JP2019014791A - 電線・ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】低温下での切裂き性に優れる電線・ケーブルを提供する。【解決手段】導体（１２）と導体（１２）を被覆する絶縁体（１４）とを備える、一又は複数の絶縁電線と、絶縁電線を被覆するシース（１６）と、を有し、シース（１６）が塩化ビニル樹脂組成物を含み、発泡率が３〜５０％であり、塩化ビニル樹脂組成物が、平均重合度が８００以上２５００未満の塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、可塑剤を４０〜８０質量部と、滑剤としてアクリル−シリコーン共重合体を０．０５〜５質量部とを含む、電線・ケーブル（１０）である。【選択図】図１

Description

本発明は、電線・ケーブルに関する。詳細には、本発明は、シースの材料として塩化ビニル樹脂組成物を用いた電線・ケーブルに関する。

ＣＶケーブルは、導体を架橋ポリエチレンで被覆し、その外周をシースで被覆したケーブルである。シースの材料としては、例えば、塩化ビニル樹脂が使用される。樹脂材料には温度依存性があり、低温になるほど硬くなるという性質があるが、特に、塩化ビニル樹脂は温度依存性が顕著である。そのため、塩化ビニル樹脂組成物を用いてシースを作製する場合、低温で柔らかくするためには耐寒性に優れた可塑剤をできるだけ多量に用いる必要がある（例えば、特許文献１〜３参照）。

上記のような可塑剤を多量に用いることでシースを柔らかくすることはできるが、その反面、機械的強度や変形性が低下する問題点がある。その問題点を解消するため、例えば、特許文献１において、平均重合度が２５００〜１５０００のポリ塩化ビニル１００重量部に対し、分子量７００以下の可塑剤を８０〜１５０重量部及びシリコーンゴムを含有する樹脂組成物が開示されている。

特開昭６３−１０９２０８号公報 特開２０１３−４０２６８号公報 特開２０１４−９８１３５号公報

しかしながら、従来の樹脂組成物においては可塑剤が多量に配合されることで一定の耐寒性の向上を図ることができるが、低温下での切裂き性については不十分であり改善の余地が残されていた。なお、低温下ので切裂き性とは、−１５℃程度の低温下において、カッターナイフなどの刃物を用いて容易に切裂きできるといった性能である。

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、低温下での切裂き性に優れる電線・ケーブルを提供することにある。

本発明の第１の態様に係る電線・ケーブルは、導体と、導体を被覆する絶縁体とを備える、一又は複数の絶縁電線と、
絶縁電線を被覆するシースと、を有し、
シースが塩化ビニル樹脂組成物を含み、発泡率が３〜５０％であり、
塩化ビニル樹脂組成物が、平均重合度が８００以上２５００未満の塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、可塑剤を４０〜８０質量部と、滑剤としてアクリル−シリコーン共重合体を０．０５〜５質量部とを含む。

本発明の第２の態様に係る電線・ケーブルは、第１の態様の電線・ケーブルに関し、可塑剤が、フタル酸ジウンデシルである。

本発明によれば、低温下での切裂き性に優れる電線・ケーブルを提供することができる。

本実施形態の電線・ケーブルの長手方向に垂直に切った断面図である。 切裂き性試験の概要を示す概念図である。

以下、図面を用いて本実施形態に係る高屈曲絶縁電線について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。

本実施形態の電線・ケーブルは、導体と、導体を被覆する絶縁体とを備える、一又は複数の絶縁電線と、絶縁電線を被覆するシースと、を有する。そして、シースが塩化ビニル樹脂組成物を含み、発泡率が３〜５０％である。また、塩化ビニル樹脂組成物が、平均重合度が８００以上２５００未満の塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、可塑剤を４０〜８０質量部と、滑剤としてアクリル−シリコーン共重合体を０．０５〜５質量部とを含む。
本実施形態の電線・ケーブルは、上記のような塩化ビニル樹脂組成物を用いてシースを形成することで、特に、低温下での切裂き性に優れる。

図１に示す本実施形態の電線・ケーブル１０は、導体１２と、導体１２を被覆する絶縁体１４と、絶縁体１４を被覆するシース１６とを備える。導体１２と絶縁体１４とで絶縁電線をなし、図１において絶縁電線は１本であるが、複数本有していてもよい。
以下に先ず、シースについて説明する。

