JP3880029B2

JP3880029B2 - 被覆電線・ケーブル

Info

Publication number: JP3880029B2
Application number: JP2000060631A
Authority: JP
Inventors: 洋二土門
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2007-02-14
Anticipated expiration: 2020-03-06
Also published as: JP2001250425A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導体を絶縁体およびシースで順次被覆した被覆電線・ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、住宅用の電線や組電線として、例えば図１に示すような平型ケーブルが広く使用されている。この平型ケーブルは、軟銅等の導体１を絶縁体２で被覆したものを複数本（図示では２本）平面状に整列させ、その外周をシース３で一括被覆したものである。
【０００３】
上記の平型ケーブルにおいて、シース３は、難燃性を付与するために、従来はポリ塩化ビニル、クロロプレンゴムやフッ素樹脂等のハロゲン含有樹脂あるいはポリエチレンやエチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーアクリル酸エチル共重合体等のエチレン系樹脂に有機ハロゲン系難燃剤や有機リン系難燃剤を含有させた難燃性樹脂組成物が広く使用されてきたが、これらは有害なハロゲンやリンを含むため、近年ではオレフィン系樹脂に水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の金属水酸化物を配合した所謂ノンハロゲン難燃性樹脂組成物が主流となっている。また、絶縁体２には、一般に軟質ポリ塩化ビニルやポリエチレン等が使用されているが、ポリ塩化ビニルは有害なハロゲンを含むため、近年ではポリエチレンが主流になってきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の平型ケーブルでは、絶縁体２にポリエチレンを用いた場合、軟質ポリ塩化ビニルを用いた場合に比べて、施工時の皮むき性や可撓性に劣るようになる。また、絶縁体２とシース３が共にエチレン系樹脂となるため、絶縁体２の上をシース３で被覆する際に絶縁体２とシース３とが融着を起こし易い。この融着を防ぐために、通常、タルクやシリコーン等の離型剤を用いてシース３を被覆しているが、タルクは粉塵が発生するという問題があり、シリコーンには塗布作業が別途必要であり、作業が煩雑になるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような状況に鑑みてなされたものであり、製造工程において絶縁体とシースとの融着が起こらず、施工時の皮むき性や可撓性に優れた被覆電線・ケーブルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る被覆電線・ケーブルは、導体を、低密度ポリエチレン、メタロセン型触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン及びスチレン成分を含有する水添ポリマーからなるポリマーアロイをシラン架橋してなる絶縁体で被覆し、その上をさらにオレフィン系樹脂に金属水酸化物を配合したノンハロゲン難燃性樹脂組成物からなるシースで被覆したことを特徴とする。
【０００７】
本発明の被覆電線・ケーブルでは、絶縁体を形成するポリマーアロイの成分として、シースの形成材料のオレフィン系樹脂と相溶性のないスチレン成分を含有する水添ポリマー（以下「水添スチレン系ポリマー」と呼ぶ）を配合したことにより、離型剤を使用することなく絶縁体とシースの融着を防止して、絶縁体上にシースを被覆でき、被覆電線・ケーブルの生産性が大幅に向上する。また、このポリマーアロイの成分として水添スチレン系ポリマーを配合したことにより、可撓性や施工時の皮むき性が改善される。また、このポリマーアロイをシラン架橋することにより、シラン架橋しなかった場合に比べて、絶縁体の機械的特性が向上し、また耐熱温度が向上して大電流通電への対応性が増して絶縁性能が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の被覆電線・ケーブルに関して詳細に説明する。
本発明の被覆電線・ケーブルの実施態様の一例として、例えば図１に示したような、導体１を絶縁体２で被覆したものを複数本平面状に整列させ、その外周をシース３で一括被覆した平型ケーブルを挙げることができる。
【０００９】
絶縁体２は、低密度ポリエチレン（以下「ＬＤＰＥ」と略称する）、メタロセン型触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン（以下「ｍ−ＬＬＤＰＥ」と略称する）及び水添スチレン系ポリマーからなるポリマーアロイをシラン架橋したもので形成される。
