JP2012038648A - ビニル絶縁ビニルシースケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁層及びシースがともにポリ塩化ビニル樹脂組成物から構成されるビニル絶縁ビニルシースケーブルであって、絶縁層とシース間の剥離性に優れ、引張強さ、熱老化特性、耐油性等に関するＪＩＳの規格を満足するケーブルを提供する。
【解決手段】導線を絶縁層で被覆してなる絶縁電線の１本又は２本以上、及び前記絶縁電線を被覆するシースからなり、前記シースが、ポリ塩化ビニル樹脂組成物により形成され、前記絶縁層が、ポリ塩化ビニル樹脂に、可塑剤及び重質炭酸カルシウムを配合したポリ塩化ビニル樹脂組成物により形成され、ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、可塑剤の配合量が６０〜８０重量部であり、重質炭酸カルシウムの配合量が１００〜２００重量部であり、かつ重質炭酸カルシウムの平均粒子径が、１．５〜５μｍの範囲にあることを特徴とするビニル絶縁ビニルシースケーブル。
【選択図】 なし

Description

本発明は、導線を絶縁層で被覆してなる絶縁電線の１本又は２本以上をシースで被覆してなり、絶縁層及びシースがともにポリ塩化ビニル樹脂組成物により構成されているビニル絶縁ビニルシースケーブルに関する。

電線やケーブル（以下、「ケーブル」との用語を電線も含めた意味で用いる。）の絶縁材料としては、低価格で難燃性であり、電気絶縁性、機械的強度、耐薬品性、可撓性等にも優れ、着色も自由で機械的加工性も良いところからポリ塩化ビニル樹脂組成物、特に軟質塩化ビニル樹脂組成物が広く用いられている。このポリ塩化ビニル樹脂組成物を用いた電線・ケーブルとしては、例えば、導線とその絶縁層からなる絶縁電線の１本又は２本以上をシースで被覆してなり、絶縁層とシースの両方にポリ塩化ビニル樹脂組成物を用いたビニル絶縁ビニルシースケーブルが知られている。

ビニル絶縁ビニルシースケーブルは日本工業規格（ＪＩＳＣ３３４２）で定められており、特に、ケーブルを平型とした平型ビニル絶縁ビニルシースケーブル（ＶＶＦ）が住宅等の屋内配線に広く用いられている。ＶＶＦは、図１に示すような構造を有するケーブルであり、軟質塩化ビニル樹脂組成物からなる絶縁層３で被覆された導線２からなる絶縁電線４を複数本含み、この複数本の絶縁電線４が、軟質塩化ビニル樹脂組成物からなり断面が平型のシース５により被覆されて保護されている。

ＶＶＦのようなビニル絶縁ビニルシースケーブルの配線作業の際には、絶縁層とシース間の剥離を行う必要がある。しかし、絶縁層とシースはともに塩化ビニル系の樹脂組成物で構成されているので、互いに親和性を有し剥離が困難な場合がある。特に外部から熱が加わったりすると絶縁層とシース間が融着を起こす場合がある。その結果、配線工事の際に、絶縁層からシースを剥離できない、あるいは剥離しにくくなる等の問題が生じ、配線作業の効率が低下する。そこで、ビニル絶縁ビニルシースケーブルには、絶縁層とシース間の剥離を容易に行える性質（剥離性）が求められ、種々の方法が提案されている。

例えば、特許文献１（特許第２８７９２８９号公報）には、塩化ビニル系樹脂を絶縁体（絶縁層）及びシースとしたビニル絶縁ビニルシースケーブルであって、絶縁体とシースとの間に、所定量の発泡剤を配合した流動パラフィンを塗布介在させたケーブルが開示されている。又、特許文献２（特許第３０７０８１７号公報）では、絶縁体（絶縁層）とシースとの間に、ノルマルパラフィンとシリコーンを含有するＰＶＣペーストゲル化物を介在させたビニル絶縁ビニルシースケーブルが開示されている。

