(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、１，３，５−トリアジン誘導体０．５〜５０重量部、及びニッケルが固溶した水酸化マグネシウム３〜２５０重量部を含むことを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
【請求項２】
前記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物が、更に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からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属水酸化物（ニッケルが固溶した水酸化マグネシウムを除く）を含み、
前記ニッケルが固溶した水酸化マグネシウムと前記金属水酸化物との合計添加量が５０〜２５０重量部であることを特徴とする請求項１記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
【請求項３】
前記１，３，５−トリアジン誘導体は、メラミン、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミンシアヌレート、硫酸メラミンからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
【請求項４】
前記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物が、更に二酸化チタン、モリブデン酸カルシウム亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属化合物３〜２０重量部を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を導体の絶縁体又はシースに用いたことを特徴とする電線・ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びこれを用いた電線・ケーブルに関し、特に、燃焼時にハロゲン系ガスやホスフィンガス等の有毒なガスを発生しない樹脂組成物及びこの樹脂組成物を導体の絶縁体又はシースに用いた電線・ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハロゲン化合物を含まない難燃性樹脂組成物として、ポリオレフィン系樹脂に水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物を添加した組成物が知られている。これらの組成物は燃焼時に塩化水素やダイオキシン等の有害なガスを発生しないため火災時の毒性、腐食等の二次災害を防止することができ、かつ、廃棄時の焼却処分が可能である。
【０００３】
ただし、金属水酸化物を単独で添加しただけでは、目的の難燃性を得られない場合が多いので、難燃性向上のための難燃助剤として赤リンなどのリン含有難燃剤を添加することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の難燃性樹脂組成物によると、金属水酸化物の添加量を増やすと、それに伴い引張強度などの機械的特性が著しく低下してしまうという問題がある。また、難燃助剤として添加されるリン含有難燃剤は、高温多湿環境下（使用時又は廃棄時）でホスフィンガスを発生するという問題がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は燃焼時に有毒なガスを発生することがなく、高い難燃性、及び優れた機械的強度を有する樹脂組成物及びこれを導体の絶縁体・シースに用いた電線・ケーブルを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、請求項１記載の発明において、ポリオレフィン系樹脂１００重量部に対して、１，３，５−トリアジン誘導体０．５〜５０重量部、及びニッケルが固溶した水酸化マグネシウム３〜２５０重量部を含むことを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物を提供する。
【０００７】
請求項２に記載の発明において、前記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物が、更に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からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属水酸化物（ニッケルが固溶した水酸化マグネシウムを除く）を含み、前記ニッケルが固溶した水酸化マグネシウムと前記金属水酸化物との合計添加量が５０〜２５０重量部であることを特徴とする請求項１記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を提供する。
【０００８】
請求項３記載の発明において、前記１，３，５−トリアジン誘導体は、メラミン、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミンシアヌレート、硫酸メラミンからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を提供する。
【０００９】
