JP6214708B2 - 電線の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の電線の製造方法は、上記被覆工程の前に、高分子量PTFE(A)と低分子量PTFE(B)と、必要に応じて押出助剤と、を混合して、混合物を得る混合工程を含むことが好ましい。
なお、高分子量PTFE(A)、低分子量PTFE(B)、押出助剤の詳細については後述する。
押出助剤の量が少なすぎると、安定した成形が困難になるおそれがあり、押出助剤の量が多すぎると、十分な機械的強度を有する電線を得ることができないおそれがある。上記比率は、83/17〜76/24であることがより好ましく、82/18〜78/22であることが更に好ましい。
上記他の成分としては、PTFE以外の樹脂が挙げられる。上記PTFE以外の樹脂としては、例えば、TFE/ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕共重合体〔FEP〕、TFE/パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)〔PAVE〕共重合体〔PFA〕、エチレン/TFE共重合体〔ETFE〕、ポリビリニデンフルオライド〔PVdF〕、ポリクロロトリフルオロエチレン〔PCTFE〕、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。
上記PAVEとしては、熱的安定性の点で、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)〔PMVE〕、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)〔PEVE〕、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)〔PPVE〕及びパーフルオロ(ブチルビニルエーテル)からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、PPVEであることがより好ましい。上記PTFE以外の樹脂は、上記PAVE単位を1種有するものであってもよいし、2種以上有するものであってもよい。
上記PTFE以外の樹脂としては、得られる電線の耐熱性を向上させ、比較的高温下でも安定した使用が可能となる点で、溶融加工可能なフッ素樹脂が好ましく、溶融加工可能なフッ素樹脂としては、例えば、FEP、PFA、PVdF、ETFE等が挙げられ、なかでも、FEP、PFAが好ましい。上記PFAとしては、TFE/PMVE共重合体、TFE/PPVE共重合体等が挙げられる。
上記他の成分(上記PTFE以外の樹脂を除く)の含有量は、本発明の目的を損なわない範囲であればよいが、高分子量PTFE(A)と低分子量PTFE(B)と他の成分(上記PTFE以外の樹脂を除く)との合計質量に対して20質量%以下であることが好ましく、5質量%未満であることがさらに好ましい。
上記減圧は、混合物中の空気を除くことができれば圧縮が終了するまでのいずれの段階で行ってもよく、例えば、圧縮のために混合物に圧力を負荷する前に減圧を開始しても良いし、圧力の負荷後に減圧を開始しても良いが、減圧を円滑に進めるために、圧縮によりPTFEの粉末が変形する前に減圧を開始していることが好ましい。上記減圧は、空気の除去が充分なものとなる点で、金型内を一定の圧力(気圧)まで減圧した後、圧縮することがより好ましく、圧縮中も一定の圧力(気圧)を保持して圧縮することが更に好ましい。
加熱により乾燥する場合、乾燥温度は、低分子量PTFE(B)の第一融点未満の温度であれば特に限定されないが、例えば、150〜300℃であることが好ましい。
上記乾燥は、例えば、低分子量PTFE(B)の第一融点未満の温度に設定された乾燥炉を通過させることにより行うことができる。
上記第一加熱工程は、例えば、低分子量PTFE(B)の第一融点以上の温度に設定された熱処理炉に被覆芯線を通過させることにより実施することができる。
