(57)【要約】【課題】比誘電率が低く、薄肉に成形した場合であっても絶縁破壊特性に優れる樹脂組成物及びそれを用いた被覆材料及び絶縁材を提供する。【解決手段】（Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）シンジオタクチックポリスチレン樹脂２５〜２８０質量部を含む混合物を溶融混練して得られることを特徴とする樹脂組成物、及び該樹脂組成物を含んでなる被覆材料及び該樹脂組成物を成形してなる絶縁材である。当該絶縁材としては、電線被覆材やモーターインシュレーターなどに適用することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）シンジオタクチックポリスチレン樹脂２５〜２８０質量部を含む混合物を溶融混練して得られることを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】
前記混合物中の（Ｂ）成分の含有量が、前記（Ａ）成分１００質量部に対して５０〜７０質量部である請求項１に記載の樹脂組成物。
【請求項３】
導体に被覆材を被覆してなる電線の被覆材に用いられる請求項１又は２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂組成物を含んでなる被覆材料。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂組成物を成形してなる絶縁材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂組成物及び絶縁材に関し、具体的には、電線被覆材やモーターインシュレーターなどの絶縁材として有用な樹脂組成物及びそれを用いた被覆材料及び絶縁材に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車分野においては、ハイブリッド自動車や電気自動車への展開が加速してきており、その背景から高効率モーターの需要が拡大しつつある。このようなハイブリッド自動車などのモーター周辺に使用される絶縁材（電線被覆材、モーターインシュレーターなど）としては高密度化の要求が高まっており、その要求を満たすためには絶縁材を薄肉化する必要がある。印加電圧に対する絶縁材の膜厚の限界値は誘電率（比誘電率）に依存することから、薄肉化するに当たり絶縁材の低誘電率化が必須である。
一方、上記のような用途の絶縁材は高電圧下で使用されるため、薄肉化した場合には絶縁破壊を起こす懸念があることから、優れた絶縁破壊特性が要求される。
【０００３】
ポリフェニレンサルファイド樹脂（以下「ＰＰＳ樹脂」とも呼ぶ）に代表されるポリアリーレンサルファイド樹脂（以下「ＰＡＳ樹脂」とも呼ぶ）は、高い耐熱性、機械的物性、耐化学薬品性、寸法安定性、難燃性を有していることから、電気・電子機器部品材料、自動車機器部品材料、化学機器部品材料等に広く使用されている。このようにＰＡＳ樹脂は優れた諸性能を有するものの、単独では上記のような要求性能を満たすことができず、ハイブリッド自動車などのモーター周辺の絶縁材として使用するのは困難である。
【０００４】
一方、シンジオタクチックポリスチレン樹脂（以下「ＳＰＳ樹脂」とも呼ぶ）は、ポリスチレンの特長と結晶性樹脂の特長とを併せ持つ樹脂であり、低比重、低誘電損失であって、耐熱性、耐薬品性、流動性などに優れるエンジニアリングプラスチックとして近年様々な分野で使用されている。
【０００５】
以上のＰＡＳ樹脂とＳＰＳ樹脂とを混合して所望の性能を引き出す試みがなされている（例えば、特許文献１〜２参照）。
特許文献１においては、ＰＡＳ樹脂とＳＰＳ樹脂とその他の成分とを所定の比率で混合した樹脂組成物であり、ＳＰＳ樹脂本来の性能に対し、難燃剤の配合量を抑えつつ難燃性や耐トラッキング性を付与している。  
