JP4114990B2 - 発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩化ビニル樹脂を主体とした樹脂組成物の発泡体をシースとした発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塩化ビニル樹脂は、電気絶縁性、機械的特性、可撓性、その他価格の面で優れており、日本工業規格（ＪＩＳ Ｋ ６７２３）には、電線、ケーブルに用いられる軟質塩化ビニル材料が規定されている。一般には樹脂組成物として、塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、可塑剤３０〜１００重量部、安定剤１〜１０重量部、充填材０〜１００重量部、さらに必要に応じて滑剤、酸化防止剤などの各種添加剤を配合した組成物が使用されている。
【０００３】
この軟質塩化ビニル樹脂組成物を電線、ケーブルの絶縁体およびシースとして用いたものがＪＩＳ Ｃ ３３４２で定められたビニル絶縁ビニルシースケーブル（ＶＶ）である。図１に示すケーブル２１はビニル絶縁ビニルシースケーブルを平型とした平型ビニル絶縁ビニルシースケーブル（ＶＶＦ）で、導体２２の上に絶縁体２３として軟質塩化ビニル樹脂組成物が被覆された絶縁線心２４の上に、シース２５として軟質塩化ビニル樹脂組成物が被覆された構造となっている。
【０００４】
最近では、電線、ケーブルの軽量化、可撓性の向上、コストダウン等を目的として、図１のシース２５として塩化ビニル樹脂の発泡体を用いた発泡ビニルシースケーブルが検討されている。
【０００５】
塩化ビニル樹脂の発泡方法としては、押出機の途中から樹脂と反応しない窒素、二酸化炭素またはブタン、ペンタンなどの炭化水素等のガスを注入して押出と同時に発泡させる方法、加熱によって分解または反応してガスを発生する化学発泡剤を樹脂に配合して発泡させる方法などがある。化学発泡剤としては、重炭酸ソーダ、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ベンゼンスルホニルヒドラジド（ＢＳＨ）、アゾジカルボンアミド（Azodicarbonamide：ＡＤＣＡ）等が挙げられる。
【０００６】
この化学発泡剤を塩化ビニル樹脂に配合する場合には、あらかじめ塩化ビニル樹脂に化学発泡剤を高濃度で混練したマスターバッチを用いる方法が提案されている（特開平５−６４９８１号）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
発泡ビニルシース電線・ケーブルのシースの気泡率は５〜２０％程度とすると、抗張力や耐油性低下の影響は発泡させないシースと比較しても少なく、かつ、シースを発泡体としたことによるコストダウンの効果も大きい。気泡率の調整は発泡剤の種類や配合量を調整することで行われている。発泡剤の中でもアゾジカルボンアミドは、取り扱いやすく、単位重量当たりの発生ガス量が多いため、広く用いられているが、アゾジカルボンアミドの配合量が多くなると電線・ケーブルに成形した際に絶縁抵抗を低下させるという問題が生じた。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを用いた塩化ビニル樹脂発泡体をシースに適用し、かつ、優れた絶縁性能を得ることができる発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、シース成形時に発生する発泡剤分解生成物が絶縁体中に移行して絶縁体の電気絶縁性能を悪化させていることを突き止め、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明においては、
（１）導体上に塩化ビニル樹脂を主体とする樹脂組成物を被覆し、その上に発泡剤を配合した塩化ビニル樹脂を主体とする組成物を被覆して発泡シース層を形成する発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法において、
前記発泡剤としてはアゾジカルボンアミドを用い、かつ、該アゾジカルボンアミドはエチレン−酢酸ビニル共重合体をベース樹脂とするマスターバッチとして塩化ビニル樹脂を主体とする組成物に配合する発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法、
（２）前記塩化ビニル樹脂組成物に占めるアゾジカルボンアミドの配合量が０．００１〜０．５重量％である（１）に記載の発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法、
（３）前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量が５〜４０％である（１）または（２）に記載の発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法、
が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明における発泡ビニルシース電線・ケーブルのシースは、ＪＩＳ Ｋ ６７２３に規定された電線、ケーブル用軟質塩化ビニル樹脂組成物を発泡させたものである。
