JP2023050956A - 電線、及び電線の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性良く製造された電線を提供する。【解決手段】導体と、前記導体の外方に配置された被覆層とを備え、前記被覆層は、複数のフィラーと、前記複数のフィラーの隙間に配置された樹脂材料とを含む単一層によって構成され、前記被覆層の最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下であり、前記樹脂材料は、ポリテトラフルオロエチレンを主体とし、前記複数のフィラーの平均粒径が２０μｍ以上２５０μｍ以下であり、前記被覆層における前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上９５質量％以下である、電線。【選択図】図２

Description

本開示は、電線、及び電線の製造方法に関する。

特許文献１には、自動車などに搭載されるバッテリと電気機器とを接続するワイヤハーネスが開示されている。ワイヤハーネスは、複数の電線と、複数の電線を束ねる外装部材とを備える。電線は、導体と、導体の外方に配置される被覆層とを備える。被覆層は複数形成される場合がある。代表的な被覆層として、導体の外周を覆う絶縁層が挙げられる。絶縁層の材料としては、例えば架橋ポリエチレンなどの絶縁体が挙げられる。

導体の断面積が大きい場合、絶縁層は、押出被覆（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｃｏａｔｉｎｇ）によって形成される。導体の断面積が小さい場合、絶縁層は塗工によって形成される。塗工は、樹脂材料を含む懸濁液を導体の表面に塗布し、熱処理することによって絶縁層を形成する方法である。

特開２０２１－８２５３６号公報

塗工によって所望の絶縁性能を有する絶縁層を得るためには、懸濁液の塗布と熱処理を１０回以上繰り返さなければならない。なぜなら、一度に形成できる絶縁層の厚さに限界があるからである。そのため、塗工によって形成された絶縁層を備える電線は、生産性の点で改善の余地がある。

本開示の目的の一つは、生産性良く製造された電線を提供することにある。本開示の別の目的は、塗工によって形成された被覆層を備える電線を生産性良く製造するための電線の製造方法を提供することにある。

本開示の電線は、
導体と、
前記導体の外方に配置された被覆層とを備え、
前記被覆層は、複数のフィラーと、前記複数のフィラーの隙間に配置された樹脂材料とを含む単一層によって構成され、
前記被覆層の最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記樹脂材料は、ポリテトラフルオロエチレンを主体とし、
前記複数のフィラーの平均粒径が２０μｍ以上２５０μｍ以下であり、
前記被覆層における前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上９５質量％以下である。

本開示の電線の製造方法は、
ポリテトラフルオロエチレンによって構成された複数の粒子と、複数のフィラーとを含む懸濁液を用意する工程と、
少なくとも導体を含む電線素材の表面に前記懸濁液を塗布することによって単層の塗布層を形成する工程と、
前記ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度で前記塗布層を熱処理し、前記電線素材の表面に被覆層を形成する工程とを備え、
前記複数のフィラーの平均粒径が２０μｍ以上２５０μｍ以下であり、
前記懸濁液における前記複数の粒子と前記複数のフィラーの合計質量に占める前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上９５質量％以下であり、
前記被覆層の最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下である。

本開示の電線は生産性に優れる。
本開示の電線の製造方法は生産性良く電線を製造できる。

図１は、実施形態１に記載の電線の部分縦断面図である。 図２は、図１の電線に備わる被覆層の表面の拡大写真を示す図である。 図３は、実施形態１に記載の電線の製造方法におけるポリテトラフルオロエチレンの状態の変化を示す説明図である。 図４は、比較例の電線の製造方法におけるポリテトラフルオロエチレンの状態の変化を示す説明図である。 図５は、試験例１に記載される被覆層の最大厚さとフィラーの平均粒径が被覆層の形成状態に及ぼす影響を示すグラフである。 図６は、実施形態２に記載の電線の部分縦断面図である。

