JP7247881B2

JP7247881B2 - 絶縁電線

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Publication number: JP7247881B2
Application number: JP2019233954A
Authority: JP
Inventors: 周岩崎; 有木部; 孔亮中村; 充橋本
Original assignee: PROTERIAL, LTD.
Current assignee: PROTERIAL, LTD.
Priority date: 2019-08-23
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2023-03-29
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: CN112409676B; JP2021036513A; CN112409676A

Description

本発明は、絶縁電線に関するものである。

絶縁電線は、導体と、前記導体の周囲に設けられる被覆層としての絶縁層とを有している。前記絶縁電線の絶縁層は、ゴムや樹脂を主原料とした材料からなる。このような絶縁電線は、用途に応じて必要な特性が異なる。例えば、鉄道車両用、自動車用または機器用の絶縁電線には、高い絶縁性や難燃性、低温特性、耐ダイナミックカットスルー性などが要求される。

このような絶縁電線において、高い耐摩耗性および耐ダイナミックカットスルー性を得るために、導体と絶縁層との間にセパレータを設けるという方法もあるが、こうすると、製造コストが増大するだけでなく、配線作業性が低下するという問題がある。そのため、セパレータを設けることなく（セパレータレス）、絶縁層の機械特性を向上させることが望ましい。

そのため、絶縁電線の絶縁層を構成するベースポリマとして、高い結晶性を有するポリマを用いることが考えられる。高い結晶性を有するポリマとしては、例えば、高密度ポリエチレン（High Density Polyethylene：ＨＤＰＥ）が挙げられる。

絶縁性と難燃性とを両立させることを目的として、例えば、特許文献１には、高密度ポリエチレンを含むベースポリマに、難燃剤として金属水酸化物を添加した絶縁層を有する絶縁電線が記載されている。

特開２０１６－１７１０８号公報

しかし、本発明者の検討によれば、例えば、セパレータレスの絶縁電線において、絶縁層を単層とした場合に、絶縁層を特許文献１に記載された組成の樹脂組成物によって構成しても、十分な機械特性、難燃性、絶縁性、低温特性、耐熱性および電線加工性が得られない場合があることを確認した。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、単層の絶縁層を有するセパレータレスの絶縁電線において、機械特性、難燃性、絶縁性、低温特性、耐熱性および電線加工性を備えた絶縁電線を提供することを目的とする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

［１］絶縁電線は、導体と、前記導体の周囲に被覆される絶縁層とを有し、前記絶縁層は、前記導体上に直接被覆されており、前記絶縁層を構成する樹脂組成物は、ベースポリマと、金属水酸化物と、加工助剤と、金属キレート剤とを含む。前記ベースポリマは、高密度ポリエチレンと、無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンと、エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体と、無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体と、エチレン－アクリル酸エステル共重合体とを含む。前記加工助剤は、金属石鹸および／またはシリコーン系加工助剤を含む。前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部中、前記無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンを５質量部以上３５質量部未満含有し、前記エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体を３０質量部以上５０質量部未満含有し、前記無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体を５質量部以上２０質量部以下含有し、前記エチレン－アクリル酸エステル共重合体を１０質量部以上３０質量部以下含有する。前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部に対して前記金属水酸化物を１４０質量部以上２００質量部以下含有し、前記加工助剤を１質量部以上１０質量部以下含有し、前記金属キレート剤を１質量部以上１０質量部以下含有する。

［２］［１］記載の絶縁電線において、前記加工助剤は、融点が１２０℃以上の金属石鹸を含む。

［３］［２］記載の絶縁電線において、前記加工助剤は、融点が２２０℃以上の金属石鹸を含む。

［４］［１］～［３］のいずれか１つに記載の絶縁電線において、前記エチレン－アクリル酸エステル共重合体のアクリル酸エステル量は、１０質量％以上２５質量％以下である。

［５］［１］～［４］のいずれか１つに記載の絶縁電線において、前記無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体のガラス転移点は、－５５℃以下である。

［６］［１］～［５］のいずれか１つに記載の絶縁電線において、前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部に対して前記金属水酸化物を１５０質量部以上１８０質量部以下含有する。

［７］［１］～［６］のいずれか１つに記載の絶縁電線において、前記金属水酸化物は、水酸化マグネシウムである。

［８］［１］～［７］のいずれか１つに記載の絶縁電線において、前記樹脂組成物は、架橋されている。

本発明によれば、単層の絶縁層を有するセパレータレスの絶縁電線において、機械特性、難燃性、絶縁性、低温特性、耐熱性および電線加工性を備えた絶縁電線を提供することができる。

一実施の形態の絶縁電線の構造を示す横断面図である。

（検討事項）
実施の形態を説明する前に、本発明者らが検討した事項について説明する。

まず、前述したように、導体と、前記導体の周囲に被覆された（単層の）絶縁層とを備える絶縁電線において、絶縁性と難燃性とを両立させることを目的として、高密度ポリエチレンを含む（Ａ）ベースポリマに、難燃剤として（Ｂ）金属水酸化物を添加した樹脂組成物を絶縁層とすることを検討した（以下、検討例の絶縁電線と称する）。

