JP2017050189A - ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いた絶縁電線及びケーブル - Google Patents

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周 岩崎
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Abstract

【課題】低温特性、耐寒性、耐油性、難燃性及び機械特性を備えるとともに、優れた可とう性を有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いた絶縁電線及びケーブルを提供する【解決手段】導体と、前記導体の外周に形成された絶縁層とを備えた絶縁電線において、前記絶縁層は、エチレン酢酸ビニル共重合体を含有するベースポリマに対して、金属水酸化物を含有し、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満の絶縁電線である。【選択図】図1

Description

本発明は、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物が被覆された絶縁電線及びケーブルに関するものである。
環境問題に対する意識は世界的に高まりつつあり、燃焼時にハロゲンガスを発生させない、所謂ハロゲンフリー材料を絶縁電線及びケーブルに使用することが求められている。例えば、金属水酸化物等のハロゲンフリー難燃剤を使用した絶縁電線が知られている(例えば、特許文献1参照)。
火災時に炎の伝播を抑制できる高い難燃性を得るためには、このようなハロゲンフリー難燃剤を高充填する必要があるが、高充填すると、機械特性が低下するとともに、溶融流れ性も低下し、成形機が制約されてしまうという問題があった。
一方、鉄道車両や、自動車等の車両に用いられる絶縁電線及びケーブルは、使用される環境に応じて、高い耐油性及び低温特性を有することが必要である。
高い耐油性を得るためには、結晶性の高いポリマ、又は極性の高いポリマを用いることがよいこと、また、低温特性を得るためには、ガラス転移温度(Tg)の低い材料を用いるとよいことが知られている。
特開2010−97881号公報
また、極性の高いポリマ、例えば、酢酸ビニル含有量(VA量)が50質量%以上のエチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)は、Tgが高く、低温特性に劣るという問題があった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、低温特性、耐寒性、耐油性、難燃性及び機械特性を備えるとともに、優れた可とう性を有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いた絶縁電線及びケーブルを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明によれば、以下のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いた絶縁電線及びケーブルが提供される。
[1]導体と、前記導体の外周に形成された絶縁層とを備えた絶縁電線において、
前記絶縁層は、エチレン酢酸ビニル共重合体を含有するベースポリマに対して、金属水酸化物を含有し、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、
前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であり、
EN60811−1−1に準拠した初期引張試験において、引張強さが10MPa以上、引張伸度125%以上である引張特性と、
EN60811−1−2に準拠した耐熱試験において、引張強さ変化率が±30%、引張伸度変化率が±40%である耐熱性と、
EN60811−2−1に準拠した耐油試験において、伸び変化率が±40%である耐油性と、
EN60811−1−4に準拠した低温試験において、引張伸度が30%以上である低温特性と、
IEC60332−1に準拠した燃焼試験において、上部支持具の下部から炭化までの距離が、ケーブル上部で50mm以上かつケーブル下部で540mm以下である難燃性と、
EN61034−2に準拠した発煙性試験において、透過率が70%以上である低発煙性と、
試験台上に、ケーブルを一端側を長さ1m張り出された状態で載置し、先端部に0.5kgの錘を吊り下げ、その変位量が100mm以上である可とう性と、
EN60811−1−4 8.1に準拠して−40℃にて曲げ試験を行い、巻付け後に割れが発生しない耐寒性と、
を有することを特徴とする絶縁電線。
[2]導体と、前記導体の外周に形成された絶縁層からなる絶縁電線の外側にシースを有するケーブルにおいて、
前記シースは、エチレン酢酸ビニル共重合体を含有するベースポリマに対して、金属水酸化物を含有し、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、
前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であり、
EN60811−1−1に準拠した初期引張試験において、引張強さが10MPa以上、引張伸度125%以上である引張特性と、
EN60811−1−2に準拠した耐熱試験において、引張強さ変化率が±30%、引張伸度変化率が±40%である耐熱性と、
EN60811−2−1に準拠した耐油試験において、伸び変化率が±40%である耐油性と、
