JP2016003321A - Radiation-resistant resin composition, radiation-resistant cable using the same, and method for manufacturing the cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐放射線性樹脂組成物、並びにこれを用いた耐放射線性ケーブル及びその製造方法に関し、特に放射線環境下、とりわけ非常に高レベルな放射線場となる領域が存在する原子力関連施設などで使用されるケーブル用の耐放射線性樹脂組成物、並びにこれを用いた耐放射線性ケーブル及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a radiation-resistant resin composition, a radiation-resistant cable using the same, and a method for producing the same, particularly in a nuclear power facility where a region having a very high radiation field exists in a radiation environment. The present invention relates to a radiation resistant resin composition for cables used, a radiation resistant cable using the same, and a method for producing the same.
原子力発電所や高速増殖炉、核燃料再処理施設、粒子加速器施設などにおいては、使用環境にγ線をはじめとする放射線が存在する。このことから、各施設・設備への電源供給、信号伝送等に用いる電線・ケーブルには放射線による劣化に耐えることが必要とされる。 In nuclear power plants, fast breeder reactors, nuclear fuel reprocessing facilities, particle accelerator facilities, etc., radiation such as γ rays exists in the usage environment. For this reason, electric wires and cables used for power supply and signal transmission to each facility / equipment are required to withstand deterioration due to radiation.
この様な耐放射線性が要求される電線・ケーブルの被覆材としては、エチレンプロピレンゴム、ポリクロロプレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン等の樹脂組成物が挙げられ、耐放射線性付与剤として芳香族系プロセス油を添加することが知られている。 Examples of such wire / cable coating materials that require radiation resistance include resin compositions such as ethylene propylene rubber, polychloroprene rubber, and chlorosulfonated polyethylene, and aromatic process as a radiation resistance-imparting agent. It is known to add oil.
このうちクロロスルホン化ポリエチレンは、構造中に不飽和二重結合を含まず、ハロゲンを含有し、且つ引張強さなどの機械特性も高いことから、シース材料として使用されることが多い。また、クロロスルホン化ポリエチレンを加硫させるための受酸剤として、酸化鉛、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイトなどの金属酸化物を使用することが知られている。 Of these, chlorosulfonated polyethylene is often used as a sheath material because it does not contain unsaturated double bonds in the structure, contains halogen, and has high mechanical properties such as tensile strength. In addition, it is known to use metal oxides such as lead oxide, magnesium oxide and hydrotalcite as an acid acceptor for vulcanizing chlorosulfonated polyethylene.
例えば、特許文献1には、クロロスルホン化ポリエチレンに酸化鉛、有機化層状粘土鉱物、カーボンブラックを添加したクロロスルホン化ポリエチレン組成物が開示されており、被鉛加硫加工性等に優れる旨が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses a chlorosulfonated polyethylene composition in which lead oxide, an organic layered clay mineral, and carbon black are added to chlorosulfonated polyethylene, which is excellent in lead vulcanization processability and the like. Have been described.
特許文献2には、アルキル化クロロスルホン化ポリエチレン100重量部に対し、芳香族量30WT%以上の芳香族油を20〜80重量部添加してなる耐放射線性電線・ケーブル用絶縁組成物が開示され、架橋剤としてPbOを使用した旨が記載されている。 Patent Document 2 discloses a radiation resistant electric wire / cable insulation composition obtained by adding 20 to 80 parts by weight of aromatic oil having an aromatic amount of 30 WT% or more to 100 parts by weight of alkylated chlorosulfonated polyethylene. It is described that PbO is used as a crosslinking agent.
また、特許文献3には、架橋剤として鉛を含まず、クロロスルホン化ポリエチレン等の塩素を含むポリマと、ハイドロタルサイト化合物のような層状無機化合物と、難燃剤と、加工助剤と、老化防止剤とを含む耐放射線性ケーブルが開示されている。 Patent Document 3 discloses a polymer containing no chlorine as a crosslinking agent and containing chlorine such as chlorosulfonated polyethylene, a layered inorganic compound such as a hydrotalcite compound, a flame retardant, a processing aid, and aging. A radiation resistant cable comprising an inhibitor is disclosed.
しかしながら、特許文献1では受酸剤として酸化鉛を使用しているため、ケーブル製造現場の環境衛生上好ましくない。更に被鉛加硫を行うため、ケーブル表面に鉛化合物が残存する可能性が高く、ケーブルを廃棄した際、鉛化合物が溶出する恐れがあり、好ましくない。そのため、酸化鉛を使用せず更に被鉛することなく加硫することが望ましいが、引張強さ等の機械特性の低下や加硫中の型崩れといった問題が発生する。また、特許文献1では耐放射線性に関しても2MGy程度であり改善の余地がある。 However, in patent document 1, since lead oxide is used as an acid acceptor, it is not preferable for environmental hygiene at the cable manufacturing site. Further, since lead vulcanization is performed, there is a high possibility that a lead compound remains on the cable surface, and when the cable is discarded, the lead compound may be eluted, which is not preferable. Therefore, it is desirable to vulcanize without using lead oxide and without further covering with lead, but problems such as deterioration of mechanical properties such as tensile strength and loss of shape during vulcanization occur. In Patent Document 1, the radiation resistance is about 2 MGy and there is room for improvement.
特許文献2では耐放射線性は10MGyと十分ではあるが、特許文献2でもPbOを使用しているため、特許文献1と同様の上記問題がある。 In Patent Document 2, the radiation resistance is 10 MGy, but PbO is used in Patent Document 2 as well, so that there is the same problem as Patent Document 1.
特許文献3では特許文献1同様に耐放射線性が2MGy程度である点で改善の余地がある。また、電線・ケーブルの断面積(ケーブル外径)が大きくなると被鉛加硫を実施する必要が出てくるが、被鉛加硫を実施してしまうと特許文献1と同様の上記問題が発生する。 In Patent Document 3, there is room for improvement in that radiation resistance is about 2 MGy, as in Patent Document 1. In addition, when the cross-sectional area of the electric wire / cable (cable outer diameter) becomes large, it is necessary to carry out lead vulcanization. However, if lead vulcanization is carried out, the same problem as in Patent Document 1 occurs. To do.
そこで、本発明の目的は、高度な耐放射線性を有し、且つ酸化鉛を使用せず更に被鉛加硫をしなくとも引張強さ等の機械特性が良好であり加硫中の型崩れを抑制できる耐放射線性樹脂組成物、並びにこれを用いた耐放射線性ケーブル及びその製造方法を提供することにある。 Therefore, the object of the present invention is to have a high radiation resistance and to have good mechanical properties such as tensile strength without using lead oxide and without lead vulcanization, and lose shape during vulcanization. It is in providing the radiation-resistant resin composition which can suppress, a radiation-resistant cable using the same, and its manufacturing method.
本発明は、上記目的を達成するために、下記の耐放射線性樹脂組成物、並びにこれを用いた耐放射線性ケーブル及びその製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following radiation resistant resin composition, a radiation resistant cable using the same, and a method for producing the same.
