JPH10130512A - 紫外線架橋樹脂材料及び紫外線架橋絶縁電線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】架橋後の物性を考慮した最適の材料組成とする
ことができ、それでいながら液ダレや偏肉或いはチキソ
トロピー性がなく、その結果優れた製造作業性を発揮す
る紫外線架橋樹脂材料及び紫外線架橋絶縁電線を提供す
ること。 【解決手段】オリゴマ、モノマ、光重合開始剤から成る
ベース材料に、表面基が親水性である固体粒子と表面基
が疏水性である固体粒子とを併用添加。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は紫外線架橋樹脂材料
及び紫外線架橋絶縁電線に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信機器や精密電子機器類は益々
小型化或いは高密度実装化の傾向にある。

【０００３】このためこれらの通信機器や精密電子機器
類に使用する電線については、その仕上がり外径をでき
るだけ細くして欲しい、という要求が強くなってきてい
る。即ち、近年の通信機器や精密電子機器類に使用する
電線ではその仕上がり外径がφ０．５mm以下のものが多
用されるようになってきている。

【０００４】ところで従来の通信機器や精密電子機器類
に使用する電線は、電線押出機により導体上に高分子固
体絶縁材料、例えば合成ゴム、合成樹脂等を押し出し被
覆して製造されている。

【０００５】ここにおいて電線押出機による電線製造方
法では、導体を電線押出機の前後で真っ直ぐに引っ張っ
た状態でその上に高分子固体絶縁材料を高圧で押し出し
被覆することから導体径が細いと線伸びしたり、或いは
断線したりするトラブルが発生し易い。また、導体上に
電線押出機により高分子固体絶縁材料を高圧で押し出し
被覆するのであるから、高分子固体絶縁材料層を１mm厚
さ以下に押し出すことが技術的に難しい。このような訳
で従来の電線押出機による高分子固体絶縁材料の押し出
し被覆製造方法では細径化絶縁電線、薄肉化絶縁電線の
製造が困難であった。

【０００６】これに対して紫外線架橋樹脂材料は無溶剤
液状樹脂から成るから導体上に極めて薄く紫外線架橋樹
脂層を塗布でき且つその塗布圧力も格段に小さく、その
結果導体上に紫外線架橋樹脂材料を塗布し、それから紫
外線照射、架橋させることにより細径化絶縁電線や薄肉
化絶縁電線を容易に製造することができる。その上紫外
線架橋樹脂材料は無溶剤液状樹脂であることから、エナ
メル線の高温焼き付け作業のような塗料中の溶剤を揮散
させたり、その樹脂分を高温で焼き付けする設備が不要
であり、その結果製造設備がコンパクトになるという利
点がある、しかしながらこの紫外線架橋樹脂材料は粘度
を任意に調節すること、特に高粘度に維持することが困
難であるという難点がある。これは次のような理由のた
めである。

【０００７】即ち、紫外線架橋樹脂材料はオリゴマ、モ
ノマ、光重合開始剤から成る。これらの内架橋後の物性
を左右するのはオリゴマとモノマであり、これらの種類
と配合比で架橋後の物性が異なる。このため紫外線架橋
樹脂材料は架橋後の物性を考慮してオリゴマとモノマで
の種類と配合比を決定する。

【０００８】従って紫外線架橋樹脂材料の粘度調節は第
二次的に決定せざるを得ないことになる。例えば、架橋
後の物性を考慮して低粘度のオリゴマとモノマとをそれ
ぞれ多量に配合して成る紫外線架橋樹脂材料は必然的に
粘度が極めて低いものになる。

【０００９】このような低粘度の紫外線架橋樹脂材料は
導体上に塗布すると、低粘度のために落下（以下、液ダ
レという）したり、導体の長手方向の一方側に偏ったり
（以下、偏肉という）することになる。

【００１０】そこでこれらの液ダレや偏肉を防止するた
め、次のような対策が行われていた。

【００１１】（１）大型で且つ強力なる紫外線照射装置
の導入 この方法は、照射、架橋の速度を上げ、それにより引取
り速度を上げる。つまりこの方法は、液ダレや偏肉が大
きくなる前に照射、架橋させてしまう方法である。