なお、第一加熱工程では、被覆芯線を構成する低分子量PTFE(B)を溶融させるために、被覆芯線自体の温度を、低分子量PTFE(B)の第一融点以上にする必要がある。
なお、第一加熱工程における加熱温度は、低分子量PTFE(B)の第一融点以上であればよく、第一加熱工程の途中で変化させてもよい。例えば、連続した3つの熱処理炉(第1〜3熱処理炉)に被覆芯線を通過させる場合、3つの熱処理炉の全てで低分子量PTFE(B)の第一融点以上に加熱していればよく、低分子量PTFE(B)の第一融点から332℃の温度に設定した第1熱処理炉、333℃以上に設定した第2熱処理炉、333℃以上に設定した第3熱処理炉を通過させてもよい。
また、上記加熱温度は、被覆芯線を加熱する雰囲気の温度であって、被覆芯線自体の温度とは異なる場合がある。
例えば、第一加熱工程が、被覆芯線を熱処理炉に通過させて実施される場合、被覆芯線が通過する熱処理炉内の温度が低分子量PTFE(B)の第一融点以上であったとしても、加熱時間が短い場合には、被覆芯線自体の温度は低分子量PTFE(B)の第一融点に到達していない場合もある。
上記加熱時間は、例えば、被覆芯線の熱処理炉内の滞在時間であり、(被覆芯線の通過する方向における熱処理炉の長さ)×(被覆芯線が熱処理炉を通過する速度)によって算出される。
上記第二加熱工程は、例えば、被覆芯線を150〜300℃に設定された熱処理炉を通過させることにより実施することができる。
なお、上記第二加熱工程は、第一加熱工程の後、被覆芯線を構成する低分子量PTFE(B)が第一融点未満の温度にならないように連続して行われる。
また、第二加熱工程における加熱温度も、上記第一加熱工程における加熱温度と同様に、被覆芯線を加熱する雰囲気の温度であって、被覆芯線自体の温度とは異なる場合がある。
なお、第二加熱工程における加熱温度は、150〜300℃であればよく、第一加熱工程における加熱温度と同様、第二加熱工程の途中で変化させてもよい。
第二加熱工程が、熱処理炉を通過させることで実施される場合、上記加熱時間は、例えば、150〜300℃の温度に設定された熱処理炉を通過させる時間(被覆芯線の熱処理炉内の滞在時間)であってよい。
降温度合いは下記式(1)で表される値である。
降温度合い=(T1−T2)/t (1)
T1(℃):第一加熱工程で使用される熱処理炉の終端部から被覆芯線の進行方向とは逆方向に1m地点の温度設定値
T2(℃):第二加熱工程で使用される熱処理炉の始端部から被覆芯線の進行方向に1m地点の温度設定値
t(分):2(m)/(被覆芯線が熱処理炉を通過する速度(m/分))
なお、tは、第一加熱工程で使用される熱処理炉の終端部から被覆芯線の進行方向とは逆方向に1m地点と、第二加熱工程で使用される熱処理炉の始端部から被覆芯線の進行方向に1m地点と、の間を被覆芯線が通過する所要時間(分)である。
また、上記熱処理炉は、被覆芯線が挿入される入口と、被覆芯線が排出される出口とを有し、各加熱工程で使用される熱処理炉が1つである場合、熱処理炉の入口が始端部であり、出口が終端部である。
第一加熱工程において、複数の熱処理炉を連続して被覆芯線を通過させる場合、上記第一加熱工程で使用される熱処理炉の終端部は、被覆芯線が最後に通過する熱処理炉の出口である。
第二加熱工程において、複数の熱処理炉を連続して被覆芯線を通過させる場合、上記第二加熱工程で使用される熱処理炉の始端部は、被覆芯線が最初に通過する熱処理炉の入口である。
上記連続して配置される各熱処理炉の出口と入口は密接して配置される。
まず、高分子量PTFE(A)と低分子量PTFE(B)とをドライブレンド等の方法により混合して高分子量PTFE(A)と低分子量PTFE(B)との混合粉末を得る。
その後、この混合粉末に押出助剤を配合し、予備成形して、高分子量PTFE(A)と低分子量PTFE(B)と押出助剤との混合物(予備成形体)を得る。
得られた混合物(予備成形体)を電線成形機へ挿入し、芯線とともに押出して混合物により芯線が被覆された被覆芯線を得る。
必要に応じて、被覆芯線を低分子量PTFE(B)の第一融点未満の温度で加熱乾燥した後、被覆芯線を低分子量PTFE(B)の第一融点以上の温度に設定した熱処理炉を通過させ、更に、150〜300℃の温度に設定した熱処理炉を通過させる。
