低発煙性PVC電線・ケーブル用コンパウンドの概要
低発煙性PVC（ポリ塩化ビニル）電線・ケーブル用コンパウンドは、燃焼時の煙や有毒ガスの放出を最小限に抑えるように設計された特殊な熱可塑性材料です。そのため、防火安全性が最優先される用途において不可欠な選択肢となります。一般的に電線・ケーブルの絶縁材や被覆材として使用されるこれらのコンパウンドは、以下のような重要な特徴を備えています。
構成：低発煙性PVC化合物は、PVC樹脂、可塑剤（ジオクチルフタレートやトリ-2-エチルヘキシルトリメリテートなど）、難燃剤（三酸化アンチモン、水酸化アルミニウム、ホウ酸亜鉛など）、安定剤（カルシウム／亜鉛系）、充填剤（炭酸カルシウム）、および潤滑剤を組み合わせて配合されています。
低発煙性：通常のPVCは、濃い煙によってわずか30分で視界が最大90%も低下する可能性がありますが、低煙PVC化合物は、BS EN 61034などの安全基準を満たすように設計されています。これらの化合物は、燃焼中に少なくとも60%の光透過率を確保できるため、安全性が大幅に向上します。
難燃性PVCは塩素含有量が高いため、本来的に難燃性を有しており、さらに難燃剤を添加することでその性能が向上します。これらの化合物は、IEC 60332-1-2、UL VW1、E84などの厳しい規格（燃焼性指数＜25、発煙性指数＜50）を満たしています。
アプリケーション:データセンター、トンネル、航空機、鉄道車両、公共建築物などの高リスク環境で一般的に使用されている低煙PVC電線・ケーブル用化合物は、火災発生時の煙や有毒ガスに伴うリスクを最小限に抑えるために不可欠です。
低発煙性PVC電線・ケーブル用コンパウンドの一般的な加工上の課題と解決策
低発煙性PVC化合物の加工には、特にその複雑な配合ゆえに、さまざまな課題への対応が求められます。以下では、最も一般的な加工上の問題点とその解決策について説明します。
1. 充填材含有量が高いため、可動性が低下し、トルクが高くなります
チャレンジ：低発煙性を実現するために、PVC化合物には、水酸化アルミニウム（ATH）や水酸化マグネシウム（Mg(OH)₂）などの無機充填剤が多量に含まれていることが多く、その含有量は通常重量比で20～60％です。これらの充填剤は発煙や燃焼を抑制する効果がありますが、粘度の上昇、流動性の低下、機器の摩耗を引き起こす可能性があります。
解決策：
内部/外部潤滑剤（例：ステアリン酸カルシウム、ポリエチレンワックス、またはシリコーン添加剤粘度を下げて流動性を向上させるために、0.5～2.0 phrの割合で添加します。
混合性と充填剤の分散性を向上させるには、L/D比の高い二軸押出機を使用してください。
均一な混練を確保するために、円錐状の強制供給機構を備えた混練機システムを採用する。
適合性を向上させ、摩耗を低減するために、粒子サイズと表面処理が管理された充填剤を選択してください。
2. 熱安定性
チャレンジ：PVCは加工中に劣化する可能性があり、特に充填剤や難燃剤の含有量が多い場合は、塩化水素（HCl）ガスが発生し、材料の劣化、変色、機器の腐食につながる。
解決策：
塩酸を中和し、分解を防ぐために、カルシウム/亜鉛系安定剤などの熱安定剤を2～4 phr添加してください。
熱安定性および光安定性を向上させるための補助安定剤として、エポキシ化大豆油（ESO）を使用する。
過熱を防ぐため、処理温度を正確に制御してください（160～190℃）。
加工中の老化耐性を高めるために、フェノール系抗酸化剤（例：ビスフェノールAを0.3～0.5%）を添加する。
3. 可塑剤の移行
チャレンジ：柔軟性を高めるために使用される可塑剤は、高温環境（例えばデータセンター内）下で移動し、残留物が蓄積して信号伝送を妨げたり、ケーブルの寿命を縮めたりする可能性がある。
解決策：
移行を最小限に抑えるため、モノマー系可塑剤（例：DOP、DINP）の代わりに、非移行性ポリマー系可塑剤を使用してください。
OTECH社が先駆けて開発した「無液型」プレナム処方を開発し、高温環境下での可塑剤の移動を防止する。
TOTMのような揮発性の低い可塑剤を選ぶと、高温用途により適しています。
4. 難燃性と発煙性のバランス
チャレンジ：三酸化アンチモン（3～5％）や臭素化合物（12～15％）などの添加剤によって難燃性を高めると、発煙量が増加する可能性があり、両方の特性のバランスを取ることが難しくなります。同様に、炭酸カルシウムなどの充填剤は発煙量を減らすことができますが、酸素指数を低下させ、難燃性に影響を与える可能性があります。
解決策：
難燃性と発煙抑制効果の両方を最適化するには、相乗効果のある難燃剤の組み合わせ（例：ATHとホウ酸亜鉛）を使用してください。例えば、ATHは水蒸気を放出して燃焼を阻害し、保護的な炭化層を形成することで、発煙量を低減します。
コスト、発煙抑制、難燃性のバランスを取るため、炭酸カルシウムの添加量を20～40 phrに制限してください。過剰な添加は酸素指数を低下させる可能性があります。
ハロゲン系添加剤に大きく依存することなく難燃性を向上させるため、放射線架橋PVCなどの架橋可能なPVC配合を検討する。
5. 加工性および表面品質
チャレンジ：充填剤や添加剤の含有量が多いと、表面仕上げの不良、ダイの垂れ、押出成形のばらつきが生じ、最終的なケーブル製品の外観と性能に影響を与える可能性があります。
ソリューション:使用SILIKEシリコーンパウダー LYSI-100A。 これシリコーン系添加剤広く使用されている効率的な潤滑油加工添加剤PVC対応樹脂システムにおいて、加工特性と表面品質を向上させる。例えば、樹脂の流動性、金型充填性および離型性の向上、押出機トルクの低減、摩擦係数の低減、耐擦傷性および耐摩耗性の向上など。
PVCコンパウンドおよび最終製品用途におけるシリコーンパウダーLYSI-100Aの主な利点：
1) 低発煙性PVC電線・ケーブル用コンパウンド：安定した押出成形、低い金型圧力、電線・ケーブルの滑らかな表面。
2) 低摩擦PVC電線・ケーブル：摩擦係数が低く、滑らかな感触が長持ちします。
3) 傷に強いPVC製品：PVCシャッターのように傷がつきにくい。
4) PVCプロファイル：金型への充填性と離型性に優れ、バリが発生しません。
5) PVCパイプ：押出速度が速く、摩擦係数が低く、表面の滑らかさが向上し、コストが削減されます。
PVCコンパウンドの加工や表面欠陥に問題がある場合、または低発煙PVC電線・ケーブルの加工に苦労している場合は、LYSI-100Aシリコーンパウダーは、よりスムーズな押出成形と高い効率を実現します。
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投稿日時：2025年5月9日
