JP6455067B2 - 電線用被覆材料、電線および電線用被覆材料の製造方法 - Google Patents
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Description
中でもETFEは、カットスルー抵抗性が優れるため、現在、航空機や自動車等の分野における電線用被覆材料として好適に使用されている。しかし、ETFEは、テトラフルオロエチレン/ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)共重合体等のペルフルオロ重合体に比べて耐熱性が劣る。
(1)テトラフルオロエチレンに基づく繰り返し単位、ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)に基づく繰り返し単位を97.5/2.5〜85/15のモル比で含有し、380℃における容量流速が0.1〜20mm3/秒であり、MIT折り曲げ寿命が300万回以上である含フッ素共重合体と絶縁性の充填剤(マイカ、シリカ、タルク、アルミナ、カオリン、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛等)とを含有する被覆材料(特許文献1)。
(2)テトラフルオロエチレンに基づく構成単位、フッ素モノマーに基づく構成単位、酸無水物残基を有しフッ素原子を有しないモノマーの基づく構成単位を特定の割合で有する含フッ素共重合体と、ロックウェル硬度がM60以上、かつASTM D−257で規定した絶縁性が1015Ω・cm以上の熱可塑性樹脂とを特定の体積比で含有する含フッ素共重合体組成物(特許文献2)。
該含フッ素共重合体組成物における熱可塑性樹脂としては、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン等のいわゆるスーパーエンジニアリングプラスチックが用いられている。
(2)の含フッ素共重合体組成物は、電線成形を行うと、形成される被覆がウエルドラインから裂けて外観不良になることがある。
[1]以下の(A)成分と(B)成分とからなり、または以下の(A)成分と(B)成分と(C)成分とからなり、
前記(B)成分の含有量が、前記(A)成分と前記(B)成分と前記(C)成分との合計(前記(C)成分の含有量が0である場合も含む。)に対して、0.01〜5.0質量%であり、
メルトフローレートが、0.5g/10分以上であり、
以下の方法で求めた体積固有抵抗が、108Ω・cm超である、電線用被覆材料。
(A):溶融成形可能なフッ素樹脂。
(B):アスペクト比100以上のフィラー。
(C):非溶融樹脂成分および前記(B)成分以外の非樹脂成分からなる群から選択される少なくとも1種。
(体積固有抵抗):電線用被覆材料からなる幅10mm、長さ70mm、厚さ1mmの試験片を作製し、絶縁抵抗計にて抵抗値を測定し、下式(1)から体積固有抵抗を求める。
ρv=R×W×t/L ・・・(1)
ただし、ρvは体積固有抵抗であり、Rは抵抗値であり、Wは試験片の幅であり、tは試験片の厚さであり、Lは電極間距離である。
[2]前記(B)成分が、カーボンナノチューブである、[1]に記載の電線用被覆材料。
[3]前記カーボンノナノチューブが、多層カーボンナノチューブである、[2]に記載の電線用被覆材料。
[4]芯線と、該芯線の表面に形成された、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の電線用被覆材料からなる被覆と、を有する電線。
[5]航空機用電線である、[4]に記載の電線。
[6][1]〜[3]のいずれか一項に記載の電線用被覆材料を製造する方法であって、
前記(A)成分と前記(B)成分とを、または前記(A)成分と前記(B)成分と前記(C)成分とを、スクリューを備えた装置を用いて溶融混練して、混練物からなる電線用被覆材料を製造する工程を含み、
前記溶融混練が、前記スクリューの先端側から前記混練物を連続的または断続的に吐出しながら行われ、
