JP2016160416A - ペレット、発泡樹脂成形体、発泡絶縁電線及びケーブル - Google Patents
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無機系化学発泡剤の主なものとしては重炭酸ナトリウムなどがあり、これらは分解時にポリマーへの溶解度が大きい炭酸ガスを発生する。しかし、分解生成物として誘電率(ε)及び誘電正接(tanδ)の大きな金属塩が生成されるため、低誘電率化が求められる高速伝送ケーブルや高周波ケーブルに使用することは難しい。そのため、主に有機系の化学発泡剤が用いられている。
[2]前記内層は、前記高融点樹脂を含有する前記[1]に記載のペレット。
[3]前記内層は、粉末状の前記化学発泡剤を含む粉末を加熱溶融することなく固めて成形したものであり、前記外層は、粉末状の前記高融点樹脂を含む粉末を加熱溶融することなく固めて成形したものである前記[1]又は前記[2]に記載のペレット。
[4]前記高融点樹脂は、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリエーテルケトン及びポリエーテルエーテルケトンから選ばれる1種以上である前記[1]〜[3]のいずれか1つに記載のペレット。
[5]前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)及び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)から選ばれる1種以上である前記[4]に記載のペレット。
[6]前記内層と前記外層の体積比(内層:外層)は、1:1〜1:5である前記[1]〜[5]のいずれか1つに記載のペレット。
[7]マスターバッチである前記[1]〜[6]のいずれか1つに記載のペレット。
[8]前記[1]〜[6]のいずれか1つに記載のペレットを押出成形により混練りし、発泡させて得られる発泡樹脂成形体。
[9]前記[7]に記載のペレットを、前記ペレットに含まれる前記高融点樹脂を含むベースの樹脂とともに押出成形により混練りし、発泡させて得られる発泡樹脂成形体。
[10]前記[8]又は[9]に記載の発泡樹脂成形体からなる絶縁層を有することを特徴とする発泡絶縁電線。
[11]前記[10]に記載の発泡絶縁電線を有することを特徴とするケーブル。
図1は、本発明の実施の形態に係るペレットの断面図である。
本発明の実施の形態に係るペレット90dは、化学発泡剤を含有する内層90bと、内層90bを被覆し、上記化学発泡剤の分解温度よりも融点が高い高融点樹脂を含有する外層90Dとを備える。
本発明の実施形態においては、加熱することなく、粉体同士の混合物を打錠機等により圧縮成形してペレット化するだけなので、分解温度の高低にかかわらずあらゆる化学発泡剤を使用できる。
本発明の実施形態において好適な高融点樹脂としては、例えばフッ素樹脂、ポリアミド、ポリエーテルケトン及びポリエーテルエーテルケトンから選ばれる1種以上である。フッ素樹脂が特に好ましい。上記以外のスーパーエンジニアリングプラスチックないしエンジニアリングプラスチックも用いることができる。例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)が挙げられる。
本発明の実施形態で使用するペレットは、内層及び/又は外層に、さらに発泡核剤を含んでいてもよい。発泡核剤を併用することにより、発生する気泡の径を微細にできる。発泡核剤としては、溶融フッ素樹脂中で分解せず、かつ分散性が良いものを使用することができる。例えば、窒化ホウ素、タルク、ゼオライト、シリカ、活性炭、シリカゲルなどを好適に使用できる。発泡核剤は、後述するベース樹脂に添加してもよい。或いは、これらとは別に発泡核剤を含有するペレットを作製してもよい。
本発明の実施の形態に係る発泡樹脂成形体は、本発明の実施の形態に係る上記ペレットを押出成形により混練りし、発泡させて得られる発泡樹脂成形体である。また、本発明の実施の形態に係る発泡樹脂成形体は、本発明の実施の形態に係る上記ペレットがマスターバッチである場合には、当該ペレットを、当該ペレットに含まれる高融点樹脂を含むベースの樹脂とともに押出成形により混練りし、発泡させて得られる発泡樹脂成形体である。
