(57)【要約】【課題】架橋装置の様な高価な設備等が不要であり、安価に耐加熱変形性に優れた自動車用絶縁電線を得ることが可能であり、電線被覆材の伸びや強度が良好な電線被覆材用樹脂組成物及び絶縁電線を提供する。【解決手段】重合度が３５００以上のポリ塩化ビニル１００質量部に対し、少なくとも無機フィラーを２０質量部以上と可塑剤とを含有する電線被覆材用樹脂組成物を用いて、導体の周囲に前記樹脂組成物を押出し被覆して絶縁層を形成して、絶縁電線を構成した。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
重合度が３５００以上のポリ塩化ビニル１００質量部に対し、少なくとも無機フィラーを２０質量部以上と可塑剤とを含有することを特徴とする電線被覆材用樹脂組成物。
【請求項２】
前記ポリ塩化ビニルが、ホモポリマーであることを特徴とする請求項１記載の電線被覆材用樹脂組成物。
【請求項３】
前記無機フィラーが、炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１又は２記載の電線被覆材用樹脂組成物。
【請求項４】
前記可塑剤が、トリメリット酸エステル系可塑剤であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電線被覆材用樹脂組成物。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂組成物により導体の周囲が被覆されている絶縁層を有することを特徴とする絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリ塩化ビニルを用いた電線被覆材用樹脂組成物及び該樹脂組成物からなる絶縁体を被覆材に用いた絶縁電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電線被覆材としてポリ塩化ビニルを用いた絶縁電線が広く用いられている。非架橋のポリ塩化ビニルは加熱した場合に変形し易く、絶縁電線を加熱した際に被覆が完全に加熱変形してしまうという問題がある。
【０００３】
自動車用絶縁電線において、耐加熱変形性を向上させるために、（１）被覆材料に電子線等を照射して架橋させる方法が広く用いられている。また別の手段として、（２）高分子材料に無機フィラーを配合した樹脂組成物を被覆材料として用いること等が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２５６５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記（１）の被覆材の樹脂を架橋させる方法は、電子線照射装置等の高価な設備を必要とするため、設備導入のコストや、運転コスト等が高価になってしまうという問題があった。
【０００６】
また上記（２）の被覆材に無機系充填剤を添加する手段は、無機系充填剤の添加により被覆材が硬くなり、被覆材の伸び、強度等が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、架橋装置の様な高価な設備等が不要であり、安価に耐加熱変形性に優れた自動車用絶縁電線を得ることが可能であり、電線被覆材の伸びや強度が良好な電線被覆材用樹脂組成物及び絶縁電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電線被覆材用樹脂組成物は、
重合度が３５００以上のポリ塩化ビニル１００質量部に対し、少なくとも無機フィラーを２０質量部以上と可塑剤とを含有することを要旨とするものである。
【０００９】
上記電線被覆材用樹脂組成物において、前記ポリ塩化ビニルが、ホモポリマーであることが好ましい。
【００１０】
上記電線被覆材用樹脂組成物において、前記無機フィラーが、炭酸カルシウムであることが好ましい。
【００１１】