前記溶融混練における、前記混練物の平均吐出量が1.0kg/時間以上で、前記スクリューの回転数が50〜700rpmで、せん断速度が0.5〜2000秒−1である、電線用被覆材料の製造方法。
「溶融成形可能」とは、溶融流動性を示すことを意味する。
「構成単位」とは、単量体が重合することによって形成された該単量体に由来する単位を意味する。構成単位は、重合反応によって直接形成された単位であってもよく、重合体を処理することによって該単位の一部が別の構造に変換された単位であってもよい。
「単量体」とは、重合性炭素−炭素二重結合を有する化合物を意味する。
「非樹脂成分」とは、樹脂(重合体)以外の物質を意味する。
フィラーの「アスペクト比」とは、フィラーの直径をフィラーの厚さで割った値を意味する。
フィラーの直径および厚みはそれぞれ以下の手順で求められる値である。
走査型電子顕微鏡(FE−SEM)、原子間力顕微鏡(AFM)等の顕微鏡によりフィラーを観察し、顕微鏡像内に存在するn個(n=100以上)の構造体(フィラー粒子)の直径を測定し、得られたn個の測定値のうち、小さい方から10%を除いた測定値の範囲(大きい方から90%の測定値の範囲)を求め、該範囲内の測定値の平均値を求め、該平均値をフィラーの直径とする。構造体の直径の代わりに構造体の厚みを測定する以外は上記と同じ手順で求めた平均値をフィラーの厚みとする。
このようにして求めた直径(平均値)を厚み(平均値)で割った値をフィラーのアスペクト比とする。
「非溶融樹脂成分」とは、溶融成形可能ではない樹脂成分、つまり溶融流動性を示さない樹脂成分を意味する。具体的には、ASTM D3307に準拠し、測定温度372℃、荷重49Nで測定されるメルトフローレートが0.5g/10分未満の樹脂成分である。
本発明の電線用被覆材料は、以下の(α)または(β)である。
(α):以下の(A)成分と(B)成分とからなる電線用被覆材料。
(β):以下の(A)成分と(B)成分と(C)成分とからなる電線用被覆材料。
(A)成分は、溶融成形可能なフッ素樹脂である。
「溶融成形可能なフッ素樹脂」は、溶融流動性を示すフッ素樹脂である。具体的には、融点より20℃以上高い温度でのメルトフローレート(以下、「MFR」ともいう。)が0.5g/10分以上であるフッ素樹脂を意味する。
電線用被覆材料に含まれる(A)成分は1種でも2種以上でもよい。
ETFEにおけるテトラフルオロエチレンに基づく構成単位とエチレンに基づく構成単位とのモル比(テトラフルオロエチレンに基づく構成単位/エチレンに基づく構成単位)は、50/50〜90/10が好ましい。各構成単位のモル比が前記範囲内にあれば、耐屈曲性、耐熱性、流動性がより優れる。
ETFEにおける全構成単位の合計に対するテトラフルオロエチレンに基づく構成単位とエチレンに基づく構成単位との合計の割合は、50モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましい。上限は特に限定されず、100モル%であってもよい。
フルオロアルキルビニルエーテルとしては、たとえば、下式で表される化合物が挙げられる。
CF2=CF−O−Rf
ただし、Rfは、炭素数1〜10のフルオロアルキル基である。
フルオロアルキルビニルエーテルとしては、耐熱性の点から、ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)が好ましい。ペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)としては、前記式におけるRfが炭素数1〜10のペルフルオロアルキル基である化合物が挙げられる。
PFAにおける全構成単位の合計に対するテトラフルオロエチレンに基づく構成単位とフルオロアルキルビニルエーテルに基づく構成単位との合計の割合は、50モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましい。上限は特に限定されず、100モル%であってもよい。
FEPにおけるテトラフルオロエチレンに基づく構成単位とヘキサフルオロプロピレンに基づく構成単位とのモル比(テトラフルオロエチレンに基づく構成単位/ヘキサフルオロプロピレンに基づく構成単位)は、80/20〜99/1が好ましい。各構成単位のモル比が前記範囲内にあれば、耐熱性、流動性がより優れる。
