説明

絶縁電線

【課題】架橋アクリルゴムを含む絶縁層を有する絶縁電線において、難燃性、耐熱性に優れ、耐寒性等の特性が良好で安価な絶縁電線を提供する。
【解決手段】導体の周囲が架橋アクリルゴムを含む絶縁層で被覆されている絶縁電線において、前記絶縁層に、水酸化マグネシウムの表面が有機高分子表面処理剤により表面処理された表面処理水酸化マグネシウムを含有せしめて絶縁電線を構成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、絶縁電線に関し、更に詳しくは難燃性を有し耐熱性に優れた絶縁電線に関する。
【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。従来、これらの絶縁材料として、ポリ塩化ビニル化合物や、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主として使用されてきた。
【0003】
このような絶縁材料において、焼却廃棄した場合、多量の腐食性ガスを発生する恐れがある。そのため腐食性ガスを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には、ノンハロゲン系難燃材料としてアクリルゴムにポリオレフィンを特待の範囲で混和し、シリカ粉末を加えた組成物により絶縁層を構成した絶縁電線が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2009−269979号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献1に記載されているような、アクリルゴムとポリオレフィンだけでは、難燃性が不十分である。また、絶縁層に難燃剤を添加する場合、難燃剤の分散性が悪いと、耐寒性等の物性が劣るものとなってしまう。
【0006】
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、耐熱性に優れた架橋アクリルゴムを含む絶縁層を有する絶縁電線において、難燃性が良好であり、耐寒性等の特性が優れた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】
上記課題を解決するために本発明の絶縁電線は、導体の周囲が架橋アクリルゴムを含む絶縁層で被覆されている絶縁電線において、前記絶縁層が、水酸化マグネシウムの表面が有機高分子表面処理剤により表面処理された表面処理水酸化マグネシウムを含有することを要旨とするものである。
【0008】
上記絶縁電線において、前記絶縁層中の前記表面処理水酸化マグネシウムの含有量が、前記架橋アクリルゴム成分100質量部に対し、0.1〜100質量部であることが好ましい。
【0009】
上記絶縁電線において、前記有機高分子表面処理剤が、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、及びそれらの誘導体からなる群から選択されるいずれか1種類以上を含有することが好ましい。
【0010】
上記絶縁電線において、前記表面処理水酸化マグネシウムは、前記水酸化マグネシウムと前記表面処理剤の合計量に対する前記表面処理剤の含有量が、0.1〜10質量%であることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明の絶縁電線は、絶縁層に、難燃剤として有機高分子表面処理剤により表面処理された表面処理水酸化マグネシウムを含有していることにより、難燃性が優れている。更に表面処理水酸化マグネシウムは、ポリオレフィン樹脂や粉末シリカ等と比較して安価であり、コストが上昇する虞もない。
【0012】
また本発明は、絶縁層を形成するために、アクリルゴムと難燃剤等からなる絶縁層組成物を混合する場合、有機高分子表面処理剤により表面処理された表面処理水酸化マグネシウムを用いたことにより、アクリルゴム中における分散性に優れる。絶縁層組成物中における難燃剤の分散性が良好であるから、耐寒性等の特性が優れた絶縁電線が得られる。
【0013】
更に本発明は難燃剤の分散性が良好であることから、絶縁層の組成物を混合する場合にミキサー等で混連する際の負荷が小さくなり、温度上昇を抑制することができる。そのため、温度上昇に敏感な材料等を使用することが可能となり、絶縁電線として利用できる材料の幅が広がるという効果が得られる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本発明の絶縁電線は、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、架橋アクリルゴムと、難燃剤として水酸化マグネシウムの表面が有機高分子表面処理剤により表面処理された表面処理水酸化マグネシウムとを含有している。
【0015】
絶縁層中の表面処理水酸化マグネシウムの含有量は、架橋アクリルゴム100質量部に対し、通常、0.05〜200質量部の範囲である。表面処理水酸化マグネシウムの含有量は、好ましくは0.1〜100質量部、更に好ましくは0.5〜95質量部である。絶縁層中の表面処理水酸化マグネシウムの含有量が、0.1質量部未満では、難燃性が悪くなる虞があり、また100質量部を超えると、分散性が悪くなる虞がある。
【0016】
架橋アクリルゴムを含む絶縁層は、アクリルゴムと難燃剤を含み必要に応じ架橋剤(架硫剤)等を加えた絶縁層組成物を用いて導体の周囲に押出し被覆した後、絶縁電線を加熱等の架橋手段により処理して絶縁層を架橋することで、アクリルゴムが架橋されているものである。
【0017】
上記絶縁層組成物に用いられるアクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とする弾性体である。アクリルゴムは、例えばアクリル酸エチルを主成分とし、アクリル酸ブチル、アクリロニトリル等の他のモノマーと、架橋を行うためのコモノマーと共重合させたものが挙げられる。上記架橋を行うためのコモノマーとしては、2−クロロエチルビニルエーテル等の含ハロゲン化合物、グリシジルアクリレート、アリルグリシジルエーテル等のエポキシ系化合物、エチリデンノルボルネン等のジエン系化合物等が挙げられる。
【0018】
上記表面処理水酸化マグネシウムに用いられる表面処理前の水酸化マグネシウムは、海水から結晶成長法で合成するもの、塩化マグネシウムと水酸化カルシウムの反応で合成するもの等の合成水酸化マグネシウム、或いは天然に産出する鉱物を粉砕した天然水酸化マグネシウム等を用いることができる。
【0019】
上記水酸化マグネシウムは、通常、平均粒径が0.1〜20μmであり、好ましくは0.2〜10μm、更に好ましくは0.5〜5μmである。水酸化マグネシウムの平均粒径が、0.1μm未満では二次凝集が起こり易く、組成物の機械的特性が低下する虞がある。また水酸化マグネシウムの平均粒径が20μmを超えると、絶縁層の外観が不良になる虞がある。
【0020】
上記表面処理水酸化マグネシウムの表面処理剤は、有機高分子表面処理剤が用いられる。有機高分子表面処理剤で表面処理された表面処理水酸化マグネシウムは、アクリルゴム中における分散性が優れている。
【0021】
有機高分子表面処理剤は、パラフィン系樹脂、オレフィン系樹脂等の炭化水素系樹脂が好ましい。炭化水素系樹脂は、具体的には、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン等のα−オレフィンの単独重合体、もしくは相互共重合体、或いはそれらの混合物、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)、エチレン−ビニルアセテート共重合体(EVA)及びそれらの誘導体等が挙げられる。表面処理剤は、少なくとも上記樹脂の1種類以上を含有していればよい。
