JP2005048080A - 水密樹脂組成物および水密絶縁電線 - Google Patents

Abstract

【課題】 より密着性が向上しまた高温下での密着性にも優れた水密樹脂組成物を提供すると共に、水密絶縁電線の布設作業時における剥離がなくかつ皮剥ぎ性にも優れ、さらに１００℃のような高温化においても垂れ落ちを生じることのない、優れた水密性を有する水密絶縁電線を提供することにある。
【解決手段】 エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体の少なくとも１種１００重量部と、吸水膨潤性高分子１〜５０重量部およびシラン架橋性ポリエチレン５〜５０重量部とからなる水密樹脂組成物とすることによって、また前記水密樹脂組成物を、導体素線間に充填した水密絶縁電線とすることによって、解決される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、屋外配線用として用いる水密絶縁電線、並びに前記水密絶縁電線の浸水防止に用いる水密樹脂組成物に関する。

屋外配線用として用いる絶縁電線は、複数の素線を撚り合せた導体に上に絶縁層を押出し被覆したものであり、前記複数の素線を撚り合せた導体には雨水等の浸入を防止するために、導体素線間に水密処理が行われている。例えば前記素線を撚り合わせる際に、ジェリー状の樹脂混和物や硬化性の液状ゴムを充填したり、前記素線を撚り合わせて導体とした後に、水密性を有する粘度が低い樹脂組成物を圧入する方法で行われている。さらには、熱可塑性樹脂に塩化カルシウム等の吸水性材料を配合した樹脂組成物よりなるテープ状或いは紐状体を、前記素線と共に撚り合せたり、前述の樹脂組成物を前記素線上に押出被覆した後ダイス等で圧縮して前記素線間に充填する方法等が行われている。そして特許文献１には、これらの方法に用いるのに好ましい水密樹脂組成物として、低密度ポリエチレン等に吸水膨潤性高分子を配合することが提案されている。この水密樹脂組成物は水密性がかなり向上されて好ましいものではあるが、前記水密樹脂組成物を用いて得られた水密絶縁電線は布設時の作業状態によっては、密着部分に剥離を生じて水密性が低下したり、また高温下（１００℃）で垂れ落ちを生じることがあって、水密絶縁電線として若干問題があった。そこで、これらの問題点を改良した水密絶縁電線が求められていた。
特開平１０−２０４２２７号公報

よって本発明が解決しようとする課題は、より密着性が向上しまた高温下での密着性にも優れた水密樹脂組成物を提供すると共に、水密絶縁電線の布設作業時における剥離がなくかつ皮剥ぎ性にも優れ、さらに１００℃のような高温化においても垂れ落ちを生じることのない、優れた水密性を有する水密絶縁電線を提供することにある。

前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体の少なくとも１種を１００重量部と、吸水膨潤性高分子１〜５０重量部およびシラン架橋性ポリエチレン５〜５０重量部とからなる水密樹脂組成物とすることによって、解決される。また請求項２に記載されるように、前記水密樹脂組成物を、導体素線間に充填した水密絶縁電線とすることによって、解決される。

前述したようなエチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体の少なくとも１種１００重量部と、吸水膨潤性高分子１〜５０重量部およびシラン架橋性ポリエチレン５〜５０重量部とからなる水密樹脂組成物とすることによって、より密着性を向上させることができ、また高温下（１００℃）でも垂れ落ちを生じることのない、密着性に優れた水密樹脂組成物とすることができる。

そして、前記水密樹脂組成物を導体素線間に充填することによって、得られた水密絶縁電線は、より密着性が向上し、水密絶縁電線の布設作業時においても前記水密樹脂組成物の剥離がなく、かつ適度な皮剥ぎ性を有し、また１００℃のような高温化の使用においても、前記水密樹脂組成物の垂れ落ちが生じることがないので、高温でも十分に水密性を維持する水密絶縁電線を提供できる。