【００１０】
ポリマーアロイの一方の成分であるＬＤＰＥは、メタロセン型触媒以外の、チーグラー型触媒等マルチサイト触媒を用いて重合されたＬＤＰＥが用いられ、このＬＤＰＥは比重が０．９１０〜０．９３０程度のものであり、市販品を適宜選択して用いることができる。
【００１１】
また、ｍ−ＬＬＤＰＥは、メタロセン型触媒を用いてエチレンとα−オレフィンとを共重合させて得られ、その比重が０．９３０以下、０．８７程度までのものである。コモノマーのα−オレフィンとしては、炭素数が４〜１６のα−オレフィンが適当であり、エチレンとα−オレフィンとの割合は、エチレン１００重量部当たりα−オレフィンが約３〜２０重量部が適当であり、好ましくは５〜１０重量部である。このｍ−ＬＬＤＰＥは、市販品を適宜選択して用いることができる。
【００１２】
このｍ−ＬＬＤＰＥと上記ＬＤＰＥは、ＬＤＰＥを４０〜８０重量％、ｍ−ＬＬＤＰＥを６０〜２０重量％の割合とすることが好ましく、更にＬＤＰＥを６０重量％前後、ｍ−ＬＬＤＰＥを４０重量％前後の割合とすることが好ましい。このようにＬＤＰＥとｍ−ＬＬＤＰＥを併用することは、絶縁体２の形成に際するシラン架橋の架橋効率の適度の向上をもたらし、成形される絶縁体２における、施工時の皮むき性や可撓性の向上と、主として架橋度に依存する機械的強度、耐熱温度等の向上とをバランス良く図る上で好ましい。
【００１３】
上記ｍ−ＬＬＤＰＥを得るのに用いるメタロセン型触媒は、特に制限されるものではなく、例えば１〜２個のシクロペンタジエニル基あるいはその誘導体を配位子として有するチタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、クロム等の化合物を例示することができる。配位子の具体例としては、シクロペンタジエニル基のほか、その１〜５個の水素が炭素数１〜１０の炭化水素基で置換されたもの、あるいはインデニル基、フルオレニル基あるいはその水素化物、あるいはさらに２個のシクロペンタジエニル基が炭素、珪素、ゲルマニウム等の元素で相互に結合したもの等が例示できる。さらに、その他の配位子として、ハロゲン原子、あるいは炭素数１〜１０のアルコキシ化合物も例示できる。このメタロセン型触媒は、シングルサイト触媒と呼ばれるものの一種であり、活性点が均一であるという特性を有する。また、このメタロセン型触媒は、トリメチルアルミニウムと水との化合物であるメチルアルモキサンを助触媒として用いることもできる。
【００１４】
また、ポリマーアロイの他方の成分である水添スチレン系ポリマーとしては、水添スチレン・ブタジエンコム、水添スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体等が好ましい。また、スチレンの含有量は１０〜２０％の範囲が好ましい。この水添スチレン系ポリマーも、市販品を適宜選択して用いることができ、市販品の例として、ＪＳＲ（株）製の「ＤＹＮＡＲＯＮ１３２０Ｐ」、「ＤＹＮＡＲＯＮ１３２１」（以上、商品名；水添スチレン・ブタジエンコム）、「ＤＹＮＡＲＯＮ４６００Ｐ」（以上、商品名；水添スチレン・エチレンブチレン・スチレンブロック共重合体）等が挙げられる。
【００１５】
ポリマーアロイにおける、ＬＤＰＥ、ｍ−ＬＬＤＰＥ及び水添スチレン系ポリマーの割合は、必要に応じて適宜設定することができるが、ＬＤＰＥとｍ−ＬＬＤＰＥとを合計で７０〜９０重量％、水添スチレン系ポリマーを１０〜３０重量％とすることが好ましい。水添スチレン系ポリマーの割合が１０重量％未満では、絶縁体２に所期の皮むき性および可撓性を付与することができず、またシース３との融着も起こり易くなる。また、水添スチレン系ポリマーの割合が３０重量％を超える場合は、絶縁体２が軟化し過ぎて引張特性等の機械的強度が低下する。
【００１６】
上記の如く構成されるポリマーアロイをシラン架橋するには、従来からオレフィン系樹脂のシラン架橋方法として知られた方法を適宜採用して行うことができ、例えば、ポリマーアロイに、シラン架橋剤、架橋助剤及び錫系安定剤を配合して行うことができる。このシラン架橋剤、架橋助剤及び錫系安定剤は、従来からオレフィン系樹脂のシラン架橋に使用されている各種のものを適宜選択して用いることができる。
【００１７】
シラン架橋剤の例としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルフェニルジメトキシシランなどのビニルアルコキシシラン等が挙げられ、中でも、ビニルトリメトキシシランが好ましく用いられる。これらのシラン架橋剤は、必要に応じて、二種以上を併用することもできる。シラン架橋剤の配合量は、必要に応じて適宜設定することができるが、ポリマーアロイ１００重量部に対して１．０〜３．０重量部が好ましい。シラン架橋剤が１．０重量部未満の場合は、架橋が不十分となり、絶縁体２の機械的強度、耐熱温度などの低下をきたす。また、シラン架橋剤が３．０重量部を超えて多量である場合は、架橋度が高くなり過ぎて、絶縁体２の柔軟性に悪影響を及ぼす。
