JP2019087388A

JP2019087388A - 絶縁電線

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Publication number: JP2019087388A
Application number: JP2017214344A
Authority: JP
Inventors: 有木部; Tamotsu Kibe; 元治梶山; Motoharu Kajiyama; 雅文加賀; masafumi Kaga
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2017-11-07
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-06-06
Anticipated expiration: 2037-11-07
Also published as: EP3480829B1; US11875922B2; CN109754941B; CN109754941A; JP6756690B2; EP3480829A1; US20190139676A1

Abstract

【課題】絶縁性、難燃性及び耐油性を維持しつつ、細径化できる電線構造を有する絶縁電線を提供する。【解決手段】導体と、前記導体の外周に配置される被覆層と、を備える絶縁電線において、前記被覆層は、難燃樹脂組成物からなる複数の難燃層と、前記複数の難燃層の間に介在する絶縁層とを有し、前記絶縁層は樹脂成分を含む樹脂組成物からなり、前記樹脂成分は、該樹脂成分１００質量％のうち、１２５℃以上の融点を有する樹脂を４０質量％以上含有する絶縁電線。【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、絶縁性、難燃性及び耐油性を高い水準でバランスよく得ることができるとされている。

特開２０１４−１１１４０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。

そこで、本発明は、絶縁性、難燃性及び耐油性を維持しつつ、細径化できる電線構造を有する絶縁電線を提供することを目的とする。

本発明は、下記の絶縁電線を提供するものである。
［１］導体と、前記導体の外周に配置される被覆層と、を備える絶縁電線において、前記被覆層は、難燃樹脂組成物からなる複数の難燃層と、前記複数の難燃層の間に介在する絶縁層とを有し、前記絶縁層は樹脂成分を含む樹脂組成物からなり、前記樹脂成分は、該樹脂成分１００質量％のうち、１２５℃以上の融点を有する樹脂を４０質量％以上含有する絶縁電線。
［２］［１］に記載の絶縁電線において、前記１２５℃以上の融点を有する樹脂は、密度が０．９３０ｇ／ｍ³以上のポリエチレンである絶縁電線。
［３］［１］又は［２］に記載の絶縁電線において、前記絶縁電線は、ＥＮ５０２６６−２−４に基づき、垂直トレイ燃焼試験（ＶＴＦＴ）に合格する難燃性を有する絶縁電線。
［４］［１］乃至［３］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁電線は、ＥＮ６０３３２−１−２に基づき、垂直燃焼試験（ＶＦＴ）に合格する難燃性を有する絶縁電線。
［５］［１］乃至［４］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁電線は、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験に合格する直流安定性を有する絶縁電線。
［６］［１］乃至［５］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁電線は、前記導体の径が１．２５ｍｍ以下であり、前記被覆層の厚さが０．６ｍｍ未満である絶縁電線。
［７］［１］乃至［６］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁層は、ＪＩＳＣ２１５１で規定される体積抵抗率が５．０×１０¹⁵（Ωｃｍ）を超える絶縁電線。
［８］［１］乃至［７］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記難燃層を形成する難燃樹脂組成物が、樹脂成分と難燃剤を含み、樹脂成分１００質量部に対して前記難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下含有する絶縁電線。
［９］［１］乃至［８］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁層は、樹脂成分と添加剤を含み、前記樹脂成分１００質量部に対して添加剤を５質量部以下含有する絶縁電線。

本発明によれば、絶縁性、難燃性及び耐油性を維持しつつ、細径化できる電線構造を有する絶縁電線を提供することができる。

本発明の絶縁電線の実施形態を示す横断面図である。本発明の絶縁電線の他の実施形態を示す横断面図である。従来の絶縁電線を示す横断面図である。

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対して垂直な断面図である。図３に示すように、従来の絶縁電線１００は、導体１１０と、導体１１０と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、絶縁の信頼性が低く、直流安定性には寄与しない場合が多い。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を食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体積抵抗率が低くなるためであることが分かった。その要因の１つとして、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とが考えられる。この隙間の形成により難燃層１３０は水が浸透しやすく、吸水しやすくなり、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、体積抵抗率が高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。

