含ふっ素エラストマ被覆電線
【課題】難燃性をより向上し、かつ環境に配慮した含ふつ素エラストマ被覆電線を提供する。
【解決手段】芯線サイズが２２ＡＷＧ以下で、かつ絶縁体肉厚が０．４ｍｍ以上である含ふっ素エラストマ電線において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、すず酸亜鉛、ほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、メラミンシアヌレートから選ばれた１種または２種以上を０．５〜２０重量部添加してなる組成物を導体の外周に被覆層として形成した被覆電線が、ＵＬ ＶＷ−１の垂直難燃試験を満足するものである。
【解決手段】芯線サイズが２２ＡＷＧ以下で、かつ絶縁体肉厚が０．４ｍｍ以上である含ふっ素エラストマ電線において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、すず酸亜鉛、ほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、メラミンシアヌレートから選ばれた１種または２種以上を０．５〜２０重量部添加してなる組成物を導体の外周に被覆層として形成した被覆電線が、ＵＬ ＶＷ−１の垂直難燃試験を満足するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体を用いた含ふっ素エラストマ被覆電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高耐熱性および可とう性が要求される電線の被覆材料として、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体が用いられている。
【０００３】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体は、可とう性、熱安定性、電気絶縁性、耐熱性、耐油性、耐薬品性、および難燃性に優れ、かつ、架橋可能な含ふっ素エラストマ共重合体である。
【０００４】
この共重合体を導体上または電線外周に被覆し、パーオキサイドを用いて加熱架橋したり、電離性放射線等を照射して架橋することによって、含ふっ素エラストマ被覆電線を得ていた（特許文献１〜４）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２８４７１３号公報
【特許文献２】特開平１０−１１６５２１号公報
【特許文献３】特開平６−１８１００８号公報
【特許文献４】特開平８−３１５６４６号公報
【特許文献５】特開２０００−１２９０４９号公報
【特許文献６】特開２００３−２２７９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、機器用電線のように小サイズの電線、例えば２２ＡＷＧ（American Wire Gauge ）以下の電線では、例えばＵＬ規格のＶＷ−１のような難燃性の厳しい試験において、芯線径と絶縁体厚さの組合せによっては合格しないケースがある。このような特殊サイズに対して、塩素系や臭素系の難燃剤を加えて高難燃化する手法があるが、最近の環境保護の趨勢から、これらの難燃剤を規制する傾向がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するため、難燃性をより向上し、かつ環境に配慮した含ふつ素エラストマ被覆電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、芯線サイズが２２ＡＷＧ以下で、かつ絶縁体肉厚が０．４ｍｍ以上である含ふっ素エラストマ電線において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、すず酸亜鉛、ほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、メラミンシアヌレートから選ばれた１種または２種以上を０．５〜２０重量部添加してなる組成物を導体の外周に被覆層として形成した被覆電線が、ＵＬ ＶＷ−１の垂直難燃試験を満足することを特徴とする含ふっ素エラストマ被覆電線である。
【０００９】
請求項２の発明は、被覆層を架橋剤を用いて又は電子線や紫外線を照射して架橋処理してなる請求項１記載の含ふっ素エラストマ被覆電線である。
【００１０】
請求項３の発明は、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、シリカ又は炭酸カルシウムからなる充填剤を５〜３５重量部添加してなる請求項１又は２記載の含ふっ素エラストマ被覆電線である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、難燃性に優れた含ふっ素エラストマ被覆電線を得ることができる効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な一実施の形態を詳述する。
