(57)【要約】【課題】ポリ乳酸を含みしかも所望の可撓性を有する絶縁組成物、絶縁材料、絶縁電線及びケーブルを提供する。【解決手段】絶縁電線１０であって、導体１１と、この導体１１を被覆する被覆材１２とからなり、この被覆材１２はポリ乳酸と、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂とを含む絶縁組成物からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸と、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂とを含むことを特徴とする絶縁組成物。
【請求項２】
前記エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂は、エチルアクリレート量を２８ｗｔ％以上含み、１９０℃、２．１６ｋｇでのＭＦＲが２５ｇ／１０ｍｉｎ以上であって、前記ポリ乳酸１００質量部に対して２０質量部以上配合されていることを特徴とする請求項１に記載の絶縁組成物。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に係る絶縁組成物を含むことを特徴とする絶縁材料。
【請求項４】
導体と、この導体を被覆する被覆材とからなり、前記被覆材は請求項１又は請求項２に係る絶縁組成物からなることを特徴とする絶縁電線。
【請求項５】
導体と、この導体を被覆する被覆材とからなり、前記被覆材は請求項１又は請求項２に係る絶縁組成物からなることを特徴とするケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁組成物、絶縁材料、絶縁電線及びケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、絶縁電線の被覆材に、ポリ乳酸を含む絶縁組成物からなる絶縁材料を用いることが検討されている（特許文献１参照）。ポリ乳酸は、トウモロコシ又はサトウダイコン等の植物から得られるデンプン或いは糖類を発酵して製造される乳酸を化学重合させてできる熱可塑性の樹脂で、環境に優しく、しかも絶縁特性に優れる。
【特許文献１】特開２００２−３５８８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のポリ乳酸を含む絶縁組成物は、比較的脆く、可撓性に欠ける。このため、そうした絶縁組成物からなる絶縁材料を被覆材に用いた絶縁電線は、例えば、低電圧配線で見られるように、比較的大きな曲率（つまり、小さな半径）で曲げたときにその被覆材にクラックが生じ、電線の絶縁耐圧を低下させる可能性がある。
【０００４】
本発明は、こうした従来の問題点に対処すべく成された。したがって、本発明は、ポリ乳酸を含みしかも所望の可撓性を有する絶縁組成物、絶縁材料、絶縁電線及びケーブルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決すべく、本発明に係る絶縁組成物は、ポリ乳酸と、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂とを含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る絶縁材料は、前記絶縁組成物を含むことを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る絶縁電線は、導体と、この導体を被覆する被覆材とからなり、この被覆材は前記絶縁材料からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係るケーブルは、導体と、この導体を被覆する被覆材とからなり、この被覆材は前記絶縁材料からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可撓性を有する絶縁組成物及び絶縁材料が提供され、また曲げ特性に優れた絶縁電線及びケーブルが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を説明する。
【００１１】
まず、図１〜図３を参照して本発明の実施の形態に係る絶縁組成物３（図３）、絶縁材料５（図３）、絶縁電線１０（図１〜図３）及びケーブル２０（図２、３）を説明する。図１は絶縁組成物３を被覆材１２として押出成形した絶縁電線１０の断面図、図２は絶縁組成物３を被覆材として押出成形したケーブル２０の断面図である。図３は製造工程図である。
【００１２】
絶縁電線１０は、銅製の良好な電気導体１１と、この導体１１を被覆絶縁する絶縁組成物からなる被覆材１２とで構成される。被覆材１２は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）１と、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂（ＥＥＡ）２と、電線用添加物４とを含む絶縁材料５を導体１１上に押出し、仮想線で示す合わせ目１２ａがなくなるようにシームレスに成形した状態１３に製品化される。
【００１３】
ケーブル２０は、平行に配列された絶縁電線１０、１０、１０と、これらの絶縁電線１０、１０、１０を共通に被覆絶縁する略フラットな被覆材２２とで構成される。被覆材２２も、ＰＬＡ（ポリ乳酸）１と、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂）２と、電線用添加物４とを含む絶縁材料５を絶縁電線１０、１０、１０の上下に押出し、仮想線で示す合わせ目２２ａがなくなるようにシームレスに成形した状態２３に製品化される。