[1]クロロスルホン化ポリエチレン、芳香族系プロセス油、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト及びフタル酸ジブチル吸油量が100ml/100g以上のカーボンブラックを含み、前記クロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し、前記カーボンブラックを50〜100質量部含むことを特徴とする耐放射線性樹脂組成物。
[2]前記クロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し、前記芳香族系プロセス油を20〜80質量部、前記酸化マグネシウムを10〜30質量部含むことを特徴とする前記[1]記載の耐放射線性樹脂組成物。
[3]絶縁体が被覆された導体を複数本撚り合わせて形成された撚り合わせ電線の周囲を前記[1]又は前記[2]に記載の耐放射線性樹脂組成物で被覆し、加硫したことを特徴とする耐放射線性ケーブル。
[4]前記絶縁体がポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を含むことを特徴とする前記[3]記載の耐放射線性ケーブル。
[5]前記[3]又は前記[4]に記載の耐放射線性ケーブルの周囲を前記[1]又は前記[2]に記載の耐放射線性樹脂組成物で被覆し、加硫したことを特徴とする平型の耐放射線性ケーブル。
[6]前記[3]又は前記[4]に記載の耐放射線性ケーブルの製造方法であって、被鉛することなく前記加硫を行なう工程を有することを特徴とする耐放射線性ケーブルの製造方法。
[7]前記[6]に記載の耐放射線性ケーブルの製造方法により製造された耐放射線性ケーブルの周囲を前記[1]又は前記[2]に記載の耐放射線性樹脂組成物で被覆し、被鉛することなく加硫を行なう工程を有することを特徴とする平型の耐放射線性ケーブルの製造方法。
[1] Chlorosulfonated polyethylene, aromatic process oil, magnesium oxide, hydrotalcite, and carbon black having a dibutyl phthalate oil absorption of 100 ml / 100 g or more, and with respect to 100 parts by mass of the chlorosulfonated polyethylene, the carbon A radiation resistant resin composition comprising 50 to 100 parts by mass of black.
[2] The radiation resistance according to [1], comprising 20 to 80 parts by mass of the aromatic process oil and 10 to 30 parts by mass of the magnesium oxide with respect to 100 parts by mass of the chlorosulfonated polyethylene. Resin composition.
[3] The periphery of a twisted electric wire formed by twisting a plurality of conductors coated with an insulator is coated with the radiation-resistant resin composition according to [1] or [2] and vulcanized. A radiation resistant cable characterized by that.
[4] The radiation-resistant cable according to [3], wherein the insulator includes polyether ether ketone (PEEK).
[5] The radiation-resistant cable described in [3] or [4] is covered with the radiation-resistant resin composition described in [1] or [2] and vulcanized. Flat type radiation resistant cable.
[6] A method for manufacturing a radiation-resistant cable according to [3] or [4], wherein the method includes the step of performing the vulcanization without being covered with lead. Method.
[7] The periphery of the radiation resistant cable produced by the method for producing a radiation resistant cable according to [6] is coated with the radiation resistant resin composition according to [1] or [2], A method for producing a flat radiation-resistant cable, which comprises a step of vulcanizing without leading.
本発明によれば、高度な耐放射線性を有し、且つ酸化鉛を使用せず更に被鉛加硫をしなくとも引張強さ等の機械特性が良好であり加硫中の型崩れを抑制できる耐放射線性樹脂組成物、並びにこれを用いた耐放射線性ケーブル及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it has a high level of radiation resistance and has excellent mechanical properties such as tensile strength without using lead oxide and without lead vulcanization, and suppresses deformation during vulcanization. A radiation-resistant resin composition that can be produced, a radiation-resistant cable using the same, and a method for producing the same can be provided.
〔耐放射線性樹脂組成物〕
本発明の実施の形態に係る耐放射線性樹脂組成物は、クロロスルホン化ポリエチレン、芳香族系プロセス油、酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト及びフタル酸ジブチル吸油量が100ml/100g以上のカーボンブラックを含み、前記クロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し、前記カーボンブラックを50〜100質量部含む。
[Radiation resistant resin composition]
The radiation-resistant resin composition according to the embodiment of the present invention includes chlorosulfonated polyethylene, aromatic process oil, magnesium oxide, hydrotalcite, and carbon black having a dibutyl phthalate oil absorption of 100 ml / 100 g or more, The carbon black is contained in an amount of 50 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the chlorosulfonated polyethylene.
(クロロスルホン化ポリエチレン)
本発明の実施の形態に係る耐放射線性樹脂組成物は、ベースポリマーとしてクロロスルホン化ポリエチレンを含有している。
(Chlorosulfonated polyethylene)
The radiation resistant resin composition according to the embodiment of the present invention contains chlorosulfonated polyethylene as a base polymer.
本実施の形態において使用されるクロロスルホン化ポリエチレンは特に限定されず、一般に工業的に使用されているものを使用できる。クロロスルホン化ポリエチレンの側鎖にアルキル鎖を導入したアルキル化クロロスルホン化ポリエチレンを使用してもよい。 The chlorosulfonated polyethylene used in the present embodiment is not particularly limited, and those generally used industrially can be used. An alkylated chlorosulfonated polyethylene in which an alkyl chain is introduced into the side chain of chlorosulfonated polyethylene may be used.
クロロスルホン化ポリエチレンの塩素含有量は25〜45質量%程度、硫黄含有量は0.7〜1.5質量%程度のものが好ましい。これはクロロスルホン化ポリエチレンが良好なゴム弾性を有するための塩素含有量が前記範囲内であり、適度な加硫特性を有する硫黄含有量が前記範囲内であるためである。 The chlorosulfonated polyethylene preferably has a chlorine content of about 25 to 45% by mass and a sulfur content of about 0.7 to 1.5% by mass. This is because the chlorine content for the chlorosulfonated polyethylene to have good rubber elasticity is within the above range, and the sulfur content having appropriate vulcanization characteristics is within the above range.
クロロスルホン化ポリエチレンの分子量に関しても特に限定はされないが、耐放射線性を付与するため芳香族性プロセス油を添加することから、熱変形性や機械特性を保持する目的から、L型ロータを用いて100℃で1分予熱を行った後、4分経過後のムーニー粘度が90以上のものを使用することが好ましい。 The molecular weight of the chlorosulfonated polyethylene is not particularly limited, but since an aromatic process oil is added to impart radiation resistance, an L-shaped rotor is used for the purpose of maintaining thermal deformability and mechanical properties. After preheating at 100 ° C. for 1 minute, it is preferable to use one having a Mooney viscosity of 90 or more after 4 minutes.
クロロスルホン化ポリエチレンは、必要に応じて、2種以上をブレンドして用いても良い。また、本発明の効果を奏する限りにおいて、必要に応じて、その他のポリマーを添加しても良い。 Two or more types of chlorosulfonated polyethylene may be blended as required. Moreover, as long as the effect of this invention is show | played, you may add another polymer as needed.
(芳香族系プロセス油)
本発明の実施の形態に係る耐放射線性樹脂組成物は、芳香族系プロセス油を含有している。
(Aromatic process oil)
The radiation resistant resin composition according to the embodiment of the present invention contains an aromatic process oil.
本実施の形態において使用される芳香族系プロセス油は、一般ゴム用に工業的に使用される芳香族系プロセス油を使用できる。本実施の形態においては、芳香族系プロセス油の芳香族化合物の量がASTMD2140に基づくクルツ分析において25質量%以上のものであることが好ましい。 As the aromatic process oil used in the present embodiment, an aromatic process oil that is industrially used for general rubber can be used. In the present embodiment, the amount of the aromatic compound in the aromatic process oil is preferably 25% by mass or more in Kurz analysis based on ASTM D2140.
