(57)【要約】【課題】機械的強度、耐熱性に優れ、押出成形品の外観が良好で、かつ安価な含ふっ素エラストマ組成物及びそれを用いた電線を提供すること。【解決手段】テトラフルオロエチレンと炭素数２〜４のα−オレフィンとの共重合体を含有する樹脂成分１００質量部に対して、シリカを５〜２０質量部、平均粒径が１．０〜４．０μｍの重質炭酸カルシウムを５〜５０質量部、及びシリコーンゴムを１〜２０質量部混和させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テトラフルオロエチレンと炭素数２〜４のα−オレフィンとの共重合体を含有する樹脂成分１００質量部に対して、シリカを５〜２０質量部、平均粒径が１．０〜４．０μｍの重質炭酸カルシウムを５〜５０質量部、及びシリコーンゴムを１〜２０質量部混和させたことを特徴とする含ふっ素エラストマ組成物。
【請求項２】
前記シリコーンゴムは、ジメチルポリシロキサン、メチルビニルポリシロキサン、及びメチルフェニルポリシロキサンのうち１種類又は２種類以上を含む請求項１に記載の含ふっ素エラストマ組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の含ふっ素エラストマ組成物を用いて導体を被覆した含ふっ素エラストマ組成物を用いた電線。
【請求項４】
前記導体の直径は１．６±０．５ｍｍであり、前記被覆層の厚さが０．５ｍｍ以下である請求項３に記載の含ふっ素エラストマ組成物を用いた電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、含ふっ素エラストマ組成物及びそれを用いた電線に関し、特に、押出成形のための含ふっ素エラストマ組成物及びそれを用いた電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
ふっ素樹脂、特に、テトラフルオロエチレン−プロピレン系共重合体に代表される、テトラフルオロエチレンと炭素数２〜４のα−オレフィンとの共重合体は、耐熱性、耐油性、耐薬品性、及び絶縁特性に優れている。このような性質は、電線の被覆材として求められている性質である。
【０００３】
特許文献１及び２では、テトラフルオロエチレンと炭素数２〜４のα−オレフィンとの共重合体に炭酸カルシウムを含む充填剤を配合することで、電線の被覆材に用いる材料の耐屈曲疲労性、耐熱変形性、機械的強度を向上させていることが記載されている。
【０００４】
特許文献３及び４では、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体を含む組成物に対して、オレフィン系樹脂又はビニル系樹脂にシリコーンがグラフト重合されたシリコーングラフト共重合体を添加することで、ダイスカスの発生を改善していることが記載されている。
【０００５】
特許文献５では、被覆層として内層と外層を設けた被覆電線において、内層側組成物中のポリマーブレンド（テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体／ポリビニリデンフルオライド）と、外層側組成物中のポリマーブレンド（テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体／エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）とで異なるものを用いており、外層側にダイスカスを効果的に抑制できる材料を用いて外観の向上を図っていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２８４７１１号公報
【特許文献２】特開昭６３−３１３４１１号公報
【特許文献３】特開平５−２０９３２号公報
【特許文献４】特開平５−２０９３３号公報
【特許文献５】特開２０００−３０５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び２の組成物では、充填剤の炭酸カルシウムに起因するダイスカスが発生しやすい。特許文献３及び４の組成物では、ダイスカス抑制のために用いるシリコーングラフト共重合体は高価であり、組成物は高価なものとなる。特許文献５の電線では、機械的強度、耐熱性等の必要とされる性能を満たしつつ外観を良好なものとするためには、被覆層を２層とする必要があり、この点についてさらなるコスト低減の余地がある。
【０００８】
そこで、本発明は、機械的強度、耐熱性に優れ、押出成形品の外観が良好で、かつ安価な含ふっ素エラストマ組成物及びそれを用いた電線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、テトラフルオロエチレンと炭素数２〜４のα−オレフィンとの共重合体を含有する樹脂成分１００質量部に対して、シリカを５〜２０質量部、平均粒径が１．０〜４．０μｍの重質炭酸カルシウムを５〜５０質量部、及びシリコーンゴムを１〜２０質量部混和させたことを特徴とする含ふっ素エラストマ組成物を提供する。
【００１０】
前記シリコーンゴムは、ジメチルポリシロキサン、メチルビニルポリシロキサン、及びメチルフェニルポリシロキサンのうち１種類又は２種類以上を含むとよい。
【００１１】
前記含ふっ素エラストマ組成物を用いて導体を被覆した含ふっ素エラストマ組成物を用いた電線であるとよい。
