JP4879613B2 - 樹脂組成物、発泡樹脂組成物、成形品及び電線 - Google Patents
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、成形品及び電線に関するものである。
しかし、これらの方法のみでは、高発泡度で均一かつ微細な発泡絶縁体を得ることは困難な状況にある。
また、展着剤にあっても、用いるベース樹脂との関係で、具体的にどのような特性のものの使用が望ましいのかは不明であった。さらにまた、ベース樹脂として熱可塑性フッ素系樹脂を使用する場合、加工温度が樹脂分解温度に近いので、これに分散剤や展着剤を添加したとき、混練がスムーズに行えず、この混練による発熱などの熱履歴で樹脂が劣化して本来の特性が失われ易いというような問題もあった。
(1)ベース樹脂ペレットに展着されたフッ素系オイルが成形機で混練されるまで離脱し難いこと、つまり、良好なオイルの展着が得られること、(2)発泡時にはスムーズに揮発するため、樹脂の発泡に対する悪影響が少ないこと、(3)成形機内でオイルがスムーズに流動するため、樹脂劣化の原因となる、焼き付きが起ったり、発泡樹脂中に残存することがないため、絶縁電線などの誘電特性を悪化さたりする懸念がないことなどが分かった。特にFEP、PFAなどの熱可塑性フッ素系樹脂との組み合わせにおいて好適であることも分かった。
また、上記同軸ケーブルのような特性が特に要求されない通常の発泡樹脂成形品、例えば通常のケーブル絶縁体、断熱用や遮音用の発泡板材など、さらに、軽量化のための成形体などの場合でも、フッ素系オイルの展着剤を用いことが有用であることが分かった。
CF3 −(CF2 −CF2 −CF2 −O−)n−CF2 −CF3 )・・・(1)
これらのデムナムS−20、S−65、及び特性の異なる同種のフッ素系オイル〔ダイキン工業社製のデムナムS−100、S−200)のより詳しい特性データは、表1の如くである。なお、表1中蒸発損失(揮発減量)は、約90mm内径の耐熱シャーレに試料オイルを15〜25g入れて、目的温度の熱風循環式電気炉で加熱し、重量減少量を求めて測定した値である。表1のオイルのその他の物理的性質として、各オイルの比熱は1.0J/g(0.24cal/g)、絶縁破壊電圧は(2.5mm)72KVである。
〔配合〕
先ず、表2〜表10に示す配合割合からなる材料を用意した。
ベース樹脂:PFA〔440HP−J(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)〕、FEP〔5100J(商品名、三井デュポンフロロケミカル社製)〕、展着剤:フッ素系オイル〔デムナムS−20、S−65、S−100、S−200(商品名、ダイキン工業社製)〕、発泡核剤:窒化ホウ素〔HP−P1(商品名、水島合金鉄社製)〕。なお、表中の配合材料において、ベース樹脂量は質量部数を、展着剤量は質量%を示す。
そして、先ず、シェーカー・ミキサ(容量1L)にベース樹脂ペレット1Kgと展着剤を投入し、樹脂ペレット表面が均一に展着剤で濡れるようにミキシングした。その後、発泡核剤を投入し、再度ミキシングした。ミキシングでは容器に発泡核剤が残留するので、その残量を計測、統計して配合にフィードバックさせた。ミキシング時間は、展着剤をペレットに付着させる場合には1分を目安に行った。発泡核剤を展着する場合には5分を目安に行った。その理由はそれ以上行っても押出性と発泡に変化がなかったからである。また、ミキシング時の加温(℃)については、常温(20〜25℃)、30〜40℃、50〜60℃、70〜80℃の数種類を設定し、展着剤に対応して選択した。
上記配合で展着を終えた樹脂ペレットを押出機(成形機)の供給部(ポッパー)へ投入し、ガス発泡剤(物理発泡剤)として窒化ガスを使用して導体外周に押出発泡させた。ここで、導体外径は1.0mm、発泡絶縁体径は3mm、発泡度は50%とした。
樹脂ペレットへの展着剤の「濡れ性」は、発泡核剤を展着後、容器への粉の残った量を測定して判断した。そして、粉の残量が1割り未満の場合には濡れ性が「良好」として評価した。粉の残量が1割り以上の場合には濡れ性が「不良」として評価した。
そのため、評価結果では、外径変動公差を発泡度変動公差に変換して表した。そして、外径変動が公差の範囲内にあるときは「公差の範囲」として評価した。外径変動が公差の範囲外で、大きいときは「変動大」とした。ここで、特に変動が大きく、発泡に疎密があって、かつ発泡度が不均一な場合を「不良」とした。
