JP2021125396A

JP2021125396A - ケーブル

Info

Publication number: JP2021125396A
Application number: JP2020018854A
Authority: JP
Inventors: 周岩崎; Shu Iwasaki; 有木部; Tamotsu Kibe; 元治梶山; Motoharu Kajiyama; 充橋本; Mitsuru Hashimoto
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-08-30
Anticipated expiration: 2040-02-06
Also published as: JP7318551B2

Abstract

【課題】耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブルを提供する。【解決手段】ケーブル２０は、導体層と導体層の外周を覆う絶縁層とを含む絶縁電線１０と、絶縁電線の外側に設けられた被覆層２３とを備える。ここで、被覆層は、第１樹脂と第２樹脂とを含む混合樹脂と、難燃剤とを有する。このとき、第１樹脂は、酢酸ビニルの含有量が６０質量％以上のエチレン酢酸ビニル共重合体と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含み、第２樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含む。また、難燃剤は、水酸化アルミニウムである。そして、第１樹脂と第２樹脂の質量比は、９５：５〜７０：３０であり、被覆層は、混合樹脂の１００質量部に対して、難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下の割合で含む。【選択図】図２

Description

本発明は、ケーブルに関し、例えば、絶縁電線を被覆する被覆層を備えるケーブルに適用して有効な技術に関する。

特開２０１９−１１４４８号公報（特許文献１）には、高い難燃性を有し、かつ、耐油性および低温特性に優れたケーブルを提供することを目的とする技術が記載されている。

特開２０１９−１１４４８号公報

例えば、鉄道車両や自動車などの車両に用いられるケーブルは、使用環境に応じて優れた耐油性、低温特性および難燃性が要求される。この点に関し、ケーブルの難燃性に着目すると、優れた難燃性をケーブルに付与するためには、難燃剤としてハロゲン系難燃剤や赤燐などの燐系難燃剤をケーブルに設けられた被覆層に添加することが知られている。

ところが、ハロゲン系難燃剤は、燃焼時にハロゲンガスを発生させることから、世界的に高まりつつある環境問題への配慮に欠けることになる。また、赤燐などの燐系難燃剤も燃焼時にホスフィンが発生したり、ケーブルを破棄する際に燐酸を生成して地下水脈を汚染することが懸念される。つまり、環境に優しいながらも高い難燃性を発揮できる難燃剤が望まれており、さらには、高い耐油性と優れた低温特性と優れた破断伸び特性を有しながら、環境に優しく、かつ、高い難燃性を確保できるケーブルを実現することが望まれている。

本発明の目的は、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブルを提供することにある。

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態におけるケーブルは、導体層と導体層の外周を覆う絶縁層とを含む絶縁電線と、絶縁電線の外側に設けられた被覆層とを備える。ここで、被覆層は、第１樹脂と第２樹脂とを含む混合樹脂と、難燃剤とを有する。このとき、第１樹脂は、酢酸ビニルの含有量が６０質量％以上のエチレン酢酸ビニル共重合体と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含む一方、第２樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含む。また、難燃剤は、水酸化アルミニウムである。そして、第１樹脂と第２樹脂の質量比は、９５：５〜７０：３０であり、被覆層は、混合樹脂の１００質量部に対して、難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下の割合で含む。

例えば、上述したポリオレフィンは、エチレン酢酸ビニル共重合体である。

一実施の形態によれば、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブルを提供することができる。

ケーブルの構成要素である絶縁電線を示す断面図である。ケーブルの断面図である。

実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

＜ケーブルの構成＞
本実施の形態におけるケーブルは、導体層と導体層の外周を覆う絶縁層とを含む絶縁電線と、絶縁電線の外側に設けられた被覆層とを備えるケーブルである。

図１は、本実施の形態におけるケーブルの構成要素である絶縁電線を示す断面図である。図１において、絶縁電線１０は、導体１１ａと、この導体１１ａの外周を覆う絶縁層１１ｂとを有している。導体１１ａとしては、特に材質を限定するものではないが、例えば、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金を使用することができる。導体１１ａとしては、単線構造だけでなく、撚線構造とすることもできる。

