(57)【要約】【課題】結晶性樹脂を用いた絶縁体の耐熱性を更に向上させることが可能な絶縁電線を提供する。【解決手段】導体２と、該導体２の外周に押出し被覆された結晶性樹脂を含む絶縁体３とを有する絶縁電線１であって、前記絶縁体３の外側面は、ダイヤモンドプリズムを用いて赤外光の垂直偏光を４５°にて入射させる一回反射偏光ＡＴＲ法により測定されるピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１が１±０．２とした。Ａｐ１は前記垂直偏光における電場方向と前記絶縁体３の押出方向とを一致させて測定される前記絶縁体３の外側面の平行吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度であり、前記Ａｓ１は前記垂直偏光における電場方向と押出方向とを９０°にして測定される前記絶縁体３の外側面の垂直吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、該導体の外周に押出し被覆された結晶性樹脂を含む絶縁体とを有する絶縁電線であって、
前記絶縁体の外側面は、ダイヤモンドプリズムを用いて赤外光の垂直偏光を４５°にて入射させる一回反射偏光ＡＴＲ法により測定されるピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１が１±０．２であることを特徴とする絶縁電線。
前記Ａｐ１は前記垂直偏光における電場方向と前記絶縁体の押出方向とを一致させて測定される前記絶縁体の外側面の平行吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度であり、
前記Ａｓ１は前記垂直偏光における電場方向と押出方向とを９０°にして測定される前記絶縁体の外側面の垂直吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度である。
【請求項２】
前記絶縁体の内側面は、前記一回反射偏光ＡＴＲ法により測定されるピーク強度比Ａｐ２／Ａｓ２が１±０．２であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線。
前記Ａｐ２は前記垂直偏光における電場方向と前記絶縁体の押出方向とを一致させて測定される前記絶縁体の内側面の平行吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度であり、
前記Ａｓ２は前記垂直偏光における電場方向と押出方向とを９０°にして測定される前記絶縁体の内側面の垂直吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度である。
【請求項３】
前記結晶性樹脂が、ポリサルホン系樹脂を含むことを特徴とする請求項１又は２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係り、特に自動車用電線に好適に使用される絶縁電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両の分野において、導体と、導体の周囲に押出被覆された絶縁体とを有する絶縁電線が用いられている。このような絶縁電線として、ポリサルホニンやポリエーテルサルホン等の結晶性樹脂を絶縁体として用いた絶縁電線が公知である（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１８３９０７号公報
【特許文献２】特開平２−２７３４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、ハイブリッド自動車等の普及により、自動車部品である電線やコネクタなどには、高耐電圧性、高耐熱性等の特性が求められている。車両に使用される絶縁電線は、例えば、エンジン近傍等の高温雰囲気下で長期間使用されることがある。
【０００５】
この場合、絶縁電線は、絶縁体の耐熱性が低いと、熱により絶縁体の分子鎖が切断され、伸びが低下し絶縁体に割れが発生する恐れがある。また、絶縁体の熱劣化は、絶縁電線の耐薬品性、耐油性の低下に影響する恐れがある。
【０００６】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、結晶性樹脂を用いた絶縁体の耐熱性を更に向上させることが可能な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】
【０００７】
本発明に係る絶縁電線は、
導体と、該導体の外周に押出し被覆された結晶性樹脂を含む絶縁体とを有する絶縁電線であって、
前記絶縁体の外側面は、ダイヤモンドプリズムを用いて赤外光の垂直偏光を４５°にて入射させる一回反射偏光ＡＴＲ法により測定されるピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１が１±０．２であることを要旨とするものである。
前記Ａｐ１は前記垂直偏光における電場方向と前記絶縁体の押出方向とを一致させて測定される前記絶縁体の外側面の平行吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度であり、
前記Ａｓ１は前記垂直偏光における電場方向と押出方向とを９０°にして測定される前記絶縁体の外側面の垂直吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度である。
【０００８】
