JP2002298657A - ポリアミド樹脂絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリアミド樹脂を絶縁被膜に用いたノンハロ
ゲン絶縁電線で、押出し被覆成形を可能とし、かつ吸水
性を低くして電気絶縁性を高め、圧接端子への自動接続
が可能なポリアミド樹脂絶縁電線の提供を課題とする。 【解決手段】 ポリアミド樹脂５０〜９５重量％、アイ
オノマー樹脂５〜５０重量％を含む樹脂で絶縁被覆を形
成し、放射線の照射量１０ｋＧｙ〜４００ｋＧｙで照射
架橋する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機、車両、そ
の他各種の電子・情報機器等の電気配線に使用される絶
縁電線に関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機、車両、その他各種の電子、情報
機器等で小型、軽量化が図られ、これらの電気配線用の
絶縁電線も、被覆の肉厚が０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ
程度に薄肉化されて細経化が図られ、省スペース化が進
められている。これらの機器に供せられ細径化された絶
縁電線の被覆材料については、耐摩耗性、絶縁耐力、難
燃性のほかに被覆材の薄肉での押出し被覆成形性、端子
への圧接接続性に関しての要件を備えていることが必要
とされる。

【０００３】さらに、近年は地球環境保全の観点から、
さまざまな分野で環境にやさしい製品の開発とリサイク
ル化が求められている。このため、絶縁電線の分野にお
いても、焼却時に腐食性の高いハロゲンガスの発生が地
球環境汚染源の一つとして問題視されるようになってき
ている。電線の難燃性を高めるのには、ハロゲン化合物
の使用は極めて有効であるが、ハロゲン化合物を含まな
い形での難燃化絶縁電線の開発が進められている。

【０００４】ポリエチレン（ＰＥ）絶縁被覆は、図２の
比較例６に示すように、線材上への押出し被覆成形性が
よく、電気絶縁性、耐摩耗性、端子接続性も問題ない程
度で電線被覆として用いられているが、難燃性に劣る。
ノンハロゲンのＰＥ絶縁電線も開発されているが、難燃
性を高めるには、ハロゲン化合物の添加が必要とされ、
また、高強度のポリオレフィン系材料を使用するためコ
スト的にも高いものとなっている。

【０００５】ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）絶縁絶縁は、図
２の比較例７に示すように、電気絶縁性がよく、耐候
性、耐熱性があり、汎用樹脂として多量の生産されてい
るのでコスト的に安価である。しかしながら、耐摩耗
性、押出し被覆成形性に劣り、また、ＰＶＣ単体の使用
で難燃性を備えているが、ハロゲン化合物を含んでい
る。

【０００６】フッ素樹脂系のエチレン四フッ化エチレン
（ＥＴＦＥ）絶縁電線は、図２の比較例８に示すよう
に、電気絶縁性がよく、耐摩耗性、押出し被覆成形性は
普通で電線被覆にも用いられている。また、ＥＴＦＥ単
体の使用で難燃性を備えているが、ハロゲン化合物を含
み、コスト的にも高い。

【０００７】ポリアミド樹脂は、図２の比較例４に示す
ように、ノンハロゲンであるが難燃性を有している。し
かし、耐摩耗性に優れているが電線被覆成形のための押
出し被覆成形性があまり良くなく、また吸水性があるた
め電気絶縁性が低下しやすく、電線被覆としてはあまり
一般的ではない。ただ、このポリアミド樹脂は、機械的
特性、耐熱性、耐薬品性を生かし、また比較的に難燃性
が高いことから、絶縁電線の絶縁被覆にラップまたはテ
ープ巻きで使用されたり、２層被覆の内側被覆に使用さ
れている（例えば、特許３０３６７５３号公報参照）。
さらに、ポリアミド樹脂に変性プロピレンを配合するこ
とで押出し被覆成形性、吸水性を改善したものも知られ
ている（特開平９−１２６４８号公報参照）。しかし、
押出し被覆成形の改質効果が十分ではなく、肉厚が０．
０５ｍｍ〜０．１５ｍｍ程度の薄肉の絶縁被覆の成型に
は適していない。

