JP2002030190A - ゴムモールド部品用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電力ケーブルの中間接続部に用いられる絶縁筒
などのゴムモールド部品をモールド成形する際に、金型
割れ面での圧力の急激な開放に起因して、成型品が裂け
るのを防止するためのゴム組成物を得る。 【解決手段】ベースポリマーのＥＰＤＭ１００部に対し
て、シランカップリング処理クレーなどの充填剤を１０
０ないし１８０部配合し、これに有機過酸化物系架橋剤
を配合したゴム組成物。これに、軟化油を５ないし５０
部配合して、可撓性を付与してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電力ケーブルの
端末部や中間接続部に使用されるゴムモールド部品に用
いられるゴム組成物に関し、特に大型で厚肉の大容積の
ゴムモールド部品を得るに適したものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電力ケーブルの端末部や中間
接続部に使用されるゴムモールド部品を得るためのゴム
組成物としては、ベースポリマーとしてエチレンープロ
ピレンージエン共重合体（以下、ＥＰＤＭと言う。）を
使用し、これに軟化油、充填剤、有機過酸化物系架橋剤
などを配合したものが主に用いられており、このゴム組
成物を射出成形法、プレス成形法などのモールド成形法
により、例えば電力ケーブルの中間接続部に用いられる
絶縁筒などのゴムモールド部品を製造するのが一般的で
ある。

【０００３】このゴム組成物の具体的な配合組成は、Ｅ
ＤＰＭ１００部（重量部、以下同様とする。）に対し
て、軟化油５ないし５０部、充填剤５０ないし１００
部、有機過酸化物系架橋剤３ないし８部程度を配合する
ものが多い。そして、軟化油には、パラフィン系鉱物
油、芳香族系鉱物油などが、充填剤としては、炭酸カル
シウムやクレー、タルク、シリカなどが、また半導電性
を要求されるゴムモールド部品では、カーボンブラック
が用いられ、有機過酸化物系架橋剤には、ジクミルパー
オキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジーｔｅｒｔ
ーブチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイドな
どが用いられる。

【０００４】このゴム組成物は、予め混練工程で混練り
され、シート状やリボン状に成形されて射出成形装置な
どの成形装置に供給される。この射出成形装置は、ゴム
組成物を計量する計量部と、計量したゴム組成物を金型
内に送り込む射出部と、金型を固定し、これを一定の圧
力で締めるプレス部から構成されるものが用いられる。
この射出成形装置では、材料となる混練りされたゴム組
成物の規定量を、まず計量部において計量し、射出部か
ら金型内に所定の圧力（例えば、１０００ないし１５０
０ＭＰａ）で供給、射出する。

【０００５】この際、金型は予め１３０ないし１８０℃
の温度に加熱されており、金型内に射出されたゴム組成
物はこの熱によって加熱、架橋されて、所望の形状のゴ
ムモールド部品に成形される。ところが、金型に供給さ
れるゴム組成物の温度は、通常１００℃以下であるの
で、ゴム組成物は架橋されると同時に金型との温度差に
よって熱膨張を生じ金型内のゴム組成物の圧力が上昇す
る。

【０００６】金型内の圧力は、ゴムモールド部品のボイ
ド性欠陥を防止するうえで重要な要素であり、架橋反応
が開始される初期の圧力が低すぎると、ゴム組成物供給
時に巻き込んだ空隙が完全に消滅せず、不良の原因にな
る。逆に、初期の圧力が高すぎると、架橋反応中に金型
内の圧力が高くなりすぎ、ゴムモールド部品の変形など
の成形不良を招く。

【０００７】特に、超高圧電力ケーブルの接続用の絶縁
筒などの大型で厚肉の大容積のゴムモールド部品では、
厚肉のため、成形時の熱膨張も大きく、金型内の圧力も
かなり高くなる傾向にある。そして、架橋工程終了後、
ゴムモールド部品を取り出すために金型の圧力を解放す
るが、金型を開放した瞬間に金型割れ面から圧力が一気
に抜けるため、成形終了時の温度でのゴムモールド部品
となる架橋ゴム組成物の機械的強度が低いと、ゴムモー
ルド部品内部の圧力の開放がその部分に集中するため金
型割れ面でゴムモールド部品が裂けてしまうことがあ
る。

