(57)【要約】【課題】架橋処理を行うことなく、高い耐熱性を備える樹脂組成物及びこれを用いた被覆電線を提供する。【解決手段】本発明の樹脂組成物は、シンジオタクチックポリスチレン、スチレン系熱可塑性エラストマー及び金属水酸化物を含有する。そして、シンジオタクチックポリスチレン（Ａ）及びスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）は、５１／４９〜７０／３０である。また、金属水酸化物の重量比は、シンジオタクチックポリスチレン及びスチレン系熱可塑性エラストマーの合計１００重量部に対し、５０〜２００重量部である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンジオタクチックポリスチレン、スチレン系熱可塑性エラストマー及び金属水酸化物を含有し、
前記シンジオタクチックポリスチレン（Ａ）及びスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）は、５１／４９〜７０／３０であり、
前記金属水酸化物の重量比は、前記シンジオタクチックポリスチレン及びスチレン系熱可塑性エラストマーの合計１００重量部に対し、５０〜２００重量部であることを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
前記スチレン系熱可塑性エラストマーは、変性スチレン系熱可塑性エラストマーを含むことを特徴とする請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
前記スチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−メチル−ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、エチルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、ｏ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン及びｐ−シクロヘキシルスチレンからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
前記金属水酸化物は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、水和珪酸アルミニウム及び水和珪酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の樹脂組成物と、
前記樹脂組成物によって被覆される金属導体と、
を備えることを特徴とする被覆電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架橋処理を不要としつつも高い耐熱性を備えた樹脂組成物及びこの樹脂組成物を絶縁被覆層として用いた被覆電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車に配索される被覆電線の被覆層には、耐熱性、耐薬品性、難燃性等が要求される。このような被覆層に用いるための樹脂組成物としては、例えば特許文献１に記載のものが開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の樹脂組成物は、ポリエチレン樹脂及びエチレン共重合体からなるベース樹脂に対し、難燃性を有した金属水和物、酸化防止剤及び重金属不活性化剤が配合されている。そして、当該樹脂組成物はアルミニウム導体に被覆された後、電子線等の照射による架橋処理が行われることにより、耐熱性等の特性が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−９９４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の樹脂組成物は、耐熱性を高めるために架橋処理が必要となっている。このため、電子線照射等の作業が必要であり、製造工程が複雑となる。また、更なる架橋処理は、自然環境への負荷を大きくしてしまう。
【０００６】
本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、架橋処理を不要としても、高い耐熱性を備えた樹脂組成物及びこの樹脂組成物を用いた被覆電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様に係る樹脂組成物は、シンジオタクチックポリスチレン、スチレン系熱可塑性エラストマー及び金属水酸化物を含有し、シンジオタクチックポリスチレン（Ａ）及びスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）は、５１／４９〜７０／３０であり、金属水酸化物の重量比は、シンジオタクチックポリスチレン及びスチレン系熱可塑性エラストマーの合計１００重量部に対し、５０〜２００重量部であることを要旨とする。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る樹脂組成物は、第１の態様の樹脂組成物に関し、スチレン系熱可塑性エラストマーが変性スチレン系熱可塑性エラストマーを含むことを要旨とする。
