JP5592211B2 - 難燃性樹脂組成物、これを用いた絶縁電線及びケーブル - Google Patents
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図1は、本発明に係るケーブルの一実施形態を示す部分側面図である。図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。図1及び図2に示すように、ケーブル10は、絶縁電線1と、絶縁電線1を包囲する編組2と、編組2を被覆するシース3とを備えている。そして、絶縁電線1は、内部導体4と、内部導体4を被覆する絶縁層5とを有している。
次に、上述したケーブル10の製造方法について説明する。
まず上記難燃性樹脂組成物を準備する。難燃性樹脂組成物は、(A)ポリエステル系エラストマと、(B)リン系難燃剤とを溶融混練することによって得ることができる。以下、(A)ポリエステル系エラストマ、(B)リン系難燃剤のそれぞれについて詳細に説明する。
ポリエステル系エラストマは、上述したように、エステル−カーボネート共重合体(A1)と、ポリエステル及びアクリルゴムを含む混合物の動的架橋物(A2)とから構成されている。
エステル−カーボネート共重合体は、ポリエステル系エラストマ中に10〜90質量%の配合率で配合されている。配合率が10質量%未満では、難燃性及び機械的特性が低下する。一方、配合率が90質量%を超えると、柔軟性が低下する。
ポリエステル及びアクリルゴムを含む混合物の動的架橋物は、ポリエステル系エラストマ中に90〜10質量%の配合率で配合されている。配合率が90質量%を超えると、難燃性、機械的特性及び耐摩耗性が低下する。一方、配合率が10質量%未満では、柔軟性が低下する。
リン系難燃剤としては、例えば、リン酸金属塩や縮合リン酸エステルが用いられる。具体的には、各種フォスフィネート金属塩(Al塩やZn塩など)やレゾルシノールビス-ジフェニルホスフェート、レゾルシノールビス-ジキシレニルホスフェート、ビスフェノールAビス-ジフェニルホスフェートなどが用いられる。これらは1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。リン系難燃剤としては、溶融混練時に液体であるものが好ましい。ここで、溶融混練時に液体であるリン系難燃剤としては、例えばビスフェノールAビス-ジフェニルホスフェートが挙げられる。溶融混練時に液体であるリン系難燃剤は、エステル−カーボネート共重合体に対して分散しやすくなり、リン系難燃剤を絶縁層5中に均一に分散できる。その結果、ケーブル10の難燃性をより向上させることができる。なお、リン系難燃剤は、溶融混練時に液体となっていればよいため、常温(25℃)で液体であるものでもよい。
次に、上記難燃性樹脂組成物で内部導体4を被覆する。具体的には、上記の難燃性樹脂組成物を、押出機を用いて溶融混練し、チューブ状の押出物を形成する。そして、このチューブ状押出物を内部導体4上に連続的に被覆する。こうして内部導体4が絶縁層5で被覆された絶縁電線1が得られる。なお、内部導体4は、1本の素線のみで構成されてもよく、複数本の素線を束ねて構成されたものであってもよい。また、内部導体4は、導体径や導体の材質などについて特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜定めることができる。
次に、上記絶縁電線1を編組2で包囲する。編組2は外部導体として機能し、例えば軟銅線などの金属で構成される。
最後に、編組2を前記難燃性樹脂組成物で被覆し、シース3を形成する。シース3は、絶縁層5を物理的又は化学的な損傷から保護するものである。以上のようにしてケーブル10が得られる。
(A1)TPE−E1(エステル−カーボネート共重合体)、(A2)TPE−E2、(A2)TPE−E3、(B)難燃剤1、及び(C)難燃剤2を、表1〜3に示す配合比で配合し、バンバリーミキサによって混練し、難燃性樹脂組成物を得た。なお、表1〜表3において、上記各配合成分の配合量の単位は質量部である。
(A1)TPE−E1(エステル−カーボネート共重合体)
東洋紡社製ペルプレン(登録商標) C2000
(A2)TPE−E2(ポリエステル及びアクリルゴムを含む混合物の動的架橋物)
日油社製ノフアロイ(登録商標) TZ660−7612−BK(ショアA硬度=76)
(A2)TPE−E3(ポリエステル及びアクリルゴムを含む混合物の動的架橋物)
デュポン社製ETPV 90A01HS(ショアA硬度=90)
(B)難燃剤1(リン系難燃剤)
ADEKA社製FP−600(ビスフェノールAビスジフェニルホスフェート)
(C)難燃剤2(水酸化マグネシウム)
協和化学社製キスマ5A
(1)難燃性
実施例1〜6及び比較例1〜10の絶縁電線について、ISO6722の45度傾斜燃焼試験を行い、この試験結果に基づき、以下のようにして難燃性評価を行った。即ち、70秒以内で消火し、500mm中の上部50mmが残っている絶縁電線を合格とし、そうでない絶縁電線を不合格とした。結果を表1〜3に示す。なお、表1〜3において、合格であった絶縁電線については「○」と表示し、不合格であった絶縁電線については「×」と表示した。
機械的特性は、実施例1〜6及び比較例1〜10の絶縁電線について、JIS規格C3005により引張試験を行い、測定された引張破断強度に基づいて以下のように評価した。即ち引張破断強度が8MPa以上のものは機械的特性に優れるとして合格とし、8MPa未満のものは不合格とした。引張破断強度の結果を表1〜3に示す。なお、引張試験は、引張速度200mm/min、標線間距離20mmで行った。
