JPH04137318A

JPH04137318A - 電線またはケーブルの製造方法

Info

Publication number: JPH04137318A
Application number: JP25774290A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Yamamoto; 康彰山本; Norio Takahata; 紀雄高畑; Kiichi Kanano; 叶野　貴一
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1990-09-27
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1992-05-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は電線またはケーブルの製造方法、特に難燃性ポ
リオレフィン絶縁体で被覆された電線またはケーブルの
製造方法に関する。

［従来の技術］ポリエチレン等のポリオレフィンは、絶縁体として絶縁
抵抗、絶縁耐力、誘電率、耐水性、耐湿性、耐溶剤性、
耐薬品性等多くの点で優れているので、電線・ケーブル
の絶縁被覆として広く用いられているが、燃焼し易く、
火源から電線・ケーブルを伝わって火災が拡がることが
しばしばあるため、難燃性にすることが要求されている
。特に、民生用電気機器、車両、船舶、航空機、工場、
高層ビル、トンネル等に使用する電線・ケーブルでは難
燃性を強く要求される。

難燃化剤をポリオレフィンに添加することにより、ポリ
オ゛レフイン絶縁材料を難燃性とすることが行われてい
る。難燃化剤としてハロゲン含有有機化合物が広く用い
られていたが、火災時に有毒ガスや大量の煙を発生する
ため、最近では、このような欠点のない、水酸化アルミ
ニウムや水酸化マグネシウム等の金属水酸化物を用いた
無機系難燃化剤が用いられるようになっている。難燃化
剤として金属水酸化物を用いたポリオレフィン絶縁電線
を製造するには、金属水酸化物をポリマーペレットに混
合し、均一に混練した後、導体の外周に押し出し成形に
より被覆する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、金属水酸化物は通常、微細な粉末であり、ポリ
オレフィンのペレットと嵩（かさ）密度が大きく異なる
ため、これらを均一に混練するには時間がかかる。景近
の電線ケーブルに要求されている高度の難燃性を得るた
めには、ポリオレフィン中に多量の金属水酸化物を添加
する必要があるが、そのような組成物は特に混練に長時
間を要する。このため製造速度が低下し、製造コストが
上昇する。特に、ポリマーペレットと金属水酸化物の混
合・混練と押出成形を連続した工程で一挙に行うことが
困難であり、混合・混練を押出成形工程と切り離して別
に行う必要が生ずるので、生産効率の上で極めて不利で
ある。

多量の金属水酸化物を含む場合には、混練だけでなく、
押出成形も著しく低い速度に制限されるから、難燃化剤
を含まない、あるいはハロゲン含有化合物を難燃化剤と
するポリオレフィン絶縁電線に比し、製造速度が低くな
り、生産コストが上昇する。

それ故、本発明の目的は、金属水酸化物を難燃化剤とし
て含む、難燃性のすぐれたポリオレフィン絶縁を線また
はケーブルの製造方法において、ポリマーペレットと難
燃化剤の均一な混練を短時間で行うことができ、押出成
形の速度も大きくできる方法を実現することである。

また本発明の第二の目的は、金属水酸化物を難燃化剤と
して含む、難燃性のすぐれたポリオレフィン絶縁電線ま
たはケーブルの製造方法において、ポリマーペレットと
難燃化剤の混合・混練と押出成形を連続工程で一挙に行
う方法を実現することである。

本発明では、金属水酸化物を難燃化剤として含む、難燃
性のすぐれたポリオレフィン絶縁電線またはケーブルの
製造方法において、ポリマーペレットと難燃化剤の均一
な混練を短時間で行うことができ、押出成形の速度も大
きくできる方法を実現するため、ポリオレフィンの平均
粒径Ｘのペレット１００重量部に、金属水酸化物の平均
粒径０．１〜５Ｘの造粒物５０〜３００重量部を混合し
、混練し、押出成形して導体の外周を被覆する。

