(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の上にオレフィン系樹脂組成物を架橋してなる架橋オレフィン系樹脂組成物又はオレフィン系樹脂組成物に金属水和物を混合し架橋してなる難燃架橋オレフィン系樹脂組成物を第１の絶縁体層として被覆し、該第１の絶縁体層の上にオレフィン系樹脂組成物に金属水和物を混合してなる難燃オレフィン系樹脂組成物を第２の絶縁体層として被覆し、該第２の絶縁体層の上にオレフィン系樹脂組成物に金属水和物を混合し架橋してなる難燃架橋オレフィン系樹脂組成物を第３の絶縁体層として被覆したことを特徴とする難燃性絶縁電線。
【請求項２】
前記第１の絶縁体層と前記第２の絶縁体層と前記第３の絶縁体層の厚さの比は、５：４：１〜３：６：１としたものである請求項１に記載の難燃性絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼してもハロゲン系ガスを発生しない難燃性絶縁電線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電線の絶縁体に用いられる熱可塑性樹脂組成物として、耐電圧及び絶縁抵抗が比較的高く、生産コストが低いところからポリ塩化ビニル樹脂組成物が多く用いられている。また、このポリ塩化ビニル樹脂組成物は、単独で難燃性に優れている。
【０００３】
ところが、このようなポリ塩化ビニル樹脂組成物は、燃焼すると、塩化水素ガスが発生する。この塩化水素ガスは、腐食性ガスであり、有害であるという問題点を有している。
【０００４】
そこで、近年、ビルなどの高層建築物、発電所、各種プラントなどにおいて火災が発生した場合を想定し、人体に対する影響や機器の腐食の原因となる塩化水素ガス等のハロゲン系ガスを発生させる原因となるハロゲン化物を用いないポリエチレン等のオレフィン系樹脂組成物を電線の絶縁体に用いる試みがなされている。このオレフィン系樹脂組成物は、単独では難燃性がないため、水酸化マグネシウム等の金属水和物を混合して難燃性を持たせている。この水酸化マグネシウム等の金属水和物は、配合量を多くすれば多くするほど難燃性が向上するという性質を持っている。
この水酸化マグネシウム等の金属水和物の配合による難燃性は、オレフィン系樹脂組成物が燃焼した時、配合されている金属水和物に含まれる結晶水が噴出して消火作用を行うことによるものと考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この水酸化マグネシウム等の金属水和物は、オレフィン系樹脂組成物に配合した場合、オレフィン系樹脂組成物に対して異物であり、オレフィン系樹脂組成物の組成構造からいっても強固な結合を崩す原因となる。すなわち、水酸化マグネシウム等の金属水和物を配合するとオレフィン系樹脂組成物の組織の強固さが崩れ脆くなる。このため、水酸化マグネシウム等の金属水和物を多量に混合すると機械的衝撃に対する耐摩耗性が低下するという問題があり、耐摩耗性の低下を抑えようとすると混入する水酸化マグネシウム等の金属水和物の量を少なくしなければならない。しかしながら、水酸化マグネシウム等の金属水和物の配合量を少なくすると、所望する高度な難燃特性（例えば、ポリ塩化ビニル樹脂組成物の有する難燃性と同等の難燃性）を得ることができなくなってしまう。
【０００６】
そこで、難燃性に優れるとともに耐摩耗性にも優れた難燃性絶縁電線として例えば特開平６−１７６６３１号公報に記載された難燃性絶縁電線がある。この難燃性絶縁電線は、導体の上に第１の絶縁体層を被覆し、該第１の絶縁体層の上に第２の絶縁体層を被覆してなり、第１の絶縁体層と第２の絶縁体層に混合される金属水和物の量を異ならせる等して構成した難燃性絶縁電線であり、ある程度の難燃性及び耐摩耗性を有するものであるが、さらなる難燃性、耐摩耗性が望まれていた。
【０００７】
本発明の目的は、高度の難燃性を維持しつつ、耐摩耗性を向上した難燃性絶縁電線を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の難燃性絶縁電線は、導体の上にオレフィン系樹脂組成物を架橋してなる架橋オレフィン系樹脂組成物又はオレフィン系樹脂組成物に金属水和物を混合し架橋してなる難燃架橋オレフィン系樹脂組成物を第１の絶縁体層として被覆し、該第１の絶縁体層の上にオレフィン系樹脂組成物に金属水和物を混合してなる難燃オレフィン系樹脂組成物を第２の絶縁体層として被覆し、該第２の絶縁体層の上にオレフィン系樹脂組成物に金属水和物を混合し架橋してなる難燃架橋オレフィン系樹脂組成物を第３の絶縁体層として被覆したことを特徴とするものである。
