JP2948184B2

JP2948184B2 - Ｃｖケーブル用プレハブ型接続箱

Info

Publication number: JP2948184B2
Application number: JP14598A
Authority: JP
Inventors: 幸哉晴山; 傑稔小川
Original assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Current assignee: Otsuka Chemical Co Ltd
Priority date: 1998-01-05
Filing date: 1998-01-05
Publication date: 1999-09-13
Anticipated expiration: 2018-01-05
Also published as: JPH11199757A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＶケーブル用プ
レハブ型接続箱に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】エポキ
シ樹脂は、絶縁性に優れ、かつ寸法安定性及び機械的強
度に優れているため、電気機器等における絶縁部材の材
料として広く用いられている。このような絶縁部材は、
例えば、ＣＶケーブル用プレハブ型接続箱において用い
られている。ＣＶケーブル用プレハブ型接続箱は、高圧
線路、例えば６６０００〜２７５０００Ｖ程度の電圧を
扱う線路の接続に用いられるものであり、このようなＣ
Ｖケーブル用プレハブ型接続箱を用いることにより現場
での作業時間の短縮を図ることができる。

【０００３】図１は、このようなＣＶケーブル用プレハ
ブ型接続箱の上半部を示す断面図である。図１に示すよ
うに、接続するケーブル１，１’のそれぞれのケーブル
端部は、所定寸法に段剥ぎして、ケーブル導体１ａ，１
ａ’、内部半導電層、ケーブル絶縁体１ｂ，１ｂ’、外
部半導電層１ｃ，１ｃ’、ケーブルシース１ｄ，１ｄ’
が露出されており、ケーブル導体１ａとケーブル導体１
ａ’とを突き合わせ、導体接続管２を被せ、これを圧縮
することにより接続されている。導体接続管２の外周に
は、予め高圧埋込み電極３と注型一体成形されたエポキ
シユニット４が配置され、エポキシユニット４の埋込み
電極３と、導体接続管２とが電気的に接続されている。
エポキシユニット４と、ケーブル絶縁体１ｂ，１ｂ’の
間には、それぞれ、ゴムモールドストレスコーン５ａ，
５ａ’が挿入されている。ゴムモールドストレスコーン
５ａ，５ａ’は、電界緩和層５ｂ，５ｂ’と一体成形さ
れており、この電界緩和層５ｂ，５ｂ’を、押圧板７，
７’を介してスプリング６，６’で押圧している。この
ようにして組み立てられた接続箱の外側を外部ケース８
で覆い、両端部には防水処理等が施されている。

【０００４】上記のようなプレハブ型接続箱において
は、各部材の界面、とりわけゴムモールドストレスコー
ン５ａ，５ａ’とエポキシユニット４との界面、ゴムモ
ールドストレスコーン５ａ，５ａ’とＣＶケーブル絶縁
体１ｂ，１ｂ’との界面、エポキシユニット４内におけ
る高圧埋込み電極３との界面等が電気的な弱点となって
おり、これらの界面において電気的絶縁性の低下を生じ
る場合があった。

【０００５】中でも、エポキシユニット４内の高圧埋込
み電極３とエポキシ樹脂との界面において剥離等が生じ
ると、電気的欠陥となり、絶縁破壊の原因となった。上
記のような絶縁破壊を防止する方法として、エポキシユ
ニット４内のエポキシ樹脂の少なくとも一部に導電性を
付与する方法が考えられる。しかしながら、エポキシ樹
脂に金属粉末やカーボン等の各種導電性充填剤を配合し
て導電性を付与する場合には、これらの導電性充填剤を
多量に配合する必要があり、導電性充填剤を多量に配合
すると、エポキシ樹脂の粘度が著しく増加し、注型押出
加工が困難になるという問題を生じた。また、これらの
充填剤は、樹脂の欠点である大きな熱膨張率を改善する
ことができないため、長期間の使用により膨張収縮を繰
り返し、空隙やひび割れ等の構造上の欠陥を生じるおそ
れを有していた。

【０００６】本発明の目的は、所望の導電性を有し、熱
膨張率が小さく、成形性及び機械的強度に優れたエポキ
シ樹脂組成物を用いたＣＶケーブル用プレハブ型接続箱
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明において用いる導
電性エポキシ樹脂組成物は、表面にカーボン層または導
電性の金属酸化物層が設けられたシリカ粒子及び／また
はアルミナ粒子を配合し、体積固有抵抗率が１０⁹ Ω・
ｃｍ以下であることを特徴としている。

【０００８】本発明において、導電性エポキシ樹脂組成
物の体積固有抵抗率は、１０⁹ Ω・ｃｍ以下である。体
積固有抵抗率がこれよりも高くなると、絶縁破壊を防止
するという本発明の効果が十分に発揮されない場合があ
る。なお、この体積固有抵抗率は、硬化後の成形物に対
する測定値である。

