JP7318551B2 - ケーブル - Google Patents
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Description
本実施の形態におけるケーブルは、導体層と導体層の外周を覆う絶縁層とを含む絶縁電線と、絶縁電線の外側に設けられた被覆層とを備えるケーブルである。
図2に示すケーブル20は、絶縁電線10と、絶縁電線10の外側に設けられたシールド層22と、シールド層22の外側に設けられた被覆層23とを有し、被覆層23は、樹脂と難燃剤とを含むように構成されている。ここで、本発明者は、ケーブル20の性能向上を検討している。具体的に、本発明者は、耐油性、低温特性および破断伸び特性に優れ、かつ、高い難燃性を有するケーブル20を実現することを検討している。
まず、被覆層23の組成を決定するための定性的な設計方針について説明する。
本実施の形態における被覆層23の定性的な組成としては、難燃剤として水酸化アルミニウムを含有するとともに、「VA量」の多い「EVA」と試験油の加熱温度よりも融点の高いポリオレフィンと酸変性されたポリオレフィン共重合体との樹脂組成物を含む。
第1樹脂は、「VA量」が60質量%以上の「EVA」と融点が85℃以上のポリオレフィンとを含んでいる。このとき、「EVA」の「VA量」が60質量%以上である場合、優れた耐油性を有するとともに、被覆層23の破断伸び特性を確保するために必要なフィラー受容性を向上することができる。さらに、融点が85℃以上のポリオレフィンを含むことによって優れた耐油性を確保することができる。すなわち、例えば、耐油試験に使用される試験油の加熱温度は70℃であることから、試験油の加熱温度よりも融点の高いポリオレフィンとして、融点が85℃以上のポリオレフィンを採用することにより、優れた耐油性を確保することができる。
第2樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含んでいる。酸変性されたポリオレフィン共重合体としては、エチレン-α-オレフィンを挙げることができる。エチレン-α-オレフィンは、低温環境下での柔軟性に優れており、酸で変性すると、水酸化アルミニウムの密着性を強化することが可能となり、ケーブル20の低温特性を向上することができる。エチレン-α-オレフィンとしては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン-メチルアクリレート共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-ブテン-1共重合体、エチレン-ヘキセン-1共重合体、エチレン-オクテン-1共重合体などを挙げることができる。特に、エチレン-ブテン-1共重合体、エチレン-ヘキセン-1共重合体、エチレン-オクテン-1共重合体は結晶が少なく、フィラーを受容することができる結果、低温時の柔軟性を得ることができるため望ましい。また、酸としては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸などを挙げることができる。
「VA量」が60質量%以上の「EVA」と融点が85℃以上のポリオレフィンとを含む第1樹脂と、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含む第2樹脂との質量比は、第1樹脂:第2樹脂=95:5~70:30であり、さらには、第1樹脂:第2樹脂=90:10~80:20であることが望ましい。例えば、第2樹脂の割合が5質量%以上あれば、被覆層23の低温特性を確保できる。一方、第2樹脂の割合が30質量%以下であれば、フィラーとの適度な密着を確保できる結果、被覆層23の破断伸び特性を確保できる。
難燃剤は、金属水酸化物の一種である水酸化アルミニウムである。例えば、水酸化アルミニウム以外の金属水酸化物として水酸化マグネシウムを挙げることができるが、図2に示すシールド層22を有するケーブル20においては、上述した理由により高い難燃性を得ることが困難である。一方、上述したように、図2に示すシールド層22を有するケーブル20においては、難燃剤として水酸化アルミニウムを使用することにより高い難燃性を確保できることから、本実施の形態におけるケーブル20の被覆層23に使用される難燃剤は、水酸化アルミニウムから構成される。
本実施の形態における被覆層23には、必要に応じて、架橋剤、架橋助剤、難燃剤、難燃助剤、紫外線吸収剤、光安定剤、軟化剤、滑剤、着色剤、補強剤、界面活性剤、無機充填剤、酸化防止剤、可塑剤、金属キレート剤、発泡剤、相溶化剤、加工助剤、安定剤などを添加することができる。
本実施の形態における被覆層23は、第1樹脂と第2樹脂とを含む混合樹脂と難燃剤とを有する。このとき、第1樹脂は、「VA量」が60質量%以上の「EVA」と融点が85℃以上のポリオレフィンとを含む。一方、第2樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含む。また、難燃剤は水酸化アルミニウムである。そして、第1樹脂と第2樹脂の質量比は、95:5~70:30であり、被覆層23は、混合樹脂の100質量部に対して、難燃剤を150質量部以上250質量部以下の割合で含んでいる。
<<ケーブルの製造>>
