CN108511127B

CN108511127B - Lan电缆

Info

Publication number: CN108511127B
Application number: CN201810119684.5A
Authority: CN
Inventors: 木部有; 梶山元治; 岩崎周; 大桥守
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2020-11-24
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: CN108511127A; JP6816561B2; JP2018139192A

Abstract

本发明提供一种阻燃性高、且低温下的伸长率大的LAN电缆。所述LAN电缆具备护套、以及收容在上述护套内并被绝缘体被覆的电线。LAN电缆在上述护套与上述电线之间进一步具备中间层，所述中间层在500℃时的质量减少率为10质量％以下，在600℃时的质量减少率为50质量％以下。上述绝缘体包含介电常数为2.5以下的聚乙烯。上述护套含有相对于聚烯烃系聚合物100质量份为150质量份以上的阻燃剂。

Description

LAN电缆

技术领域

本发明涉及LAN电缆。

背景技术

LAN电缆使用于构建LAN(Local Area Network，局域网)。LAN电缆具备护套、以及收容在该护套内并被绝缘体被覆的电线(参照专利文献1)。作为护套的材料，一般使用VA(乙酸乙烯酯)量20％以上的EVA(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-4025号公报

发明内容

发明所要解决的课题

LAN电缆要求阻燃性。特别是，为了符合海外标准，要求高的阻燃性。为了提高LAN电缆的阻燃性，在护套中填充阻燃剂。然而，如果在以EVA为主成分的护套中填充足够赋予充分阻燃性的量的阻燃剂，则低温下的护套的伸长率会降低。

本发明的一个方案的目的是提供阻燃性高、且低温下的伸长率大的LAN电缆。

用于解决课题的手段

本发明的一个方案是一种LAN电缆，其具备：护套、以及收容在上述护套内并被绝缘体被覆的电线，在上述护套与上述电线之间进一步具备中间层，所述中间层在500℃时的质量减少率为10质量％以下，在600℃时的质量减少率为50质量％以下，上述绝缘体包含介电常数为2.5以下的聚乙烯，上述护套含有相对于聚烯烃系聚合物100质量份为150质量份以上的阻燃剂。

附图说明

图1是表示LAN电缆1的构成的截面图。

符号说明

1：LAN电缆，3：护套，5：电线，7：中间层，9：铝层压PET带，11：铜编织物，13：镀锡铜导体，15：绝缘体

具体实施方式

1.LAN电缆的构成

本发明的LAN电缆具备护套、以及收容在上述护套内并被绝缘体被覆的电线。在上述护套与上述电线之间，进一步具备中间层，所述中间层在500℃时的质量减少率为10质量％以下，在600℃时的质量减少率为50质量％以下。

上述绝缘体包含介电常数为2.5以下的聚乙烯。上述护套含有相对于聚烯烃系聚合物100质量份为150质量份以上的阻燃剂。本发明的LAN电缆通过具备上述构成，从而阻燃性高、且在低温下的伸长率大。

2.护套

护套包含100质量份的聚烯烃系聚合物、以及150质量份以上的阻燃剂。聚烯烃系聚合物是护套的基础聚合物。作为聚烯烃系聚合物，可举出例如低密度聚乙烯(LDPE)、直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、直链状超低密度聚乙烯(VLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-丁烯-己烯三元共聚物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、乙烯-辛烯共聚物(EOR)、乙烯共聚聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物(EPR)、聚-4-甲基-1-戊烯、马来酸接枝低密度聚乙烯、加氢苯乙烯-丁二烯共聚物(H-SBR)、马来酸接枝直链状低密度聚乙烯、乙烯与碳原子数为4～20的α烯烃的共聚物、乙烯-苯乙烯共聚物、马来酸接枝乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、马来酸接枝乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯-马来酸酐三元共聚物、以1-丁烯作为主成分的乙烯-丙烯-1-丁烯三元共聚物等。作为聚烯烃系聚合物，优选为EVA，特别优选为VA量20％～50％的EVA。作为聚烯烃系聚合物，可以单独使用任一种EVA，也可以掺混使用2种以上的EVA。

