JP3067352B2 - ゴム絶縁電線およびその製造方法 - Google Patents

ゴム絶縁電線およびその製造方法

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JP3067352B2
JP3067352B2 JP3321745A JP32174591A JP3067352B2 JP 3067352 B2 JP3067352 B2 JP 3067352B2 JP 3321745 A JP3321745 A JP 3321745A JP 32174591 A JP32174591 A JP 32174591A JP 3067352 B2 JP3067352 B2 JP 3067352B2
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卓 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴム絶縁電線およびそ
の製造方法に関し、詳しくは、道路、体育館等の施設用
照明に用いる水銀灯や放電灯用の高電圧用リード線とし
て用いられるもので、特に、導体とゴム系絶縁体との間
にプラスチック半導電体層を介在させたものを連続的に
製造出来るようにするものである。
【0002】
【従来の技術】従来、上記した高電圧用リード線あるい
は高電圧モータの口出線として、軟銅撚線などの導体
に、ポリエチレン、テフロンなどのプラスチック系やE
PDM、シリコーンゴムなどのゴム系でなる絶縁体を直
接被覆した絶縁電線が多用されている。上記絶縁電線
は、導体に絶縁体を直接被覆する構造であるために、導
体と絶縁体との間に気泡や空隙が生じやすく、高電圧を
印加すると、その部分でコロナ放電が発生して絶縁体が
侵食され、絶縁破壊が生じるという問題がある。
【0003】この解決策として、導体と絶縁体との間
に、絶縁体と化学的に親和性のある半導電性層を設け
て、半導電性層と絶縁体を密着させて気泡等を無くし、
よって、耐電圧特性を向上させる方法が採用されてい
る。上記半導電性層の材料としては、絶縁体と同一また
は類似の化学構造を有するポリマーに、カーボンブラッ
クまたはグラファイトなどの導電性付与剤を混入したも
のが一般に用いられている。
【0004】上記絶縁体がプラスチック、例えば、ポリ
エチレンの場合、ポリエチレンにカーボンブラックなど
を混入した半導電性材料が使用される。このように絶縁
体および半導電性層がいずれもプラスチックの場合、プ
ラスチックは、加熱・溶融状態で押出した後、冷却によ
り固化状態になるという特性を利用して、2台の押出機
を直列に配置して、半導電性層と絶縁体の2層押出しを
連続的に行う方法が採用することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、絶縁体
及び半導電性層がシリコーンゴム、EPDE等のゴム系
の場合、押出した後、直ちに加熱等の加硫操作をして、
ゴム分子を網目構造となす必要がある。これは、押出し
ただけの未加硫ゴムは外力などで塑性変形する粘土状の
性状を示し、プラスチック系のように冷却だけで固化し
て機械的強度が増加することがないためである。
【0006】このため、絶縁体及び半導電性層がゴム系
の絶縁電線の製造に際しては、第1の押出し機で半導電
性層を押出し成形した後、直ちに加硫を行って一旦ドラ
ム等に巻取り、加硫を完結した後、第2の押出し機で絶
縁体を押出し被覆した後、直ちに加硫を行うという方法
を採用せざるを得ない。したがって、絶縁体および半導
電性層がプラスチック系の絶縁電線の製造方法のよう
に、2台の押出し機を直列に配置して、半導電性層と絶
縁体の2層押出しを連続的に行うという方法が採用でき
ず、品質の低下やコストアップになるという問題があっ
た。
【0007】本発明は、上記した問題に鑑みてなされた
もので、連続的に製造できる構造としたゴム絶縁電線お
よび、その製造方法を提供し、ゴム絶縁電線の品質の向
上及びコストダウンを図ることを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、導体上に、ポリマーにカーボンブラッ
ク、グラファイト等を添加したプラスチック半導電性層
を被覆し、該半導電性層の表面にゴム系接着層を介して
ゴム絶縁体を被覆していることを特徴とするゴム絶縁電
線を提供するものである。
【0009】上記絶縁体のゴムはシリコーンゴム、 ゴム
系接着剤はプライマーのようなシリコーンゴム系接着剤
が好適に用いられる。また、 半導電性層は、ポリオレフ
ィンを主としたポリマーにカーボンブラック、グラファ
イト等の導電性付与剤を添加したものが好適に用いられ
る。 例えば、ポリエチレンとエチレンプロピレンゴムの
混合物にアセチレンブラックやグラファイト等を添加し
て、103〜106オーム・cmの固有抵抗を有するものも
好適に用いられる。
【0010】本発明は、上記ゴム絶縁電線の連続製造方
法として、2台の押出機を直列に配置して、連続的に、
第1の押出機により、カーボンブラック、グラファイト
等を添加したポリマーの半導電性層を導体表面に被覆す
るように押出し成形し、ついで、冷却した後、第2の押
