电缆和电缆的制造方法与流程

本公开涉及电缆和电缆的制造方法。

背景技术：

多芯电缆具有多根绝缘芯线和外层。外层被覆多根绝缘芯线。绝缘芯线具有导体和内层。内层被覆导体。作为内层的材料，使用乙烯-丙烯-二烯共聚物橡胶等橡胶材料(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-154242号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在多芯电缆中，考虑由树脂来构成内层。对于外层有时要在高温下进行交联处理。对外层在高温下进行交联处理时，由树脂形成的内层有时会发生压扁、变形。

本公开的一个方面的目的在于提供一种电缆和电缆的制造方法，即使内层含有树脂，在内层中也难以产生压扁、变形。

解决课题的方法

本公开的一个方面是一种电缆，具有多根绝缘芯线和被覆上述多根绝缘芯线的外层，上述绝缘芯线具有导体和被覆上述导体的内层，上述外层含有硅烷接枝橡胶组合物，上述内层含有树脂。

作为本公开的一个方面的电缆中，外层含有硅烷接枝橡胶组合物。硅烷接枝橡胶组合物能够实施硅烷交联处理。这种情况下，可以不必对外层进行加热、加压，因而能够抑制含有树脂的内层的压扁、变形。

本公开的另一方面是电缆的制造方法，该电缆具有多根绝缘芯线和被覆上述多根绝缘芯线的外层，上述绝缘芯线具有导体和被覆上述导体的内层，该制造方法中，使用含有树脂的材料来挤出上述内层，使用硅烷接枝橡胶组合物来挤出上述外层，由上述硅烷接枝橡胶组合物和水分来进行硅烷交联反应。

由作为本公开的另一方面的电缆的制造方法所制造的电缆中，外层含有硅烷接枝橡胶组合物。可以对硅烷接枝橡胶组合物实施硅烷交联处理。此时，可以不必对外层进行加热、加压，因而能够抑制含有树脂的内层的压扁、变形。

附图说明

图1是显示挤出接枝系统1的构成的说明图。

图2是显示电缆101的构成的截面图。

图3是显示使用挤出机201来形成外层109的方法的说明图。

图4是显示减薄拉伸试验机301的构成的说明图。

图5中的图5a是显示试验体401、403的构成的说明图，图5b是显示最大静止摩擦系数的测定方法的说明图。

符号说明

1…挤出接枝系统，3…挤出机，5…水槽，7…空气刮水器，9…造粒机，11…料斗，13…气缸，15…螺杆，17…粉碎板，19…头部，21…模具，23…绞合线，25…复合物，101…电缆，103…绝缘芯线，105…间隔物，107…粘合剂，109…外层，111…导体，113…内层，115…芯线，201…挤出机，211…料斗，213…气缸，215…螺杆，217…粉碎板，219…十字头，221…模具，223…颈部，301…试验机，303…滑轮，305…滚子，307…电缆末端固定夹具，401，403…试验体，405…板，407…水平面。

具体实施方式

对本公开的例示实施方式进行说明。

1.电缆

本公开的电缆具有多根绝缘芯线和外层。外层被覆多根绝缘芯线。多根绝缘芯线分别具有导体和内层。内层被覆导体。

本公开的电缆中，内层的外周面上的最大静止摩擦系数优选为1.0以下。最大静止摩擦系数为1.0以下时，多根绝缘芯线间的摩擦力小。由此，即使在反复弯曲电缆时，也能够抑制局部集中的应力施加到绝缘芯线上。其结果是，即使在反复弯曲电缆时，也能抑制因导体变形弯曲、绝缘芯线从外层表面突出所造成的不良。

外层含有硅烷接枝橡胶组合物。作为硅烷接枝橡胶组合物，例如可列举硅烷接枝氯化聚乙烯组合物等。在外层为硅烷接枝橡胶组合物时，可以对外层实施硅烷交联处理。此时，由于可以不必对外层进行加热、加压，因而能够抑制内层的压扁、变形。此外，与用电子束照射交联的方法对外层实施交联的情形相比，还可以不一定需要设置大规模的交联设备。

