WO2011065379A1 - 難燃性樹脂組成物 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a halogen-free flame-retardant resin composition, and an electric wire and a wire harness using the same.
  • polyvinyl chloride resin has been used as an insulating coating material for protecting automobile materials, particularly electric wires. Since polyvinyl chloride is a self-extinguishing material, it has high flame retardancy and is excellent in flexibility and wear. However, since there is a problem that harmful halogen gas is generated when a vehicle is fired or incinerated, a non-halogen protective material has been developed.
  • a metal hydrate such as magnesium hydroxide or aluminum hydroxide is used as a flame retardant.
  • Patent Document 1 200 to 300 parts by mass of a metal hydrate and 5 to 60 parts by mass of zinc borate are blended with 100 parts by mass of an ethylene / vinyl acetate copolymer.
  • metal hydrates have low flame retardant efficiency, so it is necessary to increase the blending ratio with respect to the base resin in order to satisfy a predetermined flame retardant standard.
  • the metal hydrate also accounts for more than half of the entire resin composition by mass, and as a result, the inherent mechanical properties of the resin such as flexibility and elongation are greatly reduced.
  • the present invention provides a halogen-free flame-retardant resin composition that solves the above-mentioned problems of the prior art, can increase flame retardancy while maintaining mechanical properties, and is excellent in heat resistance. The task is to do.
  • a base comprising (A1) a propylene polymer in which 90% by mass or more of the constituent monomers are propylene, and (A2) at least one of the olefinic thermoplastic elastomer and the styrene thermoplastic elastomer.
  • the blending ratio (A1) :( A2) of the plastic elastomer is 9: 1 to 7: 3 by mass ratio; the (B) metal hydrate is 50 to 100 with respect to 100 parts by mass of the (A) base resin.
  • (A) 0.1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the base resin is a calcium salt of one or more fatty acids selected from the group consisting of montanic acid, 12-hydroxystearic acid, and behenic acid, magnesium
  • a flame retardant resin composition which is a salt, zinc salt, aluminum salt, or lithium salt.
  • a non-halogen insulated electric wire comprising: a stranded wire composed of a plurality of conducting wires; and an insulating coating layer provided on the outer peripheral surface of the stranded wire and including the flame retardant resin composition according to the above [1].
  • This non-halogen insulated wire is preferably for automobile use (vehicle use).
  • a wire harness comprising: a wire bundle including a plurality of insulated wires; and an insulating protective material containing the flame retardant resin composition according to [1], which protects the outer periphery of the wire bundle.
  • This wire harness is preferably used for automobiles (vehicle applications).
  • the flame-retardant resin composition according to the present invention is used in combination with a predetermined amount of predetermined blending components, flame retardancy is ensured while suppressing the blending amount of the metal hydrate that is a flame retardant. It is possible to satisfy the heat resistance life (heat resistance), and to maintain the wear resistance and the tensile elongation property well. Furthermore, since this flame retardant resin composition also has good kneadability, it can be expected to improve productivity.
  • halogen-free or non-halogen means that a halogen compound is not contained as an active ingredient for expressing various functions such as flame retardancy in a resin composition, and inevitably slightly contained impurities, etc. It does not mean that no halogen is included.
  • “mass%” and “mass part” have the same meanings as “weight%” and “part by weight”, respectively.
  • the flame retardant resin composition according to the present invention uses at least (A1) a propylene polymer and (A2) a thermoplastic elastomer as the base resin (A). .
  • This (A1) propylene polymer is a polymer in which 90% by mass or more of the constituent monomers are propylene, and can also be described as a propylene (co) polymer. That is, it means both a propylene homopolymer and a propylene copolymer.
  • the propylene polymer can include at least one of a homopolymer and a copolymer. For example, one or more homopolymers and one or more copolymers may be used in combination.
  • the proportion of propylene in the constituent monomer of the propylene polymer that is, the proportion of the repeating unit derived from propylene in the propylene polymer is 90% by mass or more and 95% by mass or more from the viewpoint of basic material properties and chemical resistance. It is preferable.
  • the molecular weight of the propylene polymer is not particularly limited, but is preferably about 20,000 to 300,000 from the viewpoint of moldability.
  • the molecular weight is a mass average molecular weight measured by GPC method and converted to standard polystyrene.
  • the stereoregularity of polypropylene is not particularly limited, and may be an atactic structure synthesized by normal radical polymerization, or may be an isotactic structure or a syndiotactic structure having stereoregularity.
  • the propylene copolymer is a copolymer containing a copolymer component other than propylene as a comonomer.
  • the amount of the copolymerization component (comonomer) other than propylene may be substantially contained, and it is important that it is contained in an amount of 10% by mass or less in the constituent monomer from the viewpoint of flexibility. % Or less is more preferable.
  • the type and number of copolymer components are not particularly limited, and examples thereof include olefins having 2 or 4 to 8 carbon atoms, (meth) acrylic acid, vinyl acetate, (meth) acrylonitrile, and the like. Or a plurality of types can be used in combination.
  • (meth) acrylic acid means both acrylic acid and methacrylic acid, and the same applies to the display of derivatives thereof.
  • the copolymerization type may be random copolymerization, block copolymerization, or graft copolymerization, but is preferably a random copolymer.
  • thermoplastic elastomer at least one of an olefin-based thermoplastic elastomer and a styrene-based thermoplastic elastomer can be used.
  • the olefinic thermoplastic elastomer has an olefinic resin such as polyethylene or polypropylene as a hard segment and an olefinic rubber as a soft segment.
  • a blend type (polymer alloy) in which soft segments (domains) are finely dispersed in a hard segment matrix is representative, but a type in which hard segments and soft segments are copolymerized can also be used.
  • olefin rubber examples include ethylene-propylene rubber (EPR or EPM) and ethylene-propylene-diene rubber (EPDM). You may use combining these multiple types.