作为阻燃剂，可举出氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙等金属氢氧化物、非晶质二氧化硅、锡酸锌、羟基锡酸锌、硼酸锌、氧化锌等锌化合物等、硼酸钙、硼酸钡、偏硼酸钡等硼酸化合物、磷系阻燃剂、三聚氰胺氰脲酸酯等氮系阻燃剂、由在燃烧时发泡的成分与固化的成分的混合物形成的膨胀系阻燃剂等。作为阻燃剂，优选为金属氢氧化物，特别优选为氢氧化镁。在包含氢氧化镁、和/或氢氧化铝作为阻燃剂的情况下，LAN电缆的阻燃性更加提高。

上述阻燃剂中，可以单独使用任一种，也可以掺混使用2种以上。例如，可以将氢氧化镁与氢氧化铝掺混使用。此外，上述阻燃剂可以为通过硅烷偶联剂、钛酸酯系偶联剂、硬脂酸、硬脂酸钙等脂肪酸、脂肪酸金属盐等进行了表面处理的阻燃剂。

阻燃剂的添加量相对于100质量份的聚烯烃系聚合物为150质量份以上。通过为150质量份以上，从而LAN电缆的阻燃性提高。阻燃剂的添加量的上限值没有特别限定，但优选为250质量份以下。通过抑制阻燃剂的添加量，能够更加增大低温下的护套的伸长率。

护套可以根据需要进一步包含抗氧化剂、金属钝化剂、交联剂、交联助剂、润滑剂、无机填充剂、增容剂、稳定剂、炭黑、着色剂等添加剂等。此外，可以将护套通过有机过氧化物进行交联，或者通过电子射线等放射线进行交联。

作为抗氧化剂，没有特别限定，可举出例如酚系、硫系、胺系、磷系抗氧化剂等。作为酚系抗氧化剂，没有特别限定，可举出例如二丁基羟基甲苯(BHT)、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基)-S-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、硫代二亚乙基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]等，更合适的是季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]。

作为硫系抗氧化剂，没有特别限定，可举出例如3,3’-硫代二丙酸双十二烷酯、3,3’-硫代二丙酸双十三烷酯、3,3’-硫代二丙酸双十八烷酯、四[亚甲基-3-(十二烷基硫代)丙酸酯]甲烷等，更合适的是四[亚甲基-3-(十二烷基硫代)丙酸酯]甲烷。这些抗氧化剂可以单独使用任一种，也可以掺混使用2种以上。

金属钝化剂具有通过形成螯合物而使金属离子稳定化、抑制氧化劣化的效果。金属钝化剂的结构没有特别限定，可举出例如N-(2H-1,2,4-三唑-5-基)水杨酰胺、十二烷二酸双[N2-(2-羟基苯甲酰基)酰肼]、2’,3-双[[3-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酰基]]丙酰肼等，更合适的是2’,3-双[[3-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酰基]]丙酰肼。

作为交联助剂，没有特别限定，可举出例如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPT)、异氰脲酸三烯丙酯(TAIC)等。

作为润滑剂，没有特别限定，可举出例如脂肪酸、脂肪酸金属盐、脂肪酸酰胺等，具体而言，可举出硬脂酸锌。这些润滑剂可以单独使用任一种，也可以掺混使用2种以上。

作为炭黑，没有特别限定，可举出例如橡胶用炭黑(N900-N100:ASTM D1765-01)等。作为着色剂，没有特别限定，例如，可举出无卤用的色母料等。

3.电线

电线收容在护套内。此外，电线被绝缘体被覆。绝缘体包含介电常数为2.5以下的聚乙烯。由于聚乙烯的介电常数为2.5以下，从而绝缘体的静电容量变小。由此，LAN电缆的传输特性更加提高。绝缘体整体的介电常数优选为2.5以下。在该情况下，LAN电缆的传输特性更加提高。

作为聚乙烯，只要介电常数为2.5以下，就没有特别限定，可举出例如低密度聚乙烯(LDPE)、直链状低密度聚乙烯(LLDPE)、直链状超低密度聚乙烯(VLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)等，更合适的是低密度聚乙烯，特别合适的是密度0.930以下、MFR0.30以下的低密度聚乙烯。可以单独使用上述聚乙烯的任一种，也可以掺混使用2种以上。

绝缘体可以进一步包含抗氧化剂、铜抑制剂、着色剂等。抗氧化剂、铜抑制剂、着色剂等的添加量没有特别限定，优选为绝缘体整体的介电常数成为2.5以下的添加量。着色剂等的添加量优选为5质量％以下，更优选为2质量％以下。

