JP2015118840A - 遮水テープ、遮水ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】 ケーブルの変形に追従しても、遮水性を維持することが可能な遮水テープ等を提供する。
【解決手段】 遮水テープ１９は所定の幅を有する複層テープである。遮水テープ１９は、半導電性樹脂層２１、金属層２３、絶縁性樹脂層２５、接着層２７等から構成される。半導電性樹脂層２１は、遮水層１５における内層側の樹脂層である。また、絶縁性樹脂層２５は、遮水層１５における外層側の樹脂層である。半導電性樹脂層２１は、硬樹脂２９と軟樹脂３１との少なくとも二種の樹脂で構成される。軟樹脂３１は、硬樹脂２９よりも相対的に硬度が低く、容易に変形する樹脂で構成される。硬樹脂２９と軟樹脂３１とは、遮水テープ１９の長手方向に交互に並ぶように併設される。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば電力ケーブル等に用いられ、ケーブルに遮水層を形成するための遮水テープおよびこれを用いた遮水ケーブルに関するものである。

従来、電力ケーブルや通信ケーブルは、内部のケーブルコアへの水の浸入を防止するため、ケーブルシースの内面側に遮水層が形成される場合がある。このような遮水層は、通常金属層であり、ケーブル外部から樹脂製のケーブルシースを浸透した水分が、ケーブルコア内部へ浸入することを防止する。

遮水層としては、通常、金属層を有する複合テープがケーブルコアの外周に縦添え巻きされて構成される。たとえば、複合テープとしては、鉛箔又は鉛合金箔の少なくとも片面に、カーボンブラックを含む導電性プラスチックフィルムを貼り合せた鉛ラミネートテープがある（特許文献１）。

また、金属箔等からなる金属層と、この金属層上に補強層を介して設けられた熱膨張性マイクロカプセルを含有するホットメルト接着剤層とを有するケーブル用遮水テープがある（特許文献２）。また、熱処理後、常温で２０％以上の延びを有する銅箔の一面に熱可塑性接着層を接着したケーブル用遮水テープがある（特許文献３）。

さらに、ケーブルコアの外周面にオーバーラップ部を有するように縦添えテープが被覆されて遮水層が設けられ、遮水層が、金属箔と、金属箔の表面に連通する複数の開孔部を有する絶縁性プラスチックフィルムとからなる絶縁電力ケーブルがある（特許文献４）。

特開平０１−２０４８６号公報 特開２００５−３２７５４９号公報 特開平０８−３２９７４１号公報 特開２００８−７１６４１号公報

特許文献１〜特許文献４のように、金属箔と樹脂層とを積層してなる遮水テープを用いることで、遮水テープをケーブルコアの外周に巻付ける際に、遮水テープが折れたり破れたりすることを防止することができる。すなわち、樹脂層は遮水テープの補強層としての役割も有し、金属層を薄くしても、取り扱い性等が劣ることがない。

一方、製造されるケーブルは、通常可撓性を有する。したがって、ケーブルは取り扱い時や敷設時には適宜曲げられて使用される。この際、遮水層を形成する金属層は、前述の通り、金属箔などが用いられるため、ケーブルの曲げ変形に追従する。したがって、ケーブルの可撓性を保つことができる。

図７は、このような従来の遮水層を有する電力ケーブルを曲げた際における遮水層の拡大概念図である。図７（ａ）に示すように、遮水層１００は、内面側（図中下方）から順に、半導電性樹脂層１０１、金属層１０３、絶縁性樹脂層１０５、接着層１０７等から構成される。

半導電性樹脂層１０１は、内面側の遮蔽層（図示省略）と接触する部位となり、接着層１０７は、外周側のシース（図示省略）と接着される部位である。半導電性樹脂層１０１、絶縁性樹脂層１０５は、いずれも樹脂で形成され、両者の間に金属箔で構成される金属層１０３を挟み込む。

前述の通り、このような遮水層１００が形成されるケーブルは、可撓性を有する。図７（ｂ）に示すように、ケーブルを曲げると、遮水層１００も変形する。このようにケーブルとともに遮水層１００が変形すると、金属層１０３が塑性変形によって延びる場合がある。

