JP6231369B2 - 耐摩耗性ゴム組成物及びゴム被覆ケーブル - Google Patents
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Description
以下、第1及び第2の実施態様の具体的形態をその例示とともに説明する。なお、本発明の範囲は以下の例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって記載され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
1.第1の態様の構成及びその意義
本発明の第1の態様は、
クロロプレンゴム100質量部に対して、カーボンブラックを5〜25質量部、シリカを5〜40質量部及びポリスルフィド系シランカップリング剤を1〜10質量部含有する耐摩耗性ゴム組成物である。
(1)クロロプレンゴム
第1の態様の耐摩耗性ゴム組成物を構成するゴム材料には、クロロプレンゴムが使用される。クロロプレンゴムは機械的強度、柔軟性、耐候性、耐熱性、耐油性、耐薬品性に優れているため、クロロプレンゴムを用いることにより、シース層用として好適な特性が得られる。特に他の構成材料を配合することにより優れた耐摩耗性を得ることができる。
使用するカーボンブラックは特に限定されないが、高い耐摩耗性を得るには、粒子径の小さいカーボンブラックが適しており、同じ粒径ならストラクチャーの高いものが好ましい。但し、粒子径が小さくなるほどゴム中に均一に分散するのが難しくなる。このような好ましいカーボンブラックとしては、例えば、東海カーボン社製のシースト3H(算術平均粒子径27μm)、シースト5H(算術平均粒子径22μm)、シースト9H(算術平均粒子径18μm)を挙げることができる。
使用するシリカは特に限定されないが、カーボンブラックと同様に、粒子径の小さいシリカを用いた方が耐摩耗性が向上しやすいので好ましい。このような好ましいシリカとしては、例えば、日本アエロジル社製のアエロジル200(一次粒子の平均径約12μm)、アエロジル300(一次粒子の平均径約7μm)を挙げることができる。
ポリスルフィド系シランカップリング剤としては、具体的には、ビス−(3−(トリエトキシシリル)−プロピル)−ジスルフィド、ビス−(3−(トリエトキシシリル)−プロピル)−トリスルフィド、ビス−(3−(トリエトキシシリル)−プロピル)−テトラスルフィド、ビス−(3−トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス−(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス−(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド等を挙げることができる。また、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリメトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド等も用いられ、これらを単独もしくは二種以上併せて用いられる。
(CH3CH2O)3−Si−C3H6−Sx−C3H6−Si−(OCH2CH3)3
(式中xは、2〜6の整数を表す)
そこで、第1の態様の好ましい態様として、前記ポリスルフィド系シランカップリング剤が、上記の式で表される化合物である態様が提供される。
第1の態様の耐摩耗性ゴム組成物には、本実施の態様の趣旨を妨げない範囲で上記以外の添加剤、例えば、滑剤、補強剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、受酸剤等を適宜添加することができる。但し、本実施の態様の耐摩耗性ゴム組成物は、可塑剤を含有していない場合でも充分な柔軟性を有しており、可塑剤の添加は、耐摩耗性を低下させる場合があるので、可塑剤は添加しない方が好ましい。
第1の態様の耐摩耗性ゴム組成物は、前記の構成材料をロール混合機、単軸混練押出機、二軸混練押出機、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、ロール混合機等の既知の混合機を用いて混合することにより行う。混合中に加硫反応が進行しないように、混合は、ゴム組成物の温度が100℃を越えないようにして行い、必要に応じて水冷を行う。
本発明の第2の態様は、
導体線及び前記導体線を被覆する絶縁層からなる絶縁電線、及び該絶縁電線を被覆するシース層を有するゴム被覆ケーブルであって、該シース層が請求項1に記載の耐摩耗性ゴム組成物の加硫体であるゴム被覆ケーブルである。
第2の態様のゴム被覆ケーブルでは、図1に示すように、絶縁層で被覆された導体線からなる絶縁電線が1〜4本(図1の例では3本)束ねられその外周がシース層で被覆されている。各導体線を被覆する絶縁層は、それぞれの間を互いに識別するためにそれぞれ異なった色に着色されたものであってもよい。
2.導体線
導体線を構成する導体としては、導電性に優れる銅、アルミ等を挙げることができる。導体線は単線であってもよいし、複数の素線の撚り線であってもよい。