難燃剤として（Ｂ）金属水酸化物を用いる場合には、ハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤と異なり、燃焼時に有毒なガスが発生しないため、環境への悪影響や二次災害などを防止できる点で優れている。一方で、難燃剤として（Ｂ）金属水酸化物を用いる場合には、十分な難燃性を確保するために、ハロゲン系難燃剤やリン系難燃剤に比べて、多くの量をベースポリマに添加する必要がある。しかし、（Ａ１）高密度ポリエチレンは、（Ｂ）金属水酸化物との相溶性が低いため、（Ａ１）高密度ポリエチレンに（Ｂ）金属水酸化物を多量に添加すると、樹脂組成物の機械特性が低下してしまう。

本発明者らは、検討例において、（Ａ）ベースポリマに、（Ａ１）高密度ポリエチレン以外に、（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体を添加し、さらに（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体、および、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体を添加することを検討した。

（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体は、（Ｂ）金属水酸化物との相溶性が高いポリマであるため、（Ａ）ベースポリマに（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体を添加することで、（Ｂ）金属水酸化物を多量に添加した場合であっても、樹脂組成物の機械特性の低下を抑制できる。

ただし、（Ａ１）高密度ポリエチレンと（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体との相溶性は高くない。そのため、（Ａ）ベースポリマに、（Ａ１）高密度ポリエチレンと（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体との間の極性を有する（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体、および、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体をさらに添加することによって、（Ａ）ベースポリマと（Ｂ）金属水酸化物との密着性を高めることができる。その結果、検討例において、樹脂組成物の機械特性の確保と難燃性の確保とを両立することができる。

ここで、本発明者らは、検討例において、以下の３つの課題を確認している。検討例における１つ目の課題は、機械特性、難燃性および絶縁性（電気特性）の両立が難しいことである。一般に、樹脂組成物の難燃性を向上させるため、（Ｂ）金属水酸化物を多量に添加すると、樹脂組成物の絶縁性が低下してしまう。この問題を解消するための方法としては、例えば、絶縁電線の絶縁層を（Ｂ）金属水酸化物の添加量の多い樹脂組成物からなる難燃層と、（Ｂ）金属水酸化物の添加量の少ない樹脂組成物からなる絶縁層との２層構造にするという方法が考えられる。ただし、このようにすると、電線を細径化することが難しく、また、製造コストも増大してしまう。従って、単層の絶縁層において、機械特性、難燃性および絶縁性を確保することが望まれる。

検討例における２つ目の課題は、電線加工性および絶縁性の両立が難しいことであり、具体的には、ダイスカスおよびニップルカスの発生である。電線製造用の押出被覆装置を用いて、導体の周囲に樹脂組成物からなる絶縁層を形成する際に、押出被覆装置のダイスおよびニップルにカスが発生し、これが押出された絶縁層の表面に付着していく。このようなダイスカスおよびニップルカスは、電線加工性を低下させ、絶縁層の外観を悪くするのみならず、これらのカスに電界が集中し、絶縁破壊の原因になるという問題があった。

検討例における３つ目の課題は、耐熱性の低下である。セパレータレスの絶縁電線にあっては、絶縁層が導体上に直接被覆されている。そのため、導体に含まれる銅などが絶縁層内に拡散し、これを触媒とする熱劣化（熱老化）が発生するため、耐熱性が低下するという問題があった。

また、これらの３つの課題以外にも、検討例に係る絶縁電線において、低温環境下での柔軟性、すなわち低温特性を確保することは必要不可欠である。

以上より、単層の絶縁層を有するセパレータレスの絶縁電線において、その構成を工夫することにより、機械特性、難燃性、絶縁性、低温特性、耐熱性および電線加工性を備えた絶縁電線が望まれる。

（実施の形態）
＜絶縁電線の主要な構成および効果＞
以下、本発明の一実施の形態に係る絶縁電線について、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る絶縁電線を示す横断面図である。図１に示すように、本実施の形態に係る絶縁電線１０は、導体１と、導体１の周囲に被覆される単層の絶縁層２とを有している。本実施の形態に係る絶縁電線１０は、セパレータを有しておらず、絶縁層２は、導体１上に直接被覆されている。

本実施の形態に係る絶縁層２を構成する樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマと、（Ｂ）金属水酸化物と、（Ｃ）加工助剤と、（Ｄ）金属キレート剤とを含んでいる。

本実施の形態に係る（Ａ）ベースポリマは、（Ａ１）高密度ポリエチレンと、（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンと、（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体と、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体と、（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体とを含んでいる。

本実施の形態に係る（Ｃ）加工助剤は、金属石鹸および／またはシリコーン系加工助剤である。

本実施の形態では、以上のような構成を採用したことにより、単層の絶縁層を有するセパレータレスの絶縁電線において、機械特性、難燃性、絶縁性、低温特性、耐熱性および電線加工性を備えることができる。以下、その理由について具体的に説明する。