【００１３】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体はそれ自身高い難燃性を持っている。
【００１４】
しかし、芯線サイズが２２ＡＷＧ以下（導体径０．６４３８ｍｍ以下）で、かつ絶縁体肉厚が０．４ｍｍ以上の電線構造においては、ＵＬ ＶＷ−１のような垂直難燃性を満足しない場合が生じる。
【００１５】
そこで本発明において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、すず酸亜鉛、ほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、メラミンシアヌレートから選ばれた１種または２種以上の難燃助剤を０．５〜２０重量部添加することにより、機械的な特性や、耐熱性を損なうことなく難燃性を向上することを見出した。
【００１６】
一般に難燃剤の添加は耐熱老化特性の低下を招くが、本発明は上記難燃剤を選択することにより難燃性と耐熱老化特性の両特性を得ることができる。
【００１７】
これらの難燃助剤の添加量を０．５〜２０重量部に制限したのは、０．５重量部未満では、難燃性に対する効果がなく、また、２０重量部を超えてもそれ以上の難燃効果はなく、むしろ耐熱性を低下させるからである。より好ましくは、５〜１５重量部である。
【００１８】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体は、主成分であるテトラフルオロエチレンおよびプロピレンと、これらと共重合可能な成分とで構成される。
【００１９】
テトラフルオロエチレンおよびプロピレンと共重合可能な成分として、例えば、エチレン、ブテン−１、イソブテン、アクリル酸およびそのアルキルエステル、メタクリル酸およびそのアルキルエステル、ふっ化ビニル、ふっ化ビニリデン、ヘキサフルオロブロペン、クロロエチルビニルエーテル、グリシジルビニルエーテル、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどが挙げられる。
【００２０】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体は、耐熱性、成形性などの面から、テトラフルオロエチレンとプロピレンとのモル比が９０／ｌ０〜４５／５５の範囲であることが好ましい。主成分以外の成分の含有量は、主成分に対して、３０モル％以下の範囲であることが望ましい。
【００２１】
上記で得られた電線に電子線や紫外線等を照射したり、有機過酸化物を用いて周知の方法で架橋処理して用いることが望ましい。
【００２２】
なお、本発明においては、前記した成分に加えて架橋助剤、上記以外の難燃助剤、酸化防止剤、滑剤、安定剤、充填剤、着色剤、シリコーン等を添加してもよい。
【００２３】
以上の構成によれば、小サイズ厚肉電線に対しても優れた難燃性を有する含ふっ素エラストマ被覆電線を得ることができる。
【００２４】
本発明は、小サイズ厚肉電線として、芯線サイズ２２ＡＷＧ〜３０ＡＷＧまで適用することができる。
【００２５】
本発明は、電線被覆材の他に、耐熱性が要求されるゴムパッキンやシール材として応用することが可能である。
【実施例】
【００２６】
（実施例１〜５）
表１に示す配合剤を５０〜６０℃に加熱したロールで１５分間均一に混練してコンパウンドを形成する。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表１において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体である旭硝子社製のアフラス１５０Ｅ、１５０Ｃ、１５０ＣＳは、それぞれふっ素含有量５７％である。また、難燃助剤としてのほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、すず酸亜鉛、メラミンシアヌレートの平均粒径は１０μｍ以下が望ましい。
【００２９】
その後、このコンパウンドを、ヘッドが１２０℃、第１シリンダーが８０℃、第２シリンダーが１２０℃に設定された４０ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２４）内にそれぞれ圧入する。その後、２６ＡＷＧ（導体径０．４０９４ｍｍ、０．１６ｍｍ素線７本撚り）の銅撚線の外周に厚さ０．５５ｍｍに押出して被覆層を形成すると共に、この被覆層に１２気圧の蒸気をあてることによって架橋を行い、含ふっ素エラストマ被覆電線を作製する。
【００３０】
比較例１〜５も実施例と同様の方法にて作製する。
【００３１】
次に、実施例１〜５および比較例１〜５で作製したそれぞれの含ふっ素エラストマ被覆電線における機械特性、難燃性、耐熱老化性について評価した。
