JP2004533092A - 電気導線のための多層絶縁システム - Google Patents
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Abstract
【課題】航空機用ワイヤーの特性を改善すること
【解決手段】電気導線のための多層絶縁システム、絶縁された電気導線、絶縁された導線を製造するための方法およびかかる方法で製造された絶縁された導線が提供される。この絶縁された電気導線は軽量であり、約２３０℃までの温度定格に合格し、機械的な耐久性および耐加水分解性を示す。このように、これら絶縁された導線は航空機用ワイヤーおよびケーブルに対して特に有効である。
【解決手段】電気導線のための多層絶縁システム、絶縁された電気導線、絶縁された導線を製造するための方法およびかかる方法で製造された絶縁された導線が提供される。この絶縁された電気導線は軽量であり、約２３０℃までの温度定格に合格し、機械的な耐久性および耐加水分解性を示す。このように、これら絶縁された導線は航空機用ワイヤーおよびケーブルに対して特に有効である。
Description
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本願は２００１年４月１７日に出願された米国仮特許出願第60/284,302号の利益を請求するものである。
【０００２】
（発明の技術分野）
本発明は基本的には電気導線のための多層絶縁システム、絶縁された電気導線、絶縁された導線を製造するための方法およびかかる方法によって製造された絶縁導線に関するものである。本発明の絶縁導線は軽量であり、約２３０℃までの温度定格を満たし、機械的な耐久性および耐加水分解性を有するものである。このように、かかる絶縁導線は特に航空機用ワイヤーおよびケーブルに有効である。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
電気絶縁体は種々の構造上および性能上の条件を満たさなければならない。これら条件は特に航空機および同様な機器で使用すべき電気ケーブルに対して特に厳しくなっている。かかる用途に有効な電気ケーブルは電気的、熱的および機械的性質と例えば耐摩耗性および耐切断性、耐薬品性および流体性、乾湿アークトラッキングおよび易燃性および発煙性の性質を評価することによって評価された全体の性能とのバランスを示さなければならない。同時に、かかるケーブルは剛性重量限界に忠実でなければならない。
【０００４】
ポリイミド内側層とポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）外側層とを含む航空機用ワイヤー構造体は公知である。かかる構造体では、導線のまわりに重なるように接着剤（例えばＰＴＦＥ、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）またはペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）がコーティングされたポリイミドテープを螺旋状に巻くことにより、ポリイミド内側層が形成される。このように、螺旋状に巻かれたポリイミドテープは螺旋状に巻かれたテープジョイント部へ熱シールされる。このＰＴＦＥ外側層は熱シールされたポリイミド内側層のまわりに焼結されていないＰＴＦＥテープを螺旋状に巻くことによって形成される。この焼結ＰＴＦＥテープの外側層も、巻かれたテープを焼結することにより、螺旋状に巻かれたジョイント部で熱シールされる。
【０００５】
上記引用した航空機用ワイヤー構造体は約２６０℃の温度定格を有するが、同時に良好な機械的耐久性も有し、これらワイヤー構造体は低度から中程度の長期耐湿性およびレーザーマーキング性しか提供できない。更にＰＴＦＥ外側層は引っ掻き作用により容易に剥離し、これによって内側層が露出し、内側層が高湿環境内で加水分解を受けやすくなる。
【０００６】
当業者に容易に明らかなように、上記航空機用ワイヤー構造体は放射線によって架橋された外側層を使用していない。パーフッ化ポリマー、例えばＰＴＦＥ、ＦＥＴおよびＰＦＡに放射線を照射すると、これらの材料は劣化する。
【０００７】
押出されたエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）コポリマーの１つ以上の層を含む航空機用ワイヤー構造体も公知である。かかる構造体ではＥＴＦＥコポリマー層（単数または複数）は照射により一般に架橋され、１５０℃〜２００℃より高い使用温度定格が得られる。これらワイヤー構造体はポリイミド／ＰＴＦＥワイヤー構造体に対してこれまで説明した性質よりも優れた機械的耐久性、長期耐湿性およびレーザーマーキング性を示すという点で、使用温度定格の低下は部分的に相殺される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、改良された機械的耐久性、長期耐湿性およびレーザーマーキング性を示しながら、より高い使用温度を満たす航空機用ワイヤー構造体が求められている。
【０００９】
従って、本発明の目的は、かかる絶縁されたワイヤー構造体を提供することである。
【００１０】
更に特定の目的は、電気導線のための多層絶縁システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の更に別の特定の目的は、約２３０℃までの温度定格を満たし、改善された機械的耐久性および耐加水分解性を示す、上記多層絶縁システムを使用して製造される軽量絶縁電気導線を提供することにある。
【００１２】
更に別の特定の目的は、耐燃性およびレーザーマーキング性を更に示す、絶縁された電気導線を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、かかる絶縁された導線を製造するための方法およびかかる方法によって製造された絶縁導線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（概要）
従って、本発明は、
（ａ）ポリイミドの内側層およびフルオロポリマーの内側層の群から選択された内側層を備え、
前記内側層がポリイミドの内側層であり、前記層がシール可能な成分でコーティングされたポリイミドの膜を電気導線の一部または長さに沿って重なった状態で巻くことにより形成されており、前記ポリイミドの膜が前記導線の長手方向に沿って重なった領域にて、自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーまたはポリイミド接着剤を含むものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、前記層が前記電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または前記導線の一部または長手方向に沿って重なった状態でフルオロポリマーの膜を巻くかのいずれかにより形成されており、
（ｂ）オプションとしてポリイミドの中間層を備え、該ポリイミドの中間層が電気導線に形成された前記内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態で、オプションとしてコーティングされたポリイミドの膜を巻くことによって形成されており、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、多層絶縁システムがポリイミドの中間層を含む、電気導線のための多層絶縁システムを提供するものである。
【００１５】
本発明は、上記多層絶縁システムで絶縁された電気導線を含む絶縁された電気導線も提供するものである。
【００１６】
本発明は、
（ａ）電気導線に内側層を形成する工程を備え、
前記内側層がポリイミドの内側層またはフルオロポリマー層からなるものであり、
前記内側層がポリイミド内側層であるときに、シール可能な成分がコーティングされたポリイミド膜を電気導線の一部または長手方向に沿って重なった状態に巻くことにより、前記内側層が形成されており、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、ｉ）電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または電気導線の一部またな長手方向に沿ってフルオロポリマー膜を重なった状態に巻くことのいずれかにより、前記内側層が形成されており、
（ｂ）前記内側層の一部または長手方向に沿って、オプションとしてコーティングされたポリイミド膜を重なった状態に巻くことにより、前記内側層にポリイミド中間層をオプションとして形成する工程と、
（ｃ）前記内側層がポリイミド内側層であるか、または中間層がコーティングされたポリイミド膜を使って形成されているときに、約２４０℃〜約３５０℃の範囲の温度までポリイミド膜（単数または複数）を加熱し、コーティングされた膜（単数または複数）の重なった領域を接合し、よって導線の長手方向に沿って湿分に対する有効なシールを形成する工程と、
（ｄ）前記外側層の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すことによって、前記内側層または中間層のいずれかにフルオロポリマーの外側層を形成する工程と、
（ｅ）前記フルオロポリマーの外側層を架橋する工程とを備え、前記内側層または前記シール可能な成分がペルフルオロポリマーを含むときに、この層またはこの成分を約５０〜約１２０キロボルトの範囲の電圧を印加しながら、６０メガラッド未満の放射線を照射することによって、前記フルオロポリマーの外側層を架橋し、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、絶縁された電気導線を製造する方法が、前記内側層にポリイミドの中間層を形成する工程を含む、絶縁された電気導線を製造するための方法も更に提供するものである。
【００１７】
本発明は、上記方法によって製造された絶縁電気導線も提供するものである。
【００１８】
次の説明および特許請求の範囲から本発明の上記およびそれ以外の特徴および利点が明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の多層絶縁システムは従来の絶縁材料には見られない特性または性質の組み合わせを有するか、または示すものである。望ましい性質のこのようなユニークな組み合わせにより、航空機、ミサイル、衛星などの用途で最も有益な、本発明の絶縁された導線を製造できる。
【００２０】
より詳細に後述するように、本発明の好ましい実施例の内側層が示す高度の高温接着力は特に驚くべきものであることが判った。
【００２１】
次に図１を詳細に参照すると、本発明の電気絶縁導線の好ましい実施例全体を示すのに、参照番号１０が使用されている。絶縁された電気導線１０は基本的には多層絶縁システム１４によって絶縁された電気導線１２を含み、この多層絶縁システム１４は、
（１）ポリイミド膜の内側層１６
（ここで、このポリイミド膜内側層１６は電気導線１２の一部または長手方向に沿って重なった状態で、シールできる成分によってコーティングされた膜を巻くことによって形成され、
ポリイミド膜は導線１２の長手方向に沿って重なった領域において自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、
シール可能な成分はペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーまたはポリイミド接着剤を含む）と、
（２）架橋されフルオロポリマーを押し出した外側層１８とを含む。
【００２２】
本発明の電気導線１２は種々の形態（例えば金属ワイヤー、ストランド状ケーブル）をとることができ、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル被覆銅、ニッケルメッキ銅、錫、銀および銀メッキ銅を含む任意の適当な導電性材料を使って製造できる。好ましい実施例では、電気導線はストランド状ケーブルの形態をしており、銅またはニッケルメッキ銅を使って製造される。
【００２３】
本発明を実施するには膜を形成するどのポリイミドも使用されるが、特に好ましいポリイミドは芳香族ポリイミドである。より好ましい実施例では、ポリイミド膜は０〜９５モル％、好ましくは１０〜９５モル％の３，４’，４，４’−ビフェニールテトラカルボキシルジアンハイドライドおよび５〜１００モル％、好ましくは５〜９０モル％のピロメリチックジアンハイドライドを含む、芳香族テトラカルボキシル酸ジアンハイドライド成分と２５〜９９モル％、好ましくは４０〜９８モル％のＰ−フェニレンジアミンおよび、１〜７５モル％、好ましくは２〜６０モル％のジアミノジフェニールエーテル、例えば４，４’−ジアミノジフェニールエーテル、３，３’−ジアミノジフェニールエーテルまたは３，４’−ジアミノジフェニールエーテルを含む芳香族ジアミン成分とを反応させることによって誘導されたポリイミドコポリマー膜である。かかる膜は本明細書で参考例として援用する、フィリップ・Ｒ・ラコートに付与された米国特許第5,731,088号に記載されている。
【００２４】
本発明の内側層１６内で使用するのに適したポリイミド膜は、少なくとも１つの表面にコーティングまたはラミネートされたシール可能な成分（例えば熱シール可能な接着剤）を有する膜である。かかる膜は一般に、熱シール可能な接着剤でコーティングされた少なくとも１つの表面（ここで、かかる膜のコーティングまたはラミネーションは限られた数の会社によってしか実施されていない、極めて特殊な領域を構成する）と共に一般に購入されることに留意されたい。
【００２５】
本発明で使用できる熱シール可能な接着剤としてはペルフルオロポリマー、架橋可能なフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤が挙げられる。
【００２６】
本発明で使用するのに適したペルフルオロポリマー接着剤はＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡおよびテトラフルオロエチレンとペルフルオロメチルビニールエーテル（ＭＦＡ）接着剤のコポリマーを含むが、適当な架橋可能なフルオロポリマー接着剤は、ＥＴＦＥおよびクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）コポリマー、および若干量の１つ以上のフッ化コモノマー（例えばＨＦＰ、ＨＦＩＢ、ＰＦＢＥ、ＶＤＦおよびＶＦ）を含むターポリマー接着剤を含む。
【００２７】
本発明で使用するのに適したポリイミド接着剤として、２００℃以上で軟化し、流体となる、熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。
【００２８】
好ましい熱シール可能な膜としては、熱シール可能なポリイミド接着剤がコーティングまたはラミネートされたポリイミドフィルムが挙げられる。かかる材料は商品名ＫＡＰＴＯＮ ＨＫＪ、ＫＡＰＴＯＮ ＥＫＪおよびＥＬＪとして米国デラウェア州ウィルミントンのＥ.Ｉ.デュポン ド ネモール アンド カンパニー（デュポン社）から市販されている熱シール可能なポリイミド膜がある。
【００２９】
この熱シール可能な膜は導線１２のまわりにテープを螺旋状または軸方向のいずれかに巻くことにより、テープとして電気導線１２に貼り付けることが好ましい。
【００３０】
螺旋状に巻く応用例では、テープは約０.３０〜約０.９５ｃｍの範囲の幅および約０.０１〜約０.０４ｍｍの範囲の厚みを有することが好ましい。熱シール作業を受ける前にポリイミドテープ２０が螺旋状に巻かれた電気導線１２を示す図２に最良に示されるように、約１０〜７０％の範囲の重なり度が得られるようにテープ２０を巻くことが好ましい。
【００３１】
代表的な航空機用ワイヤーのために、軸方向に巻く応用例では、テープ２０は約０.１５〜約０.５０ｃｍの範囲の幅および約０.０１〜０.０４ｍｍの範囲の厚みを有することが好ましい。航空機内の主要電力ラインのようなより太い導線に対しては、テープ２０は導線の円周の約１１５〜１５０％の幅、および約０.０１〜約０.０４ｍｍの範囲の厚みを有することが好ましい。熱シール作業を受ける前に、ポリイミドテープ２０が軸方向に巻かれた導線１２を示す、図３に最良に示されるように、約１５〜５０％の幅の重なり度が得られるようにテープ２０を巻くことが好ましい。
【００３２】
導線１２にテープ２０を貼り付けた後、この貼り付けの結果得られた集合体を約２４０〜約３５０℃、好ましくは約２６０〜２８０℃の範囲の温度に加熱する。この加熱作業の目的は、ポリイミドテープ２０の重なった領域を接着または溶着し、導線１２の長さ方向に沿って湿分に耐えるよう、有効なシールを形成することにある。この結果、導線１２の電気的な保全性が維持されることになる。
【００３３】
本発明の絶縁された電気導線１０の内側層１６の厚みは、約０.０１〜０.０８ｍｍの範囲にあることが好ましく、更に約０.０２〜０.０５ｍｍの範囲にあることがより好ましい。
【００３４】
内側層１６は１インチ幅当たり約１００〜２５０ｇ（ｇｍ／インチ−幅）の範囲の高温（すなわち１５０℃）の接着力を示す。熱シール可能なポリイミド接着剤がコーティングまたはラミネートされたポリイミド膜を使って内側層１６を製造すると、この層は１０００ｇｍ／インチ−幅より大きく、好ましくは１５００ｇｍ／インチ−幅より大きい高温（すなわち１５０℃）の接着力を示す。かかる接着力は従来の熱シールされたワイヤー絶縁体が示す値よりもかなり大きい。高温の接着力はＡＳＴＭ第1876-00-接着剤の剥離抵抗性のための標準試験方法（T-剥離試験）に従って測定される。
【００３５】
上記のように、好ましい熱シール可能な膜を使って製造された時の内側層１６が示す、高温時接着剤接合強度の高い度合いは特に驚くべきものであることが判明した。
【００３６】
