(57)【要約】【課題】環境負荷が大きなハロゲン化物質を使用せず、耐摩耗性に優れ加工の容易な難燃性樹脂組成物を提供する。【解決手段】ベース樹脂としてのスチレン系エラストマー１００重量部に対し、ポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂と、有機パーオキサイド系架橋剤と、脂肪酸金属塩と、金属水酸化物とがそれぞれ配合されたことを特徴とする難燃性樹脂組成物。また、ベース樹脂として、スチレン系エラストマーが１０重量部以上、９０重量部未満のオレフィン系樹脂がさらに配合されたことを特徴とする難燃性樹脂組成物。さらに、難燃性樹脂組成物に可塑剤、酸化防止剤又は滑剤の少なくとも１つが配合されていることを特徴とする難燃性樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース樹脂としてのスチレン系エラストマーに対し、改質剤と、架橋剤と、ハロゲン化物質を含まない難燃剤とが配合されたことを特徴とする難燃性樹脂組成物。
【請求項２】
前記改質剤はポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂とする請求項１記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項３】
前記架橋剤は有機パーオキサイド系架橋剤とする請求項１又は２記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項４】
前記ハロゲン化物質を含まない難燃剤は、金属水酸化物とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項５】
架橋助剤がさらに配合されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに難燃性樹脂組成物。
【請求項６】
前記架橋助剤は脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項７】
ベース樹脂として、９０重量部未満のオレフィン系樹脂がさらに配合されたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項８】
前記ベース樹脂１００重量部に対し、前記ポリブタジエン２〜１０重量部、前記マレイン酸変性樹脂２〜１０重量部、前記有機パーオキサイド系架橋剤０．０１〜０．５重量部、前記脂肪酸金属塩０．０１〜０．５重量部、及び前記金属水酸化物５０〜２００重量部がそれぞれ配合されたことを特徴とする請求項６又は７に記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項９】
前記ポリブタジエンと前記マレイン酸変性樹脂とは、１：１の割合で配合されることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項１０】
前記金属水酸化物は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び水酸化カルシウムのうちのいずれか１種又は２種以上であることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物。
【請求項１１】
可塑剤、酸化防止剤又は滑剤の少なくとも１つが配合されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電線、特に屋内配線の被覆に有用な難燃性樹脂組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、難燃性樹脂組成物としては、主にハロゲン化物質を含んだ樹脂組成物が用いられていた。ハロゲン化物質を含む難燃性樹脂組成物としては、従来、ポリ塩化ビニルが広く用いられていた。ポリ塩化ビニルは、特定の試験条件のもとで、外部からの点火支援源が取り除かれると燃焼をやめる材料の特性である自消性を持つ。故に、難燃性が必要な電線等に広く用いられていた。
しかし、ポリ塩化ビニルは燃焼させると塩化水素ガスを発生する。この塩化水素ガスは腐食性であり、さらに環境に有害なダイオキシン類の原料になるという問題があった。そこで、環境負荷が大きいポリ塩化ビニル等のハロゲン化物質を含む樹脂組成物に代わって、近年ではハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物が求められていた。こうした、ハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物としては、例えば特許文献１や特許文献２といった発明が提案されていた。
【特許文献１】特開２００１−１３１３５５号公報
