JP2018073608A - 絶縁電線 - Google Patents

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Abstract

【課題】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。【解決手段】導体と、導体の外周に配置される被覆層と、を備え、被覆層は、導体側から順に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層と遮水層とを最外層が難燃層となるように交互に積層させて形成され、遮水層が樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも1つとを含有する樹脂組成物から形成されている、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、絶縁性を有する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。
一方、被覆層は高温環境下で酸化や金属害などで劣化しやすいので、耐熱性の向上も求められている。
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、直流安定性および耐熱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る被覆層と、を備え、
前記被覆層は、前記導体側から順に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層と遮水層とを最外層が前記難燃層となるように交互に積層させて形成され、
前記遮水層が樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも1つとを含有する樹脂組成物から形成されている、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、直流安定性および耐熱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。 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。 従来の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3を用いて説明する。図3は、従来の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100は、図3に示すように、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の外周に配置される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、絶縁の信頼性が低く、直流安定性にはあまり寄与しない。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85℃、3%塩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。
本発明者らの検討によると、難燃層130が直流安定性に寄与しないのは、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。具体的に説明すると、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う。この隙間の形成により難燃層130は水が浸透しやすく、吸水しやすくなる。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、直流安定性にあまり寄与しないことになる。
一方、絶縁層120は、難燃層130で被覆されているので、難燃剤を配合する必要がない。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を最外層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樹脂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。
ただし、遮水層は実質的に難燃剤を含まず、難燃性に劣るので、このような遮水層を絶縁電線の最外層に設けると、絶縁電線全体としての難燃性を低下させるおそれがある。この点、難燃性に劣る遮水層を難燃層の間に介在させ、例えば、被覆層を、導体側から順に第1の難燃層、遮水層および第2の難燃層の3層で形成することで、難燃性を維持しつつ、遮水層により第1の難燃層への浸水を抑制して直流安定性を高く維持することができる。つまり、難燃性および直流安定性を高く維持しつつ、絶縁電線の外径を細径化することができる。
また、被覆層の耐熱性を高める方法について検討したところ、遮水層に酸化防止剤や銅害防止剤を配合するとよいことが分かった。上述したように、遮水層は2つの難燃層の間に介在するように設けるため、酸化や金属害(銅害)の影響を受けにくいが、この遮水層に酸化防止剤や銅害防止剤を配合することにより被覆層全体としての耐熱性を大きく改善することができる。
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、被覆層20とを備えて構成されている。
〔導体〕
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〜6.0mmである。
〔被覆層〕
導体11の外周には被覆層20が設けられている。本実施形態では、被覆層20は、2層の難燃層21,21の間に1層の遮水層22を介在させ、最外層が難燃層21となるように積層させて形成されている。つまり、被覆層20は、導体11側から順に難燃層21、遮水層22および難燃層21の3層を積層させて形成されている。以下、被覆層20において、遮水層22で被覆されて内部に位置する難燃層21を内部難燃層21a、最外層に位置する難燃層21を外部難燃層21bとして説明する。