【０００９】
本発明の第３の態様に係る樹脂組成物は、第１又は第２の態様の樹脂組成物に関し、スチレン系熱可塑性エラストマーが、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−メチル−ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、エチルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、ｏ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン及びｐ−シクロヘキシルスチレンからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを要旨とする。
【００１０】
本発明の第４の態様に係る樹脂組成物は、第１乃至第３の態様の樹脂組成物に関し、金属水酸化物が、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、水和珪酸アルミニウム及び水和珪酸マグネシウムからなる群から選ばれる少なくとも一つであることを要旨とする。
【００１１】
本発明の第５の態様に係る被覆電線は、第１乃至第４の態様の樹脂組成物と、樹脂組成物によって被覆される金属導体とを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の樹脂組成物は、耐熱性、難燃性、耐薬品性及び低温性に優れている。さらに、当該樹脂組成物は、電子線照射等の架橋処理が不要であり、製造工程を簡素化することができるため、自然環境への負荷を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る被覆電線を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。
【００１５】
本実施形態の樹脂組成物は、シンジオタクチックポリスチレン（以下、ＳＰＳともいう。）にスチレン系熱可塑性エラストマーを配合した樹脂をベースとし、これに金属水酸化物を配合したものである。
【００１６】
ＳＰＳは通常のポリスチレン（ＰＳ）が有するアタクチック構造とは異なり、シンジオタクチック構造を有している。ＳＰＳがシンジオタクチック構造を有していることにより高い結晶性を有し、その結果、通常のポリスチレンと比較して高い耐熱性を備えている。一方、ＳＰＳだけでは柔軟性、難燃性、低温性が十分でないという問題がある。そのため、本実施形態の樹脂組成物は、ＳＰＳにスチレン系熱可塑性エラストマー及び金属水酸化物を配合するものである。
【００１７】
スチレン系熱可塑性エラストマーは、樹脂組成物に低温性及び柔軟性を付与するために配合される。このようなスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、芳香族ビニル系重合体ブロック（ハードセグメント）と共役ジエン系重合体ブロック（ソフトセグメント）とを有するブロック共重合体又はランダム共重合体を用いることができる。
【００１８】
ここで、芳香族ビニル系重合体とは、芳香族ビニル系化合物の単量体を重合して得られる重合体のことである。このような芳香族ビニル系化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、α−エチルスチレン、α−メチル−ｐ−メチルスチレン等のα−アルキル置換スチレンや、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、２，４−ジメチルスチレン、エチルスチレン、２，４，６−トリメチルスチレン、ｏ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−ｔ−ブチルスチレン、ｐ−シクロヘキシルスチレン等のアルキル置換スチレンを用いることができる。
【００１９】
共役ジエン系重合体とは、共役ジエン系化合物の単量体を重合して得られる重合体のことである。このような共役ジエン系化合物としては、１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−オクタジエン、１，３−ヘキサジエン、１，３−シクロヘキサジエン、４，５−ジエチル−１，３−オクタジエン、３−ブチル−１，３−オクタジエン、ミルセン、クロロプレンなどを用いることができる。
【００２０】
上記芳香族ビニル系重合体及び共役ジエン系重合体を重合させて得られるスチレン系熱可塑性エラストマーは、単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
【００２１】
