(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電線を提供する。【解決手段】絶縁電線１０であって、導体部１１と、この導体部１１を被覆する被覆部１２とからなり、被覆部２２はポリ乳酸からなる厚さｔ１の第１の層１２ｂと、第１の層１２ｂの内側に位置し、エチレン系ポリマからなる厚さｔ２の第２の層１２ａとを積層してなり、次の式(I)を満たす。2007134277.tif 000008【選択図】図１
2007134277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体部と、この導体部を被覆する被覆部とからなり、前記被覆部はポリ乳酸からなる厚さｔ１の第１の層と、前記第１の層の内側に位置し、エチレン系ポリマからなる厚さｔ２の第２の層とを積層してなり、次の式(I)を満たすことを特徴とする絶縁電線。
【数１】
2007134277.tif 000006
【請求項２】
前記第２の層は、前記被覆部の最内側の層であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
更に、前記第１の層の外側に位置し、エチレン系ポリマからなる厚さｔ３の第３の層を備え、次の式(II)を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絶縁電線。
【数２】
2007134277.tif 000007
【請求項４】
前記第３の層は、前記被覆部の最外側の層であることを特徴とする請求項３に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記エチレン系ポリマは、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−アクリレート共重合樹脂及びアイオノマー樹脂から選択されるいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の絶縁電線。
【請求項６】
前記エチレン−アクリレート共重合樹脂は、エチレン−メチルアクリレート共重合樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂、エチレン−ブチルアクリレート共重合樹脂から選択されるいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の絶縁電線。
【請求項７】
前記エチレン系ポリマは、曲げ弾性率が１４ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、絶縁電線に関する。
【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、従来のポリ乳酸を使用した被覆材は、比較的脆く、可撓性に欠ける。このため、そうした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電線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、本発明に係る絶縁電線は、導体部と、この導体部を被覆する被覆部とからなり、前記被覆部はポリ乳酸からなる厚さｔ１の第１の層と、前記第１の層の内側に位置し、エチレン系ポリマからなる厚さｔ２の第２の層とを積層してなり、次の式(I)を満たすことことを特徴とする。
【数１】
2007134277.tif 000003
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、可撓性を有し、曲げ特性に優れた絶縁電線が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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電線１０を説明する。図１はエチレン系ポリマ１とポリ乳酸（ＰＬＡ）４とを被覆材１２ａ、１２ｂとして押出成形した絶縁電線１０の断面図、図２はエチレン系ポリマ１とＰＬＡ４とを被覆材２２ａ、２２ｂ及び２２ｃ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。
【０００９】
絶縁電線１０は、複数の銅製の素線１１ａを撚った撚線からなる導体部１１と、この導体部１１を絶縁被覆する被覆部１２とで構成される。被覆部１２は、ＰＬＡ４からなる厚さｔ１の外層１２ｂと、外層１２ｂの内側に位置し、エチレン系ポリマ１からなる厚さｔ２の内層１２ａとを備えた積層体から構成される。被覆部１２は、電線用の添加物を含む絶縁材料を導体部１１上に押出し、仮想線で示す合わせ目１３がなくなるようにシームレスに成形した状態１４に製品化される。
