JPH11219625A - 絶縁電線及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な難燃性を備えつつ耐摩耗性、耐加熱変
形性にも優れる絶縁電線を提供する。 【解決手段】 導電芯線の外周に、オレフィン系エラス
トマー材料と金属水酸化物からなる内層と、ポリアミド
樹脂からなる外層を積層し、その厚さ寸法比が内層／外
層＝６／４〜９／１である絶縁電線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性、難燃
性、耐加熱変形性等の特性に優れた２層構造の絶縁電線
及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば自動車用の絶縁電線に使用される
絶縁被覆材としては、適度な柔軟性や難燃性の面から、
ポリ塩化ビニル樹脂が従来より多く採用されている。と
ころが、この電線は、車両の廃車処分に伴って焼却廃棄
されると、焼却炉内で絶縁被覆が燃えることから塩化水
素ガスを発生し、焼却炉を傷めたり、大気中に排出され
て環境汚染の原因となるという問題点を有している。

【０００３】そこで、近年、塩素等のハロゲン成分を含
まない難燃性の樹脂組成物を絶縁被覆材として使用する
電線が研究されており、その構成はポリオレフィン系樹
脂に金属水酸化物を混合したものが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種の難燃性樹脂組成物では、ポリ塩化ビニルと比べ
ると柔軟性や屈曲性が劣り、しかも難燃性を与えるため
に多量の金属水酸化物を混合するため、耐摩耗性や引張
強さ等の機械的強度が低下するという問題があった。

【０００５】そこで例えば特開平６−１７６６３１号公
報に示されるように、内層で難燃剤を多量に配合した難
燃オレフィン材料を使用し、外層では難燃剤配合量の少
ないまたは全く含有しないオレフィン樹脂を使用する２
層構造の絶縁電線が考えられている。

【０００６】ところがこのような例では、高温下におい
て絶縁電線が変形し易いという問題があった。

【０００７】そこで、本発明の目的は、焼却時に有害ガ
スを発生せず、しかも柔軟性や屈曲性に優れるととも
に、十分な難燃性を備えつつ耐摩耗性や耐加熱変形性に
も優れる絶縁電線を提供するところにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段・作用】請求項１の発明に
係る絶縁電線は、導電芯線の外周に内層と外層とからな
る絶縁層を被覆したものであって、内層はオレフィン系
エラストマー材料と金属水酸化物とを配合してなる樹脂
組成物からなると共に、外層はポリアミド樹脂からな
り、内層及び外層の厚さ寸法比が内層／外層＝６／４〜
９／１であるところに特徴を有する。

【０００９】請求項２の発明に係る絶縁電線は、導電芯
線の外周に内層と外層とからなる絶縁層を被覆したもの
であって、内層はオレフィン系エラストマー材料の１０
０重量部に対して金属水酸化物を５０〜４００重量部配
合してなる樹脂組成物からなると共に、外層はポリアミ
ド樹脂からなり、内層及び外層の厚さ寸法比が内層／外
層＝６／４〜９／１であるところに特徴を有する。請求
項３の発明に係る絶縁電線は、請求項１または２の絶縁
電線において、オレフィン系エラストマー材料は、エチ
レン−プロピレンジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）
を架橋させてなるＥＰＤＭ架橋組成物とポリプロピレン
とを混練させてなり、ポリプロピレンとＥＰＤＭ架橋組
成物との重量比が８／２〜５／５であるところに特徴を
有する。請求項４の発明に係る絶縁電線の製造方法は、
請求項３の絶縁電線を製造する方法であって、エチレン
−プロピレンジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）にそ
の架橋剤と金属水酸化物とを加えて混練し、動的架橋を
行った後に、ポリプロピレンを添加・混練して芯線を覆
う内層を被覆し、その外周にポリアミド樹脂からなる外
層を被覆するところに特徴を有する。

【００１０】本発明で内層にオレフィン系エラストマー
材料を使用するのは、これ以外の硬い樹脂では柔軟性や
耐寒性が不足するためである。また、ポリプロピレン／
ＥＰＤＭ架橋組成物＝８／２〜５／５としたのは、この
範囲を外れると、柔軟性と耐加熱変形性の両立が困難と
なるためである。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、水酸化カルシウム等が好
適である。これらの金属水酸化物の粒径はポリマーへの
分散性、作業性、電線特性等の点から平均粒径０．１〜
５μｍのものが好ましいが、この範囲を越えても本発明
の所期の目的は達成することができる。また、金属水酸
化物の凝集防止、ポリマーへの分散性向上及びポリマー
への接着性向上の目的で、シランカップリング剤、チタ
ネートカップリング剤、脂肪酸及びその金属塩等を用い
て表面処理を施したものを用いることが好ましい。

