本發(fā)明涉及絕緣電線(xiàn)及其制造方法。
背景技術(shù):
含氟共聚物的耐熱性、阻燃性、耐化學(xué)品性、耐候性、非粘接性、低摩擦性、以及低感應(yīng)特性?xún)?yōu)良,被廣泛用于耐熱阻燃電線(xiàn)用被覆材料、化工廠(chǎng)耐腐蝕配管材料、農(nóng)業(yè)用塑料大棚材料、廚房器具用脫模涂層材料等領(lǐng)域。
尤其,聚四氟乙烯(以下,也稱(chēng)為“PTFE”。)、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物(以下,也稱(chēng)為“PFA”。)等全氟的含氟共聚物與部分氟型的乙烯-四氟乙烯共聚物(以下,也稱(chēng)為“ETFE”)、聚偏氟乙烯(以下,也稱(chēng)為“PVdF”)等相比,耐化學(xué)品性以及耐熱性更優(yōu)良之外,彈性模量或耐磨耗性更低。
為了使PTFE或PFA等全氟的含氟共聚物可耐受包含于絕緣電線(xiàn)的絕緣層等要求耐磨耗性的環(huán)境下的使用,通過(guò)將含氟共聚物制成與其他樹(shù)脂的聚合物混合物等來(lái)嘗試提高耐磨耗性。
例如,專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的電線(xiàn)被覆材料中,通過(guò)將該材料所含有的含氟共聚物制成與比該含氟共聚物更硬的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)良的熱塑性樹(shù)脂的聚合物混合物,來(lái)試圖提高耐磨耗性。
另一方面,汽車(chē)、鐵路、航空器等中使用的車(chē)輛設(shè)備等希望小型化、輕量化。為此,要求使該車(chē)輛設(shè)備中使用的絕緣電線(xiàn)的絕緣層薄壁化。
例如,專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了通過(guò)制成具有含有MFR(熔體流動(dòng)速率(Melt Flow Rate)的簡(jiǎn)稱(chēng))設(shè)為規(guī)定值以上、基于全氟丙基乙烯基醚的結(jié)構(gòu)單元的含量在規(guī)定量以上的PFA的絕緣層的絕緣電線(xiàn),來(lái)實(shí)現(xiàn)了薄壁化的絕緣電線(xiàn)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開(kāi)第2013/125468號(hào)
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利第4591352號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
但是,在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中記載的聚合物混合物和不制成與熱塑性樹(shù)脂的聚合物混合物的情況相比,成形時(shí)的熔融張力變小,此外,如果制造使用該聚合物混合物、將絕緣層薄壁化后的絕緣電線(xiàn),則該絕緣層的表面粗糙度變高,耐磨耗性下降。因此,為了提高耐磨耗性,絕緣層不得不變厚,不能實(shí)現(xiàn)薄壁化。
另一方面,專(zhuān)利文獻(xiàn)2中記載的絕緣電線(xiàn)盡管實(shí)現(xiàn)了薄壁化,但在用于汽車(chē)、鐵路、航空器等車(chē)輛設(shè)備等的情況下,耐磨耗性不足。
因此,本發(fā)明的目的在于提供在具有含有PFA的絕緣層的絕緣電線(xiàn)中,即使絕緣層不變厚耐磨耗性也優(yōu)良的絕緣電線(xiàn)。
解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案
本發(fā)明具有以下[1]~[5]的構(gòu)成。
[1]一種絕緣電線(xiàn),其是具有導(dǎo)體和被覆上述導(dǎo)體的絕緣層,上述絕緣層含有含基于四氟乙烯的結(jié)構(gòu)單元和基于全氟烷基乙烯基醚的結(jié)構(gòu)單元的含氟共聚物(A)的絕緣電線(xiàn),其中,上述基于全氟烷基乙烯基醚的結(jié)構(gòu)單元的含量相對(duì)于上述含氟共聚物(A)中的全部結(jié)構(gòu)單元為0.1~1.9摩爾%,通過(guò)根據(jù)ASTM D-3307的方法測(cè)定的上述含氟共聚物(A)的MFR在0.1以上且低于15,上述含氟共聚物(A)的熔點(diǎn)在260℃以上,上述絕緣層的厚度Di與上述導(dǎo)體的直徑Dc的比例(Di/Dc)低于0.5。
[2]如[1]所述的絕緣電線(xiàn),其中,上述全氟烷基乙烯基醚為全氟丙基乙烯基醚。
[3]如[1]或[2]所述的絕緣電線(xiàn),其中,上述絕緣層的表面粗糙度(Ra)在10μm以下。
