(57)【要約】【課題】水酸化マグネシウムをより均一に分散させた被覆用樹脂組成物の製造方法を提供すること。【解決手段】オレフィン系樹脂等の母材樹脂に、水酸化マグネシウムと、融点が母材樹脂よりも低い系酸化防止剤を配合して被覆用樹脂組成物を製造する。母材樹脂と水酸化マグネシウムとを混練し、当該水酸化マグネシウムが樹脂中に均一に分散させた後に、その混練物と酸化防止剤とを混練する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材樹脂に、水酸化マグネシウムと酸化防止剤とを配合した被覆用樹脂組成物の製造方法であって、
水酸化マグネシウムと酸化防止剤とを、それぞれ別の工程で母材樹脂と混練する、被覆用樹脂組成物の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の被覆用樹脂組成物の製造方法であって、
母材樹脂と水酸化マグネシウムとを混練した後に、酸化防止剤を混練する、被覆用樹脂組成物の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の被覆用樹脂組成物の製造方法であって、
母材と水酸化マグネシウムとの混練、及びその混練物と酸化防止剤との混練をバッチ式混練機により行う、被覆用樹脂組成物の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の被覆用樹脂組成物の製造方法であって、
母材樹脂の必要量の一部と酸化防止剤とを混練した酸化防止剤入マスターバッチを製造する工程と、
酸化防止剤入マスターバッチと母材樹脂の必要量の残部と水酸化マグネシウムとを混練する工程と、
を含む被覆用樹脂組成物の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の被覆用樹脂組成物の製造方法であって、
酸化防止剤入マスターバッチと母材樹脂の必要量の残部と水酸化マグネシウムとの混練を、連続式混練機により行う、被覆用樹脂組成物の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかに記載の被覆用樹脂組成物の製造方法であって、
酸化防止剤は、融点が母材樹脂よりも低い酸化防止剤である、被覆用樹脂組成物の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれかに記載の被覆用樹脂組成物の製造方法であって、
母材樹脂１００重量部に対して、水酸化マグネシウムを７０重量部以上、酸化防止剤を１重量部以上配合する、被覆用樹脂組成物の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれかに記載の被覆用樹脂組成物の製造方法により製造された被覆用樹脂組成物。
【請求項９】
請求項８記載の被覆用樹脂組成物を被覆材料として用いた電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車用電線等の電線に用いられる被覆用樹脂組成物の製造方法、被覆用樹脂組成物及び電線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車用電線の軽量化及び細径化を図るため、絶縁外皮やシース等の被覆に対して薄肉化が要求されている。従来、これらの要求を満たすための被覆材料としては、塩化ビニル混和物が用いられてきていた。
【０００３】
しかしながら、最近では、環境保護の観点から被覆材料について、塩化ビニル混和物からハロゲン元素を含まないハロゲンフリー材料へと置換える要求がある。
【０００４】
すなわち、自動車用電線の被覆材料としては、▲１▼材料にハロゲン元素を含まないこと（例えば、主とする樹脂としてオレフィン系樹脂を用いる）、▲２▼薄肉被覆が可能であること、▲３▼難燃性を有すること（例えば、難燃化を水酸化マグネシウムで実施する）、▲４▼自動車での使用環境下に耐え得ること（耐熱、耐水、耐摩耗性等）、といった要求特性を満たすことが必要とされる。
【０００５】
従来、被覆用樹脂として、下記特許文献１〜特許文献４に開示のものがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２２６７８９号公報
