JPH10101867A

JPH10101867A - 耐放射線性ゴム組成物及び電力ケーブル

Info

Publication number: JPH10101867A
Application number: JP8261691A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Ogoshi; 雅之大越
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1996-10-02
Filing date: 1996-10-02
Publication date: 1998-04-21

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のエチレン−プロピレンゴムと同等の電
気絶縁性、加工性、耐熱老化特性、機械的強度を有し、
さらに耐放射線特性に優れたゴム組成物を提供する。【解決手段】エチレン−プロピレンゴム１００重量部
を０．１〜５重量部のイオウ含有フェノール系共架橋剤
で架橋した耐放射線性ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた耐熱老化特
性、機械的特性、電気絶縁性及び加工性を有し、さらに
耐放射線特性に優れたゴム組成物、該ゴム組成物に難燃
剤を含む難燃性ゴム組成物及び該難燃性ゴム組成物で被
覆した電力ケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、特にエチレン含有量の多いエ
チレン−プロピレンゴムは機械的強度、電気絶縁性、加
工性、耐熱老化特性等に優れており、これに難燃剤を加
えることにより前記の特性に加えて難燃性を有するゴム
組成物が得られることが知られている。

【０００３】しかしこのようなエチレン−プロピレンゴ
ムは放射線に曝されると機械的特性や電気的特性が容易
に劣化し、耐放射線特性に劣るものであった。従ってこ
のようなゴム組成物は原子力関連の用途、例えば原子力
関連機器等の電気配線用のケーブルの絶縁被覆等として
は使用できない。

【０００４】そこで上記のようなエチレン−プロピレン
ゴムによって得られる特性を保持し、さらに耐放射線特
性に優れたゴム組成物が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、従来のエチレン−プロピレンゴムと同等の電気絶縁
性、加工性、耐熱老化特性、機械的強度を有し、さらに
耐放射線特性に優れたゴム組成物を提供することであ
る。

【０００６】さらに本発明の目的は、上記のような特性
に加えて難燃性を有する難燃性ゴム組成物を提供するこ
とである。

【０００７】また本発明は、導体外周に上記難燃性ゴム
組成物からなる絶縁層及び／またはシースを有する電力
ケーブルを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者の研究の結果、
エチレン−プロピレンゴム１００重量部を０．１〜５重
量部のイオウ含有フェノール系共架橋剤で架橋したゴム
組成物が、従来のエチレン−プロピレンゴムと同等の電
気絶縁性、加工性、耐熱老化特性、機械的強度を有し、
さらに優れた耐放射線特性を示すことが見出された。

【０００９】従って本発明は、エチレン含有量の多いエ
チレン−プロピレンゴム１００重量部を０．１〜５重量
部のイオウ含有フェノール系共架橋剤で架橋したゴム組
成物に関する。

【００１０】さらに上記ゴム組成物に難燃剤を加えるこ
とにより、上記特性に加え優れた難燃性を有する難燃性
ゴム組成物が得られることも見出された。従って本発明
は、上記ゴム組成物１００重量部に対し難燃剤５〜１５
０重量部を含む難燃性ゴム組成物にも関する。

【００１１】また本発明は、導体外周に上記難燃性ゴム
組成物からなる絶縁層及び／またはシースを有する電力
ケーブルにも関する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明につき詳述する。

【００１３】本発明のゴム組成物に使用されるエチレン
−プロピレンゴムは従来公知のものでよいが、好ましく
は７０〜９０モル% のエチレン含有量を有するエチレン
含有量の多いものを使用する。エチレン含有量の多いエ
チレン−プロピレンゴムを選択するのは初期の機械的強
度の大きいものを選択する趣旨であり、エチレン含有量
が７０モル% 以上であるとエチレンの結晶性の効果がゴ
ム物性に反映され、十分な機械的強度が得られる。ま
た、エチレンの含有量が９０モル% を越えるとゴムが樹
脂状になり、通常のゴムの加工で使用されるロール加工
に適さなくなるので９０モル% 以下とすることが好まし
い。本発明のゴム組成物に使用されるエチレン−プロピ
レンゴムのエチレンの含有量はより好ましくは８０〜９
０モル% 、特に８５〜９０モル% である。

【００１４】また、エチレン−プロピレンゴムは通常、
第三成分のジエンモノマーを加えて長鎖分岐を形成して
加工性を調整し、いわゆるＥＰＤＭとして使用されるこ
とが多いが、本発明のゴム組成物においても、本発明の
所望の効果を損ねない範囲でジエンモノマーを加えても
よい。

【００１５】使用できるジエンモノマーの例としては、
１，３−ブタジエン、１，４−ヘキサジエン、６−メチ
ル−１，５−ヘプタジエン、５−メチレン−２−ノルボ
ルネン、５−アルキニル−２−ノルボルネン、２，５−
ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン等が挙げられ
る。これらのジエンモノマーは、一般的には、エチレン
−プロピレンゴム１００重量部に対して０．５〜２０重
量部程度の量で添加される。

