(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ポリエチレン樹脂と、（Ｂ）エチレン共重合体樹脂とでなるベース樹脂１００重量部に対して、難燃性を有する（Ｃ）金属水和物が４０重量部以上７０重量部未満、（Ｄ）酸化防止剤および（Ｅ）重金属不活性化剤が合わせて１．０〜６．０重量部が添加され、且つ架橋されている絶縁体組成物を、
アルミニウム導体に被覆してなることを特徴とするアルミニウム電線。
【請求項２】
前記（Ａ）ポリエチレン樹脂と前記（Ｂ）エチレン共重合体樹脂のいずれかは、一部酸変性処理された樹脂が含まれることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム電線。
【請求項３】
ＰＶＣ電線との共存下で使用することを特徴とする請求項１又は２に記載のアルミニウム電線。
【請求項４】
前記金属水和物は、水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアルミニウム電線。
【請求項５】
（Ａ）ポリエチレン樹脂と、（Ｂ）エチレン共重合体樹脂とでなるベース樹脂１００重量部に対して、難燃性を有する（Ｃ）金属水和物を４０重量部以上７０重量部未満、（Ｄ）酸化防止剤および（Ｅ）重金属不活性化剤が合わせて１．０〜６．０重量部が添加され、且つ架橋されてなることを特徴とするアルミニウム電線用絶縁体組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＶＣ電線との共存下での使用に適したアルミニウム電線及びアルミニウム電線用絶縁体組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車用耐熱電線の絶縁体材料としては、オレフィン系樹脂（特にポリエチレン樹脂）に難燃剤として臭素系難燃剤を添加した樹脂組成物がある。近年は、人体に対する影響や機器の腐食の原因となるハロゲン系ガスを発生させないことが要求されている。このため、臭素系難燃剤に代えて無機系フィラー（水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム）を難燃剤として添加した組成物（ノンハロゲン組成物）が主流となっている(例えば、特許文献１および特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４０９４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１６９２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在でも自動車用のワイヤーハーネスとしては、耐熱性の高いポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で絶縁されたＰＶＣ電線が使用される場合が多い。上述の無機系フィラーを難燃剤として添加した組成物（ノンハロゲン組成物）を絶縁被覆材料とする電線がＰＶＣ電線と混在されて、エンジンルームなどの高温下に配索されると、絶縁被覆が著しく短期間に熱劣化してしまうことが危惧されている。特に、水酸化マグネシウムを難燃剤としたノンハロゲン系の絶縁体は、ＰＶＣ電線からの可塑剤の移行により劣化を促進させてしまう傾向が確認されている。また、無機系フィラーを難燃剤として添加したノンハロゲン系の絶縁体では、難燃性を確保するために水酸化マグネシウムなどの難燃剤の添加量が多いため、伸び、柔軟性、耐摩耗性などの各種機械的特性が、本来樹脂が持つ特性よりも大幅に低下するという問題があった。このように、ＰＶＣ電線との共存下では、特に高耐熱部位では水酸化マグネシウムが使用できない状況となっている。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ＰＶＣ電線との共存下での使用に際して柔軟性などの機械的特性や耐熱性の低下を抑制でき、しかも絶縁被覆において難燃剤の添加量を少なくすることを可能とするアルミニウム電線及びアルミニウム電線用絶縁体組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の特徴に係る発明は、アルミニウム電線であって、（Ａ）ポリエチレン樹脂と、（Ｂ）エチレン共重合体樹脂とでなるベース樹脂１００重量部に対して、難燃性を有する（Ｃ）金属水和物が４０重量部以上７０重量部未満、（Ｄ）酸化防止剤および（Ｅ）重金属不活性化剤が合わせて１．