その後、熱処理炉を通過した被覆芯線を放冷等によって冷却し、電線を得る。
上記標準比重は、ASTM D−4895 98に準拠して、水中置換法により測定する値である。
高分子量PTFE(A)は、フィブリル化性を有することが好ましい。また、高分子量PTFE(A)は、非溶融加工性を有することが好ましい。上記非溶融加工性とは、ポリマーを溶融して加工できないことをいう。
上記第一融点は、300℃以上の温度に加熱した履歴がないPTFE(A)について示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
上記平均一次粒子径は、ポリマー濃度を0.22質量%に調整した水性分散液の単位長さに対する波長550nmの投射光の透過率と、透過型電子顕微鏡写真における定方向径を測定して決定された平均一次粒子径との検量線を作成し、測定対象である水性分散液について、上記透過率を測定し、上記検量線をもとに決定できる。
上記平均二次粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(例えば、日本電子社製)を用い、カスケードは使用せず、圧力0.1MPa、測定時間3秒で粒度分布を測定し、得られた粒度分布積算の50%に対応する値である。
CF2=CF−ORf (A)
(式中、Rfは、パーフルオロ有機基を表す。)で表されるパーフルオロ不飽和化合物等が挙げられる。本明細書において、上記「パーフルオロ有機基」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なる有機基を意味する。上記パーフルオロ有機基は、エーテル酸素を有していてもよい。
上記変性PTFEについて、上記「粒子芯部」及び「粒子殻部」は、上記二次粒子を構成する一次粒子における構造についていうものである。
F2C=CFO(CF2)n1X1 (I)
(式中、X1は、水素原子又はフッ素原子を表し、n1は、1〜6の整数を表す。)で表されるフルオロ(アルキルビニルエーテル)、下記一般式(II)
CX4X5=CX6(CF2)n2F (III)
(式中、X4、X5及びX6は、水素原子又はフッ素原子を表し、少なくとも1つはフッ素原子を表す。n2は、1〜5の整数を表す。)で表されるフルオロオレフィンよりなる群から選択される少なくとも1種を共重合してなる変性ポリテトラフルオロエチレン〔変性PTFE〕(i)からなるものが好ましい。
上記一般式(I)で表されるフルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、また、X1がフッ素原子であるパーフルオロ(アルキルビニルエーテル)が好ましい。
上記パーフルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、例えば、パーフルオロ(メチルビニルエーテル)〔PMVE〕、パーフルオロ(エチルビニルエーテル)〔PEVE〕、パーフルオロ(プロピルビニルエーテル)〔PPVE〕、パーフルオロ(ブチルビニルエーテル)〔PBVE〕等が挙げられる。
上記一般式(II)で表されるビニルヘテロ環状体としては、例えば、X2及びX3がフッ素原子であるものが好ましく、また、R1及びR2が炭素数1〜6のフルオロアルキル基であるものが好ましい。
上記一般式(II)で表されるビニルヘテロ環状体としては、X2及びX3がフッ素原子、R1及びR2がパーフルオロメチル基であるパーフルオロ−2,2−ジメチル−1,3−ジオキソール〔PDD〕が好ましい。
上記一般式(III)で表されるフルオロオレフィンとしては、例えば、HFPや、(パーフルオロブチル)エチレン(PFBE)、(パーフルオロヘキシル)エチレン等の(パーフルオロアルキル)エチレン(PFAE)が好ましく例示される。
上記変性PTFE(i)は、上記一般式(I)で表されるフルオロ(アルキルビニルエーテル)と上記一般式(III)で表されるフルオロオレフィンとを共重合して得られるTFE3元共重合体等、変性剤を2種使用して得られるものであってもよい。変性剤を2種使用して得られる変性PTFE(i)としては、例えば、PPVEとHFPとを共重合して得られるTFE3元共重合体等が挙げられる。