【０００９】本発明のＣＶケーブル用プレハブ型接続箱
は、エポキシユニットの少なくとも一部の材料として、
上記導電性エポキシ樹脂組成物を用いたことを特徴とし
ている。

【００１０】本発明において用いるシリカ粒子及びアル
ミナ粒子の表面に形成されるカーボン層または導電性の
金属酸化物層の形成方法は、後述するように、特に限定
されるものではなく、種々の方法により形成することが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明において用いる、表面に導
電層が設けられたシリカ粒子またはアルミナ粒子は、従
来知られている各種の表面処理方法、例えば含浸加熱
法、スプレー法、真空蒸着法、アルコール加水分解法、
共沈法、ＣＶＤ法等により製造することができる。好ま
しい製造方法の具体例としては、例えば、以下の方法が
挙げられる。

【００１２】（１）第一の方法シリカ粒子またはアルミナ粒子などの芯材粒子を非酸化
性雰囲気下に炭化水素を成分として含む原料と共に焼成
することにより芯材粒子の表面にカーボン層を形成する
方法。

【００１３】ここで、非酸化性雰囲気は、還元性ガスま
たは不活性ガスを導入することにより実現することがで
きる。還元性ガスとしては、水素ガス、アンモニアガ
ス、一酸化炭素ガスなどが挙げられる。不活性ガスとし
ては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどが挙
げられる。これらは単独でまたは二種以上を混合して用
いてよい。通常、これらの還元性ガスまたは不活性ガス
により、反応系内が９５容量％以上置換されることが望
ましい。

【００１４】炭化水素を成分として含む原料の代表的な
ものとしては、脂肪族炭化水素および芳香族炭化水素が
挙げられ、中でもトルエン、キシレン、ナフタレン、ア
ントラセン等の芳香族化合物が好ましい。また、ピリジ
ン、チオフェン等の炭素、水素以外の元素を含む原料も
用いることができる。

【００１５】焼成温度としては、使用する原料化合物の
分解温度、例えば３００〜１２００℃程度が挙げられ
る。加熱時間としては、１０分〜１８０分程度が挙げら
れる。尚、シリカ粒子またはアルミナ粒子の水分を予め
除去する目的で、シリカ粒子またはアルミナ粒子のみを
加熱処理した後、上記の導電性層を形成する処理を行っ
てもよい。また、一旦、導電性層を形成させたものを再
び非酸化性雰囲気で加熱処理して副生物を除去したり、
あるいはさらに前記の導電性層を形成する処理を行って
もよい。

【００１６】被覆層として形成されるカーボン層は、芯
材粒子１００重量部に対して０．１〜２００重量部、好
ましくは３〜３０重量部程度の被覆量となるように形成
することが好ましい。被覆量が少なすぎると導電性を十
分に付与することができず、被覆量が多すぎると経済性
が損なわれ、さらには芯材粒子の物性が損なわれるおそ
れがあり好ましくない。

【００１７】（２）第二の方法シリカ粒子またはアルミナ粒子を水中に分散させてスラ
リー状とし、酸化錫および酸化アンチモンの塩酸溶液と
水酸化ナトリウム等のアルカリを同時に滴下して共沈さ
せた後、乾燥、加熱することにより、表面に酸化錫及び
酸化アンチモンからなる導電性金属酸化物層を形成する
方法。

【００１８】導電層の被覆量としては、通常、芯材粒子
１００重量部に対して酸化錫５〜１００重量部、酸化ア
ンチモン０．０１〜１０重量部の割合で被覆するのが好
ましい。また、これらに加えて白度や導電性、耐候性等
を調整するために酸化インジウム、酸化コバルト、酸化
ニオブ等を適宜被覆してもよく、その場合は、芯材粒子
１００重量部に対して各々、もしくはいずれか1種また
は２種以上を０．０１〜１０重量部程度の割合で被覆す
ることが好ましい。

【００１９】得られた導電性粒子は、更に乾燥、熱処
理、分級して用いてもよい。好ましくは３００〜８００
℃で熱処理して用いるのがよい。これらの方法の詳細に
ついては、特開昭６２−２８６２２１号、特公昭６２−
４３２８号、特公平７−２３２２１号、特公平７−５４
６４４号、特開平２−１７０８６０号等に記載されてい
る。

【００２０】本発明に用いるシリカ粒子またはアルミナ
粒子としては、粒状、不定形、板状、針状、繊維状、燐
片状、バルーン状、塊状等の種々の形状のシリカ粒子ま
たはアルミナ粒子を用いることができる。

