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技術 耐候性難燃樹脂組成物、電線及び光ファイバケーブル

出願人 住友電気工業株式会社
発明者 藤田太郎早味宏西川信也藤本一成
出願日 2013年12月12日 (6年4ヶ月経過) 出願番号 2013-256808
公開日 2015年6月22日 (4年10ヶ月経過) 公開番号 2015-113413
状態 特許登録済
技術分野 高分子組成物 有機絶縁材料 光ファイバケーブル 光ファイバ、光ファイバ心線 絶縁導体(1)
主要キーワード 合否判定基準 無機紫外線遮蔽剤 ロール混合機 アラミド繊維強化プラスチック 絶縁外 樹脂被覆電線 無機系紫外線遮蔽剤 押出成型加工
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重要な関連分野

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図面 (2)

課題

白色または淡色で高い耐候性難燃性を兼ね備えた樹脂組成物を提供する。

解決手段

ポリオレフィン樹脂100質量部に対して、所定の一般式で表される第1の(ポリリン酸塩化合物及び所定の一般式で表される第2の(ポリ)リン酸塩化合物の混合物をその合計含有量で10〜50質量部、光安定剤及び有機系紫外線吸収剤の混合物をその合計含有量で0.1〜5質量部、及び、無機系紫外線遮蔽剤をその合計含有量で0.1〜20質量部含有し、前記光安定剤及び前記有機系紫外線吸収剤の含有量の質量比が2:8〜8:2の範囲である耐候性難燃樹脂組成物、及びその耐候性難燃樹脂組成物により外被を形成した電線光ファイバケーブル

概要

背景

配線用配管屋内配線用の共通部分が設けられていない集合住宅ビルにおいては、各戸配線する電線光ファイバケーブル等は、複数本束ねて屋外の壁面等に沿わせて敷設される場合が多い。このような屋外に敷設される電線や光ファイバケーブルの外被絶縁被覆等)には、難燃性に加え日光照射や屋外の気候変動によっても劣化しにくい性質耐候性)が求められる。

従来、電線、光ファイバケーブルの外被の耐候性を高めるために、紫外線を吸収するカーボンブラックを含有させた黒色樹脂組成物が一般的に用いられていた。例えば、特許文献1には、内層外被に非黒色外被材外層に耐候性を有した黒色外被材を施した二層ドロップケーブルが開示されている。

しかし、カーボンブラックを含有させた黒色の樹脂組成物を電線・光ファイバケーブルの外被材として用いたときは、複数の電線・光ファイバケーブルを束ねて用いる際に行われる識別を容易にするための着色が不可能になる。また、黒色の電線・光ファイバケーブルは、ビル、マンションの白色または淡色の外壁に配線すると目立ち美観を損なう問題がある。そこで、白色または淡色で高い耐候性と難燃性を兼ね備えた樹脂組成物が求められていた。

概要

白色または淡色で高い耐候性と難燃性を兼ね備えた樹脂組成物を提供する。ポリオレフィン樹脂100質量部に対して、所定の一般式で表される第1の(ポリリン酸塩化合物及び所定の一般式で表される第2の(ポリ)リン酸塩化合物の混合物をその合計含有量で10〜50質量部、光安定剤及び有機系紫外線吸収剤の混合物をその合計含有量で0.1〜5質量部、及び、無機系紫外線遮蔽剤をその合計含有量で0.1〜20質量部含有し、前記光安定剤及び前記有機系紫外線吸収剤の含有量の質量比が2:8〜8:2の範囲である耐候性難燃樹脂組成物、及びその耐候性難燃樹脂組成物により外被を形成した電線、光ファイバケーブル。