このような請求項１に記載の難燃性絶縁電線は、高度の難燃性を有するとともに、オレフィン系樹脂組成物を架橋させて構成された絶縁体層を有するので、従来よりも耐摩耗性が向上するとともに、耐熱性も向上する。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の難燃性絶縁電線は、請求項１に記載の前記第１の絶縁体層と前記第２の絶縁体層と前記第３の絶縁体層の厚さの比を、５：４：１〜３：６：１としたものである。
このような請求項２に記載の難燃性絶縁電線によると、第１の絶縁体層と第２の絶縁体層と第３の絶縁体層の厚さの比が５：４：１〜３：６：１となっているので、高度の難燃性を確実に有し、また耐摩耗性及び耐熱性が従来よりも確実に向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る難燃性絶縁電線の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１には、本発明に係る難燃性絶縁電線の第１の実施の形態が示されている。同図において、難燃性絶縁電線は、導体１の上に第１の絶縁体層２が被覆され、該第１の絶縁体層２の上に第２の絶縁体層３が被覆されて構成されている。
【００１５】
本実施の形態においては、導体１は複数本撚り合わされて撚り線を形成している。かかる導体１の上に被覆されている第１の絶縁体層２は、オレフィン系樹脂組成物を架橋してなる架橋オレフィン系樹脂組成物（例えば架橋ポリエチレン）で形成されている。
ここで、架橋方法としては、ビニルシラン化合物をオレフィン系樹脂組成物にグラフト付加反応させた後、このグラフトマーにシラノール縮合触媒を添加し成形加工後、水分雰囲気下に晒すことによりグラフト末端のアルコキシシラン同士が加水分解後、脱アルコール分子間の架橋結合が形成されるシラン架橋（水架橋）、オレフィン系樹脂組成物の可塑化温度で分解しない有機過酸化物を架橋剤として配合しておき、成形加工と同時または成形後に高温高圧下に晒すことにより有機過酸化物が分解しラジカルが発生し、このラジカルにより分子間の架橋反応が進む化学架橋、γ線または電子線を放射線源として使用し、これらをオレフィン系樹脂組成物に照射することにより分子中にラジカルが発生し、これらラジカル同士がカップリングすることにより分子間の架橋結合が形成される放射線照射架橋がある。
本発明ではこのいずれの方法を採っても良く、したがって、架橋オレフィン系樹脂組成物は、例えば架橋ポリエチレンの場合、シラン架橋ポリエチレン、化学架橋ポリエチレン、放射線照射架橋ポリエチレンのいずれをも用いることができる。
【００１６】
なお、第１の絶縁体層２は、オレフィン系樹脂組成物に金属水和物（水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ジルコニウム等）を混合し架橋してなる難燃架橋オレフィン系樹脂組成物で形成してもよい。難燃架橋オレフィン系樹脂組成物は、例えば、ベース樹脂として、シラン架橋ポリエチレンとポリエチレンとを５０：５０の比でコンパウンドしたもの、又は化学架橋ポリエチレン１００重量部に対して、金属水和物を１０〜５０重量部混合してなるものである。なお、この場合の架橋方法も、シラン架橋、化学架橋、放射線照射架橋のいずれでもよい。
【００１７】
第１の絶縁体層２の上に被覆されている第２の絶縁体層３は、オレフィン系樹脂組成物に金属水和物を混合してなる難燃オレフィン系樹脂組成物で形成されている。この難燃オレフィン系樹脂組成物は、例えばベース樹脂としてのポリエチレン、エチレン−エチルアクリレート共重合体又はエチレン−酢酸ビニル共重合体等１００重量部に対して、金属水和物を５０〜４００重量部混合してなるものである。金属水和物としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ジルコニウム等が用いられる。
【００１８】
前記第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３の厚さの比は、５：５〜３：７に構成するのが適している。厚さ比を５：５〜３：７としたのは、第１の絶縁体層２の厚さが５を超え、第２の絶縁体層３の厚さが５未満となると、難燃性が低下するおそれがあるからで、また、第１の絶縁体層２の厚さが３未満で第２の絶縁体層３の厚さが７を超えると耐摩耗性、耐熱性の向上を図ることができなくなるおそれがあるからである。
