JPH10334737A - 含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐カットスルー性が顕著に優れていながら且つ
引張強度や耐寒性も優れている含ふっ素エラストマ被覆
電線・ケーブル及びその製造方法の提供。 【解決手段】本発明の含ふっ素エラストマ被覆電線・ケ
ーブルは、 ａ．テトラフルオロエチレン〜プロピレン共重合体とエ
チレン〜テトラフルオロエチレン系共重合体の重量比９
５／５〜６０／４０から成るブレンド物１００重量部に
対して、 ｂ．平均粒径１μｍ以上の無機充填剤と平均粒径０．０
３〜０．２０μｍ無機充填剤とから成るブレンド無機充
填剤を６０〜２００重量部を添加して成る含ふっ素エラ
ストマブレンド物で被覆層を形成し、且つ該被覆層は架
橋されたものであることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は含ふっ素エラストマ
被覆電線・ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電線・ケーブルの被覆材料としては各種
のゴム、プラスチックスが用いられている。

【０００３】ゴム被覆材料としては天然ゴム、クロロプ
レンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロスルホン化
ポリエチレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、ポ
リウレタンゴム、シリコンゴム、ふっ素ゴム、テトラフ
ルオロエチレン〜プロピレン共重合体等がある。

【０００４】また、プラスチックス被覆材料としてはポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル混和物、
ポリアミド樹脂、ふっ素樹脂等がある。

【０００５】これらの内テトラフルオロエチレン〜プロ
ピレン共重合体は可撓性、耐熱性、熱安定性、電気絶縁
性、耐油性、耐薬品性、難燃性等がいずれも優れてお
り、近年電線・ケーブルの耐熱被覆材料として広く実用
されるようになってきている。特に、電離放射線照射等
により架橋したテトラフルオロエチレン〜プロピレン系
共重合体エラストマーは電線・ケーブルの耐熱被覆材料
として広く実用されている。

【０００６】しかしながらこのテトラフルオロエチレン
〜プロピレン共重合体は一面プラスチック的性質をも具
備しているため、高温下では熱軟化し易い難点がある。
特に、導体上又は電線コア外周上にテトラフルオロエチ
レン〜プロピレン共重合体を薄肉に被覆して成る電線・
ケーブルは、薄肉であるために高温下で著しく熱軟化し
易いのである。

【０００７】このような高温下で熱軟化し難い特性は、
耐カットスルー性により評価されている。この試験方法
の詳細は後述するが、要は高温下で試験材料の表面に荷
重を載せた刃を載せ、そのカットスルー状況を評価する
ものである。

【０００８】従来、テトラフルオロエチレン〜プロピレ
ン共重合体の耐カットスルー性の向上方法として無機充
填剤を多量に配合することが行われていた。このように
無機充填剤を多量に配合したテトラフルオロエチレン〜
プロピレン共重合体は耐カットスルー性が向上するが、
引張強度及び耐寒性が著しく低下してしまうという難点
があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、耐カットスルー性が顕
著に優れていながら且つ引張強度や耐寒性も優れている
含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブルを提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、導体上又は絶縁電線コア外周上にテトラフルオロ
エチレン〜プロピレン共重合体とエチレン〜テトラフル
オロエチレン系共重合体との含ふっ素エラストマブレン
ド物を被覆して成る含ふっ素エラストマ被覆電線・ケー
ブルにおいて、前記含ふっ素エラストマブレンド物層
は、 ａ．テトラフルオロエチレン〜プロピレン共重合体とエ
チレン〜テトラフルオロエチレン系共重合体の重量比９
５／５〜６０／４０から成るブレンド物１００重量部に
対して、 ｂ．平均粒径１μｍ以上の無機充填剤と平均粒径０．０
３〜０．２０μｍ無機充填剤とから成るブレンド無機充
填剤を６０〜２００重量部を添加して成り、且つ架橋さ
れたものであることを特徴とする含ふっ素エラストマ被
覆電線・ケーブルにある。

【００１１】本発明において含ふっ素エラストマブレン
ド物層は、テトラフルオロエチレン〜プロピレン共重合
体とエチレン〜テトラフルオロエチレン系共重合体の重
量比９５／５〜６０／４０から成るブレンド物１００重
量部に対して、平均粒径１μｍ以上の無機充填剤と平均
粒径０．０３〜０．２０μｍ無機充填剤とのブレンド無
機充填剤を６０〜２００重量部を添加して成り、且つ架
橋されている。

【００１２】本発明において無機充填剤としては工業的
に実用されているものならよいが、特に炭酸カルシウム
が適切である。

【００１３】本発明はこのように構成することにより第
１に無機充填剤、例えば炭酸カルシウムを多量に配合す
ることにより耐カットスルー性を顕著に向上させ、第２
にエチレン〜テトラフルオロエチレン系共重合体をブレ
ンドすることにより引張特性と耐寒性とを改善させる。