氯化聚乙烯的氯化度优选为25质量％以上45质量％以下，进一步优选为30质量％以上40质量％以下。氯化聚乙烯的氯化度在25质量％以上45质量％以下的范围内时，就柔软性而言是优异的。对其理由进行如下推测。氯化聚乙烯的氯化度为25质量％以上时，难以增大结晶量，因而氯化聚乙烯难以变硬。氯化聚乙烯的氯化度为45质量％以下时，难以增加氯与氯之间的凝集力，因而氯化聚乙烯难以变硬。

此外，氯化聚乙烯的氯化度为25质量％以上45质量％以下的范围内时，耐热性、耐油性、耐磨耗性等的平衡性良好。

硅烷接枝氯化聚乙烯组合物例如具有含有甲基丙烯酸基的硅烷化合物与氯化聚乙烯组合物接枝聚合的分子结构。

含有甲基丙烯酸基的硅烷化合物作为硅烷偶联剂来发挥作用。作为含有甲基丙烯酸基的硅烷化合物，可列举例如，3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷以及这些的组合等。

氯化聚乙烯硅烷接枝中可以使用含有乙烯基的硅烷。含有甲基丙烯酸基的硅烷化合物与含有乙烯基的硅烷相比，与氯化聚乙烯的相溶性更好。因此，如果使用含有甲基丙烯酸基的硅烷化合物，在硅烷接枝氯化聚乙烯组合物中，硅烷会更均匀地分布。

作为用于接枝硅烷的过氧化物，可列举例如过氧化二异丙苯、1,1-二(过氧化叔丁基)环己烷、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔戊酯、2,5二甲基2,5二(过氧化叔丁基)己烷、二叔丁基过氧化物、二叔戊基过氧化物、1,1-二(过氧化叔戊基)环己烷、过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯等。可以单独使用上述的过氧化物中的1种，也可以组合使用2种以上。

还可以对内层或外层进行例如交联处理。作为交联处理，可列举例如化学交联处理、硅烷交联处理、电子束照射交联处理等。化学交联处理中，一般使用过氧化物。化学交联处理中，例如可以通过添加高压蒸气来加热。

通过硅烷交联处理，产生硅烷醇缩合反应。在硅烷交联处理中使用硅烷偶联剂。在硅烷交联处理中，例如，在挤出被覆内层或外层后，通过施加大气中的水分或强制地施加水蒸气，从而对进行了接枝聚合的硅烷化合物进行缩合(即交联反应)。在内层和外层都为硅烷交联材料时，例如，可以在外层挤出后，对内层和外层的双方实施硅烷交联处理。

作为用于硅烷交联处理的催化剂，例如可列举金属元素、金属化合物、金属盐等。作为金属元素、金属化合物和金属盐中的金属，例如可列举镁、钙等ii族、钴、铁等viii族、锡、锌、钛等。作为金属盐，例如可列举辛酸或己二酸的金属盐等。此外，作为用于硅烷交联处理的催化剂，例如可列举胺系化合物、酸等。

作为用于硅烷交联处理的催化剂的具体例子，可列举二新癸酸二辛基锡、二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、二辛酸二丁基锡、乙酸亚锡、辛酸亚锡、环烷酸铅、辛酸锌、环烷酸钴、乙基胺、二丁基胺、己基胺、吡啶、无机酸、有机酸等。作为无机酸，例如可列举硫酸、盐酸等。作为有机酸，例如可列举甲苯磺酸、乙酸、硬脂酸、马来酸等。

内层例如含有聚乙烯组合物。在内层含有聚乙烯组合物时，易于使内层的外周面的最大静止摩擦系数为1.0以下。作为聚乙烯组合物，例如可以使用低密度聚乙烯、直链低密度聚乙烯、高密度聚乙烯等。聚乙烯组合物的密度优选为0.85g/ml以上0.95g/ml以下，进一步优选为0.90g/ml以上0.93g/ml以下。聚乙烯组合物的密度在为0.85g/ml以上0.95g/ml以下时，柔软性、耐热性等平衡性良好。

