(57)【要約】【課題】ハロゲンフリーで優れた難燃性を有し、かつ機械的特性および耐傷性も良好な絶縁電線を提供する。【解決手段】絶縁電線１０は、導体１１外周に内層１２Ａおよび外層１２Ｂからなる２層構造の被覆１２を備える。内層１２Ａは（Ａ）（a-1）エチレン単位８〜１６質量％およびプロピレン単位８４〜９２質量％を含むエチレン・プロピレン共重合体５〜７５質量％、並びに（a-2）直鎖状低密度ポリエチレン２５〜９５質量％からなるポリオレフィン１００質量部に対して、（Ｂ）水酸化マグネシウム１１０〜２７０質量部を含有する絶縁材料から構成される。外層１２Ｂはスチレン系熱可塑性エラストマを含む絶縁材料から構成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体外周に内層および外層からなる２層構造の被覆を備え、
前記内層が、（Ａ）（a-1）エチレン単位８〜１６質量％およびプロピレン単位８４〜９２質量％を含むエチレン・プロピレン共重合体５〜７５質量％、並びに（a-2）直鎖状低密度ポリエチレン２５〜９５質量％からなるポリオレフィン１００質量部に対して、（Ｂ）水酸化マグネシウム１１０〜２７０質量部を含有する絶縁材料からなり、かつ
前記外層が、スチレン系熱可塑性エラストマを含む絶縁材料からなる
ことを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記（Ａ）ポリオレフィンが、前記（a-1）エチレン・プロピレン共重合体４５〜７５質量％および前記（a-2）直鎖状低密度ポリエチレン２５〜５５質量％からなることを特徴とする請求項１記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記内層絶縁材料は、前記（Ａ）ポリオレフィン１００質量部に対して、前記（Ｂ）水酸化マグネシウムを１４０〜２６０質量部を含有することを特徴とする請求項１または２記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記（a-1）エチレン・プロピレン共重合体は、アイソタクチックポリプロピレン部分を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記外層用絶縁材料のスチレン系熱可塑性エラストマは、メルトフローレート（ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０；２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．５〜５．０ｇ／１０分の水添型スチレン系熱可塑性エラストマであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の絶縁電線。
【請求項６】
前記外層の厚さが０．０３〜０．２０ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハロゲンフリーで難燃性および耐傷性に優れる絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種電気・電子機器における機器内配線の用途には、塩化ビニル樹脂を絶縁材料として用いた電線（以下、ＰＶＣ電線と称する）が、機械的特性に優れ、また難燃性も良好であることから多用されてきた。しかし、ＰＶＣ電線は燃焼時に人体に有害で、かつ腐食性の高い塩化水素ガスを発生する。このため、近時、塩化ビニル樹脂に代えて、ポリオレフィンに水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの金属水和物を多量に添加して難燃化したハロゲンフリーの絶縁材料を用いた電線が使用されるようになってきた。
【０００３】
しかし、このようなハロゲンフリーの絶縁材料を用いた電線は、金属水和物の多量配合により、従来のＰＶＣ電線と比較して引張強さや引張伸びなどの機械的特性、および耐傷性（耐傷付き性）が不十分で、輸送時の振動や包装作業の際に外表面に簡単に傷が付いてしまうなどの問題があった。外表面に傷が付くと、外観が損なわれるだけでなく、耐アーク性や絶縁特性などの電気特性も低下する。
【０００４】
このような問題を解決するため、例えば、ポリエチレンより硬く傷付きにくいポリプロピレンをベースポリマーに用いた組成物や、特定の難燃助剤を併用することにより金属水和物の配合量を低減した組成物などが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
しかしながら、ＰＶＣ電線に匹敵する難燃性を備えながら、機械的特性や耐傷性おいても十分に満足し得る特性を備えた電線は未だ得られていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−７７０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、ハロゲンフリーで優れた難燃性を有し、かつ機械的特性および耐傷性も良好な絶縁電線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】
