JP2017228524A

JP2017228524A - 絶縁電線

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Publication number: JP2017228524A
Application number: JP2017071029A
Authority: JP
Inventors: 雅文加賀; masafumi Kaga
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2017-12-28
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP7037280B2

Abstract

【課題】外径が細い場合であっても、難燃性と直流安定性とを高い水準で両立できる絶縁電線を提供する。【解決手段】導体と、導体の外周に配置され、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃絶縁層と、難燃絶縁層の外周に配置され、飽和吸水率が０．５％以下である遮水層と、を備え、遮水層の厚さが２５μｍ以上である、絶縁電線が提供される。【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁電線に関する。

鉄道車両や自動車などの配線として用いられる絶縁電線には、絶縁性だけでなく、火災時に燃えにくいような難燃性が求められている。そのため、絶縁電線の被覆層には難燃剤が配合される。例えば、特許文献１には、絶縁層の外周に難燃剤を含む難燃層を積層させて被覆層を形成した絶縁電線が開示されている。特許文献１によれば、絶縁層の外周に難
燃層を積層させて絶縁電線を構成することにより、絶縁性と難燃性とを高い水準でバランスよく得ることができる。

特開２０１３−２１４４８７号公報

ところで、近年、絶縁電線には、軽量化の観点から外径を細くすることが求められている。そのため、内側に位置する絶縁層や外側に位置する難燃層の厚さを薄くすることが検討されている。

しかしながら、難燃層の厚さを薄くすると、難燃性を高く維持することが困難となる。一方、絶縁層の厚さを薄くすると、絶縁の信頼性が低下し、直流安定性を高く維持することが困難となる。すなわち、絶縁電線においては、外径を細径化しつつ、難燃性および直流安定性を高い水準で両立することが困難となっている。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、絶縁電線において難燃性および直流安定性を高く維持しつつ、外径を細径化する技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、
導体と、
前記導体の外周に配置され、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃絶縁層と、
前記難燃絶縁層の外周に配置され、飽和吸水率が０．５％以下である遮水層と、を備え、
前記遮水層の厚さが２５μｍ以上である、絶縁電線が提供される。

本発明によれば、絶縁電線において難燃性および直流安定性を高く維持しつつ、外径を細径化することができる。

本発明の一実施形態に係る絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。従来の絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。本発明の他の実施形態に係る絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。

まず、従来の絶縁電線について図２を用いて説明する。図２は、従来の絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。

図２に示すように、従来の絶縁電線１００は、導体１１０と、導体１１０の外周に配置される絶縁層１２０と、絶縁層１２０の外周に配置され、難燃剤を配合した難燃層１３０と、を備えて構成されている。

従来の絶縁電線１００において、難燃層１３０は、絶縁層１２０と同様に樹脂から形成されるため、所定の絶縁性を示すものの、絶縁信頼性が低く、直流安定性が低い傾向にある。直流安定性は、後述するように、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験により評価される電気特性の１つであり、絶縁電線１００を水中に浸漬させて所定の電圧
を課電したときに所定時間経過しても絶縁破壊しないことを示し、絶縁の信頼性についての指標となるものである。

本発明者の検討によると、難燃層１３０の直流安定性が低くなるのは、難燃剤の配合により吸水率が高くなるためであることが分かった。その原因として、難燃剤の有する水酸基が吸水性を向上させる等とも考えられるが、例えば、難燃層１３０では、難燃層１３０を形成する樹脂と難燃剤との密着性が低いことに起因して、難燃剤の周囲に微小な隙間が
形成されてしまい、この隙間の形成により難燃層１３０は水が浸透しやすくなり、吸水しやすくなるとも考えられる。このような難燃層１３０では、絶縁電線１００を水に浸漬させて直流安定性を評価する際に、水の浸透により導電パスが形成され、絶縁破壊が生じやすくなるため、絶縁信頼性が低い傾向にある。このように、難燃層１３０は、吸水により
絶縁性が低下しやすく、直流安定性が低下することになる。

一方、絶縁層１２０は難燃層１３０で被覆されているので、難燃剤が配合されない、もしくは配合されたとしても少量である。そのため、絶縁層１２０は、難燃層１３０のように難燃性は示さないものの、吸水率が低くなるように構成され、直流安定性に寄与することになる。

