JP5534035B2 - 自動車用絶縁電線及び自動車用ワイヤーハーネス - Google Patents

Description

本発明は、自動車用絶縁電線及び自動車用ワイヤーハーネスに関するものである。

従来の自動車用低圧電線の絶縁体として、難燃性や耐薬品性に優れていることから、ポリ塩化ビニル樹脂組成物が一般的に使用されてきた。

近年、一般的な絶縁電線の絶縁体の材料として、機械的強度の高いポリエーテルイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン等の所謂スーパーエンジニアリングプラスチック（スーパーエンプラと呼ばれることもある）を使用することが公知である（例えば、特許文献１〜２参照）。そこで自動車用絶縁電線において、絶縁体にこれらのスーパーエンプラを利用することを試みた。

特開平４−４５１２号公報 特開平５−２２５８３２号公報

自動車用絶縁電線は、使用時にガソリンやバッテリー液等と接触することがある。そのため自動車用電線の特性として、ガソリンに対する耐液性や、バッテリー液に対する耐バッテリー液性等が要求されている。絶縁電線の絶縁体としてポリエーテルイミドやポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホン等のスーパーエンプラは、非晶質であるため、耐ガソリン性をはじめとする耐液性を満足することができないという問題があった。

一方、芳香族ポリエステル樹脂は結晶性樹脂であり、絶縁体の材料として上記耐液性に優れた材料であることが判っている。しかし、芳香族ポリエステル樹脂は、耐バッテリー液性が悪いという問題があった。

また、ポリエーテルサルホンにポリエーテルエーテルケトンを添加することで、耐液性や、耐バッテリー液性等が改善される。しかしながら、樹脂成分に高価なポリエーテルエーテルケトンを使用することは、絶縁電線が非常に高コストになってしまうという問題があり、現実的ではない。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決しようとするものであり、耐ガソリン性等の耐液性及び耐バッテリー液性に優れ、更に高コストになることがなく安価な自動車用絶縁電線及び自動車用ワイヤーハーネスを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の自動車用絶縁電線は、金属導体と該金属導体の外周に設けられた絶縁被覆層とを有し、前記絶縁被覆層が成分Ａ：ポリサルホン系樹脂と成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂を樹脂成分として含有する混合樹脂組成物からなるものであり、前記混合樹脂組成物の成分Ａと成分Ｂの合計量１００質量部が、前記成分Ａ：９５〜６０質量部、前記成分Ｂ：５〜４０質量部からなることを要旨とするものである。

上記自動車用絶縁電線において、前記成分Ａ：ポリサルホン系樹脂が、曲げ弾性率２４００ＭＰａ以上であり、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホンからなる群から選択される１種以上であることが好ましい。

上記自動車用絶縁電線において、前記成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂が、融点２４０℃以上であり、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレートからなる群から選択される１種以上であることが好ましい。

本発明の自動車用ワイヤーハーネスは、上記の自動車用絶縁電線を用いることを要旨とするものである。

本発明自動車用絶縁電線及び自動車用ワイヤーハーネスは、絶縁被覆層が成分Ａ：ポリサルホン系樹脂と成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂を樹脂成分として含有する混合樹脂組成物からなり、前記樹脂成分の成分Ａと成分Ｂの合計量１００質量部が、前記成分Ａ：９５〜６０質量部、前記成分Ｂ：５〜４０質量部から構成したことにより、ポリサルホン系樹脂或いは芳香族ポリエステル系樹脂のみから構成した場合と比較して、ガソリン等に対する耐液性及び耐バッテリー液性共に優れたものが得られた。更に本発明は、樹脂成分として高価なポリエーテルエーテルケトンを使用しないため、材料コストが高コストになることがなく、安価に自動車用絶縁電線及び自動車用ワイヤーハーネスを提供することができる。

本発明の自動車用絶縁電線の一例を示す断面図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明の自動車用絶縁電線の一例を示す断面図である。図１の自動車用絶縁電線１は、金属導体２の外周に成分Ａ：ポリサルホン系樹脂、成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂を含有する混合樹脂組成物から形成されている絶縁被覆層３が設けられて構成されている。

金属導体２は、銅を用いることが一般的であるが、銅以外にもアルミニウム、マグネシウム等を導体として用いることが出来る。また、銅に他の金属を含有してもよい。他の金属としては、例えば、鉄、ニッケル、マグネシウム、シリコン等が挙げられる。金属導体２は、この他にも、通常、導体として広く使用されている金属を、銅に添加或いは単独で使用しても良い。

金属導体２の断面積は特に限定されない。金属導体２は、単線を用いてもよいし、複数の線を撚り合わせた撚り線を使用してもよい。このとき撚り合わせて圧縮すると、細径化することができる。

