JPS6040648B2 - 機器高電圧回路配線用絶縁電線の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、機器高電圧回路配線用絶縁電線の製造方法
に関するものである。

例えばテレビジョンのブラウン管電子銃への配線等の高
電圧回路用絶縁電線に対しては‘ｉ｝ 高温絶縁耐圧特
性に優れていること。

‘ｉｉ｝ 難燃性に優れていること。‘ｉｉｉ｝ 高温
耐加熱変形特性が優れていること。

肋 耐半田性が優れていること。などの諸特性が要求さ
れている。

そしてかかる要求に応える絶縁電線としては例えば特公
昭５１−８４６５号公報に記載された絶縁電線が知られ
ている。

この電線はこれを要求すると第１図に断面図を示した如
く導体６上に、軟化点１０５℃以上のポリエチレンを主
体とした配合物を被覆して架橋させ、その架橋ポリエチ
レン被覆層７上に更にエチレン、酢酸ビニル及び塩化ビ
ニル三元共重合体を主体とした配合物を被覆してシ−ス
層８を形成した絶縁電線である。

この絶縁電線は上述の高電圧回路配線用として適用され
る米国ＵＬ規格Ｓ肋モｃｔ７５８で規定された温度定柊
ｌｏ５ｑｏ、電圧定格５〜５肌ＶＤＣの絶縁電線に要求
される諸特性を満足すると云われ、特に厳しい後に詳述
する同上パラグラフ３３高電圧力ットスルーテスト及び
パラグラフ３領乾燃性に合格するとされている。

上記公報に記載された絶縁電線は要するに上述の架橋ポ
リエチレン及び三元共重合体による二層構造により、前
者がカットスルー性及び後者が難燃性にそれぞれ合格す
る特性を付与していると考えられる。

しかし上記従来の高電圧回路配線用の絶縁電線が、必ら
ずしも十分要求に適合し得るものであるとは云い難かっ
た。

即ち、上記従来の絶縁電線は本発明者等による上託した
高電圧カットスルーテストの結果においては、上述のＵ
Ｌ規格に従う１０５ｏ０温度条件下（定格温度）で定格
電圧の１．針音のＤＣ課電を行う高電圧カットスルーテ
スト時の規格で定める７時間にも満ない短時間において
、極めて高い頻度で絶縁破壊を生ずるケースがあり、甚
だしい例では製造した絶縁電線の５０％を越す量の不良
品が出る場合もあり実用上重大な問題があることが判っ
た。

か）る絶縁破壊の問題は、上述の架橋ポリエチレン層の
厚さを増すことにより解決されることが予想されるがこ
れに関する試験ではその増加が約１００％にも達する程
度までなされないと絶縁破壊の問題が解決されずこれは
反面被覆層厚さの増大により配線時のスペース増大及び
燃焼物の増加を招き好ましいことではない。ここに本発
明者等はかかる問題を鱗決すべ〈鋭意検討を行った結果
、絶縁層の形成に際し、軟化点ｌ０ｇ０以上のポリエチ
レンを主成分としたポリオレフィンと該ポリオレフィン
１００重量部に対し、０．２〜２重量部のアミンならび
に０．２〜１．の重量部のアルコールを配合した組成物
を用いることが驚くほどの効果を発揮することを見出し
この発明を完成したのである。

即ちこの発明は、導体上に軟化点１０５℃以上（ＡＳＴ
ＭＤ−１５２５−５８Ｔによる）を有するポリエチレン
を主成分としたオレフインと、該ポリオレフィン１０増
重量部に対して、０．２〜２重量部のアミンならびに０
．２〜１．の重量部のアルコールを配合した組成物を押
出被覆し、これに放射線を照射して架橋ポリオレフィン
絶縁層を形成した後、該架橋ポリオレフィン絶縁層上に
難燃性合成樹脂組成物からなる保護シース層を設けるこ
とを特徴とする機器高電圧回路配線用絶縁電線の製造方
法である。