また、特許文献２においては、絶縁電線に用いられる絶縁被覆として、ＰＡＳ樹脂とＳＰＳ樹脂とを所定の比率で混合した樹脂組成物を用いて形成することで、従来と同等の厚みでありながら高い部分放電開始電圧を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２６０９６３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１０５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、以上の樹脂組成物は、薄肉に成形した場合において低比誘電率化と優れた絶縁破壊特性とを両立できるものではなかった。
【０００８】
本発明は、以上の従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、比誘電率が低く、薄肉に成形した場合であっても絶縁破壊特性に優れる樹脂組成物及びそれを用いた被覆材料及び絶縁材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＰＡＳ樹脂に対するＳＰＳ樹脂の含有量を特定の範囲とすると絶縁破壊特性において特に優れた効果を奏することを見出しなされたものである。
すなわち、前記課題を解決する本発明は以下の通りである。
（１）（Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）シンジオタクチックポリスチレン樹脂２５〜２８０質量部を含む混合物を溶融混練して得られることを特徴とする樹脂組成物。
【００１０】
（２）前記混合物中の（Ｂ）成分の含有量が、前記（Ａ）成分１００質量部に対して５０〜７０質量部である前記（１）に記載の樹脂組成物。
【００１１】
（３）導体に被覆材を被覆してなる電線の被覆材に用いられる前記（１）又は（２）に記載の樹脂組成物。
【００１２】
（４）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の樹脂組成物を含んでなる被覆材料。
【００１３】
（５）前記（１）〜（３）のいずれかに記載の樹脂組成物を成形してなる絶縁材。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、比誘電率が低く、薄肉に成形した場合であっても絶縁破壊特性に優れる樹脂組成物及びそれを用いた被覆材料及び絶縁材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ＳＰＳ樹脂の含有量と、絶縁破壊強さ及び比誘電率との関係を示すグラフである。
【図２】１ｍｍ及び２ｍｍの各肉厚の試験片における、ＳＰＳ樹脂の含有量に対する絶縁破壊強さとの関係を示すグラフである。
【図３】絶縁破壊強さの測定時における試験片と電極の配置構成を概念的に示す図である。
【図４】実施例２、８及び比較例３についての耐熱老化性の評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜樹脂組成物＞
本発明の樹脂組成物は、（Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂１００質量部に対して、（Ｂ）シンジオタクチックポリスチレン２５〜２８０質量部を含む混合物を溶融混練して得られることを特徴としている。
以下に、各成分について詳述する。
【００１７】
［（Ａ）ポリアリーレンサルファイド樹脂（ＰＡＳ樹脂）］
ＰＡＳ樹脂は、主として、繰返し単位として−（Ａｒ−Ｓ）−（但しＡｒはアリーレン基）で構成された高分子化合物であり、本発明では一般的に知られている分子構造のＰＡＳ樹脂を使用することができる。
【００１８】
上記アリーレン基としては、例えば、ｐ−フェニレン基、ｍ−フェニレン基、ｏ−フェニレン基、置換フェニレン基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンスルフォン基、ｐ，ｐ’−ビフェニレン基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンエーテル基、ｐ，ｐ’−ジフェニレンカルボニル基、ナフタレン基などが挙げられる。ＰＡＳ樹脂は、上記繰返し単位のみからなるホモポリマーでもよいし、下記の異種繰返し単位を含んだコポリマーが加工性等の点から好ましい場合もある。
