(57)【要約】【課題】架橋シリコーンゴムを含む絶縁層を有する絶縁電線において、外観が良好であり、耐摩耗性、耐バッテリー液性等が良好な絶縁電線を提供する。【解決手段】導体２の周囲が架橋シリコーンゴムを含む絶縁層３で被覆されている絶縁電線１であって、前記架橋シリコーンゴムのショアＡ硬度が５０以上であり、前記絶縁層３の周囲にポリテトラフルオロエチレンを含む薄膜層４を形成して絶縁電線１とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体の周囲が架橋シリコーンゴムを含む絶縁層で被覆されている絶縁電線であって、
前記架橋シリコーンゴムのショアＡ硬度が５０以上であり、
前記絶縁層の周囲にポリテトラフルオロエチレンを含む薄膜層が形成されていることを特徴とする絶縁電線。
【請求項２】
前記薄膜層の厚みが、５〜２００μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線。
【請求項３】
前記薄膜層が、バインダー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。
【請求項４】
前記薄膜層が、ポリテトラフルオロエチレンが溶媒に分散された分散液の塗工により形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の絶縁電線。
【請求項５】
前記絶縁層が、無機フィラーを含まない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係り、特に自動車、電機・電子機器等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、電気・電子機器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る。従来、この種の絶縁材料として、ポリ塩化ビニル樹脂や、分子中に臭素原子や塩素原子を含むハロゲン系難燃剤を配合したコンパウンドが使用されてきた。
【０００３】
しかし上記のようなハロゲン原子を含む組成物を用いた材料は、焼却廃棄した場合に多量の腐食ガスが発生する恐れがある。そのため、腐食ガスが多量に発生する恐れのない、ノンハロゲン難燃材料が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５５５１０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来のノンハロゲン系難燃材料においては、シリコーンゴムにフィラーとして水酸化アルミニウムが添加されている。しかし水酸化アルミニウムは、架橋反応実施の際、脱水温度が低いので、発泡し易く、外観不良になる恐れがある。
【０００６】
上記の外観不良を避けるためには、水酸化アルミニウムを添加しないことである。しかしフィラーを使用しないと、耐摩耗性が低下する恐れがある。そこで、シリコーンゴムの硬度を高くして、所定の値以上に規定することで、耐摩耗性の低下を防ぐことが可能である。
【０００７】
またシリコーンゴムにフィラーを添加しない場合、シリコーンゴムだけでは耐バッテリー液性が悪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、架橋シリコーンゴムを含む絶縁層を有する絶縁電線において、外観が良好であり、耐摩耗性、耐バッテリー液性等が良好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】
【０００９】
本発明に係る絶縁電線は、
導体の周囲が架橋シリコーンゴムを含む絶縁層で被覆されている絶縁電線であって、
前記架橋シリコーンゴムのショアＡ硬度が５０以上であり、
前記絶縁層の周囲にポリテトラフルオロエチレンを含む薄膜層が形成されていることを要旨とするものである。
【００１０】
本発明の絶縁電線において、前記薄膜層の厚みが、５〜２００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００１１】
本発明の絶縁電線において、前記薄膜層が、バインダー樹脂を含むことが好ましい。
【００１２】
