JP6294829B2 - 耐コロナ性部材、耐コロナ性樹脂組成物及び樹脂成形品の耐コロナ性発現方法 - Google Patents
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Description
また、特許文献2及び3には、PAS樹脂と、導電性カーボンブラック、黒鉛、エポキシ基含有α−オレフィン系共重合体を含有する樹脂組成物からなる成形品(ケーブル用部品、難着雪リング)が開示されている。これは、樹脂組成物の体積抵抗率を適度な値にすることで耐コロナ性等とともに、耐熱性、耐候性、難燃性、防水性、気密性、靱性などの諸性能を追求したものである。
(1)少なくとも、樹脂成分とマイカとを溶融混練して得られる耐コロナ性樹脂組成物を成形してなる耐コロナ性部材であって、
成形後における前記マイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が1〜200μmである耐コロナ性部材。
成形後におけるマイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が1〜200μmとなるように前記マイカを添加する樹脂成形品の耐コロナ性発現方法。
本発明の耐コロナ性部材は、マイカを含む耐コロナ性樹脂組成物を成形してなるものであり、当該耐コロナ性部材がコロナ放電に晒されるときに生じる、電気トリーと呼ばれる樹枝状の局部破壊の進行を、マイカの板状形状が効率よく妨害し、遅延させると推察される。
以下に先ず、本発明の耐コロナ性部材の成形に用いる耐コロナ性樹脂組成物について説明する。
本発明の耐コロナ性樹脂組成物は、本発明の耐コロナ性部材の成形に用いられるものであって、樹脂成分と、マイカとを溶融混練して得られる。
以下に、本発明の耐コロナ性樹脂組成物の各成分について詳述する。
樹脂成分としては、特に限定はなく、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶樹脂、弗素樹脂、熱可塑性エラストマー、各種の生分解性樹脂等が挙げられる。また、2種類以上の樹脂成分を併用してもよい。その中でも、ポリアリーレンサルファイド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂(以下、「PBT樹脂」とも言う。)、ポリアセタール樹脂、液晶樹脂等は、機械的性質、電気的性質、耐熱性その他物理的・化学的特性に優れ、且つ加工性が良好であるがゆえにエンジニアリングプラスチックと総称され自動車、電気・電子部品等の広範な用途に使用されている。
以下、PAS樹脂、PBT樹脂について順次説明する。
PAS樹脂は、主として、繰返し単位として−(Ar−S)−(但しArはアリーレン基)で構成された高分子化合物であり、本発明では一般的に知られている分子構造のPAS樹脂を使用することができる。
PBT樹脂は、少なくともテレフタル酸又はそのエステル形成性誘導体(低級アルコールエステルなど)を含むジカルボン酸成分と、少なくとも炭素原子数4のアルキレングリコール(1,4−ブタンジオール)又はそのエステル形成性誘導体(アセチル化物等)を含むグリコール成分とを重縮合して得られるポリブチレンテレフタレート系樹脂である。PBT樹脂は、ホモPBT樹脂に限らず、ブチレンテレフタレート単位を60モル%以上(特に75モル%以上95モル%以下)含有する共重合体(共重合PBT樹脂)であってもよい。
マイカは、鱗片状のケイ酸アルミニウム系鉱物であり、例えば、白マイカ(KAl2(AlSi3O10)(OH)2)、金マイカ(KMg3(AlSi3O10)(OH)2)、黒マイカ(K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2)、鱗マイカ(KLi2Al(Si4O10)(OH)2)等が挙げられる。
中でも、耐コロナ性の効果を最も発揮し得る点で金マイカを用いることが好ましい。
尚、平均粒径(50%d)とは、レーザー回折・散乱法により測定した粒度分布における積算値50%のメジアン径を意味する。
本発明に係る耐コロナ性樹脂組成物は、本発明の効果を妨げない範囲で、滑剤、カーボンブラック、核剤、難燃剤、難燃助剤、酸化防止剤、金属不活性剤、その他老化防止剤、及びUV吸収剤、安定剤、可塑剤、顔料、染料、着色剤、帯電防止剤、発泡剤、その他の樹脂等の高分子や、添加剤を含有していてもよい。