［シース］
シースは、塩化ビニル樹脂組成物を含んでなり、発泡率が３〜５０％である。塩化ビニル樹脂組成物は、平均重合度が８００以上２５００未満の塩化ビニル樹脂と、可塑剤と、滑剤としてアクリル−シリコーン共重合体とを含み、必要に応じて他の成分を含む。また、可塑剤の含有量は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して４０〜８０質量部であり、滑剤たるアクリル−シリコーン共重合体の含有量は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して０．０５〜５質量部である。以下、それぞれの成分について説明する。

（塩化ビニル樹脂）
塩化ビニル樹脂は、例えば、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−プロピレン共重合体、塩化ビニル−スチレン共重合体、塩化ビニル−イソブチレン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−スチレン−無水マレイン酸共重合体、塩化ビニル−スチレン−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−ブタジエン共重合体、塩化ビニル−イソプレン共重合体、塩化ビニル−塩素化プロピレン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−マレイン酸エステル共重合体、塩化ビニル−メタクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル−各種ビニルエーテル共重合体などを挙げることができる。これらの塩化ビニル樹脂は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、塩化ビニル樹脂の重合方法は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合及び乳化重合など特に限定されない。

本実施形態において、塩化ビニル樹脂の平均重合度（重量平均重合度）は、８００以上２５００未満であり、１０００以上２０００以下であることが好ましく、１１００以上１７００以下であることがより好ましい。平均重合度が８００未満であると、常温引張強度に劣る。ケーブル通線性とは、電線・ケーブルの電線管に対する通線しやすさを示す指標である。また、平均重合度が２５００以上であると切裂き性に劣る。なお、本実施形態の塩化ビニル樹脂組成物では、上記重合度の範囲にある塩化ビニル樹脂を一種又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。

（可塑剤）
可塑剤は、塩化ビニル樹脂の分子間に浸透して樹脂の分子間力を弱め、塩化ビニル樹脂に柔軟性を与えるものであれば特に限定されない。例えば、トリメリット酸系可塑剤及びピロメリット酸系可塑剤、フタル酸系可塑剤及び脂肪族系可塑剤などを挙げることができる。中でも、低温下での切裂き性の観点から、比較的高分子の可塑剤が好ましい。

トリメリット酸系可塑剤としては、トリメリット酸エステルを挙げることができる。また、ピロメリット酸系可塑剤としては、ピロメリット酸エステルを挙げることができる。なお、トリメリット酸エステル及びピロメリット酸エステルにおいて、脱水縮合によりエステルを構成するアルコールとしては、炭素数が８〜１３の飽和脂肪族アルコールなどを挙げることができる。これらのアルコールは、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。

フタル酸系可塑剤としては、フタル酸エステルを挙げることができる。フタル酸エステルにおいて、脱水縮合によりエステルを構成するアルコールとしては、炭素数が８〜１３の飽和脂肪族アルコールなどを挙げることができる。また、これらのアルコールは、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。より具体的には、フタル酸系可塑剤は、例えば、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジ−２−エチルヘキシル、フタル酸ジ−ｎ−オクチル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソデシル及びフタル酸ジトリデシルからなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。中でも、低温下での切裂き性の観点から、フタル酸ジウンデシルが好ましい。

脂肪族系可塑剤としては、アジピン酸エステル、セバシン酸エステル及びアゼライン酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。また、これらのエステルにおいて、脱水縮合によりエステルを構成するアルコールとしては、炭素数が３〜１３の飽和脂肪族アルコールなどを挙げることができる。また、これらのアルコールは、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。より具体的には、脂肪族系可塑剤は、例えば、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸イソノニル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル及びアゼライン酸ジオクチルからなる群より選ばれる少なくとも一つを挙げることができる。

本実施形態の塩化ビニル樹脂組成物において、塩化ビニル樹脂１００質量部に対する可塑剤の含有量は４０〜８０質量部であり、４５〜７５質量部であることが好ましい。可塑剤の含有量が４０質量部未満では、低温下での切裂き性に劣り、８０質量部を超えるとブリード性が悪化する。