出機によりゴム系絶縁体を押出して被覆し直ちに加硫
し、該第2の押出機による加硫は蒸気加硫管を通して行
い、上記半導電性層と絶縁体の架橋剤を分解させて同時
に架橋させることにより半導電性層と絶縁体とを密着さ
せることを特徴とするゴム絶縁電線の製造方法を提供す
るものである。
【0011】さらに、本発明は、2台の押出し機を直列
に配置して、連続的に、第1の押出機により、ポリオレ
フィン等を主としたポリマーの半導電性層を、導体表面
を被覆するように押出し成形した後、冷却し、ついで、
プライマー等のシリコーンゴム系接着剤を塗布し、その
後、第2の押出機により、ゴム系絶縁体を押出して被覆
した後に加硫することを特徴とするゴム絶縁電線の製造
方法を提供するものである。
【0012】
【0013】上記のように、半導電性層と絶縁体の架橋
剤を架橋させて密着させる場合には、同一の架橋剤、例
えば、ジクミルパーオキサイド、2.5ジメチル2.5ジ
(tert ブチルパーオキシ)ヘキサン等を半導電性層と
絶縁体とに添加していおくことが好ましい。 尚、蒸気加硫管を用いずに、温風加硫機により加硫する
場合は、前記した製造方法のように、半導電性層と絶縁
体との間にゴム系接着剤を塗布しておくことが好まし
い。
【0014】
【作用】本発明によれば、半導電性層にポリオレフィン
等を主としたポリマーを使用したから、第1の押出機で
半導電性層を押出し成形した後に冷却すると、半導電性
層の表面が固化して、機械的強度が増加する。これによ
り、従来のような加硫が不要になるから、2台の押出し
機を直列に配置して、半導電性層と絶縁体の2層押出し
を連続的に行う方法を採用できるので、絶縁電線のコス
トダウン化が図れる。また、機械的強度が増加するの
で、第2の押出し機の被覆装置に接触しても損傷を受け
ないために、品質が安定する。
【0015】さらに、プラスチック半導電性層とゴム絶
縁体とは親和性が低いが、プライマー等のようなシリコ
ーン系接着層を介在させることにより、半導電性層と絶
縁体との間に空隙が生じないので、耐電圧特性が向上す
る。
【0016】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図1〜図3に示すように、絶縁電線1の製造装
置には、2台の第1押出機11と第2押出機12が直列
に配置されている。第1押出機11の前側には給線機1
3が配置され、両押出機11,12の間には、第1押出
機11側に空冷装置14が配置され、第2押出機12側
に接着装置15が配置されている。また、第2押出機1
2の後側には、加硫管16と、キャプスタン17と、巻
取り機18とが配置されている。
【0017】上記連続製造装置によりゴム絶縁電線を製
造する場合、給線機13から供給される導体2の表面に
被覆するように、第1押出機11により、ポリオレフィ
ンを主としたポリマーの半導電性層3を押出し成形した
後に、空冷装置14で冷却する。ついで、接着装置15
でプライマー等のシリコーンゴム系接着層4を表面全体
に塗布した後、第2押出機12により、ゴム系の絶縁体
5をシリコーンゴム系接着剤4を介して半導電性層3に
被覆するように押出す。その後、直ちに、加硫管16で
加硫して、キャプスタン17を介して巻取り機18で絶
縁電線1を連続的に巻取る。
【0018】上記導体2は、軟銅線やスズ、ニッケル、
銀などのメッキ付き軟銅線の単線もしくは撚線である。
【0019】第1押出機11から押出される半導電性層
13は、ポリオレフィンを主としたポリマーとしては、
例えば、ポリエチレンとエチレンプロピレンゴムの混合
物に、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラフ
ァイトなどの導電性付与剤を混合して、103〜106
ーム・cmの固有抵抗を有するものが用いられる。この半
導電性層13は、冷却により固化状態になるという特性
を有する。
【0020】上記ポリエチレンとエチレンプロピレンゴ
ムの混合物におけるポリエチレンの比率は、30%〜7
0%が好ましい。ポリエチレンが30%未満であると、
成形後の冷却固化状態での硬度 (機械的強度)が不足
し、70%を越えると、導電性付与剤を高充填した際、
機械的強度が著しく不足する。
【0021】第1押出機11で導体2に押出し成形され
た半導電性層13を空冷装置14で冷却すると、半導電
性層3の表面が固化して、機械的強度が増加する。これ
により、次の第2押出機12の被覆装置 (ガイダーチッ
プ)に接触しても損傷を受けないために、品質が安定す
る。
【0022】尚、上記接着装置15から半導電性層3に
塗布される接着層4は、必要に応じて設けるものであ
る。即ち、次の第2押出し機12でゴム系の絶縁体5を
押出し被覆した後に、加硫管16で蒸気による加熱・加
圧の加硫を行うと、半導電性層3及び絶縁体5の架橋剤
(例えばジクミルパーオキサイト゛)が分解されて、それ
ぞれ同時に架橋することで、半導電性層3と絶縁体5が
密着する。
【0023】尚、上記した蒸気による加硫ではなく、H
AV (熱風加硫機)のような常圧加硫機で架橋させると
きは、蒸気による加圧の場合に生じる密着度を期待でき
