JP2002124138A - 絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲンガスを発生することなく、耐摩耗
性、難燃性、耐水性に優れた絶縁電線を安価なコストで
市場に提供すること。 【解決手段】 導体の外周にハロゲン成分を含有しない
絶縁樹脂材料からなる複数の絶縁層を有する絶縁電線で
あって、絶縁層として、導体の外周に設けられる耐水性
樹脂を主成分とする絶縁内層と、この絶縁内層の外周に
設けられる耐摩耗性及び難燃性樹脂を主成分とする絶縁
外層とを含むよう形成する。絶縁内層はポリオレフィン
樹脂、絶縁外層はポリアミド樹脂により形成されている
ことが好ましい。ポリオレフィン樹脂は、発泡倍率が体
積で３０％から５０％の範囲にある発泡ポリオレフィン
樹脂であることが好ましい。また、絶縁層は、電子線照
射架橋されていることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁電線に関し、
更に詳しくは、電気導体の外周に被覆される絶縁層がハ
ロゲン成分を含有しない絶縁樹脂材料からなり、自動
車、電気機器などの配線としての用途に好適な絶縁電線
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の絶縁電線の導体に被覆さ
れる絶縁層に用いられる絶縁樹脂材料としては、ポリ塩
化ビニル樹脂が一般的に用いられており、これに耐摩耗
性、難燃性、耐水性等の必要特性に応じて、可塑剤や充
填剤等が適宜配合され、また、これらの添加剤の種類や
添加量等が調整されてきた。しかしながら、ポリ塩化ビ
ニル樹脂は、その分子鎖中に塩素を含んでいることか
ら、火災時や焼却廃棄時に腐食性のある有害なハロゲン
ガスを発生するという問題がある。

【０００３】そこで近年、ノンハロゲン系の難燃性樹脂
組成物が種々研究されており、ポリオレフィン樹脂にハ
ロゲン成分を含まない難燃剤を配合したものなどが提案
されている。例えば、特開平５−３０１９９６号公報に
は、ポリオレフィンに高密度ポリエチレンをブレンド
し、これに難燃剤として金属水酸化物を配合したノンハ
ロゲン系難燃性樹脂組成物が開示されている。

【０００４】また、特開平５−１２９２４号公報には、
電気特性、耐外傷性、可撓性、耐薬品性を向上させた絶
縁電線として、導体外周に、エチレン・α−オレフィン
共重合体、エチレン・α−オレフィン・ポリエン共重合
体の少なくとも１種を含有するポリオレフィン組成物か
らなる内絶縁層と、その外周にハロゲンを含まない耐熱
性樹脂を主成分とした外絶縁層を備えた絶縁電線が開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
特開平５−３０１９９６号公報に示されるノンハロゲン
難燃性樹脂組成物は、高密度ポリエチレンの高結晶性及
び難燃剤である金属水酸化物の多量配合（ポリオレフィ
ンと高密度ポリエチレンのブレンドポリマ１００重量部
に対し、金属水酸化物５０〜３００重量部配合）により
耐摩耗性及び難燃性を向上させた組成物であり、この難
燃性樹脂組成物を絶縁電線の絶縁層として用いた場合、
耐摩耗性、難燃性、耐水性については問題は無いが、難
燃性向上のために高価な金属水酸化物を多量に配合する
ことによる高コスト化は避けられない。

【０００６】一方、耐摩耗性をより向上させるために結
晶性の高密度ポリエチレンをポリオレフィンに多量にブ
レンドすると、非晶質部分が少なくなって難燃剤を多量
に混合できなくなり、難燃性が低下するといった問題が
あった。

【０００７】また、後者の特開平５−１２９２４号公報
に示される絶縁電線は、主として、高温での耐加熱変形
性の向上及び溶融・分解を防ぐために、内絶縁層として
エチレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・α−オ
レフィン・ポリエン共重合体等からなるポリオレフィン
組成物を用い、外絶縁層として結晶性ポリマー、結晶性
芳香族ポリマー等からなる耐熱性樹脂を用いるものであ
る。