上記粒子芯部において共単量体としてPPVEを用いる場合、上記粒子芯部における変性剤に由来する変性剤単位は、変性PTFEを構成する一次粒子全体の0.01〜0.5質量%であることが好ましく、より好ましい下限が0.02質量%、より好ましい上限が0.2質量%である。
変性PTFE(ii)は、テトラフルオロエチレン単独重合体の特性を損なうことなく、変性したテトラフルオロエチレン重合体である。
本明細書において、上記変性PTFE(ii)における変性は、TFEと共重合可能な単量体である変性剤を共重合させることによるものであってもよいし、重合時に連鎖移動剤を添加することによるものであってもよいし、これら両者を何れも行うことによるものであってもよい。
F2C=CFO(CF2)n1X1 (I)
(式中、X1は、水素原子又はフッ素原子を表し、n1は、1〜6の整数を表す。)で表されるフルオロ(アルキルビニルエーテル)若しくは下記一般式(III)
CX4X5=CX6(CF2)n2F (III)
(式中、X4、X5及びX6は、水素原子又はフッ素原子を表し、少なくとも1つはフッ素原子を表す。n2は、1〜5の整数を表す。)で表されるフルオロオレフィンを共重合させることにより行うものが好ましい。
上記連鎖移動剤は、非過酸化有機化合物、水溶性有機過酸化物及び過硫酸塩の何れかを少なくとも1種有するものであればよい。
上記連鎖移動剤において、非過酸化有機化合物、水溶性有機過酸化物及び過硫酸塩は、それぞれ1種又は2種以上を用いることができる。
上記フルオロオレフィンとしては、炭素数2〜4のパーフルオロオレフィン、炭素数2〜4の水素含有フルオロオレフィンが挙げられる。
上記フルオロオレフィンとしては、パーフルオロオレフィンが好ましく、なかでも、ヘキサフルオロプロピレン〔HFP〕が好ましい。
上記変性PTFE(ii)における変性は、粒子芯部を構成する変性PTFE(i)における変性剤として上記一般式(I)で表されるフルオロ(アルキルビニルエーテル)、特にPPVEを用いる場合、連鎖移動剤としてメタノール、イソブタン、DSP及び/又はAPSを用いるとともに、変性剤としてHFP及び/又はPPVEを共重合することによるものが好ましく、メタノール及びHFPを用いることによるものがより好ましい。
本明細書において、上記「円柱押出し圧力」は、変性PTFE100質量部に対して押出助剤として炭化水素油(商品名:アイソパーG、エクソン化学社製)を20.5質量部添加し、室温(25±2℃。本明細書において、以下同じ。)にて押し出す際のリダクションレシオ1600における値である。
RR1600における円柱押出し圧力が上記範囲内であると、RRが2000以上という条件下であっても好適に成形が可能であり、細径の電線に成形することができ、生産性の点でも有利なものである。
また、2.45GHzにおける誘電正接が0.0003以下であることが好ましく、0.0002以下であることがより好ましい。
上記誘電率及び誘電正接は、フィルム状試料について、空洞共振器を用いて共振周波数及び電界強度の変化を20〜25℃の温度下で測定し得られる値である。空洞共振器を用いて測定した場合、共振周波数は2.45GHzに比べて低下するが、本明細書において、得られた誘電正接の値は、無負荷の周波数における値で表現する。上記フィルム状試料は、変性PTFEを直径50mmの円柱状に圧縮成形し、この円柱から切り出したフィルムを380℃で5分間焼成し、60℃/分の冷却速度で250℃まで徐冷し、250℃にて5分間保持したのち、常温まで放冷することにより得られるものである。
2.45GHzにおける誘電率及び誘電正接が上記範囲内であると、マイクロ波帯域(3〜30GHz)又はUHF極超短波(3GHz未満)において同軸ケーブル等の伝送製品誘電材料として良好な伝送特性を達成することができる。
上記乳化剤としては、TFEの重合において従来から使用されている含ハロゲン系乳化剤、炭化水素系乳化剤等を用いることができる。中でもLogPOWが3.4以下の含フッ素界面活性剤がより好ましい。
