JP2013101776A - 絶縁層被覆電線 - Google Patents
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Abstract
【課題】電気的特性と機械的特性が共に良好な、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を絶縁層に用いた被覆電線を提供する。
【解決手段】導線、および当該導線を被覆する、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３５℃以下の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３５℃超３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を用いた絶縁層を有する被覆電線とする。
【選択図】なし
【解決手段】導線、および当該導線を被覆する、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３５℃以下の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３５℃超３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を用いた絶縁層を有する被覆電線とする。
【選択図】なし
Description
本発明は、導線がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）多孔質膜を用いた絶縁層で被覆されてなる電線に関する。
近年、通信ケーブルの広帯域化の要求により、通信ケーブルの低損失化が極めて重要な技術的課題となっている。
この為、従来より一般的に通信ケーブルとして使用されている、絶縁層で導線を被覆してなる絶縁層被覆電線においては、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、および発泡ポリスチレン等の発泡樹脂からなるフィルムで導線を被覆することが行われていた。発泡樹脂フィルム、すなわち多孔質体の樹脂フィルムは、空隙を有するため誘電率が低く、これにより絶縁層被覆電線の誘電損失を小さくできるためである。
近年、絶縁層被覆電線の誘電損失をより小さくするために、より誘電率の低い材料であるＰＴＦＥ多孔質膜を絶縁層に用いることが増加している（例えば、特許文献１および２参照）。
ところで、ＰＴＦＥ多孔質膜を絶縁層に用いた被覆電線においては、その誘電損失をより小さくするためには、ＰＴＦＥ多孔質膜の気孔率（空隙率）がより大きいことが望ましい。しかしながら、従来用いられているＰＴＦＥ多孔質膜を絶縁層に用いた被覆電線においては、機械的強度が小さいという問題があった。絶縁層の機械的強度が小さい場合には、張力やラップの関係で厚み方向に圧力がかかり、結果的にその気孔率が小さくなる。このため、絶縁層の気孔率が小さくなるにつれてその誘電率が上昇し、電線の電気的特性も悪化してしまう。したがって、従来用いられているＰＴＦＥ多孔質膜を絶縁層に用いた被覆電線は、電気的特性と機械的特性の両方を十分に満足できるものではなかった。
そこで本発明は、電気的特性と機械的特性が共に良好な、ＰＴＦＥ多孔質膜を絶縁層に用いた被覆電線を提供することを目的とする。
上記目的を達成した本発明は、導線、および
当該導線を被覆する、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３５℃以下の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３５℃超３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を用いた絶縁層を有する被覆電線である。
当該導線を被覆する、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３５℃以下の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３５℃超３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を用いた絶縁層を有する被覆電線である。
本発明においては、前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜が、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３２℃未満の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３２℃以上３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないことが好ましい。
本発明においては、前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜が、焼成しながら一軸延伸されたものであることが好ましい。
本発明は、好ましくは、前記導線に、前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を用いた絶縁層が巻回されてなる被覆電線である。ここで絶縁層が、１枚の前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜より形成されていてもよい。
本発明によれば、電気的特性と機械的特性が共に良好な、ＰＴＦＥ多孔質膜を絶縁層に用いた被覆電線が提供される。
