JP2000322946A - 電線・ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱可塑性ポリウレタンの優れた諸特性を保持し
ながら材料コストを低減でき、しかも耐薬品性を改善し
た電線・ケーブルの提供。 【解決手段】被覆層が熱可塑性ポリウレタンエラストマ
外層とポリオレフィン内層とから成る電線・ケーブルに
おいて、外層と内層との間にエチレン酢酸ビニル共重合
体の部分ケン化物から成る中間層を設けて成ることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電線・ケーブルに
関するものである。更に詳述すれば本発明は、導体外周
の絶縁体またはケーブルコア外周のシースといった被覆
材料として、熱可塑性ウレタンエラストマと他の特殊材
料とを組み合わせて優れた耐薬品性、耐座屈性、耐熱
性、耐低温屈曲性、経済性等を発揮できるようにした電
線・ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】絶縁電線、電力ケーブル、通信ケーブル
等の絶縁被覆材料やシース被覆材料としては、多くの高
分子材料が用いられている。

【０００３】このような絶縁被覆材料やシース被覆材料
として用いられている高分子材料として、熱可塑性ウレ
タンエラストマ（以下、「ＴＰＵ」という）がある。Ｔ
ＰＵは柔らかくて可撓性が優れ且つ強靭で、しかも１５
０℃以上の耐熱性、優れた耐摩耗性、優れた耐低温性等
を有している。更に、このＴＰＵを被覆して成る絶縁電
線やケーブルは、その端末或いはその中間部にインサー
ト射出成形等によりポリアミド、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、アクリル樹脂等をモールド成形したとき
に、それらの射出樹脂との接着性が優れているという特
長も有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＴＰＵ被覆電
線・ケーブルはＴＰＵ自体がポリエチレン等のポリオレ
フィン系材料よりも高価であり、その結果材料コストが
高くなってしまうという難点がある。

【０００５】そこで、このようなＴＰＵ被覆電線・ケー
ブルの特長を生かしながら、且つその難点を解決するた
めに、絶縁被覆層或いはシース被覆層を安価なポリオレ
フィン内層と諸特性が優れたＴＰＵ外層との２層にする
ということが提案されている。

【０００６】しかし、ポリオレフィン内層とＴＰＵ外層
との２層構成のＴＰＵ被覆電線・ケーブルでは、極性が
小さいポリオレフィン内層と極性が大きいＴＰＵ外層と
から成る２層であるため、これら２層間の接着性、密着
性等が乏しいという難点がある。

【０００７】このため、ポリオレフィン内層とＴＰＵ外
層との２層構成のＴＰＵ被覆電線・ケーブルは、有機溶
剤、薬品等に浸漬するとポリオレフィン内層とＴＰＵ外
層との層間を介して有機溶剤、薬品等が容易に浸入して
しまうという難点がある。

【０００８】例えば、ポリオレフィン内層とＴＰＵ外層
との２層構成のＴＰＵ被覆電線・ケーブルを自動車用ブ
レーキ液や不凍液等のグリコール系薬品に浸漬すると、
ポリオレフィン内層とＴＰＵ外層との層間を介してグリ
コール系薬品が浸入し、それによりＴＰＵ層が長手方向
に膨潤したり、皺が発生したり、亀裂が発生したりする
といったトラブルが発生する。

【０００９】本発明はかかる点に立って為されたもので
あって、その目的とするところは前記した従来技術の欠
点を解消し、ＴＰＵの優れた諸特性を保持しながら、且
つ材料コストを低減でき、しかも耐薬品性を改善した新
規なＴＰＵ被覆電線・ケーブルを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、被覆層が熱可塑性ウレタンエラストマ外層とポリ
オレフィン内層とから成る電線・ケーブルにおいて、前
記熱可塑性ウレタンエラストマ外層と前記ポリオレフィ
ン内層との間にエチレン酢酸ビニル共重合体の部分ケン
化物から成る層を設けて成ることを特徴とする電線・ケ
ーブルにある。

【００１１】即ち、本発明のＴＰＵ被覆電線・ケーブル
は、構成材料のＴＰＵ外層とポリオレフィン内層との間
にエチレン酢酸ビニル共重合体の部分ケン化物からなる
中間層を設けることにより、外層と内層との間の接着
性、密着性を改善し、それにより外層と内層との間から
の薬品の浸入を遮断し、そして耐薬品性を飛躍的に向上
したものである。

【００１２】つまり、中間層のエチレン酢酸ビニル共重
合体の部分ケン化物は、ポリオレフィンの１種でもある
ため内層との密着性が良く、しかも分子鎖内に多量の水
酸基を有することから極性が大きく、それらによりＴＰ
Ｕ外層との接着性、密着性が向上するのである。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の電線・ケーブルの
実施の形態について説明する。

