(57)【要約】      （修正有）【課題】高難燃性で、かつ機械的強度にも優れた無リンかつノンハロゲン絶縁電線を提供する。【解決手段】導体２の外周に、内側絶縁層３と、外側絶縁層４とを設け、絶縁層の合計の被覆厚さｔ[ｍｍ]に対し、外側絶縁層４の厚さｓ[ｍｍ]を０．０２≦ｓ≦２ｔ／３の関係を満たすようにする。内側絶縁層はシラン架橋ポリオレフィン樹脂又はこれに無水マレイン酸を共重合したポリオレフィンがブレンドされたものであり、外側絶縁層はポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂のうち少なくとも１種からなるものである。【選択図】図１
2005044596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の外周に、シラン架橋ポリオレフィンからなる内側層と、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂のうち少なくとも１種からなる外側層とを有した絶縁層が被覆された電線であって、前記絶縁層の被覆厚さｔ［ｍｍ］に対し、前記外側層の厚さｓ［ｍｍ］が０．０２≦ｓ≦２ｔ／３の関係にあることを特徴とする無リン高難燃高強度ノンハロゲン絶縁電線。
【請求項２】
前記内側層のシラン架橋ポリオレフィンに、無水マレイン酸を共重合したポリオレフィンがブレンドされていることを特徴とする請求項１記載の無リン高難燃高強度ノンハロゲン絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難燃性かつ機械的強度に優れた無リン、ノンハロゲン絶縁電線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ポリ塩化ビニルやハロゲン系難燃剤を使用しない環境負荷の小さなノンハロゲン難燃性電線・ケーブルは、いわゆるエコ電線・ケーブルとして急速に普及している。これらのノンハロゲン難燃電線・ケーブルでは、電線の絶縁体としてポリオレフィンに水酸化マグネシウムをはじめとするノンハロゲン難燃剤を多量に混和した樹脂組成物が用いられているのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３０５６８８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水酸化マグネシウムをはじめとするノンハロゲン難燃剤で難燃化した電線は、例えばＵＬ規格におけるＶＷ−１のような垂直難燃試験に合格するためには、極めて多量のノンハロゲン難燃剤を混和する必要があり、このため、機械的強度が大幅に低下してしまうという問題があった。
【０００５】
一方、赤リンなどの難燃助剤を加え、ノンハロゲン難燃剤を減量する方法もあるが、赤リンは燃焼時に有害なホスフィンを発生したり、廃却時にはリン酸を生成し地下水脈を汚染する懸念があることから、最近では使用を控える傾向にある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、高難燃性で、かつ機械的強度にも優れた無リンかつノンハロゲン絶縁電線を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の無リン高難燃高強度ノンハロゲン絶縁電線は、導体の外周に、シラン架橋ポリオレフィンからなる内側層と、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂のうち少なくとも１種からなる外側層とを有した絶縁層が被覆された電線であって、前記絶縁層の被覆厚さｔ［ｍｍ］に対し、前記外側層の厚さｓ［ｍｍ］が０．０２≦ｓ≦２ｔ／３の関係にあることを特徴とする。
【０００８】
前記内側層のシラン架橋ポリオレフィンに、無水マレイン酸を共重合したポリオレフィンをブレンドすることもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の無リン高難燃高強度ノンハロゲン絶縁電線の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１に、本発明の無リン高難燃高強度ノンハロゲン絶縁電線の一実施形態について示す。この電線１は、銅導体単線又は銅導体撚線から成る導体２の外周に、内側絶縁層３が設けられ、更にその外周に外側絶縁層４が設けられたものである。
【００１１】