【００１８】
架橋助剤の例としては、ジクミルパ−オキサイド、過酸化ベンゾイル、２，５−ジメチルー２，５−ジ（第三ブチルペルオキシ）ヘキシンー３、１，３−ビス（第三ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン等の過酸化物等が挙げられ、中でも、ジクミルパーオキサイドが好ましく用いられる。これらの架橋助剤は、必要に応じて、二種以上を併用することもできる。架橋助剤の配合量は、必要に応じて適宜設定することができるが、ポリマーアロイ１００重量部に対して０．０１〜０．１０重量部が適当である。
【００１９】
錫系安定剤の例としては、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジマレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクタエート、ジブチル錫メチルカプチド等が挙げられ、中でも、ジブチル錫ジラウレートが好ましく用いられる。これらの錫系安定剤は、必要に応じて、二種以上を併用することもできる。錫系安定剤の配合量は、必要に応じて適宜設定することができるが、ポリマーアロイ１００重量部に対して０．０１〜０．２０重量部が適当である。
【００２０】
また、ポリマーアロイには、必要に応じて、酸化防止剤を加えることができる。酸化防止剤としては、ヒンダートフェノール系あるいはチオビスフェノール系等の一般に知られた酸化防止剤を適宜用いることができる。酸化防止剤の配合量は、必要に応じて適宜設定することができるが、ポリマーアロイ１００重量部に対して０．０１〜０．２０重量部が適当である。また、このポリマーアロイには、必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲において、着色剤、滑剤等の一般的に樹脂組成物に添加される添加剤を適量配合することができる。
【００２１】
ポリマーアロイの調製は、ＬＤＰＥ、ｍ−ＬＬＤＰＥ及び水添スチレン系ポリマーの各樹脂成分と、シラン架橋剤、架橋助剤及び錫系安定剤の各シラン架橋用成分と、必要に応じて酸化防止剤を初めとする一般的添加剤とを配合し、ヘンシェルミキサー、オープンロールミキサー、バンバリー混合機、ニーダー等の公知の混合手段を用いて均一に混合することにより容易に行うことができる。また、このポリマーアロイのシラン架橋を行うには、導体１を被覆した後、それを温水ないし熱水に浸漬する、あるいは加熱水蒸気と接触させる等の公知のシラン架橋処理に付すことにより絶縁体２を形成することができる。
【００２２】
シース３は、オレフィン系樹脂に金属水酸化物を配合したノンハロゲン難燃性樹脂組成物で形成される。このノンハロゲン難燃性樹脂組成物としては、従来から知られたものを適宜選択して用いることができる。オレフィン系樹脂の例としては、低密度、中密度および高密度のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリ−α−オレフィン、上記各α−オレフィン類同士の共重合体、あるいはエチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーアクリル酸エチル共重合体、エチレンープロピレンージエンエラストマー等が挙げられる。これらの中では、ポリエチレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレンーアクリル酸エチル共重合体が好ましく用いられる。これらのオレフィン系樹脂は、必要に応じて、二種以上を併用することもできる。
【００２３】
一方、金属水酸化物の例としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等が挙げられる。これらの金属水酸化物は、分散性の改善等を目的として脂肪酸、リン酸エステル、シランカップリング剤等で表面処理されていても良い。また、これらの金属水酸化物は、必要に応じて、二種以上を併用することもできる。金属水酸化物の上記オレフィン系樹脂への配合量は、必要に応じて適宜設定することができるが、オレフィン系樹脂１００重量部に対して６０〜１００重量部が好ましい。この配合量が６０重量部未満では難燃効果が十分ではなく、１００重量部を超える場合は難燃性には優れるものの、過剰となる。また、この難燃性樹脂組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、滑剤等の一般的に樹脂組成物に添加される添加剤を適量配合することができる。
【００２４】