目的

本発明は、白色または淡色で高い耐候性とノンハロゲン難燃性を兼ね備えた樹脂組成物を提供する

効果

実績

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請求項1

ポリオレフィン樹脂を100質量部に対して、下記一般式(1)で表される第1の(ポリリン酸塩化合物及び下記一般式(3)で表される第2の(ポリ)リン酸塩化合物の混合物をその合計含有量で10〜50質量部、光安定剤及び有機系紫外線吸収剤の混合物をその合計含有量で0.1〜5質量部、及び、無機系紫外線遮蔽剤を0.1〜20質量部含有し、前記光安定剤及び前記有機系紫外線吸収剤の含有量の質量比が2:8〜8:2の範囲である耐候性難燃樹脂組成物。(式中、nは1〜100の数、X1はNH3又は下記一般式(2)で示されるトリアジン誘導体であり、pは関係式0<p≦n+2を満たす数である。)(式中、Z1及びZ2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に−NR5R6で示される基、水酸基メルカプト基炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルコキシル基フェニル基及びビニル基からなる群より選ばれる基である。ここに、R5及びR6は、それぞれ独立にH原子、炭素数1〜6の直鎖又は分岐アルキル基、又はメチロール基である。)(式中、rは1〜100の数、Y1は〔R1R2N(CH2)mNR3R4〕、ピペラジン又はピペラジン環を含むジアミンである。ここに、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、H原子、又は炭素数1〜5の直鎖もしくは分岐アルキル基であり、mは1〜10の整数、qは関係式0<q≦r+2を満たす数である。)

請求項2

前記無機系紫外線遮蔽剤が、酸化チタンである請求項1に記載の耐候性難燃樹脂組成物。

請求項3

光ファイバ及び該光ファイバを被覆する外被を有する光ファイバケーブルであって、前記外被は、請求項1に記載の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている光ファイバケーブル。

請求項4

導体及び、該導体を直接又は他の層を介して被覆する外被を有する電線であって、前記外被は、請求項1に記載の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている電線。

技術分野

0001

本発明は、白色または淡色で高い耐候性ノンハロゲン難燃性を兼ね備えた耐候性難燃樹脂組成物、並びに、この耐候性難燃樹脂組成物によりその外被が形成された電線及び光ファイバケーブルに関する。

背景技術

0002

配線用配管屋内配線用の共通部分が設けられていない集合住宅ビルにおいては、各戸配線する電線や光ファイバケーブル等は、複数本束ねて屋外の壁面等に沿わせて敷設される場合が多い。このような屋外に敷設される電線や光ファイバケーブルの外被(絶縁被覆等)には、難燃性に加え日光照射や屋外の気候変動によっても劣化しにくい性質(耐候性)が求められる。

0003

従来、電線、光ファイバケーブルの外被の耐候性を高めるために、紫外線を吸収するカーボンブラックを含有させた黒色樹脂組成物が一般的に用いられていた。例えば、特許文献1には、内層外被に非黒色外被材外層に耐候性を有した黒色外被材を施した二層ドロップケーブルが開示されている。

0004

しかし、カーボンブラックを含有させた黒色の樹脂組成物を電線・光ファイバケーブルの外被材として用いたときは、複数の電線・光ファイバケーブルを束ねて用いる際に行われる識別を容易にするための着色が不可能になる。また、黒色の電線・光ファイバケーブルは、ビル、マンションの白色または淡色の外壁に配線すると目立ち美観を損なう問題がある。そこで、白色または淡色で高い耐候性と難燃性を兼ね備えた樹脂組成物が求められていた。

先行技術

0005

特開2010−256467号公報

発明が解決しようとする課題

0006

カーボンブラックを使用せずに耐候性を高める方法としては、HALS等の光安定剤紫外線吸収剤酸化チタンなどの淡色の光遮蔽剤を用いる方法が一般的に知られている。しかし、外被に難燃性を付与するため、ノンハロゲン難燃剤として一般的である金属水酸化物水酸化アルミニウム水酸化マグネシウム等)を単独で用いた場合、多量に配合しなければならない。そのため、前記のような光安定剤等を添加しても金属水酸化物に吸着されてしまい高い耐候性を得られないとの問題があった。

0007

難燃剤として、赤リンリン酸エステル等のリン化合物を併用すれば金属水酸化物の配合量を減らすことができる。しかし、リン化合物からはリン酸が発生し、塩基性であるHALSと反応して塩を生成してHALSを失活させるので、高い耐候性が得られない。赤リンを用いた場合は、さらに、樹脂組成物が赤褐色に着色してしまい自由に着色することが困難になる問題もある。このように、従来は、白色または淡色で高い耐候性とノンハロゲン難燃性を兼ね備えた樹脂組成物は得られていなかった。

0008

本発明は、白色または淡色で高い耐候性とノンハロゲン難燃性を兼ね備えた樹脂組成物を提供することを課題とする。

0009

本発明は、又、白色または淡色で高い耐候性とノンハロゲン難燃性を兼ね備えた樹脂組成物を外被とする電線及び光ファイバケーブルを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0010

