JP3083396B2 - 直流用高圧電線 - Google Patents

直流用高圧電線

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JP3083396B2 JP04082881A JP8288192A JP3083396B2 JP 3083396 B2 JP3083396 B2 JP 3083396B2 JP 04082881 A JP04082881 A JP 04082881A JP 8288192 A JP8288192 A JP 8288192A JP 3083396 B2 JP3083396 B2 JP 3083396B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン受信機の
高圧リード線や電子機器類の高圧配線等に使用する直流
用高圧電線を構成する組成の改良に関するものである。
詳細には、本発明は、シース層を構成する難燃性樹脂組
成物が、特定のグラフト重合体で構成され、且つ特定の
複合添加剤を含有することにより、熱老化後の破壊電圧
値の低下がなく、しかもシース層の機械的物性の低下も
少ない、長期使用中の破壊電圧の低下を防いだ直流用高
圧電線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】テレビジョン受信機の高圧リード線等に
用いられる直流用高圧電線としては、特開昭４７−１５
６８９号公報（特公昭５１−８４６５号公報）、実公昭
５６−５５８５９号公報、特公昭６０−３８８０５号公
報等に示されたものが知られている。特開昭４７−１５
６８９号公報には、導体上にポリエチレン絶縁体層を設
け、その外周にエチレン−酢酸ビニル−塩化ビニルの三
元共重合体を主体とする樹脂組成物からなるシース層を
設けた難燃性と高温電気特性に優れた、特にテレビジョ
ン等の直流用高圧電線用の絶縁電線が示されている。
【０００３】また、実公昭５６−５５８５９号公報に
は、導体上にポリエチレン絶縁体、その外周に電子線照
射ポリ塩化ビニルの難燃樹脂層、さらにその外周に架橋
ポリエチレンのシース層を順次設けた三層構造のテレビ
ジョン受信機の高圧リード線が示されている。さらに、
特公昭６０−３８８０５号公報には、導体上にポリエチ
レンを主体とする樹脂組成物からなる絶縁層を設け、そ
の外周に難燃性保護層を設けた絶縁電線が示されてい
る。このように、従来の高圧絶縁電線は、何れも導体上
にポリエチレンを主体とする樹脂組成物からなる絶縁層
を設け、その外周に難燃性保護層を設けた構造となって
いる。
【０００４】また、ポリ塩化ビニル系樹脂の熱安定性等
の向上のための安定剤として、特開平４−２０２４５１
号公報、特開平４−３１８０４７号公報等には種々の化
合物を併用する技術も知られている。 特に、特開平４−
３１８０４７号公報には、難燃性被覆電線の絶縁層とし
て使用するポリ塩化ビニル系樹脂の熱安定性、電気絶縁
性の改良のために、熱安定剤として(a) 有機カルボン
酸、フェノール類又は有機リン酸類の金属塩（但し鉛塩
を含まず）、 (b)ハイドロタルサイト化合物等、(c) 酸
化カルシウムからなる三元複合安定剤を用いることが示
されている。 しかしながら、この場合、３００ｋＶ程度
と非常に高い電圧が負荷される直流 用高圧電線に適用す
ることは想定されておらず、通常の熱老化防止、電気絶
縁性の改良に留まり、本発明で要求している長期使用中
に現れる著しい破壊電圧の低下を阻止するには不十分で
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の直流用高圧電線
は、初期の破壊電圧は３００ｋＶ程度と非常に高い値を
示すが、長期使用中に著しい破壊電圧の低下をもたらす
問題がある。このため、従来のように使用条件が電気的
に比較的緩かな場合には問題がなかったが、最近ではテ
レビジョン受信機の大画面化が進んでいるため、導体に
印加される電圧が高電圧化し、また、多機能化による配
線スペースの減少によって、電気的な使用条件が厳しく
