CN108806861A

CN108806861A - Lan电缆

Info

Publication number: CN108806861A
Application number: CN201810122598.XA
Authority: CN
Inventors: 木部有; 岩崎周; 梶山元治; 大桥守
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2017-05-02
Filing date: 2018-02-07
Publication date: 2018-11-13
Also published as: CN115274205A; JP6829819B2; JP2018190585A; CN115274205B

Abstract

本发明提供一种具有高阻燃性的LAN电缆。所述LAN电缆的特征在于，具备：在导体外周具有绝缘层的绝缘电线、以及被覆所述绝缘电线的外周的护套，在所述护套与所述绝缘电线之间具有中间层，所述中间层在800℃时的质量减少率为80质量％以下，所述护套由800℃时的质量减少率为60质量％以下的交联物形成。

Description

LAN电缆

技术领域

本发明涉及LAN电缆。

背景技术

LAN电缆用于构建LAN(Local Area Network，局域网)。LAN电缆包括具备被覆绝缘电线外周的护套的构成，所述绝缘电线在导体外周形成有绝缘层，该护套中有时使用无卤阻燃树脂组合物(例如参照专利文献1)。

对于LAN电缆而言，为了维持传输特性，应当避免向绝缘层中添加阻燃剂，因此采用的是护套使用高度填充阻燃剂的无卤阻燃树脂组合物的阻燃方法。

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

然而，这样的以往的阻燃方法中，无法实现在海外标准所代表的阻燃性试验中要求的高阻燃性，还有进一步改善的余地。

因此，本发明的目的在于，提供一种具有高阻燃性的LAN电缆。

用于解决问题的方法

为了实现上述目的，根据本发明，提供以下的LAN电缆。

[1]一种LAN电缆，其特征在于，具备：在导体外周具有绝缘层的绝缘电线、以及被覆所述绝缘电线外周的护套，在所述护套与所述绝缘电线之间具有中间层，所述中间层在800℃时的质量减少率为80质量％以下，所述护套由作为无卤素阻燃性无卤阻燃性树脂组合物的交联物形成，所述无卤阻燃性树脂组合物在800℃时的质量减少率为60质量％以下。

[2]根据[1]所述的LAN电缆，其特征在于，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。

[3]根据[1]或[2]所述的LAN电缆，其特征在于，所述中间层包含聚酰亚胺膜。

[4]根据[2]所述的LAN电缆，其特征在于，所述阻燃剂包含氢氧化镁或氢氧化铝。

发明的效果

根据本发明，能够提供具有高阻燃性的LAN电缆。

附图说明

图1为本发明的一个实施方式涉及的LAN电缆的截面图。

符号说明

1：LAN电缆；3：护套；5：绝缘电线；7：中间层；9：树脂带；11：编织层；13：导体；15：绝缘层。

具体实施方式

＜本发明的一个实施方式＞

以下对本发明的一个实施方式进行说明。

1.LAN电缆

本发明实施方式涉及的LAN电缆具备：在导体外周具有绝缘层的绝缘电线、以及被覆所述绝缘电线外周的护套，在所述护套与所述绝缘电线之间具有中间层，所述中间层在800℃时的质量减少率为80质量％以下，所述护套由无卤阻燃性树脂组合物的交联物形成，所述无卤阻燃性树脂组合物在800℃时的质量减少率为60质量％以下。

在护套中高度填充阻燃剂的以往的阻燃方法，无法实现例如EN45545、NFPA130等海外标准所代表的阻燃性试验中要求的高阻燃性。

因此，本发明人等在证实上述以往的阻燃方法无法抑制绝缘层的燃烧的基础上，着眼于需要抑制燃烧时由绝缘层产生的可燃性气体向燃烧部位逸出这一点。

然后，本发明人等认为，为了抑制由绝缘层产生的可燃性气体向燃烧部位逸出，需要中间层在燃烧时保持形状，此外，如果在燃烧时护套发生滴液则中间层会在氧存在下燃烧，因而需要护套在燃烧时不滴液而形成炭化层。

因此，本发明采用了位于护套与绝缘电线之间的800℃时的质量减少率为80质量％以下的中间层、以及由800℃时的质量减少率为60质量％以下的无卤阻燃性树脂组合物的交联物形成的护套。