このように、従来の絶縁電線１００では、絶縁層１２０が直流安定性に、難燃層１３０が難燃性に、それぞれ寄与している。そのため、直流安定性および難燃性を高い水準で両立するには、絶縁層１２０および難燃層１３０をそれぞれ厚くする必要があり、絶縁電線１００の細径化のためにそれぞれを薄くすることが困難となっている。

本発明者は、従来の絶縁電線１００では、吸水しやすい難燃層１３０を表面に設けることにより直流安定性（絶縁の信頼性）が低くなることから、難燃層１３０に水が浸透しないように構成すれば、難燃層１３０を難燃性だけでなく直流安定性にも寄与させることができ、最終的には絶縁層１２０の厚さを薄くして、絶縁電線１００の外径を細くできると
考えた。

そこで、難燃層１３０への水の浸透を抑制する方法について検討を行った。その結果、吸水率の低い遮水層を難燃層の外周に設けるとよいことが見出された。遮水層によれば、難燃層への水の浸透を抑制できるので、難燃層を、難燃性だけでなく直流安定性を有する難燃絶縁層として機能させることができる。これにより、従来形成していた絶縁層１２０
を省略することができる。すなわち、従来の、絶縁層１２０および難燃層１３０からなる積層構造を、難燃絶縁層および遮水層で構成することができる。遮水層は、水の浸透を防ぐような厚さであり、従来の絶縁層１２０のように厚く形成する必要がないので、絶縁電線の外径を細径化することが可能となる。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。

＜絶縁電線の構成＞
以下、本発明の一実施形態に係る絶縁電線について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。

図１に示すように、本実施形態に係る絶縁電線１は、導体１１と、難燃絶縁層１２と、遮水層１３とを備えて構成されている。

（導体１１）
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の外径は、絶縁電線１に求められる電気特性に応じて適宜変
更することが可能であり、例えば１．０ｍｍ〜２０．０ｍｍである。

（難燃絶縁層）
導体１１の外周には、難燃絶縁層１２が設けられている。難燃絶縁層１２は、例えば、難燃剤を含む樹脂組成物を導体１１の外周に押出成形することにより形成される。難燃剤を含む難燃絶縁層１２は、絶縁電線１の難燃性に寄与する。また、難燃絶縁層１２は、後述する遮水層１３に被覆されることによって絶縁電線１を水に浸漬させて直流安定性を評
価するときに水の浸透が抑制されるので、絶縁信頼性が高く、絶縁電線１の直流安定性にも寄与することになる。

難燃絶縁層１２の厚さは、絶縁電線１に求められる難燃性および直流安定性に応じて適宜変更することが可能であり、厚くするほど、難燃性および直流安定性を高い水準で料理することが可能となる。具体的には、難燃絶縁層１２の厚さは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。０．２ｍｍ以上であれば、例えば、ＥＮ６０３３２−１−２に準拠する高
い難燃性と、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠する高い直流安定性とを両立させることが可能となる。厚さの上限値は、特に限定されないが、絶縁電線１の細径化の観点からは０．５ｍｍ以下であることが好ましい。このような厚さとすることにより、絶縁電線１を細径化しつつも、直流安定性とともに高い難燃性を得ることができる。

難燃絶縁層１２を形成する樹脂組成物は、樹脂と難燃剤とを含有する。

難燃絶縁層１２を形成する樹脂としては、絶縁電線１に求められる特性、例えば、機械特性（伸びや強度など）や難燃性、直流安定性に応じて、種類を適宜変更するとよい。例えば、ポリオレフィン樹脂やポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）などを用いることができる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などを
用いることができ、特にポリエチレン系樹脂が好ましい。ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、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などを用いることができる。これらのポリオレフィン系樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

難燃絶縁層１２において、より高い直流安定性を得る観点からは、特にＨＤＰＥが好ましく、例えば、密度が０．９５ｇ／ｃｍ³以上０．９８ｇ／ｃｍ³以下であるＨＤＰＥを用いることができる。また、より高い難燃性を得る観点からは、特にＥＶＡが好ましく、例えば、酢酸ビニル含量が高いＥＶＡを用いることができる。

難燃剤としては、有毒ガスを発生させないことからノンハロゲン難燃剤が好ましく、例えば金属水酸化物を用いることができる。金属水酸化物は、難燃絶縁層１２が加熱されて燃焼されるときに、分解して脱水し、放出した水分により難燃絶縁層１２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。これらの難燃剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

難燃剤は、難燃絶縁層１２の機械特性（引張強さと伸びとのバランス）をコントロールする観点から、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。

