JP2005054054A

JP2005054054A - オレフィン系パテ

Info

Publication number: JP2005054054A
Application number: JP2003286021A
Authority: JP
Inventors: Hideya Hara; 英也原; Yoshiyuki Yoshida; 圭志吉田; Takuya Yamaguchi; 卓弥山口
Original assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Daito Denzai Co Ltd
Current assignee: Kansai Electric Power Co Inc; Daito Denzai Co Ltd
Priority date: 2003-08-04
Filing date: 2003-08-04
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】電線の接続部等の防水保護部をリサイクルする際にカバーとシール剤とを分別することなく、そのままリサイクルすることができる水密シール材であって、低温時の粘性と高温時の粘性との差が小さく、狭い隙間にも入り込む柔らかさを有する、電気絶縁性に優れた水密シール材を提供すること。
【解決手段】炭化水素系油およびオレフィン系ポリマーを含んでなるオレフィン系パテであって、粘度が100 Pa・s以上であるオレフィン系パテ。

Description

本発明は、水密性パテ、特にリサイクルに適した水密性パテに関する。

電線の接続部等における応力腐食断線事故を防止するため、電線の接続部等を防水保護することが行われている。従来、この防水保護には、かかる部分を覆う絶縁カバー、および電線等とカバーとの空隙を充填してシールするための水密シール材が用いられてきた。このカバーとしては、ポリエチレンなどのオレフィン樹脂製、ブチルゴム製のものが知られており、特に、オレフィン樹脂製のカバーが広く用いられている。一方、シール材としては、ブチルゴム系およびシリコーン系の材料が知られており、パテ状にして電線とカバーとの空隙に充填したり、または、カバー内部にあらかじめ充填して、カバーの使用時に電線とカバーとの空隙をシールするようにしたり、さらには、シート状またはテープ状にして電線に巻き付けて使用されている。

具体的には、ポリエチレンなどのオレフィン系樹脂製カバー本体の内部に水密シール材としてブチルゴム系の絶縁ゴムシートを貼り付けたものや、カバー内部に設けた仕切間に流動性を有するシリコーン系の絶縁パテを充填したものが知られている（特許文献１参照）。また、低粘度ブチルゴム、鉱物油系グリス、シリコーン系グリス、シリコーンガム等のゼリー状シーラントをカバー内に充填した防水保護カバーも知られている（特許文献２参照）。
特開平11-136829号公報特開平11-233173号公報

近年、環境意識の高まりにより、資源の節約のため、および環境汚染を防止する観点から、プラスチック製品のリサイクルがクローズアップされており、電線の防水保護部についてもリサイクルが要望されている。

しかし、かかる防水保護部は、カバーがポリエチレンやエチレン・酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系樹脂であることが多い一方で、内部に充填されるシール材はブチルゴム、シリコーンゴム等であり、カバーとシール材では材質が異なっていた。そのため、かかる防水保護部をリサイクルする場合、内部にシール材を充填したまま粉砕等によりリサイクルを行うと、再生後の材料の品質が低下し、効率的なリサイクルが困難であった。

したがって、電線の防水保護部をリサイクルするには、カバーとシール材とを分別することが必要であった。しかし、カバーとシール材とを分別するには大きな手間と時間が必要であり、作業性が著しく悪化してしまう。そこで、カバー内部にシール材が付着したままでリサイクルすることができる水密シール材が望まれるところだった。

また、一般に電線等は屋外に設置されており、絶縁カバーおよび水密シール材は架空電線の接続部等に四季を通じて装着され、露出される。そのため、水密シール材には、冬場の低温時に硬くなりすぎない一方、夏場の高温時および電線から発生する熱を受けたときに柔らかくなりすぎず、「液だれ」を生じないことが要求される。

さらに、水密シール材は、電線接続部等の狭い隙間まで入り込み、充分な水密性を確保して、導体の応力腐食断線事故やボイド放電によるシール材の局部劣化を防止する必要がある。したがって、水密シール材には、狭い隙間まで入り込む程度の適度な柔らかさを有することが要求される。

加えて、水密シール材は、上述のように絶縁カバーと組み合わせて、電線の接続部等を絶縁するために使用されることを考慮すると、水密シール材には充分な電気絶縁性が要求される。また、リサイクルの観点からも、水密シール材には優れた電気絶縁性が強く望まれる。なぜなら、電気絶縁性に劣る水密シール材を絶縁カバーと組み合わせて使用し、それを分別することなく一体として回収し、もう一度絶縁カバーおよび水密シール材としてリサイクルする場合、絶縁カバーの電気絶縁性が高かったとしても、電気絶縁性に劣る水密シール材の混入により、リサイクル後の絶縁カバーおよび水密シール材の電気絶縁性が低下してしまい、リサイクルによって品質の劣化が生じることになるからである。