本発明の絶縁電線において、前記薄膜層が、ポリテトラフルオロエチレンが溶媒に分散された分散液の塗工により形成されたものであることが好ましい。
【００１３】
本発明の絶縁電線において、前記絶縁層が、無機フィラーを含まないことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る絶縁電線は、導体の周囲が架橋シリコーンゴムを含む絶縁層で被覆されている絶縁電線であって、前記架橋シリコーンゴムのショアＡ硬度が５０以上であり、前記絶縁層の周囲にポリテトラフルオロエチレンを含む薄膜層が形成されている構成を採用したことにより、外観が良好であり、十分な耐摩耗性を得ることが可能であると共に、耐バッテリー液性の良好な絶縁電線を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の絶縁電線の一例を示す一部切欠き斜視図である。
【図２】図２は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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一部切欠き斜視図であり、図２は図１のＢ−Ｂ線断面図である。図１及び図２に示すように、絶縁電線１は、導体２と、該導体２の周囲を被覆する絶縁層３とを有している。絶縁層３は、架橋シリコーンゴムを含む。更に絶縁層３の周囲に、ポリテトラフルオロエチレン（以下、ＰＴＦＥということもある）を含む薄膜層４が形成されている。
【００１７】
絶縁電線１の絶縁層３の表面を被覆している薄膜層４は、該薄膜層４に含まれるＰＴＦＥが、バッテリー液に対して耐性を有する。絶縁電線１は、表面にＰＴＦＥを含む薄膜層４が形成されていることにより、耐バッテリー性を向上させることができる。
【００１８】
絶縁層３は、架橋シリコーンゴムのショアＡ硬度が５０以上である。絶縁層３に用いられる架橋シリコーンゴムは、水酸化アルミニウム等のフィラーを含まないと、耐摩耗性が低下する。これに対し本発明は、架橋シリコーンゴムの硬度を高くして、所定の数値以上に規定している。そのため、フィラーを含有しない場合でも、架橋シリコーンゴムの耐摩耗性が向上しているので、絶縁電線１に十分な耐摩耗性を与えることができる。
【００１９】
上記架橋シリコーンゴムのショアーＡ硬度とは、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５３  デュロメータタイプＡスプリング式硬さ試験で測定される硬さのことである。架橋シリコーンゴムのショアＡ硬度は、シリコーンゴムの種類、架橋剤の種類、配合量等を適宜、調節することで、５０以上に形成することが可能である。
【００２０】
また架橋シリコーンゴムを含む絶縁層３が、フィラーを含まない場合、耐バッテリー液性が低下する。すなわちシリコーンゴムは、ケイ素−酸素結合が酸の影響により加水分解を受けやすい。そのためシリコーンゴムはバッテリー液に対する耐性が低くなる。これに対し、ＰＴＦＥは酸に対する耐性に優れる。絶縁層３の外側周囲のＰＴＦＥを含んでいる薄膜層４は、絶縁層３の表面を保護して、耐バッテリー液性を向上させる。絶縁電線１は、薄膜層４により、十分な耐バッテリー液性を得ることができる。
【００２１】
薄膜層４の厚みは、絶縁層３の厚みよりも薄く形成されている。薄膜層４の厚みは、通常、１〜１０００μｍ程度であり、絶縁層３の厚み、電線の線径等によって適宜決定することができる。好ましい薄膜層４の厚みは、５〜２００μｍの範囲内である。更に好ましい薄膜層４の厚みは、５〜１００μｍの範囲内である。ＰＴＦＥを含む薄膜層４の厚みが厚くなりすぎると、電線のコストが上昇する恐れがある。またＰＴＦＥを含む薄膜層４が厚くなると、絶縁層３の機械的特性に与える影響が大きくなる。その結果、架橋シリコーン電線として所望の機械的特性が得られなくなる恐れがある。
【００２２】
薄膜層４の形成は、ＰＴＦＥの粒子が溶媒に分散された分散液（ディスパージョン）の塗工（コーティング）により形成することが好ましい。ＰＴＦＥを含む薄膜層の場合、デイスパージョンのコーティングにより、ＰＴＦＥを含むフッ素樹脂層を薄く形成することが容易である。
【００２３】