[4]如[1]~[3]中任一項(xiàng)所述的絕緣電線(xiàn),其中,上述基于全氟烷基乙烯基醚的單元的含量相對(duì)于上述含氟共聚物(A)中的全部單元為1.0~1.9摩爾%。
[5]如[1]~[4]中任一項(xiàng)所述的絕緣電線(xiàn),其中,上述絕緣層的厚度Di的比例(Di/Dc)在0.2以上且低于0.5。
[6]如[1]~[5]中任一項(xiàng)所述的絕緣電線(xiàn),其中,上述絕緣層的厚度Di的比例(Di/Dc)在0.05以上且在0.2以下。
[7]如[1]~[6]中任一項(xiàng)所述的絕緣電線(xiàn),其用于車(chē)輛設(shè)備用部件。
[8][1]~[7]中任一項(xiàng)所述的絕緣電線(xiàn)的制造方法,其中,具備使用具備模的電線(xiàn)擠出成形機(jī)、用熔融后的上述含氟共聚物(A)被覆導(dǎo)體、形成絕緣層的被覆工序,上述模的溫度在320℃以上且低于420℃。
[9]如[8]所述的制造方法,其中,從上述模將熔融的上述含氟共聚物(A)拉出至上述導(dǎo)體時(shí)的拉出比(DDR)在5.0以上且低于180。
發(fā)明的效果
如果采用本發(fā)明,則可提供具有含有PFA的絕緣層的絕緣電線(xiàn)中,即使絕緣層不變厚耐磨耗性也優(yōu)良的絕緣電線(xiàn)。
具體實(shí)施方式
本說(shuō)明書(shū)中的“單體”表示具有聚合性不飽和鍵、即聚合反應(yīng)性碳-碳雙鍵的化合物?!胺鷨误w”是指在分子內(nèi)具有氟原子的單體?!胺欠鷨误w”是指氟單體以外的單體。
“結(jié)構(gòu)單元”是指通過(guò)單體的聚合而形成的基于該單體的單元。單元既可以是通過(guò)聚合反應(yīng)直接形成的單元,也可以是通過(guò)對(duì)聚合物進(jìn)行處理而將該單元的一部分轉(zhuǎn)化成了其它結(jié)構(gòu)的單元。
“含氟聚合物”是指僅由1種基于氟單體的(結(jié)構(gòu))單元構(gòu)成的聚合物?!昂簿畚铩笔侵负?種以上的(結(jié)構(gòu))單元、其中至少1種是基于氟單體的結(jié)構(gòu)單元的共聚物。
[絕緣電線(xiàn)]
本發(fā)明的絕緣電線(xiàn)具有導(dǎo)體和被覆上述導(dǎo)體的絕緣層。
(導(dǎo)體)
對(duì)導(dǎo)體的材質(zhì)沒(méi)有特別限定,例如可例舉含有銅、錫、銀等的材質(zhì)。其中,優(yōu)選銅。導(dǎo)體的直徑優(yōu)選10μm~3mm。
(絕緣層)
絕緣層含有含基于四氟乙烯(以下,也稱(chēng)為“TFE”。)的單元和基于全氟烷基乙烯基醚(以下,也稱(chēng)為“PAVE”。)的單元的含氟共聚物(A)。
<含氟共聚物(A)>
含氟共聚物(A)是含有基于TFE的單元和基于PAVE的單元的含氟共聚物,即PFA。
含氟共聚物(A)所含有的PAVE可使用公知的化合物,其中,從熱穩(wěn)定性的方面出發(fā),優(yōu)選CF2=CFORf1(Rf1是碳數(shù)為1~10、可在碳原子間含有氧原子的全氟烷基。)等。
作為CF2=CFORf1,可例舉CF2=CFOCF2CF3、CF2=CFOCF2CF2CF3(全氟丙基乙烯基醚。以下,也稱(chēng)為“PPVE”。)、CF2=CFOCF2CF2CF2CF3、CF2=CFO(CF2)8F等,其中,優(yōu)選PPVE。
含氟共聚物(A)也可在不損害其本質(zhì)的特性的范圍內(nèi),含有1種以上的基于TFE的單元以及基于PAVE的單元以外的其他單體。
作為其他單體,可例舉氟乙烯、偏氟乙烯(以下,也稱(chēng)為“VdF”。)、三氟乙烯、氯三氟乙烯(以下,也稱(chēng)為“CTFE”。)、六氟丙烯(以下,也稱(chēng)為“HFP”。)等氟代烯烴,CF2=CFORf2SO2X1(Rf2為碳數(shù)為1~10、可在碳原子間含有氧原子的全氟亞烷基,X1為鹵素原子或羥基。)、CF2=CFORf3CO2X2(此處,Rf3為碳數(shù)為1~10、可在碳原子間含有氧原子的全氟亞烷基,X2為氫原子或碳數(shù)3以下的烷基。)、CF2=CF(CF2)pOCF=CF2(此處,p為1或2。)、CH2=CX3(CF2)qX4(此處,X3為氫原子或氟原子,q為2到10的整數(shù),X4為氫原子或氟原子。)以及全氟(2-亞甲基-4-甲基-1,3-二氧戊環(huán))等。
其中,優(yōu)選選自VdF、CTFE、HFP、以及CH2=CX3(CF2)qX4的1種以上,更優(yōu)選HFP。
作為CH2=CX3(CF2)qX4,可例舉CH2=CH(CF2)2F、CH2=CH(CF2)3F、CH2=CH(CF2)4F、CH2=CF(CF2)3H、CH2=CF(CF2)4H等,優(yōu)選CH2=CH(CF2)4F或CH2=CH(CF2)2F。
作為上述例示的其他單體以外的其他單體,可例舉含有粘接性官能團(tuán)的單體(AM單體)。
