JPS589528B2 - ゴムまたはプラスチツク絶縁電線ケ−ブルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子線照射により、ゴムまたはプラスチック絶
縁体層の機械特性、熱的特性が改善されたゴムまたはプ
ラスチック絶縁電線ケーブルの製造方法の改良に関する
ものである。

機械的、熱的に優れた特性を持ったゴムまたはプラスチ
ック絶縁電線ケーブルを得る目的で、ゴムまたはプラス
チック絶縁体層に放射線を照射することが実用化されて
いる。

かかる目的での電線ケーブル類への放射線照射にあたっ
ては比較的容易に太線量が得られることから、一般に電
子線が応用されて居り一般に、■×１０６ｒａｄ／秒以
上の線量率にて１〜５０Ｍｒａｄの線量が照射される。

またその照射方法としては、電線ケーブルには中心に電
導体が存在するため一方向からの一回の照射では全被覆
層を処理することができないため、走線中の電線ケーブ
ルの片面から照射処理したのち、反転裏返しさせ、反対
面から再度照射処理するという照射処理方法が一般に実
施されている。

ところが、この様に電子線照射処理したゴムまたはプラ
スチック絶縁電線ケーブルにおいて、比較的、その絶縁
体層が厚いものにおいて、被照射絶縁体層内に微少なク
ラツクが生成し、電線ケーブルの耐圧特性を著しく低下
させることが起きた。

このクラツク発生原因についてはまだ解明されておらな
いため、絶縁体層の厚い犬サイズ、または、高圧用のゴ
ム、またはプラスチック絶縁電線ケーブル類に電子線照
射改質法を適用することは不向きと考えられていた。

発明者らは電子線照射によるゴム、またはプラスチック
の機械的、熱的特性の改善性の優れた点に着目し、何と
かかかる改質技術を犬サイズあるいは、高圧用のゴム、
またはプラスチック絶縁電線ケーブルの製造に応用しよ
うと考え、電子線照射により随伴して発生する絶縁体層
内の微少クラツク発生の防止方法について鋭意研究を続
けて来たところ、照射時において絶縁体層に対して照射
電子線による電離作用が被照射絶縁体層の厚さ方向に対
して連続となるように電子線を照射することにより、上
述の如き被照射絶縁体層内に微少クラツクの発生を伴な
わずに絶縁体層を形成しているゴム、またはプラスチッ
クの機械的、および熱的特性を改善できることを見いだ
した。

かかる新知見に基づき、更に研究を続けた結果、電子線
の透過方向における最大厚みが４ｍｍ以上のゴムまたは
プラスチック絶縁電線、ケーブルの絶縁体層にＩＭｅｖ
以上の電子線を照射して、改質された絶縁体層を持った
ゴムまたはプラスチック絶縁電線ケーブルを製造するに
あたり、電子一の最大飛程が被照射絶縁体層の厚さ以上
である加速電子を用い、少くとも２方向から被照射絶縁
体層に対して照射時における照射電子線による電離作用
が該絶縁体層の厚さ方向に対して連続となるように実質
的に同時に照射することにより機械的および熱的特性の
改善されたゴム、またはプラスチック絶縁電線、ケーブ
ルが得られる本発明を確立したものである。

本発明方法において照射時における照射電子線による電
離作用が被照射絶縁体層の厚さ方向に対して連続となる
ように電子線を照射する方法としては、被照射処理電線
、ケーブル９円周に直角な少くとも２方向以上の多方向
から同時に、あるいは１０秒以内に短時間に照射するこ
とにより達成できる。

なお、多方向から同時に照射する場合には加速器の照射
窓からのビームに曝されないように配置することが望ま
しい。

なお、１０秒以内の短時間内に被照射電線ケーブルに多
方向から照射する具体的な方法としては例えば２台の照
射装置を被照射電線ケーブルの走線方向に対して上下の
位置にて隣接して直列に配置するとか、１０秒以内の短
時間にて、被照射電線ケーブルをターンシーブなどによ
り反転させるなどの方法がある。