本発明の絶縁電線において、
前記絶縁体の内側面は、前記一回反射偏光ＡＴＲ法により測定されるピーク強度比Ａｐ２／Ａｓ２が１±０．２であることが好ましい。
前記Ａｐ２は前記垂直偏光における電場方向と前記絶縁体の押出方向とを一致させて測定される前記絶縁体の内側面の平行吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度であり、
前記Ａｓ２は前記垂直偏光における電場方向と押出方向とを９０°にして測定される前記絶縁体の内側面の垂直吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度である。
【０００９】
本発明の絶縁電線において、前記結晶性樹脂が、ポリサルホン系樹脂を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、結晶性樹脂を含む絶縁体を有する絶縁電線において、絶縁体として、外側面の一回反射偏光ＡＴＲ法により測定される上記ピーク強度比を上記特定の範囲としたことにより、結晶性樹脂を用いた絶縁体の耐熱性を向上させて耐熱性の優れた絶縁電線を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の絶縁電線の一例を示す断面図である。
【図２】図２は絶縁電線の押出機の先端付近を示す断面図である。
【図３】図３は絶縁体の平行吸収スペクトルを測定する際の試料の配置状態を示す説明図である。
【図４】図４は絶縁体の垂直吸収スペクトルを測定する際の試料の配置状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の絶縁電線の一例を示す断面図である。図１に示すように、本発明に係る絶縁電線１は、少なくとも導体２と、この導体２の外周に押出し被覆された結晶性樹脂を含む絶縁体３とを有している。
【００１３】
図１に示す導体２は、導体中心に配置されたテンションメンバ２１と、該テンションメンバの周囲に撚り合わせられて配置された８本の金属素線２０とから構成されている。テンションメンバ２１は例えばステンレス線等を用いることができる。
【００１４】
絶縁電線１において、導体２は、通常の絶縁電線に使用されるものが利用できる。導体２は、具体的には、例えば、銅又は銅合金等を母材とする金属素線、複数本の金属素線が撚り合わされてなる金属撚線等が挙げられる。金属素線は、高温油中における耐腐食性を向上させる観点から、Ｎｉめっき又はＮｉ合金めっきからなるＮｉ系めっき層を表面に有することができる。金属撚線は、撚り合わせられた後、円形圧縮されていてもよい。
【００１５】
図１に示す絶縁電線１は、引張力に抗するため、導体２の中心にステンレス線等からなるテンションメンバ２１を有するように構成したが、テンションメンバ２１はなくてもよい。
【００１６】
絶縁電線１において導体２の断面積は、絶縁電線１の細径化、軽量化の観点から、０．２５ｍｍ２以下が好ましく。導体２の断面積は、より好ましくは、０．２０ｍｍ２以下であり、更に好ましくは０．１８ｍｍ２以下であり、更により好ましくは０．１５ｍｍ２以下である。また導体２の断面積は、製造のし易さ、強度、導電率等の観点から、０．１ｍｍ２以上であるのが好ましい。
【００１７】
本発明の絶縁電線１は、上記の形態に何ら限定されるものではない。例えば、上記態様の絶縁電線１は、絶縁体３を単一層から構成したが、絶縁体３を２層以上の複数層から構成してもよい。
【００１８】
絶縁体３の結晶性樹脂としては、具体的には、例えば、ポリサルホン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等が挙げられる。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】
絶縁体３の結晶性樹脂は、絶縁体３における押出方向への配向結晶化の促進、耐摩耗性の向上等の観点から、ポリサルホン系樹脂を好適に用いることができる。ポリサルホン系樹脂としては、具体的には、例えば、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホン等が挙げられる。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。
【００２０】
絶縁体３は、上記結晶性樹脂以外に、結晶性樹脂の耐熱性を損なわない範囲であれば、一般的な電線に利用される各種の添加剤を１種又は２種以上を含んでいても良い。上記添加剤としては、例えば、充填剤、難燃剤、酸化防止剤、老化防止剤、滑剤、可塑剤、銅害防止剤、顔料等が挙げられる。
【００２１】
絶縁体３の外表面である外側面は、ダイヤモンドプリズムを用いて赤外光の垂直偏光を４５°にて入射させる一回反射偏光ＡＴＲ法により測定されるピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１が１±０．２の範囲内である。ピーク強度Ａｐ１は、前記垂直偏光における電場方向と前記絶縁体の押出方向とを一致させて測定される前記絶縁体の外側面の平行吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度である。ピーク強度Ａｓ１は前記垂直偏光における電場方向と押出方向とを９０°にして測定される前記絶縁体の外側面の垂直吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度である。
【００２２】
ピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１における、各ピーク強度Ａｐ１、Ａｓ１を求めるにあたり、結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピークは、次のようにして確認することができる。上記結晶性樹脂を含む絶縁体と同じ材質を有し、かつ結晶配向がランダムである絶縁体を、３０Ｎの引張荷重にて押出方向に引張り、結晶性樹脂を延伸配向させる。この延伸配向前後の絶縁体について、ダイヤモンドプリズムを用いて赤外光の垂直偏光を４５°にて入射させる一回反射偏光ＡＴＲ法により測定を行う。そして上記配向に起因するピーク位置を確認する。ピークが複数ある場合は、もっとも吸収が大きい最大ピークを選択する。一回反射偏光ＡＴＲ法による赤外吸収スペクトルの測定にはＦＴ−ＩＲを用いることができる。
【００２３】
絶縁体３の導体２側となる内側面は、前記一回反射偏光ＡＴＲ法により測定されるピーク強度比Ａｐ２／Ａｓ２が１±０．２であることが好ましい。Ａｐ２は前記垂直偏光における電場方向と前記絶縁体の押出方向とを一致させて測定される前記絶縁体の内側面の平行吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度であり、Ａｓ２は前記垂直偏光における電場方向と押出方向とを９０°にして測定される前記絶縁体の内側面の垂直吸収スペクトルにおいて、前記結晶性樹脂の押出方向への配向に起因するピーク強度である。
【００２４】
以下、実験例を用いて、絶縁体のピーク強度比の決定方法について説明する。
先ず導体を準備して、押出機を用いて該導体の周囲に絶縁体を押出被覆して試料１〜５の絶縁電線を作製した。導体は、外径０．２２５ｍｍのステンレス線の外周に外径０．１４ｍｍのＮｉめっき銅素線を８本撚り合わせた後、導体断面積が０．１３ｍｍ２となるように円形圧縮を行うことにより導体を得た。
【００２５】
絶縁体３の押出被覆は、絶縁体材料としてポリサルホン系樹脂を用いて、０．２ｍｍ厚になるように行った。図２は絶縁電線の押出機の先端付近を示す断面図である。例えば、図２に示すように、押出機は、通常、導体２が挿通されるポイント５０と、該ポイント５０の外周に隙間５１を介して設けられたダイス５２を有している。絶縁体材料３０は、ポイント５０の外周部とダイス５２の内周部との間の隙間５１を通じて導体２上に押出被覆される。ここでポイント５０の先端位置における押出方向Ｄと垂直な方向の隙間５１の大きさをｔ（ダイスポイント間距離ということもある）とする。
【００２６】
試料１〜試料５の絶縁電線は、図２に示すダイスポイント間距離ｔを表１に示す寸法となるようにした。また図２におけるダイス５２の角度θｄ及びポイント５０の角度θｐは、いずれも３０°とした。また線速は、７５ｍ／分とした。
【００２７】
次いで上記の絶縁電線から、絶縁体の一回反射偏光ＡＴＲ法による赤外吸収スペクトルの測定用試料を作成した。具体的には、絶縁電線から導体を抜き取り絶縁体のみとし、該絶縁体を長手方向に沿って切断して２等分した。２等分した絶縁体のうちの片方を測定用試料とした。
【００２８】
試料の測定の前に参考試料を準備して、ポリサルホン系樹脂の配向に起因するピークを決定した。参考資料として、上記試料１〜５の絶縁電線の作製において、図１の隙間の大きさｔを１．０ｍｍとした点以外は、同様の条件で絶縁電線を作製した。この絶縁電線から導体を抜き取ることにより、結晶配向がランダムであるポリサルホン系樹脂からなる絶縁体を準備した。更にこの絶縁体を３０Ｎの引張荷重にて押出方向に引張って延伸させた。測定装置としてＦＴ−ＩＲ（Thermo Fisher Scientific社製、製品名「Nicolet 8700 SPECAC Goldengate」）を用いて、延伸前後の絶縁体について、一回反射偏光ＡＴＲ法による赤外線吸収スペクトルの測定を行った。これにより、ポリサルホン系樹脂の配向に起因するピークは、波数１４０７ｃｍ−１付近に生じることが確認された。
【００２９】
次いで試料１〜５の測定試料について、ＦＴ−ＩＲによりダイヤモンドプリズムを用いて赤外光の垂直偏光を入射角４５°にて入射させる一回反射偏光ＡＴＲ法により赤外吸収スペクトルを測定し、ピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１を算出した。図３は絶縁体の平行吸収スペクトルを測定する際の試料の配置状態を示す説明図である。具体的には、図３に示されるように、垂直偏光における電場方向Ｓと測定試料Ｘの押出方向Ｄとを一致させるとともに、上述の測定装置のダイヤモンドプリズムＰに測定試料Ｘにおける絶縁体の外側面を押し付けた状態とし、絶縁体の外側面の平行吸収スペクトルを測定した。
【００３０】
図４は絶縁体の垂直吸収スペクトルを測定する際の試料の配置状態を示す説明図である。また図４に示されるように、垂直偏光における電場方向Ｓと測定試料Ｘの押出方向Ｄとを９０°にするとともに、上述の測定装置のダイヤモンドプリズムＰにおける絶縁体の外側面を押し付けた状態とし、絶縁体の外側面の垂直吸収スペクトルを測定した。
【００３１】
次いで、得られた上記平行吸収スペクトルから、ポリサルホン樹脂の配向に起因するピーク強度Ａｐ１を求めた。また、得られた上記垂直吸収スペクトルから、ポリサルホン樹脂の配向に起因するピーク強度Ａｓ１を求めた。そしてピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１を算出した。結果を表１に示す。