【０００８】また、電線被覆以外の技術であるが、ポリ
アミド樹脂にアイオノマーを配合することで、機械的性
質、電気的性質、耐薬品性、耐熱性を維持しつつ柔軟
性、溶液粘度特性を改良し、押出し被覆成形等を可能と
した技術で知られている（例えば、特開平７−８２４８
０号公報、特開平８−６７７８７号公報参照）。しか
し、ポリアミド樹脂にアイオノマーを配合すると、ポリ
アミド樹脂単体より難燃性が悪くなり、このため、ハロ
ゲン等の難燃剤を添加する必要が生じる。

【０００９】また、ポリアミド樹脂にアイオノマーを配
合すると、成形樹脂の柔軟性が増し曲げ弾性率が小さく
なる。したがって、ポリアミド樹脂にアイオノマーを配
合したものを電線被覆に使用すると、絶縁電線の腰が弱
くなる。このため、図２の比較例１示すように、絶縁電
線の電気接続として多用されている圧接型端子へ自動圧
接機での接続がしにくくなるという問題がある。

【００１０】しかし、地球環境汚染の観点から、ノンハ
ロゲン絶縁電線として、比較的に他の被覆樹脂よりは難
燃性の高いポリアミド樹脂を用いた低価格の絶縁電線が
要望されている。ポリアミド樹脂として、各種のナイロ
ン樹脂が知られているが、一般に低価格で強度的に優れ
ているナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１２等を用
いることが望まれている。しかし、これらのポリアミド
樹脂は、溶融状態での粘度が高いため押出し被覆成形性
がよくなく、薄肉の絶縁被覆の形成がむずかしく絶縁電
線の細径化が困難であり、また、吸水性が高いため電気
絶縁性が低下するという問題もある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、ポリアミド樹脂を絶縁被膜
に用いたノンハロゲン絶縁電線で、長尺の導体上に押出
し被覆成形で薄肉の絶縁被覆を形成することを可能と
し、かつ吸水性を低くして電気絶縁性を高め、圧接端子
への自動接続を可能とするポリアミド樹脂絶縁電線の提
供を課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のポリアミド樹脂
絶縁電線は、ポリアミド樹脂５０〜９５重量％、アイオ
ノマー樹脂５〜５０重量％を含む樹脂で絶縁被覆され、
放射線の照射量１０ｋＧｙ〜４００ｋＧｙで照射架橋さ
れていることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、電子、情報機器や車両
のワイヤハーネス等の各種の機器内の電気配線に用いる
絶縁電線で、難燃剤の添加を必要としないポリアミド樹
脂をベース樹脂とした樹脂により、肉厚０．０５ｍｍ〜
０．１５ｍｍの絶縁被覆を形成したノンハロゲンの難燃
性絶縁電線である。本発明では、ポリアミド樹脂にアイ
オノマーを混合配合して、押出し被覆成形性を改善して
長尺の導体上に電線被覆の形成を可能とする。さらに、
ポリアミド樹脂とアイオノマーの混合樹脂で形成された
絶縁被覆に放射線による照射架橋することにより、吸水
性を抑えて電気絶縁の低下を防止し、また、被覆の曲げ
弾性率を改善して圧接端子への接続を可能とし、さらに
難燃性の向上を図っている。

【００１４】ポリアミド樹脂は、引張り強さが大きく
（５０ＭＰａ〜１００ＭＰａ）、粘り強いため脆性破壊
を起こしにくく、疲労破壊もしにくい。このため、耐摩
耗性に優れ、電線被覆として使用したときに、複数本の
絶縁電線を束ねて屈曲配線するような場合に適し、電線
被覆を薄型化するのに適している。また、使用温度範囲
も−１８℃〜＋１２０℃と広い。しかし、従来技術の説
明で述べたように、成形時の樹脂の流動性に問題があ
り、ポリアミド樹脂単体では、薄い電線被覆の成形自体
が困難である。

【００１５】本発明では、先ず、ポリアミド樹脂に所定
量のアイオノマーを配合して、ポリアミド樹脂の流動性
を高め、押出し被覆成形性を向上させる。ポリアミド樹
脂には、吸湿による絶縁抵抗の低下が比較的少ないナイ
ロン１２を使用するのが好ましく、５０〜９５重量％の
範囲が望ましく、さらに、８０〜８５重量％での範囲で
の使用が好ましい。アイオノマー系樹脂はＺｎイオンで
架橋したものがよく、５〜５０重量％の範囲で混合配合
する。数値の上限の５０重量％を超えると難燃性が低下
し燃焼秒が６０秒以上となる。下限の５％未満では薄肉
の被覆押出しが困難となる。なお、必要に応じ各種安定
剤、潤滑剤、顔料、染料、無機充填剤等を配合すること
ができる。

