JP2024082649A - Crosslinked rubber composition, electric wire, cable, and method for producing crosslinked rubber composition - Google Patents

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彩乃 道端
新吾 芦原
浩貴 矢▲崎▼
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Abstract

【課題】高い架橋度と高い結晶量を併せ持ち、優れた耐摩耗性を有する材料、それを用いた電線およびケーブルを提供する。【解決手段】塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含む架橋ゴム組成物であって、塩素化ポリエチレンの示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量が2J/gを超え、エチレン系共重合樹脂の融点が、70℃以上であり、架橋ゴム組成物のゲル分率が70%以上であり、かつ、架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である、架橋ゴム組成物およびその架橋ゴム組成物を用いた電線、ケーブル。【選択図】なし[Problem] To provide a material having both a high degree of crosslinking and a high amount of crystallinity and excellent abrasion resistance, and an electric wire and cable using the same. [Solution] A crosslinked rubber composition containing a base polymer in which at least an ethylene-based copolymer resin is mixed with chlorinated polyethylene, the chlorinated polyethylene has a heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) of more than 2 J/g, the ethylene-based copolymer resin has a melting point of 70°C or higher, the crosslinked rubber composition has a gel fraction of 70% or higher, and the residual heat of fusion, expressed as the ratio (percentage) of the heat of fusion of the crosslinked rubber composition measured by differential scanning calorimetry (DSC) after crosslinking to the heat of fusion of the crosslinked rubber composition measured by differential scanning calorimetry (DSC) before crosslinking, is 70% or higher, and the electric wire and cable using the crosslinked rubber composition. [Selected Figure] None

Description

本発明は、架橋ゴム組成物、電線、ケーブルおよび架橋ゴム組成物の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a crosslinked rubber composition, an electric wire, a cable, and a method for producing the crosslinked rubber composition.

電線やケーブルの被覆材において、柔軟性または耐久性などが要求される用途においては、被覆材として主にゴム材料が用いられる。このようなゴム材料で被覆された汎用ケーブルとして、キャブタイヤケーブルなどが挙げられる。 In applications where flexibility or durability is required, rubber materials are primarily used as covering materials for electric wires and cables. Examples of general-purpose cables covered with such rubber materials include cab-tyre cables.

キャブタイヤケーブルは、使用用途により固定用と可動用に分類される。このうち可動用のキャブタイヤケーブルでは、ケーブル自体が移動することから繰り返しの曲げに対する耐屈曲性や、様々な環境下での擦れに対する耐摩擦性などが要求される。 Cab-tyre cables are classified into fixed and movable types depending on the purpose of use. Of these, movable cab-tyre cables require resistance to repeated bending, as the cable itself moves, and resistance to friction in various environments.

他方、電線・ケーブルの被覆材に使用されるゴム材料は多岐にわたるが、その中でも塩素系ゴムは難燃性や耐油性に優れる高機能材料として知られている。我々は、塩素系ゴムにおいて、特に経済性の高い塩素化ポリエチレンを用いた被覆材の開発を進め、これまでに様々な発明を創出してきた。また、加工性を向上させるために塩素化ポリエチレンと高い相溶性を示し、かつ塩素化ポリエチレンよりも高い加熱流動性を示すエチレン系共重合樹脂やポリエチレンをアロイ化することが有効であることを見出している。 On the other hand, a wide variety of rubber materials are used as covering materials for electric wires and cables, and among them, chlorine-based rubber is known as a highly functional material with excellent flame retardancy and oil resistance. We have been developing covering materials using chlorine-based rubber, particularly chlorinated polyethylene, which is highly economical, and have created various inventions to date. We have also found that alloying with ethylene-based copolymer resins and polyethylene, which are highly compatible with chlorinated polyethylene and have higher thermal fluidity than chlorinated polyethylene, is effective in improving processability.

また、電線やケーブルの被覆材においては、耐熱性をはじめとした諸特性を向上させるために、被覆材であるポリマの分子間を化学的に結合させる架橋処理を施すことが多い。一般に、広く用いられている架橋処理の一種である過酸化物架橋は、被覆材料に予め架橋剤として有機過酸化物を配合し、ケーブル被覆後に熱を加えることで過酸化物を分解、生じた活性種(ラジカル)がポリマ中の水素原子を引き抜き、架橋する(例えば、特開2018-110130号公報参照)。 In addition, in order to improve various properties, including heat resistance, the covering material for electric wires and cables is often subjected to a crosslinking process that chemically bonds the molecules of the polymer that is the covering material. In general, peroxide crosslinking, which is a type of crosslinking process that is widely used, is a process in which an organic peroxide is mixed into the covering material as a crosslinking agent in advance, and the peroxide is decomposed by applying heat after the cable is covered, and the resulting active species (radicals) extract hydrogen atoms from the polymer, causing crosslinking (see, for example, JP 2018-110130 A).

キャブタイヤケーブルに要求される耐摩耗性を向上させるためには、架橋度の増加、ポリマの分子量・結晶量の増加などの対応が有効である。例えば、ポリマにおける結晶は、その結晶の融点以下の温度において一部の分子が強固な結晶構造をとることにより形成される。ポリマ分子における構造の規則性が高いほど結晶構造がとりやすい。その結晶量は示差走査熱量測定(DSC)により測定される融解熱量で示すことができる。 To improve the abrasion resistance required for cab-tyre cables, it is effective to take measures such as increasing the degree of cross-linking and the molecular weight and amount of crystallinity of the polymer. For example, crystals in a polymer are formed when some of the molecules adopt a strong crystal structure at a temperature below the melting point of the crystal. The more regular the structure of the polymer molecules, the easier it is to adopt a crystalline structure. The amount of crystallinity can be indicated by the heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC).

特開2018-110130号公報JP 2018-110130 A

この過酸化物を利用する架橋は、架橋度が高い点で好ましいものの、ポリマ中の結晶量が少なくなり、耐摩耗性が低下する場合がある。これは、過酸化物を利用して架橋する際には、過酸化物を分解するために高温にまで加熱する。そのため、その熱で結晶が融解してしまい、その融解状態で架橋がなされることでポリマの構造の規則性が低下するためと考えられる。 Crosslinking using peroxides is preferable because it achieves a high degree of crosslinking, but it can reduce the amount of crystals in the polymer, which can lead to reduced abrasion resistance. This is because when crosslinking using peroxides, the polymer is heated to a high temperature to decompose the peroxide. This heat melts the crystals, and crosslinking occurs in the molten state, which reduces the regularity of the polymer structure.

そこで、本発明の目的は、高い架橋度と高い結晶量を併せ持ち、優れた耐摩耗性を有する材料、それを用いた電線およびケーブルを提供することにある。
その他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
SUMMARY OF THE PRESENT EMBODIMENT An object of the present invention is to provide a material which has both a high degree of crosslinking and a high amount of crystallinity and has excellent abrasion resistance, and an electric wire and cable using the same.
Other objects and novel features will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本発明の一実施の形態である架橋ゴム組成物は、塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含む架橋ゴム組成物であって、塩素化ポリエチレンの示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量が2J/gを超え、前記エチレン系共重合樹脂の融点が、70℃以上であり、前記架橋ゴム組成物は、そのゲル分率が70%以上であり、かつ、前記架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である。 The crosslinked rubber composition according to one embodiment of the present invention is a crosslinked rubber composition containing a base polymer in which at least an ethylene-based copolymer resin is mixed with a chlorinated polyethylene, the chlorinated polyethylene has a heat of fusion by differential scanning calorimetry (DSC) of more than 2 J/g, the ethylene-based copolymer resin has a melting point of 70°C or higher, the crosslinked rubber composition has a gel fraction of 70% or higher, and the crosslinked rubber composition has a residual heat of fusion expressed as the ratio (percentage) of the heat of fusion by differential scanning calorimetry (DSC) after crosslinking to the heat of fusion by differential scanning calorimetry (DSC) before crosslinking, of 70% or higher.

