JP5314707B2 - テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体及び電線 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体及び電線に関する。
【背景技術】
【0002】
フッ素樹脂は、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、絶縁性等の特性に優れている。このため、フッ素樹脂は、溶融押出成形等によりチューブ、パイプ、フィラメント等の様々な製品に加工されて広く市販されている。そして、このフッ素樹脂の中でも、特にテトラフルオロエチレン(以下「TFE」と略する)/へキサフルオロプロピレン(以下「HFP」と略する)共重合体(以下「FEP」と略する)は、誘電率や誘電正接が低く、優れた絶縁性を示す。このため、FEPは、ケーブルやワイヤ等の電線被覆用途に好適に用いられている。
【0003】
ところで、現在、電線被覆等の製造現場では、生産性の向上やコストダウン等が求められている。このため、製造現場では、成形速度の向上や成形不良の低減を達すべく様々な提案がなされている。例えば、メルトフラクチャー現象の改善及び臨界押出速度の向上を図るためにFEPにポリテトラフルオロエチレン(以下「PTFE」と略する)をその含有量が0.01〜5重量%となるように配合したり(例えば、特許文献1参照)、電線被覆時の被覆切れの改良を図るためにFEP若しくはそのパーフルオロアルキルビニルエーテル(以下「PAVE」と略する)との3元共重合体100重量部に対しPTFEを0.03〜2重量部配合したり(例えば、特許文献2及び特許文献3参照)することが提案されている。しかし、これらの技術では、被覆樹脂と導線との間に生じてしまうランプ(樹脂塊:Lump)のサイズを小さくする効果が多少あるものの、ランプの発生頻度を十分に低減することができない。
【0004】
また、溶融押出成形における成形性の改良、特に電線の押出被覆成形における高速成形時の成形不良の大幅改善を図るために、標準比重が2.15〜2.30であるPTFEをFEPの0.01〜3重量部含む溶融加工可能なフッ素樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献4参照)。なお、このフッ素樹脂組成物では、FEP及びPTFEが共にディスパージョンの形態で配合されることが必須とされている。
【0005】
また、FEPの融点よりも20℃以上高い融点を有する高分子量のパーフルオロポリマーをFEPの0.01〜5重量%含む溶融加工可能なフッ素樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献5参照)。なお、このフッ素樹脂組成物では、FEP及びパーフルオロポリマーが共にディスパージョンの形態で配合されることが必須とされている。また、パーフルオロポリマーとしては、2〜20重量%のHFP単位を含むFEPが例示されている。このフッ素樹脂組成物は、電線被覆成形時において、ランプを運び去りランプの堆積を抑制するとされている。しかし、FEP粉末にPTFEを配合した前述の技術と同様に、ランプの発生頻度を十分に低減することができない。さらに、サイズの小さいランプが発生すると、静電容量の変動が大きくなり、最終製品の電気特性が悪化してしまう。
【0006】
また、電線被覆成形時の線径ブレ低減を図るために、5〜20%と比較的高いダイスウェルと特定範囲のメルトフローレートとを有するFEPが提案されている(例えば、特許文献6参照)。しかしながら、このFEPに、PTFE等の高分子量のパーフルオロポリマーを添加することや含有することについては全く記載されておらず、またランプの発生頻度を低減する技術についても述べられていない。
【0007】
また、表面平滑性に優れた成形体の原料となるフッ素樹脂として、結晶化温度305℃以上であるPTFEを0.01〜30重量%含有するTFE/フルオロアルコキシトリフルオロエチレン共重合体(以下「PFA」と略する)組成物が提案されている(例えば、特許文献7参照)。しかしながら、このPFA組成物は、高速押出成形により電線被覆した際に成形不良がない電線を得ることができるか明らかでない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の課題は、上記現状に鑑み、溶融押出成形における成形性の改良、特に電線の押出被覆成形における高速成形時の成形不良の大幅低減、及び伝送損失(減衰量)が小さい電線の製造を実現するFEPを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係るFEPは、TFE、HFP及び第三単量体(TFE及びHFP以外の単量体)のうち少なくともTFE及びHFPから得られるFEPであって、溶融加工可能なものである。なお、このFEPは主としてTFEとHFPとからなるものであればよく、このFEPでは本発明の趣旨を損ねない程度に第三単量体が共重合されていてもよい。
【0010】
第三単量体としては、特に限定されず、例えば、パーフルオロビニルエーテル(以下「PFVE」と略する)や、クロロトリフルオロエチレン(以下「CTFE」と略する)、フッ化ビニル(以下「VF」と略する)、ヘキサフルオロイソブテン等が挙げられる。PFVEとしては、特に限定されず、例えば、一般式:CF2=CF−ORf(式中、Rfは、パーフルオロ脂肪族炭化水素基を表す)で表されるパーフルオロ不飽和化合物等が挙げられる。
【0011】
なお、本願において、パーフルオロ脂肪族炭化水素基とは、炭素原子に結合する水素原子が全てフッ素原子に置換されている脂肪族炭化水素基を意味する。また、パ−フルオロ脂肪族炭化水素基は、エーテル酸素を有していてもよい。また、PFVEとしては、例えば、PAVEが挙げられる。PAVEは、一般式:CF2=CFO(CF2)nCF3(式中、nは0〜3の整数を表す)で表される化合物である。PAVEとしては、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)(以下「PMVE」と略する)や、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)(以下「PEVE」と略する)、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)(以下「PPVE」と略する)、パーフルオロ(ブチルビニルエーテル)等が挙げられ、これらの中でも、耐クラック性の観点より、PMVE、PEVE、PPVEが好ましく、PPVEがより好ましい。
【0012】
また、本発明に係るFEPとしては、パーフルオロポリマーであることが好ましく、TFE単位及びHFP単位のみからなるものや、TFE単位、HFP単位及びPFVE単位のみからなるものが好ましく、成形不良改善の点でTFE単位、HFP単位及びPFVE単位のみからなるものがより好ましい。
【0013】
なお、TFE単位、HFP単位及びPFVE単位は、それぞれTFE、HFP及びPFVEに由来し、FEPの分子構造上の一部分であるものである。例えばTFE単位は、−(CF2CF2)−により表される。
【0014】
本発明に係るFEPがPFVE単位を有する場合、PFVE単位は1種のみ存在していてもよいし、2種以上存在していてもよい。
【0015】
また、このFEPにおいて、TFE単位とHFP単位との質量比(両単量体合計で100)は(70〜95):(5〜30)であることが好ましく、(85〜95):(5〜15)であることがより好ましい。
【0016】
また、このFEPが第三単量体単位を有する場合、第三単量体単位は、合計で一般に全単量体単位の10質量%以下であるのが好ましい。
【0017】
また、このFEPがTFE単位、HFP単位及びPFVE単位のみからなる場合、TFE単位とHFP単位とPFVE単位との質量比(全単位合計で100)は(70〜95):(4〜20):(0.1〜10)であることが好ましく、(75〜95):(5〜15):(0.3〜3)であることがより好ましい。
【0018】
また、PFVE単位が例えばPMVE単位やPPVE単位等の2種以上の単量体単位からなる場合、PFVE単位の質量はその2種以上の単量体単位の合計質量に基づく。
【0019】
また、本願において、この質量比は、TFE単位、HFP単位及びPFVE単位等の含有率をそれぞれNMR分析装置(ブルカーバイオスピン社製、AC300 高温プローブ)又は赤外吸収測定装置(パーキンエルマ社製、1760型)を用いて測定することにより得られる。
【0020】
そして、本発明に係るFEPは、融点が20℃以上離れた樹脂と混合されることなく得られる。逆に言えば、本発明に係るFEPには、融点の差が20℃未満の任意の樹脂が混合されてもかまわない。また、そのような任意の樹脂を混合する方法としては、特に限られることなく、例えば、粉体同士を混合する方法や、水性懸濁液同士を混合する方法、ペレット同士を溶融させて混合する方法などが挙げられる。
【0021】
なお、融点が異なる樹脂を混合する場合において、混合する複数の樹脂の融点差が大きくなるほど、例えば、含有される融点の高い樹脂の未溶融などにより、溶融成形などにおいて微小塊の発生が多くなる場合がある。
【0022】
また、本発明に係るFEPは、重合工程とは別なる混合工程を必ずしも必要としない。例えば、重合時に多段重合を行うことでも係る本発明のFEPを得ることができる。例えば、本発明に係るFEPは、重合中に生成する共重合体の372℃におけるメルトフローレート(以下「MFR」と略する)が0.05〜5.0g/10分から10〜60g/10分まで変化するようにTFE、HFP、必要に応じて第三単量体を同一系内で重合して得られる水性分散液を必要に応じて濃縮等の後処理した後、乾燥し次いで溶融押出することより調製される。このように重合工程と別なる混合工程を含まないことで、例えば製造工程を簡略化することができる等の利点がある。これは重合の前半で相対的にMFRの小さいポリマーを重合し、重合の後半で相対的にMFRの大きなポリマーを重合している。逆に、重合の前半に相対的にMFRの大きなポリマーを重合し、重合の後半で相対的にMFRの小さいポリマーを重合してもよい。MFRの大小は、重合条件を選択することで調整すればよく、重合条件としては、重合温度、重合圧力、開始剤濃度などである。なお、重合工程における重合方法は、任意に選択することができる。その選択肢としては、例えば、懸濁重合、溶液重合、乳化重合、超臨界重合などが挙げられる。また、かかる場合、372℃において0.05〜5.0g/10分のMFRを示す成分が全体の0.1〜50質量部を占めるようにモノマーが重合されることが必要である。また、かかる場合、372℃において0.05〜5.0g/10分のメルトフローレートを示す成分の融点と、重合終了時のポリマーの融点との差が20℃未満、より好ましくは10℃以内、さらにより好ましくは7℃以内、さらにより好ましくは5℃以内、さらにより好ましくは3℃以内となるようにモノマーが重合されることが好ましい。
