JP4267109B2

JP4267109B2 - Water shielding tape for power cables

Info

Publication number: JP4267109B2
Application number: JP31380098A
Authority: JP
Inventors: 浩一飯沼; 広隆沢田; 正毅長谷川; 正和大橋
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2018-11-04
Also published as: JP2000136359A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力ケーブル用の多層構造の遮水テープに関し、その遮水性，層間接着性を高めたものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力ケーブルの遮水構造の１種に、ケーブルコア上に遮水テープを巻回し、この遮水テープの上にポリエチレン，ポリ塩化ビニルなどからなるシースを押出被覆したものがある。
図１は、このような遮水構造に用いられる遮水テープの例を示すもので、図中符号１は半導電樹脂層である。この半導電樹脂層１は、カーボンブラックを添加したポリ塩化ビニルなどの半導電性樹脂組成物からなる厚みが６０〜１００μｍ程度の層である。
【０００３】
この半導電樹脂層１の一方の表面には、金属箔層２が半導電性接着剤によって接着され、積層されている。この金属箔層２は、厚み４０〜６０μｍ程度の鉛箔，アルミニウム箔などの金属箔からなるものである。
また、この金属箔層２上にはプラスチックテープ層３が接着剤によって接着，積層されている。このプラスチックテープ層３は、厚み３０〜７０μｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ポリエステル）などのプラスチックフィルムからなるものである。
さらに、プラスチックテープ層３上には、厚み３０〜５０μｍ程度のポリエステル系接着剤などからなる接着剤層４が積層されており、４層構造となっている。
【０００４】
図２は、このような遮水テープをケーブルコアに適用した状態を示すもので、ケーブルコア５を包み込むように遮水テープ６をその半導電樹脂層１がケーブルコア５に接するように縦添えし、かつ遮水テープ６がラップ幅Ｌで重なり合うようにしは、シース７が押出被覆される際の熱により、接着剤層が４が溶融され、シース７と接着一体化される。
ところで、このような構造の遮水テープにあっては、金属箔層２とプラスチックテープ層３との接着力が十分ではなく、特に金属箔層２が鉛箔からなり、プラスチックテープ層３がポリエチレンテレフタレートフイルムからなる場合には接着力が低くなる傾向にある。
このため、この種の遮水テープを巻回してなる電力ケーブルが、ヒートサイクルなどによって伸縮し、遮水テープが応力を受けたり、あるいはケーブルの重量が大きくなって、遮水テープが応力を受けたりすると、遮水テープの金属箔層２とプラスチックテープ層３との間の接着力がさらに低下し、部分的に剥離することがある。
【０００５】
このような状態で電力ケーブルのシースに外傷を受けたり、外力を受けて遮水テープの接着剤層が剥がれたりすると、雨水や水蒸気等がシースの外傷部分から侵入し、遮水テープを通ってケーブルコアに達し、水トリーの発生をもたらすなどの絶縁性に問題を引き起こすことになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
よって、発明における課題は、この種の積層構造の遮水テープの金属箔層とプラスチックテープ層との接着力を高めて、外力等が作用しても剥離しないようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題は、プラスチックテープ層の一部もしくは全部を無水マレイン酸またはアクリル酸で変性したポリエチレンまたはポリプロピレンまたはポリエチレンテレフタレートである接着性樹脂で構成することによって解決できる。また、プラスチックテープ層を接着性樹脂で構成することによって、接着剤層を不要とすることもできる。さらに、この接着性樹脂にカーボンブラック等を配合して半導電性を付与し、この組成物で半導電樹脂層を構成してもよい。金属箔層には鉛からなる箔が用いられる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の遮水テープは、例えば図１に示した４層構造の遮水テープのプラスチックテープ層３の一部もしくは全部が接着性樹脂からなるものである。ここでの接着性樹脂とは、ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタートを変性して分子内にカルボキシル基、アセトキシ基などの活性基を導入したもので、例えば無水マレイン酸、メタアクリル酸、アクリル酸等の変性モノマーをこれらポリマーに対してグラフト共重合する方法や、これら変性モノマーを共存させて共重合する方法などで得られるものであり、具体的には「アドマー」（商品名、三井化学（株）製）、「日石レクスパール」（商品名、日本石油化学（株）製）などが用いられる。
また、金属箔層２には鉛箔が用いられている。
【０００９】
また、上記接着性樹脂の変性モノマーの量（変性量）は、０．０５ないし５重量％、好ましくは０．１ないし１重量％の範囲がよく、変性量が過大になると接着性は向上するものの透湿量が大きくなり不都合となる。これは、上記プラスチック層３を接着性樹脂で構成したので、図２に示した巻き付け形態では、重ね合わせ部分がこの接着性樹脂で構成されることになり、この重ね合わせ部分での透湿量が大きな意味をもつことになるためである。
このため、接着性樹脂には、その透湿係数の低いもの、例えば７ｇ／ｍ²・２４ｈｒ・ａｔｍ／０．１ｍｍ以下のもの、具体的には表１に示す種類の樹脂が好ましい。
【００１０】
【表１】

