JP2013125632A - Method for manufacturing electric wire coated with silane crosslinked polyethylene, and method for manufacturing cable coated with silane crosslinked polyethylene - Google Patents

Method for manufacturing electric wire coated with silane crosslinked polyethylene, and method for manufacturing cable coated with silane crosslinked polyethylene Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric wire/cable manufacturing method capable of reducing a time of a crosslinking operation, and restraining manufacturing costs from increasing due to capital investment as much as possible, the electric wire/cable having a high degree of crosslinking and a smooth appearance after extrusion molding.SOLUTION: A conductor 10 is crosslinked with polyethylene graft-copolymerized with a silane compound by a free radical generation agent on the conductor to obtain silane crosslinked polyethylene. The polyethylene graft-copolymerized with the silane compound by the free radical generation agent has a melt index of 5 g/10 minutes or less under test conditions of 190°C and 21.18 N. The silane compound in an amount of 1.5 weight portion or more is contained in 100 weight portion of polyethylene. The silane crosslinked polyethylene in which a ratio of an addition amount of the silane compound to an addition amount of the free radical generation agent is 35 or more is extrusion-coated to form an insulation coating layer, and the extrusion-coated insulation coating layer is crosslinked on the conductor through a heating pipe 12 supplied with overheated steam.

Description

本発明は、シラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線の製造方法およびシラン架橋ポリエチレンを被覆してなるケーブルの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an electric wire coated with silane-crosslinked polyethylene and a method for producing a cable coated with silane-crosslinked polyethylene.

ポリエチレンは電気絶縁性に優れることから電線の被覆材料、ケーブルの被覆材料として用いられている。特に、ポリエチレンに架橋構造を導入した架橋ポリエチレンは被覆材料に耐熱性を付加させることができるので、電力ケーブル等の被覆材料用途として広く用いられている。ポリエチレンの架橋方法には、有機過酸化物架橋、電子線照射架橋、及びシラン架橋による方法がある。ここで、シラン架橋においては、ポリエチレンを成形した後、水分が存在する大気中、又は高湿環境下にシラン化合物が共重合したポリエチレンを放置するだけで架橋が進行する。したがって、初期設備投資を比較的少なくできるメリットがあり、600V程度の低圧電力ケーブルの製造方法として活用されている。   Polyethylene is used as a coating material for electric wires and a coating material for cables because of its excellent electrical insulation. In particular, cross-linked polyethylene obtained by introducing a cross-linked structure into polyethylene can add heat resistance to the coating material, and is therefore widely used as a coating material for power cables and the like. Examples of methods for crosslinking polyethylene include organic peroxide crosslinking, electron beam irradiation crosslinking, and silane crosslinking. Here, in the silane crosslinking, after the polyethylene is molded, the crosslinking proceeds by simply leaving the polyethylene copolymerized with the silane compound in the atmosphere containing moisture or in a high humidity environment. Therefore, there is a merit that the initial capital investment can be relatively reduced, and it is utilized as a method for manufacturing a low voltage power cable of about 600V.

従来、導体の周りにフッ素系の滑剤を含まないシラン架橋ポリオレフィンで構成される絶縁層を有するシラン架橋ポリオレフィンを用いた電線・ケーブルであって、絶縁層の表面に融点が130℃以上のポリエチレンからなるスキン層を有すると共に、当該絶縁層及びスキン層を充実押出成形により形成したシラン架橋ポリオレフィンを用いた電線・ケーブルが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Conventionally, an electric wire / cable using a silane-crosslinked polyolefin having an insulating layer composed of a silane-crosslinked polyolefin containing no fluorine-based lubricant around the conductor, and the surface of the insulating layer is made of polyethylene having a melting point of 130 ° C. or higher. There is known an electric wire / cable using a silane-crosslinked polyolefin having a skin layer and an insulating layer and a skin layer formed by solid extrusion molding (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に記載のシラン架橋ポリオレフィンを用いた電線・ケーブルによれば、導体の周りに設けられたシラン架橋ポリオレフィンの絶縁層が十分な架橋度を有し、かつ、加熱変形特性、及び押出外観が良好な電線・ケーブルを提供できる。   According to the electric wire / cable using the silane cross-linked polyolefin described in Patent Document 1, the insulating layer of the silane cross-linked polyolefin provided around the conductor has a sufficient degree of cross-linking, and has heat deformation characteristics and extrusion appearance. Can provide good electric wires and cables.

特開2008−181754号公報JP 2008-181754 A

シラン架橋ポリエチレンを用いた電線・ケーブルは、一般的には次のように製造される。すなわち、まず、ポリエチレンにシラン化合物をグラフト共重合させるべく、ポリエチレン、シラン化合物、及び遊離ラジカル発生剤を混合し、練り合わせて反応させる。次に、ここにシラノール縮合触媒を添加した後、銅からなる導体、又はケーブルコアに押出被覆する。押出被覆する工程は、シラン化合物をグラフト共重合させたポリエチレンを一旦作製し、別工程においてシラノール縮合触媒と当該ポリエチレンとを混合、練り合わせて押出被覆する方法、一つの押出機で全混練工程を実施し、押出被覆する方法等がある。このようにして得られた電線・ケーブルは大気中若しくは高湿環境下に放置することで、被覆材料の架橋が進行する。   Electric wires and cables using silane-crosslinked polyethylene are generally produced as follows. That is, first, in order to graft copolymerize a silane compound with polyethylene, polyethylene, a silane compound, and a free radical generator are mixed, kneaded and reacted. Next, after adding a silanol condensation catalyst here, the conductor which consists of copper, or a cable core is extrusion-coated. In the extrusion coating process, a polyethylene obtained by graft copolymerization of a silane compound is prepared once, and in a separate process, the silanol condensation catalyst and the polyethylene are mixed and kneaded and extrusion coated. The entire kneading process is carried out with one extruder. In addition, there are methods such as extrusion coating. The wire / cable obtained in this way is allowed to stand in the atmosphere or in a high humidity environment, so that the coating material is cross-linked.

そして、近年の市場のグローバル化に伴い、国内規格を国際規格に整合させる動きが活発化している。低圧電力ケーブルの分野においてもIEC規格に整合したJIS規格が制定され、特に、絶縁体として用いる架橋ポリエチレンにおいては空気温度200℃におけるホットセット試験に合格することが要求されている。ホットセット試験は、高温時の絶縁材料の変形のしやすさを測定するものであり、従来の規格では使用が可能であった架橋度が低いポリエチレンは、大きく変形するため不合格となる。このため、より高い架橋度をもつシラン架橋ポリエチレンの開発が求められている。   And with the globalization of the market in recent years, there is an active movement to align domestic standards with international standards. In the field of low-voltage power cables, a JIS standard that conforms to the IEC standard is established, and in particular, a crosslinked polyethylene used as an insulator is required to pass a hot set test at an air temperature of 200 ° C. The hot set test measures the ease of deformation of an insulating material at a high temperature, and polyethylene having a low degree of cross-linking, which could be used in the conventional standards, is greatly rejected and rejected. For this reason, development of the silane crosslinked polyethylene with a higher degree of crosslinking is calculated | required.