０〜６．０重量部以上、添加され、且つ架橋されている絶縁体組成物で、アルミニウム導体を被覆してなることを要旨とする。また、第２の特徴に係る発明は、アルミニウム電線用絶縁体組成物であって、（Ａ）ポリエチレン樹脂と、（Ｂ）エチレン共重合体樹脂とでなるベース樹脂１００重量部に対して、難燃性を有する（Ｃ）金属水和物を４０重量部以上７０重量部未満、（Ｄ）酸化防止剤および（Ｅ）重金属不活性化剤が合わせて１．０〜６．０重量部が添加され、且つ架橋されてなることを要旨とする。
【０００７】
なお、（Ａ）ポリエチレン樹脂と（Ｂ）エチレン共重合体樹脂のいずれかは、一部酸変性処理された樹脂が含まれることが好ましい。また、本発明に係るアルミニウム電線は、ＰＶＣ電線との共存下で使用することが好ましい。
【０００８】
本発明に係るアルミニウム電線及びアルミニウム電線用絶縁体組成物は、一部酸変性された樹脂がベース樹脂に含まれるため、金属水和物を樹脂に相溶させて樹脂自体の機械特性の低下を抑制する作用と、難燃性を向上させる作用とを有する。
【０００９】
本発明に係るアルミニウム電線及びアルミニウム電線用絶縁体組成物では、従来の銅導体に比べて導体（アルミニウム）からの劣化の影響が少ないため、絶縁体組成物に添加する酸化防止剤および重金属不活性化剤の量を少なくしても、耐熱性ならびに難燃性を向上させることができる。
【００１０】
金属水和物としては、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、この他にハイドロタルサイト、タルク、クレー等の金属水酸化物を含有して難燃性を示すものを用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ＰＶＣ電線との共存下での使用に際して柔軟性などの機械的特性や耐熱性の低下を抑制でき、しかも絶縁体組成物における難燃剤の添加量を少なくすることを可能とするアルミニウム電線及びアルミニウム電線用絶縁体組成物を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るアルミニウム電線を示す断面図である。
【図２】実施例１〜１２の配合割合と難燃性、摩耗性、ＰＶＣ移行性、絶縁体組成物伸び率の試験結果を示す図である。
【図３】実施例１３〜１９の配合割合と難燃性、摩耗性、ＰＶＣ移行性、絶縁体組成物伸び率の試験結果を示す図である。
【図４】比較例１〜８の配合樹脂をアルミニウム電線に適用した場合の難燃性、摩耗性、ＰＶＣ移行性、絶縁体組成物伸び率の試験結果を示す図である。
【図５】比較例１〜４、比較例７および比較例８の配合樹脂を銅電線に適用した場合の難燃性、摩耗性、ＰＶＣ移行性、絶縁体組成物伸び率の試験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係るアルミニウム電線用絶縁体組成物およびそれを用いたアルミニウム電線について詳細に説明する。
【００１４】
[アルミニウム電線用絶縁体組成物]
本発明の実施の形態に係るアルミニウム電線に用いられる絶縁体組成物は、アルミニウム電線用絶縁体組成物であって、（Ａ）ポリエチレン樹脂と、（Ｂ）エチレン共重合体樹脂とでなるベース樹脂１００重量部に対して、難燃性を有する（Ｃ）金属水和物を４０〜１２０重量部、（Ｄ）酸化防止剤および（Ｅ）重金属不活性化剤が合わせて１．０〜３．０重量部が添加され、且つ架橋されてなる。
【００１５】
密度の異なる複数種のポリエチレン樹脂とは、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)、中密度ポリエチレン(ＭＤＰＥ)、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)、直鎖状低密度ポリエチレン(ＬＬＤＰＥ)などを挙げることができる。
【００１６】