本発明の一実施の形態である電線は、導体と、前記導体を被覆する絶縁層と、を有する電線であって、前記絶縁層は、塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含む架橋ゴム組成物であって、前記架橋ゴム組成物のゲル分率が70%以上であり、かつ、前記架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である、架橋ゴム組成物から構成される。 The electric wire according to one embodiment of the present invention is an electric wire having a conductor and an insulating layer covering the conductor, and the insulating layer is a crosslinked rubber composition containing a base polymer in which chlorinated polyethylene is mixed with at least an ethylene-based copolymer resin, the crosslinked rubber composition having a gel fraction of 70% or more, and a residual heat of fusion expressed as the ratio (percentage) of the heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) after crosslinking to the heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) before crosslinking of the crosslinked rubber composition, of 70% or more.

本発明の一実施の形態であるケーブルは、導体と、前記導体を被覆する絶縁層と、前記絶縁層を被覆する被覆層を有するケーブルであって、前記被覆層は、塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含む架橋ゴム組成物であって、前記架橋ゴム組成物のゲル分率が70%以上であり、かつ、前記架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である、架橋ゴム組成物から構成される。 The cable according to one embodiment of the present invention is a cable having a conductor, an insulating layer covering the conductor, and a covering layer covering the insulating layer, and the covering layer is a crosslinked rubber composition containing a base polymer in which chlorinated polyethylene is mixed with at least an ethylene-based copolymer resin, the crosslinked rubber composition having a gel fraction of 70% or more, and a residual heat of fusion expressed as the ratio (percentage) of the heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) after crosslinking to the heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) before crosslinking of the crosslinked rubber composition, of 70% or more.

本発明の一実施の形態である架橋ゴム組成物の製造方法は、塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含むゴム組成物を用意し、前記ゴム組成物に電子線照射を行い、架橋させて架橋ゴム組成物とする架橋ゴム組成物の製造方法であって、前記架橋ゴム組成物のゲル分率が70%以上であり、かつ、前記架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である。 The method for producing a crosslinked rubber composition according to one embodiment of the present invention comprises preparing a rubber composition containing a base polymer in which at least an ethylene-based copolymer resin is mixed with chlorinated polyethylene, irradiating the rubber composition with an electron beam, and crosslinking the rubber composition to produce a crosslinked rubber composition, the crosslinked rubber composition having a gel fraction of 70% or more and a residual heat of fusion, expressed as the ratio (percentage) of the heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) after crosslinking to the heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) before crosslinking, of the crosslinked rubber composition being 70% or more.

本発明の一実施の形態である架橋ゴム組成物およびその製造方法によれば、高い架橋度と高い結晶量を併せ持ち、優れた耐摩耗性を有する材料を提供できる。 The crosslinked rubber composition and manufacturing method thereof, which are an embodiment of the present invention, can provide a material that has both a high degree of crosslinking and a high amount of crystallinity, and has excellent abrasion resistance.

また、本発明の一実施の形態の電線およびケーブルによれば、高い架橋度と高い結晶量を併せ持ち、優れた耐摩耗性を有するものとできる。 In addition, the electric wire and cable according to one embodiment of the present invention has both a high degree of cross-linking and a high amount of crystallinity, and has excellent abrasion resistance.

本発明の一実施の形態である、ケーブルの断面模式図である。1 is a schematic cross-sectional view of a cable according to an embodiment of the present invention; 実施例で用いた、ケーブル製造(押出)工程を実施する押出機の概略構成を示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an extruder used in the examples for carrying out a cable production (extrusion) process.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なときを除き、同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In all drawings used to explain the embodiment, the same reference numerals are used for components having the same functions, and repeated explanations will be omitted. In addition, in the following embodiment, explanations of the same or similar parts will not be repeated as a general rule, unless particularly necessary.

<実施の形態>
上記のように、架橋度が高く、かつ、ポリマ中の結晶量も多く保持できるようにすることで、耐摩耗性に優れた架橋ゴム組成物を得るために、本発明者らは、架橋時に高温を必要としない電子線照射による架橋の適用を考え、ベースポリマとして、塩素化ポリエチレンと少なくともエチレン系共重合樹脂を含む混合物を含む架橋ゴム組成物を検討した。
<Embodiment>
As described above, in order to obtain a crosslinked rubber composition having excellent abrasion resistance by having a high degree of crosslinking and by being able to retain a large amount of crystallinity in the polymer, the present inventors considered the application of crosslinking by electron beam irradiation, which does not require high temperatures during crosslinking, and investigated a crosslinked rubber composition containing a mixture containing chlorinated polyethylene and at least an ethylene-based copolymer resin as a base polymer.

そして、本発明者らは、このような組成からなる架橋ゴム組成物において、所定の特性を有するようにすることで、耐摩耗性に優れた架橋ゴム組成物となることを見出し、本発明を完成した。
以下、本実施の形態である架橋ゴム組成物、電線およびケーブルについて詳細に説明する。
The present inventors have discovered that by imparting specific properties to a crosslinked rubber composition having such a composition, it is possible to obtain a crosslinked rubber composition having excellent abrasion resistance, and have completed the present invention.
The crosslinked rubber composition, the electric wire, and the cable according to the present embodiment will be described in detail below.

[架橋ゴム組成物]
本実施の形態に係る架橋ゴム組成物は、塩素化ポリエチレンに少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含んで構成されるものである。
[Crosslinked Rubber Composition]
The crosslinked rubber composition according to the present embodiment is constituted by containing a base polymer in which chlorinated polyethylene is mixed with at least an ethylene-based copolymer resin.

(ベースポリマ)
本実施の形態で用いられるベースポリマは、塩素化ポリエチレンに少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマである。以下、各成分について詳細に説明する。
(Base polymer)
The base polymer used in the present embodiment is a base polymer in which at least an ethylene-based copolymer resin is mixed with chlorinated polyethylene. Each component will be described in detail below.

〈塩素化ポリエチレン〉
ここで用いられる塩素化ポリエチレンは、公知の塩素化ポリエチレンであれば特に限定されずに使用することができる。
<Chlorinated polyethylene>
The chlorinated polyethylene used here is not particularly limited, and any known chlorinated polyethylene can be used.

この塩素化ポリエチレンとしては、耐摩耗性の向上の観点から、結晶性グレードの塩素化ポリエチレンを用いることが好ましい。一般に結晶性グレードとされる結晶量を有する塩素化ポリエチレンとしては、具体的には、示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量が2J/g~80J/gの塩素化ポリエチレンが好ましい。塩素化ポリエチレンの融解熱量は5J/g~30J/gがより好ましく、特に耐摩耗性と可とう性のバランスを考えると融解熱量が10J/g~20J/gがさらに好ましい。 From the viewpoint of improving abrasion resistance, it is preferable to use crystalline grade chlorinated polyethylene as this chlorinated polyethylene. Specifically, chlorinated polyethylene having a crystallinity generally considered to be crystalline grade is preferably chlorinated polyethylene having a heat of fusion of 2 J/g to 80 J/g as measured by differential scanning calorimetry (DSC). The heat of fusion of chlorinated polyethylene is more preferably 5 J/g to 30 J/g, and even more preferably 10 J/g to 20 J/g, taking into consideration the balance between abrasion resistance and flexibility.