【００１６】本発明のゴム組成物に使用されるイオウ含
有フェノール系共架橋剤は、分子構造内にフェノール基
とイオウ連結鎖を含む化合物であって、ゴムの加硫中に
分解してフェノール化合物と遊離イオウ連結鎖を生成し
得る化合物である。具体的には、ポリ硫化フェノール等
の化合物がある。このような化合物としては三新化学社
製の「サンセラーＡＰ」（ポリ硫化フェノール共架橋
剤）等の市販品が利用できる。イオウ含有フェノール系
共架橋剤は、エチレン−プロピレンゴム１００重量部に
対して０．１〜５重量部、好ましくは０．１〜２．０重
量部の量で使用される。

【００１７】本発明のゴム組成物に使用されるイオウ含
有フェノール系共架橋剤は、上記の通りゴムの加硫中に
分解してフェノール化合物と遊離イオウ連結鎖を生成す
る。生成したフェノール化合物は放射線照射等によって
ラジカル化したポリマーをトラップし、ラジカルを安定
化させる。一方、遊離イオウ連結鎖はポリマー間でポリ
またはモノイオウ結合を形成してポリマーを架橋させ、
機械的物性を向上させる。

【００１８】また、本発明のゴム組成物の架橋には有機
過酸化物を併用してもよい。有機過酸化物としては公知
のものを使用することができ、例えば、ベンジルパーキ
サイド、１，１−ビス−ｔ−ブチルパーオキシ−３，
３，５−トリメチルシクロヘキサン、１，１−ビス（ｔ
−ブチルパーオキシ）シクロドデカン、ｎ−ブチル−
４，４−ビス−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ジ
−ｔ−ブチルパーオキサイド、ジ（ｔ−ブチルパーオキ
シ）−ｍ−ジイソプロピルベンゼン、２，５−ジメチル
−２，５−ジ（ｔ−ブチル）パーオキシベンゼン、ｔ−
ブチルパーオキシクメン等を用いることができる。

【００１９】これらの有機過酸化物は単独であるいは２
種以上組み合わせて使用することができ、エチレン−プ
ロピレンゴム１００重量部あたり、好ましくは０．１〜
１０重量部程度の量で使用される。

【００２０】本発明のゴム組成物には、さらに難燃剤を
添加することにより優れた難燃性を付与することができ
る。難燃剤としては、公知のハロゲン系難燃剤、リン系
難燃剤、その他の無機系難燃剤等を用いることができ
る。ハロゲン系難燃剤としては、テトラブロモビスフェ
ノールＡ（ＴＢＡ）、ヘキサブロモベンゼン、デカブロ
モジフェニルエーテル、テトラブロモエタン（ＴＢ
Ｅ）、テトラブロモブタン（ＴＢＢ）、ヘキサブロモシ
クロデカン（ＨＢＣＤ）等の臭素系難燃剤、及び塩素化
パラフィン、塩素化ポリフェニル、塩素化ジフェニル、
パークロロペンタシクロデカン、塩素化ナフタレン等の
塩素系難燃剤が挙げられる。これらは三酸化アンチモン
等と併用することによりさらに良好な難燃効果を発揮す
る。リン系難燃剤としては、トリクレジルホスフェー
ト、トリ（β−クロロエチルホスフェート）、トリ（ジ
クロロプロピル）ホスフェート、トリ（ジブロモプロピ
ル）ホスフェート、２，３−ジブロモプロピル−２，３
−クロロプロピルホスフェート等が挙げられる。その他
の無機難燃剤としては、水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、水酸化ジルコニウム、水酸化カルシウム、
水酸化バリウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイ
ト、酸化スズの水和物、ホウ砂等の無機金属水和物、硼
酸亜鉛、メタ硼酸バリウム、炭酸亜鉛、炭酸マグネシウ
ム−カルシウム、炭酸バリウム、酸化マグネシウム、酸
化モリブデン、酸化ジルコニウム、酸化スズ、赤リン等
が挙げられる。これらの難燃剤は単独で、あるいは２種
以上を組み合わせて使用することができ、一般的にはエ
チレン−プロピレンゴム１００重量部あたり５〜１５０
重量部、好ましくは５０〜１００重量部の量で使用する
ことができる。

【００２１】さらに本発明のゴム組成物にはその目的と
する効果を阻害しない範囲で、所望により、酸化マグネ
シウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チ
タン、炭化珪素、マイカ等の無機充填剤、ステアリン
酸、オレイン酸等の脂肪酸またはその金属塩等の可塑
剤、鉱物油、ワックス、パラフィン類等の軟化剤、エス
テル、アミド類等の老化防止剤、着色剤、酸化防止剤、
紫外線吸収剤、滑剤、安定剤等のその他の添加剤を添加
してもよい。