難燃剤の配合量は、難燃性の観点から、樹脂１００質量部に対して５０質量部〜３００質量部であることが好ましい。配合量が５０質量部未満であると、絶縁電線１において所望の高い難燃性を得られないおそれがある。配合量が３００質量部を超えると、難燃絶縁層１２の機械特性が低下し、伸び率が低くなるおそれがある。

なお、難燃絶縁層１２を形成する樹脂組成物には、必要に応じて、その他添加剤が含有されてもよい。例えば、難燃絶縁層１２を架橋させる場合、架橋剤や架橋助剤を含有させるとよい。また例えば、架橋剤以外に、難燃助剤、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、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、難燃絶縁層１２の特性を損なわない範囲で含有させることができる。

（遮水層）
難燃絶縁層１２の外周には、遮水層１３が設けられている。遮水層１３は、飽和吸水率が０．５％以下であり、吸水量や水の拡散係数が小さくなるように構成されている。遮水層１３は、遮水性が高く、水が浸透しにくいので、難燃絶縁層１２への水の浸透を抑制することができる。飽和吸水率の下限値は、特に限定されず、０％であってもよい。なお、
本明細書において、飽和吸水率とは、ＪＩＳＫ７２０９：２０００に準拠したフィックの法則から求められる水分飽和率である。

遮水層１３の厚さは、遮水性の観点から２５μｍ以上である。２５μｍ以上とすることにより、遮水層１３の強度を高くすることができ、絶縁電線１を屈曲させた際の遮水層１３の破れを抑制できる。これにより、遮水層１３の遮水性を維持し、難燃絶縁層１２による直流安定性と難燃性とを高い水準で両立することができる。一方、遮水層１３の厚さの上限値は、特に限定されないが、絶縁電線１の外径を細くする観点からは１００μｍ以下であることが好ましい。遮水層１３は難燃剤を含まないため、絶縁電線１の難燃性を低下させるおそれがあるが、遮水層１３の厚さを１００μｍ以下とすることにより、絶縁電線１の難燃性を損なうことなく、高く維持することができる。

また、絶縁電線１において、難燃性と直流安定性とを高い水準で両立させる観点からは、遮水層１３と難燃絶縁層１２との合計の厚さに占める遮水層１３の比率が１８％以下であることが好ましく、５％〜１２％であることがより好ましい。上述したように、遮水層１３は、難燃剤を含まず、絶縁電線１全体の難燃性を低下させるおそれがあるが、難燃性を有する難燃絶縁層１２との厚さの比率を上記範囲とすることにより、絶縁電線１において難燃性および直流安定性を高い水準で両立することが可能となる。

遮水層１３は、遮水性の観点からは、つなぎ目がなくシームレスとなるように、例えば筒状に形成されているとよい。遮水層１３を形成する材料としては、飽和吸水率が小さく、遮水層１３をつなぎ目がないように形成できるものであれば、特に限定されない。このような材料としては、遮水層１３の成形加工性の観点からは樹脂が好ましい。樹脂としては、安全性の観点からはノンハロゲンであるポリオレフィン樹脂が好ましく、遮水性や機械特性の観点からは密度が０．８５ｇ／ｃｍ³〜１．２０ｇ／ｃｍ³である樹脂が好ましい。例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）や低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を用いることができる。また例えば、吸水率が小さいことから、フッ素含有樹脂（例えばＰＦＡ）などを用いてもよい。

また、遮水層１３を樹脂で形成する場合、遮水性をさらに向上させるために樹脂を架橋させることが好ましい。つまり、遮水層１３は、樹脂を架橋させた架橋体で形成されることが好ましい。架橋させることにより、樹脂の分子構造を強固にし、遮水層１３の遮水性を向上させることができる。しかも、遮水層１３の強度も向上できるので、遮水層１３の
厚さを薄くしても、強度を損なうことなく、遮水性を高く維持することができる。

遮水層１３を形成する架橋体は、ゲル分率が４０％〜１００％となるように架橋されていることが好ましい。遮水層１３では、架橋体のゲル分率を高くするほど、強度および遮水性を高めることができるので、厚さを薄くすることができる。このようなゲル分率となるように遮水層１３を架橋させることで、遮水層１３を薄く形成しながらも、その強度を
高く維持するとともに、飽和吸水率を０．５％以下として所望の高い遮水性を得ることができる。

