(57)【要約】【課題】難燃層がリン系難燃剤を含まず、かつ金属水酸化物の含有量を極力小さく抑えながらも優れた難燃性を備えるノンハロゲン難燃性絶縁電線を提供すること。【解決手段】ノンハロゲン難燃性絶縁電線は、導体と、難燃層とを備える。難燃層は、前記導体の外周に配置される。前記難燃層は、オレフィン系樹脂と、金属水酸化物と、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩とを含む。前記難燃層は、前記オレフィン系樹脂１００質量部に対して、１００質量部以上２００質量部以下の前記金属水酸化物を含むことが好ましい。前記難燃層は、前記オレフィン系樹脂１００質量部に対して、１質量部以上４０質量部以下の前記メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含むことが好ましい。前記オレフィン系樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とすることが好ましい。【選択図】図１
2020047561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、  
前記導体の外周に配置された難燃層と、
を備えるノンハロゲン難燃性絶縁電線であって、
前記難燃層は、オレフィン系樹脂と、金属水酸化物と、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩とを含むノンハロゲン難燃性絶縁電線。
【請求項２】
請求項１に記載のノンハロゲン難燃性絶縁電線であって、
前記難燃層は、前記オレフィン系樹脂１００質量部に対して、１００質量部以上２００質量部以下の前記金属水酸化物を含むノンハロゲン難燃性絶縁電線。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のノンハロゲン難燃性絶縁電線であって、
前記難燃層は、前記オレフィン系樹脂１００質量部に対して、１質量部以上４０質量部以下の前記メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含むノンハロゲン難燃性絶縁電線。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のノンハロゲン難燃性絶縁電線であって、
前記オレフィン系樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体を主成分とするノンハロゲン難燃性絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はノンハロゲン難燃性絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
絶縁電線は、導体と難燃層とを備える。難燃層は導体の外周に配置されている。難燃層は難燃剤を含む。難燃剤として、ハロゲン系元素を含まないノンハロゲンの難燃剤が望まれている。ノンハロゲンの難燃剤として、金属水酸化物、リン系難燃剤が知られている。リン系難燃剤は特許文献１、２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５３８２８号公報
【特許文献２】特開２００５−９７５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
難燃剤として金属水酸化物のみを用いる場合、難燃層の難燃性を確保するためには、金属水酸化物の含有量を多くする必要がある。金属水酸化物の含有量が多い場合、難燃層の引張特性や電気特性等が低下する。
【０００５】
難燃剤として、金属水酸化物とリン系難燃剤とを併用することにより、金属水酸化物の含有量を抑制しつつ、難燃層の難燃性を確保することが考えられる。しかしながら、リン系難燃剤は、加水分解し易い。また、リン系難燃剤は、有害ガスを発生させることがある。
【０００６】
本開示の一局面は、難燃層がリン系難燃剤を含まず、かつ金属水酸化物の含有量を極力小さく抑えながらも優れた難燃性を備えるノンハロゲン難燃性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】
【０００７】
本開示の一局面は、導体と、前記導体の外周に配置された難燃層と、を備えるノンハロゲン難燃性絶縁電線であって、前記難燃層は、オレフィン系樹脂と、金属水酸化物と、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩とを含むノンハロゲン難燃性絶縁電線である。
[発明の効果]
【０００８】
本開示の一局面であるノンハロゲン難燃性絶縁電線によれば、難燃層がリン系難燃剤を含まず、かつ金属水酸化物の含有量を極力小さく抑えながらも優れた難燃性を備えるノンハロゲン難燃性絶縁電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ノンハロゲン難燃性絶縁電線１００の構成を表す断面図である。
