(57)【要約】【課題】高強力、高弾性率、高耐熱性の特徴を有し、低収縮かつ寸法安定性に優れながら、被覆体との接着性に優れ、十分な耐久性を有する抗張力体を提供すること。【解決手段】ポリエステル繊維を含有する抗張力体であって、該ポリエステル繊維がエチレン−２，６−ナフタレートを主たる繰り返し単位とし、繊維を構成する分子の末端カルボキシル基量が１５当量／ｔｏｎ以上であり、繊維表面における末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ以下である抗張力体。さらには、該ポリエステル繊維の表面に、エポキシ基を有する表面処理剤が付着していることや、繊維の融点が２７５〜３１０℃であること、繊維の強度が７．０〜９．８ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。また該ポリエステル繊維が撚糸された繊維コードであることが好ましい。また別の本発明は、上記の本発明の抗張力体を用いてなる高張力電力ケーブルであり、該抗張力体が導体を被覆する絶縁体の外側表面に存在する内外２層の保護被覆層の間に配置されていることが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル繊維を含有する抗張力体であって、該ポリエステル繊維がエチレン−２，６−ナフタレートを主たる繰り返し単位とし、繊維を構成する分子の末端カルボキシル基量が１５当量／ｔｏｎ以上であり、繊維表面における末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ以下であることを特徴とする抗張力体。
【請求項２】
該ポリエステル繊維の表面に、エポキシ基を有する表面処理剤が付着している請求項１記載の抗張力体。
【請求項３】
繊維の融点が２７５〜３１０℃である請求項１または２記載の抗張力体。
【請求項４】
繊維の強度が７．０〜９．８ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項１〜３のいずれか１項記載の抗張力体。
【請求項５】
繊維のＸ線広角回折より得られる結晶体積が１００〜１２００ｎｍ３であり、結晶化度が３０〜６０％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の抗張力体。
【請求項６】
繊維のＸ線広角回折の最大ピーク回折角が１４〜２８度である請求項１〜５のいずれか１項記載の抗張力体。
【請求項７】
繊維表面のエポキシ指数が１．０×１０−３当量／ｋｇ以下である請求項１〜６のいずれか１項記載の抗張力体。
【請求項８】
該ポリエステル繊維が撚糸された繊維コードである請求項１〜７のいずれか１項記載の抗張力体。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の抗張力体を用いてなる高張力電力ケーブル。
【請求項１０】
該抗張力体が導体を被覆する絶縁体の外側表面に存在する内外２層の保護被覆層の間に配置されている請求項９記載の高張力電力ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はポリエチレンナフタレート繊維からなるケーブル用抗張力体に関し、さらに詳しくは架空配電線の無停電バイパス工法等に使用される高張力電力ケーブルに適した抗張力体に関する。
【背景技術】
【０００２】
抗張力体としてはスチール製などのワイヤーが用いられることが多かったが、近年では軽量かつ抗張力性に優れた有機合成繊維からなる抗張力体が用いられることも多い。
例えば、架空配電線の無停電バイパス工法においては、スチール製のメッセンジャーワイヤに吊架することなく直接架設し得る高張力電力ケーブルとして、有機合成繊維からなる抗張力体によって補強された高張力電力ケーブルが知られている。これはスチール製の重いメッセンジャーワイヤに変えて、軽量かつ抗張力性に優れた有機合成繊維、例えばアラミド繊維やポリエステル繊維を用いる方法である。より具体的には、例えば特許文献１では、ポリエステル繊維としてポリエチレンナフタレート繊維が用いられている。
【０００３】