金属層１０３が延び変形した状態で、ケーブルの曲げを元に戻すと、図７（ｃ）に示すように、金属層１０３の一部に座屈によってしわ部１０９等が生じる恐れがある。一方、ケーブルは、導体通電や気温変動等によるヒートサイクルによって、膨張と収縮を繰り返す。このようなしわ部１０９が生じた状態で、膨張収縮を繰り返すと、しわ部において金属層１０３の亀裂や破れなどが生じる場合がある。したがって、遮水層１００の遮水性が著しく劣化する恐れがある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、ケーブルの変形に追従しても、遮水性を維持することが可能な遮水テープ等を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、第１の発明は、ケーブル用の遮水テープであって、金属層と、前記金属層の一方の面に設けられる一面側樹脂層と、前記金属層の他方の面に設けられる他面側樹脂層と、を少なくとも具備し、前記一面側樹脂層は、第１の一面側樹脂で形成した部位と、前記第１の一面側樹脂よりも硬度の低い第２の一面側樹脂で形成した部位とを有し、前記遮水テープの長手方向に沿った断面において、前記第１の一面側樹脂と、前記第２の一面側樹脂とが交互に並ぶように配置されることを特徴とするケーブル用の遮水テープである。

このような構成とすることで、相対的に硬い第１の一面側樹脂の部位では、金属層の変形が抑制され、相対的に軟らかい第２の一面側樹脂の部位では、金属層の変形が容易となる。したがって、ケーブルの変形によって金属層が延びた後、ケーブルを元の形状に戻しても、金属層の変形が分散するので、一箇所に変形が集中することを抑制することができる。したがって、金属層に大きなしわや折れ曲がりなどが生じることが抑制され、遮水層の遮水性能を維持することができる。

前記他面側樹脂層は、第１の他面側樹脂で形成した部位と、前記第１の他面側樹脂よりも硬度の低い第２の他面側樹脂で形成した部位とを有し、前記遮水テープの長手方向に沿った断面において、前記第１の他面側樹脂と、前記第２の他面側樹脂とが交互に並ぶように配置されることが望ましい。

このような構成とすることで、一面側樹脂側のみではなく、他面側樹脂側においても、相対的に硬い樹脂と軟らかい樹脂とによって、金属層の変形を分散させることができる。

前記一面側樹脂層の前記第１の一面側樹脂で形成した部位に対して、前記他面側樹脂層の、前記金属層を挟んで対応する部位を、前記第１の他面側樹脂で形成し、前記一面側樹脂層の前記第２の一面側樹脂に対して前記他面側樹脂層の、前記金属層を挟んで対応する部位を、前記第２の他面側樹脂で形成してもよい。

このような構成とすることで、相対的に軟らかい樹脂部が金属層を挟んで両側の同一の位置に配置されるため、当該部位において、より確実に変形を行わせることができる。したがって、金属層の変形を確実に分散させることができる。

前記一面側樹脂層の前記第１の一面側樹脂で形成した部位に対して、他面側樹脂層の、前記金属層を挟んで対応する部位を、前記第２の他面側樹脂で形成し、前記一面側樹脂層の前記第２の一面側樹脂で形成した部位に対して他面側樹脂層の、前記金属層を挟んで対応する部位を、前記第１の他面側樹脂で形成してもよい。

このような構成とすることで、相対的に軟らかい樹脂部が金属層の両側において交互に位置するため、金属層の変形方向を、導電性樹脂側と絶縁性樹脂側（一面側樹脂層と他面側樹脂層）とに交互に分散させることができる。したがって、金属層の変形を全長にわたって分散させることができる。

第２の発明は、第１の発明にかかるケーブル用の遮水テープを用い、前記一面側樹脂層は導電性を有し、前記他面側樹脂層は絶縁性を有し、導体を含むケーブルコア外周に、前記一面側樹脂層を内面側にして、前記遮水テープが巻付けられて遮水層が形成され、前記遮水層の外周にシースが形成されることを特徴とする遮水ケーブルである。

