JP2001236833A

JP2001236833A - 難燃ケーブル

Info

Publication number: JP2001236833A
Application number: JP2000043856A
Authority: JP
Inventors: Akimasa Ogata; 昭雅緒方
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-08-31
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: JP3832801B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ケーブルにシース材として被覆する塩化ビニ
ルと同等の難燃性及び可撓性を持たせることができるよ
うにする。【解決手段】導体１の上にポリオレフィン系樹脂から
なる絶縁体２を被覆してなる絶縁線心３を２本合わせた
上に、又は該絶縁線心３を複数本撚り合わせ介在物６を
介在して成形した上に難燃性スチレン系熱可塑性エラス
トマー樹脂組成物をシース４被覆して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ケーブルに係り、
特に、可撓性を有し、施工性に優れた難燃ケーブルに関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ケーブルのシース被覆材料に
は、安価で、難燃性が高く、可撓性に優れたポリ塩化ビ
ニルが使用されている。このポリ塩化ビニル樹脂組成物
をシース被覆材料に用いた従来のケーブルにあっては、
例えば、焼却廃却処分するためにケーブルを燃焼する
と、ポリ塩化ビニル樹脂組成物から腐食性を有する塩化
水素ガスが発生するという問題がある。そこで、最近、
地球環境に優しい製品化が進む中、塩化ビニルの規制が
少しずつ進行している。そこで、近年、ハロゲン化物を
用いないポリエチレン等のオレフィン系樹脂組成物を自
動車のワイヤハーネス等、高温を発する箇所のケーブル
のシース材に用いる試みがなされている。しかし、この
オレフィン系樹脂組成物をシース材として用いた場合、
オレフィン系樹脂組成物それ自体は、塩化ビニルが持つ
難燃性、可撓性を持たないという大きな欠点があった。
そこで、オレフィン系樹脂組成物は、水酸化マグネシウ
ム等の金属水酸化物を混合して難燃性を持たせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のオレフィン系樹
脂を難燃化した被覆用高分子材料をケーブルのシース材
料に用いた場合、難燃性を持たせるために難燃剤である
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸
化物を多量に添加することが行われている。このように
難燃性に関しては、ハロゲン、重金属を全く含まないオ
レフィン系樹脂等のノンハロゲン難燃樹脂組成物で対処
できるが、所望の難燃性を確保するため難燃剤を多量に
添加することになり、諸特性（機械的特性等）を低下さ
せるという問題を有している。また、従来のオレフィン
系樹脂組成物をシース材として用いた場合、オレフィン
系樹脂組成物そのものは、可撓性を有しておらず、施工
性が著しく悪く、上手く取り扱うことができないという
問題点を有している。

【０００４】本発明の目的は、ケーブルにシース材とし
て被覆する塩化ビニルと同等の難燃性及び可撓性を持た
せることができるようにすることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の難燃ケーブルは、導体の上にポリ
オレフィン系樹脂からなる絶縁体を被覆してなる絶縁線
心を２本合わせた上に、又は該絶縁線心を複数本撚り合
わせ介在物を介在して成形した上に難燃性スチレン系熱
可塑性エラストマー樹脂組成物をシース被覆して構成し
たものである。熱可塑性エラストマーは、常温で加流ゴ
ムと同様なゴム弾性を持ち高温に加熱すると溶融可塑化
され、通常のプラスチック成形機で成形加工可能な高分
子材料である。そして、難燃性スチレン系熱可塑性エラ
ストマー樹脂組成物は、スチレン系熱可塑性エラストマ
ーに金属水酸化物等を配合して構成される樹脂組成物で
ある。この金属水酸化物は、スチレン系熱可塑性エラス
トマーに用いられる無機系難燃剤で、スチレン系熱可塑
性エラストマーに難燃作用を持たせるものであり、この
金属水酸化物がスチレン系熱可塑性エラストマーに配合
されないで加熱加工成形されたスチレン系樹脂組成物
は、難燃性を全く示さないものとなる。この金属水酸化
物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウ
ム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、硼酸亜鉛、メ
タ硼酸亜鉛、炭酸カルシウム、酸化モリブテン、赤燐、
燐酸エステル、ポリリン酸アンモニウム、チタン酸カリ
ウム等がある。この金属水酸化物をスチレン系樹脂に配
合することによってスチレン系樹脂が燃焼した時、配合
されている金属水和物に含まれる結晶水が噴出して消火
作用を行うためスチレン系樹脂が燃焼し難くなり、燃焼
した際にも燃え殻を炭化させ保形性を持たせる作用を有
することになる。これらの金属水酸化物は、１種類（例
えば、水酸化マグネシウム）を選択して配合すること
も、２種類以上（例えば、水酸化マグネシウムと水酸化
アルミニウム）選択して配合することもできる。このよ
うに構成することにより請求項１に記載の発明による
と、ケーブルにシース材として被覆する塩化ビニルと同
等の難燃性及び可撓性を持たせることができる。