【特許文献２】
特開平１１−１８５５３２号公報
【特許文献３】
特開平１１−２０９５２５号公報
【特許文献４】
特開２０００−２１２２９１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ハロゲン元素を含まない被覆材料として、例えば、オレフィン系樹脂１００重量部に対し、水酸化マグネシウムを７０〜１５０重量部、その他の酸化防止剤等の添加剤を０．１〜５重量部配合したものを想定した場合において、融点が母材樹脂よりも低い酸化防止剤を使用すると、水酸化マグネシウムの分散不良が発生することがある。ここで、水酸化マグネシウムの分散不良とは、樹脂中に水酸化マグネシウムが均一に分散されない状態を意味している。
【０００８】
実際に、本願発明者が上記配合の被覆材料を製造したところ、水酸化マグネシウムの粗粒子（直径５０〜３００μｍ）がダマ状に存在していた。そして、この樹脂を自動車用電線の被覆として押出被覆したところ、図６（ａ）に示すように、被覆の表面に水酸化マグネシウムの塊が観察され、また、図６（ｂ）に示すように、被覆の裏面側にも水酸化マグネシウムの塊が観察された。つまり、水酸化マグネシウムの粗粒子の直径が５０〜３００μｍとなってしまう場合、被覆の厚みを０．２ｍｍ〜０．３ｍｍにすると、水酸化マグネシウムの塊が被覆の表裏に亘って存在することとなる。
【０００９】
この場合、耐電圧特性、絶縁抵抗特性等、本来的に絶縁体として要求される特性自体に対する影響が最も大きく、製品品質としては不適合なものとなる。
【００１０】
特に、最近の自動車用電線では、薄肉化（例えば、絶縁体厚さ０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ）が要求されており、上述のような水酸化マグネシウム塊の存在が電線特性に与える悪影響は大きい。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、水酸化マグネシウムを配合した樹脂において、水酸化マグネシウムをより均一に分散させることができる被覆用樹脂組成物の製造方法、被覆用樹脂組成物及び電線を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、母材樹脂に、水酸化マグネシウムと酸化防止剤とを配合した被覆用樹脂組成物の製造方法であって、水酸化マグネシウムと酸化防止剤とを、それぞれ別の工程で母材樹脂と混練するものである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、母材樹脂と水酸化マグネシウムとを混練した後に、酸化防止剤を混練りするものである。
【００１４】
この場合、請求項３記載のように、母材と水酸化マグネシウムとの混練、及びその混練物と酸化防止剤との混練をバッチ式混練機により行うとよい。
【００１５】
請求項４記載の発明は、母材樹脂の必要量の一部と酸化防止剤とを混練した酸化防止剤入マスターバッチを製造する工程と、酸化防止剤入マスターバッチと母材樹脂の必要量の残部と水酸化マグネシウムとを混練する工程と、を含むものである。
【００１６】
この場合、請求項５記載のように、酸化防止剤入マスターバッチと母材樹脂の必要量の残部と水酸化マグネシウムとの混練を、連続式混練機により行うとよい。
【００１７】
また、請求項６記載のように、酸化防止剤としては、融点が母材樹脂よりも低い酸化防止剤を用いるとよい。
【００１８】
また、請求項７記載のように、母材樹脂１００重量部に対して、水酸化マグネシウムを７０重量部以上、酸化防止剤を１重量部以上配合するとよい。
【００１９】
請求項８記載の発明は、上記製造方法により製造された被覆用樹脂組成物である。
【００２０】
請求項９記載のように、この被覆用樹脂組成物を被覆材料として用いた電線を製造するとよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
｛水酸化マグネシウムの分散不良の発生原因｝
本発明の実施の形態の説明に先立って、まず、水酸化マグネシウムの分散不良の発生原因について説明しておく。
【００２２】