［本開示の実施形態の説明］
本発明者らは、一度の塗工によって厚い被覆層を形成する方法を鋭意検討した。その結果、塗工に用いる懸濁液に、樹脂材料と共にフィラーを含有させることで、一度の塗工によって厚い被覆層を形成できることが分かった。また、樹脂材料としてポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）が好適であることが分かった。更に、フィラーの平均粒径、及び樹脂材料とフィラーとの配合比率も、厚い被覆層を形成することに大きな影響を与えることが分かった。これらの知見に基づき、実施形態に係る電線、及び電線の製造方法を以下に規定する。以下、ポリテトラフルオロエチレンをＰＴＦＥと表記する場合がある。

＜１＞実施形態に係る電線は、
導体と、
前記導体の外方に配置された被覆層とを備え、
前記被覆層は、複数のフィラーと、前記複数のフィラーの隙間に配置された樹脂材料とを含む単一層によって構成され、
前記被覆層の最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
前記樹脂材料は、ポリテトラフルオロエチレンを主体とし、
前記複数のフィラーの平均粒径が２０μｍ以上２５０μｍ以下であり、
前記被覆層における前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上９５質量％以下である。

被覆層は、最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下の単一層によって構成されている。即ち、被覆層は１回の塗工によって形成されている。従って、実施形態に係る電線は生産性良く製造されているといえる。

被覆層に含まれるＰＴＦＥは耐熱性に優れる。被覆層に含まれるフィラーも耐熱性に優れる。従って、実施形態に係る電線の被覆層は耐熱性に優れる。

被覆層にフィラーが含まれることで、被覆層におけるＰＴＦＥの含有率が少なくなる。ＰＴＦＥは比較的高価である。そのため、ＰＴＦＥの含有率が少ない被覆層を備える電線は低コストであるというメリットもある。

＜２＞実施形態に係る電線の一例では、
前記被覆層は絶縁層でも良い。

被覆層に含まれるフィラーが絶縁性であれば、被覆層は絶縁層として機能する。ＰＴＦＥは絶縁性に優れるので、ＰＴＦＥを含む絶縁層は優れた絶縁性を発揮する。本明細書における『絶縁性』とは、電気抵抗率が１０^８Ω・ｍ以上であることを意味する。

＜３＞実施形態に係る電線の一例では、
前記被覆層は遮蔽層でも良い。

被覆層に含まれるフィラーが非絶縁性であれば、被覆層は遮蔽層として機能する。絶縁層と遮蔽層とを含む電線において、絶縁層と遮蔽層とがそれぞれ被覆層の構成を備えていても良い。

＜４＞実施形態に係る電線の一例では、
前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上８０質量％以下でも良い。

フィラーの含有率が上記範囲であれば、電線を作製する際、被覆層の厚さを厚くし易い。その理由は後述する実施形態において説明する。

＜５＞実施形態に係る電線の一例では、
前記複数のフィラーの平均粒径が１００μｍ以上２５０μｍ以下でも良い。

フィラーの平均粒径が上記範囲であれば、電線を作製する際、被覆層の厚さを厚くし易い。その理由は後述する実施形態において説明する。

＜６＞実施形態に係る電線の一例では、
前記複数のフィラーの構成材料は、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、水酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、フェライト、及びセンダストからなる群から選択される少なくとも１種でも良い。

フィラーの材質によっては、被覆層に様々な特性が付与される。例えば、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、水酸化マグネシウム、炭化ケイ素、及び窒化ケイ素は、絶縁性でかつ熱伝導性に優れる。これらの材料からなるフィラーは、被覆層の放熱性を向上させる。フェライト及びセンダストは、非絶縁性である。従って、これらの材料からなるフィラーは、被覆層の電磁シールド性を向上させる。