作為AM單體,在含有羰基的基團(tuán)之外,可例舉含有酰胺基、羥基、氨基等官能團(tuán)的不飽和烴單體等。作為AM單體的具體例,可例舉衣康酸、檸康酸、5-降冰片烯-2,3-二羧酸、馬來(lái)酸等二羧酸,衣康酸酐、檸康酸酐、5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐、馬來(lái)酸酐等二羧酸酐。
對(duì)含氟共聚物(A)的質(zhì)均分子量沒(méi)有特別限定,優(yōu)選2000~1000000。
含氟共聚物(A)中的基于TFE的單元的含量相對(duì)于含氟共聚物(A)中的全部單元,優(yōu)選90.0~99.9摩爾%,更優(yōu)選95.0~99.5摩爾%。如果基于TFE的單元的含量比上述下限值低,則耐熱性差,另一方面,如果比上述上限值高,則加工性差。
含氟共聚物(A)中的基于PAVE的單元的含量相對(duì)于含氟共聚物(A)中的全部單元為0.1~1.9摩爾%。如果基于PAVE的單元的含量比上述下限值低,則含氟共聚物(A)的熔融性下降。另一方面,如果比上述上限值高,則含氟共聚物(A)的結(jié)晶性下降,發(fā)生磨耗性、機(jī)械強(qiáng)度的下降。
含氟共聚物(A)中的基于PAVE的單元的含量相對(duì)于含氟共聚物(A)中的全部單元,優(yōu)選0.3~1.9摩爾%,更優(yōu)選1.0~1.9摩爾%,最優(yōu)選1.5~1.9摩爾%。
如果該基于PAVE的單元的含量在上述范圍內(nèi),則絕緣層的表面平滑性?xún)?yōu)良,耐磨耗性?xún)?yōu)良。如果比上述下限值低,則熔融加工性下降,絕緣層的表面平滑性下降。另一方面,如果比上述上限值高,則由于含氟共聚物(A)的結(jié)晶性下降而絕緣層的耐磨耗性下降。
含氟共聚物(A)中的基于TFE的單元和基于PAVE的單元的總含量相對(duì)于含氟共聚物(A)中的全部單元優(yōu)選90~100摩爾%,更優(yōu)選95~100摩爾%。如果該總含量比上述下限值低,則耐熱性差。
含氟共聚物(A)的MFR在0.1以上且低于15。如果MFR比上述下限值小,則成形加工性下降,難以成形為表面粗糙度小的絕緣層。另一方面,如果MFR在上述上限值以上,則發(fā)生含氟共聚物(A)的高分子量化所導(dǎo)致的分子間的結(jié)合力的下降,絕緣層的耐磨耗性下降。
MFR優(yōu)選1以上且低于14,更優(yōu)選2以上且低于13,最優(yōu)選3以上且低于12。如果MFR在上述范圍內(nèi),則絕緣層的耐磨耗性更優(yōu)良。如果比上述下限值小,則含氟共聚物(A)的粘度過(guò)高、熔融加工性差、誘發(fā)熔體分?jǐn)?shù)(メルトフラクション)、形成表面粗糙度高的絕緣層。另一方面,如果為上述上限值以上,則絕緣層的耐磨耗性下降。
另外,本發(fā)明中的MFR是通過(guò)根據(jù)ASTM D-3307的方法測(cè)定而得的值??蓪⑹褂萌垠w指數(shù)儀(例如,タカラサーミスト社制)、在測(cè)定溫度372℃、49N荷重下測(cè)定從直徑2mm、長(zhǎng)度8mm的噴嘴在10分鐘中流出的含氟共聚物(A)的質(zhì)量(g)而得的值作為本發(fā)明中的MFR。
MFR是含氟共聚物(A)的分子量的指標(biāo),可通過(guò)合成含氟共聚物(A)時(shí)的鏈轉(zhuǎn)移劑的添加量進(jìn)行調(diào)整。
含氟共聚物(A)的熔點(diǎn)為260℃以上,優(yōu)選260~330℃,更優(yōu)選280~320℃,特別優(yōu)選290~315℃。如果該熔點(diǎn)在上述下限值以上,則耐磨耗性、拉伸強(qiáng)度、拉伸伸長(zhǎng)率、彈性模量等機(jī)械物性?xún)?yōu)良,另一方面,如果在上述上限值以下,則成形性?xún)?yōu)良。
含氟共聚物(A)的熔點(diǎn)可通過(guò)構(gòu)成該含氟共聚物(A)的結(jié)構(gòu)單元的種類(lèi)或含有比例、含氟共聚物(A)的分子量等進(jìn)行調(diào)整。例如存在含氟共聚物(A)的基于四氟乙烯的結(jié)構(gòu)單元的比例越多則熔點(diǎn)越上升的傾向。
絕緣層中的含氟共聚物(A)的含量?jī)?yōu)選50~100質(zhì)量%,更優(yōu)選85~100質(zhì)量%。如果絕緣層中的含氟共聚物(A)的含量在上述下限值以上,則耐熱性、加工性、絕緣性?xún)?yōu)良。
絕緣層的表面粗糙度(Ra)在10μm以下。如果在該范圍內(nèi),則絕緣電線(xiàn)的耐磨耗性?xún)?yōu)良。
絕緣層的表面粗糙度(Ra)優(yōu)選10.00μm以下,更優(yōu)選5μm以下,進(jìn)一步優(yōu)選3μm以下,最優(yōu)選2μm。如果絕緣層的表面粗糙度(Ra)在上述上限值以下,則絕緣層的表面外觀性以及耐磨耗性?xún)?yōu)良。
含氟共聚物(A)作為高分子末端基團(tuán)例如也可具有烷氧基羰基、烷氧基羰氧基、羥基、羧基、碳酰氟基等官能團(tuán)。
