JP5675668B2 - 水密材用樹脂組成物及び該組成物を用いた水密材を有する絶縁電線 - Google Patents
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Description
OC−Wの水密材には、ベース樹脂として、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、EVAという。)や、エチレン−エチルアクリレート共重合体(以下、EEAという。)が用いられているが、EVAは水分と接触すると酢酸イオンを生じ、これが導体の腐食を促進させるという問題がある。そのため、EEAをベース樹脂とする水密材が一般的になりつつある。
本発明は、水密性と皮剥ぎ性に優れ、しかも、張力が集中しても破壊されにくい層を形成するのに好適な水密材用の樹脂組成物を提供することを課題とする。
また、本発明は、上記樹脂組成物を用いて形成された水密材の層を有する水密架橋ポリエチレン絶縁電線を提供することを課題とする。
<1>(A)エチルアクリレート由来の構造単位の割合が20質量%以上であり、かつ、メルトマスフローレートが15g/10min〜25g/10minであるエチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂、(B)メルトマスフローレートが15g/10min以上である、直鎖状低密度ポリエチレン及び/又は高密度ポリエチレン、(C)架橋剤および(D)架橋助剤を含有し、
前記成分(A)の含有量100質量部に対して前記成分(B)の含有量が5〜20質量部である水密材用樹脂組成物を用いて形成されてなる水密材の層を有し、該水密材の架橋度が76〜85%である水密架橋ポリエチレン絶縁電線。
<2>前記水密材用樹脂組成物の{成分(B)のメルトマスフローレート}/{成分(A)のメルトマスフローレート}が、0.6/1〜1.4/1である<1>に記載の水密架橋ポリエチレン絶縁電線。
<3>前記水密材用樹脂組成物において、前記成分(A)と前記成分(B)の総含有量100質量部に対し、前記成分(C)の含有量が0.1〜2質量部であり、前記成分(D)の含有量が0.5〜4質量部である<1>または<2>に記載の水密架橋ポリエチレン絶縁電線。
<4>撚線導体に<1>〜<3>のいずれかに記載の水密材用樹脂組成物を圧入して、該撚線導体を構成する素線間及び該撚線導体外周に該水密材用樹脂組成物を充填・被覆し、水密材用樹脂組成物からなる層を形成する工程、
該水密材用樹脂組成物からなる層の外周に、架橋性ポリエチレン樹脂組成物を被覆する工程、及び
前記水密材用樹脂組成物及び前記架橋性ポリエチレン樹脂組成物を架橋させる工程を含む水密架橋ポリエチレン絶縁電線の製造方法。
本発明の水密架橋ポリエチレン絶縁電線は、水密材と素線ないし導体との間の密着性に優れ、雨水の侵入がより抑制されるため、導体が腐食しにくい。また、本発明の水密架橋ポリエチレン絶縁電線は、皮剥ぎ性にも優れる。さらに、本発明の水密架橋ポリエチレン絶縁電線は、水密材の層が電線の長さ方向に加わる張力に対する耐久性に優れ、カムラーにより張力をかけた際に当該張力が集中する挟持部分でも水密材の層が破壊されにくい。したがって、カムラーによる張力によっては絶縁層が導体上を滑りにくい。
本発明の水密材用樹脂組成物は、特定のEEA(成分(A))と、LLDPE及び/又はHDPE(成分(B))と、架橋剤(成分(C))と、架橋助剤(成分(D))とを含有する。本発明の水密材用樹脂組成物は、成分(A)及び成分(B)を特定の比率で含有する。
成分(B)のMFRは、15g/10min以上であることが好ましく、15〜25g/10minであることがより好ましく、15〜20g/minであることがさらに好ましい。
また、前記特性を満たすHDPEとしては、例えば、HI−ZEX(プライムポリマー社製、品番としては、1608(MFR:18g/10min、軟化点121℃)、1700J(MFR:16g/10min、軟化点130℃)、2100J(MFR:16g/10min、軟化点130℃))等が挙げられる。
