JP5189871B2 - Ptfe多孔体、ptfe混合体、ptfe多孔体の製造方法、及びptfe多孔体を用いた電線・ケーブル - Google Patents
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Description
又、請求項2記載のPTFE多孔体は、PTFE粉末と、造孔剤とを含むPTFE混合体を所定形状に成形した後、上記造孔剤を除去することによって製造するPTFE多孔体であって、上記PTFE粉末は、二次粒径が30μm以下の粉体を主体とし、ファインパウダーであり、且つ、繊維化されていないことを特徴とするものである。
又、請求項3記載のPTFE多孔体は、上記造孔剤が、ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上を含むことを特徴とするものである。
又、請求項4記載のPTFE多孔体は、上記造孔剤が、さらに、有機溶剤を含むことを特徴とするものである。
又、請求項5記載のPTFE多孔体は、上記有機溶剤が、動粘度2mm2/s(40℃)以上の石油系溶剤であることを特徴とするものである。
又、請求項6記載のPTFE多孔体は、上記ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上が、フマル酸粉末であることを特徴とするものである。
又、請求項7記載のPTFE多孔体は、上記ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上の平均粒径が100μm以下であることを特徴とするものである。
又、請求項8記載のPTFE多孔体は、焼成したとき、一辺の収縮率が35%以下であることを特徴とするものである。
又、請求項9記載のPTFE混合体は、PTFE粉末と、造孔剤とを含むPTFE混合体であって、上記PTFE粉末が、平均二次粒径が100μm以下であり、ファインパウダーであり、且つ、繊維化されていないことを特徴とするものである。
又、請求項10記載のPTFE混合体は、PTFE粉末と、造孔剤とを含むPTFE混合体であって、上記PTFE粉末は、二次粒径が30μm以下の粉体を主体とし、ファインパウダーであり、且つ、繊維化されていないことを特徴とするものである。
又、請求項11記載のPTFE混合体は、上記造孔剤は、ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上を含むことを特徴とするものである。
又、請求項12記載のPTFE混合体は、上記造孔剤が、さらに、有機溶剤を含むことを特徴とするものである。
又、請求項13記載のPTFE混合体は、上記ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上が、フマル酸粉末であることを特徴とするものである。
又、請求項14記載のPTFE混合体は、上記ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上の平均粒径が100μm以下であることを特徴とするものである。
又、請求項15記載のPTFE多孔体の製造方法は、上記PTFE混合体を所定形状に成形した後、上記造孔剤を除去することによって気孔を設けるものである。
又、請求項16記載のPTFE多孔体の製造方法は、加熱により上記造孔剤を除去することを特徴とするものである。
又、請求項17記載のPTFE多孔体の製造方法は、溶媒抽出により上記造孔剤を除去することを特徴するものである。
又、請求項18記載の絶縁電線は、中心導体の周上に、上記PTFE多孔体からなる絶縁体が形成されてなることを特徴とするものである。
又、請求項19記載の同軸ケーブルは、上記絶縁電線と、上記絶縁電線の絶縁体の周上に形成された外部導体とからなることを特徴とするものである。
又、請求項20記載の同軸ケーブルは、上記外部導体が、金属素線の編組からなることを特徴とするものである。
又、請求項21記載の同軸ケーブルは、上記外部導体が、金属パイプからなることを特徴とするものである。
又、請求項22記載の同軸ケーブルは、上記外部導体が、コルゲート加工を施した金属パイプからなることを特徴とするものである。
PTFE多孔体の肌理が細かいことにより、以下のような効果を得ることができる。まず、気孔の大きさが微細且つ均一であり、粗大な気孔がないため、曲げなどの外力が加わっても応力が分散され、割れや切れが起き難く機械的強度に優れたものとなる。また、PTFE多孔体を断熱材の用途で使用した場合は、気孔が微細であるため、熱伝導の一要素である輻射による熱伝達を低減させることができる。また、PTFE多孔体をガスケットなどシール材の用途で使用した場合は、表面平滑性が向上するため、シール性を向上させることができる。また、PTFE多孔体を電線被覆など絶縁体の用途で使用した場合は、絶縁破壊強度を向上させることができる。また、PTFE多孔体を同軸ケーブルなど誘電体の用途で使用した場合、気孔部分とPTFEが存在する部分とでは誘電率が異なるため、気孔が粗大で不均一であると、誘電体の場所により、信号の遅延時間にムラが生じてしまうが、気孔が微細且つ均一であればこのようなムラを防止することができる。