芳香族系プロセス油は、本来の目的である加工助剤としてはもちろん、ベンゼン環を含む化合物を多く含むため、耐放射線性付与剤として用いられる。このため、芳香族化合物含有量は多い方が好ましい。しかし、芳香族系プロセス油は発がん性が高いとされる多環芳香族化合物を多く含有することが知られているため、ジメチルスルオキシドで抽出される3〜7環の多環芳香族化合物を3%以下に調整したTDAE(処理留出物芳香族系抽出物:Treated Distillate Aromatic Extracts)を使用することが望ましい。 Aromatic process oils are used as radiation resistance-imparting agents because they contain many compounds containing a benzene ring as well as processing aids that are their original purpose. For this reason, it is preferable that the aromatic compound content is large. However, since aromatic process oils are known to contain a large amount of polycyclic aromatic compounds that are considered to be highly carcinogenic, 3-7 ring polycyclic aromatic compounds extracted with dimethyl sulfoxide are used. It is desirable to use TDAE (Treated Distillate Aromatic Extracts) adjusted to 3% or less.
芳香族系プロセス油の添加量は、クロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し20〜80質量部が好適である。30〜70質量部であることがより好適であり、40〜60質量部であることがさらに好適である。20質量部よりも少ない量では耐放射線性が照射される線量によっては樹脂組成物の劣化し脆化することがあるためである。また、80質量部を超えてくると加硫された樹脂組成物から芳香族系プロセス油がブリードアウトすることがあり、更に油添加量が多いと材料の粘度が上がらずうまく混練できないことがあるためである。 The addition amount of the aromatic process oil is preferably 20 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of chlorosulfonated polyethylene. It is more preferably 30 to 70 parts by mass, and further preferably 40 to 60 parts by mass. This is because if the amount is less than 20 parts by mass, the resin composition may deteriorate and become brittle depending on the dose of radiation resistance. In addition, if it exceeds 80 parts by mass, aromatic process oil may bleed out from the vulcanized resin composition, and if the amount of oil added is large, the viscosity of the material may not increase and kneading may not be successful. Because.
(酸化マグネシウム)
本発明の実施の形態に係る耐放射線性樹脂組成物は、酸化マグネシウムを含有している。
(Magnesium oxide)
The radiation resistant resin composition according to the embodiment of the present invention contains magnesium oxide.
本実施の形態において使用される酸化マグネシウムは、一般に工業的に使用されているものであればよく、特に限定されない。低温で焼成した高活性酸化マグネシウムを使用することで、加硫速度が速く、加硫密度の高い樹脂組成物を得ることができる。また、酸化マグネシウムの分散性を高めるために、高級脂肪酸で表面処理した酸化マグネシウムを使用することができる。 The magnesium oxide used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is generally used industrially. By using highly active magnesium oxide fired at a low temperature, a resin composition having a high vulcanization speed and a high vulcanization density can be obtained. Moreover, in order to improve the dispersibility of magnesium oxide, magnesium oxide surface-treated with a higher fatty acid can be used.
酸化マグネシウムは、クロロスルホン化ポリエチレンの受酸剤兼加硫剤として作用する。後述するハイドロタルサイトも同様な作用をする添加剤ではあるが、ハイドロタルサイトは酸化マグネシウムよりもその作用が弱く、酸化マグネシウムを併用することで加硫速度が速く、加硫密度の高い樹脂組成物を得ることができる。 Magnesium oxide acts as an acid acceptor and vulcanizing agent for chlorosulfonated polyethylene. Hydrotalcite, which will be described later, is an additive that has the same effect, but hydrotalcite has a weaker action than magnesium oxide, and when used together with magnesium oxide, the vulcanization speed is high and the resin composition has a high vulcanization density. You can get things.
酸化マグネシウムの添加量は、クロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し10〜30質量部であることが好適である。10〜25質量部であることがより好適であり、10〜20質量部であることがさらに好適である。10質量部以下では加硫速度が遅く、加硫時間を長く設定する必要がある。更に後述するカーボンブラックに付着した水分やクロロスルホン化ポリエチレンから発生する塩化水素ガスを効率よく捕捉することができず、加硫温度によっては樹脂組成物が発泡体となることがあるためである。また、30質量部を超えると加硫速度が速くなるため押出成型中にスコーチを起こしやすくなり、成型条件の設定が難しくなる。また、上記塩化水素ガスと反応して生じる塩化マグネシウムが多くなり、当該塩化マグネシウムは水に溶けやすいため、耐水性に優れない樹脂組成物となる。 The amount of magnesium oxide added is preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of chlorosulfonated polyethylene. It is more preferably 10 to 25 parts by mass, and further preferably 10 to 20 parts by mass. If it is 10 parts by mass or less, the vulcanization speed is slow and the vulcanization time needs to be set long. Furthermore, moisture adhering to carbon black described later and hydrogen chloride gas generated from chlorosulfonated polyethylene cannot be efficiently captured, and the resin composition may become a foam depending on the vulcanization temperature. On the other hand, when the amount exceeds 30 parts by mass, the vulcanization speed becomes high, so that scorching is likely to occur during extrusion molding, and setting of molding conditions becomes difficult. Further, the amount of magnesium chloride produced by reaction with the hydrogen chloride gas increases, and the magnesium chloride is easily dissolved in water, so that the resin composition is not excellent in water resistance.
(ハイドロタルサイト)
本発明の実施の形態に係る耐放射線性樹脂組成物は、ハイドロタルサイトを含有している。
(Hydrotalcite)
The radiation resistant resin composition according to the embodiment of the present invention contains hydrotalcite.
本実施の形態において使用されるハイドロタルサイトは、一般に工業的に使用されているものを使用でき、天然の鉱物、合成品かは問わない。ハイドロタルサイトは一般式[M2+ 1-xM3+ x(OH)2][An- x/n・mH2O]で表される化合物であり、M2+、M3+は2価及び3価の金属イオンを表し、An -x/nは層間陰イオンを表している。本実施の形態においては、M2+をMg2+、M3+をAl3+、An- x/nをCO3 2-としたハイドロタルサイトを使用することが好ましい。 The hydrotalcite used in the present embodiment can be an industrially used one, regardless of whether it is a natural mineral or a synthetic product. Hydrotalcite is a compound represented by the general formula [M 2+ 1-x M 3+ x (OH) 2 ] [A n- x / n · mH 2 O], where M 2+ and M 3+ are Divalent and trivalent metal ions are represented, and A n -x / n represents an interlayer anion. In the present embodiment, it is preferable to use hydrotalcite in which M 2+ is Mg 2+ , M 3+ is Al 3+ , and Anx / n is CO 3 2- .
ハイドロタルサイトは、層間の炭酸イオンが塩素イオンによって置換され、結晶構造中に組み込まれるため受酸剤として作用する。前述したとおり、酸化マグネシウムの補助的な受酸剤となり、クロロスルホン化ポリエチレン中の塩素が塩化水素として脱離した際も塩素イオンを捕捉し、連続的に劣化することを防ぐことができる。更に塩素イオンを捕捉したハイドロタルサイト化合物の水への溶解度は低く、酸化マグネシウムと併用することで耐水性にも優れた樹脂組成物を得ることができる。 Hydrotalcite acts as an acid acceptor because the carbonate ions between the layers are replaced by chlorine ions and incorporated into the crystal structure. As described above, it becomes an auxiliary acid acceptor for magnesium oxide, and even when chlorine in chlorosulfonated polyethylene is desorbed as hydrogen chloride, it can capture chlorine ions and prevent continuous deterioration. Furthermore, the solubility of the hydrotalcite compound capturing chlorine ions in water is low, and when used together with magnesium oxide, a resin composition having excellent water resistance can be obtained.
