(57)【要約】【課題】絶縁電線において難燃性および直流安定性を高く維持しつつ、外径を細径化する。【解決手段】導体と、導体の外周に配置される被覆層と、を備え、被覆層は、導体側から順に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層と遮水層とを最外層が難燃層となるように交互に積層させて形成され、遮水層が樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも１つとを含有する樹脂組成物から形成されている、絶縁電線が提供される。【選択図】図１
2018073608.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る被覆層と、を備え、
前記被覆層は、前記導体側から順に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層と遮水層とを最外層が前記難燃層となるように交互に積層させて形成され、
前記遮水層が樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも１つとを含有する樹脂組成物から形成されている、絶縁電線。
【請求項２】
前記遮水層を形成する前記樹脂組成物は、前記樹脂１００質量部に対して前記酸化防止剤および前記銅害防止剤の少なくとも１つを０．１質量部以上２質量部以下含有する、請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記遮水層は、前記樹脂組成物を架橋させた架橋体から形成され、前記架橋体のゲル分率が４０％以上１００％以下である、請求項１又は２に記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記遮水層を形成する前記樹脂が低密度ポリエチレンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記被覆層は、前記導体側から順に前記難燃層、前記遮水層および前記難燃層の３層を積層させて形成され、
前記遮水層の内側にある前記難燃層の厚さが５０μｍ以上１５０μｍ以下、
前記遮水層の厚さが５０μｍ以上１５０μｍ以下、
前記遮水層の外側にある前記難燃層の厚さが２００μｍ以上４００μｍ以下である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両や自動車などの配線として用いられる絶縁電線には、絶縁性だけでなく、火災時に燃えにくいような難燃性が求められている。そのため、絶縁電線の被覆層には難燃剤が配合される。例えば、特許文献１には、絶縁性を有する絶縁層の外周に難燃剤を含む難燃層を積層させて被覆層を形成した絶縁電線が開示されている。特許文献１によれば、絶縁層の外周に難燃層を積層させて絶縁電線を構成することにより、絶縁性と難燃性とを高い水準でバランスよく得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２１４４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年、絶縁電線には、軽量化の観点から外径を細くすることが求められている。そのため、内側に位置する絶縁層や外側に位置する難燃層の厚さを薄くすることが検討されている。
【０００５】
しかしながら、難燃層の厚さを薄くすると、難燃性を高く維持することが困難となる。一方、絶縁層の厚さを薄くすると、絶縁の信頼性が低下し、直流安定性を高く維持することが困難となる。すなわち、絶縁電線においては、外径を細径化しつつ、難燃性および直流安定性を高い水準で両立することが困難となっている。
【０００６】
一方、被覆層は高温環境下で酸化や金属害などで劣化しやすいので、耐熱性の向上も求められている。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、絶縁電線において難燃性、直流安定性および耐熱性を高く維持しつつ、外径を細径化する技術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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、
導体と、
前記導体の外周に配置される被覆層と、を備え、
前記被覆層は、前記導体側から順に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層と遮水層とを最外層が前記難燃層となるように交互に積層させて形成され、
前記遮水層が樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも１つとを含有する樹脂組成物から形成されている、絶縁電線が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、絶縁電線において難燃性、直流安定性および耐熱性を高く維持しつつ、外径を細径化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。