(内部難燃層)
内部難燃層21aは、難燃剤を含む樹脂組成物から形成され、例えば、難燃剤を含む樹脂組成物を導体11の外周に押し出して形成される。難燃剤を含む内部難燃層21aは被覆層20の難燃性に寄与する。また、内部難燃層21aは、遮水層22で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、被覆層20の直流安定性にも寄与することになる。すなわち、内部難燃層21aは、難燃性だけでなく、直流安定性にも寄与しており、難燃絶縁層として機能する。
内部難燃層21aを形成する樹脂組成物は、樹脂と難燃剤とを含有する。
内部難燃層21aを形成する樹脂としては、絶縁電線1に求められる特性、例えば伸びや強度などに応じて、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。内部難燃層21aにおいてより高い難燃性を得る観点からは、特にEVAが好ましく、酢酸ビニル含量(VA量)が10%〜40%のEVAがより好ましい。
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、内部難燃層21a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内部難燃層21a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、内部難燃層21a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、内部難燃層21a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、内部難燃層21aは従来公知の方法で架橋されていてもよい。内部難燃層21aの架橋は、例えば、電子線などの放射線によって架橋したり、内部難燃層21aを形成する樹脂組成物に架橋剤や架橋助剤を配合して押出成形した後に架橋処理を施したりするとよい。
(遮水層)
遮水層22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ことが好ましい。遮水層22は、遮水性が高く、水が浸透しにくいので、被覆層20の内部に位置する内部難燃層21aへの水の浸透を抑制することができる。なお、遮水層22は実質的に難燃剤を含まず難燃性に劣るが、後述の外部難燃層21bで被覆されて保護されている。
遮水層22を形成する材料としては、飽和吸水率が0.5%以下の材料であればよく、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、JIS K7209:2000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22を形成する材料としては、遮水層22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/cm〜1.20g/cm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)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)など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。
遮水層22をLDPEやLLDPEなどの樹脂から形成する場合、例えば、LLDPEを含む樹脂組成物を内部難燃層21aの外周に押出成形して形成するとよい。遮水層22の遮水性をさらに向上させる観点からは、樹脂組成物に架橋剤などを配合して架橋させ、遮水層22を架橋体で形成することが好ましい。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22の遮水性を向上させることができる。しかも、遮水層22の強度も向上できるので、遮水層22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22を形成する架橋体は、ゲル分率が好ましくは10%〜100%、より好ましくは40%〜100%となるように架橋されているとよい。遮水層22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。
遮水層22を架橋させる場合は、樹脂組成物に公知の架橋剤や架橋助剤を配合するとよい。架橋剤としては、例えばジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物などを用いることができる。架橋助剤としては、例えばトリメチロールプロパントメタクリレート(TMPT)やトリアリルイソシアヌレート(TAIC)などを用いることができる。これらの配合量は、特に限定されず、例えば、遮水層22の架橋度がゲル分率で10%〜100%となるように適宜変更するとよい。なお、架橋方法としては、架橋剤の種類に応じて、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22を形成する樹脂組成物は、酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも1つを含有することが好ましく、両方を含有することがより好ましい。遮水層22は、難燃層21で挟まれているため酸化や金属害(例えば銅害など)による劣化の影響を受けにくい。しかし、遮水層22は絶縁電線1の直流安定性の大部分を担っており、遮水層22が酸化や金属害(例えば銅害など)で劣化してしまうと、絶縁電線1の直流安定性が大きく損なわれてしまう。そこで、本実施形態では、遮水層22に酸化防止剤および銅害防止剤を配合することで被覆層20全体としての耐熱性を、例えば120℃での耐熱性を向上させることができる。
酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えばフェノール系や硫黄系、アミン系、リン系などの酸化防止剤を用いることができる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えばジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ−ベンジル)−S−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)トリオン、チオジエチレンビス−[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等を用いることができ、その中でもペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]が好ましい。
硫黄系酸化防止剤としては、例えばジドデシル3,3’−チオジプロピオネート、ジトリデシル3,3’−チオジプロピオネート、ジオクタデシル3,3’−チオジプロピオネート、テトラキス[メチレン−3−(ドデシルチオ)プロピオネート]メタン等を用いることができ、その中でもテトラキス[メチレン−3−(ドデシルチオ)プロピオネート]メタンが好ましい。
これらの酸化防止剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
銅害防止剤は、銅やその他の金属イオンをキレート作用により安定化し酸化劣化を抑制することができる。例えば、N−(2H−1,2,4−トリアゾール−5−イル)サリチルアミド、ドデカン二酸ビス[N2−(2−ヒドロキシベンゾイル)ヒドラジド]、2’,3−ビス[[3−[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プロピオニル]]プロピオノヒドラジド等を用いることができ、その中でも2’,3−ビス[[3−[3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル]プロピオニル]]プロピオノヒドラジドが好ましい。
これらの配合量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも1つを0.1質量部〜5質量部とすることが好ましい。併用する場合は、これらの合計の配合量を上記範囲内とすることが好ましい。
(外部難燃層)
外部難燃層21bは、内部難燃層21aと同様に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成され、例えば、難燃剤を含む樹脂組成物を導体11の外周に押し出して形成されている。外部難燃層21bは、被覆層20表面に位置し、内部難燃層21aのように遮水層22で被覆されていないので水が浸透しやすく、直流安定性には寄与しないものの、難燃性に劣る遮水層22を被覆して被覆層20全体としての難燃性の低下を抑制する。
なお、外部難燃層21bは、内部難燃層21aと同様に架橋されていてもよい。外部難燃層21bの架橋は、例えば、外部難燃層21bを形成する樹脂組成物に架橋剤や架橋助剤を配合し、押出成形した後、架橋処理を施すことで行うとよい。架橋方法は、特に限定されず、従来公知の方法で行うことができる。
(被覆層の積層構造)
続いて、被覆層20の積層構造について説明する。
被覆層20において、遮水層22の厚さは、特に限定されず、遮水性の観点からは50μm以上であることが好ましい。50μm以上とすることにより、所望の高い遮水性を得られるとともに、遮水層22の強度を高くすることができる。これにより、絶縁電線1を屈曲させた際の遮水層22の破れを抑制できるので、遮水層22の遮水性を維持し、内部難燃層21aを直流安定性に寄与させることができる。一方、遮水層22の厚さの上限値は、特に限定されないが、絶縁電線1の難燃性の観点からは150μm以下であることが好ましい。
また、被覆層20において、複数の難燃層21のそれぞれの厚さは、特に限定されず、被覆層20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とよく、高い難燃性を得る観点からは、複数の難燃層21の合計の厚さが300μm〜500μmであることが好ましい。
内部難燃層21aは、厚さが50μm〜150μmであることが好ましい。
外部難燃層21bは、遮水層22を被覆し、その燃焼を抑制するので、その厚さを200μm以上とすることが好ましい。一方、上限値については400μm以下とすることが好ましい。
また、被覆層20において、複数の難燃層21の厚さの合計と遮水層22の厚さとの比率が2:1〜10:1であることが好ましい。
<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、飽和吸水率が0.5%以下の遮水層22を難燃層21中に介在するように設け、導体11側から順に内部難燃層21a、遮水層22および外部難燃層21bが積層された被覆層20を形成している。
遮水層22によれば、内部難燃層21aへの水の浸透を抑制し、内部難燃層21aの絶縁信頼性を維持できるので、内部難燃層21a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として機能させることができる。これにより、図3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22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22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。
また、遮水層22は、実質的に難燃剤を含まず、被覆層20の難燃性を低下させるおそれがあるが、遮水層22を外部難燃層21bで被覆することで、被覆層20全体としての難燃性を高く維持することができる。
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。