発泡剤のアゾジカルボンアミドはエチレン−酢酸ビニル共重合体をベース樹脂とするマスターバッチとして、塩化ビニル樹脂組成物に配合して用いる。アゾジカルボンアミドの配合割合はマスターバッチの１〜５０重量％が適当である。マスターバッチにはその他酸化防止剤、着色剤などの添加物が配合されていてもよい。
また、アゾジカルボンアミドの軟質塩化ビニル樹脂組成物に占める配合割合は、シースの気泡率に応じて調整すればよく、０．００１〜０．５重量％が適当である。
本発明の製造方法においては、アゾジカルボンアミドをエチレン−酢酸ビニル共重合体に混練したマスターバッチとして用いているために、発泡効率を向上し、アゾジカルボンアミドの使用量をごく少なく抑えることができるため、アゾジカルボンアミドの分解生成物による絶縁体への電気的悪影響を大幅に軽減でき、電気絶縁特性に優れた発泡ビニルシース電線・ケーブルを効率よく製造することができる。
【００１１】
本発明の製造方法は、従来方法において発泡剤としてアゾジカルボンアミドを用いたときに生じる問題を解決するものであるが、発泡剤としてｐ，ｐ’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）などを用いても同様の効果が得られる。
【００１２】
マスターバッチのベース樹脂となるエチレン−酢酸ビニル共重合体は、塩化ビニル樹脂との相溶性および流動性の面から酢酸ビニル含有量が５〜４０％であるものが好ましい。
【００１３】
エチレン−酢酸ビニル共重合体は市販品を用いることができ、東ソー（株）製ウルトラセン５３７、ウルトラセン５４０、ウルトラセン５４１、ウルトラセン６２５、ウルトラセン６３３、ウルトラセン６８１、三井・デュポンケミカル（株）製ＥＶＡＦＬＥＸ Ｐ−１２０７、Ｐ−１９０７、日本ポリオレフィン（株）製ジェイレクスＥＶＡ ＤＬ１９−８、ジェイレクスＥＶＡ ＤＬ１２−５などが挙げられる。
【００１４】
マスターバッチは、塩化ビニル樹脂組成物中に十分に分散させることが重要である。アゾジカルボンアミドの分解温度は２００℃付近であるが、塩化ビニル樹脂組成物に配合されたときには、鉛化合物や亜鉛化合物が触媒として作用して分解温度が低くなる。例えば、安定剤として三塩基性硫酸鉛が配合されているときにはアゾジカルボンアミドの分解温度が１６０℃にまで低下し、塩化ビニル樹脂組成物の加工温度である１８０〜２００℃の範囲で十分に分解が行われるはずである。しかし、分散が十分でないとアゾジカルボンアミドが触媒と接触できないために発泡ムラが生じ、気泡径が不均一となるので、マスターバッチは十分に分散させておく必要がある。
【００１５】
本発明における軟質塩化ビニル樹脂組成物としては、一般に塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、可塑剤３０〜１００重量部、安定剤１〜１０重量部、充填材０〜１００重量部、さらに必要に応じて滑剤、酸化防止剤、光安定剤などの各種添加剤および改質剤を配合したものが使用できる。
【００１６】
可塑剤は塩化ビニル樹脂の可塑剤として用いられるものであれば特に限定されず、例えばフタル酸系、トリメリット酸系、アジピン酸系、ポリエステル系等のものが挙げられる。
【００１７】
安定剤としては、鉛安定剤やＣａ／Ｚｎ系安定剤、スズ系安定剤、ホスファイト系安定剤、エポキシ化合物等が挙げられる。鉛安定剤としては、三塩基性硫酸鉛、三塩基性マレイン酸鉛、二塩基性ステアリン酸鉛、二塩基性フタル酸鉛、鉛白、二塩基性亜リン酸鉛、塩基性亜硫酸鉛等が挙げられる。Ｃａ／Ｚｎ系安定剤としてはステアリン酸カルシウム、リシノール酸カルシウム、ラウリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、リシノール酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛等が挙げられる。その他、安定化剤として協和化学工業（株）製アルカマイザー１〜５として市販されているハイドロタルサイトや、過塩素酸型ハイドロタルサイトを添加してもよい。スズ系安定剤としては有機スズメルカプタイド、有機スズマレエート、有機スズカルボキシレートなどが挙げられる。
【００１８】
充填材は、塩化ビニル樹脂組成物に一般に使用される増量剤で炭酸カルシウム、カオリンクレー、タルク等が挙げられる。炭酸カルシウムには石灰石などの天然石を粉砕した重質炭酸カルシウム、化学的製法で得られる沈降性炭酸カルシウムなどが挙げられ、これらを表面処理したものを用いてもよい。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
表１に示す絶縁用軟質塩化ビニル樹脂コンパウンドの材料、表２に示すシース用軟質塩化ビニル樹脂コンパウンドの材料をそれぞれ１６０℃に設定したロールで混練して２ｍｍ厚さのシートに成形した後、ペレタイザーにてペレット化し、２ｍｍ角のペレット状の軟質塩化ビニル樹脂コンパウンドを作製した。
【００２０】
【表１】