しかし、このポリエチレンナフタレート繊維では、低伸度で抗張力性には優れているものの、繰り返し使用した際の耐屈曲性において、不満足なものであった。特に夏の炎天下などの厳しい環境下で繰返し使用された場合に、十分な耐久性を示す抗張力体は得られていなかったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３４５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高強力、高弾性率、高耐熱性の特徴を有し、低収縮かつ寸法安定性に優れながら、被覆体との接着性に優れ、十分な耐久性を有する抗張力体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の抗張力体は、ポリエステル繊維を含有する抗張力体であって、該ポリエステル繊維がエチレン−２，６−ナフタレートを主たる繰り返し単位とし、繊維を構成する分子の末端カルボキシル基量が１５当量／ｔｏｎ以上であり、繊維表面における末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ以下であることを特徴とする。
【０００７】
さらには、該ポリエステル繊維の表面に、エポキシ基を有する表面処理剤が付着していることや、さらには繊維表面のエポキシ指数が１．０×１０−３当量／ｋｇ以下であることが好ましい。また、繊維の融点が２７５〜３１０℃であることや、繊維の強度が７．０〜９．８ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましく、繊維のＸ線広角回折より得られる結晶体積が１００〜１２００ｎｍ３であり、結晶化度が３０〜６０％であることや、繊維のＸ線広角回折の最大ピーク回折角が１４〜２８度であることが好ましい。また該ポリエステル繊維が撚糸された繊維コードであることが好ましい。
【０００８】
また別の本発明は、上記の本発明の抗張力体を用いてなる高張力電力ケーブルであり、該抗張力体が導体を被覆する絶縁体の外側表面に存在する内外２層の保護被覆層の間に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高強力、高弾性率、高耐熱性の特徴を有し、低収縮かつ寸法安定性に優れながら、被覆体との接着性に優れ、十分な耐久性を有する抗張力体が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の抗張力体は、ポリエステル繊維を含有するものであり、該ポリエステル繊維が、エチレンナフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルからなる繊維である。このポリエチレンナフタレートとしては、エチレン−２，６−ナフタレートであることが好ましい。そしてこのポリエステルの主たる繰返し単位の含有量としては、ポリエチレンナフタレートを構成する全ジカルボン酸成分に対して、その繰り返し単位が８０モル％以上含有されていることが好ましい。特には９０モル％以上含むポリエステルであることが好ましく、強力維持率の点からは共重合成分を含まないホモポリマーであることがもっとも好ましい。
【００１１】
また本発明の抗張力体としては、その繊維を構成する分子の末端カルボキシル基量が１５当量／ｔｏｎ以上であり、繊維表面における末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ以下であることが必須である。さらには、その繊維を構成する分子の末端カルボキシル基量（内部）は１６〜２５当量／ｔｏｎの範囲であることが好ましい。また繊維表面における末端カルボキシル基量は３〜９当量／ｔｏｎの範囲であることが好ましい。またこれらの繊維中の末端カルボキシル基量と繊維表面の末端カルボキシル基量の差は５〜１５当量／ｔｏｎであることが好ましく、特には７〜１３当量／ｔｏｎであることが好ましい。
【００１２】
本発明者らは、抗張力体を構成するポリエチレンナフタレートにおいてはその繊維の表面に存在する分子末端のカルボキシ基量の存在がその耐久性に大きな影響を与えるのに対し、繊維内部に存在する分子の末端カルボキシル基量は従来の通説とは異なり耐久性への悪影響は少なく、逆に表面を被覆する樹脂との接着の観点から、末端カルボキシ基量が一定量以上必要であることを見出したのである。
【００１３】
さらには本発明の抗張力体としては、そのポリエステル繊維の表面に、エポキシ基を有する表面処理剤が付着していることが好ましい。特にはポリエステル繊維を構成する分子の内部末端カルボキシル基量が元々１５当量／ｔｏｎ以上あり、その繊維表面にエポキシ基を有する表面処理剤が付着することにより、繊維表面の末端カルボキシル基量が１０当量／ｔｏｎ以下となっていることが好ましい。このようにポリマー中のカルボキシル基が繊維表面においてエポキシ基と反応することにより、本発明のポリエステル繊維から構成される抗張力体は極めて優れた接着性能を有することができる。このとき繊維表面の末端カルボキシル基量が多く残存し過ぎる場合には、耐久性や接着性が低下する傾向にある。
【００１４】