なお、本明細書で、融解熱量は、示差走査熱量測定(DSC)により測定される融解熱量であり、測定される樹脂中に含まれる結晶の量に応じて変動するものである。塩素化ポリエチレンの結晶の融解は、おおよそ100~130℃程度で起こる。測定は、アルミニウムパンを用い、加熱速度10℃/分、冷却速度5℃/分、上限温度150℃、下限温度25℃の条件で行うことができる。熱履歴の影響をなくすため、融解熱量は2回目昇温時の値を用いた。この融解熱量により、樹脂の結晶量を評価できる。そのため、以下、この融解熱量を、結晶量の数値として記載することもある。 In this specification, the heat of fusion is the heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) and varies depending on the amount of crystals contained in the resin being measured. Crystals of chlorinated polyethylene melt at approximately 100 to 130°C. Measurements can be performed using an aluminum pan under conditions of a heating rate of 10°C/min, a cooling rate of 5°C/min, an upper limit temperature of 150°C, and a lower limit temperature of 25°C. To eliminate the influence of thermal history, the value of the heat of fusion at the second temperature increase was used. The amount of crystals in the resin can be evaluated from this heat of fusion. Therefore, hereinafter, this heat of fusion may also be described as the numerical value of the amount of crystals.

また、この塩素化ポリエチレンは、塩素含有量が20~45質量%、121℃、1分予熱後、4分経過時のムーニー粘度が120以下程度とすることが好ましく、難燃性や柔軟性のバランスの観点から、塩素含有量が25~40質量%、121℃、1分予熱後、4分経過後のムーニー粘度が90以下であることがより好ましい。 In addition, it is preferable that this chlorinated polyethylene has a chlorine content of 20 to 45% by mass, a Mooney viscosity of about 120 or less after 4 minutes of preheating at 121°C for 1 minute, and from the viewpoint of a balance between flame retardancy and flexibility, it is even more preferable that the chlorine content is 25 to 40% by mass, and a Mooney viscosity of 90 or less after 4 minutes of preheating at 121°C for 1 minute.

(エチレン系共重合樹脂)
ここで用いられるエチレン系共重合樹脂は、公知のエチレン系共重合樹脂であればよく、特に限定されるものではない。このエチレン系共重合樹脂としては、具体的には、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、エチレンメチルアクリレート共重合樹脂、エチレンエチルアクリレート共重合樹脂、エチレンプロピレン共重合体、エチレンプロピレンジエン共重合体やこれらの変性体が挙げられ、また、これらエチレン系共重合樹脂の複数種を混合した混合樹脂としてもよい。
(Ethylene-based copolymer resin)
The ethylene-based copolymer resin used here is not particularly limited as long as it is a known ethylene-based copolymer resin. Specific examples of the ethylene-based copolymer resin include ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene-methyl acrylate copolymer resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, ethylene-propylene copolymer, ethylene-propylene-diene copolymer, and modified products thereof. Also, a mixed resin in which a plurality of types of these ethylene-based copolymer resins are mixed may be used.

これらの中でも、耐摩耗性、柔軟性およびケーブル押出被覆時の良好な成型性のバランスを保つため、特に、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂、エチレンエチルアクリレート共重合樹脂などを用いることが好ましい。 Among these, it is particularly preferable to use ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer resin, etc., in order to maintain a good balance between abrasion resistance, flexibility, and good moldability during cable extrusion coating.

また、エチレン系共重合樹脂としては、融点70℃以上のエチレン系共重合樹脂が好ましく、樹脂中の結晶量の観点からは、融点80℃以上のエチレン系共重合樹脂がより好ましく、融点85℃以上のエチレン系共重合体樹脂がさらに好ましい。融点が70℃以上のエチレン系共重合樹脂は、複数種を併用してもよく、特性が発現する領域で融点70℃以上のエチレン系共重合樹脂に、融点70℃以上のエチレン系共重合樹脂を混合したものとしてもよい。このエチレン系共重合樹脂としては、具体的には、エチレン-α-オレフィン共重合体、さらに具体的には、エチレンブテン共重合体などが挙げられる。 As the ethylene-based copolymer resin, an ethylene-based copolymer resin having a melting point of 70°C or more is preferred, and from the viewpoint of the amount of crystals in the resin, an ethylene-based copolymer resin having a melting point of 80°C or more is more preferred, and an ethylene-based copolymer resin having a melting point of 85°C or more is even more preferred. A plurality of ethylene-based copolymer resins having a melting point of 70°C or more may be used in combination, and an ethylene-based copolymer resin having a melting point of 70°C or more may be mixed with an ethylene-based copolymer resin having a melting point of 70°C or more in the region where the characteristics are expressed. Specific examples of this ethylene-based copolymer resin include ethylene-α-olefin copolymers, and more specifically, ethylene butene copolymers.

また、エチレン系共重合樹脂は、その物性に限定されるものではないが、例えば、190℃、2.16kgfの条件でのメルトフローレート(MFR)が6g/10分以下とすればよく、耐摩耗性向上の観点から、190℃、2.16kgfの条件でのメルトフローレート(MFR)が1g/10分以下であることが好ましい。 The ethylene copolymer resin is not limited in terms of its physical properties, but may have a melt flow rate (MFR) of 6 g/10 min or less at 190°C and 2.16 kgf, for example, and from the viewpoint of improving abrasion resistance, it is preferable that the melt flow rate (MFR) is 1 g/10 min or less at 190°C and 2.16 kgf.

上記した塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマにおいて、耐摩耗性、加工性、可とう性の観点から、ベースポリマを100質量部としたとき、少なくとも塩素化ポリエチレンの含有量は50質量部以上とすることが好ましい。 In the base polymer in which the above-mentioned chlorinated polyethylene is mixed with at least an ethylene-based copolymer resin, it is preferable that the content of chlorinated polyethylene is at least 50 parts by mass or more when the base polymer is taken as 100 parts by mass, from the viewpoints of abrasion resistance, processability, and flexibility.

このベースポリマを構成する樹脂の混合比率は、塩素化ポリエチレンとエチレン系共重合樹脂とが、質量比で、90:10~50:50の範囲が好ましく、80:20~60:40の範囲がより好ましく、耐摩耗性、加工性および可とう性の全ての特性を優れたものとできるため、70:30近辺の比率範囲が特に好ましい。 The mixing ratio of the resins that make up this base polymer is preferably in the range of 90:10 to 50:50 by mass of chlorinated polyethylene and ethylene copolymer resin, more preferably in the range of 80:20 to 60:40, and a ratio range of around 70:30 is particularly preferred as this provides excellent properties in all respects, including abrasion resistance, processability, and flexibility.

また、ベースポリマには、塩素化ポリエチレンとエチレン系共重合樹脂に加えて、その他のゴム、樹脂を混合することが可能である。具体的には、ポリ塩化ビニル、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリオレフィン系樹脂、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリウレタンや、これらの変性体が挙げられ、これらの複数種を混合した混合物なども挙げられる。 In addition to the chlorinated polyethylene and ethylene copolymer resin, other rubbers and resins can be mixed into the base polymer. Specific examples include polyvinyl chloride, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, polyolefin resins, low-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, polyurethane, and modified versions of these, as well as mixtures of multiple types of these.

(添加剤)
本実施の形態の架橋ゴム組成物には、可塑剤、滑剤、補強剤、充填剤、難燃剤、塩化水素捕捉剤、酸化防止剤、架橋助剤といった添加剤を混合させることができる。
(Additive)
The crosslinked rubber composition of the present embodiment may contain additives such as a plasticizer, a lubricant, a reinforcing agent, a filler, a flame retardant, a hydrogen chloride scavenger, an antioxidant, and a crosslinking aid.