【図３】従来の絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、従来の絶縁電線について図３を用いて説明する。図３は、従来の絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。
【００１２】
従来の絶縁電線１００は、図３に示すように、導体１１０と導体１１０の外周に配置される絶縁層１２０と絶縁層１２０の外周に配置される難燃剤を配合した難燃層１３０とを備えて構成されている。
【００１３】
従来の絶縁電線１００において、難燃層１３０は、絶縁層１２０と同様に樹脂から形成されるため、所定の絶縁性を示すものの、絶縁の信頼性が低く、直流安定性にはあまり寄与しない。直流安定性は、後述するように、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験により評価される電気特性の１つであり、絶縁電線１００を８５℃、３％塩水中に浸漬させて所定の電圧を課電したときに所定時間経過しても絶縁破壊しないことを示し、絶縁の信頼性についての指標となるものである。
【００１４】
本発明者らの検討によると、難燃層１３０が直流安定性に寄与しないのは、難燃剤の配合により吸水率が高くなるためであることが分かった。具体的に説明すると、難燃層１３０では、難燃層１３０を形成する樹脂と難燃剤との密着性が低いことに起因して、難燃剤の周囲に微小な隙間が形成されてしまう。この隙間の形成により難燃層１３０は水が浸透しやすく、吸水しやすくなる。このような難燃層１３０では、絶縁電線１００を水に浸漬させて直流安定性を評価する際に、水の浸透により導電パスが形成され、絶縁破壊が生じやすくなるため、絶縁信頼性が低い傾向にある。このように、難燃層１３０は、吸水により絶縁性が低下しやすく、直流安定性にあまり寄与しないことになる。
【００１５】
一方、絶縁層１２０は、難燃層１３０で被覆されているので、難燃剤を配合する必要がない。そのため、絶縁層１２０は、難燃層１３０のように難燃性は示さないものの、吸水率が低くなるように構成され、直流安定性に寄与することになる。
【００１６】
このように、従来の絶縁電線１００では、絶縁層１２０が直流安定性に、難燃層１３０が難燃性に、それぞれ寄与している。そのため、直流安定性および難燃性を高い水準で両立するには、絶縁層１２０および難燃層１３０をそれぞれ厚くする必要があり、絶縁電線１００の細径化のためにそれぞれを薄くすることが困難となっている。
【００１７】
本発明者は、従来の絶縁電線１００では、吸水しやすい難燃層１３０を最外層に設けることにより直流安定性（絶縁の信頼性）が低くなることから、難燃層１３０に水が浸透しないように構成すれば、難燃層１３０を難燃性だけでなく直流安定性にも寄与させることができ、最終的には絶縁層１２０の厚さを薄くして、絶縁電線１００の外径を細くできると考えた。
【００１８】
そこで、難燃層１３０への水の浸透を抑制する方法について検討を行った。その結果、吸水率の低い遮水層を難燃層の外周に設けるとよいことが見出された。遮水層によれば、難燃層への水の浸透を抑制できるので、難燃層を、難燃性だけでなく直流安定性を有する樹脂層として機能させることができる。これにより、従来形成していた絶縁層１２０を省略することができる。すなわち、従来の、絶縁層１２０および難燃層１３０からなる積層構造を、難燃層および遮水層で構成することができる。遮水層は、水の浸透を防ぐような厚さであり、従来の絶縁層１２０のように厚く形成する必要がないので、絶縁電線の外径を細径化することが可能となる。
【００１９】
ただし、遮水層は実質的に難燃剤を含まず、難燃性に劣るので、このような遮水層を絶縁電線の最外層に設けると、絶縁電線全体としての難燃性を低下させるおそれがある。この点、難燃性に劣る遮水層を難燃層の間に介在させ、例えば、被覆層を、導体側から順に第１の難燃層、遮水層および第２の難燃層の３層で形成することで、難燃性を維持しつつ、遮水層により第１の難燃層への浸水を抑制して直流安定性を高く維持することができる。つまり、難燃性および直流安定性を高く維持しつつ、絶縁電線の外径を細径化することができる。
【００２０】
また、被覆層の耐熱性を高める方法について検討したところ、遮水層に酸化防止剤や銅害防止剤を配合するとよいことが分かった。上述したように、遮水層は２つの難燃層の間に介在するように設けるため、酸化や金属害（銅害）の影響を受けにくいが、この遮水層に酸化防止剤や銅害防止剤を配合することにより被覆層全体としての耐熱性を大きく改善することができる。
【００２１】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
【００２２】
＜絶縁電線の構成＞
以下、本発明の一実施形態に係る絶縁電線について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁電線の長さ方向に垂直な断面図である。
なお、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る絶縁電線１は、導体１１と、被覆層２０とを備えて構成されている。