絶縁層１１ｂは、単層から構成することもできるし、２層以上の多層から構成することもできる。絶縁層１１ｂは、ノンハロゲンであれば特に限定されず、樹脂（ポリマ）から構成される。例えば、絶縁層１１ｂの材料としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−アクリル酸エステル共重合体などのポリオレフィンを挙げることができる。また、絶縁層１１ｂの材料としてゴム材料も適用可能であり、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム、アクリルゴム、エチレン−アクリル酸エステル共重合体ゴム、エチレンオクテン共重合体ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合体ゴム、エチレン−ブテン−１共重合体ゴム、ブタジエン−スチレン共重合体ゴム、イソブチレン−イソプレン共重合体ゴム、ポリスチレンブロックを有するブロック共重合体ゴムなどを挙げることができる。さらに、絶縁層１１ｂの材料として、エンジニアリングプラスチックも適用することができる。例えば、絶縁層１１ｂの材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエーテルサルホンなどを挙げることができ、これらの熱可塑性エラストマを使用することもできる。

絶縁層１１ｂを構成する樹脂は、上述した材料を単独で含むように構成することもできるし、２種類以上の材料をブレンドして含むように構成することもできる。

樹脂には、必要に応じて、架橋剤、架橋助剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、滑剤、着色剤、補強剤、界面活性剤、無機充填剤、可塑剤、金属キレート剤、発泡剤、相溶化剤、加工助剤、安定剤などを添加することができる。

なお、絶縁層１１ｂを構成する樹脂は、耐油性を向上する観点から架橋しておくことが望ましい。架橋処理としては、有機過酸化物またはシラン化合物などを使用した化学架橋、電子線や放射線などによる照射架橋、その他の化学反応を利用した架橋などがあるが、樹脂の架橋方法としては、上述したいずれの架橋方法も適用することができる。

次に、図２は、図１に示す絶縁電線を構成要素に含むケーブルの断面図である。

図２に示すように、ケーブル２０は、例えば、２本の絶縁電線１０ａと絶縁電線１０ｂとを有している。この絶縁電線１０ａ（１０）と絶縁電線１０ｂ（１０）は、例えば、撚られており撚線を構成している。この撚線を構成する一対の絶縁電線１０を囲むようにセパレータ２１が設けられており、このセパレータ２１の外側に編組構造のシールド層２２（以下では、単にシールド層２２という）が設けられている。ここで、セパレータ２１の配置位置には自由度があり、例えば、シールド層２２に接した状態でシールド層２２の内側や外側を問わず配置することができる。このセパレータ２１の材質は特に限定されない。一方、シールド層２２は、シールド効果を発揮させるため、金属材料に代表される導体材料から構成される。例えば、編組構造のシールド層２２の材質は、導体１１ａの材料と同等の材料を使用することができる。このとき、編組密度は、５０％〜９９％である。また、素線径は、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍであり、好ましくは０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであることが望ましい。続いて、図２に示すように、シールド層２２の外側には、被覆層２３が設けられている。この被覆層２３は、樹脂と難燃剤を含む。以上のようにして、ケーブル２０が構成されている。

＜改善の検討＞
図２に示すケーブル２０は、絶縁電線１０と、絶縁電線１０の外側に設けられたシールド層２２と、シールド層２２の外側に設けられた被覆層２３とを有し、被覆層２３は、樹脂と難燃剤とを含むように構成されている。ここで、本発明者は、ケーブル２０の性能向上を検討している。具体的に、本発明者は、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブル２０を実現することを検討している。

まず、本発明者は、高い難燃性を確保するための改善の検討から以下の結論を導いたので、この点について説明する。例えば、被覆層２３に含まれる難燃剤としては、ハロゲン系難燃剤や燐系難燃剤が知られているが、これらの難燃剤は、環境に配慮する観点から妥当な難燃剤ではない。この点に関し、環境に優しい難燃剤として金属水酸化物を使用した難燃剤が知られている。例えば、金属水酸化物として、水酸化マグネシウムを挙げることができる。水酸化マグネシウムの脱水温度（分解温度）は、３４０℃〜４２０℃程度であり、４００℃近傍にピークを示す。そして、絶縁電線１０を構成する樹脂の分解温度は４００℃近傍であることから、水酸化マグネシウムを難燃剤として使用することにより高い難燃性を得ることができるように思われる。なぜなら、水酸化マグネシウムの脱水反応は吸熱反応であり、水酸化マグネシウムの脱水温度と絶縁電線１０を構成する樹脂の分解温度が同等であると、絶縁電線１０の燃焼に必要な熱が水酸化マグネシウムの脱水反応で吸熱される結果、絶縁電線１０の燃焼が抑制されると考えられるからである。