【0023】
なお、一般に、融点が低いポリマーは相対的に耐熱性に劣る。よって、0.05〜5.0g/10分のメルトフローレートを示す成分の融点は、重合終了時におけるポリマーの融点に近いことが好ましい。つまり、重量終了時におけるポリマーは、組成分布が均一であることが好ましい。
【0024】
本発明に係るFEPは、上述の通り、MFRが10〜60(g/10分)となる。FEPのMFRがこの範囲内であると、高速で電線被覆を行っても線径ブレが少ない被覆電線を得ることができ、また、電気的に静電容量の変動が少ない製品を得ることができる。FEPのMFRは、成形速度を向上する点で、より好ましい下限が15(g/10分)であり、より好ましい上限が40(g/10分)であり、更に好ましい下限が20(g/10分)であり、更に好ましい上限が35(g/10分)である。本願において、MFRは、ASTM D1238−98に準拠したメルトインデックステスターにおいて約6gのFEPを372℃の温度下に5kgの荷重を掛けて測定される。
【0025】
また、本発明に係るFEPは、上述のようにして製造されることにより、雰囲気温度310℃及び角周波数0.01rad/秒の条件下での溶融粘弾性測定において複素粘度が2.0×103〜10.0×103Pa・sとなり、貯蔵弾性率が0.2〜3.5Paとなる。FEPは、複素粘度及び貯蔵弾性率がこれらの範囲内にあると、成形性がよく、成形不良が生じにくい傾向がある。
【0026】
また、複素粘度は、より好ましい下限が2.5×103Pa・sであり、さらにより好ましい下限が3.0×103Pa・sであり、より好ましい上限が8.0×103Pa・sであり、さらにより好ましい上限が7.0×103Pa・sであり、よりさらに好ましい上限が6.5×103Pa・sである。
【0027】
貯蔵弾性率は、より好ましい上限が3.0Paである。
【0028】
複素粘度及び貯蔵弾性率は、溶融粘弾性測定装置(フィジカ社製MCR−500)において310℃の雰囲気下で、パラレルプレートの直径を25mm、ギャップ間を1.5mmに設定して周波数分散測定を行い、角周波数0.01rad/secにおける値として求められる。
【0029】
また、本発明に係るFEPは、溶融張力が0.08〜0.16Nであるのが好ましい。溶融張力をこの範囲とすれば、そのFEPは、電線押出被覆成形時において押出口にたとえ樹脂微小塊が生じたとしても、樹脂微小塊が大きく成長してランプが形成されることを防止することができるからである。溶融張力は、より好ましい下限が0.09Nである。本願において溶融張力は、後述するように、キャピログラフにおいて約50gの樹脂を約385℃の内径15mmのシリンダーに投入し、36.5(1/s)の剪断速度の下で内径2mm、長さ20mmのオリフィスを通して押出すことにより得られたストランドについて測定して得られる。
【0030】
なお、本発明に係るFEPが水性分散液として得られる場合、その水性分散液中の水性媒体は、水を含むものであればよいが、水溶性アルコール等の水溶性有機溶媒を含むものであってもよいし、水溶性有機溶媒を含まないものであってもよい。
【0031】
また、溶融押出は、一般にペレット化可能な押出条件であれば、押出条件を適宜設定して行うことができる。
【0032】
本発明に係るFEPは、ポリマー主鎖及びポリマー側鎖の少なくとも一方の部位に、−CF3、−CF2H等の末端基を有しているものであってよいが、−COOH、−CH2OH、−COF、−CF=CF−、−CONH2、−COOCH3等の熱的に不安定な基(以下「不安定末端基」という)は含有量が低いか、ないことが好ましい。
【0033】
上記不安定末端基は、化学的に不安定であることから、樹脂の耐熱性を低下させるだけでなく、得られた電線の減衰量が増大する原因となる。具体的には、不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数は、炭素数1×106個当たり50個以下であるのが好ましい。より好ましくは炭素原子1×106個あたり20個未満であることが好ましく、さらに好ましくは5個以下であることが好ましい。上記不安定末端基および−CF2H末端基が存在せず全て−CF3末端基であってもよい。
【0034】
不安定末端基および−CF2H末端基はフッ素化処理により−CF3末端基に変換させて安定化させることができる。フッ素化処理方法は特に限定されないが、重合体を、フッ素化処理条件下にてフッ素ラジカルを発生するフッ素ラジカル源にさらす方法を挙げることができる。上記フッ素ラジカル源としては、フッ素ガスや、CoF3、AgF2、UF6、OF2、N2F2、CF3OF、及び、フッ化ハロゲン、例えば、IF5、ClF3等が挙げられる。なかでも、フッ素化ガスと本願の重合体を直接接触させる方法が好ましく、上記接触は、反応制御の点で、フッ素ガス濃度10〜50質量%の希釈フッ素ガスを用いて行うことが好ましい。上記希釈フッ素ガスは、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガスでフッ素ガスを希釈することにより得ることができる。上記フッ素ガス処理は、例えば、100〜250℃の温度で行うことができる。なお、処理温度は、先の範囲に限定されることなく、状況に応じて適宜設定することができる。上記フッ素ガス処理は、希釈フッ素ガスを連続的又は間欠的に反応器内に供給して行うことが好ましい。このフッ素化処理は重合後の乾燥粉体でも溶融押出したペレットでもよい。
【0035】
本発明に係るFEPは、成形性がよく、成形不良が生じにくいことに加え、良好な耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、絶縁性、電気特性等を有する。
【0036】
このため、このFEPは、例えば、電線、発泡電線、ケーブル、ワイヤ等の被覆材、チューブ、フィルム、シート、フィラメント等の種々の成形品の製造に供することができる。
【0037】
また、本発明に係るFEPは、電線の押出被覆成形において被覆成形速度を低下させることなく、被覆切れ、スパークアウト、ランプ発生、静電容量の変動等、従前から問題となっていた成形不良を大幅に低減する。
【0038】
したがって、このFEPは、特に、電線の押出被覆成形に好適に用いることができる。従来の成形不良は被覆成形速度が1000フィート(ft)/分から3000ft/分という高速成形において問題視されていたが、本発明のFEPは、高速成形においても成形不良を起こすことなく電線の押出被覆成形を行うことができる。
【0039】
また、本発明に係るFEPは、電線の押出被覆成形に用いられる場合、樹脂微小塊が成形機の押出口にたとえ一旦生じたとしても、大きく成長しランプとなる前にその樹脂微少塊を押出口から運び去ることができる。このため、このFEPを採用すれば、ランプ数を従来よりも著しく低減した電線が製造される。
【0040】
また、本発明に係るFEPは発泡電線の押し出し成形にも使用することができる。かかる場合、均一な発泡(空隙率)が得られ、発泡率を上げることができる。
【0041】
また、このFEPを採用すれば、高速での成形安定性に優れ、より細線の発泡電線が得られる。これは溶融張力の向上により、発泡核剤によって破泡しにくくなっていることと、樹脂切れが起こりにくくなっていることに起因していると考えられる。
【0042】
本発明に係る電線では、芯導体上に本発明に係るFEPが被覆される。
【0043】
また、本発明に係る電線としては、芯導体(芯線)と本発明に係るFEPからなる被覆材と構成されるものであれば特に限定されず、例えばケーブルやワイヤ等が挙げられる。
【0044】
このような電線は、通信用絶縁電線として好適に採用される。
【0045】
通信用絶縁電線としては、例えばLAN用ケーブルのようなデータ伝送用ケーブル等のコンピューター及びその周辺機器を接続するケーブル類が挙げられ、例えば建物の天井裏の空間(プレナムエリア)等において配線されるプレナムケーブルとしても好適である。
【0046】
本発明に係る電線としては、高周波同軸用ケーブル、フラットケーブル、耐熱ケーブル等も挙げられ、なかでも高周波同軸用ケーブルに好適である。
【0047】
同軸ケーブルにおける外層は、特に限定されず、金属メッシュ等の外部導体からなる導体層であってもよいし、TFE/HFP系共重合体、TFE/PAVE系共重合体等のTFE単位を有する含フッ素共重合体、ポリ塩化ビニル(以下「PVC」と略する)、ポリエチレン(以下「PE」と略する)等の樹脂からなる樹脂層(シース層)であってもよい。
【0048】
上記同軸ケーブルは、上述した本発明の被覆電線周りに金属からなる外部導体層が形成され、その外部導体層の周りに上記樹脂層(シース層)を形成してなるケーブルであってもよい。
【0049】
本発明の被覆電線において、被覆層は、発泡することなく得られたものであってもよいし、発泡させて得たものであってもよい。上記被覆層が発泡体である場合、更に伝送損失の小さい被覆電線とすることができる。上記発泡体は、発泡率が10〜80%であることが好ましい。上記発泡体は、気泡の平均直径が5〜100μmであることが好ましい。なお、本願において、発泡率は、発泡前後の比重の変化率を意味し、その発泡体を構成する材料固有の比重と、発泡体の見かけの比重との変化率を、水中置換法により測定した値であり、気泡の平均直径は断面の顕微鏡写真から算出される。上記被覆層は、従来公知の方法で発泡させることができる。このような方法として、例えば、(1)成核剤を加えた本発明のFEPのペレットを予め作製し、該ペレットに連続的にガスを導入しながら押出成形を行う方法、(2)本発明のFEPを溶融させた状態で化学的発泡剤を混和させて押出成形を行うことにより、化学的発泡剤を分解させてガスを発生させ、気泡を得る方法が挙げられる。上記(1)の方法において、上記成核剤は、窒化ホウ素(BN)等の従来公知のものであればよい。上記ガスとしては、例えば、クロロジフルオロメタン、窒素、二酸化炭素、これらの混合物等が挙げられる。上記(2)の方法における化学的発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド、4,4’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドが挙げられる。上記(1)の方法における成核剤の添加量やガスの挿入量、上記(2)の方法における化学発泡剤の添加量等、各方法における各種条件は、使用する樹脂や芯線の種類、所望の被覆層の厚みに応じて適宜調整することができる。
