JP5567420B2

JP5567420B2 - 芳香族ポリアミド繊維電線コード

Info

Publication number: JP5567420B2
Application number: JP2010164965A
Authority: JP
Inventors: 真一高橋
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2030-07-22
Also published as: JP2012028121A

Description

本発明は自動車用、電子機器用やオーディオ機器および電話コード等の用途に使用される電線コードに関する。さらに詳しくは従来の銅線コードに比べ、軽量、コード作成の手間が少なく、高い破断強力を有し、かつ屈曲疲労に対して電気抵抗値の低下が小さい芳香族ポリアミド繊維コードに関するものである。

電線コードの構造は比較的単純であるが使用される分野が広く、また使用状態も多様であり、これに対応すべく従来より高強力の有機繊維を芯部として該芯部の外周に細径銅線が捲回され、更にそのまわりが熱可塑性樹脂で被覆されている電線コードが提案されている。

例えば、実開平２−１２１１３号公報ではアラミド繊維、また、特開昭６３−１７５３０３号公報および特開平１−１０７４１５号公報では高強力ポリオレフィン系繊維を芯部に用いた細径電線コードが提案されている。これらは、繊維自身が高い強度を有することから細い繊度の糸条を用いて従来は得られなかった高強力の細径電線コードが得られるものの、銅線を捲き付けて用いる為、コード自身が比較的重く、また実使用時に屈曲疲労を受ける事により、断線しやすい。更にはコード作成には、銅線捲き付け工程が必要で非常に手間が掛かる問題を有している。

実開平２−１２１１３号公報特開昭６３−１７５３０３号公報特開平１−１０７４１５号公報

本発明は上記課題を解決するものであり、軽量、高強度でかつ屈曲疲労により断線しにくく、安価な電線コードを提供することにある。

本発明者らは上記課題を鋭意検討の結果、以下に記載の金属被覆芳香族ポリアミド繊維電線コードとすることにより、前記問題を解決し本発明に至った。

すなわち本発明によれば、
金属被覆された芳香族ポリアミド繊維糸条を撚糸とし、該撚糸を熱可塑性樹脂で被覆してなる電線コードであって、該コードを構成する該芳香族ポリアミド繊維が、下記項目の（１）〜（５）を満たし、かつ電線コードが下記項目の（６）を満たすことを特徴とする電線コード。
（１）芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度＝０．５〜５ｄｔｅｘであること。
（２）芳香族ポリアミド繊維糸条の総繊度＝１００〜８００ｄｔｅｘであること。
（３）芳香族ポリアミド繊維糸条の強度≧２０ｃＮ／ｄｔｅｘであること。
（４）芳香族ポリアミド繊維糸条が、１本あるいは複数本で撚係数が１〜４の片撚あるいは双撚された撚糸であること。
（５）芳香族ポリアミド繊維への金属付着量が繊維全重量に対して１０〜５０重量％であること。
（６）電線コードの電気抵抗値が１０^−１Ω／ｃｍ以下であること。

好ましくは、
芳香族ポリアミド繊維がコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドである電線コード、さらに好ましくは、芳香族ポリアミド繊維への金属被覆がアミン化合物を全繊維重量に対して０．１〜１．０重量％付着させた後行われたものである電線コード、
が提供される。

本発明の金属被覆芳香族ポリアミド繊維電線コードは従来の銅線巻きがないので軽量で且つ細径で高い破断強力を有し、屈曲疲労による電気抵抗の上昇の少ない耐久性に優れた電線コードとすることができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明で芳香族ポリアミド繊維を被覆する金属としては、電気抵抗、耐酸化性等の面から、銀が最も好ましいが、その他、ニッケル、銅、あるいはこれらの合金等を用いることもできる。

繊維に銀等の金属を被覆する方法としては、無電解めっき法、スパッタリング法、真空蒸着法等があるが、特に量産性等の面から無電解めっき法が好ましく、その被覆量は、繊維全重量に対して１０〜５０重量％であることが好ましい。この金属被覆量が１０重量％未満では十分な導電性を得ることができず、５０重量％を超えても導電性には大差はなく、比重が大きくなり重くなり好ましくない。また、本発明の電線コードの電気抵抗値は、１０^−１Ω／ｃｍ以下であることが好ましい。電気抵抗値が、１０^−１Ω／ｃｍを越えると、電線コードとしての性能を得ることが出来ない。