しかしながら、シラン架橋ポリエチレンの架橋度を上げることを目的として、シラン化合物の添加量と遊離ラジカル発生剤の添加量とを増加させると、押出成形時の外観に表面荒れ、及びツブ状の突起物等が生じる場合がある。したがって、電線・ケーブルの被覆材料に用いるシラン架橋ポリエチレンの架橋度を向上させることが困難な場合がある。   However, increasing the addition amount of the silane compound and the addition amount of the free radical generator for the purpose of increasing the degree of crosslinking of the silane-crosslinked polyethylene will result in rough surface and extrusion-like projections during extrusion molding. May occur. Therefore, it may be difficult to improve the degree of crosslinking of the silane-crosslinked polyethylene used for the wire / cable coating material.

また、従来技術のように押出被覆して得られた電線・ケーブルを大気中に放置して架橋させる方法では、従来よりも高い架橋度を得るために1週間程度かかってしまい、所望の架橋度を得るまでに長時間を要する。また、大気中に放置して架橋させる方法では、気温、湿度などの季節要因によって必要な日数が変動し、品質の管理が難しくなるという課題がある。   In addition, the method of leaving the wires and cables obtained by extrusion coating in the atmosphere and crosslinking as in the prior art takes about one week in order to obtain a higher degree of crosslinking than the conventional method. It takes a long time to get In addition, the method of leaving and crosslinking in the air has a problem that the required number of days fluctuates due to seasonal factors such as temperature and humidity, making it difficult to manage quality.

この課題を解決するために、ドラムに巻き回した電線・ケーブルを高温、高湿に調整された架橋用設備内に配置して架橋させる方法があり、この方法であれば、高温、高湿の環境下に1日程度放置して所望の架橋度が得られるとともに、品質管理の作業性を良好にすることができる。   In order to solve this problem, there is a method in which an electric wire / cable wound around a drum is placed in a crosslinking facility adjusted to a high temperature and a high humidity to be crosslinked. A desired degree of crosslinking can be obtained by leaving it in the environment for about 1 day, and the workability of quality control can be improved.

しかしながら、かかる方法では、電線・ケーブルの量産化を考慮すると、極めて大容量の架橋用設備を特別に用意する必要があり、設備投資の増加につながり、ひいては電線・ケーブルの製造コストを上昇させてしまう。   However, with this method, considering the mass production of electric wires and cables, it is necessary to specially prepare extremely large capacity bridging equipment, which leads to an increase in capital investment and, in turn, increases the production cost of electric wires and cables. End up.

そこで、所望の高い架橋度を備えたシラン架橋ポリエチレンを用いた電線・ケーブルを得るにあたっては、架橋作業の時間短縮および設備投資による製造コストの上昇を極力抑えることが可能な電線・ケーブルの製造方法の開発が求められている。   Therefore, in obtaining wires / cables using silane-crosslinked polyethylene having a desired high degree of crosslinking, a method for producing wires / cables that can minimize the time required for crosslinking work and suppress the increase in production costs due to capital investment. Development is required.

したがって、本発明の目的は、架橋度が高く、かつ、押出成形後の外観が平滑であり、架橋作業の時間短縮および設備投資による製造コストの上昇を極力抑えることが可能な電線・ケーブルの製造方法を提供することにある。   Accordingly, the object of the present invention is to produce electric wires and cables that have a high degree of cross-linking, have a smooth appearance after extrusion, and can minimize the time required for cross-linking operations and increase in manufacturing costs due to capital investment. It is to provide a method.

(1)本発明は、上記目的を達成するため、導体と、前記導体の上に、シラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンを架橋させたシラン架橋ポリエチレンであって、前記シラン化合物を前記遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンが190℃、21.18Nの試験条件下におけるメルトインデックスが、5g/10分以下であり、シラン化合物が、ポリエチレン100重量部に対し1.5重量部以上含まれ、前記シラン化合物の添加量の割合が遊離ラジカル発生剤の添加量に対して35以上であるシラン架橋ポリエチレンを押出被覆して絶縁被覆層を形成し、前記導体の上に押出被覆した絶縁被覆層を、過熱水蒸気を供給した加熱管に通して架橋させたことを特徴とするシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる絶縁電線の製造方法が提供される。   (1) In order to achieve the above object, the present invention is a silane-crosslinked polyethylene obtained by crosslinking a conductor and polyethylene obtained by graft copolymerization of a silane compound with a free radical generator on the conductor, the silane Polyethylene obtained by graft copolymerization of the compound with the free radical generator has a melt index of 5 g / 10 min or less at 190 ° C. and 21.18 N, and the silane compound is 1. An insulating coating layer is formed by extrusion coating silane-crosslinked polyethylene which is contained in an amount of 5 parts by weight or more and the ratio of the addition amount of the silane compound is 35 or more with respect to the addition amount of the free radical generator. A silane cross-linked poly-Si film characterized by cross-linking an insulating coating layer formed by extrusion coating through a heating tube supplied with superheated steam. Method for producing a coated comprising insulated wire of styrene are provided.

(2)また、本発明は、上記目的を達成するため、導体の上に絶縁被覆層を形成した電線の外側に、シラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンを架橋させたシラン架橋ポリエチレンであって、前記シラン化合物を前記遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンが190℃、21.18Nの試験条件下におけるメルトインデックスが、5g/10分以下であり、シラン化合物が、ポリエチレン100重量部に対し1.5重量部以上含まれ、前記シラン化合物の添加量の割合が遊離ラジカル発生剤の添加量に対して35以上であるシラン架橋ポリエチレンを押出被覆してシース層を形成し、前記絶縁被覆層の上に押出被覆したシース層を、過熱水蒸気を供給した加熱管に通して架橋させたことを特徴とするシラン架橋ポリエチレンを被覆してなるケーブルの製造方法が提供される。   (2) In order to achieve the above object, the present invention provides a silane obtained by crosslinking polyethylene obtained by graft copolymerization of a silane compound with a free radical generator on the outside of an electric wire having an insulating coating layer formed on a conductor. Crosslinked polyethylene, which is a polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound with the free radical generator, has a melt index of 5 g / 10 min or less under 190 ° C. and 21.18 N test conditions, A sheath layer is formed by extrusion-coating silane-crosslinked polyethylene which is contained in an amount of 1.5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of polyethylene and the ratio of the addition amount of the silane compound is 35 or more with respect to the addition amount of the free radical generator. The sheath layer extrusion-coated on the insulating coating layer was cross-linked by passing it through a heating tube supplied with superheated steam. Method for producing a cable is provided which is formed by coating the silane cross-linked polyethylene, characterized in.