【図２】ノンハロゲン難燃性絶縁電線２００の構成を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本開示の例示的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。
１．ノンハロゲン難燃性絶縁電線の構成
（１−１）ノンハロゲン難燃性絶縁電線の全体構成
本開示のノンハロゲン難燃性絶縁電線は、導体と、難燃層とを備える。難燃層は、導体の外周に配置される。難燃層は、例えば、導体の外周面に接している。また、導体と難燃層との間に他の層が存在してもよい。
【００１１】
本開示のノンハロゲン難燃性絶縁電線は、例えば、図１に示す構成を有する。ノンハロゲン難燃性絶縁電線１００は、導体１１０と、電気絶縁層１２０と、難燃層１３０と、を備える。電気絶縁層１２０は導体１１０の外周に配置される。難燃層１３０は導体１１０及び電気絶縁層１２０の外周に配置される。
【００１２】
導体１１０として、通常用いられる金属線を用いることができる。金属線として、例えば、銅線、銅合金線、アルミニウム線、金線、銀線等が挙げられる。導体１１０は、その外周面に金属めっき層を備えていてもよい。金属めっき層として、例えば、錫、ニッケル等から成る層が挙げられる。導体１１０は、金属線を撚り合わせた集合撚り導体であってもよい。導体１１０の断面積や外径は、ノンハロゲン難燃性絶縁電線１００に要求される電気特性に応じて適宜設計することができる。
【００１３】
難燃層１３０は、押出機を用い、難燃性樹脂組成物を電気絶縁層１２０の上に押し出して形成することができる。
本開示のノンハロゲン難燃性絶縁電線は、例えば、図２に示す構成を有する。ノンハロゲン難燃性絶縁電線２００は、導体１１０と、難燃層１３０と、を備える。難燃層１３０は導体１１０の外周に配置される。ノンハロゲン難燃性絶縁電線２００の構成は、基本的にはノンハロゲン難燃性絶縁電線１００と同様である。ただし、ノンハロゲン難燃性絶縁電線２００は電気絶縁層１２０を備えない。ノンハロゲン難燃性絶縁電線２００では、難燃層１３０が導体１１０の外周面を被覆している。
【００１４】
難燃層１３０は、押出機を用い、難燃性樹脂組成物を導体１１０の上に押し出して形成することができる。
本開示のノンハロゲン難燃性絶縁電線のサイズは特に限定されず、適宜設定することができる。本開示のノンハロゲン難燃性絶縁電線は、例えば、盤内配線用、車両用、自動車用、機器内配線用、電力用等の用途に使用することができる。
【００１５】
（１−２）難燃層
難燃層は、オレフィン系樹脂と、金属水酸化物と、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩とを含む。オレフィン系樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体（以下ではＥＶＡとする）を主成分とすることが好ましい。主成分とは、オレフィン系樹脂の中で最も含有量が多い成分を意味する。オレフィン系樹脂がＥＶＡを主成分とする場合、難燃層の難燃性が一層高い。
【００１６】
難燃層は、本開示のノンハロゲン難燃性絶縁電線の効果を奏する限りにおいて、ＥＶＡ以外のオレフィン系樹脂を含有していてもよい。難燃層が含有するオレフィン系樹脂１００質量部のうち、ＥＶＡの含有量は、５０質量部以上であることが好ましく、７０質量部以上であることがさらに好ましく、８０質量部以上であることが一層好ましく、１００質量部であることが特に好ましい。
【００１７】
ＥＶＡ以外のオレフィン系樹脂として、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン等のポリオレフィンや、エチレン−プロピレン共重合体、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（ＥＥＡ）、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−エチルメタクリレート共重合体等のエチレン系共重合体、プロピレン−酢酸ビニル共重合体、プロピレン−アクリル酸エステル共重合体、プロピレン−メタクリル酸エステル共重合体等のプロピレン系共重合体等を例示することができる。
【００１８】
難燃層は、上記のＥＶＡ以外のオレフィン系樹脂のうち、１種を含有していてもよいし、２種以上の組み合わせを含有していてもよい。２種以上の組み合わせの中では、エチレン−エチルアクリレート共重合体とエチレン−酢酸ビニル共重合体との組み合わせが好ましい。
【００１９】
難燃層が、エチレン−エチルアクリレート共重合体とエチレン−酢酸ビニル共重合体とを合計１００質量部含有する場合、エチレン−エチルアクリレート共重合体の含有量は、５質量部以上４０質量部以下であることが好ましい。また、難燃層は、必要に応じて、相溶化剤や密着性向上剤として機能する他の樹脂を含有してもよい。
