JP2017191698A - Insulated wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、絶縁電線に関し、さらに詳しくは、細径電線として好適な絶縁電線に関するものである。 The present invention relates to an insulated wire, and more particularly to an insulated wire suitable as a thin-diameter wire.
従来より、金属撚線の外周に絶縁層を有する絶縁電線が知られている。例えば導体断面積0.13mm2の細径の絶縁電線は、引張強度が低いため、破断しやすい。また、コシが弱いため、コネクタに挿入する際に座屈しやすい。特に金属撚線は細い金属素線を撚り合わせたものからなり、屈曲性を良くする反面、強度・耐座屈の低下につながっている。そこで、例えば特許文献1では、有機繊維を導電化して導体として適用することで、屈曲性と強度・耐座屈の向上を改善する試みがなされている。 Conventionally, an insulated wire having an insulating layer on the outer periphery of a stranded metal wire is known. For example, a thin insulated wire having a conductor cross-sectional area of 0.13 mm 2 has a low tensile strength and is easily broken. Moreover, since the stiffness is weak, it is easy to buckle when inserted into the connector. In particular, a stranded metal wire is made of twisted thin metal wires, which improves flexibility but leads to a decrease in strength and buckling resistance. Thus, for example, in Patent Document 1, an attempt is made to improve the flexibility, strength, and buckling resistance by making organic fibers conductive and applying them as conductors.
有機繊維の周囲に金属材料をめっきすると、有機材料と金属材料との間の密着力が低いため、めっきが剥がれやすい。 When a metal material is plated around the organic fiber, the adhesion between the organic material and the metal material is low, so that the plating is easily peeled off.
本発明の解決しようとする課題は、有機繊維を導電化してなる導体においても金属層の密着性に優れる絶縁電線を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide an insulated wire excellent in the adhesion of a metal layer even in a conductor formed by conducting organic fibers.
上記課題を解決するため本発明に係る絶縁電線は、導電性単繊維からなる芯線の外周に金属層を有する導体と、前記導体の外周に設けられた絶縁層と、を備え、前記導電性単繊維が、樹脂および導電性フィラーを含有する組成物からなることを要旨とするものである。 In order to solve the above problems, an insulated wire according to the present invention includes a conductor having a metal layer on the outer periphery of a core wire made of a conductive single fiber, and an insulating layer provided on the outer periphery of the conductor. The gist is that the fiber is made of a composition containing a resin and a conductive filler.
前記導電性単繊維の樹脂は、密度0.860〜0.920g/cm3の低密度樹脂または非結晶性樹脂を含むことが好ましい。前記導電性単繊維の樹脂は、カルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、オキサゾリン基、ヒドロキシル基、シラン基から選択される1種または2種以上の官能基を有する樹脂を含むことが好ましい。前記導電性フィラーは、金属粒子または炭素繊維であることが好ましい。前記導電性フィラーは、カーボンナノチューブであることが好ましい。前記導電性フィラーの含有量は、前記導電性単繊維の全体量に対し、5〜30質量%の範囲内であることが好ましい。前記金属層の厚みは、0.50〜1.5μmの範囲内であることが好ましい。前記芯線の外径は、0.3〜2.0mmの範囲内であることが好ましい。 The conductive single fiber resin preferably contains a low-density resin or an amorphous resin having a density of 0.860 to 0.920 g / cm 3 . The conductive single fiber resin may be one or more functional groups selected from carboxylic acid groups, acid anhydride groups, amino groups, acrylic groups, methacrylic groups, epoxy groups, oxazoline groups, hydroxyl groups, and silane groups. It is preferable to include a resin having a group. The conductive filler is preferably metal particles or carbon fibers. The conductive filler is preferably a carbon nanotube. The content of the conductive filler is preferably in the range of 5 to 30% by mass with respect to the total amount of the conductive single fibers. The thickness of the metal layer is preferably in the range of 0.50 to 1.5 μm. The outer diameter of the core wire is preferably within a range of 0.3 to 2.0 mm.
また、本発明に係る他の絶縁電線は、樹脂製の単繊維からなる芯線の外周に金属層を有する導体と、前記導体の外周に設けられた絶縁層と、を備え、前記単繊維の樹脂が、カルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、オキサゾリン基、ヒドロキシル基、シラン基から選択される1種または2種以上の官能基を有する樹脂を含むことを要旨とするものである。 Further, another insulated wire according to the present invention includes a conductor having a metal layer on the outer periphery of a core wire made of a resin single fiber, and an insulating layer provided on the outer periphery of the conductor, and the single fiber resin. A resin having one or more functional groups selected from carboxylic acid groups, acid anhydride groups, amino groups, acrylic groups, methacrylic groups, epoxy groups, oxazoline groups, hydroxyl groups, and silane groups. Is a summary.