本発明の第１の態様である絶縁電線は、導体外周に内層および外層からなる２層構造の被覆を備え、前記内層が、（Ａ）（a-1）エチレン単位８〜１６質量％およびプロピレン単位８４〜９２質量％を含むエチレン・プロピレン共重合体５〜７５質量％、並びに（a-2）直鎖状低密度ポリエチレン２５〜９５質量％からなるポリオレフィン１００質量部に対して、（Ｂ）水酸化マグネシウム１１０〜２７０質量部を含有する絶縁材料からなり、かつ前記外層が、スチレン系熱可塑性エラストマを含む絶縁材料からなるものである。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様の絶縁電線において、前記（Ａ）ポリオレフィンが、前記（a-1）エチレン・プロピレン共重合体４５〜７５質量％および前記（a-2）直鎖状低密度ポリエチレン２５〜５５質量％からなるものである。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１の態様または第２の態様の絶縁電線において、前記内層絶縁材料が、前記（Ａ）ポリオレフィン１００質量部に対して、前記（Ｂ）水酸化マグネシウムを１４０〜２６０質量部を含有するものである。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１の態様乃至第３の態様のいずれかの態様である絶縁電線において、前記（a-1）エチレン・プロピレン共重合体が、アイソタクチックポリプロピレン部分を含むものである。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１の態様乃至第４の態様のいずれかの態様の絶縁電線において、前記外層用絶縁材料のスチレン系熱可塑性エラストマが、メルトフローレート（ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０；２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．５〜５．０ｇ／１０分の水添型スチレン系熱可塑性エラストマであるものである。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第１の態様乃至第５の態様のいずれかの態様の絶縁電線において、前記外層の厚さが０．０３〜０．２０ｍｍであるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の絶縁電線によれば、ハロゲンフリーで、優れた難燃性と、良好な機械的特性および耐傷性を併せ持つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の絶縁電線の一実施形態を示す横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、それらの図面は単に図解のために提供されるものであって、本発明はそれらの図面により何ら限定されるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る絶縁電線を示す横断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本実施形態の絶縁電線１０は、導体１１上に、後述するような内層用絶縁材料からなる内層１２Ａと、後述するような外層用絶縁材料からなる外層１２Ｂの２層構造からなる絶縁体１２を有している。
【００１９】
導体１１は、軟銅線等の導電性金属からなる線材の１本または複数本から構成される。具体的には、例えば２８ＡＷＧ（直径約０．３８１ｍｍ）、２２ＡＷＧ（直径約０．７８０ｍｍ）、または２０ＡＷＧ（直径約０．９６０ｍｍ）の、軟銅線からなる単線導体または撚線導体等が使用される。軟銅線は、すず、銀、ニッケル等のめっきが施されていてもよい。
【００２０】
内層１２Ａを構成する内層用絶縁材料は、（Ａ）（a-1）エチレン・プロピレン共重合体と（a-2）直鎖状低密度ポリエチレンからなるポリオレフィンと、（Ｂ）水酸化マグネシウムとを必須成分として含有する組成物である。
【００２１】