本発明者らは、従来の絶縁電線１００では、吸水しやすく、体積抵抗率の低い難燃層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結果、絶縁層を難燃層の外周に設けることに想到し得た。

すなわち、絶縁層によって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ととなる。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、難燃層および絶縁層からなる積層構造で構成することができることとなる。絶縁層は、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。

しかし、絶縁層は実質的に難燃剤を含まず、難燃性に劣るので、このような絶縁層を絶縁電線の表面に設けると、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、難燃性に劣る絶縁層を難燃層の間に存在させることで、例えば、被覆層を、導体側から順に第１の難燃層、絶縁層および第２の難燃層（以下まとめて、「被覆層」ということがある。）の３層で形成することで、第２の難燃層において難燃性を維持しつつ、絶縁層により第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とともに細径化を実現することができる。このように細径化を実現した絶縁電線は、これを複数本束ねたワイヤハーネスとして使用する場合には、ワイヤハーネスの軽量化という更なる効果をもたらす。

この上さらに本発明者らは、耐油性に着目して鋭意検討した結果、耐油試験（例えばＥＮ６０８１１−２−１）においては、１００℃の条件下で試験するため、それ以下の融点の樹脂では樹脂の結晶部分が溶解し樹脂内に油が浸透しやすくなり耐油性が大幅に低下することがわかった。そこで、本発明者らは、試験温度よりも２５℃以上高い融点を有する樹脂を使用することにより耐油性が大幅に改善することを突き止め、絶縁層を形成する樹脂組成物の樹脂成分は、樹脂成分１００質量％のうち、１２５℃以上の融点を有する樹脂を４０質量％以上含有することで耐油性に優れた絶縁電線を実現するに至った。

しかも、第１の難燃層と第２の難燃層を、難燃性の指標である酸素指数が４５を超えるように形成することにより、第１の難燃層と第２の難燃層をより薄肉化しながらも、被覆層において更に高い難燃性を維持することができる。

尚、本明細書中、「細径化」とは、従来の同じ導体径の絶縁電線（ＥＮ５０２６４−３−１（２００８）のＴａｂｌｅ１−Ｇｅｎｅｒａｌｄａｔａ−Ｃａｂｌｅｔｙｐｅ０，６／１ｋＶｕｎｓｈｅａｔｈｅｄ）と比較して、絶縁電線の被覆層の厚さをより薄くすることで絶縁電線の外径を小さくすることを意味する。具体的には、導体径が１．２５ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを０．６０ｍｍ未満とする。

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対して垂直な断面図である。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、第１の難燃層２０、絶縁層２２、第２の難燃層２４を備えている。

本実施形態では、第１の難燃層２０の外周に絶縁層２２が配置され、絶縁層の外周に第２の難燃層２４が配置されている。つまり、被覆層は、導体１１側から順に第１の難燃層２０、絶縁層２２および第２の難燃層２４の３層を積層させて形成されている。

（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の断面積や外径は、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、例えば断面積が１ｍｍ²以上１０ｍｍ²以下で、外径が１．２０ｍｍ以上２．３０ｍｍ以下のものを挙げることができる。

（第１の難燃層）
第１の難燃層２０は、例えば難燃樹脂組成物を導体１１の外周に押し出して形成され、酸素指数が４５を超えるように構成されることが好ましい。本実施形態では、第１の難燃層２０は、酸素指数が４５を超えるように形成されており、被覆層の難燃性に寄与する。また、第１の難燃層２０は、絶縁層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、被覆層の直流安定性にも寄与することになる。すなわち、第１の難燃層２０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。

第１の難燃層２０の酸素指数は、特に限定されず、難燃性の観点からは４５を超える方が好ましい。なお、酸素指数とは、難燃性の指標であり、本実施形態では、ＪＩＳＫ７２０１−２で規定されるものである。