本発明に係る絶縁電線によれば、導体の芯線が樹脂および導電性フィラーを含有する組成物からなる導電性単繊維によって構成されているため、その外周に形成された金属層と芯線の密着性に優れる。つまり、有機繊維を導電化してなる導体においても金属層の密着性に優れる。 According to the insulated wire according to the present invention, since the core wire of the conductor is composed of the conductive single fiber made of the composition containing the resin and the conductive filler, the adhesion between the metal layer formed on the outer periphery and the core wire Excellent. That is, even in a conductor formed by making organic fibers conductive, the adhesion of the metal layer is excellent.
この際、導電性単繊維の樹脂が低密度樹脂または非結晶性樹脂を含むと、樹脂の靱性が向上するので、導電性フィラーを含むことによる繊維状への加工性の低下が抑えられ、導電性単繊維を製造しやすい。そして、導電性単繊維の樹脂が上記の官能基を有する樹脂を含むと、金属層の密着性がさらに向上する。また、導電性フィラーの分散性が向上する。そして、導電性フィラーが炭素繊維であると、導電性フィラー同士が接触しやすくなり、少ない添加量で所望の導電性を得ることができる。つまり、少ない添加量で金属層の所望の密着性を確保することができる。そうすると、導電性フィラーを含むことによる繊維状への加工性の低下がより抑えられる。導電性フィラーがカーボンナノチューブであると、炭素繊維の中でもアスペクト比が大きいので、所望の導電性を得るための添加量をより少なくすることができる。導電性フィラーの含有量が特定範囲内であると、強度および導電性のバランスに優れる。そして、金属層の厚みが0.50〜1.5μmの範囲内であることで、十分な導電性を確保できるとともに、生産性・コストにも優れるものとなる。そして、芯線の外径が0.3〜2.0mmの範囲内であることで、細径電線においても、優れた屈曲性、引張強度、耐座屈性を確保しやすい。 At this time, if the resin of the conductive single fiber contains a low-density resin or an amorphous resin, the toughness of the resin is improved. It is easy to produce a monofilament. And if the resin of conductive single fiber contains resin which has said functional group, the adhesiveness of a metal layer will further improve. In addition, the dispersibility of the conductive filler is improved. And when a conductive filler is carbon fiber, it will become easy to contact conductive fillers and desired electroconductivity can be obtained with little addition amount. That is, the desired adhesion of the metal layer can be ensured with a small addition amount. If it does so, the fall of the workability to the fiber form by containing a conductive filler will be suppressed more. When the conductive filler is a carbon nanotube, since the aspect ratio is large among carbon fibers, the addition amount for obtaining desired conductivity can be further reduced. When the content of the conductive filler is within a specific range, the balance between strength and conductivity is excellent. And since the thickness of a metal layer exists in the range of 0.50-1.5 micrometers, while being able to ensure sufficient electroconductivity, it becomes excellent also in productivity and cost. And since the outer diameter of a core wire exists in the range of 0.3-2.0 mm, it is easy to ensure the outstanding flexibility, tensile strength, and buckling resistance also in a thin wire.
また、本発明に係る他の絶縁電線によれば、単繊維の樹脂が上記の官能基を有する樹脂を含むことから、その外周に形成された金属層と芯線の密着性に優れる。つまり、有機繊維を導電化してなる導体においても金属層の密着性に優れる。 Moreover, according to the other insulated wire which concerns on this invention, since single fiber resin contains resin which has said functional group, it is excellent in the adhesiveness of the metal layer and core wire which were formed in the outer periphery. That is, even in a conductor formed by making organic fibers conductive, the adhesion of the metal layer is excellent.