ない。よって、HAVで加硫する場合には、前記方法の
ように、プライマーのようなシリコーン系接着層4を半
導電性層3と絶縁体5との間に設けて密着性を高め、空
隙が生じないようにしている。
【0024】上記架橋により半導電性層と絶縁体との密
着性の向上を図る場合、半導電性層3と絶縁体5には同
一の架橋剤を添加することが、架橋反応を制御するうえ
で好ましい。
【0025】上記第2押出機12から押出される絶縁体
5としては、ポリオルガ/シロキサンを主原料とし、そ
れにシリカ系の補強性充填剤、架橋剤などを配合してな
るシリコーンゴム混和物が好ましい。
【0026】上記製造方法によって、図2及び図3に示
したような導体2、半導電性層3、接着層4及び絶縁体
5からなるる絶縁電線1が連続的に製造できるので、コ
ストダウン化が図れるようになる。また、接着層4が不
要な場合には、図4及び図5に示したような導体2、半
導電性層4及び絶縁体5でなる絶縁電線1が連続的に製
造できる。
【0027】上記製造方法によって製造した絶縁電線1
を用いて、破壊電圧のテストを行った。導体2の直径を
1.35mm、半導電性層4の厚みを0.15mm、絶縁体5
の厚みを2.5mmに形成した長さ1mの試料の内、50cm
を水中に没して、絶縁電線1の導体2と水との間に電圧
を印加した。電圧は、最初、20KVで10分間保持し
た後、2KV/分の割りで段階的に上げて、破壊電圧を
測定した。屈曲は、絶縁電線1をその直径の3倍の棒に
巻付けて行った。その結果は表1の通りである。半導電
性層3の有無により、屈曲の耐電圧特性が向上している
のがわかる。
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の絶縁電線の製造方法は、半導電性層にポリオレフィン
等を主としたポリマーを使用したものであるから、冷却
により、半導電性層の表面が固化して、機械的強度が増
加するようになる。したがって、従来のような加硫が不
要になるから、2台の押出し機を直列に配置して、半導
電性層と絶縁体の2層押出しを連続的に行う方法を採用
できるので、絶縁電線のコストダウン化が図れるように
なる。また、機械的強度が増加するので品質も安定す
る。さらに、加硫の方法によって、プライマー等のよう
なシリコーン系接着層を設けると、半導電性層と絶縁体
との間に空隙が生じないので、耐電圧特性が向上するよ
うになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の絶縁電線の製造装置の側面図であ
る。
【図2】 第1例の絶縁電線の側面図である。
【図3】 図2の断面図である。
【図4】 第2例の絶縁電線の側面図である。
【図5】 図4の断面図である。
【符号の説明】
1 絶縁電線 2 導体 3 半導電性層 4 接着層 5 絶縁体 11 第1押出し機 12 第2押出し機 14 空冷装置 15 接着装置 16 加硫管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−67221(JP,A) 特開 昭60−189805(JP,A) 特開 昭57−132604(JP,A) 実開 昭58−17724(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 9/02 H01B 13/24

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体上に、導電性付与剤等を添加したプ
    ラスチック半導電性層を被覆し、該半導電性層の表面に
    ゴム系接着剤層を介してゴム絶縁体を被覆していること
    を特徴とするゴム絶縁電線。
  2. 【請求項2】 上記半導電性層はポリオレフィンを主と
    したポリマーにカーボンブラックやグラファイトを添加
    したプラスチック層からなり、又、ゴム系接着剤はシリ
    コーンゴム系接着剤からなると共に、絶縁体のゴムはシ
    リコーンゴムからなる請求項1記載のゴム絶縁電線。
  3. 【請求項3】 2台の押出機を直列に配置して、連続的
    に、 第1の押出機により、導体表面を被覆するように、ポリ
    マーの半導電性層を押出し成形した後に冷却し、つい
    で、第2の押出機によりゴム系絶縁体を押出して加硫
    し、該第2の押出機による加硫は蒸気加硫管を通して行
    い、上記半導電性層と絶縁体の架橋剤を分解させて同時
    に架橋させることにより半導電性層と絶縁体とを密着さ
    せることを特徴とするゴム絶縁電線の製造方法。
  4. 【請求項4】 2台の押出し機を直列に配置して、連続
    的に、 第1の押出機により、ポリオレフィン等を主としたポリ
    マーの半導電性層を、導体表面を被覆するように押出し
    成形した後、冷却し、 ついで、プライマー等のシリコーンゴム系接着剤を塗布
    し、 その後、第2の押出機により、ゴム系絶縁体を押出して
    被覆した後に加硫することを特徴とするゴム絶縁電線の
    製造方法。
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