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技術 電線または電線ケーブル

出願人 矢崎エナジーシステム株式会社
発明者 櫻井優作
出願日 2018年9月14日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-172907
公開日 2020年3月26日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-047388
状態 未査定
技術分野 絶縁導体(1) 絶縁導体(3) 高分子組成物 有機絶縁材料
主要キーワード シリンダー部分 加熱後重量 加熱減量試験 公称断面積 試験用シート フタレート系可塑剤 電線ケーブル トリメリテート系可塑剤
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この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (3)

課題

柔軟性に優れる電線または電線ケーブルを提供すること。

解決手段

電線100または電線ケーブル10は、導体11、101と、塩化ビニル樹脂組成物を含む被覆層とを有する電線100または電線ケーブル10であって、上記塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、(メタアクリル酸エステルブタジエンスチレン共重合体を50質量部以上100質量部以下、上記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の(メタ)アクリル酸エステル重合体を10質量部以上50質量部以下、および可塑剤を5質量部以上50質量部以下の量で含む。

概要

背景

特許文献1には、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、可塑剤を15〜45質量部、改質剤を1〜20質量部、超微粒子シリカを0.5〜20質量部、および、脂肪酸金属塩を2〜8質量部配合した電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物が記載されている。また、特許文献1には、上記電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物で形成された被覆層によって導体被覆された電線が記載されている。さらに、上記電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物をシース材として被覆してもよいことが記載されている。

概要

柔軟性に優れる電線または電線ケーブルを提供すること。電線100または電線ケーブル10は、導体11、101と、塩化ビニル樹脂組成物を含む被覆層とを有する電線100または電線ケーブル10であって、上記塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、(メタアクリル酸エステルブタジエンスチレン共重合体を50質量部以上100質量部以下、上記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の(メタ)アクリル酸エステル重合体を10質量部以上50質量部以下、および可塑剤を5質量部以上50質量部以下の量で含む。

目的

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、柔軟性に優れる電線または電線ケーブルを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

導体と、塩化ビニル樹脂組成物を含む被覆層とを有する電線または電線ケーブルであって、前記塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、(メタアクリル酸エステルブタジエンスチレン共重合体を50質量部以上100質量部以下、前記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の(メタ)アクリル酸エステル重合体を10質量部以上50質量部以下、および可塑剤を5質量部以上50質量部以下の量で含む、電線または電線ケーブル。

請求項2

前記可塑剤が、フタレート系可塑剤トリメリテート系可塑剤またはポリエステル系可塑剤である、請求項1に記載の電線または電線ケーブル。

請求項3

前記可塑剤が、フタレート系可塑剤である、請求項1に記載の電線または電線ケーブル。

請求項4

前記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体が、メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン共重合体である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電線または電線ケーブル。

請求項5

前記(メタ)アクリル酸エステル重合体が、アクリル酸ブチルメタクリル酸メチル共重合体である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電線または電線ケーブル。

技術分野

0001

本発明は、電線または電線ケーブルに関する。

背景技術

0002

特許文献1には、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、可塑剤を15〜45質量部、改質剤を1〜20質量部、超微粒子シリカを0.5〜20質量部、および、脂肪酸金属塩を2〜8質量部配合した電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物が記載されている。また、特許文献1には、上記電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物で形成された被覆層によって導体被覆された電線が記載されている。さらに、上記電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物をシース材として被覆してもよいことが記載されている。

先行技術

0003

特開2012−246341号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1の電線または電線ケーブルは、柔軟性に改善の余地があった。

0005

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、柔軟性に優れる電線または電線ケーブル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

0006

本発明に係る電線または電線ケーブルは、導体と、塩化ビニル樹脂組成物を含む被覆層とを有する電線または電線ケーブルであって、上記塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、(メタアクリル酸エステルブタジエンスチレン共重合体を50質量部以上100質量部以下、上記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の(メタ)アクリル酸エステル重合体を10質量部以上50質量部以下、および可塑剤を5質量部以上50質量部以下の量で含む。