LogPOWが大きい化合物は環境への負荷が懸念されており、これを考慮すると、LogPOWが3.4以下の化合物を使用することが好ましい。これまで乳化重合による含フッ素ポリマーの製造には、界面活性剤として主にパーフルオロオクタン酸アンモニウム〔PFOA〕が使用されており、PFOAはLogPOWが3.5であるので、LogPOWが3.4以下の含フッ素界面活性剤に切り替えることが好ましい。
LogPOWが3.4以下の含フッ素界面活性剤としては、国際公開第2009/001894号に例示されているものが好ましい。
上記水性媒体は、水からなる媒体である。上記水性媒体は、水のほか、極性を有する有機溶剤を含んでいてもよい。
上記極性を有する有機溶剤としては、例えば、N−メチルピロリドン〔NMP〕等の含窒素溶剤;アセトン等のケトン類;酢酸エチル等のエステル類;ジグライム、テトラヒドロフラン〔THF〕等の極性エーテル類;ジエチレンカーボネート等の炭酸エステル類等が挙げられ、これらのなかから1種又は2種以上を混合して用いることができる。
高分子量PTFE(A)の製造方法は、例えば、過硫酸アンモニウム〔APS〕等の過硫酸塩、ジコハク酸パーオキサイド〔DSP〕等の水溶性有機過酸化物等の重合開始剤を使用して行うことができ、また、これらの重合開始剤は1種又は2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、APS、DSP等は、上述した連鎖移動剤としての作用をも有するので好ましい。
高分子量PTFE(A)の製造方法は、重合開始剤が水性媒体100質量部あたり0.0001〜0.02質量部となる量にて行うことが好ましい。
上記乳化共重合における重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、レドックス系重合開始剤等が使用できる。
上記重合開始剤の量は、少ないほど、SSGが低いPTFEを得ることができる点で好ましいが、あまりに少ないと重合速度が小さくなり過ぎる傾向があり、あまりに多いと、SSGが高いPTFEが生成する傾向がある。
上記ラジカル重合開始剤としては、例えば、水溶性過酸化物が挙げられ、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩、ジコハク酸パーオキサイド等の水溶性有機過酸化物等が好ましく、過硫酸アンモニウム又はジコハク酸パーオキサイドがより好ましい。これらは、1種のみ使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記ラジカル重合開始剤の使用量は、重合温度と目標とするSSGに応じて適宜選択することができるが、一般的に使用される水性媒体の質量の1〜100ppmに相当する量が好ましく、1〜20ppmに相当する量がより好ましく、1〜6ppmに相当する量が更に好ましい。
上記重合開始剤としてラジカル重合開始剤を使用する場合、重合中に亜硫酸アンモニウム等のパーオキサイドの分解剤を添加することによって、系内のラジカル濃度を調整することもできる。
上記ラジカル捕捉剤としては、例えば、非置換フェノール、多価フェノール、芳香族ヒドロキシ化合物、芳香族アミン類、キノン化合物等が挙げられるが、なかでもハイドロキノンが好ましい。
上記ラジカル捕捉剤は、SSGが低いPTFEを得る点で、重合反応に消費される全TFEの50質量%が重合される前に添加することが好ましい。より好ましくは、TFEの40質量%、更に好ましくは30質量%が重合される前に添加することがより好ましい。
上記ラジカル捕捉剤は、使用される水性媒体の質量の0.1〜20ppmに相当する量が好ましく、3〜10ppmに相当する量がより好ましい。
中でも、過マンガン酸カリウムとシュウ酸との組み合わせが好ましい。
上記レドックス系重合開始剤の使用量は、使用するレドックス系重合開始剤の種類、重合温度、目標とするSSGに応じて適宜選択することができるが、使用される水性媒体の質量の1〜100ppmに相当する量が好ましい。