【００１９】
このように第１の実施の形態に係る難燃性絶縁電線は、第１の絶縁体層２が架橋オレフィン系樹脂組成物又は難燃架橋オレフィン系樹脂組成物で形成され、第２の絶縁体層３が難燃オレフィン系樹脂組成物で形成されている。したがって、高度の難燃性を有するとともに、架橋されたオレフィン系樹脂で構成された絶縁体層を有するので、従来よりも耐摩耗性が向上するとともに、耐熱性も向上することとなる。また、第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３の厚さの比を５：５〜３：７としたので、高度の難燃性を確実に有し、また耐摩耗性及び耐熱性が従来よりも確実に向上する。
【００２０】
次に、本発明に係る難燃性絶縁電線の第２の実施の形態について説明する。
本発明に係る難燃性絶縁電線の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様図１に示した構成となっているが、第１の実施の形態と異なり、第１の絶縁体層２は、難燃オレフィン系樹脂組成物で形成されている。この難燃オレフィン系樹脂組成物は、第１の実施の形態と同様、例えばベース樹脂としてのポリエチレン、エチレン−エチルアクリレート共重合体又はエチレン−酢酸ビニル共重合体等１００重量部に対して、金属水和物を５０〜４００重量部混合してなるものである。
【００２１】
また、第２の絶縁体層３は、難燃架橋オレフィン系樹脂組成物で形成されている。難燃架橋オレフィン系樹脂組成物は、例えば、ベース樹脂として、シラン架橋ポリエチレンとポリエチレンとを５０：５０の比でコンパウンドしたもの、又は化学架橋ポリエチレン１００重量部に対して、金属水和物を１０〜５０重量部混合してなるものである。
【００２２】
この場合の第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３の厚さの比は、９：１〜１：９に構成するのが適している。厚さ比を９：１〜１：９としたのは、第１の絶縁体層２の厚さが９を超え第２の絶縁体層３の厚さが１未満となると、耐摩耗性及び耐熱性の向上を図ることができなくなるおそれがあるからで、また第１の絶縁体層２の厚さが１未満で第２の絶縁体層３の厚さが９を超えると、第１の絶縁体層２の厚さが非常に薄くなり、２層に分かれていないのと同様の状態になるからである。
【００２３】
なお、金属水和物には、第１の実施の形態と同様、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ジルコニウム等がある。
【００２４】
このように構成された第２の実施の形態に係る難燃性絶縁電線によっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２５】
次に、本発明に係る難燃性絶縁電線の第３の実施の形態について説明する。
本発明に係る難燃性絶縁電線の第３の実施の形態は、図１に示されている難燃性絶縁電線の第２の絶縁体層３の上に、さらに第３の絶縁体層を被覆してなるものである（不図示）。この場合、第１の絶縁体層２は架橋オレフィン系樹脂組成物又は難燃架橋オレフィン系樹脂組成物で形成され、第２の絶縁体層３は、難燃オレフィン系樹脂組成物で形成され、また、第３の絶縁体層は、難燃架橋オレフィン系樹脂組成物で形成されている。
【００２６】
架橋オレフィン系樹脂組成物は、第１の実施の形態と同様例えば架橋ポリエチレンであり、シラン架橋ポリエチレン、化学架橋ポリエチレン、放射線照射架橋ポリエチレンのいずれをも用いることができる。また、難燃架橋オレフィン系樹脂組成物も第１、第２の実施の形態と同様、例えば、ベース樹脂として、シラン架橋ポリエチレンとポリエチレンとを５０：５０の比でコンパウンドしたもの、又は化学架橋ポリエチレン１００重量部に対して、金属水和物を１０〜５０重量部混合してなるものである。また、難燃オレフィン系樹脂組成物も第１、第２の実施の形態と同様、例えばベース樹脂としてのポリエチレン、エチレン−エチルアクリレート共重合体、又はエチレン−酢酸ビニル共重合体等１００重量部に対して、金属水和物を５０〜４００重量部混合してなるものである。
【００２７】
上記第１の絶縁体層２、第２の絶縁体層３、第３の絶縁体層の厚さの比は、５：４：１〜３：６：１に構成するのが適している。このような厚さの比としたのは、かかる範囲の厚さの比であると高度の難燃性を有するとともに、耐摩耗性及び耐熱性が向上するからである。
【００２８】