上記表2〜表10により、以下のように評価した。
(1)展着剤:デムナムS−20を使用した場合
展着剤量が0.05〜0.2質量%では、室温で1分程度のミキシング時間で樹脂ペレット表面が均一に濡れ、かつ発泡状態に不均一はないことが分かった(実施例1〜3、10〜12)。展着剤量が0.05質量%未満では、均一に樹脂ペレット表面を濡らすには量が不足であり、押出機のホッパー中で樹脂ペレット表面から発泡核剤が脱落してホッパー下に溜まる不具合が生じることが分かった。その結果、押し出された発泡絶縁体に発泡核剤の濃度変動(分散ムラ)が生じて、発泡度、発泡セル径、外径にそれぞれ大きな変動があることが分かった(比較列1〜4)。また、展着剤量が0.2質量%を超える場合には、押出機コンプレッション部分に達してもある程度オイルが残り、発泡度を調整することに不具合が生じたため、外径変動が大きくなることが分かった(比較列5〜8)。
デムナムS−20で良好な発泡絶縁体が得られた添加量(実施例1〜3、10〜12)とミキシング時間では樹脂ペレットが均一に濡れないことが分かった(比較列9〜12)。この場合、加熱器(オーブンなど)で樹脂ペレットを30〜40℃程度に加温してからミキシングすると、デムナムS−20のときと同様に良好に展着させることができ、また、良好に押出発泡できることが分かった(実施例7〜9、16〜18)。また、樹脂ペレットを加温しなくとも、ミキシング時間を長くすることで、ミキシングによる発熱で結果的に加温されるため、良好な展着と押出発泡ができることが分かった(実施例4〜6、13〜15)。また、この場合も良好な展着と押出発泡ができる適用範囲は、デムナムS−20のときと同様であることが分かった(実施例13〜15)。勿論、添加量が少ないときには、濡れ性が不十分で、また、発泡度の変動も大きくなることが分かった(比較例13〜16)。
この場合にもデムナムS−65と同様に常温では良好な展着ができないことが分かった。樹脂ペレットを加温したり、ミキシング時間を長くしたりすれば、展着可能であったが、デムナムS−20で添加量を多くした例と同様オイルが揮発し難く、押出機シリンダ内での樹脂ペレットの滑りによる押出性の悪化が生じたり、発泡絶縁体中にオイル成分として残留しりして、発泡状態への悪影響が生じることが分かった(比較列17〜30)。
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂100質量部に対して、発泡核剤及び、平均分子量が2700のとき、動粘度(20℃)が43〜63mm 2 /s、150℃×3時間での揮発減量が6%以下のポリパーフルオロプロピルエーテルを0.05〜0.2質量%を含有することを特徴とする樹脂組成物。
- 熱可塑性樹脂100質量部に対して、発泡核剤及び、平均分子量が4500のとき、動粘度(40℃)が58〜72mm 2 /s、200℃×3時間での揮発減量が2%以下のポリパーフルオロプロピルエーテルを0.05〜0.2質量%を含有することを特徴とする樹脂組成物。
- 前記熱可塑性樹脂がフッ素系樹脂を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の樹脂組成物。
- 前記フッ素系樹脂が、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、テトラフロロエチレン−パーフロロアルキルビニルエーテル共重合体からなる群より選ばれる1種又は2種以上からなるフッ素系樹脂であることを特徴とする請求項1〜3記載の樹脂組成物。
- 前記発泡核剤が窒化ホウ素、ゼオライト、シリカ、活性炭、又はシリカゲルからなる群より選ばれる1種又は2種以上からなる発泡核剤であることを特徴とする請求項1〜4記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜5の樹脂組成物を発泡させたことを特徴とする発泡樹脂組成物。
- 前記請求項6の発泡樹脂組成物を用いることを特徴とする成形品。
- 前記請求項6の発泡樹脂組成物を被覆することを特徴とする電線。
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