＜７＞実施形態に係る電線の製造方法は、
ポリテトラフルオロエチレンによって構成された複数の粒子と、複数のフィラーとを含む懸濁液を用意する工程と、
少なくとも導体を含む電線素材の表面に前記懸濁液を塗布することによって単層の塗布層を形成する工程と、
前記ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度で前記塗布層を熱処理し、前記電線素材の表面に被覆層を形成する工程とを備え、
前記複数のフィラーの平均粒径が２０μｍ以上２５０μｍ以下であり、
前記懸濁液における前記複数の粒子と前記複数のフィラーの合計質量に占める前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上９５質量％以下であり、
前記被覆層の最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下である。

実施形態に係る電線の製造方法では、懸濁液においてＰＴＦＥに加えて複数のフィラーを含有させている。また、実施形態に係る電線の製造法では、フィラーの平均粒径と、懸濁液におけるフィラーの配合割合を所定範囲に調整している。その結果、実施形態に係る電線の製造方法によって、最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下の被覆層を１回の塗工によって形成することができる。従って、実施形態に係る電線の製造方法によれば、塗工によって形成された被覆層を備える電線を生産性良く製造できる。

［本開示の実施形態の詳細］
以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態を詳細に説明する。図中の同一符号は、同一名称物を示す。本発明は、実施形態の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

＜実施形態１＞
≪電線≫
図１に示される電線１は、導体１０と接着層１１と絶縁層１２と保護層１３とを備える。接着層１１と保護層１３は必須の構成ではない。絶縁層１２は、特定の構成を備える被覆層３である。本例の電線１は、例えば自動車に搭載されるワイヤハーネスに備わる電線であっても良いし、モータコイル用の電線であっても良い。

［導体］
導体１０の断面形状は特に限定されない。例えば導体１０の断面形状は、真円を含む円形でも良いし、矩形を含む多角形でも良い。

導体１０の公称断面積は、例えば０．１ｍｍ^２以上１５０ｍｍ^２以下である。導体１０の断面積が大きい場合、絶縁層１２は押出被覆などで形成される。本例の絶縁層１２は、後述するように塗工によって形成される被覆層３である。本例の被覆層３の最大厚さは３００μｍ以上１０００μｍ以下である。従って、本例における導体１０の断面積は、上記最大厚さを有する被覆層３によって絶縁を確保できる程度の大きさである。

［被覆層］
絶縁層１２を構成する被覆層３は単一層によって構成されている。本例とは異なり、絶縁層１２が複数の層によって構成されている場合、隣接する二つの層の間に境界が形成される。従って、被覆層３の厚さ方向に沿った断面を観察することで、被覆層３が単一層によって構成されているか否かを容易に確認できる。本例の被覆層３の厚さ方向に沿った断面を観察し、上記境界が確認できなければ、被覆層３は単一層によって構成されているといえる。

被覆層３の最大厚さは３００μｍ以上１０００μｍ以下である。被覆層３の最大厚さは以下のようにして求めることができる。被覆層３の厚さ方向に沿って被覆層３を切断する。被覆層３の切断面を観察し、被覆層３の異なる複数の箇所において被覆層３の厚さを実測する。測定箇所は１０箇所以上とする。被覆層３の厚さは、切断面における導体１０との接触箇所から被覆層３の表面までの長さである。測定された複数の厚さの中で最も大きい値が最大厚さである。被覆層３の最大厚さは、例えば５００μｍ以上、更には８００μｍ以上であっても良い。一方、被覆層３の最小厚さは、後述するフィラー５の平均粒径以上である。測定された複数の厚さの中で最も小さい値が最小厚さである。

図２に示される被覆層３の表面の拡大写真に示されるように、被覆層３は、樹脂材料４と複数のフィラー５とを含む。図２の倍率は２００倍である。写真の右下に配置される一目盛りは２０μｍである。つまり、十目盛りで２００μｍである。図２における凹凸を有する粒子状の部分がフィラー５である。複数のフィラー５の隙間に配置される凹凸が少ない部分が樹脂材料４である。

