JPS61287722A - 熱収縮性物品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱収縮性材料からなる物品およびその製造方
法に関する。

〔従来技術〕

熱収縮性材料は、多くの分野たとえば電気建設・土木・
流体輸送等の分野において、基材に対し電気絶縁・密閉
封止・腐食防止・機械的保護等を必要とする場合に広く
用いられてきた。熱収縮性材料の形状には多くの種類が
あり、チューブ状・テープ状・シート状等がある。熱収
縮性チューブは長尺の基材の中間部に使用したい場合に
は、あらかじめチューブを基材の端からはめこんでおか
ねばならぬという制約があって基材の中間部のみを保護
しようとする場合には適当でない。このよう−な場合に
は、テープ状またはシート状物品が用いられるのが通例
である。

基材を保護する１つの公知の方法は熱収縮性テープ（例
えば、英国特許第ｊ、５３２，９０５号に記載されてい
るテープ）を用いることである。

このテープは、架橋高分子材料を主成分としその拡張状
態で基材に螺旋状に巻き付けられ、加熱され、収縮して
基材を封止する。そのようなテープの欠点の一つは、基
材への均一な巻付が困難となる場合があることである。

テープが薄くかつ容易に伸びる場合には均一な巻付が可
能であるが、テープが厚く硬く伸び難い場合には均一な
巻付けが容易でなく、シわが発生したり、ラッパ状にふ
くれ上って巻付作業が続行できなくなる。このような場
合には加熱収縮後もしわや空隙が残存し、電気絶縁・密
閉封止等の効果を不完全にする欠点がある。

基材を保護する第２の公知の方法は、熱収縮性シートを
用いることである。延伸されたシートを基材に対し１回
巻きし、長さ方向の端面を当接または重ね合わせてクラ
ンプ・ファスナー等の締付具で固定し、た後加熱し収縮
させる。締付具の具体例としては英国特許第１，１５５
．４７．０号・第１゜２１１．９８８号米国特許第３，
３７９，２１８号・日本実公昭５８−５２０９０号等が
公知である。

この方法の欠点は、接合部分が形状としても、また、性
能としても不連続であることである。また、直線状の基
材には取付けできるが、屈曲した基材には、取付困難で
あり、密閉封止が不完全となることも欠点の一つである
。

〔発明の構成〕

本発明は前述の欠点に鑑み、長尺基材の中間部にも、ま
た、屈曲した基材にも巻付可能なように螺旋形に成形し
た熱収縮性物品を提供する。

本発明の要旨は、螺旋状に予め形成された熱収縮性スト
リップからなり、ストリップ幅方向の一方の縁部分の螺
旋外径は少なくともストリップ幅方向の他方の縁部分の
螺旋内径より小さいことを特徴とする螺旋状熱収縮性物
品に存する。

以下本発明の望ましい実施例を示す図に基づいて本発明
を説明する。

第１図は本発明テープの望ましい形状を示す一部切断側
面部である。第２図はその部分的拡大図である。第３図
は本発明の要旨である螺旋形に成形する以前の材料の姿
を示す図である。

図面において材料テープ（ｌａ）は一層の高分子材料で
あるか、望ましくは二層の高分子材料であるか、最も望
ましくは三層の高分子材料よりなる。

高分子材料層のうち少なくとも−っの層はさらに望まし
くは、外層（２）および内層（３）はともに熱収縮性材
料である。長さ方向に熱収縮性を有し幅方向には極めて
僅かな熱収縮性を有するか、または、全く熱収縮性を有
しない材料テープは公知の方法で製作できる。たとえば
高分子材料を加熱溶融して、熱間で押出しまたは延伸加
工した後架橋し、さらに圧延・延伸しつつ冷却し寸法固
定するのが望ましい製作方法の一つである。

