JP2016152186A - 水密型絶縁電線 - Google Patents

Abstract

【課題】水密型絶縁電線の要求特性を維持しつつ、導体の酸化および腐食に起因する導体変色を効果的に抑制できるようにする。【解決手段】水密型絶縁電線１は、導体１１と、導体１１の周囲に被覆される絶縁体１３と、導体１１と絶縁体１３との間の間隙に充填される水密材１２とを有し、水密材１２は、少なくもＥＶＡを含むポリマーと、受酸剤とを含む。この受酸剤は、酸化マグシウムである。【選択図】図１

Description

本発明は、水密型絶縁電線、より詳細には、導体の周囲に絶縁体を被覆し、導体と絶縁体の間に水密材を充填した水密型絶縁電線に関する。

屋外の架空線用の絶縁電線にあっては、導体の周囲に被覆した絶縁体の内部への雨水などの進入を防止するために、導体素線間の間隙及び導体と絶縁体との間隙に樹脂コンパウンド（混和物）による水密材を充填し、この周囲に絶縁被覆層を形成したタイプのものが広く使用されている。

例えば特許文献１には、極性基を有する水密材のベース樹脂と、当該ベース樹脂よりメルトインデックスが大きく、かつ軟化温度の高い樹脂材料とからなる混和物であって、これら混和物の極性基の割合が１０〜３５％で、かつメルトインデックスが２〜８０ｇ／ｍｉｎである電線用水密混和物が開示されている。この電線用水密混和物を用いて水密電線を形成することにより、広範な温度範囲において、水密性、口出し性及び密着性のすべての特性のバランスを安定して維持することできる、とされている。

また、特許文献２には、塩化ビニルと酢酸ビニルと（メタ）アクリル酸の共重合体、塩化ビニルと酢酸ビニルと不飽和ジカルボン酸の共重合体または両者の混合物を使用し、共重合体中の酢酸ビニル部分の含有量割合を共重合体の１０〜１２重量％に制御するとともに、１５０℃における、せん断速度１０００ｓ^-1での水密材の粘度を１０〜１００Ｐａｓとする水密用共重合体が開示されている。これにより、良好な水密性が得られ、かつ絶縁体と撚線との隙間および撚線間の隙間への一括充填が可能な程度に粘度が制御され、充填性が良好である水密材および絶縁電線が得られる、とされている。

また、特許文献３では、素線間に水密材料を充填してなる撚線導体上に、ポリ塩化ビニル絶縁体を被覆してなる水密ＯＷ電線において、水密材料として、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）と酢酸ビニル（ＶＡ）とアクリル酸（ＡＡ）との３元共重合体を用いるものが開示されている。ここではＰＶＣは、重合度が１０００以下のものが用いられ、ＰＶＣ１００重量部に対して、ＶＡを１〜３０重量部、ＡＡを０．０１〜１０重量部配合する。これにより素線導体との密着性、ＰＶＣからの可塑剤の移行抑制、絶縁体の剥ぎ取り性等を最適化できる、とされている。

特開２００１−９３３４７号公報 特開２０１３−７５９８８号公報 特開昭６３−２４５８１５号公報

導体の周囲に絶縁体を被覆し、導体と絶縁体との間の間隙に水密剤を充填した水密型絶縁電線では、各種の要求特性を満足する必要があるが、従来の水密型絶縁電線では、導体の酸化および腐食による導体変色が発生しやすい、という課題がある。
導体変色は、水密材に配合されている、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）および可塑剤に起因する。ＥＶＡおよび可塑剤は、接着性や柔軟性を付与するため従来の絶縁電線用の水密材に一般的に用いられているが、これらの化学構造にはエステル結合が含まれるため熱分解や加水分解によりカルボン酸やフタル酸等を生じ、これにより導体変色が発生すると考えられる。
導体変色は、酸により促進された導体の酸化および腐食によるものであり、水密材を使用した絶縁電線の信頼性を確保するために導体変色の発生を防止する必要がある。

水密材を用いた絶縁電線においては、導体変色防止性の他、所定の要求特性を満足する必要がある。例えば、絶縁体の内部への水の進入を防止する水密性を確保するために、導体および絶縁材に対する接着性や、水密材の柔軟性が必要となる。また、絶縁電線の設置工事等の作業性の観点から、導体表面の水密材が絶縁体とともに剥離される特性、すなわち皮剥性を満足する必要がある。そしてこれら要求特性を、使用環境に応じた広範な温度範囲で適正に維持する必要がある。また、樹脂コンパウンドからなる水密材を押出機等により導体と絶縁体との間に充填するときに、適切に充填ができる加工性が必要となる。