絶縁層の耐バッテリー液性を上げるために、ＰＴＦＥ以外のフッ素樹脂（例えば、ＦＥＰ、ＰＦＡ等）を押出し成形により、絶縁層の上にフッ素樹脂層を形成することが考えられる。しかし、ＦＥＰ、ＰＦＡ等を押出し成形してフッ素樹脂層を形成しようとすると、薄膜に形成することは困難である。押出し法ではフッ素樹脂層が厚く形成されてしまう。その結果、フッ素樹脂は高価であるから、絶縁電線のコストが上昇してしまう。
【００２４】
また絶縁層の耐バッテリー性を向上させる方法として、シリコーンゴムの合成の際に、炭素−フッ素結合、シリコーン−フッ素結合等を導入する方法も考えられる。しかし、上記の方法は、合成が難しく、コスト高になってしまう。
【００２５】
薄膜層４は、例えば、ＰＴＦＥを溶媒中に分散させたディスパージョン（組成物）を用いて、絶縁層３の表面に塗工することで形成することができる。上記ＰＴＦＥは、懸濁重合品と乳化重合品がある。ＰＴＦＥのディスパージョンは、一般に乳化重合によるＰＴＦＥに界面活性剤を加えて分散させた分散物を濃縮したものが用いられる。上記溶媒としては、例えば、水、プロプレングリコール、トルエン、アセトン、ＭＥＫ、ブチルセロソルブ等が挙げられる。
【００２６】
薄膜層４には、バインダー樹脂を含むことが好ましい。上記バインダー樹脂は、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。バインダー樹脂は、融点が高いものが、高い温度で焼成することが可能であり、耐熱性が向上する。シリコーン樹脂は、耐熱性が高いという利点がある。
【００２７】
薄膜層４の中のバインダー樹脂の配合量は、ＰＴＦＥ１００質量部に対し、５〜５０質量部の範囲内であるのが好ましい。バインダー樹脂が５質量部未満では、下地との密着力が低く剥がれる恐れがあり、５０質量部を超えると表面のＰＴＦＥが少なく電線特性が向上しない恐れがある。
【００２８】
上記薄膜層４の組成物に、バインダー樹脂を添加して、溶媒中に分散させることで、薄膜層４中にバインダー樹脂を含有させることができる。
【００２９】
薄膜層４を形成するには、例えば、導体２の周囲に絶縁層３を押出し成形した電線に、薄膜層４の組成物をコーティングした後、加熱して溶媒を揮発させて成膜する。その後、更に加熱して絶縁層３のシリコーンゴムを架橋させることで、絶縁電線１が得られる。また、薄膜層４の形成は、絶縁層３のシリコーンゴムを形成して一度巻き取った電線をオフラインで処理してもよい。薄膜層４の形成は、上記のように絶縁層３の形成とオンラインで連続的に処理することが、効率的である。
【００３０】
薄膜層４を形成する場合の、組成物のコーティング法としては、スプレーコート法、オーバーコート法等が挙げられる。
【００３１】
薄膜層４を形成するために用いられる、ＰＴＦＥを含む薄膜層の組成物は、市販の材料を使用することが可能である。市販の組成物は、ＰＴＦＥ、バインダー樹脂、溶媒を含むデスパージョンの形態で供給されていて、スプレーコート等が可能な形態になっている。市販の上記組成物として例えば、関西ポリマー社の商品名で、「ＫＰ‐９５２‐１」、「ＫＰ‐４３６‐１」、「ＫＰ‐１４‐１」、「ＫＰ‐８３１８‐１」、「ＫＰ‐８３１４‐１」、「ＫＰ‐８３１７‐１」、「ＫＰ‐８３４８‐１」、「ＫＰ‐８０１８‐１」、「ＫＰ‐８０１４‐１」、「ＫＰ‐８０４８‐１」、千代田交易社の商品名「ＺＺＲ‐０９１」、「Ｄ３２１３」、シャイン工芸社の商品名「モルテイアコートＲ２３００」、「モルテイアコートＲ２３１０」、「モルテイアコートＲ２３２０」、「モルテイアコートＲ２３３０」、「モルテイアコートＲ２３４１」、「モルテイアコートＰ２４１０」、「モルテイアコートＰ２４２０」、「モルテイアコートＰ２４３０」、「モルテイアコートＰ２４４０」等を挙げることができる。
【００３２】
絶縁層３は、未架橋のシリコーンゴムを含む組成物を導体の周囲に押し出て被覆層として成形した後、架橋させることで、架橋シリコーンゴムを含むように構成することができる。
【００３３】
上記未架橋のシリコーンゴムは、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ミラブル型（加熱架橋型）、或いは架橋前は液状である液状ゴム型のいずれを用いてもよい。液状ゴム型シリコーンゴムは、室温付近で架橋が可能な室温架橋型（ＲＴＶ）と、混合後１００℃付近で加熱すると架橋する低温架橋型（ＬＴＶ）がある。
