JP2020047388A - 電線または電線ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】柔軟性に優れる電線または電線ケーブルを提供すること。【解決手段】電線１００または電線ケーブル１０は、導体１１、１０１と、塩化ビニル樹脂組成物を含む被覆層とを有する電線１００または電線ケーブル１０であって、上記塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体を５０質量部以上１００質量部以下、上記（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の（メタ）アクリル酸エステル重合体を１０質量部以上５０質量部以下、および可塑剤を５質量部以上５０質量部以下の量で含む。【選択図】図１

Description

本発明は、電線または電線ケーブルに関する。

特許文献１には、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、可塑剤を１５〜４５質量部、改質剤を１〜２０質量部、超微粒子シリカを０．５〜２０質量部、および、脂肪酸金属塩を２〜８質量部配合した電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物が記載されている。また、特許文献１には、上記電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物で形成された被覆層によって導体が被覆された電線が記載されている。さらに、上記電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物をシース材として被覆してもよいことが記載されている。

特開２０１２−２４６３４１号公報

しかしながら、特許文献１の電線または電線ケーブルは、柔軟性に改善の余地があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、柔軟性に優れる電線または電線ケーブルを提供することを目的とする。

本発明に係る電線または電線ケーブルは、導体と、塩化ビニル樹脂組成物を含む被覆層とを有する電線または電線ケーブルであって、上記塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体を５０質量部以上１００質量部以下、上記（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の（メタ）アクリル酸エステル重合体を１０質量部以上５０質量部以下、および可塑剤を５質量部以上５０質量部以下の量で含む。

本発明に係る電線または電線ケーブルは、柔軟性に優れるという効果を奏する。

図１は、実施形態に係る電線ケーブルの断面図である。 図２は、実施形態に係る電線（絶縁電線）の断面図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

＜電線ケーブル＞
図１は、実施形態に係る電線ケーブルの断面図である。図１に示すように、電線ケーブル１０は、導体１１と、被覆層、すなわちシース１２とを有する。さらに、導体１１とシース１２との間に、絶縁層１３を有する。いいかえると、電線ケーブル１０は、導体１１と、導体１１の外周に設けられた絶縁層１３と、絶縁層１３の外周に設けられたシース１２とを有する。

導体１１は、たとえば単線の金属線、複数本の金属素線が撚り合わされた撚線によって構成されている。撚線は圧縮加工されていてもよい。金属線または金属素線の材質としては、たとえば軟銅、錫メッキ軟銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金などが挙げられる。導体１１は、単線の場合、直径は特に限定されないが、たとえば０．５ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下であり、撚線の場合、公称断面積は特に限定されないが、たとえば０．５ｍｍ²以上４００ｍｍ²以下である。

絶縁層１３は、電線ケーブル用途に用いられる通常の材料によって構成されている。

シース１２は、塩化ビニル樹脂組成物を含む。塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂、（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体、上記（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の（メタ）アクリル酸エステル重合体、および可塑剤を含む。

塩化ビニル樹脂としては、電線の絶縁用途に用いられる通常の塩化ビニル樹脂を用いることができる。塩化ビニル樹脂としては、たとえば、塩化ビニルの単独重合体、塩化ビニルと他の共重合可能なモノマーとの共重合体が挙げられる。塩化ビニル樹脂は、１種単独で用いても、２種以上を併用して用いてもよい。他の共重合可能なモノマーとしては、エチレン、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステルが挙げられる。他の共重合可能なモノマーは、１種単独で用いても、２種以上を併用して用いてもよい。塩化ビニル樹脂の重合度は、特に限定されないが、重合度８００〜２０００であることが好ましい。

（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体は、具体的には、粒子状のゴムの外部にグラフト層を有するコアシェル構造を有する。（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体は、たとえば、コア成分であるブタジエンの架橋ゴムおよび／またはスチレン・ブタジエンの架橋ゴムに、シェル成分として（メタ）アクリル酸エステルおよび必要に応じてスチレンをグラフト共重合させて得られる。（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体は、１種単独で用いても、２種以上を併用して用いてもよい。塩化ビニル樹脂組成物が（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体を含んでいると、得られる電線ケーブルの柔軟性が向上する。上記共重合体において、（メタ）アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチルが好適に用いられる。なお、本明細書において、「（メタ）アクリル酸」とは、「アクリル酸」および「メタクリル酸」の両方を意味する。