ハイドロタルサイトの添加量は、クロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し3〜30質量部であることが好適である。5〜25質量部であることがより好適であり、5〜20質量部であることがさらに好適である。 The amount of hydrotalcite added is preferably 3 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of chlorosulfonated polyethylene. It is more preferably 5 to 25 parts by mass, and further preferably 5 to 20 parts by mass.
(カーボンブラック)
本発明の実施の形態に係る耐放射線性樹脂組成物は、カーボンブラックを含有している。
(Carbon black)
The radiation resistant resin composition according to the embodiment of the present invention contains carbon black.
本実施の形態において使用されるカーボンブラックは、JIS K 6217 第4部 ゴム用カーボンブラックオイル吸収量の求め方で規定されるフタル酸ジブチル吸油量(以下、DBP吸油量という)が100ml/100g以上でなければならない。DBP吸油量は、カーボンブラックの2次凝集体(アグリゲート)の大きさを表すことで知られている。DBP吸油量が多いことはアグリゲートが大きいことを示唆する。 Carbon black used in the present embodiment has a dibutyl phthalate oil absorption amount (hereinafter referred to as DBP oil absorption amount) of 100 ml / 100 g or more as defined in JIS K 6217 Part 4 Determination of carbon black oil absorption amount for rubber. Must. The DBP oil absorption is known to represent the size of secondary aggregates (aggregates) of carbon black. A large DBP oil absorption suggests that the aggregate is large.
本発明は、上述の通り、クロロスルホン化ポリエチレンに芳香族系プロセス油を添加した耐放射線樹脂組成物である。本樹脂組成物をケーブルの被覆材料として使用する場合、ある程度ケーブルの外径が大きくなる(50mm以上)と加硫中の変形を防ぐために被鉛加硫が必要となっていた。このため、種々検討を重ねたところ、クロロスルホン化ポリエチレンに添加するカーボンブラックのアグリゲートが大きく(DBP吸油量が100ml/100g以上)且つクロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し、前記カーボンブラックが50〜100質量部添加されていれば、被鉛加硫せずとも、鉛の代わりに結晶融点が高く硬いポリマ(例えばポリメチルペンテン)を被覆し加硫させること等により、後述する平型ケーブルの場合に至っては特に何かを被覆せずとも、加硫中の変形(型崩れ)を抑制できる耐放射線性樹脂組成物を得ることができることを見出した。 As described above, the present invention is a radiation resistant resin composition obtained by adding an aromatic process oil to chlorosulfonated polyethylene. When this resin composition is used as a cable coating material, lead vulcanization is necessary to prevent deformation during vulcanization when the outer diameter of the cable is increased to some extent (50 mm or more). For this reason, as a result of various studies, the aggregate of carbon black added to chlorosulfonated polyethylene is large (DBP oil absorption is 100 ml / 100 g or more), and the carbon black is 50 parts per 100 parts by mass of chlorosulfonated polyethylene. If -100 parts by mass is added, a flat cable (described later) can be obtained by coating and vulcanizing a hard polymer (eg, polymethylpentene) having a high crystalline melting point instead of lead, without vulcanizing the lead. In some cases, it has been found that a radiation-resistant resin composition capable of suppressing deformation (deformation) during vulcanization can be obtained without coating anything.
一般的にカーボンブラックは加硫及び未加硫ゴムの強度を上げることができる添加剤として知られている。カーボンブラックの粒子径が細かくなれば補強性が高くなることが知られているが、未加硫ゴムの補強性を確保する場合はカーボンブラックの粒子径よりもDBP吸油量及びアグリゲートの大きさに依存していることが分かった。すなわち、カーボンブラックの粒子径が小さくともアグリゲートが小さい場合(例えば東海カーボン製のシースト300、平均粒子径:28nm、DBP吸油量:75ml/100g)、未加硫ゴムに与える補強性が大きくなく加硫中に変形しやすいことが分かった。一方、カーボンブラックの粒子径は比較的大きいがDBP吸油量が大きいカーボンブラック(例えば旭カーボン製の旭カーボン60、平均粒子径:45nm、DBP吸油量:114ml/100g)を使用した場合は、加硫中の変形が小さいことが分かった。なお、加硫の温度は150℃程度である。 In general, carbon black is known as an additive capable of increasing the strength of vulcanized and unvulcanized rubber. It is known that if the particle size of the carbon black is finer, the reinforcement becomes higher. However, when ensuring the reinforcement of the unvulcanized rubber, the DBP oil absorption amount and the size of the aggregate are larger than the particle size of the carbon black. It turns out that it depends on. That is, if the aggregate is small even if the particle size of carbon black is small (for example, Tokai Carbon Seast 300, average particle size: 28 nm, DBP oil absorption: 75 ml / 100 g), the reinforcing property given to unvulcanized rubber is not large. It was found that it was easily deformed during vulcanization. On the other hand, when carbon black having a relatively large particle diameter but a large DBP oil absorption (for example, Asahi Carbon 60 manufactured by Asahi Carbon, average particle diameter: 45 nm, DBP oil absorption: 114 ml / 100 g) is used. It was found that the deformation in the sulfur was small. The vulcanization temperature is about 150 ° C.
アグリゲートが大きいことは単に未加硫ゴムに補強性を与えるだけでなく、耐放射線性付与剤を固定化する役割も担っている。本発明では高度な耐放射線性を付与するために芳香族系プロセス油を添加しているが、この芳香族系プロセス油がDBP吸油量が多いとカーボンブラックに取り込まれやすく、未加硫ゴムの粘着性が小さくなり、混練加工性や押出加工性が改善され、特性のバラツキの小さい樹脂組成物を作製できることが見出された。 The large aggregate not only gives reinforcing properties to the unvulcanized rubber, but also serves to immobilize the radiation resistance-imparting agent. In the present invention, an aromatic process oil is added in order to impart a high level of radiation resistance. However, if this aromatic process oil has a large DBP oil absorption amount, it is easily incorporated into carbon black, and the unvulcanized rubber It has been found that the adhesiveness is reduced, the kneading processability and the extrusion processability are improved, and a resin composition having a small variation in characteristics can be produced.
DBP吸油量が多く、アグリゲートの大きなカーボンブラックは、付着水分が多く、樹脂組成物の発泡原因として知られるが、本発明にあるように受酸剤に酸化マグネシウムを使用することで酸化マグネシウムが適度にカーボンブラック中の付着水分と反応し発泡を抑制できることが分かった。樹脂組成物の発泡抑制剤や奪水剤としては、酸化カルシウムが良く知られている。一方、クロロスルホン化ポリエチレンは加硫反応に水を必要とするため、酸化カルシウムのような効果の大きい奪水剤を使用してしまうと樹脂組成物中から加硫に必要な水分まで奪われてしまう。このため、本発明にあるように受酸剤として酸化マグネシウムを添加しておくことで発泡抑制剤としても適度に作用し、発泡を抑制できることが分かった。 Carbon black, which has a large DBP oil absorption and a large aggregate, has a large amount of adhering moisture and is known as a cause of foaming of the resin composition. However, as in the present invention, magnesium oxide is used by using magnesium oxide as the acid acceptor. It was found that foaming can be suppressed by reacting with adhering moisture in carbon black. Calcium oxide is well known as a foaming inhibitor and water-removing agent for resin compositions. On the other hand, since chlorosulfonated polyethylene requires water for the vulcanization reaction, if a water-absorbing agent having a large effect such as calcium oxide is used, the water necessary for vulcanization is deprived from the resin composition. End up. For this reason, it turned out that it acts moderately as a foaming inhibitor and can suppress foaming by adding magnesium oxide as an acid acceptor as in the present invention.