以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される水密樹脂組成物は、エチレン・酢酸ビニル共重合体またはエチレン・エチルアクリレート共重合体の少なくとも１種を１００重量部とし、これに吸水膨潤性高分子１〜５０重量部およびシラン架橋性ポリエチレン５〜５０重量部を添加した水密樹脂組成物であるから、接着性が良好な前記エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やエチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）をベース樹脂とすることによって前記水密樹脂組成物は、前記導体素線等との密着力がより向上し、水密性に優れたものとなる。

このようなエチレン・酢酸ビニル共重合体やエチレン・エチルアクリレート共重合体は、種々のグレードのものを使用できるが、好ましくはビニルアセテート（ＶＡ）量が１０〜３５ｗｔ％で、メルトフローレシオ（ＭＦＲ）が１０以上である前記ＥＶＡ、またエチルアクリレート（ＥＡ）量が１０〜３５ｗｔ％で、前記ＭＦＲが１０以上の前記ＥＥＡが良い。そして前述のＶＡ量やＥＡ量を有する前記ＥＶＡや前記ＥＥＡは、酢酸ビニル（ＶＡ）、エチルアクリレート（ＥＡ）が極性を持つため、金属等への接着性を持つという特性を有するので、前記導体素線等との密着性が良好であると共に、柔軟性にも優れているので好ましい。さらには、前記水密絶縁電線の布設作業等における皮剥ぎ性も好ましいものである。なお、前記ＥＶＡやＥＥＡは、単独でも混合してベース樹脂としてもよい。具体的な商品としては、ＭＤＰ社製のＥＶ−２５０、Ａ−７１３、日本ユニカー社製のＮＵＣ−３１６６、ＮＵＣ−６５７０等が使用可能である。

つぎに前記吸水膨潤性高分子について述べると、この吸水性の高分子は、水分と接触するとその水分を吸収して膨潤することによって、それ以上水分が侵入するのを防止する作用を有するものである。具体的には、酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合体ケン化物（Ａ）、イソブチレン・マレイン酸共重合体架橋物（Ｂ）、ポリエチレンオキシド（Ｃ）等の親水性を有する高分子であり、これらの１種または２種以上を混合して用いる。このような商品の例としては、前記（Ａ）として住友化学社製のスミカゲルＳ、前記（Ｂ）としてクラレ社製のＫＩゲル、前記（Ｃ）として明成化学社製のアクアプレン等が知られている。またその添加量は、前記ＥＶＡおよび／またはＥＥＡ１００重量部に対して、１〜５０重量部の範囲で配合される。これは、前記吸水膨潤性高分子が１重量部未満であると、水分の吸収・膨潤が十分でなく目的とする水密性が得られず、また５０重量部を超えて添加すると、得られる水密樹脂組成物の溶融粘度が高くなるため、水密絶縁電線の導体素線間への圧入等が困難となり、またコスト的にも好ましくないためである。

さらに本発明では高温時の垂落ち性を向上させるために、シラン架橋性ポリエチレンを配合する。このようなシラン架橋性ポリエチレンは、ポリエチレン、エトレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・α・オレフィン共重合体等に、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルフェニルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン等のシラン化合物を添加した、シラン架橋が可能なものである。具体的な製品としては、リンクロンＨＭ−６００Ａ（三菱化学社製）、モルデックスＳ１８１−Ｚ（住友ベークライト社製）等を使用できる。このようなシラン架橋性ポリエチレンを添加することによって、耐熱性が向上するので１００℃のような高温下での水密樹脂組成物の垂れ落ちがなくなる。このような水密樹脂組成物の垂れ落ちは、前記水密樹脂組成物の未充填部分発生の問題を生じて、水密性を低下させるので防止する必要がある。そして前記シラン架橋性ポリエチレンの添加量は、前記ＥＶＡおよび／またはＥＥＡ１００重量部に対して、５〜５０重量部とされる。配合量が５重量部未満ではシラン架橋が殆ど行われないために耐熱性が向上しないので、垂れ落ち防止効果がなく、また５０重量部を超えて添加すると、前記水密樹脂組成物の接着性が低下するので、水密性が悪くなり好ましくない。