【００１２】
前記導体の直径は１．６±０．５ｍｍであり、前記被覆層の厚さが０．５ｍｍ以下であるとよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、機械的強度、耐熱性に優れ、押出成形品の外観が良好で、かつ安価な含ふっ素エラストマ組成物及びそれを用いた電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る含ふっ素エラストマ組成物を用いた電線を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。なお、本発明の実施形態は以下の記載に限定されるものではない。
【００１６】
＜含ふっ素エラストマ組成物＞
本実施形態に係る含ふっ素エラストマ組成物（以下、エラストマ組成物）について説明する。本実施形態に係るエラストマ組成物は、テトラフルオロエチレン−α−オレフィン共重合体を含有する樹脂成分に対して、シリカと、炭酸カルシウムと、シリコーンゴムとを混和させたものである。なお、本発明の効果を奏する限りにおいて、樹脂成分には上記の共重合体の他の成分が含まれていてもよい。また、エラストマ組成物に架橋剤、架橋助剤、受酸剤、滑剤、他の無機充填剤、安定剤、酸化防止剤、可塑剤等の添加剤を適宜加えてもよい。
【００１７】
テトラフルオロエチレン−α−オレフィン共重合体は、テトラフルオロエチレンと炭素数２〜４のα−オレフィンとを共重合して得られる。α−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、及びイソブテンのうち、１種類又は２種類以上の組み合わせが含まれるが、プロピレンが好ましい。共重合体中の、テトラフルオロエチレンとα−オレフィンとの含有モル比は、９５：５〜３０：７０であることが好ましい。
【００１８】
また、この共重合体には、主成分のテトラフルオロエチレン及びα−オレフィンに加えて、これらと共重合可能な成分が含まれていてもよい。このような成分の例として、エチレン、イソブチレン、アクリル酸及びそのアルキルエステル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロペン、クロロエチルビニルエーテル、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。このような、主成分以外の成分の含有量は、５０モル％以下であることが好ましく、さらに好ましくは３０％モル以下である。
【００１９】
テトラフルオロエチレン−α−オレフィン共重合体は、数平均分子量が２万〜２０万とすることが好ましい。数平均分子量の調整方法は、単量体濃度、重合開始剤濃度、単量体量と重合開始剤量との比、重合温度、連鎖移動剤の使用等の共重合反応条件の操作により、重合の際に重合度を直接調整する方法がある。また、数平均分子量の調整は、共重合反応によって高分子量の共重合体を生成し、これを酸素存在下で加熱処理するなどして低分子化する方法によっても行うことができる。
【００２０】
シリカは、エラストマ組成物に含有させることにより、その引張強さを向上させる。シリカは、上記樹脂成分１００質量部に対して、５〜２０質量部混和される。シリカの混和量が５質量部未満であると、引張強さを向上させる効果が十分に得られず、２０質量部を超えると、エラストマ組成物の耐熱性が低下する。また、本実施形態で用いられるシリカは、乾式法で製造され、疎水性を有するように表面処理されたものである。このような表面処理がなされていないシリカを用いると、成形の際、エラストマ組成物の粘度（ムーニ粘度）が高くなり、押出性（成形性）が低下する。
【００２１】
炭酸カルシウムは、安価な充填剤で、エラストマ組成物中の含有量が多いほど、エラストマ組成物は低コストになる。本実施形態では、エラストマ組成物の耐熱性を確保するために、重質炭酸カルシウムが用いられる。炭酸カルシウムは、上記樹脂成分１００質量部に対して、５〜５０質量部混和される。炭酸カルシウムが５質量部未満であると、エラストマ組成物のコストを十分に低減できず、５０質量部を超えるとエラストマ組成物の耐熱性が低下する。なお、炭酸カルシウムの平均粒径は１．０〜４．０μｍである。炭酸カルシウムの平均粒径が１．０μｍ未満であるとエラストマ組成物の耐熱性が低下し、４．０μｍを超えるとエラストマ組成物の引張強さが不十分となる。
【００２２】
シリコーンゴムは、ダイスにゴムコンパウンドが粘着して発生するダイスカスを抑制し、押出成形品の外観を良好にする。特に、本実施形態の場合、添加される炭酸カルシウムによってダイスカスが発生しやすくなっており、これを抑制するためにシリコーンゴムが加えられる。シリコーンゴムは、例えば、ジメチルポリシロキサン、メチルビニルポリシロキサン、メチルフェニルポリシロキサン等であり、これらのうち１種類又は２種類以上からなる。また、シリコーンゴムにシリカ等の充填剤が添加されたものでもよい。シリコーンゴムは、樹脂成分１００質量部に対して、１〜２０質量部混和される。シリコーンゴムが１質量部未満であると、ダイスカスの発生を抑制する効果が得にくく、２０質量部を超えると、エラストマ組成物の機械的強度（引張強さ）及び耐熱性が低下する。
【００２３】