図3に示す従来の絶縁電線100において、例えば、EN45545−2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、外径1.0mm〜6.0mmの導体110に対して、絶縁層120の厚さを0.3mm〜0.4mm、難燃剤を配合する難燃層130の厚さを0.4mm〜0.5mmとする必要があり、絶縁電線100の外径としては2.6mm〜6.7mm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、厚さ0.05mm〜0.15mmの内部難燃層21aと、厚さ0.05mm〜0.15mmの遮水層22と、厚さ0.2mm〜0.4mmの外部難燃層21bとを積層させればよく、絶縁電線1の外径としては2.2mm〜5.7mmの範囲にまで細径化することができる。
例えば、従来の絶縁電線100において、導体サイズを1SQ(導体径1.25mm)とする場合、導体110の外周に設けられる絶縁層120や難燃層130を含む被覆層の厚さ(被覆厚)を0.6mmとする必要があり、電線外径が2.6mmとなるが、本実施形態では、内部難燃層21aや遮水層22などを含む被覆層の被覆厚を0.45mm〜0.5mm程度まで薄くすることができ、電線外径を2.2mm〜2.3mmまで細径化することができる。
遮水層22は、HDPEやLDPE、LLDPEなどの樹脂から形成されることが好ましく、LDPEから形成されることがより好ましい。LDPEによれば、HDPEやLLDPEと比べて架橋させやすいので遮水層22のゲル分率を高めて遮水性をより高くできるからである。
遮水層22は、LDPEやLLDPEなどの樹脂を架橋させた架橋体から形成され、架橋体のゲル分率が10%〜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22の強度および遮水性を高めることができるので、遮水層22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。
遮水層22を形成する樹脂組成物は、樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも1つとを含有することが好ましい。遮水層22は、難燃層21で挟まれているため、酸化や金属害(例えば銅害など)による劣化の影響を受けにくいが、酸化防止剤および銅害防止剤を配合することで、例えば120℃での耐熱性を向上させることができる。
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21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、導体11の外周に難燃層21、遮水層22および難燃層21を順に積層させて3層構造の被覆層20を形成する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図2に示すように、3層の難燃層21の間のそれぞれに遮水層22を介在させて5層構造とするといったように、難燃層21および遮水層22をともに複数設けてもよい。図2では、3層ある難燃層21のうち、被覆層20の表面に位置するものが外部難燃層21b、それ以外の遮水層22で被覆されるものが内部難燃層21aとなる。各遮水層22の厚さは、少なくとも25μmであるとよく、25μm〜75μmであることが好ましい。このとき、被覆層20の難燃性の観点からは、複数の遮水層22の厚さの合計は50μm〜150μmとなることが好ましい。複数の難燃層21のうち、外部難燃層21bの厚さは、少なくとも50μm以上であるとよく、50μm〜120μmであることが好ましい。内部難燃層21aの厚さは50μm〜150μmであることが好ましい。被覆層20の難燃性の観点からは複数の難燃層21の合計の厚さは200μm〜400μmとなることが好ましい。
また、難燃層21および遮水層22を形成する各樹脂組成物には、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、難燃層21および遮水層22のそれぞれの特性を損なわない範囲で含有させることができる。
また、上述の実施形態では、被覆層20を難燃層21および遮水層22で形成する場合について説明したが、被覆層20には、難燃層21や遮水層22とは異なる特性を有する樹脂層を設けてもよい。例えば、電気特性を改善するために、導体11と内部難燃層21aとの間に半導電層を設けてもよい。
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EV170」(VA量:33%、MFR:1)
・高密度ポリエチレン(HDPE、d:0.951g/cm、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/cm、MFR:1):宇部興産株式会社製「UBE C450」
・直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE、d:0.922g/cm、MFR:2.5):株式会社プライムポリマー製「SP2030」
・マレイン酸変性ポリマ:三井化学株式会社製「タフマーMH7020」
・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」
・水酸化アルミニウム(脂肪酸処理):アルベマール株式会社製「OL107C」
・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」
・銅害防止剤:BASF株式会社製「イルガノックスMD1024」
・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
<難燃材料の調製>
上述の材料を下記表1に示す組成で配合して難燃層を形成するための難燃材料を調製した。具体的には、EVA1を85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質量部とを加圧ニーダで混練することよってペレット状の難燃材料1を得た。