しかしながら、本発明者は、例えば、図２に示すケーブル２０の被覆層２３に含まれる難燃剤として水酸化マグネシウムを使用すると、被覆層２３と絶縁電線１０との間にシールド層２２が設けられていることに起因して、高い難燃性を得ることができないことを新規に見出した。すなわち、図２に示すケーブル２０においては、被覆層２３と絶縁電線１０との間に熱伝導率の高いシールド層２２が設けられていることから、シールド層２２によって熱がケーブル２０の長手方向に伝搬する。この結果、シールド層２２の内側に設けられている絶縁電線１０の温度は、シールド層２２の外側に設けられている被覆層２３の温度よりも低くなる。このことから、ケーブル２０の外部から熱が加わると、ケーブル２０の最外部に設けられている被覆層２３の温度が最初に高くなり、被覆層２３に含まれている難燃剤である水酸化マグネシウムが脱水分解する。その後、水酸化マグネシウムの脱水反応よりも遅れて絶縁電線１０の樹脂が分解して可燃性ガスが発生する。つまり、被覆層２３と絶縁電線１０との間に熱伝導率の高いシールド層２２が設けられているケーブル２０では、水酸化マグネシウムの脱水反応よりも遅れて絶縁電線１０の樹脂が分解して可燃性ガスが発生する結果、水酸化マグネシウムによる吸熱効果の恩恵を受けることなく絶縁電線１０が燃焼してしまうため、被覆層２３と絶縁電線１０との間にシールド層２２が設けられているケーブル２０において難燃剤を水酸化マグネシウムから構成すると難燃性が低くなってしまうのである。このように、被覆層２３と絶縁電線１０との間にシールド層２２が設けられているケーブル２０において高い難燃性を確保する観点からは、被覆層２３に含まれる難燃剤に水酸化マグネシウムを採用することは妥当とは言えないのである。そこで、被覆層２３と絶縁電線１０との間にシールド層２２が設けられているケーブル２０において高い難燃性を確保するためには、水酸化マグネシウムに替わる難燃剤を採用する必要がある。

この点に関し、本発明者は、被覆層２３と絶縁電線１０との間にシールド層２２が設けられているケーブル２０において高い難燃性を確保するためには、水酸化アルミニウムを難燃剤として採用することが有効であることを見出したので、この理由を説明する。

水酸化アルミニウムでは、３段階の脱水反応が起こり、水酸化アルミニウムの脱水温度は、２４５℃と３２０℃と５５０℃とに存在し、メインの脱水温度は３２０℃である。したがって、絶縁電線１０の樹脂の分解温度が４００℃近傍であることを考慮すると、水酸化アルミニウムメインの脱水反応が生じる温度（３２０℃）では、絶縁電線１０の樹脂は分解温度に到達していない。そして、水酸化アルミニウムの脱水反応では、水蒸気が発生することから水酸化アルミニウムを難燃剤として含む被覆層２３は大きく膨張する。この被覆層２３の大きな体積膨張は、高い断熱効果を発現させることを意味する。したがって、絶縁電線１０の樹脂の分解温度よりも低い温度にメインの脱水温度が存在する水酸化アルミニウムを難燃剤として使用すると、難燃剤を含む被覆層２３の体積膨張に起因する断熱効果によって、被覆層２３よりも内側にある絶縁電線１０に熱が伝わることが抑制される。このことは、絶縁電線１０の温度が絶縁電線１０の樹脂の分解温度に到達することが抑制されることを意味し、絶縁電線１０の温度が絶縁電線１０の樹脂の分解温度に到達しなければ、可燃性ガスの発生に起因する絶縁電線１０の燃焼が生じにくくなることを意味する。このことから、難燃剤として水酸化アルミニウムを使用すると、被覆層２３と絶縁電線１０との間にシールド層２２が設けられているケーブル２０において高い難燃性を確保することができると推察される。以上のメカニズムを考慮すると、例えば、図２に示すケーブル２０の構成では、被覆層２３に含有される難燃剤として水酸化アルミニウムを使用することが有用であることがわかる。つまり、難燃剤として水酸化アルミニウムを使用することにより、環境に優しく、かつ、高い難燃性を有する難燃剤を実現することができ、この難燃剤を使用したケーブル２０を燃えにくくすることができる。