可通過(guò)在聚合得到含氟共聚物(A)時(shí)使用規(guī)定的自由基聚合引發(fā)劑或鏈轉(zhuǎn)移劑來(lái)導(dǎo)入高分子末端基團(tuán)。
作為該自由基聚合引發(fā)劑,例如可例舉過(guò)氧化新戊酸叔丁酯、全氟丁?;^(guò)氧化物等。作為該鏈轉(zhuǎn)移劑,例如可例舉具有酯基、碳酸酯基、羥基、羧基、碳酰氟基等官能團(tuán)的鏈轉(zhuǎn)移劑。具體而言,可例舉乙酸、乙酸酐、乙酸甲酯、乙二醇、或丙二醇。
此外,也可以是對(duì)高分子末端進(jìn)行氟化處理,提高了熱穩(wěn)定性者。作為氟化處理,可將含氟共聚物(A)的顆?;蚍垠w暴露在氟化氫氣體或氟氣體中、也可在對(duì)含氟共聚物(A)進(jìn)行顆?;瘯r(shí)的使用擠出機(jī)的熔融混煉時(shí)將氟化氫氣體或氟氣體暴露在擠出機(jī)中來(lái)對(duì)末端進(jìn)行氟化。
<添加劑>
絕緣層可單獨(dú)含有含氟共聚物(A),也可在含氟共聚物(A)以外含有增強(qiáng)用填料、填充劑、顏料等添加劑。即使絕緣層單獨(dú)含有含氟共聚物(A),絕緣層的耐磨耗性也優(yōu)良。
由于增強(qiáng)用填料與含氟共聚物(A)的親和性差,在電線(xiàn)成形時(shí),上述填料滲出到絕緣層表面,因此增強(qiáng)用填料的添加是損害電線(xiàn)表面的平滑性的要素。因此,絕緣層優(yōu)選不含有增強(qiáng)用填料。
在絕緣層中含有添加劑的情況下,作為增強(qiáng)用填料的具體例,可例舉例如纖維狀填料類(lèi)(玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳族聚酰胺纖維、液晶聚酯纖維、不銹鋼微纖維等)、粉末狀填料類(lèi)(滑石、云母、石墨、二硫化鉬、聚四氟乙烯、碳酸鈣、二氧化硅、硅鋁(silica-alumina)、氧化鋁、二氧化鈦等)等。可使用1種以上的無(wú)機(jī)填料。
作為顏料的具體例,可例舉例如有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料等著色顏料。作為具體例,可例舉炭黑(黑色顏料)、氧化鐵(紅色顏料)、鋁鈷氧化物(藍(lán)色顏料)、銅酞菁(藍(lán)色顏料、綠色顏料)、苝(紅色顏料)、釩酸鉍(黃色顏料)等。
(絕緣層的厚度(Di)和導(dǎo)體的直徑(Dc)的比例)
絕緣電線(xiàn)中,絕緣層的厚度(Di)和導(dǎo)體的直徑(Dc)的比例(Di/Dc)低于0.5。此外,Di/Dc優(yōu)選0.05以上。如果Di/Dc在該范圍內(nèi),則絕緣層的耐磨耗性更優(yōu)良,而且可實(shí)現(xiàn)絕緣電線(xiàn)的小型化、輕量化。
另外,如果Di/Dc在0.2以上且低于0.5,尤其是在0.2以上且低于0.3以下,則由于絕緣層的耐磨耗性特別優(yōu)良而優(yōu)選。
此外,如果Di/Dc在0.05以上且在0.2以下,尤其是在0.1以上且在0.15以下,則由于可特別發(fā)揮絕緣層的優(yōu)良的耐磨耗性,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)絕緣電線(xiàn)的小型化、輕量化而優(yōu)選。
(用途)
本發(fā)明的絕緣電線(xiàn)例如也可用于車(chē)輛設(shè)備用部件、醫(yī)療產(chǎn)品、機(jī)械部件、電氣·電子部件等各種用途。
作為車(chē)輛設(shè)備用部件,例如可例舉滑閥、推力墊圈、油過(guò)濾器、各種齒輪、ABS零件、AT密封環(huán)、MT撥叉墊、軸承、密封件、離合器環(huán)等。
另外,本說(shuō)明書(shū)中車(chē)輛是指帶有車(chē)輪的交通工具,在此之外還包括以此為基準(zhǔn)的交通工具。作為帶有車(chē)輪的交通工具,例如可例舉汽車(chē)、具有車(chē)輪的飛行器、電車(chē)、機(jī)車(chē)、自行車(chē)等。作為以帶有車(chē)輪的交通工具為基準(zhǔn)的交通工具,例如可例舉水上飛行器等沒(méi)有車(chē)輪的飛行器、不具有車(chē)輪的線(xiàn)性電動(dòng)機(jī)車(chē)等。作為車(chē)輛的動(dòng)力源,例如可例舉發(fā)動(dòng)機(jī)、電氣電動(dòng)機(jī)、人力等。
作為醫(yī)療產(chǎn)品,例如可例舉內(nèi)視鏡管、內(nèi)視鏡操作部等內(nèi)視鏡用部件等。
作為機(jī)械部件,可例舉分離爪、加熱器支架等復(fù)印機(jī)、印刷機(jī)相關(guān)部件,在工業(yè)領(lǐng)域中的壓縮機(jī)部件、大眾運(yùn)輸系統(tǒng)的電纜、傳送帶鏈、油田開(kāi)發(fā)機(jī)械用連接器、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的泵部件等。
