JP2866013B2

JP2866013B2 - 地中埋設管の探知用導線

Info

Publication number: JP2866013B2
Application number: JP26298794A
Authority: JP
Inventors: 暉隆尾上; 実男小▲藪▼; 雅也衣川; 譲坂東
Original assignee: OOSAKA GASU KK; TOGAWA GOMU KK
Current assignee: OOSAKA GASU KK; TOGAWA GOMU KK
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1999-03-08
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JPH08152480A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、地中に埋設された電気
絶縁性のガス管などの位置を、地上から電磁波を用いて
探知するために用いられる地中埋設管の探知用導線に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ガスあるいは水を輸送する地
中埋設管は、ポリエチレンなど電気絶縁性の合成樹脂材
料で形成されたものが広く使用されている。地中埋設管
の存在する近傍で後から工事を行う際には、破損防止や
効率的な掘削のため、地中埋設管の位置を正確に探知す
る必要がある。このため、電気絶縁性の地中埋設管に
は、予めロケーティングワイヤとも呼ばれる探知用導線
を沿わせておき、高周波電流を流して地上から埋設位置
の探知が容易に行えるようにしておかれる。典型的な先
行技術は、特開昭５６−１３２５８６号公報（特公平２
−４７７１４号公報）などに開示されている。

【０００３】図５は、探知用の導線１を用いて、非乾燥
状態にある地中に埋設された都市ガスを輸送する管２の
位置を探知するための原理を簡略化して示す。管２は、
電気絶縁性材料であるポリエチレンなどから成る。この
管２には、電気絶縁性の合成樹脂から成る複数の分岐管
３，４が、管２の長手方向に間隔をあけて連結される。
この分岐管３，４の先には、鋼管５，６がそれぞれ連結
される。鋼管５，６からは、ガスメータ７，８を介し
て、たとえば一般家庭などのガス燃焼器具９，１０に都
市ガスが供給される。

【０００４】導線１は、管２に沿って設けられ、分岐管
３，４に沿って設けられる導線１１，１２は、導線１と
同一構造を有する。導線１１，１２は、導線１と鋼管
５，６との間を電気的に接続し、鋼管５，６との間に
は、高周波電源１３が接続される。

【０００５】地上において、管２の埋設位置を知るため
に、高周波電源１３から、２ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの周
波数を有する高周波電力が供給される。導線１を流れる
高周波電流の作用で、導線１からは電磁波が放射され
る。この電磁波を地上で探知することによって、この導
線１とともに延びる管２の埋設位置を知ることができ
る。

【０００６】このような埋設位置の探知は、管２に新た
な分岐を設けるための掘削工事を効率良く行うためや、
ガス輸送とは直接関係のない工事で、管２を損傷させな
いために必要となるが、そのような必要性が生じる頻度
はあまり多くはない。一般に、管２を埋設した後は、導
線１もそのまま埋設されているだけであり、埋設位置の
探知の必要が生じたときに高周波電源１３が接続されて
探知が行われる。前述の先行技術では、このような探知
の必要が生じたときに、確実に導線１が導電性を保持で
きるように、導線１の構造は、金属製の導電性ワイヤを
導電性外被層で被覆するようにしている。このような導
電性外被層を設けることによって、金属製ワイヤが断線
しても、電気的な導通状態が保たれる。また、導線同士
や、導線と鋼管との電気的な接続作業も容易になるとい
う効果がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の先行技術では、
導電性外被層として、クロロプレンゴムまたは天然ゴム
１００重量部に対し、アセチレンカーボン５０〜６０重
量部を添加し、約２０Ω・ｃｍ以上、約５００００Ω・
ｃｍ以下の比抵抗を有する導電性ゴム組成物の材料を使
用している。アセチレンブラックは、ゴムに添加して導
電性を有するためのカーボンブラックとして代表的なも
のであるけれども、高いレベルの導電性を得るために
は、相当量の添加が必要であり、機械的な特性への寄与
も大きくない。そのため、比抵抗をさらに小さくするた
めにアセチレンブラックの含有量を増加させようとする
と、ゴムの可撓性が低下するなど、導電性以外の特性が
低下し、押出加工性も悪くなって、導線１として製造す
ることが困難となる。

