(57)【要約】【課題】簡易に被覆電線の熱劣化度を評価することができる技術を提供すること。【解決手段】導体に被覆部材が被覆された状態の被覆電線に対して捻り振動を加えて動的粘弾性試験を実施し、貯蔵剛性率と温度との相関関係を求め、この相関関係や、該相関関係から求められたガラス転移温度Ｔｇ、捻り剛性率に基づいて被覆電線の熱劣化度を評価する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体に被覆部材が被覆された被覆電線の熱劣化度を評価する方法であって、
前記導体に前記被覆部材が被覆された状態の前記被覆電線に対して捻り振動を加えて動的粘弾性試験を実施し、貯蔵剛性率と温度との相関関係を求め、
この貯蔵剛性率と温度との相関関係と、この相関関係から求められたガラス転移温度及び捻り剛性率のうち少なくとも一つに基づいて被覆電線の熱劣化度を評価する、被覆電線の熱劣化度評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被覆材としてポリ塩化ビニル樹脂をベースポリマーとする樹脂を用いた被覆電線等の熱劣化度評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線材として、ポリ塩化ビニル樹脂（以下、ＰＶＣという）をベースポリマーとする樹脂を被覆材として用いた電線（以下、ＰＶＣ被覆電線という）がある。従来、かかるＰＶＣ被覆電線の熱劣化度を評価する方法としては、引張り試験による最大破断強度及び伸び率の測定、溶剤抽出による可塑剤量の測定、ゲル分率の測定等によるものがある。
【０００３】
なお、被覆ケーブルの劣化診断を行う先行技術として、例えば特許文献１がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５２０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、引張り試験を実施するためには、被覆部を傷つけることなく導体を除去する必要がある。通常、熱劣化した電線の被覆部から導体だけを抜くことは難しいため、引張り試験により電線の物性評価を行うためには、熱劣化させる前に導体を抜いておく必要がある。
【０００６】
また、可塑剤量の測定、ゲル分率の測定を行うためには、熱劣化した電線から被覆部のみを剥取り、剥取った電線を細かく切断する必要がある。
【０００７】
このように、従来の熱劣化度の評価方法では、導体だけを除去したり、或は、被覆部を細かく切断する必要がある等、試料の前処理が非常に面倒であった。
【０００８】
そこで、本発明は、簡易に被覆電線の熱劣化度を評価することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、導体に被覆部材が被覆された被覆電線の熱劣化度を評価する方法であって、前記導体に前記被覆部材が被覆された状態の前記被覆電線に対して捻り振動を加えて動的粘弾性試験を実施し、貯蔵剛性率と温度との相関関係を求め、この貯蔵剛性率と温度との相関関係と、この相関関係から求められたガラス転移温度及び捻り剛性率のうち少なくとも一つに基づいて被覆電線の熱劣化度を評価するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の熱劣化度評価方法によると、前記導体に前記被覆部材が被覆された状態の被覆電線に対して捻り振動を加えて動的粘弾性試験を実施し、貯蔵剛性率と温度との相関関係を求め、この貯蔵剛性率と温度との相関関係と、この相関関係から求められたガラス転移温度及び捻り剛性率のうち少なくとも一つに基づいて被覆電線の熱劣化度を評価するため、従来のように、導体だけを除去したり、或は、被覆部を細かく切断するといった事前処理が不要となる。このため、簡易に被覆電線の熱劣化度を評価することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態に係る被覆電線の熱劣化度評価方法について説明する。
【００１２】
