JP7432309B2 - 高絶縁性濃色フッ素樹脂組成物 - Google Patents
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Description
本発明の黒色系高絶縁性フッ素樹脂組成物は、フッ素樹脂と、黒色系絶縁性顔料を含むことを特徴とするものである。
本発明の黒色系絶縁性フッ素樹脂組成物には、フッ素樹脂として、ポリテトラフルオロエチレンが含まれる。ポリテトラフルオロエチレンとしては、テトラフルオロエチレン(TFE)の単独重合体(ホモPTFE)若しくは、TFEと共重合可能な単量体が1重量%以下の範囲で含まれるTFE共重合体(変性PTFE)、又は、これらの混合物を使用することができる。
(ア)絶縁性顔料
本発明の樹脂組成物には、絶縁性の金属酸化物である絶縁性顔料が含まれる。絶縁性顔料には、金属酸化物である無機顔料(Co,Ti,Ni,Zn,Al,Cr,Cu,Mn,Feなどの酸化物)、および、これらの複合体が含まれる。樹脂組成物を濃い黒色にするためには、Cu,Cr,Mn,Feの複合酸化物である無機顔料を使用することが好ましい。黒色系の絶縁性顔料の具体例としては、Cu-Cr-Mnの酸化物,Cu-Fe-Mnの酸化物,Co-Fe-Crの酸化物などが挙げられる。より具体的には、黒色系の絶縁性顔料として、CuO-Cr2O3系、CoO-Cr2O3-Mn2O3系、CoO-Fe2O3-Cr2O3系、CuO-Fe2O3-Mn2O3系の顔料を、単独若しくは、組合せて使用することが出来る。これらの顔料は、耐熱性、耐薬品性にも優れた絶縁性顔料である。
以下に、フッ素系樹脂に対する絶縁性顔料の含有率について説明する。
本発明の樹脂組成物における絶縁性顔料の含有比率(組成物中の重量%)は、十分な黒色を付与し、樹脂組成物の絶縁性を低下させないという観点からは、1~8重量%であり、好ましくは、1.5~7重量%である。
本発明の黒色系絶縁性フッ素樹脂組成物には、上記の絶縁性顔料、フッ素樹脂の他に任意成分を加えることが出来る。絶縁性材料以外の添加剤・充填材を加えると、高い絶縁性に影響を与えることになるため、添加する量は10重量%以下が好ましく、5重量%以下がより好ましい。求める特性に応じて、性能に影響を与えない範囲で加えることは可能である。
本発明の黒色系絶縁性樹脂組成物は、高い絶縁性を有することを特徴とする。絶縁性に関しては、破壊電圧(V/mm)を指標として評価することが出来る。この破壊電圧が高い値を示すことは、組成物が高い絶縁性を有することを意味している。本発明の黒色系絶縁性樹脂組成物は、44kV/mm以上の高い絶縁性を示すことができる。また、本発明の黒色系絶縁性樹脂組成物は、樹脂と黒色系絶縁性粒子の種類及び比率を適宜変更することにより、47kV/mm以上、更に50kV/mm以上のより高い絶縁性を備えた樹脂組成物を製造することも出来る。
本発明の黒色系絶縁性フッ素樹脂組成物は、上記のフッ素樹脂に、上記の比率で、黒色系絶縁性顔料、及び、上記の任意の添加物を添加して混合し、作成することが出来る。混合方法としては公知の各種方法が利用できるが、水や有機溶剤などの液媒体を用いない乾燥条件下での高速攪拌・高速回転(ドライブレンド)がシンプルで、生産性が良いので好ましい。
以下、具体的な実施例を示す。表1に記載の種々の絶縁性顔料と、フッ素樹脂(PTFE:三井・ケマーズ フロロプロダクツ(株)製 テフロン(登録商標)PTFE 7A-J)とを混合して黒色系絶縁性フッ素系樹脂組成物を作成した。そして、得られた樹脂組成物を直径50mm、内径20mmの金型に入れ、300kgf/cm2で加圧することにより予備成形し、それを電気炉中で、370℃、3時間焼成することにより、高さ約100mmの円筒状成形物を得た。得られた円筒状の成形物をスカイブ加工によって厚さ0.3mmのシートを作成した。このシートの破電値(kV/mm)を測定して絶縁性を評価した。また、このシートの明度を測定して黒色性の評価とした。
得られたシートについて、YSS式耐電破壊試験機(安田精機製作所製、No.175)を用いて、JIS C-2110に準拠した電極を使用し、破壊電圧を室温で測定した。測定時に、シートの外を通電したもの、欠陥部から通電したように見えたときのデータを除いて、平均値を求めた。
厚さ300μmのテープ(上記0.3mmのシートと同様のもの)を用いて、色差計(日本電色工業株式会社製、測色色差計ZE6000)を使用して、L*(明度指数)を測定した。
具体的には、以下の表1に記載の顔料を、実施例では使用した。
表2に示す含有比率で、PTFE樹脂(PTFE:三井・ケマーズ フロロプロダクツ(株)製 テフロン(登録商標)PTFE 7A-J)のパウダー198gと、黒色系絶縁性顔料(Pigment Black 26(C.I No.77494):平均粒径、2.8μm)2gとを、合計200gとなるように秤取し、攪拌羽根付きミル(大阪ケミカル株式会社製ワンダークラッシュミルD3V-10、攪拌羽根直径142mm)に投入し、40秒間25000rpmで撹拌した。得られた混合粉末を、上記の方法にて、0.3mm厚のシートに成形した。これについて、上記の測定方法により、絶縁性(破電値)と、色の濃さ(明度)を測定した。
なお以後、Pigment Black 26(C.I No.77494)はPB26、Pigment Black 27(C.I No.77502)はPB27、Pigment Black 28(C.I No.77428)はPB28と略称する。
