JP2003338220A

JP2003338220A - 電線・ケーブル

Info

Publication number: JP2003338220A
Application number: JP2002144468A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Demura; 剛出村; Yoshiji Miyashita; 芳次宮下
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 2002-05-20
Filing date: 2002-05-20
Publication date: 2003-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】優れた耐熱性及び柔軟性を有する電線・ケー
ブルを提供する。【解決手段】導体の外周を覆う絶縁層にオレフィン系
熱可塑性エラストマーを用いる。ここで、オレフィン系
熱可塑性エラストマーは、結晶性ポリプロピレン系樹脂
（Ａ成分）と、オレフィン系共重合ゴム（Ｂ成分）とを
含む組成物であり、Ａ成分とＢ成分を多段重合によって
段階的に同一重合槽内で重合した重合型が特に好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐熱性を有する電線
・ケーブルに関し、特に、優れた耐熱性と柔軟性を兼ね
備え、しかも、絶縁体（特に絶縁層）材料のリサイクル
性も良好な電線・ケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電線・ケーブルの絶縁体として
は、熱可塑性樹脂、特に、低密度ポリエチレン、低密度
ポリエチレンを有機架橋処理した架橋ポリエチレン等が
主として使用されてきた。

【０００３】しかし、低密度ポリエチレンは柔軟性を有
するが耐熱性に劣り、融点が約１０５℃と低いため、通
電時の導体発熱や外部からの加熱によって絶縁体が１０
５℃以上の温度に上昇した場合に、絶縁体が変形を起こ
して、電線・ケーブルの破壊の原因となる虞があった。
一方、架橋ポリエチレンは耐熱性に優れるものではある
が、その架橋反応を完結するためには多大なエネルギー
を必要とするうえ、製造に要する時間が長くなり、ま
た、架橋生成物は加熱しても十分に軟化（溶融）しない
故、その再利用が困難であるという問題もあった。

【０００４】また、耐熱性を有する材料としてはポリプ
ロピレンが知られているが、ポリプロピレンは柔軟性が
乏しいため、一般的な電線・ケーブル等には適用できな
かった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記事情に鑑み、本発
明は、優れた耐熱性と柔軟性を兼ね備えた電線・ケーブ
ルを提供することを目的とする。また、優れた耐熱性と
柔軟性を兼ね備え、しかも、絶縁体（特に絶縁層）材料
のリサイクル性も良好な電線・ケーブルを提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明者らは鋭意検討した結果、導体の外周を被覆
する絶縁層にオレフィン系熱可塑性エラストマーを適用
することで、電線・ケーブルの耐熱性が十分に向上し、
しかも、柔軟性にも優れたものになることを見出し、本
発明を完成させるに至った。

【０００７】すなわち、本発明は以下の通りである。（１）導体の外周にオレフィン系熱可塑性エラストマー
が絶縁層として被覆されてなることを特徴とする電線・
ケーブル。（２）オレフィン系熱可塑性エラストマーが重合型組成
物である、上記（１）記載の電線・ケーブル。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の電線・ケーブルは、導体の外周にオレフィン系
熱可塑性エラストマーが絶縁層として被覆されてなるこ
とを特徴としている。

【０００９】本発明において「オレフィン系熱可塑性エ
ラストマー」とは、結晶性ポリプロピレン系樹脂（Ａ成
分）と、オレフィン系共重合ゴム（Ｂ成分）とを含む組
成物を指す。

【００１０】Ａ成分の結晶性ポリプロピレン系樹脂は、
組成物におけるハードセグメント（硬質相）であり、例
えば、プロピレンの単独重合体（ポリプロピレン）、プ
ロピレンとプロピレン以外の炭素数２〜８のα−オレフ
ィン（１種又は２種以上）との共重合体等が挙げられ
る。該結晶性ポリプロピレン系樹脂は１種でも２種以上
が併用されてもよいが、プロピレンの単独重合体（ポリ
プロピレン）が好ましい。なお、共重合体の場合、炭素
数２〜８のα−オレフィンとしては、エチレン、ブテン
−１、３−メチルブテン−１、ペンテン−１、４−メチ
ルペンテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１等が挙げ
られ、これらのうちでもエチレンが好ましい。また、共
重合体の場合、プロピレンの含有量は８５重量％以上が
好ましい。