この被覆電線の熱劣化度評価方法は、導体に被覆部材が被覆された被覆電線の熱劣化度を評価する方法である。評価対象となる被覆電線は、例えば、樹脂被覆電線であり、好ましくは、ＰＶＣ被覆電線である。
【００１３】
発明者らは、上記のような被覆電線に対して導体を除去せずに熱劣化度を評価し得る方法について種々検討し、動的粘弾性試験に着目した。動的粘弾性試験は、対象となる試験片に温度や周波数を変化させつつ周期的な歪みを加え、その歪みと応力との関係から貯蔵剛性率等を求める試験である。
【００１４】
発明者らは、図１に示すように、導体１１に被覆部材１２が被覆されたままの状態である被覆電線１０に対して、捻り振動を加えて動的粘弾性試験を実施した。そして、動的粘弾性試験により得られる種々の試験結果と熱劣化度との関係を調査検討したところ、貯蔵剛性率と温度と相関関係が劣化時間（熱劣化度）に対して所定の依存関係にあることを見出した。また、貯蔵剛性率と温度との相関関係から求められるガラス転移温度及び捻り剛性率と被覆電線１０の劣化時間（熱劣化度）との間にも相関関係があることを見出した。
【００１５】
以上により、導体１１に被覆部材１２が被覆されたままの状態である被覆電線１０に対して、捻り振動を加えて動的粘弾性試験を実施し、その試験結果から得られる貯蔵剛性率と温度と相関関係や、ガラス転移温度Ｔｇ、捻り剛性率Ｇ´に基づいて被覆電線１０の熱劣化度を評価できることを見出した。
【００１６】
以下、実際の試験結果を示してより具体的に説明する。
【００１７】
まず、試験試料として次のものを準備した。すなわち、ＰＶＣ電線の一種であるＡＶＳＳ電線（導体１１の断面積が０．５sqのもの）を準備し、これを１４０℃の温度条件で熱劣化させたものを試験試料とした。試験試料としては、０〜４５０ｈｒの間で５０ｈｒ刻みの劣化時間で熱劣化させたものを複数準備した。なお、試験試料は、導体１１に被覆部材１２が被覆されたままの状態であり、２ｃｍ程度の長さ寸法に切断されている。
【００１８】
そして、各劣化時間の試験試料に対して捻り振動を加えて動的粘弾性試験を実施した。なお、動的粘弾性試験は、−１００℃から２００℃まで５℃／minの温度上昇速度で昇温させる条件で行った。すると、貯蔵剛性率Ｇ´と温度Ｔとの関係は、図２に示すようになった。
【００１９】
この図２から、劣化時間が長い試料である程、温度Ｔに対する貯蔵剛性率Ｇ´の変化曲線が上方（貯蔵剛性率Ｇ´が大きくなる方向）にシフトしていく傾向となっていることが明らかとなった。
【００２０】
よって、貯蔵剛性率Ｇ´と温度との相関関係から劣化時間（熱劣化度）を評価することができる。
【００２１】
例えば、事前に上記試験を実施して、各劣化時間毎に、温度Ｔに対する貯蔵剛性率Ｇ´の相対関係（変化曲線）を求めてマスターデータを得ておく。そして、熱劣化度を知りたい実際の試験試料について、上記試験を実施して温度Ｔに対する貯蔵剛性率Ｇ´の相対関係（変化曲線）を求める。この試験結果と上記マスターデータとを比較することで、所望の試験試料についての熱劣化度（劣化時間）を知ることができる。また、上記のように予めマスターデータを得ておかない場合であっても、例えば、複数の試料の熱劣化度（劣化時間）を相対評価する場合にも有効である。
【００２２】
また、図２に示す試験結果からガラス転移温度Ｔｇ及び捻り剛性率Ｇ´を求めることができる。ここでは、温度Ｔに対する貯蔵剛性率Ｇ´の変化曲線において、より低温側の曲線部分の接線と、温度が上昇するに伴って貯蔵剛性率Ｇ´が急激に下がる曲線部分での急峻な位置での接線との交点における温度を、ガラス転移温度Ｔｇとして求めている（劣化時間が０ｈｒである変化曲線に関するガラス転移点Ａについて図２参照）。また、温度Ｔに対する貯蔵剛性率Ｇ´の変化曲線において、ゴム状になる温度Ｔ１に＋５０℃加算した温度Ｔ２における貯蔵剛性率Ｇ´の値を捻り剛性率Ｇ´として求めている（劣化時間が４５０ｈｒである変化曲線に関する温度Ｔ１、Ｔ２について図２参照）。ここで、ゴム状になる温度Ｔ１は、ガラス転移温度を超えて温度上昇した領域で、温度変化曲線のカーブが急峻なカーブからなだらかなカーブになる変曲点での温度である。
