JP5356839B2 - 耐放射線ケーブル - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面を示す。
本発明の第1の実施の形態に係る耐放射線性ケーブル1は、導体10と、導体10上にハロゲン系難燃剤を含んで設けられる内層絶縁体22と、内層絶縁体22の導体10の反対側にハロゲン系難燃剤を含んで設けられる外層絶縁体24とを備える。すなわち、第1の実施の形態に係る耐放射線ケーブル1は、導体10上に多層構造(例えば、第1の実施の形態では2層構造)の絶縁体を備えて形成される。
内層絶縁体22及び外層絶縁体24はそれぞれ、非ハロゲン系ポリマとハロゲン系難燃剤とを含んで形成される。具体的に、内層絶縁体22は、非ハロゲン系ポリマ100重量部に対しハロゲン系難燃剤を10重量部未満含んで形成される。一方、外層絶縁体24は、非ハロゲン系ポリマ100重量部に対しハロゲン系難燃剤を20重量部以上含んで形成される。これにより、内層絶縁体22は、酸素指数が24未満となり、外層絶縁体24は、酸素指数が24以上となる。
ハロゲン系有機難燃剤としてのハロゲン系難燃剤は、例えば、塩素系難燃剤及び臭素系難燃剤を用いる。塩素系難燃剤は、例えば、塩素化パラフィン、パークロロペンタデカンを用いることができる。臭素系難燃剤は、例えば、ヘキサブロモベンゼン、ビス(トリブロモフェノキシ)エタン、エチレンビス・ジブロモノルボルナンジカルボキシイミド、エチレンビス・テトラブロモフタルイミド、ジブロモエチル・ジブロモシクロヘキサン、ジブロモネオペンチルグリコール、トリブロモフェノール、トリブロモフェノールアリルエーテル、テトラビスフェノールA誘導体、テトラビスフェノールS、テトラデカブロモ・ジフェノキシベンゼン、トリス−(2,3−ジブロモプロピル−1)−イソシアヌレート、2,2’−ビス(4−ヒドロキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、2,2’ビス(4−ヒドロキシエトキシ−3,5−ジブロモフェニル)プロパン、ペンタブロモフェノール、ペンタブロモトルエン、ペンタブロモシクロドデカン、ジブロモネオペンチルグリコールテトラカルボナート、ビス(トリブロモフェニル)フマルアミド、N−メチルヘキサブロモジフェニルアミン等を用いることができる。
第1の実施の形態に係るシース30は、ハロゲン系ポリマ(塩素系ポリマ)、例えば、ポリクロロプレン、クロロスルフォン化ポリエチレン、又は塩素化ポリエチレン等の塩素を含むハロゲン系ポリマから形成される。シース30は、ハロゲン系ポリマを加硫(架橋)させて形成される。
GRT、WD、WRT、WXJ、WK<GN、GS、GNA、WB、WX<W、WM−1、WHV<HC、AD、AG、CG
内層絶縁体22及び外層絶縁体24、並びにシース30の加硫(架橋)方法は、各ポリマに適した架橋方法を採用する。具体的に、ポリエチレン系ポリマ、EPゴム(EPゴムの例として、EPM:エチレンとプロピレンとの共重合体、EPDM:EPMに更に第3の成分を含ませた共重合体が挙げられる)、EVA、EMA、EEA等から内層絶縁体22及び外層絶縁体24を形成した場合、パーオキサイド架橋を採用する。また、NR、IIR、NBR等から内層絶縁体22及び外層絶縁体24を形成した場合、イオウ加硫を採用する。また、EPゴムのうち、EPDM(エチレン・プロピレン・ターポリマ「EPT」ということもある)については、パーオキサイド架橋、イオウ架橋のいずれも採用することができる。
老化防止剤は、耐熱性を維持する機能と耐放射線性を発揮する機能とを内層絶縁体22、外層絶縁体24、及びシース30に付与する。老化防止剤は、フェノール系の一次老化防止剤、又はアミン系の一次老化防止剤を用いることができる。また、老化防止剤は、イオウ系の二次老化防止剤、又はリン系の二次老化防止剤を用いることもできる。具体的に、第1の実施の形態に係る老化防止剤は、一次老化防止剤としてのアミン系老化防止剤を用いる。また、老化防止剤は、アミン系老化防止剤と他の老化防止剤とを併用することもできる。
第1の実施の形態に係る加工助剤は、内層絶縁体22、外層絶縁体24、及びシース30を製造する場合における混練、又は押出時の加工性を安定させる配合剤としての機能と、耐放射線性を内層絶縁体22、外層絶縁体24、及びシース30に付与する耐放射線性付与剤(アンチラッド)としての機能とを有する。加工助剤は、例えば、石油系油(すなわち、プロセス油)、又は芳香環(ベンゼン環)を含むエステル系可塑剤を用いることができる。
非晶質無機材は、放射線の照射に起因する脱塩化作用によってシース30を構成するハロゲン系ポリマから発生するイオン性成分を捕捉する。具体的に、非晶質無機材としては、焼成クレーを用いる。焼成クレーは、含水ケイ酸アルミニウムを主成分とする無機材料であって、クレーを所定の温度(例えば、600℃以上800℃以下の温度)下で焼成することにより得られる。クレーが焼成されると、当該クレーが含有する結晶水が放出され、結晶構造が崩壊する(非晶質となる)ことによって、活性が向上したイオン性成分捕捉効果を有する焼成クレーとなる。なお、クレーが焼成されて含有結晶水が放出されると、クレー中には多数の孔(すなわち、結晶水が存在していた領域が孔、空孔となる)が生成してクレーは多孔質化する。この多数の孔に、孔径より小さいサイズのイオン性物質、臭い成分等が捕捉される。第1の実施の形態において「活性が向上」するとは、クレーが多孔質化することによってイオン性物質等を捕捉する状態になることをいう。第1の実施の形態においては、逆逐次法試験による脱塩化作用によりイオン性成分が多量に発生した場合でも、焼成クレーがイオン性成分を効果的に捕捉することにより、シース30に優れた耐水性を付与することができる。また、優れたイオン性成分捕捉効果を得ることを目的として、光散乱法又は回折法による平均結晶粒径が2.0μm以下の粒径を有する焼成クレーを用いることが好ましい。