聚乙烯组合物，例如具有交联结构。在聚乙烯组合物具有交联结构时，内层的耐热性高。作为聚乙烯组合物，例如可列举硅烷接枝聚乙烯组合物等。通过对硅烷接枝聚乙烯组合物实施硅烷交联处理，生成交联结构。

本公开的电缆所具有的绝缘芯线的根数没有特别限定，可以适当设定。本公开的电缆还可以具有用于将多根绝缘芯线捻合的芯材，也可以不具有。本公开的电缆还可以具有用于固定捻合的多根绝缘芯线的粘合胶带，也可以不具有。

2.电缆的制造方法

根据本公开的电缆的制造方法所制造的电缆具有多根绝缘芯线和外层。外层被覆多根绝缘芯线。多根绝缘芯线分别具有导体和内层。内层被覆导体。

本公开的电缆的制造方法中，使用含有树脂的材料来挤出成形内层。作为树脂，例如可列举硅烷接枝聚乙烯组合物等。例如，因硅烷接枝聚乙烯组合物与水分产生硅烷交联反应，能够使内层的外周面的最大静止摩擦系数成为1.0以下。此外，即使不使用硅烷接枝聚乙烯组合物，还可以通过在内层的外周面涂布脱模粉来使内层的外周面的最大静止摩擦系数成为1.0以下。

在内层的外周面的最大静止摩擦系数为1.0以下时，多根绝缘芯线间的摩擦力小。因此，即使在反复弯曲电缆时，也能够抑制对绝缘芯线施加局部集中的应力。其结果是，即使在反复弯曲电缆时，也能抑制因导体的变形弯曲、绝缘芯线从外层的表面突出所造成的不良。

本公开的电缆的制造方法中，使用硅烷接枝橡胶组合物来挤出成形外层。本公开的电缆的制造方法中，例如，由硅烷接枝橡胶组合物和水分来产生硅烷交联反应。

这种情况下，可以不必对外层进行加热、加压，因而能够抑制内层的压扁、变形。此外，与通过电子束照射交联的方法对外层实施交联的情形相比，还可以不一定设置大规模的交联设备。

本公开的电缆的制造方法中，可以适当地选择公知的处理来进行。作为公知的处理，例如可以举出表面脱模剂的涂布等。

3.实施例

(3-1)材料a～e的制造

制作含有表1所示成分的材料a～e。

表1

材料a、c、e的制造方法是将表1所示的整个成分用捏合混炼机进行混炼来制作材料a、c、e的复合物的方法。复合物为颗粒状。捏合混炼机的容积为55l。进行混炼时的温度为130℃。材料a是聚乙烯组合物。材料e是氯化聚乙烯组合物。材料e的氯化度为36质量％。

材料b、d的制造方法如下所述。首先，将表1所示的整个成分中的除了硅烷偶联剂和硅烷接枝剂之外的成分用捏合混炼机进行混炼，来制造复合物。复合物为颗粒状。捏合混炼机的容积为55l。进行混炼时的温度为130℃。此外，制造将表1所示的硅烷接枝剂溶解于硅烷偶联剂的溶液。然后，将上述复合物浸渍于上述溶液中，制造含浸材料。接着，对含浸材料进行挤出接枝处理。挤出接枝处理使用图1所示的挤出接枝系统1。

挤出接枝系统1具有挤出机3、水槽5、空气刮水器7和造粒机9。挤出机3具有料斗11、气缸13、螺杆15、粉碎板17、头部19和模具21。

挤出接枝处理中，首先，向料斗11中供给含浸材料。材料b时，在挤出机3中，含浸材料中所含的硅烷偶联剂与含浸材料中所含的低密度聚乙烯进行接枝聚合，生成硅烷接枝聚乙烯组合物。材料d时，在挤出机3中，含浸材料中所含的硅烷偶联剂与含浸材料中所含的氯化聚乙烯进行接枝聚合，生成硅烷接枝氯化聚乙烯组合物。

挤出机3将由进行了挤出接枝处理的材料形成的绞合线23从模具21挤出。挤出后的绞合线23通过水槽5中保持的水而被冷却。接着，绞合线23经由空气刮水器7而被干燥。接着，绞合线23经由造粒机9而成为材料b、d的复合物25。复合物25是颗粒状。材料b为硅烷接枝聚乙烯组合物。材料d为硅烷接枝氯化聚乙烯组合物。材料d的氯化度为36质量％。挤出接枝处理的条件示于表2。