（滑剤）
本実施形態において、滑剤としてはアクリル−シリコーン共重合体を用いる。当該アクリル−シリコーン共重合体の重量平均分子量は、分散性の観点から、３０００〜５００００が好ましく、５０００〜２００００がより好ましい。また、アクリル−シリコーン共重合体におけるアクリルモノマー（Ａ）とシリコーンモノマー（Ｓ）との共重合比（Ａ／Ｓ）は、切裂き性、分散性の観点から、質量基準で０．１〜１．０が好ましく、０．２５〜０．６７がより好ましい。

本実施形態の塩化ビニル樹脂組成物において、塩化ビニル樹脂１００質量部に対する滑剤たるアクリル−シリコーン共重合体の含有量は０．０５〜５質量部であり、０．１〜４．５質量部であることが好ましい。当該滑剤の含有量が０．０５質量部未満では、低温下での切裂き性及び通線性に劣り、５質量部を超えるとブリードが発生する。

（他の成分）
本実施形態の軟質塩化ビニル樹脂組成物は、上記材料に加えて種々の添加剤を配合することが可能である。添加剤としては、安定剤、充填材、難燃剤、顔料、酸化防止剤、増量剤、金属不活性剤、老化防止剤、補強剤、紫外線吸収剤、染料、着色剤、帯電防止剤、発泡剤等が挙げられる。

〈発泡率〉
本実施形態において、シースの発泡率は３〜５０％であり、５〜３０％であることが好ましい。発泡率が３％未満では、所望の切裂き性が得られず、５０％を超えると、引張強度が低下する。
ここで、シースの発泡率は、次の数式（１）より求めることができる。
発泡率（％）＝［（無発泡時のシース構成材料の比重）−（発泡時のシース構成材料の比重）］／（無発泡時のシース構成材料の比重）×１００ ・・・数式（１）

シースを発泡させる手段としては、塩化ビニル樹脂組成物に発泡剤を混合させる化学発泡や、成形時において、溶融状態の塩化ビニル樹脂組成物にガスを注入するなどの物理発泡を採用することができる。そして、発泡剤の添加量の調整（化学発泡）、又はガスの注入量や温度、圧力の調整（物理発泡）により発泡率を３〜５０％とすることができる。

化学発泡に用いる発泡剤としては、後述する押出成形の際に加熱等によって気体を生じさせ、容易に発泡構造を形成することが可能な有機化学発泡剤を使用することが好ましい。このような有機化学発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物；ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物；パラトルエンスルホニルヒドラジド、４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド化合物が挙げられる。この中でも、有機化学発泡剤としては、アゾジカルボンアミド及び４，４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドが好ましい。なお、有機化学発泡剤は、一種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。

物理発泡に用いるガスとしては、炭酸ガス、窒素ガス、水、イソブタン、ペンタンなどが挙げられる。

［絶縁電線］
絶縁電線は、既述の通り、導体と、導体を被覆する絶縁体とを備える。導体としては、１本の素線で構成された単線を用いてもよく、また複数の素線を撚り合わせて構成された撚り線導体を用いてもよい。撚り線導体も、１本又は数本の素線を中心とし、その周囲に素線を同心状に撚り合わせた同心撚り線；複数の素線を一括して同方向に撚り合わせた集合撚り線；複数の集合撚り線を同心状に撚り合わせた複合撚り線のいずれも使用することができる。導体の直径及び撚り線導体を構成する各素線の直径も特に限定されない。さらに、導体及び撚り線導体の材料も特に限定されず、例えば銅、銅合金及びアルミニウム、アルミニウム合金等の公知の導電性金属材料を用いることができる。また、導体及び撚り線導体の表面にはめっきを施してもよく、例えば錫めっき、銀めっき、ニッケルめっきを施してもよい。

導体を被覆する絶縁体は、導体に対する電気絶縁性を確保することができるならば、材料及び厚さは特に限定されない。絶縁体は、架橋ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂などの電気絶縁性樹脂を任意に使用できる。具体的には、絶縁体を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリ塩化ビニル、耐熱ポリ塩化ビニル、架橋ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、発泡ポリエチレン、架橋発泡ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド（ナイロン）、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−四フッ化エチレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、天然ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、シリコーンゴムを用いることができる。これらの材料は一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。

以上の絶縁電線を被覆するシースは、公知の方法により形成することができ、例えば一般的な押出成形法により作製することができる。具体的には、絶縁電線を１本又は複数本束ねた後、それらの外部に塩化ビニル樹脂組成物を押し出して被覆することにより、シースを形成することができる。