第１の難燃層２０を形成する難燃樹脂組成物は、樹脂成分と、必要に応じて難燃剤とを含有する。かかる難燃樹脂組成物はノンハロゲン難燃樹脂組成物であることが好ましい。

第１の難燃層２０を形成する樹脂成分としては、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、ポリオレフィンやポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）などを用いることができる。難燃性の高いポリマを用いる場合には難燃剤の添加は任意であるが、ポリオレフィンを用いる場合、第１の難燃層２０の酸素指数を高くすべく難燃剤を多く配合するとよく、ポリイミドやＰＥＥＫを用いる場合、これらは樹脂成分自体の難燃性が高いため、難燃剤を配合しなくてもよい。ポリオレフィンは、ポリイミド等と比べて成形温度が低く、第１の難燃層２０の成形性に優れるだけでなく、破断伸びが大きく第１の難燃層２０の曲げ性にも優れる。

ポリオレフィンとしては、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、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン−αオレフィン共重合体、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、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、およびエチレン−プロピレン−ジエン共重合体などを用いることができる。これらの樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。第１の難燃層２０においてより高い難燃性を得る観点からは、ポリオレフィン系樹脂の中でも特にＥＶＡが好ましい。特に酢酸ビニル含有量（ＶＡ量）が１０％以上４０％以下の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、第１の難燃層２０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第１の難燃層２０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、第１の難燃層２０の機械的特性（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、第１の難燃層２０の酸素指数が４５を超えるようにする観点から、樹脂成分１００質量部に対して１５０質量部以上２５０質量部以下であることが好ましい。配合量が１５０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可能性がある。配合量が２５０質量部を超えると、第１の難燃層２０の機械的特性が低下し、伸びが低下する可能性がある。

第１の難燃層２０を構成するポリマには、必要に応じて、その他の難燃剤、難燃助剤、架橋剤、充填剤、架橋助剤、可塑剤、金属キレート剤、軟化剤、補強剤、界面活性剤、安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、酸化防止剤、着色剤（例えばカーボンブラック等）、加工性改良剤、無機充填剤、相溶化剤、発泡剤、帯電防止剤等の添加剤を加えることも可能である。

第１の難燃層２０の厚さとしては、特に制限はないが、例えば０．０３ｍｍ以上０．３ｍｍ以下を挙げることができる。

なお、第１の難燃層２０は架橋されていてもよく、例えば、電子線などの放射線によって架橋したり、また第１の難燃層２０を形成する難燃樹脂組成物に架橋助剤を配合し、押出成形した後に架橋を施してもよい。

（絶縁層）
絶縁層２２は、体積抵抗率が５．０×１０¹⁵（Ωｃｍ）を超える絶縁樹脂組成物からなることが好ましく、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。絶縁層２２は、遮水性が高く、水が浸透しにくいので、被覆層の内部に位置する第１の難燃層２０への水の浸透を抑制することができる。なお、絶縁層２２は実質的に難燃剤を含まず難燃性に劣るが、後述の第２の難燃層２４で被覆されている。

絶縁層２２を形成する材料としては、体積抵抗率が５．０×１０¹⁵（Ωｃｍ）を超える材料であることが好ましく、体積抵抗率の上限値は特に制限は無い。体積抵抗率が５．０×１０¹⁵（Ωｃｍ）を上回ると、絶縁層２２の吸水時に絶縁抵抗が向上し、直流安定性の点で好ましい。なお、本明細書において、体積抵抗率とは、ＪＩＳＣ２１５１に準拠して評価される。

絶縁層２２を形成する樹脂成分としては、１２５℃以上の融点を有する樹脂を使用する。このような樹脂には、ポリエチレンがあり、中でも密度が０．９３０ｇ／ｍ³以上のポリエチレンが好適である。このようなポリエチレンとして、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等を用いることができる。