以上のような水密樹脂組成物には、商品名がイルガノックス３００等のチオビスフェノール系の酸化防止剤や商品名がイルガノックス１０１０等のヒンダードフェノール系の酸化防止剤を１０〜３５重量部程度、ＦＥＦカーボン（東海カーボン社製）等のカーボンブラックを０．１〜１０重量部程度、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等の中和剤や、その他必要な添加剤を配合することができる。そして、例えば加圧ニーダー、２軸混練機等の公知の手段によって、前記水密樹脂組成物を作製することができる。

つぎに前記水密樹脂組成物を用いた、請求項２に記載される水密絶縁電線について説明する。一例を図１に示す。この水密絶縁電線は、複数の素線１を撚り合わせて導体２が形成され、この素線１間に前述の水密樹脂組成物３が充填・被覆される。そしてその上に架橋ポリエチレン等を押出被覆して絶縁層４を形成して、屋外配線等に使用される水密絶縁電線となる。本発明の場合、前記架橋ポリエチレン等はシラン架橋ポリエチレンとするのが、前記水密樹脂組成物中のシラン架橋性ポリエチレンも同時にシラン架橋できることになるので好ましい。このような構成の水密絶縁電線は、より密着性が向上するので前記水密絶縁電線の布設作業時においても、前記水密樹脂組成物の剥離がなく、かつ従来好ましいとされている水密絶縁電線と同様の皮剥ぎ性を有している。また、シラン架橋性ポリエチレンを添加して架橋させるので、耐熱性が向上し１００℃のような高温化の使用においても、前記水密樹脂組成物の垂れ落ちが生じることがないので密着性が低下せず、高温下でも十分に水密性を維持する水密絶縁電線となる。

以下に記載する実施例並びに比較例によって、本発明の効果を確認した。表１に示す各種の水密樹脂組成物を導体素線間に圧入して水密絶縁電線を作製し、前記水密絶縁電線に３００ｋｇの負荷を掛けながら、６０°の角度でΦ６０ｍｍの滑車を通過させる布設模擬履歴を与えた後、浸水長さを測定する水密性を、また１００℃での水密樹脂組成物の垂れ落ち試験並びに皮剥ぎ器による皮剥ぎ性を調べた。皮剥ぎ性が実用上良好なものを○印で、問題があるものを×印で示した。なお前記水密性試験は、水密絶縁電線の片側５０ｍｍが水圧０．５ｋｇ／ｃｍ^２（０．０５ＭＰａ）になるように水に浸漬し、２３℃で２４時間放置したときの水の浸入長（ｍｍ）を測定したものである。また前記垂れ落ち試験は、３００ｍｍ長に切断した水密絶縁電線の絶縁体を１００ｍｍ長さ除去し、除去側を下にして垂直に立て１００℃で２４時間加熱したときの、水密樹脂組成物の滴下状態を測定するものである。殆ど滴下が見られないものを○印で、滴下が確認されたものを×印で示した。なお前記水密絶縁電線の導体サイズは８０ｃｍ^２で、素線を１９本撚りしたものである。また絶縁層は、シラン架橋ポリエチレンを用いた。

なお前記水密樹脂組成物は、エチレン・エチルアクリレート共重合体（三井・デュポン・ポリオレフィン社製、Ａ−７０９）またはエチレン・酢酸ビニル共重合体（三井デュポンポリケミカル社製、ＥＶ−２５０）に、吸水膨潤高分子としてイソブチレン・無水マレイン酸共重合体架橋物（クラレ社製、ＫＩゲル）、シラン架橋性ポリエチレン（三井化学社製、リンクロンＨＭ−６００Ａ）を１００重量部となるように配合し、さらにチオビスフェノール系酸化防止剤（大内新興社製、ノクラック３００）を０．１重量部、ＦＥＦカーボン（東海カーボン社製）０．１重量部および中和剤として酸化マグネシウム（協和化学工業社製、キョーワマグ３０）２重量部を混合して作製したものである。結果を表１に記載した。