・樹脂材料
樹脂材料４は、ＰＴＦＥを主成分とする。ＰＴＦＥは絶縁性と耐熱性に優れる。従って、被覆層３によって構成される絶縁層１２は絶縁性と耐熱性に優れる。

樹脂材料４は、添加樹脂を含んでいても良い。添加樹脂は、被覆層３におけるピンホールの形成を抑制する機能を発揮し得る。添加樹脂としては、例えばＰＴＦＥを除く熱可塑性フッ素樹脂、耐熱性エンジニアリングプラスチック、及び耐熱性エラストマーなどが挙げられる。熱可塑性フッ素樹脂は、例えばＰＦＡ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏａｌｋｏｘｙ ａｌｋａｎｅ）、ＦＥＰ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ｐｒｏｐｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、又はＥＴＦＥ（ｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）などである。エンジニアリングプラスチックは、例えばＰＡＩ（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ｉｍｉｄｅ）、ＰＩ（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｅｔｈｅｒ ｋｅｔｏｎｅ）、又はＰＥＳ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）などである。耐熱性エラストマーは、例えばフッ素ゴム、又はシリコーンゴムなどである。

添加樹脂を含む樹脂材料４に占めるＰＴＦＥの含有率は５０質量％以上であることが好ましい。樹脂材料４におけるＰＴＦＥの含有率はできるだけ多いことが好ましい。樹脂材料４に占めるＰＴＦＥの含有率は例えば、示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ；ＤＳＣ）と、Ｘ線による元素分析との組み合わせによって測定され得る。

・フィラー
本例のフィラー５は、所定の絶縁性を有していれば特に限定されない。例えば、フィラー５は、絶縁性の無機材料によって構成される粒子である。フィラー５の構成材料は、例えば炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、水酸化マグネシウム、炭化ケイ素、又は窒化ケイ素などである。これらの無機材料は、絶縁性でかつ熱伝導性に優れる。これらの無機材料からなるフィラー５は、被覆層３の放熱性を向上させる。複数のフィラー５は、材料が異なる複数のフィラー５の混合物でも良い。

被覆層３に占める複数のフィラー５の含有率は６０質量％以上９５質量％以下である。フィラー５の含有率が６０質量％以上であれば、被覆層３の製造時に被覆層３にひび割れが生じ難い。被覆層３にひび割れが生じ難いメカニズムについては、電線の製造方法の項目において説明する。フィラー５の含有率が９５質量％以下であれば、樹脂材料４によって複数のフィラー５が一体化され、被覆層３の形状が保たれ易い。

被覆層３に占める複数のフィラー５の含有率は、次のようにして求めることができる。まず、導体１０から被覆層３の一部を剥離し、被覆層３の質量を測定する。次いで、被覆層３を加熱し、被覆層３における樹脂材料４を熱分解によって除去する。加熱温度は例えば５００℃以上である。樹脂材料４を除去することで得られたフィラー５の質量を測定する。そして、フィラー５の質量を被覆層３の質量で割り、１００をかけることで、被覆層３に占めるフィラー５の含有率が得られる。

フィラー５の含有率が多くなるほど、被覆層３の形成時に被覆層３を厚くし易い。従って、フィラー５の含有率は６５質量％以上でも良いし、７０質量％以上あっても良い。フィラー５の含有率が少なくなるほど、被覆層３の形状が維持され易い。従って、フィラー５の含有率は９０質量％以下でも良いし、８０質量％以下でも良い。フィラー５の含有率の好ましい範囲は６０質量％以上８０質量％以下である。フィラー５の含有率が上記好ましい範囲内であれば、厚くかつ導体１０から剥離し難い被覆層３が得られ易い。