なお、遮水層１３をＨＤＰＥなどの樹脂から形成する場合、ＨＤＰＥを含む樹脂組成物を難燃絶縁層１２の外周に押出成形して形成するとよい。架橋させる場合は、樹脂組成物に架橋剤や架橋助剤を配合するとよい。架橋としては、化学架橋や電子線架橋など公知の方法により行うことができる。

また、遮水層１３を形成する樹脂組成物には、架橋剤や架橋助剤以外に、難燃助剤、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、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、遮水層１３の特性を損なわない範囲で含有させることができる。

（難燃層）
図３は、本発明の他の実施形態に係る絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。図３に示すように遮水層１３の外周に難燃層１４を設けた点以外は、本発明の一実施形態と共通する。難燃層１４を設けることにより、更に難燃性を向上させることができる。難燃層は、難燃剤を含む樹脂組成物から形成されることが好ましい。また、上記難燃絶縁層において説明した樹脂組成物については、難燃層においても同様に使用することができる。

＜本実施形態にかかる効果＞
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。

本実施形態では、難燃性を得る観点から、難燃剤を配合する樹脂層を導体１１の外周に設けるが、その樹脂層の外周に、ＨＤＰＥやＬＤＰＥなどの樹脂から形成され、飽和吸水率の小さな遮水層１３を積層させている。これにより、絶縁電線１を水中に浸漬させて直流安定性を評価する際に樹脂層への水の浸透を抑制できるので、難燃剤を配合する樹脂層
を、難燃性だけでなく、直流安定性にも寄与する難燃絶縁層１２として機能させることができる。これにより、図２に示す従来の絶縁電線１００のように直流安定性に寄与する絶縁層１２０を形成することなく、所望の直流安定性を維持することができる。絶縁層１２０は所望の直流安定性を得るために厚く形成する必要がある一方、遮水層１３は遮水性を示す程度に薄く形成すればよいので、絶縁層１２０の代わりに遮水層１３を形成することで、その厚さの差の分だけ絶縁電線１の外径を細くすることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、絶縁電線１において、難燃性と直流安定性とを高い水準で両立しつつ、その外径を細くすることが可能となる。

例えば、ＥＮ６０３３２−１−２に準拠する高い難燃性と、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠する直流安定性とを両立させる場合、図２に示すような従来の絶縁電線１００では、外径１．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの導体１１０に対して、絶縁層１２０の厚さを０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ、難燃剤を配合する難燃層１３０の厚さを０．２ｍｍ〜２．１ｍｍとする必
要があり、絶縁電線１００の外径としては２．４ｍｍ〜３２．９ｍｍとなる。
これに対して、本実施形態では、同じ外径の導体１１に対して、難燃絶縁層１２の厚さを０．２０ｍｍ〜０．５ｍｍ、遮水層１３の厚さを０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍとすればよく、絶縁電線１の外径としては１．４５ｍｍ〜２１．２ｍｍの範囲にまで細くすることが可能となる。

遮水層１３は、樹脂から形成されることが好ましく、密度が０．８５ｇ／ｃｍ³〜１．２０ｇ／ｃｍ³であるポリオレフィン樹脂から形成されることが好ましい。これらポリオレフィン樹脂によれば、押出成形により遮水層１３として容易に形成することができる。特に、ＨＤＰＥは密度が高く、水を浸透させにくいので、遮水層１３の遮水性を高くすることができる。また、ＬＤＰＥは、架橋度を高くできるので、遮水層１３の遮水性を高くすることができる。

遮水層１３は、ＨＤＰＥを架橋させた架橋体から形成され、架橋体のゲル分率が４０％〜１００％であることが好ましい。このようなゲル分率とすることにより、遮水層１３の強度および遮水性を高めることができるので、遮水層１３の厚さを薄く形成することができる。これにより、絶縁電線１の外径をより細くすることが可能となる。

なお、本実施形態によれば、絶縁電線１を細径化せずに、従来と同様の外径となるように形成してもよい。この場合、難燃絶縁層１２の厚さを大きくすることで、難燃性および直流安定性をより高めることが可能となる。

＜本発明の他の実施形態＞
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。

上述の実施形態では、遮水層１３を樹脂としてＨＤＰＥで形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。遮水層１３は、樹脂以外の材料から形成されてもよく、例えば、金属やセラミックス、ガラス等から形成されてもよい。
遮水層１３を金属で形成する場合、例えば、銅やアルミニウムからなる金属箔を難燃絶縁層１２の外周に巻き付けることにより形成することができる。
セラミックスやガラスから形成する場合、例えば、プラズマＣＶＤ法などにより難燃絶縁層１２の外周をアルミナ、ジルコニア、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）で表面処理することにより形成することができる。