EN60811−1−4に準拠した低温試験において、引張伸度が30%以上である低温特性と、
IEC60332−1に準拠した燃焼試験において、上部支持具の下部から炭化までの距離が、ケーブル上部で50mm以上かつケーブル下部で540mm以下である難燃性と、
EN61034−2に準拠した発煙性試験において、透過率が70%以上である低発煙性と、
試験台上に、ケーブルを一端側を長さ1m張り出された状態で載置し、先端部に0.5kgの錘を吊り下げ、その変位量が100mm以上である可とう性と、
EN60811−1−4 8.1に準拠して−40℃にて曲げ試験を行い、巻付け後に割れが発生しない耐寒性と、
を有することを特徴とするケーブル。
本発明によれば、低温特性、耐寒性、耐油性、難燃性及び機械特性を備えるとともに、優れた可とう性を有するノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いた絶縁電線及びケーブルを提供することができる。
本発明の絶縁電線の一実施形態を示す断面図である。 本発明のケーブルの一実施形態を示す断面図である。
以下、本発明のノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いた絶縁電線及びケーブルの一実施形態について具体的に説明する。
[ノンハロゲン難燃性樹脂組成物]
本発明の実施形態に使用するノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とするベースポリマに対して、金属水酸化物を含有し、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であることを特徴とするノンハロゲン難燃性樹脂組成物である。
(エチレン酢酸ビニル共重合体)
ノンハロゲン難燃性樹脂組成物中のベースポリマは、1種以上のエチレン酢酸ビニル共重合体を主成分として含有する。1〜3種のエチレン酢酸ビニル共重合体を含有することが好ましく、1〜2種のエチレン酢酸ビニル共重合体を含有することがより好ましい。
ノンハロゲン難燃性樹脂組成物中のエチレン酢酸ビニル共重合体の含有量は、70質量%以上であることが好ましく、100質量%であることが好ましい。
(酸変性ポリオレフィン樹脂)
本実施の形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物中のベースポリマは、DSC法によるガラス転移温度(Tg)が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂を含有する。本実施の形態における酸変性ポリオレフィンのTgを−55℃以下としたのは−55℃を超えると耐寒性が低下するためである。
また、組成物に高い難燃性を付与するためには大量の金属水酸化物を添加すると、初期伸び特性や低温特性などの特性が低下するが、酸変性ポリオレフィンを混合することで低温特性を改善できる。
ここでいう酸変性とはポリオレフィンに無水マレイン酸をグラフトもしくはポリオレフィンと無水マレイン酸の共重合体ポリマを示しており、ポリオレフィンとは天然ゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンαオレフィンコポリマ、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレンアクリル酸エチル共重合体、エチレンアクリル酸エステル共重合体、ポリウレタン、超低密度ポリエチレン、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、特にエチレンプロピレンゴム、エチレンαオレフィン共重合体、エチレンアクリル酸エチル共重合体が望ましい。
また、酸としてはマレイン酸、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は、単独で使用するほか、併用することもできる。
DSC法によるガラス転移温度(Tg)が−55℃以下である酸変性ポリオレフィン樹脂の添加量は0質量部以上30質量部以下が好ましく、より好ましくは10質量部以上20質量部以下である。30質量部を超えると混練性や押出性が低下する。
(ベースポリマ中の酢酸ビニル含有量(VA量))
ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が25質量%以上50質量%未満である。
ベースポリマ中の酢酸ビニル含有量は、ベースポリマに用いるポリマの種類が1、2、3・・・k・・・n個あったとき、下記式(1)によって導かれる。
上記式(1)中、XはポリマkのVA量(質量%)、Yはポリマkのベースポリマ全体を占める割合、及びkは自然数を夫々示す。
本実施の形態において、ベースポリマのVA量が25質量%未満だとエチレン酢酸ビニル共重合体は結晶性が高くEN規格で求められる耐油性などの耐溶剤性については良好であるが、高いレベルの難燃性を満足させるためには多量の難燃剤を添加すると初期伸び特性や低温性の特性を両立させることが困難となる。また結晶性の高いエチレン酢酸ビニル共重合体を適用すると材料の柔軟性が低下し、電線・ケーブルの可とう性に乏しくなる。
また酢酸ビニル含有量が50質量%以上であると低温特性が低下し、更に電線加工時に絶縁体の粘着が生じ、作業性が低下する。
そこで酢酸ビニル含有量が25質量%以上50質量%未満のエチレン酢酸ビニル共重合体をベースポリマとしたノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いる。より好ましくは酢酸ビニル含量が25質量%から30質量%のエチレン酢酸ビニル共重合体をベースポリマとしたノンハロゲン難燃性樹脂組成物である。