【０００８】特に、架橋剤として、有機過酸化物系のも
のを用いたものでは、ゴムモールド部品の高温下での伸
び特性、引き裂き特性が大きく低下する。これは、過酸
化物架橋ではベースポリマーの分子鎖同士が直接結合さ
れるため、イオウ架橋のものとは異なり、より完全弾性
体に近くなり、エントロピー弾性の効果が高くでるため
と考えられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、高温での機械的強度が高く、モールド成形時
の金型開放の際に、ゴムモールド部品がその内圧により
金型割れ面で、裂けることがないようなゴム組成物を得
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、ベースポ
リマーのＥＰＤＭ１００部に対して、充填剤を１００な
いし１８０部と多量に配合し、例えば、温度１５０℃で
の引張強度を３ＭＰａ以上とし、高温での機械的強度を
高めることで解決される。また、充填剤として、シラン
カップリング処理されたものを用いることが、ベースポ
リマーとの相溶性が向上して好ましい。さらに、ゴムモ
ールド部品の用途によっては、軟化油を配合して組成物
を柔らかくし、ゴムモールド部品に可撓性を付与するこ
ともできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明のゴム組成物におけるベースポリマーであるＥＤ
ＰＭとしては、エチレン、プロピレン、非共役ジエン類
の三成分からなるランダム共重合体であって、エチレン
が３０ないし５０モル％、非共役ジエンが５ないし１０
モル％を含むものが用いられ、ムーニー粘度（１００
℃、Ｌロータ）が、２０ないし５０であるものが好まし
い。

【００１２】また、本発明で使用される充填剤として
は、炭酸カルシウム、クレー、タルク、珪藻土、酸化チ
タン、シリカなどの１種又は２種以上の混合物が用いら
れる。また、ゴムモールド部品に半導電性が要求される
ときには、カーボンブラックが用いられる。これらの充
填剤は、そのままあるいはシランカップリング剤によっ
て表面処理されたものが用いられる。シランカップリン
グ処理した充填剤は、ベースポリマーとの相溶性が向上
して、好ましい。なかでも、シランカップリング処理さ
れたクレーが、機械的強度の向上効果が高く、もっとも
好ましい充填剤である。

【００１３】この充填剤の配合量は、ＥＤＰＭ１００部
に対して、１００部ないし１８０部とされる。１００部
未満ではゴム組成物の機械的強度の向上効果が得られ
ず、１８０部を越えると伸びが低下し、ゴム弾性が失わ
れる。本発明では、充填剤をベースポリマーであるＥＰ
ＤＭ１００部に対して、１００部ないし１８０部と従来
のもの比べて大量に配合する点に特徴があり、これによ
りゴム組成物の１００ないし１５０℃の高温域における
機械的強度が高いものとなる。

【００１４】ベースポリマーの架橋のための架橋剤とし
ては、従来と同様のジクミルパーオキサイド、ベンゾイ
ルパーオキサイド、ジーｔｅｒｔーブチルパーオキサイ
ド、ラウロイルパーオキサイドなどの有機過酸化物の１
種以上を適宜選択して使用することができる。この有機
過酸化物系架橋剤の配合量は、ＥＤＰＭ１００部当た
り、３ないし８部程度とされる。このようなゴム組成物
は、従来と同様にして予備混練りされた後、射出成形
法、プレス成形法などのモールド成形法により、所望の
形状にゴムモールド部品とされる。