この発明により得られる絶縁電線が上述した高圧カット
スルーテストに良好な特性を示すなど上記諸問題を解決
する理由は必らずしもこれを詳らかではないが、上記ポ
リオレフィン被覆層中にアミンならびにアルコールが存
在することにより放射線照射によるボリオレフィンの架
橋化時に、該化合物が該被覆層中での電荷の蓄積を減少
させると共に比較的少線量の放射線により高い架橋効果
が得られると云う効果を示し、これが上試作用効果の一
因をなすものと推定される。しかしながら、この耐高電
圧カットスルー性の向上に対しては上述のように単純な
電荷蓄積の減少のみで必ずしも達成されるとは言い切れ
ない点もあり、本発明のアミン、アルコールの添加が他
の明確になし得ない何等かの理由で高電圧カットスルー
テストの条件、即ち高温下で歪のか）つた状態での絶縁
破壊の阻止に著しい効果を示すものであろうと推定でき
る。

この発明において用いられる軟化点が１０５ｏｏ以上の
ポリエチレンを主成分とするポリオレフィンとは、ＡＳ
ＴＭＤ−１５２５−５８Ｔによる測定で、その軟化点が
１０５℃以上を示す所謂中密度及び高密度ポリエチレン
の単独またはこれらのポリエチレンが５の重量％以上を
含み残部が軟化点１０５℃未満のポリエチレン又はエチ
レンと他のオレフインモノマ−例えば酢酸ピニル、エチ
ルアクリレート、プロピレン等との共重合体であるブレ
ンド品を包含するものである。

本発明でいうアミンとは、塩基性がｐＫｂの値にして９
．５以下であり、一般に下式にてＸＲ．−Ｎ仏
…・…・・‘１｝表わされる一級、二級および三
級アミンなどである。

式中ＸＲ，、ＹＲ２、独３はそれぞれァルキル基、アル
ケニル基、アリル基である。上述の場合は×＝Ｙ＝Ｚ＝
日（水素）の場合であるが、本発明におけるアミンは×
、Ｙ、Ｚをさらに水酸基もしくはフェニル基に置換した
ものも含むものである。

このようなアミンの代表的なものとしては、プロピルア
ミン、ｎーヘキシルアミン、２一エチルヘキシルアミン
、ｎ−へプチルアミン、ｎーオクチルアミン、ラウリル
アミン、ジーｎープロピルアミン、ジ−ｎーヘキシルア
ミン、ジーｎーオクチルアミン、トリーｎープロピルア
ミンの如きＣ３〜Ｃ，２までの一級、二級、三級のアル
キルアミン、エチレンジアミン、Ｎーエチルエチレンジ
アミン、ＮＮ′ージエチルエチレンジアミン、トリメチ
レンジアミン、１・４−ジアミノブタン等のジアミン、
アニリン、Ｐーフエニレンジアミン、ＮＮ−ジェチルー
ｏ−トルィジンの如き芳香族アミン、モノエタノールア
ミン、ジエタノールアミン、トリェタノールアミンの如
きアルコールアミン等がある。

また、本発明におけるアルコ−ルとは、１価、２価、３
価の脂肪族アルコールで、その融点が５０℃以下、沸点
が１３０００以上のものを言い、具体的にはｎ−アミル
アルコール、ＩＳＯーアミルアルコール、ｎ−へキシル
アルコール、ｎ−へプチルアルコール、ｎ−オクチルア
ルコール、等の一価のアルコール、エチレンクリコール
、プロピレングリコール、１・３ープロ／ぐンジオール
、１・３−ブタンジオール、２・４−ペンタンジオール
、１・４ーブタンジオール、１・４ーベンタンジオール
、１・６−へキサンジオール、１・５ーベンタンジオー
ル等があげられる。

