WO2016084613A1 - 絶縁電線 - Google Patents
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- H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame
Definitions
- the present invention relates to an insulated wire.
- An insulated wire generally includes a conductor made of copper, a copper alloy, or the like, and an insulating layer formed of a resin that covers the conductor.
- This insulated wire is not only required to have mechanical strength such as tensile properties, but also has high flame resistance and heat aging that can retain excellent mechanical properties even after being exposed to high temperatures. Sex is required.
- Various characteristics of these insulated wires are evaluated by, for example, UL (Underwriters Laboratories Inc.) standards.
- a flame retardant As a method for increasing the flame retardancy of an insulated wire, there is a method of adding a flame retardant to the insulating layer.
- These flame retardants can be classified into halogen-based flame retardants such as brominated flame retardants and non-halogen-based flame retardants such as metal hydroxides. Is possible.
- the insulated wire is required to have high heat distortion resistance so that it can withstand the solder reflow process
- a method for improving the heat distortion resistance there is a method of forming an insulating layer with cross-linked polyolefin.
- the method of crosslinking the polyolefin include crosslinking by electron beam irradiation, silane crosslinking using a silane crosslinkable polyolefin, and the like.
- silane crosslinking is excellent in terms of cost because it does not require special equipment.
- silane crosslinkable polyolefin if the compounding agent has a catalytic effect of the silane crosslinking reaction, the crosslinking reaction proceeds during kneading or extrusion molding, resulting in deterioration of the extrusion appearance and a significant decrease in physical properties.
- the compounding agents that can be used.
- a halogen-based flame retardant such as a brominated flame retardant
- a small amount of thermal decomposition products generated from the halogen flame retardant during the extrusion process serve as a catalyst to promote the formation of a silane cross-linked structure.
- molding becomes difficult due to the occurrence of abnormal appearance, resulting in a decrease in yield. Physical properties may not be obtained.
- the present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to provide an insulated wire that is excellent in flame retardancy and heat aging resistance and can be manufactured at low cost.
- An insulated wire according to one aspect of the present invention made to solve the above problems is an insulated wire comprising a conductor and an insulating layer laminated on the conductor peripheral surface and made of a crosslinked product of a silane crosslinkable resin composition.
- the silane crosslinkable resin composition contains a non-silane crosslinkable polyolefin, a silane crosslinkable polyolefin, a halogen flame retardant, a radical scavenger, a peroxide decomposer, and zinc oxide.
- the insulated wire according to one embodiment of the present invention is excellent in flame retardancy and heat aging resistance, and can be manufactured at low cost.
- An insulated wire according to one aspect of the present invention is an insulated wire comprising a conductor and an insulating layer laminated on the circumferential surface of the conductor and made of a crosslinked product of the silane crosslinkable resin composition, wherein the silane crosslinkable resin composition is provided.
- the product contains non-silane crosslinkable polyolefin, silane crosslinkable polyolefin, halogen flame retardant, radical scavenger, peroxide decomposer and zinc oxide.
- the insulated wire forms an insulating layer by crosslinking of a silane crosslinkable resin composition containing a silane crosslinkable polyolefin and a halogen flame retardant. Therefore, this insulating layer has a high heat distortion property due to the polyolefin having a silane cross-linking structure, and also has a high flame resistance while maintaining the heat deformation property with a halogen-based flame retardant. Furthermore, since silane crosslinking can be performed by crosslinking by supplying moisture (water crosslinking) or the like, no special equipment is required. Therefore, the insulated wire is excellent in flame retardancy and heat distortion resistance and can be manufactured at low cost.
- the insulated wire can suppress silane crosslinking by the halogen-based flame retardant during the kneading and extrusion molding described above, production at a low cost is promoted.
- the reason for this is not clear, but can be inferred as follows. That is, zinc oxide adsorbs the thermal decomposition product generated from the halogen-based flame retardant by heating during kneading and extrusion molding, thereby forming a silane crosslinked structure before extrusion due to the catalytic effect of this thermal decomposition product. It is thought to be suppressed.
- non-silane crosslinkable polyolefin as a resin component also suppresses the formation of a silane crosslinked structure during kneading and extrusion molding. Furthermore, the radical scavenger and the peroxide decomposer further improve the heat aging resistance of the insulated wire.
- the radical scavenger may contain a hindered phenol antioxidant.
- the hindered phenol antioxidant is considered to improve the performance as a radical scavenger because the steric hindrance of the molecule contributes to the performance as a radical scavenger. Therefore, when the radical scavenger contains a hindered phenol antioxidant, the heat aging resistance of the insulated wire can be further improved.
- the peroxide decomposer may contain a sulfur-based antioxidant.
- the sulfur-based antioxidant has an action as a peroxide decomposing agent, an action of suppressing auto-oxidation, and an action of capturing peroxide radicals by donating hydrogen.
- a sulfur type antioxidant has the reproduction
- the sulfur-based antioxidant preferably contains 2-mercaptobenzimidazole.
- 2-mercaptobenzimidazole is particularly effective in improving the heat aging resistance at a relatively high temperature (150 ° C. to 200 ° C.).
- the non-silane crosslinkable polyolefin is preferably a copolymer of ethylene and a polar monomer.
- the non-silane crosslinkable polyolefin is the above copolymer, thereby improving the dispersibility of each component such as a halogen-based flame retardant in the insulating layer of the insulated wire, and as a result, flame retardant and heat aging Can be improved.
- the polyolefin constituting the silane crosslinkable polyolefin is preferably polyethylene having a melting point of 110 ° C to 130 ° C. Since polyethylene can graft a silane compound with high efficiency, the polyolefin constituting the silane crosslinkable polyolefin is made of polyethylene, so that the formation ratio of the silane crosslinked structure of the polyolefin in the insulating layer of the insulated wire is improved. Deformability can be further improved.
- the polyethylene melting point lower than the above upper limit, the dispersibility of each component such as a halogen-based flame retardant in the insulating layer of the insulated wire is improved, and as a result, flame retardancy and heat distortion resistance, heat resistance Aging ability can be further improved.
- heat resistance deformation property can be improved by using polyethylene whose melting
- the polyolefin constituting the silane crosslinkable polyolefin is preferably an ethylene-ethyl acrylate copolymer.
- the ethylene-ethyl acrylate copolymer has high polarity and improves the dispersibility of each component such as a halogen-based flame retardant. As a result, the flame retardancy, heat distortion resistance, and heat aging resistance can be further improved.
- the ethylene-vinyl acetate copolymer which is the same type of copolymer, generates acetic acid at a high temperature, deactivates the silane and inhibits crosslinking, whereas the ethylene-ethyl acrylate copolymer This is preferable.
- the silane crosslinkable resin composition may contain one or both of silica and zinc borate.
- the shell-forming property during combustion deteriorates and the flame retardancy tends to decrease, and the VW-1 test (which holds the wire vertically, Place the cotton underneath and it will be difficult to pass the burned fallen product when it hits the cotton and spreads it), but the inclusion of silica or zinc borate reduces dripping during combustion Even a resin composition containing a non-silane crosslinkable polyolefin can pass the VW-1 test.
- silica or zinc borate is finely dispersed in the resin to form a network to prevent melt flow of the resin under high temperature during combustion and promote carbonization.
- the content of the halogenated flame retardant with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin in the silane crosslinkable resin composition is preferably 1 part by mass or more and 30 parts by mass or less.
- the insulated wire may pass the UL standard 1581 VW-1 test or horizontal combustion test or the ISO 6722 standard 45 degree inclined flame retardant test.
- the tensile elongation after heating at 180 ° C. for 168 hours with respect to the tensile elongation at 25 ° C. of the insulating layer is preferably 80% or more.
- the tensile strength after heating for 168 hours at 180 ° C. with respect to the tensile strength at 25 ° C. of the insulating layer is preferably 80% or more.
- fills the criteria of high flame retardance and heat aging resistance can be used suitably as an insulated wire of the environment where there exists a possibility of high temperature or an ignition.
- the insulating layer has a two-layer structure of an inner layer laminated on the circumferential surface of the conductor and an outer layer laminated on the circumferential surface of the inner layer, and both the inner layer and the outer layer are made of a crosslinked product of the silane crosslinkable resin composition. And the content of the flame retardant in the outer layer is preferably larger than the content of the flame retardant in the inner layer. In this way, the insulating layer has a two-layer structure, and functions such as high flame retardancy in the outer layer, high insulating properties and high heat resistance in the inner layer can be achieved, and an insulated wire excellent in overall property balance can be obtained.
- melting point is a value measured according to JIS K0064: 1992 “Measuring Method of Melting Point and Melting Range of Chemical Products”.
- “Tensile elongation” of an insulating layer refers to an insulation layer that is measured in accordance with UL standard 758, clause 7.2 (table 7.1) and 14, and UL standard 1581, table 50.232, for an insulating layer obtained by removing a conductor from an insulated wire. It is the elongation when the wire is cut.
- “Tensile strength” of an insulating layer is a value measured in accordance with UL standards 758, 7.2 (table 7.1) and 14 and UL standard 1581, table 50.232, for an insulating layer obtained by removing a conductor from an insulated wire. It is.
- the insulated wire includes a conductor and an insulating layer laminated on the circumferential surface of the conductor.
- a cross-sectional shape of the said insulated wire For example, various shapes, such as a round shape, a square shape, a rectangle, are employable.
- the cross-sectional shape of the said insulated wire into a circle as a minimum of an average diameter, it can be 0.3 mm, for example.
- the upper limit of the average diameter can be set to 25 mm, for example.
- the cross-sectional shape of the said insulated wire into a square as a minimum of the average length of one side, it can be 0.3 mm, for example.
- the upper limit of the average length of the piece can be set to 25 mm, for example.
- conductor Although it does not specifically limit as a conductor, for example, metal wires, such as copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, can be used.
- the cross-sectional shape of the metal wire forming the conductor is not particularly limited, and various shapes such as a circle, a rectangle, and a rectangle can be employed.
- the size of the cross section of the metal wire is not particularly limited, but when the cross section of the conductor is circular, the lower limit of the average diameter can be set to, for example, 0.1 mm.
- the upper limit of the average diameter can be set to 5 mm, for example.
- the cross-sectional shape of the conductor is square, the lower limit of the average length of one side can be set to 0.5 mm, for example.
- the upper limit of the average length of the piece can be set to 5 mm, for example.
- the conductor can also be formed from a stranded wire obtained by twisting a plurality of metal wires. In this case, multiple types of metal wires may be combined. The number of twists is generally 7 or more.
- the insulating layer is made of a crosslinked product of a silane crosslinkable resin composition to be described later, and is laminated on the peripheral surface of the conductor so as to cover the conductor.
- the insulating layer may be a single layer or a multilayer structure of two or more layers.
- the insulating layer may be a porous resin layer or a non-porous resin layer, but a non-porous resin layer is preferred from the viewpoint of mechanical strength.
- the “non-porous resin layer” refers to a resin layer having a porosity of less than 20%.
- Porcity refers to the ratio of the area of the entire bubble to the cross-sectional area of the insulating layer in the cross section in any direction of the insulating layer.
- the upper limit of the porosity in the insulating layer is preferably 10%, more preferably 3%, and even more preferably 1%.
- the lower limit of the average thickness of the insulating layer is not particularly limited, but may be 0.1 mm, for example.
- the upper limit of the average thickness of the insulating layer is not particularly limited, but can be, for example, 10 mm.
- the insulating layer may have a primer layer in contact with the conductor.
- a primer layer a crosslinked layer of a resin such as polyethylene that does not contain a metal hydroxide can be suitably used.
- the silane crosslinkable resin composition contains a non-silane crosslinkable polyolefin, a silane crosslinkable polyolefin, a halogen flame retardant, a radical scavenger, a peroxide decomposer, and zinc oxide. Furthermore, the silane crosslinkable resin composition preferably contains silica and / or zinc borate. The silane crosslinkable resin composition may contain other components as long as the effects of the present invention are not impaired.
- Non-silane crosslinkable polyolefin is a polyolefin which does not have crosslinkability by itself. Non-silane crosslinkable polyolefin may be used independently and may use 2 or more types together.
- Polyolefin is a resin containing olefins as monomers.
- the polyolefin include polyethylene (ethylene homopolymer), polypropylene (propylene homopolymer), polybutene-1 (1-butene homopolymer), ethylene-propylene copolymer, ethylene-1-butene copolymer, and ethylene.
- -4-methyl-1-pentene copolymer ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-1-octene copolymer, propylene-1-butene copolymer, propylene-ethylene-1-butene copolymer, Examples include propylene-4-methyl-1-pentene copolymer.
- the polyolefin may be a copolymer of an olefin and a polar monomer.
- a copolymer examples include copolymers of ethylene and a polar monomer such as ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, propylene- Examples thereof include a copolymer of propylene and a polar monomer such as a vinyl acetate copolymer.
- the non-silane crosslinkable polyolefin is preferably a copolymer of ethylene and a polar monomer, more preferably an ethylene-vinyl acetate copolymer and an ethylene-ethyl acrylate copolymer.
- the non-silane crosslinkable polyolefin a copolymer of ethylene and a polar monomer, the dispersibility of each component such as a halogen-based flame retardant in the insulating layer of the insulated wire is improved.
- the flame retardancy and heat aging resistance can be further improved.
- the lower limit of the content of the polar monomer in the copolymer can be appropriately changed according to the type of the polar monomer, and is, for example, 3% by mass.
- the upper limit of the content of the polar monomer in the copolymer can be appropriately changed according to the kind of the polar monomer, and is, for example, 45% by mass.
- the lower limit of the vinyl acetate monomer content is preferably 5% by mass, more preferably 15% by mass, and even more preferably 25% by mass.
- an upper limit of content of a vinyl acetate monomer 45 mass% is preferable, 35 mass% is more preferable, and 30 mass% is further more preferable.
- the lower limit of the content of the ethyl acrylate monomer is preferably 3% by mass, more preferably 10% by mass, and further preferably 15% by mass.
- an upper limit of content of an ethyl acrylate monomer 40 mass% is preferable, 30 mass% is more preferable, and 20 mass% is further more preferable.
- the lower limit of the melt flow rate (hereinafter also referred to as “MFR”) when measured under the conditions of a load of 2.16 kgf of non-silane crosslinkable polyolefin and a temperature of 190 ° C. is preferably 0.1 g / 10 min, 0.7 g / 10 minutes is more preferable.
- the upper limit of the MFR of the non-silane crosslinkable polyolefin is preferably 20 g / 10 minutes, and more preferably 8 g / 10 minutes.
- the melt elongation of the silane crosslinkable resin composition becomes small and the extrusion moldability may be deteriorated.
- the MFR of the non-silane crosslinkable polyolefin exceeds the above upper limit, the mechanical strength and the like of the insulating layer of the insulated wire may be lowered and a desired tensile strength may not be obtained.