母材となる樹脂（単に母材樹脂という）に水酸化マグネシウムと酸化防止剤とを配合した樹脂組成物を製造するにあたっては、まず、母材樹脂や水酸化マグネシウム、酸化防止剤等の材料を混練機に供給する。そして、それらの材料の混練を行う。
【００２３】
この際、まず、母材樹脂等が溶融するより先に、酸化防止剤が溶融し液状化する。
【００２４】
ここで、水酸化マグネシウムは水等の液状物と混ざると凝集体を形成する性質を持っている。このため、水酸化マグネシウムと液状化した酸化防止剤が混ざり合い、凝集体（ダマ）を形成することとなる。
【００２５】
材料を混練する過程で、上述した水酸化マグネシウムの凝集体はある程度解砕されるが、完全に解砕されず、５０〜３００μｍ程度の大きさで母材樹脂と混ざり合うこととなる。
【００２６】
結果、樹脂組成物中に、水酸化マグネシウムの凝集体が存在し、分散不良が生じることとなる。
【００２７】
なお、配合条件としては、母材樹脂１００重量部に、水酸化マグネシウムを７０重量部以上、融点が母材樹脂よりも低い酸化防止剤を１重量部以上配合すると、上述した問題が発生することが明らかとなっている。
【００２８】
｛実施の形態｝
この発明の基本的構成は、被覆樹脂を構成する母材樹脂に、水酸化マグネシウムと酸化防止剤とを配合した被覆用樹脂組成物を製造するにあたって、水酸化マグネシウムと酸化防止剤とを、それぞれ別の工程で母材樹脂と混練するようにしたものである。
【００２９】
これにより、水酸化マグネシウムが液状化した酸化防止剤に混じり合うことによる凝集体の形成を防止して、水酸化マグネシウムをより均一に分散させるようにしている。酸化防止剤としては、融点が母材樹脂よりも低い、フェノール系、イオウ系、リン系等の酸化防止剤が用いられる。
【００３０】
以下、バッチ混練を行うバッチ式混練機にて被覆用樹脂組成物を製造する実施の形態と、連続混練を行う連続式混練機にて被覆用樹脂組成物を製造する実施の形態とに分けて説明する。
【００３１】
｛第１の実施の形態｝
第１の実施の形態では、バッチ式混練機により被覆用樹脂組成物を製造する方法について説明する。
【００３２】
バッチ式混練機では、回分毎に材料を混練することができ、そして、混練の途中で他の材料を追加投入することができる。このため、母材樹脂と水酸化マグネシウムとを混練した後に、酸化防止剤を混練することで、被覆用樹脂組成物を製造する。
【００３３】
図１は第１の実施の形態において用いられる製造装置の全体構成を示す概略図である。
【００３４】
この製造装置は、バンバリー混練機１０と、搬送装置１２と、押出機１４と、冷却水槽１６と、ペレタイザー１８とを備えている。
【００３５】
バンバリー混練機１０は、回分式に材料を混練するバッチ式混練機の一例である。その他、ニーダミキサー等のバッチ式混練機を用いてもよい。このバンバリー混練機１０に所定の材料を投入することで、当該所定の材料が混練される。
【００３６】
バンバリー混練機１０により混練された混練物は、搬送装置１２により押出機１４に搬送される。
【００３７】
押出機１４は、上記混練物を線状に押出す。押出された線状体は、冷却水槽１６により冷却固化された後、ペレタイザー１８に送られる。冷却固化された線状体は、ペレタイザー１８により短尺に切断され、粒状の成形材料であるペレットに形成される。
【００３８】
この製造装置を用いた被覆用樹脂組成物の製造方法について説明する。図２は被覆用樹脂組成物の製造方法を示す工程図である。
【００３９】
同図に示すように、まず、酸化防止剤以外の材料、即ち、母材樹脂と水酸化マグネシウム、その他の添加剤をバンバリー混練機１０に投入する。ここで、母材樹脂としては、例えば、ノンハロゲン樹脂であるオレフィン系樹脂を用いることができる。
【００４０】
この後、バンバリー混練機１０の運転を開始し、投入された材料の混練を行う（一次混練）。ここでは、投入された材料がゲル化して、水酸化マグネシウムが母材樹脂中に均一に分散するまで混練を行う。
【００４１】
一次混練終了後、バンバリー混練機１０の運転を一旦停止し、酸化防止剤を投入する。
【００４２】
この後、ゲル化した上記材料と酸化防止剤とを混ぜ合せるため、再度バンバリー混練機１０の運転を開始する（二次混練）。酸化防止剤が予め混練されてゲル化した材料と十分に混練されたら、バンバリー混練機１０を停止する。これにより、被覆用樹脂組成物が製造される。
