JPH07169335A - 細径電線コード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明の目的は高強力で従来なかった細径
の電線コードを提供することである。 【構成】 単糸繊度１．０デニール以下で強度４．０Ｇ
Ｐａ以上の繊維束をテンションメンバーとし、該芯部の
外側に銅線を捲回して複合導線を形成し、さらにこの周
りを熱可塑性樹脂で被覆してなる細径電線コード。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】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。さらに詳しくは細径で且つ高い破
断強力を有する細径電線コード関するものである。

【０００２】

【従来の技術】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芯部を構成する素材の検討が行
われてきた。例えば実開昭６０−６９４２０号公報では
金属撚線をポリエステルやケブラー（アラミド系繊維：
デュポン社製 商品名）等の繊維紐の上に横巻きした耐
屈曲用電線を、また実開平２−１２１１３号公報ではア
ラミド繊維をテンションメンバーとし、この上に軟銅線
を同心撚りして導体を形成し、該導体の上をさらに合成
樹脂の絶縁体で被覆した細径電線を提案している。ま
た、特開昭６３−１７５３０３号公報および特開平１−
１０７４１５号公報は高強力ポリオレフィン系繊維を芯
部に用いたハンダ付け作業性が改善された細径電線コー
ドを提案している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】アラミド系繊維を芯部
（テンションメンバー）に用いた細径電線においては該
繊維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。しかし、該アラミド系繊維は一般的には加熱によ
って溶融せず、電線コードを機器類の端子にハンダ付け
するに際して繊維末端が障害となりハンダ付け作業性が
低下しやすいという欠点があった。加熱溶融性のポリエ
ステル系繊維を芯部（テンションメンバー）に用いた場
合、電線コードのハンダ付け性の悪さの問題は回避でき
るが、電線コードの引張強力の規格を満たすためには必
然的に用いる繊維の繊度を大きくする必要があり電線コ
ードの細径化には限界があった。高強力ポリオレフィン
系繊維を芯部に用いた場合に該繊維の優れた熱溶融性と
高い引張強度のため前記したハンダ付け作業性および電
線コードの細径化の問題は解消できる。しかしながら、
高強力ポリオレフィン系繊維と銅線の間の静摩擦抵抗係
数は低いため、該繊維からなる芯部の上に捲回した銅線
は極めて滑りやすい。従って電線コードが極端な外力を
受けた際には電線コード内の芯部が破断する前に銅線が
破断し、電気の導通が遮断されるという欠点を有してい
る。係る問題は芯部を構成する繊維と銅線との間の静摩
擦抵抗係数を高めればよく具体的手段としては芯部を構
成する繊維または／および銅線に静摩擦抵抗係数の高い
樹脂を被覆すればある程度は解消できる。しかしなが
ら、芯部または／および銅線に樹脂被覆処理を施すには
専用の被覆設備が必要でありまた電線コードの生産性も
低下する。したがって当然ながら製造コストの増大をき
たす。またポリオレフィン系繊維は樹脂との接着性に難
があり、芯部を樹脂で被覆する際、また銅線を捲回して
導体に形成した後で樹脂を絶縁体として被覆する際にお
いて接着性つまり層間剥離が問題になりやすい。従っ
て、ハンダ付け作業性が良好で、外力によって電気導通
が遮断されにくく且つ細径化が可能な繊維素材の開発が
期待されていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記した様に全芳香族ポ
リアミド系繊維、ポリエステル系繊維およびポリオレフ
ィン系繊維を電線コードの芯部として用いるには一長一
短があり未だ前記要件を全て満たす繊維は工業的に生産
されていない。本発明はかかる事情に着目してなされた
ものである。つまり電線コードの芯部（テンションメン
バー）として好適な繊維素材につき鋭意検討した結果、
単糸繊度が可及的に小さいポリベンザゾール繊維を芯部
として用いることで従来の問題点が解消されることを知
見し、本発明に至った。

【０００５】即ち、有機合成繊維を芯部とし、該芯部の
上側に銅線を捲回して導体を形成し、さらに該導線の周
りを熱可塑性樹脂で被覆してなる電線コードにおいて、
芯部が単糸繊度１．０デニール以下で、４．０ＧＰａ
以上の引張強度を有するポリベンザゾール繊維で構成さ
れていることを主旨とするものである。