本発明の実施の形態に係る発泡樹脂成形体は、フルコンパウンド方式のみならず、マスターバッチ方式で押出成形により製造することもできる。この場合、前述のペレットをマスターバッチとして使用することが好ましい。マスターバッチとしてのペレット中の化学発泡剤の含有量は、マスターバッチの全量に対して1〜30質量%とすることが好ましく、5〜20質量%とすることがより好ましく、10質量%程度とすることが更に好ましい。マスターバッチとしてのペレットは、後述する高融点樹脂を1種以上含むベースの樹脂とともに押出成形により混練りされる。この場合、押出成形時にマスターバッチとしてのペレットとベースの樹脂としての高融点樹脂のペレットとをドライブレンドして押出ができる。
本発明の実施形態において、マスターバッチ方式で押出成形する場合に使用するベースの樹脂としては、前述したペレット中に含有される高融点樹脂と同じものを使用できる。特に、フッ素樹脂、中でもPFA及び/又はFEPを使用することが好ましい。
得られた発泡樹脂成形体は、化学発泡剤の分解残渣を含む。除去可能な分解残渣は除去することが好ましい。分解残渣の一例を挙げると、アゾ化合物の分解残渣としては、例えばシアヌル酸、ウラゾール、ビウレア、ヒドラジド化合物の分解残渣としては、例えばポリジチオフェニルエーテル、ポリチオフェニルベンゼンスルホニルエーテル、ニトロソ化合物の分解残渣としては、例えばヘキサメチレンテトラミン、ヒドラゾ化合物の分解残渣としては、例えばウラゾールがある。
本発明の実施形態に係る発泡樹脂成形体の製造方法は、本発明の実施形態に係る上記ペレットを作製する工程と、当該ペレットを押出成形により混練し発泡させる工程とを有する。
図2A及び図2Bは、本発明の実施の形態に係るペレットの内層90bの作製工程を説明するための概略図である。図2Aは、ペレットの内層90bを成形するための打錠機を上から見た概略図であり、図2Bは、図2Aに示す(1)〜(5)の位置における打錠工程を説明するための図である。
図3A及び図3Bは、本発明の実施の形態に係るペレット90dの作製工程を説明するための概略図である。図3Aは、ペレット90dを成形するための打錠機を上から見た概略図であり、図3Bは、図3Aに示す(1)〜(7)の位置における打錠工程を説明するための図である。
先ず、打錠機900のホッパ91に投入するための原料90cを準備する。高融点樹脂の粉末及び必要に応じてその他の添加剤を秤量後、これらを混合装置を用いてよく混合することで原料90cを得る。混合装置としては、タンブラーミキサー、ヘンシェルミキサー、シェーカーなどの粉体用の混合ミキサー全般を用いることができる。
(1)高融点樹脂と化学発泡剤の粉体の混合
kawata製スーパミキサピッコロを使用
<作業条件>
粉体量:500g
撹拌上羽根:SI型
撹拌羽根回転数:300rpm
撹拌下羽根:SL型
撹拌時間:10分
(2)ペレット90bの作製
打錠圧力:0.5KN〜3KN
充填高さ:7.5mm、臼径:φ2.0mm
仕上がりペレット:φ2.0、高さ3.0mm
打錠機回転数:15rpm
(3)ペレット90dの製造(外層90Dの被覆)
打錠圧力:0.5KN〜3KN
充填高さ:7.5mm、臼径:φ3.0mm
仕上がりペレット:φ3.0、高さ4.0mm
打錠機回転数:15rpm
押出成形により混練し発泡させる工程では、例えば、絶縁電線の絶縁層としての発泡樹脂成形体を製造する場合、押出機は耐食仕様の押出機であれば良い。
本発明の実施形態に係る発泡絶縁電線は、前述の本発明の実施形態に係る発泡樹脂成形体からなる絶縁層を有する。
また、本発明の実施形態に係るケーブルは、本発明の実施形態に係る発泡絶縁電線を有する。
図6は、本発明の第1の実施の形態に係る発泡絶縁電線の断面構造を示す断面図である。図7は、図6の変形例に係る発泡絶縁電線の断面構造を示す断面図である。また、図8は、本発明の第1の実施の形態に係る同軸ケーブルの長手方向の側面図である。
図9は、本発明の第2の実施の形態に係る発泡絶縁電線の断面構造を示す断面図である。図10は、本発明の第2の実施の形態に係る同軸ケーブルの長手方向の側面図である。また、図11は、図10の変形例に係る同軸ケーブルの長手方向の側面図である。
図12は、本発明の第3の実施の形態に係るケーブルの断面構造を示す断面図である。図13は、図12の変形例に係るケーブルの断面構造を示す断面図である。
図14は、本発明の第4の実施の形態に係る発泡絶縁電線の断面構造を示す断面図である。図15は、図14の変形例に係る発泡絶縁電線の断面構造を示す断面図である。
図16は、本発明の第5の実施の形態に係る発泡絶縁電線の断面構造を示す断面図である。図17は、図16の変形例に係る発泡絶縁電線の断面構造を示す断面図である。
本発明の実施の形態に係る発泡絶縁電線及びケーブルは、絶縁電線の絶縁層としての本発明の実施の形態に係る発泡樹脂成形体を用いる以外は、公知の発泡絶縁電線及びケーブルの製造方法により製造できる。この際、外部充実層の押出機は、シリンダ温度230℃〜350℃、ヘッド温度310℃〜350℃であることが好ましい。押出方式は、発泡絶縁層と外部充実層とを同時に押し出す2層同時押出方式で行なってもよいし、別々に押し出す2層コモン押出方式で行なってもよい。