FEPにおける全構成単位の合計に対するテトラフルオロエチレンに基づく構成単位とヘキサフルオロプロピレンに基づく構成単位との合計の割合は、50モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましい。上限は特に限定されず、100モル%であってもよい。
CF2=CF[OCF2CF(CF3)]nOCF2(CF2)pX
ただし、Xは、ハロゲン原子であり、nは、0〜5の整数であり、pは、0〜2の整数である。
他の単量体に基づく構成単位の割合は、ETFE、PFA、FEP、PVDF、PCTFEまたはECTFEにおける全構成単位の合計(100モル%)に対し、50モル%以下が好ましく、0.01〜45モル%がより好ましい。
接着性フッ素樹脂は、官能基(I)を有することによって、官能基(I)を有しないフッ素樹脂に比べて、他基材(電線の芯線等)との間の密着性に優れる。
官能基(I)は、接着性フッ素樹脂の主鎖末端および側鎖のいずれか一方または両方に存在する。
官能基(I)は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
カルボニル基含有基とは、構造中にカルボニル基(−C(=O)−)を含む基である。カルボニル基含有基としては、たとえば、炭化水素基の炭素原子間にカルボニル基を有してなる基、カーボネート基、カルボキシ基、ハロホルミル基、アルコキシカルボニル基、酸無水物残基等が挙げられる。
ハロホルミル基は、−C(=O)−X(ただし、Xはハロゲン原子である。)で表される。ハロホルミル基におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子等が挙げられ、他基材との反応性の点から、フッ素原子が好ましい。すなわちハロホルミル基としてはフルオロホルミル基(カルボニルフルオリド基ともいう。)が好ましい。
アルコキシカルボニル基におけるアルコキシ基は、直鎖状でも分岐状でもよく、他基材との反応性の点から、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基またはエトキシ基が特に好ましい。
(A)成分のMFRの測定方法は、後述する電線用被覆材料のMFRの測定方法と同様である。
(A)成分のMFRは、(A)成分の分子量の目安であり、MFRが大きいと分子量が小さく、MFRが小さいと分子量が大きい。(A)成分のMFRは、(A)成分の製造条件によって調整できる。たとえば、単量体の重合時間を短縮すると、MFRが大きくなる傾向がある。
(B)成分は、アスペクト比100以上のフィラーである。
アスペクト比が100以上のフィラーを用いれば、電線用被覆材料や形成される被覆の耐熱性(耐熱分解性、高温での耐ストレスクラック性等)が優れる。
(B)成分のアスペクト比は、100〜30000が好ましく、110〜25000がより好ましい。
電線用被覆材料に含まれる(B)成分は1種でも2種以上でもよい。
カーボンナノチューブとしては、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)、多層カーボンナノチューブ(MWCNT)が挙げられる。
カーボンナノチューブとしては、工業的に入手しやすい点、および(A)成分に分散しやすい点から、多層カーボンナノチューブが好ましい。
したがって、(B)成分が導電性を有する場合の(B)成分の含有量は、(A)成分と(B)成分と(C)成分との合計に対して0.01〜1.0質量%が好ましく、0.01〜0.8質量%がより好ましく、0.1〜0.6質量%が特に好ましい。
(C)成分は、(B)成分以外の非樹脂成分および非溶融樹脂成分からなる群から選択される少なくとも1種である。本発明において(C)成分は、必須ではないが、電線用被覆材料の用途等に応じて、必要に応じて配合される。