【特許文献２】特開２００５−２３９９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の発明による難燃性樹脂組成物は、オレフィン系の樹脂に難燃剤として金属水和物を多量に配合し、さらに架橋剤を配合して樹脂内の分子構造に架橋を生じさせることで機械的強度を保っている。しかし、オレフィン系樹脂には、引っ張り力に対して、降伏点が存在する。降伏点とは、応力の増加を伴わずにひずみの増加が生ずる、材料内の最初の応力をいう。オレフィン系樹脂の降伏点は、樹脂内の分子構造が揃い脆くなる白化と呼ばれる現象により生じる。この白化は摩耗に対する耐久性に深く関わっているため、特許文献１の化合物はブタジエン系のエラストマーを加えることで白化を抑えている。しかし、ブタジエン系エラストマーでは白化を完全に抑えることはできず、特許文献１は、摩耗に対して弱いという問題があった。
【０００４】
また特許文献２の発明による難燃性樹脂組成物は、難燃性、機械的強度、耐摩耗性には優れている。しかし、架橋を生じさせるために１８０〜２４０℃という高温での加工が必要である。したがって、電線等の樹脂製品の押し出し加工時に必要な一般的な温度である１４０℃程度の温度では架橋が生じないので、加工性に問題があった。さらに、高温では、架橋剤のパーオキサイドが、作製した製品の外観を荒らしてしまうため、商品価値の低下を招く。このため、特許文献２の発明による難燃性樹脂組成物は、一般的な樹脂加工品、特に電線等への使用には適していなかった。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決できるハロゲン化物質を含まない難燃性樹脂組成物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】
【０００６】
本発明は上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
請求項１記載の発明の要旨は、ベース樹脂としてのスチレン系エラストマーに対し、改質剤と、架橋剤と、ノンハロゲン系難燃剤とが配合されたことを特徴とする難燃性樹脂組成物に存する。
請求項２記載の発明の要旨は、前記改質剤はポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂とする請求項１記載の難燃性樹脂組成物に存する。
請求項３記載の発明の要旨は、前記架橋剤は有機パーオキサイド系架橋剤とする請求項１又は２記載の難燃性樹脂組成物に存する。
請求項４記載の発明の要旨は、前記ノンハロゲン系難燃剤は、金属水酸化物とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物に存する。
請求項５記載の発明の要旨は、架橋助剤がさらに配合されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに難燃性樹脂組成物。
請求項６記載の発明の要旨は、前記架橋助剤は脂肪酸金属塩であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物に存する。
請求項７記載の発明の要旨は、ベース樹脂として、９０重量部未満のオレフィン系樹脂がさらに配合されたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物に存する。
請求項８記載の発明の要旨は、前記ベース樹脂１００重量部に対し、前記ポリブタジエン２〜１０重量部、前記マレイン酸変性樹脂２〜１０重量部、前記有機パーオキサイド系架橋剤０．０１〜０．５重量部、前記脂肪酸金属塩０．０１〜０．５重量部、及び前記金属水酸化物５０〜２００重量部がそれぞれ配合されたことを特徴とする請求項６又は７に記載の難燃性樹脂組成物に存する。
請求項９記載の発明の要旨は、前記ポリブタジエンと前記マレイン酸変性樹脂とは、１：１の割合で配合されることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物に存する。
請求項１０記載の発明の要旨は、前記金属水酸化物は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び水酸化カルシウムのうちのいずれか１種又は２種以上であることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載の難燃性樹脂組成物に存する。
請求項１１記載の発明の要旨は、可塑剤、酸化防止剤又は滑剤の少なくとも１つが配合されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の難燃性樹脂組成物に存する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の難燃性樹脂組成物は、スチレン系エラストマーと架橋との併用により、オレフィン系樹脂特有の降伏点を無くし、破断まで塑性を維持でき、永久変形しづらくなるため、耐摩耗性において重要な外傷白化が起こりにくいという利点を有する。
【０００８】
