JP2012028196A - Electric wire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、いわゆるリサイクル材を用いた電線に関する。 The present invention relates to an electric wire using a so-called recycled material.
電線として、(1)導体の外周を絶縁層で被覆した絶縁電線、(2)絶縁電線を絶縁線心としこれをさらにシースで被覆した電力ケーブル、(3)導体の外周に内部半導電層を設け、内部半導電層の外周を絶縁層で被覆し、絶縁層の外周に外部半導電層、遮蔽層、シースを設けた電力ケーブル、等が知られている。 As an electric wire, (1) an insulated wire in which the outer periphery of the conductor is covered with an insulating layer, (2) a power cable in which the insulated wire is covered with an insulation core, and this is further covered with a sheath, (3) an inner semiconductive layer is provided on the outer periphery of the conductor There is known a power cable provided with an outer semiconductive layer covered with an insulating layer and an outer semiconductive layer, a shielding layer, and a sheath provided on the outer periphery of the insulating layer.
また、(1)の絶縁電線や(2)の電力ケーブルの絶縁層に使用された架橋ポリオレフィン(系)樹脂の廃材を熱可塑化可能に再生した再生材(いわゆるリサイクル材)と、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂とを混合した再生材混合樹脂で再び絶縁体を形成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In addition, recycled materials (so-called recycled materials) that are recycled from the waste material of crosslinked polyolefin (based) resin used in the insulation layer of (1) insulated wires and (2) power cables, and recycled materials A technique is known in which an insulator is formed again with a recycled material mixed resin obtained by mixing a non-polyolefin resin (see, for example, Patent Document 1).
しかし、(3)の電力ケーブルの絶縁層の再利用をする場合、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入してしまうのを避けることができない。内部半導電層や外部半導電層は架橋ポリオレフィン(系)樹脂等にカーボン等を配合して半導電性にした材料からなるため、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入した再生材を熱可塑化処理すると、再生材の体積抵抗率ρが低下し、かつ体積抵抗率にバラツキが生じる。このため、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入する可能性のある再生材の再利用の障害になっていた。 However, when the insulating layer of the power cable (3) is reused, it is inevitable that waste materials of the internal semiconductive layer and the external semiconductive layer are mixed. Since the internal semiconductive layer and external semiconductive layer are made of a semiconductive material by blending carbon or the like with a cross-linked polyolefin (based) resin, etc., recycled materials mixed with waste materials from the internal semiconductive layer and external semiconductive layer Is subjected to a thermoplastic treatment, the volume resistivity ρ of the recycled material is lowered, and the volume resistivity varies. For this reason, it has become an obstacle to the reuse of recycled materials in which waste materials of the internal semiconductive layer and the external semiconductive layer may be mixed.
本発明の課題は、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入した可能性のある再生材でも再利用可能な構造の電線を提供することである。 An object of the present invention is to provide an electric wire having a structure that can be reused even with recycled materials that may have been mixed with waste materials of an internal semiconductive layer or an external semiconductive layer.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、導体と、前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、前記再生材層の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂からなる絶縁層と、シースを備えることを特徴とする電線である。
In order to solve the above problems, the invention according to
本願において、再生材とは、架橋ポリオレフィン(系)樹脂の廃材を熱可塑化可能に再生したものである。
本願において、架橋ポリオレフィン(系)樹脂は、ポリオレフィン樹脂またはポリオレフィン系樹脂から選ばれた1種または2種以上の樹脂を架橋したものである。架橋ポリオレフィン(系)樹脂はどのような架橋方法によるものでもよく、例えば、有機過酸化物やシラン化合物の架橋剤を用いて架橋したもの、電子線などによって架橋したもの等を使用することができる。
本願において、ポリオレフィン(系)樹脂とは、ポリオレフィン樹脂と、ポリオレフィン系樹脂とを含む意味で用いている。
ポリオレフィン樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体等が挙げられる。
本願において、再生材混合樹脂とは、再生材と再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂とを混合したものである。再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂としては、架橋されたことのない樹脂であれば種々のものを用いることができるが、製造後一度も成形されたことのない樹脂(いわゆるバージン材)が好適に用いられる。
In the present application, the recycled material is a recycled material of a cross-linked polyolefin (based) resin so that it can be thermoplasticized.