【００１１】内層において、オレフィン系エラストマー
材料１００重量部に対して金属水酸化物を５０〜４００
重量部配合させたが、これは５０重量部以下では電線の
難燃性が不足し、逆に４００重量部以上になると電線の
耐白化性や柔軟性、更に耐摩耗性、引張強さ等が不足す
るためである。

【００１２】本発明において、外層にはポリアミド樹脂
を使用しているが、これはポリアミド樹脂以外の柔らか
い樹脂を使用すると、耐加熱変形性や耐摩耗性が不足す
るためである。さらに、難燃性を高めるために、ハイド
ロタルサイト類やシリカ、カーボンブラック、ホウ酸亜
鉛、リン化合物等の難燃助剤を添加してもよく、また、
酸化防止剤、滑剤、分散剤、銅害防止剤、着色剤等を添
加してもよい。

【００１３】内層及び外層の厚さ寸法比を内層／外層＝
６／４〜９／１としたのは、６／４以下では絶縁電線の
柔軟性が不足し、逆に９／１以上では耐摩耗性や引張強
さが不足するためである。

【００１４】ところで、上述の各原料成分を互いに混練
するに際しては、エチレン−プロピレンジエン３元共重
合体ゴムにその架橋剤と、金属水酸化物とを予め混練
し、その後にポリプロピレン樹脂を添加して混練するこ
とが好ましい。その理由は、次のようであると推測され
る。

【００１５】本来、ポリプロピレン樹脂と金属水酸化物
とは接着性が極めて乏しいため、十分な難燃性が得られ
るような金属水酸化物量を添加すると、樹脂組成物全体
の強度低下が大きく、これが耐摩耗性や引張強さ等の機
械的特性の低下や、白化現象の大きな原因となってい
た。しかし、エチレン−プロピレンジエン３元共重合体
ゴムはポリプロピレン樹脂に比べて金属水酸化物との接
着性が高く、これらを同時に混練するとその成分が金属
水酸化物の粉末の全周をくるむように取り巻く。そし
て、次にこれとポリプロピレン樹脂とを混練すると、ポ
リプロピレン樹脂中に他の成分によってくるまれた金属
水酸化物の粉末が分散した状態となるのである。また、
ポリプロピレン樹脂はエチレン−プロピレンジエン３元
共重合体との親和性に優れるから、金属水酸化物粉末は
接着性が比較的良いエチレン−プロピレンジエン３元共
重合体ゴムに取り囲まれ、その成分がポリプロピレン樹
脂に取り囲まれることになり、三者の接着性はポリプロ
ピレン樹脂が金属水酸化物粉末に接してしまうことが多
い従来の構造に比べて格段に向上する。このため、樹脂
組成物全体としては、従来と同一比率の金属水酸化物を
添加して十分な難燃性を確保できながら、耐摩耗性や引
張強度等の機械的強度を高め、また、屈曲に対する柔軟
性や耐白化性を高めることができるのである。

【００１６】なお、架橋剤は汎用のものが使用できる
が、硫黄や亜鉛華などの無機系架橋剤が好適である。ま
た更にスルフェンアミド系、チウラム系等の架橋助剤を
配合してもよく、各種の架橋方法にてポリマーの架橋を
行ってもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の絶縁電線に
よれば、オレフィン系エラストマー材料が柔軟性に優れ
るから、内層において柔軟性を高めることができる。

【００１８】一方、外層に用いるポリアミド樹脂は、耐
摩耗性や引張強さ等の機械的強度に優れると共に、耐加
熱変形性にも優れている。

【００１９】さらに、請求項４の発明によれば、従来の
ように各成分を同時に混練して製造するのに比べ、金属
水酸化物と接着性に乏しいポリプロピレンを除外してエ
チレン−プロピレンジエン３元共重合体ゴムと金属水酸
化物とを予め混練し、その後に、ポリプロピレン樹脂を
混練するようにしているから、各成分と金属水酸化物と
の接着性を高めることができ、これまでと同様に高い難
燃性を確保しつつ、耐摩耗性や引張強さ等の機械的強度
を高く保持できると共に柔軟性も高いという効果が得ら
れる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例について説
明する。

