グラフト化点火線のためのコーティング材
シリコーンコーティング材は、シリコーンポリマーコーティングを点火線にグラフト化するように働く。点火線は、内部導電性芯体と外面を有する外部絶縁外皮層とを有する絶縁導体を含む。シリコーンコーティング材は絶縁外皮層の外面に適用され、シリコーンプレポリマー、結合剤、触媒、およびグラフト開始材を含む。グラフト開始材は、シリコーンプレポリマーおよび結合剤を含むコーティング層をグラフト化することによって受容するために絶縁外皮の外面を準備するように働き、触媒は、コーティング層の重合によるグラフト化を促進するように働く。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
関連出願の相互参照
本願は、２００４年７月２日に出願した米国特許仮出願第６０／５８５，１４３号の優先権を主張し、その内容全体を参照によって本書に援用する。
【０００２】
１．技術分野
本発明は、一般的に絶縁導電体のためのコーティング材に関する。さらに詳しくは、それは、スパークプラグおよび他の点火装置用の点火線のような絶縁導電体のためのコーティング材に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
スパークプラグ用の点火線は一般的に導電性芯体、導体または半導体コーティング層、剥離コーティング、電気絶縁層、引張り強度を増強する強化層、および絶縁外装または外皮を含み、かつ様々な接着剤層およびその他の内層を含むこともできる。外皮は往々にして、その外面上に化粧層もしくは加飾層または印刷部分をも含む。上述した層は様々な組合せまたは順序で配列することができ、それらの特定の配列は、意図された適用環境および他の要因に応じて変化する。
【０００４】
様々な中実金属線または金属撚線構成に加えて、導電性芯体は巻線構成を含むこともできる。巻線芯体は一般的に、引張り強度を提供するために、ロープのような編組または他の方法による編織絶縁芯部材を有する。この部材にフェライトまたは他のコーティングを塗布することができ、続いてそれに金属線が巻きつけられ、あるいは接着剤層および／または導体層または半導体層が被覆される。そのような巻線型導電性芯体の例は、Ｍｉｙａｍｏｔｏらの米国特許第４，４３５，６９２号およびＣｏｆｆｅらの米国特許第４，７００，１７１号に教示されている。Ｍｉｙａｍｏｔｏらは、塩素化ポリエチレン／フェライト混合物で被覆したアラミド織紐のような編織部材上に抵抗線を巻回して導電性芯体にした、巻線型点火ケーブルを教示している。抵抗線およびフェライトを被覆した芯体は、続いて編織強化部材およびポリエチレンとエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）とのブレンドの押出し外装によって被覆される。Ｃｏｆｆｅらは、幾つかの点ではＭｉｙａｍｏｔｏらによって教示されたものと同様の点火ケーブルを開示しており、導電性芯体は、ガラス繊維束から形成された強化部材をＥＰＤＭと酸化鉄などの磁性粒子との混合物を含む絶縁層で浸漬コーティングすることによって形成される。被覆された編織芯体は次いで、様々なＮｉ合金のような抵抗線導体を螺旋状に巻き付けられる。Ｃｏｆｆｅらの抵抗線は次いで、シリコーンまたはアクリルポリマーのような半導体熱可塑性ポリマーを浸漬コーティングされる。半導体熱可塑性ポリマーは炭素粒子および剥離剤を含有し、それらは続いて塗布された絶縁層をきれいに剥離することを可能にする。Ｃｏｆｆｅらの導電性芯体は、ＥＤＰＭから形成された絶縁層、任意のガラス繊維編組層、ならびにＥＰＤＭ、エチレン酢酸ビニルコポリマー、フェノール系酸化防止剤、および金属塩酸化防止剤の混合物から形成されたポリマー外皮を被覆される。一般的に、ＭｉｙａｍｏｔｏらおよびＣｏｆｆｅらに記載された導電性芯体の場合、点火線への終端またはコネクタの適用中に芯体から絶縁層を除去することを容易にするために、剥離コーティングが芯体の外側に塗布されるか、あるいは導電性コーティングに組み込まれる。
【０００５】
点火線の絶縁層は、電気絶縁を提供しかつ内燃機関の高温の動作温度での劣化に耐性を有する、様々な材料から作ることができる。様々なワイヤ構成の絶縁層に使用されてきた
材料の例として、ＥＰＤＭおよび様々なシリコーンが挙げられる。
【０００６】
強化層は一般的にガラス繊維から作られ、編織外装を備える。この層は、絶縁層上に直接編織するか、あるいは事前に編織して絶縁層上に適用することができる。
【０００７】
絶縁外皮は点火線の外壁を形成するので、一般的に、高レベルの熱のみならず、磨耗にも耐える材料から作られる。意図された用途および他の要因に応じて、ＥＰＤＭ、様々なシリコーン、および他の材料のような様々な材料が絶縁外皮に使用されてきた。外皮は一般的に、絶縁層の上に押出成形される。押出成形のプロセスは、外皮および下にある絶縁層の両方の熱的、機械的、かつ／または化学的性質を変化させることがあり得る。したがって、外皮の外面の全体的外観のみならず、外皮自体の耐磨耗性も影響を受けるかもしれない。
【０００８】
上述の通り、多くの点火線の適用分野では、ワイヤに製造者名、製品番号、ワイヤサイズ、製造者のロゴもしくは商標、性能特性、仕様、または他の重要な情報のような情報を装飾的デザインと同様に印刷するために使用される、様々なインクおよび類似物のような化粧材または加飾材を塗布することが望ましい。そのような材料は、外面に配置されるため、高温、塵埃および他のボンネット内の磨耗源による磨耗、機械的応力、それらの劣化を助長する化学薬剤およびその他の薬剤にさらされる。
【０００９】
絶縁ワイヤの機械的、熱的、および化学的性質を改善するために、外皮はその上に被覆されるコーティング材を含むことができる。Ｋａｗａｇｕｃｈｉらの米国特許第４，０００，３６２号は、金属線上に被覆された剥離層と、剥離層の上に重ね合わされた焼成絶縁層を含む電気絶縁金属線を開示している。絶縁層は、剥離能力を有するシリコーン含有の絶縁ワニスを剥離層上に被覆して焼成することによって、剥離層上に形成される。シリコーン含有の絶縁ワニスの剥離能力は、絶縁層を剥離層から容易に剥離することを可能にする。Ｋａｗａｇｕｃｈｉの構成は、剥離コーティングの上に適用されかつ線の外皮の外面から容易に除去されるように設計されているので、化粧材もしくは加飾材の保護または外皮の耐磨耗性の向上のためには適用できないと考えられる。
【００１０】
したがって、点火線に適用することができ、かつ線の外皮の外面への改善された耐熱性および耐磨耗性のような改善された保護に適合し、それを達成するコーティング組成物を開発することが望ましい。さらに、点火線に適用することができ、かつ線外皮の外面に適用されるインク、アップリケ、または他の同様の材料のような化粧材または加飾材への改善された保護に適合し、それを達成するコーティング組成物を開発することも望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、点火線の絶縁外皮の外面に塗布するための改善されたコーティング材組成物を提供することである。
【００１２】
１態様では、コーティング材組成物は、下にある絶縁層または絶縁外皮層に悪影響を及ぼすことなく絶縁外皮の耐磨耗性を改善する、透明なコーティング層を生成する。
【００１３】
本発明の第２態様では、コーティング材組成物は、下にある絶縁層または絶縁外皮層に悪影響を及ぼすことなく点火線の耐熱性を改善する、透明なコーティング層を生成する。
【００１４】
第３態様では、コーティング材組成物は、化粧層に悪影響を及ぼすことなく絶縁外皮の外面にも適用される、化粧層のための保護被覆を提供する透明なコーティング層を生成する。
【００１５】
第４態様では、コーティング材組成物は、絶縁外皮層の外面に審美的に快適なクリアコート被覆を提供する、透明なコーティング層を生成する。
【００１６】