- the upper limit of the content is preferably 40% by mass, more preferably 30% by mass, and even more preferably 25% by mass.
- the silane crosslinkable polyolefin is obtained by grafting a silane compound to a polyolefin.
- examples of the polyolefin to which the silane compound is grafted include those exemplified as the non-silane crosslinkable polyolefin, and among these, polyethylene is preferable. Since polyethylene can graft a silane compound with high efficiency, the formation ratio of the silane cross-linked structure of polyolefin in the insulating layer of the insulated wire can be improved, and the heat distortion resistance can be further improved.
- the polyolefin to be grafted may be used alone or in combination of two or more.
- a commercially available silane crosslinkable polyolefin may be used.
- Examples of commercially available silane crosslinkable polyolefins include “Linkron XLE815N”, “Linkron XCF710N”, and “Linkron SS732N” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
- the upper limit of the melting point of polyethylene used as the polyolefin constituting the silane crosslinkable polyolefin is preferably 130 ° C, more preferably 125 ° C, and still more preferably 120 ° C.
- the lower limit of the melting point of polyethylene used as the silane crosslinkable polyolefin is preferably 110 ° C., more preferably 115 ° C.
- the polyethylene melting point smaller than the above upper limit, the dispersibility of each component such as a halogen-based flame retardant in the insulating layer of the insulated wire is improved, and as a result, flame retardancy and heat distortion resistance, heat resistance Aging ability can be further improved.
- the heat distortion resistance for example, the residual rate in a heat deformation test performed at 121 ° C. in the UL standard can be increased.
- the silane crosslinkable polyolefin can also be prepared by grafting a silane compound to an ethylene-ethyl acrylate copolymer.
- the ethylene-ethyl acrylate copolymer has high polarity and improves the dispersibility of each component such as a halogen-based flame retardant. As a result, the flame retardancy, heat distortion resistance, and heat aging resistance can be further improved.
- the ethylene-vinyl acetate copolymer which is the same type of copolymer, generates acetic acid at a high temperature, deactivates the silane and inhibits crosslinking, whereas the ethylene-ethyl acrylate copolymer This is preferable.
- An ethylene-ethyl acrylate copolymer grafted with a silane compound is generally not commercially available, but can be easily produced by a method described later.
- silane crosslinkable polyolefin in a silane crosslinkable resin composition As a minimum of content of silane crosslinkable polyolefin in a silane crosslinkable resin composition, 30 mass% is preferred, 40 mass% is more preferred, and 45 mass% is still more preferred.
- an upper limit of content of the silane crosslinkable polyolefin in a silane crosslinkable resin composition 70 mass% is preferable, 60 mass% is more preferable, and 55 mass% is further more preferable.
- the content of the silane crosslinkable polyolefin is smaller than the above lower limit, the heat distortion resistance and mechanical strength of the insulating layer of the insulated wire may be insufficient.
- the content of the silane crosslinkable polyolefin exceeds the upper limit, the melt viscosity becomes high during kneading and extrusion molding, and the extrusion moldability may be deteriorated.
- the lower limit of the content of the silane crosslinkable polyolefin relative to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin in the silane crosslinkable resin composition is preferably 30 parts by mass, more preferably 50 parts by mass, 60 parts by mass is more preferable.
- the upper limit of the content of the silane crosslinkable polyolefin with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin in the silane crosslinkable resin composition is preferably 90 parts by mass, more preferably 80 parts by mass. Preferably, 70 mass parts is more preferable.
- the content of the silane crosslinkable polyolefin is less than the above lower limit, the heat distortion resistance, mechanical strength, etc. of the insulating layer of the insulated wire may be insufficient. Conversely, when the content of the silane crosslinkable polyolefin exceeds the above upper limit, the content of the non-silane crosslinkable polyolefin may be insufficient.
- a silane crosslinkable polyolefin for example, a polyolefin to be grafted, a silane compound and a radical generator are stirred at room temperature with a super mixer or the like and then grafted with a pressure kneader, a Banbury mixer, a twin screw or a single screw extruder.
- a pressure kneader for example, a pressure kneader or a Banbury mixer is used, the product extruded into a string shape (strand shape) with a feeder ruder is cooled with water, drained and then cut into pellets.
- the mixture When kneaded with a twin-screw or single-screw extruder, the mixture is originally extruded in a string shape (strand shape), so that it can be formed into a pellet by cutting it after water cooling and draining.
- the lower limit of the temperature at the time of kneading can be appropriately changed in consideration of the melting point of the polyolefin to be grafted, and can be, for example, 150 ° C.
- the upper limit of the temperature at the time of kneading can be appropriately changed in consideration of the melting point of the polyolefin to be grafted, and can be set to 200 ° C., for example.
- a compound represented by the general formula RR′SiY 2 can be used as the silane compound.
- R is a monovalent olefinically unsaturated hydrocarbon group
- R ′ is a monovalent hydrocarbon group other than aliphatic unsaturated hydrocarbon or a hydrolyzable organic group
- Y is It is a hydrolyzable organic group.
- R ′ and Y are the same hydrolyzable organic group, that is, the organic unsaturated silane represented by the general formula RSiY 3 are preferable.
- organic unsaturated silane examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltributoxysilane, allyltrimethoxysilane, allyltriethoxysilane, oligomers of these organic unsaturated silanes, and the like.
- a silane compound may be used independently and may use 2 or more types together.
- the content of the silane compound exceeds the above upper limit, it may be difficult to process the silane crosslinkable resin composition by kneading and extrusion molding, and the residual silane compound that is not grafted increases, and the insulation There is a risk of a decrease in adhesion between the insulating layer of the electric wire and the conductor.
- a radical generator may be used for grafting the silane compound.
- the radical generator include dicumyl peroxide, ⁇ , ⁇ ′-bis (t-butylperoxydiisopropyl) benzene, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, di-benzoyl peroxide, Examples include 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane, t-butylperoxypivalate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, and the like.
- a radical generating agent may be used independently and may use 2 or more types together.
- the upper limit of the content of the radical generator with respect to 100 parts by mass of the polyolefin to be grafted is preferably 0.15 parts by mass, and more preferably 0.12 parts by mass.
- the content of the radical generator is smaller than the above lower limit, grafting of the polyolefin to be grafted may be insufficient.
- the content of the radical generator exceeds the above upper limit, the melt viscosity becomes high during the kneading and extrusion molding of the silane crosslinkable resin composition, and the extrusion moldability may be deteriorated. Grafting may occur and the appearance of the insulating layer of the insulated wire may be deteriorated.
- the silane crosslinkable resin composition may contain one or both of silica and zinc borate.
- the shell-forming property during combustion deteriorates and the flame retardancy tends to decrease, and the VW-1 test (which holds the wire vertically, Place the cotton underneath and it will be difficult to pass the burned fallen product when it hits the cotton and spreads it), but the inclusion of silica or zinc borate reduces dripping during combustion Even a resin composition containing a non-silane crosslinkable polyolefin can pass the VW-1 test.
- silica or zinc borate is finely dispersed in the resin to form a network, which suppresses the melt flow of non-silane crosslinkable polyolefin components at high temperatures during combustion and promotes carbonization. It is thought that there is not.
- the silica include wet method silica (precipitation method silica or gel method silica) and pyrolysis method silica (combustion method silica or arc method silica).
- Examples of the precipitation method silica include nip seals of Nippon Silica Industry, Mizusuka Chemical Co., Ltd., and Mizusaka Chemical Co., Ltd., and examples of the gel method silica include Fuji Silysia's Silysia and Japan Silica Industry's nip gel.
- Examples of the combustion method silica include Aerosil of Nippon Aerosil and Leorosil of Tokuyama, and examples of the arc method silica include Francol's Francil.
- Zinc borate prevents sagging during combustion and improves flame retardancy even when the base polymer of the insulating layer of the insulated wire contains non-silane crosslinkable polyolefin.
- the zinc borate those commercially available from Hayakawa Trading Co., Ozekisha etc. can be used.
- Halogen flame retardant The halogen-based flame retardant imparts flame retardancy to the insulating layer of the insulated wire.
- Examples of the halogen flame retardant include bromine flame retardant and chlorine flame retardant.
- brominated flame retardants examples include ethylene bistetrabromophthalimide, ethylene bis (pentabromophenyl), tetrabromoethane, tetrabromobisphenol A, hexabromobenzene, decabromobiphenyl ether, tetrabromophthalic anhydride, polydibromophenylene oxide, Examples include hexabromocyclodecane and ammonium bromide.
- chlorinated flame retardants examples include chlorinated paraffin, chlorinated polyethylene, chlorinated polyphenol, and perchlorpentacyclodecane.
- brominated flame retardants are preferred among the halogen-based flame retardants, and ethylene bistetrabromophthalimide (for example, “Cytex BT93” from Albemarle) and ethylene bis (pentabromophenyl) (for example, “Cytex from Albemarle). 8010 ”) is more preferred.
- a halogen-type flame retardant may be used independently and may use 2 or more types together.
- a halogenated flame retardant in a silane crosslinkable resin composition As a minimum of content of a halogenated flame retardant in a silane crosslinkable resin composition, 1 mass part is preferred to 5 mass parts with respect to 100 mass parts of total contents of non-silane crosslinkable polyolefin and silane crosslinkable polyolefin. More preferred is 10 parts by mass, and especially preferred is 15 parts by mass.
- the upper limit of the content of the halogen-based flame retardant in the silane crosslinkable resin composition is preferably 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin, and 25 masses. Part is more preferable, and 20 parts by mass is even more preferable.
- the silane crosslinkable resin composition may contain a non-halogen flame retardant such as a phosphorus flame retardant, a nitrogen flame retardant, magnesium hydroxide, and aluminum hydroxide in addition to the halogen flame retardant.
- a non-halogen flame retardant such as a phosphorus flame retardant, a nitrogen flame retardant, magnesium hydroxide, and aluminum hydroxide.
- the upper limit of the content of the non-halogen flame retardant in the silane crosslinkable resin composition is, for example, 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin.
- the radical scavenger (primary antioxidant) captures free radicals generated in the initial stage of oxidation, and the peroxide decomposer (secondary antioxidant) is peroxide (peroxide) generated by the reaction of free radicals. ) To be harmless.
- the radical scavenger include hindered phenol antioxidants, hindered amine antioxidants, and the like.
- Examples of secondary antioxidants include sulfur-based antioxidants and phosphorus-based antioxidants.
- hindered phenol antioxidant examples include pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol.
- hindered amine antioxidant examples include N- (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) dodecyl succinimide, N, N′-bis (2,2,6,6-tetramethyl).
- a hindered phenol-based antioxidant is preferable as the radical scavenger, and pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] (for example, “BASF” Irganox 1010 ”) is more preferred.
- a radical scavenger may be used independently and may use 2 or more types together.
- the lower limit of the content of the radical scavenger in the silane crosslinkable resin composition is preferably 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of non-silane crosslinkable polyolefin and silane crosslinkable polyolefin, 0.3 Mass parts are more preferred, and 0.5 parts by mass are even more preferred.
- the upper limit of the content of the radical scavenger in the silane crosslinkable resin composition is preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin, and 3 parts by mass. Is more preferable, and 1 part by mass is more preferable.
- sulfur-based antioxidant examples include phenothiazine, pentaerythritol-tetrakis (3-laurylthiopropionate), didodecyl sulfide, dioctadecyl sulfide, didodecylthiodipropionate, dioctadecylthiodipropionate, dimyristylthio Examples include dipropionate, dodecyl octadecyl thiodipropionate, and 2-mercaptobenzimidazole.
- phosphorus antioxidants include triisodecyl phosphite, diphenylisodecyl phosphite, triphenyl phosphite, and trinonylphenyl phosphite.
- the peroxide decomposer is preferably a sulfur-based antioxidant, and more preferably 2-mercaptobenzimidazole (for example, “Sumizer MB” from Sumitomo Chemical Co., Ltd.).
- a peroxide decomposer may be used independently and may use 2 or more types together.
- the lower limit of the content of the peroxide decomposing agent in the silane crosslinkable resin composition is preferably 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin. Mass parts are more preferred, and 2.5 parts by mass are even more preferred.
- the upper limit of the content of the peroxide decomposing agent in the silane crosslinkable resin composition is preferably 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin. Mass parts are more preferred, and 4 parts by mass are even more preferred.
- the silane crosslinkable resin composition may contain other antioxidants.
- other antioxidants include metal deactivators that suppress the promotion of oxidation by heavy metals.
- the metal deactivator include hydrazine antioxidants and amide antioxidants.
- the upper limit of the content of other antioxidants in the silane crosslinkable resin composition is, for example, 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of non-silane crosslinkable polyolefin and silane crosslinkable polyolefin.
- Zinc oxide suppresses the formation of a silane crosslinked structure before extrusion due to the catalytic effect of the pyrolysis product by adsorbing the pyrolysis product generated from the halogen-based flame retardant during kneading and extrusion molding. As a result, low-cost production of the insulated wire is promoted.
- the lower limit of the content of zinc oxide in the silane crosslinkable resin composition is preferably 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of non-silane crosslinkable polyolefin and silane crosslinkable polyolefin, 0.7 mass Part is more preferable, and 1.3 parts by mass is even more preferable.
- the upper limit of the content of zinc oxide in the silane crosslinkable resin composition is preferably 10 parts by mass and 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of non-silane crosslinkable polyolefin and silane crosslinkable polyolefin. More preferred is 2 parts by mass.
- Examples of other components include a silane crosslinking catalyst, a flame retardant aid, a lubricant, an antioxidant aid, a pigment, a reflection imparting agent, a hiding agent, a processing stabilizer, a plasticizer, an antistatic agent, and a metal deactivator. It is done.
- the silane cross-linking catalyst promotes the formation of a silane cross-linked structure when an insulating layer is formed from the silane cross-linkable resin composition.
- the silane crosslinkable resin composition usually contains a silane crosslinking catalyst.
- a silane crosslinking catalyst an organometallic compound-based crosslinking catalyst can be used. Specifically, for example, dioctyltin dilaurate, dibutyltin dilaurate, stannous acetate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dioctoate, zinc caprylate, tetrabutylester titanate, zinc stearate, calcium stearate and the like can be mentioned. .
- a silane crosslinking catalyst may be used independently and may use 2 or more types together.
- the lower limit of the content of the silane crosslinking catalyst in the silane crosslinkable resin composition is preferably 0.003 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin, Part by mass is more preferable.
- the upper limit of the content of the silane crosslinking catalyst in the silane crosslinkable resin composition is preferably 0.05 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin. 0.04 parts by mass is more preferable.
- a commercially available silane crosslinking catalyst may be used.
