(57)【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複数の難燃絶縁層と飽和吸水率が０．５％以下である複数の遮水層とを交互に積層させて形成され、
前記被覆層の表面に位置する前記遮水層の厚さが２５μｍ以上であり、
前記複数の難燃絶縁層の厚さの合計が２５０μｍ以上である、絶縁電線。
【請求項２】
前記複数の遮水層の厚さの合計が１２０μｍ以下である、請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記複数の遮水層はそれぞれ、樹脂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】
前記複数の遮水層はそれぞれ高密度ポリエチレンおよび低密度ポリエチレンの少なくとも１つから形成される、請求項１〜３のいずれかに記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記樹脂の密度が０．８５ｇ／ｃｍ3以上１．２０ｇ／ｃｍ3以下である、請求項３又
【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】
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および直流安定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】
【０００７】
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複数の難燃絶縁層と飽和吸水率が０．５％以下である複数の遮水層とを交互に積層させて形成され、
前記被覆層の表面に位置する前記遮水層の厚さが２５μｍ以上であり、
前記複数の難燃絶縁層の厚さの合計が２５０μｍ以上である、絶縁電線が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、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、外径を細径化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態にかかる絶縁電線の長さ方向に垂直な断面を示す図である。
【図２】遮水層の数の違いによる被覆層への水の浸透の違いを説明するための図であり、（ａ）は遮水層が２層の場合を示し、（ｂ）は遮水層が１層の場合を示す。
【図３】従来の絶縁電線の長さ方向に垂直な断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図３に示すように、従来の絶縁電線１００は、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、難燃剤を配合した難燃層１３０と、を備えて構成されている。すなわち、従来の絶縁電線１００では、導体１１０を被覆する被覆層として絶縁層１２０および難燃層１３０が設けられている。
【００１２】
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、絶縁信頼性が低く、直流安定性が低い傾向にある。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。
【００１３】
本発明者らの検討によると、難燃層１３０の直流安定性が低くなるのは、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。その原因として、難燃剤の有する水酸基が吸水性を向上させる等とも考えられるが、例えば、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い、この隙間の形成により難燃層１３０は水が浸透しやすくなり、吸水しやすくなるとも考えられる。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、直流安定性が低下することになる。
【００１４】
一方、絶縁層１２０は難燃層１３０で被覆されているので、難燃剤が配合されない、もしくは配合されたとしても少量である。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。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明者らは、従来の絶縁電線１００では、吸水しやすい難燃層１３０を表面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。
【００１７】
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難燃絶縁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、難燃絶縁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。
【００１８】