以上のような問題点に鑑み、本発明の目的は、電線の接続部等の防水保護部をリサイクルする際に、カバーと分別することなく、そのままリサイクルすることができる水密シール材であって、低温時の粘性と高温時の粘性との差が小さく、狭い隙間にも入り込む柔らかさを有する、電気絶縁性に優れた水密シール材を提供することにある。

本発明者らは、上記の課題について鋭意検討を重ねた結果、絶縁カバーと同系列の材質である、炭化水素系油およびオレフィン系ポリマーを含んでなるオレフィン系パテであって、粘度が100 Pa・s以上であるオレフィン系パテにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。

発明の実施の形態

本発明のオレフィン系パテは、炭化水素系油およびオレフィン系ポリマーを含んでなるオレフィン系パテであって、粘度が100 Pa・s以上であるオレフィン系パテである。粘度が100 Pa・s未満であると、パテの液だれが生じてしまい、水密シール材として使用できないためである。粘度の上限は、パテとして使用可能な範囲である。すなわち、カバー内部に充填することができ、しかも充分なシールが達成できることが必要である。粘度の測定条件等は実施例で説明する。

本発明における炭化水素系油は、オレフィン系パテの粘度特性を好適なものに保つために用いられる。炭化水素系油とは、炭化水素を主成分とし、常温（25℃）で液体であるものをいう。また、１種類の炭化水素のみを含むものでも、複数の炭化水素を含む混合物でもよく、各成分は天然油であっても合成油であってもよい。本発明の炭化水素系油は、炭化水素成分が90重量％以上であるものをいい、10重量％未満の量であれば、アクリル系油等の炭化水素以外の成分が含まれていてもよい。炭化水素以外の成分が10重量％以上含まれると、防水保護部をリサイクルする際に、カバーの材料であるオレフィン系樹脂と炭化水素系油とが充分に混合しないおそれがあるためである。

炭化水素系油の粘度指数は、得られるパテの温度変化による粘度変化を抑えるため、100〜500の範囲にあることが好ましく、150〜300の範囲にあることがより好ましい。粘度指数が100 未満だと、-10℃において、得られるオレフィン系パテが硬くなるため狭い空隙までパテが入り込まず、一方、90℃においては、得られるオレフィン系パテに液だれが生じて、カバーから流れ出してしまうからである。粘度指数が150 以上であると、得られるオレフィン系パテの-10〜90℃における粘度変化がより少なく、特に好適である。

炭化水素系油の動粘度は、得られるオレフィン系パテの粘度を適当なものにするため、好ましくは1〜4000 mm²/s、より好ましくは5〜3000 mm²/s、さらに好ましくは10〜2000 mm²/sである。動粘度が1 mm²/s未満ではオレフィン系パテの流動性が大きくなり過ぎ、動粘度が4000 mm²/sを超えるとオレフィン系パテが硬くなるため狭い空隙にパテが入り込まなくなるからである。動粘度が5〜3000 mm²/s、さらに10〜2000 mm²/sの場合には、得られるオレフィン系パテがさらに狭い空隙まで入り込み、充分な水密性を確保できる。

一方、本発明のオレフィン系ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、およびこれらのブレンドポリマー等が挙げられるが、これに限定されるものではない。

本発明におけるオレフィン系ポリマーの分子量は、温度変化によるパテの粘度変化を抑えるため、好ましくは2000〜50000、より好ましくは5000〜25000である。分子量が2000未満では得られるオレフィン系パテの流動性が大きくなり過ぎ、分子量が50000を超えると温度変化によるパテの粘度変化が大きくなるためである。分子量が5000〜25000である場合には、得られるパテの温度変化による粘度変化が特に小さく、より好適である。分子量の測定条件等は実施例で説明する。

オレフィン系ポリマーのうち、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、ポリイソプレン等の立体規則性は、アタクチック、アイソタクチック、シンジオタクチックのいずれでもよいが、得られるオレフィン系パテの温度変化による粘度変化を抑えるため、アタクチックであることが好ましい。例えば、アタクチックポリプロピレンなどが好ましい例として挙げられるが、これに限定されるものではない。

