JP2530667B2 - 耐熱性電線,ケ―ブル - Google Patents

耐熱性電線,ケ―ブル

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JP2530667B2 JP62280244A JP28024487A JP2530667B2 JP 2530667 B2 JP2530667 B2 JP 2530667B2 JP 62280244 A JP62280244 A JP 62280244A JP 28024487 A JP28024487 A JP 28024487A JP 2530667 B2 JP2530667 B2 JP 2530667B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、耐熱性の電線及びそのケーブルに関し、特
に、特定の液晶ポリマー絶縁層を導体表面に被覆形成し
て成る電機絶縁性,耐熱変形性,耐薬品性及び難燃性に
優れ、且つ高い連続使用温度を有する実用的に望ましい
電線及びケーブルに関するものである。
〔従来の技術及びその問題点〕
従来、電線には、その被覆絶縁層として高い耐熱変形
性が要求され、しかも熱分解によってハロゲン化水素等
のハロゲン含有ガスを発生しないハロゲン元素不含被覆
層が要求された。そのような要求に沿う被覆用樹脂とし
て、ポリオレフン、特に架橋ポリエチレンの実用性が評
価され、それらに関する多くの提案がなされている。し
かし、かかるポリエチレンを導線上に押し出し被覆して
形成された架橋ポリエチレン被覆電線は、例えば、IEC
の規格に従って、荷重5kgで加熱変形試験を行うとき、
その加熱変形温度は105℃程度であって、その測定温度
においては熱的に不安定であること、また、その熱変形
率は約60%にも達するので耐熱性に乏しく、更に、難燃
性(酵素指数)も満足し得るものではないこと等のため
に改善が望まれている。
一方、このような低い耐熱性を改善する電線被覆用樹
脂として、最近、ポリエーテルエーテルケトン熱可塑性
樹脂が開発され提案された。この樹脂は結晶性で、例え
ば、334℃の高い融点を有するが、ガラス転位点は約150
℃であって、無機質フィラーを含まない場合には、ASTM
法に基づいて18.6kg/cm2の荷重における加熱変形温度
は、約152℃にすぎず、従って、ガラス転位点以上の温
度では燃変形性が大きくなり、耐熱強度が極度に低下す
るという欠点がある。
また、特に耐熱性を改善する電線被覆用樹脂として、
ポリエーテルエーテルケトンのような結晶性の樹脂に換
えて、例えば、ポリエーテルイミド樹脂等の非晶性のエ
ーテルイミド樹脂が提案された。この樹脂は、高い加熱
変形温度と高い連続使用温度を有するが、これらの耐熱
性樹脂を導線上に押出し被覆して絶縁層を形成した電線
やケーブルは、結晶性の樹脂に比べて、分子間引力や結
合エネルギーが小さいので、特に有機系溶剤に対しクレ
イジングやクラックが生じ易いという欠点がある。
更に、電線の難燃性向上ないし不燃化のために、導体
上にセラミックテープや金属テープ,金属ラミネートテ
ープ,熱硬化性樹脂テープ等を、例えば螺旋状に巻き付
ける方法も提案されているが、巻き付けられたテープの
重合部を接着させる好ましい接着剤がないので、一体化
した不燃テープ層を形成させることができず実用化に至
っていない。また、熱可塑性樹脂であるポリエチレンテ
レフタレート(PET)のフィルムを同様の目的に用いる
提案もあるが、該PET樹脂は熱融着性を有する反面、化
学構造的に加水分解が起こり易く、しかも耐熱変形温度
は120℃程度で、高い耐熱性の電線を提供し得ないもの
である。
従って、本発明の目的は、優れた耐熱変形性、電気絶
縁性及び耐薬品性を有し、高い難燃性を有する絶縁被覆
電線及びそれらから形成されるケーブルを提供するにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、上記目的を達成する電線被覆層に関
し、特に、絶縁被覆樹脂に着目して多くの樹脂素材につ
いて実験研究を重ねた結果、実用的に極めて望ましい電
線、ケーブルを見出した。また、このような液晶ポリマ
ー被覆絶縁電線において、導体とその表面に形成される
ポリマー被覆層との間に、不燃性テープあるいは耐熱,
難燃性テープによりセパレーター層を設けるとき、更に
優れた電線が提供できることも判った。
すなわち、本発明は、p,p′−ビフェノール,p−ヒド
ロキシ安息香酸及びテレフタール酸を反応させて得られ
る全芳香族ポリエステル液晶ポリマーを絶縁被覆層とし
て導体表面に形成して成る耐熱性電線,ケーブル及び更
に、導体の液晶ポリマーを絶縁被覆層との間に不燃ない
し難燃性セパレーターテープ層を形成して成る一層実用
性の優れた電線,ケーブルを提供するものである。
本発明の電線において、導体上に被覆形成される絶縁
層は、アルコール成分としてのp,p′−ビフェノールと
酸成分としてのテレフタール酸及びカルボン酸基とアル
コール基とを併有するp−ヒドロキシ安息香酸との混合