- Examples of commercially available silane crosslinking catalysts include “LZ033”, “LZ013”, “LZ015H”, etc., manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and among these, “LZ033” is preferable.
- the lower limit of the content of the pellet in the silane crosslinkable resin composition is appropriately set according to the content of the silane crosslinking catalyst in the pellet.
- the total content of non-silane crosslinkable polyolefin and silane crosslinkable polyolefin is 100 parts by mass, for example, 3 parts by mass.
- the upper limit of the content of the pellets in the silane crosslinkable resin composition is appropriately set according to the content of the silane crosslinking catalyst in the pellets, but non-silane crosslinkable polyolefin and silane crosslinkable polyolefin.
- the total content is, for example, 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
- the flame retardant aid improves the flame retardancy of the insulating layer of the insulated wire by a synergistic effect with the halogen-based flame retardant.
- the flame retardant aid include antimony compounds such as antimony trioxide, antimony tetroxide, and antimony pentoxide, tin compounds such as tin oxide and tin hydroxide, molybdate compounds such as molybdate oxide and ammonium molybdate, zirconium oxide, water Zirconium compounds such as zirconium oxide, boron compounds such as barium metaborate, silicon compounds such as high molecular weight silicone, silicone oil, silane coupling agents, and the like.
- antimony compounds are preferred as flame retardant aids, and antimony trioxide is more preferred.
- a flame retardant adjuvant may be used independently and may use 2 or more types together.
- the lower limit of the content of the flame retardant aid in the silane crosslinkable resin composition is preferably 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin. Part is more preferable, and 7 parts by mass is even more preferable.
- the upper limit of the content of the flame retardant aid in the silane crosslinkable resin composition is preferably 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin, and 20 masses. Part is more preferable, and 10 parts by mass is even more preferable.
- the lubricant improves the fluidity when kneading and extruding the silane crosslinkable resin composition.
- the lubricant include hydrocarbons such as natural paraffin and low molecular weight polyethylene, fatty acids such as stearic acid, lauric acid and erucic acid, aliphatic alcohols such as cetyl alcohol and stearyl alcohol, stearic acid amide and melenbis stearoamide. Examples include lower alcohol esters of fatty acids such as fatty acid amides and butyl stearate, higher alcohol esters of higher fatty acids such as glycerin monostearate, and the like. As the lubricant, fatty acids are preferable, and stearic acid is more preferable.
- a lubricant may be used independently and may use 2 or more types together.
- the lower limit of the content of the lubricant in the silane crosslinkable resin composition is preferably 0.01 parts by mass, and 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin. Is more preferable, and 0.2 part by mass is even more preferable.
- the upper limit of the content of the lubricant in the silane crosslinkable resin composition is preferably 3 parts by mass and more preferably 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the total content of the non-silane crosslinkable polyolefin and the silane crosslinkable polyolefin. 0.5 parts by mass is preferable.
- the content of the lubricant When the content of the lubricant is smaller than the above lower limit, the fluidity at the time of kneading and extrusion molding of the silane crosslinkable resin composition may be insufficient. On the contrary, when the content of the lubricant exceeds the above upper limit, the mechanical strength of the insulating layer of the insulated wire may be insufficient.
- the lower limit of the tensile elongation at 25 ° C. of the insulating layer is preferably 300%, more preferably 350%.
- tensile elongation is smaller than the said minimum, the flexibility of the said insulated wire may fall and it may be unsuitable for wiring.
- the lower limit of the tensile strength of the insulating layer at 25 ° C. is preferably 13.8 MPa, more preferably 14.2 MPa.
- the tensile strength is smaller than the above lower limit, the insulated wire may be broken in the wiring work.
- the lower limit of the tensile elongation (residual tensile elongation) after heating the insulating layer at 180 ° C. for 168 hours is preferably 80% and more preferably 85% with respect to the tensile elongation at 25 ° C.
- the tensile elongation residual ratio is smaller than the lower limit, the flexibility of the insulating layer of the insulated wire may be reduced and broken under a high temperature environment.
- the lower limit of the tensile strength (residual tensile strength) after heating the insulating layer at 180 ° C. for 168 hours is 80%, preferably 95%, more preferably 100% with respect to the tensile strength at 25 ° C.
- the tensile strength residual ratio is smaller than the lower limit, the insulating layer of the insulated wire may be broken under a high temperature environment.
- the insulated wire preferably passes the UL 1581 VW-1 test or horizontal combustion test or the ISO 6722 standard 45 degree slope flame retardant test.
- VW-1 test As a procedure for the VW-1 test, first, an insulated wire cut out to 400 mm is used as a sample, and this sample is fixed vertically. Next, the flame of the gas burner is contacted at a 20 ° angle with respect to the sample at a position of 230 mm from the floor and 50 to 75 mm from the lower end of the sample, and 15 seconds of ignition and 15 seconds of rest are repeated 5 times to burn the sample. Done by examining the degree of.
- Judgment criteria are: 1) Combustion due to after-flame does not exceed 60 seconds, 2) The display flag attached at a position of 300 to 325 mm from the lower end of the sample does not burn more than 25%, 3) The floor surface by falling objects It is determined to pass if the three conditions of the surgical cotton laid on are not combusted.
- a sample cut to 610 mm is fixed horizontally, and a flame of a gas burner adjusted to a flame length of 50 mm is contacted once for 30 seconds. And it is investigated whether it spreads to a point of 178 mm from the position which hit the flame. When the point of 178 mm is reached, the time taken to spread the fire from the point of 178 mm to the point of 330 mm is measured. When the burning rate exceeds 25 mm / min, it is determined as rejected. If the absorbent cotton laid on the bottom of the sample is ignited, it is considered as a failure.
- an insulated wire cut out to 600 mm is used as a sample, and this sample is fixed in a state where it is inclined at an angle of 45 degrees with respect to a horizontal plane.
- a flame of a gas burner is contacted at a position of 500 mm from the upper end of the sample, and the conductor is exposed, or for a predetermined time (if the average cross-sectional area of the conductor is 2.5 mm 2 or less, the average of the conductor is 15 seconds. When the cross-sectional area exceeds 2.5 mm 2 , the flame contact is terminated after 30 seconds).
- the case where it did not exist, or the case where an insulating layer did not remain 50 mm or more from the upper end of a sample is made disqualified.
- a method for manufacturing the insulated wire for example, non-silane crosslinkable polyolefin, silane crosslinkable polyolefin, halogen flame retardant, radical scavenger, peroxide decomposer, zinc oxide and other components are melt-kneaded and silane crosslinkable.
- a step of preparing a resin composition (a silane crosslinkable resin composition preparation step), a step of extruding this silane crosslinkable resin composition on a conductor peripheral surface (extrusion step), and a crosslink of the extruded silane crosslinkable resin composition
- silane crosslinkable resin composition preparation step In this step, a silane crosslinkable resin composition is prepared.
- a method for preparing a silane crosslinkable resin composition for example, each component such as a non-silane crosslinkable polyolefin, a silane crosslinkable polyolefin, a halogen flame retardant, a radical scavenger, a peroxide decomposer, and zinc oxide as a material is used. Examples of the method include charging into a closed mixer such as a pressure kneader or a Banbury mixer, and setting the discharge temperature to about 160 ° C. and performing melt kneading.
- a closed mixer such as a pressure kneader or a Banbury mixer
- the lower limit of the discharge temperature at the time of kneading is preferably 140 ° C. from the viewpoint of preventing solidification in the mixer.
- the upper limit of the discharge temperature at the time of kneading is preferably 200 ° C. from the viewpoint of preventing burns due to heat.
- the melt-kneaded material is formed into a strip shape using an open roll and cut into a pellet shape using a pelletizer or the like, whereby a shape that can be charged into an extruder can be obtained.
- the silane crosslinkable resin composition obtained in the silane crosslinkable resin composition preparation step is extruded onto the conductor peripheral surface.
- the silane cross-linking catalyst pellets and the silane cross-linkable resin composition pellets are uniformly blended using a Henschel mixer and then extruded to perform cross-linking in the cross-linking step described later in a short time. I can do it.
- As a minimum of extrusion temperature of this silane crosslinkable resin composition it can be 130 ° C, for example.
- the upper limit of the extrusion temperature of the silane crosslinkable resin composition can be set to 210 ° C., for example.
- extrusion temperature When extrusion temperature is smaller than the said minimum, extrusion torque does not fully fall, but a wire speed becomes low, and there exists a possibility that the productivity of the said insulated wire may deteriorate.
- the extrusion temperature exceeds the above upper limit, the formation of the silane cross-linking structure proceeds in the extruder, and there is a possibility that the extrusion moldability of the insulated wire is deteriorated and the appearance is deteriorated.
- the lower limit of the linear drawing speed of the silane crosslinkable resin composition is preferably 5 m / min, and more preferably 10 m / min.
- the upper limit of the linear drawing speed of the silane crosslinkable resin composition is preferably 200 m / min.
- the extruded silane crosslinkable resin composition is crosslinked.
- this crosslinking method include water crosslinking, and specifically, silane-crosslinkable polyolefin is crosslinked by supplying moisture by exposure to air, immersion in water, exposure to water vapor atmosphere, and the like. Can be cured. By this curing, the insulating layer of the insulated wire is completed.
- the lower limit of the water crosslinking time can be, for example, 12 hours.
- the upper limit of the water crosslinking time can be set to 36 hours, for example.
- crosslinking it can be 10 degreeC, for example.
- crosslinking it can be 80 degreeC, for example.
- the insulated wire may further include a sheath layer on the outer peripheral surface side of the insulating layer.
- the material for forming the sheath layer include non-silane crosslinkable polyolefin, silane crosslinkable polyolefin, and combinations thereof.
- the material forming the sheath layer may contain a flame retardant, a flame retardant aid, an antioxidant and the like in order to improve the heat distortion resistance, flame retardancy, mechanical strength, etc. of the insulated wire.
- Non-silane crosslinkable polyolefin 100 parts by mass of an ethylene-ethyl acrylate copolymer (“NUC6170” from NUC) having an MFR of 6 g / 10 min and an ethyl acrylate monomer content of 18% by mass is used.
- a silane crosslinkable resin composition was produced in the same manner as in Production Example 1, and an insulated wire of Production Example 2 was produced by extrusion molding and crosslinking under the same conditions as in Production Example 1.
- the silane crosslinkable polyolefin was produced by the following method. That is, 100 parts by mass of an ethylene-ethyl acrylate copolymer (“NUC6170” from NUC) having an MFR of 6 g / 10 min and an ethyl acrylate monomer content of 18% by mass, vinylsilane (“KBM-1003 from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) ] 1 part by mass, 0.1 part by mass of dicumyl peroxide (“PARK Mill D” from NOF Corporation) and 0.1 part by mass of a phenolic antioxidant (“ADEKA STAB A060” from ADEKA) were stirred with a Henschel mixer.
- NUC6170 ethylene-ethyl acrylate copolymer
- KBM-1003 from Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
- PARK Mill D dicumyl peroxide
- ADEKA STAB A060 a phenolic antioxidant
- Production Example 4 10 parts by mass of silica and 10 parts by mass of zinc borate are added to the same formulation as in Production Example 3 to produce a silane crosslinkable resin composition in the same manner as in Production Example 2, and extrusion under the same conditions as in Production Example 2
- the insulated wire of Production Example 4 was produced by molding and crosslinking.
- a silane crosslinkable resin composition is produced in the same manner as in Production Example 1 except that 200 parts by mass of a halogen-free flame retardant is used in the silane crosslinkable resin composition instead of the brominated flame retardant and flame retardant aid. Further, the insulated wire of Production Example 5 was produced by extrusion molding and crosslinking under the same conditions as in Production Example 1.
- Table 1 shows the composition of the materials used in Production Examples 1 to 6.
- each component of Table 1 shows together mass part and content (content with respect to all polyolefin) with respect to 100 mass parts of total content of non-silane crosslinkable polyolefin and silane crosslinkable polyolefin.
- “-” means that the corresponding component was not used
- “EVA” represents an ethylene-vinyl acetate copolymer
- “EEA” represents an ethylene-ethyl acrylate copolymer.
- the insulated wires of Production Examples 1 and 2 passed the UL standard horizontal combustion test, and had good mechanical strength, heat aging resistance, and heat deformation resistance. It was.
- the insulated wire of Production Example 3 passed the horizontal combustion test of UL standard and the 45 ° inclined combustion test of ISO 6722 standard, and had good mechanical strength, heat aging resistance and heat deformation resistance.
- the insulated wire of Production Example 4 passed all three combustion tests, and had good mechanical strength, heat aging resistance, and heat deformation resistance.
- the insulated wire of Production Example 5 had good mechanical strength, it did not satisfy any flame retardancy standards and had insufficient heat aging resistance.
- the insulated wire of Production Example 6 passed only the UL standard horizontal combustion test, but the mechanical strength and heat aging resistance were insufficient.
- the insulated wire according to one embodiment of the present invention is excellent in flame retardancy and heat aging resistance, and can be manufactured at low cost.