表2

表2中的“l/d”是指螺杆长度l与螺杆直径d的比值。

(3-2)实施例1的电缆

如图2所示，实施例1的电缆101具有多根绝缘芯线103、间隔物105、粘合剂107和外层109。多根绝缘芯线103分别具有导体111和内层113。内层113被覆导体111。内层113含有材料a。

间隔物105是含有黄麻材料的棒状的部件。多根绝缘芯线103存在于间隔物105的外周侧。将多根绝缘芯线103捻合而成。粘合剂107构成为将含有无纺布的胶带缠绕到多根绝缘芯线103的外周。外层109被覆多根绝缘芯线103、间隔物105和粘合剂107。外层109含有材料d。

如下制造实施例1的电缆101。使用挤出机将材料a挤出，用挤出的材料a被覆导体111而形成内层113。其结果是，制造了绝缘芯线103。挤出材料a时的条件是下述表3中记载于“材料a、b”列的条件。

表3

表3中的“l/d”是指螺杆长度l与螺杆直径d的比值。

接着，使绝缘芯线103穿过交联管内。交联管与挤出机的模具相连接。交联管内充满蒸汽。交联管内的温度约为180℃。交联管内的压力为1mpa。绝缘芯线103通过交联管内时，在内层113发生交联反应。由于交联管与挤出机的模具相连接，交联反应在管内持续地进行。

接着，将多根绝缘芯线103以间隔物105为中心进行捻合。接着，在多根绝缘芯线103的外周卷绕由无纺布形成的胶带，从而形成粘合剂107。需说明的是，将直至形成粘合剂107而未形成外层109的材料在下文中称作芯线115。

接着，如图3所示，使用挤出机201挤出材料d，用挤出的材料d被覆芯线115，从而形成外层109。其结果是，制造了电缆101。挤出机201具有料斗211、气缸213、螺杆215、粉碎板217、十字头219、模具221和颈部223。挤出材料d时的条件为上述表3中记载于“材料d、e”列的条件。

接着，将电缆101在60℃饱和水蒸气氛围气中保持24小时。此时，在外层109中，硅烷接枝氯化聚乙烯组合物与水分产生硅烷交联反应。其结果是，外层109所含的硅烷接枝氯化聚乙烯组合物就具有了交联结构。

(3-3)比较例1的电缆

比较例1的电缆的构成基本上与实施例1的电缆的构成相同。只是比较例1的电缆中，外层109含有材料e。

比较例1的电缆的制造方法基本上与实施例1的电缆的制造方法相同。只是在外层109的形成方法中不同。比较例1中，使用挤出机201来挤出材料e，用挤出的材料e被覆芯线115而形成外层109。挤出材料e时的条件为上述表3中记载于“材料d、e”列中的条件。

此外，比较例1中，对外层109进行的交联处理与实施例1不同。比较例1中，外层109形成后，使电缆穿过交联管内。交联管与挤出机201的模具相连接。交联管内充满蒸汽。交联管内的温度约为180℃。交联管内的压力为1mpa。在电缆通过交联管内时，在外层109中产生交联反应。由于交联管与挤出机201的模具相连接，交联反应在管内持续地进行。交联处理后，外层109所含的氯化聚乙烯组合物就具有交联结构。

(3-4)实施例2的电缆

实施例2的电缆的构成基本上与实施例1的电缆的构成相同。只是，实施例2的电缆中，内层113含有材料b。

实施例2的电缆的制造方法基本上与实施例1的电缆的制造方法相同。只是，内层113的形成方法不同。实施例2中，使用挤出机来挤出材料b，用挤出的材料b覆盖导体111，形成内层113。挤压材料b时的条件是记载于上述表3中的“材料a、b”列中的条件。