【0050】
本発明に係る電線における芯線の材料としては、特に限定されないが、銅、銀等の金属導体の材料を用いることができる。本発明に係る電線は、芯線のサイズが、AWG10〜50であるものが好ましい。
【0051】
本発明に係る電線における被覆材は、本発明に係るFEPである。
【0052】
このFEPは、パーフルオロポリマーであることが好ましく、TFE単位、HFP単位及びPFVE単位からなるものがより好ましい。
【0053】
本発明に係る電線では、被覆材の厚みが1.0〜40milであることが好ましい。
【0054】
本発明に係る電線では、被覆材の外周に他材の層が設けられてもよいし、芯線と被覆材との間に他材の層が設けられていてもよい。
【0055】
他材の層は、特に限定されずTFE/PAVE共重合体、TFE/エチレン系共重合体、フッ化ビニリデン系重合体、PE等のポリオレフィン樹脂、PVC等の樹脂からなる樹脂層であってよい。
【0056】
これらの中でも、コスト的にPE及びPVCが好ましい。
【0057】
他材及び被覆材の厚みは特に限定されず、他材の厚みは1mil〜20milであってよく、被覆材の厚みは1mil〜20milであってよい。
【0058】
そして、本発明に係る電線は、被覆成形速度100〜3000フィート/分で押出被覆成形により形成することができる。
【0059】
本発明に係るFEPは、押出被覆成形中、線径ブレが小さく、上記範囲内の被覆成形速度においても、線径ブレ測定における工程能力指数(Cp)が1.0以上となる。なお、線径ブレ測定におけるCpは、2時間、直径20.1milの芯線に単軸押出成形機(デービススタンダード社製)により本発明に係るFEPを線径が34.5milとなるように被覆し、外径測定器ODAC15XY(Zumbach社製)によりその電線の外径(OD)を測定し、USYS2000(Zumbach社製)により公差を±0.5milとして解析した。本発明に係る電線は、例えば、芯線のサイズがAWG22〜26であり、被覆材が厚み3.0〜8.0milである場合、静電容量測定におけるCpが1.0以上となる。静電容量測定におけるCpは、静電容量測定器Capac HS(Type:MR20.50HS、Zumbach社製)において静電容量を2時間測定し、得られたデータをUSYS2000(Zumbach社製)に蓄積し、公差を±1.0(pf/inch)として解析した。
【0060】
また、本発明に係る電線を被覆成形速度1000〜3000フィート/分で押出被覆成形により20時間連続して製造すると、その電線には高さ10〜50milのランプが総数で200個以上存在しない。
【0061】
例えば、この範囲内の被覆成形速度で2時間連続して直径18.0〜24.0milの芯線に線径30.0〜40.0milとなるよう本発明に係るFEPを押出被覆成形すると、発生するランプの総数は、20個以下、場合によっては10個以下となる。なお、本願において、ランプのサイズ(高さ)及び発生頻度は、ランプ検知器KW32TRIO(Zumbach社製)により測定される。
【発明の効果】
【0062】
本発明に係るFEPは、上述の通り、溶融押出成形における成形性の改善、特に電線の押出被覆成形における高速成形時の成形不良を大幅低減に低減する。
【0063】
また、本発明に係るFEPは、伝送損失(減衰量)が小さい電線の製造を実現する。
【0064】
また、このFEPは、良好な耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、絶縁性、電気特性等を有する。
【0065】
また、本発明に係る電線(発泡電線を含む)は、被覆材が本発明に係るFEPである。
【0066】
このため、この電線は、成形不良が少なく、また、耐熱性、耐薬品性、耐溶剤性、絶縁性、電気特性等に優れている。
【図面の簡単な説明】
【0067】
【図1】 図1は、本発明における電線の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0068】
以下に実施例及び比較例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は本実施例のみに限定されるものではない。なお、特に説明しない限り、「部」は「質量部」を表す。図1および以下の実施例において示すように、本実施形態におけるテトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体は、電線1における芯導体11の被覆12として有用である。しかし、テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体の用途はこれに限定されない。さらに、以下に示す電線の実施例は、本発明を限定するものではない。
【実施例1】
【0069】
<合成例1>
攪拌機付きのガラスライニングオートクレーブ(容積12000L)に脱イオン水8163.5LBS(3.5LBSのω−ヒドロキシフルオロカルボン酸アンモニウムを含む)を投入した状態で、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内に8459LBSのHFPを投入した。そして、オートクレーブ内の脱イオン水及びHFPを激しく攪拌しつつオートクレーブの内部温度を89.6Fに設定し、オートクレーブ内に950LBSのTFE及び92LBSのPPVEを投入した。次に、オートクレーブの内部圧力を150.6psiに設定して、51.8LBSの8wt%ジ(ω−ヒドロパーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド(以下「DHP」と略する)パーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に投入し、重合を開始させた。そして、重合開始から2時間経過後及び4時間経過後に51.8LBSの8wt%DHPパーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に追加投入すると共に内部圧力を1.7psig下げた。また、重合開始から6時間経過後、8時間経過後及び10時間経過後に39.8LBSの8wt%DHPパーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に追加投入すると共に内部圧力を1.7psig下げた。そして、さらに、重合開始時のDHPパーフルオロヘキサン溶液の投入から数えて9回目と12回目のDHPパーフルオロヘキサン溶液の追加投入時に、内部圧力をそれぞれ2.5psigずつ下げた。なお、TFEは重合中連続的に追加投入し、PPVEはTFEの全投入量が1640LBS、3280LBS及び4920LBSに達した時点でそれぞれ21.1LBS追加投入した。
【0070】
また、TFEの追加投入量が1280LBSに達した時点でオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、この乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定した。このメルトフローレート値は2.0g/10分であった。また、この時点でのポリマー量は、重合終了時点のポリマー量の16.8質量%に相当する。また、このときの乾燥粉体の融点は256.2℃であった。この後、分子量調節のために85LBSのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0071】
また、TFEの追加投入量が4100LBS及び5740LBSに達した時点でもオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、その乾燥粉体の融点を測定した。TFEの追加投入量が4100LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は257.2℃であった。また、TFEの追加投入量が5740LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は257.8℃であった。
【0072】
そして、TFEの全投入量が7600LBSに達したところで重合を終了させた。重合終了後、未反応のTFE及びHFPを放出し、湿潤粉体を得た。そして、この湿潤粉体に純水を加え、攪拌洗浄後、この湿潤粉体を150℃で10時間乾燥し、8800LBSの乾燥粉体を得た。この乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は14.2g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は256.8℃であった。
【0073】
その後、この乾燥粉体を2軸スクリュー押出機により370℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は22.9g/10分であった。
【0074】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
上記合成例1から得られたFEPの基本物性は、以下の方法により測定した。
【0075】
(a)融点
示差走査熱量計RDC220(Seiko Instruments製)を用い、ASTM D−4591に準拠して、昇温速度10℃/分にて熱測定を行い、得られた吸熱曲線のピークから融点を求めた。
【0076】
(b)メルトフローレート(MFR)
