阻燃性树脂组合物和使用该阻燃性树脂组合物的缆线以及光纤缆线技术领域
本发明涉及阻燃性树脂组合物和使用该阻燃性树脂组合物的缆线以及光纤缆线。
对于认可通过参照文献而编入内容的指定国，将在2014年8月25日于日本申请的
日本特愿2014－170406中记载的内容通过参照引入本说明书中，作为本说明书的记载中的
一部分。
背景技术
作为用于被覆电线等的树脂，以往广泛使用聚氯乙烯树脂(PVC)。聚氯乙烯树脂具
有加工性优异、耐化学药品性、阻燃性这样的优异的特性，相反具有燃烧时产生有毒气体的
缺点。
对此，研究了使用化学稳定且容易加工的聚烯烃树脂并在其中添加非卤素系阻燃
剂而成的阻燃性树脂组合物作为用于被覆电线等的树脂材料。例如，专利文献1公开了一种
阻燃性树脂组合物，包含聚烯烃树脂、相对于聚烯烃树脂100质量份以10质量份以上的比例
配合的碳酸钙粒子、以大于1质量份的比例配合的有机硅系化合物、以大于3质量份的比例
配合的含脂肪酸的化合物，碳酸钙粒子的平均粒径为0.7μm以上。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014－94969号公报
发明内容
根据上述专利文献1的阻燃性树脂组合物，能够确保优异的机械特性，同时还能够
确保优异的阻燃性，但对为了将上述专利文献1的阻燃性树脂组合物用作缆线的外皮而言，
用于耐受外伤、冲击的充分的硬度、用于为了末端加工而能够容易地将外皮撕裂的易撕裂
性、在低温下外皮没有产生裂纹的耐低温性不能说充分。
本发明所要解决的课题的目的在于提供一种硬度高、易撕裂性、耐低温性和阻燃
性优异的非卤素系的阻燃性树脂组合物和使用该阻燃性树脂组合物的缆线以及光纤缆线。
[1]本发明的阻燃性树脂组合物的特征在于，相对于包含高密度聚乙烯18～85质
量％、低密度聚乙烯9～69质量％和酸改性聚烯烃化合物3～25质量％的基础树脂100质量
份，配合25质量份～110质量份的碳酸钙粒子、大于1质量份且为10质量份以下的有机硅系
化合物和2质量份～20质量份的含脂肪酸的化合物而成。
[2]对于上述发明，能够以所述酸改性聚烯烃化合物为马来酸酐改性乙烯－α烯烃
共聚物的方式构成。
[3]对于上述发明，能够以所述马来酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物为马来酸酐改性
乙烯－1－丁烯共聚物的方式构成。
[4]对于上述发明，能够以所述高密度聚乙烯的密度为945kg/m3以上、所述低密度
聚乙烯的密度为880kg/m3～925kg/m3的方式构成。
[5]对于上述发明，能够以所述有机硅系化合物为硅橡胶生胶的方式构成。
[6]对于上述发明，能够以所述含脂肪酸的化合物为硬脂酸镁的方式构成。
[7]本发明的光纤缆线的特征在于，具备光纤和被覆所述光纤的绝缘层，所述绝缘
层由上述发明的阻燃性树脂组合物构成。
[8]本发明的缆线的特征在于，具备导体和被覆所述导体的绝缘层，所述绝缘层由
上述发明的阻燃性树脂组合物构成。
根据本发明，能够提供硬度高、易撕裂性、耐低温性和阻燃性优异的非卤素系的阻
燃性树脂组合物和使用该阻燃性树脂组合物的缆线以及光纤缆线。
附图说明
图1是本实施例的光纤缆线样品的截面图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
本实施方式的阻燃性树脂组合物相对于包含高密度聚乙烯18～85质量％、低密度
聚乙烯9～69质量％和酸改性聚烯烃化合物3～25质量％的基础树脂100质量份，配合25质
量份～110质量份的碳酸钙粒子、大于1质量份且为10质量份以下的有机硅系化合物和2质
量份～20质量份的含脂肪酸的化合物而成。
＜基础树脂＞
基础树脂包含高密度聚乙烯18～85质量％、低密度聚乙烯9～69质量％和酸改性
聚烯烃化合物3～25质量％。
作为高密度聚乙烯(HDPE)，没有特别限定，但从使其配合效果充分这样的观点考
虑，优选密度为945kg/m3以上的高密度聚乙烯，更优选密度为950kg/m3以上的高密度聚乙