本発明の第1の態様は、
ポリオレフィン樹脂を100質量部に対して、下記一般式(1)で表される第1の(ポリリン酸塩化合物及び下記一般式(3)で表される第2の(ポリ)リン酸塩化合物の混合物をその合計含有量で10〜50質量部、光安定剤及び有機系紫外線吸収剤の混合物をその合計含有量で0.1〜5質量部、及び、無機系紫外線遮蔽剤を0.1〜20質量部含有し、前記光安定剤及び前記有機系紫外線吸収剤の含有量の質量比が2:8〜8:2の範囲である耐候性難燃樹脂組成物である。

0011

0012

式(1)中、nは1〜100の数、X1はアンモニア(NH3)又は下記一般式(2)で示されるトリアジン誘導体であり、pは関係式0<p≦n+2を満たす数である。

0013

0014

式(2)中、Z1及びZ2は同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に−NR5R6で示される基、水酸基メルカプト基炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐アルコキシル基フェニル基及びビニル基からなる群より選ばれる基である。ここに、R5及びR6は、それぞれ独立にH原子、炭素数1〜6の直鎖又は分岐アルキル基、又はメチロール基である。

0015

0016

式(3)中、rは1〜100の数、Y1は〔R1R2N(CH2)mNR3R4〕、ピペラジン又はピペラジン環を含むジアミンである。ここに、R1、R2、R3およびR4は、それぞれ独立に、H原子、又は炭素数1〜5の直鎖もしくは分岐アルキル基であり、mは1〜10の整数、qは関係式0<q≦r+2を満たす数である。

0017

本発明の第2の態様は、
光ファイバ及び前記光ファイバを被覆する外被を有し、
前記外被は、前記第1の態様に記載の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている光ファイバケーブルである。

0018

本発明の第3の態様は、
導体及び前記導体を直接又は他の層を介して被覆する外被を有し、
前記外被は、前記第1の態様に記載の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている電線である。

発明の効果

0019

本発明の第1の態様により、白色又は淡色で、かつ、屋外での使用に耐える耐候性及び高いノンハロゲン難燃性を兼ね備えた樹脂組成物が提供される。

0020

本発明の第2の態様により、白色又は淡色で、かつ、屋外での配線・敷設を充分可能にする耐候性及び高いノンハロゲン難燃性を兼ね備えた外被を有する光ファイバケーブルが提供される。

0021

本発明の第3の態様により、白色又は淡色で、かつ、屋外での配線・敷設を充分可能にする耐候性及び高いノンハロゲン難燃性を兼ね備えた電気絶縁性の外被を有する電線が提供される。

図面の簡単な説明

0022

本発明の光ファイバケーブルの一例を示す模式断面図である。

0023

以下、第1〜3の態様を実施するための形態について具体的に説明する。なお、本発明は下記の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内及び特許請求の範囲と均等の意味、範囲内での全ての変更が含まれる。

0024

[第1の態様(耐候性難燃樹脂組成物)]
本発明の第1の態様は、
ポリオレフィン樹脂を100質量部、
一般式(1)で表される第1の(ポリ)リン酸塩化合物及び一般式(3)で表される第2の(ポリ)リン酸塩化合物の混合物をその合計含有量で10〜50質量部、
光安定剤及び有機系紫外線吸収剤の混合物をその合計含有量で0.1〜5質量部、及び、無機系紫外線遮蔽剤を0.1〜20質量部含有し、
前記光安定剤及び前記有機系紫外線吸収剤の含有量の質量比が2:8〜8:2の範囲である耐候性難燃樹脂組成物である。

0025

(1)ポリオレフィン樹脂
第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂をその構成要素とする。ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレンポリプロピレン、又は、エチレン酢酸ビニルエチルアクリレートブチルアクリレートメチルアクリレートなどの極性基含有モノマーとの共重合体を挙げることができる。これらの中でも、屋外に敷設する場合に求められる高い耐外傷性を得るためには、機械的強度に優れるポリエチレンが好ましく、その中でも高密度中密度直鎖状低密度ポリエチレンを主成分とするものがさらに好ましい。これらのポリエチレンとしては、エチレンとプロピレンブテンペンテンヘキセンヘプテンオクテンなどの炭素数が3〜20程度のα−オレフィンとの共重合体を用いることもできる。上記した各樹脂の混合物であってもよい。ポリオレフィン系樹脂としては、そのJIS 7210に規定される方法で測定したメルトフローレートが、温度190℃、荷重2.16kgfの条件で測定した場合において、0.1〜10g/10分の範囲内にあるものが望ましい。0.1g/10分未満であると押出成型加工が困難となり、10g/10分を越えると機械的強度が低く電線、光ファイバケーブルとしての実用に耐えない。