【００１６】ポリアミド樹脂にアイオノマー樹脂を上述
の比率で配合することで、押出し被覆成形性は向上する
が、耐摩耗性および難燃性が多少低下する。また、曲げ
弾性率が小さくなり、このため、絶縁電線の腰が弱くな
り圧接端子への接続性が低下し、自動圧接機での自動接
続は不可能となる。また、電気絶縁性も十分には改善さ
れない。

【００１７】本発明では、ポリアミド樹脂にアイオノマ
ー樹脂を配合した樹脂を長尺の導体上に所定の肉厚で成
形した後、電子線またはガンマ線のような高エネルギー
放射線に曝して照射架橋を行なう。照射架橋架橋条件と
して、照射量は、１０ｋＧｙ〜４００ｋＧｙが好まし
く、さらに好ましくは６０ｋＧｙ〜１２０ｋＧｙであ
る。照射量が１０未満では、後に説明する耐摩耗性試験
のスクレイプ摩耗性が規格に達せず、４００ｋＧｙを超
えると絶縁被覆体の伸びが１００％未満となる。

【００１８】上述の照射架橋を行なうことにより、耐摩
耗性を改善することができ、照射量が多いほど耐摩耗性
は向上するが、伸び率は反対に低下する。また、曲げ弾
性率が高くなり、腰が強くなるため圧接端子への接続も
自動圧接機の使用が可能となる。さらに、吸水性が低下
し、電気絶縁抵抗の低下を抑制することができる。

【００１９】次に、本発明の具体例（図１）について、
比較例（図２）とともに説明する。絶縁電線の導体に
は、具体例および比較例とも、錫メッキを施した外径
０．０８ｍｍ軟銅線の７本撚り導体を用いた。被覆樹脂
には、具体例および比較例（１〜５）ともポリアミド樹
脂としてナイロン１２を用い、アイオノマー系樹脂には
Ｚｎイオン架橋アイオノマーを用いた。また、被覆成形
には、押出し成形ダイを用い、線速１００ｍ／ｍｉｎ、
被覆肉厚０．０７ｍｍとした。

【００２０】ポリアミド樹脂／アイオノマーの配合比率
は、具体例１は９５／５、具体例２〜４および比較例１
〜２は８５／１５、具体例５は５０／５０、比較例３は
４０／６０、比較例４は１００／０、比較例５は０／１
００とした。また、放射線の照射量は具体例１〜２，５
および比較例３〜５で６０ｋＧｙ、具体例３は１０ｋＧ
ｙ、具体例４は４００ｋＧｙ、比較例２は６００ｋＧ
ｙ、比較例１は照射せずとした。

【００２１】押出し被覆成形性について、平滑な表面が
えられたものを◎、やや荒れ気味な表面であるもの（実
用上は問題ない程度）を○、かなり荒れた表面のもの
（使用不可）を×、とした。この結果、アイオノマーの
配合量がゼロ（比較例４）では、押出し被覆を無理にし
たもののかなり表面が荒れ、使用不可の×であった。ア
イオノマーの配合量の下限値５重量％（具体例１）にな
ると、薄肉の押出し被覆が可能とはなるがあまりスムー
ズではない。押出し被覆成形性は○であるが、こアイオ
ノマーの配合量は、５重量％以上が必要である。

【００２２】また、アイオノマーの配合量を増やし、上
限値５０重量％以上（具体例５、比較例３、５）になる
と、逆に成形樹脂が軟質化しすぎて薄肉の被覆成形がし
にくくなり、また難燃性が大幅に低下してくる。したが
って、押出し被覆成形性は○であるが、アイオノマーの
配合量は、５０重量％以下とする必要がある。

【００２３】難燃性については、図３に示す燃焼試験方
法で判定した。長さ約６０ｃｍの試料１（絶縁電線）を
遮蔽壁６の間で、上下に配した１対の保持部２で垂直に
保持させる。ガスバーナー３の火炎４を、外側の赤い外
炎４ａが１２７ｍｍで内側の青い内炎４ｂが３８ｍｍの
火炎となるように調整して、火炎４の先端を２０°の角
度で試料１に当てる。火炎４の先端が当てられる位置か
ら２５ｃｍ上方位置に、標識旗５を取付ける。この標識
旗５は、長さ２ｃｍ、幅１．２５ｃｍ、厚さ０．０１３
ｃｍのクラフト紙を用い、試料１に１回巻き付けて取付
ける。火炎４を１５秒点火し１５秒消し、これを５サイ
クル繰り返した後、火炎を当てて着火させてから６０秒
以内に消え、かつ標識旗５が２５％以上燃えない場合を
合格とした。