【００１４】その結果本発明ではこれらにより耐カット
スルー性が顕著に優れていながら引張強度や耐寒性も優
れている含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブルを得る
ことができるのである。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の含ふっ素エラスト
マ被覆電線・ケーブルの発明の実施の形態について説明
する。

【００１６】本発明においてテトラフルオロエチレン〜
プロピレン共重合体としてはテトラフルオロエチレンと
プロピレンとから成る共重合体、又はテトラフルオロエ
チレンとプロピレンと他の共重合可能な成分との共重合
体とを用いることができる。

【００１７】このような共重合可能な他の成分としては
エチレン、ブテン−１、アクリル酸、アクリル酸エステ
ル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、ふっ化ビニ
ル、ふっ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロペン、クロ
ロエチルビニルエーテル、グリシジルビニルエーテル、
クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビ
ニルエーテル等がある。

【００１８】また、テトラフルオロエチレン〜プロピレ
ン共重合体は、モル比率でテトラフルオロエチレン／プ
ロピレン＝９５／５〜３０／７０の範囲のものが適切で
あり、特に好ましいものは９０／１０〜４５／５５の範
囲のものである。更に、これら以外の成分の含有量は５
０モル％以下、特に５０モル％以下が適切である。

【００１９】本発明において含ふっ素エラストマブレン
ド物は引張強度、耐寒性及び加工性を向上させるため、
テトラフルオロエチレン〜プロピレンとエチレン〜テト
ラフルオロエチレン系共重合体の重量比９５／５〜６０
／４０の含ふっ素エラストマブレンド物とする。特に好
ましい含ふっ素エラストマブレンド物はテトラフルオロ
エチレン〜プロピレンとエチレン〜テトラフルオロエチ
レン系共重合体の重量比９０／１０〜４５／５５の含ふ
っ素エラストマブレンド物である。

【００２０】本発明においてエチレン〜テトラフルオロ
エチレン系共重合体としてはエチレンとテトラフルオロ
エチレンとの共重合体、若しくはエチレンとテトラフル
オロエチレンと他の共重合可能な成分との共重合体であ
る。特に、エチレンとテトラフルオロエチレンと他の共
重合可能な成分との共重合体が好ましい。その中でも好
ましいのはエチレンとテトラフルオロエチレンとフルオ
ロオレフィンとの共重合体である。

【００２１】ここにおいてフルオロオレフィンとしては
クロロトリフルオロエチレン、ふっ化ビニリデン、トリ
フルオロエチレン、１，１−ジヒドロパーフルオロプロ
ペン−１、１，１−ジヒドロパーフルオロブデン、１，
１、５−トリヒドロパーフルオロペンテン−１、１，
１、７−トリヒドロパーフルオロペンテン−１、１，
１、２−トリヒドロパーフルオロヘキセン−１、１、２
−トリヒドロパーフルオロオクテン−１、パーフルオロ
（メチルビニルエーテル）、パーフルオロ（エチルビニ
ルエーテル）、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオ
ロブテン−１、３．３、３−トリフルオロ−２−トリフ
ルオロメチルプロペン−１等がある。

【００２２】またここにおいてエチレンとテトラフルオ
ロエチレンとフルオロオレフィンとの共重合体は、エチ
レン／テトラフルオロエチレン／フルオロオレフィンの
モル比が１０〜４０／９０〜６０／０．１〜２０である
ことが望ましい。

【００２３】本発明において含ふっ素エラストマブレン
ド物層、テトラフルオロエチレン〜プロピレンとエチレ
ン〜テトラフルオロエチレン系共重合体の重量比９５／
５〜６０／４０から成るブレンド物１００重量部に対し
て、平均粒径１μｍ以上の無機充填剤と平均粒径０．０
３〜０．２０μｍ無機充填剤とのブレンド無機充填剤を
添加して成る含ふっ素エラストマブレンド物から成る
が、これらの限定理由は次の通りである。即ち、無機充
填剤を６０重量部以下では耐カットスルー性の向上効果
が見られなく、逆に２００重量部以上では引張強度や耐
寒性が著しく悪化してしまうためである。

【００２４】ここにおいて無機充填剤はそのまま用いて
もよく、またビニルシラン、アミノシラン、脂肪酸等に
よって表面処理した無機充填剤として用いてもよい。

【００２５】本発明において好ましい無機充填剤として
は炭酸カルシウムである。

【００２６】更に、無機充填剤を平均粒径１μｍ以上の
無機充填剤と平均粒径０．０３〜０．２０μｍ無機充填
剤とのブレンド無機充填剤としたのは、次の理由の通り
である。