また、難燃絶縁層の外側に遮水層を１層のみ設ける場合、遮水層が破れてピンホールが生じたときに、難燃絶縁層へ水が浸透し、難燃絶縁層による直流安定性を安定して得られないおそれがあるので、遮水層を複数設けるとよいことがわかった。複数の遮水層によれば、水の浸透を多重に抑制できるので、ピンホールの発生にともなう直流安定性の低下を抑制することができる。
【００１９】
本発明は、上記知見に基づいてなされたものである。
【００２０】
＜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。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係る絶縁電線１は、導体１０と、被覆層２０とを備えて構成されている。
【００２２】
〔導体〕
導体１０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１０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〜２０．０ｍｍである。
【００２３】
〔被覆層〕
導体１０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つの難燃絶縁層２１と２つの遮水層２２とが、表面に遮水層２２が位置するように交互に積層された積層構造を有している。
【００２４】
（難燃絶縁層）
難燃絶縁層２１は、難燃剤を含む樹脂組成物から形成され被覆層２０の難燃性に寄与する。また、難燃絶縁層２１は、後述する遮水層２２に被覆されることで、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、被覆層２０の直流安定性に寄与することになる。
【００２５】
難燃絶縁層２１を形成する樹脂組成物は、樹脂と難燃剤とを含有する。
【００２６】
難燃絶縁層２１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。
【００２７】
難燃絶縁層２１において、より高い直流安定性を得る観点からは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が好ましく、例えば、密度が０．９５ｇ／ｃｍ３以上０．９８ｇ／ｃｍ３以下であるＨＤＰＥを用いることができる。また、より高い難燃性を得る観点からは、特にＥＶＡが好ましく、例えば、酢酸ビニル含量が高いＥＶＡを用いることができる。
【００２８】
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、難燃絶縁層２１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難燃絶縁層２１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。
【００２９】
難燃剤は、難燃絶縁層２１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。
【００３０】
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、難燃絶縁層２１の機械特性が低下し、伸び率が低くなるおそれがある。
【００３１】
なお、難燃絶縁層２１を形成する樹脂組成物には、必要に応じて、その他添加剤が含有されてもよい。例えば、難燃絶縁層２１を架橋させる場合、架橋剤や架橋助剤を含有させるとよい。また例えば、架橋剤以外に、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、難燃絶縁層２１の特性を損なわない範囲で含有させることができる。
【００３２】
また、難燃絶縁層２１は、難燃剤を含む樹脂組成物を例えば押出成形により形成することができる。難燃絶縁層２１を架橋させる場合は、従来公知の方法により架橋させるとよい。
【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。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内部への水の浸透を抑制することができる。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。
【００３４】
遮水層２２は、遮水性の観点からは、つなぎ目がなくシームレスとなるように、例えば筒状に形成されているとよい。遮水層２２を形成する材料としては、飽和吸水率が小さく、遮水層２２をつなぎ目がないように形成できるものであれば、特に限定されない。このような材料としては、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）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。
【００３５】
また、遮水層２２を樹脂で形成する場合、遮水性をさらに向上させるために樹脂を架橋させることが好ましい。つまり、遮水層２２は、樹脂を架橋させた架橋体で形成されることが好ましい。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。