本発明に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線、及びケーブルの製造方法によれば、架橋度が高く、かつ、押出成形後の外観が平滑であり、架橋作業の時間短縮および設備投資による製造コストの上昇を極力抑えることが可能な電線又はケーブルの製造方法を提供することが可能である。   According to the method for producing an electric wire and cable coated with the silane-crosslinked polyethylene according to the present invention, the degree of crosslinking is high, the appearance after extrusion is smooth, the production time is shortened and the equipment is invested. It is possible to provide a method of manufacturing an electric wire or cable that can suppress an increase in cost as much as possible.

本発明の実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線又はケーブルの製造方法を説明するための製造装置の側面図である。It is a side view of the manufacturing apparatus for demonstrating the manufacturing method of the electric wire or cable which coat | covers the silane crosslinked polyethylene which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線又はケーブルの製造方法における押出機を説明するための図面である。It is drawing for demonstrating the extruder in the manufacturing method of the electric wire or cable which coat | covers the silane crosslinked polyethylene which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンからなる絶縁体を備える電線の断面図である。It is sectional drawing of an electric wire provided with the insulator which consists of silane crosslinked polyethylene concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンからなるシース層を備えるケーブルの断面図である。It is sectional drawing of a cable provided with the sheath layer which consists of silane crosslinked polyethylene concerning embodiment of this invention.

[実施の形態]
本発明の実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線又はケーブルの製造方法に使用するシラン架橋ポリエチレンは、シラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンをシラノール縮合触媒、及び水分の存在下で架橋させたシラン架橋ポリエチレンである。具体的に、シラン架橋ポリエチレンは、シラン化合物が、ポリエチレン100重量部に対し1.5重量部以上含まれ、シラン化合物の添加量の遊離ラジカル発生剤の添加量に対する割合が35以上であり、シラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンの190℃、21.18Nの試験条件下におけるメルトインデックスが、5g/10分以下である。
[Embodiment]
The silane-crosslinked polyethylene used in the method for producing an electric wire or cable coated with the silane-crosslinked polyethylene according to the embodiment of the present invention is a silanol condensation catalyst obtained by graft-copolymerizing a silane compound with a free radical generator, and Silane-crosslinked polyethylene crosslinked in the presence of moisture. Specifically, in the silane-crosslinked polyethylene, the silane compound is contained in an amount of 1.5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of polyethylene, the ratio of the addition amount of the silane compound to the addition amount of the free radical generator is 35 or more, The melt index of polyethylene obtained by graft copolymerization of the compound with a free radical generator at 190 ° C. and 21.18 N is 5 g / 10 min or less.

ポリエチレンに添加するシラン化合物及び遊離ラジカル発生剤の量は、本発明者が鋭意検討した以下の結果に基づく。   The amounts of the silane compound and the free radical generator added to the polyethylene are based on the following results that have been intensively studied by the present inventors.

すなわち、まず、ポリエチレンにシラン化合物をグラフト共重合させる反応では、熱により遊離ラジカル発生剤が分解し、遊離ラジカルが発生する。そして、発生した遊離ラジカルがポリエチレンから水素を引き抜くことにより、ポリマーラジカルが生成する。生成したポリマーラジカルにシラン化合物が付加すると、シラン化合物がグラフト共重合したポリエチレンが得られる。   That is, first, in a reaction in which a silane compound is graft copolymerized with polyethylene, a free radical generator is decomposed by heat to generate free radicals. The generated free radicals extract hydrogen from the polyethylene, thereby generating polymer radicals. When a silane compound is added to the generated polymer radical, polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound is obtained.

しかし、実際には上記反応以外にポリマーラジカル同士の結合も同時に発生する。この反応が進行しすぎると、ポリエチレンの分子量が高くなり、更に、三次元的な橋架け構造を形成して架橋する。結果として、押出時の流動性が低下することにより表面の荒れやツブ状の突起等に起因する外観不良の問題が生じる。押出被覆時にシラノール縮合触媒を添加すると、ポリマー内の水分の影響によりシラン化合物をグラフト共重合させたポリエチレン同士の反応も発生するので、これらの問題はより顕著に表れる。   However, actually, in addition to the above reaction, bonds between polymer radicals occur simultaneously. When this reaction proceeds too much, the molecular weight of polyethylene increases, and further, a three-dimensional bridge structure is formed and crosslinked. As a result, the fluidity at the time of extrusion is reduced, resulting in a problem of poor appearance due to surface roughness, protrusions and the like. When a silanol condensation catalyst is added at the time of extrusion coating, reaction between polyethylenes obtained by graft copolymerization of a silane compound due to the influence of moisture in the polymer also occurs, so these problems appear more remarkably.

これに対し、本発明者は、ポリエチレン100重量部に対し、1.5重量部以上のシラン化合物を添加し、かつ、シラン化合物の添加量の遊離ラジカル発生剤の添加量に対する割合(すなわち、重量比)を35以上にし、シラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンの190℃、21.18Nの試験条件下におけるメルトインデックスを5g/10分以下にすることで、押出成形時の表面荒れやツブ状の突起の発生を防止できる知見を得た。更に、本発明者は、適切な条件で架橋を促進させた後は、架橋度の高いシラン架橋ポリエチレンが得られるという知見を得、本実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線又はケーブルの製造方法に至った。   On the other hand, the present inventor added 1.5 parts by weight or more of silane compound to 100 parts by weight of polyethylene, and the ratio of the addition amount of the silane compound to the addition amount of the free radical generator (ie, weight). Ratio) is 35 or more, and the melt index under the test conditions of 190 ° C. and 21.18 N of polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound with a free radical generator is 5 g / 10 min or less. The inventor has obtained knowledge that can prevent the occurrence of surface roughness and protrusions. Furthermore, the present inventor obtained knowledge that a silane-crosslinked polyethylene having a high degree of crosslinking can be obtained after promoting crosslinking under appropriate conditions, and the electric wire formed by coating the silane-crosslinked polyethylene according to the present embodiment or It came to the manufacturing method of a cable.

これは、遊離ラジカル発生剤によって生成したポリマーラジカルが、過剰に添加されたシラン化合物と優先的に反応することによって、ポリエチレンの高分子量化、及び架橋を抑制できるので、押出性の低下を抑制できると共に、シラン化合物のグラフト量が増加することにより、高い架橋度を実現することができることに起因すると考えられる。   This is because the polymer radical generated by the free radical generator reacts preferentially with the excessively added silane compound, so that the high molecular weight and cross-linking of polyethylene can be suppressed, so that the deterioration of extrudability can be suppressed. At the same time, it is considered that a high degree of crosslinking can be realized by increasing the graft amount of the silane compound.

次にシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線又はケーブルの製造方法の製造プロセスを検討した。樹脂やゴム材料において、有機過酸化物や硫黄などによる架橋反応を速めるため、温度を高めることは一般的な手法である。しかしながら、シラン架橋においては、水分のほとんどない環境下で熱気、熱風等により100℃以上に温度を高めても、十分な架橋速度を得られない。これは反応に必要な水分が不足しているためと考えられる。また、温度が高すぎるとポリエチレンが酸化してしまうという問題もある。   Next, the manufacturing process of the manufacturing method of the electric wire or cable which coat | covers silane crosslinked polyethylene was examined. In a resin or rubber material, it is a common technique to increase the temperature in order to accelerate the crosslinking reaction with an organic peroxide or sulfur. However, in silane crosslinking, a sufficient crosslinking rate cannot be obtained even if the temperature is raised to 100 ° C. or higher with hot air, hot air, or the like in an environment with little moisture. This is thought to be due to the lack of water necessary for the reaction. There is also a problem that polyethylene is oxidized when the temperature is too high.

そこで、発明者らは高温の水蒸気の存在下で架橋促進を検討することとした。一般的に100℃以上の高温の水蒸気とは、高圧飽和水蒸気のことを指す。高圧飽和水蒸気では、温度と圧力が一義的に決まり、例えば200℃にするためには約1.6MPaの圧力が必要となる。このため、電線・ケーブルの架橋促進に適用する場合、装置は大掛かりなものとなり、また押出被覆されたポリエチレンが圧力により変形してしまうという問題がある。   Therefore, the inventors decided to study the promotion of crosslinking in the presence of high-temperature steam. In general, high-temperature steam at 100 ° C. or higher refers to high-pressure saturated steam. In high-pressure saturated water vapor, the temperature and pressure are uniquely determined. For example, a pressure of about 1.6 MPa is required to achieve 200 ° C. For this reason, when applied to the promotion of cross-linking of electric wires / cables, the apparatus becomes large, and there is a problem that the extrusion-coated polyethylene is deformed by pressure.

そこで、発明者らは蒸発した水蒸気をさらに加熱し、常圧のまま100℃以上の高温状態にした過熱水蒸気に着目し、検討をおこなった。その結果、高温の過熱水蒸気中で短時間加熱することによりシラン架橋スピードが飛躍的に向上することを見出し、本発明を得るに至った。これは反応に必要な温度(エネルギー)および水分が同時に供給されたことによると考えられる。さらには、過熱水蒸気を発生させるための装置も簡易的であり、常圧のためポリエチレンの変形も抑えられ、ほとんど酸素を含まないためポリエチレンの酸化劣化が起きないことから本発明に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線・ケーブルの製造方法に適したプロセスであるとの確証を得た。   Then, the inventors further studied the evaporated steam by paying attention to the superheated steam that was heated to a high temperature of 100 ° C. or higher while maintaining the normal pressure. As a result, it was found that the silane crosslinking speed was dramatically improved by heating in high-temperature superheated steam for a short time, and the present invention was obtained. This is considered to be due to the simultaneous supply of temperature (energy) and moisture necessary for the reaction. Furthermore, since the apparatus for generating superheated steam is simple, the deformation of the polyethylene is suppressed due to normal pressure, and since there is hardly any oxygen, the oxidative deterioration of the polyethylene does not occur. It was confirmed that the process is suitable for the method of manufacturing electric wires and cables coated with.

本実施の形態において用いるシラン化合物は、ポリマーと反応可能な基とシラノール縮合により架橋を形成するアルコキシ基との双方を有する。具体的に、シラン化合物は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等のビニルシラン化合物、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、β−(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン化合物、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシラン化合物、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のアクリルシラン化合物、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)ジスルフィド、ビス(3−(トリエトキシシリル)プロピル)テトラスルフィド等のポリスルフィドシラン化合物、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン等のメルカプトシラン化合物等を用いることができる。   The silane compound used in this embodiment has both a group capable of reacting with a polymer and an alkoxy group that forms a crosslink by silanol condensation. Specifically, the silane compound may be vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane or the like, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β. Aminosilane compounds such as-(aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, β- (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, β- (3,4- Epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, epoxysilane compounds such as γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, acrylic silane compounds such as γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, bis ( -(Triethoxysilyl) propyl) disulfide, polysulfide silane compounds such as bis (3- (triethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, mercaptosilane compounds such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, etc. Can be used.

また、遊離ラジカル発生剤としては、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、メチルエチルケトンパーオキサイド、2,2−ビス(t−ブチルパーオキシ)ブタン、クメンハイドロパーオキサイド等の熱によって分解し、遊離ラジカルを発生させる有機過酸化物を主として用いることができる。   Examples of the free radical generator include dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,3,5-trimethylcyclohexane, t-butylperoxyisopropyl carbonate, t- Thermal decomposition of butyl peroxybenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-bis (benzoylperoxy) hexane, methyl ethyl ketone peroxide, 2,2-bis (t-butylperoxy) butane, cumene hydroperoxide, etc. However, organic peroxides that generate free radicals can be mainly used.

本実施の形態においては、1.5重量部以上のシラン化合物が、100重量部のポリエチレンに添加される。すなわち、ポリエチレンにグラフト共重合されるシラン化合物の量を多くすることにより得られるシラン架橋ポリエチレンの架橋度を高くすることを目的として、シラン化合物は1.5重量部以上添加する。シラン化合物が1.5重量部未満では架橋度が低く、ホットセット試験に合格することができない。また、シラン化合物同士の反応が多くなることにより異物が生成し、成形物の外観や特性を低下させることを抑制すべく、シラン化合物は5重量部以下添加することが好ましい。   In the present embodiment, 1.5 parts by weight or more of the silane compound is added to 100 parts by weight of polyethylene. That is, the silane compound is added in an amount of 1.5 parts by weight or more for the purpose of increasing the degree of crosslinking of the silane-crosslinked polyethylene obtained by increasing the amount of the silane compound graft-copolymerized to polyethylene. If the silane compound is less than 1.5 parts by weight, the degree of crosslinking is low and the hot set test cannot be passed. Moreover, it is preferable to add 5 parts by weight or less of the silane compound in order to suppress the generation of foreign matters due to an increase in the reaction between the silane compounds and the deterioration of the appearance and characteristics of the molded product.

また、シラン化合物の添加量の遊離ラジカル発生剤の添加量に対する重量比を35以上にする。ここで、重量比は、シラン化合物の添加量を(a)、遊離ラジカル発生剤の添加量を(b)とした場合に、(a)/(b)により算出することができる。ポリエチレンの高分子量化が進むことにより外観の荒れ及びツブ状の突起物の生成を抑制すべく、(a)/(b)は35以上にする。(a)/(b)が35未満では、良好な押出外観が得られない。また、シラン化合物同士の反応が多くなることにより異物が生成し、成形物の外観や特性を低下させることを抑制すべく、(a)/(b)は150以下にすることが好ましい。   Further, the weight ratio of the addition amount of the silane compound to the addition amount of the free radical generator is set to 35 or more. Here, the weight ratio can be calculated by (a) / (b) where the addition amount of the silane compound is (a) and the addition amount of the free radical generator is (b). (A) / (b) is set to 35 or more in order to suppress the rough appearance and the formation of protrusions due to the increase in the molecular weight of polyethylene. When (a) / (b) is less than 35, a good extruded appearance cannot be obtained. Moreover, it is preferable to set (a) / (b) to 150 or less in order to suppress the generation of foreign matters due to an increase in the reaction between silane compounds and the deterioration of the appearance and characteristics of the molded product.