複数のフィラー５の平均粒径は２０μｍ以上２５０μｍ以下である。フィラー５の平均粒径が２０μｍ以上であれば、被覆層３の形成時に被覆層３を厚くし易い。被覆層３の最大厚さは３００μｍ以上１０００μｍであるため、フィラー５の平均粒径が大きすぎると、導体１０の表面から被覆層３が剥離し易くなる。フィラー５の平均粒径が２５０μｍ以下であれば、導体１０の表面から被覆層３が剥離し難い。フィラー５の平均粒径は５０μｍ以上であっても良いし、１００μｍ以上であっても良い。フィラー５の平均粒径の好ましい範囲は例えば１００μｍ以上２５０μｍ以下である。フィラー５の平均粒径が上記好ましい範囲内であれば、厚くかつ導体１０から剥離し難い被覆層３が得られ易い。

フィラー５の平均粒径は次のようにして求めることができる。まず、導体１０から被覆層３の一部を剥離する。被覆層３を加熱し、被覆層３における樹脂材料４を熱分解によって除去する。そして、樹脂材料４を除去することで得られたフィラー５を粒度分布計に供する。粒度分布計は、例えばレーザー回折を用いた市販の粒度分布計である。本例におけるフィラー５の平均粒径は、質量基準の粒径分布において頻度の累積が５０％になる粒径である。

［接着層］
接着層１１は、導体１０と絶縁層１２との密着性を向上させる。接着層１１の構成材料は、被覆層３の樹脂材料と同等以上の耐熱性を有することが好ましい。例えば、接着層１１の構成材料として、ＰＴＦＥ、接着性のＰＦＡ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂が利用可能である。その他、シランカップリング剤、ＰＩ、ＰＡＩ、又はプライマーなどが接着層１１として利用可能である。接着層１１の厚さは例えば、１μｍ以上１００μｍ以下である。接着層１１は塗工などによって形成される。

［保護層］
保護層１３は、絶縁層１２を保護する。特に、本例の絶縁層１２は複数のフィラー５を備えるため、絶縁層１２の表面からフィラー５が脱落するおそれがある。保護層１３が絶縁層１２を覆っていれば、フィラー５の脱落が防止される。

保護層１３の構成材料は、被覆層３の樹脂材料と同等以上の耐熱性を有することが好ましい。例えば、保護層１３の構成材料として、ＰＴＦＥ、接着性のＰＦＡ、ＦＥＰなどのフッ素樹脂、シランカップリング剤、ＰＩ、又はＰＡＩなどが利用可能である。保護層１３の厚さは例えば、１μｍ以上１００μｍ以下である。保護層１３は塗工などによって形成される。

［本例の電線の効果］
本例の電線１は生産性に優れる。
本例の電線１に備わる被覆層３は、最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下の単一層によって構成されている。即ち、被覆層３は１回の塗工によって形成されている。従って、実施形態に係る電線１は生産性良く製造されているといえる。

本例の電線１に備わる被覆層３は絶縁性と耐熱性に優れる。
被覆層３の樹脂材料４を構成するＰＴＦＥが絶縁性と耐熱性に優れる。フィラー５も絶縁性と耐熱性に優れる。絶縁性と耐熱性に優れる樹脂材料４と複数のフィラー５とで構成される被覆層３は、絶縁性と耐熱性に優れる。

被覆層３にフィラー５が含まれることで、被覆層３におけるＰＴＦＥの含有率が少なくなる。ＰＴＦＥは比較的高価であるため、ＰＴＦＥの含有率が少ない被覆層３は低コストである。

≪電線の製造方法≫
本例の電線１は、例えば以下に示す工程Ａ、工程Ｂ、及び工程Ｃを備える電線の製造方法によって得られる。
・工程Ａ…ＰＴＦＥによって構成された複数の粒子と、複数のフィラーとを含む懸濁液を用意する工程
・工程Ｂ…少なくとも導体１０を含む電線素材２の表面に懸濁液を塗布することによって単層の塗布層を形成する工程。
・工程Ｃ…ＰＴＦＥの融点以上の温度で塗布層を熱処理し、電線素材２の表面に被覆層３を形成する