此外，实施例2中对内层113的交联处理与实施例1不同。实施例2中，内层113形成后，将绝缘芯线103在80℃饱和水蒸气氛围气中保存24小时。此时，在内层113中，由硅烷接枝聚乙烯组合物与水分产生硅烷交联反应。其结果是，内层113所含的硅烷接枝聚乙烯组合物就具有了交联结构。

(3-5)比较例2的电缆

比较例2的电缆的构成基本上与实施例1的电缆的构成相同。只是，比较例2的电缆中，内层113含有材料b。此外，比较例2的电缆中，外层109含有材料e。

比较例2的电缆的制造方法基本上与实施例1的电缆的制造方法相同。只是，内层113和外层109的形成方法不同。比较例2中，使用挤出机来挤出材料b，用挤出的材料b被覆导体111，形成内层113。挤出材料b时的条件是记载于上述表3中“材料a、b”列中的条件。

此外，比较例2中，使用挤出机201挤出材料e，用挤出的材料e被覆芯线115，形成外层109。挤出材料e时的条件是记载于上述表3中“材料d、e”列中的条件。

此外，比较例2中，对内层113和外层109的交联处理与实施例1不同。比较例2中，内层113形成后，将绝缘芯线103在80℃饱和水蒸气氛围气中保存24小时。此时，在内层113中，由硅烷接枝聚乙烯组合物与水分产生硅烷交联反应。其结果是，内层113所含的硅烷接枝聚乙烯组合物就具有了交联结构。

此外，比较例2中，外层109形成后，使电缆穿过交联管内。交联管与挤出机201的模具相连接。交联管内充满蒸汽。交联管内的温度为约180℃。交联管内的压力为1mpa。在使电缆通过交联管内时，在外层109中产生交联反应。由于交联管与挤出机201的模具相连接，因此，交联反应在管内连续地进行。在交联处理后，外层109所含的氯化聚乙烯组合物就具有了交联结构。

(3-6)比较例3的电缆

比较例3的电缆的构成基本上与实施例1的电缆的构成相同。只是，比较例3的电缆中，内层113含有材料c。

比较例3的电缆的制造方法基本上与实施例1的电缆的制造方法相同。只是，内层113的形成方法不同。比较例3中，使用挤出机挤出材料c，用挤出的材料c被覆导体111，形成内层113。挤出材料c时的条件是记载于上述表3中“材料c”列中的条件。

(3-7)比较例4的电缆

比较例4的电缆的构成基本上与实施例1的电缆的构成相同。只是，比较例4的电缆中，内层113含有材料b。此外，比较例4的电缆中，外层109含有材料e。

比较例4的电缆的制造方法基本上与实施例1的电缆的制造方法相同。只是，内层113和外层109的形成方法不同。比较例4中，使用挤出机挤出材料c，用挤出的材料c被覆导体111，形成内层113。挤出材料c时的条件是记载于上述表3中“材料c”列中的条件。

此外，比较例4中，使用挤出机201挤出材料e，用挤出的材料e被覆芯线115，形成外层109。挤出材料e时的条件是记载于上述表3中“材料d、e”列中的条件。

此外，比较例4中，对外层109的交联处理与实施例1不同。比较例4中，外层109形成后，使电缆穿过交联管内。交联管与挤出机201的模具相连接。交联管内充满蒸汽。交联管内的温度为约180℃。交联管内的压力为1mpa。在电缆通过交联管内时，在外层109中产生交联反应。由于交联管与挤出机201的模具相连接，因此，交联反应在管内连续地进行。交联处理后，外层109所含的氯化聚乙烯组合物就具有了交联结构。

(3-8)实施例3的电缆

实施例3的电缆的构成基本上与实施例1的电缆的构成相同。只是，实施例3的电缆中，内层113由材料c形成。

实施例3的电缆的制造方法基本上与实施例1的电缆的制造方法相同。只是，内层113的形成方法不同。实施例3中，使用挤出机挤出材料c，用挤出的材料c被覆导体111，形成内层113。挤出材料c时的条件是记载于上述表3中“材料c”列中的条件。