可塑剤としては、例えば、鉱物油、フタル酸ビス(2-エチルヘキシル)、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジウンデシルなどのフタル酸系、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ビス(2-ブトキシエチル)などのアジピン酸系、ポリエステル系、リン酸系、エポキシ系、トリメリット酸系などが挙げられる。これらは、単独または2種以上の組合せによる使用も可能である。 Examples of plasticizers include mineral oils, phthalic acid-based agents such as bis(2-ethylhexyl) phthalate, diisononyl phthalate, diisodecyl phthalate, and diundecyl phthalate, adipic acid-based agents such as bis(2-ethylhexyl) adipate, diisononyl adipate, diisodecyl adipate, and bis(2-butoxyethyl) adipate, polyester-based agents, phosphoric acid-based agents, epoxy-based agents, and trimellitic acid-based agents. These can be used alone or in combination of two or more types.

滑剤としては、例えば、脂肪酸アミド(アマイド)系、ステアリン酸亜鉛、シリコーン、炭化水素系、エステル系、アルコール系、金属石けん系などが挙げられる。
補強剤としては、例えば、カーボンブラック、シリカなどが挙げられる。
Examples of the lubricant include fatty acid amides, zinc stearate, silicones, hydrocarbons, esters, alcohols, and metal soaps.
Examples of reinforcing agents include carbon black and silica.

充填剤としては、例えば、珪藻土、焼成珪藻土、石英、クリストバライト、カオリナイト、カオリンクレー、焼成クレー、タルク、白雲母、ウォラストナイト、蛇紋石、パイロフィライト、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、炭酸マグネシウム、ドロマイト、酸化アルミニウムなどが挙げられる。 Examples of fillers include diatomaceous earth, calcined diatomaceous earth, quartz, cristobalite, kaolinite, kaolin clay, calcined clay, talc, muscovite, wollastonite, serpentine, pyrophyllite, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, magnesium carbonate, dolomite, and aluminum oxide.

難燃剤としては、例えば、金属水酸化物、ハロゲン系、リン系、アンチモン系などの難燃剤が挙げられる。 Examples of flame retardants include metal hydroxides, halogen-based, phosphorus-based, and antimony-based flame retardants.

塩化水素捕捉剤としては、例えば、エポキシ基含有化合物、ハイドロタルサイト類、三塩基性硫酸鉛などの鉛含有化合物、錫含有化合物、または、金属石けんなどが挙げられる。 Examples of hydrogen chloride scavengers include epoxy group-containing compounds, hydrotalcites, lead-containing compounds such as tribasic lead sulfate, tin-containing compounds, and metal soaps.

酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、フェノール/チオエステル系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、亜リン酸系酸化防止剤などが挙げられる。 Examples of antioxidants include phenol-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, phenol/thioester-based antioxidants, amine-based antioxidants, and phosphorous-based antioxidants.

架橋助剤としては、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPT)、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、N,N’-メタフェニレンビスマレイミド、エチレングリコールジメタクリレート、アクリル酸亜鉛、メタクリル酸亜鉛などが挙げられる。 Examples of cross-linking aids include trimethylolpropane trimethacrylate (TMPT), trimethylolpropane triacrylate, triallyl isocyanurate, triallyl cyanurate, N,N'-metaphenylene bismaleimide, ethylene glycol dimethacrylate, zinc acrylate, and zinc methacrylate.

(架橋度および結晶量について)
上記した各材料を、十分に混練して架橋前のゴム組成物を用意した後、架橋処理を施して、本実施の形態の架橋ゴム組成物とできる。材料の混練は、公知の混練方法を用いればよく、特に制限されるものではない。例えば、ニーダが良く用いられるが、ニーダ以外でもロール機や押出機、ミキサー、オートクレーブなど一般に使用される混練、反応装置であれば特に限定されることはなく、これらの混練条件についても何ら上記に限定されるものではない。
(Degree of cross-linking and amount of crystallinity)
The above-mentioned materials are thoroughly kneaded to prepare a rubber composition before crosslinking, and then crosslinking treatment is performed to obtain the crosslinked rubber composition of the present embodiment. The materials can be kneaded using a known kneading method, and is not particularly limited. For example, a kneader is often used, but other than the kneader, a roll machine, an extruder, a mixer, an autoclave, or other commonly used kneading or reaction device is not particularly limited, and the kneading conditions are not limited to those described above.

次いで、架橋処理は、電子線(例えば、加速電圧2MV、電子線照射量100kGy)を照射することで行うことができる。このときの照射条件は、得られる架橋ゴム組成物の特性が次の条件を満たすようにできればよく、何ら限定されるものではない。 Next, the crosslinking treatment can be carried out by irradiating with an electron beam (for example, an acceleration voltage of 2 MV and an electron beam irradiation dose of 100 kGy). The irradiation conditions at this time are not limited as long as the properties of the resulting crosslinked rubber composition satisfy the following conditions.

なお、加速電圧2MVにおいては、電子線照射量は20~100kGyが好ましく、耐摩耗性および架橋度のバランスから30~75kGyがより好ましい。 At an acceleration voltage of 2 MV, the electron beam irradiation dose is preferably 20 to 100 kGy, and more preferably 30 to 75 kGy in terms of the balance between abrasion resistance and degree of crosslinking.

このように架橋処理を行って得られる架橋ゴム組成物は、そのゲル分率を70%以上とすることが好ましい。ゲル分率は、架橋ゴム組成物の架橋度を評価する指標となるものであり、例えば、以下のように算出できる。 The crosslinked rubber composition obtained by carrying out the crosslinking treatment in this manner preferably has a gel fraction of 70% or more. The gel fraction is an index for evaluating the degree of crosslinking of the crosslinked rubber composition, and can be calculated, for example, as follows:

ゲル分率を測定するにあたっては、事前に使用する材料を秤量しておく。次に、その材料を110℃に熱したキシレンに24時間浸漬させる。浸漬後に、20℃で3時間大気圧に放置し、80℃で4時間真空乾燥させた後、処理後の材料の質量を秤量し、キシレン浸漬前(処理前)の質量に対する浸漬後(処理後)の質量の比(百分率)により算出できる。 When measuring the gel fraction, the material to be used is weighed in advance. The material is then immersed in xylene heated to 110°C for 24 hours. After immersion, the material is left at atmospheric pressure at 20°C for 3 hours and then vacuum dried at 80°C for 4 hours. The mass of the material after treatment is then weighed, and the gel fraction can be calculated as the ratio (percentage) of the mass after immersion (after treatment) to the mass before immersion in xylene (before treatment).

さらに、この架橋ゴム組成物は、この架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量Aに対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量Bの割合(百分率)で表される融解熱量残率を70%以上としたものである。すなわち、融解熱量Bは、架橋ゴム組成物の融解熱量であり架橋後の結晶量を、融解熱量Aは、架橋処理前のゴム組成物の融解熱量であり架橋前の結晶量を、評価できる。これら融解熱量から、融解熱量残率は、次の式により算出できる。
融解熱量残率(%)={(融解熱量B)/(融解熱量A)}×100
Furthermore, this crosslinked rubber composition has a heat of fusion residual rate, expressed as the ratio (percentage) of heat of fusion B measured by differential scanning calorimetry (DSC) after crosslinking to heat of fusion A measured by differential scanning calorimetry (DSC) before crosslinking, of 70% or more. That is, heat of fusion B is the heat of fusion of the crosslinked rubber composition and can be used to evaluate the amount of crystallization after crosslinking, while heat of fusion A is the heat of fusion of the rubber composition before crosslinking treatment and can be used to evaluate the amount of crystallization before crosslinking. From these heats of fusion, the heat of fusion residual rate can be calculated by the following formula.
Residual heat of fusion (%)={(heat of fusion B)/(heat of fusion A)}×100

このように融解熱量残率を70%以上とすることで、架橋前後における結晶量の減少を抑制して架橋後の結晶量を確保できるため、得られる架橋ゴム組成物の耐摩耗性を優れたものとできる。 By setting the residual heat of fusion at 70% or more in this way, the decrease in the amount of crystals before and after crosslinking can be suppressed and the amount of crystals after crosslinking can be secured, so that the resulting crosslinked rubber composition can have excellent abrasion resistance.