第５態様では、コーティング材は、外部化粧層をも塗布することのできる外面を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、内部導電性芯体と外面を有する外部絶縁外皮層とを含む絶縁導体を有する点火線の絶縁外皮層の外面上に、シリコーンポリマーコーティングをグラフト化するように働く、シリコーンコーティング材を含むコーティング材組成物であって、シリコーンプレポリマー、結合剤、触媒、およびグラフト開始剤を含むコーティング材組成物である。グラフト開始剤は、シリコーンプレポリマーおよび結合剤を含むコーティング層をグラフト化することによって受容するために絶縁外皮の外面を準備するように働き、触媒は、コーティング層の重合によるグラフト化を促進するように働く。本発明の材料組成物の好適な実施形態では、シリコーンプレポリマーはメチルシロキサン液を含み、結合剤はアミノ官能性シランモノマーを含み、触媒は有機過酸化物を含み、グラフト開始剤は金属塩を含む。
【００１８】
本発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面に関連して検討すると、いっそう容易に理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
好適な実施形態の詳細な説明
図１〜２を参照すると、点火線１０は、絶縁層１４と外面２０を有する外皮１８とによって包囲された導電性芯体１２を備え、外面は化粧層２２と、化学的または物理的グラフト化プロセスを用いてグラフト化されてそれに結合され、よって下にある絶縁層１４、外皮１８、または化粧層の機械的、熱的、および／または化学的性質に悪影響を及ぼすことなく点火線１０の耐摩耗性および耐熱性を改善する、シリコーン含有コーティング層２４とを含む。絶縁層１４は、導電性芯体１２上に押出成形される絶縁材である。次いでガラス繊維編組物１６のような強化材が、機械的強化のために、絶縁層１４の上に適用される。外皮１８は編組層１６の上に押出成形され、極端なレベルの熱に対する点火線１０の耐性を改善するだけでなく、さらなる電気絶縁をも提供する絶縁材から構成される。シリコーン含有コーティング材は外皮１８にグラフト化され結合される。
【００２０】
導電性芯体１２は、導電性金属線もしくは撚線、可撓性の単一炭素繊維もしくは繊維の撚線、フェライトもしくは他のコーティングを有する編組もしくは編織繊維の巻線束、または点火線および／またはケーブルに一般的に使用される型の任意の他の導電線構成として設けることができる。好ましくは、芯体１２は、Ｃｕ−Ｎｉ合金（１２重量％のＮｉ／８８重量％のＣｕ）の線が巻き付けられたフェライトコーティングを有する巻線型ケブラ芯体である。ケブラ芯体は、その外面上にフェライトコーティングを施した、例えば約０．０３５インチの直径（ケブラＤＴ１４０）を有するケブラ紐のような編組ロープまたは紐構成を含むことができる。好適なフェライトコーティングは、約２００〜３００メッシュの平均粒径を有しかつポリマーマトリクス中で約４０重量％を構成する、Ｃｕ−Ｚｎフェライト粒子の混合物を含む。Ｃｕ−Ｚｎフェライトを利用したが、他のフェライトも使用に適すると考えられる。なぜなら、それらは全て、巻線に流れる電流に対応して磁界を発生し、それによって線のインダクタンスおよび電磁干渉抑制を増大させる傾向があるためである。ポリマーマトリクスは、導電性および非導電性ラテックス材から作られたものを含め、点火線適用環境で使用するのに適した導電性および非導電性ポリマーの両方を含むことができる。適切な導電性ラテックスの１例として、Ｋｅｙ Ｐｏｌｙｍｅｒ社製の
ＷＣ２１９３がある。好適な構成では、Ｃｕ−Ｎｉ合金線は約０．００３５インチ（３９ゲージ）の線径を有し、フェライト被覆ケブラ芯体の周りを約１４７回／インチの巻線密度で巻回される。次いで巻線導電性芯体１２に、ＨＢ Ｆｕｌｌｅｒ社製の導電性ラテックス材ＥＦＴＥＣ ＷＢ２６９３、またはＫｅｙ Ｐｏｌｙｍｅｒ社製のＷＣ２１９３、および剥離剤Ｇｒａｆｏ １１４５（Ｆｕｃｈｓ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ Ｃｏ．社製）のような、市販の導電性ラテックス材および当業界で周知の型の剥離剤を被覆することができる。導電性芯体１２の直径は約０．０５８インチ（＋／−１０％）であり、約１７０オーム／フィート（＋／−１０％）の抵抗を有する。
【００２１】
絶縁層１４は、芯体１２上に押出成形され、芯体１２を電気的に絶縁しかつ機械的に保護する絶縁層を提供する。押出成形プロセスによって形成される機械的結合は比較的弱いので、絶縁層１４は導電性芯体１２から容易に剥離することができる。絶縁層１４は約０．０６１インチ（＋／−０．００５インチ）の厚さを有し、適切な機械的強度、耐熱性、電気的絶縁、および点火用途に要求される他の特性を有する様々なシリコーン、ＥＰＤＭ、および他の絶縁エラストマをはじめとする様々な絶縁エラストマのような、点火線および／またはケーブルで使用される型の可撓性絶縁熱硬化性ポリマー材から構成される。好ましくは、絶縁層１４はシリコーンまたはシリコーン含有エラストマ基材から構成される。絶縁層１４に使用される材料を押出成形するために用いられる方法および装置は周知である。例示的実施形態では、絶縁層１４はＳｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．社製のＧＳ６７ＦＭシリコーンから構成された。
【００２２】
ガラス繊維編組層１６は、機械的強度を有する点火線１０を提供することに関与する。例示的実施形態では、ガラス繊維編組層１６は、８．５ｐｐｉの標準バスケット織りを有する天然ガラス繊維糸から構成された。ガラス繊維編組物１６は絶縁層１４の表面上に直接編組することができるが、絶縁層を含む線を事前編織された外装内に挿入することによって適用することもできる。編組パターンは、点火線および／またはケーブルで一般的に使用されるような編織パターン、単純な螺旋状パターン、または類似物とすることができる。
【００２３】
ガラス繊維編組層１６上に押出成形された絶縁外皮層１８は、さらなる電気絶縁もしくは分離、ならびに点火線１０の外面の耐熱性および耐摩耗性を提供することに関与する。外皮１８は、適切な機械的強度、耐熱性、電気的絶縁、および点火用途に要求される他の特性を有する様々なシリコーンおよび他の絶縁エラストマをはじめとする様々な絶縁エラストマのような、点火線および／またはケーブルで使用される型の可撓性絶縁熱硬化性ポリマー材から構成される。好ましくは、絶縁外皮層１８は、車両およびそれらの点火線の試験に一般的に使用される温度範囲全体に対して機能し、例えば−５８゜Ｆより充分低い温度で可撓性および所望の電気的性能特性をも維持しながら、４２５゜Ｆから６００゜Ｆまたはそれ以上の範囲の昇温に耐えることのできるシリコーン化合物から作られる。絶縁外皮層１８は絶縁層１４よりわずかに厚いことが好ましく、１実施形態では、約０．０７７インチ（＋／−０．００５インチ）の厚さを有していた。例示的実施形態では、絶縁外皮１８は、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．社製のＧＳ８１０ＬＣシリコーンを押出成形することによって作られた。絶縁外皮層１８はまた、外皮１８の色、特に外皮１８の外面２０の色を制御するために使用することのできる染料または他の着色剤を組み込むこともできる。表１は、シリコーン絶縁層およびシリコーン絶縁外皮層を含む上述した一般的な構成を有する、本発明の多数の点火線の寸法を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
本発明の点火線構成は拡張可能であり、どんなサイズの点火線にも適用可能であると考えられる。
【００２６】
外皮１８の表面２０は、様々なインクの印刷、収縮包装アップリケの使用、エンボスおよび類似物のような多種多様な様々な材料、仕上げ、および技術を使用して、点火線１０の所望のまたは改善された外部化粧または加飾層２２の外観を達成するように、様々な色の表面仕上げを行なうことができる。化粧層２２の色または他の物理的性質は、絶縁外皮１８の外面２０の外観にコントラストを提供し、あるいはそれ以外の点で向上するように選択することができる。化粧または加飾層２２は、製造者名、製品番号、ワイヤサイズ、製造者のロゴもしくは商標、性能特性、仕様、または他の重要な情報のような印刷情報と同様に多岐にわたる装飾的デザインをも含め、多くの形を取ることができる。例えばシリコーン含有外皮１８は、暗青色を生じるように着色剤を含むことができる一方、化粧層２２は、対比する銀色の文字を外皮表面２０に提供するように、銀色のインクで印刷することができる。
【００２７】