  • EPR or EPM ethylene-propylene rubber
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubber
  • the styrenic thermoplastic elastomer is obtained by block copolymerization of a hard segment of polystyrene and a soft segment such as polybutadiene, hydrogenated polybutadiene (polyethylene / polybutylene), hydrogenated polyisoprene (polyethylene / polypropylene).
  • Styrene rubber with block copolymerization of polystyrene and polybutadiene SBS: polystyrene-polybutadiene-polystyrene
  • SEBS polystyrene-polyethylene-polybutylene-polystyrene
  • SEBS polystyrene-polyethylene-polybutylene-polystyrene
  • SEPS hydrogenated styrene rubber
  • SEPS polystyrene-polyethylene / polypropylene-polystyrene
  • each product such as Lavalon series manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation and Espolex SB series manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. can be preferably used.
  • the resin composition according to the present invention comprises the above (A1) propylene polymer and (A2) thermoplastic elastomer as essential components of the base resin, but within the range not inhibiting the effects of the present invention, other resin components are added. May be included.
  • polyolefin resins other than propylene (co) polymer polyethylene, ethylene butene-1 copolymer, poly 1-butene, poly 1-pentene, poly 4-methylpentene-1, polybutadiene, polyisoprene, etc.
  • ethylene -Vinyl acetate copolymer polyethylene- (meth) acrylate copolymer, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polystyrene, polyethylene terephthalate, polybutadiene terephthalate, polycarbonate, polyamide, petroleum resin hydrocarbon (petroleum Resin, hydrogenated petroleum resin, terpene resin, hydrogen
  • the amount is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of (A1) propylene polymer and (A2) thermoplastic elastomer. Or less, more preferably 5 parts by weight or less.
  • Metal hydrate is blended with the base resin as a flame retardant.
  • Metal hydrate is a metal compound that contains water molecules as crystal water, and is a concept that also includes metal hydroxides that form hydrated oxides.
  • metal hydroxides that form hydrated oxides.
  • magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, zirconium hydroxide, calcium hydroxide, basic magnesium carbonate, hydrotalcite and the like can be exemplified.
  • the number of water molecules (hydration number) contained in these metal compounds is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the type of metal compound. These metal hydrates may be used in combination of multiple types.
  • magnesium hydroxide Mg (OH) 2 or MgO ⁇ nH 2 O
  • aluminum hydroxide Al (OH) 3 or Al 2 O 3 ⁇ nH 2 O
  • a metal hydrate whose surface is treated (surface-coated) with a surface treatment agent can also be used.
  • the surface treatment agent include long chain fatty acids having about 12 to 25 carbon atoms (for example, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, linoleic acid, etc.), and these long chain fatty acids.
  • Alkali metal salt or alkaline earth metal salt eg, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, linoleic acid, etc., magnesium salt, sodium salt, potassium salt, calcium salt, etc.
  • these Long chain fatty acid esters or chain alcohols having about 6 to 30 carbon atoms. You may use these in combination of multiple types.
  • the average particle size of the metal hydrate is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 3 ⁇ m, more preferably 1 to 2 ⁇ m from the viewpoint of material mechanical properties. A combination of metal hydrates having different average particle diameters may be used.
  • the average particle size of the metal hydrate is an average primary particle size measured with a spectrometer, and in the case of a surface-treated metal hydrate, it means the average particle size after the surface treatment.
  • the metal hydrate is contained in an amount of 50 parts by mass or more, preferably 60 parts by mass or more, and 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the (A) base resin from the viewpoint of ensuring sufficient flame retardancy. It is still more preferable that it is above.
  • the (B) metal hydrate is 100 parts by mass or less and 90 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the (A) base resin. Preferably, it is 80 parts by mass or less.
  • a phenolic antioxidant is an antioxidant that has a phenolic hydroxyl group in the molecule and has the effect of preventing auto-oxidative degradation of polymers such as polyolefins by capturing the generated radicals (ROO.). is there. It can also be said to be a hindered phenol antioxidant.
  • antioxidants there are amine-based, phosphorus-based, and sulfur-based ones, but by using a phenolic antioxidant, the heat resistance life of the resin composition can be improved and long-term heat resistance can be secured.
  • a phenolic antioxidant is used. Furthermore, although it mentions later, by using a phenolic antioxidant, the fall promotion of the thermal characteristic by contact with a vinyl chloride resin can also be suppressed.
  • the phenolic antioxidant is not particularly limited as long as it provides the above-mentioned action.
  • Irganox series manufactured by Ciba Japan Co., Ltd .; for example, Irganox 1010, 1035, 1076, 1098, 1135, 1330, 1726, 1425, 1520, 245, 259, 3114, etc. can be used. .
  • the phenol-based antioxidant is blended in an amount of 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the base resin from the viewpoint of sufficiently preventing the oxidative deterioration of the resin. Therefore, it mix
  • the metal soap is preferably a salt of a medium chain fatty acid having 8 to 10 carbon atoms or a long chain fatty acid having 12 or more carbon atoms and a metal other than sodium and potassium.
  • fatty acids include octylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, 12-hydroxystearic acid, behenic acid, montanic acid, sebacic acid, ricinoleic acid, and the like. It may be an acid.
  • the metal include lithium, magnesium, calcium, barium, zinc, and aluminum.
  • the metal soap is lithium stearate, magnesium stearate, calcium stearate, barium stearate, zinc stearate, 12-hydroxy calcium stearate, 12-hydroxy zinc stearate, 12-hydroxy stearic acid.
  • the fatty acid is one or more selected from the group consisting of montanic acid, 12-hydroxystearic acid, and behenic acid, and the calcium salt, magnesium salt, zinc salt, aluminum salt of these fatty acids, And any metal salt selected from lithium salts (these are also referred to as “special metal soaps”).