物をエステル化反応させて得られる全芳香族ポリエステ
ル液晶ポリマーであって、本発明において、全芳香族と
は、反応させる全ての成分が実質的に芳香族系化合物で
あることを意味する。しかして、それらの各成分は、カ
ルボキシル酸基とヒドロキシル基とが実質的に当量であ
ることが好ましく、従って、p,p′−ビフェノールとテ
レフタール酸は、通常、等当量近傍が用いられるが、p
−ヒドロキシ安息香酸の添加量は、被覆層としての所望
物性に応じて適宜選択され、通常上記両成分の合計重量
に対して、100〜500重量%程度の範囲量が用いられる。
得られる液晶ポリマーの被覆層としての所望物性におい
て、耐熱性及び配向性を重視する場合には相対的に多い
量が用いられ、また、押出加工性及び低配向性を重視す
る場合には相対的に少い量が選択使用される。また、本
発明においては、反応に供される各成分は、例えば、ア
ルキル基その他の有機基で置換されていてもよく、本発
明におけるポリエステル系液晶ポリマーは、そのような
置換誘導体類を用いてポリマー自体を変性し、例えば、
樹脂自体に延伸性を与えて加工性を向上させ、あるいは
所望に応じて耐熱性を向上させることができる。このよ
うに、本発明のポリエステル系樹脂ポリマーはそれらの
変性液晶ポリマーを包含する。本発明において用いられ
るポリエステル系液晶ポリマーは、日本石油化学社によ
って提供される各種の液晶ポリマーが好都合に使用でき
る。
本発明の電線に用いられる全芳香族ポリエステル系液
晶ポリマーは、融点が420℃近傍であるため、その押出
し被覆温度が高いが、優れた加熱変形温度と連続使用温
度を有するばかりでなく、良好な耐薬品性及び難燃性を
有し、実用的に極めて望ましい電線被覆層を提供する。
また、本発明は、上記電線において、導体とその表面
に被覆形成される絶縁層との間に、不燃性のセパレータ
層を設けた耐熱性の一層優れた電線及びそのケーブルを
提供する。かかるセパレータテープ層は、通常、被覆層
の導体への密着を弱めるために使用され、特に、充実出
しの場合に有利に用いられる。このようなテープ層を用
いないで口出性を必要とする場合には、パイプ出し又は
セミパイプ出しを行うことが好ましい。
本発明において好都合に用いられるセパレータ層とし
ては、例えば、金属テープ,ガラステープ,ガラスマイ
カテープ,セラミックテープ等の無機質テープ,ポリイ
ミド,ポリビスマレイミドトリアジン,ポリアミノビス
マレイミド,ポリアミドイミド系等の熱硬化性樹脂製テ
ープ,熱可塑性の液晶ポリマーテープ及び350℃以上の
融点あるいは軟化温度を有する熱可塑性樹脂テープ等を
挙げることができる。これらのテープ類は、一般に、10
μm〜500μmの厚さに調製され、通常、好ましくは耐
熱性の接着剤で接着されるが、熱可塑性樹脂テープでは
熱融着剤が好都合に用いられる。
このセパレーターテープは、例えば、テープ重ね巻
き,ラップ巻きや縦ぞえ等の通常知られた巻き方で導体
上に巻くことができ、特に液晶ポリマーテープを用いた
場合には、ラップ巻きあるいは縦ぞえ等のテープ巻きに
すれば、熱によって絶縁層形成ポリマーと容易に熱融着
一体化するので、極めて好都合である。
本発明の電線は、ポリエステル系液晶ポリマーを導体
表面に加熱押し出して被覆することができ、また、該ポ
リマーのフィルムを巻き付けて加熱処理し、重合部を融
着させて被覆層を形成させることもできる。
更に、このようにしてつくられた本発明の耐熱性電線
は、その複数本を束ねて、例えば、金属水酸化物等によ
り難燃化した充実介在層で包み、その外側を、同様に金
属水酸化物等により難燃化したアクリルゴム,ニトリル
ゴム,水素添加ニトリルゴム,ウレタンゴム,ポリオレ
フィンエラストマー等のシース層で被覆して、難燃,耐
熱性の優れたケーブルを容易に製造することができる。
〔実施例〕
次に、具体例により、本発明を更に詳細に説明する。
なお、それら各性能の測定方法は、次のとおりであ
る。
(1)加熱変形温度:(℃) ASTM D 648に規定された方法に従い、18.6kg/cm2の荷重
を試料に加えて測定する。実用上望ましい温度は、180
℃である。
(2)耐薬品性: ASTM D 543に準拠した各種薬品に対する浸漬試験の方法
により、重量変化,寸法変化及び機械的強さの変化を測
定し、更に溶解,膨潤,クラック等の外観を観察する。
(3)電機絶縁性: ASTM D 257に準じて行う。
(4)難燃性: ASTM D 2863に準じて行う。
(5)連続使用温度: UL 746Bに規定されたUL4万時間連続操業可能温度(℃)
を検べる。
(6)加水分解性: 絶縁層を形成された電線を90℃の熱水中に浸漬し、660V
の電圧を印加する。その時の短絡日数(絶縁抵抗IR=0
Ω)により規定する。
(7)自己接着性: JIS C 3005の引張試験に準じて、セパレータテープと押
出被覆液晶ポリマーとの間の剥離力を測定する。なお、
この場合の引張速度は、50mm/minとする。
また、それらの実用面からの定性的評価は、次の通り