上記レドックス系重合開始剤は、上記酸化剤又は還元剤を同時に添加することで重合反応を開始してもよいし、予め上記酸化剤又は還元剤の何れか一方を槽内に添加しておき、残る一方を添加することで重合反応を開始してもよい。
上記レドックス系重合開始剤は、予め上記酸化剤又は還元剤の何れか一方を槽内に添加しておき、残る一方を添加して重合を開始する場合、残る一方を連続的又は断続的に添加することが好ましい。
上記レドックス系重合開始剤は、残る一方を連続的又は断続的に添加する場合、SSGが低いPTFEを得る点で、徐々に添加する速度を減速させることが好ましく、さらに重合途中で中止することが好ましく、該添加中止時期としては、重合反応に消費される全TFEの80質量%が重合される前が好ましい。TFEの65質量%が重合される前がより好ましく、TFEの50質量%が重合される前が更に好ましく、30質量%が重合される前が特に好ましい。
レドックス系重合開始剤を用いる場合は水性媒体中のpHをレドックス反応性を損なわない範囲に調整するため、pH緩衝剤を用いることが望ましい。pH緩衝剤としては、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、炭酸ナトリウムなどの無機塩類を用いることができ、リン酸水素二ナトリウム2水和物、リン酸水素二ナトリウム12水和物が好ましい。
また、レドックス系重合開始剤を用いる場合の、レドックス反応する金属イオンとしては複数のイオン価をもつ各種の金属を用いることができる。具体例としては、鉄、銅、マンガン、クロムなどの遷移金属が好ましく、特に鉄が好ましい。
高分子量PTFE(A)の製造方法は、通常、0.5〜3.9MPa、好ましくは、0.6〜3MPaにて行うことができる。
高分子量PTFE(A)の製造方法は、また、重合初期、特にTFEの転化率が全体の15%以下の範囲まで0.5MPa以下の圧力にて反応を行い、それ以後0.5MPaを超える圧力に保つことによっても行うことができるし、芯部の形成途中で反応圧力を、例えば0.1MPa以下に低下させ、再度TFEを供給し所定の圧力にて反応させることによっても行うことができる。
本明細書において、上記「転化率」は、目的とするTFE単位の量に相当するTFEの量のうち、重合開始時から重合途中のある時点までの間に重合に消費されたTFEの量が占める割合である。
高分子量PTFE(A)の水性分散液は、固形分の量が、通常20〜40質量%である。
上記凝析は、従来公知の方法により行うことができ、適宜、凝析促進剤として水溶性有機化合物、塩基性化合物からなる無機塩等を添加して行ってもよい。また、上記凝析は、凝析前や凝析中に、着色付与を目的として顔料を添加してもよいし、導電性付与、機械的性質の改善を目的として充填剤を添加して行うこともできる。
溶融粘度は、ASTM D 1238に準拠し、フローテスター(島津製作所社製)及び2φ−8Lのダイを用い、予め測定温度(380℃)で5分間加熱しておいた2gの試料を0.7MPaの荷重にて上記温度に保って測定することができる。
PTFEは、溶融粘度が上記範囲内にあれば、数平均分子量が上記範囲内となる。
低分子量PTFE(B)は、高分子量PTFEに電子線又は放射線を照射することによって分解して得られるものであってもよいが、押出電線の線径や誘電率の安定性の観点から、TFEの重合により直接得られたものであることが好ましい。なお、電子線又は放射線を照射することによって分解して得られる低分子量PTFEは、例えば、特公昭52−25419号公報に記載された方法により製造することができる。
出ストランド)が得られない。フィブリル化性の有無は、TFEの重合体から作られた粉末である「高分子量PTFE粉末」を成形する代表的な方法である「ペースト押出し」で判断できる。通常、ペースト押出しが可能であるのは、高分子量のPTFEがフィブリル化性を有するからである。ペースト押出しで得られた未焼成の成形物に実質的な強度や伸びがない場合、例えば伸びが0%で引っ張ると切れるような場合はフィブリル化性がないとみなすことができる。また、ペースト押出しを行っても連続した成形体として得られない場合も、フィブリル化性がないとみなすことができる。