【０００８】そしてこのような構成とすることにより、
耐薬品性を向上させるために外絶縁層の耐熱性樹脂を加
熱して結晶化処理を施した場合でも、熱による内絶縁層
の加熱変形や発泡等の不具合を回避しつつ、耐薬品性、
高温での耐加熱変形性に優れた絶縁電線を得ることがで
きるようになるものである。

【０００９】しかしながら、この絶縁電線では、高温に
おける内絶縁層の加熱変形や溶融・分解による発泡を防
ぐため、内絶縁層に分子量の大きなポリオレフィン共重
合体を含有させなければならず（分子量が大きくなる
程、融点が高くなり、熱特性に優れるようになるた
め）、ポリオレフィン共重合体に比較して分子量が小さ
く、ポリオレフィン共重合体を含まないポリオレフィン
樹脂のみにより内絶縁層を形成することができないの
で、その分キログラム単価が高くなり、樹脂容積当たり
の絶縁層の材料コストが高くなるという問題がある。

【００１０】更に、分子量、重合度の増加に伴い溶融樹
脂の粘度が高くなり、導体外周への絶縁層の押出成形等
の成形性が低下することにより、成形不良や生産性の低
下、あるいは押出温度を上げることによる生産性コスト
高等を生じさせることも懸念される。

【００１１】本発明が解決しようとする課題は、火災時
や焼却廃棄時に腐食性のある有害なハロゲンガスを発生
することなく、しかも耐摩耗性、難燃性、耐水性に優れ
た絶縁電線を安価なコストで市場に提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明に係る絶縁電線は、請求項１に記載のよう
に、導体の外周にハロゲン成分を含有しない絶縁樹脂材
料からなる複数の絶縁層を有する絶縁電線であって、前
記絶縁層は、前記導体の外周に設けられる耐水性樹脂を
主成分とする絶縁内層と、該絶縁内層の外周に設けられ
る耐摩耗性及び難燃性樹脂を主成分とする絶縁外層とを
含むことを要旨とするものである。

【００１３】本発明に係る絶縁電線は、導体の外周にハ
ロゲン成分を含有しない絶縁樹脂材料からなる複数の絶
縁層を有しているので、火災時や焼却廃棄時に腐食性の
ある有害なハロゲンガスを発生することがない。そして
その複数の絶縁層は、導体の外周に設けられる耐水性樹
脂を主成分とする絶縁内層を含んでいるので、耐水性が
損なわれることがなく、更に、この絶縁内層の外周に設
けられる耐摩耗性及び難燃性樹脂を主成分とする絶縁外
層を含んでいるので、耐摩耗性及び難燃性が向上する。

【００１４】ここで、導体としては、銅、アルミニウム
などからなる細線を撚り合わせたり、撚り合わせた後に
圧縮させたものを好適に用いる。そして、ハロゲン成分
を含有しない耐水性樹脂としては、ポリオレフィン樹
脂、エチレン共重合体樹脂等が具体的に挙げられ、ハロ
ゲン成分を含有しない耐摩耗性及び難燃性樹脂として
は、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、
ポリカーボネート樹脂等が具体的に挙げられ、コストに
合わせて適宜選択することができるものである。

【００１５】尚、導体と絶縁内層、絶縁内層と絶縁外層
の間には、付与したい他の必要特性に応じた絶縁層を含
むことができるものであり、各絶縁層の厚さについて
も、必要性能に応じて適宜決定することができ、特に限
定されるものではない。

【００１６】またここで、導体の外周に直接設けられる
絶縁内層と、この絶縁内層の外周に直接設けられる絶縁
外層との２層構造からなる絶縁層とした場合には、構造
が簡易になり、原材料コストの低減、材料ロスの低下、
生産工程の減少などによるコスト削減効果がより高めら
れ、耐摩耗性、難燃性、耐水性に優れた絶縁電線をより
安価なコストで得ることができるようになる。