上記のように、所定のゲル分率および所定の融解熱量残率を有するようにすることで、高い架橋度および高い結晶量を併せ持つことができ、架橋ゴム組成物の耐摩耗性を優れたものとできる。 As described above, by having a specified gel fraction and a specified residual heat of fusion, it is possible to have both a high degree of crosslinking and a high amount of crystallinity, and the crosslinked rubber composition can have excellent abrasion resistance.

[電線、ケーブル]
本発明の一実施の形態における電線、・ケーブルは、導体と、導体を被覆して保護する被覆層と、を有し、被覆層を、上記説明した本実施の形態の架橋ゴム組成物とする。被覆層は、導体を直接被覆して電線とすることもでき、導体と、その導体を被覆する絶縁層の上に間接的に被覆してケーブルとすることもできる。
[Electric wires and cables]
The electric wire/cable in one embodiment of the present invention has a conductor and a covering layer that covers and protects the conductor, and the covering layer is made of the crosslinked rubber composition of the present embodiment described above. The covering layer can be formed by directly covering the conductor to form an electric wire, or can be formed by indirectly covering the conductor and an insulating layer that covers the conductor to form a cable.

本実施の形態であるケーブルの断面図を、図1に示した。図1に示したように、ケーブル1は、導体2と、絶縁層3と、被覆層4と、を有して構成される。 A cross-sectional view of the cable according to this embodiment is shown in Figure 1. As shown in Figure 1, the cable 1 is composed of a conductor 2, an insulating layer 3, and a coating layer 4.

導体2は、通常用いられる金属線であればよく、例えば、銅線、銅合金線、アルミニウム線、金線、銀線などを用いることができる。また、導体2として、金属線の周囲に錫やニッケルなどの金属めっきを施したものを用いてもよい。さらに、導体2として、金属線を撚り合わせた撚り導体を用いることもできる。 The conductor 2 may be any commonly used metal wire, such as copper wire, copper alloy wire, aluminum wire, gold wire, or silver wire. The conductor 2 may also be a metal wire plated with metal such as tin or nickel. Furthermore, the conductor 2 may be a twisted conductor made by twisting together metal wires.

絶縁層3は、電線に通常用いられる絶縁材料で形成されていればよく、特に限定されるものではない。この絶縁層3の絶縁材料としては、エチレン-プロピレン共重合体、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸メチル共重合体、エチレン-アクリル酸エチル共重合体、ポリオレフィン樹脂、天然ゴム、その他合成ゴムなどが挙げられる。これらは単独での使用はもちろん複数を混合したものでも良く、架橋処理の有無は問わない。 The insulating layer 3 may be made of an insulating material that is normally used for electric wires, and is not particularly limited. Insulating materials for the insulating layer 3 include ethylene-propylene copolymer, polyvinyl chloride, fluororesin, polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, polyolefin resin, natural rubber, and other synthetic rubbers. These may be used alone or in combination, with or without crosslinking.

被覆層4は、上記説明した本実施の形態の架橋ゴム組成物から構成されるものとし、そのゲル分率は70%以上であり、かつ、融解熱量残率が70%以上である。 The coating layer 4 is made of the crosslinked rubber composition of the present embodiment described above, and has a gel fraction of 70% or more and a residual heat of fusion of 70% or more.

このケーブルの製造方法としては、押出機を用いて、導体2上に形成された絶縁層3の外周に上記説明した架橋前のゴム組成物で被覆し、その後、被覆層を電子線照射によって架橋処理すればよく、これによりケーブル1を製造できる。 The method for manufacturing this cable involves using an extruder to coat the outer circumference of the insulating layer 3 formed on the conductor 2 with the pre-crosslinked rubber composition described above, and then crosslinking the coating layer by electron beam irradiation, thereby producing the cable 1.

図2は、本実施の形態におけるケーブルを作製する押出機の一例として、その概略構成を示した図である。図2に示すように、押出機11は、シリンダ20と、シリンダ20内に軸回転可能に設けられたスクリュ13と、シリンダ20内に材料を供給するホッパ12とクロスヘッド16とを備えている。また、押出機11は、クロスヘッド16とスクリュ13との間のネック15と、ネック15とスクリュ13との間のブレーカプレート14とを備えている。クロスヘッド16は、ダイス17を有しており、クロスヘッド16内を通過する電線(絶縁体で被覆された導体)を撚りあわせたケーブルコア18が、クロスヘッド16内にてシースにより被覆され、ダイス17を通過して未架橋のケーブル19としてクロスヘッド16内から引き出される。 Figure 2 is a diagram showing the schematic configuration of an example of an extruder for producing a cable in this embodiment. As shown in Figure 2, the extruder 11 includes a cylinder 20, a screw 13 rotatably installed in the cylinder 20, a hopper 12 for supplying material into the cylinder 20, and a crosshead 16. The extruder 11 also includes a neck 15 between the crosshead 16 and the screw 13, and a breaker plate 14 between the neck 15 and the screw 13. The crosshead 16 has a die 17, and a cable core 18 formed by twisting together electric wires (conductors covered with an insulator) passing through the crosshead 16 is covered with a sheath in the crosshead 16, passes through the die 17, and is drawn out of the crosshead 16 as an uncrosslinked cable 19.

未架橋のケーブル19は、その外周が架橋前のゴム組成物で被覆されており、このゴム組成物に対して電子線照射を行うことで架橋処理を行い、架橋ゴム組成物で被覆されたケーブル1とできる。架橋処理は、上記架橋ゴム組成物の製造方法において説明した条件で行えばよい。 The outer circumference of the uncrosslinked cable 19 is covered with a rubber composition before crosslinking, and the rubber composition is crosslinked by irradiating it with an electron beam to produce a cable 1 covered with a crosslinked rubber composition. The crosslinking process may be carried out under the conditions described in the manufacturing method of the crosslinked rubber composition.

このようにして得られるケーブルは、例えば、図1に示した構成のケーブルであり、特に多芯ケーブルにおいて電気用品安全法(別表第一)やJIS C3327に規定される導体断面積38mm以下のサイズの電線を有するものに好適である。 The cable obtained in this manner is, for example, a cable having the configuration shown in FIG. 1, and is particularly suitable for multi-core cables having electric wires with a conductor cross-sectional area of 38 mm2 or less as specified in the Electrical Appliance and Material Safety Law (Appendix 1 ) and JIS C3327.

なお、ここでは、ケーブルの構成として説明したが、導体2の周囲を被覆する絶縁体を有する絶縁電線において、絶縁体を本実施の形態の架橋ゴム組成物により形成することも可能である。 Although the configuration of a cable has been described here, it is also possible to form the insulator of an insulated electric wire having an insulator covering the conductor 2 using the crosslinked rubber composition of this embodiment.

次に、本実施の形態について、実施例および比較例を参照しながら詳細に説明する。 Next, this embodiment will be described in detail with reference to examples and comparative examples.

[実施例1~5、比較例1~6]
ベースポリマへの各種添加剤の混練、作製した各コンパウンドを用いたケーブルの製造、架橋処理は以下のとおりに実施した。以下の条件は一例であり、何ら限定されるものではない。
[Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 6]
The mixing of various additives into the base polymer, the manufacture of cables using each compound prepared, and the crosslinking treatment were carried out as follows. The following conditions are examples and are not intended to be limiting.