なっており、例えば、高圧電線とアース間が著しく接近
するといった設計が行われるようになってきている。こ
のため、長期の使用中での破壊電圧値の低下が、電気的
破壊につながる危険性が高いものとなり、その改善が必
要となった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
消し、熱老化後の破壊電圧値の低下がなく、しかもシー
ス層の機械的物性の低下も少ない、長期使用中の破壊電
圧の低下を防いだ直流用高圧電線を提供するものであ
る。すなわち、本発明は： 導体上にポリエチレンを主体とする樹脂組成物から
なる絶縁層が設けられ、その外周に難燃性樹脂組成物か
らなるシース層が設けられた構造の直流用高圧電線にお
いて、シース層を構成する難燃性樹脂組成物が、ポリ塩
化ビニルをグラフトしたポリオレフィン樹脂からなるグ
ラフト重合体を主体とし、且つ添加剤として鉛系安定剤
(a) とハイドロタルサイト(b1)若しくは、鉛系安定剤
(a) と亜リン酸エステル化合物(b2)を必須の成分として
含有する直流用高圧電線を提供する。また、 鉛系安
定剤(a) が二塩基性亜燐酸鉛である点に特徴を有する。
また、 該グラフト重合体中の塩化ビニルのグラフト
量が３０〜８０重量％である 点に特徴を有する。また、
鉛系安定剤(a) とハイドロタルサイト(b1)又は亜リ
ン酸エステル化合物(b2)の添加量が、グラフト重合体１
００重量部に対して夫々１〜１０重量部、１〜２０重量
部である点に特徴を有する。
【０００７】以下、本発明を詳細に説明する。本発明
は、基本的に、導体上にポリエチレンを主体とする樹脂
組成物からなる絶縁層が設けられ、その外周に難燃性樹
脂組成物からなるシース層が設けられた構造の直流用高
圧電線において、シース層を構成する難燃性樹脂組成物
が、ポリ塩化ビニルをグラフトしたポリオレフィン樹脂
からなるグラフト重合体を主体とし、且つ添加剤として
鉛系安定剤(a) とハイドロタルサイト(b1)若しくは、鉛
系安定剤(a) と亜リン酸エステル化合物(b2)を必須の成
分として含有する直流用高圧電線に関する。図１は、本
発明の直流用高圧電線の具体例の横断面図である。図１
において、１は導体、２はポリエチレンを主体とする樹
脂組成物による絶縁層、３は難燃性樹脂組成物からなる
シース層である。
【０００８】(i) 絶縁層： 絶縁層１を構成するポリエチレンとしては、高密度ポリ
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、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−１−
ブテン共重合体等のα−オレフィン共重合体を具体例と
して挙げることができる。この場合に、これらの樹脂を
単独もしくは混合して使用することができ、必要に応じ
て酸化防止剤や加工安定剤等の配合剤を絶縁層中に添加
できる。
【０００９】(ii)シース層： 該シース層３は、ポリ塩化ビニルをグラフトしたポリオ
レフィン樹脂からなるグラフト重合体を主体とする難燃
性樹脂組成物からなり、添加剤として鉛系安定剤(a) と
ハイドロタルサイト(b1)若しくは、鉛系安定剤(a) と亜
リン酸エステル化合物(b2)を必須の成分として含有する
ものである。 １）シース層３を構成するポリ塩化ビニルをグラフトし
たポリオレフィン樹脂からなるグラフト重合体として
は、ポリ塩化ビニルをグラフトしたエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体、ポリ塩化ビニルをグラフトしたエチレン−
メチルメタクリレート共重合体、ポリ塩化ビニルをグラ
フトした塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニルをグラフ
トしたエチレン−エチルアクリレート共重合体などを例
示することができる。
【００１０】２）該グラフト重合体中の塩化ビニルのグ
ラフト量は難燃化が得られれば特に制限されないが、一
般には３０〜８０重量％程度が好ましく、５０〜７０重