【００２４】
〔導体〕
導体１１としては、通常用いられる金属線、例えば銅線、銅合金線の他、アルミニウム線、金線、銀線などを用いることができる。また、金属線の外周に錫やニッケルなどの金属めっきを施したものを用いてもよい。さらに、金属線を撚り合わせた集合撚り導体を用いることもできる。導体１１の外径は、絶縁電線１に求められる電気特性に応じて適宜変更することが可能であり、例えば１．０ｍｍ〜６．０ｍｍである。
【００２５】
〔被覆層〕
導体１１の外周には被覆層２０が設けられている。本実施形態では、被覆層２０は、２層の難燃層２１，２１の間に１層の遮水層２２を介在させ、最外層が難燃層２１となるように積層させて形成されている。つまり、被覆層２０は、導体１１側から順に難燃層２１、遮水層２２および難燃層２１の３層を積層させて形成されている。以下、被覆層２０において、遮水層２２で被覆されて内部に位置する難燃層２１を内部難燃層２１ａ、最外層に位置する難燃層２１を外部難燃層２１ｂとして説明する。
【００２６】
（内部難燃層）
内部難燃層２１ａは、難燃剤を含む樹脂組成物から形成され、例えば、難燃剤を含む樹脂組成物を導体１１の外周に押し出して形成される。難燃剤を含む内部難燃層２１ａは被覆層２０の難燃性に寄与する。また、内部難燃層２１ａは、遮水層２２で被覆されることによって絶縁電線１を水に浸漬させて直流安定性を評価するときに水の浸透が抑制されるので、絶縁信頼性が高く、被覆層２０の直流安定性にも寄与することになる。すなわち、内部難燃層２１ａは、難燃性だけでなく、直流安定性にも寄与しており、難燃絶縁層として機能する。
【００２７】
内部難燃層２１ａを形成する樹脂組成物は、樹脂と難燃剤とを含有する。
【００２８】
内部難燃層２１ａを形成する樹脂としては、絶縁電線１に求められる特性、例えば伸びや強度などに応じて、種類を適宜変更するとよい。例えば、ポリオレフィン樹脂やポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ樹脂）などを用いることができる。ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などを用いることができ、特にポリエチレン系樹脂が好ましい。ポリエチレン系樹脂としては、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体などを用いることができる。これらのポリオレフィン系樹脂は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。内部難燃層２１ａにおいてより高い難燃性を得る観点からは、特にＥＶＡが好ましく、酢酸ビニル含量（ＶＡ量）が１０％〜４０％のＥＶＡがより好ましい。
【００２９】
難燃剤としては、有毒ガスを発生させないことからノンハロゲン難燃剤が好ましく、例えば金属水酸化物を用いることができる。金属水酸化物は、内部難燃層２１ａが加熱されて燃焼されるときに、分解して脱水し、放出した水分により内部難燃層２１ａの温度を低下させ、その燃焼を抑制するものである。金属水酸化物としては、例えば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、およびこれらにニッケルが固溶した金属水酸化物を用いることができる。これらの難燃剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３０】
難燃剤は、内部難燃層２１ａの機械特性（引張強さと伸びとのバランス）をコントロールする観点から、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、ステアリン酸等の脂肪酸、ステアリン酸塩等の脂肪酸塩、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属等によって表面処理されていることが好ましい。
【００３１】
難燃剤の配合量は、難燃性の観点から、樹脂１００質量部に対して５０質量部〜３００質量部であることが好ましい。配合量が５０質量部未満であると、絶縁電線１において所望の高い難燃性を得られないおそれがある。配合量が３００質量部を超えると、内部難燃層２１ａの機械特性が低下し、伸び率が低くなるおそれがある。
【００３２】
なお、内部難燃層２１ａは従来公知の方法で架橋されていてもよい。内部難燃層２１ａの架橋は、例えば、電子線などの放射線によって架橋したり、内部難燃層２１ａを形成する樹脂組成物に架橋剤や架橋助剤を配合して押出成形した後に架橋処理を施したりするとよい。
【００３３】
（遮水層）
遮水層２２は、飽和吸水率が０．５％以下であり、吸水量や水の拡散係数が小さくなるように構成されていることが好ましい。遮水層２２は、遮水性が高く、水が浸透しにくいので、被覆層２０の内部に位置する内部難燃層２１ａへの水の浸透を抑制することができる。なお、遮水層２２は実質的に難燃剤を含まず難燃性に劣るが、後述の外部難燃層２１ｂで被覆されて保護されている。
【００３４】