ここで、例えば、図２に示すケーブル２０において、高い難燃性を確保するためには、難燃剤として水酸化アルミニウムを使用することが有用であるが、ケーブル２０においては、高い難燃性だけでなく、優れた耐油性、優れた低温特性および優れた破断伸び特性を有していることも重要である。そこで、本発明者は、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブル２０を提供することを検討した結果、難燃剤として水酸化アルミニウムを使用することを前提として、被覆層２３の組成にも工夫を施す必要性があることを見出した。

以下では、難燃剤として水酸化アルミニウムを使用することを前提として、被覆層２３の組成に工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明する。

＜定性的な設計方針＞
まず、被覆層２３の組成を決定するための定性的な設計方針について説明する。

被覆層２３としては、エチレン酢酸ビニル共重合体（以下、ＥＶＡという）を含有することが有用である。なぜなら、「ＥＶＡ」は、優れた耐油性を有するとともに、被覆層２３のフィラー受容性が向上してケーブル２０の破断伸び特性を向上することができるからである。特に、「ＥＶＡ」の酢酸ビニル含有量（以下、ＶＡ量という）が多くなるほど優れた耐油性を確保することができる。なぜなら、酢酸ビニルは親水性の極性基を有する一方、油は疎水性の非極性基を有するため、「ＶＡ量」の多い「ＥＶＡ」によれば、油から分離しやすくなる結果、優れた耐油性を得ることができるからである。

ただし、「ＥＶＡ」の「ＶＡ量」を増加させると、「ＥＶＡ」のガラス転移温度が上昇することから低温時における被覆層２３の破断伸び特性が低下する。つまり、「ＥＶＡ」の「ＶＡ量」を増加させると、被覆層２３の低温特性が低下することになる。

そこで、被覆層２３として、「ＥＶＡ」を使用するとともに、酸変性されたポリオレフィン共重合体も併せて使用することが有用である。なぜなら、ポリオレフィン共重合体はガラス転移温度が低いとともに、酸変性することにより、酸変性されたポリオレフィン共重合体とフィラーとの密着性が向上するからである。すなわち、被覆層２３が酸変性されたポリオレフィン共重合体を含有することによって、酸変性されたポリオレフィン共重合体とフィラーとの界面における剥離が抑制される結果、被覆層２３の低温特性が向上する。

さらに、優れた耐油性を確保する観点から、耐油試験に使用される試験油の加熱温度よりも高い融点を有するポリオレフィンを混入させることが有用である。

以上のことから、被覆層２３において、優れた耐油性と破断伸び特性の向上と低温特性の向上を図るためには、「ＶＡ量」の多い「ＥＶＡ」と試験油の加熱温度よりも融点の高いポリオレフィンと酸変性されたポリオレフィン共重合体との樹脂組成物から被覆層２３を構成することが望ましいことがわかる。そして、高い難燃性を確保するため、被覆層２３には、難燃剤として水酸化アルミニウムが含まれる。このように難燃剤として水酸化アルミニウムを含有することを前提として、上述した定性的な設計方針に基づき、本実施の形態における被覆層２３は、「ＶＡ量」の多い「ＥＶＡ」と試験油の加熱温度よりも融点の高いポリオレフィンと酸変性されたポリオレフィン共重合体との樹脂組成物を含む。

＜定量的な組成＞
本実施の形態における被覆層２３の定性的な組成としては、難燃剤として水酸化アルミニウムを含有するとともに、「ＶＡ量」の多い「ＥＶＡ」と試験油の加熱温度よりも融点の高いポリオレフィンと酸変性されたポリオレフィン共重合体との樹脂組成物を含む。