本発明の絶縁電気導線１０の外側層１８で有利に利用できるフルオロポリマーとしては、例えばエチレンとテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）とのコポリマーおよびターポリマー、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
【００３７】
熱エージングの結果として、押出されたフルオロポリマーの外側層は色を変えることが理解できよう。ポリイミドがフルオロポリマーよりも大きい熱安定性を示す場合、外側層における上記変色は絶縁電気導線を交換しなければならないことを示す早期警告の表示として働くことができる。このような特徴は、航空機用ワイヤーおよびケーブルに対してで極めて有益である。
【００３８】
好ましい実施例では、外側層１８のフルオロポリマーはエチレンから誘導された３５〜６０モル％（好ましくは４０〜５０モル％）の単位、テトラフルオロエチレンから誘導された３５〜６０モル％（好ましく５０〜５５モル％）の単位、および１つ以上のフッ化コモノマー（例えばＨＦＰ、ＨＦＩＢ、ＰＦＢＥ、ＶＤＦおよびＶＦ）から誘導された１０モル％以下（好ましくは２モル％）の単位を含むＥＴＦＥコポリマーである。かかるコポリマーは商品名ＴＥＦＺＥＬ ＨＴ２００としてデュポン社から、更に、商品名ＮＥＯＦＬＯＮ ＥＰ−５４１として米国ニューヨーク州オレンジバーグのダイキン・アメリカ・インコーポレーティッド（ダイキン社）から市販されている。
【００３９】
フルオロポリマー（単数または複数）は、（押し出し時に）約４〜約１６重量％の架橋剤を含むことが好ましい。好ましい架橋剤は多数の炭素−炭素二重結合を含む放射線架橋剤である。
【００４０】
より好ましい実施例では、少なくとも２つのアリル基、より好ましくは３つまたは４つのアリル基を含む架橋剤が使用される。特に好ましい架橋剤はトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）およびトリメタリルイソシアヌレート（ＴＭＡＩＣ）である。
【００４１】
更に好ましい実施例では、フルオロポリマー（単数または複数）は、感光性物質（例えば二酸化チタン）を含み、この物質は外側層１８にレーザーのマーキングを施すことができるようにする。本明細書で使用する「レーザーマーキング性」なる用語は、紫外線または可視放射線の強い線源、好ましくはレーザーソースを使って、絶縁された導線にマーキングする方法を意味するものである。この方法によれば、フルオロポリマーの外側層１８にかかる強い放射線を照射すると、その結果、放射線が入射した場所がダーク色になる。入射パターンを制御することによって文字および番号のようなマークを形成することができる。
【００４２】
更に好ましい実施例では、フルオロポリマー（単数または複数）は約１〜４重量％の二酸化チタンを含む。
【００４３】
上記成分（単数または複数）の他に、フルオロポリマー（単数または複数）は他の添加剤、例えば顔料（例えば酸化チタン）、潤滑剤（例えばＰＴＦＥ粉末）、酸化防止剤、安定化剤、難燃剤（例えば酸化アンチモン）、ファイバー、鉱物ファイバー、染料、可塑剤および同等品を好ましく含むことができる。しかしながら、かかる一部の添加剤は本発明の絶縁された電気導線の望ましい性質に悪影響を与えることがある。
【００４４】
外側層の成分は均一な混合物が得られるまで従来の任意の方法により、共に配合できる。好ましい実施例では、二重スクリュー押し出し機を使ってコンパウンドする。外側層１８は溶融押し出しによって形成し、次にベータおよびガンマ放射線架橋方法、または「表皮照射」技術を含む公知のいずれかの技術を使って架橋することが望ましい。以下「表皮照射」技術についてより詳細に説明する。
【００４５】
本発明の絶縁された電気導線１０の外側層１８の厚みは約０.０５〜約０.２５ｍｍの範囲であることが好ましく、約０.１０〜約０.１３ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００４６】
次に図４について詳細に説明する。本発明の絶縁された電気導線のより好ましい実施例の全体を示すのに、参照番号１１０が使用されている。より好ましい実施例では、絶縁された電気導線１１０は改良された可撓性を示し、多層絶縁システム１１４で絶縁された電気導線１１２を含み、多層絶縁システム１１４は、
（１）フルオロポリマー内側層１１６（このフルオロポリマー内側層１１６は電気導線１１２の一部または長さに沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または導線１１２の長手方向に沿って重なるようにフルオロポリマー膜を巻くかのいずれかによって形成される）と、
（２）ポリイミド膜の中間層１１７（このポリイミド中間層１１７は内側層１１６の一部または長さ方向に沿って重なるように、任意にコーティングされたポリイミド膜を巻くことによって形成される）と、
（３）架橋され、押出されたフルオロポリマー外側層１１８とを含む。
【００４７】
本発明の絶縁された電気導線１１０の内側層１１６で有利に使用できるフルオロポリマーとしては、例えばＭＦＡ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、エチレン−クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）コポリマー、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）コポリマー、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライド（ＴＨＶ）、ポリビニールフルオライド（ＰＶＦ）樹脂、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００４８】
好ましい実施例では、内側層１１６が押出され、フルオロポリマーはＥＴＦＥのコポリマーまたはターポリマーを含む。より好ましい実施例では、ポリマーはＴＡＩＣ架橋剤と配合されたＥＴＦＥターポリマーである。かかるポリマーは製品名、ＴＥＦＺＥＬ ＨＴ２００フルオロポリマー樹脂およびＮＥＯＦＬＯＮ ＥＰ−５４１フルオロポリマー樹脂としてそれぞれデュポン社およびダイキン社から市販されている。
【００４９】
より好ましい実施例では、内側層１１６が押出され、架橋される。内側層１１６の押出されたフルオロポリマー材料は外側層１１８を製造するのに使用された材料とほぼ同じであるが、より少ない架橋剤しか含まない。
【００５０】
別の好ましい実施例では、内側層１１６が巻かれ、フルオロポリマーはＰＴＦＥテープとなっている。より好ましい実施例では、ＰＴＦＥはスカイブテープ状となっており、かかるテープは製品名ＰＴＦＥスカイブドテープとして、米国28217-4578ノースキャロライナ州、シャーロット、2030 ウェストチボラロード、フォーコリセウムセンターのグッドリッチコーポレーションから市販されている。
【００５１】
フルオロポリマー膜の内側層１１６は熱シールされた、または熱シールされていないフルオロポリマー膜の内側層でよい。巻かれたフルオロポリマーテープまたは膜はこのフルオロポリマーの融点以上の温度で重なった領域にて自己溶着し、よってかかる膜と共に熱シール可能な接着剤を使用しなくてもよい。
【００５２】
中間層１１７のポリイミド膜は約１０〜約７０％の範囲の重なり度が得られるように、内側層１１６のまわりにテープを螺旋状に巻くことにより、テープの形態で内側層１１６に貼り付けることが好ましい。一実施例では、中間層１１７のポリイミド膜は熱シール可能な接着剤を使用せず、熱シールされない。別の実施例では、ポリイミド膜は熱シール可能な接着剤を使用し、内側層１１６の長手方向に沿って重なった領域においてほぼ均一に自身にシールされる。かかる実施例では、内側層１１６はフルオロポリマーテープを使って形成され、フルオロポリマーテープはコーティングされたポリイミド膜と共に加熱されるが、シールされることはない。
【００５３】
好ましい熱シールされないポリイミド膜は約０．０１〜約０．０４ｍｍの範囲の厚みを有し、デュポン社から商品名ＫＡＰＴＯＮ ＨおよびＫＡＰＴＯＮ Ｅポリイミド膜として市販されており、好ましい熱シール可能なポリイミド膜は、内側層１６に関して説明した膜と同じである。
【００５４】
熱シールされていないポリイミド膜の中間層を使用した上記好ましい絶縁電気導線１１０は、従来のワイヤー構造体よりも実質的に大きい屈曲度を示す。この屈曲度、すなわちワイヤーの可撓性は次のようにして測定される。すなわちくびれまたは屈曲部が実質的にない絶縁されたワイヤーの０.９ｍｍ断面（例えば直径が０.９５ｍｍの絶縁されたストランド状のニッケルメッキされた銅製導線（２０米国ワイヤーゲージ（ＡＷＧ）、１９ストランド、ニッケルメッキ銅））を選択し、この導線の各端部にリングコネクタを取り付け、各リングコネクタに１００ｇのウェイトを取り付け、０.４８ｃｍの直径を有する固定マンドレル上に絶縁されたワイヤーを注意深く吊り下げ、１分間待ち、ワイヤーの長手方向に沿った異なる３点で並列絶縁ワイヤーセグメント間の幅を測定することにより測定する。この屈曲度、すなわちワイヤーの可撓性は３つの幅の測定の平均値で表される。
【００５５】
最も好ましい実施例では、絶縁された電気導線１１０は多層絶縁システム１１４により絶縁された電気導線１１２を含み、この絶縁システム１１４は、（１）架橋され、押出されたＥＴＦＥ内側層１１６と、（２）熱シールされていないポリイミド膜の中間層１１７と、（３）架橋され、押出されたＥＴＦＥ外側層１１８とを含む。
【００５６】
最も好ましい別の実施例では、絶縁された電気導線１１０は多層絶縁システム１１４によって絶縁された電気導線１１２を含み、絶縁システム１１４は、（１）熱シールされていないＰＴＦＥ内側層１１６と、（２）熱シールされたポリイミド膜の中間層１１７と、（３）架橋され、押出されたＥＴＦＥ外側層１１８とを含む。
【００５７】
本発明の絶縁された電気導線１０、１１０を絶縁されたストランドケーブルとしてこれまで説明したが、本発明に係わる導線はこのようなストランドケーブルだけに限定されるものでないことが理解できよう。絶縁された導線１０、１１０は本発明の多層絶縁システム１４、１１４によって被覆された単一ワイヤーを含むことができるが、多数のバンチワイヤー、撚りワイヤーまたは束状ワイヤーを含むことができ、この場合、各ワイヤーは多層絶縁システム１４、１１４が別々に被覆されている。この絶縁導線１０、１１０は複数の単一または二重層の絶縁ワイヤーも含むことができ、これらワイヤーはポリイミドまたはフルオロポリマー内側層１６、１１６でコーティングされ、オプションとしてポリイミド膜の中間層１１７によってコーティングされている。この実施例では、複数の単一または二重層で絶縁されたワイヤーが架橋フルオロポリマーの外側層１８、１１８から成るシースで被覆されている。
【００５８】
本発明の絶縁された電気導線１０、１１０を製造するための方法は、基本的には
（ａ）電気導線１２、１１２にフルオロポリマーの内側層１６、１１６を形成する工程を備え、
前記内側層がポリイミド内側層であるときに、シール可能な成分がコーティングされたポリイミド膜を電気導線の一部または長手方向に沿って重なった状態に巻くことにより、前記内側層１６、１１６が形成されており、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、ｉ）電気導線１２、１１２の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または電気導線１２、１１２の一部またな長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を重なった状態に巻くことのいずれかにより、前記内側層１６、１１６が形成されており、
（ｂ）前記内側層１６、１１６の一部または長手方向に沿って、オプションとしてコーティングされたポリイミド膜を重なった状態に巻くことにより、前記ポリイミドまたはフルオロポリマーの内側層１６、１１６にポリイミド中間層１１７をオプションとして形成する工程と、
（ｃ）前記内側層１６、１１６がポリイミド内側層であるか、または中間層１１７がコーティングされたポリイミド膜を使って形成されているときに、約２４０℃〜約３５０℃の範囲の温度までポリイミド膜（単数または複数）を加熱し、コーティングされた膜（単数または複数）の重なった領域を接合し、よって導線１２、１１２の長手方向に沿って湿分に対する有効なシールを形成する工程と、
（ｄ）前記外側層の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すことによって、前記内側層１６、１１６または中間層１１７のいずれかにフルオロポリマーの外側層１８、１１８を形成する工程と、
（ｅ）前記フルオロポリマーの外側層１８、１１８を架橋する工程とを備え、前記内側層１６、１１６または前記シール可能な成分がペルフルオロポリマーを含むときに、この層１８、１１８を約５０〜約１２０キロボルトの範囲の電圧を印加しながら、６０メガラッド未満の放射線を照射することによって、前記フルオロポリマーの外側層１８、１１８を架橋し、
前記内側層１６、１１６がフルオロポリマーの内側層であるときに、絶縁された電気導線を製造する方法は、前記ポリイミドまたはフルオロポリマーの内側層１６、１１６にポリイミドの中間層１１７を形成する工程を含む。
【００５９】
ペルフルオロポリマーを使用しない絶縁された電気導線１０、１１０には、フルオロポリマーの外側層１８、１１８で架橋を生じさせるように、照射工程を施すことが好ましい。より好ましい実施例では、照射工程で使用されるイオン化放射線、例えば加速電子またはガンマー線の照射量は５０メガラッド（Ｍｒａｄ）より低く、より好ましくは５〜２５Ｍｒａｄの間、最も好ましくは１５〜２５Ｍｒａｄであり、一方、印加する電圧は約１.２５〜約３.０メガボルト（ＭＶ）の範囲であり、好ましい範囲は約１.５〜１.０ＭＶである。この照射工程は周辺温度で実施することが好ましい。
【００６０】
内側層またはペルフルオロポリマーを含むシール可能な成分を使用する絶縁された電気導線１０、１１０はフルオロポリマー外側層１８、１１８内の架橋を生じさせるのに、いわゆる「表皮照射」プロセスを受ける。本方法は加速電子状のイオン化放射線を使用し、加速帯電粒子の最大到達距離が外側層１８、１１８の厚み以下となるように、基本的には加速された電圧を使用する。より詳細には、１２０ＫＶの印加電圧を使用することにより、ほとんどの電子は外側層１８、１１８内に進入し、約０.１３ｍｍの最大深度まで達する。
【００６１】
かかる技術、すなわち方法は、例えば軟質塩化ビニール樹脂でコーティングされた自動車用の低電圧ワイヤーに関連して、日本国公開特許出願第JP4-52570号に簡単に記載されている。この日本国公開特許出願第JP4-52570号を本明細書で参考例として援用する。
【００６２】
好ましい実施例では、照射工程で使用されるイオン化放射線（例えば加速電子）の照射量は６０Ｍｒａｄより低く、より好ましくは２０〜５０Ｍｒａｄの間、最も好ましくは３０〜４０Ｍｒａｄの間であり、一方、印加する電圧は約５０〜約１２０キロボルト（ＫＶ）であり、好ましくは約１００〜１２０ＫＶの範囲である。この「表皮照射」技術または方法は周辺温度で実行することが好ましい。
【００６３】
電子ビーム照射中に電子が導線に達しない上記「表皮照射」技術では、絶縁体内に電子が累積し、クラッディングおよび／またはチャンネリングが生じる可能性が高くなる。当業者であれば容易に理解できるように、電子のクラッディングおよびチャンネリングは小さいピンホールを形成することにより、絶縁体を破壊し得る。
【００６４】
本発明者たちは「表皮照射」された絶縁電気導線１０、１１０を約１５０〜約２２０℃の範囲の高温にさらすことにより、累積した電子が絶縁体を破壊することなく、これら電子をより効果的に除去できることを発見した。
【００６５】
本発明の絶縁された電気導線１０、１１０は軽量であり、温度が２３０℃を越える環境内で使用できる。更に、本発明の導線１０、１１０は機械的耐久性および耐加水分解性を示す。
【００６６】
絶縁された導線１０、１１０は３０５メートル（ｍ）当たり約１.９〜約２.０キログラム（ｋｇ）の重量であり、この重量は次の米軍規格−Ｍ２２７５９／９２−２０、Ｍ２２７５９／８６−２０、Ｍ２２７５９／３２−３０およびＭ２２７５９／３４−２０に記載されている最大重量限界を満たす。
【００６７】
絶縁された電気導線１０、１１０の２３０℃温度の定格は、米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７Ａ、すなわち加速エージング試験に従って決定されたものである。２９０℃の温度に維持された空気循環オーブン内で５００時間の間、ワイヤーサンプルをエージングしなければならないこの試験は、オーブン温度を２６０℃程度に下げるよう変更されている。
【００６８】
機械的耐久性は次の試験をパスする絶縁電気導線１０、１１０の能力によって証明される。（１）１９９８年２月２日付けの「電気ワイヤーおよびケーブルを試験するための方法」を名称とするワイヤー対ワイヤー耐摩耗性−ボーイング仕様サポート規格ＢＳＳ７３２４（ボーイングＢＳ７３２４）；（２）（２６０℃までの高温における）ダイナミック切断抵抗性試験−ＡＳＴＭ Ｄ ３０３２、第２２章および米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７Ａ；および（３）サンドペーパー耐摩耗性−自動車エンジニア協会（ＳＡＥ）試験方法Ｊ１１２８第５．１０章である。
【００６９】
絶縁電気導線１０、１１０によって示される耐加水分解性はＳＡＥ試験方法ＡＳ４３７３、第４.６.２章、方法６０２に従って測定されたものである。
【００７０】