耐摩耗性および耐熱性が改善された点火線１０を提供し、かつ外皮表面２０および塗布されるいずれかの化粧または加飾層２２の審美的外観または化粧外観の維持および／または向上を助けるために、コーティング層２４が外皮表面２０上に塗布される。コーティング層２４は、透明なシリコーン系またはシリコーン含有コーティング材の比較的薄い（つまりミクロン厚さ）の層であることが好ましい。好適な実施形態では、コーティング層２４は約５〜４０ミクロンの間の厚さである。コーティング層２４は、例えば化学的グラフト化プロセスを使用することによって、強い共有化学結合で絶縁外皮層１８の外面２０にグラフト化され、結合される。コーティング層２４は透明なコーティングであることが好ましく、絶縁外皮層の外面にクリアコート仕上げをもたらすように、クリアコーティングであることがさらにいっそう好ましい。しかしコーティング層２４は、多種多様な色合い、陰影、および色をもたらすように、層を半透明または不透明の性質にさえするために使用することのできる、様々な公知の色合い、着色剤、および類似物を組み込むこともできると考えられる。コーティング層２４は、絶縁外皮層１８にグラフト化または結合されたコーティング層を生成するために働くコーティング材組成物を使用して形成することができる。グラフト化は化学的グラフト化プロセスを利用することが好ましいが、他の用途向けに様々な物理的グラフト化プロセスも示唆されており、本発明に使用するように拡張可能である。絶縁外皮層１８がシリコーンを含む場合、コーティング層２４もグラフト化または結合シリコーンを含むことが好ましい。
【００２８】
好適なコーティング層２４は、下の実施例１により詳細に記述するコーティング材組成
物から形成することができる。
【実施例１】
【００２９】
実施例１
好適な透明コーティング層２４は、３５から４５重量部の間のシリコーンプレポリマー、１重量部未満のシラン結合剤、１重量部未満の触媒、１重量部未満のグラフト開始剤、および残部の反応性溶媒を含むコーティング材組成物から作ることができる。
【００３０】
シリコーンプレポリマーは、硬化後にシリコーンポリマーコーティング層２４を提供するように適応されたＲＴＶシリコーンであることが好ましい。結合剤はシラン結合剤であることが好ましく、アミノ官能性シラン結合剤であることがさらに好ましい。触媒は、シリコーンポリマーコーティング２４の重合による絶縁外皮層１８の外面へのグラフト化を促進するように働くことが好ましい。グラフト開始剤は、シリコーンプレポリマーおよび前記結合剤を含むコーティング層をグラフト化することによって受容するために、絶縁外皮層の外面を準備するように働く。グラフト開始剤は、絶縁外皮層１８のその外面２０におけるシリコーン材の化学結合の変化によって、絶縁外皮層にグラフトレセプタ部位を生成するように適応されると考えられる。
【００３１】
好適なコーティング材組成物は、
＞６０重量％のオクタメチルトリシロキサン、１５．０〜４０．０重量％のジメチルメチルフェニルメトキシシロキサン、３．０〜７．０重量％のメチルトリメトキシシラン、および３．０〜７．０重量％のトルエンを含む１液型ＲＴＶメトキシシロキサンシリコーン樹脂溶液であり、弾塑性共形コーティングを生成するように働くとされる、４０．００重量部のシリコーンプレポリマー、好ましくはＤＣ １−２６２０（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）と、
＞６０重量％のデカメチルテトラシロキサンを含むメチルシロキサン液である、６０．００重量部の反応性溶媒、ＤＣ ＯＳ−３０（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）と、
結合剤としてガンマアミノプロピルトリエトキシシランである、０．２５重量部のモノマーシラン、Ｓｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１１００（ＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社製）と、
約５８．０重量％の２，２，４トリメチル−１，３−ペンタンジオールジイソブチレート、３２〜３４重量％のメチルエチルケトン過酸化物、６．０重量％のヘキシレングリコール、１〜２重量％のメチルエチルケトン、０．７％の過酸化水素、および０．７重量％の水を含む可塑剤中の有機触媒である０．１０重量部のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）過酸化物（ＭＥＫ中に０．０１％）と、
０．１０重量部の過塩素酸銀（トルエン中に０．０１％）と、
を含む。これを様々な成分の重量パーセントと共に、さらに下の表２に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】
コーティング層２４に使用されるコーティング材組成物は、下述する方法で各成分を好適な濃度比（重量部）で攪拌することによって調製される。
【００３４】
最初に、該方法は、グラフト前駆体ポリマーを形成するステップを含む。グラフト前駆体ポリマーを形成するために、シラン結合剤がシリコーンプレポリマーの一部分に攪拌混合される。これらの構成成分は、均質なバッチが達成されるようにミキサを使用して攪拌することによって、完全に混合された。混合後、混合物を、シラン結合剤がシリコーンプレポリマーと化学結合またはグラフトを形成し、それによってグラフト前駆体ポリマーを形成するのに充分な期間放置させた。この場合、シリコーンプレポリマーはＤＣ １−２６２０の１液型ＲＴＶメトキシシロキサンシリコーン樹脂溶液であり、結合剤はＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１１００の形のガンマアミノプロピルトリエトキシシランのモノマーシランであり、充分な時間は約２４時間であった。シランモノマーはシリコーンプレポリマーにグラフトして、ポリマーにくし状分子構造を形成し、それは続いてグラフト前駆体ポリマーが絶縁外皮層の外面へとグラフト反応するためのグラフト開始剤部位としても機能すると考えられる。シリコーンプレポリマーの一部分を使用することにより、プレポリマーおよび結合剤は（体積または重量で）ほぼ同量を混合してグラフト前駆体ポリマーを形成することが好ましいことを意味する。これらの量が好適であるが、より少量のプレポリマーまたはより多量のプレポリマーを使用して、グラフト前駆体ポリマーを形成することができる。
【００３５】
第２に、グラフト前駆体ポリマーを形成するステップに続いて、該方法は、シリコーンプレポリマーの残量と反応性溶媒を、それらを完全に混合するのに充分な時間、混合するステップを含んだ。１実施形態では、混合時間は約５分であった。これは、言うまでも無く、混合速度等に応じて変化する。
【００３６】
第３に、シリコーンプレポリマー、シランモノマー、および反応性溶媒の混合に続いて、ＭＥＫ過酸化物の形のグラフト重合触媒を添加し、再びミキサで約１０分間攪拌することによって、これらの成分と完全に混合させた。
【００３７】
第４に、上述の通り充分な時間硬化させたグラフト前駆体ポリマーを添加し、約１５分間バッチに混合させた。
【００３８】
第５に、トルエン中の過塩素酸銀の形のグラフト開始剤を添加し、再びミキサで約３０分間攪拌することによって他の成分と完全に混合した。
【００３９】
次いでコーティング材組成物を浸漬コーティングによって塗布し、次いで化学グラフトまたはグラフト重合によって絶縁外皮層１２に化学結合させた。浸漬コーティングを採用したが、噴霧コーティングおよび他の公知のコーティング方法を使用することもできる。化学グラフトによって、ある程度の架橋および共有結合がコーティング層２４のコーティング材組成物と絶縁外皮層１８の外面２０との間に発生することを意味する。
【００４０】
特に、点火線１０の絶縁外皮層１８は、多量のコーティング材組成物に浸漬し、次いで６５０〜８００゜Ｆの間の温度で動作する炉で約０．５分以下の時間部分的に硬化させた。次いで、点火線１０を水浴に通して室温まで冷却させた。シリコーンプレポリマーのグラフトおよび／または硬化プロセスは完了するまで約７２時間かかるので、硬化／グラフトが完了するまで、点火線が他の表面と粘着するのを防止するために、シリコーン系潤滑油を被覆層１６の表面に塗布することができる。この方法により、点火線１０は、シリコーンポリマーコーティング層２４が完全に硬化する前に、さらに処理するかあるいは他の方法で使用することができる。