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Abstract
難燃性及び耐熱老化性に優れ、かつ低コストで製造可能な絶縁電線の提供を目的とする。本発明の一態様に係る絶縁電線は、導体と、この導体周面に積層され、シラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなる絶縁層とを備える絶縁電線であって、上記シラン架橋性樹脂組成物が、非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤及び酸化亜鉛を含有する。上記ラジカル捕捉剤が、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含むとよい。上記過酸化物分解剤が、硫黄系酸化防止剤を含むとよい。上記硫黄系酸化防止剤が、2-メルカプトベンゾイミダゾールを含むとよい。また、上記シラン架橋性樹脂組成物が、シリカまたは/及びホウ酸亜鉛を含むとよい。
Description
本発明は、絶縁電線に関する。
絶縁電線は、一般的に銅や銅合金等からなる導体と、この導体を被覆する樹脂により形成される絶縁層とを備える。この絶縁電線には、引張特性等の機械的強度が要求されるだけでなく、高度な難燃性や高温に曝された後であっても優れた機械特性を保持できる耐熱変形性及び耐熱老化性が要求される。これら絶縁電線の諸特性は、例えばUL(Underwriters Laboratories Inc.)規格により評価される。
絶縁電線の難燃性を高める方法としては、絶縁層に難燃剤を含有させる方法がある。この難燃剤としては、臭素系難燃剤等のハロゲン系難燃剤と金属水酸化物等のノンハロゲン系難燃剤とに分類することができ、ハロゲン系難燃剤の方が少量で高い難燃性の付与が可能である。
一方、絶縁電線には半田リフロー工程に耐えられるように高い耐熱変形性が求められる場合があり、耐熱変形性を高める方法としては、架橋されたポリオレフィンにより絶縁層を形成する方法がある。ポリオレフィンを架橋する方法としては、電子線照射による架橋、シラン架橋性ポリオレフィンを用いたシラン架橋等が挙げられる。このうち、電子線照射を行う場合には高額な電子線照射機を設備導入する必要があるが、シラン架橋は特殊な機器を要さないためコスト面で優れる。そこで、このシラン架橋性ポリオレフィンとハロゲン系難燃剤又はノンハロゲン系難燃剤とを組み合わせた樹脂組成物により絶縁層を形成する絶縁電線が提案されている(特開平9-92055号公報及び特開2014-111721号公報参照)。
しかし、シラン架橋性ポリオレフィンは、配合剤中にシラン架橋反応の触媒効果を示すものが存在すると、混練又は押出成型中に架橋反応が進行し、押出外観の悪化や物性の大幅な低下が生じるため、使用できる配合剤に制約がある。例えば、UL規格の水平燃焼試験等に適合する高い難燃性を絶縁電線に付与するため、絶縁層を形成する樹脂組成物に臭素系難燃剤等のハロゲン系難燃剤を添加する場合、混練及び押出成型の際にハロゲン系難燃剤から発生する微量の熱分解生成物が触媒となりシラン架橋構造の形成を促進し、その結果、外観異常の発生により成型が困難となり歩留まりが低下したり、十分な物性が得られないおそれがある。
一方、絶縁層を形成する樹脂組成物に金属水酸化物などのノンハロゲン系難燃剤を添加する場合、ハロゲン系難燃剤を用いる場合と比較して多量に添加する必要があるため、金属水酸化物による酸化防止剤の吸着に起因する酸化防止作用の低下、金属水酸化物と樹脂との界面からの空気の樹脂層内への侵入等を生じるおそれがある。その結果、金属水酸化物と酸化防止剤とを併用する場合、得られる耐熱老化性としてはUL規格の定格温度で125℃耐熱程度が限界であり、150℃耐熱を達成することは困難である。そのため、上記従来の絶縁電線は、高い難燃性及び耐熱老化性の要求を満たし、かつ低コストで製造することが困難である。
本発明は以上のような事情に基づいてなされたものであり、難燃性及び耐熱老化性に優れ、かつ低コストで製造可能な絶縁電線の提供を目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明の一態様に係る絶縁電線は、導体と、この導体周面に積層され、シラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなる絶縁層とを備える絶縁電線であって、上記シラン架橋性樹脂組成物が、非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤及び酸化亜鉛を含有する。
本発明の一態様に係る絶縁電線は、難燃性及び耐熱老化性に優れ、かつ低コストで製造可能である。
[本発明の実施形態の説明]
本発明の一態様に係る絶縁電線は、導体と、この導体周面に積層され、シラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなる絶縁層とを備える絶縁電線であって、上記シラン架橋性樹脂組成物が、非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤及び酸化亜鉛を含有する。
本発明の一態様に係る絶縁電線は、導体と、この導体周面に積層され、シラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなる絶縁層とを備える絶縁電線であって、上記シラン架橋性樹脂組成物が、非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤及び酸化亜鉛を含有する。
当該絶縁電線は、シラン架橋性ポリオレフィン及びハロゲン系難燃剤を含有するシラン架橋性樹脂組成物の架橋により絶縁層を形成する。そのため、この絶縁層は、シラン架橋構造を有するポリオレフィンに起因する高い耐熱変形性を有し、かつハロゲン系難燃剤により上記耐熱変形性を保持しつつ高い難燃性も有する。さらに、シラン架橋は、水分の供給による架橋(水架橋)等により架橋可能であるため、特殊な設備を要さない。そのため、当該絶縁電線は、難燃性及び耐熱変形性に優れ、かつ低コストで製造可能である。
さらに、当該絶縁電線は、上述した混練及び押出成型の際のハロゲン系難燃剤によるシラン架橋を抑制できるため、低コストでの製造が促進される。この理由は明確ではないが、以下のように推察することができる。すなわち、混練及び押出成型の際の加熱でハロゲン系難燃剤から生じる熱分解生成物を酸化亜鉛が吸着することで、この熱分解生成物の触媒効果に起因する押出前のシラン架橋構造の形成が抑制されると考えられる。また、樹脂成分として非シラン架橋性ポリオレフィンを含有することも、混練及び押出成型の際のシラン架橋構造の形成を抑制すると考えられる。さらに、ラジカル捕捉剤及び過酸化物分解剤は、当該絶縁電線の耐熱老化性をより向上させる。
上記ラジカル捕捉剤が、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含むとよい。ヒンダードフェノール系酸化防止剤は、その分子の立体障害性がラジカル捕捉剤としての性能に寄与するため、ラジカル補足剤としての性能が向上すると考えられる。そのため、ラジカル捕捉剤がヒンダードフェノール系酸化防止剤を含むことにより、当該絶縁電線の耐熱老化性をより向上できる。
上記過酸化物分解剤が、硫黄系酸化防止剤を含むとよい。硫黄系酸化防止剤は、パーオキサイド分解剤としての作用、自動酸化を抑制する作用、及び水素を供与することでパーオキサイドラジカルを捕捉する作用を有する。また、硫黄系酸化防止剤は、フェノキシラジカルとなったヒンダードフェノール系酸化防止剤に水素を供与することにより、ヒンダードフェノール系酸化防止剤の再生作用を有する。そのため、過酸化物分解剤が硫黄系酸化防止剤を含むことにより、当該絶縁電線の耐熱老化性をより向上できる。
上記硫黄系酸化防止剤が、2-メルカプトベンゾイミダゾールを含むとよい。2-メルカプトベンゾイミダゾールは、特に、比較的高温(150℃~200℃)での耐熱老化性を改善する効果がある。
上記非シラン架橋性ポリオレフィンが、エチレンと極性モノマーとの共重合体であるとよい。このように、非シラン架橋性ポリオレフィンが上記共重合体であることにより、当該絶縁電線の絶縁層におけるハロゲン系難燃剤等の各成分の分散性を向上し、その結果、難燃性及び耐熱老化性をより向上できる。
上記シラン架橋性ポリオレフィンを構成するポリオレフィンが、融点110℃~130℃を有するポリエチレンであるのが好ましい。ポリエチレンは高効率でシラン化合物をグラフトできるため、シラン架橋性ポリオレフィンを構成するポリオレフィンをポリエチレンとすることで、当該絶縁電線の絶縁層におけるポリオレフィンのシラン架橋構造の形成割合を向上し、その結果、耐熱変形性をより向上できる。また、ポリエチレンの融点が上記上限より低いポリエチレンとすることで、当該絶縁電線の絶縁層におけるハロゲン系難燃剤等の各成分の分散性を向上し、その結果、難燃性及び耐熱変形性、耐熱老化性をより向上できる。また、ポリエチレンの融点が上記下限より高いポリエチレンとすることで、耐熱変形性を向上させることができ、例えば、UL規格においては121℃で行われる加熱変形試験における残率を高めることができる。
上記シラン架橋性ポリオレフィンを構成するポリオレフィンが、エチレン-エチルアクリレート共重合体であるとよい。エチレン-エチルアクリレート共重合体は、極性が高く、ハロゲン系難燃剤等の各成分の分散性を向上し、その結果、難燃性及び耐熱変形性、耐熱老化性をより向上できる。また、同種の共重合体であるエチレン-酢酸ビニル共重合体が高温時に酢酸を発生して、シランを失活させて架橋を阻害するのに対し、エチレン-エチルアクリレート共重合体ではそのようなことがなく、好ましい。
上記シラン架橋性樹脂組成物が、シリカまたはほう酸亜鉛のいずれか一つまたは両方を含有するとよい。非シラン架橋性ポリオレフィンが存在すると燃焼時の殻作り性が悪化して難燃性は低下しやすく、燃焼試験の中でも特に難易度の高いVW-1試験(電線を垂直に保持して、電線の下部に綿を置き、燃焼した落下物が綿に当たって延焼した場合には不合格とされる)に合格させるのが難しくなるが、シリカまたはほう酸亜鉛を含有することで、燃焼時のたれ落ちが減少し、非シラン架橋性ポリオレフィンを含有した樹脂組成物であってもVW-1試験に合格させることができる。そのメカニズムは明らかではないが、樹脂中にシリカまたはホウ酸亜鉛が微分散してネットワークを形成し、燃焼中の高温下での樹脂の溶融流動を防ぎ、炭化を促進するためではないかと考える。
上記シラン架橋性樹脂組成物における非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対するハロゲン系難燃剤の含有量としては、1質量部以上30質量部以下が好ましい。このように、ハロゲン系難燃剤の含有量を上記範囲とすることで、混練及び押出成型の際のシラン架橋の形成をより抑制することができ、その結果、当該絶縁電線の難燃性を保持しつつより容易かつ確実な製造を可能とする。
当該絶縁電線は、UL規格1581のVW-1試験又は水平燃焼試験又はISO6722規格の45度傾斜難燃性試験に合格するとよい。また、上記絶縁層の25℃における引張伸びに対する180℃で168時間加熱した後の引張伸びとしては、80%以上が好ましい。さらに、上記絶縁層の25℃における引張強度に対する180℃で168時間加熱した後の引張強度としては、80%以上が好ましい。このように、高い難燃性及び耐熱老化性の基準を満たす当該絶縁電線は、高温や引火のおそれがある環境の絶縁電線として好適に用いることができる。
上記絶縁層が、上記導体周面に積層される内層と上記内層の周面に積層される外層の2層構造からなり、上記内層と上記外層は共に上記シラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなり、かつ、上記外層の難燃剤の含有量は上記内層の難燃剤の含有量より多いことが好ましい。このように、絶縁層を2層構造として、外層で高難燃性、内層で高絶縁性、高耐熱性などの機能分担を図り、全体として特性バランスに優れた絶縁電線を得ることができる。
ここで、「融点」とは、JISK0064:1992「化学製品の融点及び溶融範囲測定方法」に準拠して測定した値である。絶縁層の「引張伸び」とは、絶縁電線より導体を除去した絶縁層についてUL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠して計測される絶縁電線切断時の伸びである。絶縁層の「引張強度」とは、絶縁電線より導体を除去した絶縁層についてUL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠して計測される値である。
[本発明の実施形態の詳細]
以下、本発明の実施形態に係る当該絶縁電線について詳説する。
以下、本発明の実施形態に係る当該絶縁電線について詳説する。
<絶縁電線>
当該絶縁電線は、導体と、この導体周面に積層される絶縁層とを備える。当該絶縁電線の断面形状としては、特に限定されないが、例えば円形、方形、矩形等の種々の形状を採用することができる。また、当該絶縁電線の断面形状を円形とする場合、平均径の下限としては、例えば0.3mmとすることができる。一方、上記平均径の上限としては、例えば25mmとすることができる。また、当該絶縁電線の断面形状を方形とする場合、一辺の平均長さの下限としては、例えば0.3mmとすることができる。一方、上記一片の平均長さの上限としては、例えば25mmとすることができる。
当該絶縁電線は、導体と、この導体周面に積層される絶縁層とを備える。当該絶縁電線の断面形状としては、特に限定されないが、例えば円形、方形、矩形等の種々の形状を採用することができる。また、当該絶縁電線の断面形状を円形とする場合、平均径の下限としては、例えば0.3mmとすることができる。一方、上記平均径の上限としては、例えば25mmとすることができる。また、当該絶縁電線の断面形状を方形とする場合、一辺の平均長さの下限としては、例えば0.3mmとすることができる。一方、上記一片の平均長さの上限としては、例えば25mmとすることができる。
(導体)
導体としては、特に限定されないが、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属線を用いることができる。
導体としては、特に限定されないが、例えば銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属線を用いることができる。
導体を形成する金属線の断面形状としては、特に限定されないが、例えば円形、方形、矩形等の種々の形状を採用することができる。また、金属線の断面の大きさも特に限定されないが、導体の断面形状が円形の場合、平均径の下限としては、例えば0.1mmとすることができる。一方、上記平均径の上限としては、例えば5mmとすることができる。
また、導体の断面形状が方形の場合、一辺の平均長さの下限としては、例えば0.5mmとすることができる。一方、上記一片の平均長さの上限としては、例えば5mmとすることができる。
また、導体の断面形状が方形の場合、一辺の平均長さの下限としては、例えば0.5mmとすることができる。一方、上記一片の平均長さの上限としては、例えば5mmとすることができる。
導体は、複数の金属線を撚り合わせた撚線から形成することもできる。この場合、複数種の金属線を組み合わせてもよい。撚り数としては、一般に7本以上とされる。
(絶縁層)
絶縁層は、後述するシラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなり、導体を被覆するように導体の周面に積層される。絶縁層は、単層でも2層以上の多層構造でもよい。絶縁層としては、多孔質樹脂層でもよく、非多孔質樹脂層でもよいが、機械的強度の観点から、非多孔質樹脂層が好ましい。ここで「非多孔質樹脂層」とは、空隙率20%未満の樹脂層をいう。「空隙率」とは、絶縁層の任意の方向の断面における絶縁層の断面積に対する気泡全体の面積の割合をいう。絶縁層における空隙率の上限としては、10%が好ましく、3%がより好ましく、1%がさらに好ましい。
絶縁層は、後述するシラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなり、導体を被覆するように導体の周面に積層される。絶縁層は、単層でも2層以上の多層構造でもよい。絶縁層としては、多孔質樹脂層でもよく、非多孔質樹脂層でもよいが、機械的強度の観点から、非多孔質樹脂層が好ましい。ここで「非多孔質樹脂層」とは、空隙率20%未満の樹脂層をいう。「空隙率」とは、絶縁層の任意の方向の断面における絶縁層の断面積に対する気泡全体の面積の割合をいう。絶縁層における空隙率の上限としては、10%が好ましく、3%がより好ましく、1%がさらに好ましい。
絶縁層の平均厚みの下限としては、特に限定されないが、例えば0.1mmとすることができる。一方、絶縁層の平均厚みの上限としては、特に限定されないが、例えば10mmとすることができる。
また、絶縁層は導体に接するプライマー層を有していてもよい。このプライマー層としては、金属水酸化物を含有しないポリエチレン等の樹脂を架橋させたものを好適に用いることができる。このようなプライマー層を設けることによって、絶縁層と導体との剥離性の経時低下を防いで結線作業の効率低下を防止できる。
(シラン架橋性樹脂組成物)
シラン架橋性樹脂組成物は、非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤及び酸化亜鉛を含有する。更に、シラン架橋性樹脂組成物は、シリカまたは/及びホウ酸亜鉛を含有するのが好ましい。シラン架橋性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲においてその他の成分を含有してもよい。
シラン架橋性樹脂組成物は、非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤及び酸化亜鉛を含有する。更に、シラン架橋性樹脂組成物は、シリカまたは/及びホウ酸亜鉛を含有するのが好ましい。シラン架橋性樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲においてその他の成分を含有してもよい。
〔非シラン架橋性ポリオレフィン〕
