JPH08503810A - ケーブル用ラッピング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は導電性繊維材料と、随意に水膨潤性材料乃至非膨潤性で随意に強化した繊維材料からなり、前記水膨潤性材料を、ケーブルラッピングとして、コンダクタンス、遮蔽もしくはこの２つの組合わせをケーブルに付与する繊維布の上乃至中に備えることを特徴とする導電性繊維布の使用。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称：ケーブル用ラッピング この発明はケーブルの製造、詳述すればケーブルの製造における導電性ケーブ ル用ラッピングの使用に関する。 導電性ラッピングをケーブルに用いることは公知のことである。電力ケーブル の製造において、導電性ラッピングをスクリーンレンジに用いてコアースクリー ン、金属スクリーンと金属ウォーターバリヤーのいずれかが存在する場合、それ らの間の良好な電気的接触を付与することである。この種のケーブル用ラッピン グにおいては体積導電率をラッピングに付与することが唯一重要なことである。 信号ケーブルでは、導電性ケーブルラッピングを用いてケーブルにおける“遮 蔽”すなわち外部から内部へ乃至内部から外部への電磁障害からの遮蔽を達成さ せることに用いる。 このような形式のケーブルの性質と構成は前記ケーブルラッピングに課せられ る必要条件からも明白であるように様々である。電力ケーブルにとっては、強く 膨脹し、徹底して導電性のある肉厚のラッピングの必要がある。これに反して信 号ケーブルとしては、それほど強く膨脹しないラッピングの使用で十分であり、 しかもなるべくなら薄手であることが好ましい。 カーボンブラックを含浸された繊維ウエブ（不織布）で層成された形式のケー ブルラッピングが周知である。詳述すれば、ラッピングが導電特性だけでなく縦 方向水不浸透性をケーブルに付与する必要のある場合、導電特性が時々不十分な 結果に終るような場合に問題が起こる。 導電性カーボンブラックを利用する欠点は、カーボンブラックがケーブルに存 在する金属と比較して貴であることである。これは導体乃至スクリーンの電蝕が 発生することを意味し、好ましくない。 本発明の目的は導電性ケーブルラッピングを提 供することで、それは水膨潤性材料から随意なり、そのラッピングに簡単な方法 で適当な導電特性、例えば体積コングクタンス乃至遮蔽などを付与することがで きるが、先行技術の多数の欠点が起らないか、あるいは起ってもわずかな程度で ある。 本発明は、特にケーブルに導電性繊維、例えば非導電性繊維と導電性繊維の配 合物の形にするか、随意水膨潤性材料との組合わせにするか、あるいは互いに接 着された導電性と非導電性クロスのアセンブリーで使用することで達成できる網 状組織を提供できるとする驚異的な洞察力に基くものである。 従って、本発明は伝導、遮蔽もしくはその双方をケーブルに与えるケーブルラ ッピングとして少くとも１つの導電性繊維材料からなる導電性繊維布の使用に特 に関するものである。 意外なことに、このような導電性布は導電乃至遮蔽特性を電力もしくは信号ケ ーブルに付与するには極めて適していることがわかった。ラッピングに導電性繊 維を利用することでカーボンブラッ クが原因となる好ましくない電蝕が起らないか、起ってもほんの僅かな程度であ る。それは導電性ラッピングが前記導体乃至遮蔽よりも貴でないので、この導体 が電蝕により影響を受けないのである。 本発明によれば（導電性）ケーブルラッピングの多数の実施例をその用途の性 質、すなわち電力あるいは信号ケーブルにより、膨潤性材料もしくはそうでない ものからなり、また非導電性で随意に強化した繊維でも、あるいはそうでないも のを利用できる。 