JP5666340B2 - 防火組成物および成形加工品 - Google Patents

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Description

本発明は、防火組成物、および該防火組成物を用いてなる成形加工品に関する。
防火組成物に関する従来技術としては、特許文献1〜3等が知られている。
特開昭56−86946号公報 特開昭63−132993号公報 特開昭60−202165号公報
従来技術では、要求される高度な難燃性を満足するため、可塑剤には難燃効果を併せ持つリン酸系可塑剤が使用されていた。リン酸系可塑剤は難燃性に優れる反面、フタル酸系又はトリメリット酸系可塑剤に比べ、耐熱性に劣ることが知られている。
また、防災テープはケーブルの防火対策等に用いられ、その敷設環境における耐用年数は、従来、50℃連続使用で20年に設定されている。ケーブルの耐用年数の長期化が期待されており、防災テープについても同様に耐用年数向上の要求が高まっている。
本発明者らは、上記課題に対して鋭意検討した結果、本発明を完成するに至った。本発明は以下の通りである。
[1]塩素化ポリエチレン(A)、含ハロゲンエラストマー(B)、マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)、多価アルコール(D)、発泡剤(E)、ポリエステル系可塑剤を含む可塑剤(F)及び膨張性黒鉛(G)を含有し、
可塑剤(F)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、10〜25重量部である、防火組成物。
[2]含ハロゲンエラストマー(B)が、クロロプレンゴムである、上記[1]に記載の防火組成物。
[3]多価アルコール(D)が、ペンタエリスリトールである、上記[1]又は[2]に記載の防火組成物。
[4]発泡剤(E)が、メラミンである、上記[1]〜[3]のいずれかに記載の防火組成物。
[5]可塑剤(F)に含まれるポリエステル系可塑剤が、アジピン酸ポリエステル系可塑剤である、上記[1]〜[4]のいずれかに記載の防火組成物。
[6]ポリエステル系可塑剤を含む可塑剤(F)がさらにトリオクチルトリメリテートを含む、上記[1]〜[5]のいずれかに記載の防火組成物。
[7]マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、50〜150重量部である、上記[1]〜[6]のいずれかに記載の防火組成物。
[8]膨張性黒鉛(G)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、2〜20重量部である、上記[1]〜[7]のいずれかに記載の防火組成物。
[9]上記[1]〜[8]のいずれかに記載の防火組成物を用いてなる成形加工品。
[10]防災テープとして用いることを特徴とする上記[9]に記載の成形加工品。
本発明によれば、難燃性、耐熱性及び機械特性に優れ、かつ、耐用年数が長期化された防火組成物及び該防火組成物を用いてなる成形加工品を提供し得る。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の防火組成物は、塩素化ポリエチレン(A)、含ハロゲンエラストマー(B)、マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)、多価アルコール(D)、発泡剤(E)、ポリエステル系可塑剤を含有する可塑剤(F)及び膨張性黒鉛(G)を含有する。
[塩素化ポリエチレン(A)]
塩素化ポリエチレン(A)は、ポリエチレンの粉末を、水に懸濁させるか又は四塩化炭素等の不活性有機溶剤に溶解して水性懸濁液とし、該懸濁液に塩素ガスを吹き込むなどの方法によって塩素化したものである。塩素化されるポリエチレンとしては、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンなどが挙げられる。塩素化ポリエチレン(A)は、市販のものを用いることもできる。かかる市販品としては、例えば、エラスレン401AE(商品名、昭和電工社製)等が挙げられる。
塩素化ポリエチレン(A)中の塩素含有量は特に限定されないが、難燃性の観点から、塩素化ポリエチレン(A)中に20〜50重量%が好適であり、35〜45重量%が特に好適である。
[含ハロゲンエラストマー(B)]