なお、金属水和物には、第１、第２の実施の形態と同様、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ジルコニウム等がある。
【００２９】
このように構成された第３の実施の形態にかかる難燃性絶縁電線によっても、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明の難燃性絶縁電線の実施例について説明する。なお、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
【００３１】
実施例１
実施例１は、第１の絶縁体層２としてシラン架橋ポリエチレン（シランＸＬＰＥ）（モルデックスＳ−９００Ａ  住友ベークライト製）を被覆し、第２の絶縁体層３として難燃ポリエチレン（難燃ＰＥ）（ＮＵＣ−９７４１  日本ユニカー製）を被覆したもので、第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３の厚さの比を、５：５に構成したものである。
【００３２】
実施例２
実施例２は、第１の絶縁体層２としてシラン架橋ポリエチレン（シランＸＬＰＥ）（モルデックスＳ−９００Ａ  住友ベークライト製）を被覆し、第２の絶縁体層３として難燃ポリエチレン（難燃ＰＥ）（ＮＵＣ−９７４１  日本ユニカー製）を被覆したもので、第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３の厚さの比を、３：７に構成したものである。
【００３３】
実施例３
実施例３は、第１の絶縁体層２として難燃ポリエチレン（難燃ＰＥ）（ＮＵＣ−９７４１  日本ユニカー製）を被覆し、第２の絶縁体層３として難燃シラン架橋ポリエチレン（難燃シランＸＬＰＥ）を被覆したもので、第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３の厚さの比を、９：１に構成したものである。
【００３４】
実施例４
実施例４は、第１の絶縁体層２として難燃ポリエチレン（難燃ＰＥ）（ＮＵＣ−９７４１  日本ユニカー製）を被覆し、第２の絶縁体層３として難燃シラン架橋ポリエチレン（難燃シランＸＬＰＥ）を被覆したもので、第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３の厚さの比を、１：９に構成したものである。
【００３５】
実施例５
実施例５は、第１の絶縁体層２としてシラン架橋ポリエチレン（シランＸＬＰＥ）（モルデックスＳ−９００Ａ  住友ベークライト製）を被覆し、第２の絶縁体層３として難燃ポリエチレン（難燃ＰＥ）（ＮＵＣ−９７４１  日本ユニカー製）を被覆し、また第３の絶縁体層として難燃シラン架橋ポリエチレン（難燃シランＸＬＰＥ）を被覆したもので、第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３と第３の絶縁体層の厚さの比を、５：４：１に構成したものである。
【００３６】
実施例６
実施例６は、第１の絶縁体層２としてシラン架橋ポリエチレン（シランＸＬＰＥ）（モルデックスＳ−９００Ａ  住友ベークライト製）を被覆し、第２の絶縁体層３として難燃ポリエチレン（難燃ＰＥ）（ＮＵＣ−９７４１  日本ユニカー製）を被覆し、また第３の絶縁体層として難燃シラン架橋ポリエチレン（難燃シランＸＬＰＥ）を被覆したもので、第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３と第３の絶縁体層の厚さの比を、３：６：１に構成したものである。
【００３７】
従来例１
従来例１は、第１の絶縁体層及び第２の絶縁体層として難燃ポリエチレン（難燃ＰＥ）（ＮＵＣ−９７４１  日本ユニカー製）を被覆したもので、第１の絶縁体層２と第２の絶縁体層３の厚さの比を、７：３に構成したものである。
【００３８】
表１、表２は、上記実施例１〜６と従来例１のそれぞれについて、難燃性、耐摩耗性、加熱変形率を比較した結果である。
【００３９】
【表１】
0003907423.tif 000002
【表２】
0003907423.tif 000003
この表１、表２における難燃性は、日本工業規格ＪＩＳ−Ｃ３００５に基づく難燃試験に準拠して測定した結果を示したものである。この日本工業規格ＪＩＳ−Ｃ３００５に基づく難燃試験は、還元炎の先端を長さ２ｍｍの試験片の中央部の下側に３０秒以内で燃焼するまで当て、炎を静かに取り去った後、試験片の燃焼の程度を調べるというものである。このような燃焼試験に合格となる場合は、「○」の評価をするものとした。
【００４０】