また、PTFE多孔体を高気孔率とすることにより、以下のような効果を得ることができる。まず、PTFE多孔体全体としての比重を小さくすることができるため、軽量化の要求に対応することができる。また、PTFE多孔体を断熱材の用途で使用する場合は、熱伝導率が低い空気の含有量が増加することになるため、断熱効果を向上させることができる。また、PTFE多孔体をフィルタの用途で使用する場合は、導通路が多くなるため、目詰まりまでの寿命を長くすることができる。また、PTFE多孔体を誘電体の用途で使用する場合、多孔体の実効比誘電率(εe)は、PTFEの比誘電率(εA)と気孔率(V)により、
εe=εA 1−V
の式によって導かれるため、高気孔率とすることにより、実効比誘電率を低くすることができる。そして、信号の遅延時間(τ)は多孔体の実効比誘電率(εe)により、
τ=3.33561√εe(ns/m)
の式によって導かれることから、高気孔率とすることで信号の遅延時間を小さくすることができる。
(実施例1〜9)
まず、PTFE粉末をジェットミルにて粉砕する。このPTFE粉末について、任意の部分を抽出して走査型電子顕微鏡を用いて拡大した写真を撮影し、各粉末の定方向径を算術平均して、平均二次粒径を求めた。これによると、本実施例のPTFE粉末の平均二次粒径は、34μmであった。また、この拡大した写真により二次粒径30μm以下の粉体が個数換算で全体の60%を超えていることが確認された。拡大したPTFE粉末の写真を図12に示す。このPTFE粉末と、造孔剤としてのフマル酸、及び有機溶剤(ナフサ(動粘度3mm2/s(40℃))、軽油、ナフテン系溶剤(エクソン社製 エクソールD130(動粘度5.79mm2/s(25℃)))を表1に示す割合(重量%)になるように混合し、PTFE混合体を得た。このPTFE混合体を金型に入れ圧縮成形して予備成形したのち、ペースト押出成形機(シリンダー径60mmまたは45mm)にてペースト押出成型し、銀メッキ銅被鋼線(外径0.38mm又は1.0mm)からなる中心導体1の外周にPTFE混合体を押出被覆した。さらにPTFEの融点以下の温度で加熱処理して造孔剤を気化させて除去し、さらに同一工程にてPTFEの融点以上の温度で加熱処理をしてPTFE多孔体を焼成した。このようにして、中心導体1の外周に、PTFE多孔体からなる誘電体2が形成された絶縁電線を製造した。こうして得られた誘電体2をサンプル片として、重量とその体積を測定し、PTFEの充実体の比重(2.155g/cm3)から下記式により気孔率を算出した。
計算式「気孔率=100−100×(サンプル片の重量/サンプル片の体積)/充実体の比重」
PTFE粉末として粉砕しないもの(平均粒径500μm)を用いた以外は、実施例1〜9と同様にしてサンプル片を作成し、気孔率を測定した。混合の割合、気孔率を併せて表2に示す。
(実効比誘電率)
ネットワークアナライザー(HP8510E、ヒューレットパッカード社製)にて計測した遅延時間から次の計算式を使い算出した。計測条件は、周波数2GHZ、温度20℃とした。
τ=3.33561√εe
τ:信号の遅延時間(ns/m)
εe:誘電体の実効比誘電率
(伝送特性)
測定温度20℃にて、1GHZ〜18GHZにおける減衰量(dB/m)を測定した。併せて、2GHZにおける遅延時間(ns/m)を測定した。
(特性インピーダンス)
TDR法によって測定した実測値と、計算式ZO=60/√εe×1n{(D+1.5dW)/d}により算出した計算値とを比較することにより評価した。ここで、ZOは特性インピーダンス、Dはコア外径(mm)、dWは編組素線径(mm)、εeは誘電体の実効比誘電率である。
2 誘電体
3 テープ層
4 編組被覆層
5 シース
Claims (22)
- ポリテトラフルオロエチレン粉末と、造孔剤とを含むポリテトラフルオロエチレン混合体を所定形状に成形した後、上記造孔剤を除去することによって製造するポリテトラフルオロエチレン多孔体であって、上記ポリテトラフルオロエチレン粉末は、平均二次粒径が100μm以下であり、ファインパウダーであり、且つ、繊維化されていないことを特徴とするポリテトラフルオロエチレン多孔体。
- ポリテトラフルオロエチレン粉末と、造孔剤とを含むポリテトラフルオロエチレン混合体を所定形状に成形した後、上記造孔剤を除去することによって製造するポリテトラフルオロエチレン多孔体であって、上記ポリテトラフルオロエチレン粉末は、二次粒径が30μm以下の粉体を主体とし、ファインパウダーであり、且つ、繊維化されていないことを特徴とするポリテトラフルオロエチレン多孔体。