含ハロゲンエラストマー(B)は、塩素化ポリエチレン(A)と混合使用し得るものであれば特に制限されないが、例えば、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリエピクロルヒドリン等が挙げられ、中でも、防火組成物の成形加工品を防災テープとした際の敷設作業性(好適な機械特性)の観点から、クロロプレンゴムが好ましい。含ハロゲンエラストマー(B)は市販のものを用いることもできる。かかる市販品としては、例えば、ショウプレンW(商品名、昭和電工社製)等が挙げられる。
含ハロゲンエラストマー(B)の含有量は、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対して、通常5〜50重量部、防火組成物の成形加工品を防災テープとした際の敷設作業性(好適な機械特性)の観点から、好ましくは、5〜30重量部、特に好ましくは、5〜20重量部である。かかる含有量が、5重量部以上では、前記成形加工品の切断時伸びが大きく防災テープとして敷設する際にテープが破断しにくく、伸びやすいために敷設作業性が向上する傾向があり、逆に、50重量部以下では、防災テープとして敷設する際に、防災テープが破断しにくく、必要以上には伸びにくいため、良好に敷設できる傾向があるため、好ましい。
[マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)]
マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)は、含窒素ポリリン酸エステルを熱硬化性樹脂でマイクロカプセル化又は被覆したものである。含窒素ポリリン酸エステルを熱硬化性樹脂でマイクロカプセル化又は被覆することにより、防火組成物の成形加工品(防災テープ等)の耐用年数を向上することができる。また、マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)と膨張性黒鉛(G)とを組み合わせて使用することにより、機械特性を低下させることなく、難燃性を付与できる。
マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)は、加熱時に熱分解してアンモニアガスを発生する。分解温度は特に制限されないが、本発明の成形加工品の良好な難燃効果の観点から、好ましくは約270〜280℃である。ここで「マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)の分解温度」は、熱重量分析装置を用いて、窒素ガス雰囲気下、昇温速度20℃/minの条件にて測定して求めた重量減少開始温度として測定される。
含窒素ポリリン酸エステルとしては、ポリリン酸アンモニウム、ポリリン酸アミド類等が挙げられ、中でも、防火組成物の成形加工品が、燃焼時の発泡性能に優れ、且つ熱分解時に高い吸熱性を示す観点から、ポリリン酸アンモニウム又はポリリン酸アミドが好ましく、特にポリリン酸アンモニウムが好ましい。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
含窒素ポリリン酸エステル中のリン含有量は特に限定されないが、通常、含窒素ポリリン酸エステル中に20〜30重量%であり、防火組成物の難燃特性の観点から、好ましくは、25〜30重量%である。なお、リン含有量はUV吸光光度計で測定される。
含窒素ポリリン酸エステル中の窒素含有量は特に限定されないが、通常、含窒素ポリリン酸エステル中に10〜18重量%であり、防火組成物の成形加工品の燃焼時の発泡性の観点から、好ましくは、14〜18重量%である。なお、窒素含有量はUV吸光光度計で測定される。
また、熱硬化性樹脂としては、例えば、アルキド樹脂、アリル樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、キシレン樹脂、フラン樹脂等が挙げられ、中でも、樹脂の耐水性、被膜の強度、より緻密な被覆が可能などの観点から、メラミン樹脂、尿素樹脂、ユリア樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂が好ましく、特にメラミン樹脂が好ましい。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
含窒素ポリリン酸エステルを熱硬化性樹脂でマイクロカプセル化又は被覆する方法は、自体公知の方法が制限なく用いられる。マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)は、市販品を使用してもよく、かかる市販品としては、テラージュC−60(商品名、チッソ社製)、テラージュC−70(商品名、チッソ社製)、テラージュC−80(商品名、チッソ社製)等が挙げられる。
マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)の含有量は、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対して、通常50〜150重量部、防火組成物の成形加工品の発煙量、機械特性及び難燃性のバランスの観点から、好ましくは、50〜120重量部、特に好ましくは、70〜120重量部である。かかる含有量が、50重量部以上では、前記成形加工品の難燃性(酸素指数)が向上する傾向があり、逆に、150重量部以下では、前記成形加工品の発煙量が少なくなる傾向があるため、好ましい。
[多価アルコール(D)]
多価アルコール(D)は、加熱時に防火組成物の成形加工品の炭化を促進する。多価アルコール(D)は、少なくとも2個以上(好ましくは3〜10個)の水酸基を有する化合物であり、例えば、ペンタエリスリトール(例、モノペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ポリペンタエリスリトール)、トリエチレングリコール、ソルビトール、レゾルシノール、グリセリン、トリメチロール、トリメチロールプロパン、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキサメチレングリコール、イノシトール、デキストリン、澱粉、グルコース、ショ糖等が挙げられ、中でも、熱分解点がポリリン酸アンモニウムに近く、防火組成物の成形加工品の燃焼残渣である発泡炭化層の形成効率が高い観点から、ペンタエリスリトールが好ましく、特にジペンタエリスリトールが好ましい。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。多価アルコール(D)は市販のものを用いることもできる。かかる市販品としては、例えば、ノイライザーN(日本合成化学社製)、ジペンタリット300(広栄化学社製)等が挙げられる。
多価アルコール(D)の含有量は、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対して、通常20〜50重量部、防火組成物の成形加工品の発煙量、機械特性及び難燃性のバランスの観点から、好ましくは、20〜40重量部である。かかる含有量が、20重量部以上では、前記成形加工品の難燃性(酸素指数)が向上する傾向があり、逆に、50重量部以下では、前記成形加工品の発煙量が低下する傾向があるため、好ましい。
[発泡剤(E)]
発泡剤(E)は、加熱時に熱分解して窒素、一酸化炭素、炭酸ガス、アンモニア等の不活性ガスを発生する。分解温度は特に制限されないが、好ましくは、約120〜400℃である。
発泡剤(E)としては、例えば、有機アミン類(例えば、メラミン、尿素ホルムアルデヒド、アミノ酢酸、トリメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、メラミン樹脂、グアニジン等)、有機アミド類(例えば、ジシアンジアミド、ブチルウレア、ポリアミド樹脂、カゼイン、アソジカルボンアミド、ニトロソスルホンアミド等)、ハロゲン化有機化合物類(例えば、塩素化パラフィン、パラクロロメタキシレノール、テトラクロロフタル酸樹脂、ペンタクロロフェニル、グリセロールエーテル等)、スルホンヒドラジド類(例えば、ベンゼンスルホンヒドラジド等)及びグアニル化合物類(例えば、アミノグアニルウレア等)等が挙げられる。発泡剤(E)は、マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)の分解温度(270〜280℃)より高い温度で分解発泡すると、防火組成物の成形加工品が二段階発泡(発泡炭化層形成後に再度発泡すること)するため、前記成形加工品の燃焼による発泡倍率が向上するというメリットがある。このことから、発泡剤(E)としては、分解温度がマイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)の分解温度より高い温度であるメラミン(分解温度350℃)およびその誘導体を使用するのが好ましく、特にメラミンが好ましい。ここで「発泡剤(E)の分解温度」は、熱重量分析装置を用いて、窒素ガス雰囲気下、昇温速度20℃/minの条件にて測定して求めた重量減少開始温度として測定される。発泡剤(E)は1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。発泡剤(E)は市販のものを用いることもできる。かかる市販品としては、例えば、メラミン(日産化学社製)、メラミンシアヌレート(日産化学社製)等が挙げられる。
