(57)【要約】【課題】優れた難燃性を有し、かつ、引張強さなどの機械的特性も良好なノンハロゲンの電線・ケーブル被覆用難燃性組成物、およびこのような難燃性組成物を用いた難燃電線・ケーブルを提供する。【解決手段】エチレン系ポリマーを主成分とするノンハロゲン難燃性組成物であって、エチレン系ポリマー１００重量部あたり、（ａ）金属水酸化物３０〜１００重量部と、（ｂ）ナノクレイ１〜１０重量部とを含有する電線・ケーブル被覆用難燃性組成物、およびこのような組成物からなる被覆を有する難燃電線・ケーブルである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン系ポリマーを主成分とするノンハロゲン難燃性組成物であって、
エチレン系ポリマー１００重量部あたり、（ａ）金属水酸化物３０〜１００重量部と、（ｂ）ナノクレイ１〜１０重量部とを含有することを特徴とする電線・ケーブル被覆用難燃性組成物。
【請求項２】
エチレン系ポリマー１００重量部あたり、（ａ）金属水酸化物５０〜８０重量部と、（ｂ）ナノクレイ３〜８重量部とを含有することを特徴とする請求項１記載の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物。
【請求項３】
エチレン系ポリマーは、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含むことを特徴とする請求項１または２記載の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物。
【請求項４】
金属水酸化物は、水酸化アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物。
【請求項５】
（ｂ）のナノクレイは、厚さが１０ｎｍ以下で、アスペクト比が１００〜５００であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物。
【請求項６】
（ｂ）のナノクレイは、層状のクレイ粒子をジステアリルジメチルアンモニウムクロライドで処理して得られたものであることを特徴とする請求項１乃至５記載の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物からなる被覆を有することを特徴とする難燃電線・ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノンハロゲンの電線・ケーブル被覆用難燃性組成物およびこれを用いた環境保全性の高い難燃電線・ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）は、絶縁特性が比較的良好なうえ、分子中にハロゲン（Ｃｌ）を含むため難燃性に優れており、さらに、耐油性、耐オゾン性、耐薬品性、耐水性なども良好であることから、電線・ケーブルの絶縁体やシース材料として広く用いられている。
【０００３】
一方、近年、地球環境保護に対する意識が高まるなか、環境負荷の大きい材料の使用を規制しようとする動きが強まっており、上記ＰＶＣについても、火災時や焼却処理の際にハロゲンに起因する有害なハロゲンガスやダイオキシンを発生することから、その使用が制限されつつある。
【０００４】
このため、ＰＶＣに代わる環境保全性の高い電線・ケーブル被覆用難燃材料、すなわち、ハロゲンを含有せず、燃焼時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害な物質が発生するおそれのないノンハロゲン難燃材料が強く求められている。
【０００５】
このような電線・ケーブル被覆用ノンハロゲン難燃材料としては、可燃性のエチレン系ポリマー、例えばポリエチレンに、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物を多量に添加して難燃化したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながら、この組成物は、金属水酸化物の多量の添加によって、エチレン系ポリマー本来の優れた特性、特に機械的特性（例えば、引張強さ、伸びなど）が損なわれ、これを用いた電線・ケーブルは十分な要求特性を具備することができないという問題があった。
【特許文献１】特開２０００−１１７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、ＰＶＣに代わる環境保全性の高いノンハロゲンの電線・ケーブル被覆用難燃材料が求められているが、従来の可燃性のエチレン系ポリマーに、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物を添加して難燃化したものは、特に機械的特性が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、燃焼時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害なガスを発生することがないノンハロゲンの難燃性組成物であって、優れた難燃性を有し、かつ、引張強さなどの機械的特性も良好な電線・ケーブル被覆用難燃性組成物、およびこのような難燃性組成物を用いた難燃電線・ケーブルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の目的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、金属水酸化物に難燃助剤としてナノクレイを併用することにより、良好な難燃性と機械的特性を併せ持つノンハロゲンの難燃性組成物が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本願の第１の発明は、エチレン系ポリマーを主成分とするノンハロゲン難燃性組成物であって、エチレン系ポリマー１００重量部あたり、（ａ）金属水酸化物３０〜１００重量部と、（ｂ）ナノクレイ１〜１０重量部とを含有することを特徴とする電線・ケーブル被覆用難燃性組成物である。
