説明

耐熱性に優れた絶縁電線

【課題】優れた機械特性、耐熱性を有し、PVC電線と接触しても高い温度で使用することができるノンハロゲン絶縁電線を提供する。
【解決手段】導体上に多層被覆構造を有する絶縁電線であって、融点が95℃以上のポリオレフィン樹脂及び/またはエチレン系共重合体からなる樹脂成分(a)100質量部に対し、ヒンダートフェノール系老化防止剤0.5〜5.0質量部、銅害防止剤0.1〜2.5質量部を含有する樹脂組成物(A)よりなる被覆層の外側に、ポリプロピレン樹脂5〜40質量%含有する、エチレン系共重合体およびポリオレフィン樹脂を主成分とする樹脂成分(b)100質量部に対し、金属水和物120〜300質量部、ヒンダートフェノール系老化防止剤1.0〜5.0質量部を含有する樹脂組成物(B)よりなる被覆層が被覆されている絶縁電線。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、埋立、焼却などの廃棄時において、重金属化合物の溶出や、多量の煙、腐食性ガスの発生がない難燃性絶縁樹脂組成物が被覆された絶縁電線、耐熱性、特にPVCと共存して使用される場合に優れた耐熱性を有する絶縁電線に関する。
【背景技術】
【0002】
電気・電子機器の内部および外部配線に使用される絶縁電線には、難燃性、引張特性、耐熱性など種々の特性が要求される。このため、これら絶縁電線の被覆材料として、ポリ塩化ビニル(PVC)コンパウンドや分子中に臭素原子や塩素原子を含有するハロゲン系難燃剤を配合した、エチレン系共重合体を主成分とする樹脂組成物を使用することがよく知られている。
しかし、このような被覆材料を用いた絶縁電線を適切な処理をせずに廃棄した場合の種々の問題が提起されている。例えば、埋立てにより廃棄した場合には、被覆材料に配合されている可塑剤や重金属安定剤の溶出、また焼却した場合には、多量の腐食性ガスの発生、ダイオキシンの発生などという問題が起こる。このため、有害な重金属やハロゲン系ガスなどの発生がないノンハロゲン難燃材料で電線を被覆する技術の検討が盛んに行われている。
【0003】
従来のノンハロゲン難燃材料は、ハロゲンを含有しない難燃剤を樹脂に配合することで難燃性を発現させたものであり、このような被覆材料の難燃剤としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水和物が、また、樹脂としては、ポリエチレン、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体などが用いられている(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2001−60414号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ノンハロゲン難燃材料は上記のような難燃性を確保するために、上述の樹脂成分に対し、同量程度以上の金属水和物を加えることにより難燃性を保持している。このような場合、ベースとなる材料は一般にエチレン系共重合体が使用されているが、このエチレン系共重合体は融点が低く、このような材料で被覆された電線はPVC電線よりも低い温度でしか使用することができない。
さらにこのような電線をPVC電線と例えばインシュロックで把持して高温度下で使用されると、電線の劣化が加速され所定の定格温度で使用できないという問題点があった。
そこで本発明は、被覆樹脂組成物がノンハロゲン材で構成され、優れた機械特性、耐熱性を有し、さらにPVC電線と接触しても高い温度で使用することができる絶縁電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは鋭意検討を行った結果、特定の多層被覆構造を有する絶縁電線を用いることにより、耐熱性、特にPVC電線と接触させて使用しても高い耐熱性を維持できるノンハロゲン電線を得ることを見出した。本発明は、この知見に基づきなすに至ったものである。
すなわち本発明は
(1)導体上に多層被覆構造を有する絶縁電線であって、融点が95℃以上のポリオレフィン樹脂及びエチレン系共重合体から選ばれた1種類以上の樹脂からなる樹脂成分(a)100質量部に対し、ヒンダートフェノール系老化防止剤0.5〜5.0質量部、銅害防止剤0.1〜2.5質量部を含有する樹脂組成物(A)よりなる被覆層の外側に、
ポリプロピレン樹脂5〜40質量%含有する、エチレン系共重合体およびポリオレフィン樹脂を主成分とする樹脂成分(b)100質量部に対し、金属水和物120〜300質量部、ヒンダートフェノール系老化防止剤1.0〜5.0質量部を含有する樹脂組成物(B)よりなる被覆層が被覆されていることを特徴とする絶縁電線、
(2)前記樹脂組成物(B)の樹脂成分(b)がスチレン系エラストマーを含有することを特徴とする(1)項記載の絶縁電線、
(3)前記樹脂組成物(B)が、前記樹脂成分(b)100質量部に対し、有機パーオキサイド0.005〜1質量部、(メタ)アクリレート系および/またはアリル系架橋助剤0.03〜2.5質量部を含有し、前記樹脂成分(b)の溶融温度以上で加熱・混練してなる樹脂組成物であることを特徴とする(1)又は(2)項記載の絶縁電線、