発泡剤(E)の含有量は、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対して、通常20〜50重量部、防火組成物の成形加工品の発煙量、機械特性及び難燃性のバランスの観点から、好ましくは、20〜40重量部である。かかる含有量が、20重量部以上では、前記成形加工品の難燃性(酸素指数)が向上する傾向があり、逆に、50重量部以下では、前記成形加工品の発煙量が少なくなる傾向があるため、好ましい。
[可塑剤(F)]
本発明に用いられる可塑剤(F)は、ポリエステル系可塑剤を含む。ポリエステル系可塑剤は耐熱性が高く、揮発性が低いという特徴があり、本発明の防火組成物の成形加工品の耐熱性を向上し、耐用年数の長期化に寄与する。
ポリエステル系可塑剤は、脂肪族であっても芳香族であってもよく、例えば、アジピン酸ポリエステル系可塑剤、セバシン酸ポリエステル系可塑剤、フタル酸ポリエステル系可塑剤等が挙げられ、中でも、塩素化ポリエチレンとの相溶性が高く、塩素化ポリエチレンへの混練加工性(分散性)に優れる観点から、アジピン酸ポリエステル系可塑剤が好ましい。ポリエステル系可塑剤は市販のものを用いることもできる。かかる市販品としては、例えば、ポリサイザーP−202(商品名、セバシン酸ポリエステル系可塑剤、粘度3500mPa・s、DIC社製)、ポリサイザーW−2300(商品名、アジピン酸ポリエステル系可塑剤、粘度3000mPa・s、DIC社製)等が挙げられる。
ポリエステル系可塑剤の粘度は特に限定されないが、通常1000〜10000mPa・sであり、塩素化ポリエチレンとの加工性に優れる観点から、好ましくは、2000〜5000mPa・sである。本発明で可塑剤(F)の粘度は、JIS K 7117-1(B型粘度計、ローターNo.4、回転速度20rpm、25℃)により測定される。
可塑剤(F)は、ポリエステル系可塑剤以外の他の可塑剤を含んでもよいが、ポリエステル系可塑剤の可塑剤(F)における含有比率は、成形加工品の耐用年数と防火組成物の混練および成形時の作業性(混練機、成形機への粘着性が低い)の観点からは、可塑剤(F)の全重量に対して、通常40重量%以上、好ましくは、50〜100重量%である。
ポリエステル系可塑剤以外の他の可塑剤としては、例えば、フタル酸エステル類(例えば、フタル酸ジ−2−エチルヘキシル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジトリデシル等)、芳香族カルボン酸エステル類(例えば、トリオクチルトリメリテート等)、脂肪族二塩基酸エステル類(例えば、アジピン酸ジ−2−エチルヘキシル、セバシン酸ジ−2−エチルヘキシル等)、エポキシ系可塑剤類(例えば、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジオクチル等)、含塩素可塑剤類(例えば、40%塩素化パラフィンワックス等)、リン酸エステル類(例えば、リン酸トリクレジル、リン酸トリオクチル、リン酸トリブチル、リン酸トリ−β−クロルエチル等)、脂肪酸エステル誘導体類(例えば、フェニルステアリン酸ブチル、ジペンタエリスリットヘキサエステル等)等が挙げられ、中でも、防火組成物の成形加工品の耐熱性の観点から、芳香族カルボン酸エステル類が好ましく、特にトリオクチルトリメリテートが好ましい。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。ポリエステル系可塑剤以外の可塑剤は市販のものを用いることもできる。かかる市販品としては、例えば、トリメックスT−08(花王社製)、モノサイザーW−700(DIC社製)、TCP(大八化学社製)等が挙げられる。
可塑剤(F)の含有量は、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対して、10〜25重量部であり、防火組成物の成形加工品の基本特性(難燃性、発煙量、加熱変形など)の維持の観点から、好ましくは、15〜25重量部である。かかる含有量が、10重量部未満では、前記成形加工品の初期の機械特性及び耐用年数が低下し、逆に、25重量部を超えると、前記成形加工品の難燃性の低下、発煙量の増加、加熱変形率の増加となるため、好ましくない。
[膨張性黒鉛(G)]