【００２１】シリカ粒子としては、含水珪酸、無水珪酸
を挙げることができる。また、シリカ質を主成分とする
ものであればシリカ１００％である必要はなく、アルミ
ニウム、カルシウム、鉄、ナトリウム等の成分を含有す
るものであってもよい。

【００２２】また、アルミナ粒子としては、球状アルミ
ナ粒子として市販されているもの（例えば、商品名「ア
ドマファイン」、株式会社アドマファイン製）を好まし
く用いることができる。

【００２３】これらの粒子の粒子径としては、０．０１
〜１００μｍが好ましく、さらに好ましくは０．５〜２
μｍ程度のものがよい。繊維状物を用いる場合には、平
均繊維長０．１〜１００μｍ、アスペクト比３〜２００
程度のものが好ましい。

【００２４】これらの芯材粒子の原料の含水率は、０．
０１〜１５重量％程度であることが好ましい。本発明に
おいて用いるエポキシ樹脂としては特に制限はなく、従
来よりエポキシユニット等に用いられているような各種
のエポキシ樹脂が用いられる。具体例としては、ビスフ
ェノール型エポキシ樹脂、グリセリン型エポキシ樹脂、
ノボラック型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等が挙
げられる。

【００２５】エポキシ樹脂に対するシリカ粒子及びアル
ミナ粒子の配合量は、導電性（体積固有抵抗率）が１０
⁹ Ω・ｃｍ以下、好ましくは１０⁶ Ω・ｃｍ以下となる
ように適宜調整されるが、通常、エポキシ樹脂１００重
量部に対して５０〜５００重量部が好ましく、さらに好
ましくは１００〜４００重量部程度である。

【００２６】上記導電性充填剤を配合した本発明におけ
るエポキシ樹脂組成物は、適度な導電性を有しているの
で、図１を参照して説明したＣＶケーブル用プレハブ型
接続箱のエポキシユニットの樹脂部分の材料として用い
ることにより、電界緩和機能が発現され、高圧埋込み電
極との界面や、ゴムモールドストレスコーンとの界面に
おける絶縁破壊を生じにくくすることができる。さらに
は、機器の小型化、軽量化、高電圧化を図ることができ
ると共に、電磁波遮断性及び耐久性の向上を図ることが
できる。

【００２７】また、本発明におけるエポキシ樹脂組成物
は、金属粉末やカーボン等の導電性充填剤を配合したエ
ポキシ樹脂に比べ、粘度が低く良好な成形性を有する。
従って、ＣＶケーブル用プレハブ型接続箱のエポキシユ
ニットの材料として用いた場合、注型により高圧埋込み
電極と一体成形するのに支障がない。さらに、本発明に
おけるエポキシ樹脂組成物の熱膨張率は、高圧埋込み電
極として一般に用いられる金属アルミニウム等の金属に
近似しているので、長期間の使用においても、その界面
に空隙を生じにくく、安定性を保ち得るという利点を有
している。

【００２８】本発明のＣＶケーブル用プレハブ型接続箱
の実施例としては、例えば、図１に示すＣＶケーブル用
プレハブ型接続箱と同様の構成を有するものが挙げられ
る。図１に示すＣＶケーブル用プレハブ型接続箱におい
て、エポキシユニット４の少なくとも一部を、本発明に
従う導電性エポキシ樹脂組成物を用いて形成することに
より、本発明のＣＶケーブル用プレハブ型接続箱とする
ことができる。

【００２９】また、本発明における導電性エポキシ樹脂
組成物を用いることにより、電界緩和機能を発現するこ
とができるので、図１に示す接続箱の構造において、こ
のような電界緩和機能を積極的に活かした構造に変更さ
せてもよい。例えば、高圧埋込み電極３をさらに小型化
することが可能であり、また必要な箇所の絶縁もしくは
短絡による電気的安定性の向上等を図るため、構造を変
更させることができる。

【００３０】

【００３１】

【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて本発明を
更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。

【００３２】実施例１及び２並びに比較例１〜３エポキシ樹脂１００重量部（チバ・ガイギー社製、常温
硬化タイプ）に、以下に示す各種の充填剤を３００重量
部配合し、適当量の溶剤と硬化剤（芳香族アミン系硬化
剤）を加えよく撹拌した後、試験片型に注型して硬化さ
せた。得られた樹脂組成物について線膨張係数（ＡＳＴ
ＭＤ６９６）および体積固有抵抗率（ＡＳＴＭＤ２
５７）を測定した。また成形性については、ＪＩＳＫ
６９１１法に基づいて、細孔押出し式流れ試験法にて評
価をした。結果を表１に示す。