また、絶縁層２２は、樹脂成分を含む樹脂組成物からなり、樹脂成分は、該樹脂成分１００質量％のうち、１２５℃以上の融点を有する樹脂を４０質量％以上含有する。樹脂成分が１２５℃以上の融点を有する樹脂を４０質量％以上含有することにより、耐油性を備えることができる。１２５℃以上の融点を有する樹脂の含有量の上限値は特に限定されないが、ポリエチレンを用いる場合、融点の高いポリエチレンは結晶量が多く硬いため、電線自体の可撓性を低下させる傾向がある。そのため可撓性が要求される電線においては１２５℃以上の融点を有する樹脂の含有量は７０質量％以下とすることが望ましい。

また、樹脂成分には、１２５℃以上の融点を有する樹脂以外の樹脂を含有することができる。例えば、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン−αオレフィン共重合体、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、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、およびエチレン−プロピレン−ジエン共重合体などを用いることができる。これらの樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

絶縁層２２の遮水性をさらに向上させる観点からは、絶縁樹脂組成物に架橋剤や架橋助剤などを配合して架橋させ、絶縁層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、絶縁層２２の遮水性を向上させることができる。しかも、絶縁層２２の強度も向上できるので、絶縁層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。絶縁層２２は、ノンハロゲン樹脂組成物であることが好ましい。

絶縁層２２を形成する架橋体は、ゲル分率が４０％以上１００％以下となるように架橋されていることが好ましい。絶縁層２２は架橋体のゲル分率を高くすることにより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。

絶縁層２２を架橋させる場合は、絶縁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、有機過酸化物やシランカップリング剤などを用いることができる。架橋助剤としては、例えば、トリアリルイソシアヌレートやトリメチロールプロパントアクリレートなどの多官能モノマー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、絶縁層２２を形成する架橋体の架橋度がゲル分率で４０％以上１００％以下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、絶縁層２２を形成する樹脂組成物には、酸化防止剤及び銅害防止剤の少なくとも一方を含有することが望ましく、酸化防止剤及び銅害防止剤の双方を含有することがより望ましい。

また、絶縁層２２は、樹脂成分１００質量部に対して、添加剤を５質量部以下含有することができる。好ましくは添加剤を３質量部以下、より好ましくは添加剤を１．５質量部以下含有する。

ここに添加剤とは、例えば、架橋剤、架橋助剤、銅害防止剤、難燃剤、難燃助剤、可塑剤、金属キレート剤、充填剤、軟化剤、補強剤、界面活性剤、安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、酸化防止剤、着色剤（例えばカーボンブラック等）、加工性改良剤、無機充填剤、相溶化剤、発泡剤、帯電防止剤等の添加剤を意味する。

（第２の難燃層）
第２の難燃層２４は、例えば難燃剤を含む難燃樹脂組成物を絶縁層２２の外周に押し出して形成され、第１の難燃層２０と同様に、酸素指数が４５を超えることが好ましい。第２の難燃層２４は、最外層に位置し、第１の難燃層２０のように絶縁層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が、難燃性に劣る絶縁層２２を被覆して被覆層全体としての難燃性の低下を抑制する。第２の難燃層２４は、ノンハロゲン難燃樹脂組成物からなることが好ましい。

なお、第２の難燃層２４を形成する難燃樹脂組成物は、第１の難燃層２０と同様のものを用いることができる。また、第２の難燃層２４は、第１の難燃層２０と同様に架橋されていてもよい。第２の難燃層２４の架橋は、例えば、第２の難燃層２４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、電子線を照射する等の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（第１の難燃層、絶縁層、第２の難燃層）の積層構造について説明する。被覆層において、絶縁層２２の厚さは、特に限定されず、遮水性の観点からは０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。０．０５ｍｍ以上とすることにより、絶縁層２２の強度を高くすることができ、絶縁電線１を屈曲させた際の絶縁層２２の破れを抑制できる。これにより、絶縁層２２の遮水性を更に向上し、第１の難燃層２０を直流安定性に更に寄与させることができる。一方、絶縁層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０．１０ｍｍ以下であることが好ましい。絶縁層２２は実質的に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、絶縁層２２の厚さを０．１０ｍｍ以下とすることにより、絶縁電線１の難燃性を更に向上させ、難燃性を高く維持することができる。