非シラン架橋性ポリオレフィンとは、それ単体で架橋性を有しないポリオレフィンである。非シラン架橋性ポリオレフィンは、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
非シラン架橋性ポリオレフィンとは、それ単体で架橋性を有しないポリオレフィンである。非シラン架橋性ポリオレフィンは、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
〔ポリオレフィン〕
ポリオレフィンとは、オレフィン類をモノマーとして含む樹脂である。ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン(エチレン単独重合体)、ポリプロピレン(プロピレン単独重合体)、ポリブテン-1(1-ブテン単独重合体)、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-4-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-4-メチル-1-ペンテン共重合体等が挙げられる。また、ポリオレフィンは、オレフィン類と極性モノマーとの共重合体であってもよい。このような共重合体としては、例えばエチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体等のエチレンと極性モノマーとの共重合体、プロピレン-酢酸ビニル共重合体等のプロピレンと極性モノマーとの共重合体等が挙げられる。
ポリオレフィンとは、オレフィン類をモノマーとして含む樹脂である。ポリオレフィンとしては、例えばポリエチレン(エチレン単独重合体)、ポリプロピレン(プロピレン単独重合体)、ポリブテン-1(1-ブテン単独重合体)、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-4-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体、プロピレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体、プロピレン-4-メチル-1-ペンテン共重合体等が挙げられる。また、ポリオレフィンは、オレフィン類と極性モノマーとの共重合体であってもよい。このような共重合体としては、例えばエチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体等のエチレンと極性モノマーとの共重合体、プロピレン-酢酸ビニル共重合体等のプロピレンと極性モノマーとの共重合体等が挙げられる。
非シラン架橋性ポリオレフィンとしては、これらの中でエチレンと極性モノマーとの共重合体が好ましく、エチレン-酢酸ビニル共重合体及びエチレン-エチルアクリレート共重合体がより好ましい。このように、非シラン架橋性ポリオレフィンをエチレンと極性モノマーとの共重合体とすることで、当該絶縁電線の絶縁層におけるハロゲン系難燃剤等の各成分の分散性を向上し、その結果、難燃性及び耐熱老化性をより向上できる。上記共重合体における極性モノマーの含有量の下限としては、極性モノマーの種類に合わせ適宜変更可能であるが、例えば3質量%である。一方、上記共重合体における極性モノマーの含有量の上限としては、極性モノマーの種類に合わせ適宜変更可能であるが、例えば45質量%である。
非シラン架橋性ポリオレフィンがエチレン-酢酸ビニル共重合体の場合、酢酸ビニルモノマーの含有量の下限としては、5質量%が好ましく、15質量%がより好ましく、25質量%がさらに好ましい。一方、酢酸ビニルモノマーの含有量の上限としては、45質量%が好ましく、35質量%がより好ましく、30質量%がさらに好ましい。さらに、非シラン架橋性ポリオレフィンがエチレン-エチルアクリレート共重合体の場合、エチルアクリレートモノマーの含有量の下限としては、3質量%が好ましく、10質量%がより好ましく、15質量%がさらに好ましい。一方、エチルアクリレートモノマーの含有量の上限としては、40質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。酢酸ビニルモノマー及びエチルアクリレートモノマーの含有量を上記範囲とすることで、当該絶縁電線の絶縁層におけるハロゲン系難燃剤等の各成分の分散性をより向上できる。
非シラン架橋性ポリオレフィンの荷重2.16kgf、温度190℃の条件で測定した場合のメルトフローレート(以下、「MFR」ともいう)の下限としては、0.1g/10分が好ましく、0.7g/10分がより好ましい。一方、非シラン架橋性ポリオレフィンのMFRの上限としては、20g/10分が好ましく、8g/10分がより好ましい。
非シラン架橋性ポリオレフィンのMFRが上記下限より小さい場合、シラン架橋性樹脂組成物の溶融伸びが小さくなり、押出成型性が悪化するおそれがある。一方、非シラン架橋性ポリオレフィンのMFRが上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層の機械的強度等が低下し所望とする引張強度を得られないおそれがある。
非シラン架橋性ポリオレフィンのMFRが上記下限より小さい場合、シラン架橋性樹脂組成物の溶融伸びが小さくなり、押出成型性が悪化するおそれがある。一方、非シラン架橋性ポリオレフィンのMFRが上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層の機械的強度等が低下し所望とする引張強度を得られないおそれがある。
シラン架橋性樹脂組成物における非シラン架橋性ポリオレフィンの含有量の下限としては、10質量%が好ましく、15質量%がより好ましく、20質量%がさらに好ましい。
一方、上記含有量の上限としては、40質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、25質量%がさらに好ましい。上記含有量が上記下限より小さい場合、混練及び押出成型の際に溶融粘度が高くなり、押出成型性が悪化するおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超える場合、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤等の成分の含有量が不十分となるおそれがある。
一方、上記含有量の上限としては、40質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、25質量%がさらに好ましい。上記含有量が上記下限より小さい場合、混練及び押出成型の際に溶融粘度が高くなり、押出成型性が悪化するおそれがある。逆に、上記含有量が上記上限を超える場合、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤等の成分の含有量が不十分となるおそれがある。
〔シラン架橋性ポリオレフィン〕
シラン架橋性ポリオレフィンは、ポリオレフィンにシラン化合物をグラフトさせたものである。シラン化合物をグラフトさせるポリオレフィン(以下、「グラフト対象ポリオレフィン」ともいう)としては、例えば非シラン架橋性ポリオレフィンとして例示したものと同様のもの等が挙げられ、これらの中でポリエチレンが好ましい。ポリエチレンは高効率でシラン化合物をグラフトできるため、当該絶縁電線の絶縁層におけるポリオレフィンのシラン架橋構造の形成割合を向上し、耐熱変形性をより向上できる。グラフト対象ポリオレフィンは、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン架橋性ポリオレフィンは、ポリオレフィンにシラン化合物をグラフトさせたものである。シラン化合物をグラフトさせるポリオレフィン(以下、「グラフト対象ポリオレフィン」ともいう)としては、例えば非シラン架橋性ポリオレフィンとして例示したものと同様のもの等が挙げられ、これらの中でポリエチレンが好ましい。ポリエチレンは高効率でシラン化合物をグラフトできるため、当該絶縁電線の絶縁層におけるポリオレフィンのシラン架橋構造の形成割合を向上し、耐熱変形性をより向上できる。グラフト対象ポリオレフィンは、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン架橋性ポリオレフィンは、市販のものを用いてもよい。市販のシラン架橋性ポリオレフィンとしては、例えば三菱化学社の「リンクロンXLE815N」、「リンクロンXCF710N」、「リンクロンSS732N」等が挙げられる。
シラン架橋性ポリオレフィンを構成するポリオレフィンとして使用するポリエチレンの融点の上限としては130℃が好ましく、125℃がより好ましく、120℃が更に好ましい。一方、シラン架橋性ポリオレフィンとして使用するポリエチレンの融点の下限としては110℃が好ましく、115℃がより好ましい。シラン架橋性ポリオレフィンを構成するポリオレフィンとして使用するポリエチレンの融点を上記範囲とすることで、当該絶縁電線の絶縁層におけるポリオレフィンのシラン架橋構造の形成割合を向上し、その結果、耐熱変形性をより向上できる。また、ポリエチレンの融点が上記上限より小さいポリエチレンとすることで、当該絶縁電線の絶縁層におけるハロゲン系難燃剤等の各成分の分散性を向上し、その結果、難燃性及び耐熱変形性、耐熱老化性をより向上できる。また、ポリエチレンの融点が上記下限より大きいポリエチレンとすることで、耐熱変形性、例えばUL規格においては121℃で行われる加熱変形試験における残率を高めることができる。
シラン架橋性ポリオレフィンは、エチレン-エチルアクリレート共重合体にシラン化合物をグラフトさせて作製することもできる。エチレン-エチルアクリレート共重合体は、極性が高く、ハロゲン系難燃剤等の各成分の分散性を向上し、その結果、難燃性及び耐熱変形性、耐熱老化性をより向上できる。また、同種の共重合体であるエチレン-酢酸ビニル共重合体が高温時に酢酸を発生して、シランを失活させて架橋を阻害するのに対し、エチレン-エチルアクリレート共重合体ではそのようなことがなく、好ましい。シラン化合物をグラフトさせたエチレン-エチルアクリレート共重合体は一般には市販されていないが、後述する方法によって容易に製造することができる。
シラン架橋性樹脂組成物におけるシラン架橋性ポリオレフィンの含有量の下限としては、30質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、45質量%がさらに好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物におけるシラン架橋性ポリオレフィンの含有量の上限としては、70質量%が好ましく、60質量%がより好ましく、55質量%がさらに好ましい。
シラン架橋性ポリオレフィンの含有量が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の絶縁層の耐熱変形性及び機械的強度等が不十分となるおそれがある。逆に、シラン架橋性ポリオレフィンの含有量が上記上限を超える場合、混練及び押出成型の際に溶融粘度が高くなり、押出成型性が悪化するおそれがある。
シラン架橋性ポリオレフィンの含有量が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の絶縁層の耐熱変形性及び機械的強度等が不十分となるおそれがある。逆に、シラン架橋性ポリオレフィンの含有量が上記上限を超える場合、混練及び押出成型の際に溶融粘度が高くなり、押出成型性が悪化するおそれがある。
シラン架橋性樹脂組成物における非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対するシラン架橋性ポリオレフィンの含有量の下限としては、30質量部が好ましく、50質量部がより好ましく、60質量部がさらに好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物における非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対するシラン架橋性ポリオレフィンの含有量の上限としては、90質量部が好ましく、80質量部がより好ましく、70質量部がさらに好ましい。シラン架橋性ポリオレフィンの含有量が上記下限未満の場合、当該絶縁電線の絶縁層の耐熱変形性及び機械的強度等が不十分となるおそれがある。逆に、シラン架橋性ポリオレフィンの含有量が上記上限を超える場合、非シラン架橋性ポリオレフィンの含有量が不足するおそれがある。
シラン架橋性ポリオレフィンを製造する方法としては、例えばグラフト対象ポリオレフィン、シラン化合物及びラジカル発生剤をスーパーミキサー等で室温で撹拌した後に、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、二軸又は単軸押出機でグラフト対象ポリオレフィンの融点以上に加熱しつつ混練を行う方法等が挙げられる。混練が完了した後には、加圧ニーダー、バンバリーミキサーを用いた場合にはフィーダールーダーによって紐状(ストランド状)に押出したものを水冷して、水切りした後にカットすることでペレット状に成型できる。二軸又は単軸押出機で混練した場合には、元々混合物が紐状(ストランド状)に押出されてくるので、水冷及び水切りした後にカットすることでペレット状に成型できる。
上記混練時の温度の下限としては、グラフト対象ポリオレフィンの融点等を考慮して適宜変更可能であるが、例えば150℃とすることができる。一方、上記混練時の温度の上限としては、グラフト対象ポリオレフィンの融点等を考慮して適宜変更可能であるが、例えば200℃とすることができる。
上記混練時の温度の下限としては、グラフト対象ポリオレフィンの融点等を考慮して適宜変更可能であるが、例えば150℃とすることができる。一方、上記混練時の温度の上限としては、グラフト対象ポリオレフィンの融点等を考慮して適宜変更可能であるが、例えば200℃とすることができる。
シラン化合物としては、一般式RR’SiY2で表される化合物を用いることができる。ここで、Rは、1価のオレフィン性不飽和炭化水素基であり、R’は、脂肪族不飽和炭化水素以外の1価の炭化水素基又は加水分解性の有機基であり、Yは、加水分解性の有機基である。上記式で表される化合物の中でも、R’とYとが同一の加水分解性の有機基であるもの、つまり一般式RSiY3で表される有機不飽和シランが好ましい。この有機不飽和シランとしては、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、これら有機不飽和シランのオリゴマー等を挙げることができる。シラン化合物は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン化合物のグラフト対象ポリオレフィン100質量部に対する含有量の下限としては、0.01質量部が好ましく、0.1質量部がより好ましい。一方、シラン化合物のグラフト対象ポリオレフィン100質量部に対する含有量の上限としては、1.5質量部が好ましく、1.2質量部がより好ましい。シラン化合物の含有量が上記下限より小さい場合、グラフト対象ポリオレフィンのグラフトが不十分となり、シラン架橋性樹脂組成物により形成される絶縁層におけるポリオレフィンのシラン架橋構造の形成が不十分となるおそれがある。逆に、シラン化合物の含有量が上記上限を超える場合、シラン架橋性樹脂組成物を混練及び押出成型により加工することが困難となるおそれがある他、グラフトされない残留シラン化合物が増加し、当該絶縁電線の絶縁層と導体との接着性等の低下のおそれがある。
シラン化合物のグラフトには、ラジカル発生剤を用いるとよい。このラジカル発生剤としては、例えばジクミルパーオキサイド、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシジイソプロピル)ベンゼン、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-ベンゾイルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート等が挙げられる。ラジカル発生剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
ラジカル発生剤のグラフト対象ポリオレフィン100質量部に対する含有量の下限としては、0.02質量部が好ましく、0.05質量部がより好ましい。一方、ラジカル発生剤のグラフト対象ポリオレフィン100質量部に対する含有量の上限としては、0.15質量部が好ましく、0.12質量部がより好ましい。ラジカル発生剤の含有量が上記下限より小さい場合、グラフト対象ポリオレフィンのグラフトが不十分となるおそれがある。
逆に、ラジカル発生剤の含有量が上記上限を超える場合、シラン架橋性樹脂組成物の混練及び押出成型の際に溶融粘度が高くなり、押出成型性が悪化するおそれがある他、局部的なグラフトが発生し、当該絶縁電線の絶縁層の外観が悪化するおそれがある。
逆に、ラジカル発生剤の含有量が上記上限を超える場合、シラン架橋性樹脂組成物の混練及び押出成型の際に溶融粘度が高くなり、押出成型性が悪化するおそれがある他、局部的なグラフトが発生し、当該絶縁電線の絶縁層の外観が悪化するおそれがある。
〔シリカ〕
シラン架橋性樹脂組成物は、シリカまたはほう酸亜鉛のいずれか一つまたは両方を含有するとよい。非シラン架橋性ポリオレフィンが存在すると燃焼時の殻作り性が悪化して難燃性は低下しやすく、燃焼試験の中でも特に難易度の高いVW-1試験(電線を垂直に保持して、電線の下部に綿を置き、燃焼した落下物が綿に当たって延焼した場合には不合格とされる)に合格させるのが難しくなるが、シリカまたはほう酸亜鉛を含有することで、燃焼時のたれ落ちが減少し、非シラン架橋性ポリオレフィンを含有した樹脂組成物であってもVW-1試験に合格させることができる。そのメカニズムは明らかではないが、樹脂中にシリカまたはホウ酸亜鉛が微分散してネットワークを形成し、燃焼中の高温下の非シラン架橋性ポリオレフィン成分の溶融流動を押さえ、炭化を促進するためではないかと考えられる。シリカとしては、例えば、湿式法シリカ(沈殿法シリカあるいはゲル法シリカ)、熱分解法シリカ(燃焼法シリカあるいはアーク法シリカ)を挙げることができる。沈殿法シリカとしては日本シリカ工業のニップシール、水澤化学工業のミズカシル等が挙げられ、ゲル法シリカとしては、富士シリシアのシリシア、日本シリカ工業のニップゲル等が挙げられる。また、燃焼法シリカとしては、日本アエロジルのアエロジル、トクヤマのレオロジル等が挙げられ、アーク法シリカとしては、フランソルのフランシル等が挙げられる。