【００３６】
遮水層２２を形成する架橋体は、ゲル分率が４０％〜１００％となるように架橋されていることが好ましい。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。
【００３７】
なお、遮水層２２をＨＤＰＥなどの樹脂から形成する場合、ＨＤＰＥを含む樹脂組成物を難燃絶縁層２１の外周に押出成形して形成するとよい。架橋させる場合は、樹脂組成物に架橋剤や架橋助剤を配合するとよい。架橋としては、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。
【００３８】
（積層構造）
続いて、被覆層２０の積層構造について説明する。
上述したように、本実施形態では、被覆層２０において遮水層２２でのピンホールの発生による直流安定性の低下を抑制するため、２つの難燃絶縁層２１と２つの遮水層２２とを遮水層２２が表面に位置するように交互に積層させて被覆層２０を構成している。具体的には、図１に示すように、被覆層２０は、表面側から順に、第１の遮水層２２ａ、第１の難燃絶縁層２１ａ、第２の遮水層２２ｂ、第２の難燃絶縁層２１ｂを備えており、第１の遮水層２２ａが第１の難燃絶縁層２１ａを被覆するように設けられ、第２の遮水層２１ｂが第１の難燃絶縁層２１ａと第２の難燃絶縁層２１ｂとの間に介在するように設けられている。
【００３９】
被覆層２０において、最表面に第１の遮水層２２ａを設けるだけでなく、第１の難燃絶縁層２１ａと第２の難燃絶縁層２１ｂとの間に介在するように、第２の遮水層２２ｂを設けることにより、遮水層２２を最表面に１層設ける場合と比べて、ピンホールによる直流安定性の低下を抑制することができる。例えば、被覆層２０において、厚さ１００μｍの遮水層２２を１層のみ最表面に設けるよりも、厚さ５０μｍの遮水層２２を２層含むように構成する方が、直流安定性の低下を抑制することができる。
【００４０】
具体的には、図２（ｂ）に示すように、被覆層２０の最表面に遮水層２２を１層のみ設ける場合、遮水層２２が破れてピンホール５０が生じると、直流安定性の評価の際、その内側に位置する難燃絶縁層２１に水６０が浸透することになる。このとき、水６０の浸透経路が導電パスとなり、水６０が導体１０まで浸透すると、絶縁破壊してしまう。図２（ｂ）では、浸透経路（図中の点線）が短いので、仮に遮水層２２にピンホール５０が生じてしまうと、絶縁破壊するまでの時間が短く、直流安定性が低下しやすい。
【００４１】
一方、２つの遮水槽２２を設ける場合、外側の第１の遮水層２２ａでピンホールが生じ、その内側に位置する第１の難燃絶縁層２１ａへ水が浸透したとしても、第２の遮水層２２ｂにより、その内側に位置する第２の難燃絶縁層２１ｂへの水の浸透を抑制できる。また仮に、両方でピンホールが生じたとしても、図２（ａ）に示すように、ピンホール５０の生じる領域が互いに異なることで、水６０の浸透経路（図中の点線）が長くなり、絶縁破壊するまでの時間を引き延ばすことが可能となる。このように、遮水層２２を複数設けることにより、吸水による導電パスの形成を遅らせて、絶縁破壊するまでの時間を引き延ばすことができる。その結果、被覆層２０において、直流安定性を安定して得ることが可能となる。
【００４２】
被覆層２０の積層構造において、遮水性の観点からは複数の遮水層２２のうち、表面に位置する遮水層２２、つまり第１の遮水層２２ａの厚さが２５μｍ以上である。このような厚さとすることにより、第１の遮水層２２ａの強度を高くできるので、絶縁電線１を屈曲させた際の第１の遮水層２２ａの破れ、つまりピンホールの発生を抑制できる。また、厚さを大きくすることにより遮水性を高くできるので、被覆層２０内部への水の浸透を抑制することができる。
【００４３】
被覆層２０の内部にある遮水層２２、つまり第２の遮水層２２ｂの厚さは、特に限定されず、複数の遮水層２２の合計の厚さが１２０μｍ以下となる範囲で適宜変更するとよい。遮水層２２は難燃剤を含まないため、被覆層２０全体としての難燃性を低下させるおそれがあるが、複数の遮水層２２の合計の厚さを１２０μｍ以下とすることにより、被覆層２０に占める遮水層２２の割合を低くすることができるので、被覆層２０の難燃性を損なうことなく、高く維持することができる。なお、複数の遮水層２２の合計の厚さについて、下限値は特に限定されないが、例えば３０μｍ（０．０３ｍｍ）とするとよい。
【００４４】
被覆層２０の積層構造において、複数の難燃絶縁層２１のそれぞれの厚さは特に限定されないが、複数の難燃絶縁層２１の厚さの合計は２５０μｍ（０．２５ｍｍ）以上である。このような厚さとすることにより、被覆層２０において、難燃性を高く維持することができる。厚さの合計の上限値は、特に限定されないが、絶縁電線１の細径化の観点からは０．５ｍｍ以下であることが好ましい。このような厚さとすることにより、絶縁電線１を細径化しつつも、直流安定性とともに高い難燃性を得ることができる。なお、複数の難燃絶縁層２１は、厚さが互いに異なっていてもよい。
