JP2016021360A - 絶縁電線 - Google Patents
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Abstract
Description
が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。特許文献1では、内層を、所定の絶縁
性(電気特性)を有するノンハロゲン樹脂組成物から形成し、内層を被覆する外層を、難
燃性を有するノンハロゲン難燃樹脂組成物から形成することで、電気特性および難燃性を
有する絶縁電線を提供している。
性の観点から、様々な特性が要求されている。具体的には、絶縁電線には、可とう性およ
び機械強度のバランスがよく、より高い難燃性および耐燃料性が求められている。
層を有する絶縁被覆層を形成しやすいことが求められている。
び耐燃料性に優れる絶縁電線を生産性よく製造する技術を提供する。
導体と、
前記導体の外周上に設けられる内層、および前記内層の外周上に設けられる外層を有す
る絶縁被覆層と、を備え、
前記内層が、
密度が0.864g/cm3以上0.890g/cm3以下、融点が90℃以下、かつ
メルトフローレートが1g/10分以上5g/10分以下である第1のエチレン−αオレ
フィン共重合体(a1)、および融点が55℃以上80℃以下、かつメルトフローレート
が30g/10分以上である第2のエチレン−αオレフィン共重合体(a2)を比率50
:50〜90:10で含有するベースポリマ(A)を100質量部と、無機充填剤(B)
を80質量部以上150質量部以下と、架橋剤(C)と、を含有するノンハロゲン樹脂組
成物から形成され、
前記外層が、
融点が70℃以上であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を含むエチレン−酢酸ビニル共
重合体(d1)およびガラス転移点が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂(d
2)を比率70:30〜99:1で含有するベースポリマ(D)を100質量部と、ノン
ハロゲン難燃剤(E)を100質量部以上250質量部以下と、を含有し、前記ベースポ
リマ(D)が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体(d1)に由来する酢酸ビニル成分を
25質量%以上50質量%以下含有する、ノンハロゲン難燃樹脂組成物から形成されてい
る、絶縁電線が提供される。
優れる絶縁電線が得られる。
についてそれぞれ検討を行った。
優れた可とう性を得る観点から、ベースポリマとしてゴムを用いることが考えられる。た
だし、一般的なゴムは融点を有していないため、ゴムを含む樹脂組成物は常温で粘着して
ブロッキングすることがある。例えば、ゴムを含む樹脂組成物をペレット状に加工する場
合、ペレット同士が粘着して大きな塊となり、ブロッキングしてしまう。ペレットがブロ
ッキングしてしまうと、押し出しにくくなるため、内層を生産性よく形成できなくなる。
した。エチレン−αオレフィン共重合体は、剛性の高い結晶性の重合体ブロック(エチレ
ン)と、ゴム弾性に優れる非晶性の重合体ブロック(αオレフィン)とが交互に並んだブ
ロック構造を有している。エチレン−αオレフィン共重合体は、結晶性の重合体ブロック
を有するため、ゴムの中でも比較的高い融点を有し、ブロッキングしにくいゴムである。
しかも、非晶性の重合体ブロックがゴム弾性(柔軟性)を有するため、可とう性や機械強
度にも優れている。
し、加熱しながら溶融・混練して樹脂組成物を製造するときに、樹脂組成物がスコーチ(
早期架橋)してしまうことが分かった。スコーチは、樹脂組成物を押し出すときの押出加
工性を損ねるため、内層の生産性を低下させる要因となる。
チレン−αオレフィン共重合体を用いるとよいことが分かった。また、内層の可とう性お
よび機械強度のバランスをとる観点からは、メルトフローレート(MFR)の異なるエチ
レン−αオレフィン共重合体を併用するとよいことが分かった。具体的には、融点が90
℃以下、かつMFRが1g/10分以上5g/10分以下であるエチレン−αオレフィン
共重合体と、融点が55℃以上80℃以下、かつMFRが30g/10分以上であるエチ
レン−αオレフィン共重合体とを含むベースポリマを用いるとよいことが分かった。
もいう)には、優れた難燃性および耐燃料性を得る観点から、エチレン−酢酸ビニル共重
合体(EVA)と酸変性ポリオレフィン樹脂を含む極性の大きなベースポリマを用いると
よい。EVAは、極性基を有する酢酸ビニル成分(VA)を含み、極性を有している。極
性を有するEVAは難燃性および耐燃料性に優れている。EVAの極性は酢酸ビニル成分
の含有量(以下、VA量ともいう)が多いほど大きくなるので、難燃性および耐燃料性を
向上させるには、VA量の多いEVAを用いるとよい。しかし、ベースポリマの極性が大
きすぎると、難燃樹脂組成物がブロッキングしやすくなるため、外層を生産性よく形成で
きない。
れるVA量が50質量%を超えると、難燃樹脂組成物の難燃性や耐燃料性を確保できるも
のの、極性が大きすぎるためブロッキングが生じやすいことが分かった。ブロッキングを
抑制するにはベースポリマ中のVA量を50質量%以下とすることが考えられるが、VA
量を50質量%以下に減少させると、極性が小さくなるので、特に外層の耐燃料性が低下
してしまう。
VA量の減少によって低下する耐燃料性を補完する方法について検討を行った。その結果
、融点が70℃以上であるEVAを用いるとよいことが見出された。融点が70℃以上で
あるEVAは、高い結晶性を有しており、燃料などが分子間に入り込みにくいので耐燃料
性に優れている。そのため、所定のEVAをベースポリマに混合することによって、難燃
樹脂組成物の耐燃料性を向上させることができる。また、融点が70℃以上であるEVA
は粘着しにくいため、これをベースポリマに混合することによって難燃樹脂組成物のブロ
ッキングを抑制することができる。したがって、所定のEVAを含有する難燃樹脂組成物
を用いることによって、難燃性および耐燃料性に優れる外層を生産性よく形成することが
できる。本発明は、上記知見に基づいて成されたものである。