【００２３】
そして、上記のようにして求められた劣化時間とガラス転移温度Ｔｇとの関係は図３に示すようになり、また、劣化時間と捻り剛性率Ｇ´との関係は図４に示すようになった。
【００２４】
図３及び図４に示すように、劣化時間が長時間となり劣化が進むのに伴って、ガラス転移温度Ｔｇ及び捻り剛性率Ｇ´共に大きくなる傾向があるという相関関係が見出された。
【００２５】
これにより、上記試験結果により求められたガラス転移温度Ｔｇ及び捻り剛性率Ｇ´のうち一方から、劣化時間（熱劣化度）を評価することができる。
【００２６】
例えば、事前に上記試験を実施して、劣化時間とガラス転移温度Ｔｇ及び捻り剛性率Ｇ´との相関関係を規定するマスターデータを得ておく。そして、熱劣化度を知りたい所望の試験試料について、上記試験を実施してガラス転移温度Ｔｇ及び捻り剛性率Ｇ´のうちの少なくとも一方を求める。そして、これらガラス転移温度Ｔｇや捻り剛性率Ｇ´を上記マスターデータと対照することで、所望の試験試料についての熱劣化度（劣化時間）を求めることができる。また、勿論、上記のようなマスターデータを得ておかない場合でも、例えば、複数の試料の熱劣化度（劣化時間）を相対評価する場合に有効である。
【００２７】
ここで、比較例として、従来の劣化度評価方法における試験結果を図５及び図６に示す。すなわち、上記と同様条件で劣化させた試験試料を準備し、これらに対して、従来と同様方法で引張り試験、溶剤抽出等を行い、劣化時間と最大破断強度、伸び率、可塑剤量、ゲル分率の測定を行った。図５は劣化時間に対する最大破断強度及び伸び率の関係を示しており、図６は劣化時間に対する可塑剤量及びゲル分率の関係を示している。
【００２８】
これら図５及び図６に示すように、従来では、劣化時間が長期化して熱劣化度が進むのに伴い、最大破断強度及びゲル分率は大きくなる一方、伸び率及び可塑剤量は小さくなるという相関関係から、電線の劣化度を評価していたのである。
【００２９】
そして、図３及び図５を対照することで、伸び率が急に小さくなる時間域（５０ｈｒ〜１００ｈｒ前後でガラス転移温度Ｔｇが大きく上昇し、その時間域経過直後前後でガラス転移温度Ｔｇの上昇がなだらかになるという相関関係が見出された。従って、所望の試験試料に対して上記試験を行って図３に示すような試験結果を得、当該試験結果においてガラス転移温度Ｔｇの変化度合が比較的大きくなる劣化時間域をもって、伸び率が急に小さくなる劣化時間域であると推測することができる。
【００３０】
以上のようにこの発明によると、導体１１に被覆部材１２が被覆された状態の被覆電線１０に対して捻り振動を加えて動的粘弾性試験を実施し、貯蔵剛性率Ｇ´と温度Ｔとの相関関係を求め、この貯蔵剛性率Ｇ´と温度Ｔとの相関関係と、この相関関係から求められたガラス転移温度Ｔｇ及び捻り剛性率Ｇ´のうち少なくとも一つに基づいて被覆電線１０の熱劣化度を評価している。このため、従来のように、導体だけを除去したり、或は、被覆部を細かく切断したり、また、非常に長い時間を要する溶剤抽出処理といった事前の処理が不要となり、簡易に被覆電線１０の熱劣化度を評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】試験試料に捻り振動を加えた状態を示す図である。
【図２】貯蔵剛性率と温度との関係を示す図である。
【図３】劣化時間とガラス転移温度との関係を示す図である。
【図４】劣化時間と捻り剛性率との関係を示す図である。
【図５】劣化時間と最大破断強度及び伸び率の関係を示す図である。
【図６】劣化時間と可塑剤量及びゲル分率の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  被覆電線
１１  導体
１２  被覆部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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