また本発明では、金属水酸化物を難燃化剤として含む、
難燃性のすぐれたポリオレフィン絶縁電線またはケーブ
ルの製造方法において、ポリマーペレットと難燃化剤の
混合・混練と押出成形を連続工程で一挙に行う方法を実
現するため、ポリオレフィンの平均粒径Ｘのペレット１
００重量部に、金属水酸化物の平均粒径Ｏ１１〜５ｘの
造粒物５０〜３００重量部を混合し、これを押出機に供
給して、回転するスクリューで混練し、続いて押出成形
して、導体の外周を被覆する。

ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、エチレンプロ
ピレン共重合体（ブタジェン等の他の重合成分を含んで
もよい）、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンメチ
ルアクリレート共重合体、エチレンエチルアクリレート
共重合体、エチレンブチレン共重合体（ブタジェン等の
他の重合成分を含んでもよい）等を用いることができる
。二種以上のポリオレフィンを用いてもよい。ポリオレ
フィンのペレットの粒径は、通常１ないし１０ｍａ＋で
ある。

金属水酸化物は、結晶水を有する２価、３価、または４
価の金属の水酸化物が好ましく、炭酸塩、珪酸塩等との
複合体でもよい。例えば水酸化マグネシウム、塩基性炭
酸マグネシウム、ハイドロタルサイト、水酸化アルミニ
ウムを用いることができる。金属水酸化物は、ポリオレ
フイン１ｏｏ重量部に対し５０］ｉ量部以上加えること
が望ましい。

そうでないと、充分な難燃性を得ることができない。ま
た、′金属水酸化物が多過ぎると分散性、押出特性、絶
縁被膜の機械的特性（引張強度等）を損なうので、３０
０重量部以下が望ましい。

これらの金属水酸化物を、単なる圧縮、またはワックス
等をバインダとして圧縮等の方法で造粒し、造粒物とし
てポリオレフィンペレットと混合する。バインダとして
は、例えば、パラフィンワックス、マイクロクリスタリ
ンワックス等のワックス類、ステアリン酸等の脂肪酸、
ステアロアミド（ｓｔｅａｒａｍｉｄｅ）等のアミド類
、ジ−ｎ−オクチルフタレート等のエステル類、パラフ
ィン系プロセスオイル、シリコーンオイル、あるいは水
が用いられる。ポリオレフィン絶縁組成物に通常添加さ
れる滑り剤、可塑剤、軟化剤等をバインダとして利用し
てもよい。バインダの量は、難燃性、取扱性等から、金
属水酸化物１００重量部に対し１〜２０重量部の範囲と
するのが好ましい。造粒の方法として、圧縮造粒、流動
層造粒、遠心流動造粒、攪拌造粒、スプレー造粒等を用
いることができる。ポリオレフィンの平均粒径をＸとし
たとき、金属水酸化物の造粒物の平均粒径が０．１〜５
Ｘの範囲にあるようにする。そして、ポリオレフィンの
ペレット１００重量部に対し、このような金属水酸化物
の造粒物５０〜３００重量部を混合する。

ポリオレフィン絶縁被覆は、難燃化剤のほか、酸化防止
剤、滑り剤、カーボンブラック、軟化剤、分散剤等を含
んでもよい。酸化防止剤としては、フェニル−α−ナフ
チルアミン、Ｎ、　Ｎ’−ジ：βナフチルー叶フェニレ
ンジアミン等のアミン系酸化防止剤、２，６−ジーｔ−
ブチル−４−メチルフェノール、立体障害フェノール等
のフェノール系酸化防止剤の、いずれを用いることもで
きる。

上述のようなポリオレフィンペレットと金属水酸化物の
造粒物を適当な混合機で混合した後、均一・になるまで
混練し、押出成形により導体に被覆する。押出成形には
単軸押し出し機、２軸押し出し機のいずれを用いてもよ
い。押し出し機により混練と押し出しを連続して行うこ
ともでき、生産効率上有利である。

導体は通常用いられる電気良導体の何れでもよく、例え
ば、銅、アルミニウム等、あるいはそれらの合金を用い
ることができる。導体は、錫、ハンダ、ニッケル、銀等
の種々の金属でめっきされたものでもよい。

本発明で製造される電線またはケーブルのポリオレフィ
ン絶縁被覆は、ポリオレフィンを架橋させたものでもよ
く、従って導体をポリオレフィン絶縁組成物で被覆する
工程の後に、さらに架橋のための工程を設けてもよい。

