(57)【要約】【課題】絶縁層の耐熱性、電気的特性及び磁気特性が優れており、フェライト等の分散性も良好であり、表面の凹凸が小さく耐寒性が良好であって、加熱後の伸び弾性の低下のない絶縁電線を提供する。【解決手段】絶縁電線は、導体と、該導体の周囲を被覆する絶縁層とを有し、絶縁層は、少なくとも架橋フッ素ゴムと表面処理フェライトを含有し、前記表面処理フェライトは、フェライト粉末がシランカップリング剤により表面処理剤により表面処理されたものを用いた。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の周囲が架橋フッ素ゴムを含む絶縁層で被覆されている絶縁電線であって、フェライト粉末がシランカップリング剤により表面処理された表面処理フェライトが、前記絶縁層に含有されていることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記表面処理フェライトの含有量が、前記架橋フッ素ゴム１００質量部に対し３００質量部以上であることを特徴とする請求項１記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記シランカップリング剤が、フッ素原子を含有することを特徴とする請求項１又は２記載の絶縁電線。
【請求項４】
前記フッ素原子を含有するシランカップリング剤が、トリフルオロプロピルトリメトキシシランであることを特徴とする請求項３記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記フェライト粉末の表面処理に用いられる前記シランカップリング剤の使用量が、前記フェライト粉末と前記シランカップリング剤の合計量に対して０．１〜１０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線に関し、更に詳しくは特に自動車、電気・電子機器等に好適に使用される絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、電気・電子機器等に使用される部材や絶縁材料には、機械特性、難燃性、耐熱性、耐寒性等の種々の特性が要求されている。
【０００３】
耐熱性の絶縁電線として、導体上にアクリルゴムを含有する組成物からなる第一層と、フッ素樹脂からなる第二層を絶縁層として形成してなる絶縁電線が公知である（例えば、特許文献１参照）。また、絶縁電線の電気・磁気特性を向上させるため、絶縁層にフェライト粉末を高配合してなる絶縁電線が公知である（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７２１００号公報
【特許文献２】特開平５−７４６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されているフッ素樹脂とアクリルゴムの組み合わせ例があるものの、これらを含む組成物から形成される絶縁層は、耐熱性が不十分であるという問題があった。
【０００６】
また上記特許文献２に記載されている絶縁電線は、以下の問題があった。絶縁電線の磁気的特性、電気的特性等を向上させるためには、フッ素ゴムに対してフェライトを高配合する必要がある。しかしながら、フェライトとフッ素ゴムとの間の相溶性が低いことから、絶縁層にフェライトを高配合すると、フェライトの分散性が悪くなって、未架硫ゴムの表面にクラックが入り、表面の凹凸が大きくなるという問題があった。絶縁電線の外観において、表面の凹凸が大きくなると、電線の押し出しが不可能になったり、絶縁電線の耐寒性が低下してしまうことになる。
【０００７】
また、フッ素ゴムを含む組成物において、未架硫のフッ素ゴムに対するフェライトの分散性が悪い状態で、未架硫ゴムを加熱して架硫すると、加熱後に絶縁層の伸び弾性が低下してしまい、耐熱性が低下し易いという問題があった。