ただし、実際に優れた耐油性、優れた低温特性および優れた破断伸び特性を有するとともに高い難燃性を併せ持つ被覆層２３を実現するためには、被覆層２３は、以下に示す定量的な組成を有している必要があるので、この点について説明する。

ここで、本実施の形態における被覆層２３は、第１樹脂と第２樹脂とを含む混合樹脂と難燃剤とを有する。このとき、第１樹脂は、「ＶＡ量」が６０質量％以上の「ＥＶＡ」と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含む。一方、第２樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含む。また、難燃剤は水酸化アルミニウムである。

＜＜第１樹脂＞＞
第１樹脂は、「ＶＡ量」が６０質量％以上の「ＥＶＡ」と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含んでいる。このとき、「ＥＶＡ」の「ＶＡ量」が６０質量％以上である場合、優れた耐油性を有するとともに、被覆層２３の破断伸び特性を確保するために必要なフィラー受容性を向上することができる。さらに、融点が８５℃以上のポリオレフィンを含むことによって優れた耐油性を確保することができる。すなわち、例えば、耐油試験に使用される試験油の加熱温度は７０℃であることから、試験油の加熱温度よりも融点の高いポリオレフィンとして、融点が８５℃以上のポリオレフィンを採用することにより、優れた耐油性を確保することができる。

「ＥＶＡ」とポリオレフィンとの質量比率は、特に限定しないが、１：２〜２：１の割合が望ましく、さらには、４：６〜６：４であることがより望ましい。

ポリオレフィンとしては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、直鎖状超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、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（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体（ＥＧＭＡ）、エチレン−ブテン−ヘキセン三元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−オクテン共重合体（ＥＯＲ）、エチレン共重合ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）、ポリ−４−メチル−ペンテン−１、マレイン酸グラフト低密度ポリエチレン、水素添加スチレン−ブタジエン共重合体（Ｈ−ＳＢＲ）、マレイン酸グラフト直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンと炭素数が４〜２０のαオレフィンとの共重合体、エチレン−スチレン共重合体、マレイン酸グラフトエチレン−メチルアクリレート共重合体、マレイン酸グラフトエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体、ブテン−１を主成分とするエチレン−プロピレン−ブテン−１三元共重合体などのエチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−ヘキセン−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体などのエチレンαオレフィン共重合体などを挙げることができる。なお、被覆層２３に充填剤を高充填すると被覆層２３の破断伸び特性が低下することから、フィラーの受容性を向上するためには、ポリオレフィンは、「ＥＶＡ」であることが望ましい。

＜＜第２樹脂＞＞
第２樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含んでいる。酸変性されたポリオレフィン共重合体としては、エチレン−α−オレフィンを挙げることができる。エチレン−α−オレフィンは、低温環境下での柔軟性に優れており、酸で変性すると、水酸化アルミニウムの密着性を強化することが可能となり、ケーブル２０の低温特性を向上することができる。エチレン−α−オレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−ヘキセン−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体などを挙げることができる。特に、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−ヘキセン−１共重合体、エチレン−オクテン−１共重合体は結晶が少なく、フィラーを受容することができる結果、低温時の柔軟性を得ることができるため望ましい。また、酸としては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸などを挙げることができる。

＜＜第１樹脂と第２樹脂との質量比＞＞
「ＶＡ量」が６０質量％以上の「ＥＶＡ」と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含む第１樹脂と、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含む第２樹脂との質量比は、第１樹脂：第２樹脂＝９５：５〜７０：３０であり、さらには、第１樹脂：第２樹脂＝９０：１０〜８０：２０であることが望ましい。例えば、第２樹脂の割合が５質量％以上あれば、被覆層２３の低温特性を確保できる。一方、第２樹脂の割合が３０質量％以下であれば、フィラーとの適度な密着を確保できる結果、被覆層２３の破断伸び特性を確保できる。

＜＜難燃剤＞＞
難燃剤は、金属水酸化物の一種である水酸化アルミニウムである。例えば、水酸化アルミニウム以外の金属水酸化物として水酸化マグネシウムを挙げることができるが、図２に示すシールド層２２を有するケーブル２０においては、上述した理由により高い難燃性を得ることが困難である。一方、上述したように、図２に示すシールド層２２を有するケーブル２０においては、難燃剤として水酸化アルミニウムを使用することにより高い難燃性を確保できることから、本実施の形態におけるケーブル２０の被覆層２３に使用される難燃剤は、水酸化アルミニウムから構成される。