（a-1）成分のエチレン・プロピレン共重合体は、エチレン単位８〜１６質量％およびプロピレン単位８４〜９２質量％を含み、結晶領域が主としてアイソタクチックポリプロピレン部分からなる準結晶性のポリマーである。ここで、準結晶性のポリマーとは、非結晶領域中に結晶領域が分散されているポリマーをいう。このポリマーは、典型的にはエチレン単位とプロピレン単位からなるが、場合により、エチレン単位およびプロピレン単位以外のコモノマー単位を含んでいてもよい。このような任意に含むことができるコモノマー単位としては、炭素数が４〜２０個のα−オレフィン（例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、１−ウンデセン、１−ドデセン、１−トリデセン、１−テトラデセン、１−ペンタデセン、１−ヘキサデセン、１−ヘプタデセン、１−オクタデセン、１−ノナデセン、１−エイコセンなど）の他、例えば、１，４−ヘキサジエン、１，６−オクタジエン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、３，７−ジメチル−１，６−オクタジエン、３，７−ジメチル−１，７−オクタジエン、１，４−シクロヘキサジエン、１，５−シクロオクタジエン、１，７−シクロドデカジエン、テトラヒドロインデン、ノルボルマジエン、メチル−テトラヒドロインデン、ジシクロペンタジエン、ビシクロ-（２，２，１）−ヘプタ−２，５−ジエン、５−メチレン−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−プロペニル−２−ノルボルネン、５−イソプロピリデン−２−ノルボルネン、５−（４−シクロペンタニル）−２−ノルボルネン、５−シクロヘキシリデン−２−ノルボルネン、５−ビニル−２−ノルボルネン、４−ビニルシクロへキセンなどのポリエンが挙げられる。
【００２２】
この（a-1）成分のエチレン・プロピレン共重合体は、密度が０．８５０〜０．８８０ｇ／ｃｍ３で、メルトフローレート（ＭＦＲ）（ＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８；２３０℃）２〜２０ｇ／１０分であることが好ましい。また、曲げモジュラス（ＡＳＴＭ  Ｄ  ７９０；１％セカント）が１０〜５０ＭＰａ、ショアＡ硬さ（ＡＳＴＭ  Ｄ  ２２４０）が６０〜９０であることが好ましい。このような物性を有する市販品を具体的に例示すると、例えば、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６１００、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６１０２、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６２００、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６２０２、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ３０００、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ３０２０ＦＬ、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ３９８０ＦＬ（以上、エクソンモービルケミカル製  商品名）などが挙げられる。なかでも、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６１００、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６１０２、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６２００、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６２０２、ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ３０００が好ましく使用される。これらの市販品の物性を表１に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
また、（a-2）成分の直鎖状低密度ポリエチレンは、特に限定されるものではないが、柔軟性および引張強さなどの機械的特性をバランスさせる観点から、密度（ＪＩＳ  Ｋ  ６７４８）が０．９１０〜０．９３０ｇ／ｃｍ３であるものが好ましい。
【００２５】
本発明においては、（Ａ）ポリオレフィンの上記２成分の配合組成を、（a-1）エチレン・プロピレン共重合体５〜７５質量％、および（a-2）直鎖状低密度ポリエチレン２５〜９５質量％とする。（a-1）成分のエチレン・プロピレン共重合体の割合が５質量％未満では、加工性が不良となり、逆に７５質量％を超えると機械的特性が低下する。（Ａ）ポリオレフィンは、（a-1）エチレン・プロピレン共重合体４５〜７５質量％、および（a-2）直鎖状低密度ポリエチレン２５〜５５質量％からなることがより好ましい。
【００２６】