（メタ）アクリル酸エステル重合体は、上記のように、上記（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の（メタ）アクリル酸エステル重合体である。なお、本明細書において、単に「（メタ）アクリル酸エステル重合体」という場合は、上記（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の（メタ）アクリル酸エステル重合体を意味する。塩化ビニル樹脂組成物が（メタ）アクリル酸エステル重合体を含んでいると、得られる電線ケーブルの柔軟性が向上する。（メタ）アクリル酸エステル重合体は、分子中の長鎖がマトリックス樹脂である塩化ビニル樹脂と絡まることにより、疑似架橋状態を作り、溶融弾性を付与し、柔軟性が向上すると考えられる。

（メタ）アクリル酸エステル重合体は、具体的には、（メタ）アクリル酸エステルの単独重合体、２種以上の（メタ）アクリル酸エステルの共重合体が挙げられる。（メタ）アクリル酸エステル重合体は、１種単独で用いても、２種以上を併用して用いてもよい。（メタ）アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、トリデシルメタクリレートが挙げられる。さらに、（メタ）アクリル酸エステル重合体は、１種または２種以上の（メタ）アクリル酸エステルと、他の共重合可能なモノマーとの共重合体であってもよい。他の共重合可能なモノマーとしては、（メタ）アクリル酸、ヒドロキシ基を含有した（メタ）アクリル酸エステルが挙げられる。他の共重合可能なモノマーは、１種単独で用いても、２種以上を併用して用いてもよい。これらのうちで、（メタ）アクリル酸エステル重合体としては、アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共重合体が好適に用いられる。

可塑剤は、具体的には、フタレート系可塑剤、トリメリテート系可塑剤またはポリエステル系可塑剤が好ましい。可塑剤は、１種単独で用いても、２種以上を併用して用いてもよい。塩化ビニル樹脂組成物が可塑剤を含んでいると、得られる電線ケーブルの柔軟性が向上する。また、塩化ビニル樹脂組成物の耐熱性が向上するため、加工性も向上する。

フタレート系可塑剤としては、ジウンデシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ジ−２−エチルヘキシルフタレート、ジノルマルオクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジノルマルデシルフタレート、ジイソデシルフタレートが挙げられる。トリメリテート系可塑剤としては、トリ−２−エチルヘキシルトリメリテート、トリノルマルオクチルトリメリテート、トリイソデシルトリメリテートが挙げられる。ポリエステル系可塑剤としては、ポリ１，３−ブタンジオールアジペートが挙げられる。これらのうちで、性能のバランスの良さの観点から、フタレート系可塑剤がより好適に用いられる。

塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体を５０質量部以上１００質量部以下、（メタ）アクリル酸エステル重合体を１０質量部以上５０質量部以下、および可塑剤を５質量部以上５０質量部以下の量で含む。

（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体および（メタ）アクリル酸エステル重合体を上記の量で含んでいると、得られる電線ケーブルの柔軟性が向上する。また、可塑剤の量が少ないとき（たとえば５質量部のとき）も、得られる電線ケーブルの柔軟性を向上できる。（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体および（メタ）アクリル酸エステル重合体を上記の量で含んでいるとともに、可塑剤を上記の量で含んでいると、耐熱性も向上できる。すなわち、加熱減量も小さくなり、押出時に得られる電線ケーブルの外観も良好になる。

（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体または（メタ）アクリル酸エステル重合体が、上記の量よりも多すぎる量で含まれていると、常温引張強度が低下する場合がある。また、可塑剤が、上記の量よりも多すぎる量で含まれていると、耐油引張伸び残率が低下したり、常温引張強度が低下したりする場合がある。一方、可塑剤が、上記の量よりも少なすぎる量で含まれていると、加工性が低下し、電線ケーブルの外観が損なわれる場合がある。

（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸エステル重合体および可塑剤が上記の量で含まれていると、得られる電線ケーブルの柔軟性とともに、常温引張強度、耐油引張伸び残率および耐熱性をバランスよく向上できる。

ところで、従来のＰＶＣケーブルでは、柔軟性を上げるためには、可塑剤を多量に配合する必要がある。しかしながら、可塑剤については、欧州ＲｏＨＳ指令（ＲｏＨＳ２）により、フタル酸エステル類４物質が今後新たに規制されるなど、環境問題に配慮する必要がある。また、可塑剤を多量に配合すると、経時で可塑剤の染み出しによる物性の低下が懸念される。これに対して、本実施形態では、可塑剤が少量であっても、（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体および（メタ）アクリル酸エステル重合体を特定の量で用いることにより、柔軟性を向上できる。