請求項４記載の発明において、前記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物が、更に二酸化チタン、モリブデン酸カルシウム亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも１種の金属化合物３〜２０重量部を含むことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を提供する。
【００１０】
請求項５記載の発明において、請求項１から４のいずれか１項記載のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を導体の絶縁体又はシースに用いたことを特徴とする電線・ケーブルを提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物及びそれを導体の絶縁体又はシースに用いた電線・ケーブルについて説明する。
【００１２】
本発明に用いられるポリオレフィン系樹脂として、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン‐メチルメタクリレート共重合体、エチレン‐メチルアクリレート共重合体、エチレン‐エチルアクリレート共重合体、エチレン‐酢酸ビニル共重合体、エチレン‐グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン‐ブテン−１共重合体、エチレン‐ヘキセン‐１共重合体、エチレン‐ブテン‐ヘキセン三元共重合体、エチレン‐プロピレン‐ジエン三元共重合体、エチレン‐オクテン共重合体、ポリプロピレン、エチレン共重合ポリプロピレン、エチレン‐プロピレン共重合体、ポリ‐４‐メチル‐ペンテン‐１、マレイン酸グラフト低密度ポリエチレン、マレイン酸グラフト直鎖状低密度ポリエチレン、マレイン酸グラフトエチレン‐メチルアクリレート共重合体、マレイン酸グラフトエチレン‐酢酸ビニル共重合体、エチレン‐無水マレイン酸共重合体、エチレン‐エチルアクリレート‐無水マレイン酸三元共重合体等が挙げられる。これらは、単独又は２種以上混合して使用できる。
【００１３】
金属水酸化物として、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等が挙げられ、これらは、単独又は２種以上を使用してもよい。また、これらの金属水酸化物は、シランカップリング剤、チタネ−ト系カップリング剤、ステアリン酸塩やステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸又は脂肪酸金属塩などによって表面処理されているものを用いても差し支えない。本発明において金属水酸化物の添加量は、５０〜２５０重量部であり、添加量が５０重量部より少ないと十分な難燃効果が得られず、２５０重量部より多いと機械的強度が著しく低下する。
【００１４】
１，３，５‐トリアジン誘導体としては、メラミン、シアヌル酸、イソシアヌル酸、メラミンシアヌレート、硫酸メラミン等が挙げられる。より好適には、メラミンシアヌレートである。これらは、非イオン性表面活性剤や各種カップリング剤により表面処理されていてもよい。本発明において、１，３，５‐トリアジン誘導体の添加量は、０．５から５０重量部であり、添加量が０．５重量部より少ないと十分な難燃効果が得られず、５０重量部より多いと機械的強度が著しく低下する。１，３，５‐トリアジン誘導体は、燃焼時３００度以上で分解、昇華し、不燃性ガスを発生するため、難燃性に寄与するものと考えられる。
【００１６】
本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物に含まれる金属化合物としては、より好適には、ニッケル、チタンを含有する物質が挙げられ、具体的には、ニッケルが固溶した水酸化マグネシウム、二酸化チタン等が好ましい。ニッケルが固溶した水酸化マグネシウム（水酸化マグネシウムとニッケルの固溶体）は、Ｍｇ(1-x)Ｎｉx（ＯＨ）2（ｘ＝０．０１〜０．５）であらわされる化合物であり、シランカップリング剤、チタネ−ト系カップリング剤、ステアリン酸塩やステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸又は脂肪酸金属塩などによって表面処理されているものを用いても差し支えない。金属化合物の添加量は特に規定しないが、好ましくは３〜２０重量部であり、添加量が３重量部より少ないと後述するように強固な燃え殻を形成せず、２０重量部より多いと、機械的強度が著しく低下する。
【００１７】
なお、ニッケルが固溶した水酸化マグネシウムを用いる場合、通常の水酸化マグネシウムとしての難燃効果も期待できるため、添加量は、３〜２５０重量部であり、かつ、前記金属水酸化物との合計添加量は、５０〜２５０重量部とする。添加量が３重量部より少ないと後述するように強固な燃え殻を形成せず、２５０重量部より多いと、機械的強度が著しく低下する。また、水酸化マグネシウムとの合計添加量が５０重量部より少ないと強固な燃え殻を形成せず、２５０重量部より多いと、機械的強度が著しく低下する。
【００１８】
本発明において、１，３，５−トリアジン誘導体を単独で難燃助剤として用いるよりも、金属化合物を併用することにより高い難燃性が発現することを見出した。詳細は不詳であるが、燃焼時に分解した１，３，５−トリアジン誘導体が金属触媒の存在下、再結合し、そのときに架橋体を作り、強固な燃え殻（炭化層）を形成するためと考えられる。燃焼時に外気と接触している絶縁体又はシースが強固な燃え殻を形成すれば、絶縁体又はシースにより被覆されている内部の樹脂の分解により生じる可燃性ガスの表面への拡散を抑えることができ、また、燃焼時の形状を保持することにより可燃成分が多量に含まれるケーブルコアの露出を防ぐことができる。