架橋剤、架橋助剤は樹脂成分を架橋するために加えられ、これにより成形品はゴム弾性を有するようになる。架橋剤としては、有機化酸化物、例えばα，α’−ジ（ターシャル−ブチルパーオキサイド）ジイソプロピルベンゼンが好ましい。架橋助剤は、架橋反応性を高めるために添加され、例えば、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルトリメリテート、テトラアリルピロメリテート等のアリル型化合物が特に好ましい。
【００２４】
受酸剤は、ポリマーの分解等により生じるハロゲン化水素（フッ化水素）を除去するために用いられ、酸化マグネシウムが好ましく用いられる。
【００２５】
滑剤は、成形における材料の流動性及び離型性を向上させるために用いられ、ステアリン酸バリウム等が用いられる。
【００２６】
＜含ふっ素エラストマ組成物を用いた電線＞
図１は、本発明の一実施形態に係る含ふっ素エラストマ組成物を用いた電線を模式的に示す断面図である。電線１は、導体２と、導体２の周囲を被覆する被覆層３とを有する。導体２は、金属線であり、本実施形態においては直径１．６±０．５ｍｍの錫めっき銅撚線であるが、これに限られない。被覆層３は、上で説明した含ふっ素エラストマ組成物からなる。本実施形態では、被覆層３の厚さは０．５ｍｍ以下であるが、これに限られない。
【００２７】
＜実施例＞
以下、本発明の一実施形態に係る電線１ついて、実施例に基づいて説明する。まず、表１の実施例１〜６及び比較例１〜９の各欄に示す組成物を、ロールを用いて混練し、コンパウンドを作製した。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
これらのコンパウンドを用いて、ダイス１００℃、ヘッド８０℃、シリンダを上流側及び下流側ともに８０℃に設定した４０ｍｍ押出機（Ｌ／Ｄ＝２２）により、外径１．６ｍｍの錫めっき銅撚線（導体２）の外側を厚さ０．３ｍｍで押出被覆した。その後、１３ｋｇ／ｃｍ2のスチームにて３分間架橋を行った。
【００３０】
このように製造した電線１の機械的強度（引張強さ、伸び）、耐熱性、ダイスカス発生の有無、コンパウンド価格を評価した。
【００３１】
機械的強度及び耐熱性は、ＪＩＳＣ３００５  ４．１６（２０００）に準拠して、電線１から導体２を引き抜いてチューブ形状として測定した。引張強さは１２ＭＰａ以上、伸びは２００％以上を合格とした。耐熱性は、２５０℃で４日間熱老化試験機に入れた後、取り出し、機械的強度（試験後）を測定し、これらの初期（試験前）の値と比較した。具体的には、引張強さ残率（％）＝（試験後の引張強さ／試験前の引張強さ）×１００、伸び残率（％）＝（試験後の伸び／試験前の伸び）×１００として、これらの数値がいずれも８０％以上であれば合格とした。
【００３２】
ダイスカス発生の有無は目視によって確認し、コンパウンド価格は、同じの長さの電線を製造するためにかかるコンパウンドの材料費を比較した。
【００３３】
評価結果は表１の下欄に示した通りである。実施例１〜６は、機械的強度、耐熱性はいずれも合格、ダイスカスの発生はなく、コンパウンド価格は安いものであった。
【００３４】
これに対し、比較例１は、充填剤としてシリカを単独で用いており、コンパウンド価格が高いものとなった。なお、比較例１では炭酸カルシウムを添加しておらず、シリコーンゴムを添加しなくてもダイスカスは発生しなかった。比較例２は、充填剤として炭酸カルシウムを単独で用いており、引張強さが不合格であった。
【００３５】
比較例３は、炭酸カルシウムの添加量が上で述べた範囲よりも少ないものであり、コンパウンド価格が高いものとなった。なお、比較例３では炭酸カルシウムを添加量が少量であるため、シリコーンゴムを添加しなくてもダイスカスは発生しなかった。比較例４は、炭酸カルシウムの添加量が上で述べた範囲よりも多いものであり、耐熱性が不合格であった。
【００３６】
比較例５は、シリカの添加量が上で述べた範囲よりも多いものであり、耐熱性が不合格であった。
【００３７】
比較例６は、炭酸カルシウムの平均粒径が上で述べた範囲よりも小さいものであり、耐熱性が不合格であった。比較例７は、炭酸カルシウムの平均粒径が上で述べた範囲よりも大きいものであり、引張強さが不合格であった。
【００３８】
比較例８は、シリコーンゴムの添加量が上で述べた範囲よりも少ないものであり、ダイスカスが発生した。比較例９は、シリコーンゴムの添加量が上で述べた範囲よりも多いものであり、引張強さ及び耐熱性が不合格であった。
【００３９】
＜本実施形態の効果＞
以上の結果からわかるように、本実施形態に係る含ふっ素エラストマ組成物は、機械的強度、耐熱性に優れ、ダイスカス発生が抑制されるため、押出成形品の外観は良好であり、さらにコンパウンド価格が安価なものであることがわかる。そのため、この組成物を被覆層に用いた本実施形態の電線は、被覆層が１層であっても、機械的強度、耐熱性を満たしつつ、ダイスカスの発生が抑えられており、製造コストも安価になる。
【００４０】
したがって、本実施形態によれば、機械的強度、耐熱性に優れ、押出成形品の外観が良好で、かつ安価な含ふっ素エラストマ組成物及びそれを用いた電線を提供することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  電線
２  導体
３  被覆層
【図１】
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