  • special metal soaps can further improve the kneadability of the resin composition, and can also contribute to the improvement of the flame retardancy of the resin composition. About this flame retardance improvement effect, it is estimated that these special metal soaps promote dispersion of metal hydrates and improve dispersibility when the resin composition is melted at high temperature.
  • the use of behenic acid calcium salt, magnesium salt, zinc salt, aluminum salt, or lithium salt is most preferable from the viewpoint of the effect exerted.
  • the metal soap is blended in an amount of 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the base resin from the viewpoint of improving the kneading processability and flame retardancy of the resin composition. Since there is a possibility that processability may be lowered, the blending is performed in a range of 2 parts by mass or less. Furthermore, the special metal soap is blended in an amount of 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the base resin.
  • the resin composition according to the present invention includes various commonly used additives, such as colorants and antioxidants, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • chelating agent chelating agent
  • flame retardant aid chelating agent
  • UV absorber heat stabilizer
  • antistatic agent antibacterial agent
  • antifogging agent antiblocking agent
  • dispersant lubricant
  • thickener foaming agent
  • foaming agent One or more organic / inorganic fillers may be included as necessary.
  • known non-halogen / non-antimony flame retardants other than the above metal hydrates may be used in combination.
  • the production method of the resin composition is not particularly limited, and can be produced by mixing each component by a usual method. For example, add phosphate and flame retardant aid and other optional ingredients as necessary to the base resin component in powder or pellet form, and add tumbler, Henschel mixer, Banbury mixer, ribbon feeder, super mixer, etc. After mixing, the mixture is melt-kneaded at a kneading temperature of 150 ° C. to 200 ° C., preferably 150 ° C. to 170 ° C., using a single-screw or multi-screw extruder (preferably a melt kneader capable of degassing), rolls, kneaders, etc. A method of forming pellets or the like is preferable.
  • the addition order of each compounding component is arbitrary, and each component may be mixed in an order different from the method exemplified above. Furthermore, a master batch in which other additives and the like are concentrated and blended at a high concentration can be prepared and used.
  • the flame retardant resin composition obtained as described above can satisfy all of the flame retardancy, heat resistance, and mechanical properties in a well-balanced manner. Therefore, electrical / electronic parts, mechanical parts, vehicle parts, It can be used for various purposes such as building materials and office equipment.
  • this resin composition can be conveniently used as a coating
  • the coating means both a primary coating around a conductor (twisted wire or a core wire) and a secondary coating serving as an exterior of the coated electric wire.
  • the protective member refers to a secondary covering tube, sheet or the like for protecting the electric wire / assembled electric wire from friction. There is no restriction
  • the electric wire is a coated wire obtained by covering a stranded wire (bare wire) formed by twisting a plurality of conductive wires (element wires) such as copper and aluminum with an insulating coating layer.
  • the flame-retardant resin composition according to the present invention described above By using a thing for this insulation coating layer, the non-halogen insulated electric wire excellent in a flame retardance, long-term heat resistance, and a mechanical characteristic can be provided. That is, the non-halogen insulated electric wire according to the present invention is a covered electric wire in which the outer peripheral surface of a stranded wire serving as a conductor is covered with the resin composition according to the present invention. And an insulating coating layer formed by using.
  • the composition, diameter, etc. of the conducting wire (element wire) are not particularly limited, and the number of the strands constituting the stranded wire is not particularly limited. Further, the thickness of the coating layer is not particularly limited, but can be, for example, 0.2 to 0.3 mm.
  • the resin composition according to the present invention is a tube, a tape, a sheet, or the like for secondary coating that bundles and protects a coated electric wire.
  • the wire harness (also referred to as a cable) according to the present invention is a wire bundle including a plurality of insulated wires and an insulating protective material that protects the outer periphery of the wire bundle, and includes the resin composition according to the present invention. Insulating protective material.
  • the specific configuration and number of insulated wires (covered wires) constituting the wire bundle are not particularly limited.
  • the non-halogen insulated wire according to the present invention may be used, or a combination of the non-halogen insulated wire and a PVC insulated wire coated with polyvinyl chloride (PVC), It may be used as a wire harness (or cable) in which a plurality of PVC insulated wires are mixed.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the wire harness according to the present invention is a wire bundle including the polyvinyl chloride insulated wire and the non-halogen insulated wire, and an insulating protective material for protecting the outer periphery of the wire bundle, wherein the resin composition according to the present invention is used. It becomes the structure provided with the insulation protection material containing.
  • the phenolic antioxidant is blended in the resin composition according to the present invention, even if it comes into contact with PVC of the PVC insulated wire, it is possible to suppress the deterioration of the thermal characteristics caused by the PVC plasticizer.
  • the insulation protective material is not particularly limited as long as it can be bundled by an arbitrary method and can be packaged into one, and is an insulating tape with an adhesive layer or a sheet shape with an adhesive layer, and this is an electric wire bundle.
  • the wire bundle may be inserted into the tube as a tube shape.
  • These tapes, sheets or tubes may have a multi-layer structure, and at least one of them may be composed of the resin composition according to the present invention.
  • the above electric wires and wire harnesses can be used for various applications such as electric / electronic parts, machine parts, vehicle parts, and building materials. Especially, it can use preferably as a vehicle (automobile) electric wire and cable.
  • Polypropylene resin polypropylene homopolymer: “PS201A” (MFR (JIS K69211-2, 230 ° C., 2.16 kg) 0.5 g / 10 min) manufactured by Sun Allomer Co., Ltd.