3.絶縁電線(導体線)の数
絶縁電線(導体線)の数は、1〜4本である。EPゴムを絶縁層として被覆したものが一般的であるがポリ塩化ビニルを被覆したものもある。
シース層は、溶融押出機など既知の押出成形機を用いて前記第1の態様の耐摩耗性ゴム組成物を導体線の束の上(介在物がある場合はその上)に押出成形し、加硫することにより形成される。加硫は、公知の方法により行うことができる。例えば、加圧水蒸気法を挙げることができ、この方法は長尺物の加硫方法として製造スピードが速く、電線・ケーブル等の加硫には多用されている。但し、加硫時に高圧が加わることからシース層、絶縁層が変形する場合がある。この問題をさけるため、バッチ式で温度がやや低く、高い圧力が加わらない缶加硫方法もある。シース層の厚みはケーブルのサイズ、用途等に応じて適宜決定される。
1.耐摩耗性ゴム組成物の調製
(1)使用した材料
(クロロプレンゴム)
メルカプタン変性クロロプレンゴム:ショウプレンTW(昭和電工社製)
キサントゲン変性クロロプレンゴム:デンカクロロプレンDCR−42(電気化学工業社製)
(カーボンブラック)
シースト3H(東海カーボン社製)
(シリカ)
アエロジル200V(日本アエロジル社製)
(ポリスルフィド系シランカップリング剤)
カプラス−2(ダイソー社製)
カプラス−4(ダイソー社製)
(他の添加剤)
重質炭酸カルシウム:ホワイトンP−30(白石カルシウム社製)
酸化防止剤:ノクラックCD(大内新興化学社製)
プロセスオイル:ダイアナプロセスオイルNP−24(出光興産社製)
滑剤:ステアリン酸
酸化マグネシウム:キョーワマグ#150(協和化学工業社製)
酸化亜鉛:酸化亜鉛1種(堺化学工業社製)
加硫促進剤:アクセルTS(川口化学工業社製)
前記材料を以下に記載する表1、2に示す配合量(単位:質量部)でそれぞれ配合し、バンバリーミキサーにより混合中に加硫が進行しないように水冷をしつつ、ゴム組成物の温度が100℃以下になるようにして混合して耐摩耗性ゴム組成物を調製した。
調製した耐摩耗ゴム組成物をオープンロールで帯状に延ばし、ゴム押出機を用いてケーブルサンプルを作製した。押出しはゴム温度が100℃を超えないように水冷しながら行った。なお、ケーブルの作製は、600V特殊移動用2種EPゴム絶縁クロロプレンシースキャブタイヤケーブル(F−2PNCT)と呼ばれる設計で行った(3心、公称断面積38mm2、シース層厚み3mm)。
1.評価方法
(1)耐摩耗性
JIS K7204に基づき摩耗輪試験を行い、耐摩耗性を評価した。具体的には図2に示すように、ケーブル1の先端に所定の加重(5kgfの錘)23を吊り下げ、他端を摩耗輪試験装置2の把持部22で把持して、ケーブルの側面を摩耗輪21に押し当て、摩耗輪21を所定数回転(750回転)させ、シース層(図1のシース層13に相当する)を摩耗させた後、ケーブル1の状態(摩耗後残存するシース層の厚さ(「摩耗厚」と言う)、介在物の露出の有無)を調べた。ケーブル1の介在物(絶縁)(図1の介在物14に相当する)が露出していない場合(摩耗後残存するシース層の厚さが0mmより大きいもの)を合格とし、露出している場合を不合格とした。
ゴム組成物から熱プレス機を用いて、φ100mm×t2.5mmのサイズの試験サンプルを作製し、JIS K6271に定める二重リング電極法を用いて電気抵抗を測定した。測定値から体積固有抵抗値を求めた。体積固有抵抗値が≧1×109Ω・mを合格とし、<1×109Ω・mを不合格とする。
a.混合時のヤケの発生
混合後のゴム組成物の外観を目視でチェックして、ヤケの発生の有無を調べた。ヤケが発生していない場合を合格とし、ヤケが発生している場合を不合格とする。
b.押出時のヤケの発生
押出後のシース層の外観を目視でチェックして、ヤケの発生の有無を調べた。ヤケが発生していない場合を合格とし、ヤケが発生している場合を不合格とした。
評価結果を表3、4に示す。
11 素線
12 絶縁層
13 シース層
14 介在物(絶縁)
15 導体線
16 絶縁電線
Claims (3)
- クロロプレンゴム100質量部に対して、カーボンブラックを5〜25質量部、シリカを5〜40質量部及びポリスルフィド系シランカップリング剤を1〜10質量部含有するゴム被覆ケーブルのシース層形成用の耐摩耗性ゴム組成物。
- 前記ポリスルフィド系シランカップリング剤が、下記一般式で表される化合物である請求項1に記載の耐摩耗性ゴム組成物。
(CH3CH2O)3−Si−C3H6−Sx−C3H6−Si−(OCH2CH3)3
(式中xは、2〜6の整数を表す) - 導体線及び前記導体線を被覆する絶縁層からなる絶縁電線、及び該絶縁電線を被覆するシース層を有するゴム被覆ケーブルであって、該シース層が、
クロロプレンゴム100質量部に対して、カーボンブラックを5〜25質量部、シリカを5〜40質量部及びポリスルフィド系シランカップリング剤を1〜10質量部含有する耐摩耗性ゴム組成物の加硫体であるゴム被覆ケーブル。
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