柔軟性は、実施例1〜6及び比較例1〜10の絶縁電線について、JIS規格C3005により引張試験を行い、測定された100%モジュラスの結果に基づいて以下のように評価した。即ち、100%モジュラスが10MPa以下のものは柔軟性に優れるとして合格とし、10MPaを超えるものは不合格とした。100%モジュラスの結果を表1〜3に示す。なお、引張試験は、引張速度200mm/min、標線間距離20mmで行った。また表1〜3において、100%伸びないものについては、100%モジュラスを測定することができないため、「−」と表示した。
耐熱性は、耐加熱変形性及び耐熱老化性の両方の結果に基づいて評価した。
(A)耐熱加熱変形性
絶縁電線の耐加熱変形性は、ISO6722に基づいて、以下のようにして評価した。即ち、150℃のオーブン中に絶縁電線を入れて4時間放置し、4.7Nの荷重で4時間、厚さ0.7mmの金属製ブレードのエッジを押し当てた。そして、絶縁電線を6mmφマンドレルに巻き付けた後に、エッジを押し当てた部分に対して1kVの電圧を1分間印加して耐電圧試験を行った。そして、絶縁電線に絶縁破壊が生じているかどうかを目視にて観察した。結果を表1〜3に示す。表1〜3において、絶縁破壊が生じない絶縁電線については耐加熱変形性に優れるとして「○」と表示し、絶縁破壊が生じていた絶縁電線については「×」と表示した。
(B)耐熱老化性
絶縁電線の耐熱老化性は、ISO6722に基づいて、以下のようにして評価した。即ち150℃のオーブン中に絶縁電線を入れて3000時間放置した。そして、絶縁電線を6mmφマンドレルに巻き付けた後に、1kVの電圧を1分間印加して耐電圧試験を行った。そして、絶縁電線に絶縁破壊が生じているかどうかを目視にて観察した。結果を表1〜3に示す。表1〜3において、絶縁破壊が生じない絶縁電線については耐熱老化性に優れるとして「○」と表示し、絶縁破壊が生じていた絶縁電線については「×」と表示した。
引張破断伸びは、実施例1〜6及び比較例1〜10の絶縁電線について、JIS規格C3005により引張試験を行うことにより測定した。即ち、引張破断伸びが150%以上のものは合格とし、150%未満のものは不合格とした。なお、引張試験は、引張速度200mm/min、標線間距離20mmで行った。結果を表1〜3に示す。
実施例1〜6及び比較例1〜10の絶縁電線についての耐摩耗性の評価は、スクレープ試験(ISO6722)に基づいて以下の手順で行った。
即ち、φ0.45mmのニードルを、荷重7Nで絶縁電線の表面に押し当てながら、その絶縁電線の表面上を往復摩耗させた。そのときニードルが絶縁電線内の導体に接触するまでの往復回数を測定した。そして、絶縁電線をニードルに対して移動させた後、その長手方向を中心軸として90°回転させ、そのときニードルに対向する個所でも上記と同様に往復回数を測定した。この操作を12回繰り返して行い、その平均値を求めた。そして、この測定した往復回数の平均値が3000回以上である絶縁電線については良好とし、3000回未満である絶縁電線については不良とした。
なお、測定は、往復回数が3000回を超えた時点で終了させた。結果を表1〜3に示す。表1〜3において、良好な絶縁電線については「○」と表示し、不良な絶縁電線については「×」と表示した。
実施例1〜6及び比較例1〜10の絶縁電線についての耐低温性の評価は、以下のようにして行った。
即ち、絶縁電線を−40℃にて6mmφマンドレルに巻き付けた。その後、1kVで1分間電圧を印加し、耐電圧試験を行った。そして、マンドレルに巻きつけた際に導体が露出するかどうか、耐電圧試験により絶縁破壊が生じるかどうかを調べた。結果を表1〜3に示す。表1〜3において、絶縁電線をマンドレルに巻きつけた際に導体が露出するか、耐電圧試験により絶縁破壊が生じた場合には、耐低温性が不良であるとして「×」と表示し、導体が露出せず、絶縁破壊も生じなかった場合には、耐低温性が良好であるとして「○」と表示した。
2…編組
3…シース
4…内部導体
5…絶縁層
10…ケーブル。
Claims (6)
- (A)ポリエステル系エラストマと、
(B)リン系難燃剤とを含み、
前記リン系難燃剤が、前記ポリエステル系エラストマ100質量部に対して10〜75質量部の割合で配合され、
前記ポリエステル系エラストマが、10〜90質量%のエステル−カーボネート共重合体(A1)と、90〜10質量%のポリエステル及びアクリルゴムを含む混合物の動的架橋物(A2)からなることを特徴とする難燃性樹脂組成物。 - 前記動的架橋物(A2)のショアA硬度が90未満である、請求項1に記載の難燃性樹脂組成物。
- 前記リン系難燃剤が、縮合リン酸エステル及びリン酸金属塩からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1又は2に記載の難燃性樹脂組成物。
- 前記リン系難燃剤が混練温度において液状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物。
- 導体と、
前記導体を被覆する絶縁層と、
を備えており、
前記絶縁層が、請求項1又は2に記載の難燃性樹脂組成物で構成されること、
を特徴とする絶縁電線。 - 内部導体及び前記内部導体を被覆する絶縁層を有する絶縁電線と、
前記絶縁電線を囲むシースとを備え、
前記絶縁層及び前記シースの少なくとも一方が請求項1〜4のいずれか一項に記載の難燃性樹脂組成物で構成されることを特徴とするケーブル。
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