塩化ビニル樹脂組成物は、その他の成分として、充填剤、安定剤、難燃剤、加工助剤、絶縁向上剤などをさらに含んでいてもよい。その他の成分は、それぞれ、１種単独で用いても、２種以上を併用して用いてもよい。その他の成分は、本発明の目的を損なわない量で用いることができる。

充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、焼成カオリン、タルク、シリカ、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、硫酸バリウムなどの無機材料が挙げられる。充填剤は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、具体的には２質量部以上１０質量部以下の量で用いられる。

安定剤は、熱安定性および毒性の観点から鉛やカドミウムを含まず、ハイドロタルサイトを含有することが好ましい。安定剤としては、ハイドロタルサイトおよびステリアン酸亜鉛の混合物が挙げられる。安定剤は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、具体的には５質量部以上１５質量部以下の量で用いられる。

難燃剤としては、水酸化マグネシウムが挙げられる。加工助剤としては、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、塩素化ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体が挙げられる。加工助剤は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、具体的には２質量部以上７質量部以下の量で用いられる。

塩化ビニル樹脂組成物の製造方法は、上記成分が実質的に均一に分散、混合、混練される方法であればよく、特に限定されない。たとえば、バンバリーミキサー、コニーダー、同方向型二軸押出機、異方向型二軸押出機、ロール式混練機、バッチ式混練機などで上記成分を混練して、塩化ビニル樹脂組成物が得られる。電線ケーブル１０の製造方法は、図１の構成が得られればよく、特に限定されない。たとえば、シース１２は、被覆用押出機により、塩化ビニル樹脂組成物が押出成形されて得られる。

また、シース１２に含まれる塩化ビニル樹脂組成物は、たとえば以下の特性を有する。シース１２に含まれる塩化ビニル樹脂組成物は、硬度がたとえば７０以下である。また、常温引張強度がたとえば１０ＭＰａ以上である。また、耐油引張伸び残率がたとえば８０％以上である。また、加熱減量がたとえば１０％以下である。なお、これらの特性の試験方法は、実施例にて詳述する。塩化ビニル樹脂組成物は上記特定の成分を特定の量で含むため、これらの特性を発揮できると考えられる。また、シース１２の厚みは、たとえば０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。

＜電線＞
図２は、実施形態に係る電線（絶縁電線）の断面図である。図２に示すように、電線１００は、導体１０１と、被覆層、すなわち絶縁層１０２とを有する。いいかえると、電線１００は、導体１０１と、導体１０１の外周に設けられた絶縁層１０２とを有する。

導体１０１については、電線ケーブル１０で説明したものと同様である。

絶縁層１０２は、塩化ビニル樹脂組成物を含む。塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂、（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体、上記（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の（メタ）アクリル酸エステル重合体、および可塑剤を含む。塩化ビニル樹脂、（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体、（メタ）アクリル酸エステル重合体、および可塑剤については、電線ケーブル１０で説明したものと同様である。

また、塩化ビニル樹脂組成物は、その他の成分として、充填剤、安定剤、難燃剤、加工助剤、絶縁向上剤などをさらに含んでいてもよい。その他の成分については、電線ケーブル１０で説明したものと同様である。なお、電線１００については、電線ケーブル１０の説明における、電線ケーブルの柔軟性、電線ケーブルの外観などの「電線ケーブル」は、電線の柔軟性、電線の外観などの「電線」と読み替える。

塩化ビニル樹脂組成物の製造方法については、電線ケーブル１０で説明したものと同様である。電線１００の製造方法は、図２の構成が得られればよく、特に限定されない。たとえば、絶縁層１０２は、被覆用押出機により、塩化ビニル樹脂組成物が押出成形されて得られる。

また、絶縁層１０２に含まれる塩化ビニル樹脂組成物は、電線ケーブル１０で説明したように、シース１２に含まれる塩化ビニル樹脂組成物と同じ特性を有する。また、絶縁層１０２の厚みは、たとえば０．２ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。