遮水層２２を形成する材料としては、飽和吸水率が０．５％以下の材料であればよく、飽和吸水率の下限値は、特に限定されず、０％であってもよい。なお、本明細書において、飽和吸水率とは、ＪＩＳ  Ｋ７２０９：２０００に準拠した、フィックの法則から求められる水分飽和率である。
【００３５】
遮水層２２を形成する材料としては、遮水層２２の成形加工性の観点からは樹脂が好ましい。樹脂としては、安全性の観点からはノンハロゲンであるポリオレフィン樹脂が好ましく、遮水性や機械特性の観点からは密度が０．８５ｇ／ｃｍ３〜１．２０ｇ／ｃｍ３である樹脂が好ましい。例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）や低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などを用いることができる。また例えば、吸水率が小さいことから、フッ素含有樹脂（例えばＰＦＡ）などを用いてもよい。
【００３６】
遮水層２２をＬＤＰＥやＬＬＤＰＥなどの樹脂から形成する場合、例えば、ＬＬＤＰＥを含む樹脂組成物を内部難燃層２１ａの外周に押出成形して形成するとよい。遮水層２２の遮水性をさらに向上させる観点からは、樹脂組成物に架橋剤などを配合して架橋させ、遮水層２２を架橋体で形成することが好ましい。架橋させることにより、樹脂の分子構造を強固にし、遮水層２２の遮水性を向上させることができる。しかも、遮水層２２の強度も向上できるので、遮水層２２の厚さを薄くしても、強度を損なうことなく、遮水性を高く維持することができる。
【００３７】
遮水層２２を形成する架橋体は、ゲル分率が好ましくは１０％〜１００％、より好ましくは４０％〜１００％となるように架橋されているとよい。遮水層２２では、架橋体のゲル分率を高くするほど、強度および遮水性を高めることができるので、厚さを薄くすることができる。
【００３８】
遮水層２２を架橋させる場合は、樹脂組成物に公知の架橋剤や架橋助剤を配合するとよい。架橋剤としては、例えばジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物などを用いることができる。架橋助剤としては、例えばトリメチロールプロパントメタクリレート（ＴＭＰＴ）やトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）などを用いることができる。これらの配合量は、特に限定されず、例えば、遮水層２２の架橋度がゲル分率で１０％〜１００％となるように適宜変更するとよい。なお、架橋方法としては、架橋剤の種類に応じて、化学架橋や電子線架橋など公知の方法により行うことができる。
【００３９】
また、遮水層２２を形成する樹脂組成物は、酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも１つを含有することが好ましく、両方を含有することがより好ましい。遮水層２２は、難燃層２１で挟まれているため酸化や金属害（例えば銅害など）による劣化の影響を受けにくい。しかし、遮水層２２は絶縁電線１の直流安定性の大部分を担っており、遮水層２２が酸化や金属害（例えば銅害など）で劣化してしまうと、絶縁電線１の直流安定性が大きく損なわれてしまう。そこで、本実施形態では、遮水層２２に酸化防止剤および銅害防止剤を配合することで被覆層２０全体としての耐熱性を、例えば１２０℃での耐熱性を向上させることができる。
【００４０】
酸化防止剤としては、特に限定されないが、例えばフェノール系や硫黄系、アミン系、リン系などの酸化防止剤を用いることができる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えばジブチルヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、ペンタエリスリトールテトラキス［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］、１，３，５−トリス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシ−ベンジル）−Ｓ−トリアジン−２，４，６−（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）トリオン、チオジエチレンビス−［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］等を用いることができ、その中でもペンタエリスリトールテトラキス［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］が好ましい。
硫黄系酸化防止剤としては、例えばジドデシル３，３’−チオジプロピオネート、ジトリデシル３，３’−チオジプロピオネート、ジオクタデシル３，３’−チオジプロピオネート、テトラキス［メチレン−３−（ドデシルチオ）プロピオネート］メタン等を用いることができ、その中でもテトラキス［メチレン−３−（ドデシルチオ）プロピオネート］メタンが好ましい。
これらの酸化防止剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００４１】