(架橋前のゴム組成物の調製)
容量25Lの加圧式ニーダ(ニーダ槽は100℃に温調)へ、表3~4に示した配合に基づいて、塩素化ポリエチレン、エチレン系共重合樹脂、塩化水素捕捉剤、可塑剤、滑剤、補強剤、充填剤、難燃剤、架橋助剤などを投入し、ロータ回転数10rpm、10分間加圧混練した。
(Preparation of Rubber Composition Before Crosslinking)
Chlorinated polyethylene, ethylene copolymer resin, hydrogen chloride scavenger, plasticizer, lubricant, reinforcing agent, filler, flame retardant, crosslinking aid, and the like were charged into a 25 L pressure kneader (kneader tank temperature controlled at 100° C.) based on the formulations shown in Tables 3 and 4, and pressure kneaded at a rotor speed of 10 rpm for 10 minutes.

ここで、エチレン系共重合樹脂を混練の終期に投入することで、添加剤混練時の材料粘度を上げて、添加剤の分散性を向上することが可能となる。なお、これらの条件は一例であり限定されるものではない。 Here, by adding the ethylene copolymer resin at the end of the kneading process, it is possible to increase the viscosity of the material when kneading the additives, thereby improving the dispersibility of the additives. Note that these conditions are merely examples and are not limiting.

上記混練完了後は、速やかに材料を単軸押出機ホッパへ排出し、ストランド状に押出、水冷後ペレタイズすることでゴム組成物のペレットを作製する。ここで、造粒方法としては上記に限定されず、例えば水冷せずにホットカット設備を用いてペレットを作製してもよい。また、ペレット同士の粘着を防止するために離型剤を使用することができる。離型剤はその成分や粉状、液状、ミスト状など形状も問わないが、例えば経済性を考慮してタルクなどを用いると効果的である。 After the above kneading is completed, the material is quickly discharged into a single-screw extruder hopper, extruded into strands, cooled with water, and pelletized to produce pellets of the rubber composition. The granulation method is not limited to the above, and for example, pellets may be produced using hot-cut equipment without water cooling. A release agent can be used to prevent the pellets from sticking together. The release agent can be of any composition or form, such as powder, liquid, or mist, but it is effective to use talc, for example, in consideration of economics.

(ケーブルの製造および架橋処理)
本実施例および比較例において、図2に示した押出機11を使用し、次のように未架橋のケーブルを作製した。
(Cable manufacturing and cross-linking)
In the present examples and comparative examples, an extruder 11 shown in FIG. 2 was used to prepare uncrosslinked cables as follows.

まず、スズめっき軟銅線を複数本撚り合わせた導体断面積38mm(外径9.1mm)の導体上に絶縁体としてエチレン-プロピレンゴム共重合体混和物を厚さ1.2mmで押出被覆し架橋した線心を得た。この線心を3本撚りしたケーブルコアに、上記した各例におけるゴム組成物のペレットをスクリュ径90mmの単軸押出機を使用して、表1または表2に記載の条件で、厚さ3.0mmに押出被覆することで未架橋のケーブルを作製した(仕上がり外径約31mm)。作製した未架橋のケーブルは、一度ドラムに巻き取った。 First, a conductor having a cross-sectional area of 38 mm2 (outer diameter 9.1 mm) was prepared by twisting together a number of tin-plated soft copper wires, and an ethylene-propylene rubber copolymer blend was extrusion-coated as an insulator to a thickness of 1.2 mm to obtain a cross-linked wire core. A cable core was prepared by twisting three of these wire cores together, and pellets of the rubber composition in each of the above examples were extrusion-coated to a thickness of 3.0 mm using a single-screw extruder with a screw diameter of 90 mm under the conditions shown in Table 1 or Table 2 to produce an uncross-linked cable (finished outer diameter: approximately 31 mm). The uncross-linked cable thus produced was once wound around a drum.

ここで、表1~2には、ケーブル押出工程での押出条件を示している。このとき、シリンダ1~5は、上から順番にホッパ側からヘッド側に接続されシリンダ20を構成している。また、表1~2のフランジは、シリンダ20の端部であって、ネック15側の端部である。 Here, Tables 1 and 2 show the extrusion conditions in the cable extrusion process. At this time, cylinders 1 to 5 are connected from the top in order from the hopper side to the head side to form cylinder 20. Also, the flanges in Tables 1 and 2 are the ends of cylinder 20, the ends on the neck 15 side.

なお、表1には、電子線照射架橋を行うための未架橋のケーブル(実施例1~5、比較例1~3)の押出条件を、表2には、過酸化物架橋を行うための未架橋のケーブル(比較例4~6)の押出条件を、それぞれ示した。 Table 1 shows the extrusion conditions for uncrosslinked cables (Examples 1-5, Comparative Examples 1-3) for electron beam irradiation crosslinking, and Table 2 shows the extrusion conditions for uncrosslinked cables (Comparative Examples 4-6) for peroxide crosslinking.

このとき、過酸化物架橋では結晶の融点以上および過酸化物の分解温度以下で押出を行う必要があるため、押出温度が制限され、製造時の自由度が低いが、電子線照射架橋では結晶の融点以上であれば押出温度の制限はなく、製造時の自由度が高いという利点も有する。 In this case, peroxide crosslinking requires extrusion above the melting point of the crystals and below the decomposition temperature of the peroxide, which limits the extrusion temperature and reduces the degree of freedom in manufacturing. However, with electron beam crosslinking, there is no limit to the extrusion temperature as long as it is above the melting point of the crystals, which has the advantage of allowing greater freedom in manufacturing.

次いで、実施例1~5、比較例1~3においては、未架橋のケーブルをドラムから引き出し、電子線照射装置にて、電子線(加速電圧2MV、電子線照射量100kGy)を照射し、架橋ゴム組成物で被覆されたケーブルを作製した。このときの電子線照射条件は、これに限られるものではない。 Next, in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the uncrosslinked cable was pulled out from the drum and irradiated with electron beams (accelerating voltage 2 MV, electron beam irradiation dose 100 kGy) in an electron beam irradiation device to produce a cable covered with a crosslinked rubber composition. The electron beam irradiation conditions at this time are not limited to these.

なお、上記ケーブル製造については一例であり、押出機やケーブルコア、ケーブル構造、架橋処理条件は何ら上記に限定されるものではない。 Note that the above cable manufacturing process is just one example, and the extruder, cable core, cable structure, and crosslinking conditions are not limited to those described above.

また、比較例4~6においては、未架橋のケーブルをドラムから引き出し、過酸化物の分解温度以上の温度に加熱して、架橋処理を行った。 In Comparative Examples 4 to 6, the uncrosslinked cable was pulled out of the drum and heated to a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the peroxide to carry out the crosslinking treatment.

Figure 2024082649000001
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Figure 2024082649000002
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[特性の評価]
作製した混練後のコンパウンド、架橋処理後のケーブルについて以下のとおり評価を行った。この評価結果は、組成とともに表3~4に併せて示した。
[Evaluation of characteristics]
The prepared compounds after kneading and the prepared cables after crosslinking treatment were evaluated as follows. The evaluation results are shown in Tables 3 and 4 together with the compositions.

(1)結晶量(融解熱量)
示差走査熱量測定(DSC)を行い、架橋ゴム組成物の架橋前および架橋後の融解熱量を測定した。おおよそ100~130℃のピークを塩素化ポリエチレン由来、60~100℃のピークをエチレン系共重合樹脂由来とし、各ピークにおける融解熱量を合計し、結晶量として評価した。測定はアルミニウムパンを用い、加熱速度10℃/min、冷却速度5℃/min、上限温度150℃、下限温度25℃の条件で行った。熱履歴の影響をなくすため、融解熱量は2回目昇温時の値を用いた。
(1) Amount of crystallization (heat of fusion)
Differential scanning calorimetry (DSC) was performed to measure the heat of fusion of the crosslinked rubber composition before and after crosslinking. The peak at approximately 100 to 130°C was attributed to chlorinated polyethylene, and the peak at approximately 60 to 100°C was attributed to ethylene-based copolymer resin, and the heat of fusion at each peak was summed up and evaluated as the amount of crystallinity. The measurement was performed using an aluminum pan under conditions of a heating rate of 10°C/min, a cooling rate of 5°C/min, an upper limit temperature of 150°C, and a lower limit temperature of 25°C. In order to eliminate the influence of thermal history, the value at the second temperature rise was used for the heat of fusion.