【００３２】
更に絶縁体の内側面についてもピーク強度比Ａｐ２／Ａｓ２を算出した。具体的には、上述のダイヤモンドプリズムＰに絶縁体（測定試料）の内側面を押付けた状態とし、上記と同様の手順により、ピーク強度Ａｐ２、Ａｓ２を求め、ピーク強度比Ａｐ２／Ａｓ２を算出した。結果を表１に示す。
【００３３】
更に試料１〜４の絶縁電線について、耐熱性試験を行った。試験結果を表１に示す。耐熱性試験方法は下記の通りである。
【００３４】
〔耐熱性試験方法〕
各絶縁電線を、２００℃の雰囲気下の恒温槽で２４時間放置後、これをマンドレルに自己径にて巻き付けて観察した。観察の結果、絶縁体表面に割れが見られなかった場合は、絶縁体の耐熱性が向上しているとして耐熱性の評価を良好（Ａ）とした。また絶縁体の表面に割れが見られた場合は、絶縁体の耐熱性が向上されていないとして耐熱性の評価を不良（Ｃ）とした。
【００３５】
表１に示されるように、試料５の絶縁電線は、絶縁体の外側面におけるピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１が１±０．２の範囲を外れている。試料５の絶縁電線は、絶縁体の外側部分における結晶性樹脂の押出方向への配向結晶化が促進されている。その結果、試料５の絶縁電線は、絶縁体の伸びが低下し、割れが発生し、耐熱性試験の結果が悪かった。
【００３６】
これに対し、試料１〜４の絶縁電線は、絶縁体の外側面におけるピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１が１±０．２の範囲内にある。そのため、試料１〜４の絶縁電線は、絶縁体の外側部分における結晶性樹脂の押出方向への配向結晶化が抑制されており、絶縁体の伸びが向上し耐熱性が良好のため、割れが発生しなかった。試料１〜４の絶縁電線の結果より、ピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１を１±０．２の範囲内にすることが耐熱性を向上させることが可能であることが確認できた。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
上記ピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１は、その値が１より大きいほど、結晶性樹脂が押出方向により配向して結晶化されていることを意味する。ピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１は、絶縁体の耐熱性向上効果を確実なものとする観点から、１±０．２の範囲内としたものである。ピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１は、好ましくは１±０．１の範囲内であり、更に好ましくは１±０．０５の範囲内である。
【００３９】
ピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１を１に近づけるためには、例えば、導体２の外周に絶縁体が押出被覆される際に、押出機におけるポイントとダイスとの間の隙間が、相対的に広くなるように設定することで、適宜調節することが可能である。
【００４０】
ピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１は、例えば上記のポリサルホン系樹脂を用いた実験例では、ｔを２ｍｍ以上に設定することにより、１±０．２とすることができる。これは導体２の引き抜きによって絶縁体材料３０が導体２に引っ張られ、絶縁体材料３０に流動履歴がかかりにくい状態とし、配向結晶化を抑制するためである。
【００４１】
結晶性樹脂の配向結晶化を抑制するという観点から、ｔは好ましくは、１．７ｍｍ以上、より好ましくは１．８ｍｍ以上、更に好ましくは１．９ｍｍ以上である。なおｔの値が過度に大きくなると、ダイス５２の吐出口５２１から絶縁材料３０を押出した際、導体２が線ブレを起こし断線して生産性が低下する恐れがある。そのため、ｔは好ましくは３．５ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以下、更に好ましくは２．５ｍｍ以下とすることができる。
【００４２】
押出機におけるポイントとダイスとの間の隙間を相対的に広くすることによりピーク強度比Ａｐ１／Ａｓ１を調節する方法は、導体の線速を過度に低下させることによって結晶性樹脂の結晶化を抑制する必要がない。また上記方法は、押出被覆された絶縁体を急冷することによって結晶性樹脂を結晶化させる必要もない。そのため、上記方法は、製造条件の影響を受け難く、絶縁体の耐熱性が向上せしめられた絶縁電線を製造しやすいという利点がある。
【００４３】
ピーク強度比Ａｐ２／Ａｓ２は、１±０．２の範囲内であると、上記ポイント５０の先端位置における隙間５１の大きさｔを過度に大きくする必要がなく、生産性を良好にすることが可能であるという利点がある。ピーク強度比Ａｐ２／Ａｓ２は、１±０．１５の範囲内であるのが、更に好ましい。
【００４４】
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。
【符号の説明】
【００４５】
１  絶縁電線
２  導体
３  絶縁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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