第１の実施例では、本発明は少くとも１つの非導電性もしくはほぼ非導電性で 、随意に強化した繊維、少くとも１つの導電性繊維材料の種類と、水膨潤性材料 をケーブルラッピングとして前記繊維布上乃至繊維布中に施してなる繊維布の利 用に関するものである。 本発明はさらに、少くとも１つの非導電性もしくはほぼ非導電性の繊維布と、 少くとも１つの導電性繊維布に、前記支持材料の少くとも片側で、 コンダクタンスまたは遮蔽もしくはその双方の組合わせをケーブルに提供するケ ーブルラッピングとして、前記繊維布の他方の側と電気的に導電接触させた非導 電性繊維布を通して随意に支持された導電性布の繊維を施してなるアセンブリー の利用に関する。 本発明はさらに、アセンブリー、すなわち少くとも１つの非導電性もしくはほ ぼ非導電性の繊維布と、少くとも１つの導電性繊維布に少くとも前記支持材料の 片側で、この繊維布の他方の側と電気的に導電接触させた前記非導電性繊維布を 通して随意に支持された導電性布の繊維を施してなるアセンブリーにさらに関す るものである。このアセンブリーは水中もしくは水により膨潤する材料からさら になる（“高吸収剤”）。 本発明はまた、少くとも１つの非導電性もしくは実質的に非導電性繊維布と、 少くとも前記支持材料の片側で、コンダクタンスまたは遮蔽もしくはその双方の 組合わせをケーブルに提供するケーブルラッピングとして、この繊維布の他方の 側と 電気的に導電接触させる非導電性繊維布を通して随意に支持された導電性布の繊 維を施してなるアセンブリーを用いて製造された電力もしくは信号ケーブルに関 するものである。 意外なことに、導電性および非導電性繊維で組立てたケーブルラッピングが所 望の導電性乃至遮蔽特性をケーブルに、随意に良好な長手方向の防水性とを組合 わせて施すには極めて適していることがわかった。さらに本発明は導電性カーボ ンブラックの使用に起因する電蝕の問題を解決する。最後に、ケーブルラッピン グの製造が多数の事例でもどれよりも単純で、従ってずっと安価につくことが利 点として提案できる。それは繊維形態の材料を用いるだけでしばしば十分である ので、前記布（繊維ウエブ）が単一通路で製造できるからである。導電性カーボ ンブラックを使用しない利点はそれ以上の処理工程が必要でないとともに、前記 カーボンブラックの使用に起因する汚染も起らない。 本発明により使用される前記ケーブルラッピン グは非導電性で随意に強化した繊維と、導電性繊維と、水膨潤性材料の組合わせ からなることができる。これら３つの成分が単一層もしくは単一層以上の複数層 にあるいはアセンブリーもしくは積層板に共存できる。 既に前記した通り、電力ケーブルのためには、適切に導電性があり、必要に応 じて水との接触で適切に膨潤する厚手のラッピングを用いることが好ましい。従 って、この用途にとってはアセンブリーが好ましい。というのはそれが所望の厚 さを提供するだけでなく、膨脹の度合が単一層系を用いるよりも良好であるから である。注目されることは、多層系の使用について本発明が水膨潤性材料の共存 に限定されていないことである。 信号ケーブルにとっては、薄手のラッピングが好ましいが、前記ケーブルの構 造の見地と、所望の遮蔽の両見地からも高密度の導電性繊維を必要とする。従っ て、この用途では、単一層系が好ましい。その場合、膨潤が限定されることは事 実であるが、これはこの形態のケーブルで起る問題に 比べて小さい。 本発明により用いられるケーブルラッピングは、導電性繊維から、随意に通常 用いられる繊維材料との組合わせにしてなる。アセンブリーを用いる場合、なる べくなら非導電性もしくは実質的に非導電性支持材料を導電性繊維布をその上に 施して用いることが好ましい。前記導電性繊維は支持材料を通して、例えば縫合 により支持する。この方法で、コンダクタンスを材料中から得られる。このよう に製造されたケーブルラッピングは良好な体積コンダクタンスを得ることができ る。 