また、本実施の形態において用いるポリエチレンとしては、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、若しくは超低密度ポリエチレン、又はこれらのうち2種以上を混合した混合物を挙げることができる。   Examples of the polyethylene used in the present embodiment include high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, or ultra-low-density polyethylene, or a mixture of two or more of these.

更に、本実施の形態に係るシラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンの190℃、21.18Nの試験条件下におけるメルトインデックスは、5g/10分以下である。メルトインデックスが5g/10分を超えると、ポリエチレンの分子量が低くなり、架橋度が上がりにくくなる傾向があり、ホットセット試験に合格することができない。   Furthermore, the melt index under the test conditions of 190 ° C. and 21.18 N of polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound according to the present embodiment with a free radical generator is 5 g / 10 min or less. When the melt index exceeds 5 g / 10 min, the molecular weight of polyethylene tends to be low, and the degree of crosslinking tends to be difficult to increase, and the hot set test cannot be passed.

本実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンには、シラノール縮合触媒を更に添加することができる。用いるシラノール縮合触媒としては、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクタエート、ジオクチル錫ジオクタエート、酢酸第1錫、カプリル酸第1錫、ビスネオデカン酸錫、カプリル酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛、ナフテン酸コバルト等が挙げられる。また、縮合効率を上げるために、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物などの酸類やアミン系化合物などのアルカリ類を用いても良く、上述の錫、亜鉛化合物等と併用しても良い。これらの添加量は触媒の種類によるがポリエチレン100重量部当たり0.001〜1.0重量部に設定される。添加方法としては、試薬をそのまま添加する方法以外に、ポリエチレン等の結晶性ポリオレフィン系樹脂に予め混合したマスターバッチを用いる方法を採用することもできる。   A silanol condensation catalyst can be further added to the silane-crosslinked polyethylene according to the present embodiment. Examples of the silanol condensation catalyst used include dibutyltin dilaurate, dioctyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dioctyltin diacetate, dibutyltin dioctate, dioctyltin dioctate, stannous acetate, stannous caprylate, tin bisneodecanoate, capryl Zinc acid, zinc naphthenate, cobalt naphthenate and the like can be mentioned. In order to increase the condensation efficiency, acids such as carboxylic acid compounds and sulfonic acid compounds and alkalis such as amine compounds may be used, or they may be used in combination with the above-described tin and zinc compounds. The amount of addition depends on the type of catalyst, but is set to 0.001 to 1.0 parts by weight per 100 parts by weight of polyethylene. As an addition method, in addition to the method of adding the reagent as it is, a method of using a master batch previously mixed with a crystalline polyolefin resin such as polyethylene can also be adopted.

更に、本実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンには、プロセス油、加工助剤、難燃剤、難燃助剤、架橋剤、架橋助剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、銅害防止剤、滑剤、無機充填剤、相溶化剤、安定剤、カーボンブラック、着色剤等の配合剤を適宜、添加することもできる。   Further, the silane-crosslinked polyethylene according to the present embodiment includes a process oil, a processing aid, a flame retardant, a flame retardant aid, a crosslinking agent, a crosslinking aid, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a copper damage inhibitor, and a lubricant. In addition, compounding agents such as inorganic fillers, compatibilizers, stabilizers, carbon black, and colorants can be appropriately added.

過熱水蒸気を発生させるには、100℃の飽和水蒸気をさらに加熱する必要があり、バーナー、電気ヒーター、電磁誘導などで加熱する方法などが知られており、本発明においては既知の加熱手法を採用してもよい。   In order to generate superheated steam, it is necessary to further heat 100 ° C. saturated steam, and methods such as heating with a burner, electric heater, electromagnetic induction, etc. are known. In the present invention, a known heating method is adopted. May be.

発生させた過熱水蒸気は押出機に続けて設置された加熱管の中に供給される。加熱管への供給口は加熱管の長さに応じて1箇所または複数箇所設けてよい。加熱管を通過した後のポリエチレンの架橋度は、過熱水蒸気の温度および加熱管内の滞在時間によって決まる。これらの条件はシラン架橋ポリエチレンの配合によっても変わるものであるため、適宜設定することができる。ただし、過熱水蒸気の温度が低すぎる場合や、加熱管内の滞在時間が短すぎる場合は、十分に架橋反応が促進されないことが懸念されるため、過熱水蒸気の温度は150〜600℃の範囲が好ましく、加熱管内の滞在時間は10秒以上であることが望ましい。加熱管内の滞在時間は、加熱管の長さおよび電線・ケーブルの搬送スピードによって決定されるため、加熱管の長さが一定の場合は搬送スピードで調節することができる。   The generated superheated steam is supplied into a heating pipe installed after the extruder. The supply port to the heating tube may be provided at one place or a plurality of places according to the length of the heating pipe. The degree of cross-linking of the polyethylene after passing through the heating tube depends on the temperature of the superheated steam and the residence time in the heating tube. Since these conditions vary depending on the blend of the silane-crosslinked polyethylene, they can be set as appropriate. However, if the temperature of the superheated steam is too low or if the residence time in the heating tube is too short, there is a concern that the crosslinking reaction will not be sufficiently promoted, so the temperature of the superheated steam is preferably in the range of 150 to 600 ° C. The residence time in the heating tube is preferably 10 seconds or longer. Since the residence time in the heating tube is determined by the length of the heating tube and the conveyance speed of the electric wire / cable, it can be adjusted by the conveyance speed when the length of the heating tube is constant.

過熱水蒸気発生装置から加熱菅への配管や加熱管内の過熱水蒸気の温度低下を防ぐため、配管や加熱管の周囲をヒーターなどにより加熱する方法を取ることができる。また、加熱時にポリエチレンが内部の水分等により発泡を生じる可能性がある。その場合には一般的な手法により、被覆材が変形しない範囲で加熱管内部を加圧することも可能である。   In order to prevent the temperature drop of the superheated steam in the pipe and the heating pipe from the superheated steam generator to the heating bowl, a method of heating the circumference of the pipe and the heating pipe with a heater or the like can be taken. In addition, polyethylene may foam due to moisture in the interior during heating. In that case, it is also possible to pressurize the inside of the heating tube by a general method as long as the covering material is not deformed.