本発明で用いる芳香族ポリアミド繊維とは、ポリアミドを構成する繰返し単位の８０モル％以上好ましくは９０モル％以上が、芳香族ホモポリアミド、または、芳香族コポリアミドからなる繊維である。ここで繊維となる芳香族基は同一、または、相異なる芳香族基からなるものでも構わない。また、芳香族基の水素原子は、ハロゲン原子、低級アルキル基、フェニル基で置換されていても良い。

このような芳香族ポリアミド繊維の製造方法や繊維特性については、従来公知の、例えば、特開昭４９−１００３２２号公報、特開昭４７−１０８６３号公報、特開昭５８−１４４１５２号公報、特開平４−６５５１３号公報などに記載されているものが使用できる。

また、該芳香族ポリアミド繊維の中でもパラ型芳香族ポリアミド繊維であることが、耐熱性及び強度に優れているので好ましい。パラ型芳香族ポリアミド繊維は前記芳香族ポリアミドの延鎖結合が共軸または平行で、かつ、反対方向に向いているポリアミドからなる繊維である。

具体的には、ポリパラフェニレンテレフタルアミド繊維（例えば、テイジンアラミドＢ．Ｖ．製、「トワロン」）や、共重合型の芳香族ポリアミド繊維であるコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維（例えば、帝人テクノプロダクツ（株）製、「テクノーラ」）等が例示され、特に共重合型である後者は、複合材料とした時の機械的強度、特に衝撃強度が高く好ましい。

本発明で使用する芳香族ポリアミド繊維糸条の単繊維繊度は、０．５〜５ｄｔｅｘ、好ましくは１ｄｔｅｘ〜４ｄｔｅｘの範囲である。０．５ｄｔｅｘ未満の場合は製糸技術上困難な点が多く、断糸や毛羽が発生して良好な品質の繊維を安定して生産することが困難になるだけでなく、コストも高くなるため好ましくない。一方、５ｄｔｅｘを超えると金属が被覆される繊維表面積が小さい為に、導電性が低いものとなる為、好ましくない。

糸条としてのＴｏｔａｌ繊度は、１００ｄｔｅｘ〜８００ｄｔｅｘで、好ましくは、２００ｄｔｅｘ〜７００ｄｔｅｘの範囲である。１００ｄｔｅｘ未満では、コードとしての強力が低くなる為、好ましくない。８００ｄｔｅｘを越えると、コードとしての径が大きいなり、好ましくない。また、強度は、２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、好ましくは、２２ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の範囲である。２０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では、コードとしての強力が低くなり、好ましくない。

本発明の芳香族ポリアミド繊維糸条の撚糸は、撚係数が１〜４の片撚あるいは諸撚りであることが好ましい。撚係数が１未満であると、電線コードにおける屈曲疲労を受けた場合のコード強力及び電気抵抗値の上昇が大きくなるばかりか、作成直後のコードの電気抵抗値自身が低く、好ましくない。つまり、撚糸を行うことにより、芳香族アラミド繊維の集束性が向上する事により、単糸同士が密に接触し、電気抵抗値が低下することが可能となる。一方、撚係数が４を越えると、コード強力自身が低下するばかりか、コード径及び凹凸が大きくなり、形態及び外観的に好ましくない。

本発明で使用する芳香族ポリアミド繊維には、アミン化合物が繊維全重量に対して０．１〜１．０重量％付着していることが好ましい。アミン化合物が付着していることにより、被覆する金属の付着性、密着性が向上し、屈曲疲労時の電気抵抗値の低下を低減することが可能である。アミン化合物の付着量が、０．１重量％未満では、電気抵抗値の低減効果が不十分でとり、１．０重量％を超える場合は、付着分が多くなりすぎ、逆に被服する金属の付着性を低下させてしまう。アミン化合物としては、例えば脂肪族ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン、芳香族ポリアミン、変性脂肪族ポリアミン、脂環式ポリアミン、変性脂環式ポリアミン、ポリアミドアミン、変性ポリアミドアミン、３級アミン等が好ましく、ポリエチレンイミンが更に好ましい。