0026

(2)難燃剤
第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物は、難燃剤として前記一般式(1)、(3)で表される2種類の(ポリ)リン酸塩化合物を併用することを特徴とする。

0027

一般式(1)で表される(ポリ)リン酸塩化合物は、(ポリ)リン酸とアンモニア又は一般式(2)で表されるトリアジン誘導体との塩である。一般式(3)で表される(ポリ)リン酸塩化合物は、(ポリ)リン酸と式〔R1R2N(CH2)mNR3R4〕で表されるジアミン、ピペラジン又はピペラジン環を含むジアミンとの塩である。いずれの(ポリ)リン酸塩化合物も、窒素リン系の難燃剤であって燃焼時に発泡断熱層を形成することで難燃効果発現するイントメッセント系の難燃剤である。

0028

一般式(2)で表されるトリアジン誘導体としては、例えばメラミンアセトグアナミンベンゾグアナミンアクリルグアナミン、2,4−ジアミノ−6−ノニル−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−ハイドロキシ−1,3,5−トリアジン、2−アミノ−4,6−ジハイドロキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メトキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−エトキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−プロポキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−イソプロポキシ−1,3,5−トリアジン、2,4−ジアミノ−6−メルカプト−1,3,5−トリアジン、2−アミノ−4,6−ジメルカプト−1,3,5−トリアジンを挙げることができる。

0029

また、一般式(3)で表される(ポリ)リン酸塩化合物を構成する式〔R1R2N(CH2)mNR3R4〕で表されるジアミン又はピペラジン環を含むジアミンとしては、例えば、N,N,N',N'−テトラメチルジアミノメタン、エチレンジジアミン、N,N'−ジメチルエチレンジアミン、N,N'−ジエチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−ジエチルエチレンジアミン、1,2−プロパンジアミン、1,3−プロパンジアミン、テトラメチレンジアミンペンタメチレンジアミンヘキサメチレンジアミン、1,7−ジアミノへプタン、1,8−ジアミノオクタン、1,9−ジアミノノナン、1,10−ジアミノデカントランス−2,5−ジメチルピペラジン、1,4−ビス(2−アミノエチル)ピペラジン、1,4−ビス(3−アミノプロピル)ピペラジンを挙げることができる。

0030

一般式(1)で表される(ポリ)リン酸塩化合物と一般式(3)で表される(ポリ)リン酸塩化合物との混合比は特に限定されない。この2種類の(ポリ)リン酸塩化合物を含有する混合物としては、例えばADEKA社製の商品アデカスタブFP2200SやアデカスタブFP2100J等が挙げられる。

0031

本発明で使用する前記リン酸塩化合物の平均粒径は10μm以下が好ましく、7μm以
下がより好ましく、5μm以下がさらに好ましい。又、一般式(1)、(3)で表される(ポリ)リン酸塩化合物は、化学的に安定であり、リン酸が殆ど発生することがない。従って、「リン酸が発生し、塩基性であるHALSと反応して塩を生成してHALSを失活させる」との従来技術の問題も抑制されている。すなわち、この(ポリ)リン酸塩化合物を使用しても光安定剤が失活する恐れがないため、光安定剤は充分に機能を発揮し、難燃剤により耐候性、耐水性が劣化するとの問題を防ぐことができる。

0032

一般式(1)、(3)で表される(ポリ)リン酸塩化合物は、さらに次に示す利点を有する。すなわち、一般的なリン酸塩を添加した樹脂組成物は高温に曝されると変色し易いとの問題があるが、一般式(1)、(3)で表される(ポリ)リン酸塩化合物を添加した樹脂組成物は、高温に曝されても変色しない。また、難燃剤として含有量を少なくできるため、充分なゴム弾性を有し、永久伸び圧縮永久歪の低下が抑制され、機械的特性に優れる樹脂組成物や外被を与えることができる。