【００２２】本発明のゴム組成物の製造方法は特に限定
されるものではなく、公知の方法により製造することが
できる。エチレン−プロピレンゴム及びイオウ含有フェ
ニル系架橋剤、並びに所望により上記に挙げたような任
意の成分を配合し、これらを通常のバンバリーミキサ
ー、タンブラー、加圧ニーダー、混練押出機、二軸押出
機、ロール等の混練機で混練し、成形物を製造し、次に
加熱架橋、温水中での水架橋、電子線や高エネルギー放
射線を照射して架橋することができる。

【００２３】上記の本発明のゴム組成物からなる絶縁被
覆を有する電力ケーブルは、例えば押出機とクロスヘッ
ドを用いる押出被覆加工のような公知の樹脂絶縁被覆ケ
ーブルの製造方法により製造することができる。

【００２４】例えば本発明の電力ケーブルは、導体上に
ポリエチレン、導電性カーボン、架橋剤からなる内部半
導電層を設けさらにその上に本発明の絶縁層を設けて架
橋したもの、さらにその上に内部半導電層と同様の外部
半導電層を設けて架橋したもの（これらの２層あるいは
３層は同時に押し出し成形することができる）、これら
のケーブルに遮蔽テープ、抑えテープを巻回してその上
に難燃剤、架橋剤を含むＸＬＰＥからなるシースを設け
たもの、導体に本発明の組成物からなる絶縁層を押出
し、架橋したケーブル３本を介在材料（アラミド繊維
等）と共に縒り合わせ、抑えテープを巻回してその上に
上記と同様のシースを被覆したもの等の形態とすること
ができる。

【００２５】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。

【００２６】実施例１及び２及び比較例１及び２表１に示した成分を同じく表１に示した量（重量部）で
配合し、バンバリーミキサー中において１００〜１５０
℃の温度で６〜１５分混練することにより架橋し、本発
明のゴム組成物及び比較例のゴム組成物を得た。

【００２７】

【表１】上記で得られた実施例１及び２、及び比較例１及び２の
組成物について初期特性として、引張強さ（JIS K 630
1）、伸び（JIS K 6301）、硬さ（JIS K 6301）、誘電
正接(tanδ、JIS K 6911）及び酸素指数（JIS K 7201）
を測定した。また熱老化特性を評価するため、各試料を
121 ℃に168 時間保持した後の引張強さ及び伸びを同様
に測定し、初期特性と比較した引張強さ残率及び伸び残
率を算出した。

【００２８】さらに耐放射線特性の評価のため、各試料
に吸収線量がそれぞれ0.5 MGy 及び1.0 MGy となるよう
に室温でγ線を照射した後、引張強さ、伸び及び誘電正
接を同様に測定し、引張強さ及び伸びについては同様に
残率を算出した。結果を下記表２に示す。

【００２９】

【表２】表２に示した結果から明らかな通り、本発明の組成物の
初期特性は機械的特性、電気的特性(tanδ) 、難燃性と
も比較例の組成物と同等であるか、それよりも優れてお
り、熱老化後の機械的特性も同様である。さらに放射線
照射後については、本発明の組成物は特に伸び残率及び
tanδが比較例のものと比較して有意に優れており、機
械的特性及び電気的特性において耐放射線性に優れてい
ることが明らかである。

【００３０】

【発明の効果】本発明のゴム組成物は、従来のエチレン
−プロピレンゴムと同等の電気絶縁性、加工性、耐熱老
化特性、機械的強度を有し、有意に優れた耐放射線特性
を示す。また、上記の本発明のゴム組成物にさらに難燃
剤を含む本発明の難燃性ゴム組成物は上記特性に加えて
優れた難燃性を示す。従って、本発明の難燃性ゴム組成
物により被覆された電力ケーブルは原子力関連機器等の
電気配線用ケーブルとして有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エチレン−プロピレンゴム１００重量部
を０．１〜５重量部のイオウ含有フェノール系共架橋剤
で架橋した耐放射線性ゴム組成物。
【請求項２】エチレン−プロピレンゴムが、７０〜９
０モル% のエチレン含有量を有する請求項１に記載の耐
放射線性ゴム組成物。
【請求項３】有機過酸化物架橋剤を併用して架橋した
請求項１または２に記載の耐放射線性ゴム組成物。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組
成物１００重量部に対し、５〜１５０重量部の難燃剤を
含む耐放射線性ゴム組成物。
【請求項５】導体外周に請求項４に記載の耐放射線性
ゴム組成物からなる絶縁層及び／またはシースを有する
電力ケーブル。