以下、本発明の一実施形態について説明する。
本発明の一実施形態に係る絶縁電線1について説明する。図1は、本発明の一実施形態
に係る絶縁電線1の断面図を示す。
図1に示すように、絶縁電線1は、導体11を備えている。導体11としては、通常用
いられる金属線、例えば銅線、銅合金線の他、アルミニウム線、金線、銀線などを用いる
ことができる。また、金属線の外周に錫やニッケルなどの金属めっきを施したものを用い
てもよい。さらに、金属線を撚り合わせた集合撚り導体を用いることもできる。
導体11の外周には、導体11を被覆するように絶縁被覆層12が設けられている。絶
縁被覆層12は、導体11の外周を被覆する内層12aおよび内層12aの外周を被覆す
る外層12bを有している。
内層12aは、ベースポリマ(A)と無機充填剤(B)と架橋剤(C)とを含有するノ
ンハロゲン樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう)から形成されている。具体
的には、内層12aは、樹脂組成物を導体11の外周上に押出成形し、架橋させることで
形成される。
ベースポリマ(A)は、所定の特性を有する第1のエチレン−αオレフィン共重合体(
a1)と、それとは異なる特性を有する第2のエチレン−αオレフィン共重合体(a2)
を含む。
)」ともいう)は、密度が0.864g/cm3以上0.890g/cm3以下、融点が
90℃以下、かつメルトフローレート(MFR)が1g/10分以上5g/10分以下で
ある。第1の共重合体(a1)は、MFRが小さく、分子量の高い成分である。このよう
な第1の共重合体(a1)は、内層12aの機械強度の向上に寄与する。なお、ベースポ
リマ(A)は、第1の共重合体(a1)を少なくとも1種含む。
るため、樹脂組成物を押し出すときの吐出量が低下し、内層12aの生産性が低下してし
まう。MFRが5g/10分を超えると、分子量が低くなるため、内層12aの機械強度
が低下してしまう。
械的強度が小さくなり、密度が0.890g/cm3を超えると、内層12aの可とう性
が低下してしまう。
するときに加熱温度を高くする必要がある。加熱温度が高くなると、樹脂組成物の混練中
に、架橋剤(例えば有機過酸化物)が熱分解することで意図しない架橋反応(スコーチ、
早期架橋)が生じてしまう。その結果、樹脂組成物の押出加工性が損なわれ、内層12a
の押出外観が悪化してしまう。
)」ともいう)は、融点が55℃以上80℃以下、かつメルトフローレートが30g/1
0分以上である。第2の共重合体(a2)は、MFRが比較的大きく、分子量の比較的小
さな成分である。このような第2の共重合体(a2)は、内層12aの可とう性の向上に
寄与する。なお、ベースポリマ(A)は、第2の共重合体(a2)を少なくとも1種含む
。
め、樹脂組成物を押し出すときの吐出量を低下させてしまう。そのため、内層12aの生
産性が低下してしまう。
しまう。つまり、低分子量成分である第2の共重合体(a2)は、融点が低くなると粘着
しやすくなるため、樹脂組成物のブロッキングを引き起こすことになる。一方、融点が8
0℃を超えると、樹脂組成物がスコーチしてしまうため、樹脂組成物の押出加工性が損な
われ、内層12aの押出外観が悪化してしまう。
炭素数3〜12のαオレフィンとの共重合体を用いることができる。αオレフィンは、例
えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−ペンテン、
1−ヘプテン、1−オクテン等を挙げることができ、直鎖状又は分岐状であってもよい。
エチレン−αオレフィン共重合体の製造方法に用いられる触媒としては、エチレンとαオ
レフィンとの共重合を良好に進めるものであれば特に限定されない。例えば、バナジウム
系、チタン系、メタロセン化合物等の遷移金属触媒や有機金属錯体系触媒等を挙げること
ができる。この中でも、低い融点を有し、かつ可とう性が良好な炭素数4〜6で、メタロ
セン化合物触媒を用いたものが好ましい。
率により、内層12aの機械的強度と可とう性とのバランスを調整することができる。具
体的には、第1の共重合体(a1)と第2の共重合体(a2)との比率は、50:50〜
90:10である。第1の共重合体(a1)の含有量が50質量%未満となると、機械的
強度に寄与する第1の共重合体(a1)が少なくなるため、内層12aの機械的強度が小
さくなる。第1の共重合体(a1)の含有量が90質量%を超えると、可とう性に寄与す
る第2の共重合体(a2)が相対的に少なくなるため、内層12aの機械的強度が過度に
大きくなり、可とう性が小さくなってしまう。
無機充填剤(B)は、樹脂組成物から形成される内層12aが燃焼したときに、有毒ガ
ス(例えば、一酸化炭素など)の発生を抑制するものである。無機充填剤(B)としては
、例えば、カオリナイト、カオリンクレー、焼成クレー、タルク、マイカ、ウォラストナ
イト、パイロフィライト等の珪酸塩類、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化
カルシウム、酸化マグネシウム等の酸化物、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム等
の炭酸塩、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物を
挙げることができ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中
でも、焼成クレー及びタルクは、炭素を含有せず、疎水性であるため一酸化炭素の発生が
少なく、高い電気特性を示すため好ましい。また、これらの無機充填剤(B)に、ベース
ポリマとの密着を向上させるため、シラン等の表面処理を行うと、より高い絶縁性能が発
現されるため好ましい。
上150質量部以下である。80質量部未満であると、内層12aの燃焼時に発生する一
酸化炭素が多くなるおそれがある。150質量部を超えると、内層12aの可とう性が低
くなるおそれがある。
未満であると、無機充填剤(B)の表面積が大きくなり、ベースポリマ(A)と接触する
面積が大きくなる。この結果、内層12aは、浸水時に水が浸透しやすくなり、電気特性
が著しく低下してしまう。2.5μmを超えると、内層12aの機械的強度が低下するお