より好ましい実施例では、本発明の多層絶縁システムおよび絶縁された電気導線１０、１１０は、他の望ましい性質、例えば優秀な難燃性、紫外線または可視光を使ってマークできる能力、電気抵抗、耐湿性、低発煙性、ノッチ伝搬抵抗性、耐候性、乾湿アークトラック抵抗性および航空機業界で使用される一般的な溶剤および他の流体に対する抵抗力を示す。
【００７１】
次の図示された例を参照することにより、以下、本発明について説明する。しかしながら、これら実施例は本発明の一般的な広範な範囲を制限するものではない。
【実施例】
【００７２】
実施例
使用成分
下記の実施例では次の部品および材料を使用した。
導線： 直径が０.９５ｍｍのストランド状のニッケルメッキ銅製導線（２０米国ワイヤーゲージ（ＡＷＧ）、１９ストランド、ニッケルメッキ銅）
ポリイミド膜Ｉ： デュポン社により商品名KAPTON HKJ熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性された高温ポリイミド接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ポリイミド膜ＩＩ： デュポン社により商品名KAPTON EKJ熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性された高温ポリイミド接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ポリイミド膜ＩＩＩ： デュポン社により商品名KAPTON ELJ熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性された中間温度ポリイミド接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ポリイミド膜ＩＶ： デュポン社により商品名KAPTON XP熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性されたペルフルオロポリマー接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ポリイミド膜Ｖ： デュポン社により商品名OASIS TWT561熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性されたペルフルオロポリマー接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ＥＴＦＥ： デュポン社により商品名TEFZEL HT 200フルオロポリマー樹脂として市販されている、３５〜６５モル％のエチレン；６０〜３５モル％のテトラフルオロエチレンおよび１０モル％のフッ化ターモノマーを含むコポリマー。フルオロポリマー樹脂の融点は約２７０℃である。
ＥＴＦＥ（Ｉ）： デュポン社により商品名TEFZEL HT 2127フルオロポリマー樹脂として市販されている、３０〜５０モル％のエチレン；７０〜５０モル％のテトラフルオロエチレンおよび１０モル％のフッ化ターモノマーを含むコポリマー。フルオロポリマー樹脂の融点は約２４３℃である。
ＰＴＦＥ： デュポン社により商品名TEFLON TFEフルオロポリマー樹脂として市販されている、表皮剥離ポリテトラフルオロエチレン膜
ＴＡＩＣ： 日本国東京の日本化成化学（株）により、名称TAICトリアリルイソシアヌレートとして市販されている、トリアリルイソシアヌレート架橋剤
ＴｉＯ２： デュポン社により商品名TIPURE二酸化チタン顔料として市販されている、粉末状（純度９６％以上）の二酸化チタン顔料
【００７３】
サンプル製造
実施例１Ａ〜１Ｅ
幅が０.６４ｃｍ、厚みが０.０３ｍｍのポリイミド膜Ｉの連続ストリップを導線のまわりに５３％の重なりで螺旋状に巻いた。次に約５０秒の間、３００℃を越える温度まで連続プロセスで、螺旋状に巻かれた導線を加熱し、ポリイミド膜Ｉのストリップの重なり部分を熱シールし、次に放置して冷却した。螺旋に巻かれ、熱シールされたポリイミド膜Ｉの内側層の厚みは０.０５ｍｍであった。
【００７４】
所定量のＥＴＦＥに８重量％のＴＡＩＣおよび２重量％のＴｉＯ２を配合し、次にそれぞれ２００℃、２４０℃、２７５℃および２９０℃にそれぞれ設定された４つの加熱ゾーンを有する単一スクリュー押出機を使って、ポリイミド膜Ｉの内側層の上に押し出した。押し出しされたＥＴＦＥ層の厚みは０.１３ｍｍであった。
【００７５】
空冷をしながら、電子ビーム放射線を使って試験サンプルに照射を行った。総ビーム照射量は１０、１５、２０または３０メガラッドであり、印加電圧は１２０ＫＶ、１５０ＫＶまたは０.５ＭＥＶであった。
【００７６】
下記の表１に本ワイヤー構造体が記載されている。
【００７７】
実施例２、３Ａ〜３Ｃ、４Ａおよび４Ｂ
実施例１について記載した方法にほぼ従って、実施例２と表示されたワイヤー構造体の４つの試験サンプル、実施例３の１０個の試験サンプルおよび実施例４の６つの試験サンプルを製造したが、異なるポリイミド膜を使って各実施例のサンプルを製造した点が異なっている。上記のように、総ビーム照射量は１０、１５、２０または３０メガラッドであり、印加電圧は１２０ＫＶ、１５０ＫＶまたは０.５ＭＥＶのいずれかであった。
【００７８】
下記の表１に、本ワイヤー構造体が詳細に記載されている。
【００７９】
実施例５
実施例１Ａ〜１Ｅに関して説明した方法に実質的に従って、実施例５４と表示された１０００フィートのワイヤー構造体を製造したが、総ビーム照射量が１８メガラッドであり、印加電圧が０.５メガ電子ボルトとした点が異なっている。
【００８０】
下記の表１に、本ワイヤー構造体についてより詳細に記載する。
【００８１】
実施例６〜９
幅が０.６３ｃｍ、厚みが０.０２５ｍｍのＰＴＦＥの連続ストリップを５４％の重なり（実施例６）または１５％の重なり（実施例７〜９）で導線のまわりに螺旋状に巻いた。幅が０.６３ｃｍ、厚みが０.０２５ｍｍのポリイミド膜ＩＩＩ（実施例６および７）または幅が０.６３ｃｍ、厚みが０.０１８ｍｍのポリイミド膜ＩＩ（実施例８および９）が螺旋巻きされたＰＴＦＥ内側層のまわりに５４％の重なりで螺旋巻きした。次に、螺旋巻きされた導線を連続プロセスで約５秒の間、３００℃を越える温度まで加熱し、ポリイミド膜層の重なり部分を熱シールし、次に放置して冷却した。内側層および中間層の厚みは０.０７６ｍｍ（実施例６および７）および０.０６１ｍｍ（実施例８および９）であった。
【００８２】
所定量のＥＴＦＥまたはＥＴＦＥ（Ｉ）に８重量％のＴＡＩＣおよび２重量％のＴｉＯ２を配合し、次にそれぞれ２００℃、２４０℃、２７５℃および２９０℃にそれぞれ設定された４つの加熱ゾーンを有する単一スクリュー押出機を使って、ポリイミド膜の内側層の上に押し出した。押し出されたＥＴＦＥまたはＥＴＦＥ（Ｉ）層の厚みは０.１３ｍｍ（実施例６および７）および０.１４ｍｍ（実施例８および９）であった。
【００８３】
次に、空冷をしながら電子ビーム放射線を使って約１５０ｍ（５００フィート）の各試験サンプルワイヤー構造体に照射を行った。総ビーム照射量は実施例６および７に対しては１８メガラッドであり、実施例８および９に対しては３６メガラッドであり、印加電圧は０.５ＭＥＶであった。
【００８４】
下記の表１に、本ワイヤー構造体がより詳細に記載されている。
【００８５】
実施例Ｃ−１およびＣ−２
下記のように、従来のワイヤー構造体Ｃ−１およびＣ−２の４つの試験サンプルを製造した。
【００８６】
実施例１について説明した方法にほぼ従ってＣ−１を製造したが、熱シールに先立ち、螺旋巻きされたポリイミド膜ＩＶの内側層上に５３％の重なりで０.０６ｍｍの厚みのＰＴＦＥテープを螺旋巻きした点が異なる。次に、上記結果得られたワイヤー構造体を３３０℃を越える温度まで加熱し、双方の層内で熱シールを行った。
【００８７】
ＥＴＦＥに１.５重量％のＴＡＩＣを配合し、次に上記のような単一スクリュー押出機を使って導線上に配合された材料を押し出すことにより、Ｃ−２を製造した。次に８重量％のＴＡＩＣが配合された所定量の配合ＥＴＦＥ材料をＥＴＦＥ内側層上に押し出し、この結果得られたワイヤー構造体に空冷を行いながら、電子ビームを照射した。総ビーム照射量は３０メガラッドであり、印加電圧は０.５ＭＥＶであった。
【００８８】
下記のように、表１に従来のワイヤー構造体がより詳細に記載されている。
【００８９】
【表１】
【００９０】
次に、上記のように製造した試験サンプルに対して下記の試験方法を実行した。剥離の容易性を除いた検査方法については次の刊行物に完全に記載されている。（１）１９９８年１２月２日付けの「電気ワイヤーおよびケーブルの試験方法」と題するボーイング仕様サポート規格ＢＳＳ７３２４（ボーイングＢＳＳ７３２４）；（２）１９９８年２月２３日付けの「ワイヤー、電気、ポリテトラフルオロエチレン／ポリイミド絶縁、正常な重量、ニッケルコーティングされた銅製の導線、２６０℃、６００ボルト」と題する米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７Ａ；（３）１９９２年８月３１日付けの「絶縁電気ワイヤーのための試験方法」と題する米軍規格ＭＩＬ−ＳＴＤ−２２２３；（４）１９９４年８月付けの「絶縁電気ワイヤーのための試験方法」と題する自動車エンジニア協会（ＳＡＥ）試験方法ＡＳ４３７４；および（５）２０００年５月付けの「表面車両規格、低電圧主要ケーブル」と題するＳＡＥ検査方法Ｊ１１２３。これらはいずれも本明細書で参考例として援用する。
【００９１】
試験方法
加速エージングまたは耐収縮性（合格、不合格）：
２８０℃で実施されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.１Ａ、１２〜１４ページ
電流過負荷容量：
室温で実行されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.１６、４８〜５０ページ
長さが１.５ｍのワイヤーサンプルから１３ｍｍの絶縁体を除くことにより、絶縁ワイヤー試験サンプルに対して電流過負荷容量の評価を行った。次に、たるみが見えない状態にサンプルを試験装置内に水平に吊り下げた。次に、５分間、各試験サンプルに３３アンペアの電流を流し、サンプルを室温まで冷却した。電流を流している間、各試験サンプルを視覚的に検査し、その後、サンプルを室温まで戻した。次にボーイングＢＳＳ７３２４仕様内に記載されているような乾燥絶縁試験を試験サンプルに対して行った。検査を６回繰り返し、４つのサンプルのうち、少なくとも５つが試験をパスすれば、検査は合格とみなした。
切断抵抗性（ポンド）：
ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７
ボーイングＢＳＳ７３２７、パラグラフＮｏ．７.２３、５８ページ、ダイナミック切断
下記の方法を使って絶縁ワイヤーサンプルに対して切断抵抗性の試験を行った。この切断試験では切断表面の侵入に対するワイヤー絶縁体の抵抗力を測定し、機械的負荷により、シャープなエッジに抗してワイヤーに力が加えられる時に生じ得るタイプの破損をシミュレートした。このテストは室温（２３℃）、１５０℃、２００℃および２６０℃で実行され、絶縁性能に対する高温の作用を評価した。使用した標準切断エッジはステンレススチールであり、０.４０６ｍｍの半径を有していた。
各試験ではＩＮＳＴＲＯＮ圧縮試験器内のブレードと平らなプレートとの間の所定位置に、（長さが）６００ｍｍの試験サンプルをクランプし、導線の両端を１８直流ボルトの電気回路に接続した。ブレードの切断エッジをサンプルの軸線に対して垂直に配置し、次に導線と接触するまで毎分１.２７ｍｍの一定速度で絶縁体を通過するように、切断エッジに力を加えた。検出回路により切断エッジと導線との接触を検出し、試験中に生じる最大の力を記録した。偏心絶縁体の作用を相殺するように、試験の間でサンプルを回転しながら、試験を４回繰り返した。報告する切断抵抗性はサンプルごとに実行した５回の試験の代数平均であった。
乾燥アーク伝搬抵抗（合格、不合格または合格したワイヤーの数）：
ＭＩＬ−ＳＴＤ−２２２３方法３００７
室温で実行されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.４、１６〜３０ページ
下記の方法を使って絶縁ワイヤーサンプルに対し乾燥アーク伝搬抵抗の検査を行った。各試験サンプルを７つの部分にカットし、各部分は長さが３５ｃｍであった。各部分の両端から７つの部分のうちの５つからの絶縁体を剥離し、約５ｍｍの導線を露出し、これら部分を「アクティーブワイヤー」と称した。残りの２つのワイヤーからの絶縁体を無傷のままに残し、これら部分を「パッシーブワイヤー」と称した。
次に、束の中心に１本のアクティーブワイヤーが位置し、一方、この中心アクティーブワイヤーを残りの６つのワイヤー部分が囲むように、７つのワイヤー部分を束状にした。束内に２つのパッシーブワイヤーを並置し、束の長さ方向にわたって７本のワイヤーすべてを密に保持できるように、４つの位置で７本ワイヤーの束を結束した。２つの中心結束の間の距離は約２.５ｃｍであり、中心の２つの結束と外側の２つの結束との間の距離は約１.２５ｃｍであった。
ボーイングＢＳＳ７３２４仕様に示されるのと同じジグ内にワイヤーバンドルを置いた。ジグの底部に２つのパッシーブワイヤーを設置し、一方、剥離したワイヤーを別々に電気回路に接続した。より詳細に説明すれば、５本のアクティーブワイヤーを三相の４００Ｈｚの電源に接続した。次に、各ワイヤーに垂直なワイヤーバンドルの頂部に２５０ｇｍのナイフブレードを載せ、ブレードの移動を開始した。０.７５サイクル／秒の速度でブレードを前後に移動し、次に、頂部の２本のワイヤーをショートした時にシステムを除勢した。残りの絶縁体が１０００ボルトに耐えるかどうかをチェックするために、各ワイヤーに対して１０００ボルトの湿った絶縁体の耐電圧試験を行った。絶縁体が１０００ボルトに耐えた時に、電圧を２５００ボルトまで上げた。ワイヤーが１０００ボルトに耐えた時には、この試験に合格したものと見なす。
（１）最低６４本のワイヤーが絶縁試験にパスした場合、（２）１つのバンドル内の３本以下のワイヤーが絶縁試験に不合格となった場合、および（３）ワイヤーに対する実際の破壊が試験束内で３インチ以下であった場合、この検査をパスしたものと見なす。
剥離の容易性：
（１）外側の絶縁層を除き、（２）内側絶縁層（すなわちポリイミドテープ）の前方エッジを手でつかみ、（３）導線、すなわちワイヤーのテープをゆっくりと剥離することにより、二重層絶縁システムを使用し、長さが０.９ｍの試験サンプルに対して剥離容易性の試験を行った。引き裂きを生じることなく、ワイヤーの少なくとも５回転分からテープの全幅を連続的に剥離できた場合、内側絶縁層を「連続的に剥離可能」と見なした。
耐加水分解性（合格、不合格）：
ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７ＡおよびＳＡＥ ＡＳ４３７３、方法６０２試験（条件無しワイヤー：ＡＳ４３７３、第４.６.２.４.２章）
約０.２０ｍｍの絶縁厚みおよび約７６０ｍｍの長さを有する試験サンプルを別々に固定し、８ｍｍのマンドレルに巻き、２リットルのビーカーに含まれる塩溶液「水に入れた５％（ｍ／ｍ）のＮａＣｌ」内に入れた。次に、ビーカー内の塩溶液の外側または上方に、巻かれた各試験サンプルの両端を位置決めした。次に、試験サンプルを放置し、７０℃±２℃で６７２〜１０００時間の間、塩溶液内に放置してエージングを行った。６７２時間にて試験サンプルを視覚的に検査し、次に周期的に下記の耐電圧試験を行った。
耐電圧試験を受けた時のサンプルが電気的に破壊されなかった場合、加水分解試験をパスしたものと見なす。
耐電圧試験（合格、不合格）：
このテストでは各試験サンプルの両端をねじり、ループを形成した。次にループ状の試験サンプルをビーカー内に含まれる塩溶液内に浸漬した。各試験サンプルの両端を溶液の上に置き、次に導線と溶液との間に電極を通して５分間２.５ＫＶ（ｒｍｓ）の試験電圧を印加した。
寿命サイクル（合格、不合格）：
ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７Ａ。２３０〜２９０℃±２℃で５時間。絶縁試験、５分間の間、２.５ＫＶ（ｒｍｓ）。
試験サンプルをエージングし、次にエージングしたサンプルに対し上記耐電圧試験を行い、試験サンプルに対して寿命サイクルに関する試験を行った。１.５インチ直径を有するマンドレル上にサンプルを別々に固定し、次にマンドレルおよび試験サンプルを５００時間の間、製品に対する意図する温度定格よりも３０℃高く設定された空気循環オーブン内に入れることにより、サンプルをエージングした。
レーザーによるマーキング性：
室温で実行するボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.３６、８２〜８３ページ
ＣＭＳＩＩコントラストメータを使った英国ブリジェンドＣＦ３１ ３ＲＴのウェスタンアヴェニューのスペクトラムテクノロジーズＰＬＣによって行う試験
サンドペーパーによる摩耗（ｍｍ）：
ＳＡＥＪ１１２８、６.１０章
各試験サンプルの一端から２５ｍｍの絶縁体を除去し、サンプル下の摩耗テープを固定レートで引きながら、サンプルに力を加えることができる、米軍規格ＭＩＬ−Ｔ−５４３８に従って、グローウェ−スミスインダストリアル・インコーポレーティッドによって製造された装置（Ｇ.Ｓ.Ｉ.モデル番号ＣＡＴ−３）内に摩耗テープの連続ストリップに各テストサンプルを（伸展することなく張力を与えた状態で）水平に取り付けることにより、約０.２０ｍｍの絶縁厚みを有し、長さが１０００ｍｍの試験サンプルに対して、サンドペーパー摩耗抵抗試験を行った。試験サンプルに対し、合計２.１６±０.０５Ｎの力を加えながら、１５００±７５ｍｍ／分のレートでサンプル下の１５０Ｊガーネットサンドペーパー（最大７５ｍｍごとに離間した、サンドペーパーのエッジに対し垂直になっている１０ｍｍの導電性ストリップを有する）を引き抜き、各試験を行った。サンドペーパーは試験サンプルの軸線に対し２９±２度の角度で下方から各試験サンプルに接近し、各試験サンプルを附勢し、直径６.９ｍｍのロッドによってサポートされていた。コアまたはワイヤーを露出するのに必要なサンドペーパーの長さを記録し、試験サンプルを約５０ｍｍ移動し、時計回り方向に９０度回転した。総計４回の読み取りに対し、上記方法を繰り返した。４回の読み取りの平均が本試験サンプルに対するサンドペーパー摩耗抵抗値を構成した。