【００３２】
それぞれの持性の評価は、以下に示す方法で行った。
（１）引張特性
それぞれの含ふっ素エラストマ被覆電線から導体を抜脱した被覆層について、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準じた引張試験を行い、引張強さ（ＭＰａ）、伸び（％）を測定した。この引張試験におけるそれぞれの引張強さ、伸びの値を初期値とする。
（２）難燃性
ＵＬ ｓｕｂｊｅｃｔ７５８に準拠した垂直燃焼試験（ＶＷ−１）を行い、１分以内に自己消火したものを合格、１分を越えるものを不合格とした。
（３）耐熱老化性（耐熱性）
それぞれの含ふっ素エラストマ被覆電線から導体を抜脱した被覆層について、空気置換量２００回／ｈｒのギヤーオーブン（２３２℃）中で７日間保持した後、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準じた引張試験を行い、初期値に対する引張強さ残率（％）、伸び残率（％）を測定した。
【００３３】
実施例１〜５および比較例１〜５で作製したそれぞれの含ふっ素被覆電線における各試験結果を表１に示した。
【００３４】
表１に示すように、本発明である実施例１〜５の含ふつ素エラストマ被覆電線は、いずれも引張強さが１２ＭＰａ以上、伸びが３５０％以上、難燃性が合格、熱老化後の引張強さ残率が８０％以上、伸び残率が８０％以上であり、機械特性、難燃性、耐熱性の全てにおいて優れている。
【００３５】
これに対して、比較例１および３、５は、難燃助剤が規定量の５重量部未満であり、難燃性が不合格となった。比較例２および比較例４は、難燃助剤が規定量２０重量部を超えたものであり、難燃性は合格するが、耐熱老化性が著しく低下し目標の８０％を下回った。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体を用いた含ふっ素エラストマ被覆電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、高耐熱性および可とう性が要求される電線の被覆材料として、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体が用いられている。
【０００３】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体は、可とう性、熱安定性、電気絶縁性、耐熱性、耐油性、耐薬品性、および難燃性に優れ、かつ、架橋可能な含ふっ素エラストマ共重合体である。
【０００４】
この共重合体を導体上または電線外周に被覆し、パーオキサイドを用いて加熱架橋したり、電離性放射線等を照射して架橋することによって、含ふっ素エラストマ被覆電線を得ていた（特許文献１〜４）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２８４７１３号公報
【特許文献２】特開平１０−１１６５２１号公報
【特許文献３】特開平６−１８１００８号公報
【特許文献４】特開平８−３１５６４６号公報
【特許文献５】特開２０００−１２９０４９号公報
【特許文献６】特開２００３−２２７９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、機器用電線のように小サイズの電線、例えば２２ＡＷＧ（American Wire Gauge ）以下の電線では、例えばＵＬ規格のＶＷ−１のような難燃性の厳しい試験において、芯線径と絶縁体厚さの組合せによっては合格しないケースがある。このような特殊サイズに対して、塩素系や臭素系の難燃剤を加えて高難燃化する手法があるが、最近の環境保護の趨勢から、これらの難燃剤を規制する傾向がある。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決するため、難燃性をより向上し、かつ環境に配慮した含ふつ素エラストマ被覆電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、芯線サイズが２２ＡＷＧ以下で、かつ絶縁体肉厚が０．４ｍｍ以上である含ふっ素エラストマ電線において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、すず酸亜鉛、ほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、メラミンシアヌレートから選ばれた１種または２種以上を０．５〜２０重量部添加してなる組成物を導体の外周に被覆層として形成した被覆電線が、ＵＬ ＶＷ−１の垂直難燃試験を満足することを特徴とする含ふっ素エラストマ被覆電線である。
【０００９】
請求項２の発明は、被覆層を架橋剤を用いて又は電子線や紫外線を照射して架橋処理してなる請求項１記載の含ふっ素エラストマ被覆電線である。