烯。基础树脂中的高密度聚乙烯的含有比例为18～85质量％，优选为20～80质量％，更优选
为30～70质量％，进一步优选为40～60质量％。
通过以上述比例含有高密度聚乙烯，能够使阻燃性树脂组合物具有耐冲击性等优
异的高硬度。若高密度聚乙烯的含量过少，则硬度变得过低，对外伤、冲击的耐性降低。另一
方面，若高密度聚乙烯的含量过多，则基础树脂对碳酸钙粒子的收容性降低，耐低温性变
差。
作为低密度聚乙烯(LDPE)，没有特别限定，但从使其配合效果充分这样的观点考
虑，优选密度为880kg/m3～925kg/m3，更优选密度为900kg/m3～920kg/m3。基础树脂中的低
密度聚乙烯的含有比例为9～69质量％，优选为10～65质量％，更优选为20～60质量％，进
一步优选为30～50质量％。
阻燃性树脂组合物中，低密度聚乙烯与后述的酸改性聚烯烃化合物一同起到降低
基础树脂的结晶度的效果，由此能够提高耐低温性。另外，低密度聚乙烯与后述的酸改性聚
烯烃化合物一同还起到提高对碳酸钙粒子的收容性的效果。若低密度聚乙烯的含量过少，
则基础树脂对碳酸钙粒子的收容性降低，耐低温性变差。另一方面，若低密度聚乙烯的含量
过多，则硬度变得过低，对外伤、冲击的耐性降低。
作为酸改性聚烯烃化合物，没有特别限定，例如可举出马来酸酐、丙烯酸、甲基丙
烯酸等羧酸或羧酸酐或它们的酯类等不饱和有机酸和其酯类与聚烯烃的部分共聚物等。作
为酸改性聚烯烃化合物的具体例，可举出马来酸酐改性聚乙烯、马来酸酐改性聚丙烯、马来
酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物、马来酸酐改性苯乙烯系弹性体、马来酸酐改性乙烯－丙烯共
聚物等。其中，从高硬度、易撕裂性、耐低温性和阻燃性优异，同时还能够提高断裂强度和伸
长率这样的观点考虑，更优选马来酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物，所述马来酸酐改性乙烯－
α烯烃共聚物是将具有由作为主单体的乙烯和作为共聚单体的α烯烃构成的主链结构的乙
烯－α烯烃共聚物用马来酸酐改性而成的。另外，马来酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物中，特别
优选马来酸酐改性乙烯－1－丁烯共聚物，所述马来酸酐改性乙烯－1－丁烯共聚物是将具
有由作为主单体的乙烯和作为共聚单体的1－丁烯构成的主链结构的乙烯－1－丁烯共聚
物用马来酸酐改性而成的。另外，作为马来酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物，从能够适当提高
断裂强度和伸长率这样的观点考虑，优选为主链结构实质上仅由乙烯和α烯烃构成，没有共
聚其它单体的马来酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物。应予说明，作为马来酸酐改性乙烯－α烯
烃共聚物，只要为主链结构实质上由乙烯和α烯烃构成的马来酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物
即可，例如可以为共聚有2种以上的α烯烃的马来酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物。
基础树脂中的酸改性聚烯烃化合物的含有比例为3～25质量％，优选为5～20质
量％，更优选为5～15质量％，进一步优选为5～10质量％。
阻燃性树脂组合物中，酸改性聚烯烃化合物起到提高高密度聚乙烯和低密度聚乙
烯与碳酸钙粒子的粘接性的效果，由此，能够提高基础树脂对碳酸钙粒子的收容性，作为结
果能够提高耐低温性。若酸改性聚烯烃化合物的含量过少，则基础树脂对碳酸钙粒子的收
容性降低，耐低温性变差。另一方面，若酸改性聚烯烃化合物的含量过多，则硬度变得过低，
对外伤、冲击的耐性降低。
