JP2019087389A

JP2019087389A - 絶縁電線

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Publication number: JP2019087389A
Application number: JP2017214345A
Authority: JP
Inventors: 雅文加賀; masafumi Kaga; 有木部; Tamotsu Kibe
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: US10755834B2; JP6756691B2; US20190139674A1

Abstract

【課題】絶縁性と難燃性を高く維持しつつ、外径を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、を備える絶縁電線であって、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、前記被覆層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの比率が１０％以上３５％以下である絶縁電線。【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、絶縁性と難燃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、絶縁性と難燃性を高く維持しつつ、外径を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、を備える絶縁電線であって、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、前記被覆層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの比率が１０％以上３５％以下である絶縁電線。
［２］［１］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。
［３］［１］又は［２］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。
［４］［１］乃至［３］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。
［５］［１］乃至［４］に記載の絶縁電線において、前記被覆層は、引張速度２００ｍ／ｍｉｎにて引張試験をして測定される破断伸びが１５０％以上である絶縁電線。
［６］［１］乃至［５］に記載の絶縁電線において、前記難燃層は、ＪＩＳＫ７２０１−２で規定される酸素指数が４５を超える絶縁電線。
［７］［１］乃至［６］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］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、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、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、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−ジエン共重合体からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含む絶縁電線。
［９］［１］乃至［８］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、樹脂成分と難燃剤とを含み、前記樹脂成分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。
［１０］［１］乃至［９］に記載の絶縁電線において、前記絶縁層を形成する樹脂組成物が、樹脂成分を含み、該樹脂成分が高密度ポリエチレンおよび／または低密度ポリエチレンからなる絶縁電線。

本発明によれば、絶縁性と難燃性を高く維持しつつ、外径を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。

更に本発明者らは、難燃性および絶縁性の両立を図るべく、被覆層の厚さにおける絶縁層の厚さの比率に着目して、被覆層の厚さに対する絶縁層の厚さの比率が１０％以上３５％以下であれば、難燃性および絶縁性の両立を図ることができる点を見出した。

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、導体径が１．２５ｍｍを超え５．００ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを０．７０ｍｍ未満、導体径が５．００ｍｍを超え７．７０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを０．９０ｍｍ未満、導体径が７．７ｍｍを超え９．２０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを１．００ｍｍ未満、導体径が９．２０ｍｍを超え１２．５０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを１．１０ｍｍ未満、導体径が１２．５０ｍｍを超え１４．２０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを１．２０ｍｍ未満、導体径が１４．２０ｍｍを超え１５．８０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを１．４０ｍｍ未満、導体径が１５．８０ｍｍを超え１７．５０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを１．６０ｍｍ未満、導体径が１７．５０ｍｍを超え２０．１０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを１．７０ｍｍ未満、導体径が２０．１０ｍｍを超え２２．５０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを１．８０ｍｍ未満、導体径が２２．５０ｍｍを超え２５．８０ｍｍ以下の場合に、絶縁電線の被覆層の厚さを２．００ｍｍ未満とすることができる。

更に機械的強度についてもＥＮ５０２６４の６０８１１−１−２に基づき評価し、破断伸び１５０％以上とすることができる。

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、例えば破断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）などを用いることができる。難燃性の高い樹脂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−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。

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（引張強さと破断伸びとのバランス）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、破断伸びが低下する可能性がある。

第１の難燃層２０を構成する樹脂成分には、必要に応じて、その他の難燃剤、難燃助剤、架橋剤、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、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）を下回ると、絶縁層２２の吸水時に絶縁抵抗が低下し、直流安定性が低下する。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を形成する材料としては、絶縁層２２の成形加工性の観点からは樹脂が好ましく、第１の難燃層２０と同様の樹脂を用いることができる。絶縁層２２においては、ポリオレフィンがより好ましく、高密度ポリエチレンおよび／または低密度ポリエチレンを用いることができる。中でも、吸水率を低くできること、成形性がよいこと、破断伸びが比較的大きいこと、耐油性（耐溶剤性）など他の特性にも優れていること、そして安価であることから、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が特に好ましい。