【００３４】
ミラブル型シリコーンゴムは、直鎖状のオルガノポリシロキサンを主原料（生ゴム）として、分散促進剤、その他添加剤等を配合したゴムコンパウンドとして市販されているものを用いてもよい。
【００３５】
絶縁層用のゴム組成物において、未架橋のシリコーンゴムは、加熱等により架橋することが可能であるが、組成物中に架橋剤（加硫剤）を添加して架橋させても良い。
【００３６】
架橋剤は、未架橋のゴムの種類や架橋条件等に応じて適宜選択することができる。架橋剤としては、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を挙げることができる。架橋剤としては、有機過酸化物等が、架橋速度の向上の点から好ましい。
【００３７】
有機過酸化物としては、例えば、日本油脂社の製品名で、パーヘキシルＤ、パークミルＤ，パーヘキサＶ、パーブチルＤ、パーヘキサ２５Ｂ等が挙げられる。
【００３８】
絶縁層３の組成物中の架橋剤の配合量は、適宜決定することができる。架橋剤の配合量は、例えば、未架橋のシリコーンゴムと架橋剤の合計量に対し、０．０１〜１０質量％の範囲で配合するのが好ましい。
【００３９】
絶縁層３の組成物は、架橋シリコーンゴム、架橋剤等の他に、絶縁層の特性を損なわない範囲で、各種の添加剤を含有していても良い。このような添加剤としては、絶縁電線の絶縁層に用いられる一般的な添加剤を挙げることができる。具体的には、難燃剤、酸化防止剤、老化防止剤、顔料等が挙げられる。
【００４０】
また絶縁層３には、絶縁電線１の外観や物性を低下させない範囲であれば、フィラー等の充填剤を添加してもよいが、好ましいのはフィラーを添加しないことである。フィラーは、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、クレー、タルク、水酸化マグネシウ、酸化マグネシウムム等が挙げられる。上記フィラーは表面処理されたもの、表面処理されていない未処理のもの、いずれでもよい。尚、水酸化アルミニウムは、架橋反応の際に発泡するおそれがあるので使用しないのが好ましい。
【００４１】
本発明に係る絶縁電線１は、例えば次のようにして製造することができる。まず、絶縁層３を形成するための絶縁層用の樹脂組成物を調製する。次いで、調製した樹脂組成物を導体２の周囲に押出して、導体２の周囲に絶縁層３を成形する。次いで、絶縁層３の表面にＰＴＦＥを含む薄膜層をコーティング法により形成した後、加熱して溶媒を揮発させた後、更に絶縁層３のシリコーンゴムを架橋させる。絶縁層のシリコーンゴムが架橋シリコーンゴムとなって、絶縁電線１が得られる。
【００４２】
絶縁層３の形成に用いられる組成物の調製は、各成分を混練することにより行われる。組成物の成分を混練する際には、例えば、バンバリーミキサー、加圧ニーダー、混練押出機、二軸混練押出機、ロール等の通常の混練機を用いて均一に分散可能である。
【００４３】
組成物の押出成形には、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。
【００４４】
絶縁電線１の導体２は、通常の絶縁電線に使用されるものを利用できる。導体２は、例えば、銅系材料やアルミニウム系材料よりなる単線や撚線等が挙げられる。また、導体２の径や絶縁層３の厚み等は特に限定されず、絶縁電線１の用途等に応じて適宜決めることができる。
【００４５】
本発明の絶縁電線は、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は、絶縁層を単一層から構成したが、絶縁層を２層以上の複数層から構成してもよい。
【００４６】
本発明に係る絶縁電線は、自動車、電子・電気機器に使用される耐熱性が要求される用途の絶縁電線として好適である。
【実施例】
【００４７】
以下、本発明の実施例、比較例を示す。
[実施例１〜７]