後者の方法は照射装置が１台ですむという利点があるが
、適用線種上で制約を受ける。

本発明方法にて、照射時において照射電子線により電離
作用が被照射絶縁体層の厚さ方向に対して連続とならし
めることによるクラツク発生抑制の作用機構は詳らかで
はないが、電荷の発生とその拡散が複雑に影響すること
によるものと考える。

本発明方法において使用する電子線をそのエネルギーの
最大飛程が被照射処理電線ケーブルのゴムまたはプラス
チック絶縁体層の厚さ以上のものと限定した理由は、エ
ネルギーの最大飛程が被照射処理絶縁体層厚未満の小さ
いものであると、いかに多方向から実費的に同時に照射
しても照射電子線による電離作用が絶縁体層内で不連続
となり、従ってこの部分にクラツクが発生し易くなるた
めである。

なお、本発明で云う電子線の最大飛程とは、物質中を透
過して進む電子線の進行可能な距離の限度を意味するも
ので、例えば比重が１のゴムまたはプラスチックスに対
して加速エネルギーがＩＭｅｖ，２Ｍｅｖ，３Ｍｅｖの
電子線の最大飛程はそれぞれ約４ｍｍ，１１ｍｍ，１７
ｍｍである。

また、本発明方法にて電子線のエネルギーをＩＭｅｖ以
上と限定した理由はＩＭｅｖ未満のエネルギーのもので
は本発明で目的とする電子線の透過方向における最大厚
みが４ｍｍ以上のゴムまたはプラスチック絶縁体層に均
一な照射効果を与えて、十分に改質されたものを得難い
ためである。

なお、線量率については、１０２ｒａｄ／ｓｅｃ〜１０
９ｒａｄ／ｓｅｃの範囲が適用されるが、工業的には１
０４ｒａｄ／ｓｅｃ〜１０７ｒａｄ／ｓｅｃの範囲が好
ましい。

本発明方法にて云う、ゴムまたはプラスチック絶縁電線
ケーブルとは、例えば銅やアルミ合金の如き良電導性金
属導体を天然ゴム、エチレン、プロピレン共重合体系ゴ
ム、ポリジエン系ゴム、ポリシロキサン系ゴム、エチレ
ンー酢酸ビニル共重合体系ゴム、クロロスルホン化ポリ
エチレン系ゴム、塩素化ポリエチレン系ゴム、などのゴ
ム類、またはポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロ
ピレン、ポリ弗化ビニリデン、エチレン四弗化エチレン
共重合体などのプラスチック類にて電子線の透過方向に
おける最大厚み４ｍ皿以上に被覆し絶縁体層とした電線
、ケーブル類を指すものである。

該最大厚みが４ｍｍ未満の場合にはクラツクの発生が起
り難く実用上問題とならないためである。

なお、本発明方法における電子線照射処理時の環境温度
としては高温であると被照射体の発泡或いは変形などの
問題が併起するので６０℃以下の低温にて行うことが好
ましい。

実施例 １ 第１図のように照射窓１，１′を配置した２台のコツク
クロフト型電子線加速機２，２′間を低密度ポリエチレ
ン１００重量部に対して老化防止剤として４．４−チオ
ビス−（６−ターシャリブチルー３メチルフェノール）
を０．３重量部配合したポリエチレン組成物を導体径４
．４ｉｍの撚線導体上に被覆厚さ４ｍｍに押出被覆した
。