0033

一般式(1)、(3)で表される(ポリ)リン酸塩化合物の合計の含有量は、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して10〜50質量部である。この難燃剤は、優れた難燃効果を示し、前記範囲のような少量の添加で充分な難燃性を得ることができる。従って、難燃剤としての無機化合物を多量に添加する必要がないので、難燃剤として金属水酸化物を使用した場合の問題、すなわち「光安定剤等が難燃剤に吸着されて充分な効果を得ることができない」との問題も防ぐことができる。

0034

前記(ポリ)リン酸塩化合物の含有量が10質量部未満では充分な難燃性が得られない場合がある。一方、50質量部を超える場合には、樹脂組成物の機械的強度や耐寒性低温脆化試験)が低下する場合もある。より好ましい範囲は、20〜40質量部であり、この範囲で、光安定剤の吸着を確実に防ぐことができ、かつ充分な難燃効果が得られる。

0035

(3)光安定剤及び有機系紫外線吸収剤
第1の態様の樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して光安定剤及び有機系紫外線吸収剤の混合物をその合計含有量で0.1〜5質量部含有することも特徴とする。

0036

光安定剤及び有機系紫外線吸収剤とは、ともに、光の照射によるプラスチックの劣化や変色を防止し、プラスチックを光安定化する作用を有する薬剤である。プラスチックの光安定化は、1)紫外線を遮断する、2)紫外線を吸収する、3)光エネルギー熱エネルギーに変え消光する、4)ラジカル連鎖反応を防止するとの手段により行われるが、ここでは、4)ラジカル連鎖反応を防止する機能を有する薬剤を光安定剤とし、有機物であって、紫外線を吸収する機能を有する薬剤を有機系紫外線吸収剤と言う。

0037

光の照射によりポリオレフィン樹脂内にラジカルが生じるが、光安定剤によりラジカル連鎖反応が防止されるので、樹脂の耐候性が向上する。前記のように、第1の態様の樹脂組成物においては、難燃剤として一般式(1)、(3)で表される(ポリ)リン酸塩化合物が用いられており、この難燃剤は光安定剤を失活させることはないので、光安定剤が本来有する耐候性の向上効果が発揮される。

0038

有機系紫外線吸収剤は、紫外線を吸収してラジカルの発生を防止する機能を有する。有機系紫外線吸収剤の添加によりラジカル連鎖反応の開始が阻止されるので、有機系紫外線吸収剤の添加によっても樹脂の耐候性が向上する。

0039

第1の態様の樹脂組成物は、光安定剤と有機系紫外線吸収剤を併用することを特徴とし、かつ、前記光安定剤及び前記有機系紫外線吸収剤の含有量の質量比は2:8〜8:2の範囲である。光安定剤と有機系紫外線吸収剤を上記の範囲内で併用することにより、それぞれを単独で用いた場合より耐候性が向上する。好ましくは4:6〜6:4の範囲でありさらに耐候性が向上する。

0040

前記光安定剤としては、ヒンダードアミン系光安定剤(HALS)、Ni系光安定剤、ベンゾエート系光安定剤などを挙げることできる。中でも、耐候性向上効果が大きく、それ自体が熱及び光に安定であり、着色が少なく、酸化防止剤としての効果も期待できる点でHALSが好ましく用いられる。また、有機系紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤ベンゾフェノン系紫外線吸収剤サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オギザニリド系紫外線吸収剤等が好ましく用いられる。どの紫外線吸収剤を用いるかは、それを適用する樹脂との相溶性揮発しにくいこと、及び、電線、光ファイバケーブルの規格によって定められる耐候性加速試験で用いるランプ発光波長に応じて選択される。

0041

光安定剤及び有機系紫外線吸収剤の含有量は、合計でポリオレフィン樹脂100質量部に対して合計で0.1〜5質量部であり、好ましくは0.2〜2質量部である。光安定剤及び有機系紫外線吸収剤の合計含有量が0.1質量部未満では、耐候性の向上効果が不充分になる場合がある。一方、5質量部を超える場合には樹脂組成物の機械的強度が低下する場合もあるので好ましくない。