発明の効果

0007

本発明に係る電線または電線ケーブルは、柔軟性に優れるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0008

図1は、実施形態に係る電線ケーブルの断面図である。
図2は、実施形態に係る電線(絶縁電線)の断面図である。

0009

本発明を実施するための形態(実施形態)につき、詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

0010

<電線ケーブル>
図1は、実施形態に係る電線ケーブルの断面図である。図1に示すように、電線ケーブル10は、導体11と、被覆層、すなわちシース12とを有する。さらに、導体11とシース12との間に、絶縁層13を有する。いいかえると、電線ケーブル10は、導体11と、導体11の外周に設けられた絶縁層13と、絶縁層13の外周に設けられたシース12とを有する。

0011

導体11は、たとえば単線金属線複数本金属素線撚り合わされた撚線によって構成されている。撚線は圧縮加工されていてもよい。金属線または金属素線の材質としては、たとえば軟銅錫メッキ軟銅、銅合金アルミニウムアルミニウム合金などが挙げられる。導体11は、単線の場合、直径は特に限定されないが、たとえば0.5mm以上10.0mm以下であり、撚線の場合、公称断面積は特に限定されないが、たとえば0.5mm2以上400mm2以下である。

0012

絶縁層13は、電線ケーブル用途に用いられる通常の材料によって構成されている。

0013

シース12は、塩化ビニル樹脂組成物を含む。塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体、上記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の(メタ)アクリル酸エステル重合体、および可塑剤を含む。

0014

塩化ビニル樹脂としては、電線の絶縁用途に用いられる通常の塩化ビニル樹脂を用いることができる。塩化ビニル樹脂としては、たとえば、塩化ビニル単独重合体、塩化ビニルと他の共重合可能モノマーとの共重合体が挙げられる。塩化ビニル樹脂は、1種単独で用いても、2種以上を併用して用いてもよい。他の共重合可能なモノマーとしては、エチレン酢酸ビニル塩化ビニリデンアクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸メタクリル酸エステルが挙げられる。他の共重合可能なモノマーは、1種単独で用いても、2種以上を併用して用いてもよい。塩化ビニル樹脂の重合度は、特に限定されないが、重合度800〜2000であることが好ましい。

0015

(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体は、具体的には、粒子状ゴムの外部にグラフト層を有するコアシェル構造を有する。(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体は、たとえば、コア成分であるブタジエンの架橋ゴムおよび/またはスチレン・ブタジエンの架橋ゴムに、シェル成分として(メタ)アクリル酸エステルおよび必要に応じてスチレンをグラフト共重合させて得られる。(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体は、1種単独で用いても、2種以上を併用して用いてもよい。塩化ビニル樹脂組成物が(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体を含んでいると、得られる電線ケーブルの柔軟性が向上する。上記共重合体において、(メタ)アクリル酸エステルとしては、メタクリル酸メチルが好適に用いられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、「アクリル酸」および「メタクリル酸」の両方を意味する。

0016

(メタ)アクリル酸エステル重合体は、上記のように、上記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の(メタ)アクリル酸エステル重合体である。なお、本明細書において、単に「(メタ)アクリル酸エステル重合体」という場合は、上記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の(メタ)アクリル酸エステル重合体を意味する。塩化ビニル樹脂組成物が(メタ)アクリル酸エステル重合体を含んでいると、得られる電線ケーブルの柔軟性が向上する。(メタ)アクリル酸エステル重合体は、分子中の長鎖マトリックス樹脂である塩化ビニル樹脂と絡まることにより、疑似架橋状態を作り、溶融弾性を付与し、柔軟性が向上すると考えられる。

