JP2012074170A - 絶縁電線 - Google Patents

Abstract

【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、耐熱性及び難燃性に優れた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、難燃剤として臭素系難燃剤と三酸化アンチモンを含有せしめて絶縁電線を構成し、ここで、難燃剤の含有量は、好ましくは臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンの合計量が、架橋アクリルゴム１００質量部に対して０．１〜８０質量部とするのがよい。
【選択図】なし

Description

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。

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、柔軟性を有する耐熱絶縁材料として、アクリルゴムを含む組成物により絶縁層を構成した絶縁電線が提案されている。

特開２００９−２６９９７９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されているような、アクリルゴムにポリオレフィンを混合しただけでは、難燃性が不十分であるという問題があった。

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、難燃性が良好である絶縁電線を提供することにある。

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、難燃剤として臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンを含有することを要旨とするものである。

上記絶縁電線において、前記難燃剤の含有量は、前記臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンの合計量が、架橋アクリルゴム１００質量部に対して０．１〜８０質量部であることが好ましい。

上記絶縁電線において、前記臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンの質量比が、臭素系難燃剤／三酸化アンチモン＝１／１〜５／１の範囲内であることが好ましい。

上記絶縁電線において、前記絶縁層が、過酸化物系架橋剤を用いて架橋されたものであることが好ましい。

本発明の絶縁電線は、絶縁層が難燃剤として臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンを含有することにより、耐熱性に優れた架橋アクリルゴムを含む絶縁層の難燃性が優れたものである。

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、難燃剤として臭素系難燃剤と三酸化アンチモンとを含有している。難燃剤に三酸化アンチモンは難燃助剤として添加されるものであり、臭素系難燃剤と併用することで相乗効果が得られる。三酸化アンチモンを添加することで臭素系難燃剤の添加量を減らすことができる。

絶縁電線の架橋アクリルゴムを含む絶縁層は、少なくともアクリルゴムと難燃剤を含む絶縁層組成物を用いて導体の周囲に押出し被覆した後、加熱等の架橋手段により処理して架橋することで、アクリルゴムが架橋されているものである。上記架橋アクリルゴムは、アクリル酸エステルを主成分とする弾性体であり、耐熱性、柔軟性等が優れている。アクリルゴムは加熱することで架橋することが可能であるが、上記絶縁層組成物に、必要に応じ架橋剤（架硫剤）等を加えてもよい。

以下、絶縁層組成物に添加される各成分について説明する。上記アクリルゴムは、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。アクリルゴムの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。

難燃剤の添加量は、臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンの合計量が、架橋アクリルゴム１００質量部に対して０．１〜８０質量部の範囲内であることが好ましい。難燃剤の合計量が０．１質量部未満では、難燃性が不十分となるおそれがあり、難燃剤の合計量が８０質量部を超えると、分散不良となるおそれがある。

臭素系難燃剤と三酸化アンチモンの比率は、前記臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンの質量比で、臭素系難燃剤／三酸化アンチモン＝１／１〜５／１の範囲内であることが、コストが適正であり、難燃性にも優れるといった理由から好ましい。臭素系難燃剤と三酸化アンチモンの比率が上記範囲外である場合、三酸化アンチモンの添加量が多くなりすぎた場合は、コストが上昇してしまうおそれがあり。三酸化アンチモンの量が少なくなりすぎた場合は、難燃性が低下するおそれがある。

臭素系難燃剤と三酸化アンチモンの更に好ましい比率（質量比）は、臭素系難燃剤／三酸化アンチモン＝１．５／１〜４．５／１の範囲であり、更に好適には臭素系難燃剤／三酸化アンチモン＝２／１〜４／１の範囲である。

上記臭素系難燃剤としては、例えば、エチレンビス（ペンタブロモベンゼン）、テトラブロモビスフェノールＡ（ＴＢＢＡ）、ヘキサブロモシクロドデカン、ＴＢＢＡカーボネートオリゴマー、ＴＢＢＡエポキシオリゴマー、臭素化ポリスチレン、ＴＢＢＡビス（ジブロモプロピルエーテル）、ポリ（ジブロモプロピルエーテル）、ヘキサブロモベンゼン、エチレンビス・テトラブロモフタルイミド、エチレンビス・トリブロモフタルイミド系のフタルイミド構造を持つ臭素系難燃剤等が挙げられる。

難燃剤としては、難燃性向上の点から、フタルイミド構造を持つ臭素系難燃剤を用いるのが好ましい。上記のフタルイミド系難燃剤は、単独で使用してもよいが、フタルイミド系難燃剤以外の臭素系難燃剤との併用も可能である。