内層用絶縁材料の（Ｂ）成分の水酸化マグネシウムは、主として難燃剤として作用する成分であり、市販品のなかから１種以上を任意に選択して使用することができる。この水酸化マグネシウムは、ステアリン酸などの高級脂肪酸や、ビニルシランカップリング剤、アミノシランカップリング剤、エポキシシランカップリング剤などによって表面処理が施されたものであってもよい。このような表面処理された水酸化マグネシウムを使用することにより、ポリマー成分と混練する際の分散性を高めることができる。（Ｂ）成分の水酸化マグネシウムとして好ましく使用される市販品を例示すると、例えば協和化学工業社製のキスマ５Ａ、キスマ５Ｌ、キスマ５Ｐ（以上、商品名）などが挙げられる。
【００２７】
この（Ｂ）成分の水酸化マグネシウムの配合量は、（Ａ）成分の合計量１００質量部に対して１１０〜２７０質量部、好ましくは１４０〜２６０質量部である。配合量が１１０質量部未満では、難燃性が不十分となり、逆に２７０質量部を超えると、機械的特性や耐傷性が低下するだけでなく、水酸化マグネシウムが表面へブルームするおそれがある。
【００２８】
内層用絶縁材料には、以上の各成分のほか、必要に応じて、本発明の効果を阻害しない範囲で、電線の絶縁被覆材料に一般に使用されている可塑剤、軟化剤、酸化防止剤、銅害防止剤、紫外線吸収剤、熱老化防止剤、充填剤、補強剤、加工助剤、架橋剤、架橋助剤、滑剤、難燃助剤、着色剤、安定剤などの添加剤を配合することができる。
【００２９】
例えば、酸化防止剤として、フェノール系酸化防止剤をポリオレフィン１００質量部に対し１〜３質量部配合することができる。銅害防止剤として、ヒドラジン誘導体をポリオレフィン１００質量部に対し０．１〜５．０質量部配合することができる。滑剤として、脂肪酸誘導体をポリオレフィン１００質量部に対し１〜５質量部配合することができる。難燃助剤として、シリコーンパウダーをポリオレフィン１００質量部に対し１〜１０質量部配合することができる。摺動剤として、シリコーン−アクリル複合ゴムをポリオレフィン１００質量部に対し１〜１０質量部配合することができる。
【００３０】
さらに、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、上記水酸化マグネシウム以外の他のノンハロゲン系難燃剤を配合することができる。そのようなノンハロゲン系難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウムなどの金属水酸化物、グアニジン系、メラミン系などの窒素系難燃剤、リン酸アンモニウム、赤燐などのリン系難燃剤、リン−窒素系難燃剤、ホウ酸亜鉛などのホウ酸化合物、炭酸カルシウムなどが例示される。
【００３１】
内層用絶縁材料は、以上の各成分をバンバリーミキサ、タンブラー、加圧ニーダ、混練押出機、ミキシングロールなどの通常の混練機を用いて均一に混合することにより調製される。
【００３２】
外層１２Ｂを構成する外層用絶縁材料は、スチレン系熱可塑性エラストマを含む組成物である。スチレン系熱可塑性エラストマとしては、ポリブタジエンをソフトセグメントとするスチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、ポリイソプレンをソフトセグメントとするスチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、これらの共重合体のポリブタジエンブロックおよびポリイソプレンブロックをそれぞれ水素添加して得られる水添型共重合体（ＳＥＢＳおよびＳＥＰＳ）、以上の共重合体および水添型共重合体をそれぞれ無水マレイン酸などの酸で変性した酸変性共重合体および酸変性水添型共重合体などが挙げられる。これらのなかでも、水添型共重合体の使用が、分子内に不飽和結合を持たず、耐熱性、耐候性などに優れることから好ましい。また、押出加工性と機械的特性のバランスの観点から、このスチレン系熱可塑性エラストマは、メルトフローレート（ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０；２３０℃、荷重２．１６ｋｇ）が０．５〜５．０ｇ／１０分であることが好ましい。
【００３３】
スチレン系熱可塑性エラストマとして好ましく使用される市販品を例示すると、例えば、クラレプラスチックス（株）製のセプトンＫＣ６２６Ｂ、セプトンＫＣ６２６Ｃ（以上、商品名）などが挙げられる。これらの市販品の物性を表２に示す。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
この外層用の組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、スチレン系熱可塑性エラストマに通常配合される添加剤を配合してもよい。また、スチレン系熱可塑性エラストマ以外のポリマー、例えば、ポリエチレンや、エチレン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体などのエチレン系共重合体なども、本発明の効果を阻害しない範囲であれば配合してもよい。しかしながら、本発明の目的のためには、組成物は、ポリマー成分として、スチレン系熱可塑性エラストマのみを含有するものであることが好ましい。