(4)前記樹脂組成物(B)の樹脂成分(b)中のポリプロピレンの量が、樹脂成分(b)中、10〜25質量%であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれか1項に記載の絶縁電線、
(5)前記樹脂組成物(A)の樹脂成分(a)が融点115℃以上のポリエチレン樹脂からなることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか1項に記載の絶縁電線、
(6)前記樹脂組成物(B)中に含まれる金属水和物がシラン処理された水酸化マグネシウムであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれか1項に記載の絶縁電線、および
(7)前記樹脂組成物(A)が架橋されていることを特徴とする(1)〜(6)項のいずれか1項に記載の絶縁電線
を提供するものである。
【発明の効果】
【0006】
本発明の絶縁電線は、その被覆樹脂組成物がノンハロゲン材で構成されていることに加え、優れた機械特性、耐熱性等を有する。さらにPVC電線と接触して使用しても高い温度で使用することができる。さらに絶縁電線は60度難燃性規格に合格し得る優れた難燃性を有しており産業用電線や電子ワイヤハーネスとしても有効であり、多色化ができその耐退色性も良好である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
以下、本発明の多層被覆構造を有する耐熱性に優れた絶縁電線について詳細に説明する。
本発明の絶縁電線は、融点が95℃以上からなるポリオレフィン樹脂及び/又はエチレン系共重合体から選ばれた1種類以上の樹脂成分(a)100質量%に対してヒンダートフェノール系老化防止剤0.5〜5.0質量%、銅害防止剤0.1〜2.5質量%を含有する樹脂組成物(A)よりなる被覆層の外側に、ポリプロピレン樹脂を5〜40質量%含有するエチレン系共重合体並びにポリオレフィン樹脂及び/又はスチレン系エラストマーを主成分とする樹脂成分(b)100質量部に対し、金属水和物を120〜300質量部含有しており、ヒンダートフェノール系老化防止剤が1.0〜5.0質量部含有していることを特徴とする樹脂組成物(B)よりなる被覆層が被覆されている多層被覆構造を導体上に有するものである。
【0008】
先ず、本発明の多層被覆構造を有する絶縁電線の内側被覆材となる樹脂組成物(A)および外側被覆材となる樹脂組成物(B)の各成分について説明する。
【0009】
(1)ポリオレフィン樹脂
本発明において樹脂成分(a)、(b)として使用されるポリオレフィン樹脂としては、ポリプロピレン系樹脂およびエチレン−α-オレフィン共重合体が挙げられる。
【0010】
本発明に用いることのできるポリプロピレン系樹脂としては、ホモポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体や、プロピレンと他の少量のα−オレフィン(例えば1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン等)との共重合体、またポリプロピレンとエチレン−プロピレンゴムの共重合体等が挙げられる。
【0011】
エチレン−α-オレフィン共重合体は、好ましくは、エチレンと炭素数3〜12のα−オレフィンとの共重合体であり、α−オレフィンの具体例としては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセンなどが挙げられる。エチレン−α-オレフィン共重合体としては、直鎖型低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、エチレン−プロピレン共重合ゴム(EPR)、エチレン−ブチレン共重合ゴム(EBR)、及びシングルサイト触媒存在下に合成されたエチレン−α−オレフィン共重合体等がある。このなかでも、直鎖型低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)が好ましい。
【0012】
樹脂成分(a)に含有されるポリオレフィン樹脂は、融点が95℃以上、好ましくは115℃以上、さらに好ましくは116〜135℃のものである。融点が95℃より低いエチレン系共重合体を使用すると、加熱変形性が低下するのみならず、PVC電線と高温度下で接触して使用した場合の耐熱性が低下する。
【0013】
樹脂成分(a)にポリオレフィン樹脂とエチレン系共重合体を併用する場合、樹脂成分(a)中にポリオレフィン樹脂は、100〜40質量%が好ましく、100〜60質量%がさらに好ましい。また、樹脂成分(b)中には、ポリオレフィン樹脂は、5〜80質量%が好ましく、15〜60質量%がさらに好ましい。
【0014】
(2)エチレン系共重合体
本発明におけるエチレン系共重合体には、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−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、エチレン−メタクリレート共重合体、エチレン−アクリル酸アルキル系アクリルゴム、エチレン−アクリル酸アルキル−アクリル酸系アクリルゴムなどが挙げられる。