前述したように、検討例の絶縁電線の絶縁層を構成する樹脂組成物において、（Ａ）ベースポリマとして、（Ｂ）金属水酸化物との相溶性が高い（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体を添加した。そして、（Ａ）ベースポリマとして、（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体との相溶性が高い（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体を添加し、かつ、（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体との相溶性が高い（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体を添加した。

しかし、このような検討例の絶縁電線において、絶縁性（電気特性）および電線加工性の低下が課題として明らかになった。

そこで、本実施の形態に係る樹脂組成物には、（Ａ）ベースポリマとして、さらに（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンを添加している。（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンは、（Ａ１）高密度ポリエチレンとの相溶性が高く、かつ、（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体および（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体との相溶性も高い。そのため、本実施の形態にあっては、（Ａ）ベースポリマと（Ｂ）金属水酸化物との密着性を高めることができ、絶縁電線の絶縁性を向上させることができる。

また、本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマとして、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体を含んでいるため、低温環境下での柔軟性が向上し、絶縁電線において低温特性を確保することができる。

また、本実施の形態に係る樹脂組成物には、さらに、（Ｃ）加工助剤として、金属石鹸および／またはシリコーン系加工助剤を添加している。これらの加工助剤は、押出被覆装置において樹脂組成物を押し出す際に、ダイスまたはニップルと当該樹脂組成物との間に介在し、潤滑性を高める。その結果、図１に示す本実施の形態に係る絶縁電線１０にあっては、ダイスカスおよびニップルカスの発生を防止し、電線加工性を向上させることができる。また、本実施の形態に係る絶縁電線１０にあっては、ダイスカスおよびニップルカスが発生しないため、これらのカスを原因とする絶縁性の低下も防止することができる。

また、本実施の形態に係る樹脂組成物には、さらに（Ｄ）金属キレート剤を添加している。前述したように、図１に示す本実施の形態に係る絶縁電線１０は、セパレータを有しておらず、絶縁層２は、導体１上に直接被覆されている。このようなセパレータレスの絶縁電線にあっては、導体１に含まれる銅などが絶縁層２内に拡散し、これを触媒とする熱劣化（熱老化）が発生するため、耐熱性が低下する。この点、本実施の形態に係る樹脂組成物に添加した（Ｄ）金属キレート剤が、絶縁層２内に拡散した銅などを捕捉するため、絶縁電線１０の耐熱性の低下を防止することができる。

以上より、本実施の形態に係る絶縁電線１０にあっては、単層の絶縁層を有するセパレータレスの絶縁電線において、機械特性、難燃性、絶縁性、低温特性、耐熱性および電線加工性を備えることができる。

＜導体の構成＞
以下、本実施の形態に係る絶縁電線１０に用いられる導体１の構成について説明する。

図１に示す導体１としては、通常用いられる金属線、例えば銅線、銅合金線のほか、アルミニウム線、金線、銀線などを用いることができる。また、導体１として、金属線の周囲に錫やニッケルなどの金属めっきを施したものを用いてもよい。さらに、導体１として、金属線を撚り合わせた（集合）撚り導体を用いることもできる。導体１の断面積および外径は、特に限定されるものではなく、絶縁電線１０に求められる電気特性に応じて適宜変更することができる。導体１の断面積は、例えば１ｍｍ²以上１０ｍｍ²以下であり、導体１の外径は、例えば１．２０ｍｍ以上２．３０ｍｍ以下である。

＜絶縁層の構成＞
前述したように、図１に示す絶縁電線１０の絶縁層２は、以下で詳述する本実施の形態に係る樹脂組成物からなる。絶縁層２の厚さは、特に限定されるものではないが、０．１５ｍｍ以上２ｍｍ以下が好ましい。

＜樹脂組成物の詳細な構成＞
以下、本実施の形態に係る絶縁電線１０の絶縁層２を構成する樹脂組成物について、本発明の成立に必要な配合量なども含めて原材料ごとに詳細に説明する。

［高密度ポリエチレン］
本実施の形態に係る（Ａ１）高密度ポリエチレンとしては、融点、密度および分子量は特に限定されるものではないが、密度が０．９４２ｇ／ｃｍ³以上のポリエチレンであることが好ましい。本実施の形態において、（Ａ１）高密度ポリエチレンは、機械特性、特に耐ダイナミックカットスルー性を担保する。本実施の形態において、後述の（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンを単独で用いると樹脂組成物の粘性が高くなる等の虞があることから、（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンと併せて（Ａ１）高密度ポリエチレンを含有させる必要があるが、その含有量については特にこれを限定しない。ただし、（Ａ１）高密度ポリエチレンは、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中、５質量部以上３５質量部以下含有することが好ましく、１０質量部以上３０質量部以下含有することがより好ましい。（Ａ１）高密度ポリエチレンの含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中、５質量部以上、より好ましくは１０質量部以上とすることで、十分な耐ダイナミックカットスルー性が得られる。（Ａ１）高密度ポリエチレンの含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中、３５質量部以下、より好ましくは３０質量部以下とすることで、（Ａ）ベースポリマ中に（Ａ１）高密度ポリエチレンと（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンとをバランス良く配合することができ、後述するように十分な絶縁性（電気特性）を担保することができる。