本発明の材料テープは長さ方向に熱収縮性であることに
加えて加熱収縮にあたって、螺旋軸のまわりに内側に湾
曲する性質換言すれば、螺旋の直径が一部そう小さくな
る方何に湾曲する性質を持つことが望ましい。この湾曲
する性質を本発明明細書では熱湾曲性と言うことにする
。テープに、熱湾曲性を持たせるにはテープの厚さ方向
に性質を変えればよい。その望ましい一つの方法は、テ
ープを二層に構成することである。螺旋状にしたとき、
外側になる層を外層（２）、内側になる層を内層（３）
ということにする。内層は、外層より低い温度で収縮す
るか、または同じもしくは低い温度で外層より大きく収
縮するようにすると、加熱時に内層は外層より早く、ま
たは外層より大きく収縮する。テープを構成する２つの
眉は同一の高分子材料の異なった処理によって、例えば
、厚さ方向の一半分を他半分より強く架橋することによ
って、または最初別個に製作し一方を大きく、他方を少
なく延伸加工した２枚の高分子材料テープを積層するこ
とによってもよい。テープが２つの別個の高分子材料積
層によって形成されている場合、それは例えば２つの高
分子材料を同時に押出することによって直接積層しても
よいし、また、２つの高分子層の間に付加層たとえば、
過酸化物層または過酸化物を含む高分子フィルムをはさ
んで間接に積層してもよい。

材料テープ（１ａ）の好ましい厚さは用途によって選択
すべきである。一般に延伸後で熱収縮前の厚さは、好ま
しくは０．５〜３　、０　ｍｉである。材料テープの各
層の厚さは適宜選択できる。しかし、望ましくは内層（
３）の厚さは全体の厚さの８０％を超えず、最も望まし
くは３０〜４０％である。

さらに本発明の材料テープ（ｌａ）の最内層として、接
着層（４）を付加することができる。接着層（４）は基
材との接着もしくは密着・密封のためのシーラントとし
て作用する。接着層（４）は加熱により溶融するホット
メルト接着剤であることが望ましいが、他の種類の接着
剤またはシーラントであってもよい。

内層（３）は接着層（４）と同一であってもよい。

この場合、内層の架橋度が重要である。架橋度があまり
に高い場合、熱収縮するが流動せず基材乙接着し難い層
が得られる。一方、架橋度があまり低い場合、接着性は
良いが熱収縮性に乏しい層が得られる。よって、内層に
照射する電子線量は、好ましくは１２メガラド、更に好
ましくは２〜６メガラド、特に４メガラドとする。

本発明テープの実施態様の一つにおいてテープは２層よ
りなりミ少なくとも内層、好ましくは内外層とも熱収縮
性であり、熱収縮性に差を設けることが望ましく、これ
によって熱湾曲性を得る。

熱収縮性の差は、たとえば、一層をより少ない線量で電
子線照射することによって、あるいは本質的に架橋度に
差のある材料を選択することによって、あるいはテープ
架橋前に一つの層に架橋禁止剤を加えることによって、
および／またはフリーラジカル開始剤などの架橋剤を加
えることによって得られる。フリーラジカル開始剤の例
はジクミルパーオキシドなどのパーオキシド、２，５−
ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−２，５−ジメチルヘキ
サン、２．５−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）−２゜５
−ジメチルヘキシン−３、およびα、α°−ビス（ｔ−
ブチルパーオキシ）−ジイソプロピルベンゼンなどのパ
ーオキシド等である。

架橋剤は単独で用いてよく、あるいは多官能性ビニルま
たはアリル化合物（例えば、トリアリルシアヌレート、
トリアリルイソシアヌレート、ペンタエリスリトールテ
トラメタクリレート、メチレンビスアクリルアミドまた
はＮ、Ｎ’−ｍ−フェニレンジマレイミド）などの共硬
化剤とともに用いてもよい。架橋禁止剤の例は、酸化防
止剤、例えば、４．４°−チオビス（６−ｔ−ブチル−
ｍ−クレゾール）、４，４°−メチレンビス（２−ｔ−
ブチルフェノール）、２．６−ジーｔ−ブチルフェノー
ル、４．４°−ブチリデンビス（６−ｔ−ブチル−ｍ−
クレゾール）、・２．５−ジ（ｔ−アミル）ヒドロキノ
ン等である。酸化防止剤でない架橋禁止剤の例は、ペン
タブロモフェノール、ナフチレン、銅ステアレートであ
る。