可以使用公知方法使聚乙烯发泡。例如，可以通过使用氮气等非活性气体，或者使用ADCA等化学发泡剂的方法使聚乙烯发泡。在聚乙烯发泡的情况下，LAN电缆的阻燃性更加提高。

聚乙烯的发泡度优选为15％以上。在聚乙烯的发泡度为15％以上的情况下，LAN电缆的阻燃性更加提高。

4.中间层

中间层设置在护套与电线之间。中间层在500℃时的质量减少率为10质量％以下，600℃时的质量减少率为50质量％以下。中间层的质量减少率是使用差示扫描量热分析计(DSC)，在干燥空气气氛中，在升温速度10℃/分钟的条件下测定而得的值。由于具备具有上述特性的中间层，从而LAN电缆的阻燃性更加提高。

作为中间层的材料，可举出例如金属、以及有机物等。作为中间层的材料，如果使用有机物，则可以使LAN电缆的可挠性更加提高。作为有机物，可举出例如聚酰亚胺、云母等，但优选为聚酰亚胺。在中间层包含聚酰亚胺的情况下，LAN电缆的可挠性更加提高。

LAN电缆中的中间层的位置可以适当选择，但优选为护套紧下方的位置。在为护套紧下方的情况下，中间层不易对介电特性产生影响。

作为中间层的形态，例如，可举出将膜进行缠绕而构成的形态。可以将多片膜缠绕于多个部位而构成中间层。作为膜的缠绕方法，没有特别限定，可举出例如横向缠绕、纵向缠绕等。通过使膜的缠绕方法为横向缠绕，可以使LAN电缆的可挠性更加提高。在横向缠绕的情况下，例如，可以使膜中的规定宽度的部分一边搭接一边缠绕。搭接的量优选为膜宽的1/4以上。

＜实施例＞

(1)LAN电缆1的制造

制造图1所示的构成的LAN电缆1。LAN电缆1具备：护套3、电线5、中间层7、铝层压PET带9和铜编织物11。电线5收容在护套3内。电线5具备位于其中心的镀锡铜导体13、以及位于镀锡铜导体13外周的绝缘体15。即，电线5被绝缘体15被覆。中间层7位于护套3与电线5之间。铝层压PET带9和铜编织物11位于电线5与中间层7之间。

LAN电缆1的制造方法如下所述。首先，分别调制绝缘体和护套的材料。绝缘体的材料以及护套的材料的配方分别为表1～表3所示的配方。表1～表3中的配合量的单位为质量份。

按照这些配方，将通过加压捏合机在开始温度40℃、结束温度190℃混炼而成的粒料设为绝缘体和护套的材料。

接下来，对外径0.78mm的镀锡铜导体13，以0.4mm的厚度被覆上述的绝缘体的材料，通过照射量7MRad进行交联，制造电线5。

接下来，将4根该电线5进行捻合，对所得的物质以膜宽的1/4的搭接量缠绕铝层压PET带9。接下来，盖上铜编织物11。接下来，将聚酰亚胺带以膜宽的1/4的搭接量横向缠绕，形成中间层7。接下来，以1.1mm的厚度被覆上述的护套的材料，以照射量13MRad进行照射交联而制造LAN电缆1。

然而，对于表3所示的R2，没有形成中间层7。此外，对于R4，代替聚酰亚胺带而使用了PET膜。

[表1]

[表2]

[表3]

作为所制造的LAN电缆1，有上述表1～表3所示的S1～S10、R1～R4。在表1～表3中表示各个LAN电缆1中的绝缘体15的配方、护套3的配方、膜的种类、膜的片数。表1～表3所示的聚酰亚胺膜在500℃时的质量减少率为1质量％，在600℃时的质量减少率为26质量％。此外，表3所示的PET膜在500℃时的质量减少率为100质量％，在600℃时的质量减少率为100质量％。

表1～表3中的聚酰亚胺膜为Kapton200H(东丽-杜邦制)。

表1～表3中的马来酸改性聚烯烃A为TAFMER MH7020(三井化学制)。表1～表3中的氢氧化镁(一)为Magnifin H10A(Albemarle制)。表1～表3中的氢氧化镁(二)为MagnifinH10C(Albemarle制)。