［工程Ａ］
懸濁液の液体成分は例えば水である。懸濁液に含まれるＰＴＦＥ粒子は、１００ｎｍ程度のコロイド粒子である。ＰＴＦＥ粒子は、光学顕微鏡で確認可能なμｍオーダーの大きさであっても良い。懸濁液におけるＰＴＦＥ粒子の濃度は、液体成分を１００体積％としたとき、５０体積％以上８０体積％以下であることが好ましい。

懸濁液に含まれるフィラーの平均粒径は、２０μｍ以上２５０μｍ以下である。本例のフィラーの平均粒径は質量基準の５０％粒径である。懸濁液におけるフィラーの平均粒径は、図２に示される被覆層３におけるフィラー５の平均粒径と同じである。そのため、原料におけるフィラーの好ましい平均粒径は、被覆層３におけるフィラー５の好ましい平均粒径と同じである。

懸濁液におけるＰＴＦＥ粒子とフィラーの合計質量に占めるフィラーの含有率は６０質量％以上９５質量％以下である。上記含有率は、被覆層３におけるフィラー５の含有率と同じである。

懸濁液は増粘剤を含んでいても良い。増粘剤は、懸濁液におけるフィラーの沈降を抑制することに寄与する。懸濁液の粘度は例えば３０Ｐａ・ｓ以上１００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。増粘剤としては、セルロース系増粘剤、又はウレタン系増粘剤が挙げられる。懸濁液における増粘剤の濃度は、液体成分を１００体積％としたとき、１体積％以上５体積％以下であることが好ましい。

［工程Ｂ］
工程Ｂでは、電線素材２の表面に懸濁液を塗布し、電線素材２の表面に懸濁液からなる塗布層を形成する。本例における電線素材２は、導体１０の表面に接着層１１を形成したものである。塗布層の形成方法は、例えばエナメル線の作製におけるエナメル層の形成方法に準じる。具体的には、懸濁液と共に電線素材２をダイスに通し、電線素材２の表面に懸濁液を付着させる。ダイスの孔径は電線素材２の直径よりも大きい。ダイスの孔径と電線素材２の直径との差によって、塗布層の厚さが調整される。懸濁液の粘度が高いと、電線素材２の表面に厚い塗布層が形成され易い。

［工程Ｃ］
工程Ｃでは、ＰＴＦＥの融点以上の温度で塗布層を熱処理し、電線素材２の表面に被覆層３を形成する。ＰＴＦＥの融点は約３２０℃である。熱処理は、例えば乾燥処理と溶融処理とを備えていても良い。乾燥処理は、主に液体成分を除去する処理である。乾燥処理の温度は例えば７０℃以上１５０℃以下、乾燥処理の時間は１０分以上６０分以下であることが好ましい。溶融処理は、主にＰＴＦＥを溶融させる処理である。溶融処理の温度は３４０℃以上３８０℃以下、溶融処理の時間は１０分以上６０分以下であることが好ましい。工程Ｃを経て得られた被覆層３の最大厚さは３００μｍ以上１０００μｍ以下である。

熱処理における被覆層３の形成過程を図３の模式図に基づいて説明する。図３の上段には、電線素材２の表面に塗布層３０が形成された状態が示されている。塗布層３０には、ＰＴＦＥ粒子４０とフィラー５とが含まれている。工程Ｃの乾燥処理によって塗布層３０の液体成分が揮発すると、図３の中段に示されるように、塗布層３０に含まれるＰＴＦＥ粒子４０が凝集する。このとき、塗布層３０にフィラー５が含まれていると、フィラー５の隙間にＰＴＦＥ粒子４０が配置され、塗布層３０に隙間が形成され難い。この状態で工程Ｃの溶融処理が行われると、ＰＴＦＥ粒子４０が溶融し、図３の下段に示されるように、フィラー５の隙間を埋めるように樹脂材料４が配置される。