本発明の樹脂成形品の耐コロナ性発現方法は、樹脂組成物にマイカを添加することにより、該樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品の耐コロナ性を発現させる方法であって、成形後におけるマイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が1〜200μmとなるように前記マイカを添加することを特徴としている。
既述の通り、本発明の耐コロナ性部材は、マイカを添加することで耐コロナ性を発現させている。換言すると、成形後の部材におけるマイカのモード径等が上記規定の範囲内となるように、樹脂組成物に所定のマイカを添加して成形することにより、その成形品たる部材に耐コロナ性を発現させることができる。
本発明の樹脂成形品の耐コロナ性発現方法における樹脂成分及びマイカは、既述の本発明の耐コロナ性樹脂組成物における樹脂成分及びマイカと同じであり、耐コロナ性を発現させるための各成分の好ましい例や添加量、添加し得る他の成分も同様である。
本発明の耐コロナ性部材は、既述の本発明の耐コロナ性樹脂組成物を成形してなるが、作製する方法としては特に限定はなく、公知の方法を採用することができる。例えば、後述する本発明の耐コロナ性樹脂組成物を押出機に投入して溶融混練してペレット化し、このペレットを所定の金型を装備した射出成形機に投入し、射出成形することで作製することができる。
尚、耐コロナ性部材中におけるマイカのモード径は、(株)堀場製作所製、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920を用いて測定することができる。
以下に、上記マイカの配向状態について図2及び図3を参照して説明する。
以上より、図2に示すようにマイカを配向した耐コロナ性部材を、その内部のマイカがコロナ放電に起因する電圧の印加方向と直交するように配置することで、耐コロナ性の効果をより効果的に発揮することができる。
例えば、シート状の耐コロナ性部材においては、そのシートの肉厚方向、すなわちシート面と直交する方向に高周波・高電圧が印加された場合、コロナ放電によりシートの肉厚方向に電気トリーが進行するが、マイカが上記のように配向していると電気トリーの進行を最も効果的に阻止することができ、シート状の耐コロナ性部材の寿命を長くすることが可能となる。他の形状においても同様である。
各実施例・比較例において、表1及び表2に示す各原料成分をドライブレンドして得た混合物を、シリンダー温度320℃の二軸押出機に投入し(マイカ、ガラス繊維は押出機のサイドフィード部より別添加)、溶融混練し、ペレット化した。表1及び表2に示す各原料成分の詳細を以下に記す。
PPS樹脂:(株)クレハ製、フォートロンKPS W214A (溶融粘度:130Pa・s(せん断速度:1216sec−1、310℃))
尚、上記PPS樹脂の溶融粘度は以下のようにして測定した。
(PPS樹脂の溶融粘度の測定)
東洋精機(株)製キャピログラフを用い、キャピラリーとして1mmφ×20mmL/フラットダイを使用し、バレル温度310℃、せん断速度1216sec−1での溶融粘度を測定した。
金マイカ1: 西日本貿易(株)製 150−S、平均粒子径(50%d):163μm
金マイカ2:西日本貿易(株)製、325−S(平均粒子径(50%d):30μm)
金マイカ3:西日本貿易(株)製、60−S(平均粒子径(50%d):278μm)
金マイカ4:西日本貿易(株)製、40−S(平均粒子径(50%d):351μm)
白マイカ1:(株)ヤマグチマイカ製、AB−25S)、平均粒子径(50%d):24μm
白マイカ2:(株)ヤマグチマイカ製、B−82)、平均粒子径(50%d):137μm
ガラス繊維1:チョップドガラス繊維(日本電気硝子(株)製、ECS03T747)、平均繊維径:13μm
(充填剤の平均粒径(50%d)の測定)
(株)堀場製作所製、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920を用いて、以下の測定条件の下、各充填剤の粒度分布、レーザー回折・散乱法により測定した粒度分布における積算値50%のメジアン径を測定した。
〜測定条件〜
・循環速度:10
・レーザー光源:632.8nm He‐Neレーザ 1mW、タングステンランプ50W