【００１０】
この絶縁電線１０において、次の式(I)を満たす。
【数２】
2007134277.tif 000004
【００１１】
絶縁電線２０は、複数の銅製の素線１１ａを撚った撚線からなる導体部１１と、この導体部１１を絶縁被覆する被覆部２２とで構成される。被覆部２２は、ＰＬＡ４からなる厚さｔ１の外層２２ｂと、外層２２ｂの内側に位置し、エチレン系ポリマ１からなる厚さｔ２の内層２２ａと、外層２２ｂの更に外側に位置し、エチレン系ポリマ１からなる厚さｔ３の最外層２２ｃとを備えた積層体から構成される。被覆部２２は、電線用の添加物を含む絶縁材料を導体部１１上に押出し、仮想線で示す合わせ目２３がなくなるようにシームレスに成形した状態２４に製品化される。
【００１２】
この絶縁電線２０において、次の式(II)を満たす。
【数３】
2007134277.tif 000005
【００１３】
次に、絶縁電線１０及び２０の製造方法を述べる。
【００１４】
絶縁電線１０の製造方法は、電線用の第１及び第２の絶縁材料３、６を調製するための調製工程３０と、調製された第１及び第２の絶縁材料３、６を被覆材として押出成形する成形工程４０とからなる。
【００１５】
調製工程３０は、エチレン系ポリマ１に第１の添加物２（例えば、難燃剤）を添加して混練し、第１の絶縁材料３を得る工程と、ＰＬＡ４に第２の添加物５（例えば、難燃剤）を添加して混練し、第２の絶縁材料６を得る工程とを含む。
【００１６】
成形工程４０では、まず、第１の絶縁材料３を導体部１１上に内層１２ａとして押出し、仮想線で示す合わせ目１３ａがなくなるようにシームレスに成形した状態に成形する。次に、第２の絶縁材料６を内層１２ａで被覆された導体部１１上に外層１２ｂとして押出し、仮想線で示す合わせ目１３ｂがなくなるようにシームレスに成形した状態に成形し（第２成形４２）、絶縁電線１０を製造する。
【００１７】
絶縁電線２０を製造する場合には、成形工程４０において、まず、第１の絶縁材料３を導体部１１上に内層２２ａとして押出し、仮想線で示す合わせ目２３ａがなくなるようにシームレスに成形した状態に成形する。次に、第２の絶縁材料６を内層２２ａで被覆された導体部１１上に外層２２ｂとして押出し、仮想線で示す合わせ目２３ｂがなくなるようにシームレスに成形した状態に成形する（第２成形４２）。次に、第１の絶縁材料３を内層２２ａ及び外層２２ｂで被覆された導体部１１上に最外層２２ｃとして押出し、仮想線で示す合わせ目２３ｃがなくなるようにシームレスに成形した状態に成形し（第３成形４３）、絶縁電線２０を製造する。
【００１８】
絶縁電線１０及び２０は、被覆部１２、２２が、ＰＬＡ４とエチレン系ポリマ１との積層体から構成され、ＰＬＡ４が絶縁性を有し、かつ、生分解性が良く、エチレン系ポリマ１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電線として機能する。
【００１９】
絶縁電線１０及び２０において、式(I)及び式(II)を満たさない場合には、エチレン系ポリマ１による効果が得られないため、曲げたときに被覆部１２、２２にクラックが生じる。
【００２０】
エチレン系ポリマは、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、エチレン−アクリレート共重合樹脂及びアイオノマ樹脂から選択されるいずれかであることが好ましい。これらのエチレン系ポリマは柔軟性を有するため、第１の絶縁材料３として使用するのに好適である。ここで、エチレン−アクリレート共重合樹脂は、エチレン−メチルアクリレート共重合樹脂（ＥＭＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂（ＥＥＡ）、エチレン−ブチルアクリレート共重合樹脂（ＥＢＡ）から選択されるいずれかをさす。
【００２１】
エチレン系ポリマは、曲げ弾性率が１４ＭＰａ以上であることが好ましい。この場合には、絶縁電線１０、２０を曲げたときに被覆部１２、２２にクラックが発生しない。エチレン系ポリマの曲げ弾性率が１４ＭＰａ未満の場合には、被覆部１２、２２にクラックが発生する。このため、エチレン系ポリマは、曲げ弾性率が１４ＭＰａ以上であることが好ましい。
【実施例】
【００２２】
上記実施の形態の実施例として実施例１〜実施例９を行い、比較のために比較例１〜比較例３を行った。
【００２３】