また、被覆層において、第１の難燃層２０および第２の難燃層２４のそれぞれの厚さは、特に限定されず、被覆層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、より高い難燃性を得る観点からは、第１の難燃層２０と第２の難燃層２４の合計の厚さが０．３５ｍｍ以上であることが好ましい。

第１の難燃層２０は、被覆層の難燃性および直流安定性に寄与するので、所望の直流安定性を得る観点からは、その厚さが少なくとも、導体１１を構成する金属線の素線径の０．５倍以上、例えば、素線径が０．２０ｍｍ以下であれば０．１０ｍｍ以上であることが好ましい。第１の難燃層２０の厚さが過度に薄いと、導体１１が複数の金属線を撚り合わせて構成されるときに金属線によって生じる導体１１の表面凹凸を十分に吸収できず、第１の難燃層２０の上に設けられる絶縁層２２の表面が凹凸に形成されるおそれがある。そこで、第１の難燃層２０の厚さを上記範囲とすることにより、第１の難燃層２０を平坦に形成して絶縁層２２の表面凹凸を軽減することができる。一方、上限値については、特に限定されず、被覆層の難燃性と絶縁電線１の細径化とを考慮して適宜変更することができる。

第２の難燃層２４は、絶縁層２２を被覆し、その燃焼を抑制するので、その厚さを少なくとも０．２５ｍｍ以上とすることが好ましい。一方、上限値については、特に限定されず、被覆層の難燃性と絶縁電線１の細径化とを考慮して適宜変更することができる。

図１に示される本発明の実施の形態に係る被覆層は、３層で構成されるが、導体１１の外周に第１の難燃層２０が複数層あってもよく、第１の難燃層２０の外周に絶縁層２２が複数層あってもよく、絶縁層２２の外周に第２の難燃層２４が複数層ある多層構造であってもよい。

また、導体１１の外周に上記第１の難燃層２０、最外層に第２の難燃層２４、その間に絶縁層２２があればよく、第１の難燃層２０と絶縁層２２の間、絶縁層２２と第２の難燃層２４との間には別な樹脂組成物の層があっても差し支えない。

また、図２に示すように、３層の難燃層（第１の難燃層２０、第１の難燃層２０、第２の難燃層２４）の間に夫々に絶縁層２２を介在させて５層構造とするといったように、第１の難燃層２０および絶縁層２２をともに複数設けていても良い。

ここでいう「被覆層の厚さ」とは、第１の難燃層２０、絶縁層２２及び第２の難燃層２４以外の絶縁層がある場合、それを含めた被覆層全体の厚さを意味する。

尚、本実施形態の絶縁電線は、特に用途を限定するものではないが、例えば、動力系ワイヤ（ＥＮ５０２６４−３−１（２００８）に記載されているＰｏｗｅｒ＆ＣｏｎｔｒｏｌＣａｂｌｅｓに準拠した絶縁電線）として用いることができる。