成分(B)は、1種又は2種以上のLLDPEを含んでもよいし、1種又は2種以上のHDPEを含んでもよい。
本発明の水密架橋ポリエチレン絶縁電線は、本発明の水密材用樹脂組成物を用いて形成した水密材の層を有する。当該水密材は架橋構造をとり、その架橋度は76〜85%である。当該「架橋度」は、加温したキシレンに水密材を溶解した際に、溶解せずに残った水密材の質量を、溶解前の水密材の質量に対する割合(%)で表したものであり、JIS C 3005中の「4.25架橋度」に従って測定したものである。本発明の水密架橋ポリエチレン電線は、水密材がさらに架橋ポリエチレンにより被覆された構造をとる。つまり、本発明の水密架橋ポリエチレン電線は、図1に示すように、撚線導体の素線間の空隙を埋めながら該撚線導体を被覆するように架橋度76〜85%の水密材の層が形成され、さらに、該水密材に接する外層として、架橋ポリエチレンからなる絶縁層が形成されている。
本発明の水密架橋ポリエチレン絶縁電線において、撚線導体の外周から水密材の層の外周までの距離、及び水密材の層の外周から架橋ポリエチレン層(絶縁層)の外周までの距離(絶縁層の厚さ)に特に制限はなく、使用される電圧や規格等により適宜に調節される。例えば、使用電圧が6kVであれば、絶縁層の厚さは2.0〜2.5mmとすることができる。
まず、撚線導体に本発明の水密材用樹脂組成物を圧入する(押出す)ことで、該撚線導体の素線間に該水密材用樹脂組成物を充填すると同時に、該撚線導体の外周を該水密材用樹脂組成物で被覆する。
同時に、上記で撚線導体に被覆された上記水密材用樹脂組成物層の外周に、架橋性ポリエチレン樹脂組成物を押出し被覆する。
その後、例えば、110〜140℃、12〜20kg/cm2の高温高圧下に2〜6分付すことで、水密材用樹脂組成物及び架橋性ポリエチレン樹脂組成物の架橋反応を進行させれば、架橋構造となった水密材の層と、架橋ポリエチレンからなる絶縁層とが形成された本発明の水密架橋ポリエチレン電線を得ることができる。なお、架橋処理の時間、温度、圧力を適宜に調整したり、水密材用樹脂組成物中の架橋剤や架橋助剤の配合量を適宜に調節することで、水密材の架橋度を76〜85%の範囲内とすることができる。
つまり、本発明の水密架橋ポリエチレン絶縁電線の製造工程は、下記の工程を含むことが好ましい:
撚線導体に本発明の水密材用樹脂組成物を圧入して、該撚線導体を構成する素線間及び該撚線導体外周に該水密材用樹脂組成物を充填・被覆し、水密材用樹脂組成物からなる層を形成する工程、
当該水密材用樹脂組成物からなる層の外周に、架橋性ポリエチレン樹脂組成物を押出し被覆する工程、及び
架橋処理を施して、水密材用樹脂組成物及び架橋性ポリエチレン樹脂組成物を架橋させる工程。
前記「水密材用樹脂組成物からなる層を形成する工程」と「架橋性ポリエチレン樹脂組成物を被覆する工程」は、同時に行うことが好ましい。すなわち、水密材用樹脂組成物及び架橋性ポリエチレン樹脂組成物による被覆は、同時押出成形により行うことが好ましい。
下記表1に示す組成(単位:質量部)の水密材用樹脂組成物のうち1種を使用し、それぞれの組成物を撚線導体の外から圧入し、架橋性ポリエチレン樹脂組成物(商品名:NUCV−9211、日本ユニカー社製)を押出し被覆し、高圧水蒸気(温度:200℃、圧力:17kg/cm2)中で架橋させ、水密架橋ポリエチレン絶縁電線を試作した(本発明品1〜5、参考品1、比較品1〜10)。試作した各電線は、導体サイズ(横断面積)が125sqであった。各電線の導体は3層からなり、中心素線1本(第1層)の外周に素線6本(第2層)を撚り合わせ、さらにその外周に素線12本(第3層)が撚り合わされている(素線本数計19本、図1参照)。試作した各電線について、水密性、皮剥ぎ性、カムラーを用いた耐張力性試験を下記の方法で行った。
長さ2mの電線の片方の端部に、50kPaの水圧を掛けて24時間後の水の進入長を測定した。水密性試験には、調製した電線そのままの状態(初期状態)のものと、調製した電線を屈曲させたものの2種類を供した。時間(H)当たりの水の進入速度(mm/H)を求め、下記基準により水密性を評価した(A、B及びC評価は実用可能)。結果を下記表1に示す。