【００１９】
ホモポリマーとしては、アリーレン基としてｐ−フェニレン基を用いた、ｐ−フェニレンサルファイド基を繰返し単位とするポリフェニレンスルフィド樹脂が好ましく用いられる。また、コポリマーとしては、前記のアリーレン基からなるアリーレンサルファイド基の中で、相異なる２種以上の組み合わせが使用できるが、中でもｐ−フェニレンサルファイド基とｍ−フェニレンサルファイド基を含む組み合わせが特に好ましく用いられる。この中で、ｐ−フェニレンサルファイド基を７０モル％以上、好ましくは８０モル％以上含むものが、耐熱性、成形性、機械的特性等の物性上の点から適当である。また、これらのＰＡＳ樹脂の中で、２官能性ハロゲン芳香族化合物を主体とするモノマーから縮重合によって得られる実質的に直鎖状構造の高分子量ポリマーが、特に好ましく使用できる。尚、異なる２種類以上の分子量のＰＡＳ樹脂を混合して用いてもよい。
【００２０】
尚、直鎖状構造のＰＡＳ樹脂以外にも、縮重合させるときに、３個以上のハロゲン置換基を有するポリハロ芳香族化合物等のモノマーを少量用いて、部分的に分岐構造または架橋構造を形成させたポリマーや、低分子量の直鎖状構造ポリマーを酸素等の存在下、高温で加熱して酸化架橋または熱架橋により溶融粘度を上昇させ、成形加工性を改良したポリマーも挙げられる。
【００２１】
本発明に使用する基体樹脂としてのＰＡＳ樹脂の溶融粘度（３１０℃・せん断速度１２１６ｓｅｃ−１）は、上記混合系の場合も含め６００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、中でも２０〜３００Ｐａ・ｓの範囲にあるものは、機械的物性と流動性のバランスが優れており、特に好ましい。
【００２２】
［（Ｂ）シンジオタクチックポリスチレン樹脂（ＳＰＳ樹脂）］
シンジオタクチックポリスチレン樹脂は、シンジオタクチック構造を有するポリスチレンであり、シンジオタクチック構造とは、炭素−炭素結合から形成される主鎖に対して側鎖であるフェニル基が交互に反対方向に位置するように規則的に配列する立体構造を有するものである。このような構造のＳＰＳ樹脂は、汎用ポリスチレンとは全く異なった性質を示す結晶性樹脂あり、汎用ポリスチレンの低比重・耐加水分解性・低誘電損失・低誘電率などの特性に加え、耐熱性、耐薬品性を兼ね備えた熱可塑性樹脂である。
このようなＳＰＳ樹脂の製造方法は特開昭６２−１０４８１８号公報などに記載されている。また、市販品としては、出光興産（株）製、ザレック（登録商標）を用いることができる。
【００２３】
本発明においては、ＰＡＳ樹脂１００質量部に対して、ＳＰＳ樹脂を２５〜２８０質量部含有する。当該ＳＰＳ樹脂が２５質量部未満であると低比誘電率化及び優れた絶縁破壊特性の効果を発揮することができず、２８０質量部を超えると優れた絶縁破壊特性の効果を発揮することができない。つまり、当該ＳＰＳ樹脂の含有量範囲が２５〜２８０質量部のときに絶縁破壊特性において顕著な効果を発揮するのであり、その範囲を外れると絶縁破壊特性に劣る。当該ＳＰＳ樹脂の含有量は、より優れた絶縁破壊特性を発揮するため、３５〜１５０質量部とすることが好ましく、３５〜１００質量部とすることがより好ましく、５０〜１００質量部とすることがさらに好ましく、５０〜７０質量部とすることが特に好ましい。
【００２４】
図１は、肉厚１ｍｍの試験片における、ＰＡＳ樹脂１００質量部に対するＳＰＳ樹脂の含有量と、絶縁破壊強さ及び比誘電率との関係を示すグラフである。図１に示す通り、ＳＰＳ樹脂の含有量が多くなるほど比誘電率は低下する。また、ＳＰＳ樹脂の含有量に対する絶縁破壊強さの変化は上に凸のグラフで表され、上記の通り、ＳＰＳ樹脂の含有量が２５〜２８０質量部のときに絶縁破壊強さが大きいことが分かる。そして、ＳＰＳ樹脂の含有量が５０〜１００質量部のときに絶縁破壊強さは顕著に大きくなる。従って、特に、ＰＡＳ樹脂１００質量部に対するＳＰＳ樹脂の含有量が５０〜１００質量部（さらには５０〜７０質量部）のときに低比誘電率かつ優れた絶縁破壊特性が得られる。