- 上記造孔剤が、ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上を含むことを特徴とする請求項1又は請求項2記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体。
- 上記造孔剤が、さらに、有機溶剤を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体。
- 上記有機溶剤が、動粘度2mm2/s(40℃)以上の石油系溶剤であることを特徴とする請求項4記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体。
- 上記ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上が、フマル酸粉末であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体。
- 上記ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上の平均粒径が100μm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体。
- 焼成したとき、一辺の収縮率が35%以下であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体。
- ポリテトラフルオロエチレン粉末と、造孔剤とを含むポリテトラフルオロエチレン混合体であって、上記ポリテトラフルオロエチレン粉末が、平均二次粒径が100μm以下であり、ファインパウダーであり、且つ、繊維化されていないことを特徴とするポリテトラフルオロエチレン混合体。
- ポリテトラフルオロエチレン粉末と、造孔剤とを含むポリテトラフルオロエチレン混合体であって、上記ポリテトラフルオロエチレン粉末は、二次粒径が30μm以下の粉体を主体とし、ファインパウダーであり、且つ、繊維化されていないことを特徴とするポリテトラフルオロエチレン混合体。
- 上記造孔剤は、ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上を含むことを特徴とする請求項9又は請求項10記載のポリテトラフルオロエチレン混合体。
- 上記造孔剤が、さらに、有機溶剤を含むことを特徴とする請求項9〜11のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン混合体。
- 上記ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上が、フマル酸粉末であることを特徴とする請求項9〜12のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン混合体。
- 上記ジカルボン酸粉末及び安息香酸粉末から成る群から選ばれる1種以上の平均粒径が100μm以下であることを特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン混合体。
- 請求項9〜14のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン混合体を所定形状に成形した後、上記造孔剤を除去することによって気孔を設けるポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。
- 加熱により上記造孔剤を除去することを特徴とする請求項15記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。
- 溶媒抽出により上記造孔剤を除去することを特徴する請求項12記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体の製造方法。
- 中心導体の周上に、請求項1〜8のいずれかに記載のポリテトラフルオロエチレン多孔体からなる絶縁体が形成されてなることを特徴とする絶縁電線。
- 請求項18記載の絶縁電線と、上記絶縁電線の絶縁体の周上に形成された外部導体とからなることを特徴とする同軸ケーブル。
- 上記外部導体が、金属素線の編組からなることを特徴とする請求項19記載の同軸ケーブル。
- 上記外部導体が、金属パイプからなることを特徴とする請求項19記載の同軸ケーブル。
- 上記外部導体が、コルゲート加工を施した金属パイプからなることを特徴とする請求項21記載の同軸ケーブル。
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