［無水マレイン酸変性高密度ポリエチレン］
（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンは、高密度ポリエチレンに無水マレイン酸をグラフト共重合させたものである。

本実施の形態に係る（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンとしては、融点、密度および分子量は特に限定されるものではないが、相溶性の観点から（Ａ１）高密度ポリエチレンと同等の密度であることが好ましい。本実施の形態において、（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンは、（Ａ１）高密度ポリエチレンと同様、機械特性、特に耐ダイナミックカットスルー性を担保するとともに、（Ａ１）高密度ポリエチレンとの相溶性および（Ｂ）金属水酸化物との相溶性が高いことから、絶縁性（電気特性）を担保する。

本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中、（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンを５質量部以上３５質量部未満含有する。（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンの含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中５質量部以上とすることで絶縁電線の絶縁層として十分な絶縁性が得られる。また、（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンは（Ｂ）金属水酸化物との密着性が高いが、その含有量を（Ａ）ベースポリマ１００質量部中３５質量部未満とすることで樹脂組成物の粘性が高くなりすぎず、絶縁層として形成した場合に外観の荒れを防止するとともに、層厚が薄くなった部分から絶縁破壊が生じるといった事態を防止することができる。

［エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体］
本実施の形態に係る（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体は、無水マレイン酸変性ポリマ（無水マレイン酸のグラフト共重合体）よりも無水マレイン酸量が多いため、無水マレイン酸変性ポリマよりも（Ｂ）金属水酸化物との相溶性が高い。そのため、本実施の形態において、（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体は、機械特性、特に耐摩耗性を担保する。

本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中、（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体を３０質量部以上５０質量部未満含有する。（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体の含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中３０質量部以上とすることで、絶縁電線の絶縁層として十分な耐摩耗性が得られ、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中５０質量部未満とすることで、絶縁電線の絶縁層として十分な伸びが得られる。

（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体としては、エチレン－アクリル酸メチル－無水マレイン酸３元共重合体、エチレン－アクリル酸エチル－無水マレイン酸３元共重合体、エチレン－アクリル酸ブチル－無水マレイン酸３元共重合体などが挙げられ、これらのうちの１つを単独で用いても、これらを２種類以上併用してもよい。本実施の形態において、アクリル酸エステル量および無水マレイン酸量は特に限定されるものではないが、（Ｂ）金属水酸化物との密着性を高めるという観点から、アクリル酸エステル量は５質量％以上３０質量％以下が好ましく、無水マレイン酸量は２．８質量％以上３．６質量％以下が好ましい。

［無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体］
本実施の形態に係る（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体は、エチレン－α－オレフィン共重合体に無水マレイン酸をグラフト共重合させたものである。エチレン－α－オレフィン共重合体は低温環境下での柔軟性に優れており、無水マレイン酸で変性することにより、（Ｂ）金属水酸化物との相溶性が向上する。そのため、本実施の形態において、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体は、機械特性、特に低温特性を担保する。

本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体を５質量部以上２０質量部以下含有する。（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体の含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中５質量部以上とすることで、十分な低温特性が得られ、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中２０質量部以下とすることで、適切な柔軟性を有し、かつ、十分な耐ダイナミックカットスルー性が得られる。

また、本実施の形態に係る樹脂組成物において、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体のガラス転移点は、－５５℃以下であることが好ましい。（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体は、（Ｂ）金属水酸化物との間で高い密着性を有するポリマであり、かつ、低温環境下での柔軟性に優れるポリマである。そのため、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体のガラス転移点を－５５℃以下とすることで、これを含む樹脂組成物の低温特性を向上することができる。なお、本実施の形態において、（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体のガラス転移点は、示差走査熱量測定（Differential scanning calorimetry：ＤＳＣ）法によって測定することができるが、これに限定されるものではない。

（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体の原材料であるエチレン－α－オレフィン共重合体としては、炭素数が３以上１２以下のα－オレフィンとエチレンとの共重合体が挙げられる。炭素数が３以上１２以下のα－オレフィンとしては、例えばプロピレン、１－ブテン、１－ペンテン、１－ヘキセン、４－メチルペンテン、１－ヘプテン、１－オクテンなどが挙げられ、１－ブテンが好ましい。ここで例示した（Ａ４）無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体は、これらのうちの１つを単独で使用しても、これらを２種類以上併用してもよい。

［エチレン－アクリル酸エステル共重合体］
本実施の形態に係る（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体は、（Ｂ）金属水酸化物との相溶性が高く、かつ、（Ａ３）エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体との相溶性も高い。そのため、（Ｂ）金属水酸化物を（Ａ）ベースポリマ中に分散させることができる。さらに、（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体は、燃焼時に炭化層を形成して難燃効果を奏する。以上より、本実施の形態において、（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体は、難燃性を担保する。

