JPS6226126B2

JPS6226126B2 -

Info

Publication number: JPS6226126B2
Application number: JP56097014A
Authority: JP
Inventors: Shoji Yamamoto
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1981-06-23
Filing date: 1981-06-23
Publication date: 1987-06-06
Also published as: JPS57212707A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は垂直燃焼試験に合格する高度の難燃特
性と、低ハロゲン性、耐水性、良好な引張特性、
耐LOCA性、電気特性等とを兼ね備えた難燃性絶
縁電線・ケーブルに関するものである。難燃性絶縁電線・ケーブル、特に機器配線用、
車輛用、原子力発電所用等の電線・ケーブルの絶
縁及びシース材料には、垂直燃焼試験、例えば、
UL規格758のVW−１燃焼試験、IPCEA Ｓ−61
−402の垂直燃焼試験及びTEEE383の垂直トレイ
試験に合格する高度の難燃特性が要求され、また
機器配線用では絶縁抵抗はさほど問題とならない
が、車輛用及び原子力発電所用では一般の絶縁材
料と同様に2500MΩ／Km以上の絶縁抵抗が必要で
ある。引張特性については引張強さ1.0Kg／mm²以
上及び伸び100％以上が要求される。その他に、
原子力発電所用では冷却材喪失事故を想定した耐
LOCA試験に合格するほか、燃焼時のハロゲンガ
ス発生量が100mg／ｇ以下であるという低ハロゲ
ン性等も要求される。絶縁及びシース材料としてポリオレフインを使
用する場合には、難燃特性を満足させるために有
機ハロゲン化合物を多量に添加することが必要で
あり、この結果高価になるほか、低ハロゲン性を
満足させることができない。エチレン共重合体の
場合には、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシ
ウム等のような水和金属酸化物を高充填すること
により、ハロゲンフリーまたは低ハロゲン性で高
難燃性とすることができるが、引張特性が大幅に
低下する。特開昭51−132254号公報、特公昭51−
34866号公報等に被瀝されているエチレンコポリ
マーに水和金属酸化物を高充填した組成物はハロ
ゲンフリーであるが、難燃特性、電気特性及び耐
LOCA特性が不十分であり、垂直燃焼試験に合格
するような高難燃性を付与しようとすると、引張
特性等の物性が著しく低下する。塩化ビニルの場
合には、炭酸カルシウム又は水和金属酸化物を高
充填することによつて高難燃性とすることができ
るほか、見掛け上は低ハロゲン化を達成できる
が、この場合も垂直燃焼試験に合格するような高
難燃性を付与しようとすると、引張特性等の物性
が著しく低下する。上述のように、プラスチツク絶縁及びシース材
料には引張強さ1.0Kg／mm²以上及び伸び100％とい
う引張特性が要求されるが、従来技術において
は、絶縁及びシース材料としてポリオレフインを
使用する場合でも、また塩化ビニルを使用する場
合でも、かかる引張特性を満足し、かつハロゲン
フリーで、垂直燃焼試験に合格する高難燃特性を
有し、さらに耐LOCA性、電気特性等を全て満足
するものは得られておらず、従つてこれらの特性
を全て満足する難燃性絶縁電線・ケーブルも得ら
れていない。本発明においては、従来の難燃性絶縁電線・ケ
ーブルにおける上述の欠点を解決すべく鋭意検討
した結果、単一絶縁層によつて上述の特性を全て
満足させることは不可能であるが、電気特性及び
引張特性等のような物性が優れている特定の樹脂
を内層絶縁層とし、これらの特性の点では劣つて
いるが高難燃特性を有する特定の樹脂組成物を外
層絶縁層とし、これら両絶縁層を組合せ施すこと
により、引張特性のような物性、電気特性のほ
か、耐水性及び耐LOCA性についても著しく優
れ、ハロゲンフリーで垂直燃焼試験に十分合格す
る難燃性絶縁電線・ケーブルが得られることを見
い出した。即ち、本発明は第１図〜第２図に示したよう
に、導体１上に、ポリオレフイン又はポリオレフ
イン共重合体からなり少くとも0.03mm以上の厚さ
を有する内層絶縁層２と、酢酸ビニル濃度40重量
％以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体100重量
部に対して120〜250重量部の水酸化アルミニウム
及び0.5〜70重量部の無定形シリカとカーボンブ
ラツクとのうちの少くとも一方を配合した組成物
からなる外層絶縁層３とを、内層絶縁層２と外層
絶縁層３との厚さの比率が１／１以下となるよう
に形成したことを特徴とする難燃性絶縁電線４、
およびこの絶縁電線の所望数を介在物層５を介在
させるか又は介在させるに集束し、その外側にポ
リ塩化ビニル、難燃性ポリエチレン等の難燃性の
プラスチツク等によつてシース層６を設けたケー
ブルに関するものである。本発明においては、ポリオレフイン又はポリオ
レフイン共重合体からなる内層絶縁層２の厚さ
は、絶縁抵抗及び引張特性の点から、少くとも
0.03mm以上とする必要がある。厚さ0.03mm未満で
は内層絶縁層にピンホールが発生し易く、現在実
用されている最小のφ0.16mm導体においても、長
手方向に100ｍづつ数本の電線について絶縁抵抗
を測定すると、ピンホールによる短絡がいくつか
発生する。また引張特性も厚さ0.03mm未満では引
張強さ1.0Kg／mm²以上及び伸び100％以上に達しな
い。内層絶縁層２と外層絶縁層３との厚さの比率
は難燃性の点から１／１以下とするのが必要であ
る。この比率がこの値より大きいと、例えば２／
１、３／１等のように外層厚さに比べ内層厚さが