(C)成分としては、公知の樹脂用添加剤等が挙げられる。樹脂用添加剤としては、たとえば繊維状フィラー類(ガラス繊維、炭素繊維、ホウ素繊維、アラミド繊維、液晶ポリエステル繊維、ステンレス鋼マイクロファイバー等)、粉末状フィラー類(タルク、マイカ、グラファイト、二硫化モリブデン、ポリテトラフルオロエチレン、炭酸カルシウム、シリカ、シリカアルミナ、アルミナ、二酸化チタン等)、カーボンブラック(黒色顔料)、酸化鉄(赤色顔料)、アルミコバルト酸化物(青色顔料)、銅フタロシアニン(青色顔料、緑色顔料)、ペリレン(赤顔料)、バナジン酸ビスマス(黄顔料)等が挙げられる。
電線用被覆材料に含まれる(C)成分は1種でも2種以上でもよい。
電線用被覆材料中の(C)成分の含有量は、(A)成分と(B)成分と(C)成分との合計(100質量%)に対して、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下が特に好ましい。
本発明の電線用被覆材料のMFRは、0.5g/10分以上であり、1.0g/10分以上が好ましく、1.5g/10分以上がより好ましい。電線用被覆材料のMFRが0.5g/10分以上であれば、電線用被覆材料の溶融粘度が充分に低く、電線成形を容易に行うことができる。
電線用被覆材料のMFRの上限は、特に限定されないが、ハンドリング上の点では、200g/10分以下が好ましく、100g/10分以下がより好ましい。
電線用被覆材料のMFRは、所定の測定条件下における内径2.1mm、長さ8mmのオリフィスからの押出速度、すなわち前記オリフィスから10分間で流出する電線用被覆材料の質量(g/10分)として求められる。(A)成分のMFRも同様である。
MFRの測定方法はASTMで定められており、たとえば以下のようにフッ素樹脂の種類により測定温度と荷重が規定されている。電線用被覆材料のMFRの測定条件は、典型的には、含有する(A)成分に対応した測定条件が採用される。
ETFE:ASTM D3159、測定温度297℃、荷重49N。
PFA:ASTM D3307、測定温度372℃、荷重49N。
FEP:ASTM D2116、測定温度372℃、荷重49N。
PVDF:ASTM D1238、測定温度232℃、荷重98N。
本発明の電線用被覆材料の体積固有抵抗は、108Ω・cm超である。体積固有抵抗が108Ω・cm超であれば、形成される被覆が充分な電気絶縁性を有する。
電線用被覆材料の体積固有抵抗は、下記の方法で求めた値である。
ρv=R×W×t/L ・・・(1)
ただし、ρvは体積固有抵抗であり、Rは抵抗値であり、Wは試験片の幅であり、tは試験片の厚さであり、Lは電極間距離である。
本発明の電線用被覆材料は、(A)成分と、(B)成分と、必要に応じて(C)成分とを溶融混練することにより製造できる。
本発明の電線用被覆材料の製造方法としては、下記製造方法(α)が好ましい。
製造方法(α):(A)成分と(B)成分とを、または(A)成分と(B)成分と(C)成分とを、スクリューを備えた装置を用いて溶融混練して、混練物からなる電線用被覆材料を製造する工程を含み、
前記溶融混練が、前記スクリューの先端側から前記混練物を連続的または断続的に吐出しながら行われ、
前記溶融混練における、前記混練物の平均吐出量が1.0kg/時間以上で、前記スクリューの回転数が50〜700rpmで、せん断速度が0.5〜2000秒−1である、電線用被覆材料の製造方法。
スクリューを備えた装置としては、生産性の点から、二軸押出機が好ましく、(A)成分と(B)成分とを効率的に溶融混練できる点から、スクリューのL/Dが20以上の二軸押出機がより好ましく、L/Dが30〜100の二軸押出機がさらに好ましい。
「L/D」において、Lはスクリュー長であり、Dはスクリュー径である。すなわち「L/D」とは、スクリュー長Lをスクリュー径Dで割った値を意味する。
スクリューの先端側から混練物を連続的または断続的に吐出しながら溶融混練することによって、混練物が装置内に滞留せず、混練物に必要以上のせん断力がかかることがない。そのため、(B)成分が切断されにくく((B)成分のアスペクト比が小さくならず)、その結果、電線用被覆材料や形成される被覆の耐熱性(耐熱分解性、高温での耐ストレスクラック性等)を充分に確保できる。