また、図１では、難燃絶縁層１２および遮水層１３を積層させる場合を示すが、本発明はこれに限定されない。例えば、難燃絶縁層１２と遮水層１３との間に、これらの密着性を向上させる密着層を設けてもよい。また、遮水層１３の外周にその他の機能層を設けてもよく、例えば、難燃剤を含み難燃性を有する難燃層を設けてもよい。

次に、本発明について実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。

実施例および比較例で用いた材料は次のとおりである。
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ１）：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」（ＶＡ量：２８％、ＭＦＲ：６）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ２）：三井・デュポンポリケミカル株式会社製「エバフレックス４５Ｘ」（ＶＡ量：４６％、ＭＦＲ：１００）
・マレイン酸変性ポリマ：三井化学株式会社製「タフマーＭＨ７０２０」
・高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ｄ：０．９５１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：０．８）：プライムポリマー株式会社製「ハイゼックス５３０５Ｅ」
・低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、ｄ：０．９２１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：１）：宇部興産株式会社製「ＵＢＥＣ４５０」
・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「Ｈ１０Ａ」
・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「Ｈ１０Ｃ」
・混合系の酸化防止剤：株式会社アデカ製「ＡＯ−１８」
・フェノール系酸化防止剤：ＢＡＳＦ株式会社製「イルガノックス１０１０」
・着色剤：旭カーボン株式会社製「ＦＴカーボン」
・滑剤（ステアリン酸亜鉛）：日東化成株式会社製

＜絶縁電線の作製＞
（実施例１）
まず、上述の材料を用いて難燃絶縁層を形成するための樹脂組成物Ａを調製した。
具体的には、ＥＶＡ１を７０質量部と、ＥＶＡ２を１５質量部と、マレイン酸変性ポリマを１５質量部と、シラン処理された水酸化マグネシウムを８０質量部と、脂肪酸処理された水酸化マグネシウムを１２０質量部と、混合系の酸化防止剤を１質量部と、着色剤を２質量部と、滑剤を１質量部とを混練することにより、樹脂組成物Ａを調製した。

続いて、遮水層を形成するための樹脂組成物Ｂを調製した。
具体的には、ＨＤＰＥを１００質量部と、フェノール系酸化防止剤を１質量部とを混練することにより、樹脂組成物Ｂを調製した。

続いて、調製した樹脂組成物ＡおよびＢを用いて絶縁電線を作製した。
具体的には、まず、複数の銅素線を撚り合わせた直径が１．２３ｍｍの撚り銅線の外周に樹脂組成物Ａを押し出し、厚さ０．３ｍｍの難燃絶縁層を形成した。続いて、難燃絶縁層の外周に樹脂組成物Ｂを押し出して電子線を照射することで架橋させ、厚さ０．０５ｍｍ（５０μｍ）の遮水層を形成した。これにより、電線外径が１．９３ｍｍの絶縁電線を
作製した。なお、遮水層は、ゲル分率が４１．２％となるような架橋度であることが確認され、また飽和吸水率が０．４％であることが確認された。実施例１の絶縁電線の各構成を下記表１にまとめる。

（実施例２）
実施例２では、実施例１よりも電線外径が細くなるように難燃絶縁層および遮水層の厚さを表１に示すように適宜変更した以外は、実施例１と同様に絶縁電線を作製した。

（実施例３）
実施例３では、ＨＤＰＥの代わりにＬＤＰＥを用いて遮水層を形成するための樹脂組成物Ｂを調製した以外は、実施例１と同様に絶縁電線を作製した。

（実施例４）
実施例４では、実施例３よりも電線外径が細くなるように難燃絶縁層および遮水層の厚さを表１に示すように適宜変更した以外は、実施例１と同様に絶縁電線を作製した。