本発明により用いられる繊維布に用いられる導電性繊維は周知の導電性繊維で ある。実施例は蒸着繊維と金属繊維もしくは導電性添加剤からなる繊維を含む。 前記繊維が全体もしくは一部が金属繊維からなる時、前記繊維用金属は前記導電 性金属とその合金から選ばれる。適当な金属の実施例は、鋼、アルミニウム、銅 とニッケルである。蒸着繊維を用いる時は、ニッケル、アルミニウム、鋼、クロ ム、亜鉛、錫、銅もしくは銀で金属被覆 したもの、１つ以上のこれらの金属を基材にした合金で、あるいは２つ以上のこ れらの金属を連続して金属被覆した繊維を用いることが好ましい。好ましい繊維 の種類はアクリル系繊維で、それをまず銅で、その後、ニッケルで金属被覆した 。 前記導電性繊維布はもっぱら導電性繊維からなり得るが、布に導電性と非導電 性繊維の組合わせを用いることも可能である。前記導電性繊維の長さは、特に使 用される装置により広い範囲内で変化する。良好なコンダクタンスを得るには、 長さが４０乃至７０ｍｍであることが好ましい。 なるべくなら、前記導電性繊維が５００以上のアスペクト比を有することが好 ましい。それは典型的例として４０００乃至５０００の近辺になる。 導電性繊維の量は所望の電気特性を十分に付与する必要がある。これは単純な 実験で測定できる。かなりの量のコンダクタンスを得るため、絶対量の導電性繊 維が重要なことである一方、遮蔽には、単位当りの厚さの量がさらに関連する問 題である。用途により導電性繊維の量はめっきプラスチック に始まり、０．１乃至１００ｇ／ｍ²であり得る。他の種類の繊維にとっては、 これらの量は重量と導電率により異なり得る。熟練工は所望量を日常実験で簡単 な方法により測定できる。 電力ケーブルには、当てはまる量として０．１乃至２０ｇ／ｍ²、好ましくは ０．２５乃至１５ｇ／ｍ²で、注目すべきことは下限がケーブルラッピングの作 業に求められる最低コンダクタンスにより測定できるが、上限は前記コンダクタ ンスに通常これ以上の利点が期待できない数値で設定されたことである。 信号ケーブルに用いる時は、導電性繊維の量を述べられたように、まず高度に 濃縮（高密度）する必要がある。これは、かなり多量の導電性繊維を用いるか、 あるいは全く導電性繊維だけ、もしくはほぼそれだけからなる薄手の層を用いる 必要がある。注目すべきことは、約６５重量％の導電性繊維からなる薄手の層が ５２ｄＢの遮蔽を付与する一方、２０重量％の繊維からなる状態で３７ｄＢの遮 蔽を付与することである（ＭＩＬ−ＳＴ Ｄ−２８５）。 適切量は従ってかなりの試験で測定できる。ガイドラインとして、約５ｇ／ｍ² 乃至最高約１００ｇ／ｍ²の量を考慮できる。 非導電性繊維材料用に使用される繊維は、詳述すれば、アクリル系繊維、ポリ エステル系繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ポリアミド系繊維ならびにアラミド繊 維を含む。もちろん、繊維の選択は温度と、材料が製造と使用中耐えることがで きる機械的荷重により測定できる。導電性繊維も、金属化もしくは添加物により 導電性になった繊維を用いる場合、これらの原材料から製造できる。 本発明により用いられるケーブルラッピング、すなわちケーブルラッピングに 用いられる支持材料は繊維布もしくは布類の組合わせからなる。このような繊維 布は織布でも、メリヤス生地でも、あるいは強化されても、されなくても差支え ないが非織布などからなる。金属繊維、非導電性繊維ならびに水膨潤性材料例え ば膨潤粉末を基材にした単層系を用いる場合、前記ケーブルラッピング が不織布であることが好ましい。 膨潤させてもさせなくても差支えないが、マイクロビーズを施した繊維布も本 発明によれば電気的導電性に有利にすることができる。 本発明により用いられる布類の生成は、繊維布、詳述すれば不織布の二次加工 に用いるすべて周知の方法で実施できる。 