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は、上記問題点を解決しようとするものであり、絶縁層の耐熱性、電気的特性及び磁気特性が優れており、フェライト等の分散性も良好であり、表面の凹凸が小さく耐寒性が良好であって、加熱後の伸び弾性の低下のない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】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明の絶縁電線は、導体の周囲が架橋フッ素ゴムを含む絶縁層で被覆されている絶縁電線であって、フェライト粉末がシランカップリング剤により表面処理された表面処理フェライトが、前記絶縁層に含有されていることを要旨とするものである。
【００１０】
上記絶縁電線において、前記表面処理フェライトの含有量が、前記架橋フッ素ゴム１００質量部に対し３００質量部以上であることが好ましい。
【００１１】
上記絶縁電線において、前記シランカップリング剤が、フッ素原子を含有することが好ましい。
【００１２】
上記絶縁電線において、前記フッ素原子を含有するシランカップリング剤が、トリフルオロプロピルトリメトキシシランであることが好ましい。
【００１３】
上記絶縁電線において、前記フェライト粉末の表面処理に用いられる前記シランカップリング剤の使用量が、前記フェライト粉末と前記シランカップリング剤の合計量に対して０．１〜１０質量％の範囲であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の絶縁電線は、導体の周囲が架橋フッ素ゴムを含む絶縁層で被覆され、前記絶縁層に、フェライト粉末がシランカップリング剤により表面処理された表面処理フェライトが含有されていることにより、表面処理を施さないフェライトのフッ素ゴムに対する分散性を改良することができる。上記の表面処理フェライトは、フッ素ゴムに対する分散性が良好であり、未架硫ゴムの表面にクラックが入ることがなく、絶縁層の表面を平滑に形成することができる。このように絶縁電線の外観において、表面が平滑に形成されると、絶縁電線の耐寒性が向上する。
【００１５】
また、絶縁層を形成する際のフッ素ゴムを含む組成物において、未架硫のフッ素ゴムに対する表面処理フェライトの分散性が良好であるから、未架硫ゴムを加熱して架硫した場合、加熱後に絶縁層の伸び弾性が低下する虞がなく、架橋フッ素ゴムの持つ良好な耐熱性が維持できる。
【００１６】
このように架橋フッ素ゴムに対するフェライト粉末の配合量を増やして高配合することが可能であり、電気的特性、磁気的特性、耐熱性、耐寒性等の諸特性の優れた絶縁電線を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施例の絶縁電線は、導体と、該導体の周囲を被覆する絶縁層とを有している。絶縁層は、少なくとも架橋フッ素ゴムと表面処理フェライトを含有している。前記表面処理フェライトは、フェライト粉末がシランカップリング剤により表面処理剤により表面処理されたものである。
【００１８】
フェライト粉末は、絶縁電線の電気的特性、磁気的特性を向上させるために配合される。絶縁層の電気的特性、磁気的特性を確実に向上させるためには、架橋フッ素ゴムに対し高配合量とする必要がある。本発明において、フェライト粉末の高配合量という場合、架橋フッ素ゴム１００質量部に対し、１００質量部以上の場合を高配合量という。
【００１９】
本発明において、絶縁層中の架橋フッ素ゴム１００質量部に対する表面処理フェライトの配合量は、少なくとも１００質量部以上である。架橋フッ素ゴム１００質量部に対する表面処理フェライトの好ましい配合量は、３００質量部以上であり、更に好ましくは、３５０質量部以上である。また、表面処理フェライトの配合量の上限は、絶縁層がフッ素ゴムとして十分な耐熱性を有する範囲として、架橋フッ素ゴム１００質量部に対し、８００質量部以下であるのが好ましい。
【００２０】
尚、本発明において耐熱性の基準は、２４０℃で１０日間（２４０時間）加熱した場合の、初期（加熱前）の伸びに対する加熱後の伸びの割合（％）で表わされる伸びの残存率が、５０％以上であることを基準とする。
【００２１】
ところで未架橋のフッ素ゴムとフェライト粉末は、相溶性が悪いので、フェライト粉末が低配合量の場合は問題がなくても、高配合量になると相溶性の悪さが顕著に発現してしまう。これに対し、フェライト粉末の表面がシランカップリング剤で表面処理されていると、前記シランカップリング剤が、フッ素ゴムとフェライト粉末のバインダーとして機能し、分散性を向上させることができる。