水密材を使用した水密型絶縁電線では、上記課題となっている導体変色を抑えるとともに、上記の水密性、皮剥性、加工性、等の要求特性を阻害することなく、適正な範囲で維持することが求められる。特許文献１〜３に記載された発明は、このような水密型絶縁電線の各種の要求特性を阻害することなく、導体変色を抑える、との課題を解決するものではない。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、水密型絶縁電線に係る、水密性、皮剥性、加工性の要求特性を維持しつつ、導体の酸化および腐食に起因する導体変色を効果的に防止できるようにした水密型絶縁電線を提供することを目的とする。

本発明による水密型絶縁電線は、導体と、該導体の周囲に被覆される絶縁体と、該導体と絶縁体との間の間隙に充填される水密材とを有する水密型絶縁電線であって、前記水密材は、少なくもエチレン−酢酸ビニル共重合体を含むポリマーと、受酸剤とを含み、該受酸剤は、酸化マグシウムである、水密型絶縁電線である。

本発明によれば、水密型絶縁電線に係る、水密性、皮剥性、加工性の要求特性を維持しつつ、導体の酸化および腐食に起因する導体変色を効果的に防止できるようにした水密型絶縁電線を提供することができる。

本発明に係る水密型絶縁電線の一実施形態における断面構成を示す図である。 水密型絶縁電線に使用する水密材の樹脂コンパウンドの配合仕様の一例を示す図である。 受酸剤評価用の試料における配合仕様を示す図である。 受酸剤の評価における酸発生試験と銅腐食試験の試験方法を説明するための図である。 受酸剤の配合内容に応じた酸発生試験と銅腐食試験による結果を示す図である。 受酸剤の配合量を異ならせた配合仕様を示す図である。 受酸剤としてＭｇＯとＭｇＣＯ₃を用いた樹脂コンパウンドによる酸発生試験と銅腐食試験の結果を示す図である。 酸発生試験における受酸剤の配合部数とｐＨとの関係を示す図である。 水密性および皮剥性の評価方法を説明するための図である。 水密性及び皮剥性の評価結果を示す図である。 皮剥性の評価における、対Ｃｕ剥離強度、水密材強度、対ＰＶＣ剥離強度の関係をグラフにした図である。 水密材の加工性評価結果を示す図である。 水密材を使用した水密型絶縁電線の性能を評価した結果を示す図である。

最初に本発明の実施態様を列記して説明する。
（１）本願の絶縁電線用水密材に係る発明は、導体と、該導体の周囲に被覆される絶縁体と、該導体と絶縁体との間の間隙に充填される水密材とを有する水密型絶縁電線であって、前記水密材は、少なくもエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を含むポリマーと、受酸剤とを含み、該受酸剤は、酸化マグシウムである、水密型絶縁電線である。これにより、水密型絶縁電線の要求特性を維持しつつ、導体の酸化および腐食に起因する導体変色を効果的に防止できるようにした水密型絶縁電線を提供することができる。

（２）前記ポリマーは、ＥＶＡとポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のグラフト共重合体であって、さらに前記水密材は、柔軟性を付与させるための可塑剤を含むことが好ましい。酸化マグネシウムの存在により水密材と可塑剤の相溶性が向上し、可塑剤のブリードを抑えて導体変色を効果的に防止できる。

（３）前記水密材は、さらに熱可塑性ポリエステルを含み、該熱可塑性ポリエステルは、−１０℃から６０℃の温度範囲において、ヤング率が３０〜１６０Ｐａの範囲にある熱可塑性ポリエステルであることが好ましい。これにより、広範な温度領域にて柔軟性が維持され、水密性および可撓性を安定させることができる。

図１は、本発明に係る水密型絶縁電線の一実施形態における断面構成を示す図である。水密型絶縁電線１は、複数本の導体１１と、導体１１の周囲に被覆された絶縁体１３と、導体１１と絶縁体１３の間の間隙に充填された水密材１２とから構成されている。導体１１には銅が用いられる。また絶縁体１３は、ＰＶＣによる樹脂材料からなる。水密材１２は、導体１１と絶縁体１３との間に充填された樹脂コンパウンドにより形成されている。ここでは、水密材１２は、導体１１を構成する複数の導体素線間の間隙および導体１１の周囲に充填され、導体１１および絶縁体１３に接着して水密性を付与する。水密型絶縁電線１の表面には、品名、製造者名、製造年等を示す図示しないエンボス表示を絶縁体１３の外周表面の長手方向に施すことができる。