本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中、（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体を１０質量部以上３０質量部以下含有する。（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体の含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中１０質量部以上とすることで、絶縁電線の絶縁層として十分な伸びが得られ、（Ａ）ベースポリマ１００質量部中３０質量部以下とすることで、絶縁電線の絶縁層として十分な耐摩耗性が得られる。

また、本実施の形態に係る樹脂組成物において、（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体のアクリル酸エステル量は、１０質量％以上２５質量％以下であることが好ましい。こうすることで、（Ｂ）金属水酸化物との密着性を適切な範囲で高めることができ、樹脂組成物の機械特性を向上させることができる。

（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体としては、エチレン－アクリル酸メチル共重合体、エチレン－アクリル酸エチル共重合体、エチレン－アクリル酸ブチル共重合体などが挙げられ、エチレン－アクリル酸メチル共重合体が好ましい。ここで例示した（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体は、これらのうちの１つを単独で使用しても、これらを２種類以上併用してもよい。なお、エチレン－酢酸ビニル共重合体は、高温環境下で脱酢酸反応が起こり、物性低下が著しいため、（Ａ５）エチレン－アクリル酸エステル共重合体としては使用できない。

［金属水酸化物］
本実施の形態に係る（Ｂ）金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウムなどが挙げられ、水酸化マグネシウムが好ましい。これは、金属水酸化物の熱分解反応（吸熱反応）の反応開始温度が約３５０℃であり、樹脂組成物の熱分解温度と近く、樹脂組成物の熱分解を抑制する効果が高いためである。

後述の実施例に示すように、本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して（Ｂ）金属水酸化物を１４０質量部以上２００質量部以下含有する。（Ｂ）金属水酸化物の含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して１４０質量部以上とすることで絶縁電線の絶縁層として十分な難燃性が得られ、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して２００質量部以下とすることで、絶縁電線の絶縁層として十分な絶縁性が得られる。また、後述の実施例（実施例１～４，６，８～１２）に示すように、本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して（Ｂ）金属水酸化物を１５０質量部以上１８０質量部以下含有することが好ましい。こうすることで、本実施の形態に係る樹脂組成物を絶縁層とする絶縁電線において、十分な難燃性、低温特性および耐熱性を発揮させることができる。

また、本実施の形態の（Ｂ）金属水酸化物は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、または、ステアリン酸などの脂肪酸類によって表面処理されているものを用いることが好ましい。こうすることで、樹脂組成物中の金属水酸化物の分散性が向上し、その結果、樹脂組成物の成形加工性および難燃性が向上する。絶縁電線の絶縁層として高い耐熱性が必要である場合には、シランカップリング剤によって表面処理された金属水酸化物を用いることが好ましい。

［加工助剤］
本実施の形態に係る（Ｃ）加工助剤は、前述したように、金属石鹸および／またはシリコーン系加工助剤である。

本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して、（Ｃ）加工助剤を１質量部以上１０質量部以下含有する。（Ｃ）加工助剤の含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して１質量部以上とすることで、ダイスカスおよびニップルカスの発生を抑制することができる。また、（Ｃ）加工助剤は可燃物であるが、（Ｃ）加工助剤の含有量を（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して１０質量部以下とすることで、前述した樹脂組成物の難燃性を十分に発揮させることができる。

また、本実施の形態に係る樹脂組成物において、（Ｃ）加工助剤は、融点が１２０℃以上の金属石鹸を含むことが好ましく、融点が２２０℃以上の金属石鹸を含むことがより好ましい。こうすることで、樹脂組成物の押出成形時の温度（例えば１３０℃～２４０℃）において、ダイスまたはニップルと当該樹脂組成物との間の潤滑性を効果的に高め、ダイスカスおよびニップルカスの発生をより確実に防止することができる。

金属石鹸としては、例えば、ステアリン酸マグネシウム（融点１２０℃）、１２－ヒドロキシステアリン酸マグネシウム（融点２２０℃）などが挙げられる。

シリコーン系加工助剤としては、例えば、オルガノポリシロキサンが挙げられ、具体的には、ジメチルポリシロキサン、メチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン、または、ビニル基などの官能基をその末端に有する変性ポリシロキサンが挙げられる。

［金属キレート剤］
本実施の形態に係る（Ｄ）金属キレート剤は、銅害防止剤または重金属不活性化剤ともよばれる。

本実施の形態に係る樹脂組成物は、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して、（Ｄ）金属キレート剤を１質量部以上１０質量部以下含有する。（Ｄ）金属キレート剤の含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して１質量部以上とすることで絶縁電線の絶縁層として十分な耐熱性が得られる。また、（Ｄ）金属キレート剤の含有量を、（Ａ）ベースポリマ１００質量部に対して１０質量部以下とすることで、（Ｄ）金属キレート剤を（Ａ）ベースポリマ中に十分に分散させることができ、樹脂組成物にツブが発生し低温曲げ試験で割れるといった事態を防止することができる。