【００４１】
芯体１２と絶縁層１４との間のみならず、絶縁層１４と、あるいは利用される場合には強化層１６と、絶縁外皮層１８との間に形成される機械的結合とは異なり、グラフトによって絶縁外皮層１８とコーティング層２４との間に形成される強い化学的結合は、絶縁外皮層１８の耐摩耗性の改善のみならず、点火線１０の耐熱性の改善にも大きく貢献し、それによって点火線の使用可能寿命を著しく改善する。コーティング層２４の硬化したコーティング材組成物は透明であることが好ましいので、絶縁外皮層１８の外面２０は、化粧層２２を追加することによってグラフト前に化粧外観を向上することができ、かつコーティング層１８のような保護層を追加するために押出成形プロセスを使用する場合とは異なり、本発明のグラフトプロセスは、絶縁外皮層１８の外面２０の化粧外観を変化させず、望ましくない影響を与える化粧層２２の除去またはひずみを生じない。これらの利点は、下にある絶縁層１４または化粧層２２の機械的、熱的、および／または化学的性質に悪影響を及ぼすことなく、絶縁外皮層１８および本発明のコーティング層２４の特定の硬化コーティング材組成物を使用して得られる。コーティング層２４はまた、点火線１０の外側に審美的に望ましい仕上げを提供する。この審美的に快適な外観は、この点に関して、自動車、様々な船舶、レクリエーショナルビークル、および他の品目の外観を向上するために幅広く使用されているような、塗装またはその他の方法で着色された表面の外側に適用されるクリアコート層の塗布に類似している。コーティング層２４は、点火線１０の外面２０の全体に、またはその一部分または複数部分のみに適用することができる。本書に記載するように、この表面にもたらされる保護を最大にするために、コーティング層２４を点火線１０の外面２０全体に適用することが好ましい。下にある化粧または加飾層２２がコーティング層２４を通して見えるように、コーティング層２４は透明であることが好ましい。さらに、透明であることに加えて、絶縁外皮層１８の外面２０上にクリアコートを提供するために、コーティング層は実質的にクリアまたは無着色であることが好ましい。しかし、この層に着色するか陰影をもたらすように、コーティング層２４があらゆる種類の着色剤、ティント剤、および類似物を組み込むこともでき、かつこの層が半透明またはさらに実質的にもしくは完全に不透明になるように、それらを様々な濃度および色で含めることができることが理解されるであろう。したがって、そのような範囲の外観を、化学的にグラフト化され結合されたコーティング層２４に達成することができる。
【００４２】
化粧層２２について上述したような外部化粧または加飾層２６を、透明なコーティング層２４の外面にも適用することができる。そのような構成では、上述した保護の利点の一部は、化粧層２２のそれと比較すると低減されると考えられるが、一部の用途では、化粧層２６を線１０およびコーティング層２４の外面に適用することが必要、または非常に望ましい。また、化粧層２２および外部化粧層２６は各々、別個に実現することができ、あるいはそれらを一緒にかつ様々な組合せで実現することができることも理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
かくして、本発明に従って、本書で説明した目的および利点を達成する、スパークプラグおよび同様の点火装置のための点火線、ならびにそれを製造するための方法が提供されたことは明らかであろう。さらに、本発明は、スパークプラグおよび同様の点火装置のための点火線、ならびにそれを製造するための方法に適用するためのコーティング材組成物についても記載する。言うまでも無く、上記説明が本発明の好適な例示的実施形態に関するものであって、本発明が図示しかつ／または説明した特定の実施形態に限定されないことが理解されるであろう。例えば、グラフト化技術は、コーティング層２０を外皮１８に完全に硬化させグラフト化させるために放射線照射または圧縮結合プロセスを含むことができる。また、これらの技術および他の技術、例えばその内容全体を参照によって本書に援用する米国特許第６，６３０，６４４号に記載されているような技術を使用して、化学的グラフト化プロセスとは対照的に主として物理的プロセスを利用することによって、コ
ーティング層のグラフト化および結合を促進することができることが示唆されている。そのようなグラフト化技術もまた、本発明と共に利用することができる。さらになお、本発明は、点火線１０の適用要件に応じて、ＥＰＤＭまたは様々な塩素化ポリエチレンエラストマ（ＣＰＥ）のみならず、これらの材料および様々なシリコーンのコポリマーから作られたものなど、シリコーン外皮材以外の絶縁外皮材にも拡張可能であると考えられる。
【００４４】
明らかに、上記の教示に照らして多くの改変および変形が可能である。したがって、付属の特許請求の範囲内で、本発明を、具体的に記載した以外の方法で実施することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のコーティング材付きの絶縁外皮を有する点火線の斜視図である。
【図２】図１の線２−２に沿って切った点火線の断面図である。
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
関連出願の相互参照
本願は、２００４年７月２日に出願した米国特許仮出願第６０／５８５，１４３号の優先権を主張し、その内容全体を参照によって本書に援用する。
【０００２】
１．技術分野
本発明は、一般的に絶縁導電体のためのコーティング材に関する。さらに詳しくは、それは、スパークプラグおよび他の点火装置用の点火線のような絶縁導電体のためのコーティング材に関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
スパークプラグ用の点火線は一般的に導電性芯体、導体または半導体コーティング層、剥離コーティング、電気絶縁層、引張り強度を増強する強化層、および絶縁外装または外皮を含み、かつ様々な接着剤層およびその他の内層を含むこともできる。外皮は往々にして、その外面上に化粧層もしくは加飾層または印刷部分をも含む。上述した層は様々な組合せまたは順序で配列することができ、それらの特定の配列は、意図された適用環境および他の要因に応じて変化する。
【０００４】
様々な中実金属線または金属撚線構成に加えて、導電性芯体は巻線構成を含むこともできる。巻線芯体は一般的に、引張り強度を提供するために、ロープのような編組または他の方法による編織絶縁芯部材を有する。この部材にフェライトまたは他のコーティングを塗布することができ、続いてそれに金属線が巻きつけられ、あるいは接着剤層および／または導体層または半導体層が被覆される。そのような巻線型導電性芯体の例は、Ｍｉｙａｍｏｔｏらの米国特許第４，４３５，６９２号およびＣｏｆｆｅらの米国特許第４，７００，１７１号に教示されている。Ｍｉｙａｍｏｔｏらは、塩素化ポリエチレン／フェライト混合物で被覆したアラミド織紐のような編織部材上に抵抗線を巻回して導電性芯体にした、巻線型点火ケーブルを教示している。抵抗線およびフェライトを被覆した芯体は、続いて編織強化部材およびポリエチレンとエチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）とのブレンドの押出し外装によって被覆される。Ｃｏｆｆｅらは、幾つかの点ではＭｉｙａｍｏｔｏらによって教示されたものと同様の点火ケーブルを開示しており、導電性芯体は、ガラス繊維束から形成された強化部材をＥＰＤＭと酸化鉄などの磁性粒子との混合物を含む絶縁層で浸漬コーティングすることによって形成される。被覆された編織芯体は次いで、様々なＮｉ合金のような抵抗線導体を螺旋状に巻き付けられる。Ｃｏｆｆｅらの抵抗線は次いで、シリコーンまたはアクリルポリマーのような半導体熱可塑性ポリマーを浸漬コーティングされる。半導体熱可塑性ポリマーは炭素粒子および剥離剤を含有し、それらは続いて塗布された絶縁層をきれいに剥離することを可能にする。Ｃｏｆｆｅらの導電性芯体は、ＥＤＰＭから形成された絶縁層、任意のガラス繊維編組層、ならびにＥＰＤＭ、エチレン酢酸ビニルコポリマー、フェノール系酸化防止剤、および金属塩酸化防止剤の混合物から形成されたポリマー外皮を被覆される。一般的に、ＭｉｙａｍｏｔｏらおよびＣｏｆｆｅらに記載された導電性芯体の場合、点火線への終端またはコネクタの適用中に芯体から絶縁層を除去することを容易にするために、剥離コーティングが芯体の外側に塗布されるか、あるいは導電性コーティングに組み込まれる。