実施例1において、上記表2に記載のように、顔料の含有量を変更(実施例2では3重量%、実施例3では5重量%)した以外は、実施例1と同様の条件で樹脂組成物を作成した。そして、この組成物から成形シートを作成して、同様に、成形シートの破電値と明度を測定した。
実施例4~6は、上記表2に記載のように、それぞれ実施例1~3に対応するものであり、顔料の種類を、PB26(平均粒径2.8μm)からPB27(平均粒径1.4μm)に変更した点以外は、それぞれ実施例1~3と同様の条件で樹脂組成物を作成して、この組成物から成形シートを作成した。そして、同様に、成形シートの破電値と明度を測定した。
実施例7~9は、上記表2に記載のように、それぞれ実施例1~3に対応するものであり、顔料の種類を、PB26(平均粒径2.8μm)からPB28(平均粒径0.8μm)に変更した点以外は、それぞれ実施例1~3と同様の条件で樹脂組成物を作成して、この組成物から成形シートを作成した。そして、同様に、成形シートの破電値と明度を測定した。
実施例1において、上記表2に記載のように、顔料として、カーボンブラックを使用(比較例1では含有量0.3重量%、比較例2では含有量0.5重量%、比較例3では含有量0.7重量%、比較例4では含有量1重量%)した以外は、実施例1と同様の条件で樹脂組成物を作成して、この組成物から成形シートを作成した。そして、同様に、成形シートの破電値と明度を測定した。
実施例10~12は、上記表2に記載のように、それぞれ実施例7~9に対応するものであり、同じ種類の顔料PB28であるが、異なる平均粒径(0.6μm)の粒子を使用した以外は、それぞれ実施例7~9と同様の条件で樹脂組成物を作成して、この組成物から成形シートを作成した。そして、同様に、成形シートの破電値と明度を測定した。
比較例5及び比較例6は、実施例10において、PB28(平均粒径:0.6μm)含有量を変更(比較例5では0.2重量%、比較例6では10重量%)した以外は、実施例10と同様の条件で樹脂組成物を作成して、この組成物から成形シートを作成した。そして、同様に、成形シートの破電値と明度を測定した。
実施例13~15は、上記表2に記載のように、それぞれ実施例7~9に対応するものであり、同じ顔料のPB28であるが、異なる平均粒径(0.3μm)の粒子を使用した以外は、それぞれ実施例7~9と同様の条件で樹脂組成物を作成して、この組成物から成形シートを作成した。そして、同様に、成形シートの破電値と明度を測定した。
Claims (4)
- 絶縁性の金属酸化物である絶縁性顔料を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に対して含有し、前記絶縁性顔料の平均粒径が、1.0超~1.5μmであり、且つ組成物中の前記絶縁性顔料の含有量が3重量%を超え、かつ7重量%未満であり、前記絶縁性顔料と前記ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)以外の添加剤の含有量が10重量%以下であり、
前記絶縁性顔料が、CuO-Cr 2 O 3 -Mn 2 O 3 系、CoO-Fe 2 O 3 -Cr 2 O 3 系、若しくはCuO-Fe 2 O 3 -Mn 2 O 3 系の絶縁性顔料である黒色系絶縁性フッ素樹脂組成物。 - 絶縁性の金属酸化物である絶縁性顔料を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に対して含有し、前記絶縁性顔料の平均粒径が、1.5超~3.0μmであり、且つ組成物中の前記絶縁性顔料の含有量が5重量%を超え、かつ8重量%未満であり、前記絶縁性顔料と前記ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)以外の添加剤の含有量が10重量%以下であり、
前記絶縁性顔料が、CuO-Cr 2 O 3 -Mn 2 O 3 系、CoO-Fe 2 O 3 -Cr 2 O 3 系、若しくはCuO-Fe 2 O 3 -Mn 2 O 3 系の絶縁性顔料である黒色系絶縁性フッ素樹脂組成物。 - 絶縁性の金属酸化物である絶縁性顔料を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に対して含有し、前記絶縁性顔料の平均粒径が、0.1超~0.4μmであり、且つ組成物中の前記絶縁性顔料の含有量が1重量%を超え、かつ3重量%未満であり、前記絶縁性顔料と前記ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)以外の添加剤の含有量が10重量%以下であり、
前記絶縁性顔料が、CuO-Cr2O3-Mn2O3系の絶縁性顔料である黒色系フッ素樹脂組成物。 - 絶縁性の金属酸化物である絶縁性顔料を、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)に対して含有し、前記絶縁性顔料の平均粒径が、0.4超~1.0μmであり、且つ組成物中の前記絶縁性顔料の含有量が1.5重量%を超え、かつ5重量%未満であり、前記絶縁性顔料と前記ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)以外の添加剤の含有量が10重量%以下であり、
前記絶縁性顔料が、CuO-Cr2O3-Mn2O3系の絶縁性顔料である黒色系フッ素樹脂組成物。
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