シラン架橋ポリエチレンを押出成形する方法としては既知の製造方法が適用できる。一例を図2により説明する。押出機11の原料ホッパー16からポリエチレンを投入し、次いで下流側の液注入口17からシラン化合物と遊離ラジカル発生剤の混合液を投入し、ポリエチレンにシラン化合物をグラフト共重合させる。さらに下流側の供給口18からシラノール縮合触媒を投入、混練し、導体上に押出被覆する。   As a method for extruding silane-crosslinked polyethylene, a known production method can be applied. An example will be described with reference to FIG. Polyethylene is charged from the raw material hopper 16 of the extruder 11, and then a mixed liquid of the silane compound and the free radical generator is charged from the liquid inlet 17 on the downstream side, and the silane compound is graft copolymerized with the polyethylene. Further, a silanol condensation catalyst is introduced from the downstream supply port 18, kneaded, and extrusion coated onto the conductor.

その他には、一括して原料ホッパーから投入する方法、予めシラン化合物がグラフト共重合されたポリエチレンを作製しておき、これを原料ホッパーから投入し、シラノール縮合触媒を原料ホッパーもしくは供給口18から投入する方法等がある。   In addition, a method in which the raw material hopper is charged all at once, a polyethylene having a silane compound graft-copolymerized in advance is prepared, this is charged from the raw material hopper, and a silanol condensation catalyst is charged from the raw material hopper or the supply port 18 There are ways to do this.

このときの押出温度はポリエチレンの融点以上の温度が選定され、一般的には80〜200℃である。また、シラン化合物をグラフト共重合させる場合は、遊離ラジカル発生剤が押出機の滞留時間内に十分に分解し遊離ラジカルを発生するような温度を選定する必要がある。押出温度が100℃より低い場合は、加熱管内で過熱水蒸気が凝縮して表面に水滴を生じる現象が起きる。これが再蒸発するときに潜熱を奪うため、材料温度が100℃付近で停滞してしまう問題がある。このため、押出温度は100℃以上にするのが望ましい。   The extrusion temperature at this time is selected to be a temperature higher than the melting point of polyethylene, and is generally 80 to 200 ° C. Further, when the silane compound is graft-copolymerized, it is necessary to select a temperature at which the free radical generator is sufficiently decomposed to generate free radicals within the residence time of the extruder. When the extrusion temperature is lower than 100 ° C., a phenomenon occurs in which superheated steam is condensed in the heating tube and water droplets are generated on the surface. Since this takes away latent heat when it re-evaporates, there is a problem that the material temperature stagnates around 100 ° C. For this reason, it is desirable that the extrusion temperature be 100 ° C. or higher.

図3は、本発明の実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンからなる絶縁体を備える電線の断面の概要を示す。また、図4は、本発明の実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンからなるシース層を備えるケーブルの断面の概要を示す。本発明の製造方法を実施するための装置の一構成例について、図1により説明する。   FIG. 3: shows the outline | summary of the cross section of an electric wire provided with the insulator which consists of silane bridge | crosslinking polyethylene concerning embodiment of this invention. FIG. 4 shows an outline of a cross section of a cable including a sheath layer made of silane-crosslinked polyethylene according to the embodiment of the present invention. One structural example of an apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG.

電線1は、銅等の金属材料からなる導体10と、導体10の外周を被覆する絶縁被覆層としての絶縁体20とを備える。また、ケーブル2は、電線1の外周を被覆するシース層としてのシース30を備える。絶縁体20及びシース30は、本実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンから主として構成される。絶縁体20及びシース30はそれぞれ、シラン架橋ポリエチレンの押出成形により導体10又は電線1を被覆する。   The electric wire 1 includes a conductor 10 made of a metal material such as copper, and an insulator 20 as an insulating coating layer that covers the outer periphery of the conductor 10. The cable 2 includes a sheath 30 as a sheath layer that covers the outer periphery of the electric wire 1. The insulator 20 and the sheath 30 are mainly composed of silane-crosslinked polyethylene according to the present embodiment. Each of the insulator 20 and the sheath 30 covers the conductor 10 or the electric wire 1 by extrusion molding of silane-crosslinked polyethylene.

導体10は送り出し機21から供給される。シラン化合物がグラフト共重合されたポリエチレンは押出機11のクロスヘッド部を通り、導体10に被覆される。続いて設置された加熱管12には過熱水蒸気が過熱水蒸気発生装置13から供給されており、この中をポリエチレンが被覆された電線1が連続的に通過する。このときにシラン架橋が進行する。続いて冷却水槽14の中で冷却され、巻き取り機15によって巻き取られる。ここでは、シラン架橋ポリエチレンからなる絶縁体を備える電線の製造方法を説明したが、この製造方法は、シース層としての絶縁被覆層を押出被覆した後に、続けて設置された加熱管12を通過させることでシラン架橋をすることで、シラン架橋ポリエチレンからなるシース層を備えるケーブルの製造方法についても使用することができる。   The conductor 10 is supplied from the feeder 21. The polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound passes through the crosshead portion of the extruder 11 and is coated on the conductor 10. Subsequently, superheated steam is supplied from the superheated steam generator 13 to the installed heating pipe 12, and the electric wire 1 covered with polyethylene continuously passes through this. At this time, silane crosslinking proceeds. Subsequently, it is cooled in the cooling water tank 14 and taken up by the winder 15. Here, although the manufacturing method of the electric wire provided with the insulator which consists of silane bridge | crosslinking polyethylene was demonstrated, this manufacturing method is made to pass through the heating pipe 12 installed continuously, after extrusion-coating the insulation coating layer as a sheath layer. By carrying out silane crosslinking by this, it can be used also about the manufacturing method of a cable provided with the sheath layer which consists of silane crosslinked polyethylene.

(実施の形態の効果)
本実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線又はケーブルの製造方法に使用するシラン架橋ポリエチレンは、ポリエチレン100重量部に対し1.5重量部以上のシラン化合物が含まれ、シラン化合物の添加量の遊離ラジカル発生剤の添加量に対する割合が35以上であり、シラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンの190℃、21.18Nの試験条件下におけるメルトインデックスが5g/10分以下であるので、架橋度を高くすることができ、かつ、押出外観を平滑にすることができる。また、本実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線又はケーブルの製造方法においては、高い架橋度を実現することができ、架橋作業の時間短縮および従来の手法に比して設備投資による製造コストの上昇を極力抑えることが可能である。また、本実施の形態に係るシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線又はケーブルの製造方法によれば、電線またはケーブルを押出機に続けて設置され、過熱水蒸気を供給した加熱管を通過させることで、連続的に加熱・架橋させることができる。このようなシラン架橋ポリエチレンを被覆した電線・ケーブルは、低圧電力ケーブル等の電線、及びケーブルのとして用いることができる。
(Effect of embodiment)
The silane-crosslinked polyethylene used in the method for producing an electric wire or cable coated with the silane-crosslinked polyethylene according to the present embodiment includes 1.5 parts by weight or more of silane compound with respect to 100 parts by weight of polyethylene. The ratio of the added amount to the added amount of the free radical generator is 35 or more, and the melt index of polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound with the free radical generator at 190 ° C. and 21.18 N is 5 g / 10 Since it is less than or equal to minutes, the degree of crosslinking can be increased, and the extruded appearance can be smoothed. In addition, in the method of manufacturing an electric wire or cable coated with the silane-crosslinked polyethylene according to the present embodiment, a high degree of crosslinking can be realized, the time required for the crosslinking work can be shortened, and the capital investment compared to the conventional method. It is possible to suppress the increase in manufacturing cost due to the above. Moreover, according to the method of manufacturing an electric wire or cable coated with the silane-crosslinked polyethylene according to the present embodiment, the electric wire or cable is installed after the extruder, and is passed through a heating tube supplied with superheated steam. It can be continuously heated and crosslinked. Such electric wires / cables coated with silane-crosslinked polyethylene can be used as electric wires and cables such as low-voltage power cables.