【００２２】
上記絶縁層は、フッ素ゴムと表面処理フェライトを含む絶縁層組成物を用いて導体の周囲に押出し被覆した後、加熱等の架橋手段によりフッ素ゴムを架橋することで、架橋フッ素ゴムを含む層として形成されている。
【００２３】
フッ素ゴムは、加熱等により架橋することが可能であるが、上記絶縁層組成物に、必要に応じ架橋剤（架硫剤）等を添加してもよい。
【００２４】
上記絶縁層組成物に用いられるフッ素ゴムは、未架橋のフッ素ゴムが用いられる。未架橋のフッ素ゴムは、架橋剤を混練した後、加熱架橋させることで弾性体となる。フッ素ゴムとしては、例えばフッ化ビニリデン・三フッ化塩化エチレン共重合体、フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン・六フッ化プロピレン・四フッ化エチレン三元共重合体、四フッ化エチレン・プロピレンゴム、四フッ化エチレン・プロピレン・フッ化ビニリデンゴム等が挙げられる。
【００２５】
上記表面処理フェライトに用いられるフェライト粉末は、ＭＯ・Ｆｅ２Ｏ３の化学式で表わされるＦｅ（鉄）の酸化物の粉末である。上記化学式でＭは、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃｄ等の二価の金属イオンである。フェライト粉末の組成は、絶縁電線の用途等に応じて、最適な透磁率等を有するように適宜選択することができる。
【００２６】
フェライト粉末の粒径は、平均粒径が、０．１〜２０μｍであるのが好ましい。フェライト粉末の平均粒径が０．１μｍ未満では２次凝集が起こりやすく、機械的特性が低下する虞がある。またフェライト粉末の平均粒径が２０μｍを超えると、絶縁電線を形成した場合に、絶縁層表面の外観が不良になる虞がある。更に好ましいフェライト粉末の平均粒径は、０．２〜１０μｍである。
【００２７】
フェライト粉末の表面処理に用いるシランカップリング剤は、特に限定されず使用することができる。例えば、上記シランカップリング剤としては、一分子中にビニル、グリシドキシ、メタクリル、アミノ、メルカプト基等の有機材料と結合、或いは親和性を有する置換基を持つ有機官能性基と、塩素又はアルコキシ基等の無機材料と反応する加水分解性基を持っている。シランカップリング剤として、例えば、ビニルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−１００３）、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−４０３）、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−５０３）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−９０３）、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−８０３）、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド（ＫＢＥ−８４６）、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−７１０３、以上、括弧内は信越化学社の商品名である。）、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン（モメンデイブ社製）等を挙げることができる。これらは、単独で使用しても、２種以上を併用しても、いずれでも良い。
【００２８】
フェライト粉末の表面処理に用いるシランカップリング剤としては、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシラン等の有機性官能基にフッ素原子を含有するシランカップリング剤を用いることが好ましい。表面処理に上記フッ素原子を含有するシランカップリング剤を用いることにより、フッ素ゴムとフェライト粉末の分散性を更に向上させることができる。上記フッ素原子を含有するシランカップリング剤の中でも、トリフルオロプロピルトリメトキシシランは、フッ素原子を含有するシランカップリング剤の中では、入手し易くコスト的に有利な材料であることから、フッ素原子を有するシランカップリング剤を使用する場合に、絶縁電線を最も低コストで提供可能である。