試験サンプルは極めて薄い絶縁体しか有しないので、この試験は欠陥ポイントが見えるように頻繁に停止しなければならなかったことに留意されたい。
剥離性：
室温で実行するＡＳＴＭ Ｄ３０３２、第２７章
室温で実行されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.４８，９６〜９７頁，長さ７６ｍｍの試験サンプルから７０ｍｍの絶縁体を注意深く除くことにより、試験サンプルに対し剥離性に関する試験を行った。次に、ジグの緩く嵌合された孔に試験サンプルの剥き出し導線部分を通し、ジグの一方の側に剥離されていない絶縁体が位置し、他方の側に剥離されたワイヤーが位置するようにした。ＩＮＳＴＲＯＮ引っ張りテスターを使って、ジグを所定位置に固定しながら剥き出し導線を引いた。試験サンプルから絶縁体の残りの６ｍｍのスラグを引くのに要した力を剥離力として記録した。
剥離力が１／４〜６ポンドの範囲内に収まれば、この試験にパスしたものと見なした。
湿潤アーク伝搬抵抗性（合格、不合格、またはパスしたワイヤーの数）：
ＭＩＬ−ＳＴＤ−２２２３、方法３００６。
室温で実施されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ.７.４.６および７、２６〜２９ページ
３ｍの長さの絶縁ワイヤーサンプルから、長さが３５ｃｍの７つの試験サンプルを作成することにより、試験サンプルに対し湿潤アーク伝搬抵抗性に関する試験を行った。７つのワイヤーセグメントのうちの５つのセグメントの両端を剥離し、約５ｍｍの導線を露出した。これら剥離されたワイヤーセグメントを「アクティーブワイヤー」と称し、剥離されていない残りの２つのワイヤーセグメントを「パッシーブワイヤー」と称した。
次に、７本のワイヤー部分を束にし、束の中心に１本のアクティブワイヤーを配置し、他方、残りの６本のワイヤー部分で中心のアクティブワイヤーを囲んだ。
束内に２本のパッシーブワイヤーを並置した。４つの位置で７本ワイヤー束を結束し、束の長手方向にわたってすべて７本のワイヤーを密に保持した。２つの中心結束間の距離は約２.５ｃｍであったが、２つの中心結束と２つの外側結束との間の距離は約１.２５ｃｍであった。
７本ワイヤーの束の頂部に位置する２本のワイヤーは、ワイヤー軸線に対して垂直な幅が０.５〜１.０ｍｍのスリットを有していた。これらスリットは６ｍｍ離間して位置していた。ボーイングＢＳＳ７３２４４仕様に記載されている方式に従った三相電源に、剥離したワイヤーを接続した。ワイヤー束に附勢し、２つの露出したスリットが位置する部分のワイヤー束上に５％の塩水溶液落とした。この塩水溶液の塗布率は毎分８〜１０の落下であった。サーキットブレーカーをトリップすることにより束が破損しない限り、８時間この状態を続けた。
附勢条件下で塩水溶液の塗布を８時間続けた後に、ワイヤーの束を取り出した。各ワイヤーに対し、まず１０００ボルトの湿潤耐絶縁試験を行い、次に２５００ボルトの試験を行った。ワイヤーが１０００ボルトの湿潤耐絶縁試験に耐えた場合、試験をパスしたものと見なした。
（１）最小６４本のワイヤーがこの絶縁試験にパスした場合、
（２）任意の１つの束内で３本以下のワイヤーがこの絶縁試験に不合格であった場合、および
（３）試験束内でワイヤーへの実際の破損が３インチ以下であった場合、この試験にパスしたものと見なした。
ワイヤー対ワイヤー摩耗抵抗力（故障までのサイクル、最低６１５万サイクル）：
ボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.５７、１０８ページ
次の方法に従い、試験サンプルに対してワイヤー間の摩耗抵抗力に関する試験を行った。ボーイングＢＳＳ７３２４仕様に示されるように、長さが約２８ｃｍの１本のワイヤー試験サンプルと長さが約４０ｃｍの別のワイヤーサンプルとを、短いほうのワイヤーの中心で交差させた。一方のワイヤーサンプルの一端を上部プレートに固定し、同じワイヤーの他端を下部プレートに固定した。他方のワイヤーの一端を下部プレートに固定し、同じワイヤーの他端に１.１３Ｋｇの重量の負荷をかけた。上部プレートと下部プレートを４５ｍｍ離間させた。
毎秒１０回のサイクルで、６.３５ｍｍの２倍の振幅で下部プレートを前後に移動させた。ワイヤーの固定部材を電源に接続し、絶縁層の摩耗により２本のワイヤーサンプルが電気的に接触した状態となった時にサイクルカウンターをストップした。停止時のサイクルカウント数が６１５万回以上であれば、その結果をパスしたものと見なした。
【００９２】
実施例１Ａ
この実施例では、２３０℃の温度定格を確認しながら、製造されたワイヤー構造体、すなわち試験サンプルに対して対収縮性、機械的耐久性、耐加水分解性および湿潤アークトラック抵抗性に関する、試験を行った。これら結果を下記の表２に示す。
【００９３】
【表２】
【００９４】
図２に示されるように、本発明の絶縁導線は２３０℃までの温度で使用でき、対収縮性、機械的耐久性、耐加水分解性および湿潤アーク伝搬抵抗性を含む性質のバランスを示した。
【００９５】
作動実施例１Ｂ、２、３Ａ、Ｃ−１およびＣ−２
これら実施例ではサンドペーパー摩耗抵抗性に関し、製造されたワイヤー構造体または試験サンプルに対して試験を行った。下記の表３にこれら結果を報告する。
【００９６】
【表３】
【００９７】
表３における実施例１Ｂ、２および３Ａが示すように、本発明の絶縁導線はサンドペーパーの摩耗に対する抵抗力を示したが、この抵抗力はＰＴＦＥ外側層を使用した従来のワイヤー構造体の実施例Ｃ−１が示した値よりも大幅に改善されている。
【００９８】
実施例１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、３Ｂ、３Ｃ、４Ａおよび４Ｂ
これら実施例では、製造されたワイヤー構造体または試験サンプルに対して剥離容易性に関する試験を行った。
【００９９】
【表４】
【０１００】
実施例３Ｂおよび４Ａは１２０ＫＶ以下の低電子ビーム電圧を使って外側層の架橋を生じさせる「表皮照射」技術を使用することにより、照射劣化ペルフルオロポリマー接着剤を使用した絶縁導線の製造に成功できることを示している。実施例３Ｃおよび４Ｂに示されるように、これらサンプルに１５０ＫＶの電子電圧を加えると接着剤が劣化し、この結果、サンプルの外側層が長手方向に沿って連続的に剥離できる状態となるようである。
【０１０１】
ポリイミド接着剤を使用する実施例１Ｃ、１Ｄおよび１Ｅは、サンプルに１２０、１５０または５００ＫＶを加えたかどうかにかかわらず、容易に剥離できるようにはならなかった。このことは、高電子ビームはポリイミド接着剤を劣化しないことを示している。
【０１０２】
実施例５〜９、Ｃ−１およびＣ−２
これら実施例では、製造されたワイヤー構造体、すなわち試験サンプルに対し、加水分解、サンドペーパー摩耗、切断、湿潤および乾燥アーク伝搬およびワイヤー対ワイヤー摩耗抵抗性、レーザーマーキング性、剥離性、寿命サイクルおよび電流過負荷容量に関する試験を行った。下記の表５にこれら結果を記載する。
【０１０３】
【表５】
【０１０４】
【表６】
【０１０５】
表５に示されるように、本発明の絶縁導線は機械的耐久性および耐加水分解性を含む性質のバランスを示す。特に実施例５〜７は良好な耐加水分解性を示し、実施例８および９は現在試験中であるが、同じレベルの抵抗性を示すと予想される。サンドペーパー摩耗抵抗力に関して、実施例５〜７を比較例Ｃ−２と同様に実行した。実施例８〜９はこの性質が若干低下することを示したが、比較例Ｃ−１はＰＴＦＥの外側層の性質に起因するために、良好には作動しないようである。切断およびワイヤー対ワイヤー摩耗抵抗力の性質に関し、本発明の絶縁導線はすべての試験温度にて、比較例Ｃ−１およびＣ−２よりもかなり良好な切断抵抗力を示したが、実施例５、７および８は顕著なレベルのワイヤー対ワイヤー摩耗抵抗力を示した。湿潤アーク伝搬抵抗力に関し、実施例６、７および９は各試験をパスしたが、実施例５は大多数の試験をパスした。乾燥アーク伝搬抵抗力に関して同様な結果が得られ、各実施例はすべてまたはほとんどの試験をパスした。更に実施例８および９のいずれも、比較実施例Ｃ−１よりも良好なレーザーマーキング性を示したが、本発明の絶縁導線のすべては剥離性、すなわち１／４〜６ポンドの剥離力の工業規格をパスした。寿命サイクルおよび温度定格に関し、実施例８は２３０℃の温度定格に関して合格した。最後に試験サンプルのすべてがスレッショルド電流過負荷容量の条件を満たした。
【０１０６】
以上で、本発明の詳細な実施例を参照して、本発明について説明し、図示したが、当業者であれば、請求した発明の要旨および範囲から逸脱することなく、発明の形態および細部について種々の変形を行うことができることが理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図解のために、外側絶縁層を切り欠いた、本発明の多層絶縁システムの好ましい実施例により絶縁された、ストランド状ケーブルの側面図である。
【図２】熱シール加工を受ける前のポリイミド膜またはテープが螺旋状に巻かれたストランド状ケーブルの側面図である。
【図３】熱シール加工を受ける前のポリイミド膜またはテープが軸方向に巻かれたストランド状ケーブルの側面図である。
【図４】図解のために中間および外側絶縁層が切り欠かれた、本発明にかかわる多層絶縁システムのより好ましい実施例により絶縁されたストランド状ケーブルの側面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１１０ 電気導線
１２，１１２ 電気導線
１６，１１６ 内側層
１８，１１８ 外側層
１１７ 中間層
【０００１】
（関連出願）
本願は２００１年４月１７日に出願された米国仮特許出願第60/284,302号の利益を請求するものである。
【０００２】
（発明の技術分野）
本発明は基本的には電気導線のための多層絶縁システム、絶縁された電気導線、絶縁された導線を製造するための方法およびかかる方法によって製造された絶縁導線に関するものである。本発明の絶縁導線は軽量であり、約２３０℃までの温度定格を満たし、機械的な耐久性および耐加水分解性を有するものである。このように、かかる絶縁導線は特に航空機用ワイヤーおよびケーブルに有効である。
【背景技術】
【０００３】
（発明の背景）
電気絶縁体は種々の構造上および性能上の条件を満たさなければならない。これら条件は特に航空機および同様な機器で使用すべき電気ケーブルに対して特に厳しくなっている。かかる用途に有効な電気ケーブルは電気的、熱的および機械的性質と例えば耐摩耗性および耐切断性、耐薬品性および流体性、乾湿アークトラッキングおよび易燃性および発煙性の性質を評価することによって評価された全体の性能とのバランスを示さなければならない。同時に、かかるケーブルは剛性重量限界に忠実でなければならない。
【０００４】
ポリイミド内側層とポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）外側層とを含む航空機用ワイヤー構造体は公知である。かかる構造体では、導線のまわりに重なるように接着剤（例えばＰＴＦＥ、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）またはペルフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）がコーティングされたポリイミドテープを螺旋状に巻くことにより、ポリイミド内側層が形成される。このように、螺旋状に巻かれたポリイミドテープは螺旋状に巻かれたテープジョイント部へ熱シールされる。このＰＴＦＥ外側層は熱シールされたポリイミド内側層のまわりに焼結されていないＰＴＦＥテープを螺旋状に巻くことによって形成される。この焼結ＰＴＦＥテープの外側層も、巻かれたテープを焼結することにより、螺旋状に巻かれたジョイント部で熱シールされる。
【０００５】
上記引用した航空機用ワイヤー構造体は約２６０℃の温度定格を有するが、同時に良好な機械的耐久性も有し、これらワイヤー構造体は低度から中程度の長期耐湿性およびレーザーマーキング性しか提供できない。更にＰＴＦＥ外側層は引っ掻き作用により容易に剥離し、これによって内側層が露出し、内側層が高湿環境内で加水分解を受けやすくなる。
【０００６】
当業者に容易に明らかなように、上記航空機用ワイヤー構造体は放射線によって架橋された外側層を使用していない。パーフッ化ポリマー、例えばＰＴＦＥ、ＦＥＴおよびＰＦＡに放射線を照射すると、これらの材料は劣化する。
【０００７】
押出されたエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）コポリマーの１つ以上の層を含む航空機用ワイヤー構造体も公知である。かかる構造体ではＥＴＦＥコポリマー層（単数または複数）は照射により一般に架橋され、１５０℃〜２００℃より高い使用温度定格が得られる。これらワイヤー構造体はポリイミド／ＰＴＦＥワイヤー構造体に対してこれまで説明した性質よりも優れた機械的耐久性、長期耐湿性およびレーザーマーキング性を示すという点で、使用温度定格の低下は部分的に相殺される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、改良された機械的耐久性、長期耐湿性およびレーザーマーキング性を示しながら、より高い使用温度を満たす航空機用ワイヤー構造体が求められている。
【０００９】
従って、本発明の目的は、かかる絶縁されたワイヤー構造体を提供することである。
【００１０】
更に特定の目的は、電気導線のための多層絶縁システムを提供することにある。
【００１１】
本発明の更に別の特定の目的は、約２３０℃までの温度定格を満たし、改善された機械的耐久性および耐加水分解性を示す、上記多層絶縁システムを使用して製造される軽量絶縁電気導線を提供することにある。
【００１２】
更に別の特定の目的は、耐燃性およびレーザーマーキング性を更に示す、絶縁された電気導線を提供することにある。
【００１３】
本発明の別の目的は、かかる絶縁された導線を製造するための方法およびかかる方法によって製造された絶縁導線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（概要）
従って、本発明は、
（ａ）ポリイミドの内側層およびフルオロポリマーの内側層の群から選択された内側層を備え、
前記内側層がポリイミドの内側層であり、前記層がシール可能な成分でコーティングされたポリイミドの膜を電気導線の一部または長さに沿って重なった状態で巻くことにより形成されており、前記ポリイミドの膜が前記導線の長手方向に沿って重なった領域にて、自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーまたはポリイミド接着剤を含むものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、前記層が前記電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または前記導線の一部または長手方向に沿って重なった状態でフルオロポリマーの膜を巻くかのいずれかにより形成されており、
（ｂ）オプションとしてポリイミドの中間層を備え、該ポリイミドの中間層が電気導線に形成された前記内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態で、オプションとしてコーティングされたポリイミドの膜を巻くことによって形成されており、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、多層絶縁システムがポリイミドの中間層を含む、電気導線のための多層絶縁システムを提供するものである。
【００１５】
本発明は、上記多層絶縁システムで絶縁された電気導線を含む絶縁された電気導線も提供するものである。
【００１６】
本発明は、
（ａ）電気導線に内側層を形成する工程を備え、
前記内側層がポリイミドの内側層またはフルオロポリマー層からなるものであり、
前記内側層がポリイミド内側層であるときに、シール可能な成分がコーティングされたポリイミド膜を電気導線の一部または長手方向に沿って重なった状態に巻くことにより、前記内側層が形成されており、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、ｉ）電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または電気導線の一部またな長手方向に沿ってフルオロポリマー膜を重なった状態に巻くことのいずれかにより、前記内側層が形成されており、
（ｂ）前記内側層の一部または長手方向に沿って、オプションとしてコーティングされたポリイミド膜を重なった状態に巻くことにより、前記内側層にポリイミド中間層をオプションとして形成する工程と、
（ｃ）前記内側層がポリイミド内側層であるか、または中間層がコーティングされたポリイミド膜を使って形成されているときに、約２４０℃〜約３５０℃の範囲の温度までポリイミド膜（単数または複数）を加熱し、コーティングされた膜（単数または複数）の重なった領域を接合し、よって導線の長手方向に沿って湿分に対する有効なシールを形成する工程と、
（ｄ）前記外側層の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すことによって、前記内側層または中間層のいずれかにフルオロポリマーの外側層を形成する工程と、
