ポリエチレン発泡体の製造方法
【目的】優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有するポリエチレン発泡体の製造方法を提供するものである。
【構成】ポリエチレンと発泡剤とを混練し、得られた混練物を加熱してポリエチレン発泡体を製造するにあたり、ポリエチレンに架橋ポリエチレン微粉末を配合したポリエチレン組成物を用いることを特徴とするポリエチレン発泡体の製造方法である。
【効果】優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有し、外観の良好なるポリエチレン発泡体が製造できる。
【構成】ポリエチレンと発泡剤とを混練し、得られた混練物を加熱してポリエチレン発泡体を製造するにあたり、ポリエチレンに架橋ポリエチレン微粉末を配合したポリエチレン組成物を用いることを特徴とするポリエチレン発泡体の製造方法である。
【効果】優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有し、外観の良好なるポリエチレン発泡体が製造できる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有するポリエチレン発泡体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】公知のポリエチレン発泡体の製造方法は、ポリエチレンに熱分解型の化学発泡剤を添加混練し、この組成物を添加した発泡剤の熱分解温度以上に加熱して発泡させる方法や、不活性ガスを液化したものを発泡剤とし、これを押出機のシリンダーの途中から押出機内の溶融状態にあるポリエチレンに注入し混練せしめて、これを押出機外に押出して発泡させる方法等が一般的な方法である。そしてこれらの方法においては、得られる発泡体中に気泡を均一に分散させるために例えば、タルク、窒化ほう素等の無機粉末や有機物を発泡核剤として配合使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の如き発泡核剤は気泡径を小さくし高い発泡倍率の発泡体を得るために必要であり、特に不活性ガスを液化したものを発泡剤として用いるガス発泡法の場合には不可欠なものであるが、ポリエチレンにこのような添加物を配合するとポリエチレン本来の優れた電気特性が悪くなる。このポリエチレンの電気特性の内でも特に絶縁抵抗の低下は顕著であると共に周波数が高い領域ではｔａｎδの上昇が大きくなるため、この方法で製造したポリエチレン発泡体を電線などの絶縁材に用いると伝送ロスが大きくなり、配線長の長い領域での使用ができなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明者らは優れた電気特性をもったポリエチレン発泡体を得るべく鋭意探索研究を行った結果、架橋ポリエチレン微粉末を発泡核剤として用いてポリエチレン発泡体を製造することにより、優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有するポリエチレン発泡体が製造できることを見出し、本発明を達成し得たものである。即ち、本発明は、ポリエチレンと発泡剤とを混練し、得られた混練物を加熱してポリエチレン発泡体を製造するにあたり、ポリエチレンに架橋ポリエチレン微粉末を配合したポリエチレン組成物を用いることを特徴とするものである。
【０００５】本発明では、ベース材にポリエチレンのみを用いるものであるが、その理由は通常、ポリエチレン発泡体の製造では、ベース材としてポリエチレンにエチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのエチレンとα−オレフィンの共重合体をブレンドしたものが使用されているが、これらのエチレンとα−オレフィンの共重合体は極性基を含んでいるため添加剤の種類に関わらず、得られるポリエチレン発泡体は高周波領域でｔａｎδの上昇をきたし、伝送ロスが大きいため本発明には適さないことによるものである。