【００１７】また、請求項２に記載のように、前記絶縁
内層はポリオレフィン樹脂、前記絶縁外層はポリアミド
樹脂により形成されていることが好ましい。

【００１８】ポリオレフィン樹脂は、絶縁内層として重
要な耐水性に極めて優れ、かつ、他の耐水性樹脂に比べ
コストに優れるという観点から好ましい。具体的には、
ポリエチレン（高密度、中密度、低密度ポリエチレ
ン）、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等が挙げら
れ、中でもポリエチレンが好適である。そして更には高
密度ポリエチレンが最も好適である。ポリエチレンは、
ポリオレフィン樹脂の中でも耐水性、コストの両面にお
いて特に優れるからであり、高密度ポリエチレンは、低
密度、中密度ポリエチレンに比べ、結晶化度が高く、耐
熱性にも優れるからである。

【００１９】また、ポリアミド樹脂は、結晶性高分子で
あり、高い融点を有することから絶縁外層として重要な
耐摩耗性及び難燃性に極めて優れ、かつ、他の耐摩耗性
及び難燃性樹脂に比べコストに優れるという観点から好
ましい。具体的には、ナイロン６、ナイロン６６、ナイ
ロン６１０、ナイロン１１、ナイロン１２等が挙げられ
る。

【００２０】また、請求項３に記載のように、前記ポリ
オレフィン樹脂は、発泡体であることが好ましい。ポリ
オレフィン樹脂は、耐水性に優れる反面、易燃性である
ため、その使用量が少ない程、絶縁電線の難燃性向上に
対する効果がより大きくなるとともに、コスト削減効果
がより一層高められるためである。

【００２１】この際、請求項４に記載のように、前記発
泡ポリオレフィン樹脂の発泡倍率は、体積で３０％から
５０％の範囲にあることが好ましい。発泡倍率が、この
範囲内にあれば、強度を十分に維持しつつ、安価なコス
トで難燃性を向上させることができるためである。尚、
発泡倍率が、体積で５０％より大きいと絶縁内層の強度
が低下して変形が生じる傾向があるので好ましくない。

【００２２】そしてまた、請求項５に記載のように、前
記絶縁層は、電子線照射架橋されていることが好まし
い。絶縁層の摩耗量は、摩擦熱による絶縁材料の軟化に
より加速されることから、電子線照射をすることによっ
て、絶縁層中の高分子の分子間及び分子内に架橋が生
じ、耐熱性及び強度が向上し、更に耐摩耗性が向上する
ためである。

【００２３】本発明に係る絶縁電線の絶縁層には、必要
に応じてハロゲン成分を含有しない難燃剤、柔軟剤、老
化防止剤、加工助剤、軟化剤などを適宜添加できるもの
であり、更に電子線架橋を施す場合には、ハロゲン成分
を含有しない架橋剤、架橋助剤などを加えても良く、用
途に合わせて適宜選択することができるものである。

【００２４】

【実施例】以下に本発明を実施例により更に詳細に説明
する。

【００２５】図１は、本発明の一実施例に係る絶縁電線
の断面図を示したものである。絶縁電線１０は、複数本
（本実施例では７本）の銅線を撚り合わせた導体１２の
外周にハロゲン成分を含有しない２層の絶縁層１４によ
り形成されており、この絶縁層１４は、導体１２の外周
に直接被覆された耐水性樹脂を主成分とする絶縁内層１
６と、更にこの絶縁内層１６の外周に直接被覆された耐
摩耗性及び難燃性樹脂を主成分とする絶縁外層１８から
構成されている。

【００２６】（実施例１）実施例１として、断面積０．
５ｍｍ^２（外径０．８５ｍｍ）の導体１２の外周に絶縁
内層１６として高密度ポリエチレン（三井石油化学工業
（株）製 「ハイゼックス５３０５Ｅ」）を０．２ｍｍ
厚に押出被覆した後、絶縁外層１８として、６ナイロン
（宇部興産（株）製 「１０３０Ｂ」）を０．１ｍｍ厚
に押出被覆することにより、外径１．４５ｍｍの絶縁電
線を作製した。