特に、本実施の形態における被覆層２３では、混合樹脂（第１樹脂＋第２樹脂）の１００質量部に対して、水酸化アルミニウムからなる難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下の割合で含む。なぜなら、例えば、水酸化アルミニウムからなる難燃剤を１５０質量部以上の割合で含むことによって、充分難燃性を確保できる一方、水酸化アルミニウムからなる難燃剤を２５０質量部以下の割合で含むことにより、被覆層２３の破断伸び特性を確保することができるからである。

難燃剤は、分散性などを考慮してシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ステアリン酸などの脂肪酸によって表面処理を施すことができる。

さらに、難燃剤には、難燃効果を補助する難燃助剤を添加することができる。例えば、難燃助剤としては、クレー、シリカ、錫酸亜鉛、硼酸亜鉛、硼酸カルシウム、水酸化ドロマイド、シリコーンなどを挙げることができる。

＜＜その他の組成＞＞
本実施の形態における被覆層２３には、必要に応じて、架橋剤、架橋助剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、滑剤、着色剤、補強剤、界面活性剤、無機充填剤、酸化防止剤、可塑剤、金属キレート剤、発泡剤、相溶化剤、加工助剤、安定剤などを添加することができる。

被覆層２３は、架橋が施されていることが望ましい。なぜなら、架橋は、被覆層２３の耐油性を確保する上で重要な特性であるからである。架橋の程度はゲル分率で定義することができる。ゲル分率の測定は事前に材料を秤量し、１１０℃に熱したキシレンに２４時間浸漬させる。浸漬後に２０℃３時間大気圧で放置し、８０℃で４時間真空乾燥させた材料の質量とキシレンに浸漬する前の質量比（百分率）とする。ゲル分率が８０％以上あると充分な耐油性を得ることができる。架橋処理は、有機過酸化物、硫黄化合物あるいはシランなどを使用した化学架橋、電子線や放射線などによる照射架橋、その他の化学反応を利用した架橋があるが、いずれの架橋方法も被覆層２３に適用可能である。

なお、被覆層２３の層厚は、特に限定しないが、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍが望ましい。

＜実施の形態における効果＞
本実施の形態における被覆層２３は、第１樹脂と第２樹脂とを含む混合樹脂と難燃剤とを有する。このとき、第１樹脂は、「ＶＡ量」が６０質量％以上の「ＥＶＡ」と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含む。一方、第２樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含む。また、難燃剤は水酸化アルミニウムである。そして、第１樹脂と第２樹脂の質量比は、９５：５〜７０：３０であり、被覆層２３は、混合樹脂の１００質量部に対して、難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下の割合で含んでいる。

このように構成されている被覆層２３は、難燃剤が水酸化アルミニウムであり、かつ、混合樹脂の１００質量部に対して、難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下の割合で含んでいるため、例えば、図２に示すような被覆層２３と絶縁電線１０との間にシールド層２２が設けられているケーブル２０において高い難燃性を確保することができる。

さらに、被覆層２３は、「ＶＡ量」が６０質量％以上の「ＥＶＡ」と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含む第１樹脂と、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含む第２樹脂との混合樹脂を含み、かつ、第１樹脂と第２樹脂の質量比は、９５：５〜７０：３０であることから、優れた耐油性と優れた低温特性と優れた破断伸び特性を得ることができる。したがって、本実施の形態によれば、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブル２０を提供することができる。

以下では、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブル２０を提供できるという有用な効果の検証結果を実施例に基づいて説明する。