同様に、温度変化によるパテの粘度変化を抑えるため、オレフィン系ポリマーは非晶性ポリマーであることが好ましい。例えば、非晶性ポリαオレフィンなどが好ましい例として挙げられるが、これに限定されるものではない。

さらに、電線の防水保護部は屋外に露出されることが多いため、オレフィン系ポリマーは紫外線等の照射による劣化が少ないことが望ましい。したがって、本発明のオレフィン系ポリマーは、基本的にポリマー内に不飽和結合がないポリマーであることが好ましい。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリブテンなどが好ましい例として挙げられるが、これに限定されるものではない。

本発明のオレフィン系ポリマーは、ホモポリマーであっても、共重合体であってもよい。すなわち、本発明のオレフィン系ポリマーは、単量体成分としてオレフィン以外の成分を含んでいてもよく、例えば、酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル等を含んでいてもよい。したがって、本発明のオレフィン系ポリマーとして、ポリエチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンアクリル酸エチル共重合体などを用いることも可能である。

本発明のオレフィン系パテにおける炭化水素系油とオレフィン系ポリマーの重量％は、好ましくは、炭化水素系油が10〜70重量％、オレフィン系ポリマーが30〜90重量％、より好ましくは、炭化水素系油が30〜70重量％、オレフィン系ポリマーが30〜70重量％である。オレフィン系ポリマーが30重量％未満ではパテが柔らかくなりカバーから流れ出すことがある一方、90重量％を超えるとパテが硬くなり狭い空隙に入り込まないからである。

本発明において、炭化水素系油およびオレフィン系ポリマーの混合方法としては、均一に混合できるものならば、公知である任意の混合方法を採用することができる。
本発明において、炭化水素系油とオレフィン系ポリマーを「含んでなる」とは、炭化水素系油およびオレフィン系ポリマー以外の添加剤を本発明の目的に沿う限り任意に添加することができることを意味する。添加剤は、単独で使用することもできるし、複数の添加剤を組み合わせて使用することもできる。複数の添加剤を添加する場合、異なる効果を有する添加剤を使用することもできるし、同種の効果を有する添加剤を使用することもできる。添加剤の添加量は、オレフィン系ポリマーの0.01〜10重量％であることが好ましい。0.01重量％未満では添加効果に乏しいおそれがあり、10重量％を超えるとオレフィン系パテの機械的特性が低下したり、分散混合が困難になるおそれがあるためである。その他、添加剤を、炭化水素系油またはオレフィン系ポリマーにあらかじめ添加しておくことも可能である。

添加剤としては、例えば、酸化防止剤、光吸収剤、難燃剤、着色剤、有機填料、無機填料、補強材（無機繊維など）などが挙げられるが、これに限定されるものではない。本発明においては、オレフィン系パテの耐候性を向上させるため、酸化防止剤および／または光吸収剤を添加することが好ましい。

酸化防止剤としては、一般的に用いられるフェノール系、硫黄系、リン系、アミン系酸化防止剤等を少なくとも１種類使用可能である。具体的には、ヒンダードフェノール系のペンタエリスリトールテトラキス［3-（3,5-ジ-t-ブチル-4ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、テトラキス-［メチレン-3-（3'-5'-ジ-t-ブチル-4'-ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、1,3,5-トリス（4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル）イソシアヌル酸、硫黄系のテトラキス-［3-（ドデシルチオ）プロピオニルオキシメチル］メタン、ジラウリルチオジプロピオナート、リン系の亜リン酸トリフェニル、亜リン酸ジフェニルイソデシル等を使用することができるが、これに限定されるものではない。

光安定剤には、一般に紫外線吸収剤と呼ばれるものが含まれ、一般的に用いられるヒンダードアミン系、サリチル酸系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系光安定剤を少なくとも１種類使用可能である。具体的には、ヒンダードアミン系のビス（2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル）セバケート、ポリ［（6-モルフォリ）-S-トリアジン-2,4-ジイル（2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル）イミノ］-ヘキサメチレン［（2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル）イミノ］、ニッケルビス（オクチルフェニル）スルフィド、サリチル酸系のサリチル酸フェニル、ベンゾフェノン系の2-ヒドロキシ-4-メトキシベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール系の2-（2'-ヒドロキシ-5'-メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、シアノアクリレート系のエチル-2-シアノ-3,3'-ジフェニルアクリレート等を使用することができるが、これに限定されるものではない。