このような構成とすることで、ケーブルに繰り返しの曲げが生じた場合にも、遮水層の遮水性能が維持され、遮水性能に優れるケーブルを得ることができる。

本発明によれば、ケーブルの変形に追従しても、遮水性を維持することが可能な遮水テープ等を提供することができる。

電力ケーブル１を示す側面図。 遮水テープ１９を示す図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 ケーブルコアに遮水テープ１９を巻きつける工程を示す図。 遮水層１５における金属層２３の変形状態を示す概念図。 他の遮水テープ１９ａ、１９ｂを示す断面図。 他の遮水テープ１９ｃを示す断面図。 従来の遮水層１００における金属層１０３の変形状態を示す概念図。

以下、本発明の実施の形態にかかる電力ケーブル１について説明する。

＜実施形態１＞
図１に示すように、電力ケーブル１は、導体３、内部半導電層５、絶縁体７、外部半導電層９、遮蔽層１１、遮水層１５、シース１７等から構成される。

導体３は、例えば、銅線やアルミニウム線の撚り線である。導体３の外周側には、絶縁体７が配置される。絶縁体７の内周面側には、内部半導電層５が設けられ、絶縁体７の外周面側には、外部半導電層９が形成される。導体３、内部半導電層５、絶縁体７、外部半導電層９は、いずれも可撓性を有する。したがって、電力ケーブル１の変形に追従する。

外部半導電層９の外周側には、遮蔽層１１が設けられる。遮蔽層１１は、電力ケーブル１から生じる電磁波を遮蔽する。遮蔽層１１は、導電性部材で構成される。また、遮蔽層１１の外周側には、導電性押えテープ１３が巻きつけられる。導電性押えテープ１３は、遮蔽層１１を構成する部材を外周から押えて保持するものである。遮蔽層１１および導電性押えテープ１３も可撓性を有する。

導電性押えテープ１３の外周側には、遮水層１５が設けられる。遮水層１５は、遮水テープ１９が例えば縦添え巻きして構成される。遮水層１５は、外部から電力ケーブル１の内部に、水分が浸入することを防止するものである。なお、遮水テープ１９の構成については、詳細を後述する。

遮水層１５の外周側には、シース１７が設けられる。シース１７は、電力ケーブル１の保護層であり、内部の各層を保護するものである。シース１７は、例えば可撓性を有する樹脂で構成される。

次に、遮水テープ１９について説明する。図２（ａ）は遮水テープ１９を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、遮水テープ１９の長手方向（図２（ａ）の矢印Ｂ方向）に沿った断面（図２（ａ）のＡ−Ａ線断面）を示す図である。遮水テープ１９は所定の幅を有する複合テープである。図２（ｂ）に示すように、遮水テープ１９は、半導電性樹脂層２１、金属層２３、絶縁性樹脂層２５、接着層２７等から構成される。

金属層２３は、例えばアルミニウムや銅の金属箔である。金属層２３の一方の面には一面側樹脂層として、半導電性樹脂層２１が設けられている。また、金属層２３の他方の面には他面側樹脂層として、絶縁性樹脂層２５が設けられている。半導電性樹脂層２１は、遮水層１５（図１）の内側の面を形成する。また、絶縁性樹脂層２５は、遮水層１５（図１）における外層側の樹脂層を形成する。絶縁性樹脂層２５の外面には、接着層２７が設けられる。接着層２７は、シース１７（図１）との接着部である。

半導電性樹脂層２１は、第１の一面側樹脂である硬樹脂２９と第２の一面側樹脂である軟樹脂３１との少なくとも二種の樹脂で構成される。軟樹脂３１は、硬樹脂２９よりも相対的に硬度が低く、容易に変形する樹脂で構成される。硬樹脂２９と軟樹脂３１とは、遮水テープ１９の長手方向に交互に並ぶように併設される。