本実施の形態において、ベースポリマには、その効果を発揮する限り、上記のエチレン酢酸ビニル共重合体及び上記の酸変性ポリオレフィン樹脂以外のポリマ成分を含有させてもよいが、上記のエチレン酢酸ビニル共重合体及び上記の酸変性ポリオレフィン樹脂を90質量%以上含有することが好ましく、95質量%以上含有することがより好ましく、100質量%含有する(これらのみから構成される)ことがさらに好ましい。
(金属水酸化物)
本発明の実施形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、上記ベースポリマ100質量部に対して、金属水酸化物を150質量部から250質量部添加することが好ましい。金属水酸化物の含有量が150質量部未満であると十分な難燃性を得ることができず、250質量部を超えると伸びが低下する。
本実施の形態に用いられる金属水酸化物としては、脂肪酸処理金属水酸化物とシラン処理金属水酸化物を併用する。これは、どちらか一方の金属水酸化物を添加するのみでは、初期物性(引張強度、伸び)や耐油性、耐燃料性および低温特性の両立を図れないからである。もちろん脂肪酸処理及びシラン処理された金属水酸化物を単独で使用してもよい。
本実施の形態において、金属水酸化物には、その効果を発揮する限り、上記の金属水酸化物以外の金属水酸化物を含有させてもよい。特にその種類を規定しないが、より難燃効果の高い水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが望ましく、オルガノシランカップリング剤及び/又はステアリン酸などの脂肪酸、ステアリン酸塩などの脂肪酸塩、ステアリン酸カルシウムなどの脂肪酸金属塩、チタネート系カップリング剤で表面処理されているものを使用することが望ましい。
(その他の添加剤)
本実施の形態において、ベースポリマ100質量部に対してシリコーンゴムを0.5質量部から10質量部添加することが好ましい。シリコーンゴムの添加量が0.5質量部未満であるとダイスカス発生があり、10質量部を超えると引張強さが低下する。ベースポリマ100質量部に対して、シリコーンゴムを0.5質量部以上7.5質量部以下含有することが好ましく、0.5質量部以上5質量部以下で含有することがより好ましい。
本実施の形態において用いられるシリコーンゴムは、ジメチルポリシロキサン、メチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサンなどが挙げられる。シリコーンゴムはエチレン酢酸ビニル共重合体との相溶性が悪く、混練後の材料の表層部に移行するため電線加工時に外滑材として働き、ダイスカスを防止し、また溶融した樹脂組成物の粘度を低下させ、押出時の負荷を低減することができる。
本発明の実施形態に使用するノンハロゲン難燃性樹脂組成物は、上記金属水酸化物以外にも、必要に応じて、シランカップリング剤、架橋剤、架橋助剤、架橋促進剤、界面活性剤、金属キレート剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、滑剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、難燃助剤(例えばヒドロキシ錫酸塩、ホウ酸カルシウム、ポリリン酸アンモニウム・赤リン・リン酸エステルなどのリン系難燃剤、ポリシロキサンなどのシリコーン系難燃剤、メラミンシアヌレート、シアヌル酸誘導体などの窒素系難燃剤、ホウ酸亜鉛などのホウ酸化合物、モリブデン化合物など)、カーボンブラック、着色剤等の添加剤を加えることが可能である。また、さらに性能を向上させるために、本発明の特性を損なわない範囲で難燃助剤を添加してもよい。
また、カーボンブラックの種類は特に規定しないが、FT、MT級カーボンを用いることができる。また、カーボンブラックの添加割合は、金属水酸化物とカーボンブラックの割合が15:1〜100:1の割合が好ましい。
(架橋方法)
本発明の実施形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物の架橋方法には、成形後に電子線や放射線等を照射して架橋させる照射架橋法が挙げられる。照射架橋法を実施する場合、あらかじめ架橋助剤をノンハロゲン難燃性樹脂組成物に配合する。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))が好適である。また、上記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を電子線で架橋する場合、電子線の照射量は3Mrad以上13Mrad以下が望ましい。3Mrad未満では架橋が不十分であり、13Mradを超えてしまうと架橋が過剰となり初期引張特性が不十分となる。
また、成形後に加熱して架橋させる化学架橋法を採用することもできる。化学架橋法を実施する場合、あらかじめ架橋剤をノンハロゲン難燃性樹脂組成物に配合する。架橋剤としては、有機過酸化物であれば特に限定されない。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)等が挙げられる。
(用途)
本発明の実施形態に係るノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いた絶縁電線は、難燃性、機械特性、耐油性、耐寒性及び低温特性を備えるとともに、可とう性に優れるため、絶縁電線の絶縁層やケーブルのシースに好適に使用できる。特に、鉄道車両用絶縁電線及び鉄道車両用ケーブルに好適に使用できる。