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＞
・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Ｖ５２７４」（ＶＡ量：１７％、ＭＦＲ：０．８）
・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ＥＶ２６０」（ＶＡ量：２８％、ＭＦＲ：６）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ３）：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）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ４）：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」（ＶＡ量：４６％、ＭＦＲ：１００）
・高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ｄ：０．９５１ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：０．８、ｍｐ：１３０℃）：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、ｍｐ：１１２℃）：宇部興産株式会社製「ＵＢＥＣ４５０」
・直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ１）、：株式会社プライムポリマー製
「ＳＰ２０３０」（ｄ：０．９２２ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：２．５、ｍｐ：１２２℃）
・直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ２）、：株式会社プライムポリマー製
「ＳＰ４０３０」（ｄ：０．９３８ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：３．８、ｍｐ：１２７℃）
・直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ３）、：株式会社プライムポリマー製
「ＳＰ１５１０」（ｄ：０．９１５ｇ／ｃｍ³、ＭＦＲ：１．０、ｍｐ＝１１８℃）
・マレイン酸変性ポリマ：三井化学株式会社製「タフマーＭＨ７０２０」
・シラン処理水酸化マグネシウム：ＨＵＢＥＲ社製「Ｈ１０Ａ」
・脂肪酸処理水酸化マグネシウム：ＨＵＢＥＲ社製「Ｈ１０Ｃ」
・脂肪酸処理水酸化アルミニウム：ＨＵＢＥＲ社製「ＯＬ１０７Ｃ」
・混合系酸化防止剤：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（カーボンブラック）：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

＜難燃樹脂組成物の準備＞
難燃樹脂組成物の作成は、表１に示した組成配合割合で各種成分を配合し、加圧ニーダによって開始温度４０℃、終了温度１９０℃の条件で混練した後、押出機を用いて押し出してストランドを形成し、それを水冷してカットすることで、ペレット状の難燃樹脂組成物を得た。このペレットは、直径約３ｍｍ、高さ約５ｍｍの円柱形状であった。

＜絶縁樹脂組成物の準備＞
絶縁樹脂組成物の作成は、表２に示した組成配合割合で各種成分を配合し、加圧ニーダによって開始温度４０℃、終了温度１９０℃の条件で混練した後、押出機を用いて押し出してストランドを形成し、それを水冷してカットすることで、ペレット状の絶縁樹脂組成物を得た。このペレットは、直径約３ｍｍ、高さ約５ｍｍの円柱形状であった。

＜絶縁電線の作製＞
（実施例１）
上述の難燃樹脂組成物および絶縁樹脂組成物を用いて絶縁電線１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樹脂組成物（表１中「難燃１」）、絶縁樹脂組成物（表２中「絶縁１」）および難燃樹脂組成物（表１中「難燃１」）をそれぞれの所定の厚さで３層同時に押し出し、電子線を吸収線量が７５ｋＧｙとなるように照射することで各成分を架橋させ、実施例１の絶縁電線１を作製した。作製した絶縁電線１は、導体側から順に、第１の難燃層の厚さが０．２９ｍｍ、絶縁層の厚さが０．１１ｍｍ、第２難燃層の厚さが０．１０ｍｍ、被覆層の厚さは０．５０ｍｍであった。また、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。

製作した絶縁電線１は以下の方法で、機械的強度、直流安定性、難燃性を評価した。

＜特性評価＞
（直流安定性）
直流安定性は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１を８５℃で３％ＮａＣｌ水溶液に浸漬させて１５００Ｖを課電し、２４０時間以上経過しても絶縁破壊しない場合を電気的に優れているとして合格（○）、２４０時間未満で絶縁破壊したら不合格（×）と評価した。

（難燃性）
（ＶＦＴ）
ＥＮ６０３３２−１−２に準拠した難燃性試験として垂直燃焼試験（ＶＦＴ）を行った。長さ６００ｍｍの絶縁電線を垂直にて保ち、絶縁電線に炎を６０秒間当てた。炎を取り去った後、６０秒以内に消火したものを合格（○）とし、６０秒以内に消火しなかったものを不合格（×）とした。

（ＶＴＦＴ）
ＥＮ５０２６６−２−４に準拠した垂直トレイ燃焼試験（ＶＴＦＴ）を実施した。具体的には、全長３．５ｍの電線を７本撚りの１束とし、１１束を等間隔で垂直に並べ、２０分間燃焼させた後、自己消炎後、炭化長が下端部より２．５ｍ以下を目標とした。炭化長が１．５ｍ以下であれば、合格（◎）とし、炭化長が１．５ｍを超え２．５ｍ以下であれば、合格（〇）とし、２．５ｍを超えた場合、不合格（×）とした。