【０００５】
点火線の絶縁層は、電気絶縁を提供しかつ内燃機関の高温の動作温度での劣化に耐性を有する、様々な材料から作ることができる。様々なワイヤ構成の絶縁層に使用されてきた
材料の例として、ＥＰＤＭおよび様々なシリコーンが挙げられる。
【０００６】
強化層は一般的にガラス繊維から作られ、編織外装を備える。この層は、絶縁層上に直接編織するか、あるいは事前に編織して絶縁層上に適用することができる。
【０００７】
絶縁外皮は点火線の外壁を形成するので、一般的に、高レベルの熱のみならず、磨耗にも耐える材料から作られる。意図された用途および他の要因に応じて、ＥＰＤＭ、様々なシリコーン、および他の材料のような様々な材料が絶縁外皮に使用されてきた。外皮は一般的に、絶縁層の上に押出成形される。押出成形のプロセスは、外皮および下にある絶縁層の両方の熱的、機械的、かつ／または化学的性質を変化させることがあり得る。したがって、外皮の外面の全体的外観のみならず、外皮自体の耐磨耗性も影響を受けるかもしれない。
【０００８】
上述の通り、多くの点火線の適用分野では、ワイヤに製造者名、製品番号、ワイヤサイズ、製造者のロゴもしくは商標、性能特性、仕様、または他の重要な情報のような情報を装飾的デザインと同様に印刷するために使用される、様々なインクおよび類似物のような化粧材または加飾材を塗布することが望ましい。そのような材料は、外面に配置されるため、高温、塵埃および他のボンネット内の磨耗源による磨耗、機械的応力、それらの劣化を助長する化学薬剤およびその他の薬剤にさらされる。
【０００９】
絶縁ワイヤの機械的、熱的、および化学的性質を改善するために、外皮はその上に被覆されるコーティング材を含むことができる。Ｋａｗａｇｕｃｈｉらの米国特許第４，０００，３６２号は、金属線上に被覆された剥離層と、剥離層の上に重ね合わされた焼成絶縁層を含む電気絶縁金属線を開示している。絶縁層は、剥離能力を有するシリコーン含有の絶縁ワニスを剥離層上に被覆して焼成することによって、剥離層上に形成される。シリコーン含有の絶縁ワニスの剥離能力は、絶縁層を剥離層から容易に剥離することを可能にする。Ｋａｗａｇｕｃｈｉの構成は、剥離コーティングの上に適用されかつ線の外皮の外面から容易に除去されるように設計されているので、化粧材もしくは加飾材の保護または外皮の耐磨耗性の向上のためには適用できないと考えられる。
【００１０】
したがって、点火線に適用することができ、かつ線の外皮の外面への改善された耐熱性および耐磨耗性のような改善された保護に適合し、それを達成するコーティング組成物を開発することが望ましい。さらに、点火線に適用することができ、かつ線外皮の外面に適用されるインク、アップリケ、または他の同様の材料のような化粧材または加飾材への改善された保護に適合し、それを達成するコーティング組成物を開発することも望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、点火線の絶縁外皮の外面に塗布するための改善されたコーティング材組成物を提供することである。
【００１２】
１態様では、コーティング材組成物は、下にある絶縁層または絶縁外皮層に悪影響を及ぼすことなく絶縁外皮の耐磨耗性を改善する、透明なコーティング層を生成する。
【００１３】
本発明の第２態様では、コーティング材組成物は、下にある絶縁層または絶縁外皮層に悪影響を及ぼすことなく点火線の耐熱性を改善する、透明なコーティング層を生成する。
【００１４】
第３態様では、コーティング材組成物は、化粧層に悪影響を及ぼすことなく絶縁外皮の外面にも適用される、化粧層のための保護被覆を提供する透明なコーティング層を生成する。
【００１５】
第４態様では、コーティング材組成物は、絶縁外皮層の外面に審美的に快適なクリアコート被覆を提供する、透明なコーティング層を生成する。
【００１６】
第５態様では、コーティング材は、外部化粧層をも塗布することのできる外面を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、内部導電性芯体と外面を有する外部絶縁外皮層とを含む絶縁導体を有する点火線の絶縁外皮層の外面上に、シリコーンポリマーコーティングをグラフト化するように働く、シリコーンコーティング材を含むコーティング材組成物であって、シリコーンプレポリマー、結合剤、触媒、およびグラフト開始剤を含むコーティング材組成物である。グラフト開始剤は、シリコーンプレポリマーおよび結合剤を含むコーティング層をグラフト化することによって受容するために絶縁外皮の外面を準備するように働き、触媒は、コーティング層の重合によるグラフト化を促進するように働く。本発明の材料組成物の好適な実施形態では、シリコーンプレポリマーはメチルシロキサン液を含み、結合剤はアミノ官能性シランモノマーを含み、触媒は有機過酸化物を含み、グラフト開始剤は金属塩を含む。
【００１８】
本発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面に関連して検討すると、いっそう容易に理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
好適な実施形態の詳細な説明
図１〜２を参照すると、点火線１０は、絶縁層１４と外面２０を有する外皮１８とによって包囲された導電性芯体１２を備え、外面は化粧層２２と、化学的または物理的グラフト化プロセスを用いてグラフト化されてそれに結合され、よって下にある絶縁層１４、外皮１８、または化粧層の機械的、熱的、および／または化学的性質に悪影響を及ぼすことなく点火線１０の耐摩耗性および耐熱性を改善する、シリコーン含有コーティング層２４とを含む。絶縁層１４は、導電性芯体１２上に押出成形される絶縁材である。次いでガラス繊維編組物１６のような強化材が、機械的強化のために、絶縁層１４の上に適用される。外皮１８は編組層１６の上に押出成形され、極端なレベルの熱に対する点火線１０の耐性を改善するだけでなく、さらなる電気絶縁をも提供する絶縁材から構成される。シリコーン含有コーティング材は外皮１８にグラフト化され結合される。
【００２０】
導電性芯体１２は、導電性金属線もしくは撚線、可撓性の単一炭素繊維もしくは繊維の撚線、フェライトもしくは他のコーティングを有する編組もしくは編織繊維の巻線束、または点火線および／またはケーブルに一般的に使用される型の任意の他の導電線構成として設けることができる。好ましくは、芯体１２は、Ｃｕ−Ｎｉ合金（１２重量％のＮｉ／８８重量％のＣｕ）の線が巻き付けられたフェライトコーティングを有する巻線型ケブラ芯体である。ケブラ芯体は、その外面上にフェライトコーティングを施した、例えば約０．０３５インチの直径（ケブラＤＴ１４０）を有するケブラ紐のような編組ロープまたは紐構成を含むことができる。好適なフェライトコーティングは、約２００〜３００メッシュの平均粒径を有しかつポリマーマトリクス中で約４０重量％を構成する、Ｃｕ−Ｚｎフェライト粒子の混合物を含む。Ｃｕ−Ｚｎフェライトを利用したが、他のフェライトも使用に適すると考えられる。なぜなら、それらは全て、巻線に流れる電流に対応して磁界を発生し、それによって線のインダクタンスおよび電磁干渉抑制を増大させる傾向があるためである。ポリマーマトリクスは、導電性および非導電性ラテックス材から作られたものを含め、点火線適用環境で使用するのに適した導電性および非導電性ポリマーの両方を含むことができる。適切な導電性ラテックスの１例として、Ｋｅｙ Ｐｏｌｙｍｅｒ社製の
ＷＣ２１９３がある。好適な構成では、Ｃｕ−Ｎｉ合金線は約０．００３５インチ（３９ゲージ）の線径を有し、フェライト被覆ケブラ芯体の周りを約１４７回／インチの巻線密度で巻回される。次いで巻線導電性芯体１２に、ＨＢ Ｆｕｌｌｅｒ社製の導電性ラテックス材ＥＦＴＥＣ ＷＢ２６９３、またはＫｅｙ Ｐｏｌｙｍｅｒ社製のＷＣ２１９３、および剥離剤Ｇｒａｆｏ １１４５（Ｆｕｃｈｓ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ Ｃｏ．社製）のような、市販の導電性ラテックス材および当業界で周知の型の剥離剤を被覆することができる。導電性芯体１２の直径は約０．０５８インチ（＋／−１０％）であり、約１７０オーム／フィート（＋／−１０％）の抵抗を有する。