【００１４】
次に、絶縁電線１０及びケーブル２０の製造方法を述べる。
【００１５】
この製造方法は、電線用絶縁材料５を調製するための調製工程３０と、調製された絶縁材料５を被覆材として押出成形する加工工程４０とからなる。
【００１６】
調製工程３０は、ＰＬＡ１とＥＥＡ２とを混練３１して絶縁組成物３を得る工程を含む。絶縁材料５を得る場合には、電線用添加物４（例えば、難燃材）を添加して混練３１を行う。
【００１７】
加工工程４０では、絶縁材料５を導体１１上に被覆材１２として押出成形４１して絶縁電線１０を製造する。また、絶縁材料５を絶縁電線１０上に押出成形４２してケーブル２０を製造する。
【００１８】
絶縁組成物３は、ＰＬＡ１とＥＥＡ２とを含み、ＰＬＡ１が絶縁性を有し、かつ、生分解性が良く、ＥＥＡ２が柔軟性を与えるため、環境に優しく、しかも可撓性のある絶縁組成物として機能する。
【００１９】
絶縁材料５は、絶縁組成物３と電線用添加物４とで構成されるため、環境に優しく、しかも可撓性のある絶縁材料として機能する。
【００２０】
絶縁電線１０及びケーブル２０は、被覆材１２、２２が絶縁材料５で形成されるため、環境に優しく、しかも可撓性のある絶縁電線及びケーブルとして機能する。
【００２１】
ＥＥＡ２は、エチルアクリレート（ＥＡ）量を２８ｗｔ％以上含み、１９０℃、２．１６ｋｇでのＭＦＲが２５ｇ／１０ｍｉｎ以上であって、ＰＬＡ１００質量部に対して２０質量部以上配合されていることが好ましい。ここで、ＭＦＲはメルトマスフローレイトを示す。ＥＥＡを１００質量部より多くするとＥＥＡの特性の方が強くなり、ＰＬＡを適用した意味が薄れるため、ＥＥＡはＰＬＡ１００質量部に対して１００部を上限とすることが好ましい。
【実施例】
【００２２】
上記実施の形態の好適な実施例として実験例１〜実験例４を行い、配合条件を知るための実験として実験例５〜実験例７を行い、更に比較のために実験例８を行った。
【００２３】
１．試料の調製
各試料はＰＬＡと柔軟なＥＥＡとを混練することで、ＰＬＡに柔軟性を付加することを試みた。使用したＰＬＡは三井化学レイシアＨ４００、ＥＥＡは三井・デュポンポリケミカル社のＡ−７０３、−７０４、−７０７、−７０９である。
【００２４】
実験例１
１００質量部のＰＬＡと、１００質量部のＡ−７０９とを混練した。Ａ−７０９はＥＡを３４ｗｔ％含み、ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎである。実験例１全体において全ＥＥＡは１００質量部、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は３４ｗｔ％、ＥＥＡの平均ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎである。
【００２５】
実験例２
１００質量部のＰＬＡと、２０質量部のＡ−７０９とを混練した。実験例２全体において全ＥＥＡは２０質量部、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は３４ｗｔ％、ＥＥＡの平均ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎである。
【００２６】
実験例３
１００質量部のＰＬＡと、１３質量部のＡ−７０９と、７質量部のＡ−７０７とを混練した。Ａ−７０７はＥＡを１７ｗｔ％含み、ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎである。実験例３全体において全ＥＥＡは２０質量部、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は２８ｗｔ％、ＥＥＡの平均ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎである。
【００２７】
実験例４
１００質量部のＰＬＡと、８質量部のＡ−７０４と、１２質量部のＡ−７０３とを混練した。Ａ−７０３はＥＡを２５ｗｔ％含み、ＭＦＲは５ｇ／１０ｍｉｎである。実験例４全体において全ＥＥＡは２０質量部、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は２５ｗｔ％、ＥＥＡの平均ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎである。
【００２８】
実験例５
１００質量部のＰＬＡと、２０質量部のＡ−７０７とを混練した。実験例５全体において全ＥＥＡは２０質量部、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は１７ｗｔ％、ＥＥＡの平均ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎである。
【００２９】
実験例６
１００質量部のＰＬＡと、１５質量部のＡ−７０９とを混練した。実験例６全体において全ＥＥＡは１５質量部、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は３４ｗｔ％、ＥＥＡの平均ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎである。
【００３０】
実験例７
１００質量部のＰＬＡと、２０質量部のＡ−７０３とを混練した。実験例７全体において全ＥＥＡは２０質量部、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は２５ｗｔ％、ＥＥＡの平均ＭＦＲは５ｇ／１０ｍｉｎである。