【００２７】（実施例２）実施例２として、断面積０．
５ｍｍ^２（外径０．８５ｍｍ）の導体１２の外周に絶縁
内層１６としてポリプロピレン（（株）トクヤマ 製
「ＲＢ１１０」）を０．１５ｍｍ厚に押出被覆した後、
絶縁外層１８として、１２ナイロン（宇部興産（株）製
「３０３５ＬＵ」）を０．１５ｍｍ厚に押出被覆する
ことにより、外径１．４５ｍｍの絶縁電線を作製した。

【００２８】（実施例３）実施例３として、断面積０．
５ｍｍ^２（外径０．８５ｍｍ）の導体１２の外周に絶縁
内層１６として発泡倍率が体積で４０％の高密度ポリエ
チレン（三井石油化学工業（株）製 「ハイゼックス５
３０５Ｅ」）を０．２ｍｍ厚に押出被覆した後、絶縁外
層１８として、６ナイロン（宇部興産（株）製 「１０
３０Ｂ」）を０．１ｍｍ厚に押出被覆することにより、
外径１．４５ｍｍの絶縁電線を作製した。

【００２９】（実施例４）実施例４として、断面積０．
５ｍｍ^２（外径０．８５ｍｍ）の導体１２の外周に絶縁
内層１６として発泡倍率が体積で６０％の高密度ポリエ
チレン（三井石油化学工業（株）製 「ハイゼックス５
３０５Ｅ」）を０．２ｍｍ厚に押出被覆した後、絶縁外
層１８として、６ナイロン（宇部興産（株）製 「１０
３０Ｂ」）を０．１ｍｍ厚に押出被覆することにより、
外径１．４５ｍｍの絶縁電線を作製した。尚、この実施
例４は絶縁内層の発泡倍率が体積で５０％を越えた場合
の特性を見るためのものである。

【００３０】図２は、実施例との比較における絶縁電線
の断面図を示したものである。絶縁電線２０は、複数本
（本比較例では７本）の銅線を撚り合わせた導体２２の
外周にハロゲン成分を含有しない絶縁樹脂材料からなる
１層の絶縁層２４を直接被覆した構成になっている。

【００３１】（比較例１）比較例１として、断面積０．
５ｍｍ^２（外径０．８５ｍｍ）の導体２２の外周に絶縁
層２４として高密度ポリエチレン（三井石油化学工業
（株）製 「ハイゼックス５３０５Ｅ」）１００重量部
に対してノンハロゲン難燃剤である水酸化マグネシウム
（協和化学工業（株） キスマ５Ａ）を８０重量部添加
したものを０．２ｍｍ厚に押出被覆することにより、外
径１．４５ｍｍの絶縁電線を作製した。

【００３２】（比較例２）比較例２として、断面積０．
５ｍｍ^２（外径０．８５ｍｍ）の導体２２の外周に絶縁
層２４として６ナイロン（宇部興産（株）製 「１０３
０Ｂ」）を０．１５ｍｍ厚に押出被覆することにより、
外径１．４５ｍｍの絶縁電線を作製した。

【００３３】次に上記のようにして作製した各絶縁電線
について、耐摩耗性試験、難燃性試験、耐水性試験を行
い、以下のように評価を行った。

【００３４】初めに、耐摩耗性試験について説明する。
耐摩耗性として、社団法人自動車技術会規格「ＪＡＳＯ
Ｄ６０８−９２」に準拠し、ブレード往復法による耐
摩耗性試験を行った。荷重は７Ｎとし、ブレードが導体
に接触するまでの往復回数が１５０回以上であるものを
合格とした。その結果、本発明に係る実施例１〜３と比
較例２の供試片は合格であったが、実施例４の供試片
は、耐摩耗性試験の際、絶縁内層の高密度ポリエチレン
発泡体がやや変形した。また、比較例１の供試片は、往
復回数５０回でブレードが導体に接触し、耐摩耗性は不
十分であった。