シラン架橋性樹脂組成物は、シリカまたはほう酸亜鉛のいずれか一つまたは両方を含有するとよい。非シラン架橋性ポリオレフィンが存在すると燃焼時の殻作り性が悪化して難燃性は低下しやすく、燃焼試験の中でも特に難易度の高いVW-1試験(電線を垂直に保持して、電線の下部に綿を置き、燃焼した落下物が綿に当たって延焼した場合には不合格とされる)に合格させるのが難しくなるが、シリカまたはほう酸亜鉛を含有することで、燃焼時のたれ落ちが減少し、非シラン架橋性ポリオレフィンを含有した樹脂組成物であってもVW-1試験に合格させることができる。そのメカニズムは明らかではないが、樹脂中にシリカまたはホウ酸亜鉛が微分散してネットワークを形成し、燃焼中の高温下の非シラン架橋性ポリオレフィン成分の溶融流動を押さえ、炭化を促進するためではないかと考えられる。シリカとしては、例えば、湿式法シリカ(沈殿法シリカあるいはゲル法シリカ)、熱分解法シリカ(燃焼法シリカあるいはアーク法シリカ)を挙げることができる。沈殿法シリカとしては日本シリカ工業のニップシール、水澤化学工業のミズカシル等が挙げられ、ゲル法シリカとしては、富士シリシアのシリシア、日本シリカ工業のニップゲル等が挙げられる。また、燃焼法シリカとしては、日本アエロジルのアエロジル、トクヤマのレオロジル等が挙げられ、アーク法シリカとしては、フランソルのフランシル等が挙げられる。
〔ホウ酸亜鉛〕
ホウ酸亜鉛は、当該絶縁電線の絶縁層のベースポリマーに非シラン架橋性ポリオレフィンが含まれる場合でも燃焼中のたれ落ちを防止し、難燃性を向上させる。ホウ酸亜鉛としては早川商事社、尾関社などが市販しているもの用いることができる。
ホウ酸亜鉛は、当該絶縁電線の絶縁層のベースポリマーに非シラン架橋性ポリオレフィンが含まれる場合でも燃焼中のたれ落ちを防止し、難燃性を向上させる。ホウ酸亜鉛としては早川商事社、尾関社などが市販しているもの用いることができる。
〔ハロゲン系難燃剤〕
ハロゲン系難燃剤は、当該絶縁電線の絶縁層に難燃性を付与するものである。ハロゲン系難燃剤としては、例えば臭素系難燃剤、塩素系難燃剤等が挙げられる。
ハロゲン系難燃剤は、当該絶縁電線の絶縁層に難燃性を付与するものである。ハロゲン系難燃剤としては、例えば臭素系難燃剤、塩素系難燃剤等が挙げられる。
臭素系難燃剤としては、例えばエチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレンビス(ペンタブロモフェニル)、テトラブロモエタン、テトラブロモビスフェノールA、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモビフェニルエーテル、テトラブロモ無水フタル酸、ポリジブロモフェニレンオキサイド、ヘキサブロモシクロデカン、臭化アンモニウム等が挙げられる。
塩素系難燃剤としては、例えば塩素化パラフィン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリフェノール、パークロルペンタシクロデカン等が挙げられる。
ハロゲン系難燃剤としては、これらの中で臭素系難燃剤が好ましく、エチレンビステトラブロモフタルイミド(例えばアルベマール社の「サイテックスBT93」)及びエチレンビス(ペンタブロモフェニル)(例えばアルベマール社の「サイテックス8010」)がより好ましい。ハロゲン系難燃剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン架橋性樹脂組成物におけるハロゲン系難燃剤の含有量の下限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、1質量部が好ましく、5質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましく、15質量部が特に好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物におけるハロゲン系難燃剤の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、30質量部が好ましく、25質量部がより好ましく、20質量部がさらに好ましい。ハロゲン系難燃剤の含有量が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の絶縁層の難燃性が不十分となるおそれがある。逆に、ハロゲン系難燃剤の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層の外観の悪化等のおそれがある。
シラン架橋性樹脂組成物は、ハロゲン系難燃剤以外にも、リン系難燃剤、窒素系難燃剤、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等のノンハロゲン系難燃剤を含有してもよい。シラン架橋性樹脂組成物におけるノンハロゲン系難燃剤の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、例えば10質量部である。
〔ラジカル捕捉剤及び過酸化物分解剤〕
ラジカル捕捉剤(一次酸化防止剤)は、酸化の初期段階で発生するフリーラジカルを捕捉し、過酸化物分解剤(二次酸化防止剤)は、フリーラジカルの反応により生じるパーオキサイド(過酸化物)を無害なものに分解する。この2種の酸化防止剤は、当該絶縁電線の絶縁層の耐熱老化性を向上する。ラジカル捕捉剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤等が挙げられる。二次酸化防止剤としては、例えば硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。
ラジカル捕捉剤(一次酸化防止剤)は、酸化の初期段階で発生するフリーラジカルを捕捉し、過酸化物分解剤(二次酸化防止剤)は、フリーラジカルの反応により生じるパーオキサイド(過酸化物)を無害なものに分解する。この2種の酸化防止剤は、当該絶縁電線の絶縁層の耐熱老化性を向上する。ラジカル捕捉剤としては、例えばヒンダードフェノール系酸化防止剤、ヒンダードアミン系酸化防止剤等が挙げられる。二次酸化防止剤としては、例えば硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。
ヒンダードフェノール系酸化防止剤としては、例えばペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,5-ジ-t-ブチルヒドロキノン、N,N’-ヘキサメチレンビス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロシンナマイド、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシ-ベンジルフォスフォネート-ジエチルエステル、2,4-ビス[(オクチルチオ)メチル]-o-クレゾール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、2,5-ジ-t-アミルヒドロキノン、2-t-ブチル-6-(3-ブチル-2-ヒドロキシ-5-メチルベンジル)-4-メチルフェニルアクリレート、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)等が挙げられる。
ヒンダードアミン系酸化防止剤としては、例えば、N-(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ドデシルコハク酸イミド、N,N’-ビス(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラ(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート等が挙げられる。
ラジカル捕捉剤としては、これらの中でヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましく、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート](例えばBASF社の「イルガノックス1010」)がより好ましい。ラジカル捕捉剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン架橋性樹脂組成物におけるラジカル捕捉剤の含有量の下限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、0.05質量部が好ましく、0.3質量部がより好ましく、0.5質量部がさらに好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物におけるラジカル捕捉剤の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、10質量部が好ましく、3質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましい。ラジカル捕捉剤の含有量が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の絶縁層の耐熱老化性が不十分となるおそれがある。逆に、ラジカル捕捉剤の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層と導体との接着性等の低下のおそれがある。
硫黄系酸化防止剤としては、例えばフェノチアジン、ペンタエリスリトール-テトラキス(3-ラウリルチオプロピオネート)、ジドデシルサルファイド、ジオクタデシルサルファイド、ジドデシルチオジプロピオネート、ジオクタデシルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ドデシルオクタデシルチオジプロピオネート、2-メルカプトベンゾイミダゾール等が挙げられる。
リン系酸化防止剤としては、例えばトリイソデシルホスファイト、ジフェニルイソデシルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリノニルフェニルホスファイト等が挙げられる。
ラジカル捕捉剤がヒンダードフェノール系酸化防止剤の場合、過酸化物分解剤としては、硫黄系酸化防止剤が好ましく、2-メルカプトベンゾイミダゾール(例えば住友化学社の「スミライザーMB」)がより好ましい。過酸化物分解剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン架橋性樹脂組成物における過酸化物分解剤の含有量の下限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、1質量部がより好ましく、2.5質量部がさらに好ましい。
一方、シラン架橋性樹脂組成物における過酸化物分解剤の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、20質量部が好ましく、10質量部がより好ましく、4質量部がさらに好ましい。
過酸化物分解剤の含有量が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の絶縁層の耐熱老化性が不十分となるおそれがある。逆に、過酸化物分解剤の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層と導体との接着性等の低下のおそれがある。また、過酸化物分解剤が硫黄系酸化防止剤である場合、臭気の発生のおそれがある。
一方、シラン架橋性樹脂組成物における過酸化物分解剤の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、20質量部が好ましく、10質量部がより好ましく、4質量部がさらに好ましい。
過酸化物分解剤の含有量が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の絶縁層の耐熱老化性が不十分となるおそれがある。逆に、過酸化物分解剤の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層と導体との接着性等の低下のおそれがある。また、過酸化物分解剤が硫黄系酸化防止剤である場合、臭気の発生のおそれがある。
シラン架橋性樹脂組成物は、その他の酸化防止剤を含んでいてもよい。その他の酸化防止剤としては、例えば重金属による酸化の促進を抑制する金属不活性化剤等が挙げられる。この金属不活性化剤としては、例えばヒドラジン系酸化防止剤、アミド系酸化防止剤等が挙げられる。シラン架橋性樹脂組成物におけるその他の酸化防止剤の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、例えば3質量部である。
〔酸化亜鉛〕
酸化亜鉛は、混練及び押出成型の際にハロゲン系難燃剤から発生する熱分解生成物を吸着することにより、この熱分解生成物の触媒効果に起因する押出前のシラン架橋構造の形成を抑制し、その結果、当該絶縁電線の低コストでの製造を促進する。
酸化亜鉛は、混練及び押出成型の際にハロゲン系難燃剤から発生する熱分解生成物を吸着することにより、この熱分解生成物の触媒効果に起因する押出前のシラン架橋構造の形成を抑制し、その結果、当該絶縁電線の低コストでの製造を促進する。
シラン架橋性樹脂組成物における酸化亜鉛の含有量の下限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、0.1質量部が好ましく、0.7質量部がより好ましく、1.3質量部がさらに好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物における酸化亜鉛の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、10質量部が好ましく、5質量部がより好ましく、2質量部がさらに好ましい。酸化亜鉛の含有量が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の押出成型性が悪化するおそれがある。
逆に、酸化亜鉛の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層と導体との接着性等の低下のおそれがある。
逆に、酸化亜鉛の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層と導体との接着性等の低下のおそれがある。
〔その他の成分〕
その他の成分としては、例えばシラン架橋触媒、難燃助剤、滑剤、酸化防止助剤、顔料、反射付与剤、隠蔽剤、加工安定剤、可塑剤、帯電防止剤、金属不活性剤等が挙げられる。
その他の成分としては、例えばシラン架橋触媒、難燃助剤、滑剤、酸化防止助剤、顔料、反射付与剤、隠蔽剤、加工安定剤、可塑剤、帯電防止剤、金属不活性剤等が挙げられる。
シラン架橋触媒は、シラン架橋性樹脂組成物により絶縁層を形成する際に、シラン架橋構造の形成を促進するものである。シラン架橋性樹脂組成物は、通常シラン架橋触媒を含有する。このシラン架橋触媒としては、有機金属化合物系の架橋触媒を使用することができる。具体的には、例えばジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジラウレート、酢酸第一錫、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、カプリル酸亜鉛、チタン酸テトラブチルエステル、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等を挙げることができる。シラン架橋触媒は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン架橋性樹脂組成物におけるシラン架橋触媒の含有量の下限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、0.003質量部が好ましく、0.01質量部がより好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物におけるシラン架橋触媒の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、0.05質量部が好ましく、0.04質量部がより好ましい。シラン架橋触媒の含有量が上記下限より小さい場合、シラン架橋性ポリオレフィンの架橋を十分促進できないおそれがある。逆に、シラン架橋触媒の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層で局部的な架橋が発生し、押出成型性の低下、外観の悪化等のおそれがある。
シラン架橋触媒は、市販のものを用いてもよい。市販のシラン架橋触媒としては、例えば三菱化学社の「LZ033」、「LZ013」、「LZ015H」等が挙げられ、これらの中で「LZ033」が好ましい。なお、市販のシラン架橋触媒としては、樹脂成分と共に成型されるペレットとして提供されるものを用いてもよい。
上記ペレットとして提供されるシラン架橋触媒を用いる場合、シラン架橋性樹脂組成物における上記ペレットの含有量の下限としては、上記ペレットのシラン架橋触媒の含有量に合わせて適宜設定されるものであるが、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、例えば3質量部である。一方、シラン架橋性樹脂組成物における上記ペレットの含有量の上限としては、上記ペレットのシラン架橋触媒の含有量に合わせて適宜設定されるものであるが、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、例えば10質量部である。
