JPH04345703A - 樹脂被覆電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂被覆電線に関し、
さらに詳しくは、自動車、航空機等の高温、振動にさら
される環境下で好適に用いられる樹脂被覆電線に関する
。

【０００２】

【従来の技術】自動車や航空機等で使用される電線は、
高温、振動などの厳しい環境下で使用されるために、高
度の耐熱性（耐熱変形性）、耐熱老化性、耐摩耗性等が
要求される。

【０００３】従来、自動車や航空機等の用途に用いられ
る耐熱・耐摩耗電線としては、フッ素樹脂系組成物から
なる被覆層を有する樹脂被覆電線が実用化されている。 例えば、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（
ＥＴＦＥ）に、無機充填剤と架橋助剤を配合した樹脂組
成物を導体上に被覆成形した後、電離性放射線を照射し
て架橋した樹脂被覆電線が良く知られている。

【０００４】この公知の被覆電線においては、耐摩耗性
、耐カットスルー性を向上させるために、ＥＴＦＥ１０
０重量部に対して１０〜３０重量部程度の無機充填剤を
配合した樹脂組成物を用いているが、多量の無機充填剤
を配合すると、溶融混練時や溶融押出成形時に、樹脂の
分解による発泡が起こり、また、樹脂被覆層の伸びが無
機充填剤の配合割合の増加につれて極端に低下する。

【０００５】一方、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）やポ
リフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）等の耐熱性のエンジ
ニアリングプラスチックを電線被覆用樹脂として使用す
ることが検討されている。ところが、これらの耐熱性樹
脂による被覆層は、一般に硬いため耐摩耗性に優れてい
るが、伸びが小さいため、折り曲げによるクラックが生
じるおそれがる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐熱
性、耐熱老化性、耐摩耗性、耐カットスルー性、柔軟性
（伸び）などに優れた樹脂被覆電線を提供することにあ
る。

【０００７】本発明者は、鋭意研究した結果、樹脂被覆
電線の樹脂層を、フッ素樹脂系組成物からなる内層とポ
リフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ樹脂）からなる外
層の２層から構成することにより、前記目的を達成でき
ることを見出した。

【０００８】フッ素樹脂としては、特に、エチレン−テ
トラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）とテトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（
ＦＥＰ）とを特定の量比で配合した組成物が耐熱性、耐
熱老化性等の観点から好ましい。

【０００９】また、ＰＰＳ樹脂からなる層の示差走査熱
量計（ＤＳＣ）により測定した融解熱が−３１．１〜−
２７．３Ｊ／ｇの範囲になるようにＰＰＳ樹脂を溶融押
出被覆すると、耐摩耗性が顕著に改善される。しかも、
ＰＰＳ樹脂からなる外層を形成することにより、フッ素
樹脂系組成物からなる内層を熱老化から保護することが
できる。

【００１０】本発明は、これらの知見に基づいて完成す
るに至ったものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かくして本発明によれば
、導体を樹脂層で被覆してなる樹脂被覆電線において、
該樹脂層が（Ａ）フッ素樹脂系組成物からなる内層と（
Ｂ）ポリフェニレンスルフィド樹脂からなる外層の２層
から構成されていることを特徴とする樹脂被覆電線が提
供される。

【００１２】以下、本発明について詳述する。図１に示
すように、本発明の樹脂被覆電線は、導体１に、フッ素
樹脂系組成物からなる内層２と、ＰＰＳ樹脂からなる外
層３を被覆したものである。

【００１３】（フッ素樹脂系組成物からなる内層）本発
明の樹脂被覆電線における内層を形成するベースポリマ
ーのフッ素樹脂としては、ＥＴＦＥとＦＥＰのフッ素樹
脂混合物が好ましい。該混合物を使用することにより、
一般に使用されているＥＴＦＥ単独をベースポリマーと
する樹脂被覆層と比べて、大幅に耐熱老化性が向上する
。