0042

(4)無機紫外線遮蔽剤
第1の態様の樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して無機系紫外線遮蔽剤を0.1〜20質量部含有することも特徴とする。無機紫外線遮蔽剤とは、無機物であって、1)紫外線を遮断する機能、又は2)紫外線を吸収する機能を有する薬剤を言う。すなわち、無機系の紫外線吸収剤も無機紫外線遮蔽剤に含まれる。無機系紫外線遮蔽剤を添加することにより、光の照射により樹脂の劣化が防止され耐候性が一層向上する。

0043

無機紫外線遮蔽剤としては、酸化チタン、酸化亜鉛等を挙げることができるが、より紫外線遮蔽効果の高い酸化チタンが好ましく用いられる。そこで、第1の態様の樹脂組成物であって、無機紫外線遮蔽剤が酸化チタンであるものが好ましい態様として提供される。

0044

また、無機紫外線遮蔽剤の含有量は、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して0.1〜20質量部であり、好ましくは1〜5質量部である。即ち、無機紫外線遮蔽剤の含有量が0.1質量部未満では樹脂組成物の耐候性が不充分となる場合があり、一方、20質量部を超える場合には、樹脂組成物の機械的強度が低下する場合もあるので好ましくない。

0045

(5)その他の構成材料
第1の態様の樹脂組成物には、前記の必須の構成材料に加えて、本実施態様の趣旨を損ねない範囲で、他の添加剤や樹脂成分を添加することができる。他の添加剤や樹脂成分としては、滑剤熱安定剤、酸化防止剤、老化防止剤造核剤可塑剤架橋剤、離型剤加工助剤帯電防止剤、各種充填剤着色剤等を挙げることができる。

0046

(6)樹脂組成物の調製
第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物は、前記の構成材料をロール混合機単軸混練押出機二軸混練押出機加圧ニーダーバンバリーミキサー等の既知溶融混合機を用いて混合することにより調製することができる。

0047

(7)第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物の特徴
前記(ポリ)リン酸塩化合物、光安定剤、有機系紫外線吸収剤及び無機紫外線遮蔽剤は、いずれも白色または淡色である。従って、これらを主成分として含有する第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物も白色または淡色とすることができる。

0048

よって、第1の態様においては、白色または淡色で高い耐候性と難燃性を兼ね備えた樹脂組成物が提供される。具体的には、一般的に屋外使用で指標とされている4000時間劣化での劣化程度が70%以上となり、充分屋外使用が可能な耐候性を備え、かつ、高い難燃性を兼ね備えた、白色又は淡色の耐候性難燃樹脂組成物である。又、ポリオレフィン樹脂、難燃剤等の構成材料は、いずれもノンハロゲン系であるため、近年の環境問題にも適応した樹脂組成物である。これらのため、電線や光ファイバケーブルの外被の形成に好適に用いられる。

0049

[第2の態様(光ファイバケーブル)]
本発明の第2の態様は、
光ファイバ及び、該光ファイバを被覆する外被を有する光ファイバケーブルであって、
前記外被は、前記第1の態様に記載の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている光ファイバケーブルである。

0050

第2の態様においては、第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物を用いて外被を形成している。従って、屋外敷設用として充分な耐候性を備え、かつ、高い難燃性を兼ね備えた白色又は淡色の光ファイバケーブルが提供される。この光ファイバケーブルは、外被により導体が長期に亘り腐食摩耗等から保護されるので耐久性に優れたものである。

0051

(1)光ファイバ心線
本発明の光ファイバケーブルは、本発明の樹脂組成物を外被材として被覆したものであれば、その形態等は特に限定されない。本発明の一実施形態に係る光ファイバケーブル1を図1に示す。図中、1は光ファイバケーブル、4は光ファイバ心線、5は本発明の樹脂組成物を外被材として被覆した外被、6は抗張力線テンションメンバ)を示す。図1の例の実施形態においては、光ファイバ心線4と並行して、一対の抗張力線6が配され、この光ファイバ心線4と抗張力線6とが外被5によって一体化されている。また、光ファイバ心線4は、光ファイバ2(コア部)と被覆層3(クラッド部)とからなり、例えば、コア部にはゲルマニウムを添加した石英を用いることができ、クラッド部には純石英、或いはフッ素が添加された石英を用いることができる。光ファイバ心線4に平行に配される抗張力線6としては、外径0.4mm程度の鋼線あるいはガラス繊維強化プラスチックFRP)、アラミド繊維強化プラスチック(KFRP)などを用いることができる。