【００２５】
また、図２は、１ｍｍ及び２ｍｍの各肉厚の試験片における、ＳＰＳ樹脂の含有量に対する絶縁破壊強さの関係を示すグラフである。図２に示す通り、肉厚が１ｍｍでも２ｍｍでも、同等のＳＰＳ樹脂の含有量において絶縁破壊強さが極大値をとる。従って、ＳＰＳ樹脂の含有量と絶縁破壊強さは試験片の肉厚に依存しないことが分かる。
なお、図１及び図２に示した比誘電率及び絶縁破壊強さは後記実施例で示した測定方法により測定した。
【００２６】
［他の成分］
本発明の樹脂組成物においては、上記各成分の他、本発明の効果を妨げない範囲で、一般に熱可塑性樹脂に添加される公知の物質、すなわち滑剤、核剤、難燃剤、難燃助剤、酸化防止剤、金属不活性剤、その他老化防止剤、及びＵＶ吸収剤、安定剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、帯電防止剤、発泡剤、その他の樹脂等の高分子や、添加剤などを含有してもよい。
【００２７】
本発明の樹脂組成物は、上記各成分を含む混合物を溶融混練して得られる。例えば、上記各成分を含む混合物を押出機に投入して溶融混練してペレット化することができる。
【００２８】
＜被覆材料＞
本発明の被覆材料は、上述の本発明の樹脂組成物を含んでなる。当該被覆材料は、具体的には、導体に被覆材料を被覆してなる電線の被覆材料、モーターインシュレーター、絶縁被膜、電線皮膜、絶縁電線、絶縁フィルムなどに用いられる。
【００２９】
本発明の樹脂組成物を用いて被覆材料を作製する方法としては特に限定はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、上記樹脂組成物を、必要に応じて各種添加剤を溶融混合し、得られた組成物を、定法に従い、押出し機等を用いて導体表面に被覆することによって製造することができる。組成物の混合手段としては、押出機、ヘンシェルミキサー、ニーダー、軸型混練機、バンバリーミキサー、ロールミル等のコンパウンディング可能な設備を使用することができる。
また、導体は、その径や材質など、特に限定はなく、用途に応じて適宜決定することができる。また、樹脂組成物を被覆して得られる被覆層の厚みも、特に制限はなく、導体の径などを考慮して適宜決定することができる。
【００３０】
＜絶縁材＞
本発明の絶縁材は、上述の本発明の樹脂組成物を成形してなる。
本発明の樹脂組成物を用いて絶縁材を作製する方法としては特に限定はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、上記各成分を含む混合物を押出機に投入して溶融混練してペレット化し、このペレットを所定の金型を装備した射出成形機に投入し、射出成形することで作製することができる。
【００３１】
本発明の樹脂組成物を成形してなる絶縁材としては、具体的には、導体に被覆材を被覆してなる電線の被覆材、モーターインシュレーター、絶縁被膜、電線皮膜、絶縁電線、絶縁フィルムなどが挙げられる。
【実施例】
【００３２】
以下に、実施例により本発明をい具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００３３】
［実施例１〜８、比較例１〜６］
各実施例・比較例において、表１及び表２に示す各原料成分をドライブレンドした後、シリンダー温度３２０℃の二軸押出機に投入して、溶融混練し、ペレット化した。このペレットから射出成形機により各種試験片を作製し、以下の評価を行った。結果を表１及び表２に示す。なお、表１及び表２に示す各原料成分の数値は質量部である。
また、使用した各原料成分の詳細を以下に示す。
・ＰＡＳ樹脂：（株）クレハ製、フォートロンＫＰＳ  Ｗ２２０Ａ  （溶融粘度：２００Ｐａ・ｓ（せん断速度：１２１６ｓｅｃ−１、３１０℃）
なお、上記ＰＰＳ樹脂の溶融粘度は以下のようにして測定した。
（ＰＰＳ樹脂の溶融粘度の測定）
東洋精機（株）製キャピログラフを用い、キャピラリーとして１ｍｍφ×２０ｍｍＬ／フラットダイを使用し、バレル温度３１０℃、せん断速度１２１６ｓｅｃ−１での溶融粘度を測定した。
