プラスチック vs ゴム：ケーブル絶縁材料の比較

電力伝送と信号伝達の重要なコンポーネントである電線とケーブルは、電気システムの安定性、機器の寿命、および人員の安全に直接影響します。絶縁層は、導体を保護するための重要なバリアとして機能し、漏れ電流を防ぎ、環境劣化に抵抗します。この記事では、2つの主要な絶縁材料であるプラスチックとゴムを包括的に比較し、その利点、制限、適用シナリオ、および選択基準を検討して、エンジニアリング専門家と意思決定者に情報を提供します。

絶縁層は、以下の重要な機能を実行します。

• 電流の絶縁： 電気漏れや感電の危険を防ぎます。
• 導体の保護： 湿気、化学物質、および極端な温度から保護します。
• 機械的補強： 引張強度、曲げ抵抗、および衝撃許容度を向上させます。
• 耐火性： 特定の材料は、火災中の火炎伝播を遅らせます。

絶縁性能はケーブルの信頼性を根本的に決定するため、材料の選択は重要な設計上の考慮事項となります。

プラスチック絶縁は、材料の入手可能性、加工の容易さ、およびコスト効率により、ケーブル市場を支配しています。

• PVC（ポリ塩化ビニル）： 最も広く使用されているプラスチック絶縁体は、手頃な価格、加工性、および適切な難燃性を提供しますが、温度許容度（≤70°C）が限られており、燃焼時に有毒なハロゲンを放出します。
• PE（ポリエチレン）： 高周波用途において、優れた誘電特性と耐薬品性で優れていますが、熱的に制限され、可燃性です。
• XLPE（架橋PE）： 分子架橋により、中/高電圧用途向けに、熱安定性（≤90°C）、機械的強度、および耐薬品性が向上します。
• PP（ポリプロピレン）： PEと比較して、耐薬品性/耐熱性を特徴としますが、電気的性能は劣ります。

• コスト効率の高い生産と調達
• 優れた誘電特性
• 固有または強化された難燃性
• 幅広い電圧定格への適用性
• 軽量構造

• 狭いスペースでの柔軟性の低下
• より狭い温度動作範囲
• 屋外使用におけるUV劣化に対する感受性
• ハロゲン化バリアントに関する環境への懸念

ゴム絶縁は、要求の厳しい用途向けに、優れた弾性、耐久性、および耐環境性を提供します。

• ネオプレン： 厳しい産業環境向けに、優れた耐油性/耐薬品性/耐候性。
• EPR（エチレンプロピレンゴム）： 電気的完全性と熱安定性（-50°C～+150°C）および耐老化性を組み合わせたもの。
• シリコーンゴム： 比類のない温度範囲（-60°C～+200°C）と安定した誘電性能。

• 動的な設置のための比類のない柔軟性
• 堅牢な機械的耐久性
• 拡張された熱動作ウィンドウ
• 優れた長期的な老化特性
• 特殊な耐薬品性オプション

• 材料費と製造コストが高い
• 単位長あたりの重量の増加
• 添加剤を必要とする可変難燃性
• より複雑な設置ロジスティクス

材料の選択には、以下の評価が必要です。

• 環境条件： 極端な温度、化学物質への暴露、UV放射線
• 電気的パラメータ： 電圧クラス、周波数、電流容量
• 機械的需要： フレックスサイクル、引張荷重、摩耗のリスク
• 経済的考慮事項： 予算制約とライフサイクルコスト
• 安全コンプライアンス： 難燃性/煙毒性要件

• 固定屋内配線： コスト効率のためのPVCケーブル
• 屋外/産業用： 耐環境性のためのネオプレンまたはEPR
• 動的用途： 繰り返し曲げのためのシリコーンゴム
• 極端な温度： 特殊ゴムコンパウンド

新たなトレンドには以下が含まれます。

• 極端な環境向けの高性能ポリマー
• ハロゲンフリーの環境に優しい配合
• 組み込みの監視機能を備えたスマートケーブル
• 高度なナノコンポジット材料

プラスチック対ゴムの選択は、技術経済的な最適化の課題を表しています。プラスチックは、コスト上の利点を通じて一般用途を支配していますが、ゴムソリューションは、環境ストレスまたは機械的需要が優勢な場合に重要な性能を提供します。適切な材料仕様には、総所有コストに対する技術要件の全体的な評価と、適用可能な安全基準の厳格な遵守が必要です。