硬樹脂２９と軟樹脂３１の硬度をこのように変化させるためには、樹脂の種類を変えたり、同種の樹脂に加える添加剤等によって調整する手段がある。
なお、硬樹脂２９と軟樹脂３１のそれぞれ幅は、図示した例に限られず、同一であっても、異なっていても良い。

次に、電力ケーブル１の製造方法の一例について説明する。まず、例えば径が２．６ｍｍの軟銅線を撚り合わせて、径が１２ｍｍになるように円形圧縮成型によって導体３を形成する。導体３の外周には、内部半導電層５（厚さ約１．０ｍｍ）、架橋ポリエチレン製の絶縁体７（内部半導電層５を含めて厚さ４．０ｍｍ）および外部半導電層９（厚さ約０．７ｍｍ）を同心円状に３層同時押出し成形により成形する。

次に、外部半導電層９の外周に、約０．１ｍｍ厚さの軟銅テープを約１／６がラップするように螺旋巻きして、遮蔽層１１を形成する。さらにその上に導電性押えテープ１３を巻きつける。このようにして、ケーブルコアを形成する。

次に、図３（ａ）に示すように、得られたケーブルコアの外周に、遮水テープ１９を縦添えで配置する。遮水テープ１９は、遮水テープ１９の長手方向がケーブルコアの軸方向に略同一の方向になるようにケーブルコアへ送られて、遮水テープ１９の両側は、ケーブルコア全体を包むようにＵ字状にフォーミングされる。

この状態で、図３（ｂ）に示すように、遮水テープ１９の幅方向の両端部同士が互いにラップするように遮水テープ１９をケーブルコアに縦添え巻きする。なお、ラップ部は接着や融着によって接合してもよく、ラップ部を覆うように、他のテープを配置しても良い。このようにして遮水層１５を形成後、最外周にシース１７を押出被覆する。以上により、電力ケーブル１が製造される。

次に、遮水層１５（遮水テープ１９）の機能について説明する。図４（ａ）に示すように、電力ケーブル１が曲げられると（図中矢印Ｃ方向）、遮水層１５もこれに追従して変形する。この際、遮水層１５を構成する半導電性樹脂層２１および絶縁性樹脂層２５も弾性変形する。

一方、金属層２３は、所定量以上の変形量が付与されると、例えばその長手方向に延びが生じる。このような延びが弾性変形域を超えると、塑性変形も生じる。この場合、金属層２３の長さは、電力ケーブル１がまっすぐな状態における長手方向の長さよりも若干長くなる。

この状態から、図４（ｂ）に示すように、電力ケーブル１をまっすぐに戻すと（図中矢印Ｄ方向）、遮水層１５の変形も元の状態に戻ろうとする。したがって、弾性変形していた半導電性樹脂層２１および絶縁性樹脂層２５は、元の状態に戻る。

しかし、金属層２３は、長さが延びた状態であるため、まっすぐな元の状態に対して余長が生じる。この際、硬樹脂２９と接触する部位の金属層２３は、硬樹脂２９が変形をしにくい。これに対し、軟樹脂３１と接触する部位の金属層２３は、軟樹脂３１が軟らかいため変形し易い。

例えば、図４（ｂ）に示すように、金属層２３は、軟樹脂３１との接触部が硬樹脂２９との接触部より大きく変形する。軟樹脂３１は、遮水層１５の長手方向に所定間隔で間欠的に形成されるため、遮水層１５の変形が長手方向に分散される。硬樹脂２９が間欠的に形成されることで、この箇所では金属層２３の変形が抑制されるので、金属層２３が塑性変形して生じた余長が、硬樹脂２９で挟まれた軟樹脂３１で吸収される。したがって、金属層２３に局所的な大きなしわ等の発生を抑制することができる。

＜実施形態２＞
また、本発明では、図５（ａ）に示す構成の遮水テープ１９ａを用いることもできる。遮水テープ１９ａは、遮水テープ１９と略同様の構成であるが、絶縁性樹脂層２５の構成が異なる。遮水テープ１９ａでは、絶縁性樹脂層２５も、半導電性樹脂層２１と同様に第１の他面側樹脂である硬樹脂３３と第２の他面側樹脂である軟樹脂３５との少なくとも二種の樹脂によって構成される。