ASTM D1238−98に準拠し、メルトインデックステスター(東洋精機製作所社製)を用い、約6gの樹脂を372℃に保たれたシリンダーに投入し、5分間放置して温度が平衡状態に達した後、5kgのピストン荷重下で直径2mm、長さ8mmのオリフィスを通して樹脂を押し出して、単位時間(通常10〜60秒)に採取される樹脂の質量(g)を測定する。同一試料について3回ずつ測定を行い、その平均値を10分間当たりの押出量に換算した値(単位:g/10分)を測定値とした。
【0077】
(c)組成
核磁気共鳴装置AC300(Bruker−Biospin社製)を用い、測定温度を(ポリマーの融点+20)℃として19F−NMR測定を行い、各ピークの積分値から求めた。
【0078】
この結果、上記合成例1のFEPの組成はTFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であった。
【0079】
(d)溶融張力
キャピログラフ(ROSAND社製)において、上記合成例1のFEP約50gを385℃±0.5℃に保たれた内径15mmのシリンダーに投入し、10分間放置してFEPの温度を均一させた後、剪断速度36.5(1/sec)下で、内径2mm(誤差0.002mm以下)、長さ20mmのオリフィスを通して押出すことによりストランドを得た。そして、このストランドを、オリフィス出口の真下45cmの位置に置かれた滑車に通し、斜め上方60゜の角度方向に引き上げ、オリフィス出口とほぼ同じ高さにあるロールに巻きつける。そして、ロールの引き取り速度を5m/分から500m/分まで5分間かけて上昇させる条件下で測定された張力の最大値を溶融張力とした。この結果、上記合成例1のFEPの溶融張力は、0.11Nであった。
【0080】
(e)複素粘度と貯蔵弾性率
先ず、上記合成例1のFEPを直径25mm、厚み1.5mmの円柱形に成形した(以下、この成形体を「試料」という)。そして、この試料を溶融粘弾性測定装置(MCR−500、フィジカ社製)のパラレルプレート上に置き、310℃での周波数分散により、角周波数100rad/sec〜0.01rad/secまで溶融粘弾性測定を行い、0.01rad/secでの角周波数における各値として求めた。この結果、上記合成例1のFEPの複素粘度は3.35×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.38であった。
【0081】
(2)オンライン成形評価
また、上記合成例1のFEPを被覆材として以下の電線被覆を行い、電線押出被覆成形中に、以下の手順によりオンラインで成形評価した。
【0082】
電線被覆押出成形条件は以下の通りである。
【0083】
a)芯導体:軟鋼線AWG24(American Wire Gauge)芯線径20.1mil
b)被覆厚み:7.2mil
c)被覆電線径:34.5mil
d)電線引取速度:1800フィート/分
e)溶融成形(押出)条件:
・シリンダー軸径=2インチ。L/D=30の単軸押出成形機
・ダイ(内径)/チップ(外形)=8.71mm/4.75mm
・押出機の設定温度:バレル部Z1(338℃)、バレル部Z2(360℃)、バレル部Z3(371℃)、バレル部Z4(382℃)、バレル部Z5(399℃)、クランプ部(404℃)、アダプター部(404℃)、クロスヘッド部(404℃)、ダイ部(404℃)に、芯線予備加熱を140℃に設定した。
【0084】
・成形時の溶融メルトコーン長=3.7〜4.0mm
(a)スパークアウトの測定
約6mの空冷ゾーンと水冷ゾーンで冷却された後に、スパーク検知器(Model HF−20−H、CLINTON INSTRUMENT COMPANY社製)を用いて、2時間の成形において樹脂で被覆されていない部分を測定電圧2.0KVで測定し、スパークの発生する回数として求めた。この結果、上記合成例1のFEPを用いた場合のスパークアウトは、0回/2時間であった。
【0085】
(b)ランプサイズ(高さ)と発生頻度の測定
ランプ検知器KW32TRIO(Zumbach社製)を用いて2時間の成形で発生するサイズ(高さ)と発生頻度を測定した。この結果、上記合成例1のFEPを用いた場合のランプの発生状況は表1の通りであった。
【0086】
【表1】
【0087】
(c)線径ブレ測定
外径測定器ODAC 15XY(Zumbach社製)を用いて外径(OD)を2時間測定し、工程能力指数(以下「Cp」と略する)として算出した。なお、Cpは、USYS2000(Zumbach社製)により、線径上限(USL)を上記被覆電線径34.5milより0.5mil高く、下限(LSL)を上記被覆電線径より0.5mil低く設定して、得られた外径データから解析した。この結果、上記合成例1のFEPを用いた場合の線形安定性(Cp)は1.3であった。
【0088】
(d)静電容量ぶれの測定
静電容量測定器Capac HS(Type:MR20.50HS、Zumbach社製)を用いて2時間測定し、工程能力指数(Cp)として算出した。なお、Cpは、逐次USYS 2000(Zumbach社製)に蓄え、上限(USL)を+1.0(pf/inch)、下限(LSL)を−1.0(pf/inch)に設定して、解析した。この結果、上記合成例1のFEPを用いた場合の静電容量安定性(Cp)は1.6であった。
【0089】
(e)Die−Droolの発生量
2時間成形における発生量を目視判定した。この結果、上記合成例1のFEPを用いた場合、Die−Droolの発生は極めて微少であることが判明した。
【実施例2】
【0090】
<合成例2>
合成例1で得られたペレットを、真空振動式反応装置 VVD−30(大川原製作所製)に入れ、200℃に昇温した。真空引き後、N2ガスで20質量%に希釈したF2ガスを大気圧まで導入した。F2ガス導入時から3時間後、いったん真空引きし、再度F2ガスを導入した。上記F2ガス導入及び真空引きの操作を計6回行った。反応終了後、反応器内をN2ガスに置換して、180℃の温度下で8時間、更にペレットの脱気を行った。
【0091】
反応後のペレットの組成はTFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であり、融点は256.8℃であり、MFR(測定温度372℃)は23.5g/10分であり、炭素原子1×106個あたりの不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数は0個であり、誘電率は2.00であり、誘電正接は3.8×10−4であった。また、溶融張力は0.11Nであり、複素粘度は3.30×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.36であった。
【0092】
<製造例1>
上記合成例2のFEPを絶縁被覆材(コア材)として以下の電線被覆を行い、その後FEPの外側に一重編組を施しさらに保護被覆(シース材)として合成例2のFEPを被覆しRF113の同軸ケーブルを作製した。得られた同軸ケーブルの減衰量をネットワークアナライザーHP8510C(ヒューレットパッカード社)にて測定した。この結果、減衰量は、6GHzで5.1dB/mであった。
【0093】
電線被覆押出成形条件は以下の通りである。
【0094】
a)芯導体:銅の銀メッキ(7本/0.08mm撚線導体)
b)被覆厚み:0.23mm
c)絶縁電線径:0.7mm
d)電線引取速度:60m/min
e)溶融成形(押出)条件:
・シリンダー軸径=2インチ
・スクリュー回転数:10rpm
・押出機の設定温度:バレル部Z1(325℃)、バレル部Z2(340℃)、バレル部Z3(350℃)、バレル部Z4(365℃)、バレル部Z5(370℃)、クランプ部(380℃)、アダプター部(380℃)、クロスヘッド部(380℃)、ダイ部(370℃)に、芯線予備加熱を140℃に設定した。
【0095】
(不安定末端基数の測定方法)
ペレットを油圧プレスにて圧延して厚さ0.3mm程度のフィルムを作製し、そのフィルムをFT−IR Spectrometer 1760X(Perkin−Elmer社製)により分析した。
【0096】
標準サンプル(もはやスペクトルに実質的差異がみられなくなるまで充分にフッ素化したサンプル)との差スペクトルを取得し、各ピークの吸光度を読み取り、次式に従って炭素数1×106個あたりの不安定末端基の個数を算出した。
【0097】
炭素数1×106個あたりの不安定末端基の個数 =(I×K)/t
(I;吸光度、K;補正係数、t;フィルム厚さ(単位:mm))
各不安定末端基の補正係数(K)は、以下の通りである。
【0098】
−COF(1884cm−1)・・・405
−COOH(1813cm−1、1775cm−1)・・・455
−COOCH3(1795cm−1)・・・355
−CONH2(3438cm−1)・・・480
−CH2OH(3648cm−1)・・・2325
(−CF2H末端基数の測定方法)
核磁気共鳴装置AC300(Bruker−Biospin社製)を用い、測定温度を(ポリマーの融点+20)℃として19F−NMR測定を行い、−CF2H基が存在することに由来するピークの積分値と他のピークの積分値から求めた。
【0099】
(誘電率および誘電正接の測定方法)
280℃で溶融押出を行い、直径2.3mm×長さ80mmの円柱状の測定サンプルを作製した。
【0100】
この測定サンプルについて、ネットワークアナライザー(関東電子応用開発社製)を用いて、空洞共振器摂動法にて、6.0GHzでの電気特性を測定した(試験温度25℃)。
【実施例3】
【0101】
<合成例3>
合成例1と同様にしてFEPを合成した。そして、合成例1と同様にTFEの追加投入量が1280LBSに達した時点での乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、そのメルトフローレート値は2.2g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は255.7℃であった。この後、分子量調節のために105LBSのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0102】
また、合成例1と同様に、TFEの追加投入量が4100LBS及び5740LBSに達した時点でもオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、その乾燥粉体の融点を測定した。TFEの追加投入量が4100LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は255.4℃であった。また、TFEの追加投入量が5740LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は256.8℃であった。