【０００６】上記目的を達成するために、請求項２に記
載の難燃ケーブルは、難燃性スチレン系熱可塑性エラス
トマー樹脂組成物を、樹脂温度２００℃の高温領域で動
的架橋し、硬度が９０以下で、常温付近でのヤング率が
１００（ｋｇ／ｍｍ^２）以下で、酸素指数が２５以上あ
り、物に触れたときに白化しないもので構成したもので
ある。難燃性スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂組成
物は、樹脂温度２００℃以上の高温領域で動的架橋され
る。すなわち、動的架橋は、ポリスチレンにゴム成分と
加硫剤を同時に添加して、混練しながら剪断を加えて温
度上昇させ加硫をすすめるスチレン系熱可塑性エラスト
マーの製造プロセスで、押出し被覆する際のスチレン系
熱可塑性エラストマー樹脂混練中の樹脂温度２００℃以
上の高温領域で架橋されることになる。

【０００７】硬度は、剛性とは異なったもので傷のつき
やすさ、押し付けたときの局部変形、反発力などによっ
て定められる物性値である。この硬度としては、９０以
下であることが必要である。この硬度が９０以下という
のは、塩化ビニルをシース材として用いたときの塩化ビ
ニルシース材料の硬度と同等の硬度という意味である。
この硬度は、可撓性に関する特性を示すものである。

【０００８】ヤング率は、単純伸長のことで、常温付近
でのヤング率が１００（ｋｇ／ｍｍ ^２）以下であること
が必要である。このヤング率が１００（ｋｇ／ｍｍ^２）
以下というのは、塩化ビニルをシース材として用いたと
きの塩化ビニルシース材料のヤング率と同等の弾性率と
いう意味である。このヤング率は、可撓性に関する特性
を示すものである。

【０００９】酸素指数は、所定の試験条件下において、
材料が燃焼を持続するのに必要な酸素中の容量パーセン
トで表される最低酸素濃度の数値のことである。すなわ
ち、酸素指数は、試料の上端に点火し、着火後、点火器
の炎を取り去り、燃焼時間が３分以上か、燃焼長さが５
０ｍｍ以上に達するのに必要な最低の酸素量である。通
常、酸素指数が２１より大きい場合は、空気（酸素含有
率２１％）中で燃えにくいことを示している。そして、
酸素指数は、２５以上であることが必要である。この酸
素指数が２５以上というのは、塩化ビニルをシース材と
して用いたときの塩化ビニルシース材料の酸素指数と同
等の酸素指数という意味である。この酸素指数は、難燃
性に関する特性を示すものである。

【００１０】物に触れたときの表面の白化は、例えば、
金属製ドラムに巻き付けるに当たって金属製ドラムに擦
れて、傷跡が白い状態になることである。そして、請求
項２における物に触れたときに白化しないということ
は、ノンハロゲン難燃ポリオレフィン系樹脂の場合、金
属と擦れると（例えば、金属製ドラムに巻き付ける際に
金属製ドラムと擦れる）傷跡が白く残ってしまうが、塩
化ビニルをシース材として用いた場合は、傷跡が残らな
いので、この塩化ビニルをシース材として用いた場合に
合わせたものである。

【００１１】このように構成することにより請求項２に
記載の発明によると、ケーブルにシース材として被覆す
る塩化ビニルと同等の難燃性及び可撓性を持たせること
ができる。