In the present application, the crosslinked polyolefin (based) resin is obtained by crosslinking one or more kinds of resins selected from polyolefin resins or polyolefin resins. The cross-linked polyolefin (based) resin may be obtained by any cross-linking method. For example, a cross-linked polyolefin resin using a cross-linking agent such as an organic peroxide or a silane compound, a cross-linked one using an electron beam, or the like can be used. .
In the present application, the polyolefin (based) resin is used in the meaning including the polyolefin resin and the polyolefin based resin.
Examples of the polyolefin resin include high density polyethylene, linear low density polyethylene, low density polyethylene, and polypropylene.
Examples of the polyolefin resin include ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid ester copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, and the like.
In the present application, the recycled material mixed resin is a mixture of recycled material and polyolefin (based) resin that is not recycled material. As the polyolefin (based) resin that is not a recycled material, various resins can be used as long as they have not been cross-linked, but a resin that has never been molded after production (so-called virgin material) is preferable. Used for.
請求項2に記載の発明は、導体と、前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、前記再生材層の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂からなる半導電樹脂組成物で形成した半導電性被覆層と、前記半導電性被覆層の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂からなる絶縁層と、シースを備えることを特徴とする電線である。 The invention according to claim 2 is provided on the outer periphery of the conductor, the recycled material layer made of the recycled material or the recycled material mixed resin, and on the outer circumferential portion of the recycled material layer, and is not the recycled material. A semiconductive coating layer formed of a semiconductive resin composition made of a polyolefin (based) resin, an insulating layer made of a polyolefin (based) resin that is provided on the outer periphery of the semiconductive coated layer and is not a recycled material, An electric wire comprising a sheath.
なお、上記電線の前記絶縁層の外周部に半導電樹脂組成物からなる外部半導電層を設け、外部半導電層の外周部に遮蔽層を設け、遮蔽層の外周部にシースを設けても良い。 Note that an outer semiconductive layer made of a semiconductive resin composition is provided on the outer peripheral portion of the insulating layer of the electric wire, a shielding layer is provided on the outer peripheral portion of the outer semiconductive layer, and a sheath is provided on the outer peripheral portion of the shielding layer. good.
請求項3に記載の発明は、導体と、前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、前記再生材層の外周部に設けられるシースと、を備え、前記再生材又は再生材混合樹脂の体積抵抗率が2.5×1015[Ω/m]以上であることを特徴とする電線である。 The invention according to claim 3 includes a conductor, a recycled material layer made of recycled material or a recycled material mixed resin, and a sheath provided on the outer circumferential portion of the recycled material layer, provided on the outer circumferential portion of the conductor. A volume resistivity of the recycled material or recycled material mixed resin is 2.5 × 10 15 [Ω / m] or more.
本発明によれば、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入した再生材を再利用可能な構造の電線を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric wire of the structure which can recycle the recycled material in which the waste material of the internal semiconductive layer and the external semiconductive layer was mixed can be provided.
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔第1実施形態〕
図1は本発明の第1の実施形態に係る電線1Aを示す断面図である。図1に示すように、電線1Aは、導体11と、再生材層12と、絶縁層14と、シース17とからなる。
導体11には、例えば銅線、アルミニウム線等を用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an
For the
再生材層12は、導体11を覆うように外側に形成される。再生材層12を形成するには、架橋ポリオレフィン(系)樹脂の廃材を熱可塑化可能に再生した再生材と、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂とを混合した再生材混合樹脂を用いる。
The recycled
架橋ポリオレフィン(系)廃材は、架橋ポリオレフィン(系)樹脂の廃材である。架橋ポリオレフィン(系)廃材としては、例えば、電線被覆廃材などの配線材の被覆廃材や、一般廃棄物として廃棄される給水用、給湯用、屋内暖房用のパイプ、または各種発泡体などが挙げられる。 The cross-linked polyolefin (system) waste material is a waste material of the cross-linked polyolefin (system) resin. Examples of the cross-linked polyolefin (system) waste include, for example, coating waste of wiring materials such as wire covering waste, pipes for water supply, hot water supply, indoor heating, and various foams discarded as general waste. .
ここで、架橋ポリオレフィン(系)廃材を熱可塑化可能に再生し再生材にする方法の一例について説明する。
まず、架橋ポリオレフィン(系)廃材を同方向噛み合い型二軸押出機に投入し、架橋を切断し(熱可塑化処理)、再生材を得る。
Here, an example of a method for regenerating the crosslinked polyolefin (system) waste material so that it can be thermoplasticized into a recycled material will be described.