絶縁被覆層３の厚さは、絶縁性能を発揮することができればよく、特に限定されない。絶縁被覆層３の厚さは、絶縁電線の用途等に応じて適宜の厚さに形成することができる。絶縁被覆層３の厚さが０．０２５ｍｍ以上であると、絶縁被覆層３の皮膜を均一に形成することが容易であり、耐液性、耐バッテリー液性等を確実に発揮できる。

尚、自動車絶縁電線では、軽量化、省スペース化等の観点から、絶縁電線の絶縁材料の薄肉化、電線の細径化等が要望される場合がある。その場合、例えば絶縁電線１は、絶縁被覆層３の厚さを０．３ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下であると、その効果が大きい。

絶縁被覆層３は、上記成分Ａ：ポリサルホン系樹脂と成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂は、前記樹脂成分の成分Ａと成分Ｂの合計量１００質量部が、前記成分Ａ９５〜６０質量部、上記成分Ｂ５〜４０質量部から構成されている。

上記ポリサルホン系樹脂は、主鎖中にスルホニル基を有する熱可塑性ポリサルホン系樹脂が用いられる。熱可塑性ポリサルホン系樹脂としては、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホン等が挙げられる。

上記ポリサルホン系樹脂は、曲げ弾性率２４００ＭＰａ以上であり、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホンからなる群から選択される１種以上を用いることが、電線の耐摩耗性が向上する観点から好ましい。上記の曲げ弾性率は、ＩＳＯ１７８（ＡＳＴＭ−Ｄ７９０）の「プラスチック−曲げ特性の試験方法」に準拠して、２３℃絶乾状態で測定した数値である。上記ポリサルホン系樹脂の曲げ弾性率は、更に好ましくは２８００ＭＰａ以上である。

上記成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂は、主鎖中に芳香環、エステル結合を有する熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂が用いられる。好ましい熱可塑性芳香族ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。

上記芳香族ポリエステル系樹脂の中でも、融点２４０℃以上の芳香族ポリエステル系樹脂を１種又は２種以上用いることが、上記ポリサルホン系樹脂との混合性、相溶性の観点から好ましい。上記芳香族ポリエステル系樹脂の融点は、更に好ましくは、２６０℃以上である。

成分Ａと成分Ｂの合計量１００質量部のうち、成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂を５〜４０質量部配合する理由は以下の通りである。成分Ｂが５質量部未満であると耐液性が改善されない。一方、成分Ｂが４０質量部を超えると耐バッテリー液性を満足することができない。

絶縁被覆層３の混合樹脂組成物には、上記成分Ａ、成分Ｂ以外に、必要に応じ、電線被覆層に利用される一般的な充填剤、顔料、酸化防止剤、老化防止剤等の各種添加剤を、本発明の効果を阻害しない範囲で添加することが出来る。

絶縁被覆層３は、図１に示すように単層構造でも良いし、２層以上の積層構造（図示しない）としても良い。２層以上とする場合、各層は上記の特定の混合樹脂組成物であれば、同じ材質であっても良いし、異なる材質であっても良い。

本発明の自動車用絶縁電線の製造方法は、例えば、押出機（単軸、二軸）、バンバリミキサー、加圧ニーダー、ロールなどの通常用いられる混練機を用いて絶縁被覆層３を構成する混合樹脂組成物の材料を混練し、通常の押出成形機などを用いて金属導体２の外周に絶縁被覆層３を押出被覆することで自動車用絶縁電線１が得られる。

本発明の自動車用ワイヤーハーネスは、上記の絶縁被覆層２が特定の混合樹脂組成物から構成される自動車用絶縁電線１を用いたものである。ワイヤーハーネスは、特に図示しないが、上位自動車用絶縁電線の端末に接続端子やコネクタを接続したり、複数の絶縁電線１をひとまとめにしたり、複数の絶縁電線１を接続する等の加工が施されているものである。

本発明の自動車用絶縁電線及び自動車用ワイヤーハーネスは、ガソリン等に対する耐液性及び耐バッテリー液性に優れ、自動車のガソリンやバッテリー液等と接触する箇所で用いられる自動車用低圧電線として好適である。

尚、本発明の耐液性とは、ガソリン等の燃料、エンジンオイル、ブレーキ液等のフルード等の液体に対する耐性のことである。また耐バッテリー液性とは希硫酸に対する耐性のことである。

以下、本発明の実施例、比較例を示す。
実施例１〜３２、比較例１〜３２
〔電線の作製〕
表１〜８に示す成分Ａ、成分Ｂの成分組成に従って、絶縁被覆層の混合樹脂組成物を二軸押出機により３００〜３５０℃で混練した。混練した組成物を表１〜８に示す導体断面積の導体の周囲に、表１〜８に示す絶縁厚に絶縁被覆層を押出成形して、実施例１〜３２、比較例１〜３２の絶縁電線を得た。また押出成形の押出温度は、ダイスが３００〜３５０℃、シリンダが３００〜３５０℃とした。また押出成形の線速度は、５０ｍ／ｍｉｎで行った。得られた絶縁電線について、耐液性及び耐バッテリー液性の試験を行った。試験結果を表１〜８に合わせて示す。尚、各成分の具体的な使用材料、及び試験方法は、下記の通りである。