上記電線被覆材用樹脂組成物において、前記可塑剤が、トリメリット酸エステル系可塑剤であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電線被覆材用樹脂組成物は、重合度が３５００以上のポリ塩化ビニル１００質量部に対し、少なくとも無機フィラーを２０質量部以上と可塑剤とを含有することにより、耐加熱変形性に優れた被覆材を有する絶縁電線を得ることが可能である。また上記樹脂組成物を用いることで、架橋装置の様な高価な設備等が不要であり、製造コスト等が安価である。また上記組成物を用いることで、電線被覆材の伸びや強度等も良好なものが得られる
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明の電線被覆材用樹脂組成物（以下、単に樹脂組成物ということもある）は、重合度が３５００以上の高重合度タイプのポリ塩化ビニルを用い、無機フィラーを特定の配合量添加した点に大きな特徴がある。従来の被覆材にポリ塩化ビニルを用いた絶縁電線の場合、ポリ塩化ビニルの重合度は、一般電線の場合、１３００程度であり、耐熱電線の場合、２５００程度であった。
【００１４】
一般に絶縁電線の被覆材に、重合度２５００超の高重合度のポリ塩化ビニルを用いたり、無機フィラーを用いると、伸びや柔軟性等が低下すると考えられていた。そのため従来、高重合度のポリ塩化ビニルや無機フィラーは、自動車用絶縁電線の被覆材としては、使用されていなかった。しかしながら、重合度３５００以上の高重合度のポリ塩化ビニルと無機フィラーを被覆材に用いた電線を作製したところ、予想外に良い結果が得られた。この理由として下記のような作用機構が推測される。
【００１５】
樹脂組成物に重合度が３５００以上の高重合度のポリ塩化ビニルを用いたことにより、樹脂の溶融温度が上昇する。また、炭酸カルシウム等の無機フィラーを配合したことにより、組成物の溶融状態の粘度が上昇する。これらの結果、絶縁電線の被覆材の耐加熱変形性が向上するものと考えられる。
【００１６】
また重合度が３５００以上のポリ塩化ビニルを用いた場合、溶融粘度が高く、押出し時に組成物が練り不足になると考えられる。組成物が練り不足になると、被覆材を構成した場合、引張破断伸び、引張破断強さ等の物性低下が懸念される。これに対し、無機フィラーをポリ塩化ビニル１００質量部に対し２０質量部以上添加することにより、練り状態が良好になり、引張破断伸び、引張破断強度等の低下を防止できるものと考えられる。
【００１７】
重合度が３５００以上のポリ塩化ビニルは、溶融温度が高く、且つ粘度を低下させない点からホモポリマーを用いることが好ましい。
【００１８】
無機フィラーとしては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどの金属水酸化物；シリカ、珪藻土、ガラス球、タルク、クレー、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、三酸化アンチモン、酸化モリブデン等の金属酸化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の金属炭酸塩；硼酸亜鉛やメタ硼酸バリウムなどの金属ホウ酸；その他ハイドロタルサイト類が挙げられる。これらは、１種単独で使用しても、２種以上を併用しても、いずれでもよい。
【００１９】
無機フィラーは、成形加工性や経済性に優れる等の点から、炭酸カルシウム、タルク等を用いることが好ましい。
【００２０】
無機フィラーの粒径は、ポリ塩化ビニルに対する混練性と分散性の点から、０．０１〜１０μｍの範囲内が好ましい。また、無機フィラーは、樹脂組成物の引張強さと耐加熱変形性等が良好である点から、有機物質等による表面処理を施していないものが好ましい。
【００２１】
樹脂組成物中の無機フィラーの配合量は、ポリ塩化ビニル１００質量部に対し、２０質量部以上使用することで、十分な耐加熱変形性を得ることができる。例えば、一般の重合度の低いポリ塩化ビニル樹脂を用いた樹脂組成物の場合、例えば無機フィラーとして炭酸カルシウムを５質量部程度添加しただけで、引張破断伸びが低下してしまう。これに対し、本発明の重合度が３５００以上のポリ塩化ビニル樹脂を用いた場合、炭酸カルシウムを２０質量部以上添加しても、引張破断伸びの低下が見られなかった。