（Ｄ）金属キレート剤としては、例えばヒドラジド化合物またはサリチル酸誘導体などが挙げられ、具体的には、Ｎ，Ｎ'－ビス［３－（３，５－ジ－tert－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン、３－（Ｎ－サリチロイル）アミノ－１，２，４－トリアゾール、Ｎ'１，Ｎ'１２－ビス（２－ヒドロキシベンゾイル）ドデカンジヒドラジド、または、２－ヒドロキシ－Ｎ－１Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３－イルベンゾアミド、アルコールカルボン酸エステルなどが挙げられる。

［その他］
また、本実施の形態の樹脂組成物は、以上で説明した原材料以外にも、必要に応じて（Ｅ）その他の成分として、（Ｅ１）酸化防止剤、（Ｅ２）架橋助剤、着色剤、化学架橋剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、滑剤、補強材、界面活性剤、無機充填材、可塑剤、発泡剤、相溶化剤、安定剤などを含有していてもよい。

（Ｅ１）酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、フェノール／チオエステル系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、亜リン酸エステル系酸化防止剤などが挙げられる。

（Ｅ２）架橋助剤としては、例えば、トリメチロールプロパントリメタクリレート（ＴＭＰＴ）、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、Ｎ，Ｎ'－メタフェニレンビスマレイミド、エチレングリコールジメタクリレート、アクリル酸亜鉛、メタクリル酸亜鉛などが挙げられる。

また、本実施の形態に係る絶縁電線の絶縁層を構成する樹脂組成物は、架橋されていることが好ましい。これにより、樹脂組成物の機械特性が向上する。

＜絶縁電線の製造方法＞
図１に示す本実施の形態に係る絶縁電線１０は、例えば、以下のように製造される。まず、（Ａ）ベースポリマと、（Ｂ）金属水酸化物と、必要に応じて他の原材料とを溶融混練し、本実施の形態の樹脂組成物を得る。

本実施の形態の樹脂組成物を製造するための混練装置は、例えば、バンバリーミキサーや加圧ニーダなどのバッチ式混練機、二軸押出機などの連続式混練機などの公知の混練装置を採用することができる。

その後、導体１を準備し、押出成形機により、導体１の周囲を被覆するように、本実施の形態の樹脂組成物を押し出して、所定厚さの絶縁層２を形成する。こうすることで、絶縁電線１０を製造することができる。

また、本実施の形態の絶縁電線１０の製造方法においては、絶縁層２を形成した後に、絶縁層２を構成する樹脂組成物を、例えば電子線架橋法または化学架橋法により架橋する工程を含む。この工程は必須ではないが、前述したように、架橋により当該樹脂組成物の機械特性が向上するため、この工程を含むことが好ましい。

電子線架橋法を用いる場合には、樹脂組成物を絶縁電線１０の複数の被覆層２として成形した後に、例えば１～３０Ｍｒａｄの電子線を照射して架橋する。化学架橋法を用いる場合には、樹脂組成物にあらかじめ架橋剤を添加しておき、樹脂組成物を絶縁電線１０の絶縁層２として形成した後に、熱処理して架橋する。樹脂組成物の配合組成も比較的簡素化できるため好ましい。

（実施例）
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例および比較例の概要＞
以下、実施例１～１２および比較例１～８の絶縁電線について説明する。実施例１～１２の絶縁電線は、図１に示す本実施の形態に係る絶縁電線１０に対応する。比較例１～８の絶縁電線は、図１に示す絶縁電線１０と構成は同様であるが、絶縁層２を構成する樹脂組成物が実施例１～１２と異なっている。

＜実施例および比較例の製造方法＞
実施例１～１２および比較例１～８の絶縁電線の製造方法は次の通りである。まず、表１および表２に示す各原材料を室温にてドライブレンドし、混合した原材料を２５Ｌ加圧ニーダにより１３０～２４０℃にて溶融混練し、樹脂組成物を生成した。造粒機でペレット化した樹脂組成物を、電線製造用の押出被覆装置を用いて、導体の周囲に被覆して絶縁層を形成することにより、絶縁電線を作製した。この絶縁電線に電子線架橋処理（５Ｍｒａｄ）を行うことで、絶縁層を構成する樹脂組成物の架橋を行い、実施例１～１２の絶縁電線を作製した。比較例１～８の絶縁電線の製造方法は、実施例１～１２の絶縁電線と同様であるため省略する。

＜実施例および比較例の原材料＞
実施例１～１２および比較例１～８の絶縁電線の絶縁層を構成する樹脂組成物の組成を表１および表２に示す。

実施例１～１２および比較例１～８の絶縁電線の導体は、スズメッキ銅撚り導体（芯線１９本、素線外径０．１８ｍｍ）を用いた。絶縁層の被覆厚は０．２６ｍｍとした。

＜実施例および比較例の評価方法＞
実施例および比較例は、以下で詳述する特性について評価した。総合評価としては、以下の（１）～（６）の特性評価の全てにおいて、◎または○であるものを「◎」とし、△が含まれるものを「○」とし、×が含まれるものを「×」とした。