【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。電線コー
ドが外力によって電気導通に遮断を生じるのはコード内
の芯部が破断する前に銅線が破断するからであり、特開
平１−１０７４１５号公報によればこの銅線の破断は該
電線コードを形成する芯部と銅線との間の静摩擦抵抗係
数を少なくとも０．２０以上にすればこの電気導通の遮
断の問題は回避できるとしている。ポリベンザゾール繊
維はこの要件を満たす繊維の一つであり、該繊維を使用
すれば繊維または／および銅線に静摩擦抵抗係数の高い
樹脂の被覆を施す必要はなく、樹脂を使用しないことで
作業性ひいては製品価格の面で有利となる。またポリベ
ンザゾール繊維は高強力ポリオレフィン系繊維に比して
高い接着性を有しており樹脂を絶縁体として被覆した電
線コードにおける接着性つまり層間剥離は高強力ポリオ
レフィン系繊維を使用した場合ほどには問題にならな
い。

【０００７】本発明に適用して好適なポリベンザゾール
（ＰＢＺ）とは、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）ホ
モポリマー、ポリベンゾチアゾール（ＰＢＴ）ホモポリ
マー及びそれらＰＢＯ、ＰＢＴのランダム、シーケンシ
ャルあるいはブロック共重合ポリマーをいう。ここでポ
リベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール及びそれ
らのランダム、シーケンシャルあるいはブロック共重合
ポリマーは、例えばWolfe らの「Liquid Crystalline P
olymer Compositions, Process and Products」U.S.Pat
ent 4,703,103（October 27, 1987）、「Liquid Crysta
lline PolymerCompositions, Process and Products 」
U.S.Patent 4,533,692（August 6, 1985）、「Liquid C
rystalline Poly(2,6-Benzothiazole) Compositions, P
rocessand Products 」U.S.Patent 4,533,724（August
6, 1985）、「Liquid Crystalline Polymer Compositio
ns, Process and Products 」U.S.Patent 4,533,693（A
ugust 6, 1985）、Evers の「Thermooxidatively Stabl
e Articulated p-Benzobisoxazole and p-Benzobisthia
zole Polymers」U.S.Patent 4,359,567（November 16,
1982 ）、Tsaiらの「Method for making Heterocyclic
Block Copolymer」U.S.Patent 4,578,432（March 25, 1
986）などに記載されている。ＰＢＺポリマーに含まれ
る構造単位としては、好ましくはライオトロピック液晶
ポリマーから選択される。モノマー単位は構造式（ａ）
−（ｈ）に記載されている。そのポリマーは好ましく
は、本質的に構造式（ａ）−（ｈ）から選択されるモノ
マー単位からなり、さらに好ましくは、本質的に構造式
（ａ）−（ｃ）から選択されたモノマー単位からなる。
ＰＢＺポリマーのドープを形成するための好適な溶媒と
しては、クレゾールやそのポリマーを溶解し得る非酸化
性の酸が含まれる。好適な酸溶媒の例としては、ポリリ
ン酸、メタンスルホン酸及び高濃度の硫酸あるいはそれ
らの混合物が挙げられる。さらに適する溶媒はポリリン
酸及びメタンスルホン酸である。また最も適する溶媒
は、ポリリン酸である。溶液のポリマー濃度は好ましく
は少なくとも約７重量％であり、さらに好ましくは、少
なくとも１０重量％、最も好ましくは少なくとも１４重
量％である。最大濃度は、例えばポリマーの溶解性やド
ープ粘度といった実際上の取扱い性により限定される。
それらの限界要因のために、ポリマー濃度は通常では２
０重量％を越えることはない。好適なポリマーやコポリ
マーあるいはドープは公知の手法により合成される。例
えば、Wolfe らのU.S.Patent 4,533,693(August 6,198
5) 、SybertらのU.S.Patent 4,772,678(September 20,1
988) 、HarrisのU.S.Patent 4,847,350(July 11,1989)
に見られる。ＰＢＺポリマーは、Gregory らのU.S.Pate
nt 5,089,591(February 18, 1992) によると、脱水性の
酸溶媒中での比較的高温、高せん断条件下において高反
応速度での高分子量化が可能である。なお、このＰＢＺ
重合体ドープに酸化防止剤、艶消剤、制電性向上剤を含
有させても勿論よい。