難燃助剤は、ハロゲン系難燃剤との相乗効果で当該絶縁電線の絶縁層の難燃性をより向上するものである。難燃助剤としては、例えば三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン等のアンチモン化合物、酸化スズ、水酸化スズ等のスズ化合物、酸化モリブテン、モリブテン酸アンモニウム等のモリブテン化合物、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム等のジルコニウム化合物、メタホウ酸バリウム等のホウ素化合物、高分子量シリコーン等のケイ素化合物、シリコーンオイル、シランカップリング剤等が挙げられる。難燃助剤としては、これらの中でアンチモン化合物が好ましく、三酸化アンチモンがより好ましい。難燃助剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン架橋性樹脂組成物における難燃助剤の含有量の下限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、0.5質量部が好ましく、3質量部がより好ましく、7質量部がさらに好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物における難燃助剤の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、30質量部が好ましく、20質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましい。難燃助剤の含有量が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の絶縁層の難燃性が不十分となるおそれがある。逆に、難燃助剤の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層と導体との接着性等の低下のおそれがある。
滑剤は、シラン架橋性樹脂組成物を混練及び押出成型する際の流動性を向上するものである。滑剤としては、例えば天然パラフィン、低分子ポリエチレン等の炭化水素、ステアリン酸、ラウリン酸、エルカ酸等の脂肪酸、セチルアルコール、ステアリルアルコール等の脂肪族アルコール、ステアリン酸アミド、メレンビスステアロアミド等の脂肪酸アミド、ブチルステアレート等の脂肪酸の低級アルコールエステル、グリセリンモノステアレート等の高級脂肪酸の高級アルコールエステル等が挙げられる。滑剤としては、脂肪酸が好ましく、ステアリン酸がより好ましい。滑剤は、単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
シラン架橋性樹脂組成物における滑剤の含有量の下限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、0.01質量部が好ましく、0.1質量部がより好ましく、0.2質量部がさらに好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物における滑剤の含有量の上限としては、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対して、3質量部が好ましく、1質量部がより好ましく、0.5質量部がさらに好ましい。滑剤の含有量が上記下限より小さい場合、シラン架橋性樹脂組成物の混練及び押出成型する際の流動性が不十分となるおそれがある。逆に、滑剤の含有量が上記上限を超える場合、当該絶縁電線の絶縁層の機械的強度等が不十分となるおそれがある。
(絶縁層の物性)
絶縁層の25℃における引張伸びの下限としては、300%が好ましく、350%がより好ましい。引張伸びが上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の可撓性が低下し配線に適さないおそれがある。
絶縁層の25℃における引張伸びの下限としては、300%が好ましく、350%がより好ましい。引張伸びが上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の可撓性が低下し配線に適さないおそれがある。
絶縁層の25℃における引張強度の下限としては、13.8MPaが好ましく、14.2MPaがより好ましい。引張強度が上記下限より小さい場合、配線作業において当該絶縁電線が破断するおそれがある。
絶縁層の180℃で168時間加熱した後の引張伸び(引張伸び残率)の下限としては、25℃における引張伸びに対して、80%が好ましく、85%がより好ましい。引張伸び残率が上記下限より小さい場合、高温環境下で当該絶縁電線の絶縁層の可撓性が低下し破れるおそれがある。
絶縁層の180℃で168時間加熱した後の引張強度(引張強度残率)の下限としては、25℃における引張強度に対して、80%であり、95%が好ましく、100%がより好ましい。引張強度残率が上記下限より小さい場合、高温環境下で当該絶縁電線の絶縁層が破れるおそれがある。
(絶縁電線の物性)
当該絶縁電線は、UL1581のVW-1試験または水平燃焼試験またはISO 6722規格の45度傾斜難燃性試験に合格することが好ましい。VW-1試験の手順としては、まず400 mm に切り出した絶縁電線をサンプルとし、このサンプルを垂直に固定する。次に、床面から230mm、サンプル下端から50~75mmの位置にサンプルに対して20°の角度でガスバーナーの炎を接炎し、15秒着火、15秒休止を5回繰り返し、サンプルの燃焼の程度を調べることによって行われる。そして、判定基準は、1)残炎による燃焼が60秒を越えないこと、2)サンプル下端から300~325mmの位置に取り付けた表示旗が25%以上焼損しないこと、3)落下物によって床面に敷いた外科用綿が燃焼しないこと、の3条件を満たした場合に合格と判定される。
当該絶縁電線は、UL1581のVW-1試験または水平燃焼試験またはISO 6722規格の45度傾斜難燃性試験に合格することが好ましい。VW-1試験の手順としては、まず400 mm に切り出した絶縁電線をサンプルとし、このサンプルを垂直に固定する。次に、床面から230mm、サンプル下端から50~75mmの位置にサンプルに対して20°の角度でガスバーナーの炎を接炎し、15秒着火、15秒休止を5回繰り返し、サンプルの燃焼の程度を調べることによって行われる。そして、判定基準は、1)残炎による燃焼が60秒を越えないこと、2)サンプル下端から300~325mmの位置に取り付けた表示旗が25%以上焼損しないこと、3)落下物によって床面に敷いた外科用綿が燃焼しないこと、の3条件を満たした場合に合格と判定される。
水平燃焼試験は、まず、610mmに切り出したサンプルを水平に固定し、炎の長さ50mmに調整したガスバーナーの炎を30秒間×1回接炎する。そして、炎を当てた位置から178mmの地点まで延焼するかを調べる。178mmの地点に達した場合には、178mm地点から更に330mm地点まで延焼するのにかかる時間を測定する。燃焼速度が25mm/分を超える場合は、不合格と判定する。サンプル下部に敷いた脱脂綿に着火した場合には不合格とみなす。
45度傾斜難燃性試験は、まず600mmに切り出した絶縁電線をサンプルとし、このサンプルを水平面に対して45度の角度に傾けた状態で固定する。次に、サンプルの上端から500mmの位置にガスバーナーの炎を接炎し、導体が露出するか又は所定の時間(導体の平均断面積が2.5mm2以下の場合は15秒間、導体の平均断面積が2.5mm2超の場合は30秒間)の経過後に接炎を終了する。そして、接炎終了後からサンプルが自己消火するまでの時間を測定し、70秒以内に自己消火し、かつ絶縁層がサンプルの上端から50mm以上残存した場合を合格、70秒以内に自己消火しなかった場合、又は絶縁層がサンプルの上端から50mm以上残存しなかった場合を不合格とする。
<絶縁電線の製造方法>
次に、当該絶縁電線の製造方法を説明する。当該絶縁電線の製造方法としては、例えば非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤、酸化亜鉛及びその他の成分を溶融混練してシラン架橋性樹脂組成物を調製する工程(シラン架橋性樹脂組成物調製工程)と、このシラン架橋性樹脂組成物を導体周面に押出す工程(押出工程)と、押出したシラン架橋性樹脂組成物を架橋する工程(架橋工程)とを備える方法等が挙げられる。
次に、当該絶縁電線の製造方法を説明する。当該絶縁電線の製造方法としては、例えば非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤、酸化亜鉛及びその他の成分を溶融混練してシラン架橋性樹脂組成物を調製する工程(シラン架橋性樹脂組成物調製工程)と、このシラン架橋性樹脂組成物を導体周面に押出す工程(押出工程)と、押出したシラン架橋性樹脂組成物を架橋する工程(架橋工程)とを備える方法等が挙げられる。
(シラン架橋性樹脂組成物調製工程)
本工程では、シラン架橋性樹脂組成物を調製する。シラン架橋性樹脂組成物を調製する方法としては、例えば材料となる非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤、酸化亜鉛などの各成分を加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の密閉式混合機に投入し、排出温度が160℃程度になるように設定して溶融混練を行う方法等が挙げられる。上記混練時の排出温度の下限としては、混合機内での固化を防ぐ観点から、140℃が好ましい。上記混練時の排出温度の上限としては、熱によるヤケを防ぐ観点から、200℃が好ましい。溶融混練の完了した材料をオープンロールを用いて帯状に成型し、ペレタイザ等を用いてペレット状に裁断することにより、押出機に投入可能な形状とすることができる。
本工程では、シラン架橋性樹脂組成物を調製する。シラン架橋性樹脂組成物を調製する方法としては、例えば材料となる非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤、酸化亜鉛などの各成分を加圧ニーダー、バンバリーミキサー等の密閉式混合機に投入し、排出温度が160℃程度になるように設定して溶融混練を行う方法等が挙げられる。上記混練時の排出温度の下限としては、混合機内での固化を防ぐ観点から、140℃が好ましい。上記混練時の排出温度の上限としては、熱によるヤケを防ぐ観点から、200℃が好ましい。溶融混練の完了した材料をオープンロールを用いて帯状に成型し、ペレタイザ等を用いてペレット状に裁断することにより、押出機に投入可能な形状とすることができる。
(押出工程)
本工程では、シラン架橋性樹脂組成物調製工程で得たシラン架橋性樹脂組成物を導体周面に押出す。本工程では、事前にシラン架橋触媒のペレットとシラン架橋性樹脂組成物のペレットとをヘンシェルミキサーを用いて均一にブレンドしてから押出すことにより、後述する架橋工程における架橋を短時間で行う事が出来る。このシラン架橋性樹脂組成物の押出温度の下限としては、例えば130℃とすることができる。一方、シラン架橋性樹脂組成物の押出温度の上限としては、例えば210℃とすることができる。押出温度が上記下限より小さい場合、押出トルクが十分に下がらず線速が低くなってしまい、当該絶縁電線の生産性が悪化するおそれがある。逆に、押出温度が上記上限を超える場合、押出機の中でシラン架橋構造の形成が進んでしまい、当該絶縁電線の押出成型性の低下、外観の悪化等のおそれがある。
本工程では、シラン架橋性樹脂組成物調製工程で得たシラン架橋性樹脂組成物を導体周面に押出す。本工程では、事前にシラン架橋触媒のペレットとシラン架橋性樹脂組成物のペレットとをヘンシェルミキサーを用いて均一にブレンドしてから押出すことにより、後述する架橋工程における架橋を短時間で行う事が出来る。このシラン架橋性樹脂組成物の押出温度の下限としては、例えば130℃とすることができる。一方、シラン架橋性樹脂組成物の押出温度の上限としては、例えば210℃とすることができる。押出温度が上記下限より小さい場合、押出トルクが十分に下がらず線速が低くなってしまい、当該絶縁電線の生産性が悪化するおそれがある。逆に、押出温度が上記上限を超える場合、押出機の中でシラン架橋構造の形成が進んでしまい、当該絶縁電線の押出成型性の低下、外観の悪化等のおそれがある。
シラン架橋性樹脂組成物の押出線速の下限としては、5m/分が好ましく、10m/分がより好ましい。一方、シラン架橋性樹脂組成物の押出線速の上限としては、200m/分が好ましい。押出線速が上記下限より小さい場合、当該絶縁電線の生産性の低下のおそれがある。逆に、押出線速が上記上限を超える場合、荷重が過大となり当該絶縁電線の絶縁層表面にひび割れ等の損傷の発生のおそれがある。
(架橋工程)
本工程では、押出したシラン架橋性樹脂組成物を架橋する。この架橋方法としては、例えば水架橋等が挙げられ、具体的には大気中への曝露、水中への浸漬、水蒸気雰囲気中への曝露等によって水分を供給することでシラン架橋性ポリオレフィンを架橋させて硬化させることができる。この硬化により、当該絶縁電線の絶縁層が完成する。水架橋の時間の下限としては、例えば12時間とすることができる。一方、水架橋の時間の上限としては、例えば36時間とすることができる。また、水架橋の温度の下限としては、例えば10℃とすることができる。また、水架橋の温度の上限としては、例えば80℃とすることができる。
本工程では、押出したシラン架橋性樹脂組成物を架橋する。この架橋方法としては、例えば水架橋等が挙げられ、具体的には大気中への曝露、水中への浸漬、水蒸気雰囲気中への曝露等によって水分を供給することでシラン架橋性ポリオレフィンを架橋させて硬化させることができる。この硬化により、当該絶縁電線の絶縁層が完成する。水架橋の時間の下限としては、例えば12時間とすることができる。一方、水架橋の時間の上限としては、例えば36時間とすることができる。また、水架橋の温度の下限としては、例えば10℃とすることができる。また、水架橋の温度の上限としては、例えば80℃とすることができる。
[その他の実施形態]
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
当該絶縁電線は、絶縁層の外周面側にシース層をさらに備えてもよい。シース層を形成する材料としては、例えば非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、これらの組み合わせ等が挙げられる。また、シース層を形成する材料は、当該絶縁電線の耐熱変形性、難燃性、機械的強度等を向上するため、難燃剤、難燃助剤、酸化防止剤等を含有してもよい。
以下、実施例によって本発明の一態様に係る絶縁電線をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の製造例に限定されるものではない。
[製造例1]
(材料)
非シラン架橋性ポリオレフィンとしてMFRが1g/10分、酢酸ビニルモノマー含有量が28質量%のエチレン-酢酸ビニル共重合体(三井・デュポン・ポリケミカル社の「エバフレックスEV270」)100質量部、シラン架橋性ポリオレフィンとしてシラン架橋性ポリエチレン(三菱化学社の「リンクロンXCF800N」、融点116℃)213質量部、ハロゲン系難燃剤として臭素系難燃剤(エチレンビステトラブロモフタルイミド:アルベマール社の「サイテックスBT93」)50質量部、ラジカル捕捉剤としてヒンダードフェノール系酸化防止剤(ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]:BASF社の「イルガノックス1010」)2質量部、過酸化物分解剤として硫黄系酸化防止剤(2-メルカプトベンゾイミダゾール:住化ケムテックス社の「スミライザーMB」)10質量部、酸化亜鉛5質量部、シラン架橋触媒(三菱化学社の「LZ033」)20質量部、難燃助剤として三酸化アンチモン25質量部、及び滑剤としてステアリン酸1質量部を用意した。
(材料)
非シラン架橋性ポリオレフィンとしてMFRが1g/10分、酢酸ビニルモノマー含有量が28質量%のエチレン-酢酸ビニル共重合体(三井・デュポン・ポリケミカル社の「エバフレックスEV270」)100質量部、シラン架橋性ポリオレフィンとしてシラン架橋性ポリエチレン(三菱化学社の「リンクロンXCF800N」、融点116℃)213質量部、ハロゲン系難燃剤として臭素系難燃剤(エチレンビステトラブロモフタルイミド:アルベマール社の「サイテックスBT93」)50質量部、ラジカル捕捉剤としてヒンダードフェノール系酸化防止剤(ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]:BASF社の「イルガノックス1010」)2質量部、過酸化物分解剤として硫黄系酸化防止剤(2-メルカプトベンゾイミダゾール:住化ケムテックス社の「スミライザーMB」)10質量部、酸化亜鉛5質量部、シラン架橋触媒(三菱化学社の「LZ033」)20質量部、難燃助剤として三酸化アンチモン25質量部、及び滑剤としてステアリン酸1質量部を用意した。
(溶融混練及び押出)
加圧ニーダーを用いて、シラン架橋触媒以外の成分を溶融混練し、排出温度160℃で排出した後にオープンロールを用いて帯状に成型し、ペレタイザによりペレット形状に裁断した。このようにして得られたシラン架橋性樹脂組成物のペレットとシラン架橋触媒とをヘンシェルミキサーを用いて均一にブレンドし、シリンダー温度180℃に設定した単軸押出機(スクリュー径:60mmφ、L/D=24)に投入し、導体の周面に押出して被覆した。押出は、絶縁電線の平均外径が1.5mmとなるように設定し、押出線速は100m/分とした。導体としては、平均径が0.8mmの丸線の軟銅線を用いた。
加圧ニーダーを用いて、シラン架橋触媒以外の成分を溶融混練し、排出温度160℃で排出した後にオープンロールを用いて帯状に成型し、ペレタイザによりペレット形状に裁断した。このようにして得られたシラン架橋性樹脂組成物のペレットとシラン架橋触媒とをヘンシェルミキサーを用いて均一にブレンドし、シリンダー温度180℃に設定した単軸押出機(スクリュー径:60mmφ、L/D=24)に投入し、導体の周面に押出して被覆した。押出は、絶縁電線の平均外径が1.5mmとなるように設定し、押出線速は100m/分とした。導体としては、平均径が0.8mmの丸線の軟銅線を用いた。
(架橋)
上記押出成型したシラン架橋性樹脂組成物を60℃の温水に24時間浸漬して水架橋を行い、製造例1の絶縁電線を得た。
上記押出成型したシラン架橋性樹脂組成物を60℃の温水に24時間浸漬して水架橋を行い、製造例1の絶縁電線を得た。
[製造例2]