本発明テープを製造するのに用いる熱収縮性高分子材料
として、熱収縮性物品の製造に有用な公知のあらゆる高
分子材料が使用できる。例えば、ポリオレフィン、特に
ポリエチレン、エチレン／酢酸ビニルコポリマー、エチ
レン／アクリル酸エチルコポリマー、塩素化およびフッ
素化ポリマー（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビ
ニリデン、あるいはフッ化ビニリデン単位、ヘキサフル
オロエチレン単位またはクロロトリフルオロエチレン単
位を有するポリマー）：ならびにゴム、例えば、エチレ
ン／プロピレンゴム、塩素化ゴム（例えば、ネオプレン
）、およびオレフィンポリマーなどの結晶性もしくはガ
ラス状ポリマーとの混合物で用いてよいシリコーンゴム
が挙げられる。

テープ（１ａ）の最内面には接着層（４）を設けること
ができる。この場合適切なホットメルト接着剤は、例え
ば、ポリアミド、エチレン／酢酸ビニルコポリマーおよ
びターポリマー（ワックスを含んでも含まなくてもよい
。）ならびにポリエステル等である。加熱時に初めに溶
融流動し、次いで硬化し、その後に熱溶融しない硬化性
接着剤（例えば、エポキシ樹脂）も適している。上記エ
ポキシ樹脂および従来のマスチック（例えば、既知の適
切な材料で変、性したブチルまたはイソブチルゴムを基
本とするもの）であってもよい。テープの上記内層（３
）７！ｌ（接着剤またはシーラントでもある場合、接着
剤またはシーラントは、拡張され、熱または他の回復方
法（例えば、溶剤による回復）の適用時に回復する程度
に結晶性であることが重要である。適切な熱回復性ホッ
トメルト接着剤は例えば、エチレン／酢酸ビニルコポリ
マー（酢酸ビニルを２５重量％までで含むことが好まし
い。）である。

以下本発明螺旋状テープの望ましい形状およびその製作
方法を実施例によって説明する。

実施例１ 低密度ポリエチレンを公知の方法でテープしポリマーの
結晶融点より低い温度で長さ方向に２倍に冷間延伸し、
その上に高密度ポリエチレンを熱間で押出して積層する
。この積層材を３倍の長さに冷間延伸する。次いで６メ
ガラドの電子線照射により架橋する。

次にこのようにして得られた材料テープ（１ａ）を用い
て一定長の（たとえば長さ２ｍの）螺旋状テープを成形
する方法を第４図を参照して述べる。

第４Ａ図においてマンドレル（１１）は金属からできて
おり、外周に螺旋状段溝（１２）および（１３）を有す
る。段＊（１２）および段＠（１３）の幅の合計ＷＯは
テープ材料の幅Ｗより少し大きい。

段溝の表面には、離型のためテフロン（商品名）などの
被覆が施しであることが好ましい。第４Ａ図に示すマン
ドレルは所望の長さく例えば、２ｆｆｌ）である。材料
テープ（ｌａ）を段溝に巻き付け（第４Ｂ図参照。）、
所望温度（例えば、１２０℃）に加熱し、第４Ｃ図に示
す状態に収縮させた。マンドレルから除去して、第１図
に示す長さ２ｆｆｌの螺旋状テープ（１）を得た。第２
図はその部分拡大図である。テープおよびマンドレルは
以下のような寸法であった。