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る絶縁電線の径方向断面図である。 Next, an embodiment of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a radial cross-sectional view of an insulated wire according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る絶縁電線10は、導体12と、導体12の外周に設けられた絶縁層14と、を備える。導体12は、樹脂製の単繊維(モノフィラメント)からなる芯線16と、芯線16の外周に形成された金属層18と、を有する。絶縁電線10において、金属層18は芯線16に接して配置されている。絶縁層14は、金属層18に接して配置されている。
As shown in FIG. 1, an
芯線16は、樹脂製の単繊維からなるため、細径電線においても、優れた屈曲性、引張強度、耐座屈性を確保しやすい。その外径(直径)は特に限定されるものではないが、細径電線とすること、細径電線においても優れた屈曲性、引張強度、耐座屈性を確保しやすいなどから、外径0.3〜2.0mmの範囲内とすればよい。より好ましくは、外径0.5〜1.5mmの範囲内である。
Since the
芯線16は、優れた引張強度を確保するなどの観点から、破断強度が500MPa以上であることが好ましい。より好ましくは1000MPa以上である。破断強度は、JIS K7161に準拠して測定される。破断強度を向上させるには、例えば延伸加工するとよい。一方、優れた屈曲性を確保するなどの観点から、曲げ弾性率が2800MPa以下であることが好ましい。より好ましくは2000MPa以下である。
The
芯線16は、導電性単繊維からなる。導電性単繊維は、樹脂および導電性フィラーを含有する組成物からなる。
The
芯線16を構成する単繊維の樹脂としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリアセタールなどが挙げられる。ポリエステルとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられる。ポリアミドとしては、脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミドなどが挙げられる。ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体などが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、紡糸加工性や破断強度などの観点から、ポリエチレン、高密度ポリエチレンが好ましい。また、優れた屈曲性、引張強度、耐座屈性を確保しやすい、絶縁層14の材料に、より耐熱性に優れる樹脂を用いることができるなどの観点から、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのエンジニアリングプラスチックが好ましい。
Examples of the single fiber resin constituting the
芯線16を構成する単繊維の樹脂は、官能基を有していないものは金属との密着性に劣る傾向にある。このため、樹脂は、官能基を有するものであってもよい。また、官能基を有する樹脂と官能基を有していない樹脂の組み合わせであってもよい。これにより、金属との密着性が向上する。官能基としては、カルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、オキサゾリン基、ヒドロキシル基、シラン基等が挙げられる。官能基は、カルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基およびオキサゾリン基から選択される1種又は2種以上が好ましい。さらに好ましくは、マレイン酸基、エポキシ基、アミノ基等である。
As for the resin of the single fiber which comprises the
芯線16を構成する単繊維の樹脂は、架橋樹脂であってもよいし、非架橋樹脂であってもよい。架橋樹脂であると、より耐熱性に優れるものとなる。ポリオレフィンは、上記エンジニアリングプラスチックよりも耐熱性が低いので、耐熱性の面から、架橋樹脂であることが好ましい。架橋樹脂の架橋方法は、特に限定されるものではなく、シラン架橋、過酸化物架橋、電子線架橋などの架橋方法を用いることができる。芯線16を構成する単繊維が導電性フィラーを含有し、導電性であるため、電子線照射による樹脂組成物のヤケを抑えるなどから、好ましくはシラン架橋、過酸化物架橋である。
The single fiber resin constituting the
芯線16を構成する単繊維の樹脂は、低密度樹脂や非結晶性樹脂を含むことが好ましい。これにより、樹脂の靱性が向上するので、導電性フィラーを含むことによる繊維状への加工性の低下が抑えられ、導電性単繊維を製造しやすい。低密度樹脂は、例えば密度0.860〜0.920g/cm3の樹脂である。ポリエチレンでは、低密度ポリエチレン(LDPE、密度0.91〜0.92g/cm3)、超低密度ポリエチレン(VLDPE、密度<0.90g/cm3)に分類される樹脂である。非結晶性樹脂としては、非結晶性PET、非結晶性PA(ポリアミド)、PVC(ポリ塩化ビニル)、POM(ポリアセタール)、PC(ポリカーボネート)、PS(ポリスチレン)などが挙げられる。
The single fiber resin constituting the
低密度樹脂や非結晶性樹脂の含有量は、芯線16を構成する単繊維の樹脂全体に対し、10〜50質量%の範囲内が好ましい。より好ましくは15〜30質量%の範囲内である。低密度樹脂や非結晶性樹脂の含有量が15質量%以上であると、樹脂の靱性が向上する効果に優れる。低密度樹脂や非結晶性樹脂の含有量が30質量%以下であると、優れた強度を確保しやすい。
The content of the low-density resin or the amorphous resin is preferably in the range of 10 to 50% by mass with respect to the entire single fiber resin constituting the
導電性フィラーとしては、金属粒子、炭素繊維などが挙げられる。金属粒子の金属としては、銅、銅合金、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金、金などの導電性に優れる金属が挙げられる。炭素繊維としては、カーボンブラック、カーボンナノチューブ(単層・多層・カップスタック型)、黒鉛、アモルファスカーボン、ミクロポーラスカーボンなどが挙げられる。これらは、導電性フィラーとして1種単独で用いてもよいし、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、炭素繊維がより好ましい。炭素繊維のうちでも、カーボンナノチューブが特に好ましい。導電性フィラーが炭素繊維であると、導電性フィラー同士が接触しやすくなり、少ない添加量で所望の導電性を得ることができる。つまり、少ない添加量で金属層の所望の密着性を確保することができる。そうすると、導電性フィラーを含むことによる繊維状への加工性の低下がより抑えられる。導電性フィラーがカーボンナノチューブであると、炭素繊維の中でもアスペクト比が大きいので、所望の導電性を得るための添加量をより少なくすることができる。 Examples of the conductive filler include metal particles and carbon fibers. Examples of the metal of the metal particles include metals having excellent conductivity such as copper, copper alloy, silver, silver alloy, aluminum, aluminum alloy, and gold. Examples of the carbon fiber include carbon black, carbon nanotube (single-layer / multi-layer / cup-stack type), graphite, amorphous carbon, and microporous carbon. These may be used individually by 1 type as a conductive filler, and may be used in combination of 2 or more types. Among these, carbon fiber is more preferable. Among carbon fibers, carbon nanotubes are particularly preferable. When the conductive filler is carbon fiber, the conductive fillers are easily brought into contact with each other, and desired conductivity can be obtained with a small addition amount. That is, the desired adhesion of the metal layer can be ensured with a small addition amount. If it does so, the fall of the workability to the fiber form by containing a conductive filler will be suppressed more. When the conductive filler is a carbon nanotube, since the aspect ratio is large among carbon fibers, the addition amount for obtaining desired conductivity can be further reduced.