【００２７】即ち、本発明者等は鋭意検討した結果、次
の２点を突き止めた。

【００２８】 含ふっ素エラストマブレンド物の機械
的特性は配合する小さい粒径の無機充填剤を配合する程
良くなるが、その半面耐熱性が著しく低下してしまう。

【００２９】 含ふっ素エラストマブレンド物は０．
２〜１．０μｍの無機充填剤を配合してから混練作業す
ると、含ふっ素エラストマブレンド物内で無機充填剤が
２０〜３０μｍというような巨大凝集物に２次凝集し、
その結果含ふっ素エラストマブレンド物の機械的特性が
著しく低下してしまう。

【００３０】そこで本発明者等は鋭意検討した結果、含
ふっ素エラストマブレンド物内に平均粒径１μｍ以上の
無機充填剤と平均粒径０．０３〜０．２０μｍ無機充填
剤とのブレンド無機充填剤を配合すれば機械的特性と耐
熱性とを同時に改良できることを発見し、本発明に至っ
たのである。ここにおいて平均粒径１μｍ以上の無機充
填剤は最大粒子径を限定しないが、望ましくは最大粒子
径が１０μｍである。更に、平均粒径１μｍ以上の無機
充填剤と平均粒径０．０３〜０．２０μｍ無機充填剤と
のブレンド比率も限定しないが、望ましくは耐熱性の点
から平均粒径０．０３〜０．２０μｍ無機充填剤を６０
重量部以下とする。

【００３１】本発明においてこれらの成分以外に必要に
応じて他の成分、例えば架橋モノマー、架橋剤、架橋助
剤、顔料、滑剤、加工助剤、安定剤、酸化防止剤等を配
合してもよい。

【００３２】

【実施例】次に、本発明の含ふっ素エラストマ被覆電線
・ケーブルについての実施例を比較例と共に説明する。

【００３３】

【表１】

【００３４】［材料の秤量、採取］まず、表１の組成表
に従って実施例１〜７、比較例１〜７について、各材料
を秤量、採取した。

【００３５】例えば、実施例１については、次の通りで
ある。

【００３６】 テトラフルオロエチレン〜プロピレン共重合体 ９０重量部 エチレン〜テトラフルオロエチレン系共重合体 １０重量部 架橋助剤 １重量部 滑剤 １重量部 平均粒径１μｍ以上の炭酸カルシウム ４０重量部 平均粒径０．０３〜０．２０μｍの炭酸カルシウム ３０重量部 ここにおいてテトラフルオロエチレン〜プロピレン共重
合体は、数平均分子量が１０万である。

【００３７】また、架橋助剤はトリアリルイソシアヌレ
ートである。

【００３８】更に、滑剤はステアリン酸バリウムであ
る。

【００３９】［ペレットの作成］次に、秤量、採取した
実施例１〜７、比較例１〜７のブレンド物について、そ
れぞれ５０〜６０℃に加熱した混練ロールで１５分間混
練することにより実施例１〜７、比較例１〜７のペレッ
トを作成した。

【００４０】［電線・ケーブルへの押出し被覆］上記で
得られた実施例１〜７及び比較例１〜７のペレットをシ
リンダーヘッド温度が２５０℃、シリンダー１位置温度
が２８０℃、シリンダー２位置温度が３００℃、Ｌ／Ｄ
＝２２の４０mm押出機のホッパーに入れ、それから押出
し被覆した。

【００４１】実施例１〜５は、２本の架橋ポリエチレン
絶縁電線と介在物とを撚合わせてなるコアー撚線上に厚
さ１mmとなるように外層シースを押し出し被覆した。

【００４２】また、実施例６〜７は、導体断面積７５mm
² の銅撚線上に、被覆厚さ０．４mmの絶縁層となるよう
に押出し被覆した。

【００４３】図１はかくして得られた実施例１の含ふっ
素エラストマ被覆電線・ケーブルの横断面を示したもの
である。

【００４４】図１において１は１は銅撚線、２は架橋ポ
リエチレン絶縁層、３は架橋ポリエチレン絶縁電線コア
ー、４は介在物層、５は含ふっ素エラストマ被覆層であ
る。

【００４５】なお、ここでは絶縁層として架橋ポリエチ
レンを用いたが、それ以外の絶縁層、例えば含ふっ素エ
ラストマ、塩化ビニル樹脂混和物、各種ゴム等でもよ
い。

【００４６】［含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブル
の作成］次に、上記で得られた実施例１〜７及び比較例
１〜７の押出し被覆電線・ケーブルをそれぞれ電離放射
線照射炉内を通過させて１０Ｍｒａｄの電子線を照射
し、架橋させ、実施例１〜７及び比較例１〜７の含ふっ
素エラストマ被覆電線・ケーブルを得た。