【００３１】
実験例８
１００質量部のＰＬＡにＥＥＡを加えていないものを実験例８とした。
【００３２】
ここで、ＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０に記載のプラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト（ＭＦＲ）及びメルトボリュームフローレイト（ＭＶＲ）の試験方法に基づき、１９０℃、２．１６ｋｇで測定した。
【００３３】
各実験例で得られた試料は、シートＵ字型曲げ試験及び折り曲げ耐電圧試験により評価した。
【００３４】
２．シートＵ字型曲げ試験
図４にシートＵ字型曲げ試験の説明図を示す。図に示すように、各実験例で得られた絶縁材料５を試料とし、この試料をプレスしてシートを作製し、それを長さ１００ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの短冊状のシート５０に切断した。この短冊上シート５０を、２０ｍｍφの金属円柱５１に巻き付け、その屈曲部５０ａの表面を観察した。
【００３５】
３．折り曲げ耐電圧試験
まず、導体の直径１．６ｍｍ、被覆材の厚さ、つまり絶縁厚さ０．８ｍｍの絶縁電線を試料とし、この試料をその直径のｎ倍（ｎ＝３、１０、２０）の外径を有する金属筒に３周巻きつけてサンプル電線６３とし、その表面を観察した。
【００３６】
次に、巻き付けたサンプル電線６３を金属筒からはずし、ＪＩＳ  Ｃ３００５ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法の４．６（耐電圧の水中課電）に準拠し、図５に示す耐電圧試験を行った。耐電圧試験は、容器６０に水６２を入れ、この水６２をアース回路６１でグラウンド６１ａの電位に保ち、サンプル電線６３の曲げ部６３ａを水６２に浸し、サンプル電線６３の導体の両端に課電圧回路６５を接続して交流電圧６４から所定の試験電圧をかけて、導体と水との間に介在する被覆材の絶縁耐圧を測定した。
【００３７】
４．試験結果
図６に、シートＵ字型曲げ試験及び折り曲げ耐電圧試験の結果を示す。
【００３８】
シートＵ字型曲げ試験の結果、実験例１〜実験例４では短冊状のシート５０の屈曲部５０ａには、白化やクラックが発生せず、変化がみられなかった。これに対し、ＰＬＡ単独で被覆材を形成した実験例８では屈曲部５０ａに微少なクラックが発生した。実験例５では、ＥＥＡの平均ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎであり、ＰＬＡ１００質量部に対しＥＥＡが２０質量部配合されているものの、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は１７ｗｔ％と低いため、屈曲部５０ａは白化した。実験例６では、ＥＥＡの平均ＭＦＲは２５ｇ／１０ｍｉｎであり、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は３４ｗｔ％であるが、ＰＬＡ１００質量部に対してＥＥＡが１５質量部の割合で配合されているため、屈曲部５０ａは白化した。実験例７では、ＰＬＡ１００質量部に対しＥＥＡが２０質量部配合され、ＥＥＡ中の平均ＥＡ含量は２５ｗｔ％であるものの、ＥＥＡの平均ＭＦＲは５ｇ／１０ｍｉｎと低いため、屈曲部５０ａに微少なクラックが発生した。このように、ＰＬＡとＥＥＡを混練することで屈曲部５０ａに発生するクラックを防ぐことができるが、ＥＥＡ量、ＥＡ量及びＭＦＲが低い場合には、屈曲部５０ａに白化やクラックが発生することがわかった。
【００３９】
折り曲げ耐電圧試験の結果、２０倍径曲げではＤＣ５０ｋＶ１０ｍｉｎ及び、ＡＣ１０ｋＶ１０ｍｉｎの試験条件では、いずれの試料においても指定時間内で絶縁破壊は起きなかった。また、１０倍径曲げではＡＣ１０ｋＶ１０ｍｉｎの試験条件では、いずれの試料においても指定時間内で絶縁破壊は起きなかった。これに対し、大きな曲率で曲げる３倍径曲げではＡＣ１０ｋＶ１０ｍｉｎの試験条件では、実験例１〜実験例４では指定時間内で絶縁破壊は起きなかったが、実験例５〜実験例８では指定時間内に絶縁破壊が起きるか、又は、指定電圧に昇圧する前に絶縁破壊が起きた。このように、折り曲げ耐電圧試験においても、ＰＬＡとＥＥＡを混練することで絶縁破壊を防ぐことができるが、ＥＥＡ量、ＥＡ量及びＭＦＲが低い場合には、大きな曲率で曲げる場合には絶縁破壊が起こることがわかった。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記の実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】絶縁組成物を被覆材として押出成形した絶縁電線の断面図である。
【図２】絶縁組成物を被覆材として押出成形したケーブルの断面図である。
【図３】製造工程図である。
【図４】シートＵ字型曲げ試験を示す説明図である。
【図５】折り曲げ耐電圧試験を示す説明図である。
【図６】シートＵ字型曲げ試験及び折り曲げ耐電圧試験の結果を示す表である。
【符号の説明】
【００４２】
１…ＰＬＡ
２…ＥＥＡ
３…絶縁組成物
４…電線用添加物
５…絶縁材料
１０…絶縁電線
１１…導体
１２…被覆材
２０…ケーブル
２２…被覆材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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