  • Olefin-based thermoplastic elastomer “Thermolan Z102B” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (MFR (JIS K7210-1999, 230 ° C., 21.2 N) 9 g / 10 min, density (JIS K7112-1999, underwater substitution method) 0.88 g / Cm 3 )
  • Magnesium hydroxide “Kisuma 5A” (stearic acid-treated magnesium hydroxide) manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. (average particle size: 1.0 ⁇ m)
  • Phenol antioxidant “Irganox 1010” manufactured by Ciba Japan Metal soap (1) (special metal soap): “MS-7” manufactured by Nitto Kasei Kogyo Co., Ltd. (magnesium behenate, metal content 2.9 to 3.7% by mass)
  • Metal soap (2) Calcium stearate manufactured by Kawamura Kasei Kogyo Co., Ltd.
  • a stranded wire made of copper wire was covered with a thickness of 0.2 mm to produce a 0.35 sq non-halogen insulated wire.
  • the following tests were performed on the resin composition or the non-halogen insulated wire.
  • the evaluation results are also shown in Tables 1 and 2.
  • ⁇ Tensile elongation> In accordance with JIS K 7161 (1993), a 1 mm thick press sheet punched into No. 3 type with a dumbbell was used as a test piece. The pulling speed was 50 mm / min. Evaluation was made with an elongation rate of 300% or more as ⁇ and less than 300% as x.
  • ⁇ Abrasion resistance> In accordance with ISO 6722 (2006), the wear resistance of the non-halogen insulated wires was examined. The evaluation was evaluated as ⁇ when the reciprocation was 300 times or more and there was no conduction, and x when the number of times until conduction occurred was less than 300 times.
  • the resin composition was pre-blended in advance using a high-speed mixing device such as a Henschel mixer, and then kneaded using a single-screw kneader.
  • the temperature condition was set to be the melting point of the blended composition + 20 ° C. Evaluations were made with a discharge amount from the head of 50 g / min or more as O and a value less than 50 g / min as X.
  • the flame-retardant resin composition of the present invention can satisfy all of flame retardancy, heat resistance, and mechanical properties in a balanced manner, electrical / electronic parts, mechanical parts, vehicle parts, building materials, office equipment It can be used for various purposes.

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Abstract

 樹脂の機械特性の低下を抑制し、且つ、充分な難燃性能を提供できるハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物を提供することを目的とする。本発明は(A1)構成モノマーの90質量%以上がプロピレンであるプロピレン重合体、ならびに(A2)オレフィン系熱可塑性エラストマーおよびスチレン系熱可塑性エラストマーのうち少なくとも一方を含む(A)ベース樹脂と、(B)金属水和物と、(C)フェノール系酸化防止剤と、(D)金属石鹸とを含み;前記(A)ベース樹脂中の(A1)プロピレン重合体と(A2)熱可塑性エラストマーの配合比率(A1):(A2)が質量比で9:1~7:3であり;前記(A)ベース樹脂100質量部に対し、前記(B)金属水和物が50~100質量部、前記(C)フェノール系酸化防止剤が0.5~4質量部、および前記(D)金属石鹸が0.5~2質量部、の範囲でそれぞれ配合され;かつ前記(D)金属石鹸のうち、(A)ベース樹脂100質量部に対し0.1質量部以上は、モンタン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、およびベヘン酸からなる群から選ばれる1種以上の脂肪酸のカルシウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、またはリチウム塩である難燃性樹脂組成物。

Description

難燃性樹脂組成物
 本発明は、ハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物と、それを用いた電線およびワイヤーハーネスに関する。
 自動車用材料、特に電線を保護する絶縁被覆材として、従来ポリ塩化ビニル樹脂が使用されている。ポリ塩化ビニルは、自己消火性材料であるため高い難燃性を有し、かつ、柔軟性と摩耗性にも優れた材料である。しかし、車両火災や焼却処分を行なう際に有害なハロゲンガスを発生するという問題があるため、ノンハロゲン系保護材の開発が行なわれている。
 ハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物には、難燃剤として、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和物が用いられる。特許文献1では、エチレン・酢酸ビニル共重合体100質量部に対し、金属水和物200~300質量部と、硼酸亜鉛5~60質量部が配合されている。
日本国特開2006-1988号公報
 一般に金属水和物は難燃効率が低いことから、所定の難燃性規格を満たすためにはベース樹脂に対する配合比を高めることが必要となる。具体的には、金属水和物が質量で樹脂組成物全体の半分以上を占めることにもなり、その結果、柔軟性、伸び等の樹脂本来の機械的特性が大幅に減少してしまうという問題がある。
 そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、機械的特性を維持しつつ難燃性を高めることができ、かつ、耐熱性にも優れたハロゲンフリーの難燃性樹脂組成物を提供することを課題とする。
 本発明は下記難燃性樹脂組成物、電線およびワイヤーハーネスを提供する。
[1](A1)構成モノマーの90質量%以上がプロピレンであるプロピレン重合体、ならびに(A2)オレフィン系熱可塑性エラストマーおよびスチレン系熱可塑性エラストマーのうち少なくとも一方の熱可塑性エラストマーを含む(A)ベース樹脂と、(B)金属水和物と、(C)フェノール系酸化防止剤と、(D)金属石鹸とを含み;前記(A)ベース樹脂中の(A1)プロピレン重合体と(A2)熱可塑性エラストマーの配合比率(A1):(A2)が質量比で9:1~7:3であり;前記(A)ベース樹脂100質量部に対し、前記(B)金属水和物が50~100質量部、前記(C)フェノール系酸化防止剤が0.5~4質量部、および前記(D)金属石鹸が0.5~2質量部、の範囲でそれぞれ配合され;かつ前記(D)金属石鹸のうち、(A)ベース樹脂100質量部に対し0.1質量部以上は、モンタン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、およびベヘン酸からなる群から選ばれる1種以上の脂肪酸のカルシウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、またはリチウム塩である難燃性樹脂組成物。
[2]複数の導線からなる撚線と;前記撚線の外周面に設けられる、上記[1]記載の難燃性樹脂組成物を含む絶縁被覆層と;を備えるノンハロゲン絶縁電線。このノンハロゲン絶縁電線は、自動車用途(車両用途)であることが好ましい。
[3]複数の絶縁電線を含む電線束と;前記電線束の外周を保護する、上記[1]記載の難燃性樹脂組成物を含む絶縁保護材と;を備えるワイヤーハーネス。このワイヤーハーネスは、自動車用途(車両用途)であることが好ましい。
 本発明に係る難燃性樹脂組成物は、所定の配合成分を所定量で組み合わせて使用するので、難燃剤である金属水和物の配合量を従来よりも抑制しつつ難燃性を確保することができ、耐熱寿命性(耐熱性)を満足し、かつ、耐摩耗性と引張伸び特性を良好に維持することができる。さらに、この難燃性樹脂組成物は、混練加工性も良好であるため、生産性の向上も期待できる。
 本発明において、ハロゲンフリーまたはノンハロゲンとは、ハロゲン化合物を、樹脂組成物における難燃性などの各種機能を発現させるための有効成分としては含有しないことを言い、不可避的にわずかに含まれる不純物等としてのハロゲンをも含まないことを意味するものではない。
 また、本願において“質量%”及び“質量部”は、それぞれ“重量%”及び“重量部”と同義である。
 本発明に係る難燃性樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」とも記す。)は、(A)ベース樹脂として、少なくとも(A1)プロピレン重合体と、(A2)熱可塑性エラストマーを使用する。
 この(A1)プロピレン重合体は、構成モノマーの90質量%以上がプロピレンである重合体であり、プロピレン(共)重合体とも記載できる。すなわち、プロピレン単独重合体とプロピレン共重合体の双方を意味している。
 このプロピレン重合体として、単独重合体および共重合体のうち少なくとも1種類を含むことができ、たとえば1種類以上の単独重合体と1種類以上の共重合体とを組み合わせて使用してもよい。
 プロピレン重合体の構成モノマー中に占めるプロピレンの割合、すなわちプロピレン重合体におけるプロピレン由来の繰り返し単位の割合は、材料基本特性や耐薬品性の観点から90質量%以上であり、95質量%以上であることが好ましい。
 プロピレン重合体の分子量については、特に限定はされないが、成形性の観点から2万~30万程度であることが好ましい。なお、分子量とは、GPC法により測定し、標準ポリスチレン換算した質量平均分子量である。
 ポリプロピレンの立体規則性は、特に限定されず、通常のラジカル重合で合成されるアタクチック構造でもよいし、立体規則性のあるアイソタクチック構造またはシンジオタクチック構造でもよい。
 プロピレン共重合体は、コモノマーとしてプロピレン以外の共重合成分を含む共重合体である。このプロピレン以外の共重合成分(コモノマー)の量は、実質的に含まれていればよく、柔軟性の観点から構成モノマー中の10質量%以下の量で含まれることが重要であり、5質量%以下であることがより好ましい。
 共重合成分の種類や数について、特に限定はされないが、たとえば、炭素数2または4~8のオレフィン、(メタ)アクリル酸、酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられ、これらを単独で、または複数種を組み合わせて使用できる。ここで、(メタ)アクリル酸とはアクリル酸とメタクリル酸の双方を意味しており、それらの誘導体の表示についても同様である。
 共重合形式は、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合のいずれでもよいが、ランダム共重合体であることが好ましい。
 (A2)熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系熱可塑性エラストマーおよびスチレン系熱可塑性エラストマーの少なくとも一方を用いることができる。
 オレフィン系熱可塑性エラストマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂をハードセグメントとし、オレフィン系ゴムをソフトセグメントとするものである。ハードセグメントのマトリックスに中にソフトセグメント(ドメイン)を微分散させたブレンドタイプ(ポリマーアロイ)が代表的であるが、ハードセグメントとソフトセグメントを共重合したタイプを用いることもできる。オレフィン系ゴムとしては、エチレン-プロピレンゴム(EPRまたはEPM)、エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)が挙げられる。これらの複数種を組み合わせて使用してもよい。