樹脂成分(a)として使用する場合には融点が95℃以上のものを使用しなければならない。融点が95℃より低いエチレン系共重合体を使用すると、加熱変形性が低下するのみならず、PVCと高温度下で接触して使用した場合の耐熱性が低下する。
【0015】
樹脂成分(a)にポリオレフィン樹脂とエチレン系共重合体を併用する場合、樹脂成分(a)中にエチレン系共重合体は、22質量%が以下が好ましく、15質量%以下がさらに好ましい。また、樹脂成分(b)中には、エチレン系共重合体は、難燃性を高めるためにはその少なくとも一部にエチレン共重合体が20質量%以上のエチレン系共重重合体を用いた方がよい。
【0016】
(3)ポリプロピレン樹脂
本発明の樹脂成分(b)に用いることのできるポリプロピレン樹脂としては、上記の(1)ポリオレフィン樹脂と使用されるポリオレフィン系樹脂と同様であり、ホモポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体や、プロピレンと他の少量のα−オレフィン(例えば1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン等)との共重合体が挙げられる。
ここでエチレン−プロピレンランダム共重合体はエチレン成分含量が1〜4質量%程度のものをいい、エチレン−プロピレンブロック共重合体はエチレン成分含量が5〜20質量%程度のものをいう。
【0017】
ポリプロピレン樹脂としては、MFR(ASTM‐D‐1238、L条件、230℃)が好ましくは0.1〜50g/10分、より好ましくは0.1〜20g/10分、さらに好ましくは0.1〜10g/10分のものを用いる。
ポリプロピレン樹脂は樹脂成分(b)中5〜45質量%を加える必要がある。これが5質量%より少ないと加熱変形性に著しく乏しくなり、またヒートショック性も著しく低下する。一方45質量%より多いとPVCと接触させた際の耐熱性が著しく劣化する。ポリプロピレン樹脂は樹脂成分(b)中10〜30質量%であることがさらに好ましい。
【0018】
(4)スチレン系エラストマー
本発明におけるスチレン系エラストマーは、芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物を主体とする共重合体の水素添加物が好ましく、共役ジエン化合物と芳香族ビニル化合物とのブロック構造を主体とする共重合体又はランダム構造を主体とする共重合体の水素添加物がさらに好ましい。
樹脂成分(b)には、スチレン系エラストマーは含有してもしなくてもよく、その含有量は樹脂成分(b)中、好ましくは0〜30質量%、さらに好ましくは0〜20質量%である。スチレン系エラストマーを含有させることで柔軟性を付与したり、端末加工性を良好にしたり、PVC−LIKEな外観となる。また、スチレン系エラストマーが多すぎると強度が低下したり、電線の成形性が悪くなったりする。
【0019】
ここで用いられる芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、t−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、1,1−ジフェニルスチレン、N,N−ジエチル−p−アミノエチルスチレン、ビニルトルエン、p−第3ブチルスチレンなどがあり、中でもスチレンが好ましい。
【0020】
またここで用いられる共役ジエン化合物としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエンなどがあり、この中の1種または2種以上が選ばれ、中でもブタジエン、イソプレンおよびこれらの組合せが好ましい。
【0021】
また、水素添加量として共役ジエン化合物に基づく脂肪族二重結合の少なくとも90%が水素添加されたものが好ましい。
芳香族ビニル化合物含有量は、エラストマー成分中50質量%以下が好ましく、45質量%以下がさらに好ましい。この量が多すぎると柔軟性が低下する。
【0022】
また、エラストマーの数平均分子量は5、000〜1、000、000程度が好ましく、多分散度(Mw/Mn)の値が10以下であるのが好ましい。また、230℃、荷重21.18Nでのメルトフローレート(以下、MFRと記す)(ASTMD1238準拠)は、12g/10分以下が好ましく、さらに好ましくは6g/10分以下である。
このような材料としては、クラレからセプトン(商品名)、JSR(株)からダイナロン(商品名)が販売されている。
【0023】
(5)熱可塑性樹脂
さらに、樹脂成分(b)を構成する樹脂として必要によりその他の熱可塑性樹脂を適宜含有することができる。その他の熱可塑性樹脂の含有量は、樹脂成分(b)、好ましくは40質量%以下である。例えば、不飽和カルボン酸で変性されたポリオレフィン樹脂を挙げることができる。
不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されるポリオレフィン樹脂としては、直鎖状ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。
【0024】