特許第２８７９２８９号公報 特許第３０７０８１７号公報

前記特許文献１、２に記載の方法は、絶縁層とシースとの間に、剥離剤（特許文献１では所定量の発泡剤を配合した流動パラフィン、特許文献２ではノルマルパラフィンとシリコーンを含有するＰＶＣペーストゲル化物）を塗布介在させて、絶縁層とシース間の剥離性を向上させ、配線工事をする際の、絶縁層からのシースの剥離性をよくする方法である。しかし、いずれの場合も、剥離剤を均一に塗布できない場合があり、剥離性の向上は未だ満足できるものではなかった。

本発明は、導線を被覆する絶縁層及びその絶縁層を被覆するシースからなり、絶縁層及びシースがともにポリ塩化ビニル樹脂組成物から構成されるビニル絶縁ビニルシースケーブルであって、剥離性に優れ、絶縁層とシース間の剥離を容易に行うことができるとともに、引張強さ、熱老化特性、耐油性等に関するＪＩＳの規格を満足するケーブルを提供することを課題とする。

本発明者は鋭意検討した結果、ポリ塩化ビニル樹脂組成物からなる絶縁層に、可塑剤及び所定の範囲の粒径を有する重質炭酸カルシウムを所定量配合することにより、剥離性に優れ、かつ規格を満足するビニル絶縁ビニルシースケーブルが得られることを見出し、本発明を完成した。すなわち、前記の課題は、以下に示す構成により達成される。

本発明は、導線を絶縁層で被覆してなる絶縁電線の１本又は２本以上、及び前記絶縁電線を被覆するシースからなり、
前記シースが、ポリ塩化ビニル樹脂組成物により形成され、
前記絶縁層が、ポリ塩化ビニル樹脂に、可塑剤及び重質炭酸カルシウムを配合したポリ塩化ビニル樹脂組成物により形成され、
ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、可塑剤の配合量が６０〜８０重量部であり、重質炭酸カルシウムの配合量が１００〜２００重量部であり、かつ重質炭酸カルシウムの平均粒子径が、１．５〜５μｍの範囲にあることを特徴とするビニル絶縁ビニルシースケーブルである（請求項１）。

本発明のビニル絶縁ビニルシースケーブルは、その絶縁層を構成するポリ塩化ビニル樹脂組成物が、可塑剤及び重質炭酸カルシウムを、前記の所定割合配合していることを特徴とする。この特徴により、絶縁層とシース間の剥離性に優れるとともに、引張強さ、熱老化性等に関する規格も満足するケーブルとなる。

絶縁層を構成するポリ塩化ビニル樹脂組成物中に添加される可塑剤としては、種々の公知のポリ塩化ビニル樹脂組成物に加えられている可塑剤と同様なものを用いることができる。例えばフタル酸系、トリメリット酸系、アジピン酸系、ポリエステル系等の可塑剤を挙げることができる。

可塑剤は、ポリ塩化ビニル樹脂に可撓性や機械的加工性を付与するために必須の成分であるが、本発明では、その配合量が、ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して６０〜８０重量部の範囲にあることを特徴とする。可塑剤の配合量が６０重量部より少なくなると、熱老化性が低下しＪＩＳ規格に未達となる。一方、配合量が８０重量部を越えると引張強さが低下し、ＪＩＳ規格に未達となる。

絶縁層を構成するポリ塩化ビニル樹脂組成物中に添加される重質炭酸カルシウムとは、化学式ＣａＣＯ_３で表される炭酸カルシウムの中で、石灰石を砕いて得られるものを意味する。本発明では、重質炭酸カルシウムの配合量が、ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して１００〜２００重量部の範囲であることを特徴とする。

重質炭酸カルシウムの配合量を１００重量部以上とすることにより、絶縁層とシース間の優れた剥離性が安定的に得られる。１００重量部より少なくなると、シースの絶縁層からの剥離性が低下し、安定的に優れた剥離性は得られない。ビニル絶縁ビニルシースケーブルに用いられるポリ塩化ビニル樹脂組成物には、従来から材料費を下げるための増量材として、重質炭酸カルシウムの添加は行われてきた。しかし、本発明者は、鋭意検討した結果、重質炭酸カルシウムを従来の場合よりも多量に配合し１００重量部以上にすると、シースの絶縁層からの剥離性が安定的に向上することを見出したのである。