内側絶縁層３としてはポリオレフィンが用いられるが、具体的には、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）、直鎖状超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、エチレン−メチルメタクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−グリシジルメタ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−ブテン−ヘキセン三元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−オクテン共重合体（ＥＯＲ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン共重合ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＲ）、ポリ−４−メチル−ペンテン−１、マレイン酸グラフト低密度ポリエチレン、水素添加スチレン−ブタジエン共重合体（Ｈ‐ＳＢＲ）、マレイン酸グラフト直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンと炭素数が４〜２０のαオレフィンとの共重合体、マレイン酸グラフトエチレン−メチルアクリレート共重合体、マレイン酸グラフトエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−エチルアクリレート−無水マレイン酸三元共重合体、ブテン−１を主成分とするエチレン−プロピレン−ブテン−１三元共重合体、さらにポリプロピレン例えばアイソタクチックポリプロピレンまたはシンジオタクチックポリプロピレン、ホモポリプロピレン、エチレン系の共重合成分を含むランダムポリプロピレンのいずれも使用できる。これらのポリオレフィン同士をブレンド、及びこれらのポリオレフィンを過半とし、上記ポリオレフィン以外の他のポリオレフィンをブレンドすることもできる。
【００１２】
また、内側絶縁層３として、ポリオレフィンをシラン水架橋すると耐水性が大幅に向上するため、耐水性が要求される用途においては特に好適である。シラン水架橋を行う場合、該ポリオレフィンをシラン変性するビニルアルコキシシランとしては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルジメトキシメチルシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルジエトキシメチルシラン、ビニルメトキシジメチルシラン、ビニルエトキシジメチルシランなどが挙げられる。これらは単独、もしくは２種以上組み合わせて使用しても差し支えない。また、シラン架橋ポリオレフィンに、無水マレイン酸を共重合したポリオレフィンをブレンドすることもできる。
【００１３】
上記ＬＬＤＰＥにビニルアルコキシシランをグラフト反応させるときのラジカル開始剤としては、ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、α，α’−ビス（ｔ−ブチルパーオキシン−ｍ−イソプロピル）ベンゼン、ブチルクミルパーオキサイド、イソプロピルクミル−ｔ−ブチルパーオキサイドなどが挙げられる。これらは１種または２種以上の化合物の組み合わせを使用することができる。
【００１４】
上記シラン水架橋に用いる架橋促進剤として、錫、亜鉛、鉄、鉛、コバルトなどの金属カルボン酸塩、無機酸、有機酸などを少量添加しても差し支えない。
【００１５】
また、上記架橋法以外にも、例えば電子線やγ線などを照射して架橋したり、また、パーオキサイドを用いて化学的に架橋することもできる。
【００１６】
さらに、必要に応じて金属水酸化物などの難燃剤を添加してもよく、耐水性を考慮し、これらの粒子表面を常法に従って脂肪酸、脂肪酸金属塩、シラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤またはアクリル樹脂、フェノール樹脂で表面処理することも可能である。
【００１７】
また、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム等の酸化金属化合物や、シリコーンゴム、シリコーンパウダー、シリコーンオイル、シリコーングラフトポリオレフィン、ポリオルガノシロキサンとアクリルゴムの複合ゴムなどのシリコーン化合物、ホウ酸亜鉛、ホウ酸カルシウム、ホウ酸バリウム、メタホウ酸バリウムなどのホウ酸化合物あるいは、スルファミン酸グアニジン、メラミンシアヌレートなどの窒素系難燃剤を添加してもよい。さらに、燃焼時に発泡する成分と固化する成分の混合物から成る難燃剤であるインテュメッセント系難燃剤、例えば発泡成分として窒素系発泡剤が挙げられテトラゾール化合物などの分解温度の高い（３００℃以上）のものを適宜使用してもかまわない。
【００１８】
次に、外側絶縁層４としては、エンジニアリングプラスチックのうち、機械的強度の観点からポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂が特に好ましい。これらの樹脂は単独で用いても、これらをブレンドしてもかまわない。また、可とう性を付与するため、エラストマを共重合あるいはブレンドしても良い。
【００１９】