図1には絶縁電線10の断面構成が示されている。図1において、導体11aには錫めっき導体が使用される。まず、エチレン-アクリル酸メチル共重合体(日本ポリエチレン製、エルバロイ1125AC)を25質量部、高密度ポリエチレン(プライムポリマ製、ハイゼックス5305E)を10質量部、無水マレイン酸変性高密度ポリエチレン(ディポン製、フサボンドE265)を25質量部、無水マレイン酸変性エチレン-αオレフィン(三井化学製、タフマMH7020)を10質量部、エチレン-アクリル酸エチル-無水マレイン酸三元共重合体(アルケマ製、ボンダインLX4110)を30質量部、水酸化マグネシウム(協和化学社製、商品名:キスマ5L)を150質量部、酸化防止剤としてBASF製のイルガノックス1010を2質量部、架橋助剤として新中村化学製のTMPT(トリメチロールプロパントリメタクリレート)を8質量部、金属石鹸としてステアリン酸亜鉛を1質量部、12ヒドロキシスレアリン酸Mg(勝田化工製、EMS-6)を2質量部、金属キレート剤(アデカ製、CDA-6)を3質量部の割合で25Lニーダにて混練し、造粒機でペレット化した。40mm押出機にてペレットから絶縁層11bを形成して、導体11aの外周を絶縁層11bで被覆した絶縁電線10を作製し、この絶縁電線10に対して10Mradの電子線を照射することにより架橋を施した。
初期の引張試験として、ケーブルからコアを引き抜き、チューブ状の被覆材に切削したのち、6号ダンベル試験片に打ち抜いて250mm/minの変位速度で引張試験を実施することにより破断伸びを測定した。250%以上のものを◎とし、120%以上250%未満のものを〇とし、100%以上120%未満のものを△とし、100%未満のものを×とした。
表1および表2に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表1に示す。実施例1~11では、すべての試験において◎〇△のいずれかであったため、実施例1~11のそれぞれの総合評価としては◎〇のいずれかとなった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。難燃剤として水酸化マグネシウムを適用しており、難燃性試験で不合格となった。この結果、比較例1の総合評価は×となった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。「EVA」は「VA量」が60%の「EVA」だけから構成されており、低温特性が不合格となった。この結果、比較例2の総合評価は×となった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。「EVA」は融点が85℃以上の「EVA」だけから構成されており、破断伸びが不合格となった。この結果、比較例3の総合評価は×となった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。難燃剤として水酸化アルミニウムを適用しているが、添加量が少なく、難燃性試験が不合格となった。この結果、比較例4の総合評価は×となった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。難燃剤として水酸化アルミニウムを適用しているが、添加量が多く、破断伸びおよび低温伸びが不合格となった。この結果、比較例5の総合評価は×となった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。融点が85℃未満の「EVA」を使用しており、耐油試験が不合格となった。この結果、比較例6の総合評価は×となった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。被覆層23は、酸変性されたポリオレフィン共重合体(酸変性エチレンαオレフィン共重合体)の量が多く、破断伸びが不合格となった。この結果、比較例7の総合評価は×となった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。被覆層23は、酸変性されたポリオレフィン共重合体(酸変性エチレンαオレフィン共重合体)を含有せず、低温伸びが不合格となった。この結果、比較例8の総合評価は×となった。
表3に示す樹脂組成物を適用して被覆層23を形成することにより図2に示すケーブル20を作製して、上述した各種試験を実施した。その結果を表3に示す。「EVA」の「VA量」が46%で低く、耐油試験が不合格となった。この結果、比較例9の総合評価は×となった。
本実施の形態における特徴点は、被覆層23が第1樹脂と第2樹脂とを含む混合樹脂と難燃剤とを有し、かつ、第1樹脂が「VA量」が60質量%以上の「EVA」と融点が85℃以上のポリオレフィンとを含む一方、第2樹脂が酸変性されたポリオレフィン共重合体を含み、かつ、難燃剤が水酸化アルミニウムであり、かつ、第1樹脂と第2樹脂の質量比が95:5~70:30であり、被覆層23が混合樹脂の100質量部に対して難燃剤を150質量部以上250質量部以下の割合で含んでいる点にある。
10a 絶縁電線
10b 絶縁電線
11a 導体
11b 絶縁層
20 ケーブル
21 セパレータ
22 シールド層
23 被覆層
Claims (2)
- 導体層と前記導体層の外周を覆う絶縁層とを含む絶縁電線と、
前記絶縁電線の外側に設けられた被覆層と、
を備える、ケーブルであって、
前記被覆層は、
第1樹脂と第2樹脂とを含む混合樹脂と、
難燃剤と、
を有し、
前記第1樹脂は、酢酸ビニルの含有量が60質量%以上80質量%以下のエチレン酢酸ビニル共重合体と融点が85℃以上100℃以下のポリオレフィンとを含み、
前記第2樹脂は、酸変性されたポリオレフィン共重合体を含み、
前記難燃剤は、水酸化アルミニウムであり、
前記第1樹脂と前記第2樹脂の質量比は、95:5~70:30であり、
前記被覆層は、前記混合樹脂の100質量部に対して、前記難燃剤を150質量部以上250質量部以下の割合で含む、ケーブル。 - 請求項1に記載のケーブルにおいて、
前記ポリオレフィンは、エチレン酢酸ビニル共重合体である、ケーブル。
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