【００４３】
この後、被覆用樹脂組成物は、搬送装置１２を経て押出機１４、冷却水槽１６及びペレタイザー１８に送られ、所定のペレット形状に形成される。
【００４４】
そして、図示省略の押出被覆装置を用い、被覆用樹脂組成物のペレットを溶融させて、軟銅線等の芯線や単一或は複数の電線周りにシースとして又は絶縁外皮として被覆することで、自動車用電線等の電線、特に、ハロゲンフリーの電線が製造される。
【００４５】
この製造方法によると、一次混練工程においては、酸化防止剤が存在しないため、水酸化マグネシウムは凝集体を形成することなく、樹脂中に均一に分散される。そして、水酸化マグネシウムが樹脂中に均一に分散された段階で、酸化防止剤が投入されて二次混練工程にて混練されるため、酸化防止剤を混練しても水酸化マグネシウムを凝集させることはない。従って、水酸化マグネシウムをより均一に分散させることができる。
【００４６】
実際に、上記製造方法により製造された被覆用樹脂組成物を絶縁外皮として押出被覆した電線を製造したところ、その絶縁外皮の厚みを０．２ｍｍにしても、表裏に水酸化マグネシウムのダマを観察することができなかった。このため、絶縁外皮は、耐電圧特性、絶縁抵抗特性等、絶縁体として要求される特性を十分に満たしており、自動車用電線として要求される特性を十分に満たすハロゲンフリーな電線の製造が実現可能となった。
【００４７】
｛第２の実施の形態｝
第２の実施の形態では、連続式混練機により被覆用樹脂組成物を製造する方法について説明する。
【００４８】
連続式混練機では、連続式に混練を行うため、混練の途中で、酸化防止剤を追加投入することができない。そこで、母材樹脂の必要量の一部と酸化防止剤とを混練した酸化防止剤入マスターバッチを製造する工程と、酸化防止剤入マスターバッチと母材樹脂の必要量の残部と水酸化マグネシウムとを混練する工程と、を別に行う。
【００４９】
図３は第２の実施の形態において用いられる製造装置全体構成を示す概略図である。
【００５０】
この製造装置は、押出混練機２０と、材料配合装置２２と、冷却水槽２４と、ペレタイザー２６とを備えている。
【００５１】
押出混練機２０は、連続的に材料を混練する連続式混練機の一例であり、スクリュー式の単軸又は２軸押出混練機等を用いることができる。材料配合装置２２により所定の配合で混合された材料を、押出混練機２０に連続的に供給することで、当該所定の材料が連続的に混練されて押出される。
【００５２】
押出混練機２０により混練された混練物は、線状に押出される。押出された線状体は、冷却水槽２４により冷却固化された後、ペレタイザー２６に送られる。冷却固化された線状体は、ペレタイザー２６により短尺に切断され、粒状の成形材料であるペレットに形成される。
【００５３】
この製造装置を用いた被覆用樹脂組成物の製造方法について説明する。図４は被覆用樹脂組成物の製造方法を示す工程図であり、図５は配合の一例を示す図である。本実施の形態では、配合の一例として、母材樹脂１００重量部に対して、水酸化マグネシウム１００重量部、添加剤５重量部、酸化防止剤１重量部を配合して、被覆用樹脂組成物を製造する方法について説明する。なお、上記実施の形態と同様に、母材樹脂としては、例えば、オレフィン系樹脂が用いられる。
【００５４】
まず、母材樹脂の一部と酸化防止剤とを混合し、酸化防止剤を比較的高濃度で含む酸化防止剤入マスターバッチを製造する。ここでは、母材樹脂の必要量である１００重量部の一部、即ち、母材樹脂１０重量部と、酸化防止剤の必要量の全てである１重量部とを混合して酸化防止剤入マスターバッチを製造する。
【００５５】
なお、この酸化防止剤入マスターバッチは、被覆用樹脂組成物の製造に用いられる押出混練機２０で製造してもよいし、また、それとは別に設置された押出混練機やバンバリー混練機等の混練機で製造してもよい。
【００５６】
次に、材料配合装置２２により、規定の配合通りの分量となるように、母材樹脂、水酸化マグネシウム、添加剤、酸化防止剤入マスターバッチを混ぜ合せる。ここでは、母材樹脂の必要量の残部である母材樹脂９０重量部に対して、水酸化マグネシウム１００重量部、添加剤５重量部、マスターバッチ１１重量部を混ぜ合せる。
【００５７】