【００２１】
絶縁層１４は、芯体１２上に押出成形され、芯体１２を電気的に絶縁しかつ機械的に保護する絶縁層を提供する。押出成形プロセスによって形成される機械的結合は比較的弱いので、絶縁層１４は導電性芯体１２から容易に剥離することができる。絶縁層１４は約０．０６１インチ（＋／−０．００５インチ）の厚さを有し、適切な機械的強度、耐熱性、電気的絶縁、および点火用途に要求される他の特性を有する様々なシリコーン、ＥＰＤＭ、および他の絶縁エラストマをはじめとする様々な絶縁エラストマのような、点火線および／またはケーブルで使用される型の可撓性絶縁熱硬化性ポリマー材から構成される。好ましくは、絶縁層１４はシリコーンまたはシリコーン含有エラストマ基材から構成される。絶縁層１４に使用される材料を押出成形するために用いられる方法および装置は周知である。例示的実施形態では、絶縁層１４はＳｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．社製のＧＳ６７ＦＭシリコーンから構成された。
【００２２】
ガラス繊維編組層１６は、機械的強度を有する点火線１０を提供することに関与する。例示的実施形態では、ガラス繊維編組層１６は、８．５ｐｐｉの標準バスケット織りを有する天然ガラス繊維糸から構成された。ガラス繊維編組物１６は絶縁層１４の表面上に直接編組することができるが、絶縁層を含む線を事前編織された外装内に挿入することによって適用することもできる。編組パターンは、点火線および／またはケーブルで一般的に使用されるような編織パターン、単純な螺旋状パターン、または類似物とすることができる。
【００２３】
ガラス繊維編組層１６上に押出成形された絶縁外皮層１８は、さらなる電気絶縁もしくは分離、ならびに点火線１０の外面の耐熱性および耐摩耗性を提供することに関与する。外皮１８は、適切な機械的強度、耐熱性、電気的絶縁、および点火用途に要求される他の特性を有する様々なシリコーンおよび他の絶縁エラストマをはじめとする様々な絶縁エラストマのような、点火線および／またはケーブルで使用される型の可撓性絶縁熱硬化性ポリマー材から構成される。好ましくは、絶縁外皮層１８は、車両およびそれらの点火線の試験に一般的に使用される温度範囲全体に対して機能し、例えば−５８゜Ｆより充分低い温度で可撓性および所望の電気的性能特性をも維持しながら、４２５゜Ｆから６００゜Ｆまたはそれ以上の範囲の昇温に耐えることのできるシリコーン化合物から作られる。絶縁外皮層１８は絶縁層１４よりわずかに厚いことが好ましく、１実施形態では、約０．０７７インチ（＋／−０．００５インチ）の厚さを有していた。例示的実施形態では、絶縁外皮１８は、Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｉｎｃ．社製のＧＳ８１０ＬＣシリコーンを押出成形することによって作られた。絶縁外皮層１８はまた、外皮１８の色、特に外皮１８の外面２０の色を制御するために使用することのできる染料または他の着色剤を組み込むこともできる。表１は、シリコーン絶縁層およびシリコーン絶縁外皮層を含む上述した一般的な構成を有する、本発明の多数の点火線の寸法を示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
本発明の点火線構成は拡張可能であり、どんなサイズの点火線にも適用可能であると考えられる。
【００２６】
外皮１８の表面２０は、様々なインクの印刷、収縮包装アップリケの使用、エンボスおよび類似物のような多種多様な様々な材料、仕上げ、および技術を使用して、点火線１０の所望のまたは改善された外部化粧または加飾層２２の外観を達成するように、様々な色の表面仕上げを行なうことができる。化粧層２２の色または他の物理的性質は、絶縁外皮１８の外面２０の外観にコントラストを提供し、あるいはそれ以外の点で向上するように選択することができる。化粧または加飾層２２は、製造者名、製品番号、ワイヤサイズ、製造者のロゴもしくは商標、性能特性、仕様、または他の重要な情報のような印刷情報と同様に多岐にわたる装飾的デザインをも含め、多くの形を取ることができる。例えばシリコーン含有外皮１８は、暗青色を生じるように着色剤を含むことができる一方、化粧層２２は、対比する銀色の文字を外皮表面２０に提供するように、銀色のインクで印刷することができる。
【００２７】
耐摩耗性および耐熱性が改善された点火線１０を提供し、かつ外皮表面２０および塗布されるいずれかの化粧または加飾層２２の審美的外観または化粧外観の維持および／または向上を助けるために、コーティング層２４が外皮表面２０上に塗布される。コーティング層２４は、透明なシリコーン系またはシリコーン含有コーティング材の比較的薄い（つまりミクロン厚さ）の層であることが好ましい。好適な実施形態では、コーティング層２４は約５〜４０ミクロンの間の厚さである。コーティング層２４は、例えば化学的グラフト化プロセスを使用することによって、強い共有化学結合で絶縁外皮層１８の外面２０にグラフト化され、結合される。コーティング層２４は透明なコーティングであることが好ましく、絶縁外皮層の外面にクリアコート仕上げをもたらすように、クリアコーティングであることがさらにいっそう好ましい。しかしコーティング層２４は、多種多様な色合い、陰影、および色をもたらすように、層を半透明または不透明の性質にさえするために使用することのできる、様々な公知の色合い、着色剤、および類似物を組み込むこともできると考えられる。コーティング層２４は、絶縁外皮層１８にグラフト化または結合されたコーティング層を生成するために働くコーティング材組成物を使用して形成することができる。グラフト化は化学的グラフト化プロセスを利用することが好ましいが、他の用途向けに様々な物理的グラフト化プロセスも示唆されており、本発明に使用するように拡張可能である。絶縁外皮層１８がシリコーンを含む場合、コーティング層２４もグラフト化または結合シリコーンを含むことが好ましい。
【００２８】
好適なコーティング層２４は、下の実施例１により詳細に記述するコーティング材組成
物から形成することができる。
【実施例１】
【００２９】
実施例１
好適な透明コーティング層２４は、３５から４５重量部の間のシリコーンプレポリマー、１重量部未満のシラン結合剤、１重量部未満の触媒、１重量部未満のグラフト開始剤、および残部の反応性溶媒を含むコーティング材組成物から作ることができる。
【００３０】
シリコーンプレポリマーは、硬化後にシリコーンポリマーコーティング層２４を提供するように適応されたＲＴＶシリコーンであることが好ましい。結合剤はシラン結合剤であることが好ましく、アミノ官能性シラン結合剤であることがさらに好ましい。触媒は、シリコーンポリマーコーティング２４の重合による絶縁外皮層１８の外面へのグラフト化を促進するように働くことが好ましい。グラフト開始剤は、シリコーンプレポリマーおよび前記結合剤を含むコーティング層をグラフト化することによって受容するために、絶縁外皮層の外面を準備するように働く。グラフト開始剤は、絶縁外皮層１８のその外面２０におけるシリコーン材の化学結合の変化によって、絶縁外皮層にグラフトレセプタ部位を生成するように適応されると考えられる。
【００３１】
好適なコーティング材組成物は、
＞６０重量％のオクタメチルトリシロキサン、１５．０〜４０．０重量％のジメチルメチルフェニルメトキシシロキサン、３．０〜７．０重量％のメチルトリメトキシシラン、および３．０〜７．０重量％のトルエンを含む１液型ＲＴＶメトキシシロキサンシリコーン樹脂溶液であり、弾塑性共形コーティングを生成するように働くとされる、４０．００重量部のシリコーンプレポリマー、好ましくはＤＣ １−２６２０（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）と、
＞６０重量％のデカメチルテトラシロキサンを含むメチルシロキサン液である、６０．００重量部の反応性溶媒、ＤＣ ＯＳ−３０（Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ社製）と、