【００１１】
本発明では、プラスチックテープ層３をなすプラスチックフィルムの全体をこの種の接着性樹脂で構成してもよいが、その一部、例えばプラスチックフィルムを２層構造等の多層構造とし、金属箔層２側に位置する最外層を接着性樹脂で構成することもできる。また、接着性樹脂を配合したブレンドポリマーを用いてプラスチックテープ層３を構成してもよい。
【００１２】
図３は、本発明の遮水テープの他の例を示すもので、金属箔層２と接着性樹脂からなるプラスチックテープ層３とを接着剤を用いずに、直接熱融着、押出ラミネートなどの手段で接合し、かつ接着剤層４を省略したものである。
この例のものでも、プラスチックテープ層３を多層構造とし、その金属箔層２側に位置する最外層を接着性樹脂から構成したものや、接着性樹脂を配合したのブレンドポリマーからなるものを用いてもよい。
【００１３】
この構造の遮水テープではプラスチックテープ層３が良好な熱溶着性をも有することになるので、遮水テープをケーブルコアに巻回後、シースを押出被覆する際のシースの熱によって、プラスチックテープ層３自体がシースと融着，一体化することになる。このため、接着剤層４が不要となる。
【００１４】
図４は、この発明の遮水テープの他の例を示すものである。このものは、図３に示した例の遮水テープにおいて、半導電樹脂層１として上述の接着性樹脂にカーボンブラック等の導電性粉末を配合して半導電性を付与した組成物を用いたもので、この半導電樹脂層１は、金属箔層２と直接熱溶融，押出ラミネートなどによって接着，一体化されている。
上記カーボンブラック等の導電性粉末の配合量は、接着性樹脂１００重量部に対して２５〜７０重量部の範囲とされ、半導電樹脂層１に要求される導電性によって定められられる。
【００１５】
この例の遮水テープにおいても、先の例を同様にプラスチックテープ層３自体が熱溶着性を有しているので、巻回後のシースの押出被覆時にシースと融着，一体化する。
これらの遮水テープは、図２に示すような巻き付け形態で使用されるが、その重ね合わせ部分の幅（ラップ幅）は、プラスチックテープ層３の厚みが２００μｍの場合には約２０〜５０ｍｍ程度とされる。
【００１６】
これらの例の遮水テープにあっては、いずれもそのプラスチックテープ層３が接着性樹脂から構成されているので、プラスチックテープ層３と金属箔２との接着力が良好であり、特に金属箔層２が元来接着性に劣る鉛箔であっても高温下で高い接着力を発揮し、巻回後の遮水テープに応力等が作用しても、金属箔層２とプラスチックテープ層３とが剥離することがなくなり、遮水性が低下することがないものとなる。
また、図３および図４に示した例の遮水テープでは、構造が単純で製造が容易となり、コストも低減可能となる。
【００１７】
したがって、このような遮水テープをケーブルコア上に巻回し、この上にポリエチレン，ポリ塩化ビニルなどからなるシースを押出被覆してなる電力ケーブルでは、たとえシースに外傷が入って、雨水等の水がここから侵入しても、水分透過性の低い材料を用いた遮水テープの巻回層によって遮断され、ケーブルコア内の水蒸気圧が上昇しにくい。また、ケーブルの使用前、使用中に乾燥空気、乾燥窒素ガスを吹き流し、水蒸気圧を下げることもできる。
【００１８】
以下、具体例を示す。
図３に示す構造の遮水テープを製造した。半導電樹脂層１には、カーボンブラック配合ポリ塩化ビニル組成物からなる厚み１００μｍ、導電率１０³Ωｃｍの押出フィルムを用い、金属箔層２には厚み５０μｍの鉛箔を用い、プラスチックテープ層３には「アドマー」からなる厚み５０μｍの押出フィルムを用いた。半導電樹脂層１と金属箔層２との接着にはポリエステル系半導電性接着剤を用い、金属箔層２とプラスチックテープ層３とは熱融着により接合した。
【００１９】
この遮水テープの金属箔層２とプラスチックテープ層３との接着力を１８０度剥離実験によって測定した。
測定条件は２５℃と８０℃とで行い、さらに常温水に２日間浸漬した後の試験片についても同様に測定した。
【００２０】
比較として、プラスチックテープ層３として厚み５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用い、金属箔層２とプラスチックテープ層３とはポリエステル系接着剤を用いて接着した遮水テープを作製し、同様の試験を行った。
これらの結果を表２に示す。表２において、接着力の単位は、すべて「ｇ／１５ｍｍ幅」である。
【００２１】
【表２】