また、本発明の難燃性樹脂組成物は、改質剤にポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂を用い、架橋助剤に脂肪酸金属塩を使用することで、一般的な有機パーオキサイド系架橋剤による架橋が比較的低温で容易に形成されるため、加工性が上がるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明者らは、加工性が容易で、かつ摩耗に強い難燃性樹脂組成物について鋭意検討した結果、スチレン系エラストマー１０〜１００重量部とオレフィン系樹脂を０重量部以上９０重量部未満とからなるベース樹脂１００重量部に対し、ポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂とを配合し、これに有機パーオキサイド系架橋剤と架橋助剤として脂肪酸金属塩とを配合し、難燃剤として金属水酸化物を配合することで好適な難燃性樹脂組成物が得られることを見出した。
【００１０】
上記のベース樹脂としては、スチレン系エラストマーが少なくとも１０重量部以上配合されることが好ましく、これにオレフィン系樹脂を加えて１００重量部とする。また、ベース樹脂にスチレン系エラストマーのみ１００重量部を用いても良い。このベース樹脂に配合されたスチレン系エラストマーと、後述する架橋との併用により、オレフィン系樹脂特有の降伏点を無くし、破断まで塑性を維持して永久変形を防ぐことができるため、耐摩耗性において重要な外傷白化を起こりにくくすることができる。
【００１１】
また、本発明の難燃性樹脂組成物においては、改質剤にポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂を用い、架橋助剤に脂肪酸金属塩を使用する。このことによって、加工性が改善し、一般的な有機パーオキサイド系架橋剤による架橋が１４０℃以上からの押出加工で容易に形成されるため、押出加工において特別な高温を必要とせず、加工が容易にできるという利点がある。この改質剤であるポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂との配合比は、１：１であることが好ましく、これらの配合量は各２〜１０重量部であることが好ましい。
【００１２】
難燃剤としては、ハロゲン化物質を含まない難燃剤を添加する。本発明では代表的なハロゲン化物質を含まない難燃剤である金属水酸化物を使用する。この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、水酸化カルシウムなどが好適であるが、これらのうちの１種でも、また複数種の混合であっても良い。
【００１３】
本発明の難燃性樹脂組成物においては、上記の主たる配合物に加えて、樹脂組成物に樹脂のみでは実現できない柔軟性などの有用な特性を付与する可塑剤（パラフィンオイル、アジピン酸、セバチレ酸等）が配合されていてもよい。さらに加えて、樹脂組成物にごく一般的に配合される、劣化を防止するための酸化防止剤、押し出し加工性を上げるための滑剤等が必要に応じて配合されていても良い。
【実施例】
【００１４】
オレフィン系樹脂にEEA(A-1100：日本ポリエチレン社)、スチレン系エラストマーにSEPS(4077：クラレ社)、ポリブタジエンに1,2-ポリブタジエン(RB810)、マレイン酸変性樹脂にHX8210、水酸化マグネシウムとしてキスマ5P、可塑剤としてパラフィンオイルにW-260、有機パーオキサイド系架橋剤にDCP(パーカドックスBC)、脂肪酸金属塩としてステアリン酸亜鉛、酸化防止剤にイルガノックス1010、滑剤にステアリン酸(SA-200)を用いて、表１に示すような各種配合比にて樹脂組成物を作製した。
【００１５】
表１の実施例１〜実施例１８まではすべて実験例である。実施例１は、オレフィン系樹脂を９０重量部、スチレン系エラストマーを１０重量部とし、各種構成成分を加えて作製した。表１の実施例２から実施例９は、実施例１の配合比を元に、オレフィン系樹脂、スチレン系エラストマーの重量比を１：１に固定し、他の構成成分の配合比を変更して作製した。また、表１の実施例１０〜１７は、オレフィン系樹脂を含まずにスチレン系エラストマーを１００重量部とし、他の構成成分の配合比を変更して作製した。また、表１の実施例１８は、オレフィン系樹脂とスチレン系エラストマーを含まずに、他の構成成分のみで作製した。
【００１６】
さらに、比較例として、表１の比較例１は特許文献１に記載の典型的な配合比の樹脂組成物である。表１の比較例２は、比較例１のオレフィン系樹脂に換えてスチレン系エラストマーを１００重量部とし、改質剤についてはマレイン酸変性樹脂のみ加えて作製した。また表１の比較例３は、上記比較例２に改質剤はポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂とも加えるが、加工助剤については脂肪酸金属塩を加えずに作製した。
【００１７】
上記の各樹脂組成物について、引張強さ、伸び、難燃性、摩耗性、加工温度による架橋の有無を調べた。
引張強さは、JISK6723（10MPa以上）の方法に基づいて計測した。引張り強さの基準を10Mpa以上としたのは、この値が電線のJIS規格における最低値だからである。引っ張り強さが10Mpaを下回ると、機械的強度が低いため脆いので実用上に供し得ない。