ここで、（Ａ）のポリエチレン樹脂は、例えば、マレイン酸などの不飽和カルボン酸を用いて、一部酸変性された樹脂が含まれることが好ましい。
【００１７】
金属水和物としては、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、この他にハイドロタルサイト、タルク、クレー等の金属水酸化物を含有して難燃性を示すものを用いることができる。
【００１８】
本実施の形態に係るアルミニウム電線に用いられる絶縁体組成物では、ベース樹脂が一部酸変性された樹脂を含むため、金属水和物を樹脂に相溶させて樹脂自体の機械特性の低下を抑制する作用と、難燃性を向上させる作用とを有する。
【００１９】
本実施の形態に係るアルミニウム電線では、従来の銅導体に比べて導体（アルミニウム）からの劣化の影響が少ないため、酸化防止剤および重金属不活性化剤は、従来の電線用絶縁体組成物に比べて少なくすることができる。具体的には、ベース樹脂１００重量部に対して酸化防止剤および重金属不活性化剤を１．０〜３重量部の割合で添加すればよい。
【００２０】
[アルミニウム電線]
図１は、本発明の実施の形態に係るアルミニウム電線１を示す断面図である。図１に示すように、このアルミニウム電線１は、複数本のアルミニウム導体２の束を、上記アルミニウム電線用絶縁体組成物からなる絶縁被覆３で被覆して構成される。なお、絶縁被覆３は、押出工程を経た後、電子線やその他の方法を使った架橋処理が施されている。このようなアルミニウム電線１は、難燃性が高く、かつ耐摩耗性などの機械的特性が高い難燃性樹脂組成物で被覆されているため、自動車用電線として用いた場合も信頼性が高い。
【００２１】
本実施の形態に係るアルミニウム電線１では、ＰＶＣ電線との共存下での使用に際して柔軟性などの機械的特性や耐熱性の低下を抑制でき、しかも難燃剤の添加量を少なくすることを可能とする。
【００２２】
本発明に係るアルミニウム電線では、従来の銅導体に比べて導体（アルミニウム）からの劣化の影響が少ないため、絶縁体組成物に添加する酸化防止剤および重金属不活性化剤の量を少なくしても、耐熱性ならびに難燃性を向上させることができる。
【００２３】
[実施例]
以下、本発明の実施例、比較例について図２〜図５を用いて具体的に説明する。
【００２４】
[実施例、比較例で用いた配合樹脂および配合材料]
（Ａ）ポリエチレン樹脂
ポリエチレン樹脂としては、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)と、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)とを用意した。また、一部酸変性された樹脂として、マレイン酸などで処理された変性ＨＤＰＥを用いた。
【００２５】
（Ｂ）エチレン共重合体樹脂としては、エチレン・エチルアクリレート・コポリマー(ＥＥＡ)を用いた。このＥＥＡの一部酸変性された樹脂として、マレイン酸などで処理された変性ＥＥＡを用いた。
【００２６】
難燃性を有する金属水和物としては、水酸化マグネシウムを用いた。
【００２７】
添加剤としては、酸化防止剤、重金属不活性化剤を用いた。
【００２８】
（判定基準について）
○ＰＶＣ移行性については、ＰＶＣ電線と、各配合例の絶縁体を絶縁被覆とする電線をＰＶＣテープにハーフラップ巻きし、１３０℃で７００時間後に自己径巻き付けにて割れ・導体露出のないものを合格(○)、亀裂が生じるものを不合格（×）とした。
【００２９】
○絶縁体伸び率については、ＪＩＳ Ｂ ７７２１に準拠して行った。絶縁電線を１５０ｍｍの長さに切り出し、導体を取り除いて被覆層のみの管状試験片とした後、その中央部に５０ｍｍの間隔で標線を記した。次いで、室温下にて試験片の両端を引張試験機のチャックに取り付けた後、引張速度２５〜５００ｍｍ／分で引っ張り、標線間の距離を測定した。伸びが１５０％以上のものを合格（○）とし、それより低いものを不合格（×）とした。
【００３０】