【００２２】
無機フィラーの配合量は、低温時の引張り伸びの確保、強度低下の抑制等の点から、ポリ塩化ビニル１００質量部に対し２０〜５０質量部の範囲内であるのが好ましい。
【００２３】
樹脂組成物に配合される可塑剤としては、一般にポリ塩化ビニルの樹脂組成物に使用される可塑剤であれば使用することができる。可塑剤として、例えば、フタル酸ジブチル、フタル酸ジヘプチル、フタル酸ジ２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル及びフタル酸ジイソデシル等のフタル酸系可塑剤、トリメリット酸トリブチルやトリメリット酸トリ２−エチルヘキシル、トリメリット酸トリｎ−オクチル等のトリメリット酸系可塑剤、ピロメリット酸テトラブチルやピロメリット酸テトラオクチル等のピロメリット酸系可塑剤、リン酸トリクレジルやリン酸トリオクチル等のリン酸系可塑剤、アジピン酸ジオクチル、アゼライン酸ジオクチル及びセバシン酸ジオクチル等の脂肪酸系可塑剤、アジピン酸ポリエステルやセバシン酸ポリエステル等のポリエステル系可塑剤、並びに、アルキルエ
ポキシステアレート等のエポキシ系可塑剤、エポキシ化大豆油や塩素化パラフィン等が挙げられる。上記可塑剤は１種単独で使用しても、２種以上併用しても、いずれでもよい。
【００２４】
可塑剤としては、高温における耐熱老化性が良好であり、揮発しにくい等の理由から、トリメリット酸エステル系可塑剤を用いることが好ましい。
【００２５】
可塑剤の使用量は、本発明の目的を達成できる範囲であれば特に限定されないが、ポリ塩化ビニル樹脂１００質量部に対して３０〜５０質量部の範囲内が好ましい。上記可塑剤の使用量が、３０質量部未満では低温時に脆くなる虞があり、５０質量部を超えると耐加熱変形特性が悪化する虞がある。
【００２６】
本発明の樹脂組成物は、上記成分以外に、耐加熱変形性や他の物性等を損なわない範囲で、その他添加剤を適宜配合することができる。前記添加剤としては、一般にポリ塩化ビニル樹脂に使用される公知の難燃剤、安定剤、滑剤及び着色剤等が挙げられる。
【００２７】
本発明の樹脂組成物は、既知の混練方法により混合することが可能である。混練方法として具体的には、バンバリミキサー、加圧ニーダー、ヘンシェルミキサ−、単軸あるいは二軸押出機、ロール等の混練機を用いることができる。
【００２８】
本発明の絶縁電線は、上記樹脂組成物によって、導体の周囲が被覆されている絶縁層を有するものである。上記樹脂組成物を用いて絶縁電線を製造するには、上記の各成分からなる樹脂組成物を加熱混練した後、導体の周囲に所定の厚さになるように押出被覆して絶縁層を形成すればよい。
【００２９】
本発明の絶縁電線は、導体のサイズ、絶縁層の厚さ等は特に限定されず、絶縁電線の用途等に応じて適宜、選択することができる。
【００３０】
絶縁電線の導体は、銅を用いるのが一般的であるが、銅以外に、アルミニウム、マグネシウム等の金属を用いることができる。また銅に他の金属を含有してもよい。他の金属としては、鉄、ニッケル、マグネシウム、シリコン等があり、この他導体として広く用いられる金属を銅に添加、或いは単独で使用しても良い。導体は単線を用いても良いし、複数の単線を撚り合わせて使用しても良い。
【００３１】
自動車用絶縁電線では、使用温度による温度定格として耐熱区分が決められている。上記耐熱区分は、例えば、累積通電時間１万時間を目安とした場合の導体最高許容温度として表わされ、一般電線の耐熱区分は８０℃、耐熱電線の耐熱区分が１００℃等のように区分されることがある。本発明の絶縁電線は、上記耐熱電線として利用することが可能である
【００３２】
以上のように本発明の絶縁電線は、耐加熱変形性、引張破断伸び、引張破断強さ等が優れていることから、耐熱タイプの自動車用絶縁電線として、好適に利用することが可能である。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例、比較例を示す。尚、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３４】