此外，实施例3中，对内层113的交联处理与实施例1不同。实施例3中，内层113形成后，将绝缘芯线103在80℃饱和水蒸气氛围气中保存24小时。此时，在内层113中，由硅烷接枝聚乙烯组合物与水分发生硅烷交联反应。其结果是，内层113所含的硅烷接枝聚乙烯组合物就具有了交联结构。此外，实施例3中，与实施例1不同，在内层的外周面上涂布脱模粉(滑石粉)。

(3-9)电缆的评价

对各实施例和各比较例的电缆，进行如下评价。

(i)导体和内层的压扁的评价

从电缆上剥离外层109和粘合剂107，观察绝缘芯线103。以如下基准来评价导体111和内层113的压扁。

○：导体111和内层113未发现压扁。

×：导体111和内层113显著变形，不适合作为制品。

评价结果示于表4中的“导体、内层的压扁”的行中。

表4

实施例1至3的电缆中，评价结果均为“○”。其理由推测是因为，通过由硅烷接枝氯化聚乙烯组合物与水分产生的硅烷交联反应而使外层109产生交联。比较例1、2的电缆中，评价结果为“×”。其理由推测是因为，对外层109的交联处理是在高温下进行的。

(ii)减薄拉伸试验后的导体纽结(キンク)的有无

准备如图4所示的减薄拉伸试验机301。减薄拉伸试验机301具有滑轮303和多个滚子(コロ)305。在滑轮303的外周固定多个滚子305。

图4所示，将长度10m的电缆101安装到减薄拉伸试验机301上。电缆101的两端由电缆末端固定夹具307固定。对电缆101施加80kgf的张力使得电缆101不再松弛。使电缆101按照图4所示箭头309的方向往复10万次，对电缆101施加减薄拉伸负荷。电缆移动速度为30m/分钟。然后，拆解电缆101，观察导体111。按照如下基准来进行评价。评价结果示于上述表4中“减薄拉伸试验(10万次)后的有无导体纽结”一行中。

○：导体111中没有纽结的部位、龟裂和断线。

×：导体111中有纽结的部位、龟裂或断线。

实施例1至3的电缆中，评价结果都为“○”。其理由推测是因为，内层113的外周面的最大静止摩擦系数小。比较例3、4的电缆中，评价结果为“×”。其理由推测是因为，内层113的外周面的最大静止摩擦系数大。

(iii)内层的外周面的最大静止摩擦系数的测定

以如下方法测定内层113的外周面的最大静止摩擦系数。制成如图5a所示的试验体401、403。试验体401具有矩形的板405和2根绝缘芯线103。2根绝缘芯线103安装在板405的一个面上。2根绝缘芯线103相互平行，二者间存在间隙。绝缘芯线103的长度为50cm，绝缘芯线103的外径为3.4mm。每1根(即50cm长度)绝缘芯线103的质量为11.9g。试验体403与试验体401相同。

使绝缘芯线103朝向上侧来设置试验体401。在试验体401上放置试验体403。试验体403的朝向使得绝缘芯线103朝向下侧。这时，试验体401的绝缘芯线103与试验体403的绝缘芯线103接触。试验体401的绝缘芯线103的轴方向与试验体403的绝缘芯线103的轴方向相垂直。

如图5b所示，最初使试验体401的绝缘芯线103的轴方向x保持水平。接着，慢慢增大轴方向x与水平面407所成的角度θ。将试验体403相对于试验体401开始滑动时的角度θ设为θc。tanθc成为内层113的外周面的最大静止摩擦系数。最大静止摩擦系数的测定结果示于上述表4中的“内层的外周面的最大静止摩擦系数(μ)”一行中。

4.其他实施方式

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开不限于上述实施方式，可以进行各种变形来实施。

(1)上述各实施方式中的一个构成要素所具有的功能还可以分担于多个构成要素，或多个构成要素所具有的功能由一个构成要素来发挥。此外，还可以省略上述各实施方式的构成的一部分。此外，上述各实施方式的构成的至少一部分，还可以附加于其他上述实施方式的构成中，或置换等。需说明的是，由专利权利要求的范围中记载的文言所规定的技术思想中所含的所有方式都是本公开的实施方式。

(2)上述电缆和电缆的制造方法之外的成为电缆构成要素的系统等，可以以各种方式来实现本公开。