なお、架橋前のゴム組成物の結晶量を「結晶量(架橋前)」、架橋後の架橋ゴム組成物の結晶量を「結晶量(架橋後)」として示している。 The amount of crystals in the rubber composition before crosslinking is shown as "amount of crystals (before crosslinking)" and the amount of crystals in the crosslinked rubber composition after crosslinking is shown as "amount of crystals (after crosslinking)".

(2)架橋後結晶割合
上記(1)において、架橋前のゴム組成物の融解熱量を融解熱量A、架橋後の架橋ゴム組成物の融解熱量を融解熱量Bとし、架橋処理後の結晶の残存量として下記式により得られる融解熱量残率を評価した。融解熱量残率が70%以上であるものを耐摩耗性に寄与する十分な結晶量を有するものとして良(記号表記○)、77%以上であるものを特に十分な結晶量を有するものとして優(記号表記◎)とし、70%未満であるものを不良(記号表記×)とした。
・融解熱量残率(%)=(融解熱量B/融解熱量A)×100
(2) Crystal Proportion after Crosslinking In the above (1), the heat of fusion of the rubber composition before crosslinking was designated as heat of fusion A, and the heat of fusion of the crosslinked rubber composition after crosslinking was designated as heat of fusion B. The residual heat of fusion rate obtained by the following formula was used to evaluate the amount of crystals remaining after crosslinking treatment. Those with a residual heat of fusion rate of 70% or more were rated as good (symbol: ◯) as having a sufficient amount of crystals contributing to abrasion resistance, those with a residual heat of fusion rate of 77% or more were rated as excellent (symbol: ◎) as having a particularly sufficient amount of crystals, and those with a residual heat of fusion rate of less than 70% were rated as poor (symbol: ×).
Residual heat of fusion (%) = (heat of fusion B / heat of fusion A) x 100

(3)架橋度(ゲル分率)
架橋ゴム組成物から採取した0.5gの試料を40メッシュの真鍮製金網に入れ、110℃オイルバス中でキシレンにより24時間抽出処理を行った。一晩、自然乾燥し、さらに80℃で4時間真空乾燥した後の質量を秤量した。得られた値から材料の架橋度を示す指標であるゲル分率を、以下の式により算出した。ゲル分率は実用に十分な耐熱性を有するもの、さらに十分に耐摩耗性にも寄与するものとして70質量%以上であるものを良(記号表記○)、80質量%以上であるものを特に十分な架橋度であるものとして優(記号表記◎)とし、70質量%未満であるものを不良(記号表記×)とした。
・ゲル分率=(b/a)×100
a:仕込み質量(g)
b:抽出、乾燥後の質量(g)
(3) Degree of crosslinking (gel fraction)
A 0.5 g sample taken from the crosslinked rubber composition was placed in a 40 mesh brass wire net and extracted with xylene for 24 hours in a 110°C oil bath. The sample was naturally dried overnight and then vacuum dried at 80°C for 4 hours, after which the mass was weighed. From the obtained value, the gel fraction, which is an index showing the degree of crosslinking of the material, was calculated using the following formula. A gel fraction of 70% by mass or more was rated as good (symbol ◯) as having sufficient heat resistance for practical use and also contributing sufficiently to abrasion resistance, a gel fraction of 80% by mass or more was rated as excellent (symbol ◎) as having a particularly sufficient degree of crosslinking, and a gel fraction of less than 70% by mass was rated as poor (symbol ×).
Gel fraction = (b / a) x 100
a: Charge mass (g)
b: Mass after extraction and drying (g)

(4)耐摩耗性(摩耗特性)
上記のゴム組成物のペレットを、熱プレス機を用いて180℃にて2m厚のシート片に成形した。なお、比較例4~6については、この成形と同時に架橋を行った。実施例1~5、比較例1~3では、シート片に対して電子線照射装置により、電子線(加速電圧:2MV、電子線照射量:表3~4に記載の通り)を照射し、架橋されたシート片を作製した。
(4) Abrasion resistance (wear characteristics)
The pellets of the rubber composition were molded into a 2 m thick sheet piece at 180° C. using a heat press. In Comparative Examples 4 to 6, crosslinking was carried out simultaneously with this molding. In Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3, the sheet piece was irradiated with electron beams (accelerating voltage: 2 MV, electron beam irradiation dose: as shown in Tables 3 and 4) using an electron beam irradiation device to produce a crosslinked sheet piece.

架橋されたシート片を、ケーブル形状を模擬した治具に装着し、摩耗試験をJIS C3005に準拠し実施した。おもりの質量は5kg、砥石円板の回転数は75回転として、試験前後の質量減少量と各試料の比重から摩耗体積を算出した。摩耗体積が0.6mL以下であるものを良(記号表記○)、0.5mL以下であるものを特に耐摩耗性に優れるものとして優(記号表記◎)とし、0.6mLを超えるものを不良(記号表記×)とした。
・摩耗体積=(試験前のシート質量-試験後のシート質量)/比重
The crosslinked sheet pieces were attached to a jig simulating the shape of a cable, and an abrasion test was carried out in accordance with JIS C3005. The weight had a mass of 5 kg, the grinding wheel disc rotated 75 times, and the abrasion volume was calculated from the mass loss before and after the test and the specific gravity of each sample. Abrasion volumes of 0.6 mL or less were rated as good (symbolized as ◯), those of 0.5 mL or less were rated as excellent (symbolized as ◎) as being particularly excellent in abrasion resistance, and those of more than 0.6 mL were rated as poor (symbolized as ×).
Abrasion volume = (seat mass before test - seat mass after test) / specific gravity

(5)総合判定
上記(2)~(4)で示した特性において、全ての特性が良または優であったものを合格(記号表記○または◎、ここで◎とは全ての特性が優であったもの)、どれかひとつでも不良となったものを不合格(記号表記×)として表記した。
(5) Overall Judgment Among the characteristics shown in (2) to (4) above, a sample that exhibited all of the characteristics being good or excellent was judged as "pass" (denoted with a symbol ○ or ◎, where ◎ indicates that all of the characteristics were excellent), and a sample that exhibited any one of the characteristics being poor was judged as "fail" (denoted with a symbol ×).

Figure 2024082649000003
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Figure 2024082649000004
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表3~表4に示す製品のうち、*1:「エラスレン252B」(結晶量20J/g)は昭和電工社製、*2:「VF-120T」(融点:85℃、MFR:1g/10min、結晶量11J/g)は宇部丸善ポリエチレン社製、*3:「カーボンブラック」(算術平均粒子径:68nm)は日鉄カーボン社製のHTC#S、*4:「DCP」は日油社製のジクミルパーオキサイド、である。 Of the products shown in Tables 3 and 4, *1: "Elaslen 252B" (crystal amount 20 J/g) is manufactured by Showa Denko K.K., *2: "VF-120T" (melting point: 85°C, MFR: 1 g/10 min, crystal amount 11 J/g) is manufactured by Ube Maruzen Polyethylene Co., Ltd., *3: "Carbon black" (arithmetic mean particle size: 68 nm) is HTC#S manufactured by Nippon Steel Carbon Co., Ltd., and *4: "DCP" is dicumyl peroxide manufactured by NOF Corporation.