実施例比較例の樹脂組成物では、下記の原材料を用いた。
・ポリ塩化ビニルＡ（重合度３８００）：大洋塩ビ社製塩ビホモポリマー、商品名「ＴＨ−３８００」
・ポリ塩化ビニルＢ（重合度２２５０）：信越化学工業社製、商品名「ＴＫ−２５００ＬＳ」
・可塑剤：ＤＩＣ社製、商品名「Ｗ７００」と「Ｗ７５０」の１：１混合物（ＴＯＴＭとｎ−ＴＯＴＭの混合物）
・炭酸カルシウム：丸尾カルシウム社製、重質炭酸カルシウム（無処理）、商品名「スーパー＃１７００」
【００３５】
実施例１〜４、比較例１〜４
表１に示す成分組成で、ポリ塩化ビニル、可塑剤、炭酸カルシウム等の各成分を材料混合機で混合した後、押出機のホッパーに投入し、押出機の温度を約１９０℃に設定して、軟銅より線の導体（公称断面積２ｍｍ２）の外周に０．４ｍｍ厚で押出被覆して絶縁層を形成して、実施例１〜４、比較例１〜４の絶縁電線を得た。
【００３６】
得られた実施例、比較例の絶縁電線について、加熱変形率、引張破断伸び、引張破断強さ、耐熱寿命の試験を行った。試験結果を表１に合わせて示す。試験方法及び評価方法は下記の通りである。
【００３７】
〔加熱変形率の測定方法〕
ＪＩＳ  Ｃ  ３００５（ゴム・プラスチック絶縁電線試験方法）の「４．２３加熱変形」の試験方法に準じて、雰囲気温度２００℃、追加荷重５００ｇの条件で試験を行い、加熱後の厚さと加熱前の厚さから減少率（％）を算出して、変形率とした。加熱変形率の評価として、５０％未満であれば合格と判断できる。
【００３８】
〔引張破断伸び及び引張破断強さの測定方法〕
ＪＡＳＯ（日本自動車技術会規格）Ｄ  ６１８（自動車部品−低圧電線の試験方法）の「絶縁体引張試験」に準じて行った。絶縁電線から導体を引き抜いた後の管状の被覆を長さ１５０ｍｍに切断して試験片として用いた。この試験片に長手方向の中心部に５０ｍｍの標線を記した。引張試験機に試験片の両端を固定し、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を常温（２３℃）で行い、標線間距離を読み取り破断時の伸びを測定した。また引張試験の際の最大引張荷重を引張破断強さとした。引張破断伸びは、耐老化試験後の伸びや低温時の伸び等を十分確保するためには、常温における伸びが２００％以上あればよい。引張破断強さは、３０ＭＰａ以上であれば被覆材として十分な引張強度が得られ、良好と判断できる。
【００３９】
〔耐熱寿命〕
ＪＡＳＯ（日本自動車技術会規格）Ｄ  ６１１の規格に準拠して行った。ここで耐熱寿命とは、１万時間加熱後の絶縁体の伸び率が１００％を確保できる連続耐熱温度である。試験体は、ＪＩＳ  Ｃ  ３００５及びＪＩＳ  Ｋ  ６２５１の規定に準じて作製した。評価方法はＩＥＣ６０２１６−１に基づいて行った。但し、引張速度は２００ｍｍ／ｍｉｎとし、１００％伸びを確保することが可能な加熱時間を算出した。
【００４０】
【表１】
2015015119.tif 000002
【００４１】
表１に示すように実施例１〜４は、いずれも２００℃における変形率が５０％未満であり、良好な結果が得られた。また、引張破断伸びが２００％以上であり、引張破断強さが３０ＭＰａ以上であり、いずれも良好であった。また、耐熱寿命も１００℃、１万時間以上で合格であった。
【００４２】
これに対し比較例１は、実施例１の炭酸カルシウムを添加しないものであるが、加熱変形率が５０％を超えていて不良であった。比較例２は、実施例１の重合度３８００のポリ塩化ビニルの代わりに重合度が低い（２２５０）ポリ塩化ビニルを用いたものであるが、加熱変形率が８５．４％と大きく低下してしまった。比較例３は、比較例２の組成に炭酸カルシウムを添加したが、加熱変形率は、ほとんど向上しなかった。比較例４は、炭酸カルシウムの添加量を１０質量部に減らしたものであるが、変形率が５０％を超えてしまった。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。