それがある。
架橋剤(C)としては、有機過酸化物が用いられる。有機過酸化物としては、例えば、
ヒドロペルオキシド、ジアシルペルオキシド、ペルオキシエステル、ジアリルキルペルオ
キシド、ケトンペルオキシド、ペルオキシケタール、ペルオキシジカーボネート、ペルオ
キシモノカーボネート等を挙げることができる。
5質量部以下であることが好ましい。
樹脂組成物には、必要に応じて、架橋助剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化
剤、滑剤、着色剤、補強剤、界面活性剤、可塑剤、金属キレート剤、発泡剤、相溶化剤、
加工助剤、安定剤等を含有させてもよい。これらは、樹脂組成物の特性を損なわない範囲
で含有させることができる。
外層12bは、図1に示すように、内層12aの外周を被覆するように設けられている
。外層12bは、ベースポリマ(D)とノンハロゲン難燃剤(E)とを含有するノンハロ
ゲン難燃樹脂組成物(以下、単に「難燃樹脂組成物」ともいう)から形成されている。具
体的には、外層12bは、難燃樹脂組成物を内層12aの外周上に押出成形し、架橋させ
ることで形成される。
ベースポリマ(D)は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(d1)(以下、単にEVA(
d1)ともいう)および酸変性ポリオレフィン樹脂(d2)を含む。
点が70℃以上であるEVAは、高い結晶性を有するため、難燃樹脂組成物のブロッキン
グを抑制し、その耐ブロッキング特性を向上させる。さらに、外層12bの耐燃料性を向
上させる。EVAは、一般に、融点が低くなるほど結晶性が低くなり、VA量が多くなる
傾向がある。EVAの融点が70℃未満であると、VA量が少なくなり、EVAの結晶性
が低くなるため、難燃樹脂組成物がブロッキングしやすくなると共に、外層12bの耐燃
料性が低くなってしまう。EVAの融点の上限値は、特に限定されないが、ベースポリマ
(D)中のVA量を25質量%以上50質量%以下の範囲に調整しやすくする観点から、
好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下、さらに好ましくは90℃以下であ
る。融点が70℃以上100℃以下であるEVAは、例えばVA量が6質量%以上28質
量%以下である。なお、融点は、示差走査熱量測定法(DSC法)によって測定される温
度を示す。
るEVAを含んでもよい。融点が70℃未満であるEVAは、融点が70℃以上であるE
VAと比較して結晶性が低い、もしくは非晶性であって、VA量が比較的多いポリマであ
る。融点が70℃未満であるEVAは、例えばVA量が28質量%以上である。融点が7
0℃未満であるEVAを併用することで、詳細を後述するように、ベースポリマ(D)中
のVA量を25質量%以上50質量%以下の範囲に調整しやすくなる。
を高め、難燃樹脂組成物を押し出して外層12bを形成するときの生産性を向上できる。
たポリオレフィンである。酸変性ポリオレフィン樹脂(d2)は、ベースポリマ(D)と
ノンハロゲン難燃剤(E)との密着性を高め、難燃樹脂組成物に耐燃料性および耐寒性を
付与するものである。
ポリエチレン、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート
共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−ヘキセン−1共重合体、エチレン
−オクテン−1共重合体などが挙げられる。また、ポリオレフィンを変性する酸としては
、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。これらの酸変性ポ
リオレフィン樹脂(d2)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Tgが−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂(d2)を用いることで、ベースポ
リマのTgを低くし、外層12bが低温環境下に曝されたときに割れてしまうことを抑制
できる。つまり、外層12bの耐寒性を向上できる。
ベースポリマ(D)は、EVA(d1)を含み、EVA(d1)に由来する酢酸ビニル
成分(VA)を含有している。ベースポリマ(D)中の酢酸ビニル成分の含有量(VA量
)は、EVA(d1)が1,2,3・・・k・・・n種類のEVAを含む場合、以下の式
(1)により算出される。
のEVAがベースポリマ全体に占める割合を、そしてkは自然数を、それぞれ示す。
以下のように算出される。実施例1では、ベースポリマ(D)は、VA量が14質量%で
あるEVAを20%と、VA量が46質量%であるEVAを50%と、酸変性ポリオレフ
ィン樹脂を30%と、を合計で100%となるように含有している。したがって、式(1
)を参照すると、実施例1におけるベースポリマ(D)中のVA量は、25.8質量%(
14×0.2+46×0.5)となる。
マ(D)中のVA量が25質量%未満となると、ベースポリマ(D)の極性が過度に小さ
くなるため、外層12bに要求される難燃性を満たすことが困難となる。一方、VA量が
50質量%を超えると、ベースポリマ(D)の極性が大きくなるため、ノンハロゲン樹脂
組成物のブロッキングを抑制できなくなる。
ィン樹脂(d2)との比率(質量比)によって適宜変更することができる。その比率は、
ベースポリマ(D)中のVA量が25質量%以上50質量%以下となるような比率であれ
ばよい。好ましくは、EVA(d1)と酸変性ポリオレフィン樹脂(d2)との比率は7
0:30〜99:1である。
EVA(d1)の質量比が70未満となると、ベースポリマ(D)の極性が小さくなり
、外層12bの耐燃料性が低下するおそれがある。一方、EVA(d1)の質量比が99
を超えると、ベースポリマ(D)の極性が高くなることでベースポリマ(D)のガラス転
移点が高くなるため、外層12bの耐寒性が低下するおそれがある。
酸変性ポリオレフィン樹脂(d2)の質量比が1未満となると、酸変性ポリオレフィン
樹脂(d2)の効果を得られず、耐燃料性および耐寒性が低下するおそれがある。一方、