本発明に係る水密型絶縁電線の実施形態は、水密型絶縁電線の要求特性を維持しつつ、導体の酸化および腐食に起因する導体変色を効果的に防止できるようにしたもので、特に水密材の配合にＭｇＯによる受酸剤を加えることを特徴としている。また、水密材には−１０〜６０℃でヤング率が１０〜１６０ＭＰａの範囲の熱可塑性ポリエステルを使用することで、広範な温度領域にて水密性や可撓性などの特性を維持できるようにしている。

図２は、水密型絶縁電線に使用する水密材の樹脂コンパウンドの配合仕様の一例を示す図である。絶縁電線用水密材の実施例に係る配合では、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）をグラフト共重合させた樹脂材料を用いる。ＥＶＡにより、水密性を得るための接着性、柔軟性を付与し、これにグラフト共重合させたＰＶＣにより、ＰＶＣからなる絶縁体１３に対する接着性を向上させている。
フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）は、その添加量に応じて水密材を軟質化させ、適度な柔軟性を付与する（ＤＯＰは、可塑剤として機能する）。また、水密材の押出加工時の熱劣化等を抑えて加工性を安定させるため、錫系安定剤を用いる。本例では、ＥＶＡ‐ＰＶＣ共重合体１００重量部に対して、ＤＯＰを２５〜４５重量部、錫系安定剤を５重量部、カーボンブラックを１重量部配合している。

導体１１および絶縁体１３に対する水密材１２の接着性を向上させるために熱可塑性ポリエステルを用いる。本実施形態の例では、配合する熱可塑性ポリエステルは、−１０〜６０℃の環境で、ヤング率が１０〜１６０ＭＰａの特性で接着性を有するものとする。この場合、一例として熱可塑性ポリエステルのガラス転移点（Ｔｇ）が−２０℃、分子量が約１９０００のものを用いることができる。上記のようなヤング率を有することで、広範な温度領域にて柔軟性が維持され、水密型絶縁電線の水密性および可撓性を安定させることができる。本例の接着剤の配合量は８０〜１６０重量部、望ましくは１１０〜１５０重量部とされる。

水密材１２には、さらに酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いた受酸剤を配合する。金属化合物からなる受酸剤は、酸を中和する機能を有する。水密材１２にＭｇＯによる受酸剤を添加することで、水密材から発生した酸と受酸剤とを反応させる。これによって、酸を不活性化させることができるため、酸による導体１１の酸化および腐食を抑制できる。また、ＭｇＯによる受酸剤は、水密材と可塑剤との相溶性を向上させ、水密型絶縁電線における水密材からの可塑剤のブリードを抑制し、ブリードした可塑剤の分解生成物による導体変色を防止する効果が得られる。本発明に係る実施形態では、ＭｇＯを受酸剤として水密材の樹脂コンパウンドに添加することにより、導体１１の変色を効果的に防止できることが見出された。
以下に、水密材の樹脂コンパウンドの配合仕様に応じた評価結果を示す。

（受酸剤の効果の評価）
上記のように、導体変色が生じる要因として、水密材に含まれるＥＶＡおよび可塑剤から発生する酸が考えられるため、酸を不活性化して導体変色を抑える、受酸剤の効果を比較評価した。受酸剤としては、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ₃、ＣａＣＯ₃、ハイドロタルサイト、カルボジイミドを用いた。
ハイドロタルサイトは、一般式［Ｍ²⁺ _1-xＭ³⁺ _x（ＯＨ）₂］［Ａ^n- _x/n・ｍＨ₂Ｏ］（式中、Ｍ²⁺は２価の金属イオンを、Ｍ³⁺は３価の金属イオンを表し、Ａ^n- _x/nは層間陰イオンを表す。また０＜ｘ＜１であり、ｎはＡの価数、０≦ｍ＜１である）で表される化合物の一つとされる。