作為電氣·電子部件,例如可例舉印刷基板、連接器、插座、繼電器部件、線(xiàn)圈架、光拾取器、振蕩器、半導(dǎo)體封裝體、計(jì)算機(jī)相關(guān)部件、硬盤(pán)相關(guān)部件、照相機(jī)鏡筒、光學(xué)傳感器外殼、小型照相機(jī)組件外殼(包或桶)、投影儀光學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)部件、IC托盤(pán)、晶片載體等半導(dǎo)體制造中的相關(guān)部件等。
此外,還可例舉作為石油鉆井的電纜的用途。尤其,作為到位于遠(yuǎn)離海底或陸地的鉆井裝置的位置的這些控制裝置的通信電纜,或向鉆井裝置供給電力的電纜,由于要求可耐受高溫下的使用、耐磨耗性?xún)?yōu)良,因此可使用本發(fā)明的絕緣電線(xiàn)。
另外,在將本發(fā)明的絕緣電線(xiàn)中使用的含氟共聚物(A)作為包圍電纜的中央芯的保護(hù)絕緣層使用的情況下,電纜的中央芯優(yōu)選電的導(dǎo)體,另外,也可以用光纖維來(lái)代替導(dǎo)體。
本發(fā)明的絕緣電線(xiàn)中使用的含氟共聚物(A)可成形后用于各種部件,例如電子部件、航空器部件、車(chē)輛部件等各種分野,可作為管、軟管、槽、密封圈等使用。此時(shí),也能夠作為與其他樹(shù)脂或金屬等的層疊體使用。
作為管、軟管類(lèi),可例舉涂裝線(xiàn)用管或涂裝線(xiàn)用軟管、輸液管或輸液軟管、農(nóng)藥用管或農(nóng)藥用軟管、飲料用管或飲料用軟管、油壓管或油壓軟管,加油站等燃料補(bǔ)充站中使用的地下鋪設(shè)管、汽車(chē)燃料配管用管或汽車(chē)燃料配管用軟管、加油口軟管,汽車(chē)的散熱器軟管、剎車(chē)軟管、空調(diào)軟管、電線(xiàn)電纜、燃料電池用軟管,電氣部件用、果汁、糊狀食品等輸送用等的工業(yè)用軟管、墨管、化工管、空壓管或軟管,汽油、輕油、醇等燃料輸送用軟管,熱水用軟管。
作為罐類(lèi),可例舉汽車(chē)的散熱器水箱、藥液罐、藥液包、針對(duì)藥液保存容器的多層瓶、燃料罐、半導(dǎo)體用藥液等酸、堿等腐蝕性、侵蝕性強(qiáng)的藥液的容器或研磨材料的漿料用的容器、向柴油機(jī)排出氣體噴霧尿素水來(lái)降低NOX的系統(tǒng)中的尿素水用容器等。
作為密封材料類(lèi),可例舉LIB鋁層壓板用密封材料層、燃料泵的O形環(huán)等各種汽車(chē)用密封材料、化學(xué)品用泵或流量計(jì)的密封材料等化學(xué)相關(guān)的密封材料、液壓設(shè)備的密封材料等各種機(jī)械相關(guān)密封材料等。
其他可例舉層疊型印刷線(xiàn)路基板、多層單絲、配線(xiàn)配管蓋管(保護(hù)管)、稱(chēng)為“外觀(日文:エクステリア)”的建筑用構(gòu)件的屋外部件的保護(hù)、外壁保護(hù)或內(nèi)層壁等建筑構(gòu)件、橡膠軟管心軸芯材、導(dǎo)光繩、食品機(jī)械用輪帶,食品搬運(yùn)用輪帶、化油器的法蘭墊片、齒輪等。
其中,作為多層成形品,優(yōu)選形成為軟管或管。
(其他形態(tài))
對(duì)于絕緣電線(xiàn)的使用形態(tài),可直接使用將含有含氟共聚物(A)的絕緣層被覆導(dǎo)體的1根絕緣電線(xiàn),也可將該絕緣電線(xiàn)作為多根被收束的多芯電線(xiàn)使用。
絕緣電線(xiàn)的層結(jié)構(gòu)只要含有含氟共聚物(A)的絕緣層被覆導(dǎo)體則沒(méi)有特別限制。絕緣電線(xiàn)的層結(jié)構(gòu)例如可以是含有含氟共聚物(A)的絕緣層直接被覆導(dǎo)體的結(jié)構(gòu),也可以是在導(dǎo)體和含有含氟共聚物(A)的絕緣層之間具備1層以上由其他絕緣層、膠帶、屏蔽罩、紙等構(gòu)成的中間層的多層結(jié)構(gòu)。此外,不論含有含氟共聚物(A)的絕緣層是否直接被覆導(dǎo)體,都可以是在絕緣層的外側(cè)具備1層以上其他絕緣層等層的多層結(jié)構(gòu)。
另外,本發(fā)明的含氟共聚物(A)還可用于設(shè)置在多芯電纜等的外側(cè)的護(hù)套材料,發(fā)揮優(yōu)良的耐磨耗性。
[制造方法]
絕緣電線(xiàn)的制造方法可以是用熔融的含氟共聚物(A)被覆導(dǎo)體(也稱(chēng)為芯線(xiàn)。)、形成絕緣層的公知的方法,沒(méi)有特別的限定。絕緣電線(xiàn)的制造方法優(yōu)選具有使用具備模的電線(xiàn)擠出成形機(jī)、用熔融的含氟共聚物(A)被覆導(dǎo)體、形成絕緣層的被覆工序的方法(1)。此外,絕緣電線(xiàn)優(yōu)選通過(guò)根據(jù)用途的成形法來(lái)進(jìn)行成形。
(導(dǎo)體)
對(duì)使用的導(dǎo)體沒(méi)有特別限定,例如可以是上述的材質(zhì)、直徑等的導(dǎo)體。此外,導(dǎo)體也可使用市售品。
(含氟共聚物(A))