另外，作为基础树脂，除高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和酸改性聚烯烃化合物以
外，也可以含有其它树脂，作为这样的其它树脂，可举出乙烯－乙酸乙烯酯共聚物树脂、乙
烯－丙烯酸乙酯共聚物、聚丙烯等。这些其它树脂的含有比例在基础树脂中，优选为6质
量％以下，更优选为5质量％以下，进一步优选为3质量％以下。
＜碳酸钙粒子＞
作为碳酸钙粒子，可以为重质碳酸钙或轻质碳酸钙中的任一种，但从获得容易且
价格低的方面考虑，优选重质碳酸钙。碳酸钙粒子主要作为阻燃剂发挥作用，此外，在阻燃
性树脂组合物中，通过在与基础树脂之间形成界面，在作为缆线、光纤缆线用途使用的情况
下，在为了末端加工而进行撕裂处理时，该界面成为撕裂的起点，因此，通过配合碳酸钙粒
子，能够实现优异的易撕裂性。
碳酸钙粒子的平均粒径优选为0.7μm以上，更优选为1.0μm以上，进一步优选为1.5
μm以上。若碳酸钙粒子的平均粒径过小，则阻燃性有可能降低。另外，若碳酸钙粒子的平均
粒径过大，则耐低温性有时会降低，因此，碳酸钙粒子的平均粒径的上限优选为3.6μm以下，
更优选为2.2μm以下。
阻燃性树脂组合物中的碳酸钙粒子的含量相对于基础树脂100质量份为25质量份
～110质量份，优选为30质量份～100质量份，更优选为40质量份～100质量份，进一步优选
为50质量份～80质量份。若碳酸钙粒子的含量过少，则易撕裂性和阻燃性降低，另一方面，
若过多，则耐低温性变差。
＜有机硅系化合物＞
有机硅系化合物作为阻燃助剂发挥功能，作为有机硅系化合物，例如可以优选使
用聚有机硅氧烷等。在此，聚有机硅氧烷以硅氧烷键作为主链且在侧链具有有机基团，作为
有机基团，例如可举出甲基、乙烯基、乙基、丙基、苯基等。
作为聚有机硅氧烷的具体例，可举出二甲基聚硅氧烷、甲基乙基聚硅氧烷、甲基辛
基聚硅氧烷、甲基乙烯基聚硅氧烷、甲基苯基聚硅氧烷、甲基(3,3,3－三氟丙基)聚硅氧烷
等。
有机硅系化合物可以以有机硅粉末、硅橡胶生胶、硅油或有机硅树脂的形态使用，
但从不易引起起霜这样的观点考虑，优选以硅橡胶生胶的形态使用。
阻燃性树脂组合物中的有机硅系化合物的含量相对于基础树脂100质量份为大于
1质量份且10质量份以下，优选为2质量份～7质量份，更优选为3质量份～5质量份。若有机
硅系化合物的含量过少，则无法确保充分的阻燃性，另一方面，若有机硅系化合物的含量过
多，则容易引起起霜。
有机硅系化合物可以预先附着于碳酸钙粒子的表面，由此，能够进一步提高基础
树脂中的碳酸钙粒子的分散性。
＜含脂肪酸的化合物＞
含脂肪酸的化合物与上述有机硅系化合物一同作为阻燃助剂发挥功能。作为含脂
肪酸的化合物，可举出脂肪酸或脂肪酸的金属盐，其中，优选脂肪酸的金属盐。作为脂肪酸，
例如可举出碳原子数为12～28的脂肪酸。作为这样的脂肪酸，例如可举出月桂酸、肉豆蔻
酸、棕榈酸、硬脂酸、结核硬脂酸、油酸、亚油酸、花生四烯酸、山嵛酸和褐煤酸等。其中，从能
够使阻燃性的提高效果更显著这样的观点考虑，优选硬脂酸或结核硬脂酸，特别优选硬脂
酸。
作为构成脂肪酸的金属盐的金属，可举出镁、钙、锌和铅等。作为脂肪酸的金属盐，
从能够使阻燃性的提高效果更显著这样的观点考虑，优选硬脂酸镁。
阻燃性树脂组合物中的含脂肪酸的化合物的含量相对于基础树脂100质量份为2
质量份～20质量份，优选为3质量份～15质量份，更优选为5质量份～10质量份。若含脂肪酸
的化合物的含量过少，则无法确保充分的阻燃性，另一方面，若含脂肪酸的化合物的含量过
多，则容易引起起霜。
另外，本实施方式的阻燃性树脂组合物可以根据需要进一步含有抗氧化剂、抗紫
外线劣化剂、加工助剂、着色颜料、润滑剂、炭黑等填充剂等各种配合剂。
本实施方式的阻燃性树脂组合物可以通过将构成基础树脂的高密度聚乙烯、低密
度聚乙烯和酸改性聚烯烃化合物以及碳酸钙粒子、有机硅系化合物、含脂肪酸的化合物和
根据需要使用的各种配合剂进行混炼而得到。混炼可以利用例如班伯里密炼机、转鼓、加压
捏合机、混炼挤出机、双轴挤出机、混合辊等混炼机进行。此时，从提高有机硅系化合物的分