【００２２】
表２の結果より、本発明の遮水テープでは、高温下でも、また浸水テスト後においても、金属箔層とプラスチックテープ層とが良好に接着していることがわかる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の遮水テープにあっては、金属箔層とプラスチック層とが強固に接着し、高温下でも高い接着力を示し、外力等が作用しても層間剥離を生じることがない。
このため、この遮水テープを用いた電力ケーブルでは、熱履歴によって遮水テープに伸縮力等が作用した後でも、遮水テープの遮水性の低下がなく、シースの外傷から水が浸水してもケーブルコアにまで達することがなく、高い遮水性能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る遮水テープの例を示す概略断面図である。
【図２】遮水テープの巻き付け状態を示す断面図である。
【図３】本発明の遮水テープの他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明の遮水テープの他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１…半導電性樹脂層、２…金属箔層、３…プラスチックテープ層、４…接着剤層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a water-proof tape having a multilayer structure for power cables, and has improved water-proof and interlayer adhesion.
[0002]
[Prior art]
One type of water shielding structure for electric power cables is one in which a water shielding tape is wound around a cable core and a sheath made of polyethylene, polyvinyl chloride, or the like is extrusion coated on the water shielding tape.
FIG. 1 shows an example of a water shielding tape used in such a water shielding structure, and reference numeral 1 in the figure denotes a semiconductive resin layer. The semiconductive resin layer 1 is a layer having a thickness of about 60 to 100 μm made of a semiconductive resin composition such as polyvinyl chloride to which carbon black is added.
[0003]
On one surface of the semiconductive resin layer 1, a metal foil layer 2 is adhered and laminated with a semiconductive adhesive. The metal foil layer 2 is made of a metal foil such as a lead foil or an aluminum foil having a thickness of about 40 to 60 μm.
A plastic tape layer 3 is bonded and laminated on the metal foil layer 2 with an adhesive. The plastic tape layer 3 is made of a plastic film such as polyethylene terephthalate (polyester) having a thickness of about 30 to 70 μm.
Further, an adhesive layer 4 made of a polyester adhesive having a thickness of about 30 to 50 μm is laminated on the plastic tape layer 3 to form a four-layer structure.
[0004]
FIG. 2 shows a state in which such a water shielding tape is applied to the cable core. The water shielding tape 6 is vertically attached so that the semiconductive resin layer 1 is in contact with the cable core 5 so as to wrap the cable core 5. In addition, the adhesive layer 4 is melted by heat when the sheath 7 is extrusion-coated so that the water shielding tape 6 overlaps with the wrap width L, and the sheath 7 is bonded and integrated.
By the way, in the water shielding tape having such a structure, the adhesive force between the metal foil layer 2 and the plastic tape layer 3 is not sufficient. In particular, the metal foil layer 2 is made of lead foil, and the plastic tape layer 3 is made of polyethylene. In the case of a terephthalate film, the adhesive strength tends to be low.
For this reason, a power cable formed by winding this type of water shielding tape expands and contracts due to heat cycle, etc., and the water shielding tape is stressed or the weight of the cable increases and the water shielding tape is subjected to stress. In such a case, the adhesive force between the metal foil layer 2 and the plastic tape layer 3 of the water shielding tape may be further reduced, and may be partially peeled off.
[0005]
If the sheath of the power cable is damaged in such a state or the adhesive layer of the water shielding tape is peeled off due to external force, rainwater or water vapor enters from the wounded portion of the sheath and passes through the water shielding tape. It will cause problems in insulation, such as reaching the cable core and causing the generation of water trees.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the problem in the invention is to increase the adhesive force between the metal foil layer and the plastic tape layer of the water shielding tape of this type of laminated structure so that it does not peel even when an external force or the like is applied.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Such a problem can be solved by constituting part or all of the plastic tape layer with an adhesive resin which is polyethylene or polypropylene or polyethylene terephthalate modified with maleic anhydride or acrylic acid . Moreover, an adhesive layer can also be made unnecessary by comprising a plastic tape layer with adhesive resin. Furthermore, carbon black etc. may be mix | blended with this adhesive resin, and semiconductivity may be provided, and a semiconductive resin layer may be comprised with this composition. A foil made of lead is used for the metal foil layer .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the water shielding tape of the present invention, for example, a part or all of the plastic tape layer 3 of the water shielding tape having a four-layer structure shown in FIG. 1 is made of an adhesive resin. The adhesive resin here is one in which polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate is modified and an active group such as a carboxyl group or an acetoxy group is introduced into the molecule. For example, maleic anhydride, methacrylic acid, acrylic acid, etc. Obtained by graft copolymerization of these modified monomers with these polymers, or by copolymerization in the presence of these modified monomers. Specifically, “Admer” (trade name, Mitsui Chemicals, Inc.) ) And “Nisseki Lexpearl” (trade name, manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.).
Further, a lead foil is used for the metal foil layer 2.
[0009]
Further, the amount of the modified monomer (modified amount) of the adhesive resin is 0.05 to 5% by weight, preferably 0.1 to 1% by weight, and the adhesiveness is improved when the modified amount is excessive. The amount of moisture permeation increases, which is inconvenient. This is because the plastic layer 3 is made of an adhesive resin, and in the winding form shown in FIG. 2, the overlapping portion is made of the adhesive resin, and the moisture permeation amount at the overlapping portion is as follows. This is because has a great meaning.
For this reason, the adhesive resin is preferably a resin having a low moisture permeability coefficient, for example, 7 g / m ² · 24 hr · atm / 0.1 mm or less, specifically the types of resins shown in Table 1.
[0010]
[Table 1]