（ｅ）前記フルオロポリマーの外側層を架橋する工程とを備え、前記内側層または前記シール可能な成分がペルフルオロポリマーを含むときに、この層またはこの成分を約５０〜約１２０キロボルトの範囲の電圧を印加しながら、６０メガラッド未満の放射線を照射することによって、前記フルオロポリマーの外側層を架橋し、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、絶縁された電気導線を製造する方法が、前記内側層にポリイミドの中間層を形成する工程を含む、絶縁された電気導線を製造するための方法も更に提供するものである。
【００１７】
本発明は、上記方法によって製造された絶縁電気導線も提供するものである。
【００１８】
次の説明および特許請求の範囲から本発明の上記およびそれ以外の特徴および利点が明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の多層絶縁システムは従来の絶縁材料には見られない特性または性質の組み合わせを有するか、または示すものである。望ましい性質のこのようなユニークな組み合わせにより、航空機、ミサイル、衛星などの用途で最も有益な、本発明の絶縁された導線を製造できる。
【００２０】
より詳細に後述するように、本発明の好ましい実施例の内側層が示す高度の高温接着力は特に驚くべきものであることが判った。
【００２１】
次に図１を詳細に参照すると、本発明の電気絶縁導線の好ましい実施例全体を示すのに、参照番号１０が使用されている。絶縁された電気導線１０は基本的には多層絶縁システム１４によって絶縁された電気導線１２を含み、この多層絶縁システム１４は、
（１）ポリイミド膜の内側層１６
（ここで、このポリイミド膜内側層１６は電気導線１２の一部または長手方向に沿って重なった状態で、シールできる成分によってコーティングされた膜を巻くことによって形成され、
ポリイミド膜は導線１２の長手方向に沿って重なった領域において自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、
シール可能な成分はペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーまたはポリイミド接着剤を含む）と、
（２）架橋されフルオロポリマーを押し出した外側層１８とを含む。
【００２２】
本発明の電気導線１２は種々の形態（例えば金属ワイヤー、ストランド状ケーブル）をとることができ、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル被覆銅、ニッケルメッキ銅、錫、銀および銀メッキ銅を含む任意の適当な導電性材料を使って製造できる。好ましい実施例では、電気導線はストランド状ケーブルの形態をしており、銅またはニッケルメッキ銅を使って製造される。
【００２３】
本発明を実施するには膜を形成するどのポリイミドも使用されるが、特に好ましいポリイミドは芳香族ポリイミドである。より好ましい実施例では、ポリイミド膜は０〜９５モル％、好ましくは１０〜９５モル％の３，４’，４，４’−ビフェニールテトラカルボキシルジアンハイドライドおよび５〜１００モル％、好ましくは５〜９０モル％のピロメリチックジアンハイドライドを含む、芳香族テトラカルボキシル酸ジアンハイドライド成分と２５〜９９モル％、好ましくは４０〜９８モル％のＰ−フェニレンジアミンおよび、１〜７５モル％、好ましくは２〜６０モル％のジアミノジフェニールエーテル、例えば４，４’−ジアミノジフェニールエーテル、３，３’−ジアミノジフェニールエーテルまたは３，４’−ジアミノジフェニールエーテルを含む芳香族ジアミン成分とを反応させることによって誘導されたポリイミドコポリマー膜である。かかる膜は本明細書で参考例として援用する、フィリップ・Ｒ・ラコートに付与された米国特許第5,731,088号に記載されている。
【００２４】
本発明の内側層１６内で使用するのに適したポリイミド膜は、少なくとも１つの表面にコーティングまたはラミネートされたシール可能な成分（例えば熱シール可能な接着剤）を有する膜である。かかる膜は一般に、熱シール可能な接着剤でコーティングされた少なくとも１つの表面（ここで、かかる膜のコーティングまたはラミネーションは限られた数の会社によってしか実施されていない、極めて特殊な領域を構成する）と共に一般に購入されることに留意されたい。
【００２５】
本発明で使用できる熱シール可能な接着剤としてはペルフルオロポリマー、架橋可能なフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤が挙げられる。
【００２６】
本発明で使用するのに適したペルフルオロポリマー接着剤はＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡおよびテトラフルオロエチレンとペルフルオロメチルビニールエーテル（ＭＦＡ）接着剤のコポリマーを含むが、適当な架橋可能なフルオロポリマー接着剤は、ＥＴＦＥおよびクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）コポリマー、および若干量の１つ以上のフッ化コモノマー（例えばＨＦＰ、ＨＦＩＢ、ＰＦＢＥ、ＶＤＦおよびＶＦ）を含むターポリマー接着剤を含む。
【００２７】
本発明で使用するのに適したポリイミド接着剤として、２００℃以上で軟化し、流体となる、熱可塑性ポリイミド接着剤が挙げられる。
【００２８】
好ましい熱シール可能な膜としては、熱シール可能なポリイミド接着剤がコーティングまたはラミネートされたポリイミドフィルムが挙げられる。かかる材料は商品名ＫＡＰＴＯＮ ＨＫＪ、ＫＡＰＴＯＮ ＥＫＪおよびＥＬＪとして米国デラウェア州ウィルミントンのＥ.Ｉ.デュポン ド ネモール アンド カンパニー（デュポン社）から市販されている熱シール可能なポリイミド膜がある。
【００２９】
この熱シール可能な膜は導線１２のまわりにテープを螺旋状または軸方向のいずれかに巻くことにより、テープとして電気導線１２に貼り付けることが好ましい。
【００３０】
螺旋状に巻く応用例では、テープは約０.３０〜約０.９５ｃｍの範囲の幅および約０.０１〜約０.０４ｍｍの範囲の厚みを有することが好ましい。熱シール作業を受ける前にポリイミドテープ２０が螺旋状に巻かれた電気導線１２を示す図２に最良に示されるように、約１０〜７０％の範囲の重なり度が得られるようにテープ２０を巻くことが好ましい。
【００３１】
代表的な航空機用ワイヤーのために、軸方向に巻く応用例では、テープ２０は約０.１５〜約０.５０ｃｍの範囲の幅および約０.０１〜０.０４ｍｍの範囲の厚みを有することが好ましい。航空機内の主要電力ラインのようなより太い導線に対しては、テープ２０は導線の円周の約１１５〜１５０％の幅、および約０.０１〜約０.０４ｍｍの範囲の厚みを有することが好ましい。熱シール作業を受ける前に、ポリイミドテープ２０が軸方向に巻かれた導線１２を示す、図３に最良に示されるように、約１５〜５０％の幅の重なり度が得られるようにテープ２０を巻くことが好ましい。
【００３２】
導線１２にテープ２０を貼り付けた後、この貼り付けの結果得られた集合体を約２４０〜約３５０℃、好ましくは約２６０〜２８０℃の範囲の温度に加熱する。この加熱作業の目的は、ポリイミドテープ２０の重なった領域を接着または溶着し、導線１２の長さ方向に沿って湿分に耐えるよう、有効なシールを形成することにある。この結果、導線１２の電気的な保全性が維持されることになる。
【００３３】
本発明の絶縁された電気導線１０の内側層１６の厚みは、約０.０１〜０.０８ｍｍの範囲にあることが好ましく、更に約０.０２〜０.０５ｍｍの範囲にあることがより好ましい。
【００３４】
内側層１６は１インチ幅当たり約１００〜２５０ｇ（ｇｍ／インチ−幅）の範囲の高温（すなわち１５０℃）の接着力を示す。熱シール可能なポリイミド接着剤がコーティングまたはラミネートされたポリイミド膜を使って内側層１６を製造すると、この層は１０００ｇｍ／インチ−幅より大きく、好ましくは１５００ｇｍ／インチ−幅より大きい高温（すなわち１５０℃）の接着力を示す。かかる接着力は従来の熱シールされたワイヤー絶縁体が示す値よりもかなり大きい。高温の接着力はＡＳＴＭ第1876-00-接着剤の剥離抵抗性のための標準試験方法（T-剥離試験）に従って測定される。
【００３５】
上記のように、好ましい熱シール可能な膜を使って製造された時の内側層１６が示す、高温時接着剤接合強度の高い度合いは特に驚くべきものであることが判明した。
【００３６】
本発明の絶縁電気導線１０の外側層１８で有利に利用できるフルオロポリマーとしては、例えばエチレンとテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）とのコポリマーおよびターポリマー、ならびにこれらの混合物が挙げられる。
【００３７】
熱エージングの結果として、押出されたフルオロポリマーの外側層は色を変えることが理解できよう。ポリイミドがフルオロポリマーよりも大きい熱安定性を示す場合、外側層における上記変色は絶縁電気導線を交換しなければならないことを示す早期警告の表示として働くことができる。このような特徴は、航空機用ワイヤーおよびケーブルに対してで極めて有益である。
【００３８】
好ましい実施例では、外側層１８のフルオロポリマーはエチレンから誘導された３５〜６０モル％（好ましくは４０〜５０モル％）の単位、テトラフルオロエチレンから誘導された３５〜６０モル％（好ましく５０〜５５モル％）の単位、および１つ以上のフッ化コモノマー（例えばＨＦＰ、ＨＦＩＢ、ＰＦＢＥ、ＶＤＦおよびＶＦ）から誘導された１０モル％以下（好ましくは２モル％）の単位を含むＥＴＦＥコポリマーである。かかるコポリマーは商品名ＴＥＦＺＥＬ ＨＴ２００としてデュポン社から、更に、商品名ＮＥＯＦＬＯＮ ＥＰ−５４１として米国ニューヨーク州オレンジバーグのダイキン・アメリカ・インコーポレーティッド（ダイキン社）から市販されている。
【００３９】
フルオロポリマー（単数または複数）は、（押し出し時に）約４〜約１６重量％の架橋剤を含むことが好ましい。好ましい架橋剤は多数の炭素−炭素二重結合を含む放射線架橋剤である。
【００４０】
より好ましい実施例では、少なくとも２つのアリル基、より好ましくは３つまたは４つのアリル基を含む架橋剤が使用される。特に好ましい架橋剤はトリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリアリルシアヌレート（ＴＡＣ）およびトリメタリルイソシアヌレート（ＴＭＡＩＣ）である。
【００４１】
更に好ましい実施例では、フルオロポリマー（単数または複数）は、感光性物質（例えば二酸化チタン）を含み、この物質は外側層１８にレーザーのマーキングを施すことができるようにする。本明細書で使用する「レーザーマーキング性」なる用語は、紫外線または可視放射線の強い線源、好ましくはレーザーソースを使って、絶縁された導線にマーキングする方法を意味するものである。この方法によれば、フルオロポリマーの外側層１８にかかる強い放射線を照射すると、その結果、放射線が入射した場所がダーク色になる。入射パターンを制御することによって文字および番号のようなマークを形成することができる。
【００４２】
更に好ましい実施例では、フルオロポリマー（単数または複数）は約１〜４重量％の二酸化チタンを含む。
【００４３】
上記成分（単数または複数）の他に、フルオロポリマー（単数または複数）は他の添加剤、例えば顔料（例えば酸化チタン）、潤滑剤（例えばＰＴＦＥ粉末）、酸化防止剤、安定化剤、難燃剤（例えば酸化アンチモン）、ファイバー、鉱物ファイバー、染料、可塑剤および同等品を好ましく含むことができる。しかしながら、かかる一部の添加剤は本発明の絶縁された電気導線の望ましい性質に悪影響を与えることがある。
【００４４】
外側層の成分は均一な混合物が得られるまで従来の任意の方法により、共に配合できる。好ましい実施例では、二重スクリュー押し出し機を使ってコンパウンドする。外側層１８は溶融押し出しによって形成し、次にベータおよびガンマ放射線架橋方法、または「表皮照射」技術を含む公知のいずれかの技術を使って架橋することが望ましい。以下「表皮照射」技術についてより詳細に説明する。
【００４５】
本発明の絶縁された電気導線１０の外側層１８の厚みは約０.０５〜約０.２５ｍｍの範囲であることが好ましく、約０.１０〜約０.１３ｍｍの範囲であることがより好ましい。
【００４６】
次に図４について詳細に説明する。本発明の絶縁された電気導線のより好ましい実施例の全体を示すのに、参照番号１１０が使用されている。より好ましい実施例では、絶縁された電気導線１１０は改良された可撓性を示し、多層絶縁システム１１４で絶縁された電気導線１１２を含み、多層絶縁システム１１４は、
（１）フルオロポリマー内側層１１６（このフルオロポリマー内側層１１６は電気導線１１２の一部または長さに沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または導線１１２の長手方向に沿って重なるようにフルオロポリマー膜を巻くかのいずれかによって形成される）と、
（２）ポリイミド膜の中間層１１７（このポリイミド中間層１１７は内側層１１６の一部または長さ方向に沿って重なるように、任意にコーティングされたポリイミド膜を巻くことによって形成される）と、
（３）架橋され、押出されたフルオロポリマー外側層１１８とを含む。
【００４７】
本発明の絶縁された電気導線１１０の内側層１１６で有利に使用できるフルオロポリマーとしては、例えばＭＦＡ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、エチレン−クロロトリフルオロエチレン（ＥＣＴＦＥ）コポリマー、エチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）コポリマー、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライド（ＴＨＶ）、ポリビニールフルオライド（ＰＶＦ）樹脂、およびそれらの混合物が挙げられる。
【００４８】
好ましい実施例では、内側層１１６が押出され、フルオロポリマーはＥＴＦＥのコポリマーまたはターポリマーを含む。より好ましい実施例では、ポリマーはＴＡＩＣ架橋剤と配合されたＥＴＦＥターポリマーである。かかるポリマーは製品名、ＴＥＦＺＥＬ ＨＴ２００フルオロポリマー樹脂およびＮＥＯＦＬＯＮ ＥＰ−５４１フルオロポリマー樹脂としてそれぞれデュポン社およびダイキン社から市販されている。
【００４９】
より好ましい実施例では、内側層１１６が押出され、架橋される。内側層１１６の押出されたフルオロポリマー材料は外側層１１８を製造するのに使用された材料とほぼ同じであるが、より少ない架橋剤しか含まない。
【００５０】
別の好ましい実施例では、内側層１１６が巻かれ、フルオロポリマーはＰＴＦＥテープとなっている。より好ましい実施例では、ＰＴＦＥはスカイブテープ状となっており、かかるテープは製品名ＰＴＦＥスカイブドテープとして、米国28217-4578ノースキャロライナ州、シャーロット、2030 ウェストチボラロード、フォーコリセウムセンターのグッドリッチコーポレーションから市販されている。
【００５１】
フルオロポリマー膜の内側層１１６は熱シールされた、または熱シールされていないフルオロポリマー膜の内側層でよい。巻かれたフルオロポリマーテープまたは膜はこのフルオロポリマーの融点以上の温度で重なった領域にて自己溶着し、よってかかる膜と共に熱シール可能な接着剤を使用しなくてもよい。
【００５２】
中間層１１７のポリイミド膜は約１０〜約７０％の範囲の重なり度が得られるように、内側層１１６のまわりにテープを螺旋状に巻くことにより、テープの形態で内側層１１６に貼り付けることが好ましい。一実施例では、中間層１１７のポリイミド膜は熱シール可能な接着剤を使用せず、熱シールされない。別の実施例では、ポリイミド膜は熱シール可能な接着剤を使用し、内側層１１６の長手方向に沿って重なった領域においてほぼ均一に自身にシールされる。かかる実施例では、内側層１１６はフルオロポリマーテープを使って形成され、フルオロポリマーテープはコーティングされたポリイミド膜と共に加熱されるが、シールされることはない。
【００５３】
好ましい熱シールされないポリイミド膜は約０．０１〜約０．０４ｍｍの範囲の厚みを有し、デュポン社から商品名ＫＡＰＴＯＮ ＨおよびＫＡＰＴＯＮ Ｅポリイミド膜として市販されており、好ましい熱シール可能なポリイミド膜は、内側層１６に関して説明した膜と同じである。
【００５４】
熱シールされていないポリイミド膜の中間層を使用した上記好ましい絶縁電気導線１１０は、従来のワイヤー構造体よりも実質的に大きい屈曲度を示す。この屈曲度、すなわちワイヤーの可撓性は次のようにして測定される。すなわちくびれまたは屈曲部が実質的にない絶縁されたワイヤーの０.９ｍｍ断面（例えば直径が０.９５ｍｍの絶縁されたストランド状のニッケルメッキされた銅製導線（２０米国ワイヤーゲージ（ＡＷＧ）、１９ストランド、ニッケルメッキ銅））を選択し、この導線の各端部にリングコネクタを取り付け、各リングコネクタに１００ｇのウェイトを取り付け、０.４８ｃｍの直径を有する固定マンドレル上に絶縁されたワイヤーを注意深く吊り下げ、１分間待ち、ワイヤーの長手方向に沿った異なる３点で並列絶縁ワイヤーセグメント間の幅を測定することにより測定する。この屈曲度、すなわちワイヤーの可撓性は３つの幅の測定の平均値で表される。
【００５５】
最も好ましい実施例では、絶縁された電気導線１１０は多層絶縁システム１１４により絶縁された電気導線１１２を含み、この絶縁システム１１４は、（１）架橋され、押出されたＥＴＦＥ内側層１１６と、（２）熱シールされていないポリイミド膜の中間層１１７と、（３）架橋され、押出されたＥＴＦＥ外側層１１８とを含む。