補強材は、絶縁性を有すると共に内層絶縁体22、外層絶縁体24、及びシース30の機械的強度を補強する機能を有する。第1の実施の形態において補強材は、カーボンブラックを用いる。カーボンブラックは製造方法によってその種類が分類される。具体的に、カーボンブラックには、チャンネル式、ファーネス式、アセチレン式、及びサーマル式のカーボンブラックが存在する。第1の実施の形態においては、絶縁性を有するカーボンブラックとして、ファーネス式、及びサーマル式のカーボンブラックを用いる。また、第1の実施の形態においては、優れた補強効果を得ることができると共に、水の侵入により内層絶縁体22、外層絶縁体24、及びシース30が膨潤することを抑制でき、内層絶縁体22、外層絶縁体24、及びシース30に十分な耐水性を付与することを目的として、電子顕微鏡法による平均粒径が200nm以下のカーボンブラックを用いる。
例えば、ゴム材料の合成等において用いられる滑剤、充填剤、着色剤等を更に配合剤として用いることができる。なお、非ハロゲン系ポリマ及びハロゲン系ポリマの架橋方法、非ハロゲン系ポリマ及びハロゲン系ポリマに所定の配合剤を物理的に混合する混練技術、並びにシースを構成する材料を所定形状に形成する押出技術等は通常の方法を採用することができる。
本発明の第1の実施の形態に係る耐放射線ケーブル1は、内層絶縁体22に含まれるハロゲン系難燃剤の量を外層絶縁体24に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少なくしたので、熱、放射線照射によりハロゲン系難燃剤の一部からハロゲン化水素が発生した場合であっても、内層絶縁体22から発生するハロゲン化水素の量を外層絶縁体24から発生するハロゲン化水素の量より少なくできる。これにより、第1の実施の形態においては、外部環境に曝されやすい外層絶縁体24が含み得るハロゲン化水素の量を少なくできるので、難燃性、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブル1を提供できる。
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
図4は、本発明の第4の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
図5は、本発明の第5の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
本実施例、参考例及び比較例に係る耐放射線ケーブルは、以下のようにして製造した。まず、表1に示す各化合物を実施例、参考例及び比較例毎に秤量した。次に、実施例、参考例及び比較例毎に、架橋剤を除く各化合物を、No.3バンバリーミキサーを用いて混練して第1のコンパウンドを得た(例えば、参考例1に係る第1のコンパウンド、実施例2に係る第1のコンパウンド等)。
得られた耐放射線ケーブルに対して、以下に示す各項目についての試験を実施して総合評価した。
(1)BWR用(MM−PN):121℃、7日の熱老化後、60Co・γ線にて4kGy/hの線量率で760kGy照射した。
(2)PWR用(MM−PH):140℃、9日の熱老化後、60Co・γ線にて4kGy/hの線量率で2MGy照射した。
10 導体
22 内層絶縁体
24 外層絶縁体
30 シース
40 介在物
50 テープ
60 撚り対線
70 シールド層
80 発泡樹脂層
Claims (5)
- 導体と、
ハロゲン系難燃剤を含んで前記導体上に設けられる内層絶縁体と、
ハロゲン系難燃剤を含んで前記内層絶縁体の前記導体の反対側に設けられる外層絶縁体と
を備え、
前記内層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ100重量部に対し、前記ハロゲン系難燃剤を0重量部超10重量部未満含んで形成され、
前記外層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ100重量部に対し、前記ハロゲン系難燃剤を20重量部以上含んで形成され、
前記内層絶縁体の厚さをAとし、前記外層絶縁体の厚さをBとしたとき、A/Bの値は、1/4以上2/3未満である耐放射線ケーブル。 - 前記内層絶縁体は、酸素指数が24未満であり、
前記外層絶縁体は、酸素指数が24以上である請求項1に記載の耐放射線ケーブル。 - 前記内層絶縁体の厚さと前記外層絶縁体の厚さとの合計をTとし、前記内層絶縁体の厚さをt1とし、前記外層絶縁体の厚さをt2とした場合、前記t1と前記t2とは、
T=t1+t2、t1=x・T、t2=(1−x)・T(但し、0.2≦x<0.4)
の関係を満たす請求項1又は2に記載の耐放射線ケーブル。 - 前記内層絶縁体及び前記外層絶縁体はそれぞれ、加硫されて形成される請求項1〜3のいずれか1項に記載の耐放射線ケーブル。
- 導体と、ハロゲン系難燃剤を含んで前記導体上に設けられる内層絶縁体と、ハロゲン系難燃剤を含んで前記内層絶縁体の前記導体の反対側に設けられる外層絶縁体とを備え、前記内層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ100重量部に対し、前記ハロゲン系難燃剤を0重量部超10重量部未満含んで形成され、前記外層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ100重量部に対し、前記ハロゲン系難燃剤を20重量部以上含んで形成され、前記内層絶縁体の厚さをAとし、前記外層絶縁体の厚さをBとしたとき、A/Bの値は、1/4以上2/3未満である複数のコアと、
前記複数のコアが撚り合わされて形成される撚り合わせ線の外周に、加硫されて形成されるシースと
を備える耐放射線ケーブル。
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