JP2005039085A - 電磁界シールドおよび／または静電対策用のパイプ、並びにそれらの継ぎ手 - Google Patents

Abstract

【課題】 外力からの衝撃等によって、電磁界シールドおよび静電対策効果が損なわれることのない安価な電気ケーブル収容用パイプおよび継ぎ手を提供する。
【解決手段】 本発明の電磁界シールド対策用のパイプおよび継ぎ手は、プラスチック材に導電材料を１０〜３０重量％混合して、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下の導電プラスチックからなる層を有する。また、本発明の静電対策用のパイプおよび継ぎ手は、プラスチック材に導電材料を１０^-1〜１０重量％混合して、体積抵抗率が１０³〜１０⁹Ωｃｍである導電プラスチックからなる層を有する。また、上記継ぎ手は、それぞれ両端間に上記導電プラスチックからなる層が連通している。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電気ケーブル等を敷設する際に、該ケーブルを収容して外力から保護するとともに、電磁界シールドや静電気から保護する合成樹脂製のパイプおよびその継ぎ手に関するものである。

従来の電気ケーブル収容用のパイプ部材および継ぎ手は、一般に、電磁界および静電気から電気ケーブルを保護するために、絶縁性の合成樹脂製パイプの外表面に、導電性金属フィルムで一体に覆ったものや金属蒸着で表面を覆ったもの等が知られている。

しかし、パイプの外表面に導電性金属フィルムや金属蒸着で覆ったものは、輸送中や取り扱い中にパイプ同士もしくは他部材との接触、衝突等によって前記金属フィルムや金属蒸着層が容易に剥がれたり欠損したりすることがあり、これによって電磁界シールド効果や静電気からの保護効果が損なわれるという問題があった。さらに、導電性金属フィルムの被覆や金属蒸着に要するコストによりパイプが高価になるという難点もあった。

そこで、内層を電気絶縁性プラスチック材、外層を導電性プラスチック材とする数層からなる単一部材構造のパイプ部材、およびこのパイプ部材を連結する単一層の導電性プラスチック材からなる連結部材が提案されている（特許文献１参照）。
この発明では、パイプ部材の外表面に、導電性金属フィルムや金属蒸着による導電薄層を形成するのではなく、パイプ部材を形成するプラスチック材そのものに導電性を形成する構成であるため、外力によるパイプ部材表面の傷等により導電性が損なわれることがなくなる等の効果が想定されているものと思われる。
特願平１０−５１１５２４号公報

しかし、上記発明では、導電性プラスチック材は、「プラスチックに導電性材料（たとえば、炭素繊維、グラファイト、またはカーボンブラック）を混合することにより作られる。」とされているのみで、 プラスチック材に混入する導電性材料の混合割合や具備すべき物性等、具体的態様が示されていない。
すなわち、パイプ材に、電磁界シールドおよび静電対策効果を十分に発揮させ、さらにパイプとしての剛性を保持するには、導電性プラスチック材は、プラスチック材に混入させる導電性材料の配合割合、および体積抵抗率によって左右されるものである。

したがって、本発明の課題は、外力からの衝撃等によって電磁界シールドおよび静電対策効果が損なわれることのない安価な電気ケーブル収納用パイプおよびその継ぎ手を提供することにある。

本発明の電磁界シールド用のパイプは、プラスチック材に導電材料を１０〜３０重量％混合して、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下の導電プラスチックからなる層（以下、導電プラスチック層と略記する。）を有する構成である。
このパイプは、内層が絶縁プラスチックからなり、外層が導電材料を１０〜３０重量％混合して、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下の導電プラスチックとしてもよい。
また、本発明の電磁界シールド対策用の継ぎ手は、導電材料を１０〜３０重量％混合して、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下の導電プラスチックからなる層を、接続されるパイプ間に連通し得る態様である。