[絶縁電線]
図1は本発明の絶縁電線の一実施形態を示す断面図である。
図1に示すように、本実施の形態に係る絶縁電線10は、汎用の材料、例えば、錫鍍金された銅線からなる導体11と、導体11の外周に形成された絶縁層12とを備える。ここに導体11は撚り線であってもよい。
絶縁層12は、本発明の実施の形態に係る上記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物から構成される。
本実施の形態においては、絶縁層を、単層で構成してもよく、また、多層構造とすることもできる。多層構造とした場合の具体例としては、最外層に上記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を、また、最外層以外にポリオレフィン樹脂を押出被覆することで得られる構造を挙げることができる。ポリオレフィン樹脂としては、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挙げることができ、これらを単独で又は2種以上を混合して用いることができる。さらに、必要に応じて、セパレータ、編組等を施しても良い。
最外層以外の絶縁層に用いる材料としてはゴム材料も適用可能であり、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挙げることができ、これらを単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
また、上記ポリオレフィン樹脂やゴム材料に限定されず、絶縁性を有するものであれば特に制限はない。
[ケーブル]
図2は、本発明のケーブルの一実施形態を示す断面図である。
図2に示すように本実施の形態に係るケーブル20は、本実施の形態に係る絶縁電線10を3本撚り合せた三芯撚り線と、三芯撚り線の外周に形成された金属編組層22とその外周に形成されたシース23とを備える。絶縁電線は単芯でもよく、三芯以外の多芯撚り線であってもよい。
シース23は、上記のノンハロゲン難燃性樹脂物から構成されている。
本実施の形態においては、シースを単層で構成してもよく、また多層構造とすることもできる。多層構造とした場合の具体例としては、最外層に上記ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を、また、最外層以外にポリオレフィン樹脂を押出被覆することで得られる構造を挙げることができる。ポリオレフィン樹脂としては、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挙げることができ、これらを単独で又は2種以上を混合して用いることができる。さらに、必要に応じて、セパレータなどを施しても良い。
なお、本実施の形態においては、本実施の形態に係る絶縁電線10を使用した例を示したが、汎用の材料を用いた絶縁電線を使用することもできる。
(実施例)
以下に、本発明のケーブルを、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例によって、いかなる制限を受けるものではない。
(実施例1〜5及び比較例1〜5、従来例)
図2に示すケーブルを以下のようにして製造した。
(1)0.18mmの素線を19本集合撚りした導体に、絶縁層として内層のポリエチレンを0.1mm、外層のポリブチレンナフタレートを0.15mm、65mm押出機を用いて150℃で押出被覆した後、10Mradの電子線照射により架橋させ、絶縁電線とした。得られた絶縁電線を3本撚り合せ、三芯撚り線を用意した。
(2)表1に示す各種成分を配合し、加圧ニーダによって開始温度40℃、終了温度200℃で混練後、ペレット化(ペレタイズ)し、シース材料とした。
(3)得られたケーブルを以下に示す各種評価試験によって評価した。その評価結果を表1に示す。
[評価試験]
<シースの試験方法>
シース評価は、完成した上記ケーブルからシースを剥ぎ取り、6号ダンベル試験片に打ち抜き、以下の試験を実施した。
(1)初期引張試験
EN60811−1−1に準拠して、引張速度200mm/minの条件で引張試験を実施した。引張強さが10MPa以上、引張伸度125%以上を目標とした。目標値以上のものを○とし、目標値未満のものを×とした。
(2)耐熱試験
EN60811−1−2に準拠して、120℃の恒温槽で240h暴露し、暴露後の上記ケーブルからシースを剥ぎ取り、6号ダンベル試験片を引張速度200mm/minの条件で引張試験を実施した。引張強さ変化率が±30%、引張伸度変化率が±40%を目標とした。目標値の範囲内のものを○とし、目標値の範囲外のものを×とした。
(3)耐油試験
EN60811−2−1に準拠し、100℃に熱した試験油IRM902内に72時間浸漬後、引張速度200mm/minの条件で引張試験を実施した。伸び変化率が±40%を目標とした。目標値の範囲内のものを○とし、目標値の範囲外のものを×とした。
(4)低温試験
EN60811−1−4に準拠し、‐40℃で引張速度30mm/minの条件で引張試験を実施した。引張伸度が30%以上を目標とした。目標値以上のものを○とし、目標値未満のものを×とした。
<ケーブルの試験方法>
完成した上記ケーブルの評価は、以下の試験について実施した。
(5)燃焼試験
作製したケーブルをIEC燃焼試験方法(IEC60332−1)に準拠して試験した。上部支持具の下部から炭化までの距離が、ケーブル上部で50mm以上かつケーブル下部で540mm以下のものを目標とした。目標値の範囲内のものを○とし、目標値の範囲外のものを×とした。
