JP5778105B2 - 水密絶縁電線 - Google Patents

Description

本発明は、雨水等の浸入を防止するようになされた水密絶縁電線に関するものである。

主に屋外配線用に用いられる水密絶縁電線は、複数の素線を撚り合わせた導体と、雨水等の浸入を防止するためにこれらの導体素線間および導体外周に充填された水密材と、これら導体及び水密材を被覆する絶縁体とからなる。

水密絶縁電線としては、例えば特許文献１に記載のように、導体に耐腐食性の向上のためにベンゾトリアゾール系化合物を含む防錆剤を塗布し、水密材にはエチレン・エチルアクリレート共重合体をベース樹脂として用い、皮剥性の向上のためにステアリン酸亜鉛等を添加したものが知られている。

しかし、水密材にステアリン酸やその金属塩又はその他の金属石けんを添加すると、耐腐食性が低下して、導体が変色するという問題があった。これは、導体表面に形成されたベンゾトリアゾール系防錆被膜が酸やアルカリにより除去されるためであり、水密材中のステアリン酸等も影響していると考えられる。

これに対し、水密材に上記ステアリン酸等を使用せずに皮剥性を向上させる試みも成されているが（特許文献２，３）、水密性（雨水浸入防止性）と皮剥性とは本来的に相反する関係にあるため、これらの性能を両立させ、かつ耐腐食性も確保することは困難であるのが実情である。

特開２００７−３５４５６号公報 特開２００５−１０５０１６号公報 特開２００７−１０３０６０号公報

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、導体にベンゾトリアゾール系防錆剤が塗布された水密絶縁電線において、水密性と皮剥性を両立させ、かつベンゾトリアゾール系防錆剤が本来有する耐腐食性が損なわれない水密絶縁電線を提供することを目的とする。

本発明の水密絶縁電線は、複数の素線を撚り合わせてなり、ベンゾトリアゾール系防錆剤が塗布された導体と、上記複数の素線間及び導体外周に配された、エチレン・エチルアクリレート共重合体をベース樹脂とする水密材と、これら導体及び水密材を被覆する絶縁体とからなる水密絶縁電線であって、上記の課題を解決するために、上記水密材は、メルトフローレートが５〜５０のポリオレフィン化合物を上記ベース樹脂との合計量１００質量部中１０〜９０質量部含有し、上記ポリオレフィン化合物が、エチレン−オクテンランダム共重合体及び高密度ポリエチレンから選択された少なくとも１種であるものとする。

上記水密絶縁電線における水密材としては、上記ポリオレフィン化合物としてエチレン−オクテンランダム共重合体を上記ベース樹脂との合計量１００質量部中５０〜９０質量部含有する水密材を用いることができる。

また、ポリオレフィン化合物として高密度ポリエチレンを上記ベース樹脂との合計量１００質量部中１０〜４０質量部含有する水密材も用いることができる。

なお、本発明でいうメルトフローレート（ＭＦＲ）は、ＪＩＳ Ｋ７２１０「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト」に規定された方法により測定されたものとする。

本発明によれば、導体にベンゾトリアゾール系防錆剤が塗布された水密絶縁電線の耐腐食性低下の問題が解決され、かつ水密性と皮剥性とを両立させた水密絶縁電線が得られる。

皮剥性の試験方法の説明のための水密絶縁電線の模式断面図である。 皮剥性の試験方法の説明のための撚線導体の側面図である。 水密性の試験方法の説明のための水密絶縁電線の側面図である。

以下、本発明の水密絶縁電線について詳細に説明する。

本発明で使用するベンゾトリアゾール系防錆剤は、ベンゾトリアゾール系化合物を主たる防錆成分として含有するものであり、ベンゾトリアゾール系化合物としては、ベンゾトリアゾールのほか、ベンゾトリアゾールモノエタノールアミン塩、ベンゾトリアゾールジエチルアミン塩、ベンゾトリアゾールシクロヘキシルアミン塩、ベンゾトリアゾールモルホリン塩、ベゾトリアゾールジイソプロピルアミン塩、メチルベンゾトリアゾールシクロヘキシルアミン塩などのベンゾトリアゾール誘導体が挙げられる。中でも安価であることから、ベンゾトリアゾールが好ましい。これらのうちのいずれかを１種単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。

上記ベンゾトリアゾール系化合物を、例えば、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール系溶剤に混合撹拌することにより均一に溶解して防錆剤となし、導体に塗布することができる。防錆剤には、必要に応じ可塑剤を配合して用いることもできる。

防錆剤中のベンゾトリアゾール系化合物の含有量は１．０〜１０．０質量％であることが好ましく、２．０〜９．６質量％であることがより好ましい。ベンゾトリアゾール系化合物が１．０質量％未満では、所望の防錆効果が得られにくい。一方、１０．０質量％を超える場合は、性能面では問題はないが、防錆効果が飽和し、経済的に不利となる。