１．試料の調製
各試料はエチレン系ポリマの層とＰＬＡの層とを重ねる積層構造とすることで、電線に可撓性を付与することを試みた。ＰＬＡは三井化学レイシアＨ４００、エチレン系ポリマはエチレン−エチルアクリレート共重合樹脂（ＥＥＡ）は三井・デュポンポリケミカル社のＡ−７０３、−７０４、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）は三井・ポリケミカル社製ＥＶ２６０及び２２０を用いた。
【００２４】
実施例１
内層としてＥＥＡ  Ａ−７０３（曲げ弾性率１４ＭＰａ）、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００（曲げ弾性率３２８０ＭＰａ）を用いた。内層の厚さは０．１ｍｍ、中層の厚さは０．７ｍｍである。内層及び中層の厚さを足した被覆部の層厚０．８ｍｍに対する内層の厚さの割合は１２．５％である。
【００２５】
実施例２
内層としてＥＥＡ  Ａ−７０３、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００を用いた。内層の厚さは０．２ｍｍ、中層の厚さは０．６ｍｍである。内層及び中層の厚さを足した被覆部の層厚０．８ｍｍに対する内層の厚さの割合は２５％である。
【００２６】
実施例３
内層としてＥＥＡ  Ａ−７０３、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００を用いた。内層の厚さは０．３ｍｍ、中層の厚さは０．５ｍｍである。内層及び中層の厚さを足した被覆部の層厚０．８ｍｍに対する内層の厚さの割合は３７．５％である。
【００２７】
実施例４
内層としてＥＥＡ  Ａ−７０３、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００、外層としてＥＥＡ  Ａ−７０３を用いた。内層及び外層の厚さはそれぞれ０．１ｍｍ、中層の厚さは０．６ｍｍである。内層、中層及び外層の厚さを足した被覆部の層厚０．８ｍｍに対する内層の厚さの割合は１２．５％、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は２５％である。
【００２８】
実施例５
内層としてＥＥＡ  Ａ−７０３、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００、外層としてＥＥＡ  Ａ−７０３を用いた。内層の厚さは０．２ｍｍ、中層の厚さは０．５ｍｍ、外層の厚さは０．１ｍｍである。内層、中層及び外層の厚さを足した被覆部の層厚０．８ｍｍに対する内層の厚さの割合は２５％、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は３７．５％である。
【００２９】
実施例６
内層としてＥＶＡ  ＥＶ２６０（曲げ弾性率１６ＭＰａ）、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００、外層としてＥＶＡ  ＥＶ２６０を用いた。内層の厚さは０．１ｍｍ、中層の厚さは０．６ｍｍ、外層の厚さは０．１ｍｍである。内層、中層及び外層の厚さを足した被覆部の層厚０．８ｍｍに対する内層の厚さの割合は１２．５％、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は２５％である。
【００３０】
実施例７
内層としてＥＥＡ  Ａ−７０３、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００、外層としてＥＥＡ  Ａ−７０３を用いた。内層の厚さは０．１ｍｍ、中層の厚さは０．４ｍｍ、外層の厚さは０．１ｍｍである。内層、中層及び外層の厚さを足した被覆部の層厚０．６ｍｍに対する内層の厚さの割合は１６．７％、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は３３．３％である。
【００３１】
実施例８
内層としてＥＥＡ  Ａ−７０４（曲げ弾性率８ＭＰａ）、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００、外層としてＥＥＡ  Ａ−７０４を用いた。内層の厚さは０．１ｍｍ、中層の厚さは０．６ｍｍ、外層の厚さは０．１ｍｍである。内層、中層及び外層の厚さを足した被覆部の層厚０．６ｍｍに対する内層の厚さの割合は１２．５％、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は２５％である。