(6)発煙性試験
EN61034−2に従い、作製したケーブルを1mに調整し、7本撚りの束を10束準備して、アルコール燃料で燃焼させた。その際に発生する煙により透過率を測定し、70%以上を目標とした。目標値以上のものを○とし、目標値未満のものを×とした。
(7)可とう性試験
200mmの上記ケーブルを用意し、試験台上に、ケーブルを一端側を長さ1m張り出された状態で載置し、先端部に0.5kgの錘を吊り下げ、変位量を測定した。変位量が100mm以上を目標とした。目標値以上のものを○とし、目標値未満のものを×とした。
(8)ダイスカスの有無
ケーブルにシースを被覆するに際し、65mm押出機で押出を実施したときの100m押出後のダイスを目視で観察し、ダイスカスの有無を確認した。ダイスカスがあれば×、ダイスカスがなければ○とした。
(9)耐寒性試験
作製したケーブルについて、EN60811−1−4 8.1に準拠して−40℃にて曲げ試験を行い、巻付け後に割れが発生しないものを○とし、割れが発生したものを×とした。
(10)接触角試験
作成したケーブルの表面の水接触角は、JIS3257に準拠される静的法にて評価を行った。85°以上のものは○とし、85°未満のものは×とした。
(総合評価)
総合評価として、すべての評価が○のものを合格(○)とし、いずれかの評価で1つでも×があれば不合格(×)とした。
1)エボリューSP1510(プライムポリマ製)
2)エバフレックスEV260(三井デュポンポリケミカル製)
3)エバフレックス45X(三井デュポンポリケミカル製)
4)レバプレン600(ランクセス製)
5)タフマMH5040(三井化学製)
6)タフマMH7020(三井化学製)
7)マグシーズS4(神島化学製)
8)マグニフィンH10A(アルベマール製)
9)マグニフィンH10C(アルベマール製)
10)HT−KE76S(信越化学製)
11)AO−18(ADEKA製)
12)イルガノックス1010(BASF製)
13)タフマMP0620(三井化学製)
表1に示すように、実施例1から実施例5の場合、すべての評価が○であり、総合評価は○となった。
また比較例1および比較例2は、水酸化マグネシウムが本発明の範囲を逸脱するため、低温特性や初期引張特性が不合格となった。つまり、比較例1では、シラン処理水酸化マグネシウムを添加しないため、低温特性が不合格となった。一方、比較例2は、脂肪酸処理水酸化マグネシウムを添加しないため、初期の伸び特性において目標値を満足させることができなかった。
比較例3は、酢酸ビニル含有量が大きいエチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とするので、低温特性が不合格となり、シリコーンゴムが添加されていないため、シース押出時にダイスカスが発生し、外観上問題となった。
比較例4は、酢酸ビニル含有量が小さいエチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とするので、初期引張特性と低温特性が不合格であり、また酸変性ポリオレフィン樹脂のTgが高く、耐寒性試験において割れが生じた。
従来例1はLLDPEを主成分とするものであり、ポリマの結晶性が高いため、可とう性の点で不合格となった。
10:絶縁電線
11:導体
12:絶縁層
20:ケーブル
22:金属編組層
23:シース

Claims (2)

  1. 導体と、前記導体の外周に形成された絶縁層とを備えた絶縁電線において、
    前記絶縁層は、エチレン酢酸ビニル共重合体を含有するベースポリマに対して、
    金属水酸化物を含有し、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であり、
    EN60811−1−1に準拠した初期引張試験において、引張強さが10MPa以上、引張伸度125%以上である引張特性と、
    EN60811−1−2に準拠した耐熱試験において、引張強さ変化率が±30%、引張伸度変化率が±40%である耐熱性と、
    EN60811−2−1に準拠した耐油試験において、伸び変化率が±40%である耐油性と、
    EN60811−1−4に準拠した低温試験において、引張伸度が30%以上である低温特性と、
    IEC60332−1に準拠した燃焼試験において、上部支持具の下部から炭化までの距離が、ケーブル上部で50mm以上かつケーブル下部で540mm以下である難燃性と、
    EN61034−2に準拠した発煙性試験において、透過率が70%以上である低発煙性と、
    試験台上に、ケーブルを一端側を長さ1m張り出された状態で載置し、先端部に0.5kgの錘を吊り下げ、その変位量が100mm以上である可とう性と、
    EN60811−1−4 8.1に準拠して−40℃にて曲げ試験を行い、巻付け後に割れが発生しない耐寒性と、
    を有することを特徴とする絶縁電線。
  2. 導体と、前記導体の外周に形成された絶縁層からなる絶縁電線の外側にシースを有するケーブルにおいて、
    前記シースは、エチレン酢酸ビニル共重合体を含有するベースポリマに対して、
    金属水酸化物を含有し、前記金属水酸化物が水酸化マグネシウムを含み、前記ベースポリマは、酢酸ビニル含有量が20質量%以上50質量%未満であり、
    EN60811−1−1に準拠した初期引張試験において、引張強さが10MPa以上、引張伸度125%以上である引張特性と、
    EN60811−1−2に準拠した耐熱試験において、引張強さ変化率が±30%、引張伸度変化率が±40%である耐熱性と、