【００１４】本発明において外層に用いるＴＰＵとして
は、エーテル系ＴＰＵ、エステル系ＴＰＵ、アジペート
系ＴＰＵ、カプロラクトン系ＴＰＵ、ポリカーボネート
系ＴＰＵが挙げられる。これらの中で耐加水分解性が良
好なものは、エーテル系ＴＰＵである。硬度は特に規定
しないが、強度、可撓性の観点からＪＩＳＡ８０〜９５
が好ましい。

【００１５】本発明において内層のポリオレフィンとし
ては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレ
ン、直鎖状超低密度ポリエチレン、エチレン−メチルメ
タクリレート共重合体、エチレン−メチルアクリレート
共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルアクリ
レート共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート
共重合体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレ
ン−ブテン−１共重合体、エチレン−ブテン−へキセン
三元共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重
合体、スチレン−エチレンブチレン−スチレン三元共重
合体、スチレン−エチレンブチレン二元共重合体、スチ
レン−エチレンプロピレン−スチレン三元共重合体、ス
チレン−エチレンプロピレン二元共重合体、スチレン−
ブタジエン共重合体、水素添加スチレン−ブタジエン共
重合体、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエ
チレン、ポリプロピレン、エチレン共重合ポリプロピレ
ン、ポリ−４−メチル−ペンテン−１、マレイン酸グラ
フ卜低密度ポリエチレン、マレイン酸グラフト直類状低
密度ポリエチレン、マレイン酸グラフトエチレン−メチ
ルメタクリレート共重合体、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、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、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、液状ゴム等がある。これ
らは単独または２種以上をブレンドしたゴム、プラスチ
ック材料としても用いることができる。

【００１６】特に、好ましいポリオレフィンはエチレン
酢酸ビニル共重合体である。これは、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体被覆層が軟らかくて可撓性が優れ、且つ低温
屈曲性が優れていることから、シース中間層のエチレン
酢酸ビニル共重合体の部分ケン化物との密着性が良くな
るのである。更に、内層としてエチレン酢酸ビニル共重
合体を用いたときには、耐薬品性の向上に加えて電線・
ケーブルを自己径以下の小さい半径で曲げた場合の耐座
屈性も良好である。なお、この内層は架橋したものがよ
り好ましい。

【００１７】更に、本発明において中間層のエチレン酢
酸ビニル共重合体の部分ケン化物としては、水酸基とア
セトキシ基を前者／後者の重量比で３０／７０〜１００
／０の割合で含むものであることが好ましい。水酸基の
量がこの範囲以下では、耐薬品性向上の効果が十分でな
い。そして、このエチレン酢酸ビニル共重合体の部分ケ
ン化物からなる中間層は、架橋されたものであることが
より好ましい。これは、エチレン酢酸ビニル共重合体の
部分ケン化物からなる中間層が架橋されることにより、
耐熱性が向上するからである。

【００１８】ＴＰＵは少なくとも１７０℃の耐熱性を有
しているが、内層としてポリオレフィンを用いたときに
は、そのポリオレフィンの軟化点が８０〜１５０℃と低
い。従って、雰囲気温度が１５０℃以上ではＴＰＵ外層
が溶融しないが、内層のポリオレフィンが溶融してしま
うのである。そこで、中間層のエチレン酢酸ビニル共重
合体の部分ケン化物を架橋することにより耐熱性を向上
できる。

【００１９】エチレン酢酸ビニル共重合体の部分ケン化
物中間層及びポリオレフィン内層の架橋方法としては、
有機過酸化物による化学架橋、有機シラン化合物のグラ
フトによるシラン水架橋、電子線または紫外線照射によ
る照射架橋などが挙げられる。製造設備や製造コストの
観点からシラン水架橋が好ましく、電線、ケーブル製造
時にグラフト反応を行うモノシル法が最も好ましい。ゲ
ル分率は特に規定しないが、高温での溶融を防止するこ
とが目的であるため、４０％以上あれば良い。中間層の
厚さは特に規定しないが、５〜５００μｍが好ましい。
これは５μｍ以下では接着層としての機能が弱く、５０
０μｍ以上では材料コストが高くなるからである。

【００２０】これら外層、中間層、内層の各材料には難
燃性を向上させるための難燃剤を添加することができ
る。

【００２１】難燃剤としては、リン化合物、水和金属化
合物、酸化金属化合物、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤等
がある。これらの難燃剤を単独または２種以上組み合わ
せて使用することも可能である。