【０００８】前述のように、探知用の導線１は、実際に
埋設管２の位置探知に使用する時間に比べ、地中に放置
されている時間の方がずっと長い。地中は、非乾燥状態
の湿潤雰囲気であり、迷走電流などの存在によって、埋
設場所によっては、かなり電流が流れることも有り得
る。また埋設場所が、たとえば海の近くなどで、地中に
塩素イオンなども高濃度に含まれている場合は、その影
響で導電性外被層が劣化し、可撓性が失われたり亀裂が
生じたりする可能性がある。

【０００９】本発明の目的は、地中の苛酷な条件でも劣
化しにくく、導電性の長期間保持が期待できる導電性外
被層を有する地中埋設管の探知用導線を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、地中埋設管の
位置を地上から電磁波を用いて探知するために、地中埋
設管に沿って設けられる探知用導線において、可撓性を
有する金属製ワイヤと、金属製ワイヤの表面を被覆する
導電性外被層であって、エチレンプロピレンゴム１００
重量部に対して、沃素吸着量８００〜１１００ｍｇ／
ｇ、ＤＢＰ吸着量３００〜５５０ｍｌ／１００ｇ、表面
積９００〜１３００ｍ²／ｇであるコンダクティブファ
ーネス系の導電性カーボンブラック（以下「ＣＦタイプ
導電性カーボンブラック」という）が１０重量部以上３
０重量部以下の範囲で添加され、比抵抗が１Ω・ｃｍ以
上５００００Ω・ｃｍ以下の範囲であるゴム組成物の導
電性外被層とを含むことを特徴とする地中埋設管の探知
用導線である。また本発明の前記ゴム組成物の前記エチ
レンプロピレンゴムはＥＰＤＭであることを特徴とす
る。また本発明は、前記ゴム組成物の前記エチレンプロ
ピレンゴム１００重量部に対して、５０重量部以上１５
０重量部以下の範囲でカーボンブラックが添加されるこ
とを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明に従えば、可撓性を有する金属製ワイヤ
の表面を、エチレンプロピレンゴム１００重量部に対し
て、ＣＦタイプ導電性カーボンブラックが１０重量部以
上３０重量部以下の範囲で添加され、比抵抗が１Ω・ｃ
ｍ以上５００００Ω・ｃｍ以下の範囲であるゴム組成物
の導電性外被層で被覆してある。すなわち、原料ゴムと
してエチレンプロピレンゴムを使用するので、耐候性、
耐水性、電気特性がクロロプレンゴムや天然ゴムに比較
して非常に優れている。またＣＦタイプ導電性カーボン
ブラックを使用するので、アセチレンブラックと比較し
て、少ない含有量でも導電性の向上を図ることができ、
比抵抗が１Ω・ｃｍ以上で２０Ω・ｃｍ以下の範囲も容
易に実現することができる。このように導電性外被層は
高いレベルの導電性がある上に、耐候性、耐水性、電気
特性にも優れ、劣化が少ないので、長期間にわたって苛
酷な条件下の地中に埋設されていても、信頼性の高い探
知をいつでも行うことができる。

【００１２】また本発明に従えば、エチレンプロピレン
ゴムはＥＰＤＭであるので、パーオキサイド系の加硫を
選択する必要がないため、高温による加硫が不要である
こと、また、加硫後、異臭に悩まされないで済むことな
どの利点がある。

【００１３】また本発明に従えば、エチレンプロピレン
ゴム１００重量部に対して、５０重量部以上１５０重量
部以下の範囲でカーボンブラックが添加されるので、前
記ＣＦタイプ導電性カーボンブラックとの併用効果か
ら、さらに高いレベルの導電性を維持することができる
上に、押出加工性もあまり悪くならず、機械的特性の低
下も少ない。そして、コストの高い前記ＣＦタイプ導電
性カーボンブラックの添加が節約できるので、コストの
低減にも大いに役立つ。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例による探知用導線２
０の断面構造を示す。銅などの導電性の良好な金属の細
線をより合わせた金属製ワイヤ２１の周囲を、導電性の
ゴム材料から成る外被層２２によって被覆している。こ
のような探知用導線２０は、長期間にわたって地中埋設
管などとともに地中に埋設され、地中の水分によって膨
潤したり、電気的に腐食したりするおそれがある。本件
発明者らは、外被層２２の材料として適切な物を選択す
るため、次の表１に示すようなゴム材質について地中埋
設を想定した各種試験を行っている。