【００１２】上記目的を達成するために、請求項３に記
載の難燃ケーブルは、難燃性スチレン系熱可塑性エラス
トマー樹脂組成物を、硬質相（ハードセグメント）がポ
リスチレン、軟質相（ソフトセグメント）がポリブタジ
エン又はポリイソブレン、あるいは、それらの水添物を
持つもの、すなわち、水素添加ポリブタジエン、水素ポ
リイソブレン、水素添加ポリブタジエンラバーのいずれ
かからなる熱可塑性エラストマーで構成したものであ
る。このように構成することにより請求項３に記載の発
明によると、ケーブルにシース材として被覆する塩化ビ
ニルと同等の難燃性及び可撓性を持たせることができ
る。

【００１３】上記目的を達成するために、請求項４に記
載の難燃ケーブルは、難燃性スチレン系熱可塑性エラス
トマー樹脂組成物に、必要に応じ難燃助剤、酸化防止
剤、無水マレイン酸等の添加剤を配合して構成したもの
である。このように構成することにより請求項３に記載
の発明によると、ケーブルにシース材として被覆する塩
化ビニルと同等の難燃性及び可撓性を持たせることがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る難燃ケーブル
の実施の形態について説明する。図１には、本発明に係
る難燃ケーブルの一実施の形態が示されている。図１に
おいて、１は軟銅線によって構成される導体で、この導
体１の上にはポリエチレンによって構成される絶縁体２
が被覆されており、絶縁線心３が構成されている。この
絶縁線心３を２本合わせることによって電線が構成さ
れ、絶縁線心３を２本合わせ、この上にシース４が被覆
され絶縁電力ケーブル５（例えば、ＶＶＦケーブル）が
構成されている。このシース４は、難燃性スチレン系熱
可塑性エラストマー樹脂組成物によって構成されてい
る。すなわち、このシース４は、少なくともスチレン系
熱可塑性エラストマーに難燃剤を配合すると共に、その
他必要に応じて加工助剤、酸化防止剤を配合して構成さ
れている。

【００１５】図２には、本発明に係る難燃ケーブルの他
の実施の形態が示されている。図２において、１は軟銅
線によって構成される導体で、この導体１の上にはオレ
フィン系樹脂（ポリエチレン）によって構成される絶縁
体２が被覆されており、絶縁線心３が構成されている。
この絶縁線心３を複数本（図２では、３本）撚り合わ
せ、介在６を介在させて丸形に成形し、押え巻きテープ
７を巻き付け、この押え巻きテープ７の上にシース４が
被覆されて絶縁電力ケーブル８（例えば、ＶＶＲケーブ
ル）が構成されている。このシース４は、難燃性スチレ
ン系熱可塑性エラストマー樹脂組成物によって構成され
ている。すなわち、このシース４は、少なくともスチレ
ン系熱可塑性エラストマーに難燃剤を配合すると共に、
その他必要に応じて加工助剤、酸化防止剤を配合して構
成されている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係る難燃ケーブルのシースを
構成する難燃性スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂組
成物の具体的実施例について、比較例、従来例と比較し
て説明する。

【００１７】難燃ケーブルのシース材として用いられる
難燃性スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂組成物は、
スチレン系熱可塑性エラストマーに金属水酸化物（無機
難燃剤）を配合してなる樹脂組成物で、このスチレン系
熱可塑性エラストマーは、硬質相（ハードセグメント）
がポリスチレン、軟質相（ソフトセグメント）がポリブ
タジエン、ポリイソブレン、あるいは、それらの水添物
を持つもの（水素添加ポリブタジエン、水素ポリイソブ
レン、水素添加ポリブタジエンラバー等）で構成したも
のである。なお、本発明に係る難燃性スチレン系熱可塑
性エラストマー樹脂組成物には、具体的には、理研ビニ
ル工業（株）から「ＡＮＡ９９７９Ｎ（トリニティ）」
なる商標で市販されている商品を用いている。

【００１８】実施例実施例は、難燃性スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂
組成物、具体的には、理研ビニル工業（株）製の「ＡＮ
Ａ９９７９Ｎ（トリニティ）」をシース材として用いた
ものである。

【００１９】比較例比較例は、難燃性ポリオレフィン系樹脂組成物、具体的
には、エチレンエチルアクリレート共重合体１００重量
部に対し、水酸化マグネシウムを８０重量部及び酸化防
止剤を１重量部配合したものをシース材として用いたも
のである。