【００４５】
被覆層２０の積層構造において、難燃性と直流安定性とをより高い水準で両立させる観点からは、被覆層２０の厚さに占める遮水層２２の合計の厚さの比率を１４％以下とすることが好ましく、１０％〜１２％とすることがより好ましい。上述したように、遮水層２２は、難燃剤を含まず、絶縁電線１全体の難燃性を低下させるおそれがあるが、遮水層２２の厚さの比率を上記範囲とすることで、難燃絶縁層２１の合計の厚さと遮水層２２の合計の厚さとを所定の比率とし、絶縁電線１において難燃性および直流安定性を高い水準で両立することが可能となる。なお、被覆層２０の厚さとは、被覆層２０を形成する難燃絶縁層２１および遮水層２２の合計の厚さとなる。
【００４６】
＜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。
【００４７】
本実施形態によれば、難燃性を得る観点から、難燃剤を配合する樹脂層を導体１０の外周に設けるが、その樹脂層の外周に、ＨＤＰＥもしくはＬＤＰＥから形成される飽和吸水率の小さな遮水層２２を積層させている。これにより、絶縁電線１を水中に浸漬させて直流安定性を評価する際に樹脂層への水の浸透を抑制できるので、難燃剤を配合する樹脂層を、難燃性だけでなく、直流安定性にも寄与する難燃絶縁層２１として機能させることができる。そのため、従来のように直流安定性に寄与する絶縁層を難燃層の内側に形成する必要がなく、その分の厚さを薄くすることができる。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。
【００４８】
また、被覆層２０を、２つの難燃絶縁層２１ａ，２１ｂと２つの遮水層２２ａ，２２ｂとを第１の遮水層２２ａが表面となるように交互に積層させて構成している。つまり、被覆層２０の表面に第１の遮水層２２ａを設けるだけでなく、２つの難燃絶縁層２１ａ，２１ｂの間に介在するように第２の遮水層２２ｂを設けている。これにより、例えば、表面側の第１の遮水層２２ａにピンホールが生じて内側に位置する第１の難燃絶縁層２１ａに浸水した場合であっても、第２の遮水層２２ｂで浸水を抑制することができるので、第２の遮水層２２ｂの内側に位置する難燃絶縁層２１により直流安定性を維持することが可能となる。また例えば、２つの遮水層２２ａ，２２ｂの両方でピンホールが生じたとしても、ピンホール５０の生じる領域が互いに異なることで、水６０の浸透経路を長くすることで、絶縁破壊するまでの時間を引き延ばすことができ、直流安定性の低下を抑制することができる。
【００４９】
また、被覆層２０の表面に位置する第１の遮水層２２ａの厚さを少なくとも２５μｍとしている。これにより、第１の遮水層２２ａの強度を高くできるので、絶縁電線１を屈曲させた際の第１の遮水層２２ａの破れ、つまりピンホールの発生を抑制できる。また、厚さを大きくすることにより遮水性を高くできるので、被覆層２０内部への水の浸透を抑制することができる。しかも、被覆層２０において、２つの難燃絶縁層２１ａ，２１ｂの合計の厚さを少なくとも２５０μｍとしている。これにより、遮水層２２による難燃性の低下を抑制し、難燃性を高く維持することができる。よって、絶縁電線１を細径化しつつも、直流安定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。
【００５０】
例えば、ＥＮ６０３３２−１−２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、図３に示すような従来の絶縁電線１００では、外径１．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの導体１１０に対して、絶縁層１２０の厚さを０．６ｍｍ〜２．０ｍｍ、難燃剤を配合する難燃層１３０の厚さを０．２ｍｍ〜２．１ｍｍとする必要があり、絶縁電線１００の外径としては２．６ｍｍ〜２８．２ｍｍ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、複数の遮水層２２を合計の厚さが０．０３ｍｍ〜０．１２ｍｍ、複数の難燃絶縁層を合計の厚さが０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍとなるように積層させればよく、絶縁電線１の外径としては１．５６ｍｍ〜２１．２４ｍｍの範囲にまで細くすることが可能となる。
【００５１】
各遮水層２２は、樹脂から形成されることが好ましく、密度が０．８５ｇ／ｃｍ３〜１．２０ｇ／ｃｍ３であるポリオレフィン樹脂から形成されることが好ましい。これらポリオレフィン樹脂によれば、押出成形により遮水層２２として容易に形成することができる。特に、ＨＤＰＥは密度が高く、水を浸透させにくいので、遮水層２２の遮水性を高くすることができる。また、ＬＤＰＥは、架橋度を高くできるので、遮水層２２の遮水性を高くすることができる。
【００５２】
各遮水層２２は、ＨＤＰＥやＬＤＰＥを架橋させた架橋体から形成され、架橋体のゲル分率が４０％〜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。