アミン化合物と共に付与する成分としては、鉱物油、脂肪酸エステル類などの平滑剤、高級アルコール類またはエチレンオキサイド（ＥＯ）付加物などの乳化剤、アニオン系、カチオン系の界面活性剤などの帯電防止剤などが挙げられる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例で用いた評価方法は
下記の通りである。
（１）繊度、引張強度
ＪＩＳ−Ｌ１０１３に準拠して測定した。
（２）電気抵抗値
２０℃、６５％ＲＨ下で、抵抗値測定器（フルーク製デジタルマルチメーター）にて、繊維１０ｃｍ間の電気抵抗値を測定した。
（３）樹脂被覆前コード重量
樹脂被覆前の撚りを施したコードの１０ｍの重量を測定し、１ｍ当りの重量に換算した。
（４）電線コード外観
樹脂被覆を施した電線コードの外観を目視で確認し、コード表面に凹凸が確認されるものを外観不良と判断した。
（５）屈曲疲労試験
ＭＩＴ耐揉疲労試験機（（株）東洋精機製作所）にて、荷重が２００ｇ、屈曲角度が２７０°、屈曲子半径が０．３８ｍｍ、屈曲速度が１６０回／分の条件下、２０００回屈曲後の電気抵抗値を測定した。

［実施例１］
ジオオレイルアジペート６５部、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテル３３部、ジオクチルスルホサクシネート２部の油剤（Ａ）が２．０ｗｔ％付着した、繊度２２０ｄｔｅｘ、単繊維本数１３３本のコポリパラフェニレン−３．４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド長繊維糸条（帝人テクノプロダクツ（株）製、「テクノーラ」）に、以下に記した無電解めっき法により銀めっきを施した。まず無電解銀めっきのための下地処理として該マルチフィラメントを精錬剤に浸漬、水洗後、塩化第一スズ１０ｇ／リットル、３５％塩酸２０ミリリットル／リットルを含んだ水溶液に浸漬した後、下記組成の無電解銀メッキ液を所定量用いて銀を２０重量％被覆した。このメッキ液中の銀イオンは全て還元析出されるので、被覆したい量の銀イオンを含む量のメッキ液を使用した。
[無電解銀めっき液]（銀１０ｇ分）（２５℃）
エチレンジアミン四酢酸四ナトリウム２００ｇ／２リットル
水酸化ナトリウム５０ｇ／２リットル
ホルマリン１００ミリリットル／２リットル
硝酸銀（水１リットルに溶解して滴下）３１．６ｇ
アンモニア水（水１リットルに溶解して滴下）１００ミリリットル
該繊維糸条１本を６７０回／ｍの下撚りを掛け、その後、該下撚糸を３本引き揃え、３９０回／ｍの上撚を施した。次いで該撚糸にポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）被覆を施して電線コードとした。得られたコードにつき屈曲疲労試験評価をした。評価結果を表１に示した。

［実施例２］
ジオオレイルアジペート６５部、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油エーテル２３部、ポリエチレンイミン１０部、ジオクチルスルホサクシネート２部の油剤（Ｂ）を２．０ｗｔ％付与した以外は、実施例１と同様にして電線コードを得た。

［実施例３〜５、比較例１〜９］
撚り構成、付着油に関して、表１に示す通りに実施する以外は、実施例２と同様に行い電線コードを得た。

［比較例１０、１１］
１４本の銅線を芳香族ポリアミド繊維に巻き付ける以外は、実施例１と同様にして、電線コードを得た。
実施例１〜５に示すように、本発明の電線コードは、軽量、かつ外観良好で、屈曲疲労により、電線の破断は無く、かつ電気抵抗値の上昇が小さく、耐久性に優れる。

本発明の電線コードは、細径で、機械的強度、耐久性に優れ、電子機器用やオーディオ機器および電話コード等の用途に好適に使用できる。

Claims

金属被覆された芳香族ポリアミド繊維糸条を撚糸とし、該撚糸を熱可塑性樹脂で被覆してなる電線コードであって、該コードを構成する該芳香族ポリアミド繊維が、下記項目の（１）〜（５）を満たし、かつ電線コードが下記項目の（６）を満たすことを特徴とする電線コード。
（１）芳香族ポリアミド繊維の単糸繊度＝０．５〜５ｄｔｅｘであること。
（２）芳香族ポリアミド繊維糸条の総繊度＝１００〜８００ｄｔｅｘであること。
（３）芳香族ポリアミド繊維糸条の強度≧２０ｃＮ／ｄｔｅｘであること。
（４）芳香族ポリアミド繊維糸条が、１本あるいは複数本で撚係数が１〜４の片撚あるいは双撚された撚糸であること。
（５）芳香族ポリアミド繊維への金属付着量が繊維全重量に対して１０〜５０重量％であること。
（６）電線コードの電気抵抗値が１０^−１Ω／ｃｍ以下であること。
芳香族ポリアミド繊維がコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドである請求項１記載の電線コード。
芳香族ポリアミド繊維への金属被覆がアミン化合物を全繊維重量に対して０．１〜１．０重量％付着させた後行われたものである請求項１〜２いずれかに記載の電線コード。