JP6948558B2 - ポリ塩化ビニル樹脂組成物、ポリ塩化ビニル樹脂組成物シート、絶縁電線及びケーブル - Google Patents
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[2]前記成分(A)と前記成分(B)の質量比(A)/(B)=0〜60/40〜100からなり、前記成分(A)と前記成分(B)の和が100質量部、前記成分(D)が15質量部以上35質量部以下である前記[1]記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物。
[3]前記成分(A)、(B)、(C)、(D)以外に、さらに安定剤、充填剤およびそ
の他の添加剤を含む前記[1]または前記[2]記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物。
[4]前記[1]〜前記[3]のいずれか1つに記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物を用いた厚さが0.1mm以上のポリ塩化ビニル樹脂組成物シート。
[5]導体と、前記導体の外周に被覆された、前記[1]〜前記[3]のいずれか1つに記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物からなる絶縁層とを備えてなる絶縁電線。
[6]前記[1]〜前記[3]のいずれか1つに記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物からなるシースを備えたケーブル。
(ポリ塩化ビニル樹脂)
ポリ塩化ビニル樹脂としては、塩化ビニルのホモポリマー、つまりポリ塩化ビニルの他、塩化ビニルと他の共重合可能なモノマーとの共重合体、およびこれらのブレンド物が挙げられる。ポリ塩化ビニル樹脂はK値が69以上79以下からなるポリ塩化ビニル樹脂(A)とK値が80以上88以下からなるポリ塩化ビニル樹脂(B)とをブレンドしたものが良い。K値とはポリ塩化ビニル樹脂の比粘度を示した値で、重合度と相関を示す。K値は、JIS K7367−2或いはISO 1628−2の試験法により求めた値である。
可塑剤は、ポリ塩化ビニル樹脂に柔軟性を付与し、加工をし易くするための添加剤である。本実施形態においては、可塑剤としてフタル酸ジイソノニルを用いる。フタル酸ジイソノニルとしては原料のイソノニルアルコール組成が次の(a)〜(d)からなることが好ましい。(a)ジメチルへプタノール25質量部以上、(b)モノメチルオクタノール20質量部以上、(c)n−ノナノール15質量部以下、(d)その他のアルコール30質量部以下。これら(a)〜(d)の割合からなるアルコール(合計で100質量部)と無水フタル酸とのエステル合成により本発明のフタル酸ジイソノニルは作製される。
また、(c)は耐寒性付与の観点から4質量部以上に調整した方が好ましい。(d)は炭素量が7から12までのアルコールであれば、その構造は直鎖型、側鎖型のどちらでも良く、混合物であっても良い。
水酸化アルミニウムは、難燃性を付与するための添加剤である。本実施形態においては、ナトリウム、カルシウム、カリウムの元素質量濃度が0.2質量%以下からなるものを選定する。0.2質量%を超えるとコストは安価となるものの電気特性が満足しなくなるためである。添加量は水酸化アルミニウムは15質量部以上35質量部以下であることが好ましい。15質量部以上だと難燃性が良く、35質量部以下だと電気特性に尤度があり、また耐寒性、耐油性が向上するためである。
安定剤は、カルシウム−亜鉛系、バリウム−亜鉛系など、公知の複合安定剤を用いることができる。複合安定剤としては、環境や人体に対する悪影響が指摘される鉛含有以外のものが好ましく、例えばハイドロタルサイトを主成分とするものがあげられる。ハイドロタルサイトは、樹脂組成物の成形加工時などの熱負荷の際に発生する塩化水素をイオン交換により補足することができる。
他の添加剤としては、酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、銅害防止剤、加工助剤などがあげられるが、これら以外にも前記指定外のポリマや可塑剤、難燃剤を添加することができる。
上記した本発明の一実施形態に係るポリ塩化ビニル樹脂組成物によれば、アンチモン化合物を含有せず、1mm以下の肉厚でも鉄道車両用燃焼試験において「難燃性」以上の認定条件を満足し、耐寒性、電気絶縁性、耐油性のバランスに優れるポリ塩化ビニル樹脂組成物とすることができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る絶縁電線の一例を示す横断面図である。
まず、ポリ塩化ビニル樹脂に所定量の可塑剤および難燃剤を添加し均一に混練することで、ポリ塩化ビニル樹脂組成物を形成する。混練する方法としては、樹脂組成物の各成分を実質的に均一に分散、混合、混練する方法であればよく、例えばバンバリーミキサー、コニーダー、同方向二軸押出機、異方向型二軸押出機、ロール式混練機、バッチ式混練機などで混練することができる。続いて、公知の電線被覆用押出機を用いて導体の外周にポリ塩化ビニル樹脂組成物を押出被覆して、電線を製造する。
本発明の実施形態に係るケーブルは、本発明の実施形態に係る上記ポリ塩化ビニル樹脂組成物を被覆材料(シースないし絶縁層及びシース)として使用したことを特徴とする。
図2に示すように、本実施の形態に係るケーブル30は、導体1に絶縁層2を被覆した絶縁電線10、3本を紙等の介在4と共に撚り合わせた三芯撚り線と、三芯撚り線の外周に施された押え巻きテープ5と、その外周に押出被覆されたシース3とを備える。三芯撚り線に限らず、絶縁電線1本(単芯)でもよく、三芯以外の多芯撚り線であってもよい。
本発明の実施の形態に係る絶縁電線及びケーブルは、鉄道車両用の電線及びケーブルに好適に使用できる。