テープ寸法　　　厚さ　　１　、２　ｍｍ幅　　５０．
８ｍｍ（約２インチ） マンドレル寸法　段溝（１２）の直径　　３５ｍｍ段溝
（１３）の直径　　２５ｍｍ 螺旋ピッチ長　　　７０ｍｍ この場合、第４Ｂ図および第４Ｃ図においてテープの・
左半分（１６）は全く収縮せず、厚さが１．２１１１１
のままであるが、右半分（１７）は収縮して厚さが約４
０％増加して１．７１１１ｍになった。

螺旋状テープの左半分（１６）の螺旋内径Ｄ１は、３５
ｍｍであり、右半分（１７）の螺旋外径り、は２８．４
（２５＋　１．７Ｘ２）ｍｍであるので、ケーブルなど
に容易に巻き付けることができる。即ち、Ｄｔ＞Ｄｔに
することにより巻き付は容易である。

すなわち、従来形状の（単に、矩形断面の）テープは巻
付が進行するとともに、ラッパ状にふくれ上って巻付不
可能となるのであるが、本発明テープはＤ　＋　＞　Ｄ
　ｘとしであるので巻付容易になるのである。

このようにして得られた螺旋状テープは基材の上に手で
巻付けた後、プロパンガストーチ等公知の熱源を用いて
加熱収縮させればよい。

実施例２ エチレン酢酸ビニルコポリマーを用い、結晶融点より低
い温度で長さ方向に２倍に延伸加工し、その上に低密度
ポリエチレンを押出積層しさらに３倍の長さに延伸加工
する。次いで４メガラドの線量で電子線架橋する。この
場合、エチレン酢酸ビニルコポリマーは、ホットメルト
接着剤の作用を持つ。

その後の加工工程は、前記実施例１と同じである。

実施例３ 電気的性質、たとえば、耐トラツキング性、または耐熱
性、耐薬品性等を改善するためにポリテトラフルオロエ
チレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレ
ン／ヘキサフルオロプロピレンコポリマーなどの表面層
をテープの外層（２）の上に設ける。それ以外の工程は
実施例１または２と同じである。

実施例４ 本発明の螺旋状テープの他の製造方法、特に長尺の螺旋
状テープを連続して製造する方法を第５図を参照して説
明する。

第５図におｌ＃）、て、まず長尺の材料テープ（ｌａ）
をコイル（５）に巻く。次に適当数組の加熱ロールの間
に、コイル（５）から引出したテープ（１ａ）を供給す
る。それぞれの組のロールは４本のロール（２１）、（
２２）、（２３）および（２４）からなり、隣りあうロ
ールは断熱壁（２５）によって断熱されており、下側の
ロールは上側のロールより高温に保たれ、向こう側のロ
ールは手前側のロールより高温に保たれている。このロ
ールの温度差によって、テープの収縮に差が生じ、テー
プの下面は上面より多く、向こう半分は手前半分より多
く収縮する。

このようにして左半分（手前側）の螺旋内径が右半分（
向こう側）の螺旋外径より大きい本発明の螺旋状テープ
が連続的に製造できる。

螺旋状になるのを助勢するためおよび最終寸法を制御す
るため、冷却用マンドレル（２６）および冷却用押さえ
マンドレル（２７）を設けることが好ましい。さらに要
すれば、冷風または冷水によって、急速に冷却すれば寸
法固定を−そう確゛実にすることができる。

ロールの設定温度は、例えば、ロール（２Ｉ）が４０℃
、ロール（２２）が１００℃、ロール（２３）ｈ月１０
℃およびロール（２４）が１２０℃である。

このようにロール温度を設定すること？９よって、前述
する熱湾曲性を具備しないテープ材料（１ａ）を用いて
も本発明螺旋状テープを製作することができる。ただし
、熱湾曲性を具備する材料を用いることによって一層容
易に、すなわちロール温度設定条件の厳密さを、それほ
ど要求することなく本発明螺旋状テープを製作すること
ができる。