DBP吸油量が100ml/100g以上のカーボンブラック添加量がクロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し50質量部よりも少ないと加硫中に変形してしまい、100質量部を超えてくるとゴムが硬くなりすぎて初期の引張伸びが著しく悪くなる。 If the added amount of carbon black having a DBP oil absorption of 100 ml / 100 g or less is less than 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of chlorosulfonated polyethylene, deformation occurs during vulcanization, and if it exceeds 100 parts by mass, the rubber becomes hard. As a result, the initial tensile elongation is remarkably deteriorated.
(その他の添加剤)
本発明の実施の形態に係る耐放射線性樹脂組成物には、上記成分の他に、本発明の効果を阻害しない範囲内で必要に応じて、難燃剤、酸化防止剤、加硫促進剤、滑剤、充填剤、軟化剤、紫外線吸収剤等を適宜使用することができる。
(Other additives)
In addition to the above components, the radiation-resistant resin composition according to the embodiment of the present invention includes a flame retardant, an antioxidant, a vulcanization accelerator, as necessary, within a range that does not impair the effects of the present invention. Lubricants, fillers, softeners, ultraviolet absorbers and the like can be used as appropriate.
難燃剤としては、例えば三酸化アンチモン、デカブロモジフェニルエタンやエチレンビステトラブロモフタルイミドなどの臭素系難燃剤、デカクロロ・ドデカヒドロ・ジメタノ・シクロオクテンや塩素化パラフィンなどの塩素系難燃剤、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムなどの金属水和物、メラミン・シアヌレート混合物などの窒素化合物系難燃剤、ホウ酸亜鉛やリン酸亜鉛などの亜鉛系難燃剤、リン系難燃剤、ガラスフリットやアモルファスシリカなどのシリケート系難燃剤などが挙げられる。本発明の実施の形態において、機械特性やクロロスルホン化ポリエチレンへの相溶性の観点から塩素系難燃剤か臭素系難燃剤と三酸化アンチモンの併用が好適である。 Examples of flame retardants include brominated flame retardants such as antimony trioxide, decabromodiphenylethane and ethylenebistetrabromophthalimide, chlorinated flame retardants such as decachloro, dodecahydro, dimethano, cyclooctene and chlorinated paraffin, magnesium hydroxide and Metal hydrates such as aluminum hydroxide, nitrogen compound flame retardants such as melamine / cyanurate mixture, zinc flame retardants such as zinc borate and zinc phosphate, phosphorus flame retardants, silicates such as glass frit and amorphous silica Examples include flame retardants. In the embodiment of the present invention, a chlorine-based flame retardant or a brominated flame retardant and a combination of antimony trioxide are preferable from the viewpoint of mechanical properties and compatibility with chlorosulfonated polyethylene.
酸化防止剤としては、例えばフェノール系やアミン系の1次酸化防止剤や硫黄系又はリン系の2次酸化防止剤が挙げられる。 Examples of the antioxidant include phenol-based and amine-based primary antioxidants and sulfur-based or phosphorus-based secondary antioxidants.
フェノール系の1次酸化防止剤は、モノフェノール系、ビスフェノール系、ポリフェノール系に分類される。モノフェノール系には、2,2’-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチル-4-エチルフェノール、モノ(α-メチルベンジル)などがあり、ビスフェノール系には2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-t-ブチルフェノール) 、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-t-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール、4,4’-チビス(3-メチル-6-t-ブチルフェノール)、p-クレゾールとジシクロペンタジエンのブチル化反応生成物、ジ(α-メチルベンジル)などがあり、ポリフェノール系には2,5’-ジ-t-ブチルハイドロキノン、2,5’-ジ-t-アミルハイドロキノン、トリ(α-メチルベンジル)などがある。 Phenol-based primary antioxidants are classified into monophenol-based, bisphenol-based, and polyphenol-based. Monophenols include 2,2'-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-t-butyl-4-ethylphenol, mono (α-methylbenzyl), bisphenol 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6-t-butylphenol), 4,4'-butylidenebis (3-methyl-6 -t-butylphenol, 4,4'-tibis (3-methyl-6-t-butylphenol), butylated product of p-cresol and dicyclopentadiene, di (α-methylbenzyl), etc. 2,5′-di-t-butylhydroquinone, 2,5′-di-t-amylhydroquinone, tri (α-methylbenzyl) and the like.
アミン系の1次酸化防止剤には、例えば2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン、6-エトキシ-1.2-ジヒドロ-2.2.4-トリメチルキノリン、フェニル-1-ナフチルアミン、アルキル化ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、4,4’-ビス(α,α-ジメチルベンジル)ジエニルアミン、p-(p-トルエンスルホニルアミド)ジフェニルアミン、N,N’-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン、N,N’-ジフェニル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N’-イソプロピル-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン、N-フェニル-N’-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピル)-p-フェニレンジアミンなどがある。 Examples of amine-based primary antioxidants include 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, 6-ethoxy-1.2-dihydro-2.2.4-trimethylquinoline, phenyl-1-naphthylamine, and alkylation. Diphenylamine, octylated diphenylamine, 4,4'-bis (α, α-dimethylbenzyl) dienylamine, p- (p-toluenesulfonylamido) diphenylamine, N, N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, N , N'-Diphenyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N-phenyl-N '-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine, N-phenyl- N '-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropyl) -p-phenylenediamine and the like.
硫黄系の2次酸化防止剤には、例えば2-メルカプトベンゾイミダゾール、2-メルカプトメチルベンゾイミダゾール、2-メルカプトベンゾイミダゾールの亜鉛塩、ジエチルジチオカルバミン酸ニッケル、ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル、1,3-ビス(ジメチルアミノプロピル)-2-チオ尿素、トリブチルチオ尿素、チオジプロピオン酸ジラウリルなどがある。 Examples of sulfur-based secondary antioxidants include 2-mercaptobenzimidazole, 2-mercaptomethylbenzimidazole, zinc salt of 2-mercaptobenzimidazole, nickel diethyldithiocarbamate, nickel dibutyldithiocarbamate, 1,3-bis ( Dimethylaminopropyl) -2-thiourea, tributylthiourea, dilauryl thiodipropionate, and the like.
リン系の2次酸化防止剤には、亜リン酸系としてトリス(ノニルフェニル)ホスファイトがある。 Phosphorus secondary antioxidants include tris (nonylphenyl) phosphite as the phosphorous acid system.