0052

(2)外被の形成
外被は、溶融押出機等の既知の押出成型機を用いて前記第1の態様の樹脂組成物を光ファイバ上に押出成型することにより形成される。例えば、前出の光ファイバケーブルの断面図においては、長径方向3mm、短径方向2mmの寸法で形成されている。

0053

[第3の態様(電線)]
本発明の第3の態様は、
導体及び、該導体を被覆する外被を有する電線であって、
前記外被は、前記第1の態様に記載の耐候性難燃樹脂組成物を用いて形成されている電線である。

0054

第3の態様においては、第1の態様の耐候性難燃樹脂組成物を用いて外被を形成している。従って、屋外敷設用として充分な耐候性を備え、かつ、白色あるいは淡色で高い難燃性を兼ね備えた電線が提供される。この電線は、電気絶縁性の外被により導体が長期に亘り腐食等から保護されるので耐久性に優れたものである。

0055

(1)導体
第2の態様の電線を構成する導体としては、導電性に優れる銅、アルミ等を挙げることができる。導体は単線であってもよいし、複数の素線撚り線であってもよい。

0056

(2)外被の形成
外被は、光ファイバケーブルの場合と同様に、溶融押出機等の既知の押出成型機を用いて前記第1の態様の樹脂組成物を導体線上に押出成型することにより形成される。外被の厚みは電線のサイズ、用途などに応じて適宜決定される。

0057

[1]樹脂組成物の調製
1.使用した材料
(1)ポリオレフィン系樹脂
高密度ポリエチレンハイゼック5305E(三井化学社製)
鎖状中密度ポリエチレン:ノバテックLLUE320(日本ポリエチレン社製)
エチレン−ブテン共重合体タフマーDF610(三井化学社製)
エチレン−オクテン共重合体エンゲージ8150(ダウケミカル社製)

0058

(2)難燃剤
イントメッセント難燃剤:アデカスタブFP2200S(ADEKA社製)
イントメッセント難燃剤:アデカスタブFP2100J(ADEKA社製)
水酸化マグネシウム:マグシースV6F(神島化学社製)
リン酸エステル:PX−200(大八化学工業社製)
赤リン:ヒシガードLP−E(日本化学工業社製)

0059

(3)酸化防止剤
酸化防止剤:イルガノックス1010(BASF社製)
(4)滑剤
滑剤:ユニスターM−2222SL(日油社製)

0060

(5)光安定剤
HALS:CHIMSSORB 119FL(BASF社製)
HALS:SABOSTABUV 119(SABO社製)

0061

(6)有機系紫外線吸収剤
紫外線吸収剤:TINUVIN 328(BASF社製)
紫外線吸収剤:KEMISORB 102(ケミプロ化成社製)
(7)無機系紫外線遮蔽剤
酸化チタン:GTR−100(堺化学工業社製)

0062

2.ペレットの作製
前記材料を、表1〜表4に示す配合量(単位:質量部)でそれぞれ配合し、ロール混合機を用いて160℃の温度で混練した後、造粒機を用いて樹脂組成物のペレットを作製した。

0063

0064

0065

0066

0067

3.樹脂被覆電線の作製
前記2.ペレットの作製で得られた樹脂組成物のペレットを、50mmφ押出機を用いてTA 7/0.254の導体上に厚み0.5mmで押出し、絶縁外径1.762mmφの樹脂被覆電線を作製した。

0068

4.樹脂被覆電線の評価
(1)評価方法
前記3.樹脂被覆電線の作製で得られた樹脂被覆電線について、以下に示す評価方法で評価した。
a.引張試験
JIS C3005で規定された方法により、外被(被服樹脂)を200mm/minで引張り引張強度および引張伸びを測定した。そして、引張強度が≧10MPa、引張伸びが≧150%を合格とした。

0069

b.60°傾斜燃焼試験
JIS C3005に基づき、60°傾斜燃焼試験を行った。具体的には、口径10mmのブンゼンバーナーを用い、その炎の長さを約130mm、還元炎の長さ約35mmに調整したものとする。そして、絶縁電線を水平に対して60°傾斜させて支持し、還元炎の先端を資料下端から約20mmの位置に、30秒以内で絶縁電線が燃焼するまで当て、炎を静かに取り去った後、試料の燃焼の程度を調べる。そして、60秒以内に炎が自然と消えた場合は合格、60秒を超えた場合は不合格とした。