含氟共聚物(A)可使用市售品,例如可使用通過(guò)后述的“含氟共聚物(A)的制造方法”等制造的含氟共聚物(A)。
<含氟共聚物(A)的制造方法>
對(duì)含氟共聚物(A)的制造方法沒(méi)有特別限定,例如優(yōu)選使用自由基聚合引發(fā)劑的聚合方法。作為該聚合方法,可例舉本體聚合;使用氟代烴、氯代烴、氟代氯代烴、醇、烴等有機(jī)溶劑的溶液聚合;使用水性介質(zhì)和根據(jù)需要的適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑的懸浮聚合;使用水性介質(zhì)和乳化劑的乳液聚合。其中優(yōu)選溶液聚合。
作為自由基聚合引發(fā)劑,優(yōu)選半衰期為10小時(shí)的溫度為0~100℃的引發(fā)劑,更優(yōu)選所述溫度為20~90℃的引發(fā)劑。
具體而言,可例舉偶氮二異丁腈等偶氮化合物,過(guò)氧化異丁酰、過(guò)氧化辛酰、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化月桂酰等非氟類(lèi)二?;^(guò)氧化物,過(guò)氧化二碳酸二異丙酯等過(guò)氧化二碳酸酯,過(guò)氧化新戊酸叔丁酯、過(guò)氧化異丁酸叔丁酯、過(guò)氧化乙酸叔丁酯等過(guò)氧化酯,以(Z(CF2)rCOO)2(此處,Z為氫原子、氟原子或氯原子,r為1~10的整數(shù))表示的化合物等含氟二?;^(guò)氧化物,過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸鈉、過(guò)硫酸銨等無(wú)機(jī)過(guò)氧化物等。
聚合時(shí),從可調(diào)整含氟共聚物(A)的MFR的方面出發(fā),優(yōu)選使用鏈轉(zhuǎn)移劑。
作為鏈轉(zhuǎn)移劑,可例舉例如甲醇、乙醇等醇,1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷、1,1-二氯-1-氟乙烷等氯氟烴,戊烷、己烷、環(huán)己烷等烴。
作為進(jìn)行溶液聚合時(shí)的溶劑,可使用全氟化碳、氫氟烴、氯氫氟烴、氫氟醚等。碳數(shù)優(yōu)選4~12。
作為全氟化碳的具體例,可例舉全氟環(huán)丁烷、全氟戊烷、全氟己烷、全氟環(huán)戊烷、全氟環(huán)己烷等。
作為氫氟烴的具體例,可例舉1-氫全氟己烷等。
作為氯氫氟烴的具體例,可例舉1,3-二氯-1,1,2,2,3-五氟丙烷等。
作為氫氟醚的具體例,可例舉甲基全氟丁基醚、2,2,2-三氟乙基-2,2,1,1-四氟乙基醚等。
聚合條件無(wú)特別限定。聚合溫度優(yōu)選0~100℃,更優(yōu)選20~90℃。聚合壓力優(yōu)選0.1~10MPa,更優(yōu)選0.5~3MPa。聚合時(shí)間優(yōu)選1~30小時(shí)。
(模的溫度)
作為絕緣電線(xiàn)的制造方法,在采用上述的方法(1)的情況下,擠出成形時(shí)的模的溫度優(yōu)選320℃以上且低于420℃,更優(yōu)選330℃以上且低于400℃。
通過(guò)使模的溫度在上述下限值以上,可使加工性?xún)?yōu)良,另一方面,通過(guò)使其低于上述上限值,可抑制樹(shù)脂成分的熱分解。
(拉出比)
作為絕緣電線(xiàn)的制造方法,在采用上述的方法(1)的情況下,熔融的含氟共聚物(A)從模向?qū)w拉出時(shí)的拉出比(在本說(shuō)明書(shū)中也稱(chēng)為“DDR”(Drow Down Ratio的簡(jiǎn)稱(chēng))。)優(yōu)選5以上且低于180,更優(yōu)選10以上且低于110。
如果DDR在上述上限值以上,則從模拉出的熔融的含氟共聚物(A)難以直接被覆導(dǎo)體,另一方面,如果低于上述下限值,則由于熔融的含氟共聚物(A)充滿(mǎn)模內(nèi),因此螺桿的負(fù)荷增大,而且不易增加MFR低的含氟共聚物(A)的吐出量。
本說(shuō)明書(shū)中DDR是指熔融的含氟共聚物(A)從模向?qū)w拉出時(shí)的拉出比例,通過(guò)下式(1)求出。
DDR=(DD2-DT2)/(dD2-dT2)…(1)
(DD:模內(nèi)徑,DT:噴嘴外徑,dD:絕緣電線(xiàn)外徑,dT:導(dǎo)體外徑)
[作用效果]
如果采用本發(fā)明,則通過(guò)使絕緣層中含有的含氟共聚物(A)中基于PAVE的結(jié)構(gòu)單元為規(guī)定含量、以及使該含氟共聚物(A)具有規(guī)定的MFR、規(guī)定的熔點(diǎn),即使絕緣層不變厚也可得到耐磨耗性?xún)?yōu)良的絕緣電線(xiàn)。
推定這是由于通過(guò)使用分子間的結(jié)合力足夠高、分子量足夠大、結(jié)晶化度足夠高的含氟共聚物(A),使絕緣層的耐磨耗性變高的緣故。