【００１９】
また、上記の配合剤以外にも必要に応じて酸化防止剤、滑剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、カーボンブラック、着色剤等の添加物を加えることが可能である。
【００２０】
更に、有機過酸化物により架橋したり、電子線などの放射線により架橋してもよい。
【００２１】
【実施例】
本発明の実施例を図１〜３並びに表１及び２に示す。
【００２２】
図１は、銅導体１に絶縁体２を被覆したもの３心を介在４と共に撚り合わせ、押え巻きテープ５を施し、最外層をシース３として押出し被覆したケーブルを示す図であり、シース３を本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物により作製する。
【００２３】
図２は、銅導体１に絶縁体２を被覆した電線であり、絶縁体２を本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物により作製する。
【００２４】
図３は、銅導体１に絶縁体２を被覆したものを絶縁線心６とし、これを対撚りした対撚線７を４本撚り合わせたコア８の外層を、シース内層９及びシース外層１０として押し出し被覆したものである。シース内層９及びシース外層１０は、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂成形物により作製する。
【００２５】
樹脂成形物およびケーブルは、以下のように作製した。
【００２６】
試験用シートは、表１に示した配合割合で各種成分を配合し、６インチロールによって１５０℃で混錬後、１８０℃でプレス成型により作製した。また、ケーブルは、同様の配合割合でニーダによって１５０℃で混練後、混練物をペレットにし、これを図１に示すケーブルのシースとして、１６０℃、厚さ３．５mmで押出し被覆して作製した。ケーブルのコアとして、断面３２５ｍｍ2（３２５ＳＱ）の銅導体に架橋ポリエチレンを厚さ２．５mmに被覆したものを、介在と共に３心撚り合せて、その外周にクラフト紙テープにより押え巻きが施されたものを使用した。
【００２７】
各試験用シートについてＪＩＳ  C  ３００５に従い引張強さを測定し、１０ＭＰａ以上を目標値とした。
【００２８】
また、３５ｍｍ×３５ｍｍ×２ｍｍの試験用シートについて燃焼後の殻の硬さを測定した。バーナーで１０分間試験用シートを強熱後、プッシュプルゲージの先端（１２ｍｍφ、平盤状）を押し付け、試験用シートが割れたときの荷重を燃え殻の硬さとした。加重１００ｇ未満のものを×、１００ｇ以上２００ｇ未満のものを○、２００ｇ以上のものを◎とした。
【００２９】
各ケーブルについては、ＩＥＥＥ３８３に準拠した垂直トレイ燃焼試験を行い、延焼距離が１００ｃｍ未満のものを◎（裕度をもって合格）、１００ｃｍ以上１８０ｃｍ未満のものを○（合格）とし、１８０ｃｍ以上延焼したものを×（不合格）とした。
【００３０】
表１に示したように実施例における材料では、引っ張り強さは目標値を満足し、垂直トレイ燃焼試験は合格している。また、実施例１〜５では、金属化合物を添加することで、燃え殻は強固なもの（◎）となる。特に実施例１〜４では、メラミンシアヌレートとニッケルが固溶した水酸化マグネシウムを併用することで、難燃性は向上し、垂直トレイ燃焼試験では裕度をもって合格（◎）となる。
【表１】
0003801008.tif 000002
【００３１】
これに対し、表２に示すように、メラミンシアヌレートを添加していない比較例１、添加量が規定より少ない比較例８、水酸化マグネシウムの添加量が規定より少ない比較例４，９においては難燃性が不十分であることがわかる。また、水酸化マグネシウムの添加量が過剰な比較例２、メラミンシアヌレートが過剰な比較例３、硫酸メラミンが過剰な比較例７、ステアリン酸処理水酸化マグネシウムとニッケルが固溶した水酸化マグネシウムの添加量の合計が規定を上回る比較例５，６においては引張強さが不合格となった。
【表２】
0003801008.tif 000003
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による難燃性樹脂組成物によれば、ポリオレフィン系樹脂に対して、ニッケルが固溶した水酸化マグネシウム及び１，３，５‐トリアジン誘導体を添加し、ハロゲンを含まないこととしたため、燃焼時に有害なガスを発生せず、高い難燃性及び優れた機械的強度を有するノンハロゲン樹脂組成物が得られた。また、その樹脂組成物を絶縁体又はシースに使用することにより、使用時に有害なガスを発生せず、高い難燃性及び優れた機械的強度を有する電線・ケーブルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  絶縁線心３条の外周を押え巻きテープ及びシースで被覆したケーブルを示す図である。
【図２】  銅導体上に絶縁体で被覆した電線を示す図である。
【図３】  対撚り線４本のコアの外周を２重のシース層で被覆したケーブルを示す図である。
【符号の説明】
１  銅導体
２  絶縁体
３  シース
４  介在
５  押え巻きテープ
６  絶縁線心
７  対撚線
８  コア
９  シース内層
１０  シース外層
【図１】
0003801008.tif 000004
【図２】
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【図３】
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