軟樹脂３５は、硬樹脂３３よりも相対的に硬度が低く、容易に変形する樹脂で構成される。硬樹脂３３と軟樹脂３５とは、遮水テープ１９ａの長手方向に交互に並ぶように配置される。すなわち、遮水テープ１９ａでは、半導電性樹脂層２１および絶縁性樹脂層２５の両方において、長手方向に２種類の樹脂が交互に配置される。

なお、硬樹脂２９と硬樹脂３３は同一の樹脂であってもよく、別の樹脂であっても良い。同様に、軟樹脂３１と軟樹脂３５は同一の樹脂であってもよく、別の樹脂であっても良い。

遮水テープ１９ａでは、金属層２３を挟んで、半導電性樹脂層２１の硬樹脂２９に対応する絶縁性樹脂層２５の部位には、硬樹脂３３が配置される。同様に、金属層２３を挟んで、半導電性樹脂層２１の軟樹脂３１に対応する絶縁性樹脂層２５の部位には、軟樹脂３５が配置される。すなわち、金属層２３を挟んだ両側の同一の位置に、硬い硬樹脂２９、３３および軟らかい軟樹脂３１、３５がそれぞれ配置される。

遮水テープ１９ａを用いて、電力ケーブルを構成しても、遮水テープ１９を用いた場合と同様の効果を得ることができる。また、前述のように金属層２３が変形する軟樹脂３１の部位には、その反対側に軟樹脂３５が配置されるため、金属層２３が当該部位でより変形し易くなる。また、軟樹脂３１、３５の硬度が略同等であれば、金属層２３はその両側に対して同程度に変形できる。

＜実施形態３＞
また、本発明では、図５（ｂ）に示す構成の遮水テープ１９ｂを用いることもできる。遮水テープ１９ｂは、遮水テープ１９ａと略同様の構成であるが、絶縁性樹脂層２５における硬樹脂３３と軟樹脂３５の配置が異なる。

遮水テープ１９ｂでは、金属層２３を挟んで、半導電性樹脂層２１の硬樹脂２９に対応する絶縁性樹脂層２５の部位には、軟樹脂３５が配置される。同様に、金属層２３を挟んで、半導電性樹脂層２１の軟樹脂３１に対応する絶縁性樹脂層２５の部位には、硬樹脂３３が配置される。すなわち、金属層２３を挟んだ両側の同一の位置に、硬い樹脂と軟らかい樹脂とが互いに対向するように配置される。

遮水テープ１９ｂを用いて、電力ケーブルを構成しても、遮水テープ１９を用いた場合と同様の効果を得ることができる。

また、半導電性樹脂層２１の軟樹脂３１と対向する箇所に、絶縁性樹脂層２５の硬樹脂３３が配置されているので、この部位では、半導電性樹脂層２１の軟樹脂３１方向に金属層２３が変形し易い。他方、半導電性樹脂層２１の硬樹脂２９に対向する箇所に絶縁性樹脂層２５の軟樹脂３５が配置されているので、この部位では、絶縁性樹脂層２５の軟樹脂３５方向に金属層２３が変形し易い。

この結果、遮水テープ１９ｂでは、長手方向の全長に渡って、その変形方向を交互に変えながら金属層２３の変形を分散させることができる。したがって、金属層２３の集中的な変形を防止することができる。

なお、図示は省略するが、硬樹脂２９と軟樹脂３１の配置と、硬樹脂３３と軟樹脂３５の配置とは、必ずしも同一の長さで配置する必要はなく、異なる長さ（ピッチ）で配置することもできる。