非シラン架橋性ポリオレフィンとしてMFRが6g/10分、エチルアクリレートモノマー含有量が18質量%のエチレン-エチルアクリレート共重合体(NUC社の「NUC6170」)100質量部を用い、その他の材料及び配合は製造例1と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を製造し、さらに製造例1と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例2の絶縁電線を製造した。
非シラン架橋性ポリオレフィンとしてMFRが6g/10分、エチルアクリレートモノマー含有量が18質量%のエチレン-エチルアクリレート共重合体(NUC社の「NUC6170」)100質量部を用い、その他の材料及び配合は製造例1と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を製造し、さらに製造例1と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例2の絶縁電線を製造した。
[製造例3]
シラン架橋性ポリオレフィンは次の方法で作製した。すなわち、MFRが6 g/ 10 分、エチルアクリレートモノマー含有量が18 質量%のエチレン- エチルアクリレート共重合体(NUC社の「NUC6170」)100 質量部、ビニルシラン(信越化学工業社の「KBM-1003」)1質量部、ジクミルパーオキサイド(日油社の「パークミルD」)0.1質量部、フェノール系酸化防止剤(ADEKA社の「アデカスタブA060」)0.1質量部をヘンシェルミキサーで撹拌した後に、200℃に設定した単軸押出機に投入して溶融混練すると共にシランのグラフト反応を行い、ストランドカットによりペレットを作製した。これを213質量部用い、その他の材料及び配合は製造例2と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を製造し、さらに製造例2と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例3の絶縁電線を製造した。
シラン架橋性ポリオレフィンは次の方法で作製した。すなわち、MFRが6 g/ 10 分、エチルアクリレートモノマー含有量が18 質量%のエチレン- エチルアクリレート共重合体(NUC社の「NUC6170」)100 質量部、ビニルシラン(信越化学工業社の「KBM-1003」)1質量部、ジクミルパーオキサイド(日油社の「パークミルD」)0.1質量部、フェノール系酸化防止剤(ADEKA社の「アデカスタブA060」)0.1質量部をヘンシェルミキサーで撹拌した後に、200℃に設定した単軸押出機に投入して溶融混練すると共にシランのグラフト反応を行い、ストランドカットによりペレットを作製した。これを213質量部用い、その他の材料及び配合は製造例2と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を製造し、さらに製造例2と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例3の絶縁電線を製造した。
[製造例4 ]
製造例3と同じ配合に、シリカ10質量部及びホウ酸亜鉛10質量部を加えて、製造例2と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を製造し、さらに製造例2と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例4の絶縁電線を製造した。
製造例3と同じ配合に、シリカ10質量部及びホウ酸亜鉛10質量部を加えて、製造例2と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を製造し、さらに製造例2と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例4の絶縁電線を製造した。
[製造例5 ]
臭素系難燃剤及び難燃助剤の代わりにノンハロゲン系難燃剤200質量部をシラン架橋性樹脂組成物に用い、その他の材料及び配合は製造例1と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を製造し、さらに製造例1と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例5の絶縁電線を製造した。
臭素系難燃剤及び難燃助剤の代わりにノンハロゲン系難燃剤200質量部をシラン架橋性樹脂組成物に用い、その他の材料及び配合は製造例1と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を製造し、さらに製造例1と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例5の絶縁電線を製造した。
[製造例6]
ノンハロゲン系難燃剤300質量部をシラン架橋性樹脂組成物に用い、その他の材料及び配合は製造例5と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を調製し、さらに製造例1と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例6の絶縁電線を製造した。
ノンハロゲン系難燃剤300質量部をシラン架橋性樹脂組成物に用い、その他の材料及び配合は製造例5と同様にしてシラン架橋性樹脂組成物を調製し、さらに製造例1と同様の条件の押出成型及び架橋により製造例6の絶縁電線を製造した。
これら製造例1~6に用いた材料の配合を表1に示す。なお、表1の各成分は、質量部と、非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対しての含有量(全ポリオレフィンに対する含有量)とを合わせて示す。また、表1において、「-」は該当成分を使用しなかったことを意味し、「EVA」はエチレン-酢酸ビニル共重合体を示し、「EEA」はエチレン-エチルアクリレート共重合体を示す。
<評価>
製造例1~6の絶縁電線について、引張伸び、引張強度、引張伸び残率、引張強度残率、難燃性(VW-1試験、水平燃焼試験、45°傾斜燃焼試験)、及び加熱変形残率を以下の方法にて評価した。これらの評価結果を表2に示す。
製造例1~6の絶縁電線について、引張伸び、引張強度、引張伸び残率、引張強度残率、難燃性(VW-1試験、水平燃焼試験、45°傾斜燃焼試験)、及び加熱変形残率を以下の方法にて評価した。これらの評価結果を表2に示す。
[引張伸び(単位:%)]
UL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠し、製造例1~6の絶縁電線より導体を除去した絶縁層の試験片を引張試験機により500m/分の引張速度で引張ることで破断長さを測定し、引張伸びを算出した。引張伸びは、規格値を300%とし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
UL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠し、製造例1~6の絶縁電線より導体を除去した絶縁層の試験片を引張試験機により500m/分の引張速度で引張ることで破断長さを測定し、引張伸びを算出した。引張伸びは、規格値を300%とし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
[引張強度(単位:MPa)]
UL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠し、製造例1~6の絶縁電線より導体を除去した絶縁層の試験片を引張試験機により500m/分の引張速度で引張ることで最大引張荷重を測定し、引張強度を算出した。引張強度は、規格値を13.79MPaとし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
UL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠し、製造例1~6の絶縁電線より導体を除去した絶縁層の試験片を引張試験機により500m/分の引張速度で引張ることで最大引張荷重を測定し、引張強度を算出した。引張強度は、規格値を13.79MPaとし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
[引張伸び残率(単位:%)]
製造例1~6の絶縁電線を180℃で168時間加熱した後、UL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠し、絶縁電線より導体を除去した絶縁層の試験片を引張試験機により500m/分の引張速度で引張ることで破断長さを測定し引張伸びを算出し、加熱前の引張伸びに対する割合を求めた。引張伸び残率は、規格値を80%とし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
製造例1~6の絶縁電線を180℃で168時間加熱した後、UL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠し、絶縁電線より導体を除去した絶縁層の試験片を引張試験機により500m/分の引張速度で引張ることで破断長さを測定し引張伸びを算出し、加熱前の引張伸びに対する割合を求めた。引張伸び残率は、規格値を80%とし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
[引張強度残率(単位:%)]
製造例1~6の絶縁電線を180℃で168時間加熱した後、UL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠し、絶縁電線より導体及び絶縁層を除去した絶縁層の試験片を引張試験機により500m/分の引張速度で引張ることで最大引張荷重を測定し引張強度を算出し、加熱前の引張強度に対する割合を求めた。引張強度残率は、規格値を80%とし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
製造例1~6の絶縁電線を180℃で168時間加熱した後、UL規格758 7.2項(table7.1)及び14項並びにUL規格1581 table50.232に準拠し、絶縁電線より導体及び絶縁層を除去した絶縁層の試験片を引張試験機により500m/分の引張速度で引張ることで最大引張荷重を測定し引張強度を算出し、加熱前の引張強度に対する割合を求めた。引張強度残率は、規格値を80%とし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
[難燃性(UL規格1581の水平燃焼試験)]
製造例1~6の絶縁電線を長さ610mmに切り揃え、UL規格1581に定める水平燃焼試験を行った。試験方法は先に記載した通りに行い、燃焼速度が25mm/分を超えた場合、又はサンプル下部に敷いた脱脂綿に着火した場合はB(不合格)とした。それ以外の場合をA(合格)とした。
製造例1~6の絶縁電線を長さ610mmに切り揃え、UL規格1581に定める水平燃焼試験を行った。試験方法は先に記載した通りに行い、燃焼速度が25mm/分を超えた場合、又はサンプル下部に敷いた脱脂綿に着火した場合はB(不合格)とした。それ以外の場合をA(合格)とした。
[難燃性(ISO6722の45°傾斜燃焼試験)]
製造例1 ~6 の絶縁電線を長さ600 mm に切り揃え、ISO6722に定める45°傾斜燃焼試験を行った。試験方法は先に記載した通りに行い、接炎終了後からサンプルが自己消火するまでの時間を測定した。70 秒以内に自己消火し、かつ絶縁層がサンプルの上端から50 mm以上残存した場合をA(合格)、70 秒以内に自己消火しなかった場合、又は絶縁層がサンプルの上端から50 mm 以上残存しなかった場合をB(不合格)とした。
製造例1 ~6 の絶縁電線を長さ600 mm に切り揃え、ISO6722に定める45°傾斜燃焼試験を行った。試験方法は先に記載した通りに行い、接炎終了後からサンプルが自己消火するまでの時間を測定した。70 秒以内に自己消火し、かつ絶縁層がサンプルの上端から50 mm以上残存した場合をA(合格)、70 秒以内に自己消火しなかった場合、又は絶縁層がサンプルの上端から50 mm 以上残存しなかった場合をB(不合格)とした。
[難燃性(UL 規格1581のVW-1燃焼試験)]
製造例1 ~6 の絶縁電線を長さ400 mm に切り揃え、UL規格1581に定めるVW-1燃焼試験を行った。試験方法は先に記載した通りに行った。判定基準は、1)残炎による燃焼が60秒を越えないこと、2)サンプル下端から300~325mmの位置に取り付けた表示旗が25%以上焼損しないこと、3)落下物によって床面に敷いた外科用綿が燃焼しないこと、の3条件を満たした場合をA(合格)と判定し、それ以外をB(不合格)と判定した。
製造例1 ~6 の絶縁電線を長さ400 mm に切り揃え、UL規格1581に定めるVW-1燃焼試験を行った。試験方法は先に記載した通りに行った。判定基準は、1)残炎による燃焼が60秒を越えないこと、2)サンプル下端から300~325mmの位置に取り付けた表示旗が25%以上焼損しないこと、3)落下物によって床面に敷いた外科用綿が燃焼しないこと、の3条件を満たした場合をA(合格)と判定し、それ以外をB(不合格)と判定した。
[加熱変形残率]
UL規格758 19項(table19.1)及びUL規格1581 560項に準拠し、製造例1~6の絶縁電線を121℃のギヤオーブン中にセットし、60分間予熱後、絶縁電線の上部から荷重2.45Nとなるように外径9.5mmの円盤状治具で絶縁電線を1時間押さえ、荷重を除去した後の絶縁電線の変形残率〔=100×(加熱後の平均厚み/加熱前の平均厚み)〕を求めた。規格値を50%とし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
UL規格758 19項(table19.1)及びUL規格1581 560項に準拠し、製造例1~6の絶縁電線を121℃のギヤオーブン中にセットし、60分間予熱後、絶縁電線の上部から荷重2.45Nとなるように外径9.5mmの円盤状治具で絶縁電線を1時間押さえ、荷重を除去した後の絶縁電線の変形残率〔=100×(加熱後の平均厚み/加熱前の平均厚み)〕を求めた。規格値を50%とし、規格値以上の場合は良好と、規格値未満の場合は不良と評価できる。
表2の結果から示されるように、製造例1~2の絶縁電線は、難燃性はUL規格の水平燃焼試験のみ合格し、さらに機械的強度、耐熱老化性及び耐熱変形性が良好であった。製造例3の絶縁電線は、難燃性はUL規格の水平燃焼試験及びISO6722規格の45°傾斜燃焼試験に合格し、さらに機械的強度、耐熱老化性及び耐熱変形性が良好であった。製造例4の絶縁電線は、3つの燃焼試験いずれにも合格し、さらに機械的強度、耐熱老化性及び耐熱変形性が良好であった。一方、製造例5の絶縁電線は、機械的強度は良好であったが、難燃性の規格をいずれも満たさず、耐熱老化性も不十分であった。また、製造例6の絶縁電線は、難燃性はUL規格の水平燃焼試験のみ合格したが、機械的強度及び耐熱老化性は不十分であった。
以上のように、本発明の一態様に係る絶縁電線は、難燃性及び耐熱老化性に優れ、かつ低コストで製造可能である。
Claims (11)
- 導体と、
この導体周面に積層され、シラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなる絶縁層と
を備える絶縁電線であって、
上記シラン架橋性樹脂組成物が、非シラン架橋性ポリオレフィン、シラン架橋性ポリオレフィン、ハロゲン系難燃剤、ラジカル捕捉剤、過酸化物分解剤及び酸化亜鉛を含有する絶縁電線。 - 上記ラジカル捕捉剤が、ヒンダードフェノール系酸化防止剤を含む請求項1に記載の絶縁電線。
- 上記過酸化物分解剤が、硫黄系酸化防止剤を含む請求項2に記載の絶縁電線。
- 上記硫黄系酸化防止剤が、2-メルカプトベンゾイミダゾールを含む請求項3に記載の絶縁電線。
- 上記非シラン架橋性ポリオレフィンが、エチレンと極性モノマーとの共重合体である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 上記シラン架橋性ポリオレフィンを構成するポリオレフィンが、融点110℃~130℃を有するポリエチレンである請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 上記シラン架橋性ポリオレフィンを構成するポリオレフィンが、エチレン-エチルアクリレート共重合体である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 上記シラン架橋性樹脂組成物が、シリカ又はほう酸亜鉛のいずれか一つまたは両方を含有する請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- 上記シラン架橋性樹脂組成物における非シラン架橋性ポリオレフィン及びシラン架橋性ポリオレフィンの合計含有量100質量部に対するハロゲン系難燃剤の含有量が、1質量部以上30質量部以下である請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の絶縁電線。
- UL規格1581のVW-1試験又は水平燃焼試験又はISO6722規格の45度傾斜難燃性試験に合格し、
上記絶縁層の25℃における引張伸びに対する180℃で168時間加熱した後の引張伸びが80%以上であり、
上記絶縁層の25℃における引張強度に対する180℃で168時間加熱した後の引張強度が80%以上である請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の絶縁電線。 - 上記絶縁層が、上記導体周面に積層される内層と上記内層の周面に積層される外層の2層構造からなり、上記内層と上記外層は共に上記シラン架橋性樹脂組成物の架橋物からなり、かつ、上記外層の難燃剤の含有量は上記内層の難燃剤の含有量より多い請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の絶縁電線。
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Cited By (2)
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