【0103】
また、重合終了後、合成例1と同様にして乾燥粉体を得、その乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は24.0g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は256.4℃であった。
【0104】
その後、この乾燥粉体を単軸スクリュー押出機により396℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は26.7g/10分であった。
【0105】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
合成例3から得られたFEPの基本物性は、実施例1に示される測定方法に従って求めた。ちなみに、合成例3のFEPの組成は、合成例1のFEPの組成と同様、TFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であった。また、合成例3で得られたFEPについても、実施例1と同様に、溶融張力、複素粘度、貯蔵弾性率を求めた。この結果、溶融張力は0.13Nであり、複素粘度は4.78×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は1.12であった。
【0106】
(2)オンライン成形評価
上記合成例3のFEPを用いて実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表2の通りであり、線形安定性(Cp)は1.2であり、静電容量安定性(Cp)は1.3であり、Die−Droolの発生は極めて微少であった。
【0107】
【表2】
【実施例4】
【0108】
<合成例4>
合成例1で得られたペレットを合成例3で得られたペレットに代えた以外は合成例2と同様にしてペレットを処理した。
【0109】
反応後のペレットの組成はTFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であり、融点は255.8℃であり、MFR(測定温度372℃)は27.5g/10分であり、炭素原子1×106個あたりの不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数は0個であり、誘電率は2.02であり、誘電正接は3.8×10−4であった。また、溶融張力は0.13Nであり、複素粘度は4.63×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は1.08であった。
【0110】
なお、不安定末端基数および−CF2H末端基数の測定方法、ならびに誘電率および誘電正接の測定方法は、製造例1に示される通りである。
【0111】
<製造例2>
合成例2のFEPを合成例4のFEPに代えた以外は製造例1と同様にしてRF113の同軸ケーブルを作製した。
【0112】
得られた同軸ケーブルの減衰量をネットワークアナライザーHP8510C(ヒューレットパッカード社)にて測定したところ、減衰量は、6GHzで5.2dB/mであった。
(参考例1)
<合成例5>
合成例1と同様にしてFEPを合成した。そして、合成例1と同様にTFEの追加投入量が1280LBSに達した時点での乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、そのメルトフローレート値は2.8g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は255.6℃であった。この後、分子量調節のために90LBSのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0113】
また、合成例1と同様に、TFEの追加投入量が4100LBS及び5740LBSに達した時点でもオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、その乾燥粉体の融点を測定した。TFEの追加投入量が4100LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は258.4℃であった。また、TFEの追加投入量が5740LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は257.8℃であった。
【0114】
また、重合終了後、合成例1と同様にして乾燥粉体を得、その乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は15.1g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は258.7℃であった。
【0115】
その後、この乾燥粉体を2軸スクリュー押出機により380℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は29.6g/10分であった。
【0116】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
合成例5から得られたFEPの基本物性は、実施例1に示される測定方法に従って求めた。ちなみに、合成例5のFEPの組成は、TFE:HFP:PPVE重量比で88.0:11.0:1.0であった。また、合成例5で得られたFEPについても、実施例1と同様に、溶融張力、複素粘度、貯蔵弾性率を求めた。この結果、溶融張力は0.09Nであり、複素粘度は3.14×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.15であった。
【0117】
(2)オンライン成形評価
上記合成例5のFEPを用いて実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表3の通りであり、線形安定性(Cp)は1.4であり、静電容量安定性(Cp)は1.5であり、Die−Droolの発生は極めて微少であった。
【0118】
【表3】
【0119】
(参考例2)
<合成例6>
合成例1で得られたペレットを合成例5で得られたペレットに代えた以外は合成例2と同様にしてペレットを処理した。
【0120】
反応後のペレットの組成はTFE:HFP:PPVE重量比で88.0:11.0:1.0であり、融点は257.8℃であり、MFR(測定温度372℃)は29.9g/10分であり、炭素原子1×106個あたりの不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数は0個であり、誘電率は2.03であり、誘電正接は3.9×10−4であった。また、溶融張力は0.09Nであり、複素粘度は3.08×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.14であった。
【0121】
なお、不安定末端基数および−CF2H末端基数の測定方法、ならびに誘電率および誘電正接の測定方法は、製造例1に示される通りである。
【0122】
<製造例3>
絶縁被覆材(コア材)として合成例6のFEPを用い、保護被膜(シース材)として合成例6のFEPを用いた以外は製造例1と同様にしてRF113の同軸ケーブルを作製した。
【0123】
得られた同軸ケーブルの減衰量をネットワークアナライザーHP8510C(ヒューレットパッカード社)にて測定したところ、減衰量は、6GHzで5.2dB/mであった。
【実施例7】
【0124】
<合成例7>
51.8LBSの8wt%DHPパーフルオロヘキサン溶液投入前のオートクレーブの内部圧力を152.1psiに設定した以外は、合成例1と同様にしてFEPを合成した。そして、合成例1と同様にTFEの追加投入量が1280LBSに達した時点での乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、そのメルトフローレート値は1.0g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は258.5℃であった。この後、分子量調節のために115LBSのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0125】
また、TFEの追加投入量が4100LBS及び5740LBSに達した時点でもオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、その乾燥粉体の融点を測定した。TFEの追加投入量が4100LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は256.4℃であった。また、TFEの追加投入量が5740LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は255.8℃であった。
【0126】
また、重合終了後、合成例1と同様にして乾燥粉体を得、その乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は27.1g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は255.6℃であった。
【0127】
その後、合成例1と同様に、この乾燥粉体を2軸スクリュー押出機により370℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は35.0g/10分であった。
【0128】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
合成例7から得られたFEPの基本物性は、実施例1に示される測定方法に従って求めた。ちなみに、合成例7のFEPの組成は、TFE:HFP:PPVE重量比で87.8:11.2:1.0であった。また、合成例7で得られたFEPについても、実施例1と同様に、溶融張力、複素粘度、貯蔵弾性率を求めた。この結果、溶融張力は0.12Nであり、複素粘度は3.01×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.45であった。
