィン系樹脂は、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリプロピレン(ＰＰ)、ＥＥＡ樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂(ＥＶＡ)から選ばれることが好ましい。
【０００９】
さらに、難燃剤として、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物や、Intumescent系難燃剤や、リン系難燃剤（リン酸エステル、赤リンなど）の中から用いることができる。
【００１０】
本発明の第２の特徴は、難燃性電線であって、上記難燃性樹脂組成物で導体を被覆してなることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、伸びなどの機械的特性が良好で、しかも発火により燃焼が起こっても燃焼が続くことを阻止できる難燃性樹脂組成物およびそれを用いた難燃性電線を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る難燃性電線を示す断面図である。
【図２】実施例１〜４の配合比率および試験結果を示す図である。
【図３】実施例５〜１１の配合比率および試験結果を示す図である。
【図４】実施例１２〜１８の配合比率および試験結果を示す図である。
【図５】比較例１〜６の配合比率および試験結果を示す図である。
【図６】比較例７〜１０の配合比率および試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る難燃性樹脂組成およびそれを用いた難燃性電線について詳細に説明する。
【００１４】
[難燃性樹脂組成]
本発明は、難燃性樹脂組成物であって、(I)ベース樹脂１００重量部に対し、(II)難燃剤３０〜２００重量部と、(III)消火剤を内包したマイクロカプセル１〜５０重量部と、が配合されてなることを特徴とする。
【００１５】
（I）ベース樹脂
ベース樹脂は、オレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂、アクリロニトリル・アクリル酸メチル・スチレン（ＡＳＡ）樹脂、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）樹脂から選ばれることが好ましい。
【００１６】
（オレフィン系樹脂）
また、オレフィン系樹脂は、エチレン、プロピレン、オクテン−１、ブテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン−１などのαオレフィンの単独重合体またはそれらの相互共重合体である。より具体的には、オレフィン系樹脂としては、高、中、低密度・超低密度ポリエチレン(ＰＥ)、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリブテン−１などの単独重合体、プロピレンとエチレン、ブテン−１などの他のαオレフィンとの共重合体、エチレン−ビニルエステル共重合体、エチレン−α，β−不飽和カルボン酸および／またはそのアルキルエステル共重合体などを挙げることができる。
【００１７】
さらに、オレフィン系樹脂としては、高圧法低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂(ＥＶＡ)、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）などや、これら単独または２種類以上を混合して用いてもよい。
【００１８】
ポリプロピレン（ＰＰ）は、プロピレンの単独重合体、プロピレンを主成分とする他のαオレフィンとのブロック共重合体あるいはランダム共重合体などの公知のポリプロピレン（共）重合体を用いることができる。
【００１９】
エチレン−ビニルエステル共重合体は、エチレンを主成分とするプロピオン酸ビニル、酢酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、トリフルオル酢酸ビニルなどのビニルエステル単量体との共重合体である。これらの中では、特にエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が好ましい。
【００２０】
上述した、エチレン−α，β−不飽和カルボン酸および／またはそのアルキルエステル共重合体としては、エチレン−α，β−不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−α，β−不飽和カルボン酸エステル共重合体、エチレン−α，β−不飽和カルボン酸−α，β−不飽和カルボン酸エステル共重合体、およびそれらのアミド、イミドなどを挙げることができる。これらの中では、エチレン−（メタ）アクリル酸メチル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エチル共重合体などを挙げることができ、特にエチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）が好ましい。
【００２１】
(II)難燃剤
難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物や、Intumescent系難燃剤や、リン系難燃剤（リン酸エステル、赤リンなど）の中から用いることができる。本発明では、伸びなどの機械的特性が良好で、しかも難燃性を有する難燃性樹脂組成とするために、ベース樹脂１００重量部に対し、難燃剤の配合割合を３０〜２００重量部としている。
【００２２】
(III)消火剤を内包したマイクロカプセル
マイクロカプセルのカプセル壁材料としては、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、フュームドシリカなどを用いることができる。なお、マイクロカプセルの粒径は、１０μｍ以下が好ましい。その理由は、マイクロカプセルの粒径を１０μｍ以下とすることにより、樹脂内でのマイクロカプセルの分散性が良好であることと、マイクロカプセルの粒径が大きいと樹脂の機械的特性（引張特性）が低下してしまう傾向が見られるからである。消火剤としては、粉末の炭酸水素ナトリウムや炭酸水素カリウムなどを液体として界面活性剤に多糖類やリン酸塩などを配合したリン酸系の中性強化液などを用いる。本発明では、伸びなどの機械的特性が良好で、しかも高い難燃性を実現するために、ベース樹脂１００重量部に対して、消火剤を内包したマイクロカプセルを１〜５０重量部配合している。