上記防錆剤を導体に塗布する具体的方法は特に限定されず、浸漬、噴霧等の通常の手段を用いることができる。また、塗布の際の導体の状態は、撚り合わせる前の素線でも、複数の素線を撚り合わせた導体（撚線導体）でもよく、必要に応じて素線に塗布した上でこれらを撚り合わせた導体上に塗布してもよい。

次に、本発明で用いる水密材は、エチレン・エチルアクリレート共重合体をベース樹脂とし、皮剥性向上剤としてポリオレフィン化合物を所定量配合したものである。

ベース樹脂としてエチレン・エチルアクリレート共重合体を使用することにより、ポリエチレン絶縁体との接着性や導体との密着性が優れたものとなる。

エチレン・エチルアクリレート共重合体のエチルアクリレートの含有量は２０〜３５質量％が好ましい。２０質量％未満では導体との密着性が低下し、３５質量％を超えると水密材の押出加工性が低下するおそれが生じる。

また、エチレン・エチルアクリレート共重合体のメルトフローレートは、特に限定されないが、後述する水密材としてのメルトフローレートの調整が容易である点から、２０〜２５０の範囲内であることが好ましい。

次に、本発明で皮剥性向上剤として用いるポリオレフィン化合物は、メルトフローレートが５〜５０の範囲内のものとし、２０〜５０の範囲内であるものが好ましい。メルトフローレートが５未満であると水密性が低下し、５０を超えると水密材の押出加工性が低下するという問題が生じる。これらポリオレフィン化合物は、上記メルトフローレートを有するものであれば特に限定されず、公知の方法で製造することができ、市販されているものを適宜利用することもできる。

上記ポリオレフィン化合物の好ましい例としては、エチレン−オクテンランダム共重合体、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）等が挙げられる。これらのオレフィン化合物は、エチレンと若干量のコモノマーとを重合して得られる、分岐をほとんどもたないポリエチレンコポリマーである。上記高密度ポリエチレンは、密度０．９４２以上であるものとする。これらポリオレフィン化合物は、異なる種類のものを２種以上混合して使用することもできる。

ポリオレフィン化合物の配合量は、上記ベース樹脂との合計量１００質量部中１０〜９０質量部の範囲内が好ましい。配合量が１０質量部未満であると所望の皮剥性が得られず、９０質量部を超えると水密性が低下する傾向が生じる。この配合量はポリオレフィン化合物の種類に応じて調整することが好ましく、エチレン−オクテンランダム共重合体の場合はベース樹脂との合計量１００質量部中５０〜９０質量部が好ましく、高密度ポリエチレンの場合は１０〜４０質量部が好ましい。

上記ベース樹脂とポリオレフィン化合物とを混合して得られる水密材のメルトフローレートは２０〜２５０の範囲内が好ましい。２０未満では水密材を導体素線間及び導体と絶縁体との間に均一に充填するのが困難となり、２５０を超えると充填した水密材が抜けていく不具合が生じるおそれが生じる。

また、上記水密材には、本発明の目的を離れない範囲であれば、酸化防止剤、架橋剤、架橋助剤などの配合剤を必要に応じて添加することもできる。

本発明の水密絶縁電線を製造する方法は、上記した防錆剤及び水密材を使用する以外は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、上記各成分を混合した水密材を調製し、これを導体素線間および導体外周に充填又は塗布し、ついで、絶縁体を押出し被覆し、架橋処理を行う。

上記において、水密材を充填する方法は特に限定されず、押出機あるいはギヤーポンプなどを用いて、目的とする電線の形状及び外径に応じた型内で圧入する方法が通常用いられる。

絶縁体としては、従来から水密絶縁電線に使用されている素材が特に限定なく使用でき、例えば架橋ポリエチレンなどを用いることができる。

以下に本発明の実施例を示すが、本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。なお、以下において特にことわらない限り、含有量等は質量基準（質量部、質量％等）とする。

［実施例、比較例］
表１に示した組成の水密材を調製し、これを用いて水密絶縁電線を作成し、その皮剥性、耐腐食性（導体変色性）、水密性を評価した。水密材、防錆剤、水密絶縁電線の詳細、及び評価方法の詳細は以下の通りである。また、評価結果を表１に示す。なお、水密材のメルトフローレートは、ＪＩＳ Ｋ７２１０「プラスチック−熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレイト」に準拠して、１９０℃、２．１６ｋｇの条件下で測定を行った。