1.1中间层

中间层设于护套与绝缘电线之间。中间层在800℃时的质量减少率为80质量％以下，更优选为60质量％以下。中间层的质量减少率是使用热重检测仪(TGA)，在氮气气氛中以升温速度10℃/分钟的条件进行测定，测定加热前后质量的变化率而得到的值。通过具备具有上述特性的中间层，能够保持燃烧时的形状，能够抑制由绝缘层产生的可燃性气体向燃烧部位的逸出，能够满足高阻燃性。

作为中间层的材质，可列举例如金属和有机物等。作为金属，可列举铜等。此外，如果使用有机物作为中间层的材质，则能够进一步提高LAN电缆的可挠性。作为有机物，可列举聚酰亚胺、云母等，优选为聚酰亚胺。

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。认为在护套紧下方的情况下，通过使护套与中间层密合，从而由于护套与中间层之间不存在空气，因而护套在燃烧时炭化，抑制中间层在氧气氛下燃烧的效果进一步提高。

作为中间层的形态，可举出例如将膜进行缠绕而构成的形态。也可以将多片膜缠绕在多个部位而构成中间层。作为膜的缠绕方式没有特别限定，可列举例如横向缠绕、纵向缠绕等。通过将膜的缠绕方式设为横向缠绕，能够进一步提高LAN电缆的可挠性。在横向缠绕的情况下，例如，可以使膜中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。

1.2护套

护套是由无卤阻燃性树脂组合物构成的交联物，所述无卤阻燃性树脂组合物在800℃时的质量减少率为60质量％以下，更优选为52质量％以上58质量％以下、52质量％以上56质量％以下、52质量％以上54质量％以下。护套的质量减少率是使用热重检测仪(TGA)，在氮气气氛中以升温速度10℃/分钟的条件进行测定，测定加热前后的质量变化率而得到的值。通过具备具有上述特性的护套，从而在燃烧时护套不会滴液，使中间层处于缺氧状态，从而能够满足阻燃性。

护套只要经过交联即可，交联度没有特别限定，可优选使用凝胶分率80质量％以上的物质。凝胶分率的测定是，按照JIS C 3005中4.25项的交联度测定方法，将护套在110℃的二甲苯中浸渍24小时，由浸渍前后的重量比算出的值。

护套中可以使用聚烯烃系聚合物。聚烯烃系聚合物优选用作护套的基础聚合物。作为聚烯烃系聚合物，可列举例如低密度聚乙烯(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、氢化苯乙烯-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至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-丁烯为主要成分的乙烯-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VA量为20质量％以上50质量％以下的EVA。作为聚烯烃系聚合物，可以单独使用任一种EVA，也可以混合使用2种以上的EVA。

护套可以使用聚烯烃系聚合物中含有阻燃剂的物质。作为阻燃剂，可列举氢氧化镁、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，三聚氰胺氰尿酸酯等氮系阻燃剂，由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。在含有氢氧化镁和/或氢氧化铝作为阻燃剂的情况下，LAN电缆的阻燃性进一步提高。

上述阻燃剂中，可以单独使用任何一种，也可以掺混使用两种以上。例如可以掺混使用氢氧化镁和氢氧化铝。此外，上述阻燃剂可以是以硅烷偶联剂、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。

相对于100质量份聚烯烃系聚合物，阻燃剂的添加量为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。通过控制阻燃剂的添加量，能够进一步增大低温下的护套的伸长率。相对于100质量份聚烯烃系聚合物，阻燃剂的添加量更优选为150质量份以上220质量份以下、180质量份以上200质量份以下。

根据需要，护套可以进一步含有抗氧化剂、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，还可以用有机过氧化物使护套交联，或者用电子射线等放射线进行交联。

作为抗氧化剂，没有特别限定，可列举例如酚系、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，可列举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，更优选为季戊四醇四[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，可列举例如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，更优选为四[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何一种，也可以混合使用两种以上。

金属钝化剂具有通过形成螯合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，可列举例如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)酰肼]、2’,3-双[[3-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酰基]]丙酰肼等，更优选为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，可列举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，可列举例如脂肪酸、脂肪酸金属盐、脂肪酸酰胺等，具体而言，可列举硬脂酸锌。这些润滑剂可以单独使用任何一种，也可以混合使用两种以上。

作为炭黑没有特别限定，可列举例如橡胶用炭黑(N900-N100:ASTM D1765-01)等。作为着色剂，没有特别限定，可列举例如无卤用的彩色母料等。

1.3绝缘电线

绝缘电线在导体外周具备绝缘层。作为导体，对其材质没有特别限定，可以使用铜或铜合金、铝或铝合金。关于导体的构成也并不特别限定于此，除了单线以外，考虑到电缆的屈曲性，优选采用将多根裸线捻合而成的捻线结构。此外，也可以适当地对其实施电镀，例如可以被覆锡镀层等。