また、上記の酸化防止剤を複数混合してワンパックとした混合品も使用できる。本発明の実施の形態においては、アミン系1次酸化防止剤と硫黄系2次酸化防止剤の併用が好適であり、特にアルキル化ジフェニルアミンとジブチルジチオカルバミン酸ニッケルの併用が耐放射線性には効果が高い。 Also, a mixed product obtained by mixing a plurality of the above-mentioned antioxidants into one pack can be used. In the embodiment of the present invention, the combined use of an amine-based primary antioxidant and a sulfur-based secondary antioxidant is preferable, and in particular, the combined use of alkylated diphenylamine and nickel dibutyldithiocarbamate is effective for radiation resistance. high.
加硫促進剤としては、一般ゴム用として使用されている加硫促進剤を使用することができるが、クロロスルホン化ポリエチレンを使用した本発明では、チアゾール系促進剤とチウラム系促進剤を併用することが好ましい。 As a vulcanization accelerator, a vulcanization accelerator used for general rubber can be used. In the present invention using chlorosulfonated polyethylene, a thiazole accelerator and a thiuram accelerator are used in combination. It is preferable.
滑剤としては、例えばワックスを使用することが好ましい。 As the lubricant, for example, wax is preferably used.
〔耐放射線性ケーブル〕
本発明の実施形態に係る耐放射線性ケーブルは、絶縁体が被覆された導体を複数本撚り合わせて形成された撚り合わせ電線の周囲を本発明の実施形態に係る上記耐放射線性樹脂組成物で被覆し、加硫したことを特徴とする。
[Radiation resistant cable]
The radiation-resistant cable according to the embodiment of the present invention is the radiation-resistant resin composition according to the embodiment of the present invention around the stranded wire formed by twisting a plurality of conductors coated with an insulator. It is characterized by being coated and vulcanized.
図1は、本発明の実施の形態に係るケーブル(図2)に使用されるケーブルの一例を示す横断面図であり、図2は、本発明の実施の形態に係るケーブルの一例を示す横断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a cable used for a cable (FIG. 2) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a cable according to an embodiment of the present invention. FIG.
図1に示すケーブル10の構成は、後述の実施例にて詳述するが、これに限定されず、種々の構成を採りうる。図1では絶縁体2が被覆された導体1を4本使用しているが、1〜3本又は5本以上であってもよい。絶縁体2は単層構造でも、多層構造でもよい。図1に示すスフ糸3、PETテープ4、金属編組5、ゴム引布テープ6等を必要に応じて設けることができる。
The configuration of the
絶縁体2には、種々の樹脂組成物を使用できるが、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を含むものを使用することが好ましい。ケーブル絶縁体材料に耐放射線性に優れたポリマ主鎖に芳香環を含むポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を用いることで非常に高レベルな放射線場において可動するような箇所においても使用できるケーブルを得ることができる。 Although various resin compositions can be used for the insulator 2, it is preferable to use one containing polyether ether ketone (PEEK). By using polyether ether ketone (PEEK) containing an aromatic ring in the polymer main chain having excellent radiation resistance as the cable insulator material, a cable that can be used even in a place that can move in a very high level radiation field is obtained. be able to.
図2に示すケーブル20の構成についても後述の実施例にて詳述するが、これに限定されず、種々の構成を採りうる。
The configuration of the
絶縁体2が被覆された導体1を備えたケーブル10を複数本撚り合わせて形成された撚り合わせ電線の周囲を本発明の実施形態に係る上記耐放射線性樹脂組成物で被覆し、加硫することでケーブル20が得られる。図2では、ケーブル10を11+18=29本撚り合わせているが、これに限定されない。
The periphery of a twisted wire formed by twisting a plurality of
耐放射線性樹脂組成物の被覆方法及び架橋の方法は、従来公知の方法を使用でき、特に限定はされない。しかし、本発明の耐放射線性樹脂組成物を使用することで特に外径が大きい(50mm以上)ケーブルや平型形状のケーブルであっても被鉛加硫を実施せずとも型崩れの少ないケーブルを得ることができるため、架橋する工程においては被覆した耐放射線性樹脂組成物14の外周を被鉛することなく加硫を行なうことが望ましい。 As a coating method and a crosslinking method of the radiation resistant resin composition, conventionally known methods can be used, and there is no particular limitation. However, by using the radiation-resistant resin composition of the present invention, cables that have a particularly large outer diameter (50 mm or more) and flat-shaped cables are less likely to lose shape without being lead-cured. Therefore, it is desirable to vulcanize without covering the outer periphery of the coated radiation-resistant resin composition 14 in the crosslinking step.
〔平型の耐放射線性ケーブル〕
本発明の実施形態に係る平型の耐放射線性ケーブルは、本発明の実施形態に係る上記耐放射線性ケーブルの周囲を本発明の実施形態に係る上記耐放射線性樹脂組成物で被覆し、加硫したことを特徴とする。
[Flat type radiation resistant cable]
The flat radiation-resistant cable according to the embodiment of the present invention is obtained by coating the periphery of the radiation-resistant cable according to the embodiment of the present invention with the radiation-resistant resin composition according to the embodiment of the present invention. It is characterized by being vulcanized.
図3は、本発明の実施の形態に係る平型ケーブルの一例を示す横断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a flat cable according to an embodiment of the present invention.
図3では、耐放射線性ケーブル20を2本並列した例を示しているが、3本以上であってもよい。
Although FIG. 3 shows an example in which two radiation-
耐放射線性樹脂組成物の被覆方法及び架橋の方法は、従来公知の方法を使用でき、特に限定はされない。しかし、本発明の耐放射線性樹脂組成物を使用することで特に外径が大きい(50mm以上)ケーブルや平型形状のケーブルであっても被鉛加硫を実施せずとも型崩れの少ないケーブルを得ることができるため、架橋する工程においては被覆した耐放射線性樹脂組成物22の外周を被鉛することなく加硫を行なうことが望ましい。 As a coating method and a crosslinking method of the radiation resistant resin composition, conventionally known methods can be used, and there is no particular limitation. However, by using the radiation-resistant resin composition of the present invention, cables that have a particularly large outer diameter (50 mm or more) and flat-shaped cables are less likely to lose shape without being lead-cured. Therefore, it is desirable to vulcanize without covering the outer periphery of the coated radiation-resistant resin composition 22 in the crosslinking step.
以下に、本発明を実施例及び比較例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.
図1〜3の構造のケーブルを下記の通りの方法で製造し、評価を行なった。 A cable having the structure shown in FIGS. 1 to 3 was manufactured and evaluated by the following method.
複数本の素線を撚り合わせた断面積2mm2の錫メッキ銅導体1上に、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を0.2mmの厚さで押出成型することで絶縁体2を被覆し、外径2.2mmのPEEK電線を作製した。 The insulation 2 is coated by extruding polyether ether ketone (PEEK) with a thickness of 0.2 mm on a tin-plated copper conductor 1 having a cross-sectional area of 2 mm 2 obtained by twisting a plurality of strands. A PEEK electric wire having a diameter of 2.2 mm was produced.