【００１５】このようなＥＤＰＭと充填剤と有機過酸化
物系架橋剤とからなるゴム組成物にあっては、過酸化物
架橋系であるにもかかわらず、温度１００ないし１５０
℃の温度範囲において、十分な引張強度、伸び、引裂強
度などの機械的強度を有するものとなる。このため、成
形時の金型の開放の際、成形品に大きな圧力が集中して
も成形品が引き裂かれることがない。したがって、大容
積のゴムモールド部品の成形性が向上する。

【００１６】また、ゴムモールド部品に良好な可撓性が
要求される場合には、軟化油を配合してゴム組成物を油
展してもよい。この軟化油には、パラフィン系鉱物油、
芳香族系鉱物油などが使用され、その配合量は、ＥＤＰ
Ｍ１００部に対して５ないし５０部の範囲で、ゴムモー
ルド部品に要求される可撓性に応じて決められる。さら
に、本発明のゴム組成物では、必要に応じて、これ以外
の老化防止剤、着色剤などの種々の添加剤を適量配合す
ることができる。

【００１７】以下、具体例を示す。表１ないし表３に示
す配合組成のゴム組成物を用意し、予備混練りした後、
射出成形法によって、絶縁層最大厚み３０ｍｍの絶縁筒
（容積約３０００ｃｍ³）と、絶縁層最大厚み６０ｍｍ
ｍの絶縁筒（容積約９０００ｃｍ³）とを製造した。各
表中の材料は、以下の通りである。また、配合量は重量
部である。ＥＤＰＭ ムーニー粘度（１００℃ Ｌ
ロータ）が２５のもの充填剤 シランカップリン
グ処理クレー架橋剤 ジクミルパーオキサイド軟
化油 パラフィン系鉱物油

【００１８】この製造の際、ゴム組成物の容積を一定と
し、金型割れ面での絶縁筒の裂けがないかどうか評価し
た。裂けがないものを○とし、裂けがあるものを×とし
た。また、同様のゴム組成物について、プレス成型法に
よって厚さ２ｍｍのシートを作製し、ＪＩＳ Ｋ ６３
０１に従って引っ張り試験を行い、破断伸びが２００％
以上であるかどうかを評価した。伸びが２００％以上の
ものを○とし、２００％未満のものを×とした。

【００１９】さらに、高温引張試験を実施し、温度１５
０℃での引張強度が３ＭＰａ以上であるかどうかを評価
した。３ＭＰａ以上のものを○とし、３ＭＰａ未満のも
のを×とした。結果を表１ないし表３に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】これら表の結果から、充填剤を１００部以
上配合することによって、１５０℃での引張強度が３Ｍ
Ｐａ以上となって、成形時の成形品の裂けを防止できる
ことがわかる。また、充填剤の配合量が１９０部を越え
ると、伸びが低下しゴム弾性を失うことがわかる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のゴム組成
物にあっては、ＥＰＤＭ１００部に対して、充填剤を１
００ないし１８０部配合し、これに有機過酸化物系架橋
剤を配合したものであるので、温度１００ないし１５０
℃での機械的強度が高くなり、成形時の金型割れ面での
成形品の裂けを防止することができる。また、充填剤と
して、シランカップリング処理したクレーを用いれば、
機械的強度の向上効果が大きく、その配合量を低減でき
る。さらに、軟化油を５ないし５０部配合したもので
は、製品のゴムモールド部品に適度の可撓性を付与する
ことができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エチレンープロピレンージエン共重合体１
   ００重量部に、充填剤１００ないし１８０重量部が配合
   され、これに有機過酸化物系架橋剤が配合されたゴムモ
   ールド部品用ゴム組成物。
2. 【請求項２】さらに、軟化油が５ないし５０重量部配合
   された請求項１記載のゴムモールド部品用ゴム組成物。
3. 【請求項３】充填剤が、シランカップリング処理されて
   いるものである請求項１記載のゴムモールド部品用ゴム
   組成物。
4. 【請求項４】温度１５０℃での引張強度が、３ＭＰａ以
   上である請求項１記載のゴムモールド部品用ゴム組成
   物。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかに記載のゴム
   組成物をモールド成形してなるゴムモールド部品。