本発明の被覆電線・ケーブルは、例えば次の工程により製造することができる。即ち、シラン架橋用成分等を配合したポリマーアロイを用いて押出成形により導体１を被覆し、それをシラン架橋処理に付してシラン架橋せしめて、導体１上に絶縁体２を形成させ、次いでこの絶縁体２が形成された心線を複数本整列させ、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を用いて押出成形によりこの心線を一括被覆してシース３を形成することにより製造することができる。尚、成形条件は、従来の絶縁体あるいはシースの押出成形方法に準じて適宜設定することができる。
【００２５】
本発明の被覆電線・ケーブルにおいては、上記シース３の形成に際して、絶縁体２がオレフィン系樹脂と相溶性のない水添スチレン系ポリマーを含有するため、従来のように離型剤を用いる必要がなく、生産性が大幅に向上する。また、絶縁体２が、水添スチレン系ポリマーにより柔軟性が付与されているため、可撓性や施工時の皮むき性に優れたものとなる。また、絶縁体２はシラン架橋されていることから、絶縁体２の機械的特性が向上され、また耐熱温度が向上されて大電流通電への対応性が増加される。
【００２６】
【実施例】
以下、実施例、比較例および参考例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２７】
（実施例１〜２、比較例１、参考例）
表１に示す如く所定の各成分を所定の割合で配合し、ニーダーを用いて十分に混練して、各絶縁体形成用ポリマーアロイを調製した。また、エチレンーアクリル酸エチル共重合体１００重量部に水酸化マグネシウム８０重量部を配合し、ニーダーを用いて十分に混練して、シース形成用ノンハロゲン難燃性樹脂組成物を調製した。
【００２８】
次いで、上記各絶縁体形成用ポリマーアロイを用いて押出成形により導体を被覆し、それを８０℃の熱水に４時間浸漬してシラン架橋せしめ、絶縁体が形成された心線を得た。そして、この心線を２本並べた状態で上記シース形成用ノンハロゲン難燃性樹脂組成物で押出成形により一括被覆して図１に示すような平型ケーブル（ＣＥＦ２×１．６）を作製した。
【００２９】
上記得られた各ケーブルについて、可撓性および皮むき性の評価を行った。可撓性は、ケーブルを手で屈曲させた時の感触で評価し、参考例に近いものを「○」（良好）、比較例１に近いものを「×」（不良）、参考例と比較例１との中間のものを「△」（やや良好）と評価した。皮むき性は、絶縁体端部から３０ｍｍの位置で絶縁体を鋏で皮むきした時の感触で評価し、参考例に近いものを「○」（良好）、比較例１に近いものを「×」（不良）、参考例と比較例１との中間のものを「△」（やや良好）と評価した。これらの評価結果を表１に示した。
【００３０】
【表１】

【００３１】
＊１：日本ユニカー（株）製「ＮＵＣＶ９２５３」
＊２：三菱化学（株）製「ＺＦ３３」（ＭＩ：１．０、ｄ：０．９２）
＊３：三菱化学（株）製「ＳＰ１５４０」（ＭＩ：４．０、ｄ：０．９２）
＊４：ＪＳＲ（株）製「ＤＹＮＡＲＯＮ４６００Ｐ」（スチレン含有量：２０％、ｄ：０．９１）
＊５：軟質塩化ビニル（平均重合度１３００）１００重量部＋ＤＩＮＰ５０重量部＋炭酸カルシウム８０重量部
＊６：東レダウコーニングシリコーン（株）製「ＳＺ６３００」
＊７：三井化学（株）製「三井ＤＣＰ」
＊８：旭電化工業（株）製「ＢＴ−１１」
＊９：チバガイギー（株）製「イルガノックス１０１０」
【００３２】
表１から明らかなように、本発明に従い、ＬＰＤＥ、ｍ−ＬＬＤＰＥ及び水添スチレンポリマーからなるポリマーアロイを用いて絶縁体を形成することにより、ケーブルの可撓性や皮むき性を改善できることがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、可撓性や施工時の皮むき性に優れた被覆電線・ケーブルが得られる。また、製造工程において絶縁体とシースとの融着が起こらず生産性も高い。更に、本発明の被覆電線・ケーブルの絶縁体はシラン架橋されていることから、良好な機械的特性及び耐熱温度を有しており、大電流の通電にも十分対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の被覆電線・ケーブルの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１導体
２絶縁体
３シース

Claims

導体を、低密度ポリエチレン、メタロセン型触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレン及びスチレン成分を含有する水添ポリマーからなるポリマーアロイをシラン架橋してなる絶縁体で被覆し、その上をさらにオレフィン系樹脂に金属水酸化物を配合したノンハロゲン難燃性樹脂組成物からなるシースで被覆したことを特徴とする被覆電線・ケーブル。
絶縁体を形成するポリマーアロイが、低密度ポリエチレンとメタロセン型触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレンとを合計で７０〜９０重量％、スチレン成分を含有する水添ポリマーを１０〜３０重量％の割合で混合してなることを特徴とする請求項１に記載の被覆電線・ケーブル。