【００１１】当該Ａ成分の結晶性ポリプロピレン系樹脂
は、耐熱性の点からアイソタクチックインデックスが８
５％以上であるのが好ましい。ここで、「アイソタクチ
ックインデックス」とは、ｎ−ヘプタンを用いて２４時
間ソックスレー抽出した残分（重量％）を意味し、結晶
性ポリプロピレン系樹脂（Ａ成分）の結晶性をはかる一
つの目安として示すものである。すなわち、結晶性ポリ
プロピレン系樹脂（Ａ成分）は結晶性成分と、非晶性成
分からなり、結晶性成分はｎ−ヘプタンに不溶であるた
め、「アイソタクチックインデックス」は実質的に結晶
性成分に対応する。

【００１２】Ｂ成分のオレフィン系共重合ゴムは、組成
物におけるソフトセグメント（軟質相）であり、２種以
上のオレフィンの共重合ゴム、又は、当該共重合ゴムに
非共役ジエンをさらに共重合させた共重合ゴム等で構成
される。２種以上のオレフィンとしては、例えば、エチ
レン、プロピレン、ブテン−１、３−メチルブテン−
１、ペンテン−１、４−メチルペンテン−１、ヘキセン
−１およびオクテン−１からなる群から選ばれるいずれ
か２種以上が好ましく、そのうちでも、エチレンとプロ
ピレンを少なくとも含んで選択される２種以上が特に好
ましい。最も好ましくは、エチレンとプロピレンの２種
である。また、非共役ジエンとしては、例えば、１，４
−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、メチレンノル
ボルネン、エチリデンノルボルネン、プロペニルノルボ
ルネン、シクロオクタジエンおよびメチルテトラヒドロ
インデン等が挙げられ、これらはいずれか１種又は２種
以上が使用される。

【００１３】本発明で使用するオレフィン系熱可塑性エ
ラストマーは、混合型、動的架橋型及び重合型の
３形態に分類される。

【００１４】混合型：Ａ成分とＢ成分を混合したも
の。該混合型のオレフィン系熱可塑性エラストマーにおい
て、Ｂ成分はＡ成分との混合前に有機過酸化物、フェノ
ール系架橋剤、硫黄、オキシム化合物、ポリアミン化合
物等の架橋剤を用いて部分的に架橋されていてもよい。
架橋剤は有機過酸化物が好ましく、例えば、ジ−ｔ−ブ
チルパーオキシド、ｔ−ブチルクミルパーオキシド、ジ
クミルパーオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ジ
（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ｔ−ブチルパ
ーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル−４，４−ジ（ｔ−
ブチルパーオキシ）バレレート、ｐ−クロロベンゾイル
パーオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキシ
ド、ｔ−ブチルベンソエート、ｔ−ブチルパーオキシイ
ソプロピルカーボネート、ジアセチルパーオキシド、ラ
ウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド等が挙
げられ、これらはいずれか１種または２種以上を使用で
きる。当該混合型のオレフィン系熱可塑性エラストマー
の具体例としては、例えば、サーモラン（三菱化学社
製）、ミラストマー（三井化学社製）、住友ＴＰＥ（住
友化学工業社製）等が挙げられる。

【００１５】動的架橋型：Ａ成分とＢ成分を有機過酸
化物の存在下に動的に熱処理してＢ成分を部分的に架橋
したもの。ここで、動的に熱処理するとは、ミキシングロール、ニ
ーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダープラストグ
ラフ、一軸又は二軸押出機等の混練装置を用いて、Ａ成
分、Ｂ成分及び有機過酸化物を溶融状態として混練する
ことであり、混練条件としては、通常、１００〜３５０
℃、好ましくは１２０〜２８０℃で、０．２〜３０分、
好ましくは０．５〜２０分の間行われる。また、ここで
の有機過酸化物としては、前記で例示した具体的化合物
（ジ−ｔ−ブチルパーオキシド、ｔ−ブチルクミルパー
オキシド、ジクミルパーオキシド、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ｔ
−ブチルパーオキシベンゾエート、ｎ−ブチル−４，４
−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、ｐ−クロ
ロベンゾイルパーオキシド、２，４−ジクロロベンゾイ
ルパーオキシド、ｔ−ブチルベンソエート、ｔ−ブチル
パーオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルパー
オキシド、ラウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオ
キシド）のうちのいずれか１種または２種以上が使用さ
れる。当該動的架橋型オレフィン系熱可塑性エラストマ
ーの具体例としては、例えば、サントプレーン（ＡＥＳ
ジャパン社製）、サーリンク（東洋紡績社製）等が挙げ
られる。