散性的观点考虑，也可以将构成基础树脂的树脂中的一部分与有机硅系化合物预先混炼而
得到母料(MB)，在得到的母料(MB)的状态下进行混炼。
本实施方式的阻燃性树脂组合物由于具有上述构成，因此，硬度高、易撕裂性、耐
低温性和阻燃性优异，所以发挥这样的特性而适合作为各种绝缘层用途。其中，能够优选用
于具备光纤和被覆光纤的绝缘层的光纤缆线的绝缘层用途、具备导体和被覆导体的绝缘层
的缆线的绝缘层用途等、为了末端加工而进行撕裂外皮的处理的用途。
因此，根据本实施方式，提供一种光纤缆线，具备光纤和被覆光纤的绝缘层，该绝
缘层由本实施方式的阻燃性树脂组合物构成。作为这样的光纤缆线，例如可举出分接光缆、
室内光缆等。另外，根据本实施方式，还提供一种缆线，具备导体和被覆导体的绝缘层，该绝
缘层由本实施方式的阻燃性树脂组合物构成。作为这样的缆线，例如可举出绝缘电线、电子
设备布线用电线、汽车用电线、设备用电线、电源线、室外配电用绝缘电线、电力用缆线、控
制用缆线、通信用缆线、仪表用缆线、信号用缆线、移动用缆线和船用缆线等各种缆线。
实施例
以下，举出实施例更具体地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。
＜实施例1～11、比较例1～5＞
将高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、酸改性聚烯烃、碳酸钙粒子、有机硅系化合物、含
脂肪酸的化合物和抗氧化剂以表1、2所示的配合量进行配合，利用班伯里密炼机在160℃下
混炼15分钟，得到阻燃性树脂组合物。应予说明，表1、2中，各配合成分的配合量的单位为质
量份。
应予说明，作为各配合成分，使用以下的物质。
·高密度聚乙烯HDPE：日本聚乙烯公司制，“Novatec HD HD322W”，密度951kg/m3
·低密度聚乙烯LDPE1：宇部丸善聚乙烯公司制，“Umerit 0520F”，密度904kg/m3
·低密度聚乙烯LDPE2：Prime Polymer公司制，“EvoluePSP9018”，密度890kg/m3
·酸改性聚烯烃酸改性PE：三井化学公司制，“Tafmer MA8510”，马来酸酐改性乙
烯－α烯烃共聚物(将具有作为主单体的乙烯与作为共聚单体的1－丁烯共聚而成的主链结
构的乙烯－1－丁烯共聚物用马来酸酐改性而成的马来酸酐改性乙烯－1－丁烯共聚物)
·酸改性聚烯烃酸改性SEBS：Kraton Polymer Japan公司制，“Kraton_FG1901X”，
马来酸酐改性苯乙烯－乙烯/丁烯－苯乙烯共聚物
·碳酸钙粒子碳酸Ca(平均粒径1.7μm)：日东粉化工业公司制，“NCC P”
·碳酸钙粒子碳酸Ca(平均粒径1.0μm)：日东粉化工业公司制，“NCC P#2300”
·有机硅系化合物有机硅MB(PE/硅橡胶生胶)：信越化学工业公司制，“X－22－
2125H”，将低密度聚乙烯与由二甲基聚硅氧烷构成的硅橡胶生胶以1：1(质量比)的比例制
成母料的有机硅系化合物
·含脂肪酸的化合物硬脂酸镁：ADEKA公司制，“Efco·ChemMGS”，硬脂酸镁
·抗氧化剂抗氧化剂MB(EVA/抗氧化剂)：大日精化工业公司制，“C－174·2A”，将
乙烯－乙酸乙烯酯共聚物树脂与抗氧化剂以1：0.15(质量比)的比例制成母料的抗氧化剂
另外，表1、2中，将有机硅MB(PE/硅橡胶生胶)的配合量表示为“3/3”等，这意味着
配合低密度聚乙烯3质量份，配合由二甲基聚硅氧烷构成的硅橡胶生胶3质量份。同样地，抗
氧化剂MB(EVA/抗氧化剂)的配合量表示为“2/0.3”，这意味着配合乙烯－乙酸乙烯酯共聚
物树脂2质量份，配合抗氧化剂0.3质量份。而且，本实施例、比较例中，这些作为母料配合的
低密度聚乙烯和乙烯－乙酸乙烯酯共聚物树脂构成基础树脂的一部分。
接着，使用得到的阻燃性树脂组合物，依照后述的方法制作片状的成型体、被覆电
线样品、光纤缆线样品，依照后述的方法进行机械特性(断裂强度、伸长率、硬度、撕裂性)、