図３は、受酸剤評価用の試料における配合仕様を示す図である。ここでは、試料Ｓ１〜Ｓ１０、及び比較用の試料としてＳ０１、Ｓ０２を用意した。比較用の試料Ｓ０１として、樹脂コンパウンドを使用せず純水のみの試料を用意した。各試料Ｓ０２，Ｓ１〜Ｓ１０において、ＥＶＡ−ＰＶＣグラフト共重合体を１００重量部、ＤＯＰを４５重量部、錫系安定剤を５重量部配合した。そして試料Ｓ１〜Ｓ１０には、さらにそれぞれ後述する受酸剤を１重量部配合し、比較用の試料Ｓ０２には受酸剤を配合しなかった。
受酸剤として、試料Ｓ１，Ｓ２はＭｇＯを用い、試料Ｓ３はＭｇＣＯ₃を用い、試料Ｓ４，Ｓ５はＣａＣＯ₃を用い、試料Ｓ６，Ｓ７はハイドロタルサイトを用い、試料Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０はカルボジイミドを用いた。同一の受酸剤で複数の試料があるものは、同一物質で異なるグレードの物を用いている。

受酸剤の導体変色防止効果に係る評価において、（１）酸発生試験と、（２）銅腐食試験とを行った。
（１）図４（Ａ）により酸発生試験方法を説明する。酸発生試験においては、純水２１を入れた容器２０内に、配合仕様に基づき配合した樹脂コンパウンド２２を純水２１に浸るように投入し、この容器２０を７０℃の恒温槽内に置く。そしてこの状態で１４日間経過後に、容器２０内の純水のｐＨを測定した。
（２）図４（Ｂ）により銅腐食試験方法を説明する。銅腐食試験においては、純水２１を入れた容器２０内に、配合仕様に基づき配合した樹脂コンパウンドを純水２１に浸るように投入し、さらにその純水２１に部分的に浸るように銅板２３を固定する。この容器２０を７０℃の恒温槽内に置き、１４日間経過後に、容器２０内の銅板２３の変色状態を観察した。

（受酸剤評価結果）
図５は、受酸剤の配合内容に応じた酸発生試験と銅腐食試験による結果を示す図である。
評価試料としては、上記図３に示す受酸剤を添加した試料Ｓ１〜Ｓ１０と、樹脂コンパウンドを使用せず純水のみの試料Ｓ０１と、試料Ｓ１〜Ｓ１０と同様にＥＶＡ‐ＰＶＣグラフト共重合体（１００重量部）にＤＯＰ（４５重量部）、および錫系安定剤（５重量部）を配合し、これに受酸剤を添加しない試料Ｓ０２とを用いた。

図５に示すように、酸発生試験において、ＭｇＯを用いた試料Ｓ１，Ｓ２のｐＨが最も高く、次いで、純水のみの試料Ｓ０１、ＭｇＣＯ₃を用いた試料Ｓ３、ＣａＣＯ₃を用いた試料Ｓ４，Ｓ５、ハイドロタルサイトを用いた試料Ｓ６，Ｓ７、カルボジイミドを用いた試料Ｓ８〜Ｓ１０の順でｐＨが低下した。すなわち、受酸剤としてＭｇＯを用いた配合仕様では、酸発生試験における純水のｐＨが明らかに高く、樹脂コンパウンドから生成された酸が受酸剤と反応してｐＨが高くなったことが考えられる。

銅腐食試験においては、酸発生試験においてｐＨが低い試料ほど、銅板の変色が進行することが確認された。銅板の変色の進行は、銅板表面の酸化および腐食が進行していることを示す。すなわち銅腐食試験による銅板の酸化および腐食進行は、酸発生試験におけるｐＨの値に連動し、ＭｇＯを用いた試料Ｓ１，Ｓ２が最も変色がなく良好であり、次いで、純水のみの試料Ｓ０１、ＭｇＣＯ₃を用いた試料Ｓ３、ＣａＣＯ₃を用いた試料Ｓ４，Ｓ５、ハイドロタルサイトを用いた試料Ｓ６，Ｓ７、カルボジイミドを用いた試料Ｓ８〜Ｓ１０の順で変色の程度が大きくなり、変色が進行していることが確認された。

図６は、受酸剤の配合量を異ならせた配合仕様を示す図である。
上記の受酸剤の種類の検討結果において、結果が良好であったＭｇＯ、及びＭｇＣＯ₃について配合量を変化させ、上記と同様に酸発生試験と銅腐食試験とを行った。
ここでは、比較のために受酸剤を配合しないＳ０１１と、ＭｇＯまたはＭｇＣＯ₃による受酸剤を配合した９種類の試料Ｓ１１〜Ｓ１９を作成した。各試料Ｓ０１１、Ｓ１１〜Ｓ１９において、ＥＶＡ−ＰＶＣグラフト共重合体を１００重量部、ＤＯＰを４５重量部、錫系安定剤を５重量部、カーボンブラックを１重量部、Ｔｇ（ガラス転移点）が−２０℃の熱可塑性ポリエステルを１３０重量部配合した。Ｔｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルは、−１０〜６０℃の温度範囲でヤング率が１０〜１６０ＭＰａの範囲にある。