【０００６】また、本発明にて使用する架橋ポリエチレン微粉末は、ＪＩＳ Ｃ−３００５に規定された方法で測定した架橋度が、少なくとも６０％以上で、粒径が１００μｍ以下のものが望ましい。その理由は架橋度が６０％未満のものではベース材のポリエチレンに配合した架橋ポリエチレン微粉末が組成物の押出作業中に一部溶融してしまい発泡核剤としての性能を発揮しなくなるためである。また架橋ポリエチレン微粉末の粒径が１００μｍより大きいものでは粒子が大きすぎるため発泡核剤としての性能を発揮しなくなるためである。また、その配合量はポリエチレン１００重量部に対し、架橋ポリエチレン微粉末０. １〜１０重量部の範囲内が望ましい。その理由は架橋ポリエチレン微粉末の配合量が０. １重量部未満であると発泡核剤としての機能を発揮できないため、得られるポリエチレン発泡体は発泡率の低いものとなってしまうからであり、また、１０重量部を超えて多量に配合すると得られるポリエチレン発泡体はその外観が悪くなってしまうからである。また、本発明にて使用する発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４' −オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドなどの熱分解型発泡剤、およびフロンガス、炭酸ガス、窒素ガスなどの不活性ガスの液化物などが用いられる。
【０００７】
【作用】本発明方法ではベース材のポリエチレンに配合した架橋ポリエチレン微粉末はポリエチレンの成形温度である１３０〜２２０℃程度の温度領域では不融であり、溶融ポリエチレン中に固体として存在して発泡核剤として作用する。しかもこの架橋ポリエチレン微粉末は化学的にはポリエチレンであるため、従来の無機粉末などの発泡核剤の配合においてみられたごとき、配合によるベース材のポリエチレンの電気特性の低下、即ち、絶縁抵抗の低下、高周波領域におけるｔａｎδの上昇などを引き起こさない。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を挙げて説明する。
実施例１〜２、比較例１〜２表１に示す組成物を、押出温度１６０℃の押出機のシリンダーの途中からフロンガスを注入しながら押出して、発泡率７０％のポリエチレン発泡体を製造した。用いたポリエチレン組成物（未発泡物）の周波数３０ＭＨｚにおけるｔａｎδを測定した。得られたポリエチレン発泡体の外観およびｔａｎδ値を表１に示す。また、同一組成物を外径０. ２ｍｍφの銅導体上に押出温度１６０℃の押出機のシリンダーの途中からフロンガスを注入しながら押出被覆して外径１ｍｍ、発泡率７０％の発泡ポリエチレン絶縁電線を製造した。得られた発泡ポリエチレン絶縁電線を同軸ケーブル化し、２００ＭＨｚにおける伝送損失を測定した。得られた結果を表１に併記する。
【０００９】
【表１】
（注）表中＊１：低密度ポリエチレン、密度０. ９２０、ＭＩ：１. ０（ｇ／１０分）
＊２：高密度ポリエチレン、密度０. ９３５、ＭＩ：０. ２５（ｇ／１０分）
＊３：架橋ポリエチレン微粉末、架橋度：８５％、平均粒径：２０μｍ
【００１０】以上、表１から判るように本発明方法にて製造したポリエチレン発泡体は高周波領域においてもｔａｎδの上昇をきたすことがないため、絶縁材として電線に用いると良好な伝送特性をもった絶縁電線が得られる。これに対してタルクなどの無機フィラーを発泡核剤に用い比較例のポリエチレン発泡体は高周波領域におけるｔａｎδが高いため、これを絶縁材として電線に用いる高周波数における伝送損失が大きく、配線長が１０ｍ程度までで、それ以上の長い場合には使用できないことが判る。
【００１１】実施例３〜５、比較例３〜４表２に示す組成物を押出温度１５０℃の押出機の途中からフロンガスを注入しながら押出して発泡ポリエチレン絶縁電線を製造し、その発泡率と得られた発泡ポリエチレン絶縁電線の外観を調査した。得られた結果を表２に併記する。
【００１２】
【表２】
（注）表中＊１：低密度ポリエチレン、密度０. ９２０、ＭＩ：１. ０（ｇ／１０分）
＊２：架橋ポリエチレン微粉末、架橋度：８５均粒径：２０μｍ
【００１３】実施例６低密度ポリエチレン１００重量部に対し、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを１. ８重量部、架橋ポリエチレン微粉末０. ５重量部を配合した組成物を押出温度２２０℃でＴダイ押出を行い、厚さ２ｍｍ、発泡率８０％のＴダイシートを得た。得られた発泡体シートは外観が良好であり、架橋ポリエチレン微粉末は、発泡核剤として熱分解型の発泡剤を使用した場合でも有用であることを確認した。
【００１４】