【００３２】
実施例９
内層としてＥＶＡ  ＥＶ２２０（曲げ弾性率１０ＭＰａ）、中層としてＰＬＡ  Ｈ４００、外層としてＥＶＡ  ＥＶ２２０を用いた。内層の厚さは０．１ｍｍ、中層の厚さは０．４ｍｍ、外層の厚さは０．１ｍｍである。内層、中層及び外層の厚さを足した被覆部の層厚０．６ｍｍに対する内層の厚さの割合は１２．５％、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は２５％である。
【００３３】
比較例１
ＰＬＡ層のみを被覆部としたものを比較例１とした。被覆部の厚さは０．８ｍｍである。
【００３４】
比較例２
ＰＬＡ層の外側にＥＥＡ  Ａ−７０３の層を設けたものを比較例２とした。ＰＬＡ層の厚さは０．７ｍｍ、ＥＥＡ層の厚さは０．１ｍｍである。
【００３５】
比較例３
ＰＬＡ層の外側にＥＥＡ  Ａ−７０３の層を設けたものを比較例３とした。ＰＬＡ層の厚さは０．６ｍｍ、ＥＥＡ層の厚さは０．２ｍｍである。
【００３６】
各実験例で得られた試料は、次に示すケーブル曲げ試験により評価した。
【００３７】
２．ケーブル曲げ試験
ケーブル曲げ試験は、導体の直径の４倍径である直径１２．８ｍｍの金属棒に作製した絶縁電線を２周巻きつけ、絶縁電線の被覆部の様子を観察した。
【００３８】
３．試験結果
図４に、ケーブル曲げ試験の結果を示す。
【００３９】
ＰＬＡ単独で被覆部を形成した比較例１ではＰＬＡ層にクラックが発生した。これに対し、実施例１〜実施例３ではＰＬＡ層にクラックが発生せず、ＰＬＡ層の内側にエチレン系ポリマの内層を設け、被覆部全体の厚さに対する内層の厚さが１２．５％の場合には、ＰＬＡ層に発生するクラックを抑えることができることがわかった。また、比較例２及び比較例３より、ＰＬＡ層の外側にエチレン系ポリマの外層のみを設けた場合には、被覆部全体の厚さに対する外層の厚さが１２．５％以上であっても、クラック発生を抑制する効果は得られないことがわかった。
【００４０】
実施例４〜実施例７より、ＰＬＡ層の内側と外側にエチレン系ポリマ層を設け、内層、ＰＬＡ層（中層）及び外層の厚さを足した被覆部の層厚に対する内層の厚さの割合が１２．５％、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は２５％以上である場合には、ＰＬＡ層に発生するクラックを抑えることができることがわかった。
【００４１】
実施例８では被覆部全体の厚さに対する内層の厚さが１２．５％であり、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は２５％であったが、内層及び外層の曲げ弾性率は８ＭＰａであったため、ＰＬＡ層にクラックが発生した。また、実施例９では、被覆部全体の厚さに対する内層の厚さが１２．５％であり、層厚に対する内層及び外層の厚さの割合は２５％であったが、内層及び外層の曲げ弾性率は１０ＭＰａであったため、ＰＬＡ層にクラックが発生した。このように、実施例８及び実施例９より、ＰＬＡ層の内側と外側にエチレン系ポリマ層を設けた場合であっても、エチレン系ポリマの曲げ弾性率１４ＭＰａ以下の場合には、ＰＬＡ層にクラックが発生した。
【００４２】
このように、ケーブル曲げ試験において、ＰＬＡの層の内側、又はＰＬＡの層の内側及び外側にエチレン系ポリマの層を設けることにより、絶縁破壊を防ぐことができる。しかし、エチレン系ポリマの曲げ弾性率が１４ＭＰａ以下の場合には、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。
【００４３】
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】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る絶縁電線の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る絶縁電線の断面図である。
【図３】製造工程図である。
【図４】ケーブル曲げ試験の結果を示す表である。
【符号の説明】
【００４５】
１０，２０…絶縁電線
１１…導体部
１１ａ…素線
１２，２２…被覆部
１２ａ，２２ａ…内層
１２ｂ，２２ｂ…外層
２２ｃ…最外層
【図１】
2007134277.tif 000009
【図２】
2007134277.tif 000010
【図３】
2007134277.tif 000011
【図４】
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