【００３５】次に、難燃性試験について説明する。難燃
性として、社団法人自動車技術会規格「ＪＡＳＯ Ｄ６
０８−９２」に準拠し、各絶縁電線を３００ｍｍの長さ
に切り出して供試片とし、各供試片を鉄製の試験箱に入
れて水平に支持し、ブンゼンバーナーの還元炎を１５秒
当てた後の残炎時間を測定した。この際、残炎時間が１
５秒以内を合格と判定し、１５秒を越えるものを不合格
と判定した。その結果、本発明の実施例１〜４と比較例
１及び２の全ての供試片が合格であった。

【００３６】次に、耐水性試験について説明する。耐水
性として、各絶縁電線を４０℃の水中に１日浸漬した
後、絶縁抵抗を測定した。この際、絶縁抵抗が１０^１０
（Ω・ｃｍ）以上のものを合格とした。その結果、本発
明に係る実施例１〜４と比較例１については合格であっ
たが、比較例２については絶縁抵抗が１０^８（Ω・ｃ
ｍ）となり、実用に供することができず、耐水性は不合
格であった。

【００３７】以上について、絶縁電線の作製条件と評価
結果をまとめたものを表１に示す。尚、表１において、
合格を「○」、不合格を「ｘ」、不合格ではないが性能
がやや劣るものを「△」として表してある。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１から分かるように、本発明の実施例に
係る実施例１〜３の各絶縁電線は、耐摩耗性、難燃性、
耐水性、コストを全て満足しており、また、実施例４は
やや耐摩耗性が低下したが使用に耐え得るのに対し、比
較例１及び２の絶縁電線については耐摩耗性あるいは耐
水性に問題があり、使用に耐え得るものではなかった。

【００４０】すなわち、実施例１〜３の各絶縁電線は、
耐摩耗性、難燃性、耐水性、コストに優れている。ま
た、実施例４の絶縁電線は、絶縁内層を形成する高密度
ポリエチレンの発泡倍率が体積で６０％と高すぎるた
め、絶縁内層の強度が低下して変形が生じる傾向が確認
された。

【００４１】一方、比較例１の絶縁電線は、高密度ポリ
エチレンの易燃性を改善し、難燃性を付与するため、耐
水性に優れた高密度ポリエチレンの絶縁層（１層構造）
にノンハロゲン難燃剤である水酸化マグネシウムを添加
しているため、耐水性、難燃性については問題なかっ
た。しかしながら、６ナイロンや１２ナイロンなどの耐
摩耗性に優れたポリアミド樹脂を使用していないため、
十分な耐摩耗性が得られないことが分かる。これは、高
密度ポリエチレンは、６ナイロンや１２ナイロンなどに
比べ融点が低く、摩擦熱により、樹脂の軟化が加速した
ためである。

【００４２】尚、比較例１の絶縁電線では、難燃性付与
のため添加する金属水酸化物が高価であるため、材料コ
スト面での評価も他の実施例品あるいは比較例品よりも
低いものとなった。

【００４３】また、比較例２の絶縁電線は、結晶性で、
高い融点を有する６ナイロンを絶縁層（１層構造）に使
用したことにより、耐摩耗性、難燃性については問題な
かった。しかしながら、耐水性が悪く、実用に供するこ
とができなかった。これは、一般に、ポリアミド樹脂
は、他の樹脂に比較してアミド基（−ＮＨＣＯ−）を主
鎖中に有するため、極性が強く、親水性があり、吸水性
が大きくなる傾向があるためである（１２ナイロンのよ
うにＣの数が増すと脂肪族性が強くなり、吸水率が小さ
くなるものもある）。

【００４４】したがって、本発明に係る実施例品、特に
実施例１〜３の絶縁電線のように、導体の外周を形成す
る複数の絶縁層としては、導体の外周に直接又は他の絶
縁層を介して耐水性樹脂を主成分とする絶縁内層を設
け、そしてこの絶縁内層の外周に直接又は他の絶縁層を
介して耐摩耗性及び難燃性樹脂を主成分とする絶縁外層
を設けるようにすることが好ましいことが分かる。