○摩耗性試験(荷重７Ｎ)については、スクレープ摩耗試験装置を用いて行った。すなわち、長さ約１ｍの絶縁電線をサンプルホルダーに載置し、クランプで固定する。そして、絶縁電線の先端に直径０．４５ｍｍのピアノ線を備えるプランジを、押圧を用いて総荷重７Ｎで絶縁電線に押し当てて往復させ（往復距離１４ｍｍ）、絶縁電線の被覆層が摩耗してプランジのピアノ線が絶縁電線の導体に接するまでの往復回数を測定し、１５０回以上のものを合格（○）とし、１５０回未満のものを不合格（×）とした。
【００３１】
○難燃性については、長さ６００ｍｍ以上の絶縁電線サンプルを用意し、傾き４５度傾斜に固定して上端から５００ｍｍ±５ｍｍの部分にプンゼンバーナーにて１５秒間元炎を当てた後に消炎するまでの時間が７０秒以内のものを合格(○)、それ以上を不合格(×)とした。
【００３２】
以下、本発明の具体的な実施例を説明するともに、実施例と比較例とを比較する。実施例１〜１９、比較例１〜８は、図２〜図５に示した配合で材料をブレンドした後、１６０℃の温度で溶融混練して押出成型機で押出成形を行って絶縁被覆を被覆し、電子線を用いた架橋処理を施した。図２〜図５には、上記ＰＶＣ移行性、絶縁体伸び率、摩耗性試験、難燃性の試験結果も合わせて記載する。
【００３３】
（実施例１〜１９）
図２および図３に示すように、実施例１〜１９は、複数種のポリエチレン樹脂とエチレン共重合体樹脂を１００重量部、これに難燃性を有する金属水和物として水酸化マグネシウム４０〜１２０重量部を配合し、酸化防止剤および重金属不活性化剤を合わせて１．０〜３．０重量部を配合し、押出工程後に架橋処理を施したアルミニウム電線とした。
【００３４】
（比較例１〜８）
比較例１〜８は、複数種のポリエチレン樹脂とエチレン共重合体樹脂を１００重量部、これに難燃性を有する金属水和物として水酸化マグネシウム３５〜４０重量部、１２０〜１２５重量部を配合し、酸化防止剤および重金属不活性化剤を合わせて０．９重量部、１．０重量部、３．５重量部、６．０重量部のものをそれぞれ配合し、押出工程後に架橋処理を施したアルミニウム電線（図４参照）と銅電線（図５参照）を作製した。
【００３５】
図２〜図５に示した結果から、ベース樹脂１００重量部に対して、金属水和物が４０〜１２０重量部の範囲である実施例１〜１２は、上記ＰＶＣ移行性、絶縁体伸び率、摩耗性試験、難燃性の試験結果が良好であった。
【００３６】
これに対して、比較例１〜８では、ベース樹脂１００重量部に対して、金属水和物が３５〜４０重量部、１２０〜１２５重量部であるため、上記ＰＶＣ移行性、絶縁体伸び率、摩耗性試験、難燃性の試験結果のいずれかが不合格(×)となった。
【００３７】
また、ベース樹脂には、密度の異なる複数種のポリエチレン樹脂が含まれることが好ましく、一部酸変性された樹脂が含まれることがさらに好ましい。これは、一部酸変性された樹脂が金属水和物を相溶させて樹脂自体の機械特性を低下させないようにする作用を有し、難燃性を向上させる働きがあるからである。
【００３８】
なお、本発明に係るアルミニウム電線は、絶縁被覆を架橋処理することにより耐熱性を向上させているため、樹脂分に架橋処理によって分解反応の方が多く発生する樹脂の割合が多くなることは好ましくない。
【００３９】
また、上記結果から、添加剤である酸化防止剤、重金属不活性化剤は不可欠であり、合わせた配合量が１．０〜３．０重量部の範囲が望ましい。１．０重量部より少ないとこれらの効力がうまく発揮できず、３重量部より多いと大きな向上効果は確認できずにブリードやコストを高める原因となる。
【００４０】
上述したように、銅導体よりもアルミニウム導体の方が、少ない添加剤添加量によって耐熱性や、ＰＶＣ移行性といった従来の問題を解決することが可能となる。また、アルミニウム導体とすることにより、難燃性向上に寄与し、金属水和物(フィラー)添加による機械特性の低下を妨げる働きのある柔軟樹脂(エチレン共重合体樹脂)の添加によって、難燃剤の添加量を少なくすることが可能となり、上述の試験のように、各特性を向上させることが可能となった。
【符号の説明】
【００４１】
１…アルミニウム電線
２…アルミニウム導体
３…絶縁被覆
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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