JP3813319B2

JP3813319B2 - 絶縁ゴム組成物

Info

Publication number: JP3813319B2
Application number: JP22632297A
Authority: JP
Inventors: 浩三栗田; 光雄島崎; 光一田辺; 浩之阿部
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2017-08-22
Also published as: JPH1160846A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電線、ケーブルの接続部（端末接続部を含む）用部品として好適な常温収縮チューブ成形用の絶縁ゴム組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電線、ケーブルの接続部用の部品に使用される常温収縮チューブは、その内径がケーブル接続部の被装着部分の外径よりも小さい寸法で製造した絶縁性チューブを予め拡径し、チューブの内径が被装着部分の外径よりも大きく保持させたものである。拡径状態の保持方法としては、通常、螺旋状に切れ目の入ったプラスチック等の筒状保持材が用いられる。常温収縮チューブを電線、ケーブルの接続部に装着するには、予め内径が被装着部の外径より大きく拡径し、螺旋状に切れ目の入ったプラスチック性筒状保持材に保持したチューブを被装着部に差込み、筒状保持材を抜き取ることにより、チューブを収縮させ、被装着部と密着させることにより、接続部の電気的保護、気密性、水密性を保持させる。
【０００３】
常温収縮チューブとは、チューブを高温に加熱することで収縮をおこさせる熱収縮チューブに対し、上記のように常温の状態で加熱することなくチューブを収縮させることができるものを指す。
この常温収縮チューブに最も要求される特性の一つは、拡径保持した状態から元の寸法に近い状態に復元することである。この特性は、ゴムの永久伸び特性に相当する。又、拡径する際、チューブが切断されないよう高い伸び特性が必要となる。さらに、電線、ケーブルの接続部に使用するためには高い電気絶縁特性が必要となる。
これらの要求特性に見合う材料として、従来は、主にシリコーンゴム、エチレン・プロピレンゴムが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の常温収縮チューブに用いられる材料のうち、シリコーンゴムは諸特性に優れるものの、エチレン・プロピレンゴムなどと比べると材料単価が高く、製品コストが高価になる欠点がある。又、エチレン・プロピレンゴムを用いた常温収縮チューブは永久伸び特性、高温伸び特性、耐トラッキング性の要求特性に対して必ずしも満足できるものではなかった。
本発明は電線、ケーブルの接続部用の部品として優れた電気絶縁性、耐トラッキング性等の電気特性を有し、初期伸び特性、永久伸び特性に優れ、常温収縮チューブ成形用として好適な絶縁ゴム組成物を提供するものである
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プロピレン含有量が３５から５５重量％で、重量平均分子量／数平均分子量（＝Ｍｗ／Ｍｎ）が５以上であるエチレン・プロピレン・ジエン共重合体を主成分とするエチレン・プロピレンゴム１００重量部に対して、炭酸カルシウム及び水酸化アルミニウムを合計４０から１２０重量部、パラフィン系オイルを１０から９０重量部、カーボンブラックを１から２０重量部、有機過酸化物を０．５から５重量部配合したことを特徴とする絶縁ゴム組成物である。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明においてエチレン・プロピレン・ジエン共重合体を主成分とするエチレン・プロピレンゴム（以下ベースポリマーということがある。）とは、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）単独、もしくはエチレン・プロピレン・ジエン共重合体を主成分とし、エチレン・プロピレン共重合体や天然ゴムを諸特性が損なわれない範囲で配合した混合物をいう。エチレン・プロピレン・ジエン共重合体としてはエチレン、プロピレンと、エチリデンノルボーネン、１，４ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン等のジエン系モノマーとの共重合体があげられる。
本発明のベースポリマーであるエチレン・プロピレン・ジエン共重合体を主成分とするエチレン・プロピレンゴム中のプロピレン含有量は３５から５５重量％の範囲である。プロピレン含有量をこの範囲にすると永久伸び特性が高く好ましい。なお、Ｍｗ／Ｍｎを５以上にすることにより永久伸び特性はより一層向上する。
【０００７】
充填剤として炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムを使用したのは、電気特性として最も重要な耐トラッキング特性を向上させるためである。これらの充填剤の添加量が少ないと耐トラッキング特性の改善効果がなく、多過ぎると絶縁ゴム組成物で成形される製品（例えば常温収縮チューブ）の永久伸び特性が低下するため、その配合量は４０〜１２０重量部の範囲が好ましい。特に、これらの充填剤の好ましい配合割合は炭酸カルシウムを５０〜７０重量部、水酸化アルミニウムを３０〜５０重量部とし、炭酸カルシウムと水酸化アルミニウムの合計を９０〜１１０重量部とする範囲である。