【００２２】ここにおいてリン化合物としては、赤リ
ン、フォスフェートエステル、フォスフォネート、フォ
スフォリネン等がある。

【００２３】水和金属化合物としては、水酸化マグネシ
ウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト、カル
シウムアルミネート水和物、水酸化カルシウム、水酸化
バリウム、ハードクレー等がある。

【００２４】酸化金属化合物としては、酸化アンチモ
ン、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等がある。

【００２５】塩素系難燃剤としては、塩素化パラフィ
ン、ポリ塩化環状有機化合物等がある。

【００２６】臭素系難燃剤としては、四臭化エチレン、
エチレン−ビスペンタブロモべンゼン、エチレンビス臭
素化フタルイミド等がある。

【００２７】これらの難燃剤は耐水性を考慮し、常法に
従って脂肪酸金属塩、シラン系及びチタネート系カップ
リング剤、またはアクリル樹脂で表面処理することも可
能である。

【００２８】なお、これらの樹脂組成物には必要に応じ
て酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、着色剤、軟化剤、可
塑剤、無機充填剤、相溶化剤等の添加物を加えることが
できる。

【００２９】

【実施例】次に、本発明の電線・ケーブルの実施例を従
来の比較例と共に説明する。

【００３０】（実施例及び比較例の電力ケーブルの製
造）実施例の電力ケーブル及び比較例の電力ケーブル
は、次のように製造した。

【００３１】まず、断面積３．５mm² の銅合金撚線導体
上に、ポリエチレンを押し出し被覆した後、架橋装置を
通過させることにより外径１．７mmの架橋ポリエチレン
絶縁電線を製造した。

【００３２】次に、上記で得られた架橋ポリエチレン絶
縁電線２本を対撚りしてケーブルコアを製造し、このケ
ーブルコア上に、シース内層及びシース中間層を充実押
し出し被覆した。

【００３３】このシース内層押し出し被覆作業時には、
押出機のホッパー下部より少量のビニルシラン、有機過
酸化物、架橋触媒を注入し、押出時に内層のポリオレフ
ィンがビニルシランでグラフトさせた。

【００３４】シース中間層は、シース内層押し出し作業
時に二層同時押し出しにより押し出し被覆した。

【００３５】次に、このシース内層及びシース中間層を
充実押し出し被覆した上に、逐次的にシース最外層を押
し出し被覆し、スチームキュア装置を通過させることに
よりシース内層を架橋させた。

【００３６】このようにすることにより、外径５．０mm
の実施例１〜６及び比較例１〜５の架橋ポリエチレン電
力ケーブルを製造した。ここにおいて、中間層厚さは
０．ｌmm、また外層厚さは０．３mmとなるようにした。

【００３７】図１は、かくして実施例１の架橋ポリエチ
レン電力ケーブルの断面図を示したものである。

【００３８】図１において、１は銅合金撚線導体、２は
架橋ポリエチレン絶縁層、３はシース内層、４はシース
中間層、５はシース外層である。

【００３９】（実施例及び比較例の電力ケーブルの特性
試験方法） ａ．耐薬品性 まず、容量３リットルの琺瑯容器内にブレーキオイルを
入れ、それから５０℃に昇温した。

【００４０】次に、長さ５０cmの電力ケーブルをその中
央部約３０cmの部分をブレーキオイル中に浸漬し、その
両端末部約１０cm部分がブレーキオイル液面上に出るよ
うにした。

【００４１】それから、実施例及び比較例の電力ケーブ
ルの外層のＴＰＵ層に膨潤による皺、亀裂等が発生する
までの時間を観察した。

【００４２】観察は５００時間まで行い、皺や亀裂が発
生したものは不合格とした。

【００４３】ｂ．耐座屈性 実施例及び比較例の電力ケーブルを室温で直径１．５mm
の金属棒に巻付けたときの、シース層の座屈発生の有無
を観察し、座屈、皺が発生したものを不合格とした。

【００４４】ｃ．耐熱性 実施例及び比較例の電力ケーブルを直径５mmの金属棒に
巻き付け、１５０℃で１０日間熱処理した。

【００４５】その後巻き付けを解き、それからケーブル
シース層間での熱融着、ケーブル変形の有無を観察し、
熱融着やケーブルの変形が見られたものを不合格とし
た。

【００４６】ｄ．耐低温屈曲性 実施例及び比較例の電力ケーブルの先端側に３kgf の荷
重を取り付け、曲げ角度１５mmで左右９０゜（計１８０
゜）の曲げを４０回／分で繰り返し屈曲し、導体が断線
するまでの屈曲回数を求めた。なお、屈曲は−３０℃の
条件で行った。

【００４７】結果は、１０，０００回以下で導体が断線
したものを×、１０，０００回〜５０，０００回で導体
が断線したものを○、５０，０００回以上で導体が断線
したものを●で示した。