【００２１】本発明の実施例１として、ポリプロピレン
＋ＥＰＤＭ架橋組成物、ポリアミド樹脂、水酸化マグネ
シウムを表１に示す割合で混練した樹脂組成物を作製し
た。ここで、表中に示すポリプロピレン＋ＥＰＤＭ架橋
組成物の全体量は１００重量部であるが、各成分の比率
は、ポリプロピレン／ＥＰＤＭ架橋組成物＝５／５であ
る。

【００２２】一方、比較例１〜９として、ポリプロピレ
ン＋ＥＰＤＭ架橋組成物、エチレン−酢酸ビニル共重合
体（酢酸ビニル含量＝２０％）、エチレン−エチルアク
リレート共重合体（エチルアクリレート含量＝２５
％）、高密度ポリエチレン（融点＝１３５℃，ショアＤ
硬さ＝６３）、低密度ポリエチレン（融点＝９８℃，シ
ョアＤ硬さ＝４８）、直鎖状低密度ポリエチレン（融点
＝１１０℃，ショアＤ硬さ＝５８）、カルボン酸変性ポ
リエチレン、ポリアミド樹脂、水酸化アルミニウム、水
酸化マグネシウム、難燃助剤としてのシリカ及び赤リン
を表２及び表３に示す割合で混練した樹脂組成物を作製
した。これら比較例においても、上記実施例と同様に、
ポリプロピレン＋ＥＰＤＭ架橋組成物の各成分の比率
は、ポリプロピレン／ＥＰＤＭ架橋組成物＝５／５であ
る。

【００２３】以下、これら実施例１及び比較例１〜８に
示す樹脂の製造方法を説明する。

【００２４】まず、ポリプロピレンを除くすべてのポリ
マー及び架橋剤、その他配合剤をヘンシェルミキサーに
て撹拌し、その後１８０℃の加圧型ニーダに投入し、混
練する。材料温度が１５０℃付近に達したら、ポリプロ
ピレン樹脂を投入し、さらに混練する。材料温度が１８
０〜１９０℃に達したところで混練を終了し、ニーダか
ら取り出して、１７０℃の一軸造粒押出機のフィーダへ
移す。そして８０℃前後の温水でカッター部を冷却しな
がら押出造粒し、得られたペレットを脱水・乾燥する。

【００２５】また、表３に示す割合の比較例９について
は、ポリプロピレンを後から混入するのではなく、全て
の原料成分を同時に混練した樹脂組成物を上記と同様の
合成条件で作製した。

【００２６】なお、エチレン−酢酸ビニル共重合体は東
ソー社製ウルトラセン（商品名）、エチレン−エチルア
クリレート共重合体は三井デュポンポリケミカル社製エ
バフレックスＥＥＡ（商品名）、高密度ポリエチレンは
日本ポリオレフィン社製ジェイレクスＨＤ（商品名）、
低密度ポリエチレンは日本ポリオレフィン社製ジェイレ
クスＬＤ（商品名）、直鎖状低密度ポリエチレンは日本
ポリオレフィン社製ジェイレクスＬＬ（商品名）、カル
ボン酸変性ポリエチレンは日本ポリオレフィン社製アド
テックスＨＤ（商品名）を使用した。

【００２７】これらの樹脂組成物を、図１に示すよう
に、銅芯線１の外周に内層２、外層３をそれぞれの表に
示す厚みで押出して作成した薄肉電線にて、次の特性評
価を行った。 難燃性：長さ３００mmの電線試料を水平に支持し、口
径１０mmのブンゼンバーナーを用いて、還元炎の先端を
試料中央部の下側から３０秒以内で燃焼するまで当て、
炎を静かに取り去った後、試料の燃焼の程度を調べた。 耐摩耗性：２３±５℃の室温で、台上に固定した長さ
７５０mmの電線試料の絶縁被覆表面を軸方向に１０mm以
上の長さに渡ってブレードで往復して摩耗させる。ブレ
ードを毎分５０回又は６０回の速さで往復させたとき、
絶縁体の摩耗により、ブレードが芯線導体に接触するま
での往復回数を測定する。次に試料を１００mm移動させ
て、時計方向に９０度回転し、上記の測定を繰り返す。
この測定は、同一試料で計４回行い、その最小値を摩耗
抵抗とした。 耐白化性：半径６mmの筒に静かに数回巻き付け、その
状態で表面の白化度合いを目視にて確認した。