＜実施例＞
＜＜ケーブルの製造＞＞
図１には絶縁電線１０の断面構成が示されている。図１において、導体１１ａには錫めっき導体が使用される。まず、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（日本ポリエチレン製、エルバロイ１１２５ＡＣ）を２５質量部、高密度ポリエチレン（プライムポリマ製、ハイゼックス５３０５Ｅ）を１０質量部、無水マレイン酸変性高密度ポリエチレン（ディポン製、フサボンドＥ２６５）を２５質量部、無水マレイン酸変性エチレン−αオレフィン（三井化学製、タフマＭＨ７０２０）を１０質量部、エチレン−アクリル酸エチル−無水マレイン酸三元共重合体（アルケマ製、ボンダインＬＸ４１１０）を３０質量部、水酸化マグネシウム（協和化学社製、商品名：キスマ５Ｌ）を１５０質量部、酸化防止剤としてＢＡＳＦ製のイルガノックス１０１０を２質量部、架橋助剤として新中村化学製のＴＭＰＴ（トリメチロールプロパントリメタクリレート）を８質量部、金属石鹸としてステアリン酸亜鉛を１質量部、１２ヒドロキシスレアリン酸Ｍｇ（勝田化工製、ＥＭＳ−６）を２質量部、金属キレート剤（アデカ製、ＣＤＡ−６）を３質量部の割合で２５Ｌニーダにて混練し、造粒機でペレット化した。４０ｍｍ押出機にてペレットから絶縁層１１ｂを形成して、導体１１ａの外周を絶縁層１１ｂで被覆した絶縁電線１０を作製し、この絶縁電線１０に対して１０Ｍｒａｄの電子線を照射することにより架橋を施した。

得られた絶縁電線１０を２本撚り合わせて多芯撚線にした後、その上に３２μｍのポリエチレンテレフタレートのセパレータ２１をラップ巻きした。その後、セパレータ２１を覆うように０．１１ｍｍの錫めっき導体を使用して編組密度が８０％のシールド層２２を設けた。これにより、コアが形成される。そして、４０ｍｍ押出機を使用してシールド層２２を覆う被覆層２３を形成することにより、コアを被覆層２３で被覆したケーブル２０を作製した。このケーブル２０に対して７Ｍｒａｄの照射量で電子線を照射することにより、被覆層２３に架橋を施して、図２に示すケーブル２０を作製した。

＜＜試験の内容＞＞
初期の引張試験として、ケーブルからコアを引き抜き、チューブ状の被覆材に切削したのち、６号ダンベル試験片に打ち抜いて２５０ｍｍ／ｍｉｎの変位速度で引張試験を実施することにより破断伸びを測定した。２５０％以上のものを◎とし、１２０％以上２５０％未満のものを〇とし、１００％以上１２０％未満のものを△とし、１００％未満のものを×とした。

耐油試験として、ケーブルからコアを引き抜き、チューブ状の被覆材に切削したのち、６号ダンベル試験片に打ち抜いた。得られたダンベル試験片を７０℃に加熱したＩＲＭ９０３試験油に１６８時間浸漬した後、２５０ｍｍ／ｍｉｎの変位速度で引張試験を実施することにより引張強さを測定した。引張強さ変化率が−３０％以上であれば〇とし、−３０％未満であれば×とした。

低温試験として、ケーブルからコアを引き抜き、チューブ状の被覆材に切削したのち、６号ダンベル試験片に打ち抜いた。ダンベル試験片を−４０℃の低温槽に４時間以上放置し、２５０ｍｍ／ｍｉｎの変位速度で破断伸びを測定した。３０％以上のものを◎とし、２０％以上３０％未満のものを〇とし、２０％未満のものを×とした。

難燃性試験として、長さ６００ｍｍのケーブルを垂直に保ち、炎を６０秒間あてた後に炎を取り去って、１０秒以内に消火したものを◎とし、６０秒以内に消火したものを〇とし、１２０秒以内に消火したものを△とし、１２０秒よりも長く燃焼したものを×とした。

上述した試験方法において、総合評価としては、すべての評価で◎または〇であるものを◎とし、△が含まれるものを〇とし、×が含まれるものを×とした。

＜＜実施例１〜１１＞＞
表１および表２に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表１に示す。実施例１〜１１では、すべての試験において◎〇△のいずれかであったため、実施例１〜１１のそれぞれの総合評価としては◎〇のいずれかとなった。

＜＜比較例１＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。難燃剤として水酸化マグネシウムを適用しており、難燃性試験で不合格となった。この結果、比較例１の総合評価は×となった。

＜＜比較例２＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。「ＥＶＡ」は「ＶＡ量」が６０％の「ＥＶＡ」だけから構成されており、低温特性が不合格となった。この結果、比較例２の総合評価は×となった。