【００２０】
金属水酸化物として、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び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を、１種類単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。難燃層は、オレフィン系樹脂１００質量部に対して、１００質量部以上２００質量部以下の金属水酸化物を含むことが好ましい。オレフィン系樹脂１００質量部に対して、金属水酸化物の含有量が１００質量部以上である場合、難燃層の難燃性が一層高い。オレフィン系樹脂１００質量部に対して、金属水酸化物の含有量が２００質量部以下である場合、難燃層の機械特性が一層良好である。機械特性として、例えば、引張強度、伸び率等が挙げられる。金属水酸化物の含有量は、より好ましくは、オレフィン系樹脂１００質量部に対して、１５０質量部以上２００質量部以下である。
【００２１】
金属水酸化物の表面は、脂肪酸やシラン化合物で処理されていることが好ましい。金属水酸化物の表面が脂肪酸やシラン化合物で処理されている場合、難燃層の引張特性が一層良好である。金属水酸化物にあらかじめ表面処理する場合に使用するシラン化合物として、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピル、トリメトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン等がある。これらを１種類単独で使用してもよいし、２種類以上を併用してもよい。
メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩は、金属水酸化物と同様に、難燃剤として機能する。難燃層が、難燃剤として、金属水酸化物とメルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩とを含有することにより、難燃層の難燃性を確保しつつ、難燃層における金属水酸化物の含有量を抑制しつつ、難燃層の難燃性を確保できる。
【００２２】
難燃層は、オレフィン系樹脂１００質量部に対して、１質量部以上４０質量部以下のメルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含むことが好ましい。オレフィン系樹脂１００質量部に対して、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩の含有量が１質量部以上である場合、難燃層の難燃性が一層高い。オレフィン系樹脂１００質量部に対して、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩の含有量が４０質量部を超える場合、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩の含有量が４０質量部である場合に比べて、難燃層の難燃性はそれ以上向上し難い。
【００２３】
難燃層は、リン系難燃剤を含まない。リン系難燃剤として、例えば、赤リン、ポリリン酸アンモニウム等が挙げられる。難燃層は、ハロゲン元素含有難燃剤を含まない。つまり、本開示の絶縁電線は、ノンハロゲン難燃性絶縁電線である。
【００２４】
難燃層は、他の難燃剤又は難燃助剤（ただし、リン系難燃剤及びハロゲン元素含有難燃剤ではない）をさらに含んでいてもよい。難燃層は、架橋剤、滑剤、カーボンブラック、着色剤、酸化防止剤等をさらに含んでいてもよい。難燃層は、架橋剤、架橋促進剤、電子線等を使用して架橋されていてもよい。
【００２５】
２．ノンハロゲン難燃性絶縁電線の製造方法
二軸押出機、二軸ロール、ミキシングロール、ミキサー、ダンブラ、ニーダ等を用いて各成分を混合し、難燃層の材料である難燃性樹脂組成物を製造する。ノンハロゲン難燃性絶縁電線が図１に示す構成を有する場合は、押出機を用いて電気絶縁層を難燃性樹脂組成物で被覆し、難燃層を形成する。ノンハロゲン難燃性絶縁電線が図２に示す構成を有する場合は、押出機を用いて導体を難燃性樹脂組成物で被覆し、難燃層を形成する。
【００２６】
３．実施例
（３−１）難燃性樹脂組成物の製造
表１及び表２に示す配合成分を、それらの表に示す配合量で混練し、実施例１〜７及び比較例１〜４の難燃性樹脂組成物を製造した。混練にはバンバリーミキサを使用した。混練は、１６０℃にて１５分間行った。なお、表１及び表２における配合量の単位は質量部である。
【００２７】
【表１】
2020047561.tif 000003
【００２８】
【表２】
2020047561.tif 000004