膨張性黒鉛(G)は、難燃性の向上に寄与する。膨張性黒鉛(G)としては公知の製法により製造されたものを使用することができるが、一般的に、例えば天然の麟片状黒鉛、熱分解黒鉛、キッシュ黒鉛等の粉末を、濃硫酸、硝酸等の無機酸と、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、重クロム酸塩、過マンガン酸塩等の酸化剤により処理することによって、黒鉛層間に化合物を内包させたものが好適に使用される。膨張性黒鉛(G)は熱処理によって層間化合物が揮発することによって層間が開き、膨張することが可能である。層間物質の改質や他の低沸点酸化化合物の使用によって、膨張開始温度を300℃以下とした膨張性黒鉛が製造、市販されている。なお、本発明で使用する膨張性黒鉛(G)は、熱処理後の既膨張品ではなく、熱処理前の未膨張品である。膨張性黒鉛(G)は市販のものを用いることもできる。かかる市販品としては、例えば、GREP-EG(商品名、膨張開始温度250℃、東ソー社製)、モエヘンZ MZ−600(商品名、膨張開始温度240℃、エア・ウォーター社製)等が挙げられる。ここで、膨張開始温度は、試験管に膨張性黒鉛を投入して、空気下で、室温から膨張開始温度を超えるまで、5℃/minで昇温し、目視で膨張黒鉛が膨張開始する温度を確認することにより測定される。
膨張性黒鉛(G)の含有量は、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対して、通常2〜20重量部、機械特性の観点から、好ましくは、2〜10重量部である。かかる含有量が、2重量部以上では、防火組成物の成形加工品の難燃性が向上する傾向があり、逆に、20重量部以下では、前記成形加工品の初期の機械特性が大幅に向上するとともに燃焼炭化物の凝集力が向上する傾向があるため、好ましい。
本発明の防火組成物は、(A)〜(G)成分以外に本発明の目的を損なわない範囲で、通常ゴムまたは樹脂に配合し得る各種の添加剤を適宜含有してもよい。このような任意の添加剤としては、安定剤、難燃剤、難燃助剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、着色剤、充填剤、滑剤等が挙げられる。
安定剤は特に限定されず、例えば、鉛系安定剤、非鉛の金属系安定剤(例えば、Ba/Zn系、Ca/Zn系、Mg/Zn系、Na/Zn系、K/Zn系、オクチル錫系、ブチル錫系、酸化亜鉛系等)、ホスファイト系安定剤、エポキシ系安定剤等が挙げられ、中でも、防火組成物およびその成形加工品の対環境性、可塑剤(F)の耐ブリード性の観点から、非鉛の金属系安定剤が好ましく、特に、Mg/Zn系安定剤が、熱安定性の観点から好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
難燃剤および難燃助剤は特に制限されず、例えば、トリアジン環含有化合物、金属水酸化物、その他の無機リン系難燃剤、ハロゲン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、リン酸エステル系難燃剤、縮合リン酸エステル系難燃剤、三酸化アンチモン等の酸化アンチモン系難燃助剤、その他の無機系難燃助剤、有機系難燃助剤等が挙げられ、中でも、防火組成物の加工成形品が燃焼する際に生じる、塩素化ポリエチレン(A)および含ハロゲンエラストマー(B)との難燃性への相乗効果の観点から、酸化アンチモン系難燃助剤が好ましく、特に、三酸化アンチモンが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
酸化防止剤は特に限定されず、例えば、フェノール系酸化防止剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
光安定剤は特に限定されず、例えば、ヒンダードアミン系光安定剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
紫外線吸収剤は特に限定されず、例えば、サリチル酸エステル系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤又は、シアノアクリレート系紫外線吸収剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
帯電防止剤は特に限定されず、例えば、カチオン系帯電防止剤、非イオン系帯電防止剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