量％が好適である。グラフト量が３０重量％以下では難
燃化が不十分となるし、８０重量％を越えるとシース層
の電気的、物性面でエチレン系共重合体を使用した利点
が薄れる。
【００１１】３）該グラフト重合体を構成するエチレン
系幹共重合体中のエチレン含量は特に制限されないが、
一般には３０〜７５重量％が好ましく、この範囲をはず
れるとエチレン系共重合体の本来の性状が発揮できなく
なる恐れがある。また、該エチレン系幹共重合体には、
さらにオレフィン系モノマーを共重合させても良い。
４）これらの樹脂中に加工安定剤、有機又は無機系難燃
剤、難燃助剤、着色剤、滑剤、酸化防止剤、多官能性モ
ノマーなどの架橋助剤等の各種の配合剤を添加できる。
【００１２】(iii) 添加剤： １）本発明に用いるハイドロタルサイト(b1)は、マグネ
シウムイオンのような二価の金属イオンとアルミニウム
のような三価の金属イオンの複合塩基性炭酸塩で、具体
例としては、Mg4.5 Al(OH)13CO3 ・3.5H2 O や、Mg0.67
Al0.33(0H)2 −(CO 3 ) 0.17・ 0.5H 2 O のほか、Mg
0.67Al0.33(0H)2 (CO 3 ) 0.17・0 〜0.3H 2 O などを
例示することができる。
【００１３】２）一方、亜リン酸エステル化合物(b2)
は、亜リン酸のアルキルエステルや芳香族アルキルエス
テルなどを例示でき、具体例としては下記の化学構造の
ものなどが使用できる。
【化１】
【００１４】３）また、鉛系安定剤(a) の添加量は１〜
１０重量部の範囲で良く、特に熱老化後のシース層の機
械的物性の保持の観点から、二塩基性亜リン酸鉛がハイ
ロドタルサイト(b1)や亜リン酸エステル化合物(b2)と併
用した場合に好ましい結果が得られ、より長期信頼性を
持つ直流用高圧電線が得られる。 ４）ハイドロタルサイト(b1)や亜リン酸エステル化合物
(b2)の添加量については、特に、熱老化後の破壊電圧値
の観点から、ポリ塩化ビニルをグラフトしたポリオレフ
ィン樹脂１００重量部に対して１〜２０重量部、さらに
好ましくは３〜１０重量部の範囲である。それ以上の添
加量では添加に見合う効果が得られず、価格的にも不利
になる。
【００１５】(iv) 電線の製造等： １）また、本発明では、導体上に上記絶縁層２およびシ
ーズ層３を押出被覆などの成形手段により設けた後、電
子線などの電離性放射線で照射し、架橋してもよい。も
ちろん、該絶縁層２およびシーズ層３中に有機過酸化物
などの化学架橋剤を予め配合しておき、架橋させても良
い。 ２）本発明の直流用高圧電線は、テレビジョン受信機な
どの高圧リード線、シールド層付き高圧線や各種電子機
器の高圧配線などに応用される。
【００１６】
【実施例】以下に実施例をもって本発明をさらに詳細に
説明するが、これらは、本発明の範囲を限定しない。 絶縁層の形成： 導体として、外径０．２６ｍｍφ錫メッキ軟銅線（錫メ
ッキ厚み：約０．５μｍ）の７本撚り導体（外径０．７
８ｍｍφ）を使用し、高密度ポリエチレン（密度：０．
９５４、メルトフローレート０．８；ＡＳＴＭ Ｄ１２
３８）１００重量部にペンタエリスリチルテトラキス
〔３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェ
ニル）プロピオネート〕を０．３重量部添加した材料を
溶融押出法で導体上に外径が２．９８ｍｍφになるよう
に押出して、絶縁層を形成した。
【００１７】 シース用樹脂組成物の製造： シース用の樹脂組成物は次のようにして作製した。ポリ
塩化ビニルをグラフトしたエチレン−酢酸ビニル共重合
体〔ＥＶＡ含量５５重量％、ポリ塩化ビニルの重合度１
４００；住友化学工業（株）製〕１００重量部に対し、
ステアリン酸を０．５重量部、デクロランプラス２５を
２５重量部、三酸化アンチモンを１５重量部、クレーを
２５重量部、４，４’−チオビス（６−ｔ−ブチル−３
−メチルフェノール）を０．５重量部、及び表１〜表７
に示した鉛系安定剤、ハイドロタルサイト、亜リン酸エ
ステル化合物を１４０℃に加熱したオープンロールミキ
