JPH0470981B2 - - Google Patents

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、チユーブ
状・テープ状・シート状等がある。熱収縮性チユ
ーブは長尺の基材の中間部に使用したい場合に
は、あらかじめチユ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つて基材の中間
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1532905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、しわが発生したり、ラツパ状にふ
くれ上つ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・フアスナー等の締付
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1155470号・第1211988号米
国特許第3379218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
縮性ストリツプからなり、ストリツプ幅方向の一
方の縁部分の螺旋外径は少なくともストリツプ幅
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１ａ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一つの層はさら
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つて、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
径が一そう小さくなる方向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つの層は同一の高分子材
料の異なつた処理によつて、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つて、
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
することによつてもよい。テープが２つの別個の
高分子材料積層によつ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
とによつ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イ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つて
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0.5〜3.0mm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１ａ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
融するホツ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つて
もよい。

内層３は接着層４と同一であつてもよい。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に接着
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。よつて、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、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、これによつて熱湾曲性を得る。
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つて、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つ
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つて、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つ
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
エ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
−ブチルフエノール）、２，６−ジ−ｔ−ブチル
フエノール、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）ヒドロキシノン等である。酸化防止剤でな
い架橋禁止剤の例は、ペンタブロモフエノール、
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、
ポリオレフイン、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、塩素化およびフツ素化ポリマー
（例えば、ポリ塩化ビニル、ポリフツ化ビニリデ
ン、あるいはフツ化ビニリデン単位、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）、およびオレフインポリマ
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。この場合適切なホツトメルト接着剤
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（ワツクスを含ん
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ツク（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）であつてもよい。テープの上
記内層３が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。適切な熱回復性ホツ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つて説明する。

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。段溝１２および段溝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
施して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（例えば、２ｍ）である。材
料テープ１ａ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２ｍ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つ
た。

テープ寸法 厚さ 1.2mm 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 螺旋ピツチ長 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1.2mm
のままであるが、右半分１７は収縮して厚さが約
40％増加して1.7mmになつた。

螺旋状テープの左半分１６の螺旋内径D₁は、
35mmであり、右半分１７の螺旋外径D₂は28.4（25
＋1.7×２）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、D₁＞D₂にす
ることにより巻き付け容易である。

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、ラツパ状にふく
れ上つて巻付不可能となるのであるが、本発明テ
ープはD₁＞D₂として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、ホツ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、ポリフツ化ビニリデン、
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図において、まず長尺の材料テープ１ａ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によつて断熱されており、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つて、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つて、
急速に冷却すれば寸法固定を一そう確実にするこ
とができる。

ロールの設定温度は、例えば、ロール２１が40
℃、ロール２２が100℃、ロール２３が110℃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によつて、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つて一層
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つて温度勾配を設け
た。このようにすれば、第６Ａ図に示すような異
なつた形状のテープ１′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１′、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１′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
によつて加熱して、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１′それぞれの断面図、第７
Ｃ図は熱収縮完了後のテープ１″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、
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）等によつても致
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
つて、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′，１″，１ａ……テープ、２……外層、
３……内層、４……接着層、５……コイル、１１
……マンドレル、１２，１３……段溝、１６……
左半分、１７……右半分、２１，２２，２３，２
４……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。

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ツプ
   からなり、ストリツ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ツ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。 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６〜１
   ０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
   ６〜１０項のいずれかに記載の物品。 １３ 接着剤はホツ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 内層は電子線によつて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
   ることによつて架橋されている特許請求の範囲第
   １２項または第１３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ツ
   プからなり、ストリツ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ツプ幅方向の他方の
   縁部分の螺旋内径より小さい螺旋状熱収縮性物品
   の製造方法であつて、 ストリツプの一方の表面を他方の表面よりも多
   く熱収縮させ、かつストリツ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 ストリツプをマンドレルに螺旋状に巻き付
   けることによつて収縮させる特許請求の範囲第１
   ５項記載の方法。 １７ ストリツプをロール間に通過させることに
   よつて収縮させる特許請求の範囲第１５項記載の
   方法。 １８ ストリツプは少なくとも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
   ストリツ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層は溶剤によつ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 ストリツプを第１層および第２層の同時押
   出によつ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 接着剤はホツ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層は電子線によつて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
   することによつ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。