本実施形態の樹脂組成物において、ＳＰＳ（Ａ）及びスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）は、５１／４９〜７０／３０である必要がある。ＳＰＳが５１重量部未満では十分な耐薬品性が得られない恐れがあり、７０重量部を超える場合には十分な低温性が得られない恐れがある。一方、スチレン系熱可塑性エラストマーの配合比が３０重量部未満の場合には十分な低温性が得られない恐れがあり、４９重量部を超える場合には十分な耐薬品性が得られない恐れがある。
【００２２】
なお、ＳＰＳ（Ａ）及びスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）は、６０／４０〜６５／３５であることが好ましい。この場合、耐熱性だけでなく耐薬品性や低温性にも優れた樹脂組成物を得ることができる。
【００２３】
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、一部に変性スチレン系熱可塑性エラストマーを含むものを用いることができる。変性スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、上述したスチレン系熱可塑性エラストマー構造にマレイン酸等の官能基を取り入れたエラストマーを用いることができる。このような変性スチレン系熱可塑性エラストマーをスチレン系熱可塑性エラストマーの一部に含むことにより、金属水酸化物の配合比が多くなった場合における物性値の低下を防止することができる。
【００２４】
変性スチレン系熱可塑性エラストマーの配合比としては、スチレン系熱可塑性エラストマーと同量か、それ以下が良好である。なお、変性スチレン系熱可塑性エラストマーを一部に含む場合にあっても、スチレン系熱可塑性エラストマーの重量比は上述した４９〜３０重量部の範囲である。
【００２５】
金属水酸化物は、難燃剤として樹脂組成物に配合される。金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）３）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）２）、塩基性炭酸マグネシウム（ｍＭｇＣＯ３・Ｍｇ（ＯＨ）２・ｎＨ２Ｏ）、水和珪酸アルミニウム（ケイ酸アルミニウム水和物，Ａｌ２Ｏ３・３ＳｉＯ２・ｎＨ２Ｏ）、水和珪酸マグネシウム（ケイ酸マグネシウム五水和物，Ｍｇ２Ｓｉ３Ｏ８・５Ｈ２Ｏ ）等の水酸基又は結晶水を有する金属化合物の一種又は複数を用いることができる。この中でも金属水酸化物としては、水酸化マグネシウムが特に好ましい。
【００２６】
金属水酸化物の重量比は、シンジオタクチックポリスチレン及びスチレン系熱可塑性エラストマーの合計１００重量部に対し、５０〜２００重量部、好ましくは８０〜１２０重量部である。金属水酸化物の配合比が５０重量部未満の場合には、十分な難燃性を付与することができない恐れがあり、２００重量部を超える場合には、耐摩耗性、低温性が悪化する恐れがある。
【００２７】
これらの金属水酸化物は樹脂材料への相溶性を考慮して表面処理がなされたものが好ましいが、表面処理がなされなくても物性が悪化しない範囲であれば用いることができる。金属水酸化物への表面処理としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、又はステアリン酸、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸、脂肪酸金属塩等を用いて行うことが好ましい。金属水酸化物は単独使用してもよく、複数種を併用してもよい。
【００２８】
本実施形態の樹脂組成物には、以上の必須成分に加えて、本実施形態の効果を妨げない範囲で種々の添加剤を配合することができる。添加剤としては、難燃剤、難燃助剤、酸化防止剤、金属不活性剤、老化防止剤、滑剤、充填剤、補強剤、紫外線吸収剤、安定剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、帯電防止剤、発泡剤等が挙げられる。
【００２９】
図１は本実施形態の被覆電線１の一例を示す。被覆電線１は、金属導体２を絶縁被覆層３で被覆することにより形成されている。
【００３０】
金属導体２は、１本の素線のみで構成されてもよく、複数本の素線を束ねて構成されたものであってもよい。そして金属導体２は、導体径や導体の材質などについて特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜定めることができる。金属導体２の材料としては、銅、銅合金及びアルミニウム、アルミニウム合金等の公知の導電性金属材料を用いることができる。
【００３１】
次に、本実施形態の被覆電線の製造方法について説明する。被覆電線１の絶縁被覆層３は、上述の材料を混練することにより調製されるが、その方法は公知の手段を用いることができる。例えば、連続押出機や、予めヘンシェルミキサー等の高速混合装置を用いてプリブレンドした後、バンバリーミキサー、ニーダー、ロールミル等の公知の混練機を用いて混練することにより、絶縁被覆層３を構成する樹脂組成物を得ることができる。