【００５６】
最も好ましい別の実施例では、絶縁された電気導線１１０は多層絶縁システム１１４によって絶縁された電気導線１１２を含み、絶縁システム１１４は、（１）熱シールされていないＰＴＦＥ内側層１１６と、（２）熱シールされたポリイミド膜の中間層１１７と、（３）架橋され、押出されたＥＴＦＥ外側層１１８とを含む。
【００５７】
本発明の絶縁された電気導線１０、１１０を絶縁されたストランドケーブルとしてこれまで説明したが、本発明に係わる導線はこのようなストランドケーブルだけに限定されるものでないことが理解できよう。絶縁された導線１０、１１０は本発明の多層絶縁システム１４、１１４によって被覆された単一ワイヤーを含むことができるが、多数のバンチワイヤー、撚りワイヤーまたは束状ワイヤーを含むことができ、この場合、各ワイヤーは多層絶縁システム１４、１１４が別々に被覆されている。この絶縁導線１０、１１０は複数の単一または二重層の絶縁ワイヤーも含むことができ、これらワイヤーはポリイミドまたはフルオロポリマー内側層１６、１１６でコーティングされ、オプションとしてポリイミド膜の中間層１１７によってコーティングされている。この実施例では、複数の単一または二重層で絶縁されたワイヤーが架橋フルオロポリマーの外側層１８、１１８から成るシースで被覆されている。
【００５８】
本発明の絶縁された電気導線１０、１１０を製造するための方法は、基本的には
（ａ）電気導線１２、１１２にフルオロポリマーの内側層１６、１１６を形成する工程を備え、
前記内側層がポリイミド内側層であるときに、シール可能な成分がコーティングされたポリイミド膜を電気導線の一部または長手方向に沿って重なった状態に巻くことにより、前記内側層１６、１１６が形成されており、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、ｉ）電気導線１２、１１２の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または電気導線１２、１１２の一部またな長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を重なった状態に巻くことのいずれかにより、前記内側層１６、１１６が形成されており、
（ｂ）前記内側層１６、１１６の一部または長手方向に沿って、オプションとしてコーティングされたポリイミド膜を重なった状態に巻くことにより、前記ポリイミドまたはフルオロポリマーの内側層１６、１１６にポリイミド中間層１１７をオプションとして形成する工程と、
（ｃ）前記内側層１６、１１６がポリイミド内側層であるか、または中間層１１７がコーティングされたポリイミド膜を使って形成されているときに、約２４０℃〜約３５０℃の範囲の温度までポリイミド膜（単数または複数）を加熱し、コーティングされた膜（単数または複数）の重なった領域を接合し、よって導線１２、１１２の長手方向に沿って湿分に対する有効なシールを形成する工程と、
（ｄ）前記外側層の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すことによって、前記内側層１６、１１６または中間層１１７のいずれかにフルオロポリマーの外側層１８、１１８を形成する工程と、
（ｅ）前記フルオロポリマーの外側層１８、１１８を架橋する工程とを備え、前記内側層１６、１１６または前記シール可能な成分がペルフルオロポリマーを含むときに、この層１８、１１８を約５０〜約１２０キロボルトの範囲の電圧を印加しながら、６０メガラッド未満の放射線を照射することによって、前記フルオロポリマーの外側層１８、１１８を架橋し、
前記内側層１６、１１６がフルオロポリマーの内側層であるときに、絶縁された電気導線を製造する方法は、前記ポリイミドまたはフルオロポリマーの内側層１６、１１６にポリイミドの中間層１１７を形成する工程を含む。
【００５９】
ペルフルオロポリマーを使用しない絶縁された電気導線１０、１１０には、フルオロポリマーの外側層１８、１１８で架橋を生じさせるように、照射工程を施すことが好ましい。より好ましい実施例では、照射工程で使用されるイオン化放射線、例えば加速電子またはガンマー線の照射量は５０メガラッド（Ｍｒａｄ）より低く、より好ましくは５〜２５Ｍｒａｄの間、最も好ましくは１５〜２５Ｍｒａｄであり、一方、印加する電圧は約１.２５〜約３.０メガボルト（ＭＶ）の範囲であり、好ましい範囲は約１.５〜１.０ＭＶである。この照射工程は周辺温度で実施することが好ましい。
【００６０】
内側層またはペルフルオロポリマーを含むシール可能な成分を使用する絶縁された電気導線１０、１１０はフルオロポリマー外側層１８、１１８内の架橋を生じさせるのに、いわゆる「表皮照射」プロセスを受ける。本方法は加速電子状のイオン化放射線を使用し、加速帯電粒子の最大到達距離が外側層１８、１１８の厚み以下となるように、基本的には加速された電圧を使用する。より詳細には、１２０ＫＶの印加電圧を使用することにより、ほとんどの電子は外側層１８、１１８内に進入し、約０.１３ｍｍの最大深度まで達する。
【００６１】
かかる技術、すなわち方法は、例えば軟質塩化ビニール樹脂でコーティングされた自動車用の低電圧ワイヤーに関連して、日本国公開特許出願第JP4-52570号に簡単に記載されている。この日本国公開特許出願第JP4-52570号を本明細書で参考例として援用する。
【００６２】
好ましい実施例では、照射工程で使用されるイオン化放射線（例えば加速電子）の照射量は６０Ｍｒａｄより低く、より好ましくは２０〜５０Ｍｒａｄの間、最も好ましくは３０〜４０Ｍｒａｄの間であり、一方、印加する電圧は約５０〜約１２０キロボルト（ＫＶ）であり、好ましくは約１００〜１２０ＫＶの範囲である。この「表皮照射」技術または方法は周辺温度で実行することが好ましい。
【００６３】
電子ビーム照射中に電子が導線に達しない上記「表皮照射」技術では、絶縁体内に電子が累積し、クラッディングおよび／またはチャンネリングが生じる可能性が高くなる。当業者であれば容易に理解できるように、電子のクラッディングおよびチャンネリングは小さいピンホールを形成することにより、絶縁体を破壊し得る。
【００６４】
本発明者たちは「表皮照射」された絶縁電気導線１０、１１０を約１５０〜約２２０℃の範囲の高温にさらすことにより、累積した電子が絶縁体を破壊することなく、これら電子をより効果的に除去できることを発見した。
【００６５】
本発明の絶縁された電気導線１０、１１０は軽量であり、温度が２３０℃を越える環境内で使用できる。更に、本発明の導線１０、１１０は機械的耐久性および耐加水分解性を示す。
【００６６】
絶縁された導線１０、１１０は３０５メートル（ｍ）当たり約１.９〜約２.０キログラム（ｋｇ）の重量であり、この重量は次の米軍規格−Ｍ２２７５９／９２−２０、Ｍ２２７５９／８６−２０、Ｍ２２７５９／３２−３０およびＭ２２７５９／３４−２０に記載されている最大重量限界を満たす。
【００６７】
絶縁された電気導線１０、１１０の２３０℃温度の定格は、米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７Ａ、すなわち加速エージング試験に従って決定されたものである。２９０℃の温度に維持された空気循環オーブン内で５００時間の間、ワイヤーサンプルをエージングしなければならないこの試験は、オーブン温度を２６０℃程度に下げるよう変更されている。
【００６８】
機械的耐久性は次の試験をパスする絶縁電気導線１０、１１０の能力によって証明される。（１）１９９８年２月２日付けの「電気ワイヤーおよびケーブルを試験するための方法」を名称とするワイヤー対ワイヤー耐摩耗性−ボーイング仕様サポート規格ＢＳＳ７３２４（ボーイングＢＳ７３２４）；（２）（２６０℃までの高温における）ダイナミック切断抵抗性試験−ＡＳＴＭ Ｄ ３０３２、第２２章および米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７Ａ；および（３）サンドペーパー耐摩耗性−自動車エンジニア協会（ＳＡＥ）試験方法Ｊ１１２８第５．１０章である。
【００６９】
絶縁電気導線１０、１１０によって示される耐加水分解性はＳＡＥ試験方法ＡＳ４３７３、第４.６.２章、方法６０２に従って測定されたものである。
【００７０】
より好ましい実施例では、本発明の多層絶縁システムおよび絶縁された電気導線１０、１１０は、他の望ましい性質、例えば優秀な難燃性、紫外線または可視光を使ってマークできる能力、電気抵抗、耐湿性、低発煙性、ノッチ伝搬抵抗性、耐候性、乾湿アークトラック抵抗性および航空機業界で使用される一般的な溶剤および他の流体に対する抵抗力を示す。
【００７１】
次の図示された例を参照することにより、以下、本発明について説明する。しかしながら、これら実施例は本発明の一般的な広範な範囲を制限するものではない。
【実施例】
【００７２】
実施例
使用成分
下記の実施例では次の部品および材料を使用した。
導線： 直径が０.９５ｍｍのストランド状のニッケルメッキ銅製導線（２０米国ワイヤーゲージ（ＡＷＧ）、１９ストランド、ニッケルメッキ銅）
ポリイミド膜Ｉ： デュポン社により商品名KAPTON HKJ熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性された高温ポリイミド接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ポリイミド膜ＩＩ： デュポン社により商品名KAPTON EKJ熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性された高温ポリイミド接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ポリイミド膜ＩＩＩ： デュポン社により商品名KAPTON ELJ熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性された中間温度ポリイミド接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ポリイミド膜ＩＶ： デュポン社により商品名KAPTON XP熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性されたペルフルオロポリマー接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ポリイミド膜Ｖ： デュポン社により商品名OASIS TWT561熱シール可能なポリイミド膜として市販されている、熱活性されたペルフルオロポリマー接着剤により両面がコーティングまたはラミネートされた、熱シール可能なポリイミド膜
ＥＴＦＥ： デュポン社により商品名TEFZEL HT 200フルオロポリマー樹脂として市販されている、３５〜６５モル％のエチレン；６０〜３５モル％のテトラフルオロエチレンおよび１０モル％のフッ化ターモノマーを含むコポリマー。フルオロポリマー樹脂の融点は約２７０℃である。
ＥＴＦＥ（Ｉ）： デュポン社により商品名TEFZEL HT 2127フルオロポリマー樹脂として市販されている、３０〜５０モル％のエチレン；７０〜５０モル％のテトラフルオロエチレンおよび１０モル％のフッ化ターモノマーを含むコポリマー。フルオロポリマー樹脂の融点は約２４３℃である。
ＰＴＦＥ： デュポン社により商品名TEFLON TFEフルオロポリマー樹脂として市販されている、表皮剥離ポリテトラフルオロエチレン膜
ＴＡＩＣ： 日本国東京の日本化成化学（株）により、名称TAICトリアリルイソシアヌレートとして市販されている、トリアリルイソシアヌレート架橋剤
ＴｉＯ２： デュポン社により商品名TIPURE二酸化チタン顔料として市販されている、粉末状（純度９６％以上）の二酸化チタン顔料
【００７３】
サンプル製造
実施例１Ａ〜１Ｅ
幅が０.６４ｃｍ、厚みが０.０３ｍｍのポリイミド膜Ｉの連続ストリップを導線のまわりに５３％の重なりで螺旋状に巻いた。次に約５０秒の間、３００℃を越える温度まで連続プロセスで、螺旋状に巻かれた導線を加熱し、ポリイミド膜Ｉのストリップの重なり部分を熱シールし、次に放置して冷却した。螺旋に巻かれ、熱シールされたポリイミド膜Ｉの内側層の厚みは０.０５ｍｍであった。
【００７４】
所定量のＥＴＦＥに８重量％のＴＡＩＣおよび２重量％のＴｉＯ２を配合し、次にそれぞれ２００℃、２４０℃、２７５℃および２９０℃にそれぞれ設定された４つの加熱ゾーンを有する単一スクリュー押出機を使って、ポリイミド膜Ｉの内側層の上に押し出した。押し出しされたＥＴＦＥ層の厚みは０.１３ｍｍであった。
【００７５】
空冷をしながら、電子ビーム放射線を使って試験サンプルに照射を行った。総ビーム照射量は１０、１５、２０または３０メガラッドであり、印加電圧は１２０ＫＶ、１５０ＫＶまたは０.５ＭＥＶであった。
【００７６】
下記の表１に本ワイヤー構造体が記載されている。
【００７７】
実施例２、３Ａ〜３Ｃ、４Ａおよび４Ｂ
実施例１について記載した方法にほぼ従って、実施例２と表示されたワイヤー構造体の４つの試験サンプル、実施例３の１０個の試験サンプルおよび実施例４の６つの試験サンプルを製造したが、異なるポリイミド膜を使って各実施例のサンプルを製造した点が異なっている。上記のように、総ビーム照射量は１０、１５、２０または３０メガラッドであり、印加電圧は１２０ＫＶ、１５０ＫＶまたは０.５ＭＥＶのいずれかであった。
【００７８】
下記の表１に、本ワイヤー構造体が詳細に記載されている。
【００７９】
実施例５
実施例１Ａ〜１Ｅに関して説明した方法に実質的に従って、実施例５４と表示された１０００フィートのワイヤー構造体を製造したが、総ビーム照射量が１８メガラッドであり、印加電圧が０.５メガ電子ボルトとした点が異なっている。
【００８０】
下記の表１に、本ワイヤー構造体についてより詳細に記載する。
【００８１】
実施例６〜９
幅が０.６３ｃｍ、厚みが０.０２５ｍｍのＰＴＦＥの連続ストリップを５４％の重なり（実施例６）または１５％の重なり（実施例７〜９）で導線のまわりに螺旋状に巻いた。幅が０.６３ｃｍ、厚みが０.０２５ｍｍのポリイミド膜ＩＩＩ（実施例６および７）または幅が０.６３ｃｍ、厚みが０.０１８ｍｍのポリイミド膜ＩＩ（実施例８および９）が螺旋巻きされたＰＴＦＥ内側層のまわりに５４％の重なりで螺旋巻きした。次に、螺旋巻きされた導線を連続プロセスで約５秒の間、３００℃を越える温度まで加熱し、ポリイミド膜層の重なり部分を熱シールし、次に放置して冷却した。内側層および中間層の厚みは０.０７６ｍｍ（実施例６および７）および０.０６１ｍｍ（実施例８および９）であった。
【００８２】
所定量のＥＴＦＥまたはＥＴＦＥ（Ｉ）に８重量％のＴＡＩＣおよび２重量％のＴｉＯ２を配合し、次にそれぞれ２００℃、２４０℃、２７５℃および２９０℃にそれぞれ設定された４つの加熱ゾーンを有する単一スクリュー押出機を使って、ポリイミド膜の内側層の上に押し出した。押し出されたＥＴＦＥまたはＥＴＦＥ（Ｉ）層の厚みは０.１３ｍｍ（実施例６および７）および０.１４ｍｍ（実施例８および９）であった。
【００８３】
次に、空冷をしながら電子ビーム放射線を使って約１５０ｍ（５００フィート）の各試験サンプルワイヤー構造体に照射を行った。総ビーム照射量は実施例６および７に対しては１８メガラッドであり、実施例８および９に対しては３６メガラッドであり、印加電圧は０.５ＭＥＶであった。
【００８４】
下記の表１に、本ワイヤー構造体がより詳細に記載されている。
【００８５】
実施例Ｃ−１およびＣ−２
下記のように、従来のワイヤー構造体Ｃ−１およびＣ−２の４つの試験サンプルを製造した。
【００８６】
実施例１について説明した方法にほぼ従ってＣ−１を製造したが、熱シールに先立ち、螺旋巻きされたポリイミド膜ＩＶの内側層上に５３％の重なりで０.０６ｍｍの厚みのＰＴＦＥテープを螺旋巻きした点が異なる。次に、上記結果得られたワイヤー構造体を３３０℃を越える温度まで加熱し、双方の層内で熱シールを行った。
【００８７】
ＥＴＦＥに１.５重量％のＴＡＩＣを配合し、次に上記のような単一スクリュー押出機を使って導線上に配合された材料を押し出すことにより、Ｃ−２を製造した。次に８重量％のＴＡＩＣが配合された所定量の配合ＥＴＦＥ材料をＥＴＦＥ内側層上に押し出し、この結果得られたワイヤー構造体に空冷を行いながら、電子ビームを照射した。総ビーム照射量は３０メガラッドであり、印加電圧は０.５ＭＥＶであった。
【００８８】
下記のように、表１に従来のワイヤー構造体がより詳細に記載されている。
【００８９】
【表１】
次に、上記のように製造した試験サンプルに対して下記の試験方法を実行した。剥離の容易性を除いた検査方法については次の刊行物に完全に記載されている。（１）１９９８年１２月２日付けの「電気ワイヤーおよびケーブルの試験方法」と題するボーイング仕様サポート規格ＢＳＳ７３２４（ボーイングＢＳＳ７３２４）；（２）１９９８年２月２３日付けの「ワイヤー、電気、ポリテトラフルオロエチレン／ポリイミド絶縁、正常な重量、ニッケルコーティングされた銅製の導線、２６０℃、６００ボルト」と題する米軍規格ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７Ａ；（３）１９９２年８月３１日付けの「絶縁電気ワイヤーのための試験方法」と題する米軍規格ＭＩＬ−ＳＴＤ−２２２３；（４）１９９４年８月付けの「絶縁電気ワイヤーのための試験方法」と題する自動車エンジニア協会（ＳＡＥ）試験方法ＡＳ４３７４；および（５）２０００年５月付けの「表面車両規格、低電圧主要ケーブル」と題するＳＡＥ検査方法Ｊ１１２３。これらはいずれも本明細書で参考例として援用する。
【００９１】
試験方法
加速エージングまたは耐収縮性（合格、不合格）：
２８０℃で実施されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.１Ａ、１２〜１４ページ
電流過負荷容量：