【００２９】
フェライト粉末の表面処理に用いるシランカップリング剤の使用量は、前記フェライト粉末とシランカップリング剤の合計量に対し、０．１〜１０質量％の範囲が好ましい。シランカップリング剤の使用量は、より好ましくは、０．５〜５質量％の範囲内である。シランカップリング剤の使用量が０．１質量％未満では、分散不良となる虞があり、１０質量％を超えると、カップリング剤同士が縮合重合してコーテイング性が悪くなる虞がある。
【００３０】
フェライト粉末をシランカップリング剤で表面処理する方法（表面処理方法）は、特に限定されるものではない。フェライト粉末の表面処理方法は、例えば所定の粒径のフェライト粉末に表面処理しても良いし、フェライト粉末の合成時に同時に表面処理を行ってもよい。
【００３１】
またフェライト粉末の表面処理方法としては、溶媒を用いた湿式処理でもよいし、溶媒を用いない乾式処理でもよい。湿式処理の際、好適な溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒等を用いることができる。また、絶縁層組成物を調製する際、フェライト粉末、フッ素ゴム、他の添加剤等の原材料の混練と同時に、シランカップリング剤を混練してもよい。
【００３２】
絶縁層組成物に添加される架橋剤は、フッ素ゴムの種類、架橋条件等に応じて適宜選択することができ、特に限定されるものではない。上記架橋剤の種類としては、例えば、有機過酸化物等のラジカル発生剤、金属石けん、アミン、チオール、チオカルバミン酸塩、有機カルボン酸等の化合物が挙げられる。架橋剤は、有機過酸化物等の有機過酸化物系架橋剤が、架橋速度の向上の点から好ましい。
【００３３】
上記有機過酸化物としては、例えば、ジへキシルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン等のジアルキルパーオキサイド、ｎ−ブチル４，４−ジ（ｔ―ブチルパーオキサイド）バレレート等のパーオキシケタール等が挙げられる。
【００３４】
絶縁層組成物には、フッ素ゴム、表面処理フェライト、架橋剤以外に、絶縁層の特性を損なわない範囲で、その他の各種添加剤等を添加してもよい。このような添加剤としては、例えば、電線被覆材として用いられる、一般的な顔料、充填剤、酸化防止剤、老化防止剤等が挙げられる。
【００３５】
また絶縁層組成物における上記架橋剤の配合量は、適宜決定することができる。架橋剤の配合量は、通常、フッ素ゴムと架橋剤の合計量に対し、０．０１〜１０質量％の範囲で添加するのが好ましい。
【００３６】
以下、上記絶縁電線の製造方法について説明する。絶縁電線は、絶縁層組成物として、未架橋のフッ素ゴム、表面処理フェライト、架橋剤、その他の添加剤等の各成分を混練し、導体の周囲に押し出し、絶縁層を形成した後、加熱等の手段で絶縁層のフッ素ゴムを架橋させることで得られる。
【００３７】
上記混練方法としては、例えば、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、混練押し出し機、二軸混練押し出し機、ロール等の通常の混練機で溶融混練して均一に分散する方法等を用いることができる。上記混練の際は、水冷等を行い５０℃〜６０℃程度で行うことが望ましい。
【００３８】
絶縁層組成物を導体の周囲に押し出して絶縁層を形成するには、通常の絶縁電線の製造に用いられる電線押出成形機等を用いることができる。絶縁電線に用いられる導体は、通常の絶縁電線に使用されるものが利用できる。また絶縁電線の導体の径や絶縁層の厚み等は、特に限定されず、絶縁電線の用途等に応じて適宜決めることができる。
【００３９】
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。例えば、上記態様の絶縁電線は、単一層の絶縁層から構成したが、本発明の絶縁電線は、２層以上の絶縁層から構成してもよい。
【００４０】
