JP3807925B2

JP3807925B2 - 水密性混和物及び水密絶縁電線の製造方法

Info

Publication number: JP3807925B2
Application number: JP2000332842A
Authority: JP
Inventors: 雄一原
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: JP2002138169A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水密性混和物及び水密絶縁電線の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、架空配線用絶縁電線においては、内部に水分が侵入することを防ぐために水密構造が採られている。図１はそのような水密絶縁電線の一例を示す断面図であるが、複数本の導体１の周囲を水密材料２で包囲し、その周りを絶縁体３で被覆した構成となっている。水密材料２として、従来から低分子量ポリエチレン、ポリイソブチレン、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体等の樹脂、あるいは前記の樹脂にクレーやタルク等の無機充填剤等を添加した水密性混和物が一般的に用いられている。また、より水密性能を高めるために、例えば特開平１−２５３１１７号公報ではベンゾトリアゾールを配合して導体１の表面に耐食性被膜を形成することを提案している。
【０００３】
しかし、従来の水密性混和物を用いた水密絶縁電線では、水密性混和物の接着力の問題から、製造初期においては良好な水密性を示していても、例えばドラムに巻き取られたり、架設されたりする際に屈曲等の比較的大きな機械的変形を受けると、その後の水密性が低下し、長期に渡って安定して水密性を保持できないことが知られている。特に屋外用高圧電線では、通常複数本の導体１が撚り合わされているため、撚り方向に応力がかかっており、この応力がかかっている個所に水が侵入して腐食が生じると、断線（応力腐食）を起こすことがある。
【０００４】
そこで、有機過酸化物を配合して化学架橋や電子線架橋させることも提案されているが、この架橋には特殊で、高価な架橋装置が必要であり、製造コストの上昇を招くという新たな問題が生じる。
【０００５】
また、水密絶縁電線の製造に際して、導体１の撚合わせと同時に水密性混和物を導体１の隙間に加圧充填するのが一般的である。しかし、導体１の隙間に水密性混和物が均一に充填されないと、上記した機械的変形後の水密性の低下を更に悪化させるとともに、水密材料２と導体１との剥離性が悪くなることも知られており、水密性混和物の均一充填に対する要望も高い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の状況に鑑みてなさたものであり、導体間および導体−絶縁体間への充填が容易で、導体および絶縁体との密着力が均一に保持され、また導体との剥離性に優れ、屈曲等の機械的変形を受けた後も長期に渡って安定して水密性を保持することができ、しかも簡便な装置で水密絶縁電線を作製することができる水密性混和物を提供することを第１の目的とする。また、本発明は前記の水密性混和物を用いるとともに、水密性能をより高め得る水密絶縁電線の製造方法を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために、本発明は、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−γ−オレフィン共重合体及びエチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル三元共重合体から選ばれる少なくとも１種のオレフィン系樹脂１００重量部に対して、エチレン−アクリル酸・無水マレイン酸共重合体を０．１〜１．０重量部、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を１．０〜１０．０重量部、有機過酸化物系架橋剤及びシラン架橋剤を配合してなることを特徴とする水密性混和物を提供する。
【０００８】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明は、上記の水密性混和物を、７０〜１５０℃に加熱した導体間に充填し、更に全体を絶縁材料で被覆した後、シラン架橋を施すことを特徴とする水密絶縁電線の製造方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１０】
水密性混和物の主成分となるオレフィン系樹脂として、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−γ−オレフィン共重合体及びエチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル三元共重合体を単独で、あるいは２種以上を混合して使用する。
【００１１】
このオレフィン系樹脂１００重量部に対して、エチレン−アクリル酸・無水マレイン酸共重合体が０．１〜１．０重量部、好ましくは０．５〜０．８重量部の割合で配合される。この配合割合が０．１重量部未満の場合には機械的変形後の水密性が低下し、一方、１．０重量部を超える場合には剥離性が低下し、何れの場合も本発明の目的が達せられない。また、エチレン−アクリル酸・無水マレイン酸共重合体におけるエチレンとエチレン−アクリル酸・無水マレイン酸との比率は特に制限されないが、エチレン含有量が５〜２０モル％であることが好ましい。
【００１２】
また、オレフィン系樹脂には、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体が１．０〜１０．０重量部、好ましくは３〜８重量部の割合で配合される。ベンゾトリゾール誘導体としては、例えばベンゾトリアゾールモノエタノールアミン、ベンゾトリゾールジエチルアミン塩、ベンゾトリゾールシクロヘキシルアミン塩、ベンゾトリアゾールモルホリン塩、ベンゾトリゾールジイソプロピルアミン塩、メチルベンゾトリアゾールシクロヘキシルアミン塩などを挙げることができる。