本発明の静電対策用のパイプは、導電材料を１０^-1〜１０重量％混合して、体積抵抗率が１０³〜１０⁹Ωｃｍである導電プラスチック層を有する構成である。
このパイプは、内層が絶縁プラスチックからなり、外層が導電材料を１０^-1〜１０重量％混合して、体積抵抗率が１０³〜１０⁹Ωｃｍである導電プラスチックとしてもよい。
また、本発明の静電対策用の継ぎ手は、導電材料を１０^-1〜１０重量％混合して、体積抵抗率が１０³〜１０⁹Ωｃｍである導電プラスチック層を、接続されるパイプ間に連通し得る態様となっている。

本発明によれば、外表面に導電性フィルムないし金属蒸着膜を形成させた従来の電気ケーブル収容用パイプ、継ぎ手に比べて、外力からの衝撃等によって外表面の欠損や剥がれ等による電磁界シールド効果や静電対策が損なわれることがなく、電磁界シールド対策および静電対策効果を十分に発揮できる安価な電気ケーブル等の収容用のパイプおよびその継ぎ手を提供できる。
また、本発明のパイプおよび継ぎ手に形成する導電プラスチック層の態様によって、簡易にパイプの連結部の導電性を確保できる。
さらに、従来品と比べ軽量であり、着色も可能となるので色分けして収容する電気ケーブルの選別を容易にすることができ、輸送時の取り扱いが容易になる。

本発明のパイプおよび継ぎ手を構成する導電プラスチック層に使用される導電材料としては、カーボンブラック、炭素繊維、グラファイト、金属粉、金属繊維紛、表面に金属層を有するプラスチックないしセラミックス粉等が挙げられる。
また、導電材料が混入されるプラスチック材としては、本発明の用途に適応した材料であれば特に制限はないが、例えば、塩化ビニル系樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレンなどのポリオレフィン；ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂；などが例示される。

本発明のパイプおよび継ぎ手は、その用途に応じて、電磁界シールド対策用もしくは静電対策用に適した体積抵抗率を得るように、プラスチック材料に混合させる導電材料の配合割合を決定する。
電磁界シールド対策用のパイプおよび継ぎ手を構成するためには、パイプを形成する導電プラスチック層は、プラスチック材料に混合させる導電材料を１０〜３０重量％混合して体積抵抗率が１０Ωcm以下になるようにする必要がある。
プラスチック材料に混合する導電材料の割合が１０重量％より少ないと体積抵抗率が１０Ωcm以上となって電界遮蔽能力が低下し、３０重量％を超えると物性強度の低下により剥離、欠損が生じる可能性がある。

また、静電対策用のパイプおよび継ぎ手を構成するためには、パイプを形成する導電プラスチック層は、プラスチック材料に導電材料を１０^-1〜１０重量％混合して体積抵抗率が１０³〜１０⁹Ωｃｍの範囲になるようにする必要がある。
プラスチック材料に混合する導電材料の割合が１０^-1重量％より少ないと体積抵抗率が１０⁹Ωｃｍ以上となり、導電性が低下し、帯電した静電気を逃せなくなり、１０重量％を超えると１０³Ωｃｍ以下となり、導電性が高くなり、帯電し易くなる。

本発明のパイプは、導電プラスチック層のみからなることもできる。しかし、導電材料を混入したプラスチックは強度が低下する傾向があるので、導電材料を混入しない絶縁プラスチックと積層させることもできる。
導電プラスチック層および／または絶縁プラスチック層は、複数層とすることもできる。例えば、外層を導電プラスチック層、内層を絶縁プラスチック層とすることもでき、また、外層から内層に向かって、絶縁−導電−絶縁とすることもできる。積層パイプとするには、共押出し等を利用するのが好ましい。

以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１の（ａ）、（ｂ）は、本発明のパイプの一例を示す模式的な部分断面斜視図であり、図２の（ａ）、（ｂ）は、本発明の継ぎ手の一例を示す模式的な断面図である。また、図３の（ａ）、（ｂ）は、本発明の継ぎ手の他の例を示すもので、本発明のパイプを連結させた状態の模式的な概略断面図である。