ＰＴＦＥは３２７℃に融点を示す結晶性ポリマーである。このＰＴＦＥを多孔質膜にする場合には、加熱、延伸等の操作により、熱と応力が加えられる。ＰＴＦＥ多孔質膜を示差走査熱量測定にかけた場合に、ＰＴＦＥ多孔質膜作製時の熱履歴と機械的履歴によって、吸熱ピークの位置が３２７℃からシフトするという現象が見られる。本発明者らが検討した結果、従来のＰＴＦＥ多孔質膜を絶縁層に用いた被覆電線においては、そのＰＴＦＥ多孔質膜は、３４０℃前後に吸熱ピークを有するものであることがわかった。そして、３２７℃以上３３５℃以下の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３５℃超３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を被覆電線の絶縁層に用いた場合には、電気的特性と機械的特性が共に良好な被覆電線を提供できることを見出した。
本発明の被覆電線の導線としては、公知の導線を用いることができ、例えば、銅線、銅合金線、アルミニウム線、アルミニウム合金線、すずメッキ銅（合金）線、銀メッキ銅（合金）線等の金属線を用いることができる。
本発明の被覆電線の絶縁層には、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３５℃以下の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３５℃超３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないＰＴＦＥ多孔質膜を用いる。当該ＰＴＦＥ多孔質膜は、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３２℃未満の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３２℃以上３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないことが好ましく、３２７℃以上３３１℃以下の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３１℃超３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないことがより好ましい。なお、本発明においては、「ある温度範囲に吸熱ピークを示す」とは、吸熱ピークのピークトップがある温度範囲内にあることをいう。
ＰＴＦＥ多孔質膜の気孔率は、特に限定されないが、誘電率の観点から６０〜８０％が好ましい。
ＰＴＦＥ多孔質膜の引張強度は、特に限定されないが、４０〜７０ＭＰａが好ましい。また、ＰＴＦＥ多孔質膜は、２０ＭＰａの圧力を印加して圧縮した際の変形率が４０％以下であることが好ましい。
ＰＴＦＥ多孔質膜の厚みは、特に限定されないが、５０〜２００μｍが好ましい。
ＰＴＦＥ多孔質膜は、焼成しながら一軸延伸されたものであることが好ましい。
上記の特徴を有するＰＴＦＥ多孔質膜は、例えば、ＰＴＦＥファインパウダーに液状潤滑剤を加えて混合し、この混合物を、未焼成状態でシート状に成形した後、液状潤滑剤を除去し、３４０〜３８０℃で６０〜８０秒間焼成しながら４〜１０倍の延伸倍率で一軸延伸することにより得ることができる。
本発明の被覆電線は、例えば、導線に、上記のＰＴＦＥ多孔質膜を用いた絶縁層が巻回されてなる構成とすることができる。本発明においては、絶縁層が、１枚の上記のＰＴＦＥ多孔質膜より形成されていても、電気的特性と機械的特性が共に良好な被覆電線を構成することができる。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。
実施例１
ＰＴＦＥファインパウダー（商品名「ポリフロンＦ−１０４、ダイキン工業製」）１００重量部に対して、液状潤滑剤として炭化水素油（商品名「アイソパーＭ」、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混合物を、圧力２０ｋｇ／ｃｍ2で圧縮予備成形し、次にこれをロッド状に押出成形し、さらにこのロッド状物を１対の金属製圧延ロール間に通し、厚さ０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍの長尺シートを得た。次いでこの成形物を２２０℃に加熱して液状潤滑剤を除去した。次いでこのシートを３６０℃で６０秒間焼成しながら５倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
ＰＴＦＥファインパウダー（商品名「ポリフロンＦ−１０４、ダイキン工業製」）１００重量部に対して、液状潤滑剤として炭化水素油（商品名「アイソパーＭ」、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混合物を、圧力２０ｋｇ／ｃｍ2で圧縮予備成形し、次にこれをロッド状に押出成形し、さらにこのロッド状物を１対の金属製圧延ロール間に通し、厚さ０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍの長尺シートを得た。次いでこの成形物を２２０℃に加熱して液状潤滑剤を除去した。次いでこのシートを３６０℃で６０秒間焼成しながら５倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
実施例２
ＰＴＦＥファインパウダー（商品名「ポリフロンＦ−１０４、ダイキン工業製」）１００重量部に対して、液状潤滑剤として炭化水素油（商品名「アイソパーＭ」、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混合物を、圧力２０ｋｇ／ｃｍ2で圧縮予備成形し、次にこれをロッド状に押出成形し、さらにこのロッド状物を１対の金属製圧延ロール間に通し、厚さ０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍの長尺シートを得た。次いでこの成形物を２２０℃に加熱して液状潤滑剤を除去した。次いでこのシートを３６０℃で８０秒間焼成しながら１０倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