同様に、表1に示すように組成を適宜変更し、難燃材料2〜難燃材料7をそれぞれ調製した。
なお、加圧ニーダでは開始温度を40℃、終了温度を190℃として混錬を行った。
Figure 2018073608
<遮水材料の調製>
続いて、上述の材料を下記表2に示す組成で配合して遮水層を形成するための遮水材料を調製した。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質量部と銅害防止剤を0.5質量部とを加圧ニーダで混練することによって遮水材料1を調製した。
同様に、表2に示すように組成を適宜変更し、遮水材料2〜遮水材料4をそれぞれ調製した。
なお、加圧ニーダでは開始温度を40℃、終了温度を190℃として混錬を行った。
Figure 2018073608
<絶縁電線の作製>
(実施例1)
続いて、調製した難燃材料および遮水材料を用いて絶縁電線を作製した。
具体的には、外径が1.25mmのスズめっき銅導線の外周に難燃材料1、遮水材料1および難燃材料1をそれぞれの所定の厚さで3層同時に押し出し、電子線を8Mradで照射することで各材料を架橋させ、実施例1の絶縁電線を作製した。作製した絶縁電線は、内部難燃層の厚さが50μm、遮水層の厚さが50μm、外部難燃層の厚さが400μm、被覆層の全体の厚さが500μm、電線外径が2.25mmであった。また、遮水層は、ゲル分率が36%となるような架橋度であることが確認され、飽和吸水率が0.3%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3にまとめる。なお、3層同時押出は、短軸押出機を3台使用し、クロスヘッド内で合流させることにより行った。各クロスヘッドの温度は190℃とした。
Figure 2018073608
(実施例2〜10)
実施例2〜10では、難燃材料や遮水材料の種類、内部絶縁層や遮水層、外部難燃層の各層の厚さを表3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1,2)
比較例1では、表3に示すように外部難燃層を形成せず、内部難燃層の上に遮水層を設けて被覆層を形成した以外は実施例1と同様に絶縁電線を作製した。
比較例2では、表3に示すように遮水層を形成せず、被覆層を難燃層1層で形成した以外は実施例1と同様に絶縁電線を作製した。
<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3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1500Vを課電し、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240時間以上であれば、直流安定性が高いものとして○を、240時間未満であれば、直流安定性が低いものとして×と評価した。
(難燃性)
絶縁電線の難燃性を、EN45545−2に準拠した垂直燃焼試験により評価した。
具体的には、垂直に支持した絶縁電線に対してバーナーの炎を1分間当てた後、炎を外して、上側固定部と炭化上端部との距離が50mm以上、かつ上側固定部と炭化部下端との距離が540mm未満であれば、難燃性に優れるものとして○を、そうでなければ×とした。
(耐熱性)
絶縁電線の耐熱性を、EN50264−1に準拠した試験により評価した。
具体的には、まず、作製した絶縁電線から導体(スズめっき銅導線)を引き抜き、サンプルを作製した。このサンプルを135℃の恒温槽に168時間投入した。そして、加熱前の初期状態のサンプルと加熱後のサンプルのそれぞれに対して引張試験を行い、初期状態からの変化率として、引張強さ残率および伸び残率を求めた。本実施例では、それぞれが±30%以内であれば耐熱性に優れるものとして○を、それ以外であれば耐熱性が低いものと判断して×と表記した。
<評価結果>
表3に示すように、実施例1〜10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。
実施例3では、遮水層の飽和吸水率を0.1%と低くするとともに、難燃層における難燃剤の配合量を100質量部として実施例1(200質量部)や実施例4(150質量部)よりも少なくすることで、被覆層を吸水しにくく形成したため、短絡するまでの時間を長くでき、直流安定性を高くできることが確認された。
一方、比較例1では、高い直流安定性は得られるものの、外部難燃層を形成しなかったために被覆層全体としての難燃性が不十分となることが確認された。
また、比較例2では、遮水層を設けずに難燃層のみで被覆層を形成したため、高い難燃性は得られるものの、短絡するまでの時間が短く、直流安定性が不十分であることが確認された。しかも、酸化防止剤および銅害防止材を含む遮水層を形成していないため、被覆層全体としての耐熱性を十分に確保できないことが確認された。
<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る被覆層と、を備え、
前記被覆層は、前記導体側から順に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層と遮水層とを最外層が前記難燃層となるように交互に積層させて形成され、
前記遮水層が樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも1つとを含有する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2]
付記1の絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層を形成する前記樹脂組成物は、前記樹脂100質量部に対して前記酸化防止剤および前記銅害防止剤の少なくとも1つを0.1質量部以上2質量部以下含有する。
[付記3]