導電性フィラーの含有量は、導電性単繊維の全体量に対し、5質量%以上であることが好ましい。より好ましくは15質量%以上である。導電性フィラーの含有量が5質量%以上であると、優れた導電性を確保しやすい。また、導電性フィラーの含有量は、導電性単繊維の全体量に対し、30質量%以下であることが好ましい。より好ましく20質量%以下である。導電性フィラーの含有量が30質量%以下であると、導電性単繊維の強度低下を抑えやすい。そして、導電性フィラーの含有量が、導電性単繊維の全体量に対し、5〜30質量%の範囲内であると、強度および導電性のバランスに優れる。 The content of the conductive filler is preferably 5% by mass or more based on the total amount of the conductive single fibers. More preferably, it is 15 mass% or more. When the content of the conductive filler is 5% by mass or more, it is easy to ensure excellent conductivity. Moreover, it is preferable that content of an electroconductive filler is 30 mass% or less with respect to the whole quantity of electroconductive single fiber. More preferably, it is 20 mass% or less. When the content of the conductive filler is 30% by mass or less, it is easy to suppress a decrease in strength of the conductive single fiber. And when content of an electroconductive filler exists in the range of 5-30 mass% with respect to the whole quantity of electroconductive single fiber, it is excellent in the balance of intensity | strength and electroconductivity.
金属層18は、めっき膜であってもよいし、スパッタ膜であってもよい。好ましくはめっき膜である。めっき膜は、芯線16が導電性単繊維からなるので、電解めっきにより形成することができる。めっき膜であると、表面平滑性により優れる。スパッタ法は、例えば真空中で金属イオンを芯線16に衝突させることで金属膜を形成する。この際、芯線16の表面が衝突によって荒れるので、金属の密着性がより優れるものとなる。つまり、スパッタ膜であると、膜形成時の物理的作用も加味されて、芯線16との密着性により優れるものとなる。
The
金属層18の厚みは、特に限定されるものではないが、十分な導電性を確保しやすいなどの観点から、0.50μm以上であることが好ましい。より好ましくは0.75μm以上である。一方、生産性・コストに優れるなどの観点から、1.5μm以下であることが好ましい。より好ましくは1.0μm以下である。
The thickness of the
金属層18の金属としては、導電性に優れるものであれば特に限定されるものではない。例えば、銅、銅合金、金、銀、銀合金、ニッケル、スズ、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金などが挙げられる。これらのうちでは、導電性・加工性・樹脂との協調性などの観点から、銅、銅合金、銀、銀合金、アルミニウム、アルミニウム合金が好ましい。芯線16に導電性フィラーとして金属粒子が含まれる場合には、金属層18の金属は、芯線16に含まれる金属粒子の金属と同種であってもよいし、異種であってもよい。密着性の観点から、より好ましくは同種である。同種とは、例えば金属層18の金属が銅であり、芯線16に含まれる金属粒子の金属が銅である場合などである。
The metal of the
絶縁層14の材料は、特に限定されるものではない。電線被覆材として用いられる絶縁材料であればよい。例えば、エチレン、プロピレン等のオレフィンの単独重合体、エチレンとαオレフィンとの共重合体、オレフィンと(メタ)アクリル酸エステル、酢酸ビニル等との共重合体など、ハロゲン原子を有していないノンハロゲン系材料であっても良いし、塩化ビニル樹脂等のハロゲン系材料であっても良い。絶縁材料中には、樹脂成分の他に、各種添加剤が含有されていても良い。
The material of the insulating
絶縁電線10の芯線16は、樹脂および導電性フィラーを含有する組成物を紡糸加工し、繊維状にすることにより製造することができる。芯線16の樹脂を架橋樹脂とする場合には、繊維状にした後で架橋処理を施すことにより芯線16が得られる。導電性フィラーを含有すると、樹脂の靱性が低下するため、繊維状に加工しにくい。このとき、芯線16の樹脂が低密度樹脂や非結晶性樹脂を含んでいると、導電性フィラーを取り込みやすく、また、樹脂の靱性が向上するので、導電性フィラーを含むことによる繊維状への加工性の低下が抑えられ、導電性単繊維を製造しやすい。
The
導電性フィラーは、炭素繊維であるとよい。導電性フィラー同士が接触しやすくなり、少ない添加量で所望の導電性を得ることができる。カーボンナノチューブは特にアスペクト比が大きいので、所望の導電性を得るための添加量をより少なくすることができる。これにより、少ない添加量で金属層18の所望の密着性を確保することができる。導電性フィラーの添加量が少なければ、繊維状への加工性の影響も小さくなるので、導電性フィラーを含むことによる繊維状への加工性の低下がより抑えられる。