大きくなると垂直燃特性が不合格となる。本発明において、内層絶縁層に用いるポリオレ
フインとしては低密度ポリエチレン、中密度ポリ
エチレン、高密度ポリエチレン等が望ましく、ま
たポリオレフイン共重合体としてプロピレン−エ
チレン共重合体、酢酸ビニル含有量が25重量％以
下のエチレン−酢酸ビニル共重合体が望ましい。
外層絶縁層としては酢酸ビニル濃度40重量％以上
のエチレン−酢酸ビニル共重合体100重量部に対
して120〜250重量部の水酸化アルミニウム及び
0.5〜70重量部の無定形シリカとカーボンブラツ
クとのうちの少くとも一方を配合した組成物を使
用する。この組成物においてエチレン−酢酸ビニ
ル共重合体中の酢酸ビニル濃度を40重量％以上と
した理由は、酢酸ビニル濃度40重量％未満の共重
合体では難燃性が不十分となるためである。水酸
化アルミニウム配合量をエチレン−酢酸ビニル共
重合体100重量部に対して120〜250重量部とした
理由は、120重量部未満では難燃性の点で不十分
であり、また250重量部より多量では引張特性の
点で不十分であるためである。外層絶縁層を形成
する組成物に無定形シリカとカーボンブラツクと
のうちの少くとも一方を配合することにより、引
張強さを一層大きくすることができる。カラーコ
ード化する場合には、カーボンブラツクより無定
形シリカが望ましい。外層絶縁層にこのような一
般にゴム用補強剤として知られている物質を添加
することにより、易燃性である内層の厚さを一層
薄くすることができ、難燃性の点で有利になる。
しかし配合量が70重量部を越えると、外層組成物
の引張強さは向上するが、伸びが著しく低下しか
つ低温で含れ易くなるので好ましくない。また、
内層絶縁層と外層絶縁層とのうちの少くとも一方
を、架橋剤の存在下又は放射線の作用下に架橋さ
せたものとすることができる。架橋体とすること
により絶縁層の伸びは低下するが、引張強さは向
上する。なお、所要に応じて、外層絶縁層には滑
剤、老化防止剤、架橋助剤等を配合することがで
きる。本発明を次の実施例及び比較例について説明す
る。これらの例では下記の材料を使用した：低密度ポリエチレン：（商品名）UBEC180、宇
部興産(株)製。プロピレン−エチレン共重合体：（商品名）ノー
プレンBJH−Ｍ、三井東圧化学(株)製。エチレン−酢酸ビニル共重合体（VA：酢酸ビニ
ル濃度）： VA＝75重量％、（商品名）エバスレン310P、
大日本インキ化学工業(株)製、 VA＝68重量％、（商品名）エバスレン410P、
大日本インキ化学工業(株)製、 VA＝33重量％、（商品名）エバフレツクス
150、三井ポリケミカル(株)製、 VA＝28重量％、（商品名）エバフレツクス
260、三井ポリケミカル(株)製、 VA＝18重量％、（商品名）エバフレツクス
460、三井ポリケミカル(株)製。水酸化アルミニウム：（商品名）ハイジラエト、
昭和電工(株)製。無定形シリカ：徳山曹達(株)製。トリアリルシアヌレート：（商品名）TR−127、
武蔵野商事(株)。これらの例では、先ず外層絶縁層を構成する材
料をバンバリーミキサで練り混ぜて均一な組成物
を得た。次いで押出被覆機に二層用コモンヘツド
を用い、添付図面に示すように導体１上に内層絶
縁層２及び外層絶縁層３を同時に押出し、被覆し
て、絶縁電線を製造した。このようにして得た絶縁電線について下記の試
験を行つた。 (1) 絶縁体の引張特性（引張強さ及び伸び）：
JIS C3005に準拠した。 (2) 絶縁抵抗：５本の20ｍ長電線を水中に１時間
浸漬後測定し、５本の平均値を試験値とした。 (3) 垂直燃焼試験：UL規格758のVW−１に準拠
し、10本の電線について試験した。さらに、一部の試料（実施例５）について
は、IPCEA Ｓ−61−402の垂直燃焼試験、
TEEE383の垂直トレイ燃焼試験、及びLOCA
試験を行つた。 (4) LOCA試験：電線を121℃×７日加熱後、大
気中常温でγ線を76Mrad照射し、次いで100％
水蒸気雰囲気中で171℃×９時間（水蒸気圧
4.35Kg／cm²以上）保持し、さらに121℃×13日
（水蒸気圧1.76Kg／cm²以上）に保持した後電線
を取出し、3500^U×５分間の耐圧試験を行う。実施例１〜５及び比較例１〜７これらの例は内層絶縁層の厚さ及び内層絶縁層
と外層絶縁層との厚さの比の影響を示す。内層絶縁層には低密度ポリエチレンを使用し、
外層絶縁層にはエエチレン−酢酸ビニル共重合体
（VA＝75重量％）100重量部と水酸化アルミニウ
ム150重量部と無定形シリカ30重量部とトリアリ
ルシアヌレート（架橋助剤）３重量部とからなる
組成物を使用した。導体としては導体径0.16、0.4及び1.8mmの３種
を使用し、第１表に示すように内層及び外層の絶
縁層の厚さを変え、電子線を未照射及び7.5Mrad
照射後に得た絶縁電線について、第１表に示す試
験結果を得た。これらの結果から次のことが判
る。 (1) 内層絶縁層（低密度ポリエチレン）が存在し
ない単一絶縁層の場合には、引張強さ及び絶縁
抵抗は不良である（比較例４）。 (2) 内層絶縁層（低密度ポリエチレン）の厚さが
30μｍ以下の場合には、ところどころピンホー
ルが発生する（比較例１〜３）。 (3) 内層絶縁層と外層絶縁層との厚さの比率が
１／１より大きい場合、すなわち内層厚さが外
層厚さより大きい場合には、難燃性が不良であ
る（比較例５〜７）。 (4) 内層絶縁層（低密度ポリエチレン）の厚さが
0.03mm以上で、内層絶縁層と外層絶縁層との厚
さの比率が１／１以上である場合には、引張特
性、絶縁抵抗及び難燃特性は全て良好である
（実施例１〜５）。実施例３において、未照射の
場合の引張強さは不十分なものであるが、
7.5Mrad照射により十分な値になる。さらに、実施例５の電線はIPCEA Ｓ−61−
402の垂直燃焼試験及びTEEE383の垂直トレイ
燃焼試験に合格し、さらに原子力発電所用ケー
ブルに必要な過酷なLOCA試験にも合格した。