    EN60811−2−1に準拠した耐油試験において、伸び変化率が±40%である耐油性と、
    EN60811−1−4に準拠した低温試験において、引張伸度が30%以上である低温特性と、
    IEC60332−1に準拠した燃焼試験において、上部支持具の下部から炭化までの距離が、ケーブル上部で50mm以上かつケーブル下部で540mm以下である難燃性と、
    EN61034−2に準拠した発煙性試験において、透過率が70%以上である低発煙性と、
    試験台上に、ケーブルを一端側を長さ1m張り出された状態で載置し、先端部に0.5kgの錘を吊り下げ、その変位量が100mm以上である可とう性と、
    EN60811−1−4 8.1に準拠して−40℃にて曲げ試験を行い、巻付け後に割れが発生しない耐寒性と、
    を有することを特徴とするケーブル。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019129132A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 日立金属株式会社 ケーブルおよびケーブルの製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6829819B2 (ja) * 2017-05-02 2021-02-17 日立金属株式会社 Lanケーブル
EP3395881B1 (en) * 2017-04-24 2024-04-10 Proterial, Ltd. Halogen- and phosphorus-free flame-retardant resin composition, and electric wire and cable using the same
CN114242318A (zh) * 2019-06-20 2022-03-25 广西纵览线缆集团有限公司 隔热复合电缆
CN112111088A (zh) * 2020-09-22 2020-12-22 安徽欧耐橡塑工业有限公司 低烟无卤阻燃钢丝绳输送带覆盖层弹性体及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014101454A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Hitachi Metals Ltd ノンハロゲン架橋樹脂組成物及び絶縁電線、ケーブル
JP2015021120A (ja) * 2013-07-23 2015-02-02 日立金属株式会社 ノンハロゲン架橋性樹脂組成物を用いた車両用絶縁電線及び車両用ケーブル

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6436557B1 (en) * 1998-05-29 2002-08-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Flame retardant resin composition, and insulating electric wire, tube, heat-shrinkable tube, flat cable, and DC high-tension electric wire all made of the composition
JP2010097881A (ja) 2008-10-17 2010-04-30 Hitachi Cable Ltd 絶縁電線
JP2010254883A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Hitachi Cable Ltd 非ハロゲン難燃性樹脂組成物及びその製造方法並びにこれを用いた電線・ケーブル
JP5516456B2 (ja) * 2011-02-24 2014-06-11 日立金属株式会社 シールド付き電気絶縁ケーブル
JP5673704B2 (ja) * 2012-03-14 2015-02-18 日立金属株式会社 無リン系ノンハロゲン難燃絶縁電線および無リン系ノンハロゲン難燃ケーブル
JP5772854B2 (ja) * 2013-03-26 2015-09-02 日立金属株式会社 非ハロゲン鉄道車両用特別高圧ケーブル
JP5972836B2 (ja) * 2013-06-14 2016-08-17 日立金属株式会社 ノンハロゲン難燃性電線ケーブル
TWM482803U (zh) * 2014-03-12 2014-07-21 Hua Chuang Automobile Information Technical Ct Co Ltd 互動式車用系統

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014101454A (ja) * 2012-11-20 2014-06-05 Hitachi Metals Ltd ノンハロゲン架橋樹脂組成物及び絶縁電線、ケーブル
JP2015021120A (ja) * 2013-07-23 2015-02-02 日立金属株式会社 ノンハロゲン架橋性樹脂組成物を用いた車両用絶縁電線及び車両用ケーブル

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019129132A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 日立金属株式会社 ケーブルおよびケーブルの製造方法

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