【００５３】
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。
【００５４】
＜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。
【００５５】
上述の実施形態では、被覆層２０を、難燃絶縁層２１および遮水層２２を２層ずつ交互に積層させて構成する場合を例示したが、例えば、遮水層２２を３つ以上含むように、被覆層２０を構成してもよい。
【００５６】
また、図１では、難燃絶縁層２１および遮水層２２を積層させる場合を示すが、本発明はこれに限定されない。例えば、被覆層２０に、難燃絶縁層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。また、被覆層２０の外周に、つまり、遮水層２２の外周に、その他の機能層を設けてもよく、例えば、難燃剤を含み難燃性を有する難燃層を設けてもよい。
【００５７】
また、上述の実施形態では、遮水層２２をＨＤＰＥなどの樹脂で形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。遮水層２２は、樹脂以外の材料から形成されてもよく、例えば、金属やセラミックス、ガラス等から形成されてもよい。
遮水層２２を金属で形成する場合、例えば、銅やアルミニウムからなる金属箔を難燃絶縁層２１の外周に巻き付けることにより形成することができる。
セラミックスやガラスから形成する場合、例えば、プラズマＣＶＤ法などにより難燃絶縁層２１の外周をアルミナ、ジルコニア、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）で表面処理して形成することができる。
【実施例】
【００５８】
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。
【００５９】
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４５Ｘ」（ＶＡ量：４６％、ＭＦＲ：１００）
・マレイン酸変性ポリマ：三井化学株式会社製「タフマーＭＨ７０２０」
・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」
・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」
・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」
・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
【００６０】
＜絶縁電線の作製＞
（実施例１）
まず、上述の材料を用いて難燃絶縁層を形成するための樹脂組成物Ａを調製した。
具体的には、ＥＶＡ１を７０質量部と、ＥＶＡ２を１５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質量部とを混練することにより、樹脂組成物Ａを調製した。
【００６１】
続いて、遮水層を形成するための樹脂組成物Ｂ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質量部とを混練することにより、樹脂組成物Ｂを調製した。
【００６２】
続いて、調製した樹脂組成物ＡおよびＢを用いて絶縁電線を作製した。
具体的には、まず、複数の銅素線を撚り合わせた直径が１．２３ｍｍの撚り銅線の外周に樹脂組成物Ａを押し出し、厚さ０．２ｍｍの第２の難燃絶縁層を形成した。続いて、第２の難燃絶縁層の外周に樹脂組成物Ｂを押し出し、厚さ０．０２５ｍｍの第２の遮水層を形成した。続いて、第２の遮水層の外周に樹脂組成物Ａを押し出し、厚さ０．１ｍｍの第１の難燃絶縁層を形成した。続いて、第１の難燃絶縁層の外周に樹脂組成物Ｂを押し出し、厚さ０．０２５ｍｍの第１の遮水層を形成した。その後、電子線照射により架橋させた。これにより、表面に遮水層が位置するように遮水層および難燃絶縁層が２つずつ交互に積層された被覆層を備える、外径１．９３ｍｍの絶縁電線を作製した。なお、遮水層は、ゲル分率が４１．２％となるような架橋度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１にまとめる。
【００６３】
【表１】
0006717073.tif 000002
【００６４】
（実施例２）
実施例２では、実施例１よりも電線外径が細くなるように難燃絶縁層および遮水層の厚さを表１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。
【００６５】
（実施例３）
実施例３では、ＨＤＰＥの代わりにＬＤＰＥを用いて遮水層を形成するための樹脂組成物Ｂを調製し、表１に示すように遮水層および難燃絶縁層の厚さを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。
【００６６】
