JP2007194108A

JP2007194108A - フレキシブル電線

Info

Publication number: JP2007194108A
Application number: JP2006012227A
Authority: JP
Inventors: Tomonari Nishiyama; 知成西山
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】耐屈曲性に優れたフレキシブル電線を提供する。
【解決手段】導電性を有する芯線層２としてカーボンナノチューブを練り込んだゴムを使用し、この芯線層２を被覆する絶縁層３として可撓性を有する高分子を使用した。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブル電線に関する。さらに詳しくは、カーボンナノチューブを練り込んだゴムよりなる導電性を有する芯線層と、この芯線層を被覆する可撓性を有する高分子よりなる絶縁層とからなるフレキシブル電線に関する。

従来の電線は、銅線等の芯線層の周りをゴム等の絶縁層で被覆した構造をしており、折り曲げ、特に繰り返し折り曲げにより芯線層が切れてしまうという問題があった。特に、ノート型パソコン等の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ハーネス、ＩＣテスタ、医療用超音波診断装置、産業用ロボット等の可動部に配線される電線ケーブルは、使用時に繰り返し屈曲、捻回を受けるため、それらに採用される芯線層として屈曲特性に優れたものが求められていた。

屈曲特性に優れた芯線層を得るため、従来より金属以外の素材を芯線層として使用することが検討されており、例えば、カーボンナノチューブを含む実質的に炭素からなる芯部を芯線層とし、当該芯線層の周りを熱可塑性樹脂で被覆してなる電線コードが提案されている（特許文献１参照）。
特開２００３−３０３５１６号公報

しかしながら、前記電線コードは、芯線層がカーボンナノチューブを含む実質的に炭素からなる芯部であって被覆層が樹脂であるため、可撓性に差が生じ、繰り返し折り曲げ性が十分でないという課題を残していた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、折り曲げ、特に繰り返し折り曲げ性能が向上したフレキシブル電線を提供することを目的としている。

本発明のフレキシブル電線は、カーボンナノチューブを練り込んだゴムよりなる導電性を有する芯線層と、この芯線層を被覆する可撓性を有する高分子よりなる絶縁層とからなることを特徴としている。
カーボンナノチューブを練り込んだゴムを芯線層としたので、カーボンナノチューブで導電性を担保しており、またゴムは可撓性に優れているので折り曲げ、特に繰り返し折り曲げ使用しても銅線等のように切れることがない。そして、この芯線層を被覆する絶縁層として可撓性を有する高分子を使用することにより、芯線層及び絶縁層がともに可撓性を有することから、繰り返し折り曲げ性等の耐屈曲性に優れた電線を得ることができる。

前記フレキシブル電線の絶縁層を構成する高分子が、前記芯線層を構成するゴムと同質のゴムよりなることが好ましい。芯線層を構成するゴムを同質のゴムを絶縁層にすることにより、芯線層と絶縁層とが物理的に一体化することで芯線層と絶縁層との素材間の可撓性の差が全くなくなり、さらに耐屈曲性に優れた電線となるからである。

本発明によれば、耐屈曲性に優れたフレキシブル電線を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を、添付した図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るフレキシブル電線を示す断面斜視図である。前記フレキシブル電線１は、カーボンナノチューブを練り込んだゴムよりなる導電性を有する芯線層２と、この芯線層２を被覆する可撓性を有する高分子よりなる絶縁層３とからなる。

芯線層２は、カーボンナノチューブを練り込んだゴムよりなり、導電性を有している。カーボンナノチューブとは、実質的に炭素からなる管状の化合物で、単層のものと多層のものとがあるが、いずれを用いてもよい。このカーボンナノチューブにより、芯線層２の導電性が担保される。製造方法としては、アーク放電法、気相成長法等が知られているが（例えば、特開２００１−８０９１３号公報参照）、いずれの方法で得たカーボンナノチューブを用いてもよい。外径は５０ｎｍ以下であり、長さは０．００５〜１０μｍ、好ましくは１〜５μｍである。外径が５０ｎｍを超えると屈曲性が悪いため、屈曲疲労に対する耐久性の悪化を招くため好ましくない。長さが１０μｍを超えると屈曲性が悪くなるとともに屈曲時にカーボンナノチューブ同士の接触がはずれ、ネットワークが切れるため、抵抗値の変化が大きくなるので好ましくない。長さが０．００５μｍ未満の場合、ゴムに分散しすぎるためにネットワークが形成されにくいため、電気伝導性能が出ず好ましくない。