・検出器:リング状75分割シリコンフォトダイオード×1、シリコンフォトダイオード×12
・分散媒:超純水
・超音波:有り
・透過率:80%
・水との相対屈折率:1.18(白マイカ、金マイカ)
尚、金マイカ1〜4、白マイカ1〜2を用いた試験片の作製においては、試験片の肉厚方向と直交する方向に各マイカを配向させるため、その配向方向が樹脂の流動方向となるように金型のゲート位置を設定した。
各実施例・比較例において作製した試験片10を、図1に示すように、高圧側電極12(φ9.5mm)とアース側電極14(φ25mm)の間に固定し、耐電圧試験機(ヤマヨ試験機有限会社製 YST−243WS−28)を用いて、空気中で、130℃、周波数200Hz、印加電圧18kVを加え、絶縁破壊が生じるまでの時間を測定した。測定結果を表1及び表2に示す。
各実施例・比較例において作製した80mm×1mmの平板試験片を空気中600℃で5時間放置し、樹脂成分を完全に除去した。得られた灰分から、(株)堀場製作所製、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920を用いて、以下の測定条件の下、各充填剤の粒度分布、モード径を測定した。
〜測定条件〜
・循環速度:10
・レーザー光源:632.8nm He‐Neレーザ 1mW、タングステンランプ50W
・検出器:リング状75分割シリコンフォトダイオード×1、シリコンフォトダイオード×12
・分散媒:超純水
・超音波:有り
・透過率:80%
・水との相対屈折率:1.18(白マイカ、金マイカ)
10A 耐コロナ性部材
10B 耐コロナ性部材
12 高圧側電極
14 アース側電極
16 マイカ
Claims (10)
- 少なくとも、樹脂成分とマイカとを溶融混練して得られる耐コロナ性樹脂組成物を成形してなる耐コロナ性部材であって、
前記樹脂成分が、ポリアリーレンスルフィド樹脂を含み、
成形後における前記マイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が1〜200μmであり、
前記マイカが、コロナ放電に起因する電圧方向と直交するように配向している、耐コロナ性部材。 - 前記マイカを、前記樹脂成分100質量部に対して25〜101質量部含む、請求項1に記載の耐コロナ性部材。
- 成形後における前記マイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が40〜200μmである、請求項1又は2に記載の耐コロナ性部材。
- 成形後における前記マイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が100〜200μmである、請求項1又は2に記載の耐コロナ性部材。
- 成形後における前記マイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が109〜200μmである、請求項1又は2に記載の耐コロナ性部材。
- 形状が、シート状、板状、筒状、又は被膜状であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の耐コロナ性部材。
- 樹脂成分を含む樹脂組成物にマイカを添加することにより、該樹脂組成物を成形して得られる樹脂成形品の耐コロナ性を発現させる方法であって、
前記樹脂成分が、ポリアリーレンスルフィド樹脂を含み、
成形後におけるマイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が40〜200μmとなるように前記マイカを添加し、かつ、
前記マイカを、コロナ放電に起因する電圧方向と直交するように配向させる、
樹脂成形品の耐コロナ性発現方法。 - 成形後における前記マイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が100〜200μmである、請求項7に記載の耐コロナ性発現方法。
- 成形後における前記マイカの、レーザー回折・散乱法で測定した体積基準の粒度分布におけるモード径が109〜200μmである、請求項7に記載の耐コロナ性発現方法。
- 前記マイカの添加量が、前記樹脂成分100質量部に対して25〜101質量部である、請求項7〜9のいずれか1項に記載の耐コロナ性発現方法。
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