[0011]
In the present invention, the entire plastic film constituting the plastic tape layer 3 may be made of this kind of adhesive resin, but a part of the plastic film, for example, the plastic film has a multilayer structure such as a two-layer structure, and the metal foil layer 2 The outermost layer located on the side can also be composed of an adhesive resin. Moreover, you may comprise the plastic tape layer 3 using the blend polymer which mix | blended adhesive resin.
[0012]
FIG. 3 shows another example of the water shielding tape according to the present invention. The metal foil layer 2 and the plastic tape layer 3 made of an adhesive resin are directly heat-sealed, extrusion laminated, etc. without using an adhesive. And the adhesive layer 4 is omitted.
Also in this example, the plastic tape layer 3 has a multi-layer structure, and the outermost layer located on the metal foil layer 2 side is composed of an adhesive resin, or a blend polymer blended with an adhesive resin is used. May be.
[0013]
In the water shielding tape having this structure, the plastic tape layer 3 also has a good heat-welding property. Therefore, after the water shielding tape is wound around the cable core, the heat of the sheath during extrusion coating of the sheath causes the plastic tape. The layer 3 itself is fused and integrated with the sheath. For this reason, the adhesive layer 4 becomes unnecessary.
[0014]
FIG. 4 shows another example of the water shielding tape of the present invention. In the water shielding tape of the example shown in FIG. 3, this is a semiconductive resin layer 1 in which the above-mentioned adhesive resin is blended with conductive powder such as carbon black to give semiconductivity. Thus, the semiconductive resin layer 1 is bonded and integrated with the metal foil layer 2 by direct thermal melting, extrusion lamination, or the like.
The blending amount of the conductive powder such as carbon black is in the range of 25 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the adhesive resin, and is determined by the conductivity required for the semiconductive resin layer 1.
[0015]
Also in the water shielding tape of this example, since the plastic tape layer 3 itself has the heat welding property similarly to the previous example, it is fused and integrated with the sheath at the time of extrusion coating of the sheath after winding.
These water shielding tapes are used in a winding form as shown in FIG. 2, but the width (wrap width) of the overlapping portion is about 20 to 50 mm when the thickness of the plastic tape layer 3 is 200 μm. It is said.
[0016]
In the water shielding tapes of these examples, since the plastic tape layer 3 is made of an adhesive resin, the adhesive force between the plastic tape layer 3 and the metal foil 2 is good. Even if the layer 2 is a lead foil that is originally inferior in adhesiveness, the metal foil layer 2 and the plastic tape layer 3 exhibit a high adhesive force at high temperatures, even if stress or the like acts on the water shielding tape after winding. Does not peel off, and the water shielding property does not decrease.
Further, the water shielding tape of the example shown in FIGS. 3 and 4 has a simple structure, is easy to manufacture, and can reduce costs.
[0017]
Therefore, in a power cable in which such a water shielding tape is wound around a cable core and a sheath made of polyethylene, polyvinyl chloride, or the like is extrusion coated thereon, even if the sheath is damaged, water such as rainwater Even if it penetrates from here, it is interrupted | blocked by the winding layer of the water shielding tape using a material with low moisture permeability, and the water vapor pressure in a cable core does not rise easily. Further, before use of the cable, during use, dry air and dry nitrogen gas can be blown to lower the water vapor pressure.
[0018]
Specific examples are shown below.
A water shielding tape having the structure shown in FIG. 3 was produced. For the semiconductive resin layer 1, an extruded film made of a carbon black-containing polyvinyl chloride composition having a thickness of 100 μm and an electrical conductivity of 10 ³ Ωcm is used. For the metal foil layer 2, a lead foil having a thickness of 50 μm is used. A 50 μm thick extruded film made of “Admer” was used. A polyester-based semiconductive adhesive was used for adhesion between the semiconductive resin layer 1 and the metal foil layer 2, and the metal foil layer 2 and the plastic tape layer 3 were joined by heat sealing.
[0019]
The adhesive force between the metal foil layer 2 and the plastic tape layer 3 of this water shielding tape was measured by a 180 degree peeling experiment.
The measurement conditions were 25 ° C. and 80 ° C., and the test pieces after immersion in room temperature water for 2 days were also measured in the same manner.
[0020]
For comparison, a polyethylene terephthalate film having a thickness of 50 μm was used as the plastic tape layer 3, and a water shielding tape in which the metal foil layer 2 and the plastic tape layer 3 were bonded using a polyester-based adhesive was produced, and the same test was performed. .
These results are shown in Table 2. In Table 2, all units of adhesive strength are “g / 15 mm width”.
[0021]
[Table 2]