（比較例１）
比較例１では、表１に示すように、遮水層の厚さを０．０１ｍｍ（１０μｍ）とした以外は、実施例１と同様に絶縁電線を作製した。

（比較例２）
比較例２では、表１に示すように、遮水層の厚さを０．００５ｍｍ（５μｍ）とした以外は、実施例１と同様に絶縁電線を作製した。

（比較例３）
比較例３では、図２に示す構造の絶縁電線を作製した。
具体的には、まず、ＬＤＰＥを１００質量部と、クレーを１００質量部と、架橋助剤を７質量部と、フェノール系の酸化防止剤を１．５質量部とを混練し、絶縁層形成用の樹脂組成物を調製した。また、ＥＶＡ１を１００質量部と、水酸化マグネシウムを２００質量部とを混練し、難燃層形成用の樹脂組成物を調製した。続いて、実施例１と同じ撚り銅線
を準備し、その外周に絶縁層形成用の樹脂組成物を押し出し、厚さ０．３ｍｍの絶縁層を形成した。続いて、絶縁層の外周に、難燃層形成用の樹脂組成物を押し出し、電子線照射により架橋させて、厚さ０．４ｍｍの難燃層を形成した。これにより、電線外径が２．６２ｍｍの絶縁電線を作製した。なお、絶縁電線の表面にある難燃層は、ゲル分率が８２．３％となるような架橋度であるが、飽和吸水率が５％であることが確認された。比較例３の作製条件を下記表２にまとめる。

（比較例４，５）
比較例４，５では、絶縁層および難燃層のそれぞれの厚さを表２に示すように変更した
以外は、比較例３と同様に絶縁電線を作製した。

（比較例６）
比較例６では、絶縁層を形成せずに、導体上に難燃層を直接形成した以外は、比較例３
と同様に絶縁電線を作製した。

（実施例５）
実施例５では、図１に示す構造において、遮水層の外側に難燃層を形成した絶縁電線を作製したこと、難燃絶縁層の厚さを表３に示すように適宜変更したこと以外は、実施例１と同様に絶縁電線を作製した。難燃層の配合は難燃絶縁層の配合と同じものを用いた。

＜評価方法＞
作製した絶縁電線を以下の方法により評価した。各評価結果を表１にまとめる。

（直流安定性）
絶縁電線の直流安定性を、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験により評価した。具体的には、絶縁電線を８５℃で３％濃度の塩水中に浸漬させて課電し、絶縁破壊するまでの時間を測定した。本実施例では、絶縁破壊するまでの時間が３０時間以上であれば、直流安定性が高く、３０時間未満であれば、直流安定性が低いと評価した。

（難燃性）
絶縁電線の難燃性を、以下に示す垂直燃焼試験により評価した。
まず、ＥＮ６０３３２−１−２に規定される一条ケーブル垂直燃焼試験（Vertical flame propagation for a single insulated wire or cable）に準じてＶＦＴ試験を実施した。具体的には、長さ６００ｍｍの絶縁電線を垂直に保持し、絶縁電線に炎を６０秒間当てた。炎を取り去った後、３０秒以内に消火したものを◎、６０秒以内に消火したものを○、６０秒以内に消火しなかったものを×とした。
また、ＥＮ５０２６６−２−４に規定される多条ケーブル垂直燃焼試験（Flame propagation (bunched cables)）に準じてＶＴＦＴ試験を実施した。具体的には、全長３．５ｍの絶縁電線を７本撚り合わせて１束とし、１１束を等間隔に垂直に並べ、２０分間燃焼させた後、自己消炎後、下端部からの炭化長を測定した。本実施例では、炭化長が１．５ｍ以下であれば◎、炭化長が２．５ｍ以下であれば○、炭化長が２．５ｍを超えれば×とした。

＜評価結果＞
表１に示すように、実施例１〜５では、電線外径を細径化しながらも、直流安定性と難燃性とを高い水準で両立できることが確認された。また、実施例１において、遮水層および難燃絶縁層の厚さをそれぞれ変更し、遮水層と難燃絶縁層との合計の厚さに占める遮水層の厚さの比率を検討したところ、その比率を１８％以下、より好ましくは５％〜１２％
とすることにより、難燃性と直流安定性とをより高い水準でバランスよく得られることが確認された。