「平均吐出量」とは、溶融混練を行った時間Tの間に吐出された混練物の量を該時間Tで割った値を意味する。
本発明の電線用被覆材料は、(A)成分単独の場合に比べて優れた耐熱性を有する。たとえば本発明の電線用被覆材料は、(A)成分の熱分解温度に比べて20℃以上高い熱分解温度を示し得る。そのため、本発明の電線用被覆材料から形成される被覆は、高温での耐ストレスクラック性等の耐熱性に優れる。該被覆は、耐スクレープ摩耗性およびカットスルー抵抗にも優れる。
また、本発明の電線用被覆材料は、(A)成分と(B)成分とからなる、または(A)成分と(B)成分と(C)成分とからなるものであり、(A)成分以外に溶融成形可能な樹脂成分を含まない。そのため、芯線を被覆して電線を製造する際に、ウエルドラインから被覆が裂ける問題が生じにくく、ウエルド部の目立たない良好な外観の被覆を形成できる。
また、本発明の電線用被覆材料は、溶融成形可能な樹脂成分が(A)成分のみであることから、(A)成分の本来の特性を充分に保持している。たとえば(A)成分から形成される被覆は優れた耐屈曲性を有しており、本発明の電線用被覆材料から形成される被覆も、充分に良好な耐屈曲性を有する。
したがって、本発明の電線用被覆材料は、高い耐熱性が要求される電線(航空機用電線、高電圧電線、通信電線、電気ヒータ電線等)における被覆の形成に好適に使用できる。特に高温での耐ストレスクラック性に優れるため、航空機用電線への使用が好適である。
本発明の電線は、芯線と、該芯線の表面に形成された、本発明の電線用被覆材料からなる被覆と、を有する。
電線用被覆材料による芯線の被覆は、押出成形法等の公知の成形方法により行うことができる。たとえば、押出機を用いて、芯線上に、溶融させた電線用被覆材料を被覆させるように押し出す成形方法(電線押出成形)が挙げられる。
したがって、本発明の電線は、高い耐熱性が要求される用途(航空機用電線、高電圧電線、通信電線、電気ヒータ電線等)に好適に使用できる。特に高温での耐ストレスクラック性に優れるため、航空機用電線として好適である。
以下の各例で用いた測定方法および材料を以下に示す。
セイコー電子社製示差走査熱量計(DSC装置)を用い、フッ素樹脂を10℃/分の速度で昇温したときの融解ピークを記録し、極大値に対応する温度(℃)を融点(Tm)とした。
溶融混練の際のせん断速度は、下式(2)から求めた。
γ=π(D−2Ct)N/Ct ・・・(2)
ただし、γはのせん断速度であり、Dは押出機のバレルの径であり、Ctはバレルとスクリューの隙間であり、Nは1秒あたりのスクリュー回転数である。
電線用被覆材料(またはフッ素樹脂)のMFRは、メルトインデクサー(タカラサーミスタ社製)を用い、実施例1〜6および比較例1〜5についてはASTM D3159に準拠して、比較例6についてはASTM D3307に準拠して測定した。
具体的には、実施例1〜6および比較例1〜5においては、電線用被覆材料(またはフッ素樹脂)を内径9.5mmのシリンダーに装填し、297℃で5分間保持した後、該温度で49Nのピストン荷重下に内径2.1mm、長さ8mmのオリフィスを通して押出し、押出速度(g/10分)をMFRとした。比較例6においては、測定温度を372℃に変更した以外は前記と同じ方法でMFRを求めた。
メルト熱プレス機(テスター産業社製)を用いて電線用被覆材料をプレス成形して厚さ1mm、各辺80mmのシートを作製し、該シートから幅10mm、長さ70mm、厚さ1mmの試験片を切り出し、絶縁抵抗計にて抵抗値を測定し、下式(1)から体積固有抵抗を求めた。
ρv=R×W×t/L ・・・(1)
ただし、ρvは体積固有抵抗であり、Rは抵抗値であり、Wは試験片の幅であり、tは試験片の厚さであり、Lは電極間距離である。
本測定により体積固有抵抗が、108Ω・cm超である場合は本装置ではオーバーロードであり、「>108Ω・cm」と表記した。
ASTM D2176に準拠し、電線用被覆材料をプレス成形して厚さ0.23mmのシートを作製し、該シートから幅12.5mm、長さ130mm、厚さ0.23mmの試験片を切り出した。MIT折り曲げ試験装置(東洋精機製作所社製)を用いて、荷重が12.25N、折り曲げ角度が左右それぞれ135度、1分間の折り曲げ回数が175回の条件下で、試験片を屈曲させ、試験片が切断するまでの回数(MIT折り曲げ寿命)を求めた。該回数が多いほど耐屈曲性に優れる。
