(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の絶縁材料にはない、柔軟性及び耐熱性、耐寒性の両特性を兼ね備え、かつ、コストパフォーマンスに優れる新規の混合絶縁材料及びその成形品を提供する。【解決手段】相溶剤を使うことなく所望の条件下においてポリエステル系共重合体とシリコーンゴムを溶融混合して混合絶縁材料、並びに該混合絶縁材料を成型して得られた被覆電線、チューブ及びパッキン等の成形品。なお、ポリエステル系共重合体とシリコーンゴムの含有比（ｗｔ％）は９０：１０〜５：９５とすることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
相溶剤を使うことなく溶融混合により得られることを特徴とする、ポリエステル系共重合体とシリコーンゴムとの混合絶縁材料。
【請求項２】
請求項１に記載の混合絶縁材料を成型して得られた被覆電線、チューブ及びパッキン等の成形品。
【請求項３】
該ポリエステル系共重合体と該シリコーンゴムの含有比（ｗｔ％）が９０：１０〜５：９５であることを特徴とする、請求項１または２に記載の混合絶縁材料またはその成形品。
【請求項４】
該ポリエステル系共重合体と該シリコーンゴムの含有比（ｗｔ％）が８５：１５〜５５：４５であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の混合絶縁材料またはその成形品。
【請求項５】
耐熱温度（ＵＬ７５８準拠）が少なくとも１５０℃であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の混合絶縁材料またはその成形品。
【請求項６】
耐寒温度（ＪＩＳ  Ｋ７２１６準拠）の脆化温度が−６０℃以下であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の混合絶縁材料またはその成形品。
【請求項７】
硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３準拠  タイプＡ）が３５〜９５であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の混合絶縁材料またはその成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規の混合絶縁材料及びその成形品に関し、特に、耐熱性、耐寒性、耐油性、機械的強度及び柔軟性のすべてを兼ね備え、かつ、コストパフォーマンスに優れることを特徴としたものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な絶縁材料としては、安価で汎用的な材料としてポリエチレンが多く用いられている。また、柔軟性、耐熱性及び耐寒性が必要な環境下では、シリコーンゴムが使用される。しかし、ポリエチレンは耐熱性が低く、シリコーンゴムは耐油性や機械的な強度が劣るなどといった問題が、従来から指摘されている。
フッ素ゴムは、シリコーンゴムよりも優れた耐熱性、耐油性を有する柔軟材料であるが、耐寒性に劣り、かつ高価・高比重という問題がある。
その他の高性能な材料として、ポリイミドやフッ素樹脂等が挙げられるが、柔軟性が乏しい上、高価のためコスト面でも問題がある。
こうした中、近年では、絶縁材料において高性能化が求められる一方で、コスト競争に見合った安価な材料が切望されている。例えば、自動車業界においてはハイブリット車や電気自動車の開発が活発であるが、ハイブリッド車においてはエンジンルーム内などの一部の配線において高温で油の多い過酷な環境下で使用されるため、耐熱性、耐寒性に加え耐油性を持つ絶縁材料が必要とされる。また、電気自動車では低コスト化、軽量化を目的とする上で様々なユニットがモジュール化、コンパクト化されており、そのような場所は配線スペースが極めて狭小なことから、配線しやすいように柔軟性の高い絶縁材料が切望されている。これらの特性を有する高性能な絶縁材料を、さらに安価に得ることが課題となっている。
高性能な絶縁材料を得る従来技術の１つとして、シリコーンゴムの主成分であるポリオルガノシロキサンとポリエステル又はポリエーテル、及び、相溶化剤を用い、共加硫してなる熱硬化性ゴム塑性物が知られている。（特許文献１）