酸変性ポリオレフィン樹脂(d2)の質量比が30を超えると、ベースポリマ(D)とノ
ンハロゲン難燃剤(E)との密着性が過度に大きくなるため、外層12bの機械特性が低
下するおそれがある。
外の他のポリマが含有されてもよい。他のポリマの含有量は、ベースポリマ(D)の0質
量%以上10質量%以下、好ましくは0質量%以上5質量%以下である。
ノンハロゲン難燃剤(E)としては、金属水酸化物などを用いることができる。金属水
酸化物は、外層12bが加熱されたときに分解して脱水し、放出した水分により外層12
bの温度を低下させ、その燃焼を抑制するものである。金属水酸化物としては、例えば、
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、およびこれらにニッケル
が固溶した金属水酸化物を用いることができる。これらのノンハロゲン難燃剤(E)は、
1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、水酸化マグネ
シウムおよび水酸化アルミニウムの少なくとも1種を用いることが好ましい。これらは、
分解時の吸熱量が1500〜1600J/gであり、水酸化カルシウムの吸熱量(100
0J/g)よりも高いからである。
を調整する観点から、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ステアリン
酸等の脂肪酸、ステアリン酸塩等の脂肪酸塩、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属等
によって表面処理されていることが好ましい。
00質量部以上250質量部以下である。含有量が100質量部未満であると、外層12
bの難燃性が低下してしまう。含有量が250質量部を超えると、外層12bの機械特性
が低下し、伸び率が低くなるおそれがある。
難燃樹脂組成物には、架橋させるために、架橋剤や架橋助剤を含有させるとよい。架橋
方法としては、難燃樹脂組成物を外層12bに成形した後、外層12bに電子線や放射線
などを照射して架橋させる照射架橋法や、絶縁被覆層12を加熱して架橋させる化学架橋
法などが挙げられる。照射架橋法の場合、難燃樹脂組成物に架橋助剤を含有させるとよい
。架橋助剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPT)、
トリアリルイソシアヌレート(TAIC:登録商標)などを用いることができる。化学架
橋法の場合、難燃樹脂組成物に架橋剤を含有させるとよい。架橋剤としては、例えば、1
,3−ビス(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミルパーオキサイ
ド(DCP)などの有機過酸化物を用いることができる。
塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、カーボンブラック、着色剤などが含有されてもよ
い。これらは、難燃樹脂組成物の特性を損なわない範囲で含有させることができる。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
である第1のエチレン−αオレフィン共重合体(a1)、およびMFRが30g/10分
以上である第2のエチレン−αオレフィン共重合体(a2)を含むベースポリマ(A)を
含有するノンハロゲン樹脂組成物で形成している。MFRが比較的小さな第1の共重合体
(a1)は、高い分子量を有し、機械的強度に優れている。MFRが比較的大きな第2の
共重合体(a2)は、低い分子量を有し、可とう性に優れている。したがって、第1の共
重合体(a1)および第2の共重合体(a2)を含むベースポリマ(A)を用いることで
、機械的強度と可とう性のバランスのよい内層12aを形成できる。
0:50〜90:10となるように形成している。これにより、機械的強度および可とう
性に優れる内層12aを形成できる。
以下としている。これにより、内層12aの可とう性を損なうことなく、高い機械的強度
を得られる。
ィン共重合体(a2)は、疎水性の非極性ゴムである。内層12aを疎水性のゴムで形成
することで、絶縁電線1が浸水したときに内層12aの絶縁特性(電気特性)が低下して
しまうことを抑制できる。
80℃以下にしている。そのため、ノンハロゲン樹脂組成物を加熱して溶融・混練すると
きの加熱温度を低くできる。これにより、加熱温度を高くすることで生じるノンハロゲン
樹脂組成物のスコーチ(意図しない架橋)を抑制し、スコーチによるノンハロゲン樹脂組
成物の押出加工性の低下を抑制できる。この結果、表面外観が良好で平滑な内層12aを
形成できる。
は低分子量成分であるので、融点が低いと粘着性を発現し、ノンハロゲン樹脂組成物のブ
ロッキングを生じさせる。本実施形態では、融点が55℃以上である第2の共重合体(a
1)を用いることで、ノンハロゲン樹脂組成物のブロッキングを抑制できる。融点が55
℃以上である第2の共重合体(a1)を含むノンハロゲン樹脂組成物は、ペレット状に加
工した場合であってもブロッキングしにくいので、取り扱い性に優れている。そのため、
内層12aを生産性よく形成できる。
無機充填剤(B)によれば、内層12aが燃焼したときに発生する有毒ガス(一酸化炭素
)の発生量を低減できる。
以上150質量部以下としている。これにより、無機充填剤(B)を含有させることで内
層12aの可とう性の低下を抑制すると共に、有毒ガスの発生量をさらに低減できる。
粒子径を0.8μm以上とすることで内層12aへの浸水を抑制でき、絶縁電線1が浸水
したときの電気特性の低下を抑制できる。平均粒子径を2.5μm以下とすることで、内
層12aの機械的強度を損ねることなく、有毒ガスの発生量を低減できる。
VAを含むEVA(d1)および酸変性ポリオレフィン樹脂(d2)を含むベースポリマ
(D)を含有し、ベースポリマ(D)中のVA量が50質量%以下であるノンハロゲン難
燃樹脂組成物で形成している。融点が70℃以上であるEVAは、結晶性が高く、分子間
に燃料等が入り込みにくいので、耐燃料性に優れている。ベースポリマ(D)中のVA量
を50質量%以下とすることで耐燃料性が低下することになるが、融点が70℃以上であ
るEVAを用いることで耐燃料性の低下を補完することができる。したがって、耐燃料性