【００２０】従来例従来例は、塩化ビニル樹脂組成物をシース材として用い
たものである。

【００２１】そこで、実施例に基づく組成物を絶縁体２
がポリエチレンからなる絶縁線心３を２本撚り合わせた
ものに樹脂温度が２００℃以上になるようにして押し出
し被覆してケーブル（ＥＭ−ＥＥ２×３．５ｍｍ^２）を
作製すると共に、実施例に基づく組成物によってプレス
温度２００℃で１．０ｍｍ厚のプレス成形シート、２．
０ｍｍ厚のプレス成形シート、３．０ｍｍ厚のプレス成
形シートのそれぞれを作成した。

【００２２】また、比較例に基づく組成物を絶縁体がポ
リエチレンからなる絶縁線心を２本撚り合わせたものに
押し出し被覆してケーブル（ＥＭ−ＥＥ２×３．５ｍｍ
^２）を作製すると共に、比較例に基づく組成物によって
１．０ｍｍ厚のプレス成形シート、２．０ｍｍ厚のプレ
ス成形シート、３．０ｍｍ厚のプレス成形シートのそれ
ぞれを作成した。

【００２３】さらに、従来例に基づく組成物を絶縁体が
塩化ビニル樹脂からなる絶縁線心を２本撚り合わせたも
のに押し出し被覆してケーブル（ＶＶＲ２×３．５ｍｍ
^２）を作製すると共に、比較例に基づく組成物によって
１．０ｍｍ厚のプレス成形シート、２．０ｍｍ厚のプレ
ス成形シート、３．０ｍｍ厚のプレス成形シートのそれ
ぞれを作成した。

【００２４】これらのケーブルについては、外観を観察
した後、シースの引張試験（引張伸び（％）および引張
強度（ＭＰａ）の測定）を行い、２．０ｍｍ厚のプレス
成形シートを用いて硬度を測定し、３．０ｍｍ厚のプレ
ス成形シートを用いて酸素指数を測定し、１．０ｍｍ厚
のプレス成形シートを用いてヤング率のそれぞれを測定
した。これらの硬度、引張試験、酸素指数、外観につい
ての測定結果が、表１に示されている。

【００２５】

【表１】この表１中の硬度は、１ｋｇｆの荷重を掛け、１０秒後
にＪＩＳＡの硬度計を用いて測定したものである。

【００２６】表１中の引張強さ（ＭＰａ）は、どの程度
の荷重（ＭＰａ）で引っ張ったときに引き千切れるかを
示したもので、引き千切れたときの荷重、すなわち試験
片の断面積（mm^２）当りの最大引張荷重（Ｎ）で示し
たものである。したがって、この引張強さの大きさによ
って機械的強度が判る。この引張強さの基準値は『１０
ＭＰａ以上』である。また、表１中の引張伸び（％）
は、作製したプレスシート（試験片）の一端を固定し、
他端を引張って、試験片が引き千切れるまで引張り、千
切れたときの長さ（伸び）を元の試験片の長さで除して
百分率で表したもの（伸び率）である。すなわち試験片
を引き伸ばしたときの試験片の最大の伸びを求めたもの
である。この引張伸びの基準値は『３５０％以上』であ
る。

【００２７】さらに、表１中の酸素指数は、試験片
（３．０ｍｍ厚のプレス成形シート）を試料ホルダーに
垂直に取り付け、酸素窒素混合ガスを流しながら試験片
の上端に点火し、着火後、点火器の炎を取り去り、燃焼
時間と燃焼長さの測定を行い、燃焼時間が３分以上か、
燃焼長さが５０ｍｍ以上に達するのに必要な最低の酸素
の酸素指数を求める。この酸素指数の基準値は『２５以
上』である。なお、外観については、金属に擦れたとき
に白化しにくいものを『○』、金属に擦れたときに白化
し易いものを『×』として表した。

【００２８】判定結果を見ると、硬度については、実施
例が『８４』で、比較例の『９２』よりも低く、従来例
の『８０〜９０』内には入っていることにより、従来例
と同様の軟らかさを持っていることが判る。また、引張
強さ（ＭＰａ）については、実施例が『１３』であるの
に対し、比較例も『１３』と同様の引張強さを有し、従
来例の『１０〜２０』の内、低い引張強さ『１０』より
も引張強さを有していることが判る。さらに、引張伸び
（％）については、実施例が『４００％』であるのに対
し、比較例の『５５０％』には及ばないものの、従来例
の『２００％〜４００％』よりも高い引張強さを有して
いることが判る。