結合剤としてガンマアミノプロピルトリエトキシシランである、０．２５重量部のモノマーシラン、Ｓｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１１００（ＧＥ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ社製）と、
約５８．０重量％の２，２，４トリメチル−１，３−ペンタンジオールジイソブチレート、３２〜３４重量％のメチルエチルケトン過酸化物、６．０重量％のヘキシレングリコール、１〜２重量％のメチルエチルケトン、０．７％の過酸化水素、および０．７重量％の水を含む可塑剤中の有機触媒である０．１０重量部のメチルエチルケトン（ＭＥＫ）過酸化物（ＭＥＫ中に０．０１％）と、
０．１０重量部の過塩素酸銀（トルエン中に０．０１％）と、
を含む。これを様々な成分の重量パーセントと共に、さらに下の表２に示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】
コーティング層２４に使用されるコーティング材組成物は、下述する方法で各成分を好適な濃度比（重量部）で攪拌することによって調製される。
【００３４】
最初に、該方法は、グラフト前駆体ポリマーを形成するステップを含む。グラフト前駆体ポリマーを形成するために、シラン結合剤がシリコーンプレポリマーの一部分に攪拌混合される。これらの構成成分は、均質なバッチが達成されるようにミキサを使用して攪拌することによって、完全に混合された。混合後、混合物を、シラン結合剤がシリコーンプレポリマーと化学結合またはグラフトを形成し、それによってグラフト前駆体ポリマーを形成するのに充分な期間放置させた。この場合、シリコーンプレポリマーはＤＣ １−２６２０の１液型ＲＴＶメトキシシロキサンシリコーン樹脂溶液であり、結合剤はＳｉｌｑｕｅｓｔ Ａ−１１００の形のガンマアミノプロピルトリエトキシシランのモノマーシランであり、充分な時間は約２４時間であった。シランモノマーはシリコーンプレポリマーにグラフトして、ポリマーにくし状分子構造を形成し、それは続いてグラフト前駆体ポリマーが絶縁外皮層の外面へとグラフト反応するためのグラフト開始剤部位としても機能すると考えられる。シリコーンプレポリマーの一部分を使用することにより、プレポリマーおよび結合剤は（体積または重量で）ほぼ同量を混合してグラフト前駆体ポリマーを形成することが好ましいことを意味する。これらの量が好適であるが、より少量のプレポリマーまたはより多量のプレポリマーを使用して、グラフト前駆体ポリマーを形成することができる。
【００３５】
第２に、グラフト前駆体ポリマーを形成するステップに続いて、該方法は、シリコーンプレポリマーの残量と反応性溶媒を、それらを完全に混合するのに充分な時間、混合するステップを含んだ。１実施形態では、混合時間は約５分であった。これは、言うまでも無く、混合速度等に応じて変化する。
【００３６】
第３に、シリコーンプレポリマー、シランモノマー、および反応性溶媒の混合に続いて、ＭＥＫ過酸化物の形のグラフト重合触媒を添加し、再びミキサで約１０分間攪拌することによって、これらの成分と完全に混合させた。
【００３７】
第４に、上述の通り充分な時間硬化させたグラフト前駆体ポリマーを添加し、約１５分間バッチに混合させた。
【００３８】
第５に、トルエン中の過塩素酸銀の形のグラフト開始剤を添加し、再びミキサで約３０分間攪拌することによって他の成分と完全に混合した。
【００３９】
次いでコーティング材組成物を浸漬コーティングによって塗布し、次いで化学グラフトまたはグラフト重合によって絶縁外皮層１２に化学結合させた。浸漬コーティングを採用したが、噴霧コーティングおよび他の公知のコーティング方法を使用することもできる。化学グラフトによって、ある程度の架橋および共有結合がコーティング層２４のコーティング材組成物と絶縁外皮層１８の外面２０との間に発生することを意味する。
【００４０】
特に、点火線１０の絶縁外皮層１８は、多量のコーティング材組成物に浸漬し、次いで６５０〜８００゜Ｆの間の温度で動作する炉で約０．５分以下の時間部分的に硬化させた。次いで、点火線１０を水浴に通して室温まで冷却させた。シリコーンプレポリマーのグラフトおよび／または硬化プロセスは完了するまで約７２時間かかるので、硬化／グラフトが完了するまで、点火線が他の表面と粘着するのを防止するために、シリコーン系潤滑油を被覆層１６の表面に塗布することができる。この方法により、点火線１０は、シリコーンポリマーコーティング層２４が完全に硬化する前に、さらに処理するかあるいは他の方法で使用することができる。
【００４１】
芯体１２と絶縁層１４との間のみならず、絶縁層１４と、あるいは利用される場合には強化層１６と、絶縁外皮層１８との間に形成される機械的結合とは異なり、グラフトによって絶縁外皮層１８とコーティング層２４との間に形成される強い化学的結合は、絶縁外皮層１８の耐摩耗性の改善のみならず、点火線１０の耐熱性の改善にも大きく貢献し、それによって点火線の使用可能寿命を著しく改善する。コーティング層２４の硬化したコーティング材組成物は透明であることが好ましいので、絶縁外皮層１８の外面２０は、化粧層２２を追加することによってグラフト前に化粧外観を向上することができ、かつコーティング層１８のような保護層を追加するために押出成形プロセスを使用する場合とは異なり、本発明のグラフトプロセスは、絶縁外皮層１８の外面２０の化粧外観を変化させず、望ましくない影響を与える化粧層２２の除去またはひずみを生じない。これらの利点は、下にある絶縁層１４または化粧層２２の機械的、熱的、および／または化学的性質に悪影響を及ぼすことなく、絶縁外皮層１８および本発明のコーティング層２４の特定の硬化コーティング材組成物を使用して得られる。コーティング層２４はまた、点火線１０の外側に審美的に望ましい仕上げを提供する。この審美的に快適な外観は、この点に関して、自動車、様々な船舶、レクリエーショナルビークル、および他の品目の外観を向上するために幅広く使用されているような、塗装またはその他の方法で着色された表面の外側に適用されるクリアコート層の塗布に類似している。コーティング層２４は、点火線１０の外面２０の全体に、またはその一部分または複数部分のみに適用することができる。本書に記載するように、この表面にもたらされる保護を最大にするために、コーティング層２４を点火線１０の外面２０全体に適用することが好ましい。下にある化粧または加飾層２２がコーティング層２４を通して見えるように、コーティング層２４は透明であることが好ましい。さらに、透明であることに加えて、絶縁外皮層１８の外面２０上にクリアコートを提供するために、コーティング層は実質的にクリアまたは無着色であることが好ましい。しかし、この層に着色するか陰影をもたらすように、コーティング層２４があらゆる種類の着色剤、ティント剤、および類似物を組み込むこともでき、かつこの層が半透明またはさらに実質的にもしくは完全に不透明になるように、それらを様々な濃度および色で含めることができることが理解されるであろう。したがって、そのような範囲の外観を、化学的にグラフト化され結合されたコーティング層２４に達成することができる。
【００４２】
化粧層２２について上述したような外部化粧または加飾層２６を、透明なコーティング層２４の外面にも適用することができる。そのような構成では、上述した保護の利点の一部は、化粧層２２のそれと比較すると低減されると考えられるが、一部の用途では、化粧層２６を線１０およびコーティング層２４の外面に適用することが必要、または非常に望ましい。また、化粧層２２および外部化粧層２６は各々、別個に実現することができ、あるいはそれらを一緒にかつ様々な組合せで実現することができることも理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