【表】実施例６〜７及び比較例８〜11 これらの例は内層及び外層の絶縁層の材料を変
えた場合に影響を示す。導体径1.2mmの導体を使用し、第２表に示すよ
うに内層及び外層の絶縁層の材料を変え、電子線
を7.5Mrad照射後に得た絶縁電線について、第２
表に示す試験結果を得た。なお、内層及び外層の
絶縁層の厚さは、比較例９を除き、それぞれ0.2
mm及び0.3mmとした。これらの結果から次のこと
が判る。 (1) 内層材料としてはポリオレフイン（実施例１
〜５）のほかにポリオレフイン共重合体も使用
できるが、エチレン酢酸ビニル共重合体の場合
には酢酸ビニル含有量25％以下が望ましい（実
施例６〜７、比較例10）。 (2) 外層組成物中のエチレン−酢酸ビニル共重合
体中の酢酸ビニル濃度は40重量％未満では不合
格である（比較例９）。 (3) 外層組成物中の水酸化アルミニウム配合量は
120〜250Phrの範囲外では不合格である（比較
例８及び11）。

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の難燃性絶縁電線の一例の断面
略図、第２図は本発明の難燃性絶縁ケーブルの断
面略図である。１……導体、２……内層絶縁層、３……外層絶
縁層、４……難燃性絶縁電線、５……介在物層、
６……シース層。

Claims

【特許請求の範囲】１導体上に、ポリオレフイン又はポリオレフイ
ン共重合体からなり少なくとも0.03mm以上の厚さ
を有する内層絶縁層と、酢酸ビニル濃度40重量％
以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体100重量部
に対して120〜250重量部の水酸化アルミニウム及
び0.5〜70重量部の無定形シリカとカーボンブラ
ツクとのうちの少なくとも一方を配合した組成物
からなる外層絶縁層とを、内層絶縁層と外層絶縁
層との厚さの比率が１／１以下となるように形成
したことを特徴とする難燃性絶縁電線・ケーブ
ル。２内層絶縁層と外層絶縁層とのうちの少なくと
も一方が架橋剤の存在下又は放射線の作用下で架
橋させたものである特許請求の範囲第１項記載の
難燃性絶縁電線・ケーブル。