着色剤としては特に限定されず、例えば、アゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、スレン系顔料、染料レーキ系顔料等の有機顔料、酸化物系顔料、クロム酸モリブデン系顔料、硫化物・セレン化物系顔料、フェロシアニン化物系顔料、カーボンブラック等の無機顔料等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
充填剤は特に限定されず、例えば、炭酸カルシウム、タルク等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
滑剤は特に限定されず、例えば、ブチルステアレート、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、エポキシ大豆油、グリセリンモノステアレート、ステアリン酸、ビスアミド等の内部滑剤、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、エステルワックス、モンタン酸ワックス等の外部滑剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記した任意の添加剤の含有量は、本発明の目的を損なわない範囲であれば特に限定されないが、例えば、安定剤の含有量は、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対して、通常2〜10重量部、好ましくは2〜8重量部である。
本発明の防火組成物は、(A)〜(G)成分及び任意の添加剤を、通常の混練方法で混練して製造できる。混練に用い得る混練装置は特に制限されず、例えば、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー等が挙げられる。混練装置内の防火組成物の温度は、膨張性黒鉛(G)の膨張開始温度未満であればよく、通常20〜160℃である。かかる温度が160℃以下であると、膨張性黒鉛が混練で発泡しない傾向にあり、かかる温度が20℃以上であると、防火組成物は、充分に混練され、配合剤が良好に分散される傾向にあり、好ましい。
本発明の防火組成物は、押出加工、ロール加工等の通常の手段により各種形状、たとえばパイプ、棒、シート(テープの形態をも含む)等に成形することが可能である。被防火設備への適用に際しては、上記各種の形態に成形の上で使用することが好ましい。
本発明の防火組成物に軽度な熱処理を施すと、前記防火組成物を用いた成形加工品の物性(例えば引張強さ及び切断時伸び)が向上する。上記の熱処理は60〜120℃、特に80〜100℃で行うのが好ましく、処理時間は処理温度により異なり、60℃で2〜3日、80℃で10〜40時間、100℃で5〜20時間、120℃で0.5〜2時間程度でよい。
本発明において成形加工品とは、本発明の防火組成物を各種形状に成形したもの(熱処理は行なわない)、あるいは本発明の防火組成物を成形し、さらに前記熱処理を行ったもの、あるいは本発明の防火組成物に前記熱処理を行い、さらに成形を行なったもの、をいう。
本発明の防火組成物をシートあるいはテープ形状とした成形加工品を、該成形加工品により防火性能を付与する対象物(例えば非難燃ケーブルなど)の表面に巻回して用いる場合、シートあるいはテープ形状の成形加工品の厚さは特に限定されず、敷設作業性(前記対象物への巻回し易さ)の観点から、好ましくは0.5〜3.0mmである。シート形状の成形加工品の厚さ以外の寸法は、前記対象物の寸法に応じて調整することが好ましい。テープ形状の成形加工品のテープ幅は、敷設作業性(前記対象物への巻回し易さ)の観点から、20〜100mmが好ましい。
本発明の防火組成物を用いた成形加工品は、切断時伸びが500%以上である。切断時伸びが500%以上であると、防災テープとして敷設する際にテープが破断しにくく、あるいは適度に伸びやすいため敷設作業性が向上する傾向にあり、好ましい。ここで、本発明の防火組成物を用いた成形加工品の「切断時伸び」は、引張試験装置を用い、JIS K 6251に準拠して測定する。
本発明の防火組成物を用いた成形加工品は、引張強さが1.96〜4.42MPaである。引張強さが1.96MPa以上であると、防災テープとして敷設する際に、防災テープが破断しにくく、適度に伸びるため、良好に敷設できる傾向にあり、4.42MPa以下であると、防災テープとして敷設する際にテープが適度に伸びるため、敷設作業性が向上する傾向にあり、好ましい。ここで、本発明の防火組成物を用いた成形加工品の「引張強さ」は、引張試験装置を用い、JIS K 6251に準拠して測定される。