本発明のパイプおよび継ぎ手は、電磁界シールド対策用、静電対策用のいずれも形状に相違はなく、共にプラスチック材料に、カーボンブラックを混合させた導電プラスチック層を設けている。
この導電プラスチック層は、パイプでは、図１の（ａ）に示すように、パイプ１の全体を導電プラスチック層２で形成するようにしても良く、また図１の（ｂ）に示すように、パイプ１を外層ａと内層ｂに分け、外層ａに導電プラスチック層２を設け、内層ｂに絶縁プラスチック層３を設けるようにしても良い。
さらに、図示していないが、外層ａに絶縁プラスチック層を設け、内層に導電プラスチック層を設けるようにしても良い。

また、本発明の継ぎ手では、導電プラスチック層は、接続されるパイプ間を連通させ得る態様となっていることが重要である。この連通の態様としては、図２（ａ）に示すように、継ぎ手４の全体を導電プラスチック層１２で形成して連通させてもよく、また、図２（ｂ）に示すように、外層ａを導電プラスチック層１２とし、内層ｂを絶縁プラスチック層１３としたり、その反対に、外層を導電プラスチックとし、内層を絶縁プラスチックとする等、複数構造に形成して連通させてもよい。

その他、継ぎ手の両端間を導電プラスチック層で連通させた構成例を図３に示す。
図３（ａ）の継ぎ手は、肉厚部分の外層ａが絶縁プラスチック層１３、内層ｂが導電プラスチック層１２からなる管状の継ぎ手である。この継ぎ手４は、両端開口部より管路内に、本発明の、外層ａが導電プラスチック層２、内層ｂが絶縁プラスチック層３からなる二本のパイプ１１、１１’を、それぞれ挿入させて、管路内でパイプ１１、１１’の対向端部を当接させて連結させている。
この継ぎ手により、パイプ１１、１１’ と継ぎ手４の導電プラスチック層がそれぞれ接触連通した状態となって、パイプ１１、１１’ と継ぎ手４の導通状態が実現できる。

図３（ｂ）の管状の継ぎ手は、外層ａが絶縁プラスチック１３’で形成され、継ぎ手の内周面の中央部に設けられた環状の突出部５が、導電性プラスチック層１２を形成しており、本発明の二本のパイプ１１、１１’を、それぞれ継ぎ手４の両端開口部から管路内に押し込み突出部５に当接させることにより、パイプ１１、１１’の導電性プラスチック層２、２’が突出部５を介して導通できるようになっている。

また、継ぎ手は、両端部分で肉厚を減少させることによって、継ぎ手部分で管路の外径が他の部分の外径と近似するものとすることも出来る。さらに、二層構造からなる継ぎ手にあっては、両端部分で一層分を取り除く構造とすることにより、パイプ−継ぎ手−パイプで導電性が絶えることなく連続させることが容易となる。
その他、本発明の継ぎ手は、その両端間に導電プラスチック層が連通できる構成であれば、どのような構成であってもよい。

なお、添付図面では、パイプおよび継ぎ手は、いずれも円筒状のものを示したが、これに限定されるものではなく、断面形状が角形、楕円形等各種形状のパイプおよびそれに対応する継ぎ手に適用できることはいうまでもない。

ポリカーボネート［カリバーＰＣＸ、住友ダウ（株）製］１００重量部に、ケッチェンブラック［ＥＣ、ライオン（株）製］２５重量部を加えて混練した後、押出機で外径２０ｍｍ、内径１７ｍｍのパイプ状にして、長さ４ｍの導電プラスチック層を有する電磁界シールド対策用のパイプを作製した。
また、上記同様の条件により、押出機で外径２４ｍｍ、内径２０ｍｍ、長さ８０ｍの、管状の導電プラスチック層を有する電磁界シールド対策用の継ぎ手を作製した。
これらのパイプおよび継ぎ手を、日本ゴム協会標準規格、導電性ゴムおよびプラスチックの体積抵抗率試験方法にて測定したところ、パイプおよび継ぎ手の体積抵抗率が４Ωｃｍであった。