A:水の進入速度が0mm/H以上10mm/H未満
B:水の進入速度が10mm/H以上500mm/H未満
C:水の進入速度が500mm/H以上2000mm/H未満
D:水の進入速度が2000mm/H以上
専用皮剥ぎ器(GSピラー、古川電機社製)にて、常温(25±5℃)下と高温(60℃)下で絶縁体を剥ぎ取った。皮剥ぎ性の評価基準は下記の通りとした(A、B及びC評価は実用可能)。結果を下記表1に示す。
A:導体素線表面に水密材の付着がほとんど認められない。
B:導体素線間には水密材の付着が認められるが、撚線導体の外周には水密材の付着が認められない。
C:導体素線間に水密材の付着が認められ、かつ、撚線導体の外周においては、撚り溝にのみ水密材の付着が認められる。
D:導体素線間に水密材の付着が認められ、かつ、撚線導体の外周において、撚り溝以外の箇所にも水密材の付着が認められる。
50cm長の電線を用意してこれをカムラーで挟持し、常温(25±5℃)下と高温(40℃)下で、カムラーにて張力をかけた(4900N又は5880N)。カムラーを用いた耐張力性試験の評価基準は下記の通りとした(A及びB評価は実用可能)。
A:4900Nで20分間の張力によっても絶縁層が導体上を滑らず、かつ、5880Nで2分間の張力によっても絶縁層が導体上を滑らない。
B:上記Aの条件は満たさないが、4900Nで10分間の張力によっても絶縁層が導体上を滑らず、かつ、5880Nで1分間の張力によっても絶縁層が導体上を滑らない。
C:4900Nで10分間の張力、及び、5880Nで1分間の張力のいずれかの張力によって絶縁層が導体上を滑ってしまう。
D:4900Nで10分間の張力、及び、5880Nで1分間の張力のいずれの張力でも絶縁層が導体上を滑ってしまう。
LLDPE又はHDPEの代わりにLDPEを含有せしめた比較品6もまた、カムラーによる張力によって導体上を絶縁層が滑りやすく、実用レベルに至らなかった。
11 素線
12 水密材(水密材の層)
13 絶縁層(架橋ポリエチレン層)
Claims (4)
- (A)エチルアクリレート由来の構造単位の割合が20質量%以上であり、かつ、メルトマスフローレートが15g/10min〜25g/10minであるエチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂、(B)メルトマスフローレートが15g/10min以上である、直鎖状低密度ポリエチレン及び/又は高密度ポリエチレン、(C)架橋剤および(D)架橋助剤を含有し、
前記成分(A)の含有量100質量部に対して前記成分(B)の含有量が5〜20質量部である水密材用樹脂組成物を用いて形成されてなる水密材の層を有し、該水密材の架橋度が76〜85%である水密架橋ポリエチレン絶縁電線。 - 前記水密材用樹脂組成物の{成分(B)のメルトマスフローレート}/{成分(A)のメルトマスフローレート}が、0.6/1〜1.4/1である請求項1に記載の水密架橋ポリエチレン絶縁電線。
- 前記水密材用樹脂組成物において、前記成分(A)と前記成分(B)の総含有量100質量部に対し、前記成分(C)の含有量が0.1〜2質量部であり、前記成分(D)の含有量が0.5〜4質量部である請求項1または2に記載の水密架橋ポリエチレン絶縁電線。
- 撚線導体に請求項1〜3のいずれか1項に記載の水密材用樹脂組成物を圧入して、該撚線導体を構成する素線間及び該撚線導体外周に該水密材用樹脂組成物を充填・被覆し、水密材用樹脂組成物からなる層を形成する工程、
該水密材用樹脂組成物からなる層の外周に、架橋性ポリエチレン樹脂組成物を被覆する工程、及び
前記水密材用樹脂組成物及び前記架橋性ポリエチレン樹脂組成物を架橋させる工程を含む水密架橋ポリエチレン絶縁電線の製造方法。
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