【0129】
(2)オンライン成形評価
上記合成例7のFEPを用いて実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表4の通りであり、線形安定性(Cp)は1.1であり、静電容量安定性(Cp)は1.1であり、Die−Droolの発生は極めて微少であった。
【0130】
【表4】
【実施例8】
【0131】
<合成例8>
合成例1で得られたペレットを合成例7で得られたペレットに代えた以外は合成例2と同様にしてペレットを処理した。
【0132】
反応後のペレットの組成はTFE:HFP:PPVE重量比で87.8:11.2:1.0であり、融点は255.0℃であり、MFR(測定温度372℃)は36.1g/10分であり、炭素原子1×106個あたりの不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数は0個であり、誘電率は2.03であり、誘電正接は3.9×10−4であった。また、溶融張力は0.12Nであり、複素粘度は2.89×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.43であった。
【0133】
なお、不安定末端基数および−CF2H末端基数の測定方法、ならびに誘電率および誘電正接の測定方法は、製造例1に示される通りである。
【0134】
<製造例4>
合成例2のFEPを合成例8のFEPに代えた以外は製造例1と同様にしてRF113の同軸ケーブルを作製した。
【0135】
得られた同軸ケーブルの減衰量をネットワークアナライザーHP8510C(ヒューレットパッカード社)にて測定したところ、減衰量は、6GHzで5.2dB/mであった。
【実施例9】
【0136】
<合成例9>
合成例1と同様にしてFEPを合成した。そして、合成例1と同様にTFEの追加投入量が1280LBSに達した時点での乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、そのメルトフローレート値は2.3g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は257.8℃であった。この後、分子量調節のために90LBSのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0137】
また、合成例1と同様に、TFEの追加投入量が4100LBS及び5740LBSに達した時点でもオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、その乾燥粉体の融点を測定した。TFEの追加投入量が4100LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は256.5℃であった。また、TFEの追加投入量が5740LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は255.0℃であった。
【0138】
また、重合終了後、合成例1と同様にして乾燥粉体を得、その乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は15.5g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は254.9℃であった。
【0139】
その後、この乾燥粉体を単軸スクリュー押出機により404℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は20.0g/10分であった。
【0140】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
合成例9から得られたFEPの基本物性は、実施例1に示される測定方法に従って求めた。ちなみに、合成例9のFEPの組成は、TFE:HFP:PPVE重量比で87.8:11.2:1.0であった。また、合成例9で得られたFEPについても、実施例1と同様に、溶融張力、複素粘度、貯蔵弾性率を求めた。この結果、溶融張力は0.13Nであり、複素粘度は5.98×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は1.01であった。
【0141】
(2)オンライン成形評価
上記合成例9のFEPを用いて実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表5の通りであり、線形安定性(Cp)は1.1であり、静電容量安定性(Cp)は2であり、Die−Droolの発生は極めて微少であった。
【0142】
【表5】
【実施例10】
【0143】
<合成例10>
合成例1で得られたペレットを合成例9で得られたペレットに代えた以外は合成例2と同様にしてペレットを処理した。
【0144】
反応後のペレットの組成はTFE:HFP:PPVE重量比で87.8:11.2:1.0であり、融点は255.0℃であり、MFR(測定温度372℃)は20.6g/10分であり、炭素原子1×106個あたりの不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数は0個であり、誘電率は2.00であり、誘電正接は3.8×10−4であった。また、溶融張力は0.13Nであり、複素粘度は5.71×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.95であった。
【0145】
なお、不安定末端基数と−CF2H末端基数の測定方法、ならびに誘電率および誘電正接の測定方法は、製造例1に示される通りである。
【0146】
<製造例5>
合成例2のFEPを合成例10のFEPに代えた以外は製造例1と同様にしてRF113の同軸ケーブルを作製した。
【0147】
得られた同軸ケーブルの減衰量をネットワークアナライザーHP8510C(ヒューレットパッカード社)にて測定したところ、減衰量は、6GHzで5.1dB/mであった。
【実施例11】
【0148】
<合成例11>
合成例1と同様にしてFEPを合成した。そして、合成例1と同様にTFEの追加投入量が1280LBSに達した時点での乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、そのメルトフローレート値は2.5g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は256.7℃であった。この後、分子量調節のために95LBSのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0149】
また、合成例1と同様に、TFEの追加投入量が4100LBS及び5740LBSに達した時点でもオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、その乾燥粉体の融点を測定した。TFEの追加投入量が4100LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は254.8℃であった。また、TFEの追加投入量が5740LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は255.5℃であった。
【0150】
また、重合終了後、合成例1と同様にして乾燥粉体を得、その乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は16.1g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は256.9℃であった。
【0151】
その後、この乾燥粉体を単軸スクリュー押出機により396℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は18.2g/10分であった。
【0152】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
合成例11から得られたFEPの基本物性は、実施例1に示される測定方法に従って求めた。ちなみに、合成例11のFEPの組成は、合成例1のFEPの組成と同様、TFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であった。また、合成例11で得られたFEPについても、実施例1と同様に、溶融張力、複素粘度、貯蔵弾性率を求めた。この結果、溶融張力は0.14Nであり、複素粘度は6.75×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は1.30であった。
【0153】
(2)オンライン成形評価
上記合成例11のFEPを用いて実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表6の通りであり、線形安定性(Cp)は1.1であり、静電容量安定性(Cp)は1.1であり、Die−Droolの発生は極めて微少であった。
【0154】
【表6】
【実施例12】
【0155】
<合成例12>
合成例1で得られたペレットを合成例11で得られたペレットに代えた以外は合成例2と同様にしてペレットを処理した。
【0156】
反応後のペレットの組成はTFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であり、融点は255.1℃であり、MFR(測定温度372℃)は18.5g/10分であり、炭素原子1×106個あたりの不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数は0個であり、誘電率は2.00であり、誘電正接は3.8×10−4であった。また、溶融張力は0.14Nであり、複素粘度は6.50×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は1.21であった。
【0157】
なお、不安定末端基数および−CF2H末端基数の測定方法、ならびに誘電率および誘電正接の測定方法は、製造例1に示される通りである。
【0158】
<製造例6>
合成例2のFEPを合成例12のFEPに代えた以外は製造例1と同様にしてRF113の同軸ケーブルを作製した。
【0159】