実施例５ 無段階に、即ち、テープ一端から他端へ連続的に螺旋径
を減少させて、すなわちテーパ状に本発明のテープを製
造することもできる。

前実施例においてロールの間に熱絶縁壁を用いてロール
に温度差を設けたが、上側および下側にそれぞれ１本の
ロールを用いて、ロールの一端のみから熱を供給するこ
とによって温度勾配を設けた。このようにすれば、第６
Ａ図に示すような異なった形状のテープ（ｌｏ）を得る
ことができる。

第６Ａ図は、比較的引き延ばされた形状の螺旋状テープ
（ｌｏ）、第６Ｂ図は、輸送および保管のためスペース
を節約するように比較的押し縮めた形状の螺旋状テープ
（１°）、第６Ｃ図は保管のため更に押し縮めた形状の
螺旋状テープ（ｌｏ）を示す。

本発明の螺旋状熱収縮性テープは、前述のように、構成
されたものであるので、材料が硬質で極めて伸びが少な
い場合にも導体などの線状基材、パイプ基材などに容易
に巻き付けることができる。

その後、プロパンガストーチなどの公知手段によって加
熱して、線状基材に密着した被覆を得ることができる。

第７Ａ図および第７Ｂ図は、基材に巻き付けた時のテー
プ（１）および（ｌｏ）それぞれの断面図、第７Ｃ図は
熱収縮完了後のテープ（ビ）の断面図である。

本発明の螺旋状熱収縮性テープは、架空送配電線の絶縁
保護、変電所内の充電部に接近した鋼部材などの絶縁保
護、地中送電ケーブルおよび屋内配電ケーブルの物理的
損傷保護および火災保護ごならびに埋設パイプラインの
防食などに使用できる。