また、内側絶縁層３及び外側絶縁層４を合わせた全体の絶縁層の被覆厚さｔ［ｍｍ］に対し、外側絶縁層４の厚さｓ［ｍｍ］は、０．０２≦ｓ≦２ｔ／３の関係にあることが好ましい。外側絶縁層４が上記範囲より薄いと、後述する実施例の結果からも明らかなように引張強さと難燃性とが不十分となる。一方、外側絶縁層４が上記範囲より厚いと、後述する実施例の結果からも明らかなように伸び特性が不十分となる。
【００２０】
なお、内側絶縁層３及び外側絶縁層４には、必要に応じて酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、架橋剤、紫外線吸収剤、光安定剤、着色剤等の添加物を加えることが出来る。また、上記実施の形態では、絶縁層として内側絶縁層３と外側絶縁層４の２層構造からなるものを示したが、絶縁層を３層以上で構成してもよい。但し、その場合は、外側絶縁層４を最外層にすることが好ましい。
【００２１】
【実施例】
図１に示す構造の絶縁電線を以下の要領で作製した。
まず、導体２として、２０ＡＷＧの銅撚り線導体を用い、内側絶縁層３として下記の表１に示すポリオレフィンを４０ｍｍ押出機を用いて１７０〜２００℃で押出被覆し、コアとした。ポリオレフィンのシラン架橋絶縁層の製造方法は次の通りである。ビニルアルコキシシラン、シラノール縮合触媒、ラジカル開始剤を含む配合成分を押出機内のポリオレフィンに供給し、ビニルアルコキシシランのポリオレフィンヘのグラフト反応と電線の成形を同時に行う１ショットと呼ばれる方法によりコアを作製した。得られたコア材上に、外側絶縁層４として下記の表１に示すエンジニアリングプラスチックを４０ｍｍ押出機を用いて押出し、２層絶縁構造の電線を作製した。また、絶縁層の厚さを０．３ｍｍとし、内外層の被覆層の厚さを０．０３から０．２まで変化させた。なお、比較例として、外側絶縁層４の厚さが０．０１ｍｍで規定の範囲より薄いもの（比較例１）、外側絶縁層４の厚さが０．２８ｍｍで規定の範囲より厚いもの（比較例２）、外側絶縁層４がポリブチレンテレフタレートであるもの（比較例３）、外側絶縁層４がポリカーボネートであるもの（比較例４）も併せて作製した。
【００２２】
【表１】
2005044596.tif 000003
【００２３】
また、電線の評価は以下に示す方法で行った。
（１）機械特性：
作製した電線から、芯線を抜き取り、ＪＩＳ  Ｃ３００５に従い、ショッパ型引張試験機を用いて速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引張り、引張強さと伸びを評価し、引張強さが４０ＭＰａ以上、伸び１５０％以上を目標値とした。
（２）難燃性：
作製した電線をＵＬ  ｓｕｂｊｅｃｔ７５８に従い、ＶＷ−１燃焼試験を行った。１５秒間炎をあて、取り去った後の延焼時間を測定した。５回の試験のうち延焼時間が最大のものを測定値とし、６０秒未満で消火したものを合格、６０秒以上延焼したものを不合格とした。
（３）耐水性：電圧−時間（Ｖ−ｔ）特性
作製した電線を５０℃の温水に浸漬し、導体と水との間に５０Ｈｚで６ｋｖの交流電圧を印加し、絶縁破壊を生じるまでの時間を測定し、１００時間以上を目標とした。
【００２４】
表１から明らかな様に、本発明の実施例１〜７はいずれも引張強さが４０ＭＰａ以上、伸びが１５０％以上であって機械特性に優れており、また難燃性評価も全て合格であり、難燃性にも優れていることがわかる。また、耐水性も１００ｈｒを超えており目標を満足している。一方、外層が規定より薄い比較例１は引張強さと難燃性が不十分であり、規定より厚い比較例２は伸びが目標である１５０％に達していなかった。さらに比較例２は耐水性の良好な内層が薄いため、２０時間で絶縁破壊を生じた。また、外層に他のエンジニアリングプラスチックを適用した比較例３，４をみると、前者は引張強さと難燃性が不十分であり、後者は伸びが不十分であった。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の無リン高難燃高強度ノンハロゲン絶縁電線は、絶縁層の被覆厚さｔ［ｍｍ］に対し、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂のうち少なくとも１種からなる外側層の厚さｓ［ｍｍ］を０．０２≦ｓ≦２ｔ／３の関係にしているので、高難燃性で、かつ機械的強度にも優れた無リンかつノンハロゲン絶縁電線を提供することが可能となる。
【００２６】
また、内側層のシラン架橋ポリオレフィンに、無水マレイン酸を共重合したポリオレフィンをブレンドすることによっても、難燃性に優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無リン高難燃高強度ノンハロゲン絶縁電線の一実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１  電線
２  導体
３  内側絶縁層
４  外側絶縁層
【図１】
2005044596.tif 000004