絶縁層２２をＬＬＤＰＥなどの樹脂から形成する場合、例えば、ＬＬＤＰＥを含む絶縁樹脂組成物を第１の難燃層２０の外周に押出成形して形成するとよい。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、充填剤、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を超えるように構成される。第２の難燃層２４は、被覆層表面に位置し、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。被覆層の厚さに対する絶縁層の厚さの比率が１０％以上３５％以下である。被覆層の厚さに対する絶縁層の厚さの比率が１０％未満であると、直流安定性が低下し、被覆層の厚さに対する絶縁層の厚さの比率が３５％を超えると、難燃性が低下するためである。

以下に、導体径に対する第１の難燃層、絶縁層、第２の難燃層の夫々の厚さの一例を示す。導体径が１．００ｍｍ〜１．５０ｍｍであれば、絶縁層の厚さは、０．０５ｍｍ以上、０．２１ｍｍ以下が望ましく、第１の難燃層は０．１０ｍｍ以上、第２の難燃層は０．２２ｍｍ以上が好ましい。

また、導体径が９．２ｍｍ〜１１．０ｍｍであれば、絶縁層の厚さは、０．０８ｍｍ以上、０．２８ｍｍ以下が望ましく、第１の難燃層は０．１０ｍｍ以上、第２の難燃層は０．４２ｍｍ以上が好ましい。

導体径が２２．５ｍｍ〜２５．８ｍｍであれば、絶縁層の厚さとしては、０．１５ｍｍ以上、０．５２ｍｍ以下が望ましく、第１の難燃層は０．１０ｍｍ以上、第２の難燃層は０．８０ｍｍ以上が好ましい。

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（ＥＶＡ）：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」
・マレイン酸変性ポリマ：三井化学株式会社製「タフマーＭＨ７０２０」
・熱可塑性ポリイミド：三井化学株式会社製「オーラムＰＬ４５０Ｃ」
・シリコーン変性ポリエーテルイミド：サビック株式会社製「ＳＴＭ１５００」
・直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）：株式会社プライムポリマー製「エボリューＳＰ２０３０」
・難燃剤（水酸化マグネシウム）：協和化学工業株式会社製「キスマ５Ａ」
・混合系酸化防止剤：株式会社アデカ製「アデカスタブ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」
・カーボンブラック：旭カーボン株式会社製「アサヒサーマル」
・滑剤（ステアリン酸亜鉛）
・架橋助剤（トリメチロールプロパントアクリレート（ＴＭＰＴ））：新中村化学工業株式会社製

＜難燃樹脂組成物の準備＞
ＥＶＡを７５質量部と、マレイン酸変性ポリマを２５質量部と、水酸化マグネシウムを１５０質量部と、架橋助剤を２質量部と、混合系酸化防止剤を２質量部と、カーボンブラックを２質量部と、滑剤を１質量部とを混合して７５Ｌのワンダーニーダを用いて混練した。混練後、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。なお、酸素指数は４５．５であった。

＜絶縁樹脂組成物の準備＞
絶縁層２２を形成するための絶縁樹脂組成物として、ＬＬＤＰＥを１００質量部とフェノール系酸化防止剤を１質量部を、ドライブレンドしてワンダーニーダを用いて混練することによって絶縁樹脂組成物を調製した。

＜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、絶縁樹脂組成物および難燃樹脂組成物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０．１０ｍｍ、絶縁層の厚さが０．１１ｍｍ、第２の難燃層の厚さが０．２９ｍｍであった。被覆層の厚さは０．５０ｍｍであった。絶縁層の厚さの比率は２２．０％であった。

尚、絶縁層の厚さの比率は次式を用いて算定した。
絶縁層の厚さの比率＝絶縁層の厚さ／被覆層の厚さ×１００（％）

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＞
（機械的強度）
機械的強度は、ＥＮ５０２６４の６０８１１−１−２に基づき評価し、引張試験による破断伸びで評価した。具体的には、絶縁電線から導体を引き抜き、得られた筒状のサンプルに対して引張速度２００ｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、破断伸びが１５０％以上であれば（○）、１５０％未満であれば（×）とした。

（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℃、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）
難燃性は、ＥＮ５０２６６−２−４に基づき、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。

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。

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。

（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。

（実施例２）
実施例２では、絶縁層の厚さおよび第２の難燃層の厚さを変化させ、絶縁層の厚さの比率を変動させた点を除いて実施例１と同様に絶縁電線を作製した。具体的には、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０．１０ｍｍ、絶縁層の厚さが０．０６ｍｍ、第２の難燃層の厚さが０．３４ｍｍであった。被覆層の厚さは０．５０ｍｍであった。絶縁層の厚さの比率は１２．０％であった。