［実施形態に係る電線の製造方法の効果］
実施形態に係る電線の製造方法によれば、本例の電線１を生産性良く製造できる。
実施形態に係る電線の製造方法では、懸濁液においてＰＴＦＥ粒子４０に加えて複数のフィラー５を含有させている。また、実施形態に係る電線の製造法では、フィラー５の平均粒径と、懸濁液におけるフィラー５の配合比率を所定範囲に調整している。その結果、実施形態に係る電線の製造方法によって、最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下の被覆層３を１回の塗工によって形成することができる。

［比較例］
本例とは異なり、フィラーが含まれていない懸濁液を用いた例を図４に基づいて説明する。図４の上段には、電線素材２の表面に塗布層６０が形成された状態が示されている。この塗布層６０にはＰＴＦＥ粒子４０は含まれているが、フィラーは含まれていない。乾燥処理によって塗布層６０の液体成分が揮発すると、図４の中段に示されるように、ＰＴＦＥ粒子４０が凝集する。このとき、ＰＴＦＥ粒子４０が凝集した複数の凝集塊が形成される。複数の凝集塊の間には隙間が形成される。この状態で工程Ｃの溶融処理が行われると、ひび割れた被覆層６が形成される。フィラーを含まない懸濁液によってひび割れが無い被覆層６を形成する場合、被覆層６の最大厚さの限界値は４０μｍ程度である。

≪試験例≫
［試験例１］
試験例１では、電線の製造時に懸濁液に含まれるフィラー５の平均粒径が、ひび割れの無い被覆層３の形成に及ぼす影響を調べた。

まず懸濁液として、フィラー５を含まない標準懸濁液と、平均粒径が異なるフィラー５を含む複数の試験懸濁液を用意した。試験懸濁液に含まれるフィラー５の平均粒径は、２μｍ、２０μｍ、１００μｍ、又は２５０μｍであった。試験懸濁液におけるＰＴＦＥ粒子４０とフィラー５の合計質量に占めるフィラー５の含有率はいずれも６０質量％であった。標準懸濁液と試験懸濁液には、液体成分に対して３．５体積％のセルロース系増粘剤が含まれている。

標準懸濁液又は試験懸濁液を板材の上に塗布し、塗布層を形成した。その際、塗布層の厚さを調整した。塗布層の厚さは、熱処理によって被覆層となったときに５０μｍ、５００μｍ、８００μｍ、又は１０００μｍとなる厚さであった。

最後に、塗布層に熱処理を施し、被覆層を作製した。熱処理では、乾燥処理と溶融処理とを順次実施した。乾燥処理の条件は１５０℃×３０分であった。溶融処理の条件は３８０℃×３０分であった。

熱処理によって得られた被覆層を目視し、被覆層にひび割れが生じているか否かを確認した。その結果を図５のグラフに示す。図５の横軸は被覆層の最大厚さ、縦軸はフィラーの平均粒径である。横軸と縦軸の単位はいずれも『μｍ』である。図５のグラフでは、ひび割れが生じなかった被覆層を丸印で、ひび割れが生じた被覆層をバツ印で示す。

図５に示されるように、フィラーを含まない被覆層では、被覆層の最大厚さが５０μｍであってもひび割れが生じていた。また、フィラーを含む被覆層であっても、平均粒径が２μｍのフィラーを含む被覆層にはひび割れが生じていた。

フィラーの平均粒径が２０μｍで、被覆層の最大厚さが５００μｍである被覆層にはひび割れが生じなかった。一方、フィラーの平均粒径が２０μｍで、被覆層の最大厚さが１０００μｍである被覆層には若干のひび割れが生じていた。フィラーの平均粒径を調整することなどで、ひび割れが生じないようにできる可能性がある。

フィラーの平均粒径が１００μｍ又は２５０μｍで、被覆層の最大厚さが８００μｍである被覆層にはひび割れが生じなかった。

試験例１の結果から、１回の塗工によって厚い被覆層を形成するには、平均粒径が２０μｍ以上のフィラーを懸濁液に含ませている必要があることが分かった。また、懸濁液に含まれるフィラーの平均粒径が大きくなるほど、被覆層の厚さを厚くできることが分かった。