0017

(メタ)アクリル酸エステル重合体は、具体的には、(メタ)アクリル酸エステルの単独重合体、2種以上の(メタ)アクリル酸エステルの共重合体が挙げられる。(メタ)アクリル酸エステル重合体は、1種単独で用いても、2種以上を併用して用いてもよい。(メタ)アクリル酸エステルとしては、メチルアクリレートメチルメタクリレートエチルアクリレートエチルメタクリレート、n−プロピルアクリレートイソプロピルアクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルアクリレートイソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレートn−ブチルメタクリレートイソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレートn−ヘキシルアクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、トリデシルメタクリレートが挙げられる。さらに、(メタ)アクリル酸エステル重合体は、1種または2種以上の(メタ)アクリル酸エステルと、他の共重合可能なモノマーとの共重合体であってもよい。他の共重合可能なモノマーとしては、(メタ)アクリル酸、ヒドロキシ基を含有した(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。他の共重合可能なモノマーは、1種単独で用いても、2種以上を併用して用いてもよい。これらのうちで、(メタ)アクリル酸エステル重合体としては、アクリル酸ブチルメタクリル酸メチル共重合体が好適に用いられる。

0018

可塑剤は、具体的には、フタレート系可塑剤トリメリテート系可塑剤またはポリエステル系可塑剤が好ましい。可塑剤は、1種単独で用いても、2種以上を併用して用いてもよい。塩化ビニル樹脂組成物が可塑剤を含んでいると、得られる電線ケーブルの柔軟性が向上する。また、塩化ビニル樹脂組成物の耐熱性が向上するため、加工性も向上する。

0019

フタレート系可塑剤としては、ジウンデシルフタレートジトリデシルフタレートジ−2−エチルヘキシルフタレートジノルマルオクチルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジノルマルデシルフタレート、ジイソデシルフタレートが挙げられる。トリメリテート系可塑剤としては、トリ−2−エチルヘキシルトリメリテートトリノルマルオクチルトリメリテート、トリイソデシルトリメリテートが挙げられる。ポリエステル系可塑剤としては、ポリ1,3−ブタンジオールアジペートが挙げられる。これらのうちで、性能のバランスの良さの観点から、フタレート系可塑剤がより好適に用いられる。

0020

塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体を50質量部以上100質量部以下、(メタ)アクリル酸エステル重合体を10質量部以上50質量部以下、および可塑剤を5質量部以上50質量部以下の量で含む。

0021

(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体および(メタ)アクリル酸エステル重合体を上記の量で含んでいると、得られる電線ケーブルの柔軟性が向上する。また、可塑剤の量が少ないとき(たとえば5質量部のとき)も、得られる電線ケーブルの柔軟性を向上できる。(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体および(メタ)アクリル酸エステル重合体を上記の量で含んでいるとともに、可塑剤を上記の量で含んでいると、耐熱性も向上できる。すなわち、加熱減量も小さくなり、押出時に得られる電線ケーブルの外観も良好になる。

0022

(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体または(メタ)アクリル酸エステル重合体が、上記の量よりも多すぎる量で含まれていると、常温引張強度が低下する場合がある。また、可塑剤が、上記の量よりも多すぎる量で含まれていると、耐油引張伸び残率が低下したり、常温引張強度が低下したりする場合がある。一方、可塑剤が、上記の量よりも少なすぎる量で含まれていると、加工性が低下し、電線ケーブルの外観が損なわれる場合がある。

0023

(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸エステル重合体および可塑剤が上記の量で含まれていると、得られる電線ケーブルの柔軟性とともに、常温引張強度、耐油引張伸び残率および耐熱性をバランスよく向上できる。

0024

ところで、従来のPVケーブルでは、柔軟性を上げるためには、可塑剤を多量に配合する必要がある。しかしながら、可塑剤については、欧州RoHS指令(RoHS2)により、フタル酸エステル類物質が今後新たに規制されるなど、環境問題に配慮する必要がある。また、可塑剤を多量に配合すると、経時で可塑剤の染み出しによる物性の低下が懸念される。これに対して、本実施形態では、可塑剤が少量であっても、(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体および(メタ)アクリル酸エステル重合体を特定の量で用いることにより、柔軟性を向上できる。