（１）低温特性：低温試験
絶縁電線の低温特性を、低温巻き付け試験によって評価した。具体的には、作製した電線を－４０℃で４時間冷却し、その後、φ５．６ｍｍおよびφ７．０ｍｍのマンドレルに６回巻き付けた。φ５．６ｍｍのマンドレルに巻き付けた際に、絶縁層にクラックが観察されなかったものを「◎」とし、φ５．６ｍｍのマンドレルではクラックが観察されたが、φ７．０ｍｍのマンドレルではクラックが観察されなかったものを「○」とし、φ５．６ｍｍおよびφ７．０ｍｍのいずれのマンドレルでもクラックが観察されたものを「×」とした。

（２）耐熱性：熱老化試験
絶縁電線の耐熱性を、熱老化試験によって評価した。具体的には、作製した電線を１８０℃の老化試験機に１００時間または１６８時間放置し、φ５．６ｍｍのマンドレルに６回巻き付けた。１６８時間放置後にマンドレルに巻き付けた際に、絶縁層にクラックが観察されなかったものを「◎」とし、１６８時間放置後ではクラックが観察されたが、１００時間放置後ではクラックが観察されなかったものを「○」とし、１００時間放置後にクラックが観察されたものを「×」とした。

（３）難燃性：難燃試験
絶縁電線の難燃性を、規格ＥＮ５０３０５．９．１．２に準拠した難燃試験により評価した。具体的には、作製した絶縁電線を３７本撚りの１束とし、１４束を等間隔で垂直に並べ、２０分間バーナーで炎をあてた後、炭化長が下端部より１．０ｍ以下のものを「◎」とし、炭化長が１．０ｍを超えて１．５ｍ未満のものを「○」とし、炭化長が１．５ｍ以上のものを「×」とした。

（４）耐ダイナミックカットスルー性：ダイナミックカットスルー試験
絶縁電線の耐ダイナミックカットスルー性を、規格ＥＮ５０３０５．５．６に準拠したダイナミックカットスルー試験により評価した。具体的には、先端にニードルがついた切断刃を１Ｎ／秒の速度で絶縁電線に当てて、絶縁層が切断された荷重（４回の平均値）を測定した。荷重が９０Ｎ以上であるものを「◎」とし、荷重が７０Ｎ以上９０Ｎ未満であるものを「○」とし、荷重が７０Ｎ未満であるものを「×」とした。

（５）電線加工性
絶縁電線の電線加工性をダイスカスおよびニップルカスの発生の有無および直流安定性試験により評価した。具体的には、１０００ｍの絶縁電線を製造する場合において、絶縁層の押出成形時にダイスカスがない、または、ダイスカスが発生してもエアーで飛ばすことができ電線外観に異常がなく、かつ、ニップルカスもないものを「◎」とし、ダイスカスがない、または、ダイスカスが発生してもエアーで飛ばすことができ、電線外観に異常がなく、かつ、ニップルカスが微量に発生したものを「○」とし、ニップルカス起因によるコブが発生し、後述の直流安定性試験において２４０時間以上短絡しないものを「△」とし、ニップルカス起因によるコブが発生し、後述の直流安定性試験において２４０時間未満で短絡したもの、または、絶縁電線の外観荒れが著しいものを「×」とした。

（６）絶縁性：直流安定性試験
絶縁電線の絶縁性を、規格ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験により評価した。具体的には、作製した絶縁電線を８５℃で３質量％濃度の食塩水に浸漬させた状態で３００Ｖを印加し、短絡（絶縁破壊）するまでの時間を測定した。絶縁破壊するまでの時間が３００時間以上であるものを「◎」とし、２４０時間以上３００時間未満であるものを「○」とし、２４０時間未満であるものを「×」とした。

＜実施例および比較例の詳細および評価結果＞
表１に実施例１～１２の構成および評価結果を示す。また、表２に比較例１～８の構成および評価結果を示す。

表１に示すように、実施例１～１２の絶縁電線は、絶縁層を構成する樹脂組成物の組成を変化させたものである。

表１に示すように、実施例１～１２において、樹脂組成物の組成の違いにかかわらず上記（１）～（６）の特性は、いずれも良好であった。特に、実施例１～５は、他の実施例に比べてより高い評価となった。

具体的には、実施例７よりも（Ｂ）水酸化マグネシウムの添加量が少なく、かつ、実施例８よりも（Ｄ）金属キレート剤の添加量が少ない実施例１～６，９～１２は、他の実施例に比べて（１）低温特性が優れている。

実施例７よりも（Ｂ）水酸化マグネシウムの添加量が少なく、かつ、実施例９，１０よりも（Ｄ）金属キレート剤の添加量が多い実施例１～６，８，１１，１２は、他の実施例に比べて（２）耐熱性が優れている。

実施例１～５，１０よりも（Ｂ）水酸化マグネシウムの添加量が多い実施例６～９，１１，１２は、他の実施例に比べて（３）難燃性が優れている。特に、（Ｂ）水酸化マグネシウムの添加量が多い実施例７は、他の実施例に比べて（４）耐ダイナミックカットスルー性が優れている。