伸びについては、JISK6723（200%以上）の方法に基づいて計測した。伸びの200%以上という値は、製品上必要とされる伸び量を勘案した。伸びが200%以下では、室内用電線に必要な可塑性が得られないからである。
難燃性については、導体径2mm、絶縁体厚さ0.8mmの絶縁電線にしたときの難燃試験（JISC3005）を行い、これに合格したものを合格と判定した。電線は一般的な混練機で混練した後、押し出し機で架橋が形成される温度で押し出し加工して作製した。電線の導体径と絶縁体厚さの値は、本難燃性樹脂組成物が電線に加工されて使用される際の値を勘案した。この難燃性試験に合格しない実施例は、室内用電線に必要な難燃性を備えない。
摩耗性については、黒色で、厚さ1mm、幅5mm、長さ40mmの短冊状にしたサンプルシートを、角度90°の鉄製のエッジに１kgfの荷重をかけて２cmストロークで１０回擦過し、その傷付き白化具合を調べた。白化無しを◎、やや白化したものを○、明らかに白化したものを×と判定した。白化した実施例は、摩耗について弱いため、室内用電線に適さない。
加工温度による架橋の有無については、１４０〜１６０℃において架橋が形成されたものを◎、同様に１６０〜１８０℃で架橋が形成されたものを○、架橋に１８０℃以上が必要であったもの又は架橋しなかったものを×と判定した。架橋が形成されないと、加工された難燃性樹脂組成物の強度が下がる。さらに、１８０℃以上の高温で架橋反応を行うと、加工した製品の表面が荒れるので商品価値が下がる。
結果の一覧を表１に示す。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１の実施例１及び実施例１８において明らかなように、スチレン系エラストマーはベース樹脂１００重量部のうち少なくとも１０重量部以上配合されていれば良い。しかし、比較例１のようにオレフィン系樹脂単体では白化するため、摩耗性の面において問題があるので、オレフィン系樹脂をベース樹脂に使用する場合にはスチレン系エラストマー１０重量部以上との併用が好ましい。また、実施例１０〜１７のように、スチレン系エラストマー単体でベース樹脂を構成しても良い。しかし、オレフィン系樹脂は大変広く使われており、加工法に関する知見が豊富なため、オレフィン系樹脂を加えることにより加工性が高まる。そこで、適度な比率でオレフィン系樹脂を加えて、より押し出し加工で作られる屋内配線用電線に適した樹脂組成物とすることができる。
【００２０】
改質剤であるポリブタジエン及びマレイン酸変性樹脂については、実施例１〜１８に示したように、各々２〜１０重量部が配合されていれば好適である。しかし、比較例２のように、マレイン酸変性樹脂単体での使用では有機パーオキサイド系架橋剤による架橋に１８０℃以上の高温が必要となってしまうため、好ましくない。またポリブタジエン単体での使用においても同様に加工温度が高温となってしまうため、改質剤としてはポリブタジエンとマレイン酸変性樹脂とが併用されることが好ましく、より好適にはこれらの配合比が１：１であることが好ましい。
【００２１】
架橋助剤である脂肪酸金属塩については、上記の各実施例に示されているように０．０１〜０．５重量部が添加されていれば好適である。しかし、比較例３のように、架橋助剤を用いないと架橋に必要な温度が高温となるため好ましくなく、この架橋助剤である脂肪酸金属塩は必須構成要素である。
【００２２】
また、各実施例において、各作製物が樹脂として必要な柔軟度を備えるよう、重量部を適宜設定して可塑剤としてパラフィンオイルを加えた。この可塑剤については、パラフィンオイル以外でも、樹脂組成物に一般的に使用される、アジピン酸、セパチレ酸等を使用することも可能である。
また、本発明では架橋剤・架橋助剤・改質剤とも実施例以外の配合比で配合することも可能である。加えて、本発明の趣旨を変更しない範囲で、配合する化合物を変更することもできる。
【００２３】
このように、本発明の難燃性樹脂組成物は、スチレン系エラストマーを配合したことにより、破断まで塑性を維持し永久変形しづらいという特性を持つ。この特性により、本発明の難燃性樹脂組成物は、従来のハロゲン化物質を含まない難燃性樹脂組成物に比べて外傷白化しづらく耐摩耗性に優れている。
また本発明の難燃性樹脂組成物は、加工において１４０℃以上からの押出加工で架橋が形成されるため、加工に際して特別な高温を必要とせず、加工工程が容易である。加えて、加工時に特別な高温を使用しないことで、架橋剤により加工表面が荒れない。このため、本発明の難燃性樹脂組成物を使用すると、製品の仕上がりが良くなるため、商品価値が向上する。
以上の特徴より、本発明の難燃性樹脂組成物は、ポリ塩化ビニルに代表されるハロゲン化物質を含んだ樹脂の代用とすることができる。これにより、ハロゲンフリーで難燃性の屋内配線用電線などを製造できる。この屋内配線用電線は、一般的な混練機で混練した後、押し出し機を使用し、架橋が生じる所定の温度にて押し出し加工することで、容易に製造可能である。