First, the cross-linked polyolefin (system) waste material is put into the same-direction meshing twin-screw extruder, and the cross-linking is cut (thermoplastic treatment) to obtain a recycled material.
熱可塑化処理を行った再生材のゲル分率は40%以下とすることが好ましく、10%以下とすることがより好ましい。ここで、ゲル分率とは、加温したキシレンに試料を入れ、溶解せずに残った試料の質量の、元の試料の質量に対する割合である。ゲル分率は、JIS C 3005中の「4.25架橋度」により測定することができる。 The gel fraction of the recycled material that has been subjected to the thermoplastic treatment is preferably 40% or less, and more preferably 10% or less. Here, the gel fraction is a ratio of the mass of the sample that remains without being dissolved in the heated xylene to the mass of the original sample. The gel fraction can be measured by “4.25 degree of crosslinking” in JIS C 3005.
同方向噛み合い型二軸押出機で適切な条件のもとで熱可塑化処理を行うことで、再生材のゲル分率を40%以下とすることができる。好ましい処理温度は250℃〜400℃、好ましい剪断速度は200sec−1以上である。ここで、剪断速度とは、同方向噛み合い型二軸押出機のスクリューエレメント最外周部の周速度(mm/s)をスクリューとバレルとのクリアランス(mm)で除した数値である。 By performing the thermoplastic treatment under the appropriate conditions with the same-direction meshing twin screw extruder, the gel fraction of the recycled material can be reduced to 40% or less. A preferable processing temperature is 250 ° C. to 400 ° C., and a preferable shear rate is 200 sec −1 or more. Here, the shear rate is a numerical value obtained by dividing the peripheral speed (mm / s) of the outermost peripheral part of the screw element of the same-direction meshing twin-screw extruder by the clearance (mm) between the screw and the barrel.
次に、得られた再生材を、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂と混合して、再生材混合樹脂とする。再生材の混合割合は、全樹脂量の50質量%以下、好ましくは40質量%以下とする。ただし、0質量%は含まない。 Next, the obtained recycled material is mixed with a polyolefin (based) resin that is not a recycled material to obtain a recycled material mixed resin. The mixing ratio of the recycled material is 50% by mass or less, preferably 40% by mass or less of the total resin amount. However, 0 mass% is not included.
再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂としては、架橋されたことのない樹脂であれば種々のものを用いることができるが、製造後一度も成形されたことのない樹脂(いわゆるバージン材)が好適に用いられる。この再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂には、ポリオレフィン樹脂またはポリオレフィン系樹脂のうち1種、または2種以上の混合物を使用することができる。この中でも、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。具体的には、ポリエチレン樹脂(NUCG9301、ダウ・ケミカル(株)製)を用いることができる。 As the polyolefin (based) resin that is not a recycled material, various resins can be used as long as they have not been cross-linked, but a resin that has never been molded after production (so-called virgin material) is preferable. Used for. As the polyolefin (based) resin that is not a recycled material, one kind or a mixture of two or more kinds of polyolefin resins or polyolefin resins can be used. Among these, it is preferable to use high density polyethylene, linear low density polyethylene, and low density polyethylene. Specifically, a polyethylene resin (NUCG9301, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) can be used.
絶縁層14は、再生材層12を覆うように外側に設けられている。絶縁層14には、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂が用いられる。
The
再生材層12及び絶縁層14には、通常の絶縁層を形成するのに用いる添加剤を用いることができる。具体的には、架橋剤、架橋助剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を必要に応じて適量添加することができる。
For the recycled
シース17は、絶縁層14を覆うように外側に設けられている。シース17には、例えば塩化ビニル等を用いることができる。
The
ここで、電線1Aの製造方法の一例について説明する。
撤去された電力ケーブルから架橋ポリエチレン製の絶縁層を回収して、これを同方向噛み合い型二軸押出機で、処理温度は300℃、剪断速度500sec−1で架橋を切断し、ゲル分率を35%の再生材とした。前記電力ケーブルは、絶縁層の内外に内部半導電層と外部半導電層を有するもので、前記回収した絶縁層には半導電層が混入していた。
この再生材と再生材ではないポリオレフィン樹脂である低密度ポリエチレンとを重量比50:50で混合してペレット状の再生材混合樹脂を製造した。
こうして得た再生材層12の材料である再生材混合樹脂を第1の押出機のホッパーに投入した。また、絶縁層14の材料である再生材ではないポリエチレンからなる樹脂組成物を第2の押出機のホッパーに投入し、両者をクロスヘッドで接続し、再生材混合樹脂を導体11の周囲に押し出すとともに、その周囲に再生材ではないポリエチレンを押し出した。
Here, an example of the manufacturing method of the
The insulation layer made of cross-linked polyethylene is recovered from the removed power cable, and this is cut in the same direction meshing type twin screw extruder at a processing temperature of 300 ° C. and a shear rate of 500 sec −1 to obtain a gel fraction. 35% recycled material was used. The power cable has an internal semiconductive layer and an external semiconductive layer inside and outside the insulating layer, and the semiconductive layer was mixed in the collected insulating layer.