銅害防止剤は、銅やその他の金属イオンをキレート作用により安定化し酸化劣化を抑制することができる。例えば、Ｎ−（２Ｈ−１，２，４−トリアゾール−５−イル）サリチルアミド、ドデカン二酸ビス［Ｎ２−（２−ヒドロキシベンゾイル）ヒドラジド］、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等を用いることができ、その中でも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が好ましい。
【００４２】
これらの配合量は、特に限定されないが、樹脂１００質量部に対して酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも１つを０．１質量部〜５質量部とすることが好ましい。併用する場合は、これらの合計の配合量を上記範囲内とすることが好ましい。
【００４３】
（外部難燃層）
外部難燃層２１ｂは、内部難燃層２１ａと同様に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成され、例えば、難燃剤を含む樹脂組成物を導体１１の外周に押し出して形成されている。外部難燃層２１ｂは、被覆層２０表面に位置し、内部難燃層２１ａのように遮水層２２で被覆されていないので水が浸透しやすく、直流安定性には寄与しないものの、難燃性に劣る遮水層２２を被覆して被覆層２０全体としての難燃性の低下を抑制する。
【００４４】
なお、外部難燃層２１ｂは、内部難燃層２１ａと同様に架橋されていてもよい。外部難燃層２１ｂの架橋は、例えば、外部難燃層２１ｂを形成する樹脂組成物に架橋剤や架橋助剤を配合し、押出成形した後、架橋処理を施すことで行うとよい。架橋方法は、特に限定されず、従来公知の方法で行うことができる。
【００４５】
（被覆層の積層構造）
続いて、被覆層２０の積層構造について説明する。
【００４６】
被覆層２０において、遮水層２２の厚さは、特に限定されず、遮水性の観点からは５０μｍ以上であることが好ましい。５０μｍ以上とすることにより、所望の高い遮水性を得られるとともに、遮水層２２の強度を高くすることができる。これにより、絶縁電線１を屈曲させた際の遮水層２２の破れを抑制できるので、遮水層２２の遮水性を維持し、内部難燃層２１ａを直流安定性に寄与させることができる。一方、遮水層２２の厚さの上限値は、特に限定されないが、絶縁電線１の難燃性の観点からは１５０μｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
また、被覆層２０において、複数の難燃層２１のそれぞれの厚さは、特に限定されず、被覆層２０に求められる難燃性および直流安定性に応じて適宜変更するとよく、高い難燃性を得る観点からは、複数の難燃層２１の合計の厚さが３００μｍ〜５００μｍであることが好ましい。
内部難燃層２１ａは、厚さが５０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。
外部難燃層２１ｂは、遮水層２２を被覆し、その燃焼を抑制するので、その厚さを２００μｍ以上とすることが好ましい。一方、上限値については４００μｍ以下とすることが好ましい。
【００４８】
また、被覆層２０において、複数の難燃層２１の厚さの合計と遮水層２２の厚さとの比率が２：１〜１０：１であることが好ましい。
【００４９】
＜本実施形態にかかる効果＞
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。
【００５０】
本実施形態では、飽和吸水率が０．５％以下の遮水層２２を難燃層２１中に介在するように設け、導体１１側から順に内部難燃層２１ａ、遮水層２２および外部難燃層２１ｂが積層された被覆層２０を形成している。
遮水層２２によれば、内部難燃層２１ａへの水の浸透を抑制し、内部難燃層２１ａの絶縁信頼性を維持できるので、内部難燃層２１ａを、難燃性だけでなく、直流安定性にも寄与する難燃絶縁層として機能させることができる。これにより、図３に示す従来の絶縁電線１００のように直流安定性に寄与する絶縁層１２０を形成することなく、所望の直流安定性を維持することができる。絶縁層１２０は所望の直流安定性を得るために厚く形成する必要がある一方、遮水層２２は遮水性を示す程度に薄く形成すればよいので、絶縁層１２０の代わりに遮水層２２を形成することで、その厚さの差の分だけ絶縁電線１の外径を細くすることが可能となる。
また、遮水層２２は、実質的に難燃剤を含まず、被覆層２０の難燃性を低下させるおそれがあるが、遮水層２２を外部難燃層２１ｂで被覆することで、被覆層２０全体としての難燃性を高く維持することができる。
したがって、本実施形態によれば、絶縁電線１において、難燃性と直流安定性とを高い水準で両立しつつ、その外径を細くすることが可能となる。
【００５１】
図３に示す従来の絶縁電線１００において、例えば、ＥＮ４５５４５−２に準拠する高い難燃性と、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠する直流安定性とを両立させる場合、外径１．０ｍｍ〜６．０ｍｍの導体１１０に対して、絶縁層１２０の厚さを０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ、難燃剤を配合する難燃層１３０の厚さを０．４ｍｍ〜０．５ｍｍとする必要があり、絶縁電線１００の外径としては２．６ｍｍ〜６．７ｍｍとなる。