0025

塩化ビニル樹脂組成物は、その他の成分として、充填剤、安定剤、難燃剤加工助剤、絶縁向上剤などをさらに含んでいてもよい。その他の成分は、それぞれ、1種単独で用いても、2種以上を併用して用いてもよい。その他の成分は、本発明の目的を損なわない量で用いることができる。

0026

充填剤としては、炭酸カルシウム炭酸マグネシウムクレー焼成カオリンタルクシリカ珪酸カルシウム珪酸アルミニウム珪酸マグネシウム硫酸バリウムなどの無機材料が挙げられる。充填剤は、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、具体的には2質量部以上10質量部以下の量で用いられる。

0027

安定剤は、熱安定性および毒性の観点から鉛やカドミウムを含まず、ハイドロタルサイトを含有することが好ましい。安定剤としては、ハイドロタルサイトおよびステリア酸亜鉛の混合物が挙げられる。安定剤は、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、具体的には5質量部以上15質量部以下の量で用いられる。

0028

難燃剤としては、水酸化マグネシウムが挙げられる。加工助剤としては、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、塩素化ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体が挙げられる。加工助剤は、塩化ビニル樹脂100質量部に対して、具体的には2質量部以上7質量部以下の量で用いられる。

0029

塩化ビニル樹脂組成物の製造方法は、上記成分が実質的に均一に分散、混合、混練される方法であればよく、特に限定されない。たとえば、バンバリーミキサーコニーダー、同方向型二軸押出機、異方向型二軸押出機、ロール式混練機バッチ式混練機などで上記成分を混練して、塩化ビニル樹脂組成物が得られる。電線ケーブル10の製造方法は、図1の構成が得られればよく、特に限定されない。たとえば、シース12は、被覆用押出機により、塩化ビニル樹脂組成物が押出成形されて得られる。

0030

また、シース12に含まれる塩化ビニル樹脂組成物は、たとえば以下の特性を有する。シース12に含まれる塩化ビニル樹脂組成物は、硬度がたとえば70以下である。また、常温引張強度がたとえば10MPa以上である。また、耐油引張伸び残率がたとえば80%以上である。また、加熱減量がたとえば10%以下である。なお、これらの特性の試験方法は、実施例にて詳述する。塩化ビニル樹脂組成物は上記特定の成分を特定の量で含むため、これらの特性を発揮できると考えられる。また、シース12の厚みは、たとえば0.5mm以上4.0mm以下である。

0031

<電線>
図2は、実施形態に係る電線(絶縁電線)の断面図である。図2に示すように、電線100は、導体101と、被覆層、すなわち絶縁層102とを有する。いいかえると、電線100は、導体101と、導体101の外周に設けられた絶縁層102とを有する。

0032

導体101については、電線ケーブル10で説明したものと同様である。

0033

絶縁層102は、塩化ビニル樹脂組成物を含む。塩化ビニル樹脂組成物は、塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体、上記(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体以外の(メタ)アクリル酸エステル重合体、および可塑剤を含む。塩化ビニル樹脂、(メタ)アクリル酸エステル・ブタジエン・スチレン共重合体、(メタ)アクリル酸エステル重合体、および可塑剤については、電線ケーブル10で説明したものと同様である。

0034

また、塩化ビニル樹脂組成物は、その他の成分として、充填剤、安定剤、難燃剤、加工助剤、絶縁向上剤などをさらに含んでいてもよい。その他の成分については、電線ケーブル10で説明したものと同様である。なお、電線100については、電線ケーブル10の説明における、電線ケーブルの柔軟性、電線ケーブルの外観などの「電線ケーブル」は、電線の柔軟性、電線の外観などの「電線」と読み替える。