绝缘层的材质也没有特别限定，优选为聚乙烯，更优选为介电常数为2.5以下的聚乙烯。由于聚乙烯的介电常数为2.5以下，从而绝缘层的静电容量变小。由此，LAN电缆的传输特性进一步提高。绝缘层整体的介电常数优选为2.5以下。这种情况下，LAN电缆的传输特性进一步提高。更优选绝缘层整体的介电常数为1.9以上2.3以下、1.9以上2.1以下。

作为聚乙烯，可列举例如低密度聚乙烯(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，更优选为低密度聚乙烯，特别优选为密度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何一种，也可以混合使用两种以上。

绝缘层可以进一步含有抗氧化剂、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，优选为绝缘层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。此外，绝缘层可以不含阻燃剂。通过使用具有上述特性的中间层和具有上述特性的护套，即使绝缘层是不含阻燃剂的树脂组合物，也能够实现满足高阻燃性的LAN电缆。

聚乙烯可以使用公知的方法发泡。例如可以通过利用氮气等非活性气体或者利用ADCA等化学发泡剂的方法使聚乙烯发泡。聚乙烯的发泡度优选为15质量％以上。

1.4LAN电缆

图1为本发明一个实施方式涉及的LAN电缆的截面图。LAN电缆1具备护套3、绝缘电线5、中间层7、树脂带9以及编织层11。绝缘电线5具备导体13和位于导体13外周的绝缘层15。即，在导体13的外周被覆绝缘层15。中间层7位于护套3与绝缘电线5之间。树脂带9和编织层11位于绝缘电线5与中间层7之间。作为树脂带9，对其材质没有限定，可以使用铝层压PET带。此外，这里，作为绝缘电线，可以使用与上述绝缘电线同样的物质。作为编织层11，对其材质没有特别限定，可以使用铜或铜合金。

实施例

接下来，基于实施例进一步详细地对本发明进行说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1

(1)LAN电缆1的制造

LAN电缆1的制造方法如下。首先，按照表1所示配方，分别调制绝缘层和护套的材料。

它们的配方中，将利用加压捏合机以起始温度40℃、终止温度190℃混炼而成的粒料作为绝缘层和护套的材料。接下来，在外径0.78mm的导体上以0.4mm的厚度被覆上述绝缘层的材料，以7MRad的照射量进行交联，制造绝缘电线。

接下来，在将4根该绝缘电线捻合而成的捻线上，以膜宽的1/4的搭接量缠绕铝层压PET带。接下来，套上铜编织物。接下来，以膜宽的1/4搭接量横向缠绕聚酰亚胺带，形成中间层。接下来，以1.1mm的厚度被覆上述护套的材料，以13MRad的照射量进行照射交联，制造LAN电缆。

实施例2

实施例2中，绝缘体的发泡度为15质量％，绝缘体的介电常数为2.1，除了这几点以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

实施例3

实施例3中，绝缘体的发泡度为15质量％，绝缘体的介电常数为1.9，护套的照射量为10Mrad，除了这几点以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

实施例4

实施例4中，使用两片聚酰亚胺膜，除了这一点以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

实施例5

实施例5中，绝缘体的发泡度为15质量％，绝缘体的介电常数为2.1，氢氧化镁(一)和氢氧化镁(二)的配合量分别为60质量份、90质量份，护套的质量减少率为58质量％，除了这几点以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

实施例6

实施例6中，绝缘体的发泡度为15质量％，绝缘体的介电常数为2.1，氢氧化镁(一)和氢氧化镁(二)的配合量分别为80质量份、120质量份，护套的质量减少率为54质量％，除了这几点以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

实施例7

实施例7中，绝缘体的发泡度为15质量％，绝缘体的介电常数为2.1，氢氧化镁(一)和氢氧化镁(二)的配合量分别为90质量份、130质量份，护套的质量减少率为52质量％，除了这几点以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

实施例8

实施例8中，代替VA量为28质量％、MFR为6.0的EVA，使用了VA量为17质量％、MFR为0.8的EVA60质量份，除此以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

实施例9

实施例9中，使用了VA量为28质量％、MFR为6.0的EVA10质量份和VA量为33质量％、MFR为1.0的EVA60质量份，除此以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

实施例10

实施例10中，代替VA量为33质量％、MFR为1.0的EVA，使用了LDPE10质量份，除此以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