得られたPEEK電線4本とスフ糸3を撚り合わせ、その周囲に厚さ0.04mm、幅20mmのポリエチレンテレフタレート(PET)テープ4を巻きつけ、PETテープ4上に錫メッキ銅導体で金属編組5を編み、金属編組5上に更に厚さ0.1mmのゴム引布テープ6を巻き、外径6.4mm、断面が図1に示す構造のケーブル10を得た。
Four obtained PEEK electric wires and the staple yarn 3 are twisted together, a polyethylene terephthalate (PET) tape 4 having a thickness of 0.04 mm and a width of 20 mm is wound around the PEEK wire, and a metal braiding with a tin-plated copper conductor on the PET tape 4 5 and a rubber braided tape 6 having a thickness of 0.1 mm was further wound on the metal braid 5 to obtain a
ポリアリレート繊維を編んで作製したロープ11上に未加硫ゴム12を厚さ3.4mmで被覆した外径16.8mmの紐上に、ケーブル10を11本配置し撚り合わせ、11本のケーブル10上に介在としてジュート13を配置し、ジュート13上にさらに18本のケーブル10を配置して撚り合わせた。撚り合わせた18本のケーブル10の直上に表1及び表2に示す樹脂組成物14を厚さ(図2中のt1)2.55mmで押出し、外径48.4mm、断面が図2に示す構造のケーブル20(小ユニット)を得た。小ユニット上にポリメチルペンテン樹脂を押出被覆し、145℃の飽和水蒸気で45分間加熱し、ポリメチルペンテン樹脂を剥いで、加硫された表1及び表2に示す樹脂組成物14で被覆されたケーブル20(小ユニット)を得た。
Eleven
加硫中の型崩れの指標として、厚さ2.55mmで被覆した樹脂組成物14の厚さが加硫後、ポリメチルペンテン樹脂を剥いだ段階で、部分的な最小厚さが2mmを下回っていないものを合格とした。評価結果を表1及び表2に示す。 As an indicator of loss of shape during vulcanization, the thickness of the resin composition 14 coated with a thickness of 2.55 mm is less than 2 mm when the polymethylpentene resin is peeled off after vulcanization. Those that did not pass were accepted. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
この時点で型崩れしたもの(比較例2〜4、6)は被鉛加硫を実施し、型崩れしていないものを作製し直して次工程へ送った。 At this time, those that were out of shape (Comparative Examples 2 to 4 and 6) were subjected to lead vulcanization, and those that were not out of shape were produced again and sent to the next step.
加硫されたケーブル20(小ユニット)に厚さ0.5mmの汎布21を巻き、そのケーブル20(小ユニット)を2本並べて、短径(図3中のL1)56.5mm、長径(図3中のL2)105.85mmとなるように表1及び表2に示す樹脂組成物22を厚さ(図3中のt2)3.5mmで押出被覆し、未加硫の状態でドラムに巻き取り、145℃の飽和水蒸気で45分間加熱し、樹脂組成物22を加硫させて図3に示す断面の平型ケーブル30を得た。 A general fabric 21 having a thickness of 0.5 mm is wound around the vulcanized cable 20 (small unit), and the two cables 20 (small units) are arranged side by side, with a short diameter (L 1 in FIG. 3) of 56.5 mm and a long diameter. (L 2 in FIG. 3) The resin composition 22 shown in Tables 1 and 2 was extrusion-coated at a thickness (t 2 in FIG. 3) of 3.5 mm so as to be 105.85 mm, and the unvulcanized state Was wound on a drum and heated with saturated steam at 145 ° C. for 45 minutes to vulcanize the resin composition 22 to obtain a flat cable 30 having a cross section shown in FIG.
加硫中の型崩れの指標として、厚さ3.5mmで被覆した樹脂組成物22の部分的な最小厚さが加硫後に2.8mmを下回っていないものを合格とした。また、断面に発泡が見られるものに関しては不合格とした。評価結果を表1及び表2に示す。 As an index of loss of shape during vulcanization, a resin composition 22 coated with a thickness of 3.5 mm that had a partial minimum thickness not less than 2.8 mm after vulcanization was regarded as acceptable. Moreover, it rejected about what a foam is seen in a cross section. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
作製した平型ケーブル30について、以下に示す方法により、引張試験及び耐放射線性試験を行った。 About the produced flat cable 30, the tension test and the radiation resistance test were done by the method shown below.
(1)引張試験
作製した平型ケーブル30のシース材料(樹脂組成物22)を剥ぎ、JIS C 3005に準拠して引張試験を実施した。形状はJIS 3号ダンベルとし、引張速度500mm/minとした。引張強さ13MPa以上、破断伸び300%以上のものを合格とした。評価結果を表1及び表2に示す。
(1) Tensile test The sheath material (resin composition 22) of the produced flat cable 30 was peeled off, and a tensile test was performed according to JIS C 3005. The shape was a JIS No. 3 dumbbell and the tensile speed was 500 mm / min. Those having a tensile strength of 13 MPa or more and a breaking elongation of 300% or more were regarded as acceptable. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
(2)耐放射線性試験
作製した平型ケーブル30にCo60線源を用いて約5kGy/hの線量率で室温・大気圧下でγ線を4MGyまで照射した。照射後に、図4に示す屈曲試験及び図5に示すしごき試験を実施し、規定回数(1000回)を超えても断線、シース割れを起こしていないものを合格とした。評価結果を表1及び表2に示す。
(2) Radiation resistance test The produced flat cable 30 was irradiated with γ rays up to 4 MGy at room temperature and atmospheric pressure at a dose rate of about 5 kGy / h using a Co60 radiation source. After the irradiation, the bending test shown in FIG. 4 and the ironing test shown in FIG. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
<屈曲試験>
図4は、耐放射線性の評価のために行った屈曲試験方法を示す概略図である。
平型ケーブル30(ケーブル試料)の片端末を固定板42に固定し、もう一方の端末に図4における下方向へ荷重を加え、固定プーリー41の位置で左右90度にケーブルを曲げる。試験回数は、図4中の「I→II→III→IV」のサイクルを1回としてカウントする。
ケーブル試料長:2.5m
曲げ半径:250mm
荷重:試験実施可能な最低荷重
試験回数:1000回
<Bending test>
FIG. 4 is a schematic diagram showing a bending test method performed for evaluating radiation resistance.
One end of the flat cable 30 (cable sample) is fixed to the fixing plate 42, a load is applied to the other end in the downward direction in FIG. 4, and the cable is bent 90 degrees left and right at the position of the fixing pulley 41. The number of tests is counted as one cycle of “I → II → III → IV” in FIG.
Cable sample length: 2.5m
Bending radius: 250mm
Load: Minimum number of load tests that can be performed: 1000 times
<しごき試験>
図5は、耐放射線性の評価のために行ったしごき試験方法を示す概略図である。
平型ケーブル30(ケーブル試料)をワイヤーロープ54と接続部55にて接続することにより当該ワイヤーロープ54を介して、動力源である回転駆動部53に接続する。平型ケーブル30に対し図5の左方向へ張力をかけつつ、回転駆動部53を作動し、プーリー固定板51に固定されたプーリー52と接触した状態で平型ケーブル30を水平移動させる。試験回数は、図5に示す可動方向1往復の水平移動を1回としてカウントする。
ケーブル試料長:8.0m
可動ストローク:2.3m
プーリー径:750mm
張力:100kgf
試験回数:1000回
<Squeeze test>
FIG. 5 is a schematic view showing an ironing test method performed for evaluating radiation resistance.
By connecting the flat cable 30 (cable sample) with the wire rope 54 at the connection portion 55, the flat cable 30 is connected to the rotation drive portion 53, which is a power source, via the wire rope 54. While the tension is applied to the flat cable 30 in the left direction in FIG. 5, the rotation driving unit 53 is operated, and the flat cable 30 is moved horizontally in contact with the pulley 52 fixed to the pulley fixing plate 51. The number of tests is counted as one horizontal movement in one reciprocating direction in the movable direction shown in FIG.