架橋には、有機過酸化物の添加、電子線照射、シラング
ラフト水架橋等のいずれを用いてもよい。有機過酸化物
としては、ジクミルペルオキシド（ｄｉｃｕ＋＊ｙｌ　
ｐｅｒｏｘｉｄｅ）、３−ビス（ｔ−ブチルペルオキシ
イソプロピル）ベンゼン等を用いることができ、ポリオ
レフィン絶縁組成物にこれらを添加してもよい。電子線
照射を用いる場合、架橋助剖としてトリメチロールプロ
パントリメリテート、トリアリルイソシアヌレート等の
反応性のモノマーをポリオレフィン絶縁組成物に添加し
てもよい。

〔作用〕

本発明では、ポリオレフィンの平均粒径Ｘのペレットと
、平均粒径０．１〜５Ｘの金属水酸化物の造粒物の混合
物を混練するので、ポリマーペレットと難燃化剤の均一
な混練を短時間で行うことができ、押出成形の速度も大
きくできる。特に、押し出し機により混練と押し出しを
連続して行うことができる。ポリオレフィン１００重量
部に対し５０〜３００重量部の、均一に分散された金属
水酸化物を難燃化剤として含むので、本発明により製造
されるポリオレフィン絶縁を線またはケーブルはすぐれ
た難燃性を有する。引張強度等の機械的特性も悪化しな
い。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する〔実施例１〕まず平均粒径１μｍの水酸化マグネシウムに、バインダ
としてパラフィンワックス５重量％を加え、転勤法によ
り、平均粒径４＋ａｍの水酸化マグネシウム造粒物を調
製した。この水酸化マグネシウム造粒物と、平均粒径４
■のエチレンエチルアクリレートコポリマーのペレット
を用いて、下記組成の絶縁シース組成物を調製した。エ
チレンエチルアクリレートコポリマーは、エチルアクリ
レート成分含有量が１８重量％、メルトインデックス（
１９０°Ｃ）が０．８のものである。

エチレンエチルアクリレートコポリマー　　　　　　　　　１００重量部水酸化マグ
ネシウム造粒物３０重量部ステアリン酸１重量部ＦＥＦカーボン５重量部４４”−チオビス（６−ｔ−ブチル −３−メチルフェノール）　　　　　　１重量部絶縁シ
ース組成物を、１８０°Ｃに保持した７０閣２軸押出機
（スクリューの螺旋部の長さと直径の比Ｌ／Ｄ＝３０）
のホッパーに供給し、ピンチ３０ｍｍのスクリューを毎
分５０回転させて、混練するとともにクロスヘツドから
押し出す。

クロスヘツドの心金には、外径１２．３　ｍの６００Ｖ
用単心エチレンプロピレンゴム絶縁線心の周りに、厚さ
１００μｍのポリイミドテープを１／２ラツプで巻きつ
けたものを、心線として通し、その外周に上記組成物を
厚さ２ｍｍの絶縁シースとして押出被覆して、ケーブル
を製造した。

得られたケーブルについて、引張特性と難燃性を以下の
方法により評価した。

（１）引張特性ケーブルから絶縁シースを切り取り、その両面をグライ
ンダで研磨し、厚さ１ｍａ＋とじた後、ＪＩＳダンベル
３号を用いて試験片を作製した。この試験片について、
ショツパ型引張試験機を用い、引張速度２００ＩＩＩＩ
ｌ／分で引張試験を行った。

（２）難燃性長さ２．０ｍのケーブルを１１本垂直に並べ、下端に７
０．Ｏ０ＯＢＴＵ／ｈｒの炎を２０分間当てた。その後
炎を取り去り、自己消炎すれば合格、全焼した場゛合不
合格とする。