0035

塩化ビニル樹脂組成物の製造方法については、電線ケーブル10で説明したものと同様である。電線100の製造方法は、図2の構成が得られればよく、特に限定されない。たとえば、絶縁層102は、被覆用押出機により、塩化ビニル樹脂組成物が押出成形されて得られる。

0036

また、絶縁層102に含まれる塩化ビニル樹脂組成物は、電線ケーブル10で説明したように、シース12に含まれる塩化ビニル樹脂組成物と同じ特性を有する。また、絶縁層102の厚みは、たとえば0.2mm以上4.0mm以下である。

0037

上述した電線ケーブル10は、単心であるが、多心であってもよい。また、電線ケーブル10は、通常の電線ケーブルに含まれる他の構成をさらに有していてもよい。たとえば、遮蔽層が形成されていてもよく、介在物を有していてもよい。また、電線ケーブル10において、絶縁層13が、上記塩化ビニル樹脂組成物で形成されていてもよい。

0038

上述した電線ケーブル10または電線100は、被覆層が架橋されていてもよい。被覆層が架橋された電線ケーブル10または電線100は、従来公知の方法により、押出成形後の被覆層を架橋して得ることができる。架橋は、化学架橋シラン架橋放射線架橋のいずれでもよく、必要に応じて上記塩化ビニル樹脂組成物に架橋剤を配合してもよい。

0039

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されない。

0040

[実施例1]
表1に示すように、塩化ビニル樹脂(信越化学株式会社製、商品名TK−1300)100質量部、メタクリル酸メチル・ブタジエン・スチレン共重合体(MBS樹脂、三菱レイヨン株式会社製、商品名C−223A)50質量部、アクリル酸ブチル・メタクリル酸メチル共重合物(MMA系高分子、三菱レイヨン株式会社製、商品名P−530A)10質量部、ジイソノニルフタレート(DINP、株式会社ジェイプラス製)5質量部、および安定剤(株式会社ADEKA製、商品名RUP−103)5質量部を配合し、混練して塩化ビニル樹脂組成物を得た。

0041

[実施例2〜8、比較例1〜8]
成分の量を表1、表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして塩化ビニル樹脂組成物を得た。

0042

[試験方法]
試験用シートの作製〕
表1、表2に示す成分を表1、表2に示す量でビーカーの中で配合した。この配合物を2本ロールミルにより165℃で8分間混練した。混練して得られたシートプレス機により180℃で10分間加圧して、15cm×15cmのシートを得た。シートの厚さは、硬度試験用は2mmとした。また、常温引張強度、耐油引張伸び残率および加熱減量試験用は1mmとした。

0043

〔硬度〕
硬度は、JIS A 10秒後に準拠して試験した。

0044

〔常温引張強度、耐油引張伸び残率〕
常温引張強度および耐油引張伸び残率は、JIS K 6723「軟質ポリ塩化ビニルコンパウンド」に準拠して試験した。

0045

〔加熱減量〕
試験用シートを100℃で120時間加熱した。加熱減量は、加熱前後の試験用シートの重量(g)を測定し、以下の式により算出した。
加熱減量(%)=(加熱前重量−加熱後重量)/加熱前重量×100

0046

〔加工性〕
導体上に塩化ビニル樹脂組成物を押出し、被覆層を形成した。押出条件は以下の通りである。押出機のシリンダー部分における温度制御フィーダー側からダイス側に向けて2ゾーン(C1ゾーンおよびC2ゾーン)に分け、C1ゾーンを160℃、C2ゾーンを155℃、ダイス温度を150℃に設定した。スクリュー回転数は50rpmとした。
押出時に被覆層の外観を確認し、外観が良好な場合を〇とし、不良な場合を×とした。

0047

表1、表2に、塩化ビニル樹脂組成物における成分量とともに、上記試験方法による結果を示す。

0048

実施例

0049

0050

10電線ケーブル
100電線
11、101導体
12シース
13、102 絶縁層

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