The conductive filler is preferably carbon fiber. Conductive fillers can easily come into contact with each other, and desired conductivity can be obtained with a small addition amount. Since the carbon nanotube has a particularly large aspect ratio, the amount added for obtaining desired conductivity can be further reduced. Thereby, the desired adhesiveness of the
絶縁電線10の金属層18は、芯線16に対し、めっきあるいはスパッタを行うことにより形成することができる。芯線16は、導電性単繊維であるため、金属層18と芯線16の密着性に優れる。このとき、芯線16の樹脂が官能基を有する樹脂を含んでいると、金属への接着性が向上するので、金属層18の密着性がさらに向上する。また、導電性フィラーの分散性が向上する。
The
以上のようにして、導電性単繊維からなる芯線16の外周に金属層18を有する導体12が得られる。得られた導体12の外周には、押出成形等の方法により絶縁層14を形成する。以上により、絶縁電線10が得られる。
As described above, the
以上の構成の絶縁電線10によれば、導体12の芯線16が樹脂および導電性フィラーを含有する組成物からなる導電性単繊維によって構成されているため、その外周に形成された金属層18と芯線16の密着性に優れる。つまり、有機繊維を導電化してなる導体においても金属層18の密着性に優れる。そして、芯線16が樹脂製の単繊維からなるので、細径電線においても、優れた屈曲性、引張強度、耐座屈性を確保することができる。そして、芯線16が単繊維であるため、導体12と絶縁層14との間に隙間がなくなり、導体12と絶縁層14との間の隙間から水を吸い上げなくなり、止水効果も高いものとなる。
According to the
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
上記実施形態においては、芯線16は導電性単繊維からなり、導電性単繊維は樹脂および導電性フィラーを含有する組成物からなるとしているが、これに代えて、芯線16は樹脂製の単繊維からなり、単繊維が導電性フィラーを含まない非導電性繊維であってもよい。この場合、金属層18との密着性を確保するために、単繊維の樹脂は、官能基を有する樹脂を含む。官能基は、上記するものが挙げられる。
In the said embodiment, although the
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明は、実施例により限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited by an Example.
(実施例1)
<シラングラフトバッチ(a)の調製>
ベース樹脂100質量部に対し、ビニルトリメトキシシラン(信越化学製「KBM1003」1〜4質量部、ジクミルパーオキサイド(日油製「パークミルD」)0.1〜0.5質量部をドライブレンドした材料を190℃の内径25mmの単軸押出機で混合して調製した。
・ベース樹脂:ポリエチレン(住友化学製「スミカセン-G701」、密度0.919g/cm3、MFR7g/10分)
Example 1
<Preparation of Silane Graft Batch (a)>
Dry blend of vinyltrimethoxysilane (“KBM1003” made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 1 to 4 parts by mass, dicumyl peroxide (“Parkmill D” made by NOF Corporation)) 0.1 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the base resin The prepared materials were mixed by a single screw extruder having an inner diameter of 25 mm at 190 ° C.
Base resin: polyethylene (Sumitomo Chemical “Sumikasen-G701”, density 0.919 g / cm 3 , MFR 7 g / 10 min)
<導電バッチ(b)の調製>
ベース樹脂と導電性フィラーを2軸押出混練機に加え、200℃で0.1〜2分間加熱混練した後、ペレット化して、導電バッチ(b)を調製した。
・ベース樹脂:ポリエチレン(住友化学製「スミカセンL-GA802」、密度0.935g/cm3、MFR=20g/10分)
・導電性フィラー:カーボンナノチューブ(CNANO製「FLOTUBE 9000F」)
<Preparation of conductive batch (b)>
A base resin and a conductive filler were added to a biaxial extrusion kneader, heated and kneaded at 200 ° C. for 0.1 to 2 minutes, and then pelletized to prepare a conductive batch (b).
Base resin: polyethylene (Sumitomo Chemical “Sumikasen L-GA802”, density 0.935 g / cm 3 , MFR = 20 g / 10 min)
-Conductive filler: carbon nanotube ("FLOTUBE 9000F" manufactured by CNANO)
<触媒バッチ(c)>
三菱化学製「リンクロンLZ015H」、バインダー樹脂としてポリエチレンを含み、シラン架橋触媒として錫化合物を1%未満含有している。
<Catalyst batch (c)>
Mitsubishi Chemical "Linkron LZ015H" contains polyethylene as a binder resin and contains less than 1% of a tin compound as a silane crosslinking catalyst.