【００２８】評価結果を表１ないし表３に示す。

【００２９】

【表１】

【表２】

【表３】 まず、表１に示すように、本発明の樹脂組成物に係る実
施例１では難燃性、耐加熱変形性、耐白化性、柔軟性の
いずれも良好であった。また耐摩耗性も目標値である３
００回を大きく上回り、引張強さや伸びも良い特性値が
得られた。

【００３０】これに対し、外層にポリアミド樹脂を用い
なかった比較例１，２，３，５では、耐摩耗性や引張強
さ、加熱変形率が大きく低下している。比較例６のよう
に内層における金属水酸化物の量が少ないと、電線の難
燃性が不足する。また、難燃性を確保するために外層樹
脂に金属水酸化物量を増加させると、難燃性は向上する
が、耐摩耗性や引張強さ等の特性が低下する（比較例
５）。逆に、比較例７のように内層において金属水酸化
物量が多すぎると、難燃性は向上するが、耐摩耗性や引
張強さ、柔軟性等が低下してしまう。

【００３１】また、内層及び外層の厚さ寸法比が内層／
外層＝４／６以下では絶縁電線の難燃性、柔軟性が不足
し（比較例４）、逆に９／１以上では耐摩耗性や引張強
さ、耐白化性が低下する（比較例８）。さらに、比較例
９では混入する成分とその混合比は範囲内であるもの
の、全ての原料成分を同時に混練しているため、実施例
に比べて耐摩耗性及び引張強さという機械的強度の点で
大きく低下していることが判る。

【００３２】また、上記実施例及び比較例では、内層の
ポリプロピレンとＥＰＤＭ架橋組成物との重量比をポリ
プロピレン／ＥＰＤＭ架橋組成物＝５／５としたが、こ
の重量比は８／２〜５／５の範囲であることが好まし
い。この範囲を外れると、柔軟性と耐加熱変形性の両立
が困難となるためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 絶縁電線の断面図

【符号の説明】

１…銅芯線（導電芯線） ２…内層 ３…外層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 3/30 Ｈ０１Ｂ 3/30 Ｃ 3/44 3/44 Ｇ Ｄ //(Ｃ０８Ｌ 23/10 23:16） Ｂ２９Ｋ 9:00 23:00 77:00 105:20 (72)発明者 藤本 浩司 三重県四日市市西末広町１番14号 住友電 装株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電芯線の外周に内層と外層とからなる
   絶縁層を被覆した絶縁電線において、前記内層はオレフ
   ィン系エラストマー材料と金属水酸化物とを配合してな
   る樹脂組成物からなると共に、前記外層はポリアミド樹
   脂からなり、前記内層及び外層の厚さ寸法比が内層／外
   層＝６／４〜９／１であることを特徴とする絶縁電線。
2. 【請求項２】 導電芯線の外周に内層と外層とからなる
   絶縁層を被覆した絶縁電線において、前記内層はオレフ
   ィン系エラストマー材料の１００重量部に対して金属水
   酸化物を５０〜４００重量部配合してなる樹脂組成物か
   らなると共に、前記外層はポリアミド樹脂からなり、前
   記内層及び外層の厚さ寸法比が内層／外層＝６／４〜９
   ／１であることを特徴とする絶縁電線。
3. 【請求項３】 前記オレフィン系エラストマー材料は、
   エチレン−プロピレンジエン３元共重合体ゴム（ＥＰＤ
   Ｍ）を架橋させてなるＥＰＤＭ架橋組成物とポリプロピ
   レンとを混練させてなり、前記ポリプロピレンと前記Ｅ
   ＰＤＭ架橋組成物との重量比が８／２〜５／５であるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載の絶縁電線。
4. 【請求項４】 請求項３の絶縁電線を製造する方法であ
   って、エチレン−プロピレンジエン３元共重合体ゴム
   （ＥＰＤＭ）にその架橋剤と金属水酸化物とを加えて混
   練し、動的架橋を行った後に、ポリプロピレンを添加・
   混練して芯線を覆う内層を被覆し、その外周にポリアミ
   ド樹脂からなる外層を被覆することを特徴とする絶縁電
   線の製造方法。