上記結果から、塩素化ポリエチレンおよびエチレン系共重合樹脂を混合したゴム組成物に電子線架橋を適用することで架橋処理後においても結晶量と架橋度の両方を高く保つことができ、耐摩耗性に優れる特性を得ることが可能であることがわかった。また、比較例4~6より、過酸化物架橋においては過酸化物の増量に伴い架橋度が増加するものの、結晶量が大きく低下することが明らかとなった。したがって、該ゴム組成物に電子線架橋を行うことで、耐油性およびケーブル押出被覆時の良好な加工性に加え、高い結晶量と架橋度の両立による優れた耐摩耗性をバランスよく得ることができ、外観も良好となる。さらに加速電圧2MVにおいては電子線照射量を30~100kGyとすることで、耐摩耗性において優れる特性が得られることがわかった。 From the above results, it was found that by applying electron beam crosslinking to a rubber composition containing a mixture of chlorinated polyethylene and ethylene copolymer resin, both the amount of crystallinity and the degree of crosslinking can be kept high even after crosslinking treatment, and excellent wear resistance can be obtained. In addition, Comparative Examples 4 to 6 revealed that in peroxide crosslinking, the degree of crosslinking increases as the amount of peroxide increases, but the amount of crystallinity decreases significantly. Therefore, by subjecting the rubber composition to electron beam crosslinking, in addition to oil resistance and good processability during cable extrusion coating, it is possible to obtain a well-balanced excellent wear resistance due to the combination of a high amount of crystallinity and a high degree of crosslinking, and the appearance is also good. Furthermore, it was found that excellent wear resistance can be obtained by setting the electron beam irradiation dose to 30 to 100 kGy at an acceleration voltage of 2 MV.

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 The invention made by the inventors has been specifically described above based on the embodiments, but it goes without saying that the invention is not limited to the above embodiments and can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.

1 ケーブル
2 導体
3 絶縁層
4 被覆層
11 押出機
12 ホッパ
13 スクリュ
14 ブレーカプレート
15 ネック
16 クロスヘッド
17 ダイス
18 ケーブルコア
19 未架橋のケーブル
20 シリンダ
Reference Signs List 1 Cable 2 Conductor 3 Insulating layer 4 Covering layer 11 Extruder 12 Hopper 13 Screw 14 Breaker plate 15 Neck 16 Crosshead 17 Die 18 Cable core 19 Uncrosslinked cable 20 Cylinder

Claims (8)

塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含む架橋ゴム組成物であって、
前記塩素化ポリエチレンの示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量が2J/gを超え、
前記エチレン系共重合樹脂の融点が、70℃以上であり、
前記架橋ゴム組成物は、そのゲル分率が70%以上であり、かつ、前記架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である、架橋ゴム組成物。
A crosslinked rubber composition comprising a base polymer in which at least an ethylene-based copolymer resin is mixed with a chlorinated polyethylene,
The chlorinated polyethylene has a heat of fusion measured by differential scanning calorimetry (DSC) of more than 2 J/g;
The melting point of the ethylene copolymer resin is 70° C. or higher,
The crosslinked rubber composition has a gel fraction of 70% or more, and a residual heat of fusion, expressed as a ratio (percentage) of the heat of fusion of the crosslinked rubber composition after crosslinking as measured by differential scanning calorimetry (DSC) to the heat of fusion of the crosslinked rubber composition before crosslinking as measured by differential scanning calorimetry (DSC), of 70% or more.
請求項1記載の架橋ゴム組成物において、
前記架橋ゴム組成物における架橋は、電子線照射によりなされたものである、架橋ゴム組成物。
The crosslinked rubber composition according to claim 1,
The crosslinked rubber composition, wherein the crosslinking in the crosslinked rubber composition is effected by electron beam irradiation.
請求項1に記載の架橋ゴム組成物において、
前記塩素化ポリエチレンは、前記ベースポリマを100質量部としたとき、少なくとも50質量部以上含有する、架橋ゴム組成物。
The crosslinked rubber composition according to claim 1,
The crosslinked rubber composition contains the chlorinated polyethylene in an amount of at least 50 parts by mass per 100 parts by mass of the base polymer.
請求項1に記載の架橋ゴム組成物において、
前記エチレン系共重合樹脂が、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂またはエチレンエチルアクリレート共重合樹脂である、架橋ゴム組成物。
The crosslinked rubber composition according to claim 1,
The crosslinked rubber composition, wherein the ethylene-based copolymer resin is an ethylene-vinyl acetate copolymer resin or an ethylene-ethyl acrylate copolymer resin.
請求項1に記載の架橋ゴム組成物において、
前記エチレン系共重合樹脂の融点が、80℃以上である、架橋ゴム組成物。
The crosslinked rubber composition according to claim 1,
The crosslinked rubber composition, wherein the ethylene copolymer resin has a melting point of 80° C. or higher.
導体と、前記導体を被覆する絶縁層と、を有する電線であって、
前記絶縁層は、塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含む架橋ゴム組成物であって、前記架橋ゴム組成物のゲル分率が70%以上であり、かつ、前記架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である、架橋ゴム組成物から構成される、電線。
An electric wire having a conductor and an insulating layer covering the conductor,
The insulating layer is an electric wire composed of a crosslinked rubber composition containing a base polymer in which chlorinated polyethylene is mixed with at least an ethylene-based copolymer resin, the crosslinked rubber composition having a gel fraction of 70% or more and a residual heat of fusion, expressed as a ratio (percentage) of the heat of fusion of the crosslinked rubber composition after crosslinking measured by differential scanning calorimetry (DSC) to the heat of fusion of the crosslinked rubber composition before crosslinking measured by differential scanning calorimetry (DSC), of 70% or more.
導体と、前記導体を被覆する絶縁層と、前記絶縁層を被覆する被覆層を有するケーブルであって、
前記被覆層は、塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含む架橋ゴム組成物であって、前記架橋ゴム組成物のゲル分率が70%以上であり、かつ、前記架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である、架橋ゴム組成物から構成される、ケーブル。
A cable having a conductor, an insulating layer covering the conductor, and a covering layer covering the insulating layer,
The cable is constituted of a crosslinked rubber composition, the coating layer of which contains a base polymer in which chlorinated polyethylene is mixed with at least an ethylene-based copolymer resin, the crosslinked rubber composition having a gel fraction of 70% or more and a residual heat of fusion, expressed as a ratio (percentage) of the heat of fusion of the crosslinked rubber composition after crosslinking as measured by differential scanning calorimetry (DSC) to the heat of fusion of the crosslinked rubber composition before crosslinking as measured by differential scanning calorimetry (DSC), of 70% or more.
塩素化ポリエチレンに、少なくともエチレン系共重合樹脂が混合されたベースポリマを含むゴム組成物を用意し、
前記ゴム組成物に電子線照射を行い、架橋させて架橋ゴム組成物とする架橋ゴム組成物の製造方法であって、
前記架橋ゴム組成物のゲル分率が70%以上であり、かつ、前記架橋ゴム組成物の架橋前の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量に対する架橋後の示差走査熱量測定(DSC)による融解熱量の割合(百分率)で表される融解熱量残率が70%以上である、架橋ゴム組成物の製造方法。
A rubber composition is prepared containing a base polymer in which at least an ethylene-based copolymer resin is mixed with a chlorinated polyethylene;
A method for producing a crosslinked rubber composition, comprising: irradiating the rubber composition with an electron beam to crosslink the rubber composition to produce a crosslinked rubber composition,
A method for producing a crosslinked rubber composition, wherein the crosslinked rubber composition has a gel fraction of 70% or more, and a residual heat of fusion, expressed as a ratio (percentage) of the heat of fusion of the crosslinked rubber composition after crosslinking as measured by differential scanning calorimetry (DSC) to the heat of fusion of the crosslinked rubber composition before crosslinking as measured by differential scanning calorimetry (DSC), is 70% or more.
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