【００１５】

【表１】

【００１６】検討した試料は、原料ゴムとしてクロロプ
レンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤ
Ｍ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）およびシリコーンゴム
（Ｑ）をピックアップした。検討試料ＮＢ／ＥＰは、ニ
トリルゴム５５重量部に対して、エチレンプロピレンゴ
ム４５重量部をブレンドしたものである。検討試料ＮＢ
／ＶＣは、塩化ビニル入りニトリルゴムを原料ゴムとし
ている。検討試料ＣＲ１は、ベースとなる検討試料ＣＲ
０からイオウを除いたものである。検討試料ＣＲ２は、
カーボンブラックとしてＳＲＦタイプ（中補強性）のも
のを２５重量部添加し、さらに充填剤として炭酸カルシ
ウム２０重量部を添加し、他のタイプのカーボンブラッ
ク（アセチレン）などは添加していない。

【００１７】原料ゴムとしてのエチレンプロピレンゴム
は、初めにＥＰ０の検討試料を他の原料ゴムと比較し
て、特性的に好ましいと判断されたので、ＥＰ１〜ＥＰ
４の試料を追加した。エチレンプロピレンゴムの配合で
は、カーボンブラックとしてＨＡＦタイプ（高耐摩耗
性）、ＭＡＦタイプ（中耐摩耗性）などの耐摩耗性向上
用のもの、あるいはアセチレンタイプやＣＦタイプなど
の導電性向上用のものを組合わせて添加している。検討
試料ＥＰ３およびＥＰ４には、日本イーシー株式会社製
造の商品名「ケッチェンブラックＥＣ」と呼ばれるコン
ダクティブファーネス（ＣＦ）タイプの導電性カーボン
ブラックを添加している。このＣＦタイプ導電性カーボ
ンブラックの基本特性は、沃素吸着量８５０ｍｇ／ｇ、
ＤＢＰ吸着量３５０ｍｌ／１００ｇ、表面積９５０ｍ²
／ｇであり、新タイプのものとそれらのばらつきを考慮
すればそれぞれ８００〜１１００ｍｇ／ｇ、３００〜５
５０ｍｌ／１００ｇ、９００〜１３００ｍ²／ｇ程度と
なる。

【００１８】検討試料ＮＢ／ＶＣは、２０％の塩化ビニ
ルをブレンドしたニトリルゴムを、原料ゴムとしてい
る。検討試料Ｑは、導電性シリコーンゴムとして市販さ
れているコンパウンド（配合物）である。酸化亜鉛およ
びステアリン酸は、加硫助剤として、イオウは加硫剤と
して機能する。炭酸カルシウムは、無機補強剤として配
合する。軟化剤は、アロマ（芳香族）系またはパラフィ
ン系のプロセスオイルであり、加工性および材料硬度調
整用として配合する。

【００１９】図２、図３および図４は、表１に示す検討
試料を用いて通電による劣化の度合を判定するための試
験装置の構成を示す。図２はゴム材料としての特性を試
験する装置であり、図３はシート状ゴム試料の試験中の
セット状態を示し、図４は図１に示すような探知用導線
２０として製品そのもので試験する装置を示す。これら
の試験装置は、基本的に、容器３０内の３％ＮａＣｌ溶
液３１中で、ステンレス鋼板製のホルダ３２で保持され
る試験試料３３を陽極として通電し、劣化を促進させ
る。ＮａＣｌ（食塩）の濃度は、最大３％として２．７
％とされている海水の平均塩分濃度に合わせている。ホ
ルダ３２からは銅線３４が、また陰極となる銅線３５
が、それぞれＤＣ１２Ｖ電源３６の陽極および陰極にそ
れぞれ接続されている。図４では、探知用導線２０の先
端に密栓３７を設けている。