（耐油性）
ＥＮ６０８１１−２−１に準拠した耐油試験を実施した。具体的には、ＩＲＭ９０２油に１００℃で７２時間試験サンプルを浸漬した後にこれを取り出し、常温に放置したサンプルを引張試験を実施し、初期品との変化率を測定した。引張強さ変化率が±３０％以下、伸び変化率が±４０％以下のものを合格（〇）とし、それより変化率が大きいものを不合格（×）とした。

（細径化）
ＥＮ５０２６４−３−１（２００８）のＴａｂｌｅ１−Ｇｅｎｅｒａｌｄａｔａ−Ｃａｂｌｅｔｙｐｅ０，６／１ｋＶｕｎｓｈｅａｔｈｅｄに記載されているＣｏｎｄｕｃｔｏｒｄｉａｍｅｔｅｒおよびＭｅａｎｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｉｎｓｕｌａｔｉｏｎのデータと比較して、導体の外径に対する被覆層の厚さの値が大きい場合を不合格（×）、導体の外径に対する被覆層の厚さの値が小さい場合を合格（○）とした。

なお、第１の難燃層、絶縁層、第２の難燃層のそれぞれの厚さは１ｍのサンプルを１０等分して、切断面をマクロスコープで観察・計測した平均値である。

（実施例２乃至実施例１３）
実施例２乃至実施例１３は、第１の難燃層、絶縁層及び第２の難燃層の難燃樹脂組成物及び絶縁樹脂組成物の組み合わせを変化させ、第１の難燃層、絶縁層及び第２の難燃層の厚さを変化させた点以外は、実施例１と同様に絶縁電線１を作製した。

上記実施例１乃至実施例１３の結果を表３及び表４にまとめて示す。

（実施例１乃至実施例１３）
実施例１乃至実施例１３では、直流安定性、難燃性及び耐油性が合格（◎或いは○）となった。

また、実施例は、導体の外径が１．２５ｍｍ、被覆層の厚さが０．４７ｍｍ〜０．５０ｍｍであるのに対し、上記ＥＮ５０２６４−３−１のＴａｂｌｅ１では、導体の外径が１．２５ｍｍ、被覆層の厚さが０．６ｍｍであることから、双方の被覆層の厚さを比較すると、実施例は、導体の外径に対する被覆層の厚さの値がより小さく、細径化の点で合格（○）であった。

（比較例１）
比較例１では、第２の難燃層を用いず、第１の難燃層及び絶縁層の厚さを変化させた点以外は、実施例１と同様に絶縁電線１を作製した。第２の難燃層を形成していないため、難燃性が不合格となった。

（比較例２）
比較例２では、絶縁層を用いず、第１の難燃層及び第２の難燃層の厚さを変化させた点以外は、実施例１と同様に絶縁電線１を作製した。絶縁層を設けずに難燃層のみで被覆層を形成したため、難燃性は合格となったが、直流安定性が不合格となった。

（比較例３及び比較例４）
比較例３及び比較例４では、絶縁層の絶縁樹脂組成物の組み合わせを変化させたこと以外は、実施例１と同様に絶縁電線１を作製した。絶縁層を形成する樹脂組成物の樹脂成分は、樹脂成分１００質量％のうち、１２５℃以上の融点を有する樹脂を４０質量％以上含有していなかったため、耐油性が不合格となった。