に優れ、燃料と接触しても劣化しにくい外層12bを形成できる。
ポリマ(D)の極性を大きくして、外層12bの難燃性を向上できる。
が50質量%以下である。これにより、ベースポリマ(D)の極性を小さくしてノンハロ
ゲン難燃樹脂組成物のブロッキングを抑制できる。また、EVA(d1)として、融点が
70℃以上であって、結晶性の高いEVAを用いることにより、ノンハロゲン難燃樹脂組
成物のブロッキングをさらに抑制できる。このようなノンハロゲン難燃樹脂組成物は、ペ
レット状に加工した場合であってもブロッキングしにくいので、取り扱い性に優れている
。そのため、外層12bを生産性よく形成できる。
100質量部以上250質量部以下としている。これにより、外層12bの機械的強度(
引張強さと伸び)を損なうことなく、難燃性を向上できる。
により、ベースポリマ(D)のガラス転移点を低下させて、外層12bの耐寒性を向上で
きる。
:1としている。これにより、外層12bの機械的強度を低下させることなく、耐燃料性
および耐寒性をバランスよく向上できる。
い。
効果(J)〜(p)を有する外層12bを積層させた絶縁被覆層12を備えている。その
ため、絶縁電線1は、諸特性に優れており、例えば、鉄道車両や自動車、ロボット等の配
線として用いることができる。
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明では、絶縁被覆層12が、
内層12aおよび外層12bを有する限り、2層に限定されるものではなく、内層12a
および外層12b以外の他の絶縁層を有していてもよい。例えば、他の絶縁層は、導体と
内層12aとの間に介在するように設けられてもよく、また内層12aと外層12bとの
間に介在するように設けられてもよい。
してもよく、2層を同時に押し出して形成してもよい。
樹脂やゴム材料から形成される。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリオレフィン樹脂としては、例えば、低密度ポリエチ
レン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレ
ン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、無水
マレイン酸ポリオレフィン等を用いることができる。これらのポリオレフィン樹脂は、1
種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
ゴム材料としては、例えば、エチレン−プロピレン共重合体ゴム(EPR)、エチレン
−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ム(NBR)、水素添加NBR(HNBR)、アクリルゴム、エチレン−アクリル酸エス
テル共重合体ゴム、エチレンオクテン共重合体ゴム(EOR)、エチレン−酢酸ビニル共
重合体ゴム、エチレン−ブテン−1共重合体ゴム(EBR)、ブタジエン−スチレン共重
合体ゴム(SBR)、イソブチレン−イソプレン共重合体ゴム(IIR)、ポリスチレン
ブロックを有するブロック共重合体ゴム、ウレタンゴム、ホスファゼンゴム等を用いるこ
とができる。これらのゴム材料は、1種を単独で用いてもよく、又は2種以上を併用して
もよい。
の実施例によって限定されない。
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.864g/cm3、MFR:3.6g
/10min、融点Tm:50℃未満):三井化学株式会社製「タフマA−4050S」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.870g/cm3、MFR:1.2g
/10min、融点Tm:55℃):三井化学株式会社製「タフマA−1070S」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.890g/cm3、MFR:3.2g
/10min、融点Tm:75℃):住友化学株式会社製「エクセレンFX357」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.870g/cm3、MFR:1.0g
/10min、融点Tm:64℃):デュポン・ダウ株式会社製「エンゲージ8100」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.870g/cm3、MFR:5.0g
/10min、融点Tm:68℃):デュポン・ダウ株式会社製「エンゲージ8200」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.885g/cm3、MFR:1.0g
/10min、融点Tm:86℃):デュポン・ダウ株式会社製「エンゲージ8003」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.862g/cm3、MFR:1.2g
/10min、融点Tm:50℃未満):三井化学株式会社製「タフマA−1050S」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.893g/cm3、MFR:3.6g
/10min、融点Tm:61℃):三井化学株式会社製「タフマA−4090S」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.868g/cm3、MFR:0.5g
/10min、融点Tm:67℃):デュポン・ダウ株式会社製「エンゲージ8150」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.880g/cm3、MFR:8.0g
/10min、融点Tm:64℃):住友化学株式会社製「エクセレンCX4002」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.898g/cm3、MFR:3.5g
/10min、融点Tm:93℃):日本ポリエチレン株式会社製「カーネルKF360T」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.880g/cm3、MFR:30g/