その他、充填剤入りシリコーンゴム、相溶剤、ポリイミド又はポリエステル樹脂他を混合し、開始剤の存在下にシリコーンゴムを動的加硫して得られる熱可塑性シリコーンエラストマー組成物等も知られている。（特許文献２）
しかし、これらの公知技術は全て、異種高分子間の界面における強度や分散性を改善するため、相溶剤を用いることを特徴としており、組成物の柔軟性や耐熱性が優れる一方で、相溶剤の材料費や添加・加硫工程等によりコストが嵩む要因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２６０８３５０号公報
【特許文献２】米国特許６４６５５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、ポリエチレン、シリコーンゴム等の単体材料、及び、従来技術のようなポリマーブレンド材料で実現できていない、耐熱性、耐寒性、耐油性、機械的強度及び柔軟性の全てを兼ね備え、かつ、コストパフォーマンスに優れる混合絶縁材料及びその成形品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る混合絶縁材料は、ポリエステル系共重合体及びシリコーンゴムからなり、相溶剤を使うことなく溶融混合により得ることを特徴とする。
本発明者等は鋭意試作を重ねた結果、ポリエステル系共重合体とシリコーンゴムの含有比（ｗｔ％）を９０：１０〜５：９５とし、所望の条件下において溶融混合することにより、相溶剤を使うことなく、分散性に優れる新規の混合絶縁材料を得るに至った。
耐熱性等の高性能化、及び、電線、チューブ、パッキン等への成型時の生産性を鑑みると、ポリエステル系共重合体とシリコーンゴムの含有比（ｗｔ％）のさらに好ましい範囲は８５：１５〜５５：４５である。
また、混合絶縁材料の耐熱温度（ＵＬ７５８準拠）は少なくとも１５０℃、耐寒性を示す脆化温度（ＪＩＳ  Ｋ７２１６準拠）は−６０℃以下、柔軟性を示す硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３準拠  タイプＡ）は３５〜９５であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、以下の顕著な効果が奏される。
（１）本発明の混合絶縁材料は、ポリエチレンに比べて、耐熱性、耐寒性、耐油性及び柔軟性において優れている。
（２）本発明の混合絶縁材料は、シリコーンゴムに比べて、耐油性が格段に改善され、柔軟性、耐熱性、耐寒性及びコストにおいては同等である。ポリエステル系共重合体を混合する付随効果として、シリコーンゴム単体に比べて機械的強度が改善する点も挙げられる。
（３）本発明の混合絶縁材料は、フッ素ゴムに比べて耐熱性は若干劣るが、耐寒性は格段に優れ、コストも低い。
（４）本発明の混合絶縁材料は、ポリイミドやフッ素樹脂等の高性能な材料に比べて、耐熱性において若干劣るが、耐寒性はほぼ同等で、柔軟性においては格段に優れている。かつ、比重が小さいことによる軽量化が可能である。
（５）加熱溶融による混合・成形が可能なため、前もって材料を混合し加硫するなどの工程が不要であり、製造コストが格段に節約できる。
（６）ポリエステル系共重合体及びシリコーンゴム以外に相溶剤等の第３成分材料が不要なため、材料費を抑えられ、かつ第３成分材料による特性の劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は本発明における混合絶縁材料の混合状態を示す走査型電子顕微鏡による撮影画像である。（実施例６）
【図２】図２は本発明における混合絶縁材料を使用した絶縁電線の断面図である。（実施例６及び実施例７）
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の混合絶縁材料を得る主たる態様としては、以下のようなものがある。
【０００９】
本発明の混合絶縁材料は、ポリエステル系共重合体及びシリコーンゴムからなり、相溶剤を使うことなく溶融混合により得られる。ポリエステル系共重合体は、具体的には数種類のポリエステルを共重合した材料であり、先行文献における相溶剤の役割を果たす。