本発明の抗張力体の表面にエポキシ基を有する表面処理剤が付着している場合、表面処理剤としては、１分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ化合物の一種又は二種以上の混合物であるエポキシ化合物を含有することが好ましい。より具体的にはハロゲン含有のエポキシ類が好ましく、例えばエピクロルヒドリン多価アルコール又は多価フェノールとの合成によって得られるものを挙げることができ、グリセロールポリグリシジルエーテルやポリグリセロールポリグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテルなどの化合物が好ましい。このようなエポキシ化合物を含む表面処理剤の繊維表面への付着量としては、０．０５〜１．５重量％であることが好ましく、さらには０．１０〜１．０重量％であることが好ましい。また表面処理剤には平滑剤、乳化剤、帯電防止剤やその他添加剤等を必要に応じて混合しても良い。
【００１５】
エポキシ基を有する表面処理剤が本発明の抗張力体に付着している場合、その繊維表面におけるエポキシ指数としては、１．０×１０−３当量／ｋｇ以下であることが好ましい。さらには表面処理ポリエステル繊維１ｋｇあたりのエポキシ指数が０．０１×１０−３〜０．５×１０−３当量／ｋｇであることが好ましい。繊維表面のエポキシ指数が高すぎる場合には、未反応のエポキシ化合物が多くなる傾向にあり、たとえば撚糸工程で粘性を帯びたスカムがガイド類に大量に発生するなど、繊維の工程通過性が低下するとともに、撚糸斑等の製品品位の低下を招く問題が発生する傾向にある。
【００１６】
さらには、エポキシ基を有する表面処理剤が付着した本発明の抗張力体には、さらにアルカリ性硬化触媒がその繊維表面に付着していることが好ましい。ここでアルカリ性硬化触媒としては、先に述べたエポキシ化合物を硬化させるエポキシ硬化剤であることが好ましい。このようなアルカリ性硬化触媒としては、アミン化合物を挙げることができ、中でも脂肪族アミン化合物であることが好ましい。さらに好ましくは炭素数４〜２２の脂肪族アミンにエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドが２〜２０モル付加したアミン化合物であることが好ましい。
【００１７】
さて本発明の抗張力体はポリエステル繊維を含有するものであるが、ここでポリエステル繊維の固有粘度としては０．５０〜１．１０の範囲であることが好ましい。さらには０．６〜１．０５の範囲が、特には０．６５〜０．９５の範囲であることが好ましい。本発明に用いるポリエチレンナフタレート繊維においては、固有粘度が低すぎると繊維強度が低下する傾向に有り、特にゴムを高張力電力ケーブルマトリックスとして用いる場合、加硫工程での強力低下を十分に抑制すること困難となる傾向にある。
【００１８】
さらに本発明で用いられるポリエステル繊維としては、融点が２７５〜３１０℃であることが好ましい。融点が低すぎる場合には、工程における強力低下や、繊維コードの機械特性が温度上昇により劣化する傾向にある。
また、本発明にて用いられるポリエステル繊維の強度が７．０〜９．８ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。繊維強度が低い場合には、坑張力体として十分な補強効果を得られない傾向にある。
【００１９】
本発明に用いられるポリエステル繊維はポリエチレンナフタレート繊維であって、Ｘ線広角回折より得られる結晶体積が１００〜１２００ｎｍ３であり、結晶化度が３０〜６０％であることが好ましい。さらには結晶体積が２５０ｎｍ３以上、特には５５０ｎｍ３以上の範囲であることが好ましい。結晶体積が大きい場合には融点が高く耐熱性に優れ、耐疲労性も良好な繊維となる。また結晶化度としては３５〜５５％であることが好ましい。
【００２０】
ここで本願の結晶体積とは、繊維の広角Ｘ線回折において、回折角が１５〜１６度、２３〜２５度、２５．５〜２７度の回折ピークから得られる結晶サイズの積である。ちなみにこのそれぞれの回折角はポリエチレンナフタレート繊維の結晶面（０１０）、（１００）、（１−１０）における面反射によるものであり、理論的には各ブラッグ反射角２θに対応するものであるが、全体の結晶構造の変化により若干シフトしたピークを有するものである。また、このような結晶構造はポリエチレンナフタレート繊維に特有のものである。例えば同じポリエステル繊維ではあっても、ポリエチレンテレフタレート繊維には存在しない。
【００２１】