【0022】
上記ポリエチレンとしては、例えば、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、メタロセン重合ポリエチレン等が挙げられる。上記ポリプロピレンとしては、アタクチック構造、シンジオタクチック構造、メタロセン重合ポリプロピレン、ホモポリマー、共重合ポリプロピレン等が挙げられる。
【0023】
表面処理水酸化マグネシウムにおける表面処理剤の添加量は、水酸化マグネシウムと表面処理剤の合計量に対し、通常、0.001〜20質量%であり、好ましくは0.1〜10質量%であり、更に好ましくは0.2〜8質量%である。表面処理剤の添加量が少ないと、表面処理水酸化マグネシウムを添加した絶縁層の組成物の分散性を改良し、耐寒性や生産性を向上させる効果が低下し易い。また表面処理剤の添加量が多すぎると、絶縁層の組成物の分散性はさほど変化せず、耐寒性や生産性等を向上させる効果への影響は少ないが、コストが増大する虞がある。
【0024】
また上記表面処理剤は、変性剤により変性されていてもよい。表面処理剤の変性は、例えば、不飽和カルボン酸やその誘導体等を変性剤として用いてカルボキシル基(酸)を導入して酸変性することが挙げられる。表面処理剤が酸変性されていると、水酸化マグネシウム表面と表面処理剤とが、なじみやすくなる。具体的な変性剤としては、不飽和カルボン酸としてはマレイン酸、フマル酸等が挙げられ、その誘導体としては無水マレイン酸(MAH)、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル等が挙げられる。このうち、マレイン酸、無水マレイン酸等が好ましい。またこれらの変性剤は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
【0025】
表面処理剤に酸を導入する変性方法としては、グラフト重合や直接法等が挙げられる。また、変性量としては、変性剤の使用量として、通常、表面処理剤の重合体(樹脂成分)に対して0.1〜20質量%程度であり、好ましくは0.2〜10質量%、更に好ましくは0.2〜5質量%である。変性量が少ないと水酸化マグネシウムと表面処理剤との親和性を高める効果が小さくなりやすく、変性量が多いと表面処理剤が自己重合することがあり、水酸化マグネシウムとの親和性を高める効果が小さくなりやすい。
【0026】
水酸化マグネシウムの表面を表面処理剤で処理する際の表面処理方法は特に限定されるものではなく、各種の処理方法を用いることができる。水酸化マグネシウムの表面処理方法としては、例えば、予め所定の粒径に合成された水酸化マグネシウムに後から表面処理剤を混合して表面処理する方法や、水酸化マグネシウムの合成時に同時に表面処理剤を加えて表面処理を行う方法等が挙げられる。
【0027】
また水酸化マグネシウムの表面処理方法としては、溶媒を用いた湿式法でもよいし、溶媒を用いない乾式処理方法でもよい。難燃剤の湿式処理に用いられる溶媒は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族系炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素等が用いられる。また、水酸化マグネシウムの表面処理は、難燃性樹脂組成物の調製時に、未処理の水酸化マグネシウムと基剤樹脂に表面処理剤を加え、組成物を混練する際に同時に水酸化マグネシウムの表面処理を行う方法でもよい。
【0028】
絶縁層組成物には、アクリルゴムと表面処理水酸化マグネシウ以外に、架橋剤を添加することができる。また絶縁層組成物には、絶縁層の特性を損なわない範囲で、各種の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。
【0029】
絶縁層組成物には、アクリルゴムを架橋するための架橋剤を配合することができる。架橋剤は、アクリルゴムを構成する架橋用モノマーの種類、架橋条件等に応じて適宜選択することができる。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。また架橋剤の配合量も同様に適宜決定することができる。架橋剤の配合量は、通常、アクリル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。
【0030】
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。
【0031】
以下、上記の絶縁電線の製造方法について説明する。絶縁電線は、上記のアクリルゴム、難燃剤及び架橋剤等の絶縁層を構成する組成物を混練し、導体の周囲に押し出して、導体を絶縁被覆して絶縁層を形成した後、加熱等の手段で絶縁層のアクリルゴムを架橋させることで得られる。
【0032】
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。
【0033】
絶縁層を導体の周囲に押し出しするには、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。また絶縁層は、単層であっても、2層以上の複数層から構成しても、いずれでもよい。
【0034】
本発明絶縁電線は、自動車、電子・電気機器に使用される絶縁電線に利用することができる。特に高い耐熱性と難燃性を要求される用途の絶縁電線として好適である。例えば自動車用絶縁電線において、このような高い耐熱性が要求される用途としては、ハイブリッド車や電気自動車のエンジンとバッテリを繋ぐパワーケーブル等のような高電圧、大電流の用途等が挙げられる。
【実施例】
【0035】
以下、本発明の実施例、比較例を示す。
【0036】
〔実施例1〜7〕
表1に示す成分組成のアクリルゴム1〜4、PE5%コート水酸化マグネシウム、架橋剤を、バンバリーミキサーを用いて常温で混合した。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0.5mm)の外周に0.2mm厚で押出し被覆して絶縁層を形成した。その後200℃×4時間加熱処理して架橋を完了させて、本実施例1〜7の絶縁電線を得た。得られた絶縁電線の耐寒性試験及び燃焼試験を行い評価した。その結果を表1に合わせて示す。尚、表1の各成分、耐寒性試験方法及び燃焼試験方法は、下記の通りである。
【0037】
〔表1及び表2の成分〕
・アクリルゴム1:電気化学社製、4200
・アクリルゴム2:日本ゼオン社製、Nipol AR14
・アクリルゴム3:ユニマテック社製、A−5098
・アクリルゴム4:ユニマテック社製、PA−422
・PE5%コート水酸化マグネシウム
水酸化マグネシウム:結晶成長法、平均粒径1.0μm
表面処理剤:ポリエチレン 三井化学社製、800P
表面処理剤の使用量:ポリエチレンと水酸化マグネシウムの合計量に対して5質量%
・架橋剤:日本油脂社製、パーへキシルD(ジ−t−へキシルパーオキサイド)
【0038】
〔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。
【0039】
〔燃焼性試験方法〕
ISO 6722に準拠して、45度傾斜燃焼試験を行った。
【0040】
〔比較例1〜7〕
表2に示すように、実施例1〜7のPE5%コート水酸化マグネシウムをポリプロピレン(日本ポリプロ社製、EC7)に変更した以外は、実施例と同様にして、絶縁電線を得た。得られた絶縁電線について実施例と同様に耐寒性及び燃焼性試験を行った。その結果を表2に合わせて示す。
【0041】
【表1】