【００３２】
そして、本実施形態の被覆電線において、金属導体２を絶縁被覆層３で被覆する方法も公知の手段を用いることができる。例えば、絶縁被覆層３は、一般的な押出成形法により形成することができる。そして、押出成形法で用いる押出機としては、例えば単軸押出機や二軸押出機を使用し、スクリュー、ブレーカープレート、クロスヘッド、ディストリビューター、ニップル及びダイスを有するものを使用することができる。
【００３３】
そして、絶縁被覆層３の樹脂組成物を調製する場合には、ＳＰＳ及びスチレン系熱可塑性エラストマーが十分に溶融する温度に設定された二軸押出機に、ＳＰＳ及びスチレン系熱可塑性エラストマーを投入する。この際、金属水酸化物、さらには必要に応じて、難燃剤や難燃助剤、酸化防止剤などの他の成分も投入する。そして、ＳＰＳ及びスチレン系熱可塑性エラストマー等はスクリューにより溶融及び混練され、一定量がブレーカープレートを経由してクロスヘッドに供給される。溶融したＳＰＳ及びスチレン系熱可塑性エラストマー等は、ディストリビューターによりニップルの円周上へ流れ込み、ダイスにより導体の外周上に被覆された状態で押し出されることにより、金属導体２の外周を被覆する絶縁被覆層３を得ることができる。
【００３４】
このように本発明の被覆電線では、一般の電線用樹脂組成物と同様に押出成形により絶縁被覆層を形成することができる。そして、成形後に電子線等による架橋工程が不要であるため、生産効率を高めることが可能となる。さらに、このような被覆電線１は、高い耐熱性を有し、ＩＳＯ（国際標準規格）６７２２に規定される自動車用電線の耐薬品性、難燃性及び低温性を満足した電線とすることができる。
【００３５】
以上のように、本発明の樹脂組成物は、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、スチレン系熱可塑性エラストマー及び金属水酸化物を含有する。さらに、ＳＰＳ（Ａ）及びスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の重量比（Ａ／Ｂ）が５１／４９〜７０／３０であり、金属水酸化物の重量比がＳＰＳ及びスチレン系熱可塑性エラストマーの合計１００重量部に対し５０〜２００重量部である。これにより、耐熱性、難燃性、耐薬品性及び低温性を備えつつも、電子線照射等の架橋処理が不要となる。その結果、製造工程を簡素化することができるため、自然環境への負荷を軽減することが可能となる。さらに本発明の樹脂組成物は、高温環境下でも自己融着及び他部材との融着を起こし難い。そして、このような樹脂組成物は、被覆電線だけでなく耐熱性が要求される部位の樹脂成形物として用いることもできる。
【００３６】
また、本発明の樹脂組成物は、スチレン系熱可塑性エラストマーの一部に変性スチレン系熱可塑性エラストマーを含むことがより好ましい。これにより、金属水酸化物の配合比が多くなっても、物性値の低下を防止することができる。
【００３７】
本発明の被覆電線によれば、上述の樹脂組成物が金属導体に被覆されているため、高い耐熱性、難燃性、耐薬品性及び低温性を有し、ＩＳＯ６７２２の規定を満足することができる。
【実施例】
【００３８】
以下、本発明を実施例及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るものではない。
【００３９】
［実施例及び比較例の試料調製］
まず、樹脂組成物の材料として、シンジオタクチックポリスチレン、スチレン系熱可塑性エラストマー、変性スチレン系熱可塑性エラストマー及び金属水酸化物を準備した。シンジオタクチックポリスチレンとしては、商品名「ザレックＳ１０６」（出光興産株式会社製）を用いた。スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、商品名「ハイブラー７３１１」（株式会社クラレ製）、変性スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、商品名「タフテックＭ１９４３」（旭化成ケミカルズ株式会社製）を用いた。金属水酸化物としては、商品名「ＫＩＳＵＭＡ５Ａ」（協和化学工業株式会社製）である水酸化マグネシウムを用いた。表１は実施例１乃至８の組成を示し、表２は比較例１乃至４の組成を示す。
【００４０】
以上の樹脂及び金属水酸化物を表１及び２に示す配合量で２軸混練機に投入して混練することにより、各実施例及び比較例の樹脂組成物を調製した。その後、混練した樹脂組成物を押出成形機により押出成形して金属導体を被覆し、各実施例及び比較例の被覆電線を作製した。また、金属導体の材料としては銅を用いた。そして、作製した被覆電線を試験サンプルとして、次の評価を行った。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
【表２】