【００１６】重合型：Ａ成分とＢ成分を多段重合によ
って段階的に同一重合槽内で重合したもの。当該重合型オレフィン系熱可塑性エラストマーは、多段
重合の後、有機過酸化物の存在下に動的に熱処理してＢ
成分を部分的に架橋させてもよい。ここで、動的に熱処
理するとは、重合生成物（Ａ成分、Ｂ成分）および架橋
剤を前記の混練装置で溶融混練することを意味する。こ
の際の混練条件は前記と同じ条件（通常１００〜３５０
℃、好ましくは１２０〜２８０℃で、０．２〜３０分、
好ましくは０．５〜２０分）とするのが好ましい。

【００１７】当該重合型オレフィン系熱可塑性エラスト
マーの具体例としては、例えば、Ｐ．Ｅ．Ｒ．（トクヤ
マ社製）、ニューコン（チッソ社製）、ゼラス（三菱化
学社製）等が挙げられる。

【００１８】本発明において、オレフィン系熱可塑性エ
ラストマーは、融点が１３０℃以上が好ましく、特に好
ましくは１５０℃以上である。融点が１３０℃未満で
は、電線・ケーブルの絶縁体として必要な耐熱性を保持
することができず、十分な電流容量を流すことができな
い。また、加工性の点から、オレフィン系熱可塑性エラ
ストマーの融点は２５０℃以下であるのが好ましく、２
３０℃以下であるのがより好ましい。なお、ここでの融
点は、ＤＳＣ（示差走査熱量計）で測定した吸熱ピーク
の頂点の値である。

【００１９】本発明において、オレフィン系熱可塑性エ
ラストマーは混合型、動的架橋型または重合型のいずれ
の組成物であっても、電線・ケーブルに優れた耐熱性お
よび柔軟性を与えるが、そのうちでも重合型が好まし
く、重合型を使用すれば、ゴムの粗大分散または不均一
分散が生じにくいことから、電線・ケーブルの耐熱性お
よび柔軟性が飛躍的に向上する。

【００２０】本発明において、オレフィン系熱可塑性エ
ラストマーには、必要に応じて、各種樹脂やゴム、ガラ
ス繊維、炭酸カルシウム、シリカ、タルク、マイカ、ク
レー等の充填剤、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、
滑剤、分散剤、中和剤、難燃剤等の各種添加剤、カーボ
ンブラック等の顔料等を本発明の目的を損なわない範囲
で配合してもよい。

【００２１】また、導体の外周にオレフィン系熱可塑性
エラストマーを絶縁層として設ける態様は、導体の外周
面に直接オレフィン系熱可塑性エラストマー（オレフィ
ン系熱可塑性エラストマーに添加剤を配合した組成物）
を被覆する態様でも、導体の外周面を、例えば、ポリエ
チレンまたはエチレン−酢酸ビニル共重合体にカーボン
ブラックを添加した組成物からなる遮蔽層で被覆し、そ
の上にオレフィン系熱可塑性エラストマー（オレフィン
系熱可塑性エラストマーに添加剤を配合した組成物）を
被覆する態様でもよい。

【００２２】また、本発明において、絶縁層の厚みは、
電線・ケーブルの用途、導体の太さ（径）等によっても
異なり、特に限定はされないが、一般に０．２〜２０ｍ
ｍ、好ましくは０．５〜１５ｍｍとするのがよい。

【００２３】本発明の電線・ケーブルにおいて、遮蔽
層、絶縁層以外の被覆層（即ち、絶縁体における、遮蔽
層、絶縁層以外のその他の内部被覆層や外皮（シース）
等）の構成は特に限定されず、各種用途の電線・ケーブ
ルに応じて、公知の材料による、公知の層を設けること
ができる。

【００２４】本発明の電線・ケーブルを製造する方法に
特に制限はなく、それ自体既知の方法によって製造され
る。例えば、導体上に、絶縁層用のオレフィン系熱可塑
性エラストマー（これに必要に応じて添加剤を配合した
もの）、絶縁層以外の被覆層用の材料を、押出機により
連続押出することによって各層を形成する。