受酸剤を添加した試料Ｓ１１〜Ｓ１６では、受酸剤としてＭｇＯを使用し、配合量をＥＶＡ‐ＰＶＣグラフト共重合体１００重量部に対して０．２５、０．５、１重量部のいずれかとした。Ｓ１１〜Ｓ１３と、Ｓ１４〜Ｓ１６とでは異なるグレードのＭｇＯを用いている。また、試料Ｓ１７〜Ｓ１９では、受酸剤としてＭｇＣＯ₃を使用し、配合量をＥＶＡ‐ＰＶＣグラフト共重合体１００重量部に対して０．２５、０．５、１重量部のいずれかとした。受酸剤を添加した全ての試料Ｓ１１〜Ｓ１９では、接着剤として、上記のＴｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルを用いた。

図７は、受酸剤としてＭｇＯとＭｇＣＯ₃を用いた樹脂コンパウンドによる酸発生試験と銅腐食試験の結果を示す図である。
評価試料としては、樹脂コンパウンドを使用せず純水のみの試料Ｓ０１と、上記図６に記載した試料Ｓ０１１（受酸剤がなく、Ｔｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルを配合）、およびＭｇＯまたはＭｇＣＯ₃による受酸剤を配合した試料Ｓ１１〜Ｓ１９を用いた。

図７に示すように、酸発生試験において、純水のみの試料Ｓ０１が最もｐＨが高いが、樹脂コンパウンドを用いた試料では、受酸剤としてＭｇＯまたはＭｇＣＯ₃を使用した試料Ｓ１１〜Ｓ１９において、受酸剤を用いない試料Ｓ０１１よりもｐＨが高くなっている。また、受酸剤としてＭｇＯを用いた試料Ｓ１１〜Ｓ１６は、受酸剤としてＭｇＣＯ₃を用いた試料Ｓ１７〜Ｓ１９よりも明らかにｐＨが高く、１重量部配合した試料Ｓ１３，Ｓ１６は中性であることが確認された。

図８は、上記の酸発生試験における受酸剤の配合部数とｐＨとの関係を示す図である。
図８に示すように、受酸剤の配合量の増加に従ってｐＨが高くなっていることがわかる。つまり、受酸剤を増量させることにより、樹脂コンパウンドから発生した酸の反応が促進され、ｐＨが高く抑えられるものと考えられる。
また、ＭｇＯを用いた試料は、ＭｇＣＯ₃を用いた試料よりも明らかにｐＨが高く、受酸剤としてＭｇＯを用いることで、酸発生試験における良好な結果が得られた。

また、銅腐食試験の結果、酸発生試験においてｐＨが低い試料ほど、銅の変色が進行する傾向が確認された。特に受酸剤を配合していない試料Ｓ０１１では、銅板が黒色に変色し、変色が顕著であった。また、受酸剤を配合した試料Ｓ１１〜Ｓ１９では、銅板の変色が抑えられ有意に優れた効果が見られた。また、ＭｇＯを用いた試料Ｓ１１〜Ｓ１６は、ＭｇＣＯ₃を用いた試料Ｓ１７〜Ｓ１９よりも変色がなく良好であった。また、受酸剤の添加量が増加するほど、変色が抑えられる傾向があった。特にＭｇＯを１部配合した試料Ｓ１３，Ｓ１６では、銅板の変色がなく、最も良好な結果が得られた。
上記の結果から、ＭｇＯによる受酸剤を用いた樹脂コンパウンドによって、明らかに酸発生および銅の導体変色を防止することができることが確認された。

（水密性、皮剥性評価）
上記のようにＭｇＯによる受酸剤を用いた樹脂コンパウンドにより導体変色が改善されるが、ＭｇＯによる受酸剤を配合したときに水密性、皮剥性の要求特性が阻害されないことを次に記載の評価で確認した。
図９（Ａ）により水密性評価方法を説明する。水密性の評価においては、配合仕様に基づき配合した樹脂コンパウンドを熱成形して厚さ１ｍｍの板状の水密材サンプル３１を作成し、この水密材サンプル３１の両面に銅板３２融着させ、両面の銅板３２の端部を両側から引張試験機のチャックに固定し、チャック間を開くときの引張速度を５０ｍｍ／ｍｉｎとして剥離強度を測定した。水密材サンプル３１の幅は２０ｍｍであり、剥離強度としてＮ／２０ｍｍの値を求めた（以降、対Ｃｕ剥離強度と呼ぶ）。