これに対して、本実施形態では、同じ外径の導体１１に対して、厚さ０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの内部難燃層２１ａと、厚さ０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍの遮水層２２と、厚さ０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの外部難燃層２１ｂとを積層させればよく、絶縁電線１の外径としては２．２ｍｍ〜５．７ｍｍの範囲にまで細径化することができる。
例えば、従来の絶縁電線１００において、導体サイズを１ＳＱ（導体径１．２５ｍｍ）とする場合、導体１１０の外周に設けられる絶縁層１２０や難燃層１３０を含む被覆層の厚さ（被覆厚）を０．６ｍｍとする必要があり、電線外径が２．６ｍｍとなるが、本実施形態では、内部難燃層２１ａや遮水層２２などを含む被覆層の被覆厚を０．４５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度まで薄くすることができ、電線外径を２．２ｍｍ〜２．３ｍｍまで細径化することができる。
【００５２】
遮水層２２は、ＨＤＰＥやＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥなどの樹脂から形成されることが好ましく、ＬＤＰＥから形成されることがより好ましい。ＬＤＰＥによれば、ＨＤＰＥやＬＬＤＰＥと比べて架橋させやすいので遮水層２２のゲル分率を高めて遮水性をより高くできるからである。
【００５３】
遮水層２２は、ＬＤＰＥやＬＬＤＰＥなどの樹脂を架橋させた架橋体から形成され、架橋体のゲル分率が１０％〜１００％であることが好ましい。このようなゲル分率とすることにより、遮水層２２の強度および遮水性を高めることができるので、遮水層２２の厚さを薄く形成することができる。これにより、絶縁電線１の外径をより細くすることが可能となる。
【００５４】
遮水層２２を形成する樹脂組成物は、樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも１つとを含有することが好ましい。遮水層２２は、難燃層２１で挟まれているため、酸化や金属害（例えば銅害など）による劣化の影響を受けにくいが、酸化防止剤および銅害防止剤を配合することで、例えば１２０℃での耐熱性を向上させることができる。
【００５５】
なお、本実施形態によれば、絶縁電線１を細径化せずに、従来と同様の外径となるように形成してもよい。この場合、難燃絶縁層２１の厚さを大きくすることで、難燃性および直流安定性をより高めることが可能となる。
【００５６】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５７】
上述の実施形態では、導体１１の外周に難燃層２１、遮水層２２および難燃層２１を順に積層させて３層構造の被覆層２０を形成する場合を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図２に示すように、３層の難燃層２１の間のそれぞれに遮水層２２を介在させて５層構造とするといったように、難燃層２１および遮水層２２をともに複数設けてもよい。図２では、３層ある難燃層２１のうち、被覆層２０の表面に位置するものが外部難燃層２１ｂ、それ以外の遮水層２２で被覆されるものが内部難燃層２１ａとなる。各遮水層２２の厚さは、少なくとも２５μｍであるとよく、２５μｍ〜７５μｍであることが好ましい。このとき、被覆層２０の難燃性の観点からは、複数の遮水層２２の厚さの合計は５０μｍ〜１５０μｍとなることが好ましい。複数の難燃層２１のうち、外部難燃層２１ｂの厚さは、少なくとも５０μｍ以上であるとよく、５０μｍ〜１２０μｍであることが好ましい。内部難燃層２１ａの厚さは５０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。被覆層２０の難燃性の観点からは複数の難燃層２１の合計の厚さは２００μｍ〜４００μｍとなることが好ましい。
【００５８】
また、難燃層２１および遮水層２２を形成する各樹脂組成物には、必要に応じて、その他添加剤が含有されてもよい。例えば、難燃助剤、酸化防止剤、滑剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、カーボンブラック、着色剤などが含有されてもよい。これらは、難燃層２１および遮水層２２のそれぞれの特性を損なわない範囲で含有させることができる。
【００５９】
また、上述の実施形態では、被覆層２０を難燃層２１および遮水層２２で形成する場合について説明したが、被覆層２０には、難燃層２１や遮水層２２とは異なる特性を有する樹脂層を設けてもよい。例えば、電気特性を改善するために、導体１１と内部難燃層２１ａとの間に半導電層を設けてもよい。