【００１１】
上記電線・ケーブル被覆用難燃性組成物において、エチレン系ポリマー１００重量部あたり、（ａ）金属水酸化物５０〜８０重量部と、（ｂ）ナノクレイ３〜８重量部とを含有するものであってもよい。
【００１２】
上記電線・ケーブル被覆用難燃性組成物において、エチレン系ポリマーは、エチレン・酢酸ビニル共重合体を含むものであってもよい。
【００１３】
上記電線・ケーブル被覆用難燃性組成物において、金属水酸化物は、水酸化アルミニウムを含むものであってもよい。
【００１４】
上記電線・ケーブル被覆用難燃性組成物において、（ｂ）のナノクレイは、厚さが１０ｎｍ以下で、アスペクト比が１００〜５００であってもよく、また、層状のクレイ粒子をジステアリルジメチルアンモニウムクロライドで処理して得られたものであってもよい。なお、ここで、アスペクト比とは、粒子の最大厚さに対する最大長さの比をいう。
【００１５】
また、本願の第２の発明は、上記電線・ケーブル被覆用難燃性組成物からなる被覆を有することを特徴とする難燃電線・ケーブルである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物は、ノンハロゲンであって、従来のＰＶＣをベースとしたハロゲン系難燃材料に匹敵する優れた難燃性を有するとともに、機械的特性も良好である。
【００１７】
また、本発明の難燃電線・ケーブルは、このような特性を有する被覆を有するので、環境保全性が高い難燃電線・ケーブルとして、高い信頼性を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物において使用されるエチレン系ポリマーとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などのポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン・アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン・メタクリル酸エチル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、ポリイソプチレンなどが例示される。また、メタロセン触媒によりエチレンにプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどのα−オレフィンや環状オレフィンなどを共重合させたものなども使用することができる。これらは単独または混合して使用される。本発明においては、なかでも、エチレン・酢酸ビニル共重合体が好ましく、他のエチレン系ポリマーは、エチレン・酢酸ビニル共重合体の併用成分として使用することが好ましい。この場合、エチレン・酢酸ビニル共重合体以外のエチレン系ポリマーは、エチレン系ポリマー全体の５０重量％以下とすることが好ましく、５０重量％を超えると機械的特性が低下する。
【００１９】
また、本発明の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物において使用される（ａ）金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイト類などが挙げられる。これらは単独または混合して使用することができる。
【００２０】
この（ａ）の金属水酸化物の配合量は、前述したエチレン系ポリマー１００重量部に対し、３０〜１００重量部、好ましくは５０〜８０重量部の範囲である。配合量が３０重量部未満では十分な難燃性が得られず、また、逆に１００重量部を超えると、機械的特性が低下する。
【００２１】
さらに、本発明の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物において使用される（ｂ）ナノクレイは、モンモリロナイトやモンモリロナイトを主成分とするベントナイトやヘクトライトなどの層状、すなわち、アスペクト比の高い鱗片状の無機鉱物を有機材料で処理することによって得られるナノサイズのプレート状の粒子である。本発明の効果を得る上では、特に、粒子径（Ｘ−Ｙ寸法）が１０００ｎｍ以下、厚さ（Ｚ方向の寸法）が１０ｎｍ以下で、アスペクト比が１００〜５００のものが好ましく使用される。粒子径（Ｘ−Ｙ寸法）は１００〜５００ｎｍであることがより好ましく、厚さ（Ｚ方向の寸法）は３ｎｍ以下であることがより好ましい。なお、層状のクレイ粒子をジステアリルジメチルアンモニウムクロライドで処理したもの、すなわち、表面がジステアリルジメチルアンモニウムクロライドで改質されているナノクレイは、本発明において（ｂ）ナノクレイとして好ましく使用されるものの１つであるが、エチレン系ポリマー成分としてエチレン・酢酸ビニル共重合体を使用した場合には、難燃性を改善する効果が大きいことから、特に好ましい。
【００２２】
この（ｂ）のナノクレイは、（ａ）の金属水酸化物の難燃助剤として作用し、その使用量を減らし、（ａ）の金属水酸化物の配合にともなう機械的特性の低下を防止する効果を有する。この（ｂ）のナノクレイの配合量は、前述したエチレン系ポリマー１００重量部に対し、１〜１０重量部、好ましくは３〜８重量部の範囲である。配合量が１重量部未満では添加による効果が得られず、また、逆に１０重量部を超えると、機械的強度が低下する。
【００２３】
なお、（ｂ）のナノクレイは、上記効果とともに、組成物に優れた燃焼時の滴下防止性を付与する効果を併せ有する。但し、この効果は（ａ）の金属水酸化物に水酸化アルミニウムを使用した場合に顕著であるものの、水酸化マグネシウムを使用した場合にはほとんど認められないことから、良好な燃焼時の滴下防止性を得るためには、（ａ）の金属水酸化物に水酸化アルミニウムを使用することが好ましい。