Cable sample length: 8.0m
Movable stroke: 2.3m
Pulley diameter: 750mm
Tension: 100kgf
Number of tests: 1000 times
(3)総合判定
鉛化合物を使用していない樹脂組成物であって、加硫中の型崩れや発泡が無く、引張試験及び耐放射線性試験の両方に合格したものを合格とした。評価結果を表1及び表2に示す。
(3) Comprehensive judgment It was set as the pass which was the resin composition which does not use the lead compound, and there was no shape loss and foaming during vulcanization, and passed both the tensile test and the radiation resistance test. The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.
表1及び表2中のカーボンブラック1〜5の平均粒子径及びDBP吸油量は、下記の通りである。平均粒子径は、電子顕微鏡を用いた目視により特定した値である(カーボンブラック年鑑No.61、2011)。
カーボンブラック1:平均粒子径45nm、DBP吸油量114ml/100g
カーボンブラック2:平均粒子径28nm、DBP吸油量75ml/100g
カーボンブラック3:平均粒子径72nm、DBP吸油量72ml/100g
カーボンブラック4:平均粒子径38nm、DBP吸油量133ml/100g
カーボンブラック5:平均粒子径44nm、DBP吸油量106ml/100g
The average particle diameter and DBP oil absorption of carbon blacks 1 to 5 in Tables 1 and 2 are as follows. The average particle diameter is a value specified by visual observation using an electron microscope (Carbon Black Yearbook No. 61, 2011).
Carbon black 1: average particle size 45nm, DBP oil absorption 114ml / 100g
Carbon black 2: Average particle size 28nm, DBP oil absorption 75ml / 100g
Carbon black 3: average particle size 72nm, DBP oil absorption 72ml / 100g
Carbon black 4: average particle size 38nm, DBP oil absorption 133ml / 100g
Carbon black 5: average particle size 44nm, DBP oil absorption 106ml / 100g
本発明の規定する範囲内である樹脂組成物を使用した実施例1〜5においては、型崩れ無く、引張試験及び耐放射線性試験ともに合格であり、総合判定は合格であった。 In Examples 1 to 5 using the resin composition within the range defined by the present invention, the tensile test and the radiation resistance test were both acceptable, and the comprehensive judgment was acceptable.
一方、比較例1では、型崩れ無く特性も問題ないが受酸剤にリサージ(酸化鉛)を使用しており、衛生環境上不合格とした。 On the other hand, in Comparative Example 1, there was no loss of shape and no problem in characteristics, but Lissajous (lead oxide) was used as the acid acceptor, which was rejected due to sanitary environment.
比較例2は、カーボンブラックの量は充分ではあるがアグリゲートが小さいため、ケーブル20(小ユニット)作製時及び平型ケーブル30作製時に型崩れをおこしたので、総合判定は不合格とした。 In Comparative Example 2, since the amount of carbon black was sufficient but the aggregate was small, the shape was deformed when the cable 20 (small unit) was produced and when the flat cable 30 was produced.
比較例3も比較例2同様にカーボンブラックのアグリゲートが小さいため、型崩れをおこしてしまったので、総合判定は不合格とした。 Since the aggregate of carbon black was small also in the comparative example 3 like the comparative example 2, since shape loss occurred, the comprehensive determination was made disqualified.
比較例4は、カーボンブラックの量が少ないため、型崩れをおこした。また、ケーブルでの型崩れが激しく、シース(樹脂組成物22)が部分的にかなり薄くなっていたため、耐放射線性を評価する屈曲試験時にシースが割れてしまった。 In Comparative Example 4, since the amount of carbon black was small, the shape was lost. In addition, the cable was severely deformed and the sheath (resin composition 22) was partially thinned, so that the sheath was broken during a bending test for evaluating radiation resistance.
比較例5は、比較例4とは逆にカーボンブラックの量が多いため、引張試験で破断伸びが小さく、またケーブルの断面には発泡が見られたので、総合判定は不合格とした。 In Comparative Example 5, contrary to Comparative Example 4, since the amount of carbon black was large, the elongation at break was small in the tensile test, and foaming was seen in the cross section of the cable.
比較例6は、酸化マグネシウムを含んでおらずハイドロタルサイトのみで加硫させているため、加硫が甘くなり型崩れをおこした。更に、ケーブルの断面には発泡が見られ、引張強さが足りず、型崩れが激しいため、屈曲試験でシースが割れてしまった。 Since the comparative example 6 did not contain magnesium oxide and was vulcanized only with hydrotalcite, the vulcanization became sweet and the mold was deformed. Furthermore, foaming was observed in the cross section of the cable, the tensile strength was insufficient, and the shape was severely deformed, so that the sheath was broken in the bending test.
比較例7は、ハイドロタルサイトを含んでいないため、放射線による劣化が激しく、屈曲試験は合格できたがしごき試験で不合格となった。 Since Comparative Example 7 did not contain hydrotalcite, deterioration due to radiation was severe, and the bending test could pass but the ironing test failed.
比較例8は、芳香族系プロセス油ではなくナフテン系プロセス油を使用している。型崩れや引張特性などには問題が見られないが、比較例7同様、耐放射線性に劣り、屈曲試験で不合格となった。 Comparative Example 8 uses a naphthenic process oil instead of an aromatic process oil. Although there was no problem in the shape loss, tensile properties, etc., as in Comparative Example 7, the radiation resistance was inferior and the bending test was rejected.
なお、本発明は、上記実施の形態及び実施例に限定されず種々に変形実施が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment and Example, A various deformation | transformation implementation is possible.
10:ケーブル、20:ケーブル、30:平型ケーブル
1:導体、2:絶縁体(PEEK)、3:スフ糸
4:PETテープ、5:金属編組、6:ゴム引布テープ
11:ポリアリレート繊維ロープ、12:未加硫ゴム
13:ジュート、14:耐放射線性樹脂組成物
21:汎布、22:耐放射線性樹脂組成物
10: Cable, 20: Cable, 30: Flat cable 1: Conductor, 2: Insulator (PEEK), 3: Soft yarn 4: PET tape, 5: Metal braid, 6: Rubberized fabric tape 11: Polyarylate fiber Rope, 12: Unvulcanized rubber 13: Jute, 14: Radiation resistant resin composition 21: Pan cloth, 22: Radiation resistant resin composition
Claims (7)
前記クロロスルホン化ポリエチレン100質量部に対し、前記カーボンブラックを50〜100質量部含むことを特徴とする耐放射線性樹脂組成物。 Chlorosulfonated polyethylene, aromatic process oil, magnesium oxide, hydrotalcite, and carbon black having a dibutyl phthalate oil absorption of 100 ml / 100 g or more,
A radiation-resistant resin composition comprising 50 to 100 parts by mass of the carbon black with respect to 100 parts by mass of the chlorosulfonated polyethylene.
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| JP2014126165A JP2016003321A (en) | 2014-06-19 | 2014-06-19 | Radiation-resistant resin composition, radiation-resistant cable using the same, and method for manufacturing the cable |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN107799222A (en) * | 2017-08-29 | 2018-03-13 | 四川韦克电缆有限公司 | A kind of used in nuclear power station flame-resistant insulation fire proof power cable and preparation method thereof |
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2014
- 2014-06-19 JP JP2014126165A patent/JP2016003321A/en active Pending
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