<導電性単繊維の作製>
シラングラフトバッチ(a)、導電バッチ(b)、触媒バッチ(c)をL/D=30、D=25mmの単層押出機に加え、200℃で0.1〜2分間加熱混練した後、紡糸加工を行った。繊維径は0.5mmとした。その後、60℃95%湿度の高湿高温槽で24時間水架橋処理を施して、導電性単繊維を得た。導電性フィラーの含有量は、導電性単繊維全体に対し15質量%となるようにした。シラングラフトポリエチレンとポリエチレンの配合比は70:30(質量比)である。架橋前のベース樹脂全体のMFRは10g/10分である。
<Preparation of conductive single fiber>
After adding the silane graft batch (a), the conductive batch (b), and the catalyst batch (c) to a single-layer extruder with L / D = 30 and D = 25 mm and kneading by heating at 200 ° C. for 0.1 to 2 minutes, Spinning was performed. The fiber diameter was 0.5 mm. Thereafter, a water crosslinking treatment was performed for 24 hours in a high-humidity high-temperature bath at 60 ° C. and 95% humidity to obtain conductive single fibers. The content of the conductive filler was set to 15% by mass with respect to the entire conductive single fiber. The compounding ratio of silane-grafted polyethylene and polyethylene is 70:30 (mass ratio). The MFR of the entire base resin before cross-linking is 10 g / 10 min.
<絶縁電線の作製>
得られた導電性単繊維(架橋PE含有、モノフィラメント、外径0.5mm)の外周に電解めっきにより銅めっき膜(厚み1.0μm)を形成した。以上により、導体を形成した。次いで、形成した導体の外周に押出被覆により塩化ビニル樹脂組成物を被覆して、絶縁電線を形成した。
<Production of insulated wires>
A copper plating film (thickness: 1.0 μm) was formed on the outer periphery of the obtained conductive single fiber (containing crosslinked PE, monofilament, outer diameter: 0.5 mm) by electrolytic plating. Thus, a conductor was formed. Next, the outer periphery of the formed conductor was coated with a vinyl chloride resin composition by extrusion coating to form an insulated wire.
(実施例2)
<導電性単繊維の作製>
PET樹脂80質量部および非結晶性PET樹脂20質量部からなるベース樹脂(MFR=20g/10分)、導電性フィラーをL/D=32、D=37mmの二軸混合機に加え、240℃で加熱混練した後、紡糸加工を行った。これにより、導電性単繊維を得た。繊維径は0.5mmとした。導電性フィラーの含有量は、導電性単繊維全体に対し5質量%となるようにした。
・PET樹脂:三菱化学製「NOVAPEX G5」
・非結晶性PET樹脂:三菱化学製「NOVAPEX I3」
・導電性フィラー:銅粉(平均粒子径1μm)
<絶縁電線の作製>
実施例1と同様にして、導体および絶縁電線を形成した。
(Example 2)
<Preparation of conductive single fiber>
Base resin (MFR = 20 g / 10 min) consisting of 80 parts by weight of PET resin and 20 parts by weight of non-crystalline PET resin, conductive filler added to a biaxial mixer with L / D = 32, D = 37 mm, 240 ° C. After kneading with heat, spinning was performed. Thereby, the electroconductive single fiber was obtained. The fiber diameter was 0.5 mm. The content of the conductive filler was set to 5% by mass with respect to the entire conductive single fiber.
・ PET resin: “NOVAPEX G5” manufactured by Mitsubishi Chemical
Non-crystalline PET resin: “NOVAPEX I3” manufactured by Mitsubishi Chemical
-Conductive filler: Copper powder (average particle size 1μm)
<Production of insulated wires>
In the same manner as in Example 1, conductors and insulated wires were formed.
(実施例3)
<導電性単繊維の作製>
ポリプロピレンからなるベース樹脂(MFR=5.0g/10分)および導電性フィラーをL/D=37、D=32mmの二軸混合機に加え、220℃で加熱混練した後、紡糸加工を行った。これにより、導電性単繊維を得た。繊維径は0.5mmとした。導電性フィラーの含有量は、導電性単繊維全体に対し20質量%となるようにした。
・ポリプロピレン:日本ポリプロ製「ノバテック FY4」
・導電性フィラー:黒鉛(富士黒鉛工業製「BF3A」)
<絶縁電線の作製>
実施例1と同様にして、導体および絶縁電線を形成した。
(Example 3)
<Preparation of conductive single fiber>
A base resin made of polypropylene (MFR = 5.0 g / 10 min) and a conductive filler were added to a biaxial mixer of L / D = 37 and D = 32 mm, heated and kneaded at 220 ° C., and then subjected to spinning. . Thereby, the electroconductive single fiber was obtained. The fiber diameter was 0.5 mm. The content of the conductive filler was set to 20% by mass with respect to the entire conductive single fiber.