10min、融点Tm:66℃):住友化学株式会社製「エクセレンFX551」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.870g/cm3、MFR:35g/
10min、融点Tm:55℃):三井化学株式会社製「タフマA−35070S」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.890g/cm3、MFR:75g/
10min、融点Tm:79℃):住友化学株式会社製「エクセレンFX551」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.878g/cm3、MFR:16g/
10min、融点Tm:53℃):住友化学株式会社製「エクセレンCX5505」
・エチレン−αオレフィン共重合体(密度ρ:0.864g/cm3、MFR:3.6g
/10min、融点Tm:50℃未満):三井化学株式会社製「タフマA−4050S」
・焼成クレー(平均粒子径:1.4μm):林化成株式会社製「トランスリンク37」
・焼成クレー(平均粒子径:0.8μm):林化成株式会社製「トランスリンク77」
・タルク(平均粒子径:1.0μm):日本タルク株式会社製「D−1000」
・タルク(平均粒子径:2.5μm):日本タルク株式会社製「SG−95」
・炭酸カルシウム(平均粒子径:1.8μm):備北粉化株式会社製「ソフトン1200
」
・有機過酸化物:日本油脂株式会社「パーブチルP」
・EVA(Tm:89℃、MFR:15g/10min、VA量:14質量%):三井デュポンポリケミカル株式会社製「エバフレックスEV550」
・EVA(Tm:72℃、MFR:6g/10min、VA量:28質量%):三井デュポンポリケミカル株式会社製「エバフレックスEV260」
・EVA(Tm:70℃未満、MFR:100g/10min、VA量:46質量%):三井デュポンポリケミカル株式会社製「エバフレックスEV45X」
・EVA(Tm:70℃未満、MFR:2.5g/10min、VA量:46質量%):三井デュポンポリケミカル株式会社製「エバフレックスEV45LX」
・EVA(Tm:62℃、MFR:1g/10min、VA量:33質量%):三井デュポンポリケミカル株式会社製「エバフレックスEV170」
・EVA(Tm:70℃未満、MFR:5.1g/10min、VA量:80質量%):LANXESS株式会社製「レバプレン800」
・酸変性ポリオレフィン樹脂(Tm:66℃、Tg:−55℃以下):三井化学株式会社
製「タフマ−MH7020」
・酸変性ポリオレフィン樹脂(Tm:66℃、Tg:−50℃以下):アルケマ株式会社
製「OREVAC G 18211」
・水酸化マグネシウム(シラン処理):アルベマール株式会社製「MAGNIFIN H
10A」
・水酸化マグネシウム(脂肪酸処理):アルベマール株式会社製「MAGNIFIN H
10C」
・水酸化アルミニウム(シラン処理):日本軽金属株式会社製「BF013STV」
・水酸化アルミニウム(脂肪酸処理):昭和電工株式会社製「ハイジライト H42S」
・トリメチロールプロパントアクリレート(架橋助剤):新中村化学工業株式会社製「T
MPT」
まず、以下の表1に示すように各種成分を配合し、その配合したものを25Lニーダに
よって設定温度50℃で混練を開始した。そして、自己発熱により温度が150℃に上昇
するまで混練した後、ペレット化することで、実施例1〜16の内層用のノンハロゲン樹
脂組成物を調製した。また同様に、以下の表2に示すような配合で、比較例1〜11の内
層用のノンハロゲン樹脂組成物を調製した。
次に、以下の表3に示すように各種成分を配合し、その配合したものを加圧ニーダによ
って開始温度50℃、終了温度200℃で混練した。混練後、ペレット化することで、実
施例1〜16の外層用のノンハロゲン難燃樹脂組成物を調製した。また同様に、以下の表
4に示すような配合で、比較例1〜11の外層用のノンハロゲン難燃樹脂組成物を調製し
た。
次に、調製した材料を用いて絶縁電線を作製した。
まず、4.5インチ連続蒸気架橋押出機を用いて、内層用のノンハロゲン樹脂組成物を
導体の外周上に押出被覆した。このとき、シリンダ温度を100℃として、内層の被覆厚
が0.45mmとなるように押出被覆した。そして、内層を1.5MPaの高圧蒸気環境
下に3分間曝すことによって架橋処理した。続いて、90mm押出機を用いて、温度12
0℃で、外層用のノンハロゲン難燃樹脂組成物を内層の外周上に押出被覆した。このとき
、絶縁電線の外径が4.4mmとなるように押出被覆した。そして、外層に対して4Mr
adの電子線を照射し、架橋させることで、絶縁電線を作製した。なお、本実施例では、
導体として、直径0.40mmの錫めっき導体を80本撚り合わせた撚り導体を用いた。
内層および外層について、以下に示す方法により評価した。
(常温保管性)
常温保管性は、内層用のノンハロゲン樹脂組成物を常温で保管し、ブロッキングが生じ
るかを評価した。具体的には、内層用ノンハロゲン樹脂組成物のペレット体を420mm
×820mmの紙袋に20kg袋詰めし、40℃の恒温槽内に紙袋を2つ重ねて240時
間保管した。その後、ペレットをバットに開け、ペレットがブロッキングしているかを確
認した。ブロッキングが生じていなければ「○」、ブロッキングが生じていれば「×」と
した。
押出加工性は、4.5インチ連続蒸気架橋押出機で内層用のノンハロゲン樹脂組成物を
押し出したときの引き取り速度が20m/分以上であれば「○」、1m/分以上20m/
分未満であれば「△」、全く引き取れない場合を「×」とした。
内層の外観は、内層の表面を目視で確認し、平滑であれば「○」、ざらつきがあれば「
×」とした。
電気特性は、EN50264−3−1 7.7項に準拠して電気試験を行うことにより
評価した。具体的には、温度85℃、濃度3%の塩水に絶縁電線を浸漬させて、4.5k
Vおよび1.5kVの条件でマイナス課電し、直流安定性試験を行った。そして、4.5
kVおよび1.5kVのいずれの条件でも10日で短絡しない場合を「◎」、4.5kV
の条件で10日未満で短絡し、1.5kVの条件で10日短絡しない場合を「○」、4.