【００４８】ｅ．製造コストの相対比較 シース層被覆材料のコストレベルをＴＰＵを１００とし
て相対比較し、ＴＰＵのコストが７５以下のものをＡ、
７５〜９５のものをＢ、９５以上のものを×とした。

【００４９】表１は、これら実施例１〜６及び比較例１
〜５の架橋ポリエチレン電力ケーブルの構成、特性試験
結果、製造コストの相対比較を示したものである。

【００５０】

【表１】

【００５１】表１から分かるように、比較例１の架橋ポ
リエチレン電力ケーブルは、シース層がエチレン酢酸ビ
ニル共重合体シース内層とＴＰＵシース外層とから成
り、シース中間層がない。このため、比較例１の架橋ポ
リエチレン電力ケーブルは、耐薬品性と耐座屈性とが不
合格となった。

【００５２】比較例２の架橋ポリエチレン電力ケーブル
は、シース層がブレンドシース内層とＴＰＵシース外層
とから成り、シース中間層がない。このため、耐薬品性
と耐座屈性とが不合格となり、更に製造コストの相対比
較値もブレンドシースのため若干高価となった。

【００５３】比較例３の架橋ポリエチレン電力ケーブル
は、シース層が低密度ポリエチレンシース内層とＴＰＵ
シース外層とから成り、シース中間層がない。このた
め、耐薬品性と耐座屈性とが不合格となったばかりでな
く、耐熱性も不合格となった。

【００５４】比較例４の架橋ポリエチレン電力ケーブル
は、シース層がポリ塩化ビニル混和物（ＰＶＣ）内層と
ＴＰＵシース外層とから成り、シース中間層がない。こ
のため、耐薬品性、耐座屈性、耐熱性も合格したが、耐
低温屈曲性が不合格となった。

【００５５】比較例５の架橋ポリエチレン電力ケーブル
は、シース層がＴＰＵ単独から成るものである。このた
め、耐薬品性、耐座屈性、耐熱性、耐低温屈曲性等は合
格したが、製造コストの相対比較値が最大価格ランクの
Ｃとなってしまった。

【００５６】これらに対して本発明の実施例１〜６の架
橋ポリエチレン電力ケーブルは、シース層が安価なポリ
オレフィン内層とＴＰＵシース外層と、その間のシース
中間層とから成っている。このため、耐薬品性、耐座屈
性、耐熱性、耐低温屈曲性等が合格し、更に製造コスト
の相対比較値が最小安価ランクのＡランクであった。

【００５７】なお、実施例１〜６は架橋ポリエチレン電
力ケーブルについて例示したものであるが、絶縁電線の
絶縁被覆層若しくはシース被覆層に適用しても同様な優
れた結果を得ることは申すまでもない。

【００５８】

【発明の効果】本発明の電線・ケーブルは、優れた耐薬
品性、耐座屈性、耐熱性及び耐低温屈曲性を発揮し、し
かも製造コストを安価にできるものであり、工業上有用
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の架橋ポリエチレン電力ケーブルの一実
施例を示した断面図をである。

【符号の説明】

１ 銅合金撚線導体 ２ 架橋ポリエチレン絶縁層 ３ シース内層 ４ シース中間層 ５ シース外層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被覆層が熱可塑性ウレタンエラストマ外層
   とポリオレフィン内層とを有する電線・ケーブルにおい
   て、前記熱可塑性ウレタンエラストマ外層と前記ポリオ
   レフィン内層との間にエチレン酢酸ビニル共重合体の部
   分ケン化物から成る層を設けて成ることを特徴とする電
   線・ケーブル。
2. 【請求項２】外層が、エーテル系熱可塑性ウレタンエラ
   ストマ、エステル系熱可塑性ウレタンエラストマ、アジ
   ペート系熱可塑性ウレタンエラストマ、カプロラクトン
   系熱可塑性ウレタンエラストマ、ポリカーボネート系熱
   可塑性ウレタンエラストマから選ばれた熱可塑性ウレタ
   ンエラストマであることを特徴とする請求項１記載の電
   線・ケーブル。
3. 【請求項３】内層が、エチレン酢酸ビニル共重合体であ
   ることを特徴とする請求項１記載の電線・ケーブル。
4. 【請求項４】中間層のエチレン酢酸ビニル共重合体の部
   分ケン化物が、水酸基とアセトキシ基を前者／後者の重
   量比で３０／７０〜１００／０の割合で含有することを
   特徴とする請求項１記載の電線・ケーブル。
5. 【請求項５】内層または中間層が架橋されていることを
   特徴とする請求項１記載の電線・ケーブル。