比较例1

比较例1中，未使用聚酰亚胺膜，除此以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

比较例2

比较例2中，使用PET膜来替代聚酰亚胺膜，除此以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

比较例3

比较例3中，未使护套交联，除了这一点以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

比较例4

比较例4中，氢氧化镁(一)和氢氧化镁(二)的配合量分别为40质量份、80质量份，护套的质量减少率为62质量％，除了这几点以外，与实施例1同样地制作LAN电缆。

[表1]

(配合量单位为质量份)

[表2]

(配合量单位为质量份)

[表3]

(配合量单位为质量份)

表1～表3中的聚酰亚胺膜为Kapton 200H(东丽-杜邦制)。表1～表3中的马来酸改性聚烯烃A为TAFUMA MH7020(三井化学制)。表1～表3中的氢氧化镁(一)为Magnifin H10A(雅宝制)。表1～表3中的氢氧化镁(二)为MagnifinH10C(雅宝制)。表1～表3所示的聚酰亚胺膜在600℃时的质量减少率为24质量％，在800℃时的质量减少率为65质量％。此外，表3所示的PET膜在600℃时的质量减少率为100质量％，在800℃时的质量减少率为100质量％。

(1)护套特性试验

对于实施例和比较例进行以下的试验。将试验结果示于表1～表3。

(1-1)护套的拉伸试验

从LAN电缆仅剥下护套，冲裁成6号哑铃试验片。接下来，使用该试验片，按照JIS C3005，以拉伸速度为200mm/min的条件进行拉伸试验。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)。

(1-2)护套的低温性试验

试验片设为与拉伸试验的情况同样。使用该试验片，按照EN60811-1-4，在-55℃，以拉伸速度25mm/min的条件实施拉伸试验。在伸长特性为30％以上的情况下设为○(合格)，在小于30％的情况设为×(不合格)。

(2)LAN电缆特性的试验

对于实施例和比较例，进行以下的试验。将试验结果示于表1～表3。

(2-1)LAN电缆的低温性试验

按照EN60811-1-4 8.1，对LAN电缆在-55℃进行弯曲试验。在缠绕后未发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)。

(2-2)LAN电缆的阻燃性试验

按照IEEE标准1202，实施VTFT试验。在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)，为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)。

(2-3)LAN电缆的传输特性试验

按照JIS X 5150和TIA-568-C,2测定静电容量。静电容量为5.6nF/100m以下的情况下设为○(合格)，大于5.6nF/100m的情况下设为×(不合格)。

评价结果

如表1和表2所示，实施例1至实施例10的评价结果是，在任意试验项目中均为良好。尤其是实施例4中，由于聚酰亚胺膜的片数为2片，从而阻燃性进一步提高。

比较例1中，阻燃性的试验结果为×。认为其原因是由于不具备中间层7。

比较例2中，阻燃性的试验结果为×。认为其原因是由于中间层7的形成中使用的PET膜的质量减少率比本发明规定范围大。

比较例3中，阻燃性的试验结果为×。认为其原因是由于护套未交联。

比较例4中，阻燃性的试验结果为×。认为其原因是由于护套的质量减少率为62质量％，比本发明规定范围大。

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

(1)LAN电缆的形态例如也可以为2芯的绝缘体结构、其他结构。

(2)也可以使多个构成要素分担将上述各实施方式中1个构成要素具有的功能，或者使一个构成要素发挥多个构成要素所具有的功能。此外，还可以省略上述各实施方式的构成的一部分。此外，也可以将上述各实施方式的构成的至少一部分对其他上述实施方式的构成进行添加、替换等。其中，可从权利要求书记载的语句确定的技术构思所包含的所有方式均为本公开的实施方式。

(3)除了上述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，其特征在于，具备：

在导体外周具有绝缘层的绝缘电线、以及

被覆所述绝缘电线外周的护套，

在所述护套与所述绝缘电线之间具有中间层，所述中间层在800℃时的质量减少率为80质量％以下，

所述护套由作为无卤素阻燃性树脂组合物的交联物形成，所述无卤阻燃性树脂组合物在800℃时的质量减少率为60质量％以下。

2.根据权利要求1所述的LAN电缆，其特征在于，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。

3.根据权利要求1或2所述的LAN电缆，其特征在于，所述中间层包含聚酰亚胺膜。

4.根据权利要求2所述的LAN电缆，其特征在于，所述阻燃剂包含氢氧化镁或氢氧化铝。