【発明の効果】本発明方法によれば、優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有し外観の良好なるポリエチレン発泡体が製造できるものであり、その工業的価値は極めて大きいものである。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有するポリエチレン発泡体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】公知のポリエチレン発泡体の製造方法は、ポリエチレンに熱分解型の化学発泡剤を添加混練し、この組成物を添加した発泡剤の熱分解温度以上に加熱して発泡させる方法や、不活性ガスを液化したものを発泡剤とし、これを押出機のシリンダーの途中から押出機内の溶融状態にあるポリエチレンに注入し混練せしめて、これを押出機外に押出して発泡させる方法等が一般的な方法である。そしてこれらの方法においては、得られる発泡体中に気泡を均一に分散させるために例えば、タルク、窒化ほう素等の無機粉末や有機物を発泡核剤として配合使用している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の如き発泡核剤は気泡径を小さくし高い発泡倍率の発泡体を得るために必要であり、特に不活性ガスを液化したものを発泡剤として用いるガス発泡法の場合には不可欠なものであるが、ポリエチレンにこのような添加物を配合するとポリエチレン本来の優れた電気特性が悪くなる。このポリエチレンの電気特性の内でも特に絶縁抵抗の低下は顕著であると共に周波数が高い領域ではｔａｎδの上昇が大きくなるため、この方法で製造したポリエチレン発泡体を電線などの絶縁材に用いると伝送ロスが大きくなり、配線長の長い領域での使用ができなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】発明者らは優れた電気特性をもったポリエチレン発泡体を得るべく鋭意探索研究を行った結果、架橋ポリエチレン微粉末を発泡核剤として用いてポリエチレン発泡体を製造することにより、優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有するポリエチレン発泡体が製造できることを見出し、本発明を達成し得たものである。即ち、本発明は、ポリエチレンと発泡剤とを混練し、得られた混練物を加熱してポリエチレン発泡体を製造するにあたり、ポリエチレンに架橋ポリエチレン微粉末を配合したポリエチレン組成物を用いることを特徴とするものである。
【０００５】本発明では、ベース材にポリエチレンのみを用いるものであるが、その理由は通常、ポリエチレン発泡体の製造では、ベース材としてポリエチレンにエチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などのエチレンとα−オレフィンの共重合体をブレンドしたものが使用されているが、これらのエチレンとα−オレフィンの共重合体は極性基を含んでいるため添加剤の種類に関わらず、得られるポリエチレン発泡体は高周波領域でｔａｎδの上昇をきたし、伝送ロスが大きいため本発明には適さないことによるものである。
【０００６】また、本発明にて使用する架橋ポリエチレン微粉末は、ＪＩＳ Ｃ−３００５に規定された方法で測定した架橋度が、少なくとも６０％以上で、粒径が１００μｍ以下のものが望ましい。その理由は架橋度が６０％未満のものではベース材のポリエチレンに配合した架橋ポリエチレン微粉末が組成物の押出作業中に一部溶融してしまい発泡核剤としての性能を発揮しなくなるためである。また架橋ポリエチレン微粉末の粒径が１００μｍより大きいものでは粒子が大きすぎるため発泡核剤としての性能を発揮しなくなるためである。また、その配合量はポリエチレン１００重量部に対し、架橋ポリエチレン微粉末０. １〜１０重量部の範囲内が望ましい。その理由は架橋ポリエチレン微粉末の配合量が０. １重量部未満であると発泡核剤としての機能を発揮できないため、得られるポリエチレン発泡体は発泡率の低いものとなってしまうからであり、また、１０重量部を超えて多量に配合すると得られるポリエチレン発泡体はその外観が悪くなってしまうからである。また、本発明にて使用する発泡剤としては、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、４，４' −オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジドなどの熱分解型発泡剤、およびフロンガス、炭酸ガス、窒素ガスなどの不活性ガスの液化物などが用いられる。
【０００７】