ポリエステル系共重合体とシリコーンゴムの含有比（ｗｔ％）は９０：１０〜５：９５である。耐熱性等の高性能化、及び、電線、チューブ、パッキン等への成型時の生産性を鑑みて、さらに好ましい範囲は８５：１５〜５５：４５である。
【００１０】
ここで、ポリエステル系共重合体の含有量が多いと、シリコーンゴムの柔軟性が損なわれる一方、耐油性及び機械的強度が改善される。
シリコーンゴムの含有量が多いと、柔軟性が付与される一方、溶融押出による成型が困難となり、耐油性も損なわれる。
【００１１】
該含有比のポリエステル系共重合体とシリコーンゴムを、所望の条件下において溶融混合することにより、相溶剤を使うことなく、異種高分子間の界面における強度や分散性に優れる混合絶縁材料が得られる。具体的には、溶融混合時にポリエステル系共重合体のせん断による自己発熱量を考慮し、ポリエステル系共重合体の融点よりも約１５℃〜２０℃低い温度でシリコーンゴムと混合させることで、各材料の粘度がほぼ同値となり優れた分散性を得られるため、相溶剤等の第３成分材料が不要となる。
溶融混合の方法は特に限定しないが、一般的な加熱溶融押出機、加熱式ニーダー又はミキサー、加熱式二本ロール等を用いるのが好ましい。
また、押出成型において含有比（ｗｔ％）９０：１０〜５５：４５は加熱溶融押出が適しており、含有比（ｗｔ％）３０：７０〜５：９５は加熱溶融押出後に電子線架橋や紫外線照射架橋によってゴム弾性体にする方法が適している。また、含有比（ｗｔ％）３０：７０〜５：９５において前述の架橋方法が行えない場合には、予め加熱溶融混練にてコンパウンド化した後に冷却し、架橋剤を添加して成型後に加熱し架橋するなど、含有比率により最適な成型方法は異なる。
【実施例】
【００１２】
「実施例１〜実施例５」
ここで、ポリエステル系共重合体（ａ）とシリコーンゴム（ｂ）の含有比（ｗｔ％）と、その耐熱性、耐寒性、耐油性及び柔軟性等の各種特性を調べた結果を表１に示す。
【００１３】
【表１】
2013155272.tif 000002
【００１４】
表１より、実施例１から実施例５のポリエステル系共重合体（ａ）とシリコーンゴム（ｂ）の含有比（ｗｔ％）９０：１０〜５：９５では、耐熱性、耐寒性、耐油性、機械的強度及び柔軟性のすべてを兼ね備え、かつ、コストパフォーマンスに優れることが分かる。実施例２及び実施例３の含有比（ｗｔ％）８５：１５〜５５：４５では、上記特性が安定して良好であり、かつ、ＭＦＲが高く加熱溶融押出が可能であり生産性が良い点で、特に好ましい範囲と言える。
柔軟性、すなわち硬度（ＪＩＳ  Ｋ６２５３準拠  タイプＡ）において、本発明の混合絶縁材料はシリコーンゴムを混合させることで柔軟性が増しており、比較例１及び比較例２のポリエステル系共重合体単体及び含有比（ｗｔ％）９５：５の混合物、従来例１のポリエチレン単体、従来例３のＦＥＰ等のフッ素樹脂単体に比べて柔軟性が優れている。
耐寒性を示す脆化温度（ＪＩＳ  Ｋ７２１６準拠）においても、シリコーンゴム特性が寄与し、特に、従来例２のフッ素ゴム単体に比べ優位性は顕著である。
耐熱性（ＵＬ７５８準拠）において、本発明材料の構成要素であるポリエステル系共重合体及びシリコーンゴムは共に優れているため、従来例２のフッ素ゴム単体や従来例３のＦＥＰ単体には劣るものの、従来例１のポリエチレン単体により遥かに高い耐熱性を有する。
機械的強度（ＡＳＴＭ  Ｄ６３８準拠）においては、ポリエステル系共重合体の優位性によりシリコーンゴムの強度弱さが補填され、安定して良好な強度特性が得られる。
耐油性（ＩＳＯ６７２２準拠）においても、ポリエステル系共重合体の優位性によりシリコーンゴムの耐油性弱さが補填され安定して良好な特性を得られ、従来例１のポリエチレン単体、及び比較例３のシリコーンゴム単体より遥かに高い耐油性を有する。
圧縮永久歪み（ＪＩＳ  Ｋ６２６２準拠）においては、シリコーンゴムの優位性がポリエステル系共重合体の圧縮永久歪み弱さを補填するため、安定して良好な特性を得られ、比較例１及び比較例２のポリエステル系共重合体単体及び含有比９５：５の混合物、及び従来例１のポリエチレン単体、従来例３のＦＥＰ単体より遥かに優れた圧縮永久歪み特性を有する。