図９（Ｂ）、図９（Ｃ）により皮剥性の評価方法を説明する。図９（Ｂ）に示すように、皮剥性の評価として、水密性評価と同様に配合仕様に基づき配合した樹脂コンパウンドを熱成形して厚さ１ｍｍの板状の水密材サンプル３１を作成する。そして皮剥性評価においては、水密材サンプル３１の両面にＰＶＣシート３３を融着させ、両面のＰＶＣシート３３の端部を両側から引張試験機のチャックに固定し、チャック間を開くときの引張速度を５０ｍｍ／ｍｉｎとして剥離強度（Ｎ／２０ｍｍ）を測定した（以降、対ＰＶＣ剥離強度と呼ぶ）。
また、図９（Ｃ）に示すように、皮剥性の評価として、配合仕様に基づき配合した樹脂コンパウンドを厚さ１ｍｍの板状に熱成形し、２０ｍｍ幅の領域をもつ所定形状に打ち抜いて水密材サンプル３４を作成する。この水密材サンプルの両端を引張試験機のチャックに固定して、５０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度でチャック間を開いて水密材サンプル３４が破断するときの引張強度（Ｎ／２０ｍｍ）を測定した（以降、水密材強度と呼ぶ）。

図１０は、水密性及び皮剥性の評価結果を示す図である。試料は図６の配合に基づく試料と同じものとした。すなわち、受酸剤がなくＴｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルを配合した試料Ｓ０１１と、ＭｇＯまたはＭｇＣＯ₃による受酸剤の配合量を変えた試料Ｓ１１〜Ｓ１９とを用いた。

対Ｃｕ剥離強度により、水密型絶縁電線における銅製の導体と水密材との密着性を評価することができる。比較例の配合による試料Ｓ０１１は、受酸剤を配合せず、またＴｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルを用いているが、このときの対Ｃｕ剥離強度は７．６（Ｎ／２０ｍｍ）であった。
これに対してＴｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルを使用し、さらに受酸剤としてＭｇＯを配合した試料Ｓ１１~Ｓ１６では、いずれの試料においても、試料Ｓ０１１よりも対Ｃｕ剥離強度が大きくなり、１１．８~１６．４（Ｎ／２０ｍｍ）の範囲となった。なお、受酸剤としてＭｇＣＯ₃を配合した試料Ｓ１７〜Ｓ１９では、対Ｃｕ剥離強度が６．５~１１．２（Ｎ／２０ｍｍ）の範囲となり、比較例の配合による試料Ｓ０１１に対して、試料Ｓ１７では対Ｃｕ剥離強度が小さく、他の試料Ｓ１８，Ｓ１９では対Ｃｕ剥離強度が大きい結果となった。
上記に示すように、ＭｇＯによる受酸剤を配合して導体変色防止に係る特性を向上させるときに、Ｃｕを使用した導体に対する剥離強度は低下することはなく、本試験に関しては上記の受酸剤の配合を要因とする水密性の低下はないものと考えられる。

また、皮剥性を判断するための水密材強度と、対ＰＶＣ剥離強度とが評価された。皮剥性においては、対Ｃｕ剥離強度＜水密材強度＜対ＰＶＣ剥離強度の数値が得られることが好ましい。上記のように水密型絶縁電線の絶縁体を剥がすときに、導体に絶縁体が残留することなく剥がれることが求められる。この特性を実現するためには、水密材とＣｕとの界面の剥離強度が最も小さく、これよりも水密材が破断する強度が大きく、さらに絶縁体に用いられるＰＶＣと水密材との剥離強度が最も大きいことが好ましい。この特性を有することにより、水密型絶縁電線の絶縁体を導体から剥離するときに、導体のＣｕと水密材との界面で界面剥離し、皮剥性が良好となる。