【００１０】
請求項３の発明は、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、シリカ又は炭酸カルシウムからなる充填剤を５〜３５重量部添加してなる請求項１又は２記載の含ふっ素エラストマ被覆電線である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、難燃性に優れた含ふっ素エラストマ被覆電線を得ることができる効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な一実施の形態を詳述する。
【００１３】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体はそれ自身高い難燃性を持っている。
【００１４】
しかし、芯線サイズが２２ＡＷＧ以下（導体径０．６４３８ｍｍ以下）で、かつ絶縁体肉厚が０．４ｍｍ以上の電線構造においては、ＵＬ ＶＷ−１のような垂直難燃性を満足しない場合が生じる。
【００１５】
そこで本発明において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、すず酸亜鉛、ほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、メラミンシアヌレートから選ばれた１種または２種以上の難燃助剤を０．５〜２０重量部添加することにより、機械的な特性や、耐熱性を損なうことなく難燃性を向上することを見出した。
【００１６】
一般に難燃剤の添加は耐熱老化特性の低下を招くが、本発明は上記難燃剤を選択することにより難燃性と耐熱老化特性の両特性を得ることができる。
【００１７】
これらの難燃助剤の添加量を０．５〜２０重量部に制限したのは、０．５重量部未満では、難燃性に対する効果がなく、また、２０重量部を超えてもそれ以上の難燃効果はなく、むしろ耐熱性を低下させるからである。より好ましくは、５〜１５重量部である。
【００１８】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体は、主成分であるテトラフルオロエチレンおよびプロピレンと、これらと共重合可能な成分とで構成される。
【００１９】
テトラフルオロエチレンおよびプロピレンと共重合可能な成分として、例えば、エチレン、ブテン−１、イソブテン、アクリル酸およびそのアルキルエステル、メタクリル酸およびそのアルキルエステル、ふっ化ビニル、ふっ化ビニリデン、ヘキサフルオロブロペン、クロロエチルビニルエーテル、グリシジルビニルエーテル、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどが挙げられる。
【００２０】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体は、耐熱性、成形性などの面から、テトラフルオロエチレンとプロピレンとのモル比が９０／ｌ０〜４５／５５の範囲であることが好ましい。主成分以外の成分の含有量は、主成分に対して、３０モル％以下の範囲であることが望ましい。
【００２１】
上記で得られた電線に電子線や紫外線等を照射したり、有機過酸化物を用いて周知の方法で架橋処理して用いることが望ましい。
【００２２】
なお、本発明においては、前記した成分に加えて架橋助剤、上記以外の難燃助剤、酸化防止剤、滑剤、安定剤、充填剤、着色剤、シリコーン等を添加してもよい。
【００２３】
以上の構成によれば、小サイズ厚肉電線に対しても優れた難燃性を有する含ふっ素エラストマ被覆電線を得ることができる。
【００２４】
本発明は、小サイズ厚肉電線として、芯線サイズ２２ＡＷＧ〜３０ＡＷＧまで適用することができる。
【００２５】
本発明は、電線被覆材の他に、耐熱性が要求されるゴムパッキンやシール材として応用することが可能である。
【実施例】
【００２６】
（実施例１〜５）
表１に示す配合剤を５０〜６０℃に加熱したロールで１５分間均一に混練してコンパウンドを形成する。
【００２７】
【表１】
【００２８】
表１において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体である旭硝子社製のアフラス１５０Ｅ、１５０Ｃ、１５０ＣＳは、それぞれふっ素含有量５７％である。また、難燃助剤としてのほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、すず酸亜鉛、メラミンシアヌレートの平均粒径は１０μｍ以下が望ましい。
【００２９】
その後、このコンパウンドを、ヘッドが１２０℃、第１シリンダーが８０℃、第２シリンダーが１２０℃に設定された４０ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２４）内にそれぞれ圧入する。その後、２６ＡＷＧ（導体径０．４０９４ｍｍ、０．１６ｍｍ素線７本撚り）の銅撚線の外周に厚さ０．５５ｍｍに押出して被覆層を形成すると共に、この被覆層に１２気圧の蒸気をあてることによって架橋を行い、含ふっ素エラストマ被覆電線を作製する。