・ＳＰＳ樹脂：出光興産（株）製、３００ＺＣ、Ｍｗ＝１０万強
・四フッ化エチレン樹脂：住友スリーエム（株）製、ダイニオンＴＦ９２０５
・ポリエチレン：Ｂｒａｓｋｅｍ社製、ＬＬ３１８
・エラストマー：住友化学（株）製、ボンドファーストＥ
【００３４】
［評価］
（１）比誘電率
前記ペレットを用い、射出成形にて、シリンダー温度３２０℃、金型温度１５０℃で８０ｍｍ×８０ｍｍ×１ｍｍｔの平板試験片を作製し、横河・ヒューレット・パッカード(株)製  ＬＣＲメータ  ４２８４Ａ及び横河・ヒューレット・パッカード(株)製  誘電体用測定電極 ＨＰ１６４５１Ｂを用いてＩＥＣ６０２５０に準じて、測定周波数１ｋＨｚでの比誘電率を測定した。測定結果を表１及び表２に示す。
（２）絶縁破壊強さ
前記ペレットを用い、射出成形にて、シリンダー温度３２０℃、金型温度１５０℃で８０ｍｍ×８０ｍｍ×１ｍｍｔの平板試験片を作製し、ＩＥＣ６０２４３−１に準じて、絶縁破壊試験装置（ＹＳＴ−２４３−１００ＡＤ、ヤマヨ試験器（有）製）を用い、試験片の厚み方向の絶縁破壊電圧を測定した。具体的には、図３に示すように、高圧絶縁油が満たされた試験槽中において、試験片を高圧側電極(φ２５ｍｍの円筒)と低圧側電極(φ２５ｍｍの円筒)との間に固定し、常温において５０Ｈｚの交流電圧を電圧上昇速度２ｋＶ／ｓにて昇圧して絶縁破壊電圧を測定した。測定結果を表１及び表２に示す。
（３）耐熱老化性
前記ペレットを用い、射出成形にて、シリンダー温度３２０℃、金型温度１５０℃で厚み１ｍｍｔのダンベル試験片を作製し、この試験片を２００℃に設定したオーブン中に放置し、それぞれ２５０時間及び５００時間（ヒートエージング時間）経過後に取り出し、ＡＳＴＭＤ６３８に準じて引張伸び（ＴＥ）を測定した（引張速度５０ｍｍ／ｍｉｎ）。また、初期状態として、オーブンへ入れない試験片についても同様に引張伸び（ＴＥ）を測定した。初期値に対する上記所定時間経過後の引張伸び（ＴＥ）の比の値を保持率とした。
以下の評価基準で評価した引張伸び（ＴＥ）の保持率の結果を表１及び２に示す。
◎：５００時間経過後の保持率が３５％以上であり、耐熱老化性が極めて良好である。
〇：５００時間経過後の保持率が３０％以上３５％未満であり、耐熱老化性が良好である。
×：５００時間経過後の保持率が３０％未満であり、耐熱老化性が不良である。
また、実施例２、８及び比較例３について、引張伸び（ＴＥ）の保持率の結果を図４においてグラフで示す。
【００３５】
【表１】
2014177617.tif 000002
【００３６】
【表２】
2014177617.tif 000003
【００３７】
表１より、実施例１〜８においては、低比誘電率及び優れた絶縁破壊特性の両立ができたことが分かる。これに対して、ＳＰＳ樹脂を含有しない比較例１は、比誘電率及び絶縁破壊特性のいずれも良好な結果が得られなかった。また、ＳＰＳ樹脂の含有量が、本発明に規定する範囲よりも過少である比較例２は、絶縁破壊特性について良好な結果が得られなかった。一方、ＳＰＳ樹脂の含有量が、本発明に規定する範囲よりも過多である比較例３は、比誘電率及び絶縁破壊特性については、いずれも良好な結果が得られたものの、耐熱老化性に劣り、材料として使用できるレベルではなかった。その原因は、ＳＰＳ樹脂の含有量が多すぎると、ＰＰＳ樹脂の量が相対的に少なくなり、本来ＰＰＳ樹脂が持つ耐熱性特性が失われたためと推察される。このことから、ＰＰＳ樹脂１００質量部に対するＳＰＳ樹脂の含有量は２８０質量部が上限と考えられる。
さらに、ＳＰＳ樹脂の代わりに他の樹脂を含有する比較例４〜６はいずれも絶縁破壊特性に劣っていた。
以上より、ＳＰＳ樹脂の含有量が本発明に規定する範囲内であると、比誘電率が低く、かつ絶縁破壊特性及び耐熱老化性のいずれについても優れることが分かる。
【図１】
2014177617.tif 000004
【図２】
2014177617.tif 000005
【図３】
2014177617.tif 000006
【図４】
2014177617.tif 000007