かくして、本発明に従って、本書で説明した目的および利点を達成する、スパークプラグおよび同様の点火装置のための点火線、ならびにそれを製造するための方法が提供されたことは明らかであろう。さらに、本発明は、スパークプラグおよび同様の点火装置のための点火線、ならびにそれを製造するための方法に適用するためのコーティング材組成物についても記載する。言うまでも無く、上記説明が本発明の好適な例示的実施形態に関するものであって、本発明が図示しかつ／または説明した特定の実施形態に限定されないことが理解されるであろう。例えば、グラフト化技術は、コーティング層２０を外皮１８に完全に硬化させグラフト化させるために放射線照射または圧縮結合プロセスを含むことができる。また、これらの技術および他の技術、例えばその内容全体を参照によって本書に援用する米国特許第６，６３０，６４４号に記載されているような技術を使用して、化学的グラフト化プロセスとは対照的に主として物理的プロセスを利用することによって、コ
ーティング層のグラフト化および結合を促進することができることが示唆されている。そのようなグラフト化技術もまた、本発明と共に利用することができる。さらになお、本発明は、点火線１０の適用要件に応じて、ＥＰＤＭまたは様々な塩素化ポリエチレンエラストマ（ＣＰＥ）のみならず、これらの材料および様々なシリコーンのコポリマーから作られたものなど、シリコーン外皮材以外の絶縁外皮材にも拡張可能であると考えられる。
【００４４】
明らかに、上記の教示に照らして多くの改変および変形が可能である。したがって、付属の特許請求の範囲内で、本発明を、具体的に記載した以外の方法で実施することができることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のコーティング材付きの絶縁外皮を有する点火線の斜視図である。
【図２】図１の線２−２に沿って切った点火線の断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部導電性芯体と外面を有する外部絶縁外皮層とを備えた絶縁導体を有する点火線の前記絶縁外皮層の前記外面上に、シリコーンポリマーコーティングをグラフトするように働くシリコーンコーティング材であって、
シリコーンプレポリマーと、
結合剤と、
触媒と、
グラフト開始剤と、
を含み、前記グラフト開始剤は、前記シリコーンプレポリマーおよび前記結合剤を含むコーティング層をグラフト化することによって受容するために、前記絶縁外皮の前記外面を準備するように働き、かつ前記触媒が前記コーティング層の重合によるグラフト化を促進するように働く、コーティング材。
【請求項２】
反応性溶媒をさらに含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項３】
前記反応性溶媒がメチルシロキサン液を含む、請求項２に記載のコーティング材。
【請求項４】
前記シリコーンプレポリマーがＲＴＶシリコーン樹脂溶液を含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項５】
前記ＲＴＶシリコーン樹脂溶液がメチルシロキサン樹脂溶液を含む、請求項４に記載のコーティング材。
【請求項６】
前記メチルシロキサン樹脂溶液が、＞６０重量％のオクタメチルトリシロキサン、１５．０〜４０．０重量％のジメチルメチルフェニルメトキシシロキサン、３．０〜７．０重量％のメチルトリメトキシシラン、および３．０〜７．０重量％のトルエンを含む、請求項５に記載のコーティング材。
【請求項７】
前記結合剤がシランモノマーである、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項８】
前記シランモノマーがアミノ官能性シランモノマーを含む、請求項７に記載のコーティング材。
【請求項９】
前記アミノ官能性シランモノマーがガンマアミノプロピルトリエトキシシランを含む、請求項８に記載のコーティング材。
【請求項１０】
前記触媒が有機過酸化物を含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項１１】
前記有機過酸化物がメチルエチルケトン過酸化物を含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項１２】
前記グラフト開始剤が金属塩を含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項１３】
前記グラフト開始剤が過塩素酸銀を含む、請求項１２に記載のコーティング材。
【請求項１】
内部導電性芯体と外面を有する外部絶縁外皮層とを備えた絶縁導体を有する点火線の前記絶縁外皮層の前記外面上に、シリコーンポリマーコーティングをグラフトするように働くシリコーンコーティング材であって、
シリコーンプレポリマーと、
結合剤と、
触媒と、
グラフト開始剤と、
を含み、前記グラフト開始剤は、前記シリコーンプレポリマーおよび前記結合剤を含むコーティング層をグラフト化することによって受容するために、前記絶縁外皮の前記外面を準備するように働き、かつ前記触媒が前記コーティング層の重合によるグラフト化を促進するように働く、コーティング材。
【請求項２】
反応性溶媒をさらに含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項３】
前記反応性溶媒がメチルシロキサン液を含む、請求項２に記載のコーティング材。
【請求項４】
前記シリコーンプレポリマーがＲＴＶシリコーン樹脂溶液を含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項５】
前記ＲＴＶシリコーン樹脂溶液がメチルシロキサン樹脂溶液を含む、請求項４に記載のコーティング材。
【請求項６】
前記メチルシロキサン樹脂溶液が、＞６０重量％のオクタメチルトリシロキサン、１５．０〜４０．０重量％のジメチルメチルフェニルメトキシシロキサン、３．０〜７．０重量％のメチルトリメトキシシラン、および３．０〜７．０重量％のトルエンを含む、請求項５に記載のコーティング材。
【請求項７】
前記結合剤がシランモノマーである、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項８】
前記シランモノマーがアミノ官能性シランモノマーを含む、請求項７に記載のコーティング材。
【請求項９】
前記アミノ官能性シランモノマーがガンマアミノプロピルトリエトキシシランを含む、請求項８に記載のコーティング材。
【請求項１０】
前記触媒が有機過酸化物を含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項１１】
前記有機過酸化物がメチルエチルケトン過酸化物を含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項１２】
前記グラフト開始剤が金属塩を含む、請求項１に記載のコーティング材。
【請求項１３】
前記グラフト開始剤が過塩素酸銀を含む、請求項１２に記載のコーティング材。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００８−５０５２２６（Ｐ２００８−５０５２２６Ａ）
【公表日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１９５４４（Ｐ２００７−５１９５４４）
【出願日】平成１７年７月５日（２００５．７．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２３８７８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０１４４５０
【国際公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（５９９０５８３７２）フェデラル−モーグル コーポレイション (234)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月５日（２００５．７．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０２３８７８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０１４４５０
【国際公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【出願人】（５９９０５８３７２）フェデラル−モーグル コーポレイション (234)
【Ｆターム（参考）】
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