【００３０】
比較例１〜５も実施例と同様の方法にて作製する。
【００３１】
次に、実施例１〜５および比較例１〜５で作製したそれぞれの含ふっ素エラストマ被覆電線における機械特性、難燃性、耐熱老化性について評価した。
【００３２】
それぞれの持性の評価は、以下に示す方法で行った。
（１）引張特性
それぞれの含ふっ素エラストマ被覆電線から導体を抜脱した被覆層について、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準じた引張試験を行い、引張強さ（ＭＰａ）、伸び（％）を測定した。この引張試験におけるそれぞれの引張強さ、伸びの値を初期値とする。
（２）難燃性
ＵＬ ｓｕｂｊｅｃｔ７５８に準拠した垂直燃焼試験（ＶＷ−１）を行い、１分以内に自己消火したものを合格、１分を越えるものを不合格とした。
（３）耐熱老化性（耐熱性）
それぞれの含ふっ素エラストマ被覆電線から導体を抜脱した被覆層について、空気置換量２００回／ｈｒのギヤーオーブン（２３２℃）中で７日間保持した後、ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準じた引張試験を行い、初期値に対する引張強さ残率（％）、伸び残率（％）を測定した。
【００３３】
実施例１〜５および比較例１〜５で作製したそれぞれの含ふっ素被覆電線における各試験結果を表１に示した。
【００３４】
表１に示すように、本発明である実施例１〜５の含ふつ素エラストマ被覆電線は、いずれも引張強さが１２ＭＰａ以上、伸びが３５０％以上、難燃性が合格、熱老化後の引張強さ残率が８０％以上、伸び残率が８０％以上であり、機械特性、難燃性、耐熱性の全てにおいて優れている。
【００３５】
これに対して、比較例１および３、５は、難燃助剤が規定量の５重量部未満であり、難燃性が不合格となった。比較例２および比較例４は、難燃助剤が規定量２０重量部を超えたものであり、難燃性は合格するが、耐熱老化性が著しく低下し目標の８０％を下回った。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線サイズが２２ＡＷＧ以下で、かつ絶縁体肉厚が０．４ｍｍ以上である含ふっ素エラストマ電線において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、すず酸亜鉛、ほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、メラミンシアヌレートから選ばれた１種または２種以上を０．５〜２０重量部添加してなる組成物を導体の外周に被覆層として形成した被覆電線が、ＵＬ ＶＷ−１の垂直難燃試験を満足することを特徴とする含ふっ素エラストマ被覆電線。
【請求項２】
被覆層を架橋剤を用いて又は電子線や紫外線を照射して架橋処理してなる請求項１記載の含ふっ素エラストマ被覆電線。
【請求項３】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、シリカ又は炭酸カルシウムからなる充填剤を５〜３５重量部添加してなる請求項１又は２記載の含ふっ素エラストマ被覆電線。
【請求項１】
芯線サイズが２２ＡＷＧ以下で、かつ絶縁体肉厚が０．４ｍｍ以上である含ふっ素エラストマ電線において、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、すず酸亜鉛、ほう酸亜鉛、ほう酸カルシウム、メラミンシアヌレートから選ばれた１種または２種以上を０．５〜２０重量部添加してなる組成物を導体の外周に被覆層として形成した被覆電線が、ＵＬ ＶＷ−１の垂直難燃試験を満足することを特徴とする含ふっ素エラストマ被覆電線。
【請求項２】
被覆層を架橋剤を用いて又は電子線や紫外線を照射して架橋処理してなる請求項１記載の含ふっ素エラストマ被覆電線。
【請求項３】
テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体１００重量部に対して、シリカ又は炭酸カルシウムからなる充填剤を５〜３５重量部添加してなる請求項１又は２記載の含ふっ素エラストマ被覆電線。
【公開番号】特開２００８−１８６６１２（Ｐ２００８−１８６６１２Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６７１１（Ｐ２００７−１６７１１）
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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