本発明のオレフィン系パテは、優れた電気絶縁性を有する。したがって、高電圧がかかる部分にも用いることができ、例えば、高電圧電線の接続部等において使用することができる。

本発明のオレフィン系パテは、電線の接続部（例えば、分岐接続部、直線接続部）、電気充電部、芯線露出部、引留部等を覆うカバー、電気機器を覆うカバー等の水密シール材として使用することができるが、これに限定されるものではなく、空隙を充填する水密シール材として広く使用することができる。例えば、管路、建物等の構造物、構造材の空隙を充填するために、本発明のオレフィン系パテを使用することができる。

本発明のオレフィン系パテは、単独で用いることもできるし、カバー等と組み合わせて使用することもできる。例えば、電線の接続部等に生じた空隙を埋めるためにパテ単独で用いることや、半割中空状の絶縁カバーの内側に本発明のパテを予め充填しておき使用することが可能である。また、シート状の基材と組み合わせて、水密シートとして使用することもできる。

さらに、絶縁カバーと本発明のオレフィン系パテとを組み合わせて使用する場合、カバー内部の全体にパテを充填することもできるし、カバー内部の一部にパテを充填することもできる。特に、カバー内部の一部にパテを充填する場合には、電線の分岐接続部等においては、本線と分岐線の間隙から雨水が浸入しやすいため、カバー内部の、少なくとも本線および／または分岐線の軸線方向両端にパテを充填することが好ましい。

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
［実施例１〜１３］
（パテの調製）
表１に示される炭化水素系油およびオレフィン系ポリマーを混合し、オレフィン系パテを作製した。
（材料）
本実施例で使用した材料について、以下に説明する。
・ルーカントHC-2000（三井化学）：炭化水素系油。動粘度は2000 mm²/s、粘度指数は約３００である。
・ルーカントHC-100（三井化学）：炭化水素系油。動粘度は100 mm²/s、粘度指数は約１６５である。
・ルーカントHC-10（三井化学）：炭化水素系油。動粘度は10 mm²/s、粘度指数は約１５０である。
・APP（チッソ）：アタクチックポリプロピレン。分子量が6000〜8000である。
・LM-MS（エクソンケミカル）：ポリイソブチレン。分子量は45000である。
・RT2535（宇部興産）：非晶性ポリαオレフィン。分子量は6000である。
（物性の測定）
以下の方法により各物性を測定した。結果を表１に示す。
・流動性
得られたオレフィン系パテの流動性は、垂直に立てたPETシートにパテを塗りつけ、１時間放置した後、その落下距離を測定することにより評価した。
・粘度
得られたオレフィン系パテについて、スパイラル粘度計により、９０℃における粘度を測定した。
・動粘度
キャノンフェンスケ粘度計により、１００℃における動粘度を測定した。
・粘度指数
粘度指数とは、動粘度が温度によって変化するときの変化の度合いであり、粘度指数が大きくなる程、温度による動粘度の変化が小さくなる。
・分子量
オレフィン系ポリマーについて、ＧＰＣ法により重量平均分子量を測定した。
・電気絶縁性
得られたオレフィン系パテについて、絶縁抵抗計により絶縁抵抗を測定した。

[発明の効果]

本発明のオレフィン系パテにより、電線接続部の防水保護部について、カバーとシール材を分別することなく、防水保護部をより簡便にリサイクルすることが可能になる。また、本発明によれば、低温時の粘性と高温時の粘性との差が小さく、しかも狭い空間にも入り込む柔らかさを有するオレフィン系パテを提供することができ、このオレフィン系パテにより、電線とカバーとの空隙を充分に水密シールし、かつ充分に絶縁することが可能になり、導体の応力腐食断線事故やボイド放電による絶縁体の劣化を効果的に予防することができる。

Claims

炭化水素系油およびオレフィン系ポリマーを含んでなるオレフィン系パテであって、粘度が100 Pa・s以上であるオレフィン系パテ。
前記炭化水素系油が100〜500の範囲の粘度指数を有する、請求項１に記載のオレフィン系パテ。
前記炭化水素系油が1〜4000 mm²/sの範囲の動粘度を有する、請求項１または２に記載のオレフィン系パテ。
前記オレフィン系ポリマーが2000〜50000の分子量を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のオレフィン系パテ。
前記オレフィン系ポリマーがアタクチックポリプロピレン、非晶性ポリαオレフィン、ポリイソブチレンからなる群から選ばれる、請求項１〜４のいずれかに記載のオレフィン系パテ。