上記方法により試験片１０点について引張試験を行った
結果、１．１５〜１．２３ｋｇ／ｍｍ”の引張強さと、
４１０％〜４４０％の伸びを示した。

難燃性の試験結果は合格であった。

〔実施例２〕実施例１において、転勤法の条件を変えて、平均粒径Ｉ
ｍの水酸化マグネシウム造粒物を調製した。この水酸化
マグネシウム造粒物と、エチレンエチルアクリレートコ
ポリマーの平均粒径３ＩＩＩ１１のベレントを用いて、
実施例１と同じ方法でケーブルを製造した。

得られたケーブルについて、引張特性と難燃性を実施例
１と同じ方法で評価した。試験片１０点についての引張
試験の結果、１．１９〜１．２３ｋｇ／ｍ”（Ｄ引張強
さと、４１０％〜４５０％の伸びを示し、難燃性の試験
結果も合格であった。

〔比較例１〕実施例１で用いた水酸化マグネシウム造粒物の代わりに
、造粒を行わない水酸化マグネシウムを同量用いて、試
料ケーブルを製造した。

実施例１〜２と同じ方法で引張特性と難燃性を評価した
ところ、難燃性は合格であったが、試験片１０点につい
て引張強さは０．８３〜１．０１ｋｇ／ｍｍ”程度で、
平均では１．　ＯＯｋｇ／ｍｍ”を下回り、伸びは８０
〜４００％であった。

〔比較例２〜３〕実施例１で用いた水酸化マグネシウム造粒物の代わりに
、転勤法の条件を変えて調製した平均粒径０．１　ｍｍ
の水酸化マグネシウム造粒物（比較例２の場合）および
平均粒径２０ｍｍの水酸化マグネシウム造粒物（比較例
３の場合）を、それぞれ同量用いて、試料ケーブルを製
造した。

実施例１〜２と同じ方法で引張特性と難燃性を評価した
。その結果、いずれも難燃性は合格であったが、平均粒
径０．１　ｍｍの水酸化マグネシウム造粒物を用いた比
較例２の場合、引張強さは試験片１０点について０．８
６〜１．２０　ｋｇ／ｍ”で、１．０ｋｇ／＋１１１１
１ｔに満たない場合があり、伸びは１１０〜４１０％で
あった。また平均粒径２０ｍｍの水酸化マグネシウ′ム
造粒物を用いた比較例３では、引張強さは０．８０〜０
．９３ｋｇ／■２と低く、伸びは僅か５０〜１７０％で
あった。

以上の実施例および比較例から、本発明により製造され
るケーブルの絶縁シースは、自己消炎性があり、１．０
　ｋｇ／ａｍ”以上の引張強さと４００％以上の伸びを
示すのに対し、本発明外の平均粒径の水酸化マグネシウ
ム造粒物を同量用いた比較例では、自己消炎性がなく、
引張強さと伸びが小さいことが、明らかである。これは
、本発明によると押出機中でポリオレフィンと水酸化マ
グネシウムが均一に混練され、水酸化マグネシウムが絶
縁被覆中に均一に分散するが、比較例では混練が均一に
行われず、従って絶縁被覆中に水酸化マグネシウムが均
一に分散しないためである。

〔発明の効果〕

本発明によると、ポリマーベレットと金属水酸化物を混
練し、押出成形して導体の外周に被覆し、ポリオレフィ
ン絶縁層に難燃化剤として金属水酸化物を含む電線また
はケーブルを製造する方法において、ポリマーベレット
と難燃化剤の均一な混練を短時間で行うことができ、押
出成形の速度も大きくできる。特に、ポリマーベレット
と難燃化剤の混練と押出成形を、スクリューを具えた押
し出し機により連続して行うことができる。従って、金
属水酸化物を難燃化剤として含む難燃性ポリオレフィン
絶縁電線またはケーブルを、低コストで製造することが
できる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）１００重量部のポリオレフィンの、平均粒径Ｘの
ペレットを、５０〜３００重量部の金属水酸化物の、平
均粒径０．１〜５Ｘの造粒物と混練する混練工程と、この混練工程で得られた混和物を導体の外周に押出被覆
する押出工程を有することを特徴とする、難燃性電線ま
たはケーブルの製造方法。
（２）前記混練工程が、前記押出工程を行う押出機の押
出スクリューの回転によって行われる、請求項第１項の
電線またはケーブルの製造方法。