This recycled material and low density polyethylene, which is a polyolefin resin that is not a recycled material, were mixed at a weight ratio of 50:50 to produce a pelletized recycled material mixed resin.
The recycled material mixed resin, which is the material of the
以上により、導体11の外周部に再生材層12及び絶縁層14が形成される。その後、絶縁層14の外周部にシース17を形成することで、電線1Aが完成する。
Thus, the
このように製造された電線1Aの再生材層12は、体積抵抗率ρが低下し、かつ体積抵抗率にバラツキが生じている。このため、図1に模式的に破線で示すように等電位面Lに凹凸の変形が生じる。
The
しかし、本発明に係る電線1Aでは、再生材層12の外側に絶縁層14があるため、低圧では等電位面Lの変形や、再生材層12の体積抵抗率ρのばらつきの問題が顕在化することがない。すなわち、再生材層12の外側に絶縁層14があるため、電線1A全体では耐圧性、絶縁抵抗といった電気的性能を充分に確保することができる。したがって、この実施形態の構造の電線であれば半導電性材料が混入した可能性のある再生材を用いることもできる。
However, in the
なお、上記実施形態の電線の再生材層12は、再生材のみで形成しても良い。
また、再生材層12、絶縁層14を形成する樹脂は、架橋させても良い。架橋方法としては、通常の架橋方法を適宜選択すればよい。例えば、有機過酸化物を添加し、押し出した後に加熱処理する「過酸化物架橋方法」、シラン化合物と架橋助剤を添加し、押し出した後に水分により架橋させる「シラン架橋方法」、電子線照射による「電子線架橋方法」などが挙げられる。
In addition, you may form the
The resin forming the
〔第2実施形態〕
図2は本発明の第2の実施形態に係る電線1Bを示す断面図である。なお、第1実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
電線1Bは、導体11、再生材層12、絶縁層14、シース17の他に、絶縁層14とシース17との間に、外部半導電層15、遮蔽層16をさらに備える。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a sectional view showing an
The
外部半導電層15は、絶縁層14を覆うように外側に設けられており、半導電樹脂組成物からなる。半導電樹脂組成物は、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン(系)樹脂からなるベース樹脂に、導電性を付与するカーボンブラックや、その他の配合物を適宜混合してなる。ベース樹脂には、ニトリルブタジエンゴムなどを混合しても良い。
The
カーボンブラックとしては、公知のカーボンブラックであればよく、特に制限はない。例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等を例示することができ、これらを1種あるいは2種以上混合して使用してもよい。 The carbon black may be any known carbon black and is not particularly limited. For example, furnace black, acetylene black, ketjen black and the like can be exemplified, and these may be used alone or in combination.
その他の配合物として、半導電樹脂組成物には、架橋剤や、老化防止剤などその他の添加物を配合することができる。老化防止剤としては、一般に使用される老化防止剤を適宜選択して配合することができ、フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系の老化防止剤を配合することが好ましい。また、4,4−チオビス(3−メチルー6−tert−ブチルフェノール)は、押出時の樹脂組成物の架橋反応抑制効果がある点で老化防止剤として配合することが好ましい。 As other blends, the semiconductive resin composition can be blended with other additives such as a crosslinking agent and an anti-aging agent. As the anti-aging agent, a commonly used anti-aging agent can be appropriately selected and blended, and it is preferable to blend a phenol-based, phosphite-based, or thioether-based anti-aging agent. Moreover, it is preferable to mix | blend 4,4-thiobis (3-methyl-6-tert- butylphenol) as an anti-aging agent at the point which has the crosslinking reaction inhibitory effect of the resin composition at the time of extrusion.