＜水密材＞
ＥＥＡ１：エチレン・エチルアクリレート共重合体（ダウ・ケミカル日本（株）製 ＮＵＣ−６０７０）
ＥＥＡ２：エチレン・エチルアクリレート共重合体（ダウ・ケミカル日本（株）製 ＮＵＣ−６５７０）
ＨＤＰＥ１：高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン（株）製 ノバテックＨＪ４９０）
ＨＤＰＥ２：高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン（株）製 ノバテックＨＹ５４０）
エチレン−オクテンランダム共重合体１：ダウ・ケミカル社製 ＥＮＧＡＧＥ８４０２
エチレン−オクテンランダム共重合体２：ダウ・ケミカル社製 ＥＮＧＡＧＥ８４１１
エチレン−オクテンランダム共重合体３：ダウ・ケミカル社製 ＥＮＧＡＧＥ８２００
エチレン−オクテンランダム共重合体４：ダウ・ケミカル社製 ＥＮＧＡＧＥ８４５０
エチレン−オクテンランダム共重合体５：ダウ・ケミカル社製 ＥＮＧＡＧＥ８４８０
架橋剤：ジクミルパーオキサイド（日油（株）製 パークミルＤ）
ステアリン酸：日油（株）製 ステアリン酸さくら
ステアリン酸マグネシウム：堺化学工業（株）製
ステアリン酸亜鉛：堺化学工業（株）製

＜防錆剤＞
ベンゾトリアゾールのイソプロピルアルコール溶液（ベンゾトリアゾールの濃度２．０％）

＜水密絶縁電線＞
直径２．０ｍｍの銅線である導体を１９本撚り合わせて撚線導体を作成し、この撚線導体表面に上記防錆剤を噴霧により塗布した。防錆剤が乾燥した後、撚線導体の導体素線間に表１に示した水密材を押出機により圧入し、ついで、水密材が充填された撚線導体を架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）からなる絶縁体（厚さ２．５ｍｍ）で被覆した後、蒸気架橋を行い、直径１５ｍｍの架橋ポリエチレン絶縁電線を得た。

＜測定・評価方法＞
１．皮剥性
−２０℃、２０℃、６０℃の環境温度下において、専用工具（ＧＳピーラー）を用いて皮剥ぎを行い、導体上の水密材の残存の有無を目視で観察した。温度３条件のいずれにおいても、図１，２に示したように隣り合う３本の導体素線１，２，３上に跨って水密材４が残留していない場合を「○」で示し、３本の導体素線に跨って水密材が残留しているが、指で擦ると５秒以内に水密材を完全に剥離できる場合を「△」で示し、指で擦っても５秒以内に水密材を完全に剥離できない場合を「×」で示した。なお、結果は各温度を通して得られた評価の中で最も低いものを示した。

２．耐腐食性（導体変色性）
架橋ポリエチレン絶縁電線から絶縁体および導体最外層の水密材を取り除いた導体を約３０ｃｍ用意し、濃度１００ｐｐｍの硫化ナトリウム水溶液に６０秒間浸漬させた後、導体表面を目視で観察し、変色が認められなかった場合を「○」で示し、有意な変色が認められた場合を「×」で示した。

３．水密性（雨水浸入防止性）
架橋ポリエチレン絶縁電線の片端５００ｍｍの絶縁体を剥ぎ取った後、導体露出部６と絶縁体５との境界（絶縁体５の端部７）を中心に、電線外径の１０倍を半径にもつドラムに於ける５往復曲げを加えた後、図３に示したように導体露出部６を含む架橋ポリエチレン絶縁電線の片端１０００ｍｍを２３℃の水中に浸漬し、水圧０．０５ＭＰａとなるように調整した。水圧印加領域を符号８で示す。その状態で２４時間維持した後、絶縁体５の端部７からの水の浸入距離（ｍｍ）を測定し、試験結果として記載した。１０００ｍｍ未満の走水を「○」で示し、１０００〜２０００ｍｍの走水を「△」で示し、２０００ｍｍ以上の走水を「×」で示した。なお、試験は同じ条件の試料３個についてそれぞれ行い、各結果を示した。

本発明の水密絶縁電線は主に屋外配線用に用いられる。

１，２，３……導体素線、４……水密材、 ５……絶縁体、
６……導体露出部
７……絶縁体の端部、８……０．０５ＭＰａの水圧印加領域

Claims (3)

1. 複数の素線を撚り合わせてなり、ベンゾトリアゾール系防錆剤が塗布された導体と、前記複数の素線間及び導体外周に配された、エチレン・エチルアクリレート共重合体をベース樹脂とする水密材と、これら導体及び水密材を被覆する絶縁体とからなる水密絶縁電線であって、
   前記水密材は、メルトフローレートが５〜５０のポリオレフィン化合物を前記ベース樹脂との合計量１００質量部中１０〜９０質量部含有し、
   前記ポリオレフィン化合物が、エチレン−オクテンランダム共重合体及び高密度ポリエチレンから選択された少なくとも１種である
   ことを特徴とする水密絶縁電線。
2. 前記水密材は、前記ポリオレフィン化合物としてエチレン−オクテンランダム共重合体を前記ベース樹脂との合計量１００質量部中５０〜９０質量部含有する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の水密絶縁電線。
3. 前記水密材は、前記ポリオレフィン化合物として高密度ポリエチレンを前記ベース樹脂との合計量１００質量部中１０〜４０質量部含有する
   ことを特徴とする、請求項１に記載の水密絶縁電線。

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