１絶縁電線
１１導体
２０第１の難燃層
２２絶縁層
２４第２の難燃層
１００絶縁電線
１１０導体
１２０絶縁層
１３０難燃層

本発明は、下記の絶縁電線を提供するものである。
［１］導体と、前記導体の外周に配置される被覆層と、を備える絶縁電線において、前記被覆層は、難燃樹脂組成物からなる複数の難燃層と、前記複数の難燃層の間に介在する絶縁層とを有し、前記絶縁層は樹脂成分を含み、実質的に難燃剤を含まない樹脂組成物からなり、前記樹脂成分は、該樹脂成分１００質量％のうち、１２５℃以上の融点を有する樹脂を４０質量％以上含有する絶縁電線。
［２］［１］に記載の絶縁電線において、前記１２５℃以上の融点を有する樹脂は、密度が０．９３０ｇ／ｍ³以上のポリエチレンである絶縁電線。
［３］［１］又は［２］に記載の絶縁電線において、前記絶縁電線は、ＥＮ５０２６６−２−４に基づき、垂直トレイ燃焼試験（ＶＴＦＴ）に合格する難燃性を有する絶縁電線。
［４］［１］乃至［３］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁電線は、ＥＮ６０３３２−１−２に基づき、垂直燃焼試験（ＶＦＴ）に合格する難燃性を有する絶縁電線。
［５］［１］乃至［４］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁電線は、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験に合格する直流安定性を有する絶縁電線。
［６］［１］乃至［５］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁電線は、前記導体の径が１．２５ｍｍ以下であり、前記被覆層の厚さが０．６ｍｍ未満である絶縁電線。
［７］［１］乃至［６］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁層は、ＪＩＳＣ２１５１で規定される体積抵抗率が５．０×１０¹⁵（Ωｃｍ）を超える絶縁電線。
［８］［１］乃至［７］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記難燃層を形成する難燃樹脂組成物が、樹脂成分と難燃剤を含み、樹脂成分１００質量部に対して前記難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下含有する絶縁電線。
［９］［１］乃至［８］のいずれかに記載の絶縁電線において、前記絶縁層は、樹脂成分と添加剤を含み、前記樹脂成分１００質量部に対して添加剤を５質量部以下含有する絶縁電線。

Claims

導体と、前記導体の外周に配置される被覆層と、を備える絶縁電線において、
前記被覆層は、難燃樹脂組成物からなる複数の難燃層と、前記複数の難燃層の間に介在する絶縁層とを有し、
前記絶縁層は樹脂成分を含む樹脂組成物からなり、前記樹脂成分は、該樹脂成分１００質量％のうち、１２５℃以上の融点を有する樹脂を４０質量％以上含有する絶縁電線。
請求項１に記載の絶縁電線において、
前記１２５℃以上の融点を有する樹脂は、密度が０．９３０ｇ／ｍ³以上のポリエチレンである絶縁電線。
請求項１又は２に記載の絶縁電線において、
前記絶縁電線は、ＥＮ５０２６６−２−４に基づき、垂直トレイ燃焼試験（ＶＴＦＴ）に合格する難燃性を有する絶縁電線。
請求項１乃至３のいずれかに記載の絶縁電線において、
前記絶縁電線は、ＥＮ６０３３２−１−２に基づき、垂直燃焼試験（ＶＦＴ）に合格する難燃性を有する絶縁電線。
請求項１乃至４のいずれかに記載の絶縁電線において、
前記絶縁電線は、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験に合格する直流安定性を有する絶縁電線。
請求項１乃至５のいずれかに記載の絶縁電線において、
前記絶縁電線は、前記導体の径が１．２５ｍｍ以下であり、前記被覆層の厚さが０．６ｍｍ未満である絶縁電線。
請求項１乃至６のいずれかに記載の絶縁電線において、
前記絶縁層は、ＪＩＳＣ２１５１で規定される体積抵抗率が５．０×１０¹⁵（Ωｃｍ）を超える絶縁電線。
請求項１乃至７のいずれかに記載の絶縁電線において、
前記難燃層を形成する難燃樹脂組成物が、樹脂成分と難燃剤を含み、樹脂成分１００質量部に対して前記難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下含有する絶縁電線。
請求項１乃至８のいずれかに記載の絶縁電線において、
前記絶縁層は、樹脂成分と添加剤を含み、前記樹脂成分１００質量部に対して添加剤を５質量部以下含有する絶縁電線。