＜実施形態２＞
実施形態２では、絶縁層１２の外周に更に遮蔽層１４を備える電線１を図６に基いて説明する。電線１における導体１０、接着層１１、絶縁層１２、及び保護層１３の構成は実施形態１と同じである。本例の電線１は例えばワイヤーハーネスに利用可能である。

遮蔽層１４は電磁シールド性を有する。本例の遮蔽層１４は、複数のフィラー５を含有する被覆層３である。被覆層３の構造は、図２と同じである。本例の遮蔽層１４におけるフィラー５は、非絶縁性の無機材料によって構成される。フィラー５の構成材料は、例えばフェライト、又はセンダストなどである。フェライト及びセンダストは磁性体である。複数のフィラー５は、フェライトからなるフィラー５と、センダストからなるフィラー５との混合物でも良い。

本例の電線１は、実施形態１に記載される電線の製造方法によって製造される。本例の場合、導体１０上に接着層１１と絶縁層１２とを形成したものが電線素材２である。この電線素材２に対して、実施形態１に記載される電線の製造方法によって被覆層３を形成する。被覆層３に含まれるフィラー５は非絶縁性であるため、被覆層３は遮蔽層１４として機能する。

ここで、実施形態２の電線１における絶縁層１２は、複数のフィラー５を含有する被覆層３でなくても構わない。例えば絶縁層１２は、フィラー５を含まないＰＴＦＥなどで構成されていても良い。

図６に示される遮蔽層１４を有する電線１において、絶縁層１２が被覆層３の構成を備え、遮蔽層１４が被覆層３とは異なる構成を備えていても良い。この場合、遮蔽層１４は例えば金属テープを巻回することで構成される。

１ 電線
１０ 導体、１１ 接着層、１２ 絶縁層、１３ 保護層、１４ 遮蔽層
２ 電線素材
３ 被覆層、３０ 塗布層
４ 樹脂材料、４０ ＰＴＦＥ粒子
５ フィラー
６ 被覆層、６０ 塗布層

Claims (7)

1. 導体と、
   前記導体の外方に配置された被覆層とを備え、
   前記被覆層は、複数のフィラーと、前記複数のフィラーの隙間に配置された樹脂材料とを含む単一層によって構成され、
   前記被覆層の最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下であり、
   前記樹脂材料は、ポリテトラフルオロエチレンを主体とし、
   前記複数のフィラーの平均粒径が２０μｍ以上２５０μｍ以下であり、
   前記被覆層における前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上９５質量％以下である、
   電線。
2. 前記被覆層は絶縁層である、請求項１に記載の電線。
3. 前記被覆層は遮蔽層である、請求項１に記載の電線。
4. 前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上８０質量％以下である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電線。
5. 前記複数のフィラーの平均粒径が１００μｍ以上２５０μｍ以下である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電線。
6. 前記複数のフィラーの構成材料は、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、酸化チタン、水酸化マグネシウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、フェライト、及びセンダストからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電線。
7. ポリテトラフルオロエチレンによって構成された複数の粒子と、複数のフィラーとを含む懸濁液を用意する工程と、
   少なくとも導体を含む電線素材の表面に前記懸濁液を塗布することによって単層の塗布層を形成する工程と、
   前記ポリテトラフルオロエチレンの融点以上の温度で前記塗布層を熱処理し、前記電線素材の表面に被覆層を形成する工程とを備え、
   前記複数のフィラーの平均粒径が２０μｍ以上２５０μｍ以下であり、
   前記懸濁液における前記複数の粒子と前記複数のフィラーの合計質量に占める前記複数のフィラーの含有率が６０質量％以上９５質量％以下であり、
   前記被覆層の最大厚さが３００μｍ以上１０００μｍ以下である、
   電線の製造方法。

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