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【００４３】
［評価］
上記実施例及び比較例で得られた被覆電線について、次の方法により、耐薬品性、低温性、難燃性及び高温融着性の評価を実施した。
【００４４】
＜耐薬品性評価＞
まず、実施例及び比較例の各試験サンプルを複数準備した。そして、各試験サンプルの中央部における円周上の１２０度離れた３箇所で電線の外径を測定し、３箇所の測定値の平均値を算出した。
【００４５】
そして、試験サンプルを表３に示す各試験液に２０時間浸漬させた。この際、試験サンプルの両端が試験液の表面から露出した状態で浸漬させた。浸漬後、試験液から試験サンプルを取り出して表面に付着している試験液を拭き取り、室温で３０分間乾燥させた。そして、乾燥後５分以内に浸漬前と同じ箇所で外形を測定した。さらに、試験サンプルをマンドレルに巻き付け、亀裂の有無を確認した。なお、マンドレルの直径は、試験サンプルの最大仕上がり外径の５倍とした。
【００４６】
マンドレルに巻き付けた際に、亀裂が確認されない場合には、さらに耐電圧試験を実施した。具体的には、マンドレルに巻き付けた試験サンプルに１ｋＶの電圧を１分間印加し、導通が遮断されなかったものを「○」（合格）と評価し、導通が遮断されたものを「×」（不合格）と評価した。
【００４７】
そして、各試験液において、浸漬前後での試験サンプルの外径変化率が表３に記載の許容外径変化率より小さく、さらに巻き付け試験後の耐電圧試験にも合格した試験サンプルを最終的に「○」と評価した。しかし、試験サンプルのうち、外径変化率が表３の数値以上であるもの、巻き付け試験で亀裂が発生したもの、又は耐電圧試験で不合格となったものは最終的に「×」と評価した。
【００４８】
【表３】
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【００４９】
＜低温性評価＞
各実施例及び比較例の被覆電線を６００ｍｍに切断し、試験サンプルとした。また、試験サンプルを巻き付けるためのマンドレルとして、当該試験サンプルの直径に対し５倍の直径を有するマンドレルを準備した。そして、低温性評価にあっては、試験サンプル及びマンドレルを−４０±２℃の低温槽に投入して十分に冷却した。
【００５０】
低温槽で冷却した後、低温槽内で試験サンプルをマンドレルに３回以上巻き付けた。その後、低温槽から取り出し、試験サンプルを室温に戻して巻き付け部における金属導体の露出の有無を目視で確認した。そして、目視の結果、金属導体の露出が認められなかった試験サンプルに対しては、さらに上述の耐電圧試験を行った。耐電圧試験によって導通が遮断されなかったものを「○」と評価した。金属導体の露出が認められたもの、又は耐電圧試験によって導通が遮断されたものを「×」と評価した。
【００５１】
＜難燃性評価＞
実施例及び比較例の各試験サンプルを４５度の角度でドラフト内に設置し、ＩＳＯ６７２２に規定される難燃試験を行った。すなわち、金属導体の断面積が２．５ｍｍ２以下の試験サンプルの場合は、試験サンプルの下端にブンゼンバーナーの内炎部を１５秒間接触させた後ブンゼンバーナーから外した。また、金属導体の断面積が２．５ｍｍ２を超える試験サンプルの場合は、試験サンプルの下端にブンゼンバーナーの内炎部を３０秒間接触させた後ブンゼンバーナーから外した。
【００５２】
そして、試験サンプルからブンゼンバーナーを外した後、絶縁被覆層上の炎が７０秒以内に全て消え、試験サンプルの絶縁被覆層が燃焼せずに５０ｍｍ以上残ったものを「○」と評価した。試験サンプルからブンゼンバーナーを外した後に７０秒を超えて燃え続けるか、試験サンプルの絶縁被覆層の焼け残りが５０ｍｍ未満のものを「×」と評価した。
【００５３】
＜高温融着性試験＞
試験サンプルと同じ直径のマンドレルに、絶縁被覆層がしっかりと密着する状態で試験サンプルを６回以上巻き付け、２００℃の雰囲気のギアオーブン内に投入した。さらに、この状態で３０分間保持し、ギアオーブンから取り出しの後、室温まで冷却した。そして、マンドレルに巻き付けた試験サンプルの表面に亀裂が発生しているか否か及び絶縁被覆層同士が融着しているか否かを目視にて確認した。亀裂が発生せず、絶縁被覆層同士が融着していないものを「○」と評価し、亀裂の発生又は絶縁被覆層同士の融着が発生したものを「×」と評価した。
【００５４】
表１に示すように本発明に包含される実施例１〜８は、耐薬品性、低温性、難燃性及び高温融着性の全てにおいて良好な結果を示した。これに対し、表２に示すように本発明外の比較例１〜４は、高温融着性については良好な結果を示すものの、耐薬品性、低温性、難燃性のいずれかが悪化する結果となった。
【００５５】
以上、本発明を実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  被覆電線
２  金属導体
３  絶縁被覆層
【図１】
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