 市販品として、三菱化学(株)製のサーモランシリーズ、住友化学(株)製のエスポレックスTPEシリーズ、等の各製品を好ましく使用できる。
 スチレン系熱可塑性エラストマーは、ポリスチレンのハードセグメントとポリブタジエン、水添ポリブタジエン(ポリエチレン・ポリブチレン)、水添ポリイソプレン(ポリエチレン・ポリプロピレン)などのソフトセグメントとをブロック共重合させたものである。ポリスチレンとポリブタジエンをブロック共重合させたスチレン系ゴム(SBS:ポリスチレン-ポリブタジエン-ポリスチレン)、ポリスチレンと水添ポリブタジエンをブロック共重合させた水添スチレン系ゴム(SEBS:ポリスチレン-ポリエチレン・ポリブチレン-ポリスチレン)、ポリスチレンと水添ポリイソプレンをブロック共重合させた水添スチレン系ゴム(SEPS:ポリスチレン-ポリエチレン・ポリプロピレン-ポリスチレン)などが挙げられる。これらの複数種を組み合わせて使用してもよい。
 市販品として、三菱化学(株)製のラバロンシリーズ、住友化学(株)製のエスポレックスSBシリーズ、等の各製品を好ましく使用できる。
 上記(A1)プロピレン重合体と(A2)熱可塑性エラストマーは、質量比で(A1):(A2)が9:1~7:3の範囲で併用され、これにより、より一層バランス良く各種特性を実現することができる。すなわち、プロピレン重合体にオレフィン系および/またはスチレン系熱可塑性エラストマーを配合することにより柔軟性が付与されるが、一方で硬化物の耐摩耗性が低下する恐れがあるため、熱可塑性エラストマーの配合量を一定範囲内とすることが重要である。
 本発明に係る樹脂組成物は、上記(A1)プロピレン重合体と(A2)熱可塑性エラストマーをベース樹脂の必須成分とするが、本発明の効果を阻害しない範囲内で、これら以外の樹脂成分を含んでいてもよい。
 たとえば、プロピレン(共)重合体以外のポリオレフィン樹脂(ポリエチレン、エチレン・ブテン-1共重合体、ポリ1-ブテン、ポリ1-ペンテン、ポリ4-メチルペンテン-1、ポリブタジエン、ポリイソプレン等)、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-(メタ)アクリレート共重合体、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブタジエンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアミド、石油樹脂系炭化水素(石油樹脂、水添石油樹脂、テルペン樹脂、水添テルペン樹脂等)等が挙げられ、これらの複数種を併用してもよい。
 これらの他の樹脂を添加する場合は、(A1)プロピレン重合体と(A2)熱可塑性エラストマーの合計100質量部に対して、50質量部以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5重量部以下の範囲で配合することができる。
 上記ベース樹脂に対し、難燃剤として(B)金属水和物が配合される。金属水和物は、結晶水として水分子を含む金属化合物であり、水和酸化物を形成する金属水酸化物も含む概念である。たとえば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化ジルコニウム、水酸化カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトなどを例示することができる。それらの金属化合物に含まれる水分子の数(水和数)は、特に限定されず、金属化合物の種類に応じて適宜選択することができる。これらの金属水和物は、複数種を組み合わせて使用してもよい。
 より好ましくは、たとえば、水酸化マグネシウム(Mg(OH)またはMgO・nHO)、水酸化アルミニウム(Al(OH)またはAl・nHO)、などを用いることができる。
 金属水和物は、その表面が表面処理剤で処理(表面被覆)されたものを使用することもできる。この表面処理剤としては、たとえば、炭素数12~25程度の長鎖脂肪酸(例えばラウリル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、またはリノール酸等)、これらの長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩(例えばラウリル酸、ミリスチル酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、リノール酸等の、マグネシウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩等)、これらの長鎖脂肪酸のエステル、または炭素数6~30程度の鎖式アルコールなどが挙げられる。これらは複数種を組み合わせて使用してもよい。
 金属水和物の平均粒径は、特に限定されないが、材料力学特性の観点から0.5~3μmであることが好ましく、1~2μmであることがより好ましい。異なる平均粒径の金属水和物を組み合わせて使用してもよい。なお、金属水和物の平均粒径とは、スペクトロメーターで測定した平均一次粒子径であり、表面処理された金属水和物の場合は、表面処理後の平均粒径を意味する。
 (B)金属水和物は、(A)ベース樹脂100質量部に対し、充分な難燃性を確保する観点から50質量部以上含まれ、60質量部以上含まれることが好ましく、70質量部以上であることが一層好ましい。一方、引張伸び特性および耐摩耗性を良好に維持する観点から、(A)ベース樹脂100質量部に対し(B)金属水和物は100質量部以下であり、90質量部以下であることが好ましく、80質量部以下であることが一層好ましい。
 このように、ベース樹脂100質量部に対し金属水和物の配合量が100質量部以下という少ない量であっても、充分な難燃性を備えた成形品を製造することができる。
 (C)フェノール系酸化防止剤は、分子中にフェノール性水酸基を有し、発生したラジカル(ROO・)を捕捉することでポリオレフィン等のポリマーの自動酸化劣化を防止する作用を有する酸化防止剤である。ヒンダートフェノール系酸化防止剤とも言うことができる。酸化防止剤としては、アミン系、リン系、イオウ系のものもあるが、フェノール系酸化防止剤を用いることで、樹脂組成物の耐熱寿命性を向上させて長期にわたる耐熱性を確保できることから、本発明ではフェノール系酸化防止剤を使用する。さらに、後述するがフェノール系酸化防止剤を使用することで、塩化ビニル樹脂との接触による熱特性の低下促進を抑制することもできる。
 フェノール系酸化防止剤としては、上記作用をもたらすものであれば特に限定はされないが、たとえば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、n-オクタデシル-3-(3’,5’-ジ-t-ブチル-4’-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス[メチレン-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4’-ブチリデンビス-(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、トリエチレングリコール-ビス[3-(3-t-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオネート]などを例示することができる。これらは複数種を組み合わせて使用してもよい。