被覆電線を長さ2mに切り出し、安田精機社製「マグネットワイヤー摩耗試験機(往復式)(製品名)」を用い、ISO6722−1に準拠した試験方法によって、下記条件にてスクレープ摩耗抵抗を測定した。
ニードル直径:0.45±0.01mm、
ニードル材質:SUS316(JIS G 7602準拠)、
摩耗距離:15.5±1mm、
摩耗速度:55±5回/分、
荷重:7N、
試験環境:23±1℃。
スクレープ摩耗抵抗は、ニードルの往復運動によって、芯線が被覆から露出するまでに要したニードルの往復回数で表される。スクレープ摩耗抵抗(回数)が多ければ、耐スクレープ摩耗特性に優れる。
被覆電線を平板上に置き、その上に軟鋼製角柱のエッジが当たるようにセットする。温度100℃で軟鋼製角柱のエッジに1mm/分の圧縮速度で荷重を与え被覆が切断したときの荷重値(N)をカットスルー抵抗とした。
作製した被覆電線を、1mごとの長さに切断した。切断した被覆電線は、所定の加熱温度毎に各々5本ずつ準備した。
上記切断した被覆電線を、5℃刻みの所定温度で96時間アニール処理し、その後室温で一晩安置した。アニール処理した被覆電線を電線自体に10巻き以上巻き付け(自己径巻きつけ)、電線サンプルを作製した。
電線サンプルをギヤオーブンで225℃、1時間熱処理し、クラックの有無を確認した。サンプル数は5個とした。
5個すべての電線サンプルにクラックが発生する最低アニール温度(T1)と、5個すべての電線サンプルにクラックが発生しない最高アニール温度(T2)から、下式(2)に基づいて、ストレスクラック温度(Tb)を算出した。
Tb=T1−ΔT(S/100−1/2) ・・・(2)
Tb:ストレスクラック温度。
T1:5個すべての電線サンプルにクラックが発生する最低アニール温度。
ΔT:アニール温度の間隔(5℃)。
S:5個すべての電線サンプルにクラックが発生しない最高アニール温度(T2)から、5個すべての電線サンプルにクラックが発生する最低アニール温度(T1)までの各温度におけるクラックの発生確率(50%発生の時は、0.5)の総和。
ストレスクラック温度とは、上記の実験で求めた、電線サンプルの50%が割れるアニール温度である。ストレスクラック温度が高いほど、耐ストレスクラック性が高いことを意味する。
電線用被覆材料について、セイコー電子社製TG/DTA装置(品番7200)を用い、10℃/分の速度で昇温したときの分解曲線を記録し、分解量3%に対応する温度(℃)を3%分解温度とした。
被覆電線の製造時に、ウエルドラインから被覆が裂けるかどうかを目視で確認し、以下の基準で評価した。
○(良好):ウエルドラインから被覆が裂けることはなかった。
×(不良):ウエルドラインから被覆が裂けた。
ETFE(A):テトラフルオロエチレンに基づく構成単位/エチレンに基づく構成単位/(ペルフルオロブチル)エチレンに基づく構成単位=54/46/1.4(モル比)、融点:259℃、MFR:10g/10分、質量平均分子量:約300000。
CNT(B):ナノシル社製、製品名「NC7000」、多層カーボンナノチューブ、直径:9.5nm、アスペクト比:160。
マイカ:コープケミカル社製、製品名「MK−200」、アスペクト比:13 。
ベントナイト:ホージュン社製、製品名「ヘンゲルA」、アスペクト比:10。
PFA:旭硝子社製、製品名「Fluon PFA 73PT」)。
TPI:熱可塑性ポリイミド、三井化学社製、製品名「AURUM PD−500」。
二軸押出機(テクノベル社製)のスクリューの基端に、ETFE(A)とCNT(B)とを質量比(A)/(B)=99/1、かつ(A)と(B)との合計の平均投入量が2.0kg/時間となるように連続的に投入し、スクリューの先端側から混練物を2.0kg/時間で連続的に吐出しながら、スクリュー回転数200rpm、温度300℃、せん断速度445秒−1の条件下で溶融混練し、混練物である電線用被覆材料を得た。