不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等が挙げられ、不飽和カルボン酸の誘導体としては、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、無水マレイン酸、イタコン酸モノエステル、イタコン酸ジエステル、無水イタコン酸、フマル酸モノエステル、フマル酸ジエステル、無水フマル酸などを挙げることができる。ポリオレフィンの変性は、例えば、ポリオレフィンと不飽和カルボン酸等を有機パーオキサイドの存在下に加熱、混練することにより行うことができる。マレイン酸による変性量は通常0.1〜7質量%程度である。
【0025】
この不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性したポリオレフィン樹脂を加えることにより、得られる樹脂組成物の伸びを大きくすると共に強度を保持する効果があり、さらに体積固有抵抗を高く保つことが可能となる。この不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性したものは、金属水和物による機械特性の低下を緩和する効果や電線の白化を防ぐ効果もある。
【0026】
(6)金属水和物
本発明の外側層となる難燃性樹脂組成物(A)において用いることのできる金属水和物の種類は特に制限はないが、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水和珪酸アルミニウム、水和珪酸マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、オルト珪酸アルミニウム、ハイドロタルサイドなどの水酸基あるいは結晶水を有する金属化合物があげられ、1種単独でも、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのなかでも水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが好ましい。
【0027】
金属水和物は表面処理されていない無処理の金属水和物や脂肪酸、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤で処理されたものを適宜用いることができる。
脂肪酸としてはステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ベヘニン酸、アラキジン酸及びナトリウム塩やカリウム塩などの金属塩化合物が挙げられる。
リン酸エステルは、ステアリルアルコールリン酸エステルやその金属塩やラウリルアルコールリン酸エステルやその金属塩等が挙げられる。
【0028】
金属水和物はシランカップリング剤で処理されているものを少なくともその一部に用いることが好ましい。
また上記金属水和物の表面処理に用いられるシランカップリング剤としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のビニル基またはエポキシ基を末端に有するシランカップリング剤、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプト基を末端に有するシランカップリング剤、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリプロピルトリメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリプロピルメチルジメトキシシラン等のアミノ基を有するシランカップリング剤などの架橋性のシランカップリング剤が好ましい。またこれらのシランカップリング剤は2種以上併用してもよい。
【0029】
このようなシランカップリング剤の中でも、末端にエポキシ基および/またはビニル基、(メタ)アクロイル基、アミノ基を有するシランカップリング剤が好ましく、さらに末端にエポキシ基および/またはビニル基、(メタ)アクロイル基を有するものが好ましい。これらは1種単独でも、2種以上併用して使用してもよい。
【0030】
本発明で用いることができるシランカップリング剤表面処理水酸化マグネシウムとしては、表面無処理のもの(市販品としては、キスマ5(商品名、協和化学社製)など)、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪酸で表面処理されたもの(キスマ5A(商品名、協和化学社製)など)、リン酸エステル処理されたものなどを上記シランカップリング剤により表面処理したもの、またはシランカップリング剤によりすでに表面処理された水酸化マグネシウムの市販品(キスマ5L、キスマ5P(いずれも商品名、協和化学社製)など)、マグシーズS−4(商品名、神島化学工業製)がある。
【0031】
また、上記以外にも、予め脂肪酸やリン酸エステルなどで表面の一部が前処理された水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムに、さらにビニル基やエポキシ基等の官能基を末端に有するシランカップリング剤を用い表面処理を行った金属水和物なども用いることができる。
【0032】
金属水和物をシランカップリング剤で処理する場合には、予めシランカップリング剤を金属水和物に対してブレンドして行うことが必要である。このときシランカップリング剤は、表面処理するに十分な量が適宜加えられるが、具体的には金属水和物に対し0.2〜2質量%が好ましい。シランカップリング剤は原液でもよいし、溶剤で希釈されたものを使用してもよい。