【００１４】ＥＴＦＥは、通常、エチレン３５〜６０モ
ル％、テトラフルオロエチレン３５〜６０モル％、ある
いはさらに１種以上の他のコモノマー１０モル％以下か
らなる共重合体である。代表的なＥＴＦＥは、融点が約
２７０℃程度である。また、ＦＥＰは、通常、ヘキサフ
ルオロプロピレン（ＨＦＰ）が約１０〜１５重量％程度
含まれている。

【００１５】ＥＴＦＥとＦＥＲの重量比（ＥＴＦＥ：Ｆ
ＥＰ）は、好ましくは４５：５５〜９０：１０、より好
ましくは５０：５０〜８０：２０である。この重量比よ
りＥＴＦＥが多いと、耐熱老化性が低下して、従来のＥ
ＴＦＥ単独をベースポリマーとする樹脂被覆層が示す耐
熱老化性に近づき、逆に、ＦＥＰが多いとその添加量の
増大にしたがって放射線架橋がしにくくなる。

【００１６】フッ素樹脂系組成物からなる内層が架橋さ
れていないか、あるいは架橋の程度が不十分であると、
２５０℃以上の高温に電線がさらされた場合、外層のＰ
ＰＳ樹脂の融点約２８０℃以下の環境温度であっても、
内層が変形し、被覆層の肉厚変化をもたらす。ＥＴＦＥ
とＦＥＲの重量比が前記範囲内であれば、電離性放射線
を照射して樹脂を架橋させることで、フッ素樹脂の融点
以上になっても、被覆層の変形や流出等を防ぐことがで
きる。

【００１７】フッ素樹脂の架橋構造を効率よく生成する
ため、架橋助剤として分子内に少なくとも２つのエチレ
ン性不飽和結合を有する化合物を、フッ素樹脂成分（Ｅ
ＴＦＥ＋ＦＥＲ）１００重量部に対して、０〜２５重量
部、好ましくは３〜２０重量部の範囲で配合してもよい
。

【００１８】架橋助剤は、分子中に複数のエチレン性不
飽和結合を持つ化合物であって、例えば、トリアリルシ
アヌレート、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）
、トリアリルトリメリテート、トリアリルトリアセテー
ト、テトラアリルピロメリテート、１，１，３−トリメ
チル−５−カルボキシ−３−（ｐ−カルボキシフェニル
）インダンのジアリルエステル等を挙げることができる
。

【００１９】架橋するには、導体に２層の樹脂層を被覆
した後、電離性放射線（電子線、α線、γ線など）を照
射する。照射線量は、３〜３０Ｍｒａｄ、好ましくは３
〜１５Ｍｒａｄである。照射線量が過小であると照射効
果が小さく、過大であると、ポリマー主鎖の切断を引き
起こし、むしろ物性が低下する。また、使用する放射線
としては、取扱い上、運転条件設定の容易さ等から電子
線が好ましい。

【００２０】フッ素樹脂系組成物は、各種無機充填剤を
含有させることにより、耐摩耗性や耐カットスルー性等
の物性を向上させることができる。ＥＴＦＥ／ＦＥＰ混
合系では、無機充填剤を配合しても、柔軟性（伸び）を
保持しつつ、耐摩耗性等を向上させることができる。無
機充填剤の配合割合は、配合効果と加工性とのバランス
から、フッ素樹脂成分１００重量部に対して、０〜３０
重量部、好ましくは５〜２５重量部である。

【００２１】無機充填剤としては、例えば、二酸化チタ
ン（チタン白）、三酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化鉄
、カーボンブラック、金属粉、金属フレーク、ガラス繊
維、グラファイト、炭素繊維、二硫化モリブデンなどを
挙げることができる。

【００２２】（ＰＰＳ樹脂からなる外層）本発明で使用
するＰＰＳ樹脂は、融点が約２８０℃程度の耐熱性の結
晶性ポリマーであり、ｐ−フェニレンスルフィドの繰り
返し単位を主成分とする実質的に線状で高分子量のポリ
マーが好ましい。