【００２０】次の表２は、図２の装置によって通電試験
を行った際の通電時の状況、通電後の試料の状態を図３
のＡ部およびＢ部について示し、さらに通電後の銅線の
状態を示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】導電性を有するクロロプレンゴム配合の試
料ＣＲ０，ＣＲ１と、ニトリルゴムとエチレンプロピレ
ンゴムとのブレンド配合であるＮＢ／ＥＰでは、３％Ｎ
ａＣｌ溶液３１の上方の図３のＡ部で亀裂が発生する。
さらに塩化ビニルを含むニトリルゴム試料ＮＢ／ＶＣと
シリコーンゴム試料Ｑでは、折り曲げると亀裂が発生す
る。クロロプレンゴム配合でも非導電性試料ＣＲ２では
亀裂の発生はない。探知用導線の外被層に亀裂が発生す
ると、その部分での導電性が損なわれるので、表２の結
果から判断する限り、導電性クロロプレンゴム配合のＣ
Ｒ０，ＣＲ１およびニトリルゴム配合のＮＢ／ＥＰ，Ｎ
Ｂ／ＶＣ、さらにシリコーンゴムコンパウンドのＱは探
知用導線の外被層として好ましくなく、一方、エチレン
プロピレン配合の試料ＥＰ０，ＥＰ１，ＥＰ２，ＥＰ
３，ＥＰ４が好ましいことがわかる。

【００２３】次の表３は、通電の前後における比重、表
面硬度および体積固有抵抗値の変化を示す。

【００２４】

【表３】

【００２５】比重の測定は、自動比重測定器を使用し、
表面硬度はＪＩＳＫ６３０１のスプリング式硬さ試
験のＡ形を適用し、体積固有抵抗値の測定はホイースト
ンブリッジを用いてＳＲＩＳ２３０１（日本ゴム協会
標準規格、導電性ゴム及びプラスチックの体積抵抗率試
験方法）を適用している。エチレンプロピレンゴム配合
の試料ＥＰ０は、通電前の体積固有抵抗値はクロロプレ
ンゴム配合の試料ＣＲ０，ＣＲ１よりも小さいけれど
も、通電後はやや大きくなる。

【００２６】次の表４は、通電前後における電解質溶液
である３％ＮａＣｌ溶液３１の状態と、ＰＨ測定値と上
澄み液の成分分析値を示す。エチレンプロピレンゴム配
合の試料ＥＰ０からは、クロロプレンゴム配合の試料Ｃ
Ｒ０よりも多くのカルシウムＣａイオンが上澄み液に含
まれている。これはゴム組成物中の炭酸カルシウムが溶
出したためと考えられる。

【００２７】

【表４】

【００２８】次の表５は、図４の装置による製品での試
験の際の外観についての結果を示している。これは前述
の表３および表４に示す結果から、エチレンプロピレン
ゴム配合の試料ＥＰ０にも改良の余地があると考えら
れ、さらにＥＰ１〜ＥＰ４の配合で探知用導線２０を試
作し、通電試験を行った結果である。

【００２９】

【表５】

【００３０】次の表６は、図２および図３の装置を用い
て、各試料の通電試験を行い、通電前後における比抵抗
すなわ体積固有抵抗値の変化を示す。通電後の結果のう
ち、（）内の数値は、表面研磨を行ってからの測定値を
示す。ただし、（）内が「ー」となっているのは、研磨
の際に試料の表面が荒れてしまい、正確な測定が行えな
かったことを示す。クロロプレンゴム配合の試料ＣＲ０
では、通電後の体積固有抵抗値はエチレンプロピレンゴ
ム配合の試料ＥＰ０〜ＥＰ３よりも小さいけれども、研
磨には耐えられないほど、内部まで劣化している。一
方、研磨後の体積固有抵抗値としてはエチレンプロピレ
ンゴム配合の試料ＥＰ２およびＥＰ３の方が体積固有抵
抗値が小さくなる。他の原料ゴムの場合でも、研磨後の
方が体積固有抵抗値が小さくなっているので、導電性の
低下は電気的要因で特に表面から生じていることが判
る。

【００３１】

【表６】

【００３２】次の表７は、表６に示す通電試験の際の電
解質溶液の方の変化を示す。新たに追加したエチレンプ
ロピレンゴム配合の試料ＥＰ１〜ＥＰ４では、通電後の
電解質溶液には変化がなく、ゴム組成物からの溶出がほ
とんどないと推定される。

【００３３】以上の結果を総合すれば、エチレンプロピ
レンゴム配合を基本として、前記ＣＦタイプ導電性カー
ボンブラックを１０重量部以上３０重量部以下の範囲で
添加すれば、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上５００００Ω・ｃ
ｍ以下の範囲に容易に収まるとともに、埋設中に生じる
電気的要因の劣化も少ないので、長期間にわたって、高
いレベルの導電性が維持でき、地中埋設管の探知用導線
として、最適である。