【００２４】この結果、ポリアミド樹脂の配合量が５０
％以上とした実施例１〜５および比較例１〜２，４は、
６０秒以下とすることができたが、ポリアミド樹脂の配
合量が５０％未満の比較例３および比較例５は、６０秒
を超え難燃性を持たせることはできなかった。

【００２５】絶縁被覆体への照射架橋による効果を評価
するために、絶縁被覆体の伸びが１００％以上のものを
合格とした。この結果、照射量４００ｋＧｙを超える６
００ｋＧｙを照射した比較例２は、絶縁被覆体の伸びが
５０％となり、１００％をクリアできなかった。スクレ
ープ摩耗性については、ストローク１５ｍｍ、速度６０
回／ｍｉｎ、荷重１．２７Ｎ、接触半径０．４ｍｍに
て、スクレイプ部と電線導体が接触する状態になるまで
の回数を測定した。この場合、５００回以上を合格とし
た。この結果、照射を全く行なわない比較例１は、スク
レープ摩耗性の測定結果が１００回で、５００回をクリ
アすることができず、耐摩耗性を確保することができな
いものであった。

【００２６】また、絶縁被覆体の電気的特性についての
評価を行なうため、絶縁抵抗低下率を測定した。絶縁抵
抗低下率は、絶縁被覆体を水中に３０分放置する前と後
で、絶縁抵抗がどの程度低下（％）したかを測定したも
ので、５０％以下であれば合格、５０％を超える場合を
不合格とした。この結果、アイオノマーを配合したもの
は全て合格したが、アイオノマーを全く配合しない具体
例４は吸水性が高く、不合格であった。

【００２７】端子への接続性は、電線に絶縁被覆外径よ
り幅を狭くしたスロットを有する端子（圧接端子）に、
電線の被覆を除去することなく圧入して電気接続を形成
するものであるが、絶縁電線にある程度の弾力性がない
と圧入ができない。導体自体は軟銅および銅合金で弾力
性はないので絶縁被覆体が弾力性を有している必要があ
る。結果として、絶縁被覆に、ポリアミド樹脂を５０〜
９５重量％とし、アイオノマー５〜５０重量％の範囲で
配合し、放射線の照射量を１０ｋＧｙ〜４００ｋＧｙの
範囲で照射した具体例１〜具体例５が、圧接端子との接
続性が良好であった。

【００２８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、ポリア
ミド樹脂にアイオノマー樹脂を所定量配合した樹脂材料
により、難燃性の絶縁被覆を薄く形成することができ
る。これに、放射線による照射架橋を行なうことによ
り、難燃性を低下させることなく電気絶縁性、耐摩耗性
を向上させ、さらに、圧接端子への自動接続を行なうこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例を示す図である。

【図２】本発明の比較例を示す図である。

【図３】難燃性の試験方法を示す概略図である。

【符号の説明】

１…試料、２…保持部、３…ガスバーナー、４…火炎、
５標識旗、６遮蔽壁。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｂ 7/295 Ｈ０１Ｂ 7/34 Ｂ (72)発明者 藤田 太郎 栃木県鹿沼市さつき町３番３号 住友電気 工業株式会社関東製作所内 Ｆターム(参考） 4F073 AA05 BA07 BA29 CA41 4J002 BB232 CL011 CL031 GQ01 5G309 LA08 RA03 RA04 5G315 CA03 CB02 CC08 CD02 CD09

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアミド樹脂５０〜９５重量％、アイ
   オノマー樹脂５〜５０重量％を含む樹脂で絶縁被覆さ
   れ、放射線の照射量１０ｋＧｙ〜４００ｋＧｙで照射架
   橋されていることを特徴とするポリアミド樹脂絶縁電
   線。
2. 【請求項２】 前記ポリアミド樹脂が８５重量％、前記
   アイオノマー樹脂が１５重量％であること特徴とする請
   求項２に記載のポリアミド樹脂絶縁電線。
3. 【請求項３】 絶縁被覆の肉厚が０．０７ｍｍ〜０．１
   ５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載
   のポリアミド樹脂絶縁電線。