本発明絶縁電線は、自動車、電子・電気機器に使用され、特に高い耐熱性、電気的特性、磁気的特性等を要求される用途の絶縁電線として好適である。このような特定用途として、例えば自動車のハイテンションケーブル等が挙げられる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の実施例、比較例を示す。
〔実施例１〜７〕
表１に示す絶縁層の成分組成のフッ素ゴム１〜４、フェライト１〜２（表面処理フェライト）、架橋剤等をバンバリーミキサーを用いて常温で混合して絶縁層の組成物を調製した。その後、押出し成形機を用いて、軟銅線を７本撚り合わせた軟銅より線の導体（断面積０.５ｍｍ２）の表面に上記絶縁層組成物を押し出して、絶縁層が０．２ｍｍの厚さとなるようにフッ素ゴムを含む絶縁層を形成した。その後２００℃×４時間加熱処理してフッ素ゴムの架橋を完了させて、実施例１〜７の絶縁電線を得た。
【００４２】
〔比較例１〜４〕
表２に示す絶縁層の成分組成のフッ素ゴム１〜４、フェライト３（未処理のフェライト粉末）、架橋剤等をバンバリーミキサーを用いて常温で混合して絶縁層組成物を調製した。その後、押出し成形機を用いて、軟銅線を７本撚り合わせた軟銅より線の導体（断面積０．５ｍｍ２）の表面に上記絶縁層組成物を押出して、絶縁層が０．２ｍｍの厚さとなるようにフッ素ゴムを含む絶縁層を形成した。その後２００℃×４時間加熱処理してフッ素ゴムの架橋を完了させて、比較例１〜４の絶縁電線を得た。
【００４３】
実施例１〜７、比較例１〜４の絶縁電線について、耐寒性試験及び耐熱性試験を行い評価した。その結果を表１及び表２に合わせて示す。尚、表１及び表２の各成分組成、試験方法、評価方法等は、下記の通りである。
【００４４】
〔表１及び表２の成分〕
・フッ素ゴム１[ダイキン社製、商品名「ダイエルＧ８０１」]
・フッ素ゴム２[ダイキン社製、商品名「ダイエルＧ９５２」]
・フッ素ゴム３[ダイキン社製、商品名「ダイエルＧ９０１」]
・フッ素ゴム４[ダイキン社製、商品名「ダイエルＧ９０２」]
・フェライト１［シランカップリング剤で表面処理したフェライト粉末］
フェライト粉末：平均粒径５μｍ
シランカップリング剤の種類：信越化学社製、商品名「ＫＢＥ−８４６」
シランカップリング剤の使用量：フェライト粉末とシランカップリング剤の合計量に対して５質量％
・フェライト２［シランカップリング剤で表面処理したフェライト粉末］
フェライト粉末：平均粒径１０μｍ
シランカップリング剤の種類：信越化学社製、商品名「ＫＢＭ−７１０３」
シランカップリング剤の使用量：フェライト粉末とシランカップリング剤の合計量に対して５質量％
・フェライト３［未処理のフェライト粉末：平均粒径１０μｍ］
・架橋剤[日本油脂社製、商品名「パーへキシルＤ」（ジ−ｔ−へキシルパーオキサイド）]
【００４５】
〔耐寒性試験方法〕
ＪＩＳ  Ｃ３０５５に準拠して行った。すなわち作製した絶縁電線を３８ｍｍの長さに切断し試験片とした。この試験片を耐寒性試験機に装着し、所定の温度まで冷却し、打撃具で打撃して、試験片の打撃後の状態を観察した。５本の試験片を用いて、５本の試験片が全て割れた温度を耐寒温度とした。
【００４６】
〔耐熱性試験方法〕
絶縁電線の絶縁層を２４０℃で１０日間（２４０時間）オーブン中に保持して、高温加熱処理を行った。その後、冷却し、引張り試験を行って破断時の伸びを測定した。尚、初期値として、高温加熱処理を施す前の絶縁層についても引張り試験を行って破断時の伸びを測定した。初期の伸びに対する高温加熱処理後の伸びの割合が、伸びの残存率である。耐熱性は、伸びの残存率で評価した。加熱後の伸びの残存率が５０％以上であった場合を○（合格）とし、５０％未満の場合を×（不合格）とした。引張り試験で用いた絶縁層の試験片は、絶縁電線から導体を引き抜いて作製した。
【００４７】
【表１】
2013012342.tif 000002
【００４８】
【表２】
2013012342.tif 000003
【００４９】
実施例１〜７の絶縁電線は表１に示すように、いずれも耐寒性と耐熱性が良好であった。これに対し比較例１〜４の絶縁電線は、表２に示すように、耐寒性は良好であるものの、フェライト粉末が表面処理されていないので、耐熱性が不十分である。