[0022]
From the results in Table 2, it can be seen that in the water shielding tape of the present invention, the metal foil layer and the plastic tape layer are well bonded even at high temperatures and after the water immersion test.
[0023]
【The invention's effect】
As described above, in the water shielding tape of the present invention, the metal foil layer and the plastic layer are firmly bonded, exhibit high adhesive force even at high temperatures, and cause delamination even when external force or the like is applied. There is nothing.
For this reason, in the power cable using this water shielding tape, even after the elastic force acts on the water shielding tape due to the thermal history, the water shielding tape does not deteriorate in water impingement, and water is submerged from the sheath wound. Even without reaching the cable core, it exhibits high water shielding performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a water shielding tape according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a wound state of a water shielding tape.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the water shielding tape of the present invention.
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another example of the water shielding tape of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductive resin layer, 2 ... Metal foil layer, 3 ... Plastic tape layer, 4 ... Adhesive layer

Claims

A semiconductive resin layer is provided on one side of the lead foil layer, a plastic tape layer is provided on the other side, and an adhesive tape layer is provided on the plastic tape layer.
Part or all of the plastic tape layer is made of an adhesive resin ,
A water shielding tape for power cables , wherein the adhesive resin is polyethylene, polypropylene, or polyethylene terephthalate modified with maleic anhydride or acrylic acid .

The lead foil layer has a semiconductive resin layer on one side and a plastic tape layer on the other side.
Part or all of the plastic tape layer is made of an adhesive resin ,
A water shielding tape for power cables , wherein the adhesive resin is polyethylene, polypropylene, or polyethylene terephthalate modified with maleic anhydride or acrylic acid .

A semiconductive resin layer is provided on one side of the lead foil layer, a plastic tape layer is provided on the other side, and the semiconductive resin layer is made of an adhesive resin.
Part or all of the plastic tape layer is made of adhesive resin ,
A water shielding tape for power cables , wherein the adhesive resin is polyethylene, polypropylene, or polyethylene terephthalate modified with maleic anhydride or acrylic acid .

4. The water shielding tape for power cables according to claim 1 , wherein a moisture permeability coefficient of the adhesive resin is 7 g / m ² · 24 hr · atm / 0.1 mm or less .