上述した電線ケーブル１０は、単心であるが、多心であってもよい。また、電線ケーブル１０は、通常の電線ケーブルに含まれる他の構成をさらに有していてもよい。たとえば、遮蔽層が形成されていてもよく、介在物を有していてもよい。また、電線ケーブル１０において、絶縁層１３が、上記塩化ビニル樹脂組成物で形成されていてもよい。

上述した電線ケーブル１０または電線１００は、被覆層が架橋されていてもよい。被覆層が架橋された電線ケーブル１０または電線１００は、従来公知の方法により、押出成形後の被覆層を架橋して得ることができる。架橋は、化学架橋、シラン架橋、放射線架橋のいずれでもよく、必要に応じて上記塩化ビニル樹脂組成物に架橋剤を配合してもよい。

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。

［実施例１］
表１に示すように、塩化ビニル樹脂（信越化学株式会社製、商品名ＴＫ−１３００）１００質量部、メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン共重合体（ＭＢＳ樹脂、三菱レイヨン株式会社製、商品名Ｃ−２２３Ａ）５０質量部、アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共重合物（ＭＭＡ系高分子、三菱レイヨン株式会社製、商品名Ｐ−５３０Ａ）１０質量部、ジイソノニルフタレート（ＤＩＮＰ、株式会社ジェイプラス製）５質量部、および安定剤（株式会社ＡＤＥＫＡ製、商品名ＲＵＰ−１０３）５質量部を配合し、混練して塩化ビニル樹脂組成物を得た。

［実施例２〜８、比較例１〜８］
成分の量を表１、表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして塩化ビニル樹脂組成物を得た。

［試験方法］
〔試験用シートの作製〕
表１、表２に示す成分を表１、表２に示す量でビーカーの中で配合した。この配合物を２本ロールミルにより１６５℃で８分間混練した。混練して得られたシートをプレス機により１８０℃で１０分間加圧して、１５ｃｍ×１５ｃｍのシートを得た。シートの厚さは、硬度試験用は２ｍｍとした。また、常温引張強度、耐油引張伸び残率および加熱減量試験用は１ｍｍとした。

〔硬度〕
硬度は、ＪＩＳ Ａ １０秒後に準拠して試験した。

〔常温引張強度、耐油引張伸び残率〕
常温引張強度および耐油引張伸び残率は、ＪＩＳ Ｋ ６７２３「軟質ポリ塩化ビニルコンパウンド」に準拠して試験した。

〔加熱減量〕
試験用シートを１００℃で１２０時間加熱した。加熱減量は、加熱前後の試験用シートの重量（ｇ）を測定し、以下の式により算出した。
加熱減量（％）＝（加熱前重量−加熱後重量）／加熱前重量×１００

〔加工性〕
導体上に塩化ビニル樹脂組成物を押出し、被覆層を形成した。押出条件は以下の通りである。押出機のシリンダー部分における温度制御をフィーダー側からダイス側に向けて２ゾーン（Ｃ１ゾーンおよびＣ２ゾーン）に分け、Ｃ１ゾーンを１６０℃、Ｃ２ゾーンを１５５℃、ダイス温度を１５０℃に設定した。スクリューの回転数は５０ｒｐｍとした。
押出時に被覆層の外観を確認し、外観が良好な場合を〇とし、不良な場合を×とした。

表１、表２に、塩化ビニル樹脂組成物における成分量とともに、上記試験方法による結果を示す。

１０ 電線ケーブル
１００ 電線
１１、１０１ 導体
１２ シース
１３、１０２ 絶縁層

Claims (5)

1. 導体と、塩化ビニル樹脂組成物を含む被覆層とを有する電線または電線ケーブルであって、
   前記塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂１００質量部に対して、（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体を５０質量部以上１００質量部以下、前記（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の（メタ）アクリル酸エステル重合体を１０質量部以上５０質量部以下、および可塑剤を５質量部以上５０質量部以下の量で含む、
   電線または電線ケーブル。
2. 前記可塑剤が、フタレート系可塑剤、トリメリテート系可塑剤またはポリエステル系可塑剤である、
   請求項１に記載の電線または電線ケーブル。
3. 前記可塑剤が、フタレート系可塑剤である、
   請求項１に記載の電線または電線ケーブル。
4. 前記（メタ）アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体が、メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン共重合体である、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の電線または電線ケーブル。
5. 前記（メタ）アクリル酸エステル重合体が、アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共重合体である、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の電線または電線ケーブル。

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