＜実施形態４＞
本発明の遮水テープは、金属層２３の表面および裏面に形成された樹脂層の少なくとも一方が、硬度の異なる樹脂で形成された部分を交互に配置したものであれば良い。より具体的には、前記半導電性樹脂層２１と絶縁性樹脂層２５の少なくとも一方を硬樹脂２９と軟樹脂３１との少なくとも二種の樹脂で構成すればよい。
図６に示す遮水テープ１９ｃは、遮水テープ１９と略同様の構成であるが、絶縁性樹脂層２５のみが、硬樹脂２９と軟樹脂３１との少なくとも二種の樹脂で構成されたものである。硬樹脂２９と軟樹脂３１とは、遮水テープ１９の長手方向に交互に並ぶように併設される。一方、半導電性樹脂層２１は、一種類の樹脂で均一に構成されている。

この遮水テープ１９ｃを用いて、電力ケーブルを構成しても、遮水テープ１９を用いた場合と同様の効果を得ることができる。

＜実施形態５＞
本発明は、電力ケーブルに限られず、光ファイバなどによる通信ケーブルにも適用が可能である。
この場合、通信線（光ファイバケーブルなど）および保護層や緩衝層などから構成されるケーブルコアの外周に遮水テープを巻きつければよい。
この場合、金属層２３の一方の面に設けられる一面側樹脂層と、他方の面に設けられる他面側樹脂層は、何れも、絶縁性の樹脂で形成された層であっても良い。

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１………電力ケーブル
３………導体
５………内部半導電層
７………絶縁体
９………外部半導電層
１１………遮蔽層
１３………導電性押えテープ
１５………遮水層
１７………シース
１９、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ………遮水テープ
２１………半導電性樹脂層
２３………金属層
２５………絶縁性樹脂層
２７………接着層
２９………硬樹脂
３１………軟樹脂
３３………硬樹脂
３５………軟樹脂
１００………遮水テープ
１０１………半導電性樹脂層
１０３………金属層
１０５………絶縁性樹脂層
１０７………接着層

Claims (5)

1. ケーブル用の遮水テープであって、
   金属層と、
   前記金属層の一方の面に設けられる一面側樹脂層と、
   前記金属層の他方の面に設けられる他面側樹脂層と、
   を少なくとも具備し、
   前記一面側樹脂層は、第１の一面側樹脂で形成した部位と、前記第１の一面側樹脂よりも硬度の低い第２の一面側樹脂で形成された部位とを有し、
   遮水テープの長手方向に沿った断面において、前記第１の一面側樹脂と、前記第２の一面側樹脂とが交互に並ぶように配置されることを特徴とするケーブル用の遮水テープ。
2. 前記他面側樹脂層は、第１の他面側樹脂で形成した部位と、前記第１の他面側樹脂よりも硬度の低い第２の他面側樹脂で形成した部位とを有し、
   前記遮水テープの長手方向に沿った断面において、前記第１の他面側樹脂と、前記第２の他面側樹脂とが交互に並ぶように配置されることを特徴とする請求項１記載のケーブル用の遮水テープ。
3. 前記一面側樹脂層の前記第１の一面側樹脂で形成した部位に対して、前記他面側樹脂層の、前記金属層を挟んで対応する部位を前記第１の他面側樹脂で形成し、
   前記一面側樹脂層の前記第２の一面側樹脂で形成した部位に対して、前記他面側樹脂層の、前記金属層を挟んで対応する部位を前記第２の他面側樹脂で形成したことを特徴とする請求項２記載のケーブル用の遮水テープ。
4. 前記一面側樹脂層の前記第１の一面側樹脂で形成した部位に対して、前記他面側樹脂層の、前記金属層を挟んで対応する部位を前記第２の他面側樹脂で形成し、
   前記一面側樹脂層の前記第２の一面側樹脂で形成した部位に対して、前記他面側樹脂層の、前記金属層を挟んで対応する部位を前記第１の他面側樹脂で形成したことを特徴とする請求項２記載のケーブル用の遮水テープ。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のケーブル用の遮水テープを用い、
   前記一面側樹脂層は導電性を有し、前記他面側樹脂層は絶縁性を有し、
   導体を含むケーブルコア外周に、前記一面側樹脂層を内面側にして、前記遮水テープが巻付けられて遮水層が形成され、
   前記遮水層の外周にシースが形成されることを特徴とする遮水ケーブル。

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