 市販品としては、チバ・ジャパン(株)製のイルガノックスシリーズ;例えばイルガノックス1010、1035、1076、1098、1135、1330、1726、1425、1520、245、259、3114等を使用することができる。
 フェノール系酸化防止剤は、ベース樹脂100質量部に対し、樹脂の酸化劣化を充分に防止する観点から0.5質量部以上配合され、一方、あまり多量に配合されると組成物の混練加工性が低下する恐れがあるため、4質量部以下の範囲で配合される。
 (D)金属石鹸は、炭素数8~10の中鎖脂肪酸または炭素数12以上の長鎖脂肪酸と、ナトリウムおよびカリウム以外の金属との塩であることが好ましい。脂肪酸としては、オクチル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、ベヘン酸、モンタン酸、セバシン酸、リシノール酸などが挙げられ、ジカルボン酸であっても不飽和カルボン酸であってもよい。金属としてはリチウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、アルミニウムなどを挙げることができる。
 (D)金属石鹸は、さらに具体的には、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸亜鉛、12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム、12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛、12-ヒドロキシステアリン酸マグネシウム、12-ヒドロキシステアリン酸アルミニウム、12-ヒドロキシステアリン酸バリウム、12-ヒドロキシステアリン酸リチウム、ベヘン酸カルシウム、ベヘン酸亜鉛、ベヘン酸マグネシウム、ベヘン酸リチウム、モンタン酸カルシウム、モンタン酸亜鉛、モンタン酸マグネシウム、モンタン酸アルミニウム、モンタン酸リチウム、ラウリン酸カルシウム、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸亜鉛、リシノール酸カルシウム、リシノール酸バリウム、リシノール酸亜鉛、オクチル酸亜鉛、オクチル酸アルミニウム、ミリスチン酸亜鉛、パルミチン酸亜鉛などを例示できる。これらは単独で、または複数種を組み合わせて使用できる。
 より好ましい実施態様においては、脂肪酸は、モンタン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、およびベヘン酸からなる群から選ばれる1種以上であり、それらの脂肪酸のカルシウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、およびリチウム塩の中から選ばれるいずれかの金属塩(これらを「特殊金属石鹸」ともいう。)を使用する。これらの金属塩は、樹脂組成物の混練加工性をより向上させることができ、かつ、樹脂組成物の難燃性の向上にも寄与することができる。この難燃性向上効果については、樹脂組成物の高温溶融時に、これらの特殊金属石鹸が金属水和物の分散を促進して分散性を向上させるためと推測される。なかでも、ベヘン酸のカルシウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、またはリチウム塩を用いることが、その奏される効果の観点から最も好ましい。
 金属石鹸は、ベース樹脂100質量部に対し、樹脂組成物の混練加工性と難燃性を向上させる観点から0.5質量部以上配合され、一方、あまり多量に配合されると組成物の混練加工性が反対に低下する恐れがあるため、2質量部以下の範囲で配合される。
 さらに、上記特殊金属石鹸は、ベース樹脂100質量部に対し、0.1質量部以上配合される、すなわち金属石鹸中の20質量%以上を占める。
 本発明に係る樹脂組成物は、上記(A)~(D)の各成分に加え、本発明の効果を阻害しない範囲内で、通常使用される各種の添加剤、たとえば着色剤、酸化防止剤、重金属不活性化剤(キレート剤)、難燃助剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、帯電防止剤、抗菌剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、分散剤、滑剤、増粘剤、発泡剤、有機・無機充填材等の1種以上を必要に応じて含むことができる。さらに、上記金属水和物以外の公知のノンハロゲン・ノンアンチモン系難燃剤を併用してもよい。
 樹脂組成物の製造方法は、特に限定されず、通常の方法で各成分を混合して製造することができる。たとえば、パウダー状またはペレット状のベース樹脂成分に、リン酸塩および難燃助剤と、必要に応じてその他の任意成分を添加し、タンブラーやヘンシェルミキサー、バンバリーミキサー、リボンフィーダー、スーパーミキサー等を用いて混合した後、単軸または多軸の押出機(好ましくは脱気ができる溶融混練装置)、ロール、ニーダー等により、混練温度150℃~200℃、好ましくは150℃~170℃で溶融混練し、ペレット等にする方法が好適である。各配合成分の添加順序は任意であり、上記例示の方法とは異なる順序で各成分を混合してもよい。さらに、他の添加剤等を高濃度に濃縮配合したマスターバッチを作成し、混合使用することもできる。
 以上のようにして得られる難燃性樹脂組成物は、難燃性、耐熱性、および機械的特性のすべてをバランスよく満足することができるので、電気・電子部品、機械部品、車両用部品、建材、事務機器などの様々な用途に使用することができる。なかでも、この樹脂組成物は、電線用の被覆材、保護部材として好適に使用できる。ここで被覆とは、導体(撚線または芯線)の周囲の一次被覆、および被覆電線の外装を担う二次被覆の双方を意味する。保護部材とは、電線・組み電線を摩擦などから守るための、二次被覆用のチューブ、シートなどを指す。この樹脂組成物を使用した電線の具体的な被覆方法、被覆厚などについては、特に制限はない。
 電線は、銅、アルミニウム等の導線(素線)を複数本撚り合わせてなる撚線(裸線)を、絶縁被覆層で覆った被覆線であるが、上記本発明に係る難燃性樹脂組成物をこの絶縁被覆層に使用することにより、難燃性、長期耐熱性および機械的特性に優れたノンハロゲン絶縁電線を提供することができる。
 すなわち、本発明に係るノンハロゲン絶縁電線は、導体となる撚線の外周面を本発明に係る樹脂組成物により被覆した被覆電線であり、複数の導線からなる撚線と、難燃性樹脂組成物を用いて形成される絶縁被覆層とを含む。
 導線(素線)の組成、直径などは特に限定されず、また撚線を構成する素線の本数なども特に限定されない。さらに、被覆層の厚みも特に限定されないが、たとえば0.2~0.3mmとすることができる。
 さらに、本発明に係る樹脂組成物を、被覆電線を束ねて保護する二次被覆用のチューブ、テープまたはシート等として使用することも好ましい。