（Ｃ）加工助剤に融点の異なる複数の金属石鹸を併用した実施例１，７、および、（Ｃ）加工助剤に金属石鹸とシリコーン系加工助剤とを併用した実施例２～５，８～１０，１２は、他の実施例に比べて（５）電線加工性が優れている。特に、（Ｃ）加工助剤の添加量が多い実施例５は、他の実施例に比べて特に（５）電線加工性が優れている。

実施例６～９，１１，１２よりも（Ｂ）水酸化マグネシウムの添加量が少なく、かつ、実施例１０よりも（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンの添加量が多い実施例１～５は、他の実施例に比べて（６）絶縁性が優れている。

一方、表２に示すように、比較例１は、難燃剤である（Ｂ）水酸化マグネシウムの添加量が少ないため、（３）難燃性で不合格となった。

比較例２は、可燃物である（Ｃ）加工助剤の添加量が多いため、（３）難燃性で不合格となった。

比較例３は、（Ｃ）加工助剤の添加量が少ないため、ダイスカスおよびニップルカスを防止することができず、かつ、直流安定性試験においてカス由来のコブから短絡したことにより、（５）電線加工性および（６）絶縁性で不合格となった。

比較例４は、難燃剤である（Ｂ）水酸化マグネシウムの添加量が多いため、（６）絶縁性で不合格となった。

比較例５は、（Ｄ）金属キレート剤の添加量が少ないため、（２）耐熱性で不合格となった。

比較例６は、（Ｄ）金属キレート剤の添加量が多いため、分散性が低下して低温割れを起こし、（１）低温特性で不合格となった。

比較例７は、（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンを含んでいないため、（６）絶縁性で不合格となった。

比較例８は、（Ａ１）高密度ポリエチレンを含んでいないため、押し出し時の粘度が高すぎて外観が荒れ、かつ、直流安定性試験において肉厚の薄い箇所から短絡したことにより、（５）電線加工性および（６）絶縁性で不合格となった。

＜実施例および比較例のまとめ＞
実施例および比較例の結果より、本発明によれば、単層の絶縁層を有するセパレータレスの絶縁電線において、機械特性、難燃性、絶縁性、低温特性、耐熱性および電線加工性を備えることができることが示された。特に、（Ａ）ベースポリマとして（Ａ２）無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンを添加することで、高い絶縁性が得られることが明らかになった。そして、（Ａ）ベースポリマに（Ｃ）加工助剤を適量添加することで、高い電線加工性が得られること、すなわち、ダイスカスおよびニップルカスの発生を防止できることが明らかになった。そして、（Ａ）ベースポリマに（Ｄ）金属キレート剤を適量添加することで、高い耐熱性が得られることが明らかになった。

本発明は前記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１導体
２絶縁層
１０絶縁電線

Claims

導体と、前記導体の周囲に被覆される絶縁層とを有し、
前記絶縁層は、前記導体上に直接被覆されており、
前記絶縁層を構成する樹脂組成物は、ベースポリマと、金属水酸化物と、加工助剤と、金属キレート剤とを含み、
前記ベースポリマは、高密度ポリエチレンと、無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンと、エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体と、無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体と、エチレン－アクリル酸エステル共重合体とを含み、
前記加工助剤は、金属石鹸および／またはシリコーン系加工助剤を含み、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部中、前記高密度ポリエチレンを１０質量部以上３５質量部以下含有し、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部中、前記無水マレイン酸変性高密度ポリエチレンを５質量部以上３５質量部未満含有し、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部中、前記エチレン－アクリル酸エステル－無水マレイン酸３元共重合体を３０質量部以上５０質量部未満含有し、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部中、前記無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体を５質量部以上２０質量部以下含有し、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部中、前記エチレン－アクリル酸エステル共重合体を１０質量部以上３０質量部以下含有し、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部に対して前記金属水酸化物を１４０質量部以上２００質量部以下含有し、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部に対して前記加工助剤を１質量部以上１０質量部以下含有し、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部に対して前記金属キレート剤を１質量部以上１０質量部以下含有する、絶縁電線。
請求項１記載の絶縁電線において、
前記加工助剤は、融点が１２０℃以上の金属石鹸を含む、絶縁電線。
請求項２記載の絶縁電線において、
前記加工助剤は、融点が２２０℃以上の金属石鹸を含む、絶縁電線。
請求項１～３のいずれか１項に記載の絶縁電線において、
前記エチレン－アクリル酸エステル共重合体のアクリル酸エステル量は、１０質量％以上２５質量％以下である、絶縁電線。
請求項１～４のいずれか１項に記載の絶縁電線において、
前記無水マレイン酸変性エチレン－α－オレフィン共重合体のガラス転移点は、－５５℃以下である、絶縁電線。
請求項１～５のいずれか１項に記載の絶縁電線において、
前記樹脂組成物は、前記ベースポリマ１００質量部に対して前記金属水酸化物を１５０質量部以上１８０質量部以下含有する、絶縁電線。
請求項１～６のいずれか１項に記載の絶縁電線において、
前記金属水酸化物は、水酸化マグネシウムである、絶縁電線。
請求項１～７のいずれか１項に記載の絶縁電線において、
前記樹脂組成物は、架橋されている、絶縁電線。