-Polypropylene: "Novatec FY4" made by Nippon Polypro
-Conductive filler: graphite ("BF3A" manufactured by Fuji Graphite Industry)
<Production of insulated wires>
In the same manner as in Example 1, conductors and insulated wires were formed.
(実施例4)
<導電性単繊維の作製>
実施例1の導電バッチ(b)の調製において、ポリエチレンに代えてマレイン酸変性ポリエチレンを加えた以外は実施例1と同様にして、導電性単繊維を得た。繊維径は0.5mmとした。導電性フィラーの含有量は、導電性単繊維全体に対し10質量%となるようにした。シラングラフトポリエチレンマレイン酸変性ポリエチレンの配合比は70:30(質量比)である。架橋前のベース樹脂全体のMFRは15g/10分である。
・マレイン酸変性ポリエチレン:三井化学製「アドマーVE300」、密度0.95g/cm3、MFR=9g/10分
<絶縁電線の作製>
実施例1と同様にして、導体および絶縁電線を形成した。
Example 4
<Preparation of conductive single fiber>
Conductive single fibers were obtained in the same manner as in Example 1 except that maleic acid-modified polyethylene was added instead of polyethylene in the preparation of the conductive batch (b) of Example 1. The fiber diameter was 0.5 mm. The content of the conductive filler was set to 10% by mass with respect to the entire conductive single fiber. The compounding ratio of the silane grafted polyethylene maleic acid modified polyethylene is 70:30 (mass ratio). The MFR of the entire base resin before cross-linking is 15 g / 10 min.
Maleic acid-modified polyethylene: “Admer VE300” manufactured by Mitsui Chemicals, density 0.95 g / cm 3 , MFR = 9 g / 10 minutes <Preparation of insulated wire>
In the same manner as in Example 1, conductors and insulated wires were formed.
(実施例5)
<導電性単繊維の作製>
ベース樹脂として上記マレイン酸変性ポリエチレンを用い、紡糸加工を行った。その後、電子線架橋処理を施して、導電性フィラーを含まない非導電性単繊維を得た。繊維径は0.5mmとした。
<絶縁電線の作製>
実施例1と同様にして、導体および絶縁電線を形成した。
(Example 5)
<Preparation of conductive single fiber>
The maleic acid-modified polyethylene was used as a base resin, and spinning was performed. Thereafter, electron beam cross-linking treatment was performed to obtain a non-conductive single fiber containing no conductive filler. The fiber diameter was 0.5 mm.
<Production of insulated wires>
In the same manner as in Example 1, conductors and insulated wires were formed.
(比較例1)
PET樹脂からなる非導電性の単繊維(モノフィラメント、外径0.5mm)を芯線として用いた。この外周に実施例1と同様、電解めっきにより銅めっき膜を形成した。以上により、導体を形成した。次いで、形成した導体の外周に押出被覆により塩化ビニル樹脂組成物を被覆して、絶縁電線を形成した。
(Comparative Example 1)
A non-conductive single fiber (monofilament, outer diameter 0.5 mm) made of PET resin was used as the core wire. A copper plating film was formed on the outer periphery by electrolytic plating in the same manner as in Example 1. Thus, a conductor was formed. Next, the outer periphery of the formed conductor was coated with a vinyl chloride resin composition by extrusion coating to form an insulated wire.
作製した導体を用いて金属層(めっき膜)の密着性を評価した。また、作製した絶縁電線を用いて屈曲性を評価した。また、紡糸加工において、線速を測定した。また、電気抵抗を測定した。 The adhesion of the metal layer (plating film) was evaluated using the produced conductor. Moreover, the flexibility was evaluated using the produced insulated wire. Further, the linear velocity was measured in the spinning process. Moreover, the electrical resistance was measured.
(導体抵抗測定)
ISO6722に準拠して、導体(金属層を含む)の抵抗値測定を行った。抵抗値が5Ω/m以下を合格「〇」、5Ω/mを超えるものを劣る「×」とし、3Ω/m以下を良好「◎」とした。
(Conductor resistance measurement)
Based on ISO6722, the resistance value of the conductor (including the metal layer) was measured. A resistance value of 5 Ω / m or less was judged to be acceptable “◯”, and a resistance value exceeding 5 Ω / m was inferior “x”, and 3 Ω / m or less was judged to be good “良好”.