【００３４】

【表７】

【００３５】エチレンプロピレンゴムとしては、エチレ
ンとプロピレンとの２成分から構成され、２重結合を持
たないＥＰＭと、非共役ジエン系の第３成分を共重合さ
せて２重結合を有するＥＰＤＭがある。本実施例では、
イオウ加硫ができるＥＰＤＭの方が好ましいので、原料
ゴムとした。理由は、前記したように、パーオキサイド
加硫よりイオウ加硫の方が、加工性、取扱い面で利点が
大きいためである。さらに、導電性付与のためのＣＦタ
イプとともに、ＭＡＦタイプやＨＡＦタイプなどのカー
ボンブラックを併用して、全体のカーボン量が、エチレ
ンプロピレンゴム１００重量部に対して５０重量部以上
１５０重量部以下の範囲となるように添加すれば、前記
のように、導電性、加工性、機械的特性、コストの重要
要素がバランスよく配分できる。

【００３６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エチレン
プロピレンゴム１００重量部に対して１０重量部以上３
０重量部以下の範囲のＣＦタイプ導電性カーボンブラッ
クを添加し、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上５００００Ω・ｃ
ｍ以下の範囲となるようにしているので、長期にわたっ
て地中に埋設した後で、地上から埋設位置を探知する際
に導電性を失わず、信頼性のある精度の高い探知を行う
ことができる。

【００３７】また、本発明によれば、エチレンプロピレ
ンゴムはＥＰＤＭであるので、イオウ加硫が可能なこと
から、普通のゴム加硫温度で加硫でき、特別な加硫設備
が不要である。また、パーオキサイドのような異臭を避
けることができ、取扱いの点でも有利である。

【００３８】また、本発明によれば、エチレンプロピレ
ンゴム１００重量部に対して、５０重量部以上１５０重
量部以下の範囲でカーボンブラックが添加されるので、
高いレベルの導電性があって、押出加工性もよく、機械
的特性も満足させ、コストも高くならずバランスのよい
地中埋設管の探知用導線ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による探知用導線の構成を示
す断面図である。

【図２】外被層として使用するゴム材料の試験装置の簡
略化した正面図である。

【図３】ゴム材料の試験状態を示す簡略化した側面図で
ある。

【図４】探知用導線としての試験装置の構成を示す簡略
化した正面図である。

【図５】先行技術による地中埋設管の探知のための構成
を示す簡略化した断面図である。

【符号の説明】

２０探知用導線２１金属製ワイヤ２２外被層３１３％ＮａＣｌ溶液３３試験試料３６ＤＣ１２Ｖ電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者衣川雅也大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者坂東譲徳島県阿波郡阿波町東川原29 株式会社十川ゴム製造所徳島工場内 (56)参考文献特開平５−134051（ＪＰ，Ａ) 特公平２−47714（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01V 3/12 F16L 1/00 G01V 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地中埋設管の位置を地上から電磁波を用
いて探知するために、地中埋設管に沿って設けられる探
知用導線において、可撓性を有する金属製ワイヤと、金属製ワイヤの表面を被覆する導電性外被層であって、エチレンプロピレンゴム１００重量部に対して、沃素吸着量８００〜１１００ｍｇ／ｇ、ＤＢＰ吸着量３
００〜５５０ｍｌ／１００ｇ、表面積９００〜１３００
ｍ²／ｇであるコンダクティブファーネス系の導電性カ
ーボンブラックが１０重量部以上３０重量部以下の範囲
で添加され、比抵抗が１Ω・ｃｍ以上５００００Ω・ｃ
ｍ以下の範囲であるゴム組成物の導電性外被層とを含む
ことを特徴とする地中埋設管の探知用導線。
【請求項２】前記ゴム組成物の前記エチレンプロピレ
ンゴムはＥＰＤＭであることを特徴とする請求項１記載
の地中埋設管の探知用導線。
【請求項３】前記ゴム組成物は前記エチレンプロピレ
ンゴム１００重量部に対して、５０重量部以上１５０重
量部以下の範囲でカーボンブラックが添加されることを
特徴とする請求項１または２記載の地中埋設管の探知用
導線。