ポリ塩化ビニル樹脂組成物及び図1の構造の絶縁電線10を下記の通りの方法で製造し、評価を行なった。
表2〜3に示す各材料を記載された割合で配合し、170℃に設定した6インチミキシングロールで、5分混練した後、シート化した。用いた配合剤の材料は、表4に示す通りである。
シート化した各樹脂混和物を、熱プレス機にて170℃で3分予熱後、100kgf/cm2で加圧しながら温度を2分保持して、5分で室温まで冷却して、厚さを変えた5種類(0.3mm、0.6mm、0.8mm、1mm、2mm)の各評価用シートを製造した。
シート化した各樹脂混和物について、それぞれ2mm角のペレットに裁断した。裁断したそれぞれのペレットをシリンダー温度180℃、ヘッド温度185℃、線速200m/分に設定した40mm押出機にて導体に押出被覆して、図1に示す電線をそれぞれ製造した。押出作業は、それぞれ2時間連続して行った。導体は外径0.94mmの錫めっき銅線(外径0.16mmの素線26本撚り)を使用し、被覆厚は0.6mm、被覆後の外径は2.16mmとした。
作製した各評価用シートについて、耐油性、耐寒性、電気絶縁性、および鉄道車両用燃焼試験における「難燃性」の認定条件を満たすか否かを評価した。また、作製した各絶縁電線について、押出成形性(外観)を評価した。それぞれの評価方法について以下に説明する。
耐油性は、JIS K 6723に準じて、評価用シート(厚さ1mm)を用いて実施した。混和物の材料分類は1種1号(一般絶縁体)とし、1種2号絶縁油に70℃・4hr浸漬させたあとの引張強さ残率と伸び残率を求めた。規格を満たす引張強さ残率85%以上、かつ伸び残率80%以上を○とし、規格を満たさないものを×とした。
耐寒性は、JIS K 6723に準じて、評価用シート(厚さ2mm)を用いて実施した。混和物の材料分類は1種1号(一般絶縁体)とし、規格を満たす耐寒性−15℃以下を○とし、規格を満たさないものを×とした。
電気絶縁性は、JIS K 6723(6.8項の体積抵抗率試験における6.8.1測定器及び電極、6.8.2試験片及び試験片の厚さの測定)に準じて30℃での体積抵抗率を測定し、規格を満たす5×1013Ω・cm以上を○とし、規格を満たさないものを×とした。
各絶縁電線について、焼け(変色)、発泡によるコブ検出エラー及び、スパークテスターエラーが無く、絶縁電線の被覆面を爪で擦っても白化が発生無いものを○とした。焼け(変色)、コブ検出エラー、スパークテスターエラー、擦れ白化のいずれかが発生したものを×とした。
社団法人日本鉄道車両機械技術協会で規定する燃焼試験(鉄道車両用非金属材料)に準じて、評価用シート(厚さ0.3mm、0.6mm、0.8mmの3種類を試験片とした)を用いて実施した。試験片をB5判(182mm×257mm)に形成し、該試験片を45°傾斜に保持し、燃料容器の底の中心が、試験片の下面(燃焼面)中心の垂直下方25.4mm(1インチ)の所に来るように、コルクのような熱伝導率の低い材質の台に載せ、純エチルアルコール0.5ccを入れて着火し、燃料が燃え尽きるまで放置する試験法である。
(実施例1〜8)
表2に本発明の実施例1〜8の評価内容を示す。実施例1〜8は、表2に示した通り、ポリ塩化ビニル樹脂、フタル酸ジイソノニル、水酸化アルミニウムを使用しポリ塩化ビニル樹脂混和物の総量を170質量部〜200質量部に調整した例である。もちろん三酸化アンチモンは使用していない。
なお、実施例1〜5、7、8は、K値が69以上79以下のポリ塩化ビニル樹脂(A)をブレンドしているため、当該成分(A)を含んでいない実施例6よりも押出成形性に優れ製造コストを抑えることができるという効果を有する。
表3に比較例1〜6及び参考例1の評価内容を示す。
比較例1は、ナトリウム、カリウム、カルシウムの総量が0.3質量%となる水酸化アルミニウムを用いた例である。電気絶縁性が規格値を満足することができなかった。
2:絶縁層
3:シース
4:介在
5:押え巻きテープ
10:絶縁電線
30:ケーブル
Claims (5)
- 第1のK値を有するポリ塩化ビニル樹脂(A)及び第2のK値を有するポリ塩化ビニル樹脂(B)、若しくは第2のK値を有するポリ塩化ビニル樹脂(B)と、
フタル酸ジイソノニル(C)と、
水酸化アルミニウム(D)を含むポリ塩化ビニル樹脂組成物において、
前記成分(A)のK値が69以上79以下であり、
前記成分(B)のK値が80以上88以下であり、
前記成分(C)の原料のイソノニルアルコール組成が原料全体を100質量部としてジメチルへプタノール25質量部以上、モノメチルオクタノール20質量部以上、n−ノナノール15質量部以下、その他のアルコール30質量部以下であり、
前記成分(D)のナトリウム、カルシウム、カリウムの元素質量濃度が0.2質量%以下であり、
樹脂成分100質量部に対する樹脂組成物の総量が170質量部から200質量部であり、
前記成分(A)と前記成分(B)の質量比(A)/(B)=0〜60/40〜100からなり、前記成分(A)と前記成分(B)の和が100質量部に対して前記成分(D)が15質量部以上35質量部以下であるポリ塩化ビニル樹脂組成物。 - 前記成分(A)、(B)、(C)、(D)以外に、さらに安定剤、充填剤およびその他の添加剤を含む請求項1記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物を用いた厚さが0.1mm以上のポリ塩化ビニル樹脂組成物シート。
- 導体と、前記導体の外周に被覆された、請求項1又は2に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物からなる絶縁層とを備えてなる絶縁電線。
- 請求項1又は2に記載のポリ塩化ビニル樹脂組成物からなるシースを備えたケーブル。
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