ケーブルの絶縁に使用する被覆物は微視的欠陥たとえば
、空気の残存（ボイド）等によっても致命的な性能欠陥
となりやすいのであるが、前述する熱湾曲性を具備する
テープを使用することによって、ボイド残存の危険は大
幅に改善できる利益がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明螺旋状テープの望ましい形状を示す一
部切断側面図、 第２図は、その部分拡大図、 第３図は、材料の構造を示す図、 第４図は、一定長の本発明螺旋状テープの製造方法を示
す図、 第５図は、長尺の本発明螺旋状テープを連続して製造す
る方法を示す図、 第６図は、本発明螺旋状テープの望ましい他の形状の側
面図、 第７図は、本発明螺旋状テープの使用態様を示す断面図
である。 １．１’、ビ、ｌａ・・・テープ、２・・・外層、３・
・・内層、４・・・接着層、５・・・コイル、ｌｌ・・
・マンドレル、１２．１３・・・段溝、１６・・・左半
分、１７・・・右半分、２１．２２，２３．２４・・・
ロール、２５・・・断熱壁、２６・・・冷却用マンドレ
ル、２７・・・冷却用押さえマンドレル。 特許出願人　東神電気株式会社　（ほか１名）代　理　
人　弁理士　青白　葆　（ほか２名）Ｆｉｇ、２ ！ Ｆｉｇ、４４ Ｆｉｇ、４Ｃ Ｆｉｇ、　５ Ｆｉｇ、６Ａ Ｆｉｇ、６Ｃ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、螺旋状に予め形成された熱収縮性ストリップからな
   り、ストリップ幅方向の一方の縁部分の螺旋外径は少な
   くともストリップ幅方向の他方の縁部分の螺旋内径より
   小さいこと、特徴とする螺旋状熱収縮性物品。 ２、重ね巻きができるように螺旋状に予め形成されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の物品。 ３、それぞれの重ね巻きは、それぞれの巻き付けがその
   前の巻き付けの段に嵌合するように階段状である特許請
   求の範囲第２項記載の物品。 ４、それぞれの巻き付けは、螺旋軸方向にテーパー状で
   ある特許請求の範囲第２項記載の物品。 ５、螺旋軸のまわりで内側に湾曲するように熱湾曲性で
   ある特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の物品
   。 ６、少なくとも内層および外層を有する特許請求の範囲
   第１〜５項のいずれかに記載の物品。 ７、内層および外層は同一の高分子材料よりなる特許請
   求の範囲第６項記載の物品。 ８、内層は、外層と異なる高分子材料よりなる特許請求
   の範囲第６項記載の物品。 ９、内層および外層の高分子材料は架橋されている特許
   請求の範囲第６〜８項のいずれかに記載の物品。 １０、少なくとも１つの層は熱回復性である特許請求の
   範囲第６〜９項のいずれかに記載の物品。 １１、接着剤層が、使用時に基材に接着するために内層
   に適用されている特許請求の範囲第６〜１０項のいずれ
   かに記載の物品。 １２、内層は接着剤層でもある特許請求の範囲第６〜１
   ０項のいずれかに記載の物品。 １３、接着剤はホットメルト接着剤である特許請求の範
   囲第１１項または第１２項に記載の物品。 １４、内層は電子線によって１２メガラドより低い線量
   、好ましくは２〜６メガラドの線量を適用することによ
   って架橋されている特許請求の範囲第１２項または第１
   ３項に記載の物品。 １５、螺旋状に予め形成された熱収縮性ストリップから
   なり、ストリップ幅方向の一方の縁部分の螺旋外径は少
   なくともストリップ幅方向の他方の縁部分の螺旋内径よ
   り小さい螺旋状熱収縮性物品の製造方法であって、 ストリップの一方の表面を他方の表面よりも多く熱収縮
   させ、かつストリップ幅方向の一方の縁部分の螺旋外径
   が他方の縁部分の螺旋内径より小さくなるように他方の
   縁部分よりも一方の縁部分を多く熱収縮させることを特
   徴とする螺旋状熱収縮性物品の製造方法。 １６、ストリップをマンドレルに螺旋状に巻き付けるこ
   とによって収縮させる特許請求の範囲第１５項記載の方
   法。 １７、ストリップをロール間に通過させることによって
   収縮させる特許請求の範囲第１５項記載の方法。 １８、ストリップは少なくとも２つの層を有する特許請
   求の範囲第１５〜１７項のいずれかに記載の方法。 １９、２つの層が回復性であり、第１層は第２層に無関
   係に回復するかまたは第２層より大きい程度に回復する
   特許請求の範囲第１８項記載の方法。 ２０、第１層および第２層は架橋された高分子材料より
   なる特許請求の範囲第１８項または第１９項のいずれか
   に記載の方法。 ２１、第１層は第２層より低い温度で回復する特許請求
   の範囲第１８〜２０項のいずれかに記載の方法。 ２２、第１層が第２層より大きく拡張されていたストリ
   ップを収縮させる特許請求の範囲第１８〜２１項のいず
   れかに記載の方法。 ２３、第１層の架橋度は第２層の架橋度より小さい特許
   請求の範囲第１８〜２２項のいずれかに記載の方法。 ２４、第１層は溶剤によって回復する特許請求の範囲第
   １８〜２３項のいずれかに記載の方法。 ２５、ストリップを第１層および第２層の同時押出によ
   って形成する特許請求の範囲第１８〜２４項のいずれか
   に記載の方法。 ２６、第１層を使用時に基材に接着するために、接着剤
   を第１層に適用する特許請求の範囲第１８〜２５項のい
   ずれかに記載の方法。 ２７、第１層は接着剤層でもある特許請求の範囲第１８
   〜２５項のいずれかに記載の方法。 ２８、接着剤はホットメルト接着剤である特許請求の範
   囲第２６項または第２７項に記載の方法。 ２９、第１層は電子線によって１２メガラドより低い線
   量、好ましくは２〜６メガラドの線量を適用することに
   よって架橋されている特許請求の範囲第２７項または第
   ２８項に記載の方法。