【0033】
金属水和物の含有量は、本発明の樹脂組成物(B)中、樹脂成分(b)100質量部に対して、120〜300質量部である。金属水和物が120質量部より少ないと難燃性が大幅に低下し60度傾斜難燃性に適合せず、300質量部より多いと力学的強度に問題が発生したり、PVC電線と高温で接触させて使用すると、耐熱性が大幅に低下する。金属水和物の含有量は、樹脂成分(b)100質量部に対して、130〜250質量部であることが好ましく、130〜220質量部であることがさらに好ましい。
【0034】
(7)ヒンダートフェノール系老化防止剤
ヒンダードフェノール系防止剤はペンタエリスリチル−テトラキス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、1,6−ヘキサンジオール−ビス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、2,2−チオ−ジエチレンビス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオネート)、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン等が挙げられる。この量は樹脂成分(a)100質量部に対して0.5〜5.0質量部であることが必要で、さらに好ましくは0.8質量部〜3.5質量部である。この量が0.5質量部より小さいと、PVC電線と高温下で接触させて使用すると耐熱性が著しく劣化し、さらに5.0質量部より多いと導体側にブルームを大量に生じ、導体と絶縁体の密着性が大幅に低下する。
【0035】
またこのヒンダートフェノール系老化防止剤量は樹脂成分(b)100質量部に対しては、1.0〜5.0質量部であることが必要で、さらに好ましくは1.3質量部〜4.0質量部である。この量が1.0質量部より小さいと、PVC電線と高温下で接触させて使用すると耐熱性が著しく劣化し、さらに5.0質量部より多いと力学的強度が低下したり、老化防止剤がブルームして外観が悪くなる等の問題が生じる。
【0036】
(8)銅害防止剤
銅害防止剤としては通常使用されている金属不活性剤を用いることができ、例えば、N,N’−ビス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル)ヒドラジン、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、2,2’−オキサミドビス−(エチル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、2’,3−ビス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニル)プロピオノヒドラジドなどがあげられる。この量は樹脂成分(a)100質量部に対して0.1〜2.5質量部であることが必要で、さらに好ましくは0.3質量部〜2.0質量部である。この量が0.1質量%より小さいと、PVC電線と高温下で接触させて使用すると耐熱性が著しく劣化し、さらに2.5質量%より多くても実質的に効果は変わらない。
【0037】
(9)有機パーオキサイド
本発明で用いられる有機パーオキサイドとしては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス(tert−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、1,1−ビス(tert−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、n−ブチル−4,4−ビス(tert−ブチルパーオキシ)バレレート、ベンゾイルパーオキサイド、p−クロロベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシベンゾエート、tert−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、tert‐ブチルクミルパーオキサイドなどを挙げることができる。
これらのうち、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3が最も好ましい。
【0038】
この有機パーオキサイドは任意成分であり、架橋を生じさせ耐熱性を向上させるために加えられる。有機パーオキサイドの量は樹脂組成物(b)100質量部に対して、0.05〜1.0質量部の範囲であり、好ましくは0.1〜0.6質量部である。0.05質量部未満では、必要とする架橋が得られない。1.0質量部を越えると架橋が進みすぎて、部分架橋物の分散が悪くなる。
【0039】
(10)(メタ)アクリレート、アリル系架橋助剤
本発明の有機パーオキサイドによる部分架橋処理を行うに際し、ジビニルベンゼン、トリアリルシアヌレートのような多官能性ビニルモノマー、またはエチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、アリルメタクリレートのような多官能性メタクリレートモノマーを架橋助剤として配合する。