このような本発明にて用いられるポリエチレンナフタレート繊維はＸ線広角回折の最大ピークが１４〜２８度の範囲にあるものであるが、さらには、耐熱性が高い繊維とするためには最大ピークが２５．５〜２７．０度の（１−１０）面の結晶が大きく成長したものであることが好ましく、寸法安定性と高強力を高いバランスで両立させるためには２３．０〜２５．０度の（１００）面の結晶が大きく成長したものであることが好ましい。
【００２２】
また、繊維が高い結晶化度であることにより、高い引張強度や高モジュラスを実現することが容易になる。本願の結晶化度（Ｘｃ）とは、比重（ρ）とポリエチレンナレフタレートの完全非晶密度（ρａ）と完全結晶密度（ρｃ）とから下記の数式（１）により求めた値である。
結晶化度  Ｘｃ＝｛ρｃ（ρ−ρａ）／ρ（ρｃ−ρａ）｝×１００  数式（１）
式中  
ρ  ：ポリエチレンナフタレート繊維の比重
ρａ  ：１．３２５（ポリエチレンナレフタレートの完全非晶密度）
ρｃ  ：１．４０７（ポリエチレンナレフタレートの完全結晶密度）
【００２３】
結晶化度を高めるためには、結晶体積を大きくするのと同じく、紡糸ドラフト比や延伸倍率等を高め、繊維を高倍率に引き伸ばすことによって得ることができる。
また紡糸前のポリマーの段階で、均一な結晶構造を形成させることが重要であり、たとえば特有のリン化合物をポリマーに含有させることによってそのような均一な結晶構造を実現させることが可能となる。このようなリン化合物としてはフェニルホスホン酸およびその誘導体であることが好ましく、特にフェニルホスホン酸は水酸基を有するため、そうでは無いフェニルホスホン酸ジメチルなどのアルキルエステルに比べて沸点が高く、真空下で飛散しにくいというメリットもある。
【００２４】
これら特有のリン化合物を溶融ポリマー中に直接添加することにより、ポリエチレンナフタレートの結晶性が向上し、その後の製造条件の下で結晶化度と、結晶体積のバランスの取れたポリエチレンナフタレート繊維を得ることができる。これはこの特有のリン化合物が、紡糸及び延伸工程で生じる粗大な結晶成長を抑制し結晶を微分散化させる効果であると考えられる。また従来ポリエチレンナフタレート繊維を高速紡糸することは非常に困難であったが、これらのリン化合物が添加されることにより、紡糸安定性が飛躍的に向上し、かつ断糸が起きない点から実用的な延伸倍率を高めることによって繊維を高強度化することができるようになった。
【００２５】
またこのようなリン化合物は、金属と共に用いることが好ましく、例えば二価金属とともに用いることが好ましい。さらにはリン化合物と共に、周期律表における第４〜５周期かつ３〜１２族の金属元素およびＭｇの群より選ばれる少なくとも１種以上の金属元素が溶融ポリマー中に添加されていることが好ましい。特には繊維に含まれる金属元素が、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｍｇの群から選ばれる少なくとも１種以上の金属元素であることが好ましい。中でも２価金属であることが好ましい。このような金属成分とリン化合物をポリマー中に含有することにより、均一なポリマー構造を実現させることが可能となるのである。
【００２６】
本発明に用いられるポリエステル繊維の単糸繊度には特に限定は無いが、製糸性の観点から０．１〜１００ｄｔｅｘ／フィラメントであることが好ましい。特に強力、耐熱性や接着性の観点から、１〜２０ｄｔｅｘ／フィラメントであることが好ましい。
本発明の抗張力体の総繊度に関しては特に制限は無いが、１０〜１０，０００ｄｔｅｘが好ましく、特に２５０〜６，０００ｄｔｅｘであることが好ましい。また総繊度としては例えば１，０００ｄｔｅｘの繊維を２本合糸して総繊度２，０００ｄｔｅｘとするように、紡糸、延伸の途中、あるいはそれぞれの終了後に２〜１０本の合糸を行うことも好ましい。
【００２７】
このような本発明の抗張力体は、例えば以下の製造方法にて得ることが出来る。
本発明の抗張力体に用いられるポリエステル繊維は、エチレンナフタレートを主たる繰り返し単位とするポリエステルポリマーを溶融紡糸することにより得ることが出来る。このポリエステルの主たる繰返し単位の含有量としては、ポリエステルを構成する全ジカルボン酸成分に対して、その繰り返し単位が８０モル％以上含有されていることが好ましい。特には９０モル％以上含むポリエステルであることが好ましい。またポリエステルポリマー中に少量であれば、適当な第３成分を含む共重合体であっても差し支えない。
【００２８】