サーで混練混合してペレット化した。
【００１８】 直流用高圧電線の製造： 上記の材料を先の絶縁層上に外径が５．２０φとなるよ
うに溶融押出した後、加速電圧が２ＭＶの電子線を１０
Ｍｒａｄ照射して直流用高圧電線を得た。 試料（電線）の物性等の測定： 試料は、 (イ)初期での室温の水中での破壊電圧値、 (ロ)
シース層の初期抗張力（ＵＬ規格に準拠）、 (ハ)伸び
（ＵＬ規格に準拠）、 (ニ)シース層の体積固有抵抗、
(ホ)１３６℃の恒温層で７日間熱老化した試料の室温の
水中での破壊電圧値、 (ヘ)シーズ層の抗張力残率〔残率
（％）＝（老化後の値／初期の値）×１００〕、及び
(ト)伸び残率を測定した。なお、水中での破壊電圧値
(イ)は、水槽中で電線試料の水中部分が約１０ｍとなる
ようにセットし、水側をアースとして導体側に正電圧を
１０ｋＶ／秒で課電し、破壊電圧をｎ＝５で測定し、３
００ｋＶに達しても破壊しない場合は、さらに１分間課
電し、それでも破壊に至らない場合は３００ｋＶ以上の
破壊電圧であると判定した。
【００１９】（実施例１〜４及び比較例１〜２） 実施例１〜４は、シース層中の樹脂組成物の鉛系安定剤
として三塩基性硫酸鉛を使用したものである。実施例１
はハイドロタルサイトを３重量部、実施例２はハイドロ
タルサイトを１０重量部を併用したものであり、初期、
熱老化後ともに３００ｋＶ以上の破壊電圧を示し、熱老
化後の破壊電圧の低下が見られない。また、実施例３、
４は、三塩基性硫酸鉛と亜リン酸エステルとを併用した
ものであり、初期、熱老化後ともに３００ｋＶ以上の破
壊電圧を示し、熱老化後の破壊電圧の低下が見られな
い。比較例１、２は、三塩基性硫酸鉛を単独で使用した
ものであり、初期の破壊電圧値は何れも３００ｋＶ以上
であるのに対し、熱老化後は三塩基性亜リン酸鉛添加量
に関係なく、破壊電圧値が低下していることが分かる。
【００２０】（実施例５〜８及び比較例３） 実施例５〜８は、シース層の樹脂組成物中の鉛系安定剤
に二塩基性亞リン酸鉛を使用したものである。実施例
５、６は二塩基性亜リン酸鉛とハイドロタルサイトを併
用したものであり、初期、熱老化後ともに３００ｋＶ以
上の破壊電圧を示し、熱老化後の破壊電圧の低下が見ら
れない。また、実施例７、８は亜リン酸エステルを併用
したものであり、初期、熱老化後ともに３００ｋＶ以上
の破壊電圧を示し、熱老化後の破壊電圧の低下が見られ
見られない。また、実施例５〜８では、熱老化後のシー
ス抗張力残率、伸び残率ともに９０％前後と機械的物性
の保持率が高く、単に破壊電圧の低下が見られないだけ
でなく、長期使用の信頼性がより高いものと言える。比
較例３は二塩基性亞リン酸鉛を単独で使用したものであ
り、初期の破壊電圧値は何れも３００ｋＶ以上であるの
に対し、熱老化後は破壊電圧値が低下していることが分
かる。また、熱老化後の伸び残率も６９％であり、実施
例５〜８に比べれば劣っている。
【００２１】（実施例９〜１０及び比較例４） 実施例９〜１０は、シース層の樹脂組成物の鉛系安定剤
に二塩基性フタル酸鉛を使用したものである。実施例９
は二塩基性フタル酸鉛とハイドロタルサイトを併用した
ものであり、初期、熱老化後ともに３００ｋＶ以上の破
壊電圧を示し、熱老化後の破壊電圧の低下が見られな
い。また、実施例１０は亜リン酸エステルを併用したも
のであり、初期、熱老化後ともに３００ｋＶ以上の破壊
電圧を示し、熱老化後の破壊電圧の低下が見られない。
比較例４は二塩基性フタル酸鉛を単独で使用したもので
あり、初期の破壊電圧値は何れも３００ｋＶ以上である
のに対し、熱老化後は破壊電圧値が低下していることが
分かる。
【００２２】（実施例１１〜１２及び比較例５） 実施例１１〜１２はシース層の樹脂組成物の鉛系安定剤
に三塩基性マレイン酸鉛を使用したものである。実施例
１１は三塩基性マレイン酸鉛とハイドロタルサイトを併
用したものであり、初期、熱老化後ともに３００ｋＶ以
上の破壊電圧を示し、熱老化後の破壊電圧の低下が見ら
れない。また、実施例１２は亜リン酸エステルを併用し
たものであり、初期、熱老化後ともに３００ｋＶ以上の