この成分は任意成分であるが、有機パーオキサイドを加えた際には加えた方が効果が大きい。(メタ)アクリレート、アリル系架橋助剤を加える場合、その含有量は樹脂成分(b)100質量部に対し0.03〜2.5質量部、好ましくは0.1〜0.8質量部である。
【0040】
(11)メラミンシアヌレート
本発明の樹脂組成物(B)には、難燃性を向上させるためにメラミンシアヌレート化合物を加えることもできる。好ましい含有量は樹脂成分(b)100質量部に対して、10〜70質量部である。
本発明で用いるメラミンシアヌレートは、粒径が細かい物が好ましく、その平均粒径は好ましくは10μm以下、より好ましくは7μm以下、さらに好ましくは5μm以下である。また、分散性の面から表面処理されたメラミンシアヌレート化合物が好ましく用いられる。
【0041】
本発明で用いることのできるメラミンシアヌレート化合物としては、例えばMCA−0、MCA−1(商品名、三菱化学社製)や、MC6000(商品名、日産化学社製)として上市されているものがある。
また、脂肪酸で表面処理したメラミンシアヌレート化合物、シラン表面処理したメラミンシアヌレート化合物としては、MC610、MC640(いずれも商品名、日産化学社製)などがある。
【0042】
本発明で用いることのできるメラミンシアヌレート化合物として、例えば以下のような構造のメラミンシアヌレートがある。
【0043】
【化1】

【0044】
本発明の被覆層を構成する樹脂組成物には、一般的に使用されている各種の添加剤、例えば、老化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、金属不活性剤、滑剤、難燃(助)剤、充填剤などを本発明の目的を損なわない範囲で適宜含有することができる。
【0045】
老化防止剤としてヒンダートフェノール系老化防止剤と併用して、チオエーテル系酸化防止剤、ホスファイト系酸化防止剤、ベンゾイミダゾール系老化防止剤等を用いることができる。
【0046】
本発明の被覆樹脂組成物には、必要に応じ、本発明の目的を損なわない範囲で、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛及びホウ酸亜鉛から選ばれる少なくとも1種を適宜配合することができ、さらに難燃性を向上することができる。これらの化合物を用いることにより、燃焼時の殻形成の速度が増大し、殻形成がより強固になる。本発明で用いるホウ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、スズ酸亜鉛は、平均粒子径5μm以下が好ましく、3μm以下がさらに好ましい。
本発明で用いることのできるホウ酸亜鉛として、具体的には例えば、アルカネックスFRC−500(2ZnO/3B・3.5H0)、FRC−600(いずれも商品名、水澤化学社製)などがある。またスズ酸亜鉛(ZnSnO)、ヒドロキシスズ酸亜鉛(ZnSn(OH))として、アルカネックスZS、アルカネックスZHS(いずれも商品名、水澤化学社製)などがある。
【0047】
難燃(助)剤、充填剤としては、カーボン、クレー、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、三酸化アンチモン、シリコーン化合物、石英、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ホワイトカーボンなどがあげられる。
【0048】
滑剤としては、炭化水素系、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属石けん系などがあげられ、なかでも、ワックスE、ワックスOP(いずれも商品名、Hoechst社製)などの内部滑性と外部滑性を同時に示すエステル系滑剤が好ましい。
【0049】
本発明の樹脂組成物(A)および樹脂組成物(B)は、それぞれ上記の各成分を、二軸混練押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールなど、通常用いられる混練装置で溶融混練して得ることができる。
樹脂組成物(B)は、前記樹脂成分(b)100質量部に対し、有機パーオキサイド0.005〜1質量部、(メタ)アクリレート系および/またはアリル系架橋助剤0.03〜2.5質量部を含有し、樹脂成分(b)の溶融温度以上で加熱・混練してなる樹脂組成物であることが好ましい。このような温度で加熱・混練することで樹脂中の一部を架橋すると共に、シラン処理された金属水和物と樹脂を結合することができ、耐外傷性や耐熱性を向上することができる。
【0050】
次に本発明の絶縁電線の構造について説明する。
本発明の電線は、導体の外側に上記の本発明の樹脂組成物(A)により被覆され、その外側に樹脂組成物(B)を被覆した絶縁電線である。本発明の絶縁性の樹脂組成物は通常の電線製造用押出成形機を用いて導体に押出被覆される。なお樹脂組成物(A)と樹脂組成物(B)は同時に押出成形しても良いし、(A)を被覆した後に、(B)を被覆してもよい。また樹脂組成物(A)(B)は通常の化学架橋法、シラン架橋法や電子線架橋法によって架橋しても良いし、樹脂組成物(A)、(B)片側を架橋してもよい。架橋を行うことによりさらに耐熱性は向上する。