低温特性(脆化温度)、阻燃性(60°倾斜合格率、60°倾斜燃烧时间)的各评价。将结果示于表
1、2。
[表1]
[表2]
＜片状成型体的制作＞
将得到的阻燃性树脂组合物利用班伯里密炼机在160℃下混炼15分钟。然后，使用
成型模将阻燃性树脂组合物成型，由此得到厚度1mm的片状成型体和厚度2mm的片状成型
体。
＜被覆电线样品的制作＞
将得到的阻燃性树脂组合物利用班伯里密炼机在160℃下混炼15分钟。然后，将阻
燃性树脂组合物投入单轴挤出机(L/D＝20，螺杆形状：全螺纹螺杆，Mars精机公司制)，从挤
出机挤出管状的挤出物，在导体(裸线数1个/截面积2mm2)上以厚度为0.7mm的方式用阻燃
性树脂组合物被覆，由此得到被覆电线样品。
＜光纤缆线样品的制作＞
将得到的阻燃性树脂组合物利用班伯里密炼机在160℃下混炼15分钟。然后，将阻
燃性树脂组合物投入单轴挤出机(L/D＝20，螺杆形状：全螺纹螺杆，Mars精机公司制)，从挤
出机挤出具有图1所示的截面形状的筒状的挤出物，将1芯光纤芯线以短径1.6mm、长径
2.0mm、撕裂用缺口与光纤的距离为0.4mm的形状被覆阻燃性树脂组合物，由此得到光纤缆
线样品。应予说明，图1是表示本实施例中制作的光纤缆线样品的截面形状的图。
＜断裂强度、伸长率的测定＞
由上述得到的厚度1mm的片状成型体制作3号哑铃形状的样品，依据JIS C3005进
行拉伸试验，由此进行断裂强度和断裂时的伸长率的测定。应予说明，在测定时，拉伸速度
为200mm/min，标线间隔为20mm，使测定数为5，采用将5次测定结果平均而得到的值作为测
定值。
＜硬度的测定＞
由上述得到的厚度2mm的片状成型体制作纵20mm×横50mm的尺寸的样品，依据JIS
K7215，利用硬度计(D型)测定邵氏D硬度。应予说明，在测定时，使测定数为5，采用将5次测
定结果平均而得到的值作为测定值。本实施例中，邵氏D硬度50以上设为合格。
＜撕裂性＞
使用上述得到的光纤缆线样品(参照图1)，预先使光纤缆线样品的外皮的缺口间
为撕裂数cm的状态，将撕裂的双方的端部用卡盘固定，以拉伸速度500mm/min.撕裂200mm，
测定此时的撕裂力。应予说明，在测定时，使测定数为5，采用将5次测定结果平均而得到的
值作为测定值。本实施例中，撕裂力12N以下设为合格。
＜低温特性＞
由上述得到的厚度2mm的片状成型体制作纵6mm×横38mm的尺寸的样品，依据JIS
C3005进行低温下的耐冲击试验。具体而言，从0℃以5℃间隔进行耐冲击试验，将在赋予冲
击后的片表面不产生裂纹的最低温度作为脆化温度。本实施例中，脆化温度－30℃以下设
为合格。
＜阻燃性(60°倾斜合格率、60°倾斜燃烧时间)＞
依据JIS K3005对上述得到的被覆电线样品进行60°倾斜燃烧试验。应予说明，60°
倾斜燃烧试验对10根被覆电线样品进行，将熄灭时间(单位：秒)为60秒以内的样品设为合
格，算出10根被覆电线样品的合格率，并且求出熄灭时间的平均值，将其作为60°倾斜燃烧
时间。应予说明，熄灭时间是指从接触火焰刚结束后(燃烧器的火焰刚从电线离开后)到自
然熄灭为止的时间，燃烧时间越短，表示阻燃性越高。此时，接触火焰在30秒以内进行直到
被覆电线样品发生着火。本实施例中，将合格率100％设为合格。
＜评价＞
由表1可以确认满足本发明规定的要件的实施例1～11的阻燃性树脂组合物的硬
度高、易撕裂性、耐低温性和阻燃性优异。另外，通过对实施例2和实施例11进行比较，可以
确认使用马来酸酐改性乙烯－α烯烃共聚物作为酸改性聚烯烃化合物时，高硬度、易撕裂
性、耐低温性和阻燃性优异，同时能够进一步提高断裂强度和伸长率。
另一方面，如表2所示，低密度聚乙烯的比例过少的比较例1得到耐低温性(脆化温
度)差的结果。
高密度聚乙烯的比例过少的比较例2得到硬度变低的结果。
碳酸钙粒子的比例过少的比较例3得到易撕裂性差的结果。
另外，碳酸钙粒子的比例过多的比较例4得到耐低温性(脆化温度)差的结果。
进而，有机硅系化合物的比例过少的比较例5得到阻燃性差的结果。