JP5790618B2 - 電線及びケーブル - Google Patents
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塩素含有樹脂100質量部に、1級アミノ基及びケイ素原子にアルコキシル基が2基結合したジアルコキシシリル基からなる加水分解性シリル基とを有するシラン化合物1.0質量部以上10.0質量部以下を前記アミノ基によりグラフト重合してなり、
前記シラン化合物が、等重量の水との100℃の雰囲気下での反応により縮合して粘度が1000mPa・secとなるまでに20分以上を要するような縮合特性を有する塩素含有樹脂組成物が水分により架橋された樹脂成形体からなる絶縁層を導体上に備える電線が提供される。
前記シラン化合物は、3−アミノプロピルジエトキシメチルシランである第1の態様の電線が提供される。
前記塩素含有樹脂はクロロプレンゴムからなる第1又は第2の態様のいずれかの電線が提供される。
塩素含有樹脂100質量部に、1級アミノ基及びケイ素原子にアルコキシル基が2基結合したジアルコキシシリル基からなる加水分解性シリル基とを有するシラン化合物1.0質量部以上10.0質量部以下を前記アミノ基によりグラフト重合してなり、
前記シラン化合物が、等重量の水との100℃の雰囲気下での反応により縮合して粘度が1000mPa・secとなるまでに20分以上を要するような縮合特性を有する塩素含有樹脂組成物が水分により架橋された樹脂成形体からなるシースを、導体上に絶縁層を有する電線又は前記電線を複数撚り合わせてなるコア上に備えるケーブルが提供される。
前記シラン化合物は、3−アミノプロピルジエトキシメチルシランである第4の態様のケーブルが提供される。
前記塩素含有樹脂はクロロプレンゴムからなる第4又は第5の態様のいずれかのケーブルが提供される。
以下に、本発明に係る一実施形態について説明をする。
本実施形態の塩素含有樹脂組成物は、塩素含有樹脂100質量部に、1つのアミノ基と加水分解性シリル基とを有するシラン化合物1.0質量部以上10.0質量部以下をアミノ基によりグラフト重合してなる。そして、シラン化合物が、等重量の水との100℃の雰囲気下での反応により縮合して粘度が1000mPa・secとなるまでに20分以上を要するような縮合特性を有する。
塩素含有樹脂としては、例えばポリ塩化ビニル、クロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、エピクロヒドリンゴムなどの塩素含有モノマーから合成された樹脂類、塩素化ポリオレフィン、塩素化ブチルゴムなどのポリマ合成された後に塩素化された樹脂類などが挙げられるが、これらに限定されない。また、これらの樹脂を単独あるいはブレンドしたものであっても良い。
シラン化合物は、1つのアミノ基と加水分解性シリル基とを有するとともに、所定の縮合特性を有している。
また、上記塩素含有樹脂組成物は、その目的に応じて、以下に示す塩素捕捉剤、シラノール縮合触媒、老化防止剤、加工助剤、難燃剤または充填剤・補強剤などの各種添加剤を含有してもよい。
塩素捕捉剤は、塩素含有樹脂とシラン化合物とのグラフト重合の際に生じる塩化水素と反応し、塩化水素を中和又は構造中に捕捉して塩化水素の作用を抑制する化合物である。塩素捕捉剤としては、シラン化合物のアミノ基に反応する化学構造を有さないものであれば特に限定されない。アミノ基と反応する置換基としては、例えばクロル基、クロロカルボニル基、グリシジル基、イソシアネート基、スルホ基、カルボキシル基などがある。これらの基を含む化合物を塩素捕捉剤として使用した場合、シラン化合物中のアミノ基が塩素捕捉剤と反応し、塩素含有樹脂にグラフトされるシラン化合物量が低減してしまう。
塩素含有樹脂組成物の架橋速度を向上させることを目的として、シラノール縮合触媒を含有してもよい。シラノール縮合触媒としては、ジブチル錫ジラウリレートやジオクチル錫ジバーサテート、ジブチル錫ジアセトアセトネートなどの有機錫化合物、ネオデカン酸錫などの無機錫化合物、チタンジイソプロポキシビス(エチルアセトアセテート)などのチタン化合物、ジルコニウムジブトキシビス(エチルアセトアセテート)などのジルコニウム化合物などを用いても構わない。
老化防止剤には、一次老化防止剤としてフェノール系又はアミン系などがあり、二次老化防止剤として硫黄系などがあり、これらを単独で用いてもよく、これらを併用してもよい。