【００１３】
ベンゾトリゾール及びその誘導体は、導体上に耐食性の被膜を形成して、万一水密材料と導体との密着性が低下しても、侵入した水が導体と接触するのを防止する。従って、配合割合が１．０重量部未満の場合には、耐食性被膜の膜厚が不足したり、導体の全外表面を覆うことができなくなる。一方、１０．０重量部を超える場合には、増分に見合う効果が得られず、不経済であるばかりでなく、相対的に他の成分、特に樹脂成分が少なくなり、水密性混和物の成形性を悪くする。なお、ベンゾトリアゾール及びその誘導体は、上記の配合割合の範囲内において混合して使用することもできる。
【００１４】
更にオレフィン系樹脂には、シラン架橋剤が配合される。シラン架橋剤としては、従来から知られているシラン架橋剤を適宜選択して用いることができる。その例として、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルフェニルジメトキシシラン、ビニルトリアセトキシシランなどが挙げられる。これらのシラン架橋剤は、必要に応じて、複数種併用することもできる。
【００１５】
このシラン架橋剤の配合量は、オレフィン系樹脂とエチレン−アクリル酸・無水マレイン酸共重合体との混合樹脂が架橋される量であれば特に制限されるものではないが、本発明においてはオレフィン系樹脂１００重量部に対して０．５〜３．０重量部程度配合するのが好ましい。配合量が０．５重量未満では架橋不足となり、導体との密着性を向上させることができず、一方３．０重量％を超える場合にはブルームを起こしやすくなる。
【００１６】
また、シラン架橋剤とともに、有機過酸化物系の架橋剤を併用する。例えば、ジクミルパーオキサイドや過酸化ベンゾイル、２，５−ジメチル−２，５−ジ（第３ブチルペルオキシ）ヘキシン−３、１，３−ビス（第３ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼンなどの有機過酸化物を、オレフィン系樹脂１００重量部に対して０．０５〜１．０重量部程度配合することができる。
【００１７】
本発明の水密性混和物には、必要に応じて、上記各必須成分に加えて老化防止剤や酸化防止剤などの各種添加剤、カーボンブラックなどの充填剤を適量配合することができる。これらは何れも、この種の水密材料に使用される公知のもので構わない。
【００１８】
本発明の水密性混和物は、上記の各樹脂、ベンゾトリアゾール、シラン架橋剤及び有機過酸化物、必要に応じて各種添加剤及び充填剤などを所定割合で配合し、例えば加圧ニーダー、２軸混練機等の公知の混練手段を用いて混練することにより調製できる。
【００１９】
一方、水密絶縁電線を製造するには、この水密性混和物を導体の撚合わせ時に導体の隙間に加圧充填し、更に全体を絶縁材料で被覆した後、温水ないし熱水に浸漬する、あるいは加熱蒸気で潤すなどの公知のシラン架橋方法により架橋させる。このシラン架橋は化学架橋や電子線架橋と異なり装置も簡素であり、水密絶縁電線の製造コストを大幅に上昇させることはない。本発明においては、水密性混和物の導体間への充填時に、導体を７０〜１５０℃に加熱することが好ましい。導体間への充填時に、従来では６０〜８０℃の温度に加熱していたが、本発明では水密性混和物がシラン架橋剤を含有するために従来よりも高い温度に導体を加熱することにより架橋の進行を促進させ、導体と水密材料との密着性をより高める。尚、得られる水密絶縁電線は、例えば図１に示したような断面構造を有する。
【００２０】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２１】
（実施例１〜５、比較例１〜６）
表１に示す如く、エチレン−エチルアクリレート共重合体（日本ユニカー(株)社製「ＮＵＣ６０７０」）、エチレン−アクリル酸・無水マレイン酸共重合体（エチレン含有量１０モル％）、ベンゾトリアゾール（城北化学工業(株)社製「ＢＴ−１２０」）、ビニルトリメトキシシラン（東レ・ダウコーニング(株)社製「ＳＺ６３００」）、ジクミルパーオキサイド（化薬アクゾ(株)社製「三井ＤＣＰ」）、老化防止剤（チバスペシャルティ(株)社製「ＩＲ１０１０」）及びカーボンブラック（ライオン(株)社製「ケッチェンブラックＥＣ」）を配合し、小型加圧ニーダーにより十分に混練して各水密性混和物を調製した。
【００２２】
次いで、導体を１００℃に加熱しながら撚り合わせ、同時に上記の各水密性混和物を導体間に加圧充填し、全体を架橋ポリエチレンで被覆した後、温水に浸漬して水密絶縁電線を得た。ただし、比較例５及び比較例６では導体の加熱を行わず、また比較例２及び比較例６では化学架橋装置を用いて架橋した。
【００２３】
そして、得られた各水密絶縁電線について、水密試験、皮剥ぎ試験及び導体変色試験を行った。各試験方法及び評価方法は以下の通りである。
【００２４】
（水密試験）
製造直後の水密絶縁電線に、電線１ｍに対して４．９×１０⁴Ｐａの水圧を２４時間加えて漏水の有無を観測した。また、製造直後の水密絶縁電線に、その外径の２０倍の直径を有するベント板で５往復の屈曲を与えた後、電線１ｍに対して４．９×１０⁴Ｐａの水圧を２４時間加えて漏水の有無を観測した。それぞれ、漏水が有る場合を「×」とし、漏水が無い場合を「〇」として表１に示した。
【００２５】
（皮剥ぎ試験）
水密絶縁電線の絶縁体を１０ｃｍにわたって剥ぎ取り、その時の水密材料の導体への付着残存の有無を観察した。付着物が有る場合を「×」とし、付着物が無い場合を「〇」として表１に示した。
【００２６】
（導体変色試験）
製造直後の水密絶縁電線に、電線１ｍに対して４９×１０⁴Ｐａの水圧を２時間加えた後、絶縁体及び水密材料を剥ぎ取って導体を露出させ、導体表面の色を観測した。変色が有る場合を「×」とし、変色が無い場合を「〇」として表１に示した。
【００２７】
【表１】