外径１２、４ｍｍのポリエチレン絶縁ケーブル３を１．
０ｍ／分の走線速度にて走線し、該ポリエチレン絶縁ケ
ーブルの上下両側から２０Ｍｒａｄずつ電子線を照射し
た。

なお各加速機の加速エネルギーは１．５Ｍｅｖ，電子線
電流３ｍＡ，線量率は３Ｘ１０６ｒａｄ／ｓｅｃであっ
た。

なお各照射窓は互の電子線による発熱を避けるため照射
方向が走線方向に対して１４０゜角度佳たせた。

而して得たポリエチレン絶縁ケーブルについて、絶縁体
層のゲル分率、加熱変形率、絶縁破壊電圧、およびクラ
ツクの発生の有無等を調べた。

得られた結果を第１表に示す。

比較例 １ 実施例１にて用いたと同一構成のポリエチレン絶縁ケー
ブル３を第２図の如く配置したコッククロフト型電子線
加速機２の照射窓１の下を１．０ｍの走線速度で走線し
つつ、該加速機から加速エネルギー１．５Ｍｅｖ、電子
線電流３ｍＡ１線量率３×１０６ｒａｄ／ｓｅｃで２０
Ｍｒａｄ照射し、次いで該ケーブルをターンシーブ４に
て反転させて約２分後に片対面から２０Ｍｒａｄ照射し
た。

而して得たポリエチレン絶縁ケーブルについて実施例１
と同様に諸特性を調べた。

得られた結果を第１表に併記した。に対して、フタル酸
ジオタチル５０重量部、三塩基性硫酸鉛３重量部、カー
ボンブラック５重量部配合したポリ塩化ビニル組成物を
導体径１２ｍｍの撚線導体上に被覆厚さ２ｍｍに押出被
覆して作製した外径１６ｍｍのポリ塩化ビニル、絶縁ケ
ーブル３を０．５ｍ／分の走線速度にて走線し該ケーブ
ルに各１２０゜の角度の３方向から３０Ｍｒａｄずつ電
子線を照射した。

なお各加速機の加速エネルギーは１．０ＭｅＶ，電子線
電流１ｍＡ，線量率は５Ｘ１０６ｒａｄ／ｓｅｅであっ
た。

而して得たポリ塩化ビニル絶縁ケーブルについて絶縁体
層の加熱変形率、絶縁破壊電圧およびクラツク発生の有
無等を調べた。

得られた結果を第２表に示す。比較例 ２ 第４図の如く配置したコツククロフト型電子線加速機２
の照射窓１の下を実施例２にて用いたと同一構成のポリ
塩化ビニル絶縁ケーブル３を０．５ｍ／分の走線速度に
て走線しつつ該加速機から加速エネルギー１．０ＭｅＶ
．電子線電流１ｍＡ，線量率５Ｘ１０６ｒａｄ／ｓｅｃ
で３０Ｍｒａｄ照射し被照射ケーブルをドラム５に巻き
取った。

次いで前記ドラムから該被照射ケーブルを引出しつつ、
これに電子線が第１回照射とは走線方向で１２０゜の角
度をなす様に該第１回照射と同条件にて再度電子線を照
射し、再びドラムに巻き取った。

次に今度は前記と同様に前照射とは走線方向で２４０゜
の角度をなすように第１回照射と同条件にて再度電子線
を照射して該ケーブルの絶縁層の全ての部分に互いに１
２０゜の角度をなす３方向から電子線照射処理したポリ
塩化ビニル絶縁ケ−ブルを作成し、該ケーブルについて
実施例２と同様に諸特性を調べた。

得られた結果を第２表に併記した。＊１ケーブル絶縁体
層より５点採取し沸とうキシレン中に１００時間浸漬し
たと きの不溶解残渣 ＊２１２０℃荷重３ｋｇ ＊３交流５０Ｈｚでの被壊電圧 実施例 ２ 第３図のように照射窓１．１’，１“を配置した３台の
コツククロフト型電子線加速機２．２’，２“間をポリ
塩化ビニル（Ｐ＝１０５０）１００重量部＊１各ケーブ
ルより絶縁体層を剥取、温度１２０℃荷重３ｋｇで測定 ＊２交流５０Ｈｚでの破壊電圧 実施例 ３ 第５図のように照射窓１，１′を配置した２台のコツク
クロフト型電子線加速機２，２′の間をエチレンープロ
ピレンコポリマ−１００重量部に対して、炭酸カルシウ
ム５０重量部４．４′−チオビスー（６−ｔ−ブチル−
３メチルフェノール）０．３重量部配合したエチレンプ
ロピレンコポリマー組成物を導体径３．４ｍｍの撚線導
体上に被覆厚さ２．５ｍｍに押出被覆して作製した外径
８．４ｍｍのエチレンープロピレンゴム絶縁ケーブル３
を２．４ｍ／分の走線速度にて走線し、該ケーブルの上
下両側から２５Ｍｒａｄずつ電子線を照射した。