【００４５】以上実施例について説明したが、本発明は
上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣
旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能であることは勿
論である。本実施例品では、絶縁内層にポリオレフィン
樹脂及び発泡させたポリオレフィン樹脂を用いたが、難
燃性を向上させるために、ノンハロゲン系難燃剤として
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カル
シウムなどの金属水酸化物をコストに応じて添加するこ
とができるものであり、特に限定されるものではない。

【００４６】また、上記各実施例では、絶縁層が２層構
造からなる絶縁電線を用いたが、導体と絶縁内層、絶縁
内層と絶縁外層の間に付与したい他の必要特性に応じた
絶縁層を含むことができるのは勿論のことである。

【００４７】

【発明の効果】本発明に係る絶縁電線によれば、導体の
外周にハロゲン成分を含有しない絶縁樹脂材料からなる
複数の絶縁層を有しているので、火災時や焼却廃棄時に
腐食性のある有害なハロゲンガスを発生することがない
という効果がある。そしてその複数の絶縁層は、導体の
外周に設けられる耐水性樹脂を主成分とする絶縁内層を
含んでいるので、耐水性が損なわれることがなく、更
に、この絶縁内層の外周に設けられる耐摩耗性及び難燃
性樹脂を主成分とする絶縁外層を含んでいるので、耐摩
耗性及び難燃性が向上するという効果がある。

【００４８】また、絶縁内層としてポリオレフィン樹
脂、絶縁外層としてポリアミド樹脂を用いた場合には、
他の耐水性樹脂、耐摩耗性及び難燃性樹脂に比べ、より
安価なコストで、耐摩耗性、難燃性、耐水性を向上させ
ることができ、更に絶縁内層がポリオレフィン樹脂の発
泡体である場合には、耐水性に優れる反面、易燃性であ
るポリオレフィン樹脂の使用量を少なくすることができ
るので、絶縁電線の難燃性向上に対する効果がより大き
くなるとともに、コスト削減効果がより一層高められる
という効果がある。

【００４９】この際、発泡ポリオレフィン樹脂の発泡倍
率が、体積で３０％から５０％の範囲にある場合には、
強度を十分に維持しつつ、安価なコストで難燃性を向上
させることができるという効果がある。

【００５０】そしてまた、絶縁層に電子線照射架橋を施
した場合には、絶縁層中の高分子の分子間及び分子内に
架橋が生じ、耐熱性及び強度が向上し、更に耐摩耗性が
向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る絶縁電線の断面図で
ある。

【図２】 比較のための絶縁電線の断面図である。

【符号の説明】

１０ 絶縁電線 １２ 導体 １４ 絶縁層 １６ 絶縁内層 １８ 絶縁外層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 守 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 (72)発明者 宇田 郁二郎 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社ハーネス総合技術研究所内 Ｆターム(参考） 5G309 LA08 LA09 RA03 RA05 RA14 5G313 AB03 AB07 AB09 AC02 AD03 AE02 AE05 FA01 FB03 FC10 FD02 FD10 5G315 CA03 CB02 CC09 CD02 CD09

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体の外周にハロゲン成分を含有しない
   絶縁樹脂材料からなる複数の絶縁層を有する絶縁電線で
   あって、前記絶縁層は、前記導体の外周に設けられる耐
   水性樹脂を主成分とする絶縁内層と、該絶縁内層の外周
   に設けられる耐摩耗性及び難燃性樹脂を主成分とする絶
   縁外層とを含むことを特徴とする絶縁電線。
2. 【請求項２】 前記絶縁内層はポリオレフィン樹脂、前
   記絶縁外層はポリアミド樹脂により形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の絶縁電線。
3. 【請求項３】 前記ポリオレフィン樹脂は、発泡体であ
   ることを特徴とする請求項２に記載の絶縁電線。
4. 【請求項４】 前記発泡ポリオレフィン樹脂の発泡倍率
   が、体積で３０％から５０％の範囲にあることを特徴と
   する請求項３に記載の絶縁電線。
5. 【請求項５】 前記絶縁層が、電子線照射架橋されてい
   ることを特徴とする請求項１乃至４に記載の絶縁電線。