一方、重質炭酸カルシウムの配合量が２００重量部を越える場合は、熱老化特性、耐油性が低下し、ＪＩＳ規格に未達となる。すなわち、重質炭酸カルシウムの配合量が２００重量部以下は、ＪＩＳ Ｃ３００５規格をクリアするために必要な条件である。

本発明では、絶縁層を構成するポリ塩化ビニル樹脂組成物に配合される重質炭酸カルシウムの平均粒子径が、１．５〜５μｍの範囲にあることを特徴とする。重質炭酸カルシウムの平均粒子径が１．５μｍよりも小さい場合、耐油性が低下しＪＩＳ規格に未達となる。一方、平均粒子径が５μｍを越えると熱老化特性が低下する傾向がありＪＩＳ規格に未達となる。なお、重質炭酸カルシウムの平均粒子径とは、重質炭酸カルシウムの粒度分布を測定し、粒度分布５０重量％における粒度である。

本発明のビニル絶縁ビニルシースケーブルは、絶縁層とシース間の剥離性に優れ、配線工事等の際に必要となる絶縁層とシース間の剥離を容易に行うことができるとともに、引張強さ、熱老化特性、耐油性等に関するＪＩＳの規格を満足するケーブルである。

本発明のビニル絶縁ビニルシースケーブルの一例を示す斜視図である。

次に、本発明を実施するための形態について説明するが、本発明の範囲はこの形態に限定されるものではなく本発明の趣旨を損なわない範囲で種々の変更をすることができる。

本発明のビニル絶縁ビニルシースケーブルは、導線を絶縁層で被覆してなる絶縁電線の１本又は２本以上、及び前記絶縁電線を被覆するシースからなる点は、公知のビニル絶縁ビニルシースケーブルと同様である。例えば、図１で表わされるようなＶＶＦを挙げることができる。図１中、２は銅等の導体からなる導線であり、その外周がポリ塩化ビニル樹脂組成物からなる絶縁層３で被覆されており、導線２と絶縁層３により絶縁電線４が構成されている。図の例では、２本の絶縁電線４がシース５により被覆され、ビニル絶縁ビニルシースケーブル１が形成されている。そして、シース５もポリ塩化ビニル樹脂組成物からなる。

本発明のビニル絶縁ビニルシースケーブルの絶縁層やシースの形成に用いるポリ塩化ビニル樹脂組成物は、ポリ塩化ビニル樹脂をベース樹脂とし、必要に応じ、本発明の趣旨を損ねない範囲で他の成分も含んでもよい樹脂組成物である。他の成分としては、安定剤、充填材等を挙げることができ、さらに必要に応じて滑剤、酸化防止剤、光安定剤等の各種添加剤及び改質剤を配合したものも使用できる。

安定剤としては、鉛安定剤やＣａ／Ｚｎ系安定剤、スズ系安定剤、ホスファイト系安定剤、エポキシ化合物等が挙げられる。その他、ハイドロタルサイトや、過塩素酸型ハイドロタルサイトを添加してもよい。充填材は、ポリ塩化ビニル樹脂組成物に一般に使用される増量剤で重質炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク等が挙げられる。

シースや絶縁層の形成に用いられるポリ塩化ビニル樹脂組成物としては、軟質塩化ビニル樹脂組成物が好ましく用いられ、特に、ＪＩＳ Ｋ ６７２３に規定された電線、ケーブル用軟質塩化ビニル樹脂組成物を挙げることができる。ただし、本発明のビニル絶縁ビニルシースケーブルの絶縁層の形成に用いられるポリ塩化ビニル樹脂組成物は、このような軟質塩化ビニル樹脂組成物に、さらに、前記の可塑剤及び重質炭酸カルシウムを、前記の所定範囲の配合量で含むものである。