各加速機の加速エネルギーは１．５ＭｅＶ，電子線電流
１０ｍＡ．線量率はＩＸ１０７ｒａｄ／ｓｅｃであり、
ケーブルのある点が第１の照射窓の下で電子線が照射さ
れており、第２の照射窓の上で電子線が照射される間隔
は４ｓｅｃであった。

而して得たエチレンープロピレンゴム絶縁ケーブルにつ
いて加熱変形率、絶縁破壊電圧およびクラツク発生の有
無等を調べた。

得られた結果を第３表に示す。

比較例 ３ 実施例３にて用いたと同一構成のエチレンープロピレン
ゴム絶縁ケーブル３を第２図の如く配置したコッククロ
フト型電子線加速機２の照射窓１の下を２．４ｍ／分の
走線速度で走線しつつ該加速機より加速エネルギー１．
５ＭｅＶ，電子線電流１０ｍＡ，線量率ＩＸ１０７ｒａ
ｄ／ｓｅｃで２５Ｍｒａｄ照射し、次いで該ケーブルを
ターンシーブ４にて反転させて反対面から同様に２５Ｍ
ｒａｄ照射した。

この場合ケーブルのある点が電子線照射されてより反転
して次に照射される間隔は２０秒であった。

而して得たエチレン−プロピレンゴム絶縁ケーブルにつ
いて実施例３と同様に諸特性を調べた。

得られた結果を第３表に併記する。

実施例 ４ 低密度ポリエチレン１００重量部に対して４．４′−チ
オビスー（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）を
０．３重量部配合したポリエチレン組成物を導体径１９
ｍｍの撚線導体６上に押出機７にて被覆厚さ７ｍｍに被
覆して作製したポリエチレン絶縁ケーブル３を、第６図
に図示したように冷却管８を通して被覆層が約５０℃の
温度のとき２台の電子線加速機２，２′の照射窓１，１
′から該被覆ケーブルの上下方向から１５Ｍｒａｄずつ
電子線を照射して被照射ケーブルをドラム５に巻取った
。

この場合、走線速度は１．６ｍ／分各電子線の加速エネ
ルギーは３．０ＭｅＶ、電子線電流１ｍＡ１線量率２Ｘ
１０６ｒａｄ／ｓｅｃであった。

而して得た照射ポリエチレン絶縁ケーブルについて絶縁
体層の加熱変形率絶縁破壊電圧およびクラツク発生の有
無等を調べた。

得られた結果を第４表に併記するが表の通り極めて良好
な製品であった。

＊１各ケーブルより絶縁体層を採取して測定した。

温度１２０℃．荷重３ｋｇ＊２交流５０Ｈｚでの破壊電
圧

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例１にて実施した照射方法の概略説明図、
第２図は比較例１にて実施した従来の照射方法の概略説
明図、第３図のイ．ロは実施例２にて実施した照射方法
の概略説明図、第４図は比較例２にて実施した従来の照
射方法の概略説明図、第５図は実施例派第６図は実施例
にて実施した照射方法の概略説明図。 １…ｗ照射窓、２……電子線加速機、３……絶縁ケーブ
ル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子線の透過方向における最大厚みが４ｍｍ以上の
   ゴムまたはプラスチック絶縁電線ケーブルの絶縁体層に
   、ＩＭｅＶ以上の電子線を照射し、改質された絶縁体層
   を持ったゴムまたはプラスチック絶縁電線ケーブルを製
   造するにあたり、電子線の最大飛程が被照射絶縁体層の
   厚さ以上である加速電子を用い、少なくとも２方向から
   被照射絶縁体層に対して照射時における照射電子線によ
   る電離作用が該絶縁体層の厚さ方向に対して連続となる
   ように照射することを特徴とする改質されたゴムまたは
   プラスチック絶縁電線ケーブルの製造方法。