図１１は、上記の皮剥性の評価における、対Ｃｕ剥離強度、水密材強度、対ＰＶＣ剥離強度の関係をグラフにした図である。
上記の皮剥性の評価結果においては、受酸剤を配合しない試料Ｓ０１１、およびＭｇＯまたはＭｇＣＯ₃による受酸剤を配合した試料Ｓ１１〜Ｓ１９では、対Ｃｕ剥離強度＜水密材強度＜対ＰＶＣ剥離強度となり、水密型絶縁電線における皮剥性は良好であると考えられる。上記の結果から、受酸剤を配合したことにより、水密性が低下することなく、かつ皮剥性が良好であることが確認された。

（加工性評価）
図１２は、水密材の加工性評価結果を示す図である。ここでは、水密材を溶融して導体間および導体の周囲に充填するときの加工性を評価するためにＭＦＲ（Melt Flow Rate）を測定した。測定条件としては、測定温度を１５０℃とし、加重条件を１．２０ｋｇとした。
評価試料として、受酸剤がなく、接着剤としてＴｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステル（−１０〜６０℃の温度範囲におけるヤング率が１０〜１６０ＭＰａのもの）を用いた試料Ｓ０１１、および試料Ｓ０１１に対してＭｇＯによる１受酸剤を１．０重量部配合した試料Ｓ１３、及び試料Ｓ１６を使用した。
この結果、試料Ｓ１３、Ｓ１６では、試料Ｓ０１１に対してＭｇＯによる受酸剤を１．０重量部配合することで、ＭＦＲが向上した。このレベルであれば、水密材の充填加工性は問題がないといえる。すなわち、ＭｇＯによる受酸剤を所定量配合することによる水密材の加工性低下は生じないといえる。

（水密材と可塑剤との相溶性評価）
本発明に係る実施形態においては、水密材に柔軟性を付与させるための可塑剤が配合される。水密材と可塑剤の相溶性が悪いと、水密材内部で可塑剤が遊離し、加工成形した水密材の表面にブリードしてくる。水密材からブリードした可塑剤の分解生成物により、水密材に接触している導体が変色する。

相溶性を評価するために、水密材の樹脂コンパウンドをシート状に熱成形し、水に浸漬させて表面の可塑剤のブリードを観察した。
使用した試料は、受酸剤がなくＴｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルを使用した試料Ｓ０１１と、これにＭｇＯの受酸剤を０．２５部配合した試料Ｓ１１と、同じくＭｇＯの受酸剤を０．５重量部配合した試料Ｓ１２と、同じくＭｇＯの受酸剤を１．０重量部配合した試料Ｓ１３とした。
水密材の成形シートの大きさは１×３ｃｍ角で厚さ１ｍｍとし、これを７０℃の水に浸漬させ、その状態のまま１４日間経過後に成形シートの表面の状態を観察した。

この結果、受酸剤を添加しない試料Ｓ０１１では、水密材の成形シートの表面に斑点状に可塑剤がブリードしていた。これに対して、ＭｇＯによる受酸剤を配合した水密材の成形シートでは、可塑剤のブリード量が減少した。特に受酸剤の配合量が多くなるほど、成形シートの表面の可塑剤のブリード量は減少し、受酸剤を１．０重量部配合した試料Ｓ１３では、成形シート表面への可塑剤のブリードは観察できなかった。

この結果により、水密材の樹脂コンパウンドにＭｇＯによる受酸剤を配合することにより、可塑剤と水密材との相溶性が向上し、可塑剤のブリードが抑えられることが確認された。ＭｇＯによる受酸剤により、可塑剤のブリードが抑えられることで、水密型絶縁電線において、水密材からブリードした可塑剤の分解生成物による導体変色を防止できる。

（電線性能のまとめ）
図１３は、水密材を使用した水密型絶縁電線の性能を評価した結果を示す図である。水密型絶縁電線としての要求性能としては、雨水進入防止性（水密性）、皮剥性、低温可撓性、加工性、および導体変色防止性の各項目があり、これらの要求性能を満たす必要がある。各要求性能に対する評価結果を○（良好）、△（良）、×（不良）により示す。
雨水進入防止性（水密性）は、水密材の接着性に関わる特性である。雨水進入防止性では、水密型絶縁電線の端末に４９ｋＰａの水圧を２４時間加え、水密型絶縁電線内の走水長が所定長以下であることが要求される。ここでは水密型絶縁電線の内部を走水する水の走水長が２５０ｍｍ未満であれば評価結果を○（良好）とし、走水長が２５０〜４００ｍｍの範囲であれば△（良）とし、走水長が４００ｍｍ以上であれば×（不良）とした。