具體而言,如果MFR比本發(fā)明的下限值小,則成形加工性下降,難以形成表面粗糙度小的絕緣層。另一方面,如果MFR在本發(fā)明的上限值以上,則發(fā)生含氟共聚物(A)的高分子量化導(dǎo)致的分子間的結(jié)合力的下降。
此外,如果基于PAVE的結(jié)構(gòu)單元的含量比本發(fā)明的下限值低,則含氟共聚物(A)的熔融性下降。另一方面,如果比本發(fā)明的上限值高,則結(jié)晶性下降,發(fā)生磨耗性、機(jī)械強(qiáng)度的下降。
實(shí)施例
[含氟共聚物]
本實(shí)施例中使用的含氟共聚物如下記載。另外,任一含氟共聚物都含有基于PPVE的結(jié)構(gòu)單元作為基于PAVE的結(jié)構(gòu)單元。
(A)-1:PFA(Fluon(旭硝子株式會(huì)社(旭硝子社)注冊(cè)商標(biāo))“P-63P”(熔點(diǎn):310℃,MFR:13.5,基于PPVE的單元的含量:相對(duì)于全部結(jié)構(gòu)單元為1.5摩爾%))
(A)-2:PFA(Fluon(旭硝子株式會(huì)社注冊(cè)商標(biāo))“P-65P”(熔點(diǎn):310℃,MFR:4.5,基于PPVE的單元的含量:相對(duì)于全部結(jié)構(gòu)單元為1.5摩爾%))
(A)-3:PFA(Fluon(旭硝子株式會(huì)社注冊(cè)商標(biāo))“P-66P”(熔點(diǎn):310℃,MFR:2.1,基于PPVE的單元的含量:相對(duì)于全部結(jié)構(gòu)單元為1.5摩爾%))
(A)-4:PFA(Fluon(旭硝子株式會(huì)社注冊(cè)商標(biāo))“P-63P”(熔點(diǎn):307℃,MFR:12.0,基于PPVE的單元的含量:相對(duì)于全部結(jié)構(gòu)單元為1.63摩爾%))
(A’)-1:PFA(Fluon(旭硝子株式會(huì)社注冊(cè)商標(biāo))“P-63P”(熔點(diǎn):312℃,MFR:15.5,基于PPVE的單元的含量:相對(duì)于全部結(jié)構(gòu)單元為1.5摩爾%))
(A’)-2:PFA(Fluon(旭硝子株式會(huì)社注冊(cè)商標(biāo))“P-62XP”(熔點(diǎn):305℃,MFR:28.6,基于PPVE的單元的含量:相對(duì)于全部結(jié)構(gòu)單元為2.0摩爾%))
[評(píng)價(jià)方法]
按照以下步驟對(duì)作為后述的實(shí)施例1~6以及比較例1~5中的原料的含氟共聚物以及得到的絕緣電線(xiàn)分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。
(共聚物的組成)
各含氟共聚物的組成根據(jù)紅外吸收光譜法分析而測(cè)定的數(shù)據(jù)算出。
(熔點(diǎn))
各含氟共聚物的熔點(diǎn)(Tm)通過(guò)使用熱分析裝置“EXSTAR DSC7020”(精工技術(shù)株式會(huì)社(セイコーインスツル社)制),記錄以10℃/分鐘的速度升溫時(shí)的熔融峰,將與其作為頂峰的極大值相對(duì)應(yīng)的溫度(℃)作為熔點(diǎn)求出。
(MFR(g/10分鐘))
使用タカラサーミスト株式會(huì)社制熔體指數(shù)儀,測(cè)定在49N荷重下從直徑2mm、長(zhǎng)8mm的噴嘴在10分鐘內(nèi)流出的含氟共聚物的質(zhì)量(g)。測(cè)定溫度為372℃。
(耐磨耗性(刮擦磨耗))
將得到的絕緣電線(xiàn)切出長(zhǎng)度2m作為樣品試驗(yàn)片,使用安田精機(jī)株式會(huì)社(安田精機(jī)社)制、產(chǎn)品名“漆包線(xiàn)磨損試驗(yàn)機(jī)(往復(fù)式)”,通過(guò)根據(jù)ISO6722-1的試驗(yàn)方法進(jìn)行刮擦磨耗試驗(yàn)。具體而言,在滾針直徑:0.45±0.01mm、滾針材質(zhì):SUS316(根據(jù)JISK-G7602)、磨耗距離:15.5±1mm、磨耗速度:55±5次/分鐘、荷重:7N、試驗(yàn)環(huán)境:23±1℃的條件下進(jìn)行。磨耗阻力通過(guò)滾針的往復(fù)運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)體從絕緣被覆暴露為止所需要的滾針的往復(fù)次數(shù)來(lái)表示。磨耗阻力(次數(shù))越多,則表示絕緣層的耐磨耗性越優(yōu)良。
(表面粗糙度(Ra))
對(duì)于絕緣電線(xiàn)(絕緣層)的表面,使用表面粗糙度測(cè)定器(小坂研究所株式會(huì)社(小坂研究所社)制,Surfcorder SE-30H),在下述條件下測(cè)定表面粗糙度(Ra)(μm)。另外,Ra的計(jì)算在測(cè)定點(diǎn)數(shù)n=3下進(jìn)行,算出其平均值Ra。