本発明の防火組成物を用いた成形加工品は、酸素指数は45%以上である。酸素指数が45%以上であると、防災テープとして用いた際に延焼防止性能が向上する傾向にあり、好ましい。ここで、本発明の防火組成物を用いた成形加工品の「酸素指数」は、JIS K 7201−2に準拠して測定される。
本発明の防火組成物を用いた成形加工品は、耐用年数が従来品の防災テープの耐用年数である50℃連続使用で20年を越えることから、本発明の成形加工品により防災テープの耐用年数の長期化を図ることが出来る。ここで、本発明の防火組成物を用いた成形加工品の「耐用年数」とは、50℃で連続使用した際に、JIS K6251に準拠して切断時伸びが200%となる時間をいい、ISO11346(アレニウス法)を用いて推定される。
本発明の防火組成物の成形加工品は、NBS発煙性試験の発煙量(最大値)が250以下である。発煙量(最大値)が250以下であると、燃焼時に周辺に飛散する煙量が少なくなる傾向にあり、好ましい。例えば、屋内で用いる場合、250以下であると、燃焼時に成形加工品から生じる煙により視界が悪くなったとしても、被災者が避難経路や非常口を見つけるのに支障が生じないレベルである。ここで、本発明の防火組成物を用いた成形加工品の「発煙量(最大値)」は、ASTM E662(ノンフレーミング法)に準拠して測定される。
本発明の防火組成物の成形加工品は、加熱変形が14%以下である。加熱変形が14%以下であると、環境温度が高いケーブルに防災テープとして用いたとしても、防災テープに変形が生じない傾向にあるため、好ましい。ここで、本発明の防火組成物を用いた成形加工品の「加熱変形」は、JIS K 6723に準拠して測定される。
本発明の防火組成物をシート状(テープ状)に成形したもの、あるいは、さらに熱処理したものを、防災テープとして用いることができる。前記防災テープは、対象物(例えば非難燃ケーブルなど)の表面に巻回して敷設し、前記対象物に難燃性を付与することができる。
以下、本発明について実施例及び比較例を挙げてさらに具体的に説明する。本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、実施例等における評価は下記のようにして行った。
後述する表1に用いる材料名の略号を下記に示す。
[塩素化ポリエチレン(A)]
A−1:塩素化ポリエチレン(塩素含有量40重量%):エラスレン401AE(昭和電工社製)
[含ハロゲンエラストマー(B)]
B−1:クロロプレンゴム:ショウプレンW(昭和電工社製)
[マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)]
C−1:メラミン樹脂マイクロカプセル化ポリリン酸アンモニウム(リン含有量29重量%、窒素含有量14重量%、分解温度275℃):テラージュC−70(チッソ社製)
(C−1)成分との比較のため、以下の(C’−1)成分を検討した。
C’−1:ポリリン酸アンモニウム(分解温度275℃):タイエンP(太平化学産業社製)
[多価アルコール(D)]
D−1:ジペンタエリスリトール:ノイライザーN(日本合成化学社製)
[発泡剤(E)]
E−1:メラミン(分解温度350℃):メラミン(日産化学社製)
[可塑剤(F)]
F−1:アジピン酸ポリエステル系可塑剤(粘度=3000mPa・s):ポリサイザーW−2300(DIC社製)
F−2:トリオクチルトリメリテート:トリメックスT−08(花王社製)
F−3:リン酸トリクレジル:TCP(大八化学社製)
[膨張性黒鉛(G)]
G−1:膨張性黒鉛:モエヘンZ MZ−600(エア・ウォーター社製)
[その他の成分]
H−1:Mg/Zn系安定剤:RUP−103(ADEKA社製)
H−2:鉛系安定剤:F−555(キクチカラー社製)
H−3:三酸化アンチモン:三酸化アンチモン(中国興業社製)
(実施例1〜5、比較例1〜4のテープの作成)
下記表1に示す配合割合で計量した上記の各種材料を2本ロールにより混合混練後、8インチ逆L型カレンダーロールにより所定の厚さに圧延後約40mm幅に切断してテープとし、60℃×2日の熱処理を加えた。
(機械特性の評価試験)
<切断時伸び(%)>
引張試験装置を用い、JIS K 6251に準拠して測定した。試験片は、厚さ2mm、ダンベル状3号形を用いた。試験速度は200mm/分とした。尚、規格値は、500%以上である。
<引張強さ(MPa)>