得られた同軸ケーブルの減衰量をネットワークアナライザーHP8510C(ヒューレットパッカード社)にて測定したところ、減衰量は、6GHzで5.1dB/mであった。
【実施例13】
【0160】
<合成例13>
合成例1と同様にしてFEPを合成した。そして、合成例1と同様にTFEの追加投入量が1280LBSに達した時点での乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、そのメルトフローレート値は1.9g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は256.1℃であった。この後、分子量調節のために95LBSのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0161】
また、合成例1と同様に、TFEの追加投入量が4100LBS及び5740LBSに達した時点でもオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、その乾燥粉体の融点を測定した。TFEの追加投入量が4100LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は255.7℃であった。また、TFEの追加投入量が5740LBSに達した時点での乾燥粉体の融点は254.8℃であった。
【0162】
また、重合終了後、合成例1と同様にして乾燥粉体を得、その乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は17.0g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は256.1℃であった。
【0163】
その後、この乾燥粉体を2軸スクリュー押出機により370℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は24.5g/10分であった。
【0164】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
合成例13から得られたポリマーのデータは、実施例1に示される測定方法に従って求めた。ちなみに、合成例13のFEPの組成は、合成例1のFEPの組成と同様、TFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であった。また、合成例13で得られたFEPについても、実施例1と同様に、溶融張力、複素粘度、貯蔵弾性率を求めた。この結果、溶融張力は0.12Nであり、複素粘度は4.06×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.61であった。
【0165】
(2)オンライン成形評価
上記合成例13のFEPを用いて実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表7の通りであり、線形安定性(Cp)は1.2であり、静電容量安定性(Cp)は1.4であり、Die−Droolの発生は極めて微少であった。
【0166】
【表7】
【実施例14】
【0167】
<合成例14>
合成例1で得られたペレットを合成例13で得られたペレットに代えた以外は合成例2と同様にしてペレットを処理した。
【0168】
反応後のペレットの組成はTFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であり、融点は255.0℃であり、MFR(測定温度372℃)は25.1g/10分であり、炭素原子1×106個あたりの不安定末端基と−CF2H末端基と合計した数は0個であり、誘電率は2.01であり、誘電正接は3.8×10−4であった。また、溶融張力は0.12Nであり、複素粘度は3.91×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.57であった。
【0169】
なお、不安定末端基数及び−CF2H末端基数の測定方法、ならびに誘電率および誘電正接の測定方法は、製造例1に示される通りである。
【0170】
<製造例7>
合成例2のFEPを合成例14のFEPに代えた以外は製造例1と同様にしてRF113の同軸ケーブルを作製した。
【0171】
得られた同軸ケーブルの減衰量をネットワークアナライザーHP8510C(ヒューレットパッカード社)にて測定したところ、減衰量は、6GHzで5.1dB/mであった。
【実施例15】
【0172】
合成例1で得られたペレットを合成例14で得られたペレットに代えた以外は実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表8の通りであり、線形安定性(Cp)は1.2であり、静電容量安定性(Cp)は1.4であり、Die−Droolの発生は極めて微少であった。
【0173】
【表8】
【実施例16】
【0174】
合成例14で得られたペレットと窒化ホウ素(BN、グレードSHP−325、平均粒子径10.3μm、カーボランダム社製)とを、窒化ホウ素濃度が7.5重量%となるように混合してマスターバッチペレットを調製した。そして、合成例14で得られたペレットとマスターバッチペレットとを9:1の割合で混合し、以下に示す条件にて発泡電線成形を行った。
<発泡電線成形条件>
a)芯導体:軟銅線、芯線径0.7mm
b)被覆厚み:0.2mm
c)被覆電線径:1.1mm
d)電線引取速度:1000フィート/分
e)窒素導入圧:34.0MPa
f)溶融成形(押出)条件:
・シリンダー軸径=35mm。L/D=30の単軸押出成形機
・ダイ(内径)/チップ(外形)=4.7mm/2.2mm
・押出機の設定温度:バレル部Z1(330℃)、バレル部Z2(350℃)、バレル部Z3(370℃)、バレル部Z4(370℃)、バレル部Z5(370℃)、クランプ部(375℃)、アダプター部(370℃)、クロスヘッド部(365℃)、ダイ部(360℃)に、芯線予備加熱を140℃に設定した。
【0175】
・成形時の溶融メルトコーン長=2.0mm
なお、この発泡電線成形は連続で1時間行われた。また、得られた電線のスパークアウト、線径ぶれ、キャパシタンスぶれを、実施例1に示した方法と同様の方法で測定した。また、得られた発泡電線について下記の方法で発泡率及び平均泡径を測定すると共にその表面状態を観察した。
【0176】
その結果、スパークアウトは0回/1時間であり、線径安定性(Cp)は1.1であり、キャパシタンス安定性(Cp)は1.1であり、発泡率は24%であり、平均泡径は23μmであり、表面状態は極めて良好であった。
【0177】
(1)発泡率
芯導体から被覆を約50cm剥がした後、その外径、内径、長さから体積を求めた。次に、その重量を測定した。そして、重量を体積で割って被覆の比重(d:g/cm3)を求めた。
発泡率=(1−d/2.15)×100(%)
(上記2.15は非発泡FEPの真比重である。)
(2)平均泡径
発泡電線の断面を走査型電子顕微鏡を用いて撮影した後、その断面写真中に写っている各泡の直径を測定し、その直径を算術平均することにより、平均泡径を求めた。
【0178】
(3)表面状態
発泡電線の表面を素手で走査したときの手に伝わるひっかかり(突起)の程度で発泡電線の表面状態の評価を行った。評価基準を以下に示す。
【0179】
極めて良好・・・ひっかかりがない。
【0180】
良好 ・・・少しひっかかりがある。
【0181】
不良 ・・・かなりひっかかりがある。
(比較例1)
<比較合成例1>
攪拌機付きのガラスライニングオートクレーブ(容積12000L)に脱イオン水8163.5LBS(3.5LBSのω−ヒドロキシフルオロカルボン酸アンモニウムを含む)を投入した状態で、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内に8460LBSのHFPを投入した。そして、オートクレーブ内の脱イオン水及びHFPを激しく攪拌しつつオートクレーブの内部温度を93.2Fに設定した。次に、オートクレーブ内に92LBSのPPVEを投入した後、オートクレーブの内部圧力が151.0psiになるまでTFEを投入し、さらに99.2LBSの8wt%ジ(ω−ヒドロパーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド(以下「DHP」と略する)パーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に投入し、重合を開始させた。そして、重合開始から2時間経過後及び4時間経過後に99.2LBSの8wt%DHPパーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に追加投入すると共に内部圧力を0.3psig下げた。また、重合開始から6時間経過後、8時間経過後及び10時間経過後に39.8LBSの8wt%DHPパーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に追加投入すると共に内部圧力を0.3psig下げた。そして、さらに、重合開始時のDHPパーフルオロヘキサン溶液の投入から数えて9回目と12回目のDHPパーフルオロヘキサン溶液の追加投入時に、内部圧力をそれぞれ1.0psigずつ下げた。なお、TFEは重合中連続的に追加投入し、PPVEはTFEの全投入量が1640LBS、3280LBS及び4920LBSに達した時点でそれぞれ21.1LBS追加投入した。
【0182】
また、TFEの追加投入量が1280LBSに達した時点でオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、この乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定した。このメルトフローレート値は18.0g/10分であった。また、この時点でのポリマー量は、重合終了時点のポリマー量の15.6質量%に相当する。また、このときの乾燥粉体の融点は249.7℃であった。この後、85LBSのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0183】