表１、表２における耐摩耗性は、日本工業規格ＪＩＳ−Ｃ３００５に基づく摩耗性試験に準拠して測定した結果を示したものである。この日本工業規格ＪＩＳ−Ｃ３００５に基づく摩耗性試験は、長さ２ｍｍの試験片の一端を支持具に固定し、他端におもりをつるす。試験片の表面は、摩耗試験装置の摩耗円板の円周に接触させ、この円板をおもりの重力と同じ方向に回転させ、絶縁体が摩耗して導体が現れるかどうかを調べるものである。表１及び表２には、この摩耗性試験を何回実施したら導体が露出したかという回数が示されている。したがって、回数が多いほど耐摩耗性に優れているということができる。
【００４１】
表１、表２における加熱変形率は、日本工業規格ＪＩＳ−Ｃ３００５に基づく加熱変形試験に準拠して測定した結果を示したものである。この日本工業規格ＪＩＳ−Ｃ３００５に基づく加熱変形試験は、長さ２ｍｍの試験片を９０℃又は１２０℃の温度の空気中において所定の荷重により加圧して、試験片の厚みの変化を測定するものである。すなわち、この加熱変形試験は、試験片を予め規定温度（９０℃又は１２０℃）に加熱した試験機に入れ、３０分間加熱した後試験片を測定装置の平行板間におき、これにおもりを加え、さらに同温度で３０分経過した後、そのままの状態で試験片の厚さを測り、加熱後の試験片の厚さと加熱前の試験片の厚さから減少率（百分率）を算出して加熱変形率とするものである。表１及び表２には、加熱温度が９０℃の場合と１２０℃の場合の加熱変形率が示されている。この加熱変形率の値が低いほど、耐熱性に優れていることになる。
【００４２】
次に、表１、表２に示される実施例１〜６、従来例１についてのそれぞれの測定結果について検討する。
【００４３】
表１、表２に示される実施例１〜６は、難燃性についていずれも試験に合格となる「○」の評価となっており、難燃性を十分に有しているということを示している。なお、従来例１についても難燃性については「○」の評価となっている。
【００４４】
次に表１、表２に示される実施例１〜６は、耐摩耗性について、実施例１が「１５０回」、実施例２が「１２０回」、実施例３が「１００回」、実施例４が「１６０回」、実施例５が「１５５回」、実施例６が「１３０回」となっている。一方、従来例１は「８５回」となっており、実施例１〜６は、いずれも従来例１の数値を上回っている。したがって、従来例１よりも、実施例１〜６の方が耐摩耗性に優れているということができる。
【００４５】
また、表１、表２に示される実施例１〜６は、加熱変形率において、加熱温度が９０℃の場合、実施例１が「３％」、実施例２が「３％」、実施例３が「５％」、実施例４が「２％」、実施例５が「４％」、実施例６が「４％」となっている。一方、従来例１は「７％」となっており、実施例１〜６はいずれも従来例１よりも低い加熱変形率となっている。したがって、従来例１よりも実施例１〜６の方が耐熱性に優れているということができる。
【００４６】
さらに、加熱温度が１２０℃の場合では、実施例１が「４５％」、実施例２が「６５％」、実施例３が「８５％」、実施例４が「１５％」、実施例５が「３５％」、実施例６が「５５％」となっている。一方、従来例１は、試験片が熱により溶けて消滅してしまうため、測定不能となっている。したがって、溶けて消滅してしまう従来例１に比べて実施例１〜６は耐熱性が向上しているということができる。
【００４７】
以上のことから、絶縁体層に架橋オレフィン系樹脂組成物、難燃架橋オレフィン系樹脂組成物が用いられていない従来例１に比べて、本発明に係る実施例１〜６は、耐摩耗性、耐熱性に優れているということができる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００５３】
請求項１に記載された発明によると、高度の難燃性を有するとともに、オレフィン系樹脂組成物を架橋させて構成された絶縁体層を有するので、従来よりも耐摩耗性が向上するとともに、耐熱性も向上する。
【００５４】
請求項２に記載の発明によると、第１の絶縁体層と第２の絶縁体層と第３の絶縁体層の厚さの比が５：４：１〜３：６：１となっているので、高度の難燃性を確実に有し、また耐摩耗性及び耐熱性が従来よりも確実に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る難燃性絶縁電線の第１の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１………………………導体
２………………………第１の絶縁体層
３………………………第２の絶縁体層
【図１】
0003907423.tif 000004