＜＜比較例３＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。「ＥＶＡ」は融点が８５℃以上の「ＥＶＡ」だけから構成されており、破断伸びが不合格となった。この結果、比較例３の総合評価は×となった。

＜＜比較例４＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。難燃剤として水酸化アルミニウムを適用しているが、添加量が少なく、難燃性試験が不合格となった。この結果、比較例４の総合評価は×となった。

＜＜比較例５＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。難燃剤として水酸化アルミニウムを適用しているが、添加量が多く、破断伸びおよび低温伸びが不合格となった。この結果、比較例５の総合評価は×となった。

＜＜比較例６＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。融点が８５℃未満の「ＥＶＡ」を使用しており、耐油試験が不合格となった。この結果、比較例６の総合評価は×となった。

＜＜比較例７＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。被覆層２３は、酸変性されたポリオレフィン共重合体（酸変性エチレンαオレフィン共重合体）の量が多く、破断伸びが不合格となった。この結果、比較例７の総合評価は×となった。

＜＜比較例８＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。被覆層２３は、酸変性されたポリオレフィン共重合体（酸変性エチレンαオレフィン共重合体）を含有せず、低温伸びが不合格となった。この結果、比較例８の総合評価は×となった。

＜＜比較例９＞＞
表３に示す樹脂組成物を適用して被覆層２３を形成することにより図２に示すケーブル２０を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表３に示す。「ＥＶＡ」の「ＶＡ量」が４６％で低く、耐油試験が不合格となった。この結果、比較例９の総合評価は×となった。

＜＜実施例と比較例との対比＞＞
本実施の形態における特徴点は、被覆層２３が第１樹脂と第２樹脂とを含む混合樹脂と難燃剤とを有し、かつ、第１樹脂が「ＶＡ量」が６０質量％以上の「ＥＶＡ」と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含む一方、第２樹脂が酸変性されたポリオレフィン共重合体を含み、かつ、難燃剤が水酸化アルミニウムであり、かつ、第１樹脂と第２樹脂の質量比が９５：５〜７０：３０であり、被覆層２３が混合樹脂の１００質量部に対して難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下の割合で含んでいる点にある。

この本実施の形態における特徴点を具現化した具体例が表１に示す実施例１〜１１であり、実施例１〜１１によれば、すべての試験において◎〇△のいずれかである。この結果、実施例１〜１１のそれぞれの総合評価としては◎〇のいずれかである。このことは、実施例１〜１１によれば、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブル２０を実現できることを意味している。

一方、比較例１〜９は、本実施の形態における特徴点が具現化されておらず、この場合、各種試験のいずれかにおいて不合格となっている。このことは、本実施の形態における特徴点を具現化する条件が満たされていない場合には、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブル２０を実現することが困難であることを意味している。

以上のことから、実施例１〜１１（表１）と比較例１〜９（表３）との対比によって、本実施の形態における特徴点によれば、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブル２０を実現できることが裏付けられていることになる。

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の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種々変更可能であることは言うまでもない。

１０絶縁電線
１０ａ絶縁電線
１０ｂ絶縁電線
１１ａ導体
１１ｂ絶縁層
２０ケーブル
２１セパレータ
２２シールド層
２３被覆層

Claims

導体層と前記導体層の外周を覆う絶縁層とを含む絶縁電線と、
前記絶縁電線の外側に設けられた被覆層と、
を備える、ケーブルであって、
前記被覆層は、
第１樹脂と第２樹脂とを含む混合樹脂と、
難燃剤と、
を有し、
前記第１樹脂は、酢酸ビニルの含有量が６０質量％以上のエチレン酢酸ビニル共重合体と融点が８５℃以上のポリオレフィンとを含み、
前記第２樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含み、
前記難燃剤は、水酸化アルミニウムであり、
前記第１樹脂と前記第２樹脂の質量比は、９５：５〜７０：３０であり、
前記被覆層は、前記混合樹脂の１００質量部に対して、前記難燃剤を１５０質量部以上２５０質量部以下の割合で含む、ケーブル。
請求項１に記載のケーブルにおいて、
前記ポリオレフィンは、エチレン酢酸ビニル共重合体である、ケーブル。