である。
◎…優秀 ○…良好 △…やや不良 ×…不良 実施例1及び比較例1〜3 p,p′−ビフェノール,p−ヒドロキシ安息香酸及びテ
レフタール酸の三種を反応させて得られたポリエステル
液晶ポリマー(日本石油化学社から販売されている商品
名:ザイダーSTR 300)を導線上に押出し被覆し、長時
間にわたって電線を連続的に製造した。
比較のために、現在実用されている架橋ポリエチレ
ン,ポリエーテルエーテルケトン樹脂及びポリエーテル
イミド樹脂の絶縁被覆素材を用いてそれぞれを同様に導
線上に連続的に押出し、被覆電線を製造した。
これらそれぞれの押出し被覆電線の被覆層について、
加熱変形率(加熱変形温度),耐薬品性,電気絶縁性,
難燃性及び連続使用温度等の各種性能を調べた。それら
の結果を下掲第1表にまとめて示す。
なお、表中のPEはポリエチレン、PEEKはポリエーテル
エーテルケトン、及びPEIはポリエーテルイミドを表わ
す。
上表より、本発明に係る液晶ポリマーは、電線に被覆
される絶縁層に要求される望ましい諸物性を兼備し、い
づれかの性能に欠点を有する従来のものに比べて、遥か
に優れていることが判る。
実施例2 実施例1の液晶ポリマーのフィルムを用いて、導線を
フィルム巻きにし、加熱融着させて被覆絶縁電線を作成
した。その被覆層及び比較のために、従来採用されてい
るポリエチレンテレフタレート(PET)とポリイミド(P
I)フィルム巻き絶縁電線についても同様に各種物性を
調べた。それらの結果を次表に示す。
前述のように、表中の“加水分解性”の欄の括弧内は
短絡日数で、また、表中の加熱変形温度は、ASTM D 648
に規定された荷重18.6kgにおけるものである。
更に、上記第1表及び第2表には現われていないが、
本発明に係る全芳香族ポリエステル系液晶ポリマーは、
ASTM D 543に準拠して、例えば、モーター油,ディーゼ
ル油,ガソリン,シリコーン油等の各種油類について50
℃×1箇月の耐油試験を行った後の引張強度において
は、その残率がいづれも95〜105%の範囲であって、優
れた耐油性を示した。また、有機溶剤、例えば、エチル
アルコール,アセトン,トルエン,1,1,1−トリクロルエ
チレン等に室温下1箇月浸漬後の上記残率もすべて90〜
110%の範囲であって、クラックもクレージングも発生
ぜず、優れた耐溶剤性を示した。更に、660V,90℃×1
箇月の浸水加電試験においてもクラックやクレージング
はなく、耐加水分解性も良好であり、また、耐酸、耐ア
ルカリ試験(37%塩酸,50%硝酸,20%硫酸,10%水酸化
ナトリウム等に50℃×1箇月)に対しても、伸び残率は
90〜105%で、良好な耐酸,アルカリ劣化性を示した。
〔発明の効果〕
本発明の電線及びケーブルは、次のような優れた効果
を有する。
1)絶縁被覆層が、高い耐熱変形温度、優れた対薬品性
と難燃性を有し、また、200℃以上の高い連続使用温度
を有し、耐熱電線としてその適用分野は極めて広い。
2)ハロゲン元素を含まないので、ケーブル燃焼時に人
体に有害なハロゲン化水素ガスを発生しない。
3)押出し被覆電線及びフィルム巻き被覆電線の絶縁層
として実用的価値は極めて高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 明 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (72)発明者 村山 元久 東京都江東区木場1丁目5番1号 藤倉 電線株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−121113(JP,A) 特開 昭62−184709(JP,A) 特開 昭61−101530(JP,A) 特開 昭60−199028(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】p,p′−ビフェノール,p−ヒドロキシ安息
    香酸及びテレフタール酸を反応させて得られる全芳香族
    ポリエステル液晶ポリマーを絶縁被覆層として導体表面
    に形成して成る耐熱性電線,ケーブル。
  2. 【請求項2】導体と液晶ポリマー絶縁層との間に、不燃
    性テープで巻かれたセパレーター層を設けて成る特許請
    求の範囲第1項記載の電線,ケーブル。
  3. 【請求項3】不燃性テープが、金属,ガラス,ガラスマ
    イカ又はセラミック製のテープである特許請求の範囲第
    2項記載の電線,ケーブル。
  4. 【請求項4】不燃性テープが、ポリイミド,ポリビスマ
    レイミドトリアジン,ポリアミノビスマレイミドあるい
    はポリアミドイミド硬化性樹脂製テープ,熱可塑性の芳
    香族系ポリエステル液晶ポリマー製テープ又は融点350
    ℃以上の熱可塑性樹脂テープである特許請求の範囲第2
    項記載の電線,ケーブル。
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