【0042】
【表2】

【0043】
表1に示すように実施例1〜7の絶縁電線は、いずれも電線の耐寒性が良好で燃焼試験の結果が合格であった。これに対し比較例1〜7の絶縁電線は、表2に示すように、燃焼試験の結果が不合格であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導体の周囲が架橋アクリルゴムを含む絶縁層で被覆されている絶縁電線において、前記絶縁層が、水酸化マグネシウムの表面が有機高分子表面処理剤により表面処理された表面処理水酸化マグネシウムを含有することを特徴とする絶縁電線。
【請求項2】
前記絶縁層中の前記表面処理水酸化マグネシウムの含有量が、前記架橋アクリルゴム成分100質量部に対し、0.1〜100質量部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】
前記有機高分子表面処理剤が、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、及びそれらの誘導体からなる群から選択されるいずれか1種類以上を含有する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】
前記表面処理水酸化マグネシウムは、前記水酸化マグネシウムと前記表面処理剤の合計量に対する前記表面処理剤の含有量が、0.1〜10質量%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。

【公開番号】特開2012−15066(P2012−15066A)
【公開日】平成24年1月19日(2012.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−153154(P2010−153154)
【出願日】平成22年7月5日(2010.7.5)
【出願人】(395011665)株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】(000183406)住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】(000002130)住友電気工業株式会社 (12,747)
【Fターム(参考)】