(2)护套特性的试验

对于S1～S10、R1～R4，分别进行了以下试验。

(2-1)护套的拉伸试验

从LAN电缆仅剥取护套，冲裁成6号哑铃试验片。接下来，使用该试验片，依照JIS C3005，在拉伸速度为200mm/min的条件下进行拉伸试验。关于伸长率，在伸长率小于125％的情况下设为×(不合格)，在伸长率为125％以上的情况下设为○(合格)。

此外，关于抗拉强度，在抗拉强度小于10MPa的情况下设为×(不合格)，在10MPa以上的情况下设为○(合格且具有裕度)。将试验结果示于表1～表3中。

(2-2)护套的低温性试验

试验片与拉伸试验的情况同样。使用该试验片，依照EN60811-1-4，在-55℃，在抗拉速度25mm/min的条件下实施拉伸试验。在伸长率特性为30％以上的情况下设为○(合格)，在小于30％的情况下设为×(不合格)。将试验结果示于表1～表3中。

(3)LAN电缆特性的试验

对于S1～S10、R1～R4，分别进行以下试验。

(3-1)LAN电缆的低温性试验

依照EN60811-1-4 8.1，对于LAN电缆，在-55℃进行了弯曲试验。在缠绕后不产生裂缝的情况下设为○(合格)，在产生了裂缝的情况下设为×(不合格)。将试验结果示于表1～表3中。

(3-2)LAN电缆的阻燃性试验

依照IEEE标准1202，实施了VTFT试验。LAN电缆的损伤距离为1.5m以下、且大于1.0m的情况下设为○(合格)，在1.0m以下的情况下设为◎(合格且具有裕度)，在大于1.5m的情况下设为×(不合格)。将试验结果示于表1～表3中。

(3-3)LAN电缆的传输特性试验

依照JIS X5150和TIA-568-C,2，测定了静电容量。在静电容量为5.6nF/100m以下的情况下设为○(合格)，在大于5.6nF/100m的情况下设为×(不合格)。将试验结果示于表1～表3中。

(4)关于试验结果

S1～S10的试验结果在任一试验项目中都良好。特别是对于S2、S3，由于绝缘体发泡，从而阻燃性更加高。此外，对于S4，由于聚酰亚胺膜的片数为2片，从而阻燃性更加高。对于S5～S7，观察到护套3中的阻燃剂的添加量越多则阻燃性越发提高的倾向。

对于R1，静电容量大，传输特性的试验结果为×。其理由可以认为是因为绝缘体15的介电常数大。对于R2，阻燃性的试验结果为×。其理由可以认为是因为不具备中间层7。对于R3，阻燃性的试验结果为×。其理由可以认为是因为阻燃剂的添加量少。

对于R4，阻燃性的试验结果为×。其理由可以认为是因为中间层7的形成中所使用的PET膜的质量减少率大。

＜其他实施方式＞

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，可以进行各种变形而实施。

(1)LAN电缆的形态可以为例如2芯的绝缘体结构、其他结构。

(2)可以使多个构成要素分担上述各实施方式中的1个构成要素所具有的功能，或使1个构成要素发挥多个构成要素所具有的功能。此外，也可以省略上述各实施方式的构成的一部分。此外，可以将上述各实施方式的构成的至少一部分对其他的上述实施方式的构成进行附加、置换等。另外，可从权利要求书所记载的语句确定的技术构思所包含的所有方案均为本发明的实施方式。

(3)除了上述的LAN电缆以外，也可通过该LAN电缆的制造方法等各种方案来实现本发明。

Claims

1.一种LAN电缆，其具备：

护套、以及

收容在所述护套内并被绝缘体被覆的电线，

在所述护套与所述电线之间，进一步具备中间层，所述中间层在500℃时的质量减少率为10质量％以下，在600℃时的质量减少率为50质量％以下，

所述绝缘体包含介电常数为2.5以下的聚乙烯，

所述护套含有相对于聚烯烃系聚合物100质量份为150质量份以上的阻燃剂，

按铝层压PET带、铜编织物、包括聚酰亚胺的中间层、护套的顺序依次被覆绝缘电线。

2.根据权利要求1所述的LAN电缆，

所述绝缘体所包含的所述聚乙烯的发泡度为15％以上，

所述阻燃剂包含氢氧化镁和/或氢氧化铝。