【実施例】
【００６０】
次に、本発明について実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
【００６１】
実施例および比較例で用いた材料は次のとおりである。
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ１）：三井・デュポンポリケミカル株式会社製「エバフレックスＥＶ２６０」（ＶＡ量：２８％、ＭＦＲ：６）
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ２）：三井・デュポンポリケミカル株式会社製「エバフレックスＥＶ１７０」（ＶＡ量：３３％、ＭＦＲ：１）
・高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ｄ：０．９５１ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ：０．８）：プライムポリマー株式会社製「ハイゼックス５３０５Ｅ」
・低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、ｄ：０．９２１ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ：１）：宇部興産株式会社製「ＵＢＥ  Ｃ４５０」
・直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ、ｄ：０．９２２ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ：２．５）：株式会社プライムポリマー製「ＳＰ２０３０」
・マレイン酸変性ポリマ：三井化学株式会社製「タフマーＭＨ７０２０」
・水酸化マグネシウム（シラン処理）：アルベマール株式会社製「Ｈ１０Ａ」
・水酸化マグネシウム（脂肪酸処理）：アルベマール株式会社製「Ｈ１０Ｃ」
・水酸化アルミニウム（脂肪酸処理）：アルベマール株式会社製「ＯＬ１０７Ｃ」
・混合系の酸化防止剤：株式会社アデカ製「ＡＯ−１８」
・フェノール系酸化防止剤：ＢＡＳＦ株式会社製「イルガノックス１０１０」
・銅害防止剤：ＢＡＳＦ株式会社製「イルガノックスＭＤ１０２４」
・着色剤：旭カーボン株式会社製「ＦＴカーボン」
・滑剤（ステアリン酸亜鉛）：日東化成株式会社製
【００６２】
＜難燃材料の調製＞
上述の材料を下記表１に示す組成で配合して難燃層を形成するための難燃材料を調製した。具体的には、ＥＶＡ１を８５質量部とマレイン酸変性ポリマを１５質量部とシラン処理された水酸化マグネシウムを８０質量部と脂肪酸処理された水酸化マグネシウムを１２０質量部と混合系の酸化防止剤を１質量部と着色剤を２質量部と滑剤を１質量部とを加圧ニーダで混練することよってペレット状の難燃材料１を得た。
同様に、表１に示すように組成を適宜変更し、難燃材料２〜難燃材料７をそれぞれ調製した。
なお、加圧ニーダでは開始温度を４０℃、終了温度を１９０℃として混錬を行った。
【００６３】
【表１】
2018073608.tif 000003
【００６４】
＜遮水材料の調製＞
続いて、上述の材料を下記表２に示す組成で配合して遮水層を形成するための遮水材料を調製した。具体的には、ＨＤＰＥを１００質量部とフェノール系酸化防止剤を１質量部と銅害防止剤を０．５質量部とを加圧ニーダで混練することによって遮水材料１を調製した。
同様に、表２に示すように組成を適宜変更し、遮水材料２〜遮水材料４をそれぞれ調製した。
なお、加圧ニーダでは開始温度を４０℃、終了温度を１９０℃として混錬を行った。
【００６５】
【表２】
2018073608.tif 000004
【００６６】
＜絶縁電線の作製＞
（実施例１）
続いて、調製した難燃材料および遮水材料を用いて絶縁電線を作製した。
具体的には、外径が１．２５ｍｍのスズめっき銅導線の外周に難燃材料１、遮水材料１および難燃材料１をそれぞれの所定の厚さで３層同時に押し出し、電子線を８Ｍｒａｄで照射することで各材料を架橋させ、実施例１の絶縁電線を作製した。作製した絶縁電線は、内部難燃層の厚さが５０μｍ、遮水層の厚さが５０μｍ、外部難燃層の厚さが４００μｍ、被覆層の全体の厚さが５００μｍ、電線外径が２．２５ｍｍであった。また、遮水層は、ゲル分率が３６％となるような架橋度であることが確認され、飽和吸水率が０．３％であることが確認された。実施例１の絶縁電線の各構成を下記表３にまとめる。なお、３層同時押出は、短軸押出機を３台使用し、クロスヘッド内で合流させることにより行った。各クロスヘッドの温度は１９０℃とした。
【００６７】
【表３】
2018073608.tif 000005
【００６８】
（実施例２〜１０）
実施例２〜１０では、難燃材料や遮水材料の種類、内部絶縁層や遮水層、外部難燃層の各層の厚さを表３に示すように適宜変更した以外は実施例１と同様に絶縁電線を作製した。
【００６９】
（比較例１，２）
比較例１では、表３に示すように外部難燃層を形成せず、内部難燃層の上に遮水層を設けて被覆層を形成した以外は実施例１と同様に絶縁電線を作製した。