本発明のビニル絶縁ビニルシースケーブルは、先ず、塩化ビニル樹脂及び前記の成分を溶融混練して銅等からなる導線上に押出被覆して絶縁電線を作製し、この絶縁電線の１本又は複数本を、塩化ビニル樹脂及び前記の成分を溶融混練してなるもので押出被覆することにより得ることができる。

このようにして得られた本発明のビニル絶縁ビニルシースケーブルは、絶縁層とシースの剥離性が安定的に優れ配線工事等が容易になるので、ＶＶＦ等として、家庭用の配線等に好適に用いられる。

［ポリ塩化ビニル樹脂組成物ペレットの作製］
以下の［実施例、比較例で用いた材料］に示す材料を、表１又は２に示す比率で配合し、３Ｌの加圧ニーダーで、樹脂温が１５０℃以下になるようにして約１０分間混練し、ペレタイズして、シース用ポリ塩化ビニル樹脂組成物ペレット及び絶縁層用ポリ塩化ビニル樹脂組成物ペレットを作製した。

［実施例、比較例で用いた材料］
・ポリ塩化ビニル樹脂：新第一塩ビ社製、ＺＥＳＴ １３００（重合度１３００）（表中では「ＰＶＣ」と表す。）
・可塑剤：大日本インキ化学社製ジオクチルフタレート（表中では「可塑剤」と表す。）
・重質炭酸カルシウム：カルファイン社製の以下の商品名のものを用いた。
・・ＡＣＥ−２５（平均粒子径１．１μｍ）（表中では「ＡＣＥ−２５」と表す。）
・・ＫＳ−１３００（平均粒子径１．８μｍ）（表中では「ＫＳ−１３００」と表す。）
・・ＫＳ−５００（平均粒子径４．４μｍ）（表中では「ＫＳ−５００」と表す。）
・・ＦＰ−３００（平均粒子径８．９μｍ）（表中では「ＦＰ−３００」と表す。）
なお、重質炭酸カルシウムの平均粒子径とは、島津製作所社製のレーザー回折式粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定したときの、粒度分布が５０重量％の粒子径（Ｄ５０）を言う。
・安定剤：アデカ社製、非鉛安定剤ＲＵＰ−１５１（表中では「安定剤」と表す。）

［絶縁電線の作製］
前記で作製した絶縁層用のポリ塩化ビニル樹脂組成物ペレットを用いて、外径０．６ｍｍφの錫メッキ軟銅線上に、スクリュー径３０ｍｍφの押出機で、絶縁外径１．５ｍｍφになるように押出被覆を行い、絶縁層を形成し絶縁電線を作製した。

［ビニル絶縁ビニルシースケーブルの作製］
その後、前記で作製したシース用のポリ塩化ビニル樹脂組成物ペレットを用い、ＶＶＦケーブル製造用の押出機を使用して、先に得られた絶縁電線を２本並行にしたものを被覆し、ビニル絶縁ビニルシースケーブルを得た。得られたビニル絶縁ビニルシースケーブルについて、ＪＩＳ Ｃ３００５規格に基づき、以下の測定を行った。

１）初期の引張強さ及び引張伸び
前記で作製したビニル絶縁ビニルシースケーブルについて、ＪＩＳ Ｃ３００５の「４．１６ 絶縁体及びシースの引張り」に従い、引張強さ及び伸びを測定した。その結果を、それぞれ、表中の「引張強さ」、「引張伸び」の欄に示した。引張強さは１０ＭＰａ以上、引張伸びは、絶縁層については１００％以上、シースについては１２０％以上が、ＪＩＳ規格を満たす。

２）熱老化特性
ＪＩＳ Ｃ３００５の「４．１７ 絶縁体及びシースの引張り」に従い、種類Ｂの条件（１００℃で２日間）で、引張強さ及び伸びそれぞれの残率を測定した。その結果を、それぞれ、表中の（熱老化特性）「引張強さ残率」、「引張伸び残率」の欄に示した。引張強さ残率は８５％以上、引張伸び残率は８０％以上が、ＪＩＳ規格を満たす。