【０００８】

【化１】

【０００９】

【化２】

【００１０】次に本発明の重要な要件である単糸繊度に
ついて述べる。従来、非熱溶融性の繊維を芯部として該
芯部の上に銅線を捲回して成る電線コードは機器側端子
にハンダ付けするに際して迅速な作業性とハンダ付け部
の健全性に難があるとされてきた。この問題を解決する
手段の一つに加熱溶融性の有機合成繊維の使用がある。
しかし、本発明者等は非熱溶融性の繊維を芯部とした電
線コードでも芯部を構成する繊維の単糸繊度を可及的に
細くし、且つ使用する繊維量を低減させれば実用上なん
ら問題を生じないことを見いだした。即ち、本発明の重
要な構成要件の一つは単糸繊度が１．０デニール以下の
ポリベンザゾール繊維を電線コードの芯部にテンション
メンバーとして配置することである。単糸繊度が１．０
デニールを越えると該コードを機器側の端子にハンダ付
けするに当たって該コードの中心位置から突出した繊維
束の柔軟性が低下するためハンダ付け作業性やハンダ付
け部の接触不良は改善できない。芯部に用いる繊維の単
糸繊度に下限はなく可及的に細いことが好ましい。しか
しながら紡糸技術の難易度および紡糸生産を考慮して適
宜設定すればよい。

【００１１】電線コードには外径の規制があり且つ一定
以上の破断強力が要求される。例えばイヤホーン等の用
途分野では電線コード径が１ｍｍ以下の場合、３５００
ｇ以上の引張強力が必要とされており、コード中での芯
部の繊維の強力利用率を０．８７と仮定すると芯部を構
成する原繊維の引張強度（ＴＳ）と該繊維の総繊度（Ｄ
ｅｎ）の間には下記式１の関係が成立する。 ＴＳ×Ｄｅｎ≧４０００ｇ （式１）

【００１２】この関係式から明かな様に電線コードの引
張強力が４０００ｇ以上となるように芯部を構成する繊
維の引張強度と総繊度を設定すればよく、このことはテ
ンションメンバーとして用いる繊維の引張強度が高けれ
ば総繊度は下げることが可能であり、ひいてはコードの
細径化につながることを意味している。かかる観点から
テンションメンバーとして使用する繊維の引張強度は本
発明の重要な構成要件の一つとなる。つまり本発明にお
いては少なく４．０ＧＰａ 以上の引張強度を有するポ
リベンザゾール繊維を用いることが電線コードの細径化
の面から重要である。引張強度が４．０ＧＰａ未満であ
ると後述するように導線に必要な強力（例えばイヤホー
ンコードでの引張強力は３５００ｇ）を得るための繊維
の繊度は必然的に大きくなり本発明の目的である電線コ
ード細径化は困難となる。なお、電線コード径が１ｍｍ
以下の場合、繊維の引張強力が４０００ｇ未満であると
イヤホーンコードの引張強力が３５００ｇとなって規格
は達成できない。電線コードの芯部を構成する繊維の引
張強力に４０００ｇ以上の制限がなく高いほど好ましい
のは当然である。

【００１３】前記した如く電線コードは外径に規制があ
り、例えばイヤホーン等の製品規格としてはコード径が
１．０ｍｍ以下であることが要請されている。例えば電
線コード径が１．０ｍｍの場合の標準的な熱可塑性樹脂
被覆層厚さを３００μm 、標準的な銅線捲回層厚さを６
０μm としてテンションメンバー繊維束の太さ（直径）
を算出すると２８０μm になる。この見掛け繊維束径を
ポリベンザゾール繊維の繊度に換算すると８５０デニー
ルに相当する。この繊度以下で且つ一定以上の引張強力
（例えば４０００ｇ以上）を有するポリベンザゾール繊
維を用いるならば直径が１．０ｍｍ以下に細線化された
電線コードを得ることが可能になる。

【００１４】単糸繊度１．０デニール以下で且つ４．０
ＧＰａ以上の引張強度を有するポリベンザゾール繊維の
製造方法に特に限定はないが、例えばポリベンザゾール
重合体をポリリン酸に溶解したドープを孔径が２２０μ
m 以下の細孔を複数個配設して成る紡糸口金から吐出
し、引き続いて紡糸口金の下方において該紡出糸に加熱
気流を吹き当てて固化させた後、非溶媒性の液体中を通
過させることでドープを形成している溶媒（ポリリン
酸）を抽出によって除去し、次いで該糸条を１８０〜２
４０℃の高温雰囲気中を通過させることで繊維糸条の乾
燥を行い、さら必要に応じて熱処理を施すことで得られ
るポリベンザゾール繊維が好適である。

【００１５】

【実施例】以下に本発明を実施例を挙げて説明するが勿
論本発明はこれらに限定されるものではない。本発明の
評価に用いた各尺度は下記の手順で求めた。

【００１６】＜繊維の繊度＞単糸繊度は温度２０℃、湿
度６５ＲＨ％の雰囲気中で２４時間調整した試料につき
デニコン［サーチ（株）製］を使用して試料長５０ｍ
ｍ、本数２０で測定を行い、算術平均値を求めた。総繊
度は前記条件で調整された試料をラップリールに１０ｍ
巻きとって重量を測定し、これを９０００ｍの重量に換
算して求めた。