繊維の固有粘度としては０．６０以上であることが好ましいが、そのためには、ポリマー段階での固有粘度は、生チップを固相重合するなどの手法により高め、紡糸前には０．６５以上とすることが好ましく、さらには０．６７〜１．０の範囲にすることが、特には０．７０〜０．８０の範囲にすることが好ましい。原糸中の末端カルボキシル基量を１５当量／ｔｏｎ以上とするためには、ポリマー段階でも１５〜３０当量／ｔｏｎ、さらには１６〜２５当量／トン、特には１８〜２３当量／トンの範囲のポリエステルポリマーを用いることが好ましい。このように原糸中の末端カルボキシル基量を増加させるためには、生チップでの固有粘度を必要最小限に抑えたり、固相重合時の重合時間を短くするなどの方法や、紡糸時の溶融温度を高めるなどの方法を採用することが好ましい。
【００２９】
本発明に用いられるポリエステル繊維を得るための延伸方法としては、引取りローラーから一旦巻取って、いわゆる別延伸法で延伸してもよいが、引取りローラーから連続的に延伸工程に未延伸糸を供給する、いわゆる直接延伸法で延伸することが生産性の面からも好ましい。また延伸条件としては１段でも良いが多段延伸であることが好ましく、延伸負荷率としては６０〜９５％であることが好ましい。延伸負荷率とは繊維が実際に断糸する張力に対する、延伸を行う際の張力の比である。
【００３０】
このように高速にて紡糸する場合、紡糸口金から吐出直後に溶融ポリマー温度以上の加熱紡糸筒を通過することが好ましい。加熱紡糸筒の長さとしては１０〜５００ｍｍであることが好ましい。紡糸口金から吐出された直後のポリマーはすぐに配向しやすく、単糸切れを発生しやすいため、このように加熱紡糸筒をもちいて遅延冷却させることが好ましい。加熱紡糸筒を通過した紡出糸条は、次いで３０℃以下の冷風を吹き付けて冷却することが好ましい。さらには２５℃以下の冷風であることが好ましい。
【００３１】
本発明の抗張力体に用いられるポリエステル繊維は、好ましくはその繊維表面にエポキシ基を有する表面処理剤が付着している。ここでエポキシ基を有する表面処理剤とは、エポキシ化合物を含有するものであり、そのエポキシ化合物としては、例えば１分子中にエポキシ基を２個以上有するエポキシ化合物の一種又は二種以上の混合物であることが好ましい。より具体的にはハロゲン含有のエポキシ類が好ましく、例えばエピクロルヒドリン多価アルコール又は多価フェノールとの合成によって得られるものを挙げることができ、グリセロールポリグリシジルエーテルやポリグリセロールポリグリシジルエーテル、レゾルシンジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテルなどの化合物が好ましい。このようなエポキシ基を有する表面処理剤の繊維表面への付着量としては、０．０５〜１．５重量％、好ましくは０．１０〜１．０重量％であることが好ましい。この表面処理剤には平滑剤、乳化剤、帯電防止剤やその他添加剤等を必要に応じて混合したものであることも好ましい。
【００３２】
また、表面処理剤中のエポキシは先に表面にて硬化させることが好ましく、そのためには表面処理剤を塗布する前の紡糸段階等にて、アルカリ性硬化触媒などをあらかじめ繊維表面に塗布し、その後エポキシ基を有する表面処理剤を塗布した後に熟成処理することが好ましい。
【００３３】
ここで用いるアルカリ性硬化触媒としては、特にはアミン化合物であることが好ましい。より具体的には、例えば脂肪族アミン化合物等の、さらに好ましくは炭素数４〜２２の脂肪族アミンにエチレンオキシド及び／又はプロピレンオキシドが２〜２０モル付加したアミン化合物が最適である。硬化触媒の付与量としては、０．１０〜２．０重量％が好ましく、さらには０．３０〜１．０重量％であることが好ましい。
【００３４】
本発明の抗張力体用のポリエステル繊維は、上記のような製造方法にて得られたものであるが、さらには抗張力体とするためには、このポリエステル繊維をマルチフィラメントとし、撚りを掛けてコードの形態とすることが好ましい。このような抗張力体は、マルチフィラメント繊維に撚りを掛けることにより、強力利用率が平均化し、その抗張力体を用いた高張力電力ケーブルマトリックス中の疲労性が向上する。撚り数としては５０〜１０００回／ｍの範囲であることが好ましく、下撚りと上撚りを行い合糸したコードであることも好ましい。合糸する前の糸条を構成するフィラメント数は５０〜３０００本であることが好ましい。このようなマルチフィラメントとすることにより耐疲労性や柔軟性がより向上する。繊度が小さすぎる場合には強度が不足する傾向にある。逆に繊度が大きすぎる場合には太くなりすぎて柔軟性が得られない問題や、紡糸時に単糸間の膠着が起こりやすく安定した繊維の製造が困難となる傾向にある。
【００３５】
さらに、本発明の抗張力体に使用するポリエステル繊維は、被覆体にゴムを用いる場合には、その表面に繊維・ゴム用のＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス）系接着剤を付与したものであることが好ましい。接着処理した本発明の抗張力体は、未加硫ゴムに埋め込み加硫することによって、繊維・ゴム複合体とすることができ、高張力電力ケーブルとして、最適に使用することができる。