比較例２では、表３に示すように遮水層を形成せず、被覆層を難燃層１層で形成した以外は実施例１と同様に絶縁電線を作製した。
【００７０】
＜評価方法＞
作製した絶縁電線を以下の方法により評価した。各評価結果を表３にまとめる。
【００７１】
（直流安定性）
絶縁電線の直流安定性を、ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験により評価した。具体的には、絶縁電線を８５℃で３％濃度の塩水中に浸漬させて１５００Ｖを課電し、絶縁破壊するまでの時間を測定した。本実施例では、絶縁破壊するまでの時間が２４０時間以上であれば、直流安定性が高いものとして○を、２４０時間未満であれば、直流安定性が低いものとして×と評価した。
【００７２】
（難燃性）
絶縁電線の難燃性を、ＥＮ４５５４５−２に準拠した垂直燃焼試験により評価した。
具体的には、垂直に支持した絶縁電線に対してバーナーの炎を１分間当てた後、炎を外して、上側固定部と炭化上端部との距離が５０ｍｍ以上、かつ上側固定部と炭化部下端との距離が５４０ｍｍ未満であれば、難燃性に優れるものとして○を、そうでなければ×とした。
【００７３】
（耐熱性）
絶縁電線の耐熱性を、ＥＮ５０２６４−１に準拠した試験により評価した。
具体的には、まず、作製した絶縁電線から導体（スズめっき銅導線）を引き抜き、サンプルを作製した。このサンプルを１３５℃の恒温槽に１６８時間投入した。そして、加熱前の初期状態のサンプルと加熱後のサンプルのそれぞれに対して引張試験を行い、初期状態からの変化率として、引張強さ残率および伸び残率を求めた。本実施例では、それぞれが±３０％以内であれば耐熱性に優れるものとして○を、それ以外であれば耐熱性が低いものと判断して×と表記した。
【００７４】
＜評価結果＞
表３に示すように、実施例１〜１０では、電線外径を細径化しながらも、直流安定性と難燃性とを高い水準で両立できることが確認された。
実施例３では、遮水層の飽和吸水率を０．１％と低くするとともに、難燃層における難燃剤の配合量を１００質量部として実施例１（２００質量部）や実施例４（１５０質量部）よりも少なくすることで、被覆層を吸水しにくく形成したため、短絡するまでの時間を長くでき、直流安定性を高くできることが確認された。
【００７５】
一方、比較例１では、高い直流安定性は得られるものの、外部難燃層を形成しなかったために被覆層全体としての難燃性が不十分となることが確認された。
また、比較例２では、遮水層を設けずに難燃層のみで被覆層を形成したため、高い難燃性は得られるものの、短絡するまでの時間が短く、直流安定性が不十分であることが確認された。しかも、酸化防止剤および銅害防止材を含む遮水層を形成していないため、被覆層全体としての耐熱性を十分に確保できないことが確認された。
【００７６】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００７７】
［付記１］
本発明の一態様によれば、
導体と、
前記導体の外周に配置される被覆層と、を備え、
前記被覆層は、前記導体側から順に、難燃剤を含む樹脂組成物から形成される難燃層と遮水層とを最外層が前記難燃層となるように交互に積層させて形成され、
前記遮水層が樹脂と酸化防止剤および銅害防止剤の少なくとも１つとを含有する樹脂組成物から形成されている、絶縁電線が提供される。
【００７８】
［付記２］
付記１の絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層を形成する前記樹脂組成物は、前記樹脂１００質量部に対して前記酸化防止剤および前記銅害防止剤の少なくとも１つを０．１質量部以上２質量部以下含有する。
【００７９】
［付記３］
付記２の絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層は、前記樹脂組成物を架橋させた架橋体から形成され、前記架橋体のゲル分率が４０％以上１００％以下である。
【００８０】
［付記４］
付記１〜３のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層を形成する前記樹脂が低密度ポリエチレンである。
【００８１】
［付記５］
付記１〜４のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記被覆層は、前記導体側から順に前記難燃層、前記遮水層および前記難燃層の３層を積層させて形成され、
前記遮水層の内側にある前記難燃層の厚さが５０μｍ以上１５０μｍ以下、
前記遮水層の厚さが５０μｍ以上１５０μｍ以下、
前記遮水層の外側にある前記難燃層の厚さが２００μｍ以上４００μｍ以下である。
【符号の説明】
【００８２】
１  絶縁電線
１１  導体
２０  被覆層
２１  難燃層
２１ａ  内部難燃層
２１ｂ  外部難燃層
２２  遮水層
【図１】
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【図２】
2018073608.tif 000007
【図３】
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