３）耐油性
ＪＩＳ Ｃ３００５の「４．１８ 耐油」の記載に従い、種類Ａの条件（浸油温度７０℃、浸油時間４時間）で、引張強さ及び伸びそれぞれの残率を測定した。その結果を、それぞれ、表中の（耐油）「引張強さ残率」、「引張伸び残率」の欄に示した。引張強さ残率は８５％以上、引張伸び残率は８５％以上が、ＪＩＳ規格を満たす。

４）加熱変形残率
恒温槽の温度を１２０℃とした以外は、ＪＩＳ Ｃ３００５の「４．２１ 加熱収縮」に準じて「収縮率」を測定した。収縮率が５０％を越える場合を合格として表中の「加熱変形残率」の欄に○で示した。収縮率が５０％以下の場合は同欄に×で示した。
５）低温脆化
ＪＩＳ Ｃ３００５の「４．２０．１ 低温巻付け Ａ法」の記載に従い、−１５℃で測定した。ひび及び割れが観察されない場合を合格として表中の「低温脆化」の欄に○で示した。ひびや割れが観察された場合は同欄に×で示した。
６）剥離性
夏期の配線作業を模擬するため４０℃で１日間放置した後に、シースに工具で切れ込みを入れ、手で剥離できるか否かを調べた。手で剥離できる場合を○とし、手で剥離できない場合を×とし、表中の「剥離性」の欄に示した。

表１及び２に示された結果より次が明らかである。
・可塑剤の配合量が、ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して５０重量部（６０重量部未満）の比較例１のビニル絶縁ビニルシースケーブルでは、熱老化特性がＪＩＳ規格に未達となる。
・可塑剤の配合量が、ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して９０重量部（８０重量部を越える）の比較例２では、引張強さがＪＩＳ規格に未達となる。
・重質炭酸カルシウムの配合量が、ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して８０重量部（１００重量部未満）の比較例５では、優れた剥離性（絶縁層とシースの剥離しやすさ）が得られない。
・重質炭酸カルシウムの配合量が、ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して２２０重量部（２００重量部を越える）の比較例６では、熱老化特性及び耐油性がＪＩＳ規格に未達となる。又、低温脆化もＪＩＳ規格に未達となる。
・平均粒子径１．１μｍ（１．５μｍ未満）の重質炭酸カルシウムを配合した比較例３では、耐油性がＪＩＳ規格に未達となる。
・平均粒子径８．９μｍ（５μｍを越える）の重質炭酸カルシウムを配合した比較例４では、熱老化特性がＪＩＳ規格に未達となる。
一方、可塑剤の配合量が６０〜８０重量部の範囲内であり、重質炭酸カルシウムの配合量が１００〜２２０重量部の範囲内であり、かつ重質炭酸カルシウムの平均粒子径が１．５〜５μｍの範囲にある（本発明例）実施例１〜４のビニル絶縁ビニルシースケーブルは、優れた剥離性（絶縁層とシースの剥離しやすさ）を有するとともに、引張強さ、熱老化特性及び耐油性のいずれについてもＪＩＳ規格を満たす。

１ ビニル絶縁ビニルシースケーブル
２ 導線
３ 絶縁層
４ 絶縁電線
５ シース

Claims (1)

1. 導線を絶縁層で被覆してなる絶縁電線の１本又は２本以上、及び前記絶縁電線を被覆するシースからなり、
   前記シースが、ポリ塩化ビニル樹脂組成物により形成され、
   前記絶縁層が、ポリ塩化ビニル樹脂に、可塑剤及び重質炭酸カルシウムを配合したポリ塩化ビニル樹脂組成物により形成され、
   ポリ塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、可塑剤の配合量が６０〜８０重量部であり、重質炭酸カルシウムの配合量が１００〜２００重量部であり、かつ重質炭酸カルシウムの平均粒子径が、１．５〜５μｍの範囲にあることを特徴とするビニル絶縁ビニルシースケーブル。

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