遮蔽層16は、外部半導電層15を覆うように外側に設けられている。遮蔽層16は、例えば銅テープを外部半導電層15の外周部の巻き付けることで形成することができる。
The
本実施形態においても、再生材層12の体積抵抗率ρが小さくても、再生材層12の外側に絶縁層14があるため、低圧用であれば電線1B全体では耐圧性、絶縁抵抗といった電気的性能を充分に確保することができる。
Even in the present embodiment, even if the volume resistivity ρ of the
〔第3実施形態〕
図3は本発明の第3の実施形態に係る電線1Cを示す断面図である。なお、第2実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a sectional view showing an
電線1Cは、導体11、再生材層12、絶縁層14、外部半導電層15、遮蔽層16、シース17の他に、再生材層12と絶縁層14との間に半導電性被覆層13をさらに備える。
この実施形態では、再生材層12を再生材のみで形成してある。
半導電性被覆層13は半導電樹脂組成物により形成した層で、再生材層12を覆うように設けられている。半導電樹脂組成物は、前述の外部半導電層15と同様の材料からなる。
半導電性被覆層13を形成するには、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂からなる半導電樹脂組成物を用いる。特に成形されたことのない樹脂を用いることが望ましい。
In addition to the
In this embodiment, the
The
In order to form the
本実施形態においても、再生材層12の体積抵抗率ρが小さくても、再生材層12の外側に絶縁層14があるため、電線1A全体では耐圧性、絶縁抵抗といった電気的性能を充分に確保することができる。
Even in the present embodiment, even if the volume resistivity ρ of the
さらに、本実施形態においては、再生材層12の外側に半導電性被覆層13を設けたので、再生材の体積抵抗率ρのバラツキによる再生材層12中の等電位面の凹凸が半導電性被覆層13で緩和されると共に、再生材層12の表面の荒れが半導電性被覆層13によって覆われる。この結果、等電位面が半導電性被覆層13と絶縁層14との界面に一致し、等電位面を平滑にすることができる。したがって、多くの導電性材料が混入した可能性のある再生材を用いることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the
なお、この実施形態の電線では再生材層12を再生材のみで形成したが、再生材層12を再生材混合樹脂で形成しても良い。
In the electric wire of this embodiment, the
〔第4実施形態〕
図4は本発明の第4の実施形態に係る電線1Dを示す断面図である。なお、第1実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
電線1Dは、導体11、再生材層12、シース17を備えるが、絶縁層14がない。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a sectional view showing an
The
本実施形態においては、再生材層12の材料である再生材混合樹脂の体積抵抗率が2.5×1015[Ω/m]以上となるように調節する。体積抵抗率は、再生材と、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂との混合比率により調整することができる。体積抵抗率を2.5×1015[Ω/m]以上とすることで、電線1Dは全体として一般的な低圧架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの絶縁抵抗規格値(JIS C3606等)を満足することができる。
In the present embodiment, the volume resistivity of the recycled material mixed resin that is the material of the
1A、1B、1C、1D 電線
11 導体
12 再生材層
13 半導電性被覆層
14 絶縁層
15 外部半導電層
16 遮蔽層
17 シース
L 等電位面
1A, 1B, 1C,
Claims (3)
前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、
前記再生材層の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂からなる絶縁層と、
シースを備えることを特徴とする電線。 Conductors,
A recycled material layer provided on the outer periphery of the conductor, made of recycled material or recycled material mixed resin;
An insulating layer made of a polyolefin (based) resin that is not a recycled material, provided on the outer periphery of the recycled material layer;
An electric wire comprising a sheath.
前記再生材層の外周を再生材ではないポリオレフィン(系)樹脂からなる半導電樹脂組成物製の半導電性被覆層で覆ったことを特徴とする電線。 The electric wire according to claim 1,
An electric wire characterized in that the outer periphery of the recycled material layer is covered with a semiconductive coating layer made of a semiconductive resin composition made of a polyolefin (based) resin that is not a recycled material.
前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、
前記再生材層の外周部に設けられるシースと、を備え、
前記再生材又は再生材混合樹脂の体積抵抗率が2.5×1015[Ω/m]以上であることを特徴とする電線。 Conductors,
A recycled material layer provided on the outer periphery of the conductor, made of recycled material or recycled material mixed resin;
A sheath provided on the outer periphery of the recycled material layer,
The electric wire, wherein the recycled material or the recycled material mixed resin has a volume resistivity of 2.5 × 10 15 [Ω / m] or more.
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