また、TFEの追加投入量が3280LBS、4100LBS、4920LBS及び5740LBSに達した時点でもオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、その乾燥粉体の融点を測定した。TFEの追加投入量が3280LBSに達した時点でのメルトフローレート値は20.1g/10分であり、乾燥粉体の融点は251.5℃であった。また、TFEの追加投入量が4100LBSに達した時点での乾燥粉体のメルトフローレート値は21.7g/10分であり、乾燥粉体の融点は253.0℃であった。なお、TFEの追加投入量が4100LBに達した時点でのポリマー量は、重合終了時点のポリマー量の50.0質量%に相当する。また、TFEの追加投入量が4920LBSに達した時点での乾燥粉体のメルトフローレート値は21.5g/10分であり、乾燥粉体の融点は254.6℃であった。また、TFEの追加投入量が5740LBSに達した時点での乾燥粉体の乾燥粉体のメルトフローレート値は20.3g/10分であり、融点は256.0℃であった。
【0184】
そして、TFEの全投入量が8200LBSに達したところで重合を終了させた。重合終了後、未反応のTFE及びHFPを放出し、湿潤粉体を得た。そして、この湿潤粉体に純水を加え、攪拌洗浄後、この湿潤粉体を150℃で10時間乾燥し、9500LBSの乾燥粉体を得た。この乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は18.3g/10分であった。また、このときの乾燥粉体の融点は257.7℃であった。
【0185】
その後、この乾燥粉体を2軸スクリュー押出機により370℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は24.0g/10分であった。
【0186】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
比較合成例から得られたFEPの基本物性は、実施例1に示される測定方法に従って求めた。ちなみに、比較合成例1のFEPの融点(ペレット化後)は257.1℃であり、FEPの組成は、合成例1のFEPの組成と同様、TFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であり、炭素原子1×106個あたりの不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数は、563個であり、誘電率は2.03であり、誘電正接は14.0×10−4であった。また、比較合成例1で得られたFEPについても、実施例1と同様に、溶融張力、複素粘度、貯蔵弾性率を求めた。この結果、溶融張力は0.07Nであり、複素粘度は3.46×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.05であった。
【0187】
なお、不安定末端基数および−CF2H末端基数の測定方法、ならびに誘電率および誘電正接の測定方法は、製造例1に示される通りである。
【0188】
(2)オンライン成形評価
上記比較合成例1のFEPを用いて実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表9の通りであり、線形安定性(Cp)は1.0であり、静電容量安定性(Cp)は1.0であり、Die−Droolの発生は微少であった。
【0189】
【表9】
【0190】
(比較例2)
<比較製造例1>
合成例2のFEPを比較合成例1のFEPに代えた以外は製造例1と同様にしてRF113の同軸ケーブルを作製した。
【0191】
得られた同軸ケーブルの減衰量をネットワークアナライザーHP8510C(ヒューレットパッカード社)にて測定したところ、減衰量は、6GHzで5.6dB/mであった。
(比較例3)
<比較合成例2>
攪拌機付きのガラスライニングオートクレーブ(容積1000L)に脱イオン水270.1kg(0.1kgのω−ヒドロキシフルオロカルボン酸アンモニウムを含む)を投入した状態で、オートクレーブ内を十分に真空窒素置換した。その後、オートクレーブ内を真空脱気し、真空状態となったオートクレーブ内に233kgのHFPを投入した。そして、オートクレーブ内の脱イオン水及びHFPを激しく攪拌しつつオートクレーブの内部温度を29.0℃に設定し、オートクレーブ内に2.6kgのPPVEを投入した。次に、オートクレーブの内部圧力が0.9MPaになるまでオートクレーブ内にTFEを投入した後、3.8kgの8wt%ジ(ω−ヒドロパーフルオロヘキサノイル)パーオキサイド(以下「DHP」と略する)パーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に投入して重合を開始させた。TFEは重合中連続的に追加投入し、オートクレーブの内部を0.9MPaに保った。そして、重合開始から3、8及び13時間経過後にそれぞれ3.8kgの8wt%DHPパーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に追加投入し、また、重合開始から18、23、28及び33時間経過後にそれぞれ1.9kgの8wt%DHPパーフルオロヘキサン溶液をオートクレーブ内に追加投入した。また、TFEの全投入量が61.6kg、123.3kg及び185kgに達した時点でPPVEをそれぞれ0.7kg追加投入した。
【0192】
また、重合開始から5時間後に達した時点でオートクレーブ内から少量のサンプルを採取した後、そのサンプルを乾燥させて100gの乾燥粉体を得、この乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定した。このメルトフローレート値は18.3g/10分であった。そして、サンプルを採取した直後に、1.7kgのメタノールをオートクレーブ内に投入した。
【0193】
そして、重合開始から37時間後、TFEの全投入量が308kgに達したところで重合を終了させた。重合終了後、未反応のTFE及びHFPを放出し、湿潤粉体を得た。そして、この湿潤粉体に純水を加え、攪拌洗浄後、この湿潤粉体を150℃で24時間乾燥し、322kgの乾燥粉体を得た。この乾燥粉体の372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は17.5g/10分であった。また、このときの融点は256.4℃であった。
【0194】
その後、この乾燥粉体を2軸スクリュー押出機により370℃の温度条件下でペレット化した後に200℃で8時間の脱気を行った。得られたペレットの372℃におけるメルトフローレートを測定したところ、その値は25.1g/10分であった。
【0195】
<物性測定>
(1)基本物性の測定
比較合成例2から得られたFEPの基本物性は、実施例1に示される測定方法に従って求めた。ちなみに、比較合成例2のFEPの組成は、合成例1のFEPの組成と同様、TFE:HFP:PPVE重量比で87.9:11.1:1.0であった。また、比較合成例2で得られたFEPについても、実施例1と同様に、溶融張力、複素粘度、貯蔵弾性率を求めた。この結果、溶融張力は0.07Nであり、複素粘度は3.32×103Pa・sであり、貯蔵弾性率は0.06であった。
【0196】
(2)オンライン成形評価
上記比較合成例2のFEPを用いて実施例1と同様に電線成形を行い、成形評価を行った。その結果、ランプの発生状況は表10の通りであり、線形安定性(Cp)は1.0であり、静電容量安定性(Cp)は1.0であり、Die−Droolの発生は微少であった。
【0197】
【表10】
【産業上の利用可能性】
【0198】
本発明に係るFEPは、溶融押出成形における成形性の改良、特に電線の押出被覆成形において高速成形時の成形不良を大幅に改善することができると共に伝送損失(減衰量)が小さい電線を製造することができるという特徴を有しており、電線の製造コストの低減や性能向上に大いに貢献する。
【符号の説明】
【0199】
1 電線
11 芯導体
12 被覆
【先行技術文献】
【特許文献】
【0200】
【特許文献1】 特開昭52−98761号公報
【特許文献2】 国際公開第03/22922号パンフレット
【特許文献3】 国際公開第03/22923号パンフレット
【特許文献4】 国際出願第06/309821号
【特許文献5】 特表2004−502853号公報
【特許文献6】 国際公開第01/36504号パンフレット
【特許文献7】 特開平7−70397号公報
Claims (7)
- 少なくともテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとを共重合させることで得られる共重合体を含んでおり、
融点が前記共重合体の融点と20℃以上異なる樹脂と混合されることなく得られ、
雰囲気温度310℃及び角周波数0.01rad/秒の条件下での溶融粘弾性測定において複素粘度が2.0×103〜10.0×103Pa・sであり、貯蔵弾性率が0.2〜3.5Paである
テトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体。 - 372℃において0.05〜5.0g/10分のメルトフローレートを示す成分の融点と、重合終了時のポリマーの融点との差が10℃以内である、
請求項1に記載のテトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体。 - 372℃における溶融張力が0.08〜0.16Nである
請求項1又は2に記載のテトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体。 - 重合工程と別なる混合工程を含まない
請求項1から3のいずれか1項に記載のテトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体。 - 不安定末端基と−CF2H末端基とを合計した数が炭素数1×106個当たり50個以下である
請求項1から4のいずれかに記載のテトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプピレン系共重合体。 - 請求項1から5のいずれかに記載のテトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体に被覆される電線。
- 請求項1から5のいずれかに記載のテトラフルオロエチレン/ヘキサフルオロプロピレン系共重合体の発泡体によって被覆される電線。
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