【００２８】
表１に示されるように、本発明に従う水密性混和物を用いた各実施例の水密絶縁電線は、屈曲前は勿論のこと、屈曲後も水密性が良好に維持されており、導体の変色も見られず、剥離性にも優れている。
【００２９】
水密絶縁電線の製造については、比較例５から、導体を加熱することにより、より優れた水密性能が得られることがわかる。また、本発明によれば、簡便な温水架橋により架橋が可能であることが確認された。これに対して、比較例２及び比較例６では特別な架橋装置を要することから、製造装置の評価を「×」にしてある。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、導体間および導体−絶縁体間への充填が容易で、導体および絶縁体との密着力が均一に保持され、また導体との剥離性に優れ、屈曲等の機械的変形を受けた後も長期に渡って安定して水密性を保持することができ、しかも簡便な装置で水密絶縁電線を作製することができる水密性混和物が得られる。また、水密絶縁電線の製造に際して、本発明の水密性混和物を用い、かつ導体を特定の温度に加熱することにより、更に水密性能を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】水密絶縁電線の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１導体
２水密材料
３絶縁体

Claims

ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー、ポリブテン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−γ−オレフィン共重合体及びエチレン−酢酸ビニル−塩化ビニル三元共重合体から選ばれる少なくとも１種のオレフィン系樹脂１００重量部に対して、エチレン−アクリル酸・無水マレイン酸共重合体を０．１〜１．０重量部、ベンゾトリアゾールまたはその誘導体を１．０〜１０．０重量部、有機過酸化物系架橋剤及びシラン架橋剤を配合してなることを特徴とする水密性混和物。
請求項１記載の水密性混和物を、７０〜１５０℃に加熱した導体間に充填し、更に全体を絶縁材料で被覆した後、シラン架橋を施すことを特徴とする水密絶縁電線の製造方法。