【０００８】
オイルとしてパラフィン系オイルを用いたのはプロセスオイルの中でもパラフィン系オイルは体積固有抵抗が高く、電気特性に優れ、絶縁ゴム組成物で成形される常温収縮チューブの電気絶縁特性を良好なものとするためである。その配合割合は配合量が少ないと絶縁ゴム組成物の混練り時の加工性が悪く、また、多過ぎると加工性の悪さに加えて耐トラッキング特性が低下するため１０〜９０重量部が好ましく、より好ましい配合割合の範囲は１０〜３０重量部である。
【０００９】
カーボンブラックは補強効果と耐候性の向上を目的として添加する。その配合割合が少ないと耐候性向上の効果が少なく、多過ぎるとカーボンブラックの持つ導電性により電気絶縁特性が低下するため、好ましいカーボンブラックの配合量は１〜２０重量部、特に好ましい範囲は５〜１０重量部である。
【００１０】
本発明のベースポリマーを加硫する加硫剤としては、有機過酸化物が好適である。加硫剤として添加する有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔーブチルペルオキシド）ヘキシン、１，３−ビス−（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ジｔ−ブチルパーオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等が使用できる。
有機過酸化物の配合割合はベースポリマー１００重量部に対して０．５から５重量部の範囲とする。有機過酸化物の配合割合が０．５重量部未満では絶縁ゴム組成物成形体の加硫が十分でなく、５重量部を越えると伸び特性が低下するという問題が生じる。有機過酸化物の好ましい配合割合は２．５〜３．５重量部である。
この他に絶縁ゴム組成物を構成する配合剤として公知の技術によりワックス、老化防止剤、加硫促進剤、金属酸化物を適宜添加しうることは勿論である。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
表１は本発明の実施例、表２は本発明に対する比較例で、絶縁ゴム組成物の配合割合は重量部で示す。
なお、この実施例、比較例で使用した製品は以下の市販品である。
ＥＰＤＭ−１：デュポン社製ＥＰＤＭ、商品名ノーデル１０７０
ＥＰＤＭ−２：日本合成ゴム社製ＥＰＤＭ、商品名ＥＰ−２５
ＥＰＤＭ−３：日本合成ゴム社製ＥＰＤＭ、商品名ＥＰ−２１
ＥＰＤＭ−４：日本合成ゴム社製ＥＰＤＭ、商品名ＥＰ−５１
ＥＰＤＭ−５：日本合成ゴム社製ＥＰＤＭ、商品名ＥＰ−４３
ＥＰＤＭ−６：出光ＤＳＭ社製ＥＰＤＭ、商品名ケルタン４８０２
炭酸カルシウム：白石カルシウム社製商品名白艶化ＣＣ
水酸化アルミニウム：昭和電工社製商品名ハイジライトＨ４２Ｍ
クレー：エンゲルハード社製商品名ＳａｔｉｎｔｏｎＷ
カーボンブラック：東海カーボン社製商品名カーボンブラック＃３Ｈ
パラフィン系オイル：出光石油社製商品名ＰＷ−３８０
加硫剤：三井石油化学社製商品名ＤＣＰ
老化防止剤：大内新興社製商品名ノクラックＭＢ
シランカップリング剤：日本ユニカー社製商品名Ａ−１７２
パラフィンワックス：日本精蝋社製商品名１４０Ｆパラフィン
ステアリン酸：日本油脂社製商品名粉末ステアリン酸
硫黄：川越硫黄製粉所製商品名粉末硫黄
酸化亜鉛：三井金属社製商品名亜鉛華１号
表１および表２に示す組成物を成形するために先ず、加硫剤（ＤＣＰ）を除く組成物をニーダーで混練し、混練後オープンロールに移して加硫剤を投入し、シート状に成形した。このシートを１６０℃の温度で２０分プレス加硫し絶縁シートを作製した。作製した絶縁シートにつき、永久伸び、伸び、体積固有抵抗を測定し、加工性を評価した。
また、耐トラッキング性試験には、上記シート作成条件と同様の手順で成形した内径３ｍｍφ、外形１１ｍｍφ、長さ３００ｍｍのチューブを用いた。
【００１２】
測定並びに評価は次の方法で行った。
永久伸びの測定は、ＪＩＳＫ−６３０１の加硫ゴム物理試験方法永久伸び試験に準拠し、ＪＩＳ１号型ダンベル試験片を使用して行った。条件設定は伸長率を２００％とし、伸長後の保持条件を７０℃×２時間とした。
伸びの測定は、ＪＩＳＫ−６３０１の加硫ゴム物理試験方法引張り試験により、ＪＩＳ３号ダンベルを使用し、常温及び７０℃で行った。
体積固有抵抗の測定は、１×１６０×１６０（ｍｍ）の大きさのシートを加圧加硫して作製し、このシートについてＪＩＳＣ−２１２３（第１６項）による方法で行った。
耐トラッキング特性は、３．０ｍｍφの銅導体上にチューブを被せたサンプルを用い、ＪＩＳＣ−３００５の耐トラッキング測定方法により、１万サイクル後の状態を評価した。
混練り加工性はニーダー及びオープンロールでの加工性を官能評価により判定し、
○：材料の凝集性が良く、混練り性が良好
×：材料の凝集性が悪い、又は粘度が低すぎるため、混練り性が悪い
として判定とした。
【００１３】
表１および表２に測定、評価結果を併記した。
【００１４】
【表１】