邊界值(λc):0.25mm,驅(qū)動(dòng)速度:0.1mm/秒
樣品長(zhǎng)度:8mm
[實(shí)施例1~5]
作為導(dǎo)體,使用安田工業(yè)株式會(huì)社制(絞線(xiàn),芯線(xiàn)徑:1.8mm,絞線(xiàn)構(gòu)成:37/0.26mm,或絞線(xiàn),芯線(xiàn)徑:0.9mm,絞線(xiàn)構(gòu)成19/0.18mm)的導(dǎo)體。
作為含氟共聚物(A),使用含氟共聚物(A)-1、(A)-2、(A)-3或(A)-4。各含氟共聚物具有的MFR、PPVE的含量、以及熔點(diǎn)示于表1。
使用上述的導(dǎo)體以及含氟共聚物,在表1所示的條件下,使用下述構(gòu)成的電線(xiàn)擠出成形機(jī),在電線(xiàn)徑的厚度精度達(dá)到±0.03mm的條件下,得到絕緣電線(xiàn)。
電線(xiàn)擠出機(jī):IKG公司(アイ·ケー·ジー社)制,MS30-25擠出機(jī)
螺桿:IKG社(IKG社)制,全螺紋,L/D(L:料斗口下的螺桿螺紋的開(kāi)始部分到前端部為止的長(zhǎng)度,D:螺桿直徑)=24,D:螺桿直徑=30mm
電線(xiàn)模十字頭:聯(lián)合科技株式會(huì)社(ユニテック社)制,最大導(dǎo)體徑:3mm,最大模孔徑:20mm
電線(xiàn)拉取機(jī)、卷取機(jī):圣制作所株式會(huì)社(聖製作所社)制
實(shí)施例1~5中的制造條件和得到的絕緣電線(xiàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1。
另外,表1(后述的表2、表3)中,“PPVE含量”是指相對(duì)于含氟共聚物中的全部結(jié)構(gòu)單元的基于PPVE的結(jié)構(gòu)單元的含量。此外,“Di”為絕緣層的厚度,“Dc”為導(dǎo)體的直徑。
[表1]
[比較例1~4]
除了使用含氟共聚物(A)-1、(A)-2、(A’)-1或(A’)-2、在表2所示的條件下進(jìn)行以外,以與實(shí)施例1~4相同的步驟得到絕緣電線(xiàn)。
比較例1~4中的制造條件和得到的絕緣電線(xiàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表2。另外,比較例3、4中,由于流動(dòng)性小、沒(méi)有能夠被覆導(dǎo)體而不能測(cè)定表面粗糙度(Ra)和刮擦磨耗。
[表2]
由表1和表2的評(píng)價(jià)結(jié)果可知,在Di/Dc為0.28、DDR為16的情況下,MFR為13.5的實(shí)施例1、4,MFR為4.5的實(shí)施例2,MFR為2.1的實(shí)施例3,MFR為12.0的實(shí)施例5的絕緣電線(xiàn)與MFR為15.5的比較例1、MFR為28.6的比較例2相比,耐磨耗性(刮擦磨耗)高。
在使用含氟共聚物(A)-1制造被覆電線(xiàn)的情況下,在擠出成形時(shí)的模的溫度設(shè)為350℃的實(shí)施例1、設(shè)為325℃的實(shí)施例4中,能夠被覆導(dǎo)體。另一方面,在該溫度設(shè)為315℃的比較例3中,不能被覆導(dǎo)體。
此外,在使用含氟共聚物(A)-2制造被覆電線(xiàn)的情況下,在DDR設(shè)為16的實(shí)施例2中,能夠被覆導(dǎo)體。另一方面,在DDR設(shè)為189的比較例4中,不能被覆導(dǎo)體。
[實(shí)施例6以及比較例5]
除了在表3所示的條件下進(jìn)行以外,以與實(shí)施例1~4相同的步驟,得到實(shí)施例6以及比較例5的絕緣電線(xiàn)。
實(shí)施例6以及比較例5中的制造條件和得到的絕緣電線(xiàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果示于表3。
[表3]
由表3的評(píng)價(jià)結(jié)果可知,與實(shí)施例1~5以及比較例1、2相比,Di和Dc的值下降、被覆電線(xiàn)整體變細(xì)、且Di/Dc變低、實(shí)現(xiàn)了薄壁化的情況下,MFR為13.5的實(shí)施例6的絕緣電線(xiàn)與MFR為15.5的比較例5相比,耐磨耗性(刮擦磨耗)高。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性
本發(fā)明的絕緣電線(xiàn)例如可用于車(chē)輛設(shè)備用部件、醫(yī)療產(chǎn)品、機(jī)械部件、電氣·電子部件等廣泛范圍的各種用途。
另外,在這里引用2014年8月27日提出申請(qǐng)的日本專(zhuān)利申請(qǐng)2014-173139號(hào)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、附圖和摘要的所有內(nèi)容作為本發(fā)明說(shuō)明書(shū)的揭示。