実施例1〜5に係るシラン架橋ポリエチレンからなる被覆材を備える電線と、比較例1〜8に係る電線を作製した。   The electric wire provided with the coating | covering material which consists of silane crosslinked polyethylene which concerns on Examples 1-5 and the electric wire which concerns on Comparative Examples 1-8 were produced.

Figure 2013125632
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まず、シラン化合物をグラフト共重合させたポリエチレンを作製した。スクリュー径100mmの単軸押出機を用い、表1の配合に従い、原料ホッパーからポリエチレンを投入し、次いで下流側の液注入口からビニルトリメトキシシランとジクミルパーオキサイドの混合液を投入し、ポリエチレンにシラン化合物をグラフト共重合させた。シリンダ温度は200℃に設定し、押出機内の滞留時間が1〜2分となるように押出した。   First, polyethylene obtained by graft copolymerization with a silane compound was prepared. Using a single screw extruder with a screw diameter of 100 mm, in accordance with the composition shown in Table 1, polyethylene is introduced from the raw material hopper, and then a mixed liquid of vinyltrimethoxysilane and dicumyl peroxide is introduced from the downstream liquid injection port. A silane compound was graft copolymerized. The cylinder temperature was set to 200 ° C., and extrusion was performed so that the residence time in the extruder was 1 to 2 minutes.

続いて、スクリュー径130mmの単軸押出機を用い、前記シラン化合物をグラフト共重合させたポリエチレンとシラノール縮合触媒を含むマスターバッチを表1の配合に従いホッパーから投入、混練し、銅からなる導体上に被覆した。シリンダ温度は190℃に設定し、押出機内の滞留時間が2〜3分となるように押出した。また、導体サイズは100sq、絶縁体の被覆厚さは2.0mm、引取速度は30m/分とした。 Subsequently, using a single screw extruder having a screw diameter of 130 mm, a masterbatch containing polyethylene and a silanol condensation catalyst graft-copolymerized with the silane compound was introduced from a hopper according to the composition shown in Table 1, kneaded, and then on a copper conductor. Coated. The cylinder temperature was set to 190 ° C. and extrusion was performed so that the residence time in the extruder was 2 to 3 minutes. The conductor size was 100 sq, the insulating coating thickness was 2.0 mm, and the take-up speed was 30 m / min.

押出した電線は、押出機に続いて設置した長さ15mの加熱管の中を通した。加熱管には150℃、200℃、400℃の過熱水蒸気を供給した。過熱水蒸気発生装置には、電磁誘導により過熱水蒸気を発生させる装置を用いた。加熱管内の滞在時間は30秒である。その後、冷却し巻き取った電線を評価用試料とした。   The extruded electric wire was passed through a heating pipe having a length of 15 m installed after the extruder. Superheated steam at 150 ° C., 200 ° C., and 400 ° C. was supplied to the heating tube. As the superheated steam generator, an apparatus for generating superheated steam by electromagnetic induction was used. The residence time in the heating tube is 30 seconds. Thereafter, the cooled and wound electric wire was used as an evaluation sample.

比較として、連続式の常圧熱風加硫装置を使用し、同様の温度条件で製造した電線も評価した。常圧熱風加硫装置とは、電熱で加温された熱風を材料にあて、架橋を促進させる装置であり、シリコーンゴムの加硫によく使用される既知の装置である。   For comparison, an electric wire manufactured under the same temperature condition using a continuous atmospheric hot-air vulcanizer was also evaluated. The normal-pressure hot air vulcanizing device is a device that uses hot air heated by electric heat to accelerate the crosslinking, and is a known device that is often used for vulcanizing silicone rubber.

また、押出後に加熱管を通さずに冷却して巻き取った電線も製造し、その後、80℃、相対湿度95%の恒温恒湿槽の中で24時間架橋を促進したもの、および23℃、相対湿度50%に調整された室内で7日間架橋させたものもあわせて評価した。各評価は次に示す方法でおこなった。   In addition, an electric wire that is cooled and wound without passing through a heating tube after extrusion is manufactured, and thereafter, the crosslinking is promoted for 24 hours in a thermostatic chamber at 80 ° C. and a relative humidity of 95%, and 23 ° C., A cross-linked product for 7 days in a room adjusted to a relative humidity of 50% was also evaluated. Each evaluation was performed by the following method.

(メルトインデックス)
シラン化合物をグラフト共重合させたポリエチレンに関しては、JIS K 7210に基づくメルトインデックス(メルトマスフローレイト)を測定した。温度は190℃とし、荷重は21.18Nとした。5g/10分以下のものを合格とした。
(Melt index)
Regarding polyethylene obtained by graft copolymerization with a silane compound, a melt index (melt mass flow rate) based on JIS K 7210 was measured. The temperature was 190 ° C. and the load was 21.18N. The thing of 5 g / 10min or less was set as the pass.

(押出外観)
被覆材の表面の平滑さ、ツブ状の突起物の有無を目視、及び手触りにより評価した。十分に平滑であると判断された電線を合格(良)にした。
(Extruded appearance)
The smoothness of the surface of the covering material and the presence or absence of protrusions were evaluated visually and by hand. An electric wire judged to be sufficiently smooth was accepted (good).

(ゲル分率)
銅導体を取り除き、130℃の熱キシレン中で24時間抽出を行った。(抽出後の残存ゲル重量)/(抽出前のシラン架橋ポリエチレン重量)×100(%)をゲル分率とした。70%以上のものを合格とした。
(Gel fraction)
The copper conductor was removed and extraction was performed in hot xylene at 130 ° C. for 24 hours. The gel fraction was defined as (residual gel weight after extraction) / (silane cross-linked polyethylene weight before extraction) × 100 (%). 70% or more was accepted.

(ホットセット試験)
銅導体を取り除き、被覆材料の内側を平滑に研削してJIS C 3660−2−1の9に準拠したホットセット試験を実施した。空気温度200℃の恒温槽中にダンベル状の試料を吊るし、20N/cm2の荷重を15分間加え、荷重時の伸びを測定した。その後、荷重を取り外し、5分経過後、試料を取り出して十分に冷却された後、永久伸びを測定した。荷重時の伸びが175%以下、かつ冷却後の永久伸びが15%以下であるものを合格とした。
(Hot set test)
The copper conductor was removed, the inside of the coating material was ground smoothly, and a hot set test based on 9 of JIS C 3660-2-1 was performed. A dumbbell-shaped sample was suspended in a thermostat having an air temperature of 200 ° C., a load of 20 N / cm 2 was applied for 15 minutes, and the elongation under load was measured. Thereafter, the load was removed, and after 5 minutes, the sample was taken out and sufficiently cooled, and then the permanent elongation was measured. A sample having an elongation under load of 175% or less and a permanent elongation after cooling of 15% or less was regarded as acceptable.