【００１５】
【表２】

【００１６】
実施例１〜７は、ベースポリマーの選定、充填剤の量、種類、カーボンブラック、パラフィン系オイルの量の適正な選択により、永久伸びは好適な範囲である１０％以下の高い特性を示し、伸びは常温で６５０％以上、７０℃で３００％以上の高い値となっている。又、電気特性は体積固有抵抗が２×１０¹⁵Ω・ｃｍ以上、耐トラッキング特性が１万回のサイクル後でも非破壊の良好な特性が得られており、混練り加工性も良好なものであった。
【００１７】
上記実施例に対し、比較例８では炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムの添加量が合計で３０重量部と少ないために耐トラッキング特性が低下した。また、比較例９では逆に炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムの添加量を合計１４０重量部と多く添加したために永久伸び特性が１２％と大きく、目標の１０％以下を越えてしまった。比較例１０はベースポリマーのプロピレン含有量が３５％未満のものであり、永久伸び特性が１０％を大きく越えるとともに、常温、７０℃の伸びも常温での好適範囲６００％以上、７０℃での好適範囲３００％以上を満足することができないものとなっている。
【００１８】
比較例１１、１２ではベースポリマーのプロピレン含有量は３５％以上であるが、Ｍｗ／Ｍｎが５以下のポリマーを用いたため、永久伸び特性が２０％と、目標の１０％以下を大きく越えている。比較例１３はパラフィン系オイルの量を５重量部と少なく添加したところ混練り加工性が悪く、逆にパラフィン系オイルの量を増量した比較例１４でも混練り加工性が悪く、更に、耐トラッキング特性も低下している。比較例１５では、カーボンブラックの量を３０重量部と増量したものであるが、体積固有抵抗が０．３×１０¹⁵Ω・ｃｍと低下し、電気特性が劣る結果となっている。比較例１６は充填剤としてクレーを配合したが、耐トラッキング性が低下する結果となった。
比較例１７はベースポリマーにプロピレン含有量が３５％未満のものを用い、充填剤にクレーを配合したものであるが、永久伸び特性、高温伸び特性、耐トラッキング性において満足する特性が得られない結果となっている。
【００１９】
上記実施例１の組成物で内径６ｍｍのチューブを作製し、このチューブを内径２０ｍｍに拡径したところ、チューブが切断されることなく拡径でき、６ＫＶのケーブル接続部をこのチューブで構成したところ、優れた絶縁特性が得られ、水密性も良好であった。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の絶縁ゴム組成物はゴム成分（ベースポリマー）としてプロピレン含有量、重量平均分子量／数平均分子量（＝Ｍｗ／Ｍｎ）が適正なエチレン・プロピレン・ジエン共重合体を選択し、かつ充填剤、オイル、カーボンブラック等をバランス良く配合したことにより、特に常温収縮チューブとして好適な、即ち、永久伸び特性、伸び特性、電気特性に優れ、加工のし易い絶縁ゴム組成物を提供することができる。

Claims

プロピレン含有量が３５から５５重量％で、重量平均分子量／数平均分子量（＝Ｍｗ／Ｍｎ）が５以上であるエチレン・プロピレン・ジエン共重合体を主成分とするエチレン・プロピレンゴム１００重量部に対して、炭酸カルシウム及び水酸化アルミニウムを合計４０から１２０重量部、パラフィン系オイルを１０から９０重量部、カーボンブラックを１から２０重量部、有機過酸化物を０．５から５重量部配合したことを特徴とする絶縁ゴム組成物。