本実施の形態によれば、化学発泡剤の分解温度よりも融点が高い高融点樹脂を用いた場合における化学発泡剤の分解ガスを効率的に利用可能なペレット、発泡樹脂成形体、発泡絶縁電線及びケーブルを提供することができる。さらには、以下の効果を奏する。
本発明のペレット90dを下記の配合にしたがって製造した。使用した材料は下記の通りである。
FEP:商品名NP21、ダイキン工業株式会社製
PFA:商品名AP210)、ダイキン工業株式会社製
アゾ化合物:アゾジカルボンアミド(ADCA):商品名ビニホールAC#3、永和化成工業株式会社製
窒化ホウ素:商品名ボロンナイトライド(BN)グレード名(SP2)、電気化学工業株式会社製
製造したペレット90dを用いて、下記の条件にて、下記の高速伝送用ケーブル(28AWG)を製造した。
高融点樹脂:FEP
押出機:30mm押出機
シリンダ:340℃
ヘッド:320℃
スクリュ:20rpm
樹脂:MB比 1:20
化学発泡剤(質量%):0.5
発泡核剤(質量%):0.25
発泡絶縁体径:1.05φmm
心線径:7/0.127=0.38φmm
発泡度(%):50
製造したペレット90dを用いて、下記の条件にて、下記の超音波診断用プローブケーブル(48AWG)を製造した。
高融点樹脂:PFA
押出機:30mm押出機
シリンダ:370℃
ヘッド:350℃
スクリュ:20rpm
樹脂:MB比 1:20
化学発泡剤(質量%):0.5
発泡核剤(質量%):0.25
発泡絶縁体径:0.093φmm
心線径:7/0.013=0.039φmm
発泡度(%):40
静電容量(pF/m):117〜125
特性インピーダンス(Ω):49〜53
90d:ペレット、90D:ペレットの外層
90e:ペレット(ベース樹脂)
90,900:打錠機、91,91A:ホッパ、92:ホッパ架台
93:臼、94:上杵、95:下杵、96:スクレーパ
97,98:スライダー
80:押出機、81:ペレット投入口、82:押出機シリンダ
83:押出機スクリュ、84:半溶融樹脂、85:溶融樹脂
10,20,30,40,50,60,70:発泡絶縁電線
1,11:内部導体、2:発泡絶縁層
3:外部充実層、4:内部充実層
100,200,300:同軸ケーブル
101,201:外部導体、102:シース
400,500:同軸ケーブル
401:シールドテープ、402:ドレインワイヤ
Claims (11)
- 化学発泡剤を含有する内層と、前記内層を被覆し、前記化学発泡剤の分解温度よりも融点が高い高融点樹脂を含有する外層とを備えたペレット。
- 前記内層は、前記高融点樹脂を含有する請求項1に記載のペレット。
- 前記内層は、粉末状の前記化学発泡剤を含む粉末を加熱溶融することなく固めて成形したものであり、前記外層は、粉末状の前記高融点樹脂を含む粉末を加熱溶融することなく固めて成形したものである請求項1又は請求項2に記載のペレット。
- 前記高融点樹脂は、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリエーテルケトン及びポリエーテルエーテルケトンから選ばれる1種以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載のペレット。
- 前記フッ素樹脂が、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)及び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)から選ばれる1種以上である請求項4に記載のペレット。
- 前記内層と前記外層の体積比(内層:外層)は、1:1〜1:5である請求項1〜5のいずれか1項に記載のペレット。
- マスターバッチである請求項1〜6のいずれか1項に記載のペレット。
- 請求項1〜6のいずれか1項に記載のペレットを押出成形により混練りし、発泡させて得られる発泡樹脂成形体。
- 請求項7に記載のペレットを、前記ペレットに含まれる前記高融点樹脂を含むベースの樹脂とともに押出成形により混練りし、発泡させて得られる発泡樹脂成形体。
- 請求項8又は請求項9に記載の発泡樹脂成形体からなる絶縁層を有することを特徴とする発泡絶縁電線。
- 請求項10に記載の発泡絶縁電線を有することを特徴とするケーブル。
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