【００１２】（２）高粘度オリゴマの増量方法 この方法は架橋後の物性を犠牲にして高粘度オリゴマを
増量配合する。

【００１３】（３）固体の微粒子添加による増粘方法 この方法は固体の微粒子を添加することにより増粘する
方法である。

【００１４】しかしながらこれらの方法には次のような
難点が避けられなかった。

【００１５】まず、（１）の大型で且つ強力なる紫外線
照射装置の導入方法では、必要以上に大型設備を設置す
ることになり、その結果設備投資費がかかり製造原価を
押し上げる難点があった。

【００１６】次の（２）の高粘度オリゴマの増量方法で
は、架橋後の物性を損なうということが避けられなかっ
た。

【００１７】また、（３）の固体の微粒子添加による増
粘方法では、添加する微粒子の表面が親水性なものであ
り、その結果水分の影響を受けて水素結合を起こし易
く、そしてその水素結合により紫外線架橋樹脂材料にチ
キソトロピー性が付与されてしまうという難点があっ
た。このようにチキソトロピー性を持つ紫外線架橋樹脂
材料は静置しておくと数分から数時間で極端な高粘度の
固体化物となり、その結果導体上に塗布することが困難
となるという難点があった。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、架橋後の物性を考慮し
た最適の材料組成とすることができ、それでいながら液
ダレや偏肉或いはチキソトロピー性がなく、その結果優
れた製造作業性を発揮する紫外線架橋樹脂材料及び紫外
線架橋絶縁電線を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、オリゴマ、モノマ、光重合開始剤から成るベース
材料に、表面基が親水性である固体粒子と表面基が疏水
性である固体粒子とを併用添加して成ることを特徴とす
る紫外線架橋樹脂材料及びこれを導体上に塗布、硬化し
て成る紫外線架橋絶縁電線にある。

【００２０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の紫外線架橋樹脂材
料及び紫外線架橋絶縁電線実施の形態について説明す
る。

【００２１】本発明は固体粒子の種類或いは表面の官能
基の親水性が異なるもの、即ち疎水性表面を持つ固体微
粒子を添加することで、親水性表面基を持つ微粒子の水
素結合による凝集を効果的に抑制することで、増粘効果
を維持しつつチキソトロピー効果を非常に小さくした材
料、即ち粘度の経時変化が非常に小さい紫外線架橋材料
を得られる。このために均質な製品を容易に得ることが
できる。

【００２２】本発明において、紫外線架橋材料に固体粒
子を配合する主な目的は、材料全体の粘度を高くするこ
とにある。本来の紫外線架橋樹脂組成物の材料粘度の温
度依存性は大きく、導体上に塗布後、紫外線照射架橋ま
での間に液ダレを生じやすいが、固体粒子を配合した紫
外線架橋樹脂組成物は高粘度化したことに加え、温度依
存性も小さくなるため、温度変化による導体上の材料の
挙動の変化は極めて小さくなる。これまで、液ダレ防止
のために製造条件を厳密に規定する必要があったが、こ
のような材料を用いることで作業条件の範囲が広くとれ
ることになり、作業性が向上するとともに品質のばらつ
きも生じにくくなるため、生産性も向上する。

【００２３】上記本発明の導体を構成する金属は、銅、
アルミニウム、鉄、銀、白金、金等のいずれでもよく、
これらの合金、さらに、これらに錫、亜鉛等を加えた合
金であってもよい。

【００２４】また、金属導体は、単線でも撚線でもよ
く、撚線では素線ごと、或いは一括メッキしたものでも
よい。

【００２５】本発明に使用する紫外線硬化樹脂組成物は
基本的に光重合性オリゴマ、光重合性モノマ、光開始剤
などからなる。光重合性オリゴマ（プレポリマ）とは、
例えば、エポキシアクリレート系、エポキシ化油アクリ
レート系、ウレタンアクリレート系、ポリエステルウレ
タンアクリレート系、ポリエーテルウレタンアクリレー
ト系、ポリエステルアクリレート系、ポリエーテルアク
リレート系、ビニルアクリレート系、シリコーンアクリ
レート系、ポリブタジエンアクリレート系、ポリスチレ
ンエチルメタクリレート系、ポリカーボネートジカルボ
ネート系、不飽和ポリエステル系、ポリエン／チオール
系など各種オリゴマであって、不飽和二重結合を有する
官能基、例えばアクリロイル基、メタクリロイル基、ア
リル基、ビニル基を２個以上有するものである。オリゴ
マはふっ素置換されたものでもよく、２種以上のオリゴ
マを組み合わせてもよい。