【００２３】
上述のように、本発明の難燃性樹脂組成は、(I)ベース樹脂１００重量部に対し、(II)難燃剤３０〜２００重量部と、(III)消火剤を内包したマイクロカプセル１〜５０重量部を配合してなり、必要に応じて充填剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤などを配合してなる。
【００２４】
上記構成の難燃性樹脂組成では、押出成形の際に要求される伸びなどの機械的特性が良好で、しかも発火により燃焼が起こっても燃焼が続くことを阻止できる。
【００２５】
[難燃性電線]
図１は、本発明の実施の形態に係る難燃性電線１を示す断面図である。図１に示すように、この難燃性電線１は、複数本の導体２の束を、上記難燃性樹脂組成物からなる絶縁被覆３で被覆して構成される。上記難燃性樹脂組成物は、押出成形に際して伸びなどの機械的特性が良好であるため、導体２を被覆した状態で絶縁被覆３の外観が良好であり、電線としての信頼性が高い。
【００２６】
[実施例]
以下、本発明の実施例、比較例について図２〜図６を用いて具体的に説明する。なお、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
【００２７】
[実施例、比較例で用いた配合樹脂および配合材料]
○（I）オレフィン系樹脂
エチレン・（メタ）アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）：商品名Ａ−１１００（日本ポリエチレン株式会社製）
【００２８】
○（IIａ）第１の難燃剤
水酸化マグネシウム：商品名キスマ５Ａ（協和化学株式会社製）
○（IIｂ）第２の難燃剤
水酸化アルミニウム：商品名ハイジライト４２１（昭和電工化学株式会社製）
【００２９】
○(III)消火剤を内包したマイクロカプセル
炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル
○酸化防止剤
ＩＲＧＡＮＯＸ１０１０（チバスペシャルティ・ケミカルズホールディングインコーポレーテッド製）
【００３０】
（試験法）
○難燃性（６０°傾斜試験）
ケーブルを所定の長さに切断した試料をJIS C ３００５（傾斜）に準拠して試験した。完成品から採取した長さ３００ｍｍの試料を水平に対して約６０°傾斜させて支持し、試料の下端から約２０ｍｍの位置に還元炎の先端を３０秒以内で燃焼するまで当て、炎を静かに取り去った後、試料の燃焼の程度を調べる。すなわち、炎を静かに取り去った後、消炎するまでの時間を調べたものである。その目標となる値は６０秒以下である。したがって、目標値である６０秒以内に消火した場合を○とし、６０秒を越えて消火した場合を×とした。
○酸素指数
JIS K ７２０１に準拠し、試料の酸素指数による燃焼性を評価する酸素指数方式燃焼性試験機を用い、燃焼カラム内に垂直に支持された小試験片が有炎燃焼を維持できる酸素と窒素の混合ガスの最小酸素濃度（酸素指数）を測定した。
○外観
押出成形を経て作製された難燃性電線の絶縁被覆３の外観を観察して、良好な場合を○とし、亀裂などが生じている場合を×とした。
【００３１】
以下、本発明の具体的な実施例を説明するともに、実施例と比較例とを比較する。実施例１〜１８、比較例１〜６は、図２〜図６に示した配合で材料をブレンドした後、２００℃で溶融混練して押出成型機で押出成形を行って絶縁被覆を被覆し、図１に示した構造の難燃性電線を製造した。なお、実施例１〜１８、比較例１〜６の全ての例において酸化防止剤の配合割合は１重量部とした。図２〜図６には、上記難燃性（６０°傾斜試験）、酸素指数、外観評価の結果も合わせて記載する。
【００３２】
（実施例１〜３）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を３０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を、１重量部、２５重量部、５０重量部と振った。
【００３３】
（実施例４〜６）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIｂ）難燃剤（水酸化アルミニウム）を３０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を、１重量部、２５重量部、５０重量部と振った。
【００３４】
（実施例７〜９）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を１００重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を、１重量部、２５重量部、５０重量部と振った。
【００３５】
（実施例１０〜１２）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIｂ）難燃剤（水酸化アルミニウム）を１００重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を、１重量部、２５重量部、５０重量部と振った。
【００３６】
（実施例１３〜１５）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を２００重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を、１重量部、２５重量部、５０重量部と振った。
【００３７】
（実施例１６〜１８）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIｂ）難燃剤（水酸化アルミニウム）を２００重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を、１重量部、２５重量部、５０重量部と振った。