0070

c.サンシャインウエザオメーター試験
一般的に屋外使用で指標とされているサンシャインウエザオメーター試験をクリアすることを合否判定基準とした。具体的には、ブラックパネル温度63℃、水噴霧12分/60分の条件下で4000時間暴露した後、前記引張試験を行い引張強度、引張伸びを測定して試験前の引張強度および引張伸びに対する比率残率)を求めた。引張強度および引張伸び共に残率が≧70%が合格である。

0071

d.低温脆化試験
樹脂被覆電線を作製するのに用いたコンパウンドから厚さ2mmのシート熱プレス機で作製し、JIS C3005に基づき長さ38mm、幅6mmで打抜いた試験片を準備した。この試験片を、低温脆化試験機にセットし、試験温度を−30℃に調節して試験片をつかみ具に取り付け、2.5分間媒体中に浸した後に、温度を記録し、打撃を与え、亀裂発生の有無を目視で調べた。亀裂が発生していない場合を合格とした。

0072

(2)評価結果
評価結果を表5〜8に示す。

0073

0074

0075

0076

0077

表5〜表8より、外被を第1の態様の要件を満たす樹脂組成物、即ちポリオレフィン樹脂100質量部に対してイントメッセント難燃剤10〜50質量部、光安定剤(HALS)と有機系紫外線吸収剤を合計で0.1〜5質量部、無機系紫外線遮蔽剤0.1〜20質量部それぞれ含有し、光安定剤(HALS)と有機系紫外線吸収剤の質量比が1:1(2:8〜8:2の範囲内)である樹脂組成物で形成した実験1〜10、実験13および14では、引張強度、引張伸び、60°傾斜燃焼試験、ウエザオメーター試験、低温脆化試験の試験結果がいずれも合否判定基準をクリアしていることが示されている。

0078

一方、イントメッセント難燃剤が8質量部と、10質量部未満である実験11は、60°傾斜燃焼試験で不合格であり、55質量部と50質量部を超えている実験12は、引張強度、60°傾斜燃焼、サンシャインウエザオメーター試験の引張伸び残率、低温脆化試験で不合格である。また、光安定剤(HALS)と有機系紫外線吸収剤の合計含有量が6質量部と5質量部を超えている実験15、光安定剤(HALS)と有機系紫外線吸収剤の合計含有量が6質量部でありかつ酸化チタンの含有量が25質量部と20質量部を超えている実験16は、引張強度が不合格である。

0079

また、難燃剤としてイントメッセント難燃剤を用いず、水酸化マグネシウムを150質量部と大量に含有させた実験17は、60°傾斜燃焼試験は合格であるものの、サンシャインウエザオメーター試験及び低温脆化試験で不合格であり、水酸化マグネシウムを50質量部含有させた実験18は、60°傾斜燃焼試験が不合格である。また、水酸化マグネシウム50質量部に加えて、リン酸エステル10質量部含有させた実験19及び赤リン1質量部含有させた実験20は共にサンシャインウエザオメーター試験が不合格である。

実施例

0080

以上の結果より、ポリオレフィン樹脂100質量部に対して、イントメッセント難燃剤を10〜50質量部、光安定剤(HALS)と有機系紫外線吸収剤をその合計で0.1〜5質量部、無機系紫外線遮蔽剤を0.1〜20質量部それぞれ含有させ、光安定剤(HALS)と有機系紫外線吸収剤の質量比を1:1(2:8〜8:2の範囲内)とすることにより、引張強度、引張伸びとともに、難燃性、耐候性がともに優れる耐候性難燃樹脂組成物が得られることが示されている。

0081

本発明は、特に配線用の配管や屋内の配線用の共通部分が設けられていない集合住宅やビルにおいて、各戸に配線する電線や光ファイバケーブル(FTTH:Fiber To The Home)等に適用され、耐候性、難燃性に優れるとともに白色又は淡色で美観にも優れる電線や光ファイバケーブルを提供するものである。

0082

1光ファイバケーブル
2光ファイバ
3被覆層
4光ファイバ心線
外皮
6 抗張力線

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