表１から明らかなとおり、実施例１〜１２で示した本発明の水密絶縁電線は、水密性並びに高温での垂落ち性に優れ、また皮剥ぎ性も実用上問題がないものであった。これに対して、比較例１〜９の本発明の範囲を外れる水密樹脂組成物を使用したものは、水密性、高温での垂落ち性や皮剥ぎ性のいずれかに問題があり、好ましくなかった。より詳細に説明する。実施例１〜６に示される本発明のように、ＥＥＡ１００重量部に対して、吸水膨潤ポリマーを１〜５０重量部、およびシラン架橋性ポリエチレン５〜５０重量部を配合した水密樹脂組成物を導体素線間に使用した水密絶縁電線は、水密性に関して浸水長が１００ｍｍ以下のものであり、１００℃、２４時間の加熱においても前記水密樹脂組成物が垂れ落ちることがなく、また皮剥ぎ性も良好で作業性の良いものであることがわかる。また実施例７〜１２に示されるように、ＥＶＡ１００重量部に対して、吸水膨潤ポリマーを１〜５０重量部、およびシラン架橋性ポリエチレン５〜５０重量部を配合した水密樹脂組成物を導体素線間に使用した水密絶縁電線は、水密性に関して浸水長が８０ｍｍ以下のものであり、１００℃、２４時間の加熱においても前記水密樹脂組成物が垂れ落ちることがなく、また皮剥ぎ性も良好で作業性の良いものであることがわかる。

これに対して、吸水膨潤ポリマーの配合量が本発明の組成範囲を外れる水密樹脂組成物を使用した水密絶縁電線の例である比較例１および７の場合には、水密性が浸水長として１００ｍｍ以上となり、水密性が劣り、また比較例２の場合には過剰の吸水膨潤ポリマーのために架橋度が上がらず、垂落ち性が満足されなかった。さらにシラン架橋性ポリエチレンの配合量が、本発明の範囲を外れる水密樹脂組成物を使用した場合は、比較例３のようにシラン架橋ポリエチレン量が少ない場合には垂落ち性が満足されず、また比較例４のようにシラン架橋ポリエチレン量が多過ぎると、水密性を妨害すると思われる。さらに比較例５のように、シラン架橋性ポリエチレンを配合しない場合には、１００℃、２４時間の加熱において、水密樹脂組成物の垂れ落ちの問題がある。また比較例６や９のように、吸水膨潤ポリマー並びにシラン架橋性ポリエチレンの両者を配合しない場合には、水密性において浸水長さが１５００ｍｍ以上にもなり、また垂れ落ちが見られて好ましくないものであった。

本発明のエチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体の少なくとも１種を１００重量部、吸水膨潤性高分子を１〜５０重量部およびシラン架橋性ポリエチレンを５〜５０重量部とした水密樹脂組成物を用いることによって、屋外配線として使用される水密絶縁電線は、水密性に優れ、布設作業時においても前記水密樹脂組成物の剥離がなくかつ適度な皮剥ぎ性を有し、１００℃のような高温化の使用においても、前記水密樹脂組成物の垂れ落ちが生じることがない実用性に優れた水密絶縁電線として使用できる。

本発明の一例を示す水密絶縁電線の概略断面図である。

符号の説明

１ 素線
２ 導体
３ 水密樹脂組成物
４ 絶縁層

Claims (2)

1. エチレン・酢酸ビニル共重合体またはエチレン・エチルアクリレート共重合体の少なくとも１種を１００重量部とし、吸水膨潤性高分子１〜５０重量部およびシラン架橋性ポリエチレン５〜５０重量部を添加したことを特徴とする水密樹脂組成物。
2. 請求項１に記載の水密樹脂組成物を、導体素線間に充填したことを特徴とする水密絶縁電線。

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