不織布の二次加工では、事実上、どのような所望の用量も正確、かつ導電性繊 維と他の繊維との配合による均一分布にして設定できる。この方法はさらに、疑 問の余地のない節約となる機械を通る単一通路でウエブを二次加工できる利点を 提供する。本発明により用いることができる繊維ウエブの二次加工の実際的方法 が、均一の繊維分布を準備し、例えばカードウエブの二次加工である。 このウエブを熱接着、化学的接着もしくは機械的接着できる。 アセンブリーの組立てを次のように実施できる。本明細書で上述のカードウエ ブを例えば縫付け、縫合、接着もしくは溶接により支持材料の中ある はそれを通して固着する。この固着は例えば、縫付機械もしくはヒドロエンタン グルメントプラント（水性エンタングルメント植物）により達成できる。さらに 、導電性系／針金／フィラメントを強化材料に電気的に縫合することで外装を電 気的に導電性にすることができる。導電性繊維が強化材料を通って伸びるすべて の固着法が適当である。編成もしくは織成技法を用い、いわゆる２．５もしくは 三次元メリヤス生地もしくは織布が電気的導電性針金もしくは糸を前記布に通し て用いることを条件にして達成できる。化学的固着も接着剤で処理することで実 施できるが、熱固着は適切な種類の繊維もしくは粉末を用いて実施できる。 既に述べた通り、本発明はさらに、水膨潤性材料、例えば膨潤粉末もしくは膨 潤繊維からなるケーブルラッピングの用途も包含する。このような水膨潤性材料 をラッピングに使用することでケーブルは長手方向防水性を得る。それは前記膨 潤性材料が水との接触で、ケーブルの残部を閉鎖し、それによって水がケーブル の全長に亘ってさらに 浸透しないようにする。このような長手方向防水性をケーブルラッピングに達成 させる水膨潤性材料の使用は、本発明により用いられる導電性繊維との組合わせ ではないが既に周知のことである。現在用いられている水膨潤性材料は、１９９ １年刊Ｊｉｃａｂｌｅ通信第Ａ．７、１号のＲ．Ｓ．ｄｅ ＢｏｅｒとＰ．Ｖｏ ｇｅｌによる“ザ．ユース．オブ．ウォータースウエラブル．マテリアルズ．イ ン．ザ．デザイン．オブ．パワー．ケーブル”（Ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｗａｔ ｅｒｓｗｅｌｌａｂｌｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｃａｂｌｅｓ）に説明の通り膨潤性繊維と膨潤性粉末である 。 以下、本発明をそれに限定されることがない多数の実施例によりさらに説明す る。実施例１ ５重量％の銅およびニッケル蒸着したアクリル系繊維と、アクリル系繊維を基 材にした７０重量％の膨潤性繊維ならびに２５重量％のポリエステ ル複合繊維からなる繊維配合物を加工して不織布ケーブルラッピングを形成する 。その特性を表１に示す。 実施例２乃至１１ 実施例１に類似して、多くの試験を行い、ケーブルラッピングの二次加工中に 繊維ブレンドの組成と作業条件を変えた。 表２乃至１１はこれらの試験結果を示す。 実施例１２ 銅およびニッケルで蒸着されたアクリル系繊維の１０重量％からなる繊維ウエ ブを膨潤性ウエブ （３Ｅ１１６／フィレット^TMケーブルラッピング）に縫付けにより貼付けた。得 られた材料の特性を表１２に要約した。 ＊：測定範囲の下限実施例１３ 重量が２０ｇ／ｍ²のカードウエブを約７０ｇ／ｍ²のポリェステルのスパンボ ンドの上に置いて縫付けた。前記カードウエブは約６５重量％の蒸着繊維（銅な らびにニッケル蒸着アクリル系繊維）と約３５重量％の非延伸ポリエステル繊維 を含む。前記縫付け複合材料をその後、カレンダーに掛けて製品の密度を大変に 増大させる。上述と同じ方法で、製品を２０ｇ／ｍ²のカードウエブ に約２０重量％の蒸着繊維からなるなるよう二次加工する。