【００１７】＜繊維束ならびにコードの引張特性＞ＪＩ
Ｓ Ｌ−１０１３に準拠してオリエンテック（株）社製
テンシロンを用い、つかみ間隔２０ｃｍ、引張速度１０
０％／ｍｉｎ、ｎ＝１０の測定を行い、パソコン処理に
よって引張特性を求めた。

【００１８】＜実施例１〜３、比較例１〜２＞引張強度
５．９ＧＰａのポリベンズオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊
維）を芯部（テンションメンバー）に用い、該芯部の上
にウレタン被覆した無酸素銅線束１４本を捲回して複合
導線を形成した。次いで該複合導線にポリ塩化ビニル樹
脂（ＰＶＣ）被覆を施してイヤホーンコードを作成し
た。得られたイヤホーンコードにつきハンダ付け性、コ
ード径等を評価した。評価結果を表１に示した。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から明かな如く、本発明に係るもの
（実施例１〜３）は規格引張強力を満たす芯部繊維束の
繊度は１１０デニールであり、この繊維束を用いたコー
ドの径は８２０μm であった。またハンダ付けに際して
単糸が極めて細いため芯部繊維の飛び出しによるハンダ
付けの不都合は実用上支障のない程度であった。また銅
線と芯部繊維との間の滑りも問題なかった。一方、引張
強度が４．０ＧＰａ未満のポリベンズオキサゾール繊維
をコードの芯部として使用した場合（比較例１）、得ら
れた電線コードは引張強力の規格を満たさないことが分
かる。また、単糸繊度が１．０デニールを越えるポリベ
ンズオキサゾール繊維を芯部に用いた場合（比較例２）
は、ハンダ付け作業性が低く実用的でなかった。

【００２１】＜比較例３〜６＞電線コードを形成する芯
部材料をポリベンズオキサゾール繊維からダイニーマＳ
Ｋ６０［超高強力ポリエチレン繊維 日本ダイニーマ
（株）商品名］とケブラー２９［アラミド繊維 デュポ
ン 商品名］、ポリエステル繊維にそれぞれ変更し、実
施例１に記載の方法および条件を用いて細径電線コード
を成形した。なお、ダイニーマＳＫ６０については室温
硬化エポキシ樹脂で表面被覆したものを使用した。また
何れの繊維を使用した場合にも複合導線の引張強力はほ
ぼ４０００ｇとなるように各繊維束の繊度を選択した。
結果を表２に示した。

【００２２】

【表２】

【００２３】表２から明らかなようにダイニーマＳＫ６
０を芯部に用いた場合（比較例３〜４）は電線コードの
径が９３０μm であり、前記ポリベンズオキサゾール繊
維を用いた電線コードに比べて１３％程度太いことが分
かる。またケブラー２９を用いた場合はハンダ付け性に
劣っていた。比較例６から明かな様にポリエステル繊維
を芯部としたコードで引張強力の規格を満たすには７５
０デニールの総繊度が必要であり、得られる電線コード
径は１１００μm となった。これはポリベンズオキサゾ
ール繊維を使用した電線コードに比して約３４％の直径
増となると同時に細径電線コードの規格を満たすことも
できない。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以下の効果を有する。ポリベン
ザゾール繊維を細径電線コードのテンションメンバーに
用いることで、 （１）繊維と銅線間の静摩擦係数を高めるための煩わし
さが回避できる（ポリオレフィン系繊維を用いた場合と
対比して有利である）。 （２）細繊度且つ高強度の繊維を用いることでハンダ付
け性が改善できる。なお、工業的に１．０デニール以下
の細繊度ポリベンザゾール繊維の製造は可能である。 （３）高強度を有することから電線コードのより高度な
細径化の要求に対応できる。 以上の様に従来ない細径で且つ高強力の電線コードを工
業的に効率よく製造することでき、産業界に寄与するこ
と大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機合成繊維を芯部とし、該芯部の外側
   に銅線を捲回して導体を形成し、さらに該導線の周りを
   熱可塑性樹脂で被覆してなる電線コードにおいて、上記
   芯部が単糸繊度１．０デニール以下で、４．０ＧＰａ以
   上の引張強度を有するポリベンザゾール繊維で構成され
   ていることを特徴とする細径電線コード。