(密着性)
JIS 8504のテープ引き剥がし試験により、芯線から金属層(めっき膜)が剥離するか否かを評価した。金属層の剥離が観測された場合を劣る「×」、金属層の剥離が観測されなかった場合を優れる「○」とした。
(Adhesion)
It was evaluated whether or not the metal layer (plating film) was peeled from the core wire by a tape peeling test of JIS 8504. The case where the peeling of the metal layer was observed was inferior “×”, and the case where the peeling of the metal layer was not observed was evaluated as “Excellent”.
(屈曲性)
マンドレル式120°両側折り曲げ屈曲試験において、曲げ半径r=8mm、繰返し速度120rpmにて200往復屈曲させた。この際、往復回数100回以上で金属層の剥がれが確認されなかった場合を良好「○」、往復回数100回未満で金属層の剥がれが確認された場合を不良「×」とした。良好「○」のうち、往復回数200回でも金属層の剥がれが確認されなかった場合を特に良好「◎」とした。
(Flexibility)
In the mandrel type 120 ° double-side bending test, the sample was bent 200 reciprocally at a bending radius r = 8 mm and a repetition rate of 120 rpm. At this time, the case where peeling of the metal layer was not confirmed after the number of reciprocations of 100 or more was evaluated as “good”, and the case where peeling of the metal layer was confirmed after the number of reciprocations of less than 100 was evaluated as “poor”. Of the favorable “◯”, the case where peeling of the metal layer was not confirmed even after the number of reciprocations of 200 was particularly good “◎”.
比較例1は、PET樹脂からなる非導電性の単繊維を芯線として用いている。このため、金属層の密着性に劣っている。比較例1では、金属層と繊維との密着性が悪いため、導体抵抗の測定中に金属層が剥がれ、導体抵抗の測定ができなかった。これに対し、実施例1−4は、導電性の単繊維を芯線として用いている。このため、金属層の密着性に優れている。実施例1,3,4から、炭素繊維としてカーボンナノチューブを用いると、黒鉛より少量で導電効果を得ることができた。これにより、加工性が向上している。また、実施例1,4から、芯線の樹脂に官能基を有する樹脂を含むことで金属層の密着性が向上するため、導電性フィラーの量を減らすことができた。これにより、加工性が向上している。そして、実施例5によれば、芯線の樹脂に官能基を有する樹脂を含むことで金属層の密着性が向上するため、導電性フィラーを用いなくても金属層の密着性が確保できた。そして、導電性フィラーを用いていないので、加工性がさらに向上している。 Comparative Example 1 uses a non-conductive single fiber made of PET resin as a core wire. For this reason, it is inferior to the adhesiveness of a metal layer. In Comparative Example 1, since the adhesion between the metal layer and the fiber was poor, the metal layer was peeled off during the measurement of the conductor resistance, and the conductor resistance could not be measured. On the other hand, Example 1-4 uses the electroconductive single fiber as a core wire. For this reason, it is excellent in the adhesiveness of a metal layer. From Examples 1, 3, and 4, when carbon nanotubes were used as carbon fibers, a conductive effect could be obtained in a smaller amount than graphite. Thereby, workability is improved. Moreover, since the adhesiveness of a metal layer improves by including resin which has a functional group in resin of a core wire from Example 1, 4, the quantity of the conductive filler was able to be reduced. Thereby, workability is improved. And according to Example 5, since the adhesiveness of a metal layer improved by including resin which has a functional group in resin of a core wire, the adhesiveness of the metal layer was able to be ensured even if it did not use an electroconductive filler. And since the conductive filler is not used, workability is further improved.
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
10 絶縁電線
12 導体
14 絶縁層
16 芯線
18 金属層
10
Claims (9)
前記導電性単繊維が、樹脂および導電性フィラーを含有する組成物からなることを特徴とする絶縁電線。 A conductor having a metal layer on the outer periphery of a core wire made of a conductive single fiber, and an insulating layer provided on the outer periphery of the conductor,
The insulated electric wire, wherein the conductive single fiber is made of a composition containing a resin and a conductive filler.
前記単繊維の樹脂が、カルボン酸基、酸無水物基、アミノ基、アクリル基、メタクリル基、エポキシ基、オキサゾリン基、ヒドロキシル基、シラン基から選択される1種または2種以上の官能基を有する樹脂を含むことを特徴とする絶縁電線。 A conductor having a metal layer on the outer periphery of a core wire made of resin single fiber, and an insulating layer provided on the outer periphery of the conductor,
The single fiber resin has one or more functional groups selected from carboxylic acid groups, acid anhydride groups, amino groups, acrylic groups, methacrylic groups, epoxy groups, oxazoline groups, hydroxyl groups, and silane groups. An insulated wire comprising a resin having the same.
Priority Applications (1)
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CN109378669A (en) * | 2018-12-10 | 2019-02-22 | 河北硅谷化工有限公司 | A kind of electric railway novel carbon fiber composite core contact line and its manufacture craft |
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2016
- 2016-04-13 JP JP2016080040A patent/JP2017191698A/en active Pending
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