【００３３】〔使用した充填材〕・充填材Ａ：カーボンブラック（昭和キャボット製Ｎ３
３９）・充填材Ｂ：球状シリカ粒子（平均粒子径１μｍ）・充填材Ｃ：充填材Ｂを回転加熱炉に供給し、系内を十
分に窒素置換し、酸素濃度を０．３容量％以下にした状
態で窒素ガスとともにトルエンガス（トルエンを加熱し
て気化させたもの）を体積混合比率１０：１（窒素ガ
ス：トルエンガス）で流しながら、系内を１０００℃に
加熱し、トルエンガスを熱分解して該シリカ粒子の表面
にシリカ１００重量部に対し２５重量部の割合でカーボ
ンを被覆することにより製造された導電性シリカ粒子。

【００３４】・充填材Ｄ：繊維状シリカ（ワラストナイ
トを酸処理して製造したシリカ分９７重量％、平均繊維
長２０μｍ、アスペクト比４０のもの）を水中に分散さ
せ、７０℃に加熱し、撹拌しながら、塩化第一錫および
塩化アンチモンの混合塩酸溶液と水酸化ナトリウム溶液
をそれぞれ別個にかつ同時に滴下した。反応系のｐＨを
酸性領域になるように保持し、反応終了後、生成物を濾
別し、水洗した後、乾燥工程を経て、７００℃で１時間
加熱処理することにより製造された、シリカ繊維の表面
に酸化錫および酸化アンチモンからなる導電性被覆層が
シリカ１００重量部に対して４０重量部（導電性被覆層
中の酸化アンチモンの割合は２０重量％）の割合で被覆
された導電性シリカ繊維。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示すように、本発明に従うエポキシ
樹脂組成物は、良好な導電性を有すると共に、低い熱膨
張率を有している。また、良好な導電性を示すカーボン
ブラックを充填した比較例２のエポキシ樹脂組成物に比
べ、良好な成形性を有するものである。従って、ＣＶケ
ーブル用プレハブ型接続箱のエポキシユニットの材料と
して有用なものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明における導電性エポキシ樹脂組成
物は、所望の導電性を有し、熱膨張率が小さく、成形性
及び機械的強度に優れている。

【００３８】本発明のＣＶケーブル用プレハブ型接続箱
は、エポキシユニットの少なくとも一部の材料として、
上記導電性エポキシ樹脂組成物を用いることにより、電
界緩和機能が発現され、高圧埋込み電極との界面や、ゴ
ムモールドストレスコーンとの界面における絶縁破壊を
生じにくくすることができ、さらには、機器の小型化、
軽量化、高電圧化を図ることができると共に、電磁波遮
断性及び耐久性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＣＶケーブル用プレハブ型接続箱の上半部を示
す断面図。

【符号の説明】

１，１’…ケーブル１ａ，１ａ’…ケーブル導体１ｂ，１ｂ’…ケーブル絶縁体１ｃ，１ｃ’…外部半導電層１ｄ，１ｄ’…ケーブルシース２…導体接続管３…高圧埋込み電極４…エポキシユニット５ａ，５ａ’…ゴムモールドストレスコーン５ｂ，５ｂ’…電界緩和層６，６’…スプリング７，７’…押圧板８…外部ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｋ 3/22 Ｃ０８Ｋ 3/22 3/36 3/36 (56)参考文献特開平５−116930（ＪＰ，Ａ) 特開平１−146957（ＪＰ，Ａ) 特開平７−173325（ＪＰ，Ａ) 特開平９−53001（ＪＰ，Ａ) 垣内弘編著「新エポキシ樹脂」（昭和60年５月10日初版１刷発行）株式会社昭晃堂、第294頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08L 63/00 - 63/10 H01B 1/14 H01B 1/20 C08K 9/02 C08K 3/22 C08K 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＶケーブルの導体部を接続するための
ＣＶケーブル用プレハブ型接続箱において、エポキシユニットの少なくとも一部の材料として、表面
にカーボン層が設けられたシリカ粒子及び／またはアル
ミナ粒子が配合され、かつ体積固有抵抗率が１０⁹Ω・
ｃｍ以下である導電性エポキシ樹脂組成物を用いたこと
を特徴とするＣＶケーブル用プレハブ型接続箱。
【請求項２】ＣＶケーブルの導体部を接続するための
ＣＶケーブル用プレハブ型接続箱において、エポキシユニットの少なくとも一部の材料として、表面
に導電性の金属酸化物層が設けられたシリカ粒子及び／
またはアルミナ粒子が配合され、かつ体積固有抵抗率が
１０⁹Ω・ｃｍ以下である導電性エポキシ樹脂組成物を
用いたことを特徴とするＣＶケーブル用プレハブ型接続
箱。