【0051】
本発明の絶縁電線の導体径や導体の材質などは特に制限はなく、用途に応じて適宜定められる。導体の周りに形成される難燃性の絶縁樹脂組成物の被覆層の肉厚も特に制限はないが、内側層は0.15〜10mm、外側層は0.05〜5mmが好ましい。また、被覆絶縁層は2層に限らず、さらに多層構造であってもよく、本発明の難燃性の絶縁樹脂組成物で形成した被覆層のほかに下層、中間層などを有するものでもよい。本発明の絶縁電線は赤リン等の着色物を配合していないため各種の彩色ができ、また外層のみを着色することにより安価に着色が可能であり、その色も褪せることが少ない。
【0052】
本発明の絶縁電線は、上記のように導体と接触する絶縁部分(樹脂組成物(A)よりなる被覆層)に金属水和物を含有しない。
メカニズム自体ははっきりしていないもののノンハロゲン電線とPVC電線と高温度下で接触して使用されると、PVC樹脂がノンハロゲン電線の難燃剤により分解されやすくなり塩化水素ガスを発生させる。この塩化水素ガスはノンハロゲン電線の難燃剤やベース材料と反応を引き起こしノンハロゲン電線の絶縁体を劣化させる。さらにこの際に導体の銅が何らかの触媒作用を生じさせることにより、ノンハロゲン絶縁層の劣化がさらに著しくなる。このようなプロセスによりPVC電線と高温度下で接触使用するとノンハロゲン電線の耐熱性が低下するものと考えられる。
【0053】
これに対し、本発明の絶縁電線は被覆層が多層構造で、内側絶縁層(樹脂組成物(A)よりなる被覆層)に金属水和物を含有していないため導体の銅による外部ノンハロゲン絶縁層(樹脂組成物(B)よりなる被覆層)の劣化が生じにくい。さらに内側絶縁層に大量のヒンダートフェノール系老化防止剤と銅害防止剤が含まれており、外部ノンハロゲン難燃絶縁層がPVCによる塩化水素ガスに対する劣化に対しても、内部絶縁層からヒンダートフェノール系老化防止剤と銅害防止剤が徐々に供給されるため、劣化が最小限に抑えられるものと考えられる。さらに外部ノンハロゲン絶縁層にも大量にヒンダートフェノールが含有されていることから劣化を最小限に抑えることができる。
【0054】
さらに耐熱性に対しては内部絶縁層に融点95℃以上、好ましくは116℃以上、さらに好ましくは118℃以上の樹脂成分を、さらに外部絶縁層にはポリプロピレンを5〜40質量%含有した樹脂組成物を使用することにより、高い温度でも変形せずに使用することができる。
【実施例】
【0055】
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
【0056】
実施例1〜8および比較例1〜8
表1に実施例1〜8および比較例1〜8の樹脂組成物(A)、樹脂組成物(B)の各成分の含有量(表中の数字は断りのない限り質量部である)を示す。
表に示す各成分を室温にてドライブレンドし、バンバリーミキサーを用いて溶融混練して、各樹脂組成物を製造した。
【0057】
表中に示す各成分材料は以下の通りである。
(ア)商品名:エバフレックスEV180 製造元:三井デュポンポリケミカル(株)
エチレン−酢酸ビニル共重合体
酢酸ビニル含有量:33質量%
(イ)商品名:カーネルKF360 製造元:日本ポリエチレン(株)
エチレン−αオレフィン共重合体
酢酸ビニル含有量:41質量%
(ウ)商品名:セプトン4077 製造元:クラレ社製
スチレン系エラストマー
(エ)商品名:ダイアナプロセスオイルPW90 製造元:シェル社製
パラフィンオイル
(オ)商品名:BC8A 製造元:日本ポリプロピレン(株)
ブロックポリプロピレン(a−2)
MFR:0.8g/10分
(カ)商品名:ノバテックUE320 製造元:日本ポリエチレン(株)
直鎖状ポリエチレン 融点121℃
(キ)商品名:ノバテックLC500 製造元:日本ポリエチレン(株)
低密度ポリエチレン 融点106℃
(ク)商品名:ノバテックHY331 製造元:日本ポリエチレン(株)
低密度ポリエチレン 融点132℃
(ケ)商品名:OE5608 製造元:ボレアリス
エチレンアクリル酸メチル共重合体 融点101℃
(コ)商品名:アドマーXE070 製造元:三井化学(株)
無水マレイン酸で変性されたポリエチレン
マレイン酸変性量:1質量%
(サ)商品名:イルガノックス1010 製造元:チバスペシャリティケミカルズ
ヒンダートフェノール系老化防止剤
(シ)商品名:イルガノックス1076 製造元:チバスペシャリティケミカルズ
ヒンダートフェノール系老化防止剤
(ス)商品名:CDA−1 製造元:旭電化工業
銅害防止剤
(セ)商品名:イルガノックスMD1024 製造元:チバスペシャリティケミカルズ
銅害防止剤
(ソ)商品名:CR−60 製造元:大日精化工業
ルチル型酸化チタン
(タ)ステアリン酸カルシウム 製造元:日本油脂(株)
ステアリン酸カルシウム
(チ)商品名:キスマ5A 製造元:協和化学工業(株)
脂肪酸処理水酸化マグネシウム
ステアリン酸処理3%
(ツ)商品名:キスマ5P 製造元:協和化学工業(株)
シランカップリング剤処理水酸化マグネシウム(b)
(テ)ハイジライトH42S 製造元:昭和電工
ステアリン酸水酸化アルミニウム
(ト)商品名:V−220 製造元:宇部丸善石油化学
エチレン酢酸ビニル共重剛体