【００３６】
内層１２Ａおよび外層１２Ｂは、上記内層用絶縁材料および外層用絶縁材料を導体１１上に同時に押出被覆することにより、あるいは、まず内層用絶縁材料を導体１１上に押出被覆し、次いで、その上に外層用絶縁材料を押出被覆することにより形成される。内層１２Ａと外層１２Ｂとの密着性、生産効率、低コスト化等の観点からは、２層同時押出により形成することが好ましい。外層１２Ｂの厚さは、通常は０．０３〜０．２０ｍｍであり、好ましくは０．０４〜０．２０ｍｍの範囲である。外層１２Ｂの厚さが０．０３ｍｍ未満では、均一な厚さの層形成が困難になるうえ、十分な耐傷性が得られないおそれがある。また、外層１２Ｂの厚さが０．２０ｍｍを超えると、耐屈曲性が低下する。
【００３７】
このように構成される絶縁電線においては、絶縁体１２が上記したような特定のエチレン・プロピレン共重合体と、直鎖状低密度ポリエチレンと、水酸化マグネシウムとを含有する絶縁材料からなる内層１２Ａと、スチレン系熱可塑性エラストマを含有する絶縁材料からなる外層１２Ｂにより構成されているので、ハロゲンフリーの優れた難燃性を有するとともに、優れた機械的特性および耐傷性を備えることができる。
【実施例】
【００３８】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。実施例および比較例で用いた成分は以下の通りである。
【００３９】
エチレン・プロピレン共重合体：
エクソンモービルケミカル製  商品名 ＶｉｓｔａｍａｘｘＴＭ６１０２
直鎖状低密度ポリエチレン：
（株）プライムポリマー製  商品名 モアテック０１３８Ｎ
水添型スチレン系熱可塑性エラストマ（１）：
クラレプラスチックス（株）製  商品名 セプトンＫＣ−６２６Ｃ
水添型スチレン系熱可塑性エラストマ（２）：
クラレプラスチックス（株）製  商品名 セプトンＫＣ−６２６Ｂ
水酸化マグネシウム：
協和化学工業（株）製  商品名 キスマ５Ｐ
【００４０】
（実施例１）
エチレン・プロピレン共重合体６質量部、直鎖状低密度ポリエチレン９４質量部および水酸化マグネシウム１２０質量部を加圧ニーダを用いて均一に混練して内層用絶縁材料を調製した。
【００４１】
次いで、直径０．４ｍｍのすずめっき軟銅線からなる単線導体上に、上記内層用絶縁材料と、外層用絶縁材料の水添型スチレン系熱可塑性エラストマ（１）とをこの順で２層同時押出により被覆して、厚さ約０．３５ｍｍの内層および厚さ約０．０５ｍｍの外層からなる絶縁体を形成し、外径約１．２ｍｍの絶縁電線を製造した。
【００４２】
（実施例２〜７、比較例１〜４）
内層用絶縁材料および／または外層用絶縁材料と、内層および外層の各層厚とを表３に示すように変えた以外は、実施例１と同様にして絶縁電線を製造した。
【００４３】
上記各実施例および各比較例で得られた絶縁電線について、下記に示す方法で各種特性を評価した。
［引張強さおよび引張伸び］
絶縁電線から内部の導体を引き抜いて作成した長さ約１５ｃｍの管状試験片について、ＪＩＳ  Ｃ  ３００５に基づく引張試験（引張速度２００ｍｍ／分、標点距離５０ｍｍ）を行い、測定した。
［難燃性］
ＵＬ１５８１に規定されるＶＷ−１垂直燃焼試験を行い、判定した。
【００４４】
［耐摩耗性］
ＪＡＳＯ（（社）自動車技術会規格）Ｄ６０８に規定されるブレード法による摩耗試験（ブレード先端部のＲ＝０．７ｍｍ、荷重＝５００ｇ、ブレード移動長＝１０ｍｍ、速さ＝６０サイクル／分（但し、１往復を１サイクルとする））を行い、ブレードと電線試料の導体が接触し導通を生ずるまでの回数を測定した。
【００４５】
これらの結果を、被覆（絶縁体）の構成とともに表３に示す。
【００４６】
【表３】
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【００４７】
表３から明らかなように、実施例１〜７はいずれも引張強さ、引張伸び、垂直燃焼試験および耐摩耗性において良好な結果が得られた。また、内層を構成するポリオレフィンのエチレン・プロピレン共重合体と直鎖状低密度ポリエチレンの割合をそれぞれ４５〜７５質量％および２５〜５５質量％とすることにより、引張強さおよび引張伸びにおいてさらに良好な結果が得られた（実施例４〜６）。さらに、水酸化マグネシウムの含有量をポリオレフィン成分１００質量部に対して１４０〜２６０質量部とすることにより、耐摩耗性において極めて良好な結果が得られた（実施例５）。
【符号の説明】
【００４８】
１１…導体、１２…絶縁体、１２Ａ…（絶縁体の）内層、１２Ｂ…（絶縁体の）外層。
【図１】
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