引張試験装置を用い、JIS K 6251に準拠して測定した。試験片は、厚さ2mm、ダンベル状3号形を用いた。試験速度は200mm/分とした。尚、規格値は、1.96〜4.42MPaである。
(難燃性の評価試験)
<酸素指数(%)>
JIS K 7201−2に準拠して測定した。試験片の形はIV(厚さ3mm)とした。尚、規格値は、45%以上である。
<発煙量(最大値)(単位無し)>
ASTM E662(ノンフレーミング法)に準拠して測定した。試験片厚さは0.5mmとした。尚、規格値は、250以下である。
(耐熱性の評価試験)
<加熱変形(%)>
JIS K 6723に準拠して測定した。厚さは2mmとした。規格値は、14%以下である。
(耐用年数の評価試験)
<耐用年数(年)>
50℃で連続使用した際に、JIS K6251に準拠して切断時伸びが200%となる時間を耐用年数とする。耐用年数は、ISO11346(アレニウス法)を用いて推定した。試験温度は、90、100、110、120℃とし、試験片形状は、JIS K 6251に記載のダンベル状3号形試験片(厚さ2mm)、試験速度200mm/分で測定した切断時伸びが200%となる点を寿命点とした。尚、規格値は、20年を超える。
実施例1〜5、比較例1〜4の評価結果をそれぞれ表2に示す。
Figure 0005666340
Figure 0005666340
表2に示す評価結果から、本発明の実施例1〜5のテープは、いずれも難燃性、耐熱性及び機械特性に優れ、かつ、耐用年数が50℃連続使用で60年以上であり、耐用年数が長期化されることが確認された。
一方、本発明に係る成分又は配合割合でない比較例1〜4では、所望の難燃性、耐熱性、機械特性、耐用年数を全て満足するテープは得られなかった。
本発明は、特に、電線、ケーブルなどの被保護物の延焼防止などを目的として、前記被保護物の表面に巻回して敷設する防災シート(防災テープを含む)等に有用である。

Claims (8)

  1. 塩素化ポリエチレン(A)、含ハロゲンエラストマー(B)、マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)、多価アルコール(D)、発泡剤(E)、ポリエステル系可塑剤を含む可塑剤(F)及び膨張性黒鉛(G)を含有し、
    含ハロゲンエラストマー(B)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、5〜50重量部であり、
    マイクロカプセル化含窒素ポリリン酸エステル(C)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、50〜150重量部であり、
    多価アルコール(D)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、20〜50重量部であり、
    発泡剤(E)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、20〜50重量部であり、
    可塑剤(F)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、10〜25重量部であり、
    膨張性黒鉛(G)の含有量が、塩素化ポリエチレン(A)100重量部に対し、2〜20重量部である、防火組成物。
  2. 含ハロゲンエラストマー(B)が、クロロプレンゴムである、請求項1に記載の防火組成物。
  3. 多価アルコール(D)が、ペンタエリスリトールである、請求項1又は2に記載の防火組成物。
  4. 発泡剤(E)が、メラミンである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の防火組成物。
  5. 可塑剤(F)に含まれるポリエステル系可塑剤が、アジピン酸ポリエステル系可塑剤である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の防火組成物。
  6. ポリエステル系可塑剤を含む可塑剤(F)がさらにトリオクチルトリメリテートを含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の防火組成物。
  7. 請求項1〜のいずれか1項に記載の防火組成物を用いてなる成形加工品。
  8. 防災テープとして用いることを特徴とする請求項記載の成形加工品。
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