上記第一融点は、300℃以上の温度に加熱した履歴がない低分子量PTFEについて示差走査熱量計〔DSC〕を用いて10℃/分の速度で昇温したときの融解熱曲線における極大値に対応する温度である。
低分子量PTFE(B)は、300℃以上の温度に加熱した履歴がない低分子量PTFEについて示差走査熱量計により昇温速度10℃/分にて得られる融解熱曲線において、322〜333℃にピークトップ(DSC融点、第一融点)を有することが好ましい。上記融解熱曲線におけるDSC融点が高すぎると、圧力損失が高くなるおそれがある。より好ましくは、325〜332℃にピークトップを有するものである。
上記DSC融点が高すぎると、圧力損失を下げる効果が低下するおそれがある。融点が低すぎると、高温揮発成分が多くなり、多孔質膜を製造する工程において分解ガスが発生しやすく、また多孔質膜が着色するおそれがある。
上記平均一次粒子径は、ポリマー濃度を0.22質量%に調整した水性分散液の単位長さに対する波長550nmの投射光の透過率と、透過型電子顕微鏡写真における定方向径を測定して決定された平均一次粒子径との検量線を作成し、測定対象である水性分散液について、上記透過率を測定し、上記検量線をもとに決定できる。
変性PTFEを構成する変性剤は、高分子量PTFE(A)において例示したものを好ましく使用することができる。例えば、変性剤としては、HFP等が好適である。
上記炭化水素系溶剤としては、例えば、一般に押出助剤として用いられている炭化水素を使用することができる。具体的には、ソルベントナフサ、ホワイトオイル、ナフテン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素のハロゲン化物又はシアン化物等が挙げられる。
ナフテン系炭化水素、イソパラフィン系炭化水素の炭素数は、20以下であることが好ましく、20未満であることがより好ましい。
なお、上記ナフテン系炭化水素及びイソパラフィン系炭化水素は、ハロゲン化物又はシアン化物であってもよい。
ヒューレットパッカード社(現アジレントテクノロジー社)製ベクトルネットワークアナライザー(VNA)HP−8510Cと、株式会社関東電子応用開発製2.45GHz空洞共振器、計算ソフトで誘電率、tanδを測定した。
ショアA硬度に準ずる。具体的には、JIS K6301−1975 A形に準拠して測定したショアAである。具体的にはデュロメーター(スプリング式ゴム硬度計とも言う)を用いて測定した。
〔実施例1〜3〕
降温度合い(℃/分)=(T1−T2)/t
T1(℃):第一加熱工程で使用される熱処理炉の終端部から被覆芯線の進行方向とは逆方向に1m地点の温度設定値=第3熱処理炉の中央部の温度設定値
T2(℃):第二加熱工程で使用される熱処理炉の始端部から被覆芯線の進行方向に1m地点の温度設定値=第4熱処理炉の中央部の温度設定値
t(分):2(m)/ライン速度(m/分)(被覆芯線が熱処理炉を通過する速度)
〔比較例1〜3〕
降温度合い(℃/分)=(Tα−Tβ)/tγ
Tα(℃):第4熱処理炉の中央部の温度設定値
Tβ(℃):室温
tγ(分):第4熱処理炉中央部と、第4熱処理炉出口から1m地点(被覆芯線が結晶化温度に至る位置)と、の間を被覆芯線が通過する所要時間への通過所要時間=2(m)/ライン速度(m/分)(被覆芯線が熱処理炉を通過する速度)
国際公開第97/17382号パンフレットの比較例2記載の方法に従い、PTFEファインパウダー(TFEホモポリマーである高分子量PTFEの粉末、平均一次粒子径:0.30μm,標準比重(SSG):2.173、第一融点:344℃、見掛密度:0.45g/ml:粉体としての平均粒径(平均二次粒子径):500μm、以下「PTFE−H」と記載する)を得た。
国際公開第2009/020187号パンフレットの比較例1記載の方法に従い、PTFEマイクロパウダー(TFEホモポリマーである低分子量PTFEの粉末、平均一次粒子径:0.18μm、380℃における溶融粘度が1.7×104Pa・s、第一融点:329℃、見掛密度:0.36g/ml、粉体としての平均粒径(平均二次粒子径):4.5μm、以下「PTFE−L」と記載する)を得た。