【００４７】［含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブル
の特性試験方法］次に、上記で得られた実施例１〜７及
び比較例１〜７の含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブ
ルについて特性試験を行った。

【００４８】ａ．引張強度試験 まず、上記で得られた実施例１〜７及び比較例１〜７の
含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブルよりそれぞれ銅
撚線を抜き取って含ふっ素エラストマ被覆層を取り出し
た。

【００４９】次に、採取した実施例１〜７及び比較例１
〜７の含ふっ素エラストマ被覆層についてそれぞれＪＩ
Ｓ−Ｋ−６３０１に準じて引張試験を行った。

【００５０】ｂ．耐寒性 実施例１〜７及び比較例１〜７の含ふっ素エラストマブ
レンド物についてそれぞれ厚さ２mmのシート状物を作成
し、それからそれらについてＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準
じて脆化試験を行った。

【００５１】ｃ．耐カットスルー性 上記で得られた実施例１〜７及び比較例１〜７の含ふっ
素エラストマ被覆電線・ケーブルについてＵＬ ｓｕｂ
ｊｅｃｔ ７５８に準じて２００℃で耐カットスルー性
試験を行った。

【００５２】［含ふっ素エラストマ被覆電線・ケーブル
の特性試験結果］実施例１〜７及び比較例１〜７の含ふ
っ素エラストマ被覆電線・ケーブルについての特性試験
結果は前述の表１に示した。

【００５３】表１から分かるように比較例１の含ふっ素
エラストマ被覆電線・ケーブルは、エチレン〜テトラフ
ルオロエチレン−１、１−ジヒドロパーフルオロプロペ
ン−１を配合してないから耐寒性が極めて悪い。

【００５４】比較例２の含ふっ素エラストマ被覆電線・
ケーブルは伸びと耐熱性が悪い。

【００５５】比較例３の含ふっ素エラストマ被覆電線・
ケーブルは炭酸カルシウム“Ａ”のみを配合したため引
張り強度が小さい。

【００５６】比較例４の含ふっ素エラストマ被覆電線・
ケーブルは炭酸カルシウム“Ｂ”のみを配合したため耐
熱性が悪い。

【００５７】比較例５の含ふっ素エラストマ被覆電線・
ケーブルは炭酸カルシウムの２次凝集が起こり、引張り
強度が小さい。

【００５８】比較例６の含ふっ素エラストマ被覆電線・
ケーブルは炭酸カルシウムの配合量が範囲を越えて配合
したものであり、引張り強度、伸び、耐熱性の三者が悪
い。

【００５９】比較例７の含ふっ素エラストマ被覆電線・
ケーブルは炭酸カルシウムの配合量が範囲を下回るもの
であり、耐カットスルー性が悪い。

【００６０】これらに対して実施例１〜７の含ふっ素エ
ラストマ被覆電線・ケーブルは引張強度が大きく、耐寒
性が優れ、更に耐カットスルー性も優れている。

【００６１】

【発明の効果】本発明の含ふっ素エラストマ被覆電線・
ケーブルは本来有している優れた可撓性、耐熱性、熱安
定性、電気絶縁性、耐油性、耐薬品性、難燃性の外に、
従来難点とされていた引張強度も大きく且つ耐寒性も優
れ、その上耐カットスルー性も優れたものであり、工業
上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の含ふっ素エラストマ被覆電
線・ケーブルの横断面を示したものである。

【符号の説明】

１ 銅撚線 ２ 絶縁層 ３ 絶縁電線コアー ４ 介在物層 ５ 含ふっ素エラストマ被覆層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体上又は絶縁電線コア外周上にテトラフ
   ルオロエチレン〜プロピレン共重合体とエチレン〜テト
   ラフルオロエチレン系共重合体との含ふっ素エラストマ
   ブレンド物を被覆して成る含ふっ素エラストマ被覆電線
   ・ケーブルにおいて、前記含ふっ素エラストマブレンド
   物層は、 ａ．テトラフルオロエチレン〜プロピレン共重合体とエ
   チレン〜テトラフルオロエチレン系共重合体の重量比９
   ５／５〜６０／４０から成るブレンド物１００重量部に
   対して、 ｂ．平均粒径１μｍ以上の無機充填剤と平均粒径０．０
   ３〜０．２０μｍ無機充填剤とから成るブレンド無機充
   填剤を６０〜２００重量部を添加して成り、且つ架橋さ
   れたものであることを特徴とする含ふっ素エラストマ被
   覆電線・ケーブル。
2. 【請求項２】無機充填剤が炭酸カルシウムであることを
   特徴とする請求項１記載の含ふっ素エラストマ被覆電線
   ・ケーブル。