Figure 2013125632
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表2に示すように、本発明における実施例1〜5においては、過熱水蒸気による高温、短時間の加熱により、高い架橋度が得られ、ホットセット試験に合格した。一方、表3に示すように、比較例1ではシラン化合物の添加量が規定より少ないため、架橋度が低くホットセット試験に合格しない。比較例2ではシラン化合物の添加量と遊離ラジカル発生剤の添加量の割合が規定より少ないため良好な押出外観が得られない。比較例3ではシラン化合物をグラフト共重合させたポリエチレンのメルトインデックスが規定より大きいため、架橋度が低く、ホットセット試験に合格しない。比較例4〜6に示すように、常圧熱風により連続的に加熱して製造したものは、十分な架橋度が得られないことが分かる。また、80℃、相対湿度85%の恒温恒湿槽で1日かけて架橋促進させた比較例7では、高い架橋度が得られるが、前述のように連続式ではなく大量の電線・ケーブルを処理するにはあまり適さない製造方法である。常温に放置した比較例8では、7日経過後も十分な架橋度が得られない。   As shown in Table 2, in Examples 1 to 5 according to the present invention, a high degree of crosslinking was obtained by high-temperature and short-time heating with superheated steam, and passed the hot set test. On the other hand, as shown in Table 3, in Comparative Example 1, since the amount of the silane compound added is less than specified, the degree of crosslinking is low and the hot set test is not passed. In Comparative Example 2, since the ratio of the addition amount of the silane compound and the addition amount of the free radical generator is less than specified, a good extruded appearance cannot be obtained. In Comparative Example 3, since the melt index of polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound is larger than the specified value, the degree of crosslinking is low and the hot set test is not passed. As shown in Comparative Examples 4 to 6, it can be seen that those produced by continuous heating with normal hot air cannot obtain a sufficient degree of crosslinking. Further, in Comparative Example 7 in which crosslinking is accelerated in a constant temperature and humidity chamber of 80 ° C. and 85% relative humidity for one day, a high degree of crosslinking can be obtained. This is a manufacturing method not very suitable for processing. In Comparative Example 8 left at room temperature, a sufficient degree of crosslinking cannot be obtained even after 7 days.

以上のとおり、本発明の製造方法を用いれば高架橋度で押出外観が平滑なシラン架橋ポリエチレンを被覆した電線・ケーブルを短時間でかつ安価に得ることができ、その工業的な有用性は極めて高いと考えられる。   As described above, by using the production method of the present invention, an electric wire / cable coated with silane-crosslinked polyethylene having a high degree of crosslinking and a smooth extrusion appearance can be obtained in a short time and at a low cost, and its industrial utility is extremely high. it is conceivable that.

以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。   While the embodiments and examples of the present invention have been described above, the embodiments and examples described above do not limit the invention according to the claims. It should be noted that not all combinations of features described in the embodiments and examples are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.

1 電線
2 ケーブル
10 導体
20 絶縁体
30 シース
21 送り出し機
11 押出機
12 加熱管
13 過熱水蒸気発生装置
14 冷却水槽
15 巻き取り機
16 原料ホッパー
17 液注入口
18 供給口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric wire 2 Cable 10 Conductor 20 Insulator 30 Sheath 21 Feeder 11 Extruder 12 Heating pipe 13 Superheated steam generator 14 Cooling water tank 15 Winder 16 Raw material hopper 17 Liquid injection port 18 Supply port

Claims (2)

導体と、
前記導体の上に、シラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンを架橋させたシラン架橋ポリエチレンであって、前記シラン化合物を前記遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンが190℃、21.18Nの試験条件下におけるメルトインデックスが、5g/10分以下であり、シラン化合物が、ポリエチレン100重量部に対し1.5重量部以上含まれ、前記シラン化合物の添加量の割合が遊離ラジカル発生剤の添加量に対して35以上であるシラン架橋ポリエチレンを押出被覆して絶縁被覆層を形成し、
前記導体の上に押出被覆した絶縁被覆層を、過熱水蒸気を供給した加熱管に通して架橋させたことを特徴とするシラン架橋ポリエチレンを被覆してなる電線の製造方法。
Conductors,
A silane-crosslinked polyethylene obtained by crosslinking polyethylene obtained by graft copolymerization of a silane compound with a free radical generator on the conductor, wherein the polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound with the free radical generator is 190 ° C. The melt index under the test condition of 21.18 N is 5 g / 10 min or less, the silane compound is contained in an amount of 1.5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of polyethylene, and the ratio of the added amount of the silane compound is free. An insulating coating layer is formed by extrusion-coating a silane-crosslinked polyethylene that is 35 or more based on the amount of radical generator added;
A method for producing an electric wire obtained by coating silane-crosslinked polyethylene, wherein an insulating coating layer formed by extrusion coating on the conductor is passed through a heating tube supplied with superheated steam and crosslinked.
導体の上に絶縁被覆層を形成した電線の外側に、
シラン化合物を遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンを架橋させたシラン架橋ポリエチレンであって、前記シラン化合物を前記遊離ラジカル発生剤によりグラフト共重合させたポリエチレンが190℃、21.18Nの試験条件下におけるメルトインデックスが、5g/10分以下であり、シラン化合物が、ポリエチレン100重量部に対し1.5重量部以上含まれ、前記シラン化合物の添加量の割合が遊離ラジカル発生剤の添加量に対して35以上であるシラン架橋ポリエチレンを押出被覆してシース層を形成し、
前記絶縁被覆層の上に押出被覆したシース層を、過熱水蒸気を供給した加熱管に通して架橋させたことを特徴とするシラン架橋ポリエチレンを被覆してなるケーブルの製造方法。
On the outside of the electric wire with an insulating coating layer formed on the conductor,
A silane cross-linked polyethylene obtained by cross-linking polyethylene obtained by graft copolymerization of a silane compound with a free radical generator, wherein the polyethylene obtained by graft copolymerization of the silane compound with the free radical generator is 190 ° C. and 21.18 N The melt index under the conditions is 5 g / 10 min or less, the silane compound is contained in an amount of 1.5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of polyethylene, and the ratio of the addition amount of the silane compound is the addition amount of the free radical generator The sheath layer is formed by extrusion coating with silane-crosslinked polyethylene that is 35 or more against
A method for producing a cable obtained by coating a silane-crosslinked polyethylene, wherein a sheath layer formed by extrusion coating on the insulating coating layer is crosslinked by passing through a heating tube supplied with superheated steam.
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