室温で実行されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.１６、４８〜５０ページ
長さが１.５ｍのワイヤーサンプルから１３ｍｍの絶縁体を除くことにより、絶縁ワイヤー試験サンプルに対して電流過負荷容量の評価を行った。次に、たるみが見えない状態にサンプルを試験装置内に水平に吊り下げた。次に、５分間、各試験サンプルに３３アンペアの電流を流し、サンプルを室温まで冷却した。電流を流している間、各試験サンプルを視覚的に検査し、その後、サンプルを室温まで戻した。次にボーイングＢＳＳ７３２４仕様内に記載されているような乾燥絶縁試験を試験サンプルに対して行った。検査を６回繰り返し、４つのサンプルのうち、少なくとも５つが試験をパスすれば、検査は合格とみなした。
切断抵抗性（ポンド）：
ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７
ボーイングＢＳＳ７３２７、パラグラフＮｏ．７.２３、５８ページ、ダイナミック切断
下記の方法を使って絶縁ワイヤーサンプルに対して切断抵抗性の試験を行った。この切断試験では切断表面の侵入に対するワイヤー絶縁体の抵抗力を測定し、機械的負荷により、シャープなエッジに抗してワイヤーに力が加えられる時に生じ得るタイプの破損をシミュレートした。このテストは室温（２３℃）、１５０℃、２００℃および２６０℃で実行され、絶縁性能に対する高温の作用を評価した。使用した標準切断エッジはステンレススチールであり、０.４０６ｍｍの半径を有していた。
各試験ではＩＮＳＴＲＯＮ圧縮試験器内のブレードと平らなプレートとの間の所定位置に、（長さが）６００ｍｍの試験サンプルをクランプし、導線の両端を１８直流ボルトの電気回路に接続した。ブレードの切断エッジをサンプルの軸線に対して垂直に配置し、次に導線と接触するまで毎分１.２７ｍｍの一定速度で絶縁体を通過するように、切断エッジに力を加えた。検出回路により切断エッジと導線との接触を検出し、試験中に生じる最大の力を記録した。偏心絶縁体の作用を相殺するように、試験の間でサンプルを回転しながら、試験を４回繰り返した。報告する切断抵抗性はサンプルごとに実行した５回の試験の代数平均であった。
乾燥アーク伝搬抵抗（合格、不合格または合格したワイヤーの数）：
ＭＩＬ−ＳＴＤ−２２２３方法３００７
室温で実行されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.４、１６〜３０ページ
下記の方法を使って絶縁ワイヤーサンプルに対し乾燥アーク伝搬抵抗の検査を行った。各試験サンプルを７つの部分にカットし、各部分は長さが３５ｃｍであった。各部分の両端から７つの部分のうちの５つからの絶縁体を剥離し、約５ｍｍの導線を露出し、これら部分を「アクティーブワイヤー」と称した。残りの２つのワイヤーからの絶縁体を無傷のままに残し、これら部分を「パッシーブワイヤー」と称した。
次に、束の中心に１本のアクティーブワイヤーが位置し、一方、この中心アクティーブワイヤーを残りの６つのワイヤー部分が囲むように、７つのワイヤー部分を束状にした。束内に２つのパッシーブワイヤーを並置し、束の長さ方向にわたって７本のワイヤーすべてを密に保持できるように、４つの位置で７本ワイヤーの束を結束した。２つの中心結束の間の距離は約２.５ｃｍであり、中心の２つの結束と外側の２つの結束との間の距離は約１.２５ｃｍであった。
ボーイングＢＳＳ７３２４仕様に示されるのと同じジグ内にワイヤーバンドルを置いた。ジグの底部に２つのパッシーブワイヤーを設置し、一方、剥離したワイヤーを別々に電気回路に接続した。より詳細に説明すれば、５本のアクティーブワイヤーを三相の４００Ｈｚの電源に接続した。次に、各ワイヤーに垂直なワイヤーバンドルの頂部に２５０ｇｍのナイフブレードを載せ、ブレードの移動を開始した。０.７５サイクル／秒の速度でブレードを前後に移動し、次に、頂部の２本のワイヤーをショートした時にシステムを除勢した。残りの絶縁体が１０００ボルトに耐えるかどうかをチェックするために、各ワイヤーに対して１０００ボルトの湿った絶縁体の耐電圧試験を行った。絶縁体が１０００ボルトに耐えた時に、電圧を２５００ボルトまで上げた。ワイヤーが１０００ボルトに耐えた時には、この試験に合格したものと見なす。
（１）最低６４本のワイヤーが絶縁試験にパスした場合、（２）１つのバンドル内の３本以下のワイヤーが絶縁試験に不合格となった場合、および（３）ワイヤーに対する実際の破壊が試験束内で３インチ以下であった場合、この検査をパスしたものと見なす。
剥離の容易性：
（１）外側の絶縁層を除き、（２）内側絶縁層（すなわちポリイミドテープ）の前方エッジを手でつかみ、（３）導線、すなわちワイヤーのテープをゆっくりと剥離することにより、二重層絶縁システムを使用し、長さが０.９ｍの試験サンプルに対して剥離容易性の試験を行った。引き裂きを生じることなく、ワイヤーの少なくとも５回転分からテープの全幅を連続的に剥離できた場合、内側絶縁層を「連続的に剥離可能」と見なした。
耐加水分解性（合格、不合格）：
ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７ＡおよびＳＡＥ ＡＳ４３７３、方法６０２試験（条件無しワイヤー：ＡＳ４３７３、第４.６.２.４.２章）
約０.２０ｍｍの絶縁厚みおよび約７６０ｍｍの長さを有する試験サンプルを別々に固定し、８ｍｍのマンドレルに巻き、２リットルのビーカーに含まれる塩溶液「水に入れた５％（ｍ／ｍ）のＮａＣｌ」内に入れた。次に、ビーカー内の塩溶液の外側または上方に、巻かれた各試験サンプルの両端を位置決めした。次に、試験サンプルを放置し、７０℃±２℃で６７２〜１０００時間の間、塩溶液内に放置してエージングを行った。６７２時間にて試験サンプルを視覚的に検査し、次に周期的に下記の耐電圧試験を行った。
耐電圧試験を受けた時のサンプルが電気的に破壊されなかった場合、加水分解試験をパスしたものと見なす。
耐電圧試験（合格、不合格）：
このテストでは各試験サンプルの両端をねじり、ループを形成した。次にループ状の試験サンプルをビーカー内に含まれる塩溶液内に浸漬した。各試験サンプルの両端を溶液の上に置き、次に導線と溶液との間に電極を通して５分間２.５ＫＶ（ｒｍｓ）の試験電圧を印加した。
寿命サイクル（合格、不合格）：
ＭＩＬ−ＤＴＬ−２２７５９／８７Ａ。２３０〜２９０℃±２℃で５時間。絶縁試験、５分間の間、２.５ＫＶ（ｒｍｓ）。
試験サンプルをエージングし、次にエージングしたサンプルに対し上記耐電圧試験を行い、試験サンプルに対して寿命サイクルに関する試験を行った。１.５インチ直径を有するマンドレル上にサンプルを別々に固定し、次にマンドレルおよび試験サンプルを５００時間の間、製品に対する意図する温度定格よりも３０℃高く設定された空気循環オーブン内に入れることにより、サンプルをエージングした。
レーザーによるマーキング性：
室温で実行するボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.３６、８２〜８３ページ
ＣＭＳＩＩコントラストメータを使った英国ブリジェンドＣＦ３１ ３ＲＴのウェスタンアヴェニューのスペクトラムテクノロジーズＰＬＣによって行う試験
サンドペーパーによる摩耗（ｍｍ）：
ＳＡＥＪ１１２８、６.１０章
各試験サンプルの一端から２５ｍｍの絶縁体を除去し、サンプル下の摩耗テープを固定レートで引きながら、サンプルに力を加えることができる、米軍規格ＭＩＬ−Ｔ−５４３８に従って、グローウェ−スミスインダストリアル・インコーポレーティッドによって製造された装置（Ｇ.Ｓ.Ｉ.モデル番号ＣＡＴ−３）内に摩耗テープの連続ストリップに各テストサンプルを（伸展することなく張力を与えた状態で）水平に取り付けることにより、約０.２０ｍｍの絶縁厚みを有し、長さが１０００ｍｍの試験サンプルに対して、サンドペーパー摩耗抵抗試験を行った。試験サンプルに対し、合計２.１６±０.０５Ｎの力を加えながら、１５００±７５ｍｍ／分のレートでサンプル下の１５０Ｊガーネットサンドペーパー（最大７５ｍｍごとに離間した、サンドペーパーのエッジに対し垂直になっている１０ｍｍの導電性ストリップを有する）を引き抜き、各試験を行った。サンドペーパーは試験サンプルの軸線に対し２９±２度の角度で下方から各試験サンプルに接近し、各試験サンプルを附勢し、直径６.９ｍｍのロッドによってサポートされていた。コアまたはワイヤーを露出するのに必要なサンドペーパーの長さを記録し、試験サンプルを約５０ｍｍ移動し、時計回り方向に９０度回転した。総計４回の読み取りに対し、上記方法を繰り返した。４回の読み取りの平均が本試験サンプルに対するサンドペーパー摩耗抵抗値を構成した。
試験サンプルは極めて薄い絶縁体しか有しないので、この試験は欠陥ポイントが見えるように頻繁に停止しなければならなかったことに留意されたい。
剥離性：
室温で実行するＡＳＴＭ Ｄ３０３２、第２７章
室温で実行されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.４８，９６〜９７頁，長さ７６ｍｍの試験サンプルから７０ｍｍの絶縁体を注意深く除くことにより、試験サンプルに対し剥離性に関する試験を行った。次に、ジグの緩く嵌合された孔に試験サンプルの剥き出し導線部分を通し、ジグの一方の側に剥離されていない絶縁体が位置し、他方の側に剥離されたワイヤーが位置するようにした。ＩＮＳＴＲＯＮ引っ張りテスターを使って、ジグを所定位置に固定しながら剥き出し導線を引いた。試験サンプルから絶縁体の残りの６ｍｍのスラグを引くのに要した力を剥離力として記録した。
剥離力が１／４〜６ポンドの範囲内に収まれば、この試験にパスしたものと見なした。
湿潤アーク伝搬抵抗性（合格、不合格、またはパスしたワイヤーの数）：
ＭＩＬ−ＳＴＤ−２２２３、方法３００６。
室温で実施されるボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ.７.４.６および７、２６〜２９ページ
３ｍの長さの絶縁ワイヤーサンプルから、長さが３５ｃｍの７つの試験サンプルを作成することにより、試験サンプルに対し湿潤アーク伝搬抵抗性に関する試験を行った。７つのワイヤーセグメントのうちの５つのセグメントの両端を剥離し、約５ｍｍの導線を露出した。これら剥離されたワイヤーセグメントを「アクティーブワイヤー」と称し、剥離されていない残りの２つのワイヤーセグメントを「パッシーブワイヤー」と称した。
次に、７本のワイヤー部分を束にし、束の中心に１本のアクティブワイヤーを配置し、他方、残りの６本のワイヤー部分で中心のアクティブワイヤーを囲んだ。
束内に２本のパッシーブワイヤーを並置した。４つの位置で７本ワイヤー束を結束し、束の長手方向にわたってすべて７本のワイヤーを密に保持した。２つの中心結束間の距離は約２.５ｃｍであったが、２つの中心結束と２つの外側結束との間の距離は約１.２５ｃｍであった。
７本ワイヤーの束の頂部に位置する２本のワイヤーは、ワイヤー軸線に対して垂直な幅が０.５〜１.０ｍｍのスリットを有していた。これらスリットは６ｍｍ離間して位置していた。ボーイングＢＳＳ７３２４４仕様に記載されている方式に従った三相電源に、剥離したワイヤーを接続した。ワイヤー束に附勢し、２つの露出したスリットが位置する部分のワイヤー束上に５％の塩水溶液落とした。この塩水溶液の塗布率は毎分８〜１０の落下であった。サーキットブレーカーをトリップすることにより束が破損しない限り、８時間この状態を続けた。
附勢条件下で塩水溶液の塗布を８時間続けた後に、ワイヤーの束を取り出した。各ワイヤーに対し、まず１０００ボルトの湿潤耐絶縁試験を行い、次に２５００ボルトの試験を行った。ワイヤーが１０００ボルトの湿潤耐絶縁試験に耐えた場合、試験をパスしたものと見なした。
（１）最小６４本のワイヤーがこの絶縁試験にパスした場合、
（２）任意の１つの束内で３本以下のワイヤーがこの絶縁試験に不合格であった場合、および
（３）試験束内でワイヤーへの実際の破損が３インチ以下であった場合、この試験にパスしたものと見なした。
ワイヤー対ワイヤー摩耗抵抗力（故障までのサイクル、最低６１５万サイクル）：
ボーイングＢＳＳ７３２４、パラグラフＮｏ．７.５７、１０８ページ
次の方法に従い、試験サンプルに対してワイヤー間の摩耗抵抗力に関する試験を行った。ボーイングＢＳＳ７３２４仕様に示されるように、長さが約２８ｃｍの１本のワイヤー試験サンプルと長さが約４０ｃｍの別のワイヤーサンプルとを、短いほうのワイヤーの中心で交差させた。一方のワイヤーサンプルの一端を上部プレートに固定し、同じワイヤーの他端を下部プレートに固定した。他方のワイヤーの一端を下部プレートに固定し、同じワイヤーの他端に１.１３Ｋｇの重量の負荷をかけた。上部プレートと下部プレートを４５ｍｍ離間させた。
毎秒１０回のサイクルで、６.３５ｍｍの２倍の振幅で下部プレートを前後に移動させた。ワイヤーの固定部材を電源に接続し、絶縁層の摩耗により２本のワイヤーサンプルが電気的に接触した状態となった時にサイクルカウンターをストップした。停止時のサイクルカウント数が６１５万回以上であれば、その結果をパスしたものと見なした。
【００９２】
実施例１Ａ
この実施例では、２３０℃の温度定格を確認しながら、製造されたワイヤー構造体、すなわち試験サンプルに対して対収縮性、機械的耐久性、耐加水分解性および湿潤アークトラック抵抗性に関する、試験を行った。これら結果を下記の表２に示す。
【００９３】
【表２】
図２に示されるように、本発明の絶縁導線は２３０℃までの温度で使用でき、対収縮性、機械的耐久性、耐加水分解性および湿潤アーク伝搬抵抗性を含む性質のバランスを示した。
【００９５】
作動実施例１Ｂ、２、３Ａ、Ｃ−１およびＣ−２
これら実施例ではサンドペーパー摩耗抵抗性に関し、製造されたワイヤー構造体または試験サンプルに対して試験を行った。下記の表３にこれら結果を報告する。
【００９６】
【表３】
表３における実施例１Ｂ、２および３Ａが示すように、本発明の絶縁導線はサンドペーパーの摩耗に対する抵抗力を示したが、この抵抗力はＰＴＦＥ外側層を使用した従来のワイヤー構造体の実施例Ｃ−１が示した値よりも大幅に改善されている。
【００９８】
実施例１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、３Ｂ、３Ｃ、４Ａおよび４Ｂ
これら実施例では、製造されたワイヤー構造体または試験サンプルに対して剥離容易性に関する試験を行った。
【００９９】
【表４】
実施例３Ｂおよび４Ａは１２０ＫＶ以下の低電子ビーム電圧を使って外側層の架橋を生じさせる「表皮照射」技術を使用することにより、照射劣化ペルフルオロポリマー接着剤を使用した絶縁導線の製造に成功できることを示している。実施例３Ｃおよび４Ｂに示されるように、これらサンプルに１５０ＫＶの電子電圧を加えると接着剤が劣化し、この結果、サンプルの外側層が長手方向に沿って連続的に剥離できる状態となるようである。
【０１０１】
ポリイミド接着剤を使用する実施例１Ｃ、１Ｄおよび１Ｅは、サンプルに１２０、１５０または５００ＫＶを加えたかどうかにかかわらず、容易に剥離できるようにはならなかった。このことは、高電子ビームはポリイミド接着剤を劣化しないことを示している。
【０１０２】
実施例５〜９、Ｃ−１およびＣ−２
これら実施例では、製造されたワイヤー構造体、すなわち試験サンプルに対し、加水分解、サンドペーパー摩耗、切断、湿潤および乾燥アーク伝搬およびワイヤー対ワイヤー摩耗抵抗性、レーザーマーキング性、剥離性、寿命サイクルおよび電流過負荷容量に関する試験を行った。下記の表５にこれら結果を記載する。
【０１０３】
【表５】
【表６】
表５に示されるように、本発明の絶縁導線は機械的耐久性および耐加水分解性を含む性質のバランスを示す。特に実施例５〜７は良好な耐加水分解性を示し、実施例８および９は現在試験中であるが、同じレベルの抵抗性を示すと予想される。サンドペーパー摩耗抵抗力に関して、実施例５〜７を比較例Ｃ−２と同様に実行した。実施例８〜９はこの性質が若干低下することを示したが、比較例Ｃ−１はＰＴＦＥの外側層の性質に起因するために、良好には作動しないようである。切断およびワイヤー対ワイヤー摩耗抵抗力の性質に関し、本発明の絶縁導線はすべての試験温度にて、比較例Ｃ−１およびＣ−２よりもかなり良好な切断抵抗力を示したが、実施例５、７および８は顕著なレベルのワイヤー対ワイヤー摩耗抵抗力を示した。湿潤アーク伝搬抵抗力に関し、実施例６、７および９は各試験をパスしたが、実施例５は大多数の試験をパスした。乾燥アーク伝搬抵抗力に関して同様な結果が得られ、各実施例はすべてまたはほとんどの試験をパスした。更に実施例８および９のいずれも、比較実施例Ｃ−１よりも良好なレーザーマーキング性を示したが、本発明の絶縁導線のすべては剥離性、すなわち１／４〜６ポンドの剥離力の工業規格をパスした。寿命サイクルおよび温度定格に関し、実施例８は２３０℃の温度定格に関して合格した。最後に試験サンプルのすべてがスレッショルド電流過負荷容量の条件を満たした。
【０１０６】
以上で、本発明の詳細な実施例を参照して、本発明について説明し、図示したが、当業者であれば、請求した発明の要旨および範囲から逸脱することなく、発明の形態および細部について種々の変形を行うことができることが理解できよう。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図解のために、外側絶縁層を切り欠いた、本発明の多層絶縁システムの好ましい実施例により絶縁された、ストランド状ケーブルの側面図である。
【図２】熱シール加工を受ける前のポリイミド膜またはテープが螺旋状に巻かれたストランド状ケーブルの側面図である。
【図３】熱シール加工を受ける前のポリイミド膜またはテープが軸方向に巻かれたストランド状ケーブルの側面図である。