本発明法においては上記アミン及びアルコールを含む架
橋ポリオレフィン絶縁層を形成するにあたり、あらかじ
め該絶縁層中にアミンおよびアルコールを添加しておく
必要があるが、これにはあらかじめ押出機あるいは熱ロ
ール等によってポリオレフィンとアルコールを溶融混合
させた該成形体を気相あるいは液相のァミンと接触させ
る方法、もしくは、押出機あるいは熱ロール等によって
、ポリオレフインおよびアルコール、ならびにアミンの
三者を溶融混合して成型する方法が可能である。

いずれにしても本発明の効果を得るには該絶縁層中にア
ミンおよびアルコールを均一に拡散もしくは分散させる
ことが必要であり、一般には熱ロール等によってアミン
およびアルコールを該絶縁層を形成する材料中に均一に
分散させることが望ましく、この意味で一般には成形温
度以上の沸点を有するアミンを用いることが好ましい。
また一般に高融点を有する物質をポリオレフィン成形体
中に泥糠すると、該成形体中において内部結晶化の起こ
ることが知られており、これが耐高電圧カットスルー性
の低下をもたらす恐れが考えられる。かかる知見に基づ
き、本発明においては、融点が５０ｑＣ以下のアミンを
用いることが望ましい。

本発明においては、このように該絶縁層を作るにあたり
、上記に代表されるアミンおよびアルコールを該絶縁層
を形成するポリオレフィン中に均一に分散させるわけで
あるが、該絶縁層を形成するポリオレフィンに対するア
ミンの添加量はボリオレフィン１０の重量部に対して２
重量部以下であり好ましくは０．１〜０．５重量部の範
囲である。本発明において、アミンの添加量を好ましく
は０．１〜０．５重量部と限定したのは０．１重量部以
下では本発明の効果が十分に現われなくなり、また０．
５部以上では耐高電圧カットスルー性の向上に対しては
十分な効果を示すが架橋反応が初期において著しく抑制
されることになる。また上記アミンと併用されるアルコ
ールの添加量は０．２〜１重量部であり、好ましくは０
．５〜１．０重量部である。

これは０．２重量部以下ではアミソとの相剰作用が効果
的でなく、また１．の重量部以上では効果の増加がさし
てないことになる。また本発明での努萩喬ポリオレフィ
ン絶縁層の形成に際しては従来公知の架橋促進剤、例え
ば、ジアリルマレエート、エチレングリコールジメタク
リレート、トリアリルシアヌレート、ジプロパルギルモ
ノアリルシアヌレート、ジプロパルギルマレェート、ジ
プロパルギルサクシネート、その他を用いても良い。

上記ポリオレフィンを架橋させるには工業的見地から一
般に電子線加速器による電子線を用いられ、又照射線量
は５〜４風４ｒａｄが好ましい。

また本発明においてはポリオレフインに対しては、更に
所望の特性を付与するために、老化防止剤、滑剤、着色
剤、紫外線吸収剤、又は銅害防止剤などを混合しても良
い。次にこの発明における絶縁層上に設ける保護シース
層は、絶縁電線に要求される難燃化度により種々選択さ
れるが、例えば前記ＵＬ規格の垂直燃焼テストに合格す
るようなものとしてはポリ塩化ビニル、難燃化塩素化ポ
リエチレン樹脂、雛焼化エチレン、酢酸ビニル、塩化ビ
ニル三元共重合体樹脂などが好ましい。

ポリオレフィンに鱗燃化剤を混入することは耐電圧特性
を低下させるため、好ましくはないが、本発明方法によ
り導体上に形成される架橋ポリオレフィン絶縁層はそれ
自体高い耐高電圧破壊特性を有しているので、必要によ
り得られる絶縁電線の難燃性を向上させるために、更に
は難燃性の外部シース材のコスト面での選択性を容易化
するためなどから該絶縁層中に雛燃化剤を配合しても何
ら実用上差支えない。

かかる目的でポリオレフィンに使用される簸熔化剤とし
ては、有機ハロゲン化物、例えばデクロラン、デカブロ
モジフエニルエーテル、ビスグアニジウムテトラブロム
フタレート、ヘキサブロムベンゼンなどと三酸化アンチ
モン、酸化ジルコニウムとの混合物もしくは、水和アル
ミナ等の含水無機化合物が用いられるがそれらの配合量
は所望の鰹燃化度に応じ決定される。