（実施例３）
実施例３では、絶縁層の厚さおよび第２の難燃層の厚さを変化させ、絶縁層の厚さの比率を変動させた点を除いて実施例１と同様に絶縁電線を作製した。具体的には、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０．１０ｍｍ、絶縁層の厚さが０．１６ｍｍ、第２の難燃層の厚さが０．２４ｍｍであった。被覆層の厚さは０．５０ｍｍであった。絶縁層の厚さの比率は３２．０％であった。上記実施例１〜３の結果を表１にまとめて示す。

（実施例１〜３）
実施例１〜３は、機械的強度、直流安定性、難燃性及び細径化が合格（○）となった。

（比較例１）
第１の難燃層を用いずに、表２に示す絶縁層、第２の難燃層の厚さの絶縁電線を製作した。

比較例１では、機械的強度、直流安定性と難燃性が合格（○）することを確認した。ただし、比較例１は、導体の外径が１．２５ｍｍ、被覆層の厚さが０．７０ｍｍ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、比較例１は、導体の外径に対する被覆層の厚さの値がより大きく、細径化の点で不合格（×）であった。

（比較例２）
比較例２では、絶縁層の厚さおよび第２の難燃層の厚さを変化させ、絶縁層の厚さの比率を変動させた点を除いて実施例１と同様に絶縁電線を作製し、絶縁層の厚さの比率は６．０％であった。比較例２は、絶縁層の厚さの比率が本発明の規定範囲を下回っていたため、直流安定性と機械的強度の点で不合格（×）であった。

（比較例３）
比較例３では、絶縁層の厚さおよび第２の難燃層の厚さを変化させ、絶縁層の厚さの比率を変動させた点を除いて実施例１と同様に絶縁電線を作製し、絶縁層の厚さの比率は３８．０％であった。比較例３は、絶縁層の厚さの比率が本発明の規定範囲を上回っていたため、難燃性の点で不合格（×）であった。

上記比較例１〜３の結果を表２にまとめて示す。

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、を備える絶縁電線であって、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、前記被覆層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの比率が１０％以上３５％以下である絶縁電線。
［２］［１］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。
［３］［１］又は［２］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。
［４］［１］乃至［３］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。
［５］［１］乃至［４］に記載の絶縁電線において、前記被覆層は、引張速度２００ｍ／ｍｉｎにて引張試験をして測定される破断伸びが１５０％以上である絶縁電線。
［６］［１］乃至［５］に記載の絶縁電線において、前記難燃層は、ＪＩＳＫ７２０１−２で規定される酸素指数が４５を超える絶縁電線。
［７］［１］乃至［６］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］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、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、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、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−ジエン共重合体からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含む絶縁電線。
［９］［１］乃至［８］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、樹脂成分と難燃剤とを含み、前記樹脂成分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。
［１０］［１］乃至［９］に記載の絶縁電線において、前記絶縁層を形成する樹脂組成物が、樹脂成分を含み、該樹脂成分が高密度ポリエチレンおよび／または低密度ポリエチレンからなる絶縁電線。

Claims

導体と、前記導体の外周に配置される被覆層と、を備える絶縁電線であって、
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、
前記被覆層の厚さに対する前記絶縁層の厚さの比率が１０％以上３５％以下である絶縁電線。
請求項１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又は２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３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４に記載の絶縁電線において、
前記被覆層は、引張速度２００ｍ／ｍｉｎにて引張試験をして測定される破断伸びが１５０％以上である絶縁電線。
請求項１乃至５に記載の絶縁電線において、
前記難燃層は、ＪＩＳＫ７２０１−２で規定される酸素指数が４５を超える絶縁電線。
請求項１乃至６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、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、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、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−ジエン共重合体からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂を含む絶縁電線。
請求項１乃至８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、樹脂成分と難燃剤とを含み、前記樹脂成分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９に記載の絶縁電線において、
前記絶縁層を形成する樹脂組成物が、樹脂成分を含み、該樹脂成分が高密度ポリエチレンおよび／または低密度ポリエチレンからなる絶縁電線。