ポリカーボネート［カリバーＰＣＸ、（前出）］１００重量部に、ケッチェンブラック［ＥＣ（前出）］１重量部を加えて混練した導電プラスチックと、ケッチェンブラックを混合しないポリカーボネートからなる絶縁性プラスチックとを二色押出機で押出して、外側の厚み０．５ｍｍの導電プラスチック層、内側の厚み１ｍｍの絶縁プラスチック層を有する実施例１と同サイズの静電対策用パイプを作製した。
また、上記同様の成分および条件により、押出機で外径２０ｍｍ、内径１７ｍｍ、内側の導電プラスチック層の厚みが０．５ｍｍ、外側の絶縁プラスチック層の厚みが１ｍｍの管状の静電対策用継ぎ手を作製した。
これらのパイプおよび継ぎ手を、実施例１で使用したと同じ日本ゴム協会標準規格の体積抵抗率試験方法にて測定したところ、パイプおよび継ぎ手の体積抵抗率が１０⁶Ωｃｍであった。

本発明の電磁界シールド対策用のパイプおよび継ぎ手は、導電材料を１０〜３０重量％混合して、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下の導電プラスチックからなる層を有する構成にすることにより、電界遮蔽能力が、外部放出０．４Ｖ／ｍ以下、磁界遮蔽能力が、外部放出０．５Ａ／ｍ以下（遠隔距離５０ｃｍ）の性能を保持できる。
また、上記構成の導電プラスチック層に、例えば、リン系、臭素系等の難燃材を５〜２０重量％混合することにより、ＵＬ９４ V−０規格をクリアし、建築物についての設置が可能になる。

本発明の電磁界シールド対策用のパイプおよび継ぎ手を使用して電気ケーブルを敷設することにより、精密機器の電磁干渉防止（電磁誘導による誤動作対策）が図れ、また医療用電子機器、コンピュータ機器等、その他電磁干渉の懸念のある機器にも十分に応用することができる。さらに、電磁界の健康障害対策についても有効である。

また、本発明の静電対策用のパイプおよび継ぎ手は、例えば、静電クリーンルームに設置するテーブル、棚等のフレーム等に応用して、冬季の静電対策に有効な製品を実現できる。

（ａ）、（ｂ）は、本発明のパイプの一例を示す模式的な部分断面斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の継ぎ手の一例を示す模式的な断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の継ぎ手の他の例を示すもので、本発明のパイプを連結させた状態の模式的な概略断面図である。

符号の説明

１、１１、１１’ パイプ
２、１２、１２’ 導電プラスチック層
３、１３、１３’ 絶縁プラスチック層
４ 継ぎ手
５ 突出部
ａ 外層
ｂ 内層

Claims (6)

1. プラスチック材に導電材料を１０〜３０重量％混合して、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下の導電プラスチックからなる層を有することを特徴とする電磁界シールド対策用のパイプ。
2. 内層が絶縁プラスチックからなり、外層が導電材料を１０〜３０重量％混合して、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下の導電プラスチックからなる請求項１に記載の電磁界シールド対策用のパイプ。
3. プラスチック材に導電材料を１０〜３０重量％混合して、体積抵抗率が１０Ωｃｍ以下の導電プラスチックからなる層が接続されるパイプ間を連通され得る態様となっていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の電磁界シールド対策用のパイプ用継ぎ手。
4. プラスチック材に導電材料を１０^-1〜１０重量％混合して、体積抵抗率が１０³〜１０⁹Ωｃｍである導電プラスチックからなる層を有することを特徴とする静電対策用のパイプ。
5. 内層が絶縁プラスチックからなり、外層が導電材料を１０^-1〜１０重量％混合して、体積抵抗率が１０³〜１０⁹Ωｃｍである導電プラスチックからなる請求項４に記載の静電対策用のパイプ。
6. プラスチック材に導電材料を１０^-1〜１０重量％混合して、体積抵抗率が１０³〜１０⁹Ωｃｍである導電プラスチックからなる層が、接続されるパイプ間を連通され得る態様となっていることを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の静電対策用のパイプ用継ぎ手。

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