但し上記ポリオレフーィン層に難燃性を付与する場合に
は前述の高圧カットスルー特性を低下させないように配
慮することが必要であり、具体的には樹脂分に対しハロ
ゲン量で１５重量％以下が好ましい。

また水和ァルミナ等含水無機化合物を用いる場合は樹脂
分１０の重量部に対し、５の重量部以下が好ましい。

滝上言己保護シース層も必要に応じて架橋させ、これに
より絶縁電線の耐加熱変形性を向上させることが望まし
い。

この発明は以上の説明及び後記実施例から明らかなよう
に絶縁層を形成するためのポリオレフィンにアミン及び
アルコールを混入させる簡単な手段で、前記従釆の高圧
回路配線用絶縁電線に見られた諸問題を著しく改善した
のであり、その工業的価値は非常に大きい。

以下実施例、比較例を挙げて、本発明の効果を具体的に
説明する。

実施例１〜４及び比較例１〜６ 導体（０．７５４側ぐ、錫メッキ軟鋼線）上に、軟化点
１０５ｏｏ以上の高密度ポリエチレンに対し第１表に示
す如く各種のアミン、及びアルコールを配合した各組成
物を、Ｌ／Ｄ＝２２、Ｄ＝６５柳少の押出機にて、常法
通り被覆厚０．５帆となるよう押出被覆した。

なおベースポリエチレンへの各々のアミン、及びアルコ
ールの配合は、オープンロールにて常法通り行なった。

而して得た各々の絶縁電線に通常の電子線照射法により
電子線を照射してポリエチレン絶縁層を架橋せしめた。
次に而して得た各々の絶縁電線の架橋ポリエチレン絶縁
層上に０．６８柳陣に、エチレン−酢酸ビニルー塩化ビ
ニル三元共重合体（住友ベークライト製コンパウンド０
９弧）を押出被覆した。また比較のため、絶縁層形成用
のポリエチレンにアミン及びアルコールを何ら配合しな
いもの、更に無配合ポリエチレンの被覆厚を変化させた
以外は実施例と同様にして同一構造の絶縁電線を作つた
。

以上により得られた各々の絶縁電線１０００の長より適
当に１０サンプルを採取し、諸特性を調べた。

得られた結果を第１表に併記する。第１表 （表中の数値は何れも重量部） （注） ・表中、ギ印ポリエチレン・・・密度０．９５０、軟化
点１２４・０の高密度ポリエチレン＊・印ポリエチレン
・・・密度０．９４５ 、軟化点１２０・０の高密度ポ
リエチレン・高電圧カットスルーテスト・・第２図のよ
うに金属製港型鋼（１）に試験用絶縁電線（２）を架け
渡し、９００ｇの荷重（３）を電線の両端にかけて室（
４）中に保持し、前記溝型鋼（１）の先端（０４ｍイｍ
の曲率半径）で強制的に変形させつつ電源（５）によ
り３０Ｋｖ ＤＣ７時間課電し、絶縁破壊が生じないか
否かを調べる。

・絶縁体層の加熱変形率・・・・１３６ 、５００ｇ、
ＪＩＳＣ３００５による・絶縁体層の耐半田性・・・・
・ＭＩＬ−Ｗ−１６９７８／Ｄの規定による。・ＵＬ垂
直叢燃試険・・・・・・試験絶縁電線を垂直にし、下部
よりガスバーナ−にて燃焼させ、ある限度以上に燃焼し
たり、サンプル・部に取付け材紙製左薦下部におかれ六
３常に着火しない試験。上表の結果から明らかなように
本発明法品は比較品に比べ高圧カットスルー特性に著し
く優れていることが明らかである。なお、比較例１は絶
縁厚を厚くして高電圧カットスルー特性の向上を目論ん
だものであるが、若干の向上は認められたが、一方易燃
性の絶縁体層を厚くしたため、難燃性が大きく低下し、
かつ得られる絶縁電線の外蚤増大を招き好ましくない。