混練又は成形時の加工性を安定させることを目的として、加工助剤を含有してもよい。加工助剤としては、例えば、石油系油(すなわち、プロセス油)、又は芳香環(ベンゼン環)を含むエステル系可塑剤などが挙げられる。プロセス油としては、パラフィン系油、アロマチック系油、又はナフテン系油等を用いることができる。エステル系可塑剤としては、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)(Dioctyl phthalate:DOP)、フタル酸ジイソノニル(Diisononyl phthalate:DINP)、フタル酸ジイソデシル(Diisodecyl phthalate:DIDP)、又はトリメリット酸トリ−2−エチルヘキシル(Trioctyl trimellitate:TOTM)等の芳香環を分子中に有した可塑剤を用いることができる。なお、加工助剤は、プロセス油又はエステル系可塑剤のいずれかを単独で用いるか、若しくは、プロセス油及び/又はエステル系可塑剤の中から複数の化合物を選択して混合した混合物を用いることができる。
塩素含有樹脂組成物の難燃性を向上することを目的として、難燃剤を含有してもよい。難燃剤には、無機系の難燃剤または有機系の難燃剤がある。無機系の難燃剤としては、例えば、三酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ホウ酸亜鉛、又はリン系化合物などが挙げられる。有機系の難燃剤としては、塩素系、臭素系などのハロゲン系有機難燃剤が挙げられる。塩素系の難燃剤としては、例えば、塩素化パラフィン、又はパークロロシクロペンタデカンなどが挙げられる。臭素系の難燃剤としては、例えば、ペンタブロモエチルベンゼン、ヘキサブロモベンゼン、テトラブロモ無水フタル酸、エチレンビステトラブロモフタルイミド、エチレン−(5,6−ジブロモノルボルネン−2,3−ジカルボキシイミド)、ジブロモエチルジブロモシクロヘキサン、エチレンビス(ペンタブロモベンゼン)などが挙げられる。これらの難燃剤は、無機系の難燃剤または有機系の難燃剤のいずれかを単独で用いるか、若しくは、無機系の難燃剤及び/または有機系の難燃剤の中から複数の難燃剤を選択して混合した混合物を用いることができる。
また、充填剤・補強剤を含有してもよい。充填剤・補強剤としては、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、焼成クレーなどが挙げられる。
次に、上記塩素含有樹脂組成物の製造方法について説明をする。
次に、上記塩素含有樹脂組成物からなる樹脂成形体、電線、及びケーブルについて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るケーブルの断面図を示す。図1に示すように、ケーブル20は、導体1及び導体1を被覆する絶縁層2を備える電線10からなるコア(図中では1本の電線10)の外周にシース3を備える。絶縁層2及びシース3は、上記塩素含有樹脂組成物が架橋された樹脂成形体からなっている。
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
以下の実施例、参考例及び比較例において用いた原材料は次のとおりである。
メルカプタン変性ポリクロロプレン:昭和電工製「ショウプレンW」(ムーニー粘度:ML1+4@100℃:42−51)
N−フェニルアミノプロピルトリメトキシラン:信越シリコーン製「KBM−573」(サンプル1)
N−n−ブチルアミノプロピルトリメトキシラン:エボニックデグザ製「Dynasylan1189」(サンプル2)
3−アミノプロピルジエトキシメチルシラン:東京化成製(サンプル3)
3−アミノプロピルトリメトキシシラン:信越シリコーン製「KBM−903」(サンプル4)
3−アミノプロピルトリメトキシシラン:信越シリコーン製「KBE−903」(サンプル5)
N−2(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン:信越シリコーン製「KBM−603」(サンプル6)
酸化マグネシウム:協和化学製「キョーワマグ30」
まず、塩素含有樹脂組成物の調整に先立ち、上記サンプル1〜6のシラン化合物の縮合特性について評価した。縮合特性の評価においては、これらのサンプル1〜6とイオン交換水とを等重量混合し、この混合物を100℃の雰囲気に放置して縮合させて、縮合物の粘度が所定の数値となるまでの時間を測定した。具体的には、B型粘度計を用いて測定される縮合物の粘度が1000mPa・secとなるまでの時間を測定した。そして、所定の粘度となるまでに20分以上を要するシラン化合物、または縮合しにくく所定の粘度とはならないシラン化合物を、所定の縮合特性を有するものと判断し、表1に示すように「○」とした。一方、縮合して所定の粘度となるまでに20分以上を要さないシラン化合物、つまり縮合して20分未満で所定の粘度となるようなシラン化合物は、所定の縮合特性を有さないものと判断し、「×」とした。