上記三酸化アンチモンは、臭素系難燃剤の難燃助剤として用いられる。三酸化アンチモンの純度は、９９％以上が好ましい。三酸化アンチモンの製法としては鉱物として産出される三酸化アンチモンを粉砕して得る方法がある。その際、三酸化アンチモンの平均粒径は、３μｍ以下が好ましく、より好適には１μｍ以下である。

三酸化アンチモンには表面処理を施してもよい。三酸化アンチモンの表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、ステアリン酸等の高級脂肪酸、高級脂肪酸エステル、高級脂肪酸金属塩、オレフィン系ワックス等が挙げられる。表面処理剤の使用量（表面処理量）としては、三酸化アンチモン１００質量部に対し、０．１〜１０質量部の範囲が好ましく、更に好ましくは０．１〜５質量部である。

上記オレフィン系ワックスは、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン等のα−オレフィンの単独もしくは相互共重合体、或いはそれらの混合物等である。

上記表面処理剤は変性されていてもよい。変性剤としては、不飽和カルボン酸やその誘導体を用いることができる。具体的に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る。上記不飽和カルボン酸の誘導体としては、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。このうちで好ましいのは、マレイン酸、無水マレイン酸等である。なおこれらの表面処理剤の変性剤は１種単独で使用しても、２種以上を併用してもいずれでもよい。

表面処理剤に酸を導入する方法としては、グラフト法や直接法等が挙げられる。また酸変性量としては、表面処理剤の０．１〜２０質量％、好ましくは０．２〜１０質量％、さらに好ましくは０．２〜５質量％である。

三酸化アンチモンに対する表面処理剤の表面処理方法としては特に限定されるものではない。処理方法としては、例えば、予め所定の粒径の三酸化アンチモンに表面処理してもよいし、粉砕時に同時に処理してもよい。また処理方法としては、溶媒を用いた湿式処理でもよいし、溶媒を用いない乾式処理でもよい。湿式処理の際、好適な溶媒としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒等を用いることができる。また、絶縁層組成物を調製する際に、表面処理剤を他の材料と同時に混練してもよい。

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、特に限定されるものではない。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。架橋剤は、有機過酸化物等の有機過酸化物系架橋剤が、架橋速度の向上という点から好ましい。

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。

絶縁層組成物には、アクリルゴム、難燃剤、架橋剤以外に、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。

また絶縁層組成物における上記架橋剤の配合量は、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。

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。

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。

絶縁層組成物を導体の周囲に押し出して絶縁層を形成するには、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。

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。

以下、本発明の実施例、比較例を示す。
〔実施例１〜７、比較例１〜７〕
表１、表２に示す成分組成のアクリルゴム１〜４、ポリプロピレン、臭素系難燃剤、三酸化アンチモン、架橋剤等を、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^２）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、実施例１〜７、比較例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及び表２に合わせて示す。尚、表１及び表２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。

〔表１及び表２の成分〕
・アクリルゴム１[電気化学社製、商品名「４２００」]
・アクリルゴム２[日本ゼオン社製、商品名「Ｎｉｐｏｌ ＡＲ１４」]
・アクリルゴム３[ユニマテック社製、商品名「Ａ−５０９８」]
・アクリルゴム４[ユニマテック社製、商品名「ＰＡ−４２２」]
・ポリプロピレン[日本ポリプロ社製、商品名「ＥＣ７」）
・臭素系難燃剤[エチレンビス(ペンタブロモベンゼン)]
・三酸化アンチモン[山中産業社製、商品名「三酸化アンチモン」]
・架橋剤[日本油脂社製、商品名「パーへキシルＤ」（ジ−ｔ−へキシルパーオキサイド）]

〔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。

〔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。試験の結果、７０秒で消火した場合を合格とし、７０秒で消火しなかった場合を不合格とした。

表１に示すように実施例１〜７の絶縁電線は、いずれも電線の燃焼試験の結果が合格であり、難燃性に優れた架橋アクリルゴム系絶縁層を有する絶縁電線が得られた。更に実施例１〜７の絶縁電線は、耐寒性も良好であり、柔軟性も優れたものである。これに対し比較例１〜７の絶縁電線は、臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンを含有しないため、表２に示すように、燃焼試験の結果が不合格であり、難燃性が不十分なものであった。

Claims (4)

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、難燃剤として臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンを含有することを特徴とする絶縁電線。
2. 前記難燃剤の含有量は、前記臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンの合計量が、架橋アクリルゴム１００質量部に対して０．１〜８０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。
3. 前記臭素系難燃剤及び三酸化アンチモンの質量比が、臭素系難燃剤／三酸化アンチモン＝１／１〜５／１の範囲内であることを特徴とする請求項１又は２記載の絶縁電線。
4. 前記絶縁層が、過酸化物系架橋剤を用いて架橋されたもの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。