また比較例４〜６及び実施例２〜４は代表的な架橋促進
剤を併用した例である。実施例 ５〜７ 第２表に示す絶縁組成物と、保護シース材としてエチレ
ン−酢酸ビニル−塩化ビニル三元共重合体（住友ベーク
ライト製コンパウンドｏ９弧）を用い、実施例１と同様
な方法で絶縁体層０．５ｍ′肌、外部シース厚０．６８
の′ｍの構造を有する絶縁電線を作った。

而して得た各々の絶縁電線について諸特性を調べた。

得られた結果を第２表に併記する。第２表 （表中の数値は重量部） （注）表中、（１）、（２）、（３）、（４）、（５）
等については第１表記載と同一実施例８〜１１及び比較
例７〜９ 第３表に示す組成物を絶縁材料として用い、第４表に示
すポリ塩化ビニル樹脂組成物をシース層材として用いて
実施例１と同様にして絶縁電線を作り実施例１と同様に
諸特性を調べた。

得られた結果を第３表に併記する。第３表 （表中の数値は重量部） （注） 表中の（１）は第１表の＊印とまた（２ー、（５）は第
１表記教のものと同一．ＥＶＡ．．．．エチレン−酢酸
ビニルコポリマー、酢ヒー含有量１９重量％、ＭＩ：２
．５・ＥＰＲ．・・・エチレンプロピレンコポリマー
プロピレン含有量５０重量％、ムーニ−粘度ＭＬＩ＋４
（１００−○）＝４０・デクロランプラス２５・・・・
米国フッカ一社商品名、塩素系難燃剤（塩素含有量６５
重量％）・ＤＢＤＥ・・・・デカプロモジフェニルエー
テル、臭素系雛燃剤（臭素含有量８３重量％）第４表＠
表中＊・・・・・・日本ゼオンストレート塩化ビニルポ
リマー１０１ＥＰ第３表から明らかなように、絶縁体層
材料への鱗燃化剤の配合により外部シース材料として安
価な塩化ビニル樹脂組成物を用いても得られる絶縁電線
は、所定の難燃性を保持できたが、上述の高電圧カット
スルー特性については比較品は著しく低下したのに対し
て、本発明法品は難燃化剤の添加量が過剰である実施例
９を除いては十分な性能を保持している。

また比較例９に示した如く絶縁体層に難燃化されていな
いポリエチレンを用い、外部シース層材にポリ塩化ビニ
ル樹脂組成物を用いた絶縁電線は、その難燃性が十分で
なく逆に云えば本発明法によれば必要により絶縁体層形
成材料を難燃化すれば外部シース層材料として安価なポ
リ塩化ビニル樹脂組成物が使用できるなどの効果が期待
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法にて得られる絶縁電線の断面説明図
、第２図は絶縁電線の高圧カットスルーテスト方法を説
明するための試験装置概略図。 １・・・…金属製溝型鋼、２・・…・試験用絶縁電線、
３・・・・・・重り、４・・・・・・恒溢槽、５・・・
・・・ＤＣ電源、６・・・・・・導体、７・・・・・・
絶縁体層、８・・・・・・シース層。 第１図第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 導体上に、その主成分が軟化点１０５℃以上（ＡＳ
   ＴＭＤ−１５２５−５８Ｔによる）を有するポリエチレ
   ンであるポリオレフインと該ポリオレフイン１００重量
   部に対して、２重量部以下のアミンならびに０．２〜１
   ．０重量部のアルコールを配合した組成物を押出被覆し
   、これに放射線を照射して架橋ポリオレフイン絶縁層を
   形成した後、該架橋ポリオレフイン絶縁層上に難燃性合
   成樹脂組成物からなる保護シース層を設けることを特徴
   とする機器高電圧回路配線用絶縁電線の製造方法。