【００２３】ＰＰＳ樹脂からなる被覆層（外層）は、示
差走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した融解熱が−３１
．１〜−２７．３Ｊ／ｇの範囲になるように溶融押出し
て被覆することが好ましい。ここで、ＰＰＳ樹脂層の融
解熱とは、ＤＳＣにより不活性ガス雰囲気中で１０℃／
分の速度で昇温した際の融解熱である。

【００２４】融解熱で示される結晶化度が前記範囲内に
ある被覆電線は、その範囲外の結晶化度に設定して得た
被覆電線よりも、耐摩耗性が顕著に優れている。この結
晶化度は、具体的には、ＰＰＳ樹脂の溶融押出時の電線
線速、水冷槽と押出ダイスとの距離、空気吹きかけなど
の方法により制御される。したがって、このように比較
的狭い結晶化度の範囲で、耐摩耗性が大幅に向上するの
は、結晶相の割合はもとより、その分布および結晶相の
配向も寄与しているものと推定できる。

【００２５】また、こうして押出したＰＰＳ樹脂は、Ｄ
ＳＣにより、１２５℃付近に再結晶化のピークがわずか
に観察できた。しかしながら、この再結晶によって耐摩
耗性が低下することはなく、クラック等の発生もない。 一般に、高結晶性ポリマーは、再結晶化によるクラック
の発生がその欠点であるとされている。ところが、結晶
化度が前記範囲内になるように溶融押出したＰＰＳ樹脂
は、再結晶化による悪影響がなく、しかも再結晶化する
ことで熱老化の主な原因である酸素の透過が抑制される
という利点が生じる。さらに、ＰＰＳ樹脂は、酸素によ
り架橋（キュアー）することが知られているが、この酸
素架橋により表面が硬化し、耐摩耗性が向上するととも
に、酸素の補足効果も期待できる。したがって、電線被
覆層の内側の層を熱老化から保護する働きもある。

【００２６】ＰＰＳ樹脂には、着色剤、安定剤、充填剤
などの各種添加剤を必要に応じて配合してもよい。

【００２７】

【実施例】以下、本発明について、実施例および比較例
を挙げて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施
例のみに限定されるものではない。

【００２８】［実施例１〜３］表１に示す配合処方によ
りフッ素樹脂、架橋助剤（ＴＡＩＣ：トリアリルイソシ
アヌレート）および無機充填剤（チタン白）を混合して
、ＡＷＧ２０のより線上に厚み０．１ｍｍで押出した。 次に、２５ｍｍφ押出機を用いて、ＰＰＳ樹脂（呉羽化
学製、商品名フォートロン）をフッ素樹脂被覆電線上に
、全体の電線径が１．３５ｍｍになるように押出した。

【００２９】ＰＰＳ樹脂の押出被覆条件は、２５ｍｍφ
押出機を用い、スクリュー回転数３０〜５０ｒｐｍ、ダ
イス温度３００℃にて、線速６ｍ／分および１２ｍ／分
の２条件で行なった。しかる後、樹脂被覆電線に６Ｍｒ
ａｄの電子線を照射してフッ素樹脂層を架橋させた。

【００３０】［比較例１〜４］表１に示す配合処方によ
り、実施例１と同様にして、電線径が１．３５ｍｍの樹
脂被覆電線を押出した。

【００３１】ただし、比較例１では、ＥＴＦＥ単層とし
た。また、比較例２では、ＰＰＳ樹脂の押出線速を３ｍ
／分（比較例２）とし、比較例３〜４では、ＰＰＳ樹脂
を線速１２ｍ／分で押出すと同時に、ダイスのすぐ外側
で、５ｋｇ／ｍｍ２に加圧された空気を内型５ｍｍのノ
ズルから吹きかけて急冷した（比較例３〜４）。