付記2の絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層は、前記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1〜3のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層を形成する前記樹脂が低密度ポリエチレンである。
[付記5]
付記1〜4のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記被覆層は、前記導体側から順に前記難燃層、前記遮水層および前記難燃層の3層を積層させて形成され、
前記遮水層の内側にある前記難燃層の厚さが50μm以上150μm以下、
前記遮水層の厚さが50μm以上150μm以下、
前記遮水層の外側にある前記難燃層の厚さが200μm以上400μm以下である。
1 絶縁電線
11 導体
20 被覆層
21 難燃層
21a 内部難燃層
21b 外部難燃層
22 遮水層

Claims (5)

  1. 導体と、
    前記導体の外周に配置される被覆層と、を備え、
    前記被覆層は、前記導体側から順に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層と遮水層とを最外層が前記難燃層となるように交互に積層させて形成され、
    前記遮水層が樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも1つとを含有する樹脂組成物から形成されている、絶縁電線。
  2. 前記遮水層を形成する前記樹脂組成物は、前記樹脂100質量部に対して前記酸化防止剤および前記銅害防止剤の少なくとも1つを0.1質量部以上2質量部以下含有する、請求項1に記載の絶縁電線。
  3. 前記遮水層は、前記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。
  4. 前記遮水層を形成する前記樹脂が低密度ポリエチレンである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の絶縁電線。
  5. 前記被覆層は、前記導体側から順に前記難燃層、前記遮水層および前記難燃層の3層を積層させて形成され、
    前記遮水層の内側にある前記難燃層の厚さが50μm以上150μm以下、
    前記遮水層の厚さが50μm以上150μm以下、
    前記遮水層の外側にある前記難燃層の厚さが200μm以上400μm以下である、
    請求項1〜4のいずれか1項に記載の絶縁電線。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023089826A1 (ja) * 2021-11-22 2023-05-25 古河電気工業株式会社 樹脂組成物、樹脂被覆材、絶縁電線、自動車用ワイヤーハーネス及び自動車用ワイヤーハーネスに用いる絶縁電線の製造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52113389U (ja) * 1976-02-26 1977-08-29
JPS61253719A (ja) * 1985-05-07 1986-11-11 住友電気工業株式会社 難燃ケ−ブル
JPH03137147A (ja) * 1989-10-24 1991-06-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 耐水性に優れた絶縁性樹脂組成物
JPH04126621U (ja) * 1991-05-02 1992-11-18 古河電気工業株式会社 遮水型ゴム・プラスチツク絶縁電力ケーブル
JP2002093247A (ja) * 2000-09-18 2002-03-29 Fujikura Ltd 直流電力ケーブル
JP2008277142A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 絶縁電線およびワイヤーハーネス
JP2015220084A (ja) * 2014-05-16 2015-12-07 株式会社ビスキャス 光ファイバ複合架空地線

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52113389U (ja) * 1976-02-26 1977-08-29
JPS61253719A (ja) * 1985-05-07 1986-11-11 住友電気工業株式会社 難燃ケ−ブル
JPH03137147A (ja) * 1989-10-24 1991-06-11 Furukawa Electric Co Ltd:The 耐水性に優れた絶縁性樹脂組成物
JPH04126621U (ja) * 1991-05-02 1992-11-18 古河電気工業株式会社 遮水型ゴム・プラスチツク絶縁電力ケーブル
JP2002093247A (ja) * 2000-09-18 2002-03-29 Fujikura Ltd 直流電力ケーブル
JP2008277142A (ja) * 2007-04-27 2008-11-13 Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk 絶縁電線およびワイヤーハーネス
JP2015220084A (ja) * 2014-05-16 2015-12-07 株式会社ビスキャス 光ファイバ複合架空地線

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023089826A1 (ja) * 2021-11-22 2023-05-25 古河電気工業株式会社 樹脂組成物、樹脂被覆材、絶縁電線、自動車用ワイヤーハーネス及び自動車用ワイヤーハーネスに用いる絶縁電線の製造方法

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