前記２つのウエブの 遮蔽作用を表１３に示す。 ＊＊：ＭＩＬ−ＳＴＤ−２８５により測定実施例１４および１５ 多数の導電性膨潤性ウエブを２５ｇ／ｍ²のスパンボンドの支持体に貼付けた 。第１組の試験で、９９重量％の、アクリル系繊維を基材にした高吸収性繊維と １重量％の銅−ニッケル蒸着アクリル系繊維からなる導電性膨潤性繊維ウエブを 用いた（表１４）。第２の組の試験ではこの比率は９０ ／１０であった。（表１５）。 両組の試験では、縫合せた導電性膨潤性ウエブの量を変化させた。表１４と１ ５はその結果を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ケーブルラッピングとして、導電性繊維材料からなり、ケーブルにコンダ クタンスおよび／または遮蔽を付与する導電性繊維布の使用。 ２．前記導電性繊維布が： ・水膨潤性材料、好ましくは膨潤粉末乃至膨潤繊維より選ばれる材料または； ・非導電性もしくは実質的非導電性で、随意強化した繊維材料； からさらになることを特徴とする請求項１の使用。 ３．前記導電性繊維材料が金属繊維と蒸着繊維からなる群より選ばれ、またこ れらの繊維がニッケル、アルミニウム、鋼、クロム、銅、亜鉛、錫もしくは銀、 あるいはこれらの合金で、好ましくは金属被覆されたものであることを特徴とす る請求項１または２の使用。 ４．前記強化繊維材料がガラス繊維、ポリエステル繊維、炭素繊維、ポリアミ ド繊維、アラミド繊維、アクリル系繊維とその配合物からなる群よ り選ばれる材料を基材にすることを特徴とする請求項３の使用。 ５．前記布に包まれる導電性繊維の成分がケーブルの種類により選ばれること を特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項による使用。 ６．前記ケーブルが電力ケーブルであって、前記繊維布が体積コンダクタンス を付与する構造と導電性繊維成分を備えることを特徴とする請求項５の使用。 ７．前記ケーブルが信号ケーブルであって、前記繊維布が電磁遮蔽を付与する 構造と導電性繊維成分を備えることを特徴とする請求項５の使用。 ８．アセンブリーであって、少くとも１つの非導電性もしくはほぼ非導電性の 繊維布と；支持材料の少くとも片側で、コンダクタンス、遮蔽もしくはその双方 の組合わせをケーブルに付与するケーブルラッピングとして、前記繊維布の他方 の側と電気的に導電接触させる前記非導電性繊維布を通して随意に支持された導 電性布の繊維と、前記アセンブリー上乃至アセンブリー内に施した水膨 潤性材料を備える少くとも１つの導電性繊維布からなるアセンブリーの使用。 ９．少くとも１つの非導電性もしくはほぼ非導電性の繊維布と；支持材料の少 くとも片側で、コンダクタンスおよび／または遮蔽をケーブルに付与するケーブ ルラッピングとして、前記繊維布の他方の側と電気的に導電接触させる前記非導 電性繊維を通して随意に支持された導電性布の繊維を備える少くとも１つの導電 性繊維布からなるアセンブリーであって、このアセンブリーが水膨潤性材料、好 ましくは膨潤粉末乃至膨潤性繊維からさらになることを特徴とするアセンブリー 。 10．前記アセンブリーが体積コンダクタンスを付与する構造ならびに導電性繊 維成分を備えることを特徴とする請求項９のアセンブリー。 12．請求項１乃至８のいずれか１項により達成されたか、あるいは請求項９乃 至１１のいずれか１項によるアセンブリーを使用する電力もしくは信号ケーブル 。 13．少くとも１つの非導電性もしくはほぼ非導 電性の繊維布と；支持材料の少くとも片側で、コンダクタンスおよび／または遮 蔽をケーブルに付与するケーブルラッピングとして、前記繊維布の他方の側と電 気的に導電接触させる前記非導電性繊維を通して随意に支持された導電性布の繊 維を備える少くとも１つの導電性繊維布からなるアセンブリーを用いて製造され た電力もしくは信号ケーブル。