【００２９】また、酸素指数を見ても、実施例が『３
０』と規定の酸素指数『２５』よりも優れた難燃性を有
しており、比較例の『３０』と同様の難燃性を有してい
ることが判る。さらに、従来例と比較しても、従来例の
『２４〜２７』よりも難燃性を有していることが判る。
なお、外観については、実施例は、比較例が『×』なの
に対し、従来例同様に『○』で良好な状態を示してい
る。

【００３０】１．０ｍｍ厚のプレス成形シートを用いて
測定したヤング率のそれぞれの測定結果が表２に、これ
をグラフにまとめた温度−ヤング率曲線が図３に示され
ている。

【００３１】

【表２】判定結果を見ると、測定した−４０℃、−２０℃、２０
℃、４０℃、６０℃の全ての測定点における実施例のヤ
ング率は、比較例の−４０℃、−２０℃、２０℃、４０
℃、６０℃の全ての測定点におけるヤング率よりも良好
である。また、測定した−４０℃、−２０℃、２０℃、
４０℃、６０℃の全ての測定点における実施例のヤング
率と従来例のヤング率を比較すると、２０℃を下回る温
度でのヤング率は、実施例の方が良好であるが、２０℃
を超える温度においては、従来例の方が良好であるが、
実施例のヤング率以下−４０℃、−２０℃、２０℃、４
０℃、６０℃の全ての測定点におけるヤング率よりも良
好である。しかし、２０℃を下回る温度での実施例のヤ
ング率は、いずれも規定のヤング率（常温付近でのヤン
グ率が１００（ｋｇ／ｍｍ^２）以下）を保持しており、
特性としては十分なものとなっている。

【００３２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００３３】請求項１に記載の発明によれば、ケーブル
にシース材として被覆する塩化ビニルと同等の難燃性及
び可撓性を持たせることができる。

【００３４】請求項２に記載の発明によれば、ケーブル
にシース材として被覆する塩化ビニルと同等の難燃性及
び可撓性を持たせることができる。

【００３５】請求項３に記載の発明によれば、ケーブル
にシース材として被覆する塩化ビニルと同等の難燃性及
び可撓性を持たせることができる。

【００３６】請求項４に記載の発明によれば、ケーブル
にシース材として被覆する塩化ビニルと同等の難燃性及
び可撓性を持たせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る２芯の絶縁電力ケーブルの実施の
形態を示す断面図である。

【図２】本発明に係る多芯の絶縁電力ケーブルの実施の
形態を示す断面図である。

【図３】表２に基づく測定結果をグラフにまとめた温度
−ヤング率曲線図である。

【符号の説明】

１………………………………導体２………………………………絶縁体３………………………………絶縁線心４………………………………シース５………………………………絶縁電力ケーブル６………………………………介在７………………………………押え巻きテープ８………………………………絶縁電力ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体の上にポリオレフィン系樹脂からな
る絶縁体を被覆してなる絶縁線心を２本合わせた上に、
又は該絶縁線心を複数本撚り合わせ介在物を介在して成
形した上に難燃性スチレン系熱可塑性エラストマー樹脂
組成物をシース被覆してなる難燃ケーブル。
【請求項２】上記難燃性スチレン系熱可塑性エラスト
マー樹脂組成物は、樹脂温度２００℃以上の高温領域で
動的架橋し、硬度が９０以下で、常温付近でのヤング率
が１００（ｋｇ／ｍｍ^２）以下で、酸素指数が２５以上
あり、物に触れたときに白化しないものである請求項１
に記載の難燃ケーブル。
【請求項３】上記難燃性スチレン系熱可塑性エラスト
マー樹脂組成物は、硬質相がポリスチレン、軟質相がポ
リブタジエン又はポリイソブレン、あるいは水素添加ポ
リブタジエン、水素ポリイソブレン、水素添加ポリブタ
ジエンラバーのいずれかからなる熱可塑性エラストマー
である請求項１又は２に記載の難燃ケーブル。
【請求項４】上記難燃性スチレン系熱可塑性エラスト
マー樹脂組成物には、必要に応じ難燃助剤、酸化防止
剤、無水マレイン酸等の添加剤を配合したものである請
求項１、２又は３に記載の難燃ケーブル。