以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

［実施例１〜１１、比較例１〜２０］
まず、混練機を用い、以下に示す塩化ビニル樹脂、可塑剤、及び滑剤を表１〜表３に示す配合量で溶融混練した。また、発泡は化学発泡により行った。これにより、各実施例及び比較例の塩化ビニル樹脂組成物を調製した。

・塩化ビニル樹脂；
ＰＶＣ１：大洋塩ビ株式会社製、ＴＨ−１３００（平均重合度：１３００）
ＰＶＣ２：大洋塩ビ株式会社製、ＴＨ−２５００（平均重合度：２５００）
ＰＶＣ３：大洋塩ビ株式会社製、ＴＨ−７００（平均重合度：７００）
・可塑剤；
フタル酸ウンデシル（ジェイプラス株式会社製、ＤＵＰ）
・滑剤；
アクリル−シリコーン共重合体（日信化学工業株式会社製、Ｒ−１７５Ｓ）

発泡率は、発泡前後における塩化ビニル樹脂組成物（シース構成材料）の比重を測定し、既述の数式（１）により求めた。

［評価］
実施例１〜８及び比較例１〜３の塩化ビニル樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」と呼ぶ）を用い、引張試験、切裂き試験、ケーブル通線性試験、及びブリード試験を行った。

（１）引張試験
ＪＩＳ Ｃ ３００５に従い、引張強さを測定した。測定結果に基づき、１２ＭＰａ以上の場合を「◎」、１０ＭＰａ以上１２ＭＰａ未満の場合を「○」、１０ＭＰａ未満の場合を「×」として評価した。

（２）切裂き試験
各実施例・比較例の樹脂組成物を用い、幅：約２０ｍｍ、肉厚：約１．５ｍｍのシースの形状の試験片を成形した。この試験片の末端の長手方向に切込みを入れ、−１５℃の環境下において、図２に示すように、試験片１０の切込み部分にカッターナイフ（オルファ株式会社製、ＬＢ５０Ｋ）の刃２０を当て一定速度で材料を切裂き、オートグラフにてその荷重を測定し、計算により１ｍｍ厚の時の切裂き荷重を換算した。測定結果に基づき、１５．０Ｎ／ｍｍ以下の場合を「◎」、１５．０Ｎ／ｍｍ以上１８．０Ｎ／ｍｍ未満の場合を「○」、１８．０Ｎ／ｍｍ以上の場合を「×」として評価した。

（３）ケーブル通線性試験
絶縁体、シースを備える電線に対し、各実施例・比較例の樹脂組成物を用いてシースを形成し、電線・ケーブルを作製した。この電線・ケーブルの外径の１．５倍程度の外径を有する波付プラスチック管（古河電気工業株式会社製、エフレックス ＦＰ４０）をＵ字状に配置し、その中に通すときの荷重をオートグラフにて測定した。

（４）ブリード試験
各実施例・比較例の樹脂組成物を用い、１２７ｍｍ×１２.７ｍｍ×厚み：２ｍｍのシート状の試験片を成形した。この試験片を折り曲げて、内側に滲出物の滲み出しの有無を確認した。滲み出しがなかったものを「○」、滲み出しがあったものを「×」として評価した。

表１〜３より、実施例１〜１１においては、すべての評価において良好な結果が得られたことが分かる。これに対して、比較例１〜２０においては、すべての評価を同時に良好な結果とすることができなかった。

以上、本発明を実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

１０ 電線・ケーブル
１２ 導体
１４ 絶縁体
１６ シース

Claims (2)

1. 導体と前記導体を被覆する絶縁体とを備える、一又は複数の絶縁電線と、
   前記絶縁電線を被覆するシースと、を有し、
   前記シースが塩化ビニル樹脂組成物を含み、発泡率が３〜５０％であり、
   前記塩化ビニル樹脂組成物が、平均重合度が８００以上２５００未満の塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、可塑剤を４０〜８０質量部と、滑剤としてアクリル−シリコーン共重合体を０．０５〜５質量部とを含む、電線・ケーブル。
2. 前記可塑剤が、フタル酸ジウンデシルである、請求項１に記載の電線・ケーブル。

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