5kVおよび1.5kVのいずれの条件でも10日未満で短絡した場合を「×」とした。
可とう性は、絶縁電線の一端を台座に固定し、他端を台座から200mm付き出し、こ
の他端に5gのオモリを吊り下げたときの、絶縁電線のたわみ量により評価した。たわみ
量が100mm以上の場合を「◎」、50mm以上100mm未満の場合を「○」、50
mm未満の場合を「×」とした。
機械的強度は、内層を切削し、その切削片を6号ダンベルで打ち抜いて試験サンプルを
作製し、試験サンプルを引張速度200mm/min、線間距離20mmで引っ張ったと
きの引張強さにより評価した。引張強さが7MPa以上であれば「○」、7MPa未満で
あれば「×」とした。
一酸化炭素発生量は、EN50305に準拠して測定した。発生量が30m/g以下で
あれば「○」、30m/g未満であれば「×」とした。
(常温保管性)
常温保管性は、外層用のノンハロゲン難燃樹脂組成物を常温で保管したときにブロッキ
ングが生じるか、により評価した。具体的には、外層用ノンハロゲン難燃樹脂組成物のペ
レット体を420mm×820mmの紙袋に20kg袋詰めし、40℃の恒温槽内に紙袋
を2つ重ねて240時間保管した。その後、ペレットをバットに開け、ペレットがブロッ
キングしているかを確認した。ブロッキングが生じていなければ「○」、ブロッキングが
生じていれば「×」とした。
機械的強度は、作製した絶縁電線から剥ぎ取った外層に対してEN60811−1−1
に準拠して引張試験を行い、そのときの引張強さおよび伸びにより評価した。引張強さが
10MPa以上、かつ伸びが125%以上であれば「○」、その数値未満であれば「×」
とした。
耐燃料性は、作製した絶縁電線から剥ぎ取った外層に対してEN60811−1−3に
準拠して耐燃料試験を行うことにより評価した。具体的には、外層を耐燃料試験用油IR
M903に浸漬させ、70℃の恒温槽で168時間加熱し、室温で16時間放置した後、
油浸漬後の外層に対して引張試験を実施した。そして、外層について、初期(油浸漬前)
の引張強さに対する油浸漬後の引張強さの引張強さ残率と、初期の伸び率に対する油浸漬
後の伸び率の伸び残率とを測定した。引張強さ残率が70%以上であれば「○」、70%
未満であれば「×」とした。また、伸び残率が60%以上であれば「○」、60%未満で
あれば「×」とした。
耐寒性は、作製した絶縁電線に対してEN60811−1−4 8.1に準拠して、−
40℃にて曲げ試験を行うことにより評価した。曲げ試験において、巻き付けた後に外層
に割れが生じない場合を「○」、割れが生じた場合を「×」とした。
難燃性は、作製した絶縁電線に対してEN60332−1−2に準拠して垂直燃焼試験
を行うことにより評価した。垂直燃焼試験において、絶縁被覆層の消炎後、上部支持材の
下端部と炭化開始点との距離が50mm以上であれば「○」、50mm未満であれば「×
」とした。
総合評価としては、内層および外層についての評価がいずれも○である場合を「○」、
内層および外層についての評価が1つでも×がある場合を「×」とした。実施例1〜16
の評価結果を以下の表5に、比較例1〜11の評価結果を以下の表6に、それぞれ示す。
(5)−1 内層の評価
実施例1〜16では、表5に示すように、内層用のノンハロゲン樹脂組成物はブロッキ
ングが生じず、常温保管性に優れていることが確認された。また、ノンハロゲン樹脂組成
物はスコーチが生じず、押出加工性が良好であることが確認された。内層は、外観、電気
特性、可とう性および機械的強度に優れ、一酸化炭素の発生量が少ないことが確認された
。
体(a1)のみを用いたため、内層の可とう性が低いことが確認された。
)100質量部に占める比率を50質量%未満としたため、内層の機械的強度が低いこと
が確認された。
したため、内層を燃焼したときに生じる一酸化炭素の発生量が多いことが確認された。一
方、比較例4では、無機充填剤(B)の含有量を160質量部とし、150質量部よりも
多くしたため、内層の可とう性が低いことが確認された。
ものを用いたため、内層の機械的強度が低いことが確認された。一方、比較例6では、第
1の共重合体(a1)として、密度が0.893g/cm3と高いものを用いたため、内
層の可とう性が低いことが確認された。
0.5g/10分と小さいものを用いたため、ノンハロゲン樹脂組成物の押出加工性が低
いことが確認された。そのため、ノンハロゲン樹脂組成物を押し出して内層を形成できな
かった。なお、内層を形成できないので、内層の外観、電気特性、可とう性および機械的
強度については評価不能とした。
8g/10分と大きいものを用いたため、内層の機械的強度が低いことが確認された。
のを用いたため、ノンハロゲン樹脂組成物がスコーチし、その押出加工性が低いことが確
認された。そのため、形成される内層の外観がざらつき、押出外観が悪いことが確認され
た。
かつ融点が53℃と低いものを用いたため、ノンハロゲン樹脂組成物がブロッキングする
ことが確認された。また、ノンハロゲン樹脂組成物を押し出しにくく、吐出量が少ないた
め、押出が困難であり、内層を形成できないことが確認された。なお、内層を形成できな
いので、内層の外観、電気特性、可とう性および機械的強度については評価不能とした。
50℃)ものを用いたため、比較例10と同様にノンハロゲン樹脂組成物がブロッキング
することが確認された。また、ノンハロゲン樹脂組成物の押出加工性が悪く、内層を形成
できないことが確認された。
実施例1〜16では、表5に示すように、外層用のンハロゲン難燃樹脂組成物はブロッ
キングが生じず、常温保管性に優れていることが確認された。外層は、機械的強度、耐燃
料性、耐寒性および難燃性に優れていることが確認された。