上記PTFE−HとPTFE−Lを、PTFE−Hが92質量%、PTFE−Lが8質量%の割合で、合計質量が2kgとなるようにドライブレンドにより混合し、押出助剤として炭化水素系溶剤(アイソパーG)が19重量%(469g)となるように配合して熟成し、得られた混合粉末(押出助剤を含む)を用いて予備成形を行った。
予備成形は、シリンダ径φ50mm、マンドレルφ16mmで構成された予備成形機のシリンダ内に上記混合粉末(押出助剤を含む)を充填し、加圧して、外径50mm、内径16mmの予備成形体を作製した。
この場合、第1〜3熱処理炉による加熱が第一加熱工程であり、第4熱処理炉による加熱が第二加熱工程である。
第一加熱工程で使用される熱処理炉の終端部から被覆芯線の進行方向とは逆方向に1m地点の温度設定値は、333℃(第3熱処理炉の温度設定値)である。
第二加熱工程で使用される熱処理炉の始端部から被覆芯線の進行方向に1m地点の温度設定値は、250℃(第4熱処理炉の温度設定値)である。
また、第一加熱工程における加熱温度と第二加熱工程における加熱温度の差=(第3熱処理炉の温度設定値)−(第4熱処理炉の温度設定値)=83℃であり、第二加熱工程における加熱時間は、17秒(2m/ライン速度=2/7分≒17秒)である。
なお、上記第1〜4熱処理炉の温度設定値は、熱電対を用いて測定した値である。
PTFE−Hの混合割合を85質量%、PTFE−Lの混合割合を15質量%とした以外は実施例1と同様にして混合粉末を作製し、成形を行った。安定時の押出圧力は65MPaであった。熱処理後の被覆外径1.90mm、誘電率は1.88であり、tanδは0.00006であった。
PTFE−Hの混合割合を95重量%、PTFE−Lの混合割合を5質量%とした以外は実施例1と同様にして混合粉末を作製し、成形を行った。安定時の押出圧力は58MPaであった。熱処理後の被覆外径1.90mm、誘電率は1.83であり、tanδは0.00003であった。
第1熱処理炉の温度を320℃、第2熱処理炉の温度を332℃、第3熱処理炉の温度を332℃、第4熱処理炉の温度を333℃に設定としたこと以外は、実施例1と同様に行った。この場合の降温度合は1078℃/分(=(333−25)/(2/7)=1078)であった。また、熱処理後の被覆外径1.90mm、誘電率は1.81であり、tanδは0.00018であった。
PTFE−Hの混合量を85質量%、PTFE−Lの混合量を15質量%とした以外は比較例1と同様にして混合粉末を作成し、成形を行った。安定時の押出圧力は65MPaであった。熱処理後の被覆外径1.90mm、誘電率は1.86、tanδは0.00026であった。
PTFE−Hの混合量を95質量%、PTFE−Lの混合量を5質量%とした以外は比較例1と同様にして混合粉を作成し、成形を行った。安定時の押出圧力は58MPaであった。熱処理後の被覆外径1.90mm、誘電率は1.79、tanδは0.00014であった。
Claims (2)
- 高分子量ポリテトラフルオロエチレン(A)とフィブリル化性を有しない低分子量ポリテトラフルオロエチレン(B)の混合物を芯線に被覆する被覆工程、
被覆された芯線を、低分子量ポリテトラフルオロエチレン(B)の第一融点以上であり、かつ高分子量ポリテトラフルオロエチレン(A)が溶融しない温度に加熱する第一加熱工程、
被覆された芯線を、150〜300℃の雰囲気により加熱する第二加熱工程、及び、
被覆された芯線を、冷却する冷却工程、を含み、
第二加熱工程における加熱時間が6〜60秒であり、
前記混合物における高分子量ポリテトラフルオロエチレン(A)と低分子量ポリテトラフルオロエチレン(B)との質量比((A)/(B))が80/20〜99/1であることを特徴とする電線の製造方法。 - 第二加熱工程における降温度合いを500℃/分以下とする請求項1記載の電線の製造方法。
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