これに対して、比較例１，２では、遮水層を設けたものの、その厚さを２５μｍよりも薄くしたため、難燃絶縁層の吸水を十分に抑制できず、直流安定性が低いことが確認された。
比較例３では、絶縁層の外周に難燃層を積層させて従来構造の絶縁電線を作製したが、各層の厚さを厚く形成することで難燃性および直流安定性を高い水準でバランスよく得られることが確認された。しかし、電線外径が過度に太く、例えば実施例１の絶縁電線よりも約３５％も太いことが確認された。
比較例４，５では、難燃層または絶縁層の厚さを薄くすることで電線外径を実施例１と同程度となるように絶縁電線を作製したが、難燃性および直流安定性を両立できないことが確認された。
比較例３〜５によると、飽和吸水率が高い難燃層を絶縁電線の表面に設ける場合、直流安定性を高く維持するには難燃層の内側にある絶縁層を厚く形成する必要があり、難燃性を高く維持するには難燃層を厚く形成する必要があるため、これらの特性を両立させつつ、絶縁電線を細径化できないことが確認された。
比較例６では、絶縁層を設けずに難燃層のみを設けたため、高い難燃性は得られたが、直流安定性が低いことが確認された。

このように、絶縁電線において、難燃剤を含む樹脂層の外周に所定厚さの遮水層を設けることにより、内部に位置する樹脂層への水の浸透を抑制することができ、難燃剤を配合する樹脂層を、難燃性だけでなく、直流安定性にも寄与させ、難燃絶縁層として機能させることができる。これにより、絶縁電線の外径を細径化しながらも、直流安定性と難燃性
とを両立することが可能となる。

＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。

［付記１］
本発明の一態様によれば、
導体と、
前記導体の外周に配置され、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃絶縁層と、
前記難燃絶縁層の外周に配置され、飽和吸水率が０．５％以下である材料から形成される遮水層と、を備え、
前記遮水層の厚さが２５μｍ以上である、絶縁電線が提供される。

［付記２］
付記１の絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層が樹脂、金属、セラミックスおよびガラスの少なくとも１つから形成される。

［付記３］
付記１又は２の絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層は、樹脂を含む樹脂組成物を架橋させた架橋体から形成され、前記架橋体のゲル分率が４０％以上１００％以下である。

［付記４］
付記３の絶縁電線において、好ましくは、
前記樹脂が高密度ポリエチレンおよび低密度ポリエチレンの少なくとも１つである。

［付記５］
付記３又は４の絶縁電線において、好ましくは、
前記樹脂の密度が０．８５ｇ／ｃｍ³以上１．２０ｇ／ｃｍ³以下である。

［付記６］
付記１〜５のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層の厚さは２５μｍ以上１００μｍ以下である。

［付記７］
付記１〜６のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記難燃絶縁層の厚さが０．２ｍｍ以上である。

［付記８］
付記１〜７のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層と前記難燃絶縁層との合計の厚さに占める前記遮水層の厚さの比率が１８％以下である。

［付記９］
付記１〜８のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
外径が１．４５ｍｍ以上２１．２ｍｍ以下である。

［付記１０］
付記１〜９のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記導体の外径が１．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下である。

［付記１１］
付記１〜１０のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記難燃絶縁層の厚さが０．２５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

［付記１２］
付記１〜１１のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
ＥＮ６０３３２−１−２に準拠した難燃性試験において、炎を取り去った後、６０秒以内に消火する難燃性と、
ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験において、水に浸漬して３０時間課電したときに絶縁破壊しないような直流安定性と、を有する。

［付記１３］
付記１〜１２のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層の外周に配置され、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層をさらに含む。

１絶縁電線
１１導体
１２難燃絶縁層
１３遮水層
１４難燃層

Claims

導体と、
前記導体の外周に配置され、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃絶縁層と、
前記難燃絶縁層の外周に配置され、飽和吸水率が０．５％以下である遮水層と、を備え、
前記遮水層の厚さが２５μｍ以上である、絶縁電線。
前記遮水層が樹脂、金属、セラミックスおよびガラスの少なくとも１つから形成される、請求項１に記載の絶縁電線。
前記遮水層は、樹脂を含む樹脂組成物を架橋させた架橋体から形成され、前記架橋体のゲル分率が４０％以上１００％以下である、請求項１又は２に記載の絶縁電線。
前記樹脂が高密度ポリエチレンおよび低密度ポリエチレンの少なくとも１つである、請求項３に記載の絶縁電線。
前記樹脂の密度が０．８５ｇ／ｃｍ³以上１．２０ｇ／ｃｍ³以下である、請求項３又は４に記載の絶縁電線。
前記難燃絶縁層の厚さが０．２ｍｍ以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の絶縁電線。
前記遮水層と前記難燃絶縁層との合計の厚さに占める前記遮水層の厚さの比率が１８％以下である、請求項１〜６のいずれかに記載の絶縁電線。
前記遮水層の外周に配置され、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層をさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の絶縁電線。