破壊電圧を示し、熱老化後の破壊電圧の低下が見られな
い。比較例５は三塩基性マレイン酸鉛を単独で使用した
ものであり、初期の破壊電圧値は何れも３００ｋＶ以上
であるのに対し、熱老化後は破壊電圧値が低下している
ことが分かる。
【００２３】（比較例６） 比較例６は鉛系安定剤は使用せずにハイドロタルサイト
を単独で使用したものであり、混合中に材料が焼ける問
題があった。 （比較例７） 比較例７は鉛系安定剤は使用せずに亜リン酸エステル化
合物を単独で使用したものであるが、初期抗張力、伸び
ともに劣っており、初期の破壊電圧値も低い。以上実施
例及び比較例に示した結果を下記表１〜７に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【表４】
【００２８】
【表５】
【００２９】
【表６】
【００３０】
【表７】
【００３１】注） ハイドロタルサイト：Mg4.5 Al2 (OH)13CO3 ・3.5H2 O
、平均粒子径0.4 μｍ亜リン酸エステル化合物(1) ：
比重0.98、粘度1000cps 、アデカアーガス社製
【化２】 (R=C12〜C 15アルキル基)
【００３２】亜リン酸エステル化合物(2) ：融点183
℃、アデカアーガス社製
【化３】
【００３３】以上説明したように、電線試料の破壊電圧
値はシース層の樹脂組成物に鉛系安定剤とハイドロタル
サイトを併用するか、もしくは鉛系安定剤と亜リン酸エ
ステル化合物を併用したもののみ、熱老化後も低下が認
められない。また、鉛系安定剤に二塩基性亜リン酸鉛を
使用して、ハイドロタルサイト若しくは亜リン酸エステ
ル化合物を併用したものは、熱老化後のシース層の機械
的物性の保持率が高く、長期使用の信頼性がより高いこ
とが分かる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、熱老化後の破壊電圧値
の低下がなく、しかもシース層の機械的物性の低下も少
ない長期信頼性に優れた直流用高圧電線が得られるの
で、テレビジョン受信機等の各種電子機器の高圧リード
線として応用するに当たり、利用価値は非常に大きいも
のがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の直流用高圧電線の横断面の一例を示す
模式図である。
【符号の説明】
１ 導体 ２ 絶縁層 ３ シース層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 7/34,7/18 C08K 13/00 C08L 51/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導体上にポリエチレンを主体とする樹脂
    組成物からなる絶縁層が設けられ、その外周に難燃性樹
    脂組成物からなるシース層が設けられた構造の直流用高
    圧電線において、シース層を構成する難燃性樹脂組成物
    が、ポリ塩化ビニルをグラフトしたポリオレフィン樹脂
    からなるグラフト重合体を主体とし、且つ添加剤として
    鉛系安定剤(a) とハイドロタルサイト(b1)若しくは、鉛
    系安定剤(a) と亜リン酸エステル化合物(b2)を必須の成
    分として含有することを特徴とする、直流用高圧電線。
  2. 【請求項２】 鉛系安定剤(a) が二塩基性亜燐酸鉛であ
    る、請求項１記載の直流用高圧電線。
  3. 【請求項３】 該グラフト重合体中の塩化ビニルのグラ
    フト量が３０〜８０重量％であることを特徴とする、請
    求項１又は２記載の直流用高圧電線 。
  4. 【請求項４】 鉛系安定剤(a) とハイドロタルサイト(b
    1)又は亜リン酸エステル化合物(b2)の添加量が、グラフ
    ト重合体１００重量部に対して夫々１〜１０重量部、１
    〜２０重量部であることを特徴とする、請求項１〜３の
    いずれかに記載の直流用高圧電線 。
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