また、皮剥性は、水密型絶縁電線において、絶縁体を剥ぎ取ったときに、導体上に水密材や絶縁体が残留することなく絶縁体を剥離できることが要求される。このとき導体上に水密材や絶縁体が残留することなく絶縁体が剥離できれば評価結果を○（良好）、そうでなければ×（不良）とした。
低温可撓性は、低温領域における柔軟性に関わる特性であり、低温下で当該水密型絶縁電線を使用する際に求められる特性である。低温可撓性は、−１０℃の雰囲気で水密型絶縁電線を１８０°屈曲させ、このときに水密型絶縁電線の絶縁体にひびわれを生じないことが要求される。ここではひびわれがない場合、評価結果を○（良好）とし、ひびわれが生じた場合を×（不良）とした。

また、加工性は、水密材を加熱溶融して導体内および導体周囲に充填するときに、充填不良なく良好に充填できることが要求される。充填不良なく水密材を充填できれば評価結果を○（良好）、そうでなければ×（不良）とした。
また、導体変色防止性では、水密型絶縁電線を水中に浸漬し、所定のヒートサイクル（８時間加熱ＯＮ（このうち４時間以上６０℃）、１６時間加熱ＯＦＦ）を１か月間与え、導体に黒色変色がないことが要求される。ここで導体に変色がなければ、評価結果を○（良好）とし、若干変色がある場合には△（良）とし、黒色に変色していれば×（不良）とした。

上記の要求性能について、受酸剤がなくＴｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステル（−１０〜６０℃の温度範囲でヤング率が１０〜１６０ＭＰａの特性を実現するもの）を用いた水密材の試料Ｓ０１１と、上記のＴｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルを使用し、さらにＭｇＯによる受酸剤を１．０重量部配合した水密材の試料Ｓ１３，Ｓ１６とを使用した水密型絶縁電線を評価した。

この結果、受酸剤を使用しない試料Ｓ０１１では、雨水進入防止性、皮剥性、低温可撓性、および加工性の要求が満足されたが、導体変色防止性については不良であった。−１０〜６０℃の温度範囲でヤング率が１０〜１６０ＭＰａの特性熱可塑性ポリエステルを使用したことにより、良好な水密性が得られ、また低温領域での柔軟性が維持されることで、良好な低温可撓性が得られたものと考えられる。

さらに、Ｔｇが−２０℃の熱可塑性ポリエステルを使用し、さらにＭｇＯによる受酸剤を１．０重量部配合した試料Ｓ１３，Ｓ１６においては、導体変色防止に係る特性が改善され、図１３の要求特性が全て良好となる結果が得られた。
ＭｇＯによる受酸剤は、水密材から発生する酸と反応して不活性化し銅の酸化および腐食を抑える効果が得られる。また上記のように、ＭｇＯによる受酸剤は、水密材と可塑剤との相溶性を促進し、水密材からの可塑剤のブリードを抑える。これにより、ブリードした可塑剤の分解生成物による導体変色を防止する効果を得ることができる。ＭｇＯによる受酸剤を配合することで、水密型絶縁電線における水密性、皮剥性などの各種の要求特性を阻害することなく、導体変色の要因となる導体の酸化および腐食を抑えて、高品質の水密型絶縁電線を提供することができた。

１…水密型絶縁電線、１１…導体、１２…水密材、１３…絶縁体、２０…容器、２１…純水、２２…樹脂コンパウンド、２３…銅板、３１…水密材サンプル、３２…銅板、３３…ＰＶＣシート、３４…水密材サンプル。

Claims (3)

1. 導体と、該導体の周囲に被覆される絶縁体と、該導体と絶縁体との間の間隙に充填される水密材とを有する水密型絶縁電線であって、
   前記水密材は、少なくもエチレン−酢酸ビニル共重合体を含むポリマーと、受酸剤とを含み、該受酸剤は、酸化マグシウムである、水密型絶縁電線。
2. 前記ポリマーは、エチレン−酢酸ビニル共重合体とポリ塩化ビニルのグラフト共重合体であって、
   前記水密材は、さらに柔軟性を付与させるための可塑剤を含む、請求項１に記載の水密型絶縁電線。
3. 前記水密材は、さらに熱可塑性ポリエステルを含み、
   該熱可塑性ポリエステルは、−１０℃から６０℃の温度範囲において、ヤング率が１０〜１６０ＭＰａの範囲にある熱可塑性ポリエステルである、請求項１または２に記載の水密型絶縁電線。
   

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