この混合物は、材料配合装置２２から押出混練機２０に連続的に一定量供給され、当該押出混練機にて連続的に混練され、線状に押出される。これにより、被覆用樹脂組成物が製造される。
【００５８】
この後、被覆用樹脂組成物の線状体は、冷却水槽２４を経てペレタイザー２６に送られ、所定のペレット形状に形成される。
【００５９】
そして、図示省略の押出被覆装置を用い、被覆用樹脂組成物のペレットを溶融させて、軟銅線等の芯線や複数の電線周りにシースとして又は絶縁外皮として被覆することで、自動車用電線等の電線、特に、ハロゲンフリーの電線が製造される。
【００６０】
この製造方法によると、予め母材樹脂の一部と酸化防止剤とを混合して酸化防止剤入マスターバッチを製造しているところ、この酸化防止剤入マスターバッチでは、酸化防止剤は母材樹脂中に含有されている。このため、酸化防止剤入マスターバッチと母材樹脂の残部、水酸化マグネシウム等を混練する際に、酸化防止剤入マスターバッチ中の酸化防止剤が液状化することが防止される。従って、水酸化マグネシウムは、液状化した酸化防止剤により凝集体を形成することなく、混練により樹脂中に均一に分散することとなる。
【００６１】
実際に、この製造方法により製造された被覆用樹脂組成物を絶縁外皮として押出被覆した電線を製造したところ、上記第１の実施の形態における電線と同様に、その絶縁外皮の厚みを０．２ｍｍにしても、表裏に水酸化マグネシウムのダマを観察することができなかった。このため、自動車用電線として要求される特性を十分に満たすハロゲンフリーな電線の製造が実現可能となった。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜請求項９記載の発明によると、水酸化マグネシウムと酸化防止剤とを、それぞれ別の工程で母材樹脂と混練しているため、水酸化マグネシウムが液状化した酸化防止剤に混じり合うことによる凝集体の形成を防止でき、水酸化マグネシウムをより均一に分散させることができる。
【００６３】
また、請求項２記載の発明によれば、母材樹脂と水酸化マグネシウムとを混練する段階では、酸化防止剤が存在していないため、水酸化マグネシウムは凝集体を形成することなく、母材樹脂中に分散される。このように、水酸化マグネシウムが母材樹脂中に分散された後の状態で、酸化防止剤を混練しても水酸化マグネシウムを凝集させることはない。従って、水酸化マグネシウムをより均一に分散させることができる。
【００６４】
この製造方法は、請求項３記載のように、バッチ式混練機にて行う場合に有効である。
【００６５】
また、請求項４記載の発明によれば、予め酸化防止剤が母材樹脂の一部に混練されているため、水酸化マグネシウムと混練する段階において、酸化防止剤が液状化することが防止される。従って、水酸化マグネシウムが凝集体を形成することなく、水酸化マグネシウムをより均一に分散させることができる。
【００６６】
この製造方法は、請求項５記載のように、連続式混練機にて行う場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る被覆用樹脂組成物の製造方法において用いられる製造装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】同上の被覆用樹脂組成物の製造方法を示す工程図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態に係る被覆用樹脂組成物の製造方法において用いられる製造装置の全体構成を示す概略図である。
【図４】同上の被覆用樹脂組成物の製造方法を示す工程図である。
【図５】配合の一例を示す図である。
【図６】従来例の問題点を示す図であり、図６（ａ）は絶縁被覆の表面を示す図であり、図６（ｂ）は絶縁被覆の裏面を示す図である。
【符号の説明】
１０  バンバリー混練機
２０      押出混練機
【図１】
2004217812.tif 000003
【図２】
2004217812.tif 000004
【図３】
2004217812.tif 000005
【図４】
2004217812.tif 000006
【図５】
2004217812.tif 000007
【図６】
2004217812.tif 000008