〔使用材料〕
・ポリサルホン：ＵｄｅｌＰ−１７００ＮＴ（曲げ弾性率：２７００Ｍｐａ、ソルベイアドバンスドポリマーズ社製）
・ポリエーテルサルホン：ＲａｄｅｌＡ−３００Ａ（曲げ弾性率：２９００ＭＰａ、ソルベイアドバンスドポリマーズ社製）
・ポリフェニルサルホン：ＲａｄｅｌＲ−５８００（曲げ弾性率：２４００ＭＰａ、ソルベイアドバンスドポリマーズ社製）
・ポリエチレンテレフタレート：ノバペックスＧＳ４００（融点：２５６℃、三菱化学社製）
・ポリブチレンナフタレート：ＴＱＢ−ＯＴ（融点：２４３℃、帝人化成社製）・ポリエチレンナフタレート：テオネックスＴＮ−８０６５Ｓ（融点：２６５℃、帝人化成社製）

〔耐液性評価〕
ＩＳＯ６７２２に準拠し、規定されている７種の液体について、それぞれ規定の温度で２０時間、絶縁電線を浸漬させ、浸漬前後の外径変化率を測定し、外径変化率が規定値以下であり、更に絶縁電線の外径の５倍径のマンドレルを用いて巻付け試験を行い、１ｋｖ×１ｍｉｎの耐電圧試験を行い、絶縁破断による導通が無い場合を各液体の耐液性を合格と判定し、それ以外を不合格と判定した。そして耐液性の評価は、７種の液体の合否判定結果が、０〜３種に合格の場合を×とし、４〜６種に合格の場合を△とし、全７種に合格した場合を○とした。尚、７種の液体の評価温度、外径変化率規定値は以下の（１）〜（７）に示す通りである。
（１）ガソリン（評価温度：２３℃、外径変化率規定値：１５％）
（２）ディーゼル燃料（評価温度：２３℃、外径変化率規定値：１５％）
（３）エンジンオイル（評価温度：５０℃、外径変化率規定値：１５％）
（４）エタノール（評価温度：２３℃、外径変化率規定値：１５％）
（５）パワーステアリング液（評価温度：５０℃、外径変化率規定値：３０％）
（６）オートマチックトランスミッションフルード（評価温度：５０℃、外径変化率規定値：２５％）
（７）エンジンクーラント（評価温度：５０℃、外径変化率規定値：１５％）

〔耐バッテリー液性評価〕
ＩＳＯ６７２２に準拠し、温度９０℃の条件下で３５％（質量％）の希硫酸を絶縁電線に滴下して放置し、８時間後、１６時間後に同じ箇所に希硫酸を滴下する操作を１サイクルとして、希硫酸の滴下を２サイクル繰り返した後、絶縁電線を室温に取り出して、絶縁電線の外径の５倍径のマンドレルを用いて巻付け試験を行い、１ｋｖ×１ｍｉｎの耐電圧試験を行い、絶縁破断による導通が無い場合を合格（○）とし、それ以外を不合格（×）とした。

表１〜表４に示すように、本発明の実施例１〜３２は、いずれも耐液性及び耐バッテリー液性を満足するものであった。

表５〜８に示すように、比較例１〜３、１５、１７、２０、２３は、芳香族ポリエステル系樹脂を含まずポリサルホン系樹脂のみからなるため、耐液性が不十分であった。また比較例４〜６、１６、２５、２９、３２は、ポリサルホン系樹脂を含まず芳香族ポリエステル系樹脂のみからなるため、耐バッテリー液性が不十分であった。

また比較例７〜１４、１８〜１９、２１〜２２、２４、２６〜２８、３０〜３１は、成分Ａと成分Ｂの比率が本発明の範囲外であるため、耐液性及び耐バッテリー液性の両方を満足することができなかった。

Claims (4)

1. 金属導体と該金属導体の外周に設けられた絶縁被覆層とを有し、前記絶縁被覆層が成分Ａ：ポリサルホン系樹脂と成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂を樹脂成分として含有する混合樹脂組成物からなるものであり、前記混合樹脂組成物の成分Ａと成分Ｂの合計量１００質量部が、前記成分Ａが９５〜６０質量部、前記成分Ｂが５〜４０質量部からなることを特徴とする自動車用絶縁電線。
2. 前記成分Ａ：ポリサルホン系樹脂が、曲げ弾性率２４００ＭＰａ以上であり、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニルサルホンからなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１記載の自動車用絶縁電線。
3. 前記成分Ｂ：芳香族ポリエステル系樹脂が、融点２４０℃以上であり、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンナフタレートからなる群から選択される１種以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の自動車用絶縁電線。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動車用絶縁電線を用いることを特徴とする自動車用ワイヤーハーネス。

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