【００２６】光重合性モノマとは、分子中にアクリロイ
ル基、メタクリロイル基、アリル基、ビニル基等の官能
基を１個または２個以上有する公知の化合物を用いるこ
とができる。

【００２７】光重合開始剤とは、光重合性オリゴマやモ
ノマの重合反応を開始させる働きを持つもので、紫外線
を受け、フリーラジカルを生成する役割を持つ。紫外線
硬化のためにはこのフリーラジカルが必要で、光重合開
始剤は紫外線により特定波長を吸収して電子的励起状態
となりラジカルを発生し易い物質である。例えば、ベン
ゾインエーテル系、ケタール系、アセトフェノン系、ベ
ンゾフェノン系、チオキサントン系などがあり目的に応
じて種々の光重合開始剤を用いることができる。

【００２８】また、上記本発明の実施に際しては、樹脂
組成物に所望により以下のものを１または２種以上組み
合わせて含有させることができる。

【００２９】即ち、光開始助剤、接着防止剤、チクソ付
与剤、充填剤、可塑剤、非反応性ポリマー、着色剤、難
燃剤、難燃助剤、軟化防止剤、離型剤、乾燥剤、分散
剤、湿潤剤、沈澱防止剤、増粘剤、帯電防止剤、静電防
止剤、防かび剤、防鼠剤、防蟻剤、艶消し剤、ブロッキ
ング防止剤、皮張り防止剤、界面活性剤等を組み合わせ
て用いることができる。

【００３０】本発明では固体粒子の直径を規定するもの
ではないが望ましくは直径５．０μｍ以下が好ましい。
その材質としては、二酸化ケイ素の他、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、フッ素四ケ
イ素、アルミナ、二酸化チタン、ＰＦＡ、ＥＴＦＥ、Ｐ
ＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＣＴＥＦ、ＰＶｄＦ、ガラス、ＦＥ
Ｐ、チタン酸カリウム等金属、非金属を問わない。ま
た、粒子表面をコーティングすることにより改質したも
のを組み合わせることも可能である。一例として二酸化
ケイ素粒子表面のシラノール基（−ＳｉＯＨ）をメチル
基（−ＣＨ３）に置換したものを用いてもよいが、材料
や表面処理の方法を規定するものではない。

【００３１】配合量はベース材料１００重量部に対して
複数種類の粒子合計で０．０５重量部以下では必要な増
粘効果を発揮させることが困難であり、１５重量部を超
えると粒子による紫外線の遮蔽効果が顕著になり硬化不
良を起こし易くなるだけでなく、絶縁体の曲げクラック
が生じやすい等の問題点が顕著になる。

【００３２】

【発明の実施例】次に、本発明の紫外線架橋樹脂材料及
び紫外線架橋絶縁電線の実施例及び比較例について説明
する。

【００３３】（基本のベース紫外線架橋樹脂材料）オリ
ゴマとしてウレタンアクリレート系オリゴマ（プレポリ
マ）、モノマとしてエチレングリコール系モノマ、光重
合開始剤としてベンジルジメチルケタールを選び、これ
らを架橋後に最適特性を発揮できるように適宜配合する
ことによりベース紫外線架橋樹脂材料とした。

【００３４】このベース紫外線架橋樹脂材料の粘度は４
００ｍＰａ・ｓでぁつた。

【００３５】（紫外線架橋樹脂材料の粘度測定）ベース
紫外線架橋樹脂材料に所定の粒子を加え、それから真空
攪拌装置内にて脱泡しながら攪拌、混合した。攪拌終了
後２０℃の室温下の大気環境下に紫外線架橋樹脂材料を
取り出し、６０秒経過後の粘度を粘度計により測定し、
製造直後の粘度とした。

【００３６】それから紫外線架橋樹脂材料をそのままの
状態で２時間放置し、粘度を粘度計により測定し、２時
間経過後の粘度とした。

【００３７】（紫外線架橋絶縁電線の製造）導体径φ
０．５mmの銅線上に紫外線架橋樹脂材料を塗布し、それ
からダイスで厚さが５０μｍと成るように絞り落とし、
それから紫外線照射装置内を通過させることにより架橋
させて紫外線架橋絶縁電線を製造した。