ＰＴＦＥファインパウダー（商品名「ポリフロンＦ−１０４、ダイキン工業製」）１００重量部に対して、液状潤滑剤として炭化水素油（商品名「アイソパーＭ」、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混合物を、圧力２０ｋｇ／ｃｍ2で圧縮予備成形し、次にこれをロッド状に押出成形し、さらにこのロッド状物を１対の金属製圧延ロール間に通し、厚さ０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍの長尺シートを得た。次いでこの成形物を２２０℃に加熱して液状潤滑剤を除去した。次いでこのシートを３６０℃で８０秒間焼成しながら１０倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
比較例１
ＰＴＦＥファインパウダー（商品名「ポリフロンＦ−１０４、ダイキン工業製」）１００重量部に対して、液状潤滑剤として炭化水素油（商品名「アイソパーＭ」、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混合物を、圧力２０ｋｇ／ｃｍ2で圧縮予備成形し、次にこれをロッド状に押出成形し、さらにこのロッド状物を１対の金属製圧延ロール間に通し、厚さ０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍの長尺シートを得た。次いでこの成形物を２２０℃に加熱して液状潤滑剤を除去した。次いでこのシートを焼成することなく１０倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
ＰＴＦＥファインパウダー（商品名「ポリフロンＦ−１０４、ダイキン工業製」）１００重量部に対して、液状潤滑剤として炭化水素油（商品名「アイソパーＭ」、エッソ石油社製）２５重量部を均一に混合した混合物を、圧力２０ｋｇ／ｃｍ2で圧縮予備成形し、次にこれをロッド状に押出成形し、さらにこのロッド状物を１対の金属製圧延ロール間に通し、厚さ０．２ｍｍ、幅１５０ｍｍの長尺シートを得た。次いでこの成形物を２２０℃に加熱して液状潤滑剤を除去した。次いでこのシートを焼成することなく１０倍に縦延伸してＰＴＦＥ多孔質膜を得た。
実施例および比較例で得られたＰＴＦＥ多孔質膜の特性を以下の方法により評価した。結果を表１に示す。
〔示差走査熱量分析〕
示差走査熱量計（ＤＳＣ６２００、セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、５０〜４００℃の温度範囲において、昇温速度１０℃／分、窒素導入量１００ｍＬ／分でＤＳＣ曲線を測定し、吸熱ピーク温度を求めた。
示差走査熱量計（ＤＳＣ６２００、セイコーインスツルメンツ社製）を用いて、５０〜４００℃の温度範囲において、昇温速度１０℃／分、窒素導入量１００ｍＬ／分でＤＳＣ曲線を測定し、吸熱ピーク温度を求めた。
〔厚み測定〕
ダイヤルゲージを用いてＰＴＦＥ多孔質膜の厚みを、１／１０００ｍｍの精度で読み取った。
ダイヤルゲージを用いてＰＴＦＥ多孔質膜の厚みを、１／１０００ｍｍの精度で読み取った。
〔気孔率〕
ＰＴＦＥ多孔質膜の重量と厚みを求め、ＰＴＦＥの比重値２．１８ｇ／ｃｍ3を用いて計算した。
ＰＴＦＥ多孔質膜の重量と厚みを求め、ＰＴＦＥの比重値２．１８ｇ／ｃｍ3を用いて計算した。
〔引張強度〕
ＪＩＳ Ｋ７１６１に準じてオートグラフを用いて測定した。
ＪＩＳ Ｋ７１６１に準じてオートグラフを用いて測定した。
〔変形率〕
熱機械分析装置（ＢＲＵＫＥＲ ＡＸＳ製 ＴＭＡ４０００ＳＡ、検出棒：φ５ｍｍ、石英製）を使用し、２５℃で厚み方向に１ｋＰａの荷重をかけたときの変形率を、下記式より求めた。
変形率［％］＝（１ｋＰａ荷重時の変形量［ｍｍ］／荷重を掛ける前の厚み［ｍｍ］）×１００
熱機械分析装置（ＢＲＵＫＥＲ ＡＸＳ製 ＴＭＡ４０００ＳＡ、検出棒：φ５ｍｍ、石英製）を使用し、２５℃で厚み方向に１ｋＰａの荷重をかけたときの変形率を、下記式より求めた。
変形率［％］＝（１ｋＰａ荷重時の変形量［ｍｍ］／荷重を掛ける前の厚み［ｍｍ］）×１００
表１より、実施例１および２のＰＴＦＥ多孔質膜は、比較例１のＰＴＦＥ多孔質膜に比べ、引張強度が高く、変形率が小さい。したがって、実施例１および２のＰＴＦＥ多孔質膜（絶縁層）を絶縁層に用いた場合には、気孔率の減少が起こりにくく、誘電率の上昇が抑制されている。したがって、本発明によれば、電気的特性と機械的特性が共に良好な、ＰＴＦＥ多孔質膜を絶縁層に用いた被覆電線が得られることがわかる。
Claims (5)
- 導線、および
当該導線を被覆する、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３５℃以下の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３５℃超３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さないポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を用いた絶縁層を有する被覆電線。 - 前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜が、昇温速度１０℃／分で示差走査熱量測定した際に、３２７℃以上３３２℃未満の範囲に吸熱ピークを示し、かつ３３２℃以上３８０℃以下の範囲に吸熱ピークを示さない請求項１に記載の被覆電線。
- 前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜が、焼成しながら一軸延伸されたものである請求項１または２に記載の被覆電線。
- 前記導線に、前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜を用いた絶縁層が巻回されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の被覆電線。
- 前記絶縁層が、１枚の前記ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜より形成されている請求項４に記載の被覆電線。
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