【００３８】
（比較例１）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を１０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０重量部とした。
【００３９】
（比較例２）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIｂ）難燃剤（水酸化アルミニウム）を１０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０重量部とした。
【００４０】
（比較例３）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を３０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０重量部とした。
【００４１】
（比較例４）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を１００重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０重量部とした。
【００４２】
（比較例５）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIｂ）難燃剤（水酸化アルミニウム）を１００重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０重量部とした。
【００４３】
（比較例６）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を２００重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０重量部とした。
【００４４】
（比較例７）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を２５０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０重量部とした。
【００４５】
（比較例８）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIｂ）難燃剤（水酸化アルミニウム）を２５０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０重量部とした。
【００４６】
（比較例９）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を３０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を０．５重量部とした。
【００４７】
（比較例１０）
（I）オレフィン系樹脂１００重量部に対して、（IIａ）難燃剤（水酸化マグネシウム）を３０重量部とし、（III）マイクロカプセル化消火剤（炭酸水素ナトリウム含有マイクロカプセル）を１００重量部とした。
【００４８】
図２〜図６に示した結果から、オレフィン系樹脂１００重量部に対して、難燃剤が３０〜２００重量部の範囲であることが好ましいことが判る。以下、実施例１と比較例９とを比較検討する。マイクロカプセル化消火剤が１重量部である実施例１は難燃性（６０°傾斜試験）、酸素指数、外観評価の全てで良好な結果が得られるが、比較例９では、実施例１の配合において、マイクロカプセル化消火剤を０．５重量部に変えただけで、難燃性（６０°傾斜試験）が×であり、酸素指数も１９．２と低くなっている。このことから、難燃剤を３０重量部未満にすることは好ましくないことが判る。
【００４９】
また、難燃剤の配合比率の上限は、実施例１３と比較例６と比較例７とを比較検討する。すなわち、実施例１３では、オレフィン系樹脂１００重量部、（IIａ）難燃剤２００重量部、マイクロカプセル化消火剤１重量部の配合で、難燃性（６０°傾斜試験）、酸素指数、外観評価で良好な結果が得られる。これに対して、実施例１３の配合からマイクロカプセル化消火剤のみを取り除いた配合の比較例６においても、難燃性（６０°傾斜試験）、酸素指数、外観評価で良好な結果が得られる。しかし、比較例７のように、実施例１３の配合より（IIａ）難燃剤を５０重量部増やして２５０重量部とすると、外観評価が悪化して×となる。また、比較例８においては、（IIｂ）難燃剤を２５０重量部とする配合で、比較例７と同程度の結果を示している。したがって、難燃剤の配合比率の上限は、２００重量部辺りとなる。
【００５０】
マイクロカプセル化消火剤（消火剤を内包したマイクロカプセル）の配合比率の下限を考察する。比較例９は、オレフィン系樹脂１００重量部、（IIａ）難燃剤３０重量部、マイクロカプセル化消火剤０．５重量部という配合で、難燃性（６０°傾斜試験）が×であるが、実施例１ではマイクロカプセル化消火剤が１．０重量部になっただけで、難燃性（６０°傾斜試験）が良好な結果となる。したがって、マイクロカプセル化消火剤の配合比率の下限は１重量部となる。
【００５１】
マイクロカプセル化消火剤の配合比率の上限は、比較例１０のように１００重量部の配合比率となると外観評価が悪化することから１００重量部以下であることが判る。これに加えて、実施例３、６、９、１２、１５、１８が諸条件でマイクロカプセル化消火剤５０重量部で良好な結果となっていることを考慮すると、マイクロカプセル化消火剤の配合比率は、１００重量部以下で好ましくは５０重量部以下であるといえる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、電線・ケーブルやその絶縁被覆などの絶縁材料などの製造分野で利用できる。
【符号の説明】
【００５３】
１…難燃性電線
２…導体
３…絶縁被覆
【図１】
2010265347.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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