前記カーボンナノチューブが練り込まれるゴムは、カーボンナノチューブとのなじみがよく、カーボンナノチューブの導電性を阻害することなくネットワークを形成するとともに均一に分散させることができるゴムであれば、特に制限されることなく使用することができる。かかるゴムの例として、エチレン・プロピレン系ゴム（以下、ＥＰ系ゴムともいう）、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム等を挙げることができる。なお、ＥＰ系ゴムとは、エチレンプロピレン共重合体ゴム（ＥＰＭ）及びエチレン・プロピレン・ジエン３元共重合体（ＥＰＤＭ）を指し、エチレン・プロピレン・ジエン３元共重合体とは、エチレン及びプロピレンとエチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン等のジエン系モノマーとの３元共重合体である。
芯線層２として、カーボンナノチューブを練り込んだゴムを使用することにより、導電性はカーボンナノチューブで担保され、またゴムは可撓性に優れているので折り曲げ、特に繰り返し折り曲げ使用しても銅線等のように切れることがない。

絶縁層３は、芯線層２を被覆する可撓性を有する高分子よりなる。芯線層２を被覆する可撓性を有する高分子としては、一般に電線の絶縁体として使用されるゴム、樹脂等を使用することができ、ゴムの例として、天然ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、シリコーンゴム等を挙げることができ、樹脂の例として、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、エチレン・四フッ化エチレン等を挙げることができる。
絶縁層３として、可撓性を有する高分子を使用することにより、芯線層２及び絶縁層３が可撓性を有することで繰り返し折り曲げ性等の耐屈曲性に優れたフレキシブル電線１を得ることができる。
前記フレキシブル電線１の絶縁層３を構成する高分子が、前記芯線層２を構成するゴムと同質のゴムよりなることが好ましい。芯線層２を構成するゴムを同質のゴムを絶縁層３にすることにより、芯線層２と絶縁層３とが物理的に一体化することで芯線層２と絶縁層３との素材間の可撓性の差が全くなくなり、さらに耐屈曲性に優れたフレキシブル電線１となるからである。

本発明において芯線層２として用いられるカーボンナノチューブを練り込んだゴムは、ベースとなるゴムにカーボンナノチューブを所定の割合で配合し、加硫剤を除く他の配合剤を必要に応じて加え、ミキサー等により混練し、次いで、オーブンロール等にて加硫剤を加えることにより製造することができる。

ゴムを加硫する際に使用される加硫剤の例としては、硫黄、有機過酸化物等を挙げることができる。有機過酸化物の例としては、ジクミルペルオキシド（ＤＣＰ）、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキシン、１，３−ビス−（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等を挙げることができる。加硫剤の配合量は、加硫速度、加硫物の機能物性等に応じて適宜決定することができるが、通常、ゴム１００重量部に対して２〜５重量部程度である。
この他に、配合剤としてワックス、老化防止剤、加硫促進剤、金属酸化物等を添加することができる。

本発明のフレキシブル電線１は、例えば、圧縮成形、トランスファー成形、射出成形、押出し成形等の方法により製造することができる。

なお、前記実施の形態においては芯線層の数は１本であるが、芯線層の数は複数本でもよく、また、絶縁層の上にさらにシースを施すことも可能である。シースとしては、絶縁体と同様のものを使用することができる。

本発明の実施の形態に係るフレキシブル電線を示す断面斜視図である。

符号の説明

１フレキシブル電線
２芯線層
３絶縁層

Claims

カーボンナノチューブを練り込んだゴムよりなる導電性を有する芯線層と、この芯線層を被覆する可撓性を有する高分子よりなる絶縁層とからなることを特徴とするフレキシブル電線。
前記絶縁層を構成する高分子が、前記芯線層を構成するゴムと同質のゴムよりなる請求項１に記載のフレキシブル電線。