【作用】本発明方法ではベース材のポリエチレンに配合した架橋ポリエチレン微粉末はポリエチレンの成形温度である１３０〜２２０℃程度の温度領域では不融であり、溶融ポリエチレン中に固体として存在して発泡核剤として作用する。しかもこの架橋ポリエチレン微粉末は化学的にはポリエチレンであるため、従来の無機粉末などの発泡核剤の配合においてみられたごとき、配合によるベース材のポリエチレンの電気特性の低下、即ち、絶縁抵抗の低下、高周波領域におけるｔａｎδの上昇などを引き起こさない。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を挙げて説明する。
実施例１〜２、比較例１〜２表１に示す組成物を、押出温度１６０℃の押出機のシリンダーの途中からフロンガスを注入しながら押出して、発泡率７０％のポリエチレン発泡体を製造した。用いたポリエチレン組成物（未発泡物）の周波数３０ＭＨｚにおけるｔａｎδを測定した。得られたポリエチレン発泡体の外観およびｔａｎδ値を表１に示す。また、同一組成物を外径０. ２ｍｍφの銅導体上に押出温度１６０℃の押出機のシリンダーの途中からフロンガスを注入しながら押出被覆して外径１ｍｍ、発泡率７０％の発泡ポリエチレン絶縁電線を製造した。得られた発泡ポリエチレン絶縁電線を同軸ケーブル化し、２００ＭＨｚにおける伝送損失を測定した。得られた結果を表１に併記する。
【０００９】
【表１】
（注）表中＊１：低密度ポリエチレン、密度０. ９２０、ＭＩ：１. ０（ｇ／１０分）
＊２：高密度ポリエチレン、密度０. ９３５、ＭＩ：０. ２５（ｇ／１０分）
＊３：架橋ポリエチレン微粉末、架橋度：８５％、平均粒径：２０μｍ
【００１０】以上、表１から判るように本発明方法にて製造したポリエチレン発泡体は高周波領域においてもｔａｎδの上昇をきたすことがないため、絶縁材として電線に用いると良好な伝送特性をもった絶縁電線が得られる。これに対してタルクなどの無機フィラーを発泡核剤に用い比較例のポリエチレン発泡体は高周波領域におけるｔａｎδが高いため、これを絶縁材として電線に用いる高周波数における伝送損失が大きく、配線長が１０ｍ程度までで、それ以上の長い場合には使用できないことが判る。
【００１１】実施例３〜５、比較例３〜４表２に示す組成物を押出温度１５０℃の押出機の途中からフロンガスを注入しながら押出して発泡ポリエチレン絶縁電線を製造し、その発泡率と得られた発泡ポリエチレン絶縁電線の外観を調査した。得られた結果を表２に併記する。
【００１２】
【表２】
（注）表中＊１：低密度ポリエチレン、密度０. ９２０、ＭＩ：１. ０（ｇ／１０分）
＊２：架橋ポリエチレン微粉末、架橋度：８５均粒径：２０μｍ
【００１３】実施例６低密度ポリエチレン１００重量部に対し、発泡剤としてアゾジカルボンアミドを１. ８重量部、架橋ポリエチレン微粉末０. ５重量部を配合した組成物を押出温度２２０℃でＴダイ押出を行い、厚さ２ｍｍ、発泡率８０％のＴダイシートを得た。得られた発泡体シートは外観が良好であり、架橋ポリエチレン微粉末は、発泡核剤として熱分解型の発泡剤を使用した場合でも有用であることを確認した。
【００１４】
【発明の効果】本発明方法によれば、優れたｔａｎδ特性、並びに伝送損失特性を有し外観の良好なるポリエチレン発泡体が製造できるものであり、その工業的価値は極めて大きいものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】ポリエチレンと発泡剤とを混練し、得られた混練物を加熱してポリエチレン発泡体を製造するにあたり、ポリエチレンに架橋ポリエチレン微粉末を配合したポリエチレン組成物を用いることを特徴とするポリエチレン発泡体の製造方法。
【請求項１】ポリエチレンと発泡剤とを混練し、得られた混練物を加熱してポリエチレン発泡体を製造するにあたり、ポリエチレンに架橋ポリエチレン微粉末を配合したポリエチレン組成物を用いることを特徴とするポリエチレン発泡体の製造方法。
【公開番号】特開平６−１４５３９９
【公開日】平成６年（１９９４）５月２４日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−３２８８４０
【出願日】平成４年（１９９２）１１月１３日
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【公開日】平成６年（１９９４）５月２４日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）１１月１３日
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
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