表１に示す絶縁層の配合組成で、市販のシリコーンゴム、架橋剤を含む組成物をバンバリーミキサーを用いて常温にて混合した。その後、押出成形機を用いて、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）の外周にシリコーンゴムを含む組成物を０．２ｍｍ厚に押出し被覆して絶縁層を形成した後、巻き取る直前の電線の絶縁層の上から表１に示すＰＴＦＥを含む組成物をスプレーコートで塗布して、溶媒を揮発させてＰＴＦＥ薄膜層を成膜した。その後、２００℃×４時間加熱処理して絶縁層のシリコーンゴムの架橋を完了させて絶縁電線を得た。ＰＴＦＥ薄膜層は表１に示す厚みに形成した。
【００４８】
比較例１〜７
表２に示す絶縁層の組成物を用いて実施例と同様に絶縁層を形成し、ＰＴＦＥ薄膜層を形成せずに、比較例１〜７の絶縁電線を得た。
【００４９】
実施例１〜７、比較例１〜７の絶縁電線について、耐寒性、耐摩耗性、耐バッテリー液性について試験を行い評価した。その結果を表１、表２に合わせて示す。尚、表１、表２の各成分の詳細、各試験方法及び評価方法は、下記の通りである。
【００５０】
〔シリコーンゴム〕
商品名の後に記載した硬度は、架橋後のシリコーンゴムのショアＡ硬度である。
・シリコーンゴム１：旭化成社製、商品名「Ｒ４０１‐５０」、硬度５０
・シリコーンゴム２：旭化成社製、商品名「Ｒ４０１‐６０」、硬度６０
・シリコーンゴム３：旭化成社製、商品名「Ｒ４０１‐７０」、硬度７０
・シリコーンゴム４：旭化成社製、商品名「Ｒ４０１‐８０」、硬度８０
・シリコーンゴム５：旭化成社製、商品名「Ｒ４０１‐４０」、硬度４０
・シリコーンゴム６：旭化成社製、商品名「Ｒ４０１‐３０」、硬度３０
・シリコーンゴム７：旭化成社製、商品名「Ｒ４０１‐２０」、硬度２０
・シリコーンゴム８：ＫＣＣ社製、商品名「ＳＨ００３０Ｕ」、硬度３０
【００５１】
〔架橋剤〕
・ジクミルパーオキサイド：日油社製、商品名「パークミルＤ」
【００５２】
〔ＰＴＦＥを含む組成物〕
・ＰＴＦＥ１：関西ポリマー社製、商品名「ＫＰ‐９５２‐１」
・ＰＴＦＥ２：関西ポリマー社製、商品名「ＫＰ‐４３６‐１」
【００５３】
〔耐寒性試験方法〕
耐寒性試験は、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。
【００５４】
〔耐摩耗性試験方法〕
耐摩耗性試験は、社団法人自動車技術規格「ＪＡＳＯ  Ｄ６１８」に準拠して、ブレード往復法により試験を行った。すなわち、実施例、比較例の各絶縁電線を７５０ｍｍの長さに切り出して試験片とした。そして、２３±５℃の室温下で試験片の被覆材（絶縁層）に対し軸方向に１０ｍｍ以上の長さでブレードを毎分５０回の速さで往復させ、ブレードが導体に接するまでの往復回数を測定した。この際、ブレードにかかる荷重は、７Ｎとした。評価は、往復回数が２００回以上のものを良好（○）とし、３００回以上のものを優良（◎）とし、２００回未満のものを不良（×）とした。
【００５５】
〔耐バッテリー液性試験方法〕
耐バッテリー液性は、ＩＳＯ６７２２（２０１１年版）のメソッド２に準拠した。すなわち密度１．２６の硫酸水溶液を電線に垂らして９０℃の恒温槽に投入する。そして、８時間後、１６時間後、３２時間後に再度液を垂らして、４８時間後に取り出した。その後、３％の塩水に１０分間浸漬後、１ｋＶ×１分間の耐電圧試験を実施した。耐電圧試験の結果、絶縁破壊しなかったものを良好（○）とし、絶縁破壊したものを不良（×）とした。
【００５６】
【表１】
2016149292.tif 000003
【００５７】
【表２】
2016149292.tif 000004
【００５８】
表１に示すように実施例１〜７のＰＴＦＥを含む薄膜層を有する絶縁電線は、耐摩耗性、耐バッテリー液性がいずれも良好であった。これに対し表２に示すように、ＰＴＦＥ薄膜層を形成しなかった比較例１〜７の絶縁電線は、耐摩耗性、耐バッテリー液性が不良であった。また実施例１〜７の耐寒性は、比較例１〜７と比較して、大きな低下はなく、問題のない範囲であった。
【００５９】
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】
【００６０】
１  絶縁電線
２  導体
３  架橋シリコーンゴムを含む絶縁層
４  ＰＴＦＥを含む薄膜層
【図１】
2016149292.tif 000005
【図２】
2016149292.tif 000006