【図４】図解のために中間および外側絶縁層が切り欠かれた、本発明にかかわる多層絶縁システムのより好ましい実施例により絶縁されたストランド状ケーブルの側面図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１０，１１０ 電気導線
１２，１１２ 電気導線
１６，１１６ 内側層
１８，１１８ 外側層
１１７ 中間層
Claims (28)
- （ａ）ポリイミドの内側層およびフルオロポリマーの内側層の群から選択された内側層を備え、
前記内側層がポリイミドの内側層であり、前記層がシール可能な成分でコーティングされたポリイミドの膜を電気導線の一部または長さに沿って重なった状態で巻くことにより形成されており、
前記ポリイミドの膜が前記導線の長手方向に沿って重なった領域にて、自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、
前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、前記層が前記電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または前記導線の一部または長手方向に沿って重なった状態でフルオロポリマーの膜を巻くかのいずれかにより形成されており、
（ｂ）オプションとしてポリイミドの中間層を備え、該ポリイミドの中間層が電気導線に形成された前記内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態で、オプションとしてコーティングされたポリイミドの膜を巻くことによって形成されており、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、多層絶縁システムがポリイミドの中間層を含む、電気導線のための多層絶縁システム。 - 前記内側層がポリイミドの内側層である、請求項１記載の多層絶縁システム。
- 前記ポリイミドの内側層が２．５４ｃｍ（１インチ）幅当たり約１００〜約２５０グラムの範囲の高温（１５０℃）接着剤接合強度（ＡＳＴＭ＃１８７６−００）を示す、請求項２記載の多層絶縁システム。
- 前記ポリイミドの膜にコーティングされた前記シール可能な成分がポリテトラフルオロエチレン、フッ化エチレン−プロピレン、ペルフルオロアルコキシ、テトラフルオロエチレンとペルフルオロメチルビニールエーテルとのコポリマー、およびこれらの混合物の群から選択された、ペルフルオロポリマーのシール可能な成分である、請求項２記載の多層絶縁システム。
- 前記ポリイミドの膜にコーティングされた前記シール可能な成分がエチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、少量の１つ以上のフッ化コモノマーを含むクロロトリフルオロエチレンコポリマーおよびターポリマーの群から選択された架橋されたフルオロポリマーのシール可能な成分である、請求項２記載の多層絶縁システム。
- 前記ポリイミド膜にコーティングされた前記シール可能な成分が、２００℃以上の温度で軟化し、流体となる、熱可塑性ポリイミドの群から選択されたポリイミドのシール可能な成分である、請求項２記載の多層絶縁システム。
- 前記ポリイミドの内側層が２，５４ｃｍ（１インチ）幅当たり１０００グラムより大きい高温（１５０℃）接着力（ＡＳＴＭ＃１８７６−００）を示す、請求項６記載の多層絶縁システム。
- 前記内側層がフルオロポリマーの内側層であり、前記フルオロポリマーがテトラフルオロエチレンとペルフルオロメチルビニールエーテルとのコポリマー、ペルフルオロアルコキシ、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフルオライド、ポリビニールフルオライド樹脂およびそれらの混合物の群から選択されたものである、請求項１記載の多層絶縁システム。
- 前記層が熱シールされていないフルオロポリマー膜の内側層である、請求項１記載の多層絶縁システム。
- 前記内側層が熱シールされたフルオロポリマー膜の内側層であり、前記フルオロポリマー膜が導線の長手方向に沿って重なった領域にて自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成している、請求項１記載の多層絶縁システム。
- 熱シールされていないポリイミドの中間層を含む、請求項１記載の多層絶縁システム。
- 前記システムが、シール可能な成分でコーティングされたポリイミドの膜によって形成されたポリイミドの中間層を備え、前記ポリイミドの膜が前記内側層の長手方向に沿って重なった領域にて自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものである、請求項１記載の多層絶縁システム。
- 前記フルオロポリマーの外側層のフルオロポリマーが、エチレンから誘導された３５〜６０モル％の単位、テトラフルオロエチレンから誘導された３５〜６０モル％の単位および１つ以上のフッ化コモノマーから誘導された１０モル％の単位を含む、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマーである、請求項１記載の多層絶縁システム。
- 前記フルオロポリマーの外側層のフルオロポリマーが、感光性材料を含み、該感光性材料により前記外側層がレーザーマーキングを支持できるようになる、請求項１記載の多層絶縁システム。
- （ａ）ポリイミドの内側層を備え、
前記ポリイミドの内側層がシール可能な成分でコーティングされたポリイミドの膜を電気導線の一部または長さに沿って重なった状態で巻くことにより形成されており、
前記ポリイミドの膜が前記導線の長手方向に沿って重なった領域にて、自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、
前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
（ｂ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものである、電気導線のための多層絶縁システム。 - （ａ）ポリイミドの内側層を備え、
前記ポリイミドの内側層がシール可能な成分でコーティングされたポリイミドの膜を電気導線の一部または長さに沿って重なった状態で巻くことにより形成されており、
前記ポリイミドの膜が前記導線の長手方向に沿って重なった領域にて、自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、
前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、前記層が前記電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または前記導線の一部または長手方向に沿って重なった状態でフルオロポリマー膜を巻くかのいずれかにより形成されており、
（ｂ）ポリイミドの中間層を備え、該ポリイミドの中間層が電気導線に形成された前記内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態で、オプションとしてコーティングされたポリイミドの膜を巻くことによって形成されており、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものである、電気導線のための多層絶縁システム。 - （ａ）ポリイミドの内側層を備え、
前記内側層がフルオロポリマーの膜を電気導線の一部または長さに沿って重なった状態で巻くことにより形成されており、
（ｂ）ポリイミドの中間層を備え、該ポリイミドの中間層が電気導線に形成された前記内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態でポリイミドの膜を巻くことによって形成されており、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものである、電気導線のための多層絶縁システム。 - 前記フルオロポリマーの内側層が熱シールされていないフルオロポリマー膜の内側層である、請求項１７記載の多層絶縁システム。
- 前記フルオロポリマーの膜がポリテトラフルオロエチレン膜である、請求項１８記載の多層絶縁システム。
- 前記フルオロポリマーの内側層が熱シールされたフルオロポリマー膜の内側層であり、前記フルオロポリマー膜が導線の長手方向に沿って重なった領域にて自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成している、請求項１７記載の多層絶縁システム。
- 前記ポリイミド膜の中間層の前記ポリイミド膜がシール可能な成分によってコーティングされており、前記内側層の長手方向に沿って重なった領域にて自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成しており、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものである、請求項１７記載の多層絶縁システム。
- （ａ）ポリイミドの内側層を備え、
前記内側層がフルオロポリマー材料を電気導線の一部または長さに沿って押し出すことにより形成されており、
（ｂ）ポリイミドの中間層を備え、該ポリイミドの中間層が電気導線に形成された前記内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態でポリイミドの膜を巻くことによって形成されており、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものである、電気導線のための多層絶縁システム。 - 前記押し出されたフルオロポリマーの内側層が、架橋され、押し出されたフルオロポリマーの内側層である、請求項２２記載の多層絶縁システム。
- 電気導線と多層絶縁システムとを含む絶縁電気導線であって、前記多層絶縁システムが、
（ａ）ポリイミドの内側層およびフルオロポリマーの内側層の群から選択された内側層を備え、
前記内側層がポリイミドの内側層であり、前記層がシール可能な成分でコーティングされたポリイミドの膜を電気導線の一部または長さに沿って重なった状態で巻くことにより形成されており、
前記ポリイミドの膜が前記導線の長手方向に沿って重なった領域にて、自らにほぼ均一にシールされ、よって湿分に対する有効なシールを形成し、
前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、前記層が前記電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または前記導線の一部または長手方向に沿って重なった状態でフルオロポリマー膜を巻くかのいずれかにより形成されており、
（ｂ）オプションとしてポリイミドの中間層を備え、該ポリイミドの中間層が電気導線に形成された前記内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態で、オプションとしてコーティングされたポリイミドの膜を巻くことによって形成されており、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、多層絶縁システムがポリイミドの中間層を含む、電気導線と多層絶縁システムとを含む絶縁された電気導線。 - 電気導線と多層絶縁システムとを含む絶縁された電気導線であって、前記絶縁導線が、
（ａ）ポリイミドの内側層を備え、
前記内側層がフルオロポリマーの膜を電気導線の一部または長さに沿って重なった状態で巻くことにより形成されており、
（ｂ）ポリイミドの中間層を備え、該ポリイミドの中間層が電気導線に形成された前記内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態でオプションとしてコーティングされたポリイミドの膜を巻くことによって形成されており、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層を更に備え、前記フルオロポリマーがエチレンテトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマー、またはそれらの混合物の群から選択されたものである、電気導線と多層絶縁システムとを含む絶縁された電気導線。 - （ａ）電気導線に内側層を形成する工程を備え、
前記内側層がポリイミドの内側層およびフルオロポリマーノ層の群から選択されたものであり、
前記内側層がポリイミド内側層であるときに、シール可能な成分がコーティングされたポリイミド膜を電気導線の一部または長手方向に沿って重なった状態に巻くことにより、前記内側層が形成されており、前記シール可能な成分がペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたものであり、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、ｉ）電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すか、または電気導線の一部またな長手方向に沿ってフルオロポリマー膜を重なった状態に巻くことのいずれかにより、前記内側層が形成されており、
（ｂ）前記内側層の一部または長手方向に沿って、オプションとしてコーティングされたポリイミド膜を重なった状態に巻くことにより、前記内側層にポリイミド中間層をオプションとして形成する工程と、
（ｃ）前記内側層がポリイミド内側層であるか、または中間層がコーティングされたポリイミド膜と使って形成されているときに、約２４０℃〜約３５０℃の範囲の温度までポリイミド膜（単数または複数）を加熱し、コーティングされた膜（単数または複数）の重なった領域を接合し、よって導線の長手方向に沿って湿分に対する有効なシールを形成する工程と、
（ｄ）前記外側層の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すことによって、前記内側層または中間層のいずれかにフルオロポリマーの外側層を形成する工程と、
（ｅ）前記フルオロポリマーの外側層を架橋する工程とを備え、前記内側層または前記シール可能な成分がペルフルオロポリマーを含むときに、この層またはこの成分を約５０〜約１２０キロボルトの範囲の電圧を印加しながら、６０メガラッド未満の放射線を照射することによって、前記フルオロポリマーの外側層を架橋し、
前記内側層がフルオロポリマーの内側層であるときに、絶縁された電気導線を製造する方法が、前記内側層にポリイミドの中間層を形成する工程を含む、絶縁された電気導線を製造するための方法。 - （ａ）電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー膜を重なった状態に巻くことにより、電気導線上にフルオロポリマーの内側層を形成する工程と、
（ｂ）ペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたシール可能な成分でコーティングされたポリイミド膜をフルオロポリマーの内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態に巻くことにより、フルオロポリマーの内側層上にポリイミドの中間層を形成し、
（ｃ）前記ポリイミド膜を約２４０℃〜約３５０℃の範囲の温度まで加熱し、膜のうちの重なった領域を接合し、よって導線の長手方向に沿って湿分に対する有効なシールを形成する工程と、
（ｄ）前記外側層の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すことにより、前記ポリイミド中間層上にフルオロポリマーの外側層を形成する工程と、
（ｅ）前記フルオロポリマーの外側層を架橋する工程とを備え、前記内側層または前記シール可能な成分がペルフルオロポリマーを含むときに、この層またはこの成分を約５０〜約１２０キロボルトの範囲の電圧を印加しながら、６０メガラッド未満の放射線を照射することによって、前記フルオロポリマーの外側層を架橋する、絶縁された電気導線を製造するための方法。 - 絶縁多層絶縁システムが、
（ａ）フルオロポリマーの内側層と、
（ｂ）ポリイミドの中間層と、
（ｃ）架橋されたフルオロポリマーの押し出された外側層とを備え、前記フルオロポリマーがエチレン−テトラフルオロエチレンのコポリマーおよびターポリマーならびにそれらの混合物の群から選択されたものであり、
前記絶縁された電気導線が、
（ｉ）電気導線の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー膜を重なった状態に巻くことにより、電気導線上にフルオロポリマーの内側層を形成する工程と、
（ｉｉ）ペルフルオロポリマー、架橋されたフルオロポリマーおよびポリイミド接着剤の群から選択されたシール可能な成分でコーティングされたポリイミド膜をフルオロポリマーの内側層の一部または長手方向に沿って重なった状態に巻くことにより、フルオロポリマーの内側層上にポリイミドの中間層を形成し、
（ｉｉｉ）前記ポリイミド膜を約２４０℃〜約３５０℃の範囲の温度まで加熱し、膜のうちの重なった領域を接合し、よって導線の長手方向に沿って湿分に対する有効なシールを形成する工程と、
（ｉｖ）前記外側層の一部または長手方向に沿ってフルオロポリマー材料を押し出すことにより、前記ポリイミド中間層上にフルオロポリマーの外側層を形成する工程と、
（ｖ）前記フルオロポリマーの外側層を架橋する工程とを備え、前記内側層または前記シール可能な成分がペルフルオロポリマーを含むときに、この層またはこの成分を約５０〜約１２０キロボルトの範囲の電圧を印加しながら、６０メガラッド未満の放射線を照射することによって、前記フルオロポリマーの外側層を架橋する、方法によって製造される、電気導線と多層絶縁システムとを備えた、絶縁された電気導線。
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