（実施例４）
実施例４では、表１に示すように、実施例３よりも電線外径が細くなるように難燃絶縁層および遮水層の厚さを表１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。
【００６７】
（比較例１）
比較例１では、表１に示すように、被覆層の表面に位置する第１の遮水層の厚さを０．００５ｍｍ（５μｍ）に変更するとともに、その他の層の厚さを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。
【００６８】
（比較例２）
比較例２では、表１に示すように、難燃絶縁層の合計の厚さが０．２ｍｍとなるように各層の厚さを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３，４）
比較例３，４では、実施例１と同様の樹脂組成物Ａおよび樹脂組成物Ｂを用いて、図２（ｂ）に示すように、難燃絶縁層の外周に１つの遮水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。各層の厚さを下記表２に示す。
【００７０】
【表２】
0006717073.tif 000003
【００７１】
（比較例５，６）
比較例５，６では、ＨＤＰＥの代わりにＬＤＰＥを用いて遮水層を形成するための樹脂組成物Ｂを調製し、表２に示すように遮水層および難燃絶縁層の厚さを適宜変更した以外は、比較例３と同様に絶縁電線を作製した。
【００７２】
（比較例７）
比較例７では、図３に示す構造の絶縁電線を作製した。
具体的には、まず、ＬＤＰＥを１００質量部と、クレーを１００質量部と、架橋助剤を７質量部と、フェノール系の酸化防止剤を１．５質量部とを混練し、絶縁層形成用の樹脂組成物を調製した。また、ＥＶＡ１を１００質量部と、水酸化マグネシウムを２００質量部とを混練し、難燃層形成用の樹脂組成物を調製した。続いて、実施例１と同じ撚り銅線を準備し、その外周に絶縁層形成用の樹脂組成物を押し出し、厚さ０．３ｍｍの絶縁層を形成した。続いて、絶縁層の外周に、難燃層形成用の樹脂組成物を押し出し、電子線照射により架橋させて、厚さ０．４ｍｍの難燃層を形成した。これにより、電線外径が２．６２ｍｍの絶縁電線を作製した。なお、絶縁電線の表面にある難燃層は、ゲル分率が８２．３％となるような架橋度であるが、飽和吸水率が５％であることが確認された。比較例７の作製条件を下記表３に示す。
【００７３】
【表３】
0006717073.tif 000004
【００７４】
（比較例８，９）
比較例８，９では、表３に示すように、絶縁層および難燃層のそれぞれの厚さを変更した以外は、比較例７と同様に絶縁電線を作製した。
【００７５】
（比較例１０）
比較例１０では、表３に示すように、絶縁層を形成せずに、導体上に難燃層を直接形成した以外は、比較例７と同様に絶縁電線を作製した。
【００７６】
＜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１にまとめる。
【００７７】
（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６０時間以上であれば、直流安定性が高く、６０時間未満であれば、直流安定性が低いと評価した。
【００７８】
（難燃性）
絶縁電線の難燃性を以下に示す垂直燃焼試験により評価した。
まず、ＥＮ６０３３２−１−２に規定される一条ケーブル垂直燃焼試験（Vertical flame propagation for a single insulated wire or cable）に準じてＶＦＴ試験を実施した。具体的には、長さ６００ｍｍの絶縁電線を垂直に保持し、絶縁電線に炎を６０秒間当てた。炎を取り去った後、３０秒以内に消火したものを◎、６０秒以内に消火したものを○、６０秒以内に消火しなかったものを×とした。
また、ＥＮ５０２６６−２−４に規定される多条ケーブル垂直燃焼試験（Flame propagation (bunched cables)）に準じてＶＴＦＴ試験を実施した。具体的には、全長３．５ｍの絶縁電線を７本撚り合わせて１束とし、１１束を等間隔に垂直に並べ、２０分間燃焼させた後、自己消炎後、下端部からの炭化長を測定した。本実施例では、炭化長が１．５ｍ以下であれば◎、炭化長が２．５ｍ以下であれば○、炭化長が２．５ｍを超えれば×とした。
【００７９】
＜評価結果＞
表１に示すように、実施例１〜４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。
【００８０】
これに対して、比較例１では、被覆層中に遮水層を２つ設けたものの、被覆層の表面に位置する第１の遮水層の厚さを０．０２５ｍｍよりも薄く、０．００５ｍｍとしたため、難燃絶縁層の吸水を十分に抑制できず、直流安定性が低いことが確認された。
【００８１】
比較例２では、被覆層に設けられる難燃絶縁層の合計の厚さを０．２５ｍｍよりも薄く、０．２０ｍｍとしたため、十分な難燃性を得られないことが確認された。
【００８２】