総合評価においては、近年のハイブリッド車及び電気自動車用電線の要求特性として挙げられる、−４０℃〜１５０℃の耐熱性・耐寒性、及び耐油性（耐ガソリン性）を有する、柔軟かつ安価な電線であることを基準として、適用可否を判定した。本発明の実施例１から実施例５においては、比較例及び従来例と比較して、総合的に安定して優れた特性を有しており、さらに実施例２及び実施例３においては特に優れていると言える。
表１に挙げた特性項目以外に、本発明の付随効果として耐候性及び耐コロナ性の向上も確認されている。
【００１５】
以上より、本発明の混合絶縁材料を用いれば、従来の絶縁材料では十分に補えなかった、耐熱性、耐寒性、耐油性、機械的強度及び柔軟性のすべてを兼ね備え、かつ、コストパフォーマンスに優れる、絶縁電線、チューブ及びパッキン等の成形品が得られる。
以下、本発明の混合絶縁材料を用いた成形品の製造例として、図２に示す絶縁電線の例を挙げる。
「実施例６及び実施例７」
【００１６】
錫めっき軟銅線の導体５（φ０．９ｍｍ、導体構成１９本／０．１８ｍｍ）に、本発明の混合絶縁材料１を厚さ０．４ｍｍ被覆した図２に示す絶縁電線４（φ１．７ｍｍ）を得る。この絶縁電線４の評価結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
2013155272.tif 000003
【００１８】
表２より、いずれの特性においても、実施例６及び実施例７のポリエステル系共重合体（ａ）とシリコーンゴム（ｂ）の含有比（ｗｔ％）が８５：１５及び５５：４５の絶縁電線は、比較例４及び比較例５のポリエステル系共重合体単体及びシリコーンゴム単体の中間的な特性を有することが分かる。
加熱後の抗張力及び伸び率の残率（ＵＬ７５８準拠）では、実施例６及び実施例７は従来例５のフッ素ゴム電線及び従来例６のＦＥＰ電線と遜色ない特性を有している。
ガソリン浸漬後の抗張力及び伸び率の残率は、実施例６の含有比（ｗｔ％）８５：１５の絶縁電線は従来例５のフッ素ゴム電線及び従来例６のＦＥＰ電線と遜色ない特性を有している。
一方、実施例７の含有比５５：４５の絶縁電線は、比較例５のシリコーンゴム電線の結果からも明らかなように、シリコーンゴムの影響により若干悪化するが、従来例４のポリエチレン電線相当の特性は有している。
ＡＴＦ浸漬後の抗張力及び伸び率の残率は、従来例４のポリエチレン電線に比べ遥かに優位性があり、従来例５のフッ素ゴム電線及び従来例６のＦＥＰ電線と同等レベルの特性を有している。
絶縁抵抗及び絶縁破壊電圧の電気的特性においては、従来例４から従来例６の各種電線に比べて劣っているが、例えば車載用の低圧用電線では十分に使用可能なレベルであることが確認されている。さらに、本発明の混合絶縁材料をジャケット材として使用する場合は、高圧用電線でも使用可能である。
【００１９】
本発明の混合絶縁材料１を被覆電線４に成形した際のポリエステル系共重合体３とシリコーンゴム２の混合状態は、図１に示す。
図１は、実施例６の含有比（ｗｔ％）８５：１５の絶縁電線４の混合状態を、走査型電子顕微鏡により観察した画像である。絶縁電線４の絶縁体断面を、溶剤にてシリコーンゴム部分２だけを抽出することにより、小さな丸い空隙部のシリコーンゴム部分２とそれ以外のポリエステル系共重合体部３を確認することができる。図１より、シリコーンゴム部分２がナノオーダーレベルで均一に分散している様子が確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、各種絶縁電線、電線の被覆材、チューブ、パッキン等の成形品に幅広く使用可能である。特に、ハイブリッド自動車や電気自動車用モーター等、柔軟性、耐熱性、耐寒性、機械的強度及び耐油性が必要とされ、コストパフォーマンスの厳しい分野において有効利用可能である。
【符号の説明】
【００２１】
１  本発明の混合絶縁材料
２  シリコーンゴム（溶剤による抽出部）
３  ポリエステル系共重合体
４  本発明の混合絶縁材料を使用した絶縁電線
５  導体
【図２】
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【図１】
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