 すなわち、本発明に係るワイヤーハーネス(ケーブルともいう。)は、複数の絶縁電線を含む電線束と、電線束の外周を保護する絶縁保護材であって、上記本発明に係る樹脂組成物を含む絶縁保護材とを備える。
 電線束を構成する絶縁電線(被覆電線)の具体的構成および本数は、特に限定されない。絶縁電線として、上記本発明に係るノンハロゲン絶縁電線を使用してもよいし、上記ノンハロゲン絶縁電線と、ポリ塩化ビニル(PVC)により被覆されたPVC絶縁電線と組み合わせて、複数本のノンハロゲン絶縁電線と複数本のPVC絶縁電線とが混在したワイヤーハーネス(またはケーブル)として使用してもよい。このようにノンハロゲン絶縁電線とPVC絶縁電線とを組み合わせることにより、有害なハロゲンガスの発生量を抑制しつつ、加工性および経済性の要請も満たすことができる。この場合、本発明に係るワイヤーハーネスは、ポリ塩化ビニル絶縁電線および上記ノンハロゲン絶縁電線を含む電線束と、電線束の外周を保護する絶縁保護材であって、上記本発明に係る樹脂組成物を含む絶縁保護材とを備えた構成となる。
 上記本発明に係る樹脂組成物は、フェノール系酸化防止剤が配合されているので、PVC絶縁電線のPVCと接触しても、PVC可塑剤による熱特性の低下促進を抑制することができる。
 絶縁保護材は、任意の方法で束ねて1本に外装することができるものであれば特に限定はされず、粘着層付きの絶縁テープまたは粘着層付きのシート形状であって、これを電線束に巻き付けてもよいし、チューブ形状として、チューブ内に電線束を挿入してもよい。これらのテープ、シートまたはチューブは、多層構造であってもよく、そのうちの少なくとも一層が本発明に係る樹脂組成物で構成されていればよい。
 上記電線およびワイヤーハーネス(ケーブル)は、電気・電子部品、機械部品、車両用部品、建材などの様々な用途に使用することができる。なかでも、車両用(自動車用)電線・ケーブルとして好ましく使用できる。
 以下に、本発明を実施例により詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例および比較例>
 表に示す配合比で、ベース樹脂に対し各成分を配合し、ヘンシェルミキサーで予備混合した。
 使用した成分は次のとおりである。
 ポリプロピレン樹脂(ポリプロピレン単独重合体):サンアロマー(株)製「PS201A」(MFR(JIS K6921-2、230℃、2.16kg)0.5g/10分)
 オレフィン系熱可塑性エラストマー:三菱化学(株)製「サーモランZ102B」(MFR(JIS K7210-1999、230℃、21.2N)9g/10分、密度(JIS K7112-1999、水中置換法)0.88g/cm
 水酸化マグネシウム:協和化学工業(株)製「キスマ5A」(ステアリン酸処理水酸化マグネシウム)(平均粒径1.0μm)
 フェノール系酸化防止剤:チバ・ジャパン(株)製「イルガノックス1010」
 金属石鹸(1)(特殊金属石鹸):日東化成工業(株)製「MS-7」(ベヘン酸マグネシウム、金属含有量2.9~3.7質量%)
 金属石鹸(2):川村化成工業(株)製ステアリン酸カルシウム
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 得られた樹脂組成物を用いて、銅線からなる撚線の周囲を厚さ0.2mmで被覆して、0.35sqのノンハロゲン絶縁電線を製造した。
 樹脂組成物またはノンハロゲン絶縁電線に対し、次の試験を行なった。評価結果を併せて表1および2に示す。
 <引張伸び>
 JIS K 7161(1993)に準拠し、試験片としては1mm厚プレスシートを、ダンベルで3号型に打抜いたものを使用した。引っ張り速度は50mm/分とした。伸び率300%以上を○、300%未満を×として評価した。
 <難燃性>
 ノンハロゲン絶縁電線に対し、ISO 6722(2006)に準じた難燃性試験を行なった。70秒以内に消炎したものを○、しなかったものを×として評価した。
 <耐摩耗性>
 ISO 6722(2006)に準拠して、ノンハロゲン絶縁電線の耐摩耗性を調べた。往復300回以上で導通の無いものを○、導通が生じるまでの回数が300回未満のものを×として評価した。
 <混練加工性>
 樹脂組成物を、あらかじめヘンシェルミキサーなどの高速混合装置を用いてプリブレンドした後、単軸混練機を用いて混練した。温度条件は、配合組成物の融点+20℃となるように設定した。ヘッドからの吐出量が50g/分以上のものを○、50g/分未満を×として評価した。
 <長期耐熱性>
 ISO 6722(2006)に準拠して、ノンハロゲン絶縁電線の長期耐熱性を調べた。割れがないものを合格、割れが確認されたものを不合格として評価した。
 実施例の樹脂組成物を用いた場合は、評価したすべての特性に優れていることが確認された。これに対し比較例の樹脂組成物では、いずれかの特性が不良となることが判明した。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は2009年11月24日出願の日本特許出願(特願2009-266403)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 本発明の難燃性樹脂組成物は、難燃性、耐熱性、および機械的特性のすべてをバランスよく満足することができるので、電気・電子部品、機械部品、車両用部品、建材、事務機器などの様々な用途に使用することができる。

Claims (3)

  1.  (A1)構成モノマーの90質量%以上がプロピレンであるプロピレン重合体、ならびに(A2)オレフィン系熱可塑性エラストマーおよびスチレン系熱可塑性エラストマーのうち少なくとも一方の熱可塑性エラストマーを含む(A)ベース樹脂と、(B)金属水和物と、(C)フェノール系酸化防止剤と、(D)金属石鹸とを含み、
     前記(A)ベース樹脂中の(A1)プロピレン重合体と(A2)熱可塑性エラストマーの配合比率(A1):(A2)が質量比で9:1~7:3であり、
     前記(A)ベース樹脂100質量部に対し、前記(B)金属水和物が50~100質量部、前記(C)フェノール系酸化防止剤が0.5~4質量部、および前記(D)金属石鹸が0.5~2質量部、の範囲でそれぞれ配合され、かつ、
     前記(D)金属石鹸のうち、(A)ベース樹脂100質量部に対し0.1質量部以上は、モンタン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、およびベヘン酸からなる群から選ばれる1種以上の脂肪酸のカルシウム塩、マグネシウム塩、亜鉛塩、アルミニウム塩、またはリチウム塩である難燃性樹脂組成物。
  2.  複数の導線からなる撚線と、
     前記撚線の外周面に設けられ、請求項1記載の難燃性樹脂組成物を含む絶縁被覆層と、
     を備える自動車用ノンハロゲン絶縁電線。
  3.  複数の絶縁電線を含む電線束と、
     前記電線束の外周を保護する、請求項1記載の難燃性樹脂組成物を含む絶縁保護材と、
     を備える自動車用ワイヤーハーネス。
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