比較例３〜６では、被覆層の表面にのみ遮水層を設けることで直流安定性と難燃性とをある程度の水準でバランスよく得られたが、絶縁破壊するまでの時間が６０時間よりも短く、直流安定性の面で不十分であることが確認された。
【００８３】
比較例７では、絶縁層の外周に難燃層を積層させて従来構造の絶縁電線を作製したが、各層の厚さを厚く形成することで難燃性および直流安定性を高い水準でバランスよく得られることが確認された。しかし、電線外径が過度に太く、例えば実施例１の絶縁電線よりも約３５％も太いことが確認された。
【００８４】
比較例８，９では、難燃層または絶縁層の厚さを薄くすることで電線外径を実施例１と同程度となるように絶縁電線を作製したが、難燃性および直流安定性を両立できないことが確認された。比較例７〜９によると、飽和吸水率が５％と高い難燃層を絶縁電線の表面に設ける場合、直流安定性を高く維持するには難燃層の内側にある絶縁層を厚く形成する必要があり、難燃性を高く維持するには難燃層を厚く形成する必要があるため、これらの特性を両立させつつ、絶縁電線を細径化できないことが確認された。
【００８５】
比較例１０では、絶縁層を設けずに難燃層のみを設けたため、高い難燃性は得られたが、直流安定性が低いことが確認された。
【００８６】
このように、絶縁電線において、難燃剤を含む樹脂層の外周に所定厚さの遮水層を設けることにより、内部に位置する樹脂層への水の浸透を抑制することができ、難燃剤を配合する樹脂層を、難燃性だけでなく、直流安定性にも寄与させ、難燃絶縁層として機能させることができる。そして、難燃絶縁層と遮水層とを複数積層させて被覆層を形成することにより、絶縁電線の外径を細径化しながらも、直流安定性と難燃性とを両立することが可能となる。
【００８７】
＜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。
【００８８】
［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複数の難燃絶縁層と飽和吸水率が０．５％以下である複数の遮水層とを交互に積層させて形成され、
前記被覆層の表面に位置する前記遮水層の厚さが２５μｍ以上であり、
前記複数の難燃絶縁層の厚さの合計が２５０μｍ以上である、絶縁電線が提供される。
【００８９】
［付記２］
付記１の絶縁電線において、好ましくは、
前記複数の遮水層の厚さの合計が１２０μｍ以下である。
【００９０】
［付記３］
付記１又は２の絶縁電線において、好ましくは、
前記遮水層を形成する材料が樹脂、金属、セラミックスおよびガラスの少なくとも１つである。
【００９１】
［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、
前記複数の遮水層はそれぞれ、樹脂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。
【００９２】
［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、
前記複数の遮水層は、それぞれ高密度ポリエチレンおよび低密度ポリエチレンの少なくとも１つから形成される。
【００９３】
［付記６］
付記５の絶縁電線において、好ましくは、
前記樹脂の密度が０．８５ｇ／ｃｍ３以上１．２０ｇ／ｃｍ３以下である。
【００９４】
［付記７］
付記１〜６のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記複数の難燃絶縁層の厚さの合計が２５０μｍ以上５００μｍ以下である。
【００９５】
［付記８］
付記１〜７のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
外径が１．８ｍｍ以上３２．９ｍｍ以下である。
【００９６】
［付記９］
付記１〜８のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
前記導体の外径が１．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下である。
【００９７】
［付記１０］
付記１〜９のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
被覆層２０の厚さに占める遮水層２２の合計の厚さの比率が１４％以下である。
【００９８】
［付記１１］
付記１〜９のいずれかの絶縁電線において、好ましくは、
ＥＮ６０３３２−１−２に準拠した垂直燃焼試験において、炎を取り去った後、６０秒以内に消火する難燃性と、
ＥＮ５０３０５．６．７に準拠した直流安定性試験において、水に浸漬して２４０時間課電したときに絶縁破壊しないような直流安定性と、を有する。
【符号の説明】
【００９９】
１  絶縁電線
１０  導体
２０  被覆層
２１  難燃絶縁層
２２  遮水層
【図１】
0006717073.tif 000005
【図２】
0006717073.tif 000006
【図３】
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