【００２４】
本発明の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物には、以上の各成分のほか、必要に応じて、本発明の効果を阻害しない範囲で、可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱老化防止剤、充填剤、加工助剤、架橋剤、架橋助剤、滑剤、着色剤、安定剤などの添加剤を配合することができる。例えば、可塑剤としては、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪酸およびそれらの金属塩などが挙げられる。また、軟化剤としては、鉱物油、ワックス、パラフィン類などが挙げられる。さらに、上述した金属水酸化物やナノクレイ以外の他のノンハロゲン系難燃剤や難燃助剤も、本発明の効果を阻害しない範囲で配合することができる。そのようなノンハロゲン系難燃剤および難燃助剤としては、グアニジン系、メラミン系などの窒素系難燃剤、リン酸アンモニウム、赤燐などのリン系難燃剤、リン−窒素系難燃剤、ホウ酸亜鉛などのホウ酸化合物、炭酸カルシウム、シリコーン系難燃助剤などが例示される。
【００２５】
本発明の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物は、以上の各成分をバンバリーミキサ、タンブラー、加圧ニーダ、混練押出機、ミキシングローラなどの通常の混練機を用いて均一に混合することにより容易に製造することができる。
【００２６】
また、このようにして得られた本発明の電線・ケーブル被覆用難燃性組成物を、導体外周に直接もしくは他の被覆を介して押出被覆するか、あるいはテープ状に成形したものを巻き付けることにより、本発明の難燃電線・ケーブルが製造される。組成物は、被覆後もしくは成形後、必要に応じて常法により架橋される。
【００２７】
図１に、本発明に係る難燃ケーブルの一例を示す。
図１に示すように、このケーブルは、銅やアルミなどからなる導体１上にポリエチレンや架橋ポリエチレンなどの絶縁層２を被覆した絶縁線心３を複数本（図面の例では３本）撚り合わせてケーブルコア４を形成するとともに、このケーブルコア４上に難燃シース５を設けた構造となっている。そして、この難燃シース５は、前述した電線・ケーブル被覆用難燃性組成物の押出しにより形成されている。
【００２８】
このような難燃ケーブルにおいては、難燃シース５が、優れた難燃性と良好な機械的特性を併せ持つノンハロゲンの電線・ケーブル被覆用難燃性組成物で形成されているので、ノンハロゲンの難燃ケーブルとして高い信頼性を有している。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００３０】
実施例１
エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ；三井・デュポンポリケミカル社製  商品名 ＥＶ１８０）１００重量部と、水酸化アルミニウム（昭和電工社製  商品名 ハイジライトＨ−４２）３０重量部と、ナノクレイ（ズードケミー社製  商品名 Ｎａｎｏｆｉｌ  ＳＥ３０００）５重量部とを加圧ニーダを用いて均一に混練して樹脂組成物を得た。
【００３１】
次いで、０．８ｍｍφの銅導体上に０．４ｍｍ厚のポリエチレン絶縁層を設けた絶縁線心を４本撚り合わせつつ、その外周に上記樹脂組成物を押出被覆して約１ｍｍ厚のシースを形成し、外径約６．５ｍｍのケーブルを製造した。
【００３２】
実施例２〜５、比較例１〜４
配合成分および配合量を表１に示すように変えた以外は、実施例１と同様にして樹脂組成物を得、さらに、得られた樹脂組成物を用いて実施例１と同様にしてケーブルを製造した。なお、実施例４、５において使用した水酸化マグネシウムは、協和化学工業社製のキスマ５Ａ（商品名）である。
【００３３】
上記各実施例および各比較例で得られた樹脂組成物について、下記に示す方法で各種特性を評価した。
［引張強さおよび伸び］
難燃性組成物をプレス機にて１８０℃×５分間、圧力２０ＭＰａの条件で加熱加圧成型して試験用シートを作成し、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して引張強さおよび伸びを測定した。
［酸素指数］
上記と同様にして試験用シートを作成し、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０１に準拠して酸素指数を測定した。
［燃焼時の滴下防止性］
上記と同様にして６．５ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍｍの試験片を作成し、これを垂直に保持するとともにその下方に脱脂綿を敷き、チリルバーナ（炎高さ１９ｍｍ）を５秒間接炎して燃焼状況を調べた。評価は、試験片からの脱脂綿を着火させるような有害な溶融滴下物の発生の有無により行った。
これらの結果を表１下欄に示す。
【００３４】
【表１】
2007070483.tif 000003
【００３５】
表１から明らかなように、ナノクレイを添加した実施例の樹脂組成物では、ナノクレイ未添加の比較例に比べ、機械的特性の改善が認められ、特に、ナノクレイと水酸化アルミニウムを併用した実施例１〜３では、さらに良好な燃焼時の滴下防止性を有していた。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の難燃ケーブルの一例を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…導体、２…絶縁層、３…絶縁線心、４…ケーブルコア、５…難燃シース
【図１】
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