【００２１】
【表２】

【００２２】
また、軟質塩化ビニルコンパウンドと同様の方法で表３に示す組成の４種類のマスターバッチペレットを作製した。なお、樹脂混練時のロールの温度は、マスターバッチ１〜３は１００℃、マスターバッチ４は１６０℃とした。
【００２３】
【表３】

【００２４】
（実施例１）
径１ｍｍの銅線上に、絶縁用軟質塩化ビニル樹脂コンパウンドを押出機（Ｌ／Ｄ２４、スクリュー径３０ｍｍ）にて溶融混練して厚さ０．８ｍｍで押出被覆して絶縁線心を作製した。該絶縁線心上に、シース用軟質塩化ビニル樹脂コンパウンドとマスターバッチ１を表４の割合で押出機（Ｌ／Ｄ２４、スクリュー径３０ｍｍ）にて溶融混練した樹脂組成物を、厚さ１．５ｍｍで押出被覆し発泡させて発泡シース層を形成し、実施例１の発泡ビニルシース電線を得た。
【００２５】
（実施例２〜５）（比較例１、２）
表４に示す種類、配合量のマスターバッチを用いた以外は実施例１と同様にして発泡ビニルシース電線を作製した。
【００２６】
得られた発泡ビニルシース電線について、以下に述べる方法、基準で、シース層の気泡率、絶縁抵抗の測定、発泡セルの状態の観察を行った。結果を表４に併記する。
【００２７】
シース層の気泡率：発泡前後のシース層の密度を測定し、次式により算出した。
気泡率（％）＝（発泡前の密度−発泡後の密度）×１００／発泡前の密度
【００２８】
絶縁抵抗：ＪＩＳ Ｃ ３００５（１９９３年）９．１項（１）の方法（２０℃における絶縁抵抗）に準じて測定した。
【００２９】
発泡セルの状態：電線を長手方向に対して垂直に切断して現れたシース層の断面を目視し、微小で均一なものを○とし、○、△、×の３段階で評価した。
【００３０】
【表４】

【００３１】
実施例１〜５の発泡ビニルシース電線は、シース層の気泡率も高く、絶縁抵抗発泡セルの状態ともに良好で電気特性が優れたものであった。特に、酢酸ビニル含有量が１０％のエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いたマスターバッチを使用した実施例２では、アゾジカルボンアミド添加量が同じ実施例４、５に比べて気泡率が高い。
一方、従来の塩化ビニル樹脂をベース樹脂とするマスターバッチを用いた比較例１では、アゾジカルボンアミドの添加量は実施例２、４、５と同じであるにもかかわらず、気泡率が格段に小さいものとなっている。アゾジカルボンアミドの添加量を５％まで増量した比較例２では、実施例２と同等の気泡率のシース層が得られたが、絶縁抵抗が大きく低下したものとなった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の製造方法によれば、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを用いた塩化ビニル樹脂発泡体をシースに適用し、かつ、優れた絶縁性能を有する発泡ビニルシース電線・ケーブルを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ビニル絶縁ビニルシースケーブルの構造を説明する説明図。
【符号の説明】
２１ ケーブル
２２ 導体
２３ 絶縁体
２４ 絶縁線心
２５ シース

Claims (3)

1. 導体上に塩化ビニル樹脂を主体とする樹脂組成物を被覆し、その上に発泡剤を配合した塩化ビニル樹脂を主体とする組成物を被覆して発泡シース層を形成する発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法において、
   前記発泡剤としてはアゾジカルボンアミドを用い、かつ、該アゾジカルボンアミドはエチレン−酢酸ビニル共重合体をベース樹脂とするマスターバッチとして塩化ビニル樹脂を主体とする組成物に配合することを特徴とする発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法。
2. 前記塩化ビニル樹脂組成物に占めるアゾジカルボンアミドの配合量が０．００１〜０．５重量％であることを特徴とする請求項１に記載の発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法。
3. 前記エチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル含有量が５〜４０％であることを特徴とする請求項１または２に記載の発泡ビニルシース電線・ケーブルの製造方法。

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