(A)/(B)、平均吐出量、スクリュー回転数、せん断速度を表1、表2に示す値に変更した以外は、実施例1と同様にして電線用被覆材料および被覆電線を得た。
二軸押出機(テクノベル社製)のスクリューの基端に、PFAとTPIとを、PFA/TPI=86/14の質量比で、合計の平均投入量が2.0kg/時間となるように連続的に投入し、スクリューの先端側から混練物を2.0kg/時間で連続的に吐出しながら、スクリュー回転数200rpm、温度380℃、せん断速度445秒−1の条件下で溶融混練し、混練物である電線用被覆材料を得た。
得られた電線用被覆材料を用いて、実施例1と同様にして被覆電線を得ようとしたとしたが、ウエルドが生じ、ウエルドラインを起点に被覆が剥離し、芯線に対しての被覆自体ができなかった。
なお、外観の評価結果が不良であった比較例6については、他の評価は行わなかった。また、3%分解温度が比較例1よりも低かった比較例2〜5については、MIT折り曲げ寿命、スクレープ摩耗抵抗、カットスルー抵抗、ストレスクラック温度の評価は行わなかった。
また、実施例1〜6の電線用被覆材料は、(A)成分を単独で用いた比較例1の電線用被覆材料に比べて、3%分解温度が高く、耐熱性が優れていた。また、実施例1、3、5の電線用被覆材料を用いた電線は、比較例1の電線用被覆材料を用いた電線に比べて、ストレスクラック温度が高く、高温での耐ストレスクラック性に優れていた。
さらに、実施例1〜6の電線用被覆材料から形成された被覆は、比較例1の電線用被覆材料を用いた電線に比べて、耐スクレープ摩耗性およびカットスルー抵抗に優れていた。また、MIT折り曲げ寿命が17000回以上であり、充分な耐屈曲性を有していた。
これに対し、(B)成分の代わりにマイカやベントナイトを用いた比較例2〜5の電線用被覆材料は、比較例1の電線用被覆材料に比べて、3%分解温度が低くなっていた。
PFAとTPIとを混練して得た比較例6の電線用被覆材料は、電線製造時にウエルドラインから被覆が裂けてしまった。
Claims (5)
- 以下の(A)成分と(B)成分とからなり、または以下の(A)成分と(B)成分と(C)成分とからなり、
前記(B)成分の含有量が、前記(A)成分と前記(B)成分と前記(C)成分との合計(前記(C)成分の含有量が0である場合も含む。)に対して、0.01〜5.0質量%であり、
メルトフローレートが、0.5g/10分以上であり、
以下の方法で求めた体積固有抵抗が、108Ω・cm超である、電線用被覆材料。
(A):溶融成形可能なフッ素樹脂。
(B):アスペクト比100以上のカーボンナノチューブであるフィラー。
(C):非溶融樹脂成分および前記(B)成分以外の非樹脂成分からなる群から選択される少なくとも1種。
(体積固有抵抗):電線用被覆材料からなる幅10mm、長さ70mm、厚さ1mmの試験片を作製し、絶縁抵抗計にて抵抗値を測定し、下式(1)から体積固有抵抗を求める。
ρv=R×W×t/L ・・・(1)
ただし、ρvは体積固有抵抗であり、Rは抵抗値であり、Wは試験片の幅であり、tは試験片の厚さであり、Lは電極間距離である。 - 前記カーボンノナノチューブが、多層カーボンナノチューブである、請求項1に記載の電線用被覆材料。
- 芯線と、該芯線の表面に形成された、請求項1または2に記載の電線用被覆材料からなる被覆と、を有する電線。
- 航空機用電線である、請求項3に記載の電線。
- 請求項1または2に記載の電線用被覆材料を製造する方法であって、
前記(A)成分と前記(B)成分とを、または前記(A)成分と前記(B)成分と前記(C)成分とを、スクリューを備えた装置を用いて溶融混練して、混練物からなる電線用被覆材料を製造する工程を含み、
前記溶融混練が、前記スクリューの先端側から前記混練物を連続的または断続的に吐出しながら行われ、
前記溶融混練における、前記混練物の平均吐出量が1.0kg/時間以上で、前記スクリューの回転数が50〜700rpmで、せん断速度が0.5〜2000秒−1である、電線用被覆材料の製造方法。
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