少ないため、外層の難燃性が低いことが確認された。
ベースポリマ(D)中のVA量が50質量%よりも多かったため、ノンハロゲン難燃樹脂
組成物がブロッキングすることが確認された。
ポリマ(D)100質量部に占める割合を30質量%よりも多くしたため、外層の伸び特
性が低いことが確認された。
性が低いことが確認された。また、耐寒試験において割れてしまい、外層の耐寒性が低い
ことが確認された。
りも少なくしたため、外層の難燃性が低いことが確認された。一方、比較例6では、ノン
ハロゲン難燃剤(E)の含有量を260質量部とし、250質量部よりも多くしたため、
外層の機械的強度(引張特性)が低いことが確認された。
りも高いものを用いたため、外層の耐寒性が低いことが確認された。
ロゲン難燃樹脂組成物がブロッキングすることが確認された。また、外層の耐燃料性が低
いことが確認された。
いることが確認された。
り、総合評価が○であることが確認された。比較例1〜11では、内層および外層につい
ての評価が×を少なくとも1つあるため、総合評価が×であることが確認された。
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
本発明の一態様によれば、
導体と、
前記導体の外周上に設けられる内層、および前記内層の外周上に設けられる外層を有す
る絶縁被覆層と、を備え、
前記内層が、
密度が0.864g/cm3以上0.890g/cm3以下、融点が90℃以下、かつ
メルトフローレートが1g/10分以上5g/10分以下である第1のエチレン−αオレ
フィン共重合体(a1)、および融点が55℃以上80℃以下、かつメルトフローレート
が30g/10分以上である第2のエチレン−αオレフィン共重合体(a2)を比率50
:50〜90:10で含有するベースポリマ(A)を100質量部と、無機充填剤(B)
を80質量部以上150質量部以下と、架橋剤(C)と、を含有するノンハロゲン樹脂組
成物から形成され、
前記外層が、
融点が70℃以上であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を含むエチレン−酢酸ビニル共
重合体(d1)およびガラス転移点が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂(d
2)を比率70:30〜99:1で含有するベースポリマ(D)を100質量部と、ノン
ハロゲン難燃剤(E)を100質量部以上250質量部以下と、を含有し、前記ベースポ
リマ(D)が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体(d1)に由来する酢酸ビニル成分を
25質量%以上50質量%以下含有する、ノンハロゲン難燃樹脂組成物から形成されてい
る、絶縁電線が提供される。
付記1の絶縁電線であって、好ましくは、
前記無機充填剤(B)の平均粒子径は、0.8μm以上2.5μm以下である。
付記1又は2の絶縁電線であって、好ましくは、
前記融点が70℃以上であるエチレン−酢酸ビニル共重合体は、メルトフローレートが
6g/10分以上である。
付記1〜3の絶縁電線であって、好ましくは、
前記ノンハロゲン難燃剤(E)は、金属水酸化物である。
付記1〜4の絶縁電線であって、好ましくは、
前記ノンハロゲン難燃剤(E)は、シラン処理又は脂肪酸処理されている。
11 導体
12 絶縁被覆層
12a 内層
12b 外層
Claims (5)
- 導体と、
前記導体の外周上に設けられる内層、および前記内層の外周上に設けられる外層を有す
る絶縁被覆層と、を備え、
前記内層が、
密度が0.864g/cm3以上0.890g/cm3以下、融点が90℃以下、かつ
メルトフローレートが1g/10分以上5g/10分以下である第1のエチレン−αオレ
フィン共重合体(a1)、および融点が55℃以上80℃以下、かつメルトフローレート
が30g/10分以上である第2のエチレン−αオレフィン共重合体(a2)を比率50
:50〜90:10で含有するベースポリマ(A)を100質量部と、無機充填剤(B)
を80質量部以上150質量部以下と、架橋剤(C)と、を含有するノンハロゲン樹脂組
成物から形成され、
前記外層が、
融点が70℃以上であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を含むエチレン−酢酸ビニル共
重合体(d1)およびガラス転移点が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂(d
2)を比率70:30〜99:1で含有するベースポリマ(D)を100質量部と、ノン
ハロゲン難燃剤(E)を100質量部以上250質量部以下と、を含有し、前記ベースポ
リマ(D)が、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体(d1)に由来する酢酸ビニル成分を
25質量%以上50質量%以下含有する、ノンハロゲン難燃樹脂組成物から形成されてい
る、絶縁電線。 - 前記無機充填剤(B)の平均粒子径は、0.8μm以上2.5μm以下である、請求項
1に記載の絶縁電線。 - 前記融点が70℃以上であるエチレン−酢酸ビニル共重合体は、メルトフローレートが
6g/10分以上である、請求項1又は2に記載の絶縁電線。 - 前記ノンハロゲン難燃剤(E)は、金属水酸化物である、請求項1〜3のいずれかに記
載の絶縁電線。 - 前記ノンハロゲン難燃剤(E)は、シラン処理又は脂肪酸処理されている、請求項1〜
4のいずれかに記載の絶縁電線。
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