上記表１及び表２における「ＥＶＡ」は、三井・デュポンポリケミカル社製の「エバフレックス  ＥＶ１７０」である。「エバフレックス  ＥＶ１７０」は、エチレン−酢酸ビニル共重合体である。上記表１及び表２における「水酸化マグネシウム」は、神島化学製の「マグシーズＳ４」である。上記表１及び表２における「メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩」は、三新化学工業製の「サンセラーＭＺ」である。「サンセラーＭＺ」は、２−メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩である。各実施例及び各比較例の難燃性樹脂組成物は、ノンハロゲン難燃性樹脂組成物である。
【００２９】
（３−２）難燃性樹脂組成物の評価
各実施例及び各比較例の難燃性樹脂組成物について、難燃性を評価した。評価方法は以下のとおりである。ＪＩＳ  Ｋ  ７２０１−２に準拠して、難燃性樹脂組成物から成る試験用シートを作成した。試験用シートの厚みは３ｍｍである。試験用シートを用いて酸素指数を測定した。酸素指数の測定値を上記表１及び表２に示す。酸素指数の単位は容量％である。酸素指数は、材料が燃焼を持続するために必要な最低酸素濃度を示す。材料の酸素指数が高いほど、その材料の難燃性は高い。
【００３０】
実施例１の難燃性樹脂組成物は、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含有する点を除いて比較例１の難燃性樹脂組成物と一致する。実施例１の難燃性樹脂組成物は、比較例１の難燃性樹脂組成物よりも酸素指数が大きい。
【００３１】
実施例２〜６の難燃性樹脂組成物は、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含有する点を除いて比較例２の難燃性樹脂組成物と一致する。実施例２〜６の難燃性樹脂組成物は、比較例２の難燃性樹脂組成物よりも酸素指数が大きい。
【００３２】
実施例７の難燃性樹脂組成物は、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含有する点を除いて比較例３の難燃性樹脂組成物と一致する。実施例７の難燃性樹脂組成物は、比較例３の難燃性樹脂組成物よりも酸素指数が大きい。
【００３３】
実施例２〜５の難燃性樹脂組成物は、比較例３、４の難燃性樹脂組成物よりも金属水酸化物の配合量が少ない。しかしながら、実施例２〜５の難燃性樹脂組成物は、比較例３、４の難燃性樹脂組成物よりも酸素指数が大きい。また、実施例７の難燃性樹脂組成物は、比較例４の難燃性樹脂組成物よりも金属水酸化物の配合量が少ない。しかしながら、実施例７の難燃性樹脂組成物は、比較例４の難燃性樹脂組成物よりも酸素指数が大きい。よって、実施例２〜５、７の難燃性樹脂組成物では、金属水酸化物の含有量を抑えつつ、優れた難燃性を備えている。
【００３４】
オレフィン系樹脂１００質量部に対して、３質量部以上４０質量部以下のメルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含む実施例２〜６の難燃性樹脂組成物は、金属水酸化物の含有量を抑えつつ、優れた難燃性を備えている。オレフィン系樹脂１００質量部に対して、３質量部以上２０質量部以下のメルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含む実施例２〜５の難燃性樹脂組成物は、難燃性が一層高い。オレフィン系樹脂１００質量部に対して、３質量部以上１０質量部以下のメルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含む実施例２〜４の難燃性樹脂組成物は、難燃性がさらに高い。オレフィン系樹脂１００質量部に対して、３質量部以上５質量部以下のメルカプトベンゾチアゾール亜鉛塩を含む実施例２〜３の難燃性樹脂組成物は、難燃性が特に高い。
【００３５】
４．他の実施形態  
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００３６】
（１）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００３７】
（２）上述したノンハロゲン難燃性絶縁電線の他、当該ノンハロゲン難燃性絶縁電線を構成要素とするケーブル、難燃性樹脂組成物、ノンハロゲン難燃性絶縁電線の製造方法、難燃性樹脂組成物の製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【００３８】
１００、２００…ノンハロゲン難燃性絶縁電線、１１０…導体、１２０…電気絶縁層、１３０…難燃層
【図１】
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【図２】
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