(ナ)商品名:パーヘキサ25B 製造元: 日本油脂
有機過酸化物
(ニ)商品名:NKエステルAPG200 製造元: 新中村化学
多官能アクリレート(架橋助剤)
【0058】
次に、電線製造用の押出被覆装置を用いて、導体(導体径3.0mmφの軟銅撚線 構成:7本/1.0mmφ)上に、予め溶融混練した表に示す樹脂組成物(A)を押し出し法により被覆して、各々絶縁電線を製造した。外径は4.4mm(被覆厚0.7mm)。そして、さらにその外側に樹脂組成物(B)を被覆し、外径は5.0mm(被覆層の肉厚0.3mm)とした。
【0059】
得られた絶縁電線について、以下の試験を行い、得られた結果を表1に示した。
1)引張り強さ、伸び
各絶縁電線の伸び(%)と絶縁電線から被覆層の管状片を作成し、その引張り強さ(MPa)とを、UL1581に準拠し、標線間20mm、引張速度200mm/分の条件で測定した。
引張り強さおよび伸びの要求特性は、それぞれ10MPa以上、150%以上である。
2)加熱変形
JIS C 3005に基づき試験を行った。荷重は90℃、100℃、110℃で10Nで試験を行った。
90℃で10%を超えると不合格である。90℃で10%以下を満足することで合格であるが、さらに望ましくは100℃、110℃で10%以下が良い。
3)難燃性
JIS C 3005に規定される60度傾斜難燃試験を行った。
4)PVCとの接触性
PVC電線を外側に6本、内側に実施例、比較例の電線を並べ、全体を軽くより込み、両端をインシュロックで固定後、120℃20日間恒温槽内で保持した。
その後内部の実施例、比較例の電線を取り出し、自己径巻き付けを行った。
絶縁被覆層が割れ導体が露出しなければ合格、導体が露出したら不合格である。
5)外観
外観は、押出し被覆時の外観や絶縁電線の外径の変化の有無、表面状態を目視で調査し、これらが良好であったものは「○」とし、外観に問題が有り、又は押出ができなかったものは「×」とした。
【0060】
【表1】

【0061】
表1に示されるように、比較例の1〜8の絶縁電線では、引張り強さ、伸び、加熱変形、難燃性、PVCとの接触性、外観の1つまたは2つ以上の特性が要求される値を満たさない、もしくは試験結果が不合格であり、絶縁電線として不適当なものであった。これに対し、実施例の1〜8の絶縁電線では、引張り強さ、伸び、加熱変形、難燃性、PVCとの接触性、外観のいずれも、要求される値を満す、もしくは試験結果が合格であるという絶縁電線特性に優れたものであった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導体上に多層被覆構造を有する絶縁電線であって、融点が95℃以上のポリオレフィン樹脂及びエチレン系共重合体から選ばれた1種類以上の樹脂からなる樹脂成分(a)100質量部に対し、ヒンダートフェノール系老化防止剤0.5〜5.0質量部、銅害防止剤0.1〜2.5質量部を含有する樹脂組成物(A)よりなる被覆層の外側に、
ポリプロピレン樹脂5〜40質量%含有する、エチレン系共重合体およびポリオレフィン樹脂を主成分とする樹脂成分(b)100質量部に対し、金属水和物120〜300質量部、ヒンダートフェノール系老化防止剤1.0〜5.0質量部を含有する樹脂組成物(B)よりなる被覆層が被覆されていることを特徴とする絶縁電線。
【請求項2】
前記樹脂組成物(B)の樹脂成分(b)がスチレン系エラストマーを含有することを特徴とする請求項1記載の絶縁電線。
【請求項3】
前記樹脂組成物(B)が、前記樹脂成分(b)100質量部に対し、有機パーオキサイド0.005〜1質量部、(メタ)アクリレート系および/またはアリル系架橋助剤0.03〜2.5質量部を含有し、前記樹脂成分(b)の溶融温度以上で加熱・混練してなる樹脂組成物であることを特徴とする請求項1または2記載の絶縁電線。
【請求項4】
前記樹脂組成物(B)の樹脂成分(b)中のポリプロピレンの量が、樹脂成分(b)中、10〜25質量%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の絶縁電線。
【請求項5】
前記樹脂組成物(A)の樹脂成分(a)が融点115℃以上のポリエチレン樹脂からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の絶縁電線。
【請求項6】
前記樹脂組成物(B)中に含まれる金属水和物がシラン処理された水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の絶縁電線。
【請求項7】
前記樹脂組成物(A)が架橋されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の絶縁電線。

【公開番号】特開2009−199783(P2009−199783A)
【公開日】平成21年9月3日(2009.9.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−38013(P2008−38013)
【出願日】平成20年2月19日(2008.2.19)
【出願人】(000005290)古河電気工業株式会社 (4,457)
【出願人】(591086843)古河電工産業電線株式会社 (40)
【Fターム(参考)】