【００２５】本発明の導体の外周にオレフィン系熱可塑
性エラストマーを絶縁層として被覆した電線・ケーブル
は、優れた耐熱性および柔軟性を兼ね備えるとともに、
使用済みの廃電線（ケーブル）から除去した絶縁層は一
定温度以上（一般に２００℃以上）に加熱することで容
易に再加工できるので、リサイクルも容易に行える。

【００２６】

【実施例】以下に実施例を示して本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は以下に記載の実施例によって限定
されるものではない。

【００２７】（絶縁電線の製造）下記の絶縁層用材料
（実施例１〜３、比較例１〜３）を押出機を用いて銅導
体（公称断面積：６０ｍｍ²）上に押し出して被覆し
（被覆厚み：１．５ｍｍ）、絶縁電線を作製した。そし
て、得られた絶縁電線について、下記の方法で各特性を
測定した。

【００２８】耐熱性（加熱変形性）試験ＪＩＳＣ３００５に基づいて加熱変形試験を実施し
た（加熱温度１６０℃、荷重２ｋｇｆ）。加熱変形率が
１０％未満を最良（◎）、１０％以上、４０％未満を良
（○）、４０％以上を不適（×）とした。

【００２９】耐寒性試験ＪＩＳＣ３００５に基づいて耐寒性試験を実施し
た。試験温度−３０℃で試験片が破壊したものを不適
（×）、破壊しなかったものを合格（○）とした。

【００３０】柔軟性試験ＪＩＳＣ３００５に基づいて引張試験を実施し、降
伏点強度を測定した。降伏点強度が２０ＭＰａ未満のも
のを合格（○）、２０ＭＰａ以上のものを不適（×）と
した。

【００３１】リサイクル性ケーブルから絶縁層を採取し、２００℃に加熱した。溶
融したものを合格（○）とし、溶融しなかったものを不
適（×）とした。

【００３２】（実施例１）ポリプロピレンとエチレン−
プロピレン共重合ゴムが多段重合によって段階的に同一
重合槽内で重合された重合型オレフィン系熱可塑性エラ
ストマー。密度（g/cm³)：０．８８、ＭＦＲ(g/10min)：０．８、
融点：１７６℃

【００３３】(実施例２）ポリプロピレンとエチレン−
プロピレン共重合ゴムが混合された混合型オレフィン系
熱可塑性エラストマー。密度（g/cm³)：０．８８、ＭＦＲ(g/10min)：１．４、
融点：１６５℃

【００３４】（実施例３）ポリプロピレンとエチレン−
プロピレン共重合ゴムを有機過酸化物の存在下に動的架
橋（溶融混練）して、エチレン−プロピレン共重合ゴム
が部分的に架橋された動的架橋型オレフィン系熱可塑性
エラストマー。密度（g/cm³)：０．９４、ＭＦＲ(g/10min)：１．５、
融点：１５７℃

【００３５】（比較例１）高圧法で重合された低密度ポ
リエチレン。密度（g/cm³)：０．９２、ＭＦＲ(g/10min)：１．１

【００３６】（比較例２）チーグラー触媒を使用して重
合されたホモポリプロピレン。密度（g/cm³)：０．９０、ＭＦＲ(g/10min)：１．４

【００３７】（比較例３）高圧法で重合された低密度ポ
リエチレン（密度（g/cm³)：０．９２、ＭＦＲ(g/10mi
n)：１．１）にジクミルパーオキシド（低密度ポリエチ
レンに対して１．９重量％）を混合したものを導体上に
押し出して高温処理して架橋させた架橋ポリエチレン。

【００３８】上記各材料の密度はＪＩＳＫ７１１２
に従って測定した。また、ＭＦＲ（メルトフローレー
ト）はＪＩＳＫ７２１０に従って測定した。なお、
低密度ポリエチレン（架橋ポリエチレンのベースも含
む）は１９０℃での測定値、その他の材料は２３０℃で
の測定値である。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によれば、優れた耐熱性及び柔軟性を兼ね備えた、電
線・ケーブルを提供することができる。また、絶縁層の
再利用が可能であり、リサイクル性にも優れた電線・ケ
ーブルを提供できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導体の外周にオレフィン系熱可塑性エラ
ストマーが絶縁層として被覆されてなることを特徴とす
る電線・ケーブル。
【請求項２】オレフィン系熱可塑性エラストマーが重
合型組成物である、請求項１記載の電線・ケーブル。