【００３８】（実施例）ベース紫外線架橋樹脂材料に、
親水性表面を持つ二酸化ケイ素粒子を３重量部を加え、
更に疏水性表面とを持つ二酸化ケイ素粒子をも３重量部
加え、それから攪拌することにより実施例の紫外線架橋
樹脂材料を得た。

【００３９】（比較例１）ベース紫外線架橋樹脂材料
に、親水性表面を持つ二酸化ケイ素粒子のみを加え、そ
れから攪拌することにより比較例１の紫外線架橋樹脂材
料を得た。

【００４０】（比較例２）ベース紫外線架橋樹脂材料
に、疏水性表面を持つ二酸化ケイ素粒子のみを加え、そ
れから攪拌することにより比較例２の紫外線架橋樹脂材
料を得た。

【００４１】（紫外線架橋樹脂材料の評価結果）表１は
これらの紫外線架橋樹脂材料の粘度測定結果を示したも
のである。

【００４２】

【表１】

【００４３】表１から分かるように比較例１の紫外線架
橋樹脂材料はチキソトロピー効果による増粘の経時変化
が極めて大きく、その結果紫外線架橋絶縁電線の製造作
業性が極めて悪い。

【００４４】また、比較例２の紫外線架橋樹脂材料はチ
キソトロピー効果による増粘の経時変化が小さいもの
の、増粘効果がなく、その結果紫外線架橋絶縁電線の製
造作業において液ダレ不良や偏肉不良が多発するもので
あり、これまた紫外線架橋絶縁電線の製造作業性が極め
て悪い。

【００４５】これに対して実施例の紫外線架橋樹脂材料
は増粘効果が顕著に認められ、しかもチキソトロピー効
果による増粘の経時変化も僅かであり、優れた紫外線架
橋絶縁電線の製造作業性を有している。

【００４６】（紫外線架橋絶縁電線の評価結果）表２は
これらの紫外線架橋樹脂材料を用いて紫外線架橋絶縁電
線を製造したときにおける製造作業性を評価したもので
ある。

【００４７】また、図１はかくして得られた実施例の紫
外線架橋絶縁電線の拡大横断面図を示したものであっ
て、１は導体、２は紫外線架橋絶縁層である。

【００４８】

【表２】

【００４９】表２から分かるように比較例１の紫外線架
橋絶縁電線は外観、塗布厚さの長手方向の変化が大きい
（偏肉）という難点がある。

【００５０】また、比較例２の紫外線架橋絶縁電線は液
ダレによる外観不良が酷く、更に塗布厚さの長手方向の
変化も大きい（偏肉）という難点がある。

【００５１】これに対して実施例の紫外線架橋絶縁電線
は外観が良好で且つ塗布厚さの長手方向の変化が小さ
く、その結果表示はしないが優れた機械的特性と電気的
特性とを発揮した。

【００５２】

【発明の効果】本発明の紫外線架橋絶縁電線は外観が良
好で且つ塗布厚さの長手方向の変化が小さく、その結果
優れた機械的特性と電気的特性とを発揮できるものであ
り、工業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の紫外線架橋絶縁電線の拡大
横断面図を示したものである。

【符号の説明】

１ 導体 ２ 紫外線架橋絶縁層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オリゴマ、モノマ、光重合開始剤から成る
   ベース材料に、表面基が親水性である固体粒子と表面基
   が疏水性である固体粒子とを併用添加して成ることを特
   徴とする紫外線架橋樹脂材料。
2. 【請求項２】表面基が親水性である固体粒子と表面基が
   疏水性である固体粒子との合計添加量がベース材料１０
   ０重量部に対して０．５〜１５重量部であることを特徴
   とする請求項１記載の紫外線架橋樹脂材料。
3. 【請求項３】導体上に紫外線架橋樹脂材料を塗布、硬化
   して成る紫外線架橋絶縁電線において、前記紫外線架橋
   樹脂材料はオリゴマ、モノマ、光重合開始剤から成るベ
   ース材料に、表面基が親水性である固体粒子と表面基が
   疏水性である固体粒子とを併用添加して成ることを特徴
   とする紫外線架橋絶縁電線。
4. 【請求項４】紫外線硬化樹脂材料は、表面基が親水性で
   ある固体粒子と表面基が疏水性である固体粒子との合計
   添加量がベース材料１００重量部に対して０．５〜１５
   重量部であることを特徴とする請求項３記載の紫外線架
   橋絶縁電線。