続いて、上記シラン化合物を用いて塩素含有樹脂組成物を調整した。
実施例1、参考例1〜7及び比較例1〜5の塩素含有樹脂組成物を、絶縁層を備える電線の外側へ被覆すると同時にポリクロロプレンにシラン化合物をグラフト化させた。その後、室温雰囲気中に放置して、湿気による架橋を起こし、実施例1、参考例1〜7及び比較例1〜5のケーブルを製造した。なお、電線において、導体としての軟銅撚線の断面積を38mm2、絶縁層の厚さを1.2mmとした。また、ケーブルにおけるシースの厚さを2.1mmとした。
続いて、実施例1、参考例1〜7及び比較例1〜5のケーブルにおけるシースについて、その外観、架橋度及び引張特性を評価した。それぞれの評価方法について以下に説明する。
シースの外観評価としては、押出表面荒れ、及び表面積出物の有無を確認した。
押出表面荒れは、押し出したシースの表面を目視で観察評価した結果であり、「○」は良を示し、「×」は不良であって鮫肌状に荒れているものを示す。
また、製造したケーブルを室温雰囲気に30日間放置した後のシース表面を目視で観察して表面析出物のないものを良と判断し「○」、粉状あるいは液状の析出物があったものを不良と判断し「×」とした。
シースの架橋度は、ポリクロロプレンのゲル分率を測定することによって評価した。ケーブルを23℃50%RHの雰囲気内に1週間放置架橋した後、ケーブルを65℃のTHF(テトラヒドロフラン)溶媒に浸漬させて、シース中の未架橋分子を溶媒中に抽出した。そして、未架橋分子の抽出前の重量と抽出後の残存した重量との重量比からゲル分率を算出し、ゲル分率が80%以上のものを良と判断し、80%に満たないものを不良と判断した。
シースの引張特性は、ポリクロロプレンの引張破断強度を測定することによって評価した。ケーブルを23℃50%RHの雰囲気内に1週間放置架橋した後、シースを剥離して約1.0mmにスライスした。スライスされたシース(サンプル)をJIS 3号ダンベル形状に打ち抜き、速度500mm/minにて引張試験を行い、引張破断強度を測定した。引張破断強度が13MPa以上のものを良と判断し、13MPaに満たないものを不良と判断した。
評価結果を表2に示す。
2 絶縁層
3 シース
10 電線
20 ケーブル
Claims (6)
- 塩素含有樹脂100質量部に、1級アミノ基及びケイ素原子にアルコキシル基が2基結合したジアルコキシシリル基からなる加水分解性シリル基を有するシラン化合物1.0質量部以上10.0質量部以下を前記アミノ基によりグラフト重合してなり、
前記シラン化合物が、等重量の水との100℃の雰囲気下での反応により縮合して粘度が1000mPa・secとなるまでに20分以上を要するような縮合特性を有する塩素含有樹脂組成物が水分により架橋された樹脂成形体からなる絶縁体を導体上に備えることを特徴とする電線。 - 前記シラン化合物は、3−アミノプロピルジエトキシメチルシランであることを特徴とする請求項1に記載の電線。
- 前記塩素含有樹脂はクロロプレンゴムからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の電線。
- 塩素含有樹脂100質量部に、1級アミノ基及びケイ素原子にアルコキシル基が2基結合したジアルコキシシリル基からなる加水分解性シリル基を有するシラン化合物1.0質量部以上10.0質量部以下を前記アミノ基によりグラフト重合してなり、
前記シラン化合物が、等重量の水との100℃の雰囲気下での反応により縮合して粘度が1000mPa・secとなるまでに20分以上を要するような縮合特性を有する塩素含有樹脂組成物が水分により架橋された樹脂成形体からなるシースを、導体上に絶縁層を有する電線又は前記電線を複数撚り合わせてなるコア上に備えることを特徴とするケーブル。 - 前記シラン化合物は、3−アミノプロピルジエトキシメチルシランであることを特徴とする請求項4に記載のケーブル。
- 前記塩素含有樹脂はクロロプレンゴムからなることを特徴とする請求項4又は5に記載のケーブル。
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