【００３２】これらの樹脂被覆電線は、６Ｍｒａｄの電
子線を照射してフッ素樹脂層を架橋させた。物性の測定
結果を表１に示す。なお、各物性の測定方法は、以下の
とおりである。

【００３３】〈ＰＰＳ層の結晶化度〉ＤＳＣ−５０（島
津製作所製ＤＳＣ測定装置）を使用して、昇温速度１０
℃／分、窒素雰囲気下で、融解熱を測定した。

【００３４】〈耐摩耗性〉図２に示す耐摩耗試験機を使
用した。図２において、１は導体、３は樹脂被覆層、４
は刃先５ｍｉｌの刃、５は刃に荷重をかけるための重り
（２ポンド）、６は刃を往復駆動させるための駆動系を
示す。７は刃が導体と接触したことを検知するための装
置である。耐摩耗性は、刃４が導体１に接触するまでの
往復回数で示す。

【００３５】〈耐カットスルー性〉図３に示す耐カット
スルー性の評価試験機を使用した。図３において、１は
導体、３は樹脂被覆層、４は刃先５ｍｉｌの刃、８は刃
を一定速度（２５ｍｍ／分）にて樹脂被覆電線に押しつ
け、刃４が導体１と接触したときの刃にかかる力を記録
するための装置を示す。７は刃が導体と接触したことを
検知するための装置である。刃４が導体１と接触したと
きの刃にかかる力（ｋｇ）を耐カットスルー性とした。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】本発明により、耐熱性、耐熱老化性、耐
摩耗性に優れた樹脂被覆電線を提供することができる。 本発明の樹脂被覆電線は、航空機、自動車等の高熱、振
動にさらされる厳しい使用環境下においても、絶縁が破
壊されることなく、高い信頼性を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の樹脂被覆電線の構造を示した断面斜視
図である。

【図２】本発明で使用した耐摩耗試験機の概要について
の説明図である。

【図３】本発明で使用した耐カットスルー性の評価試験
機のの概要についての説明図である。

【符号の説明】

１　　導体 ２　　フッ素樹脂系組成物からなる被覆層（内層）３　
　ポリフェニレンスルフィド樹脂からなる被覆層（外層
） ４　　刃 ５　　重り ６　　駆動装置 ７　　刃と導体の接触検知装置 ８　　刃にかかった荷重記録装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　導体を樹脂層で被覆してなる樹脂被覆
   電線において、該樹脂層が（Ａ）フッ素樹脂系組成物か
   らなる内層と（Ｂ）ポリフェニレンスルフィド樹脂から
   なる外層の２層から構成されていることを特徴とする樹
   脂被覆電線。
2. 【請求項２】　　（Ａ）フッ素樹脂系組成物からなる内
   層が、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（Ｅ
   ＴＦＥ）とテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプ
   ロピレン共重合体（ＦＥＰ）を重量比（ＥＴＦＥ：ＦＥ
   Ｐ）４５：５５〜９０：１０の範囲で含有するフッ素樹
   脂成分と、該フッ素樹脂成分１００重量部に対して、無
   機充填剤を０〜３０重量部と、分子内に少なくとも２つ
   のエチレン性不飽和結合を有する化合物を０〜２５重量
   部の割合で含有するフッ素樹脂系組成物からなる層であ
   り、かつ、（Ｂ）ポリフェニレンスルフィド樹脂からな
   る外層が、示差走査熱量計により測定した融解熱が−３
   １．１〜−２７．３Ｊ／ｇの範囲にある請求項１記載の
   樹脂被覆電線。〔ただし、ポリフェニレンスルフィド樹
   脂層の融解熱とは、示差走査熱量計により不活性ガス雰
   囲気中で１０℃／分の速度で昇温した際の融解熱である
   。〕
3. 【請求項３】　　電離性放射線を照射線量３〜３０Ｍｒ
   ａｄの範囲で照射したものである請求項１または２記載
   の樹脂被覆電線。