【００３６】
本発明の抗張力体に用いられるポリエチレンナフタレート繊維は、高強力、高弾性率、高耐熱性の特徴を有し、低収縮率の物性を保ちながら、ポリマー中のカルボキシル基末端と表面処理剤中のエポキシ基が反応し、高い接着性を有している。また繊維表面におけるエポキシ基とカルボキシル基末端による表面保護効果により、高張力電力ケーブルマトリックス中での接着耐久性に極めて優れた抗張力体となった。そのため特に本発明の抗張力体は、高張力電力ケーブルマトリックス中にて屈曲疲労をさせた後にもそのマトリックスとの接着性や耐疲労性を高いレベルを保つことができ、高温動的疲労後の接着性に極めて優れた抗張力体となった。
【００３７】
以上に述べた抗張力体を用いてなる高張力電力ケーブルは、抗張力体が、導体を被覆する絶縁体の外側表面に存在する内外２層の保護被覆層の間に配置されている高張力電力ケーブルであることが好ましい。
【００３８】
本発明の高張力電力ケーブルはこのように物性に優れた抗張体を用いているゆえに、耐久性、特に夏場などの厳しい環境下や、屈曲・変形などをともなう場合であっても、張力印加時の長さ変形を抑え良好な作業性を確保できるとともに、良好な耐久性をも得ることができる。
【００３９】
また、本発明の高張力電力ケーブルにおいては、保護被覆層として用いる樹脂としては、例えばエステル型ポリウレタン樹脂のようなビカット軟化点５０℃以上、さらには６０〜２００℃程度の樹脂を用いることができる。あるいは抗張力体に使用するポリエステル繊維の表面に繊維・ゴム用のＲＦＬ系接着剤を付与し、保護被覆層としてゴムを用いることもできる。このとき高張力電力ケーブルとしては、外層の保護被覆層が抗張力体を取り囲むように被覆されていることが好ましい。
【実施例】
【００４０】
本発明をさらに下記実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例により限定されるものではない。また各種特性は下記の方法により測定した。
【００４１】
（１）固有粘度：
チップまたは繊維をフェノールとオルトジクロロベンゼンとの混合溶媒（容量比６：４）に溶解し、３５℃でオストワルド型粘度計を用いて測定して求めた。ＩＶと表記した。
【００４２】
（２）末端カルボキシル基量（分子）
粉砕機を用いて粉末状にしたポリエチレンナフタレートサンプル４０．００グラムおよびベンジルアルコール１００ｍｌをフラスコに加え、窒素気流下で２１５±１℃の条件下、４分間にてポリエチレンナフタレートサンプルをベンジルアルコールに溶解させた。溶解後、室温にまでサンプル溶液を冷却させた後、フェノールレッドのベンジルアルコール０．１質量％溶液を適量添加し、Ｎ規定の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液によって、速やかに滴定し、変色が起こるまでの滴下量をＡｍｌとした。ブランクとして１００ｍｌのベンジルアルコールにフェノールレッドのベンジルアルコール０．１質量％を同量添加し、Ｎ規定の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液によって、速やかに滴定し、変色が起こるまでの滴下量をＢｍｌとした。それらの値から下記式によってポリエチレンナフタレートサンプル中の末端ＣＯＯＨ基含有量（末端カルボキシル基量）を計算した。
末端ＣＯＯＨ基含有量（当量／ｔｏｎ）＝（Ａ−Ｂ）×１０３×Ｎ×１０６／４０
数式（２）
なお、ここで使用したベンジルアルコールは試薬特級グレードの物を蒸留し、遮光瓶に保管したものを利用した。Ｎ規定の水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液は、定法により事前に濃度既知の硫酸溶液によって滴定し、規定度Ｎを正確に求めたものを使用した。
【００４３】
（３）繊維表面末端カルボキシル基量
ＪＩＳ  Ｋ００７０−３．１項  中和滴定法に準じて繊維表面のカルボキシル基量（酸価）を求めた。すなわち、繊維試料約５ｇにジエチルエーテル／エタノール＝１／１溶液５０ｍｌを加え、指示薬としてフェノールフタレイン溶液を数滴添加し、室温で１５分間超音波振とうした。この溶液に０．１ｍｌ水酸化カリウムエタノール溶液（ファクター値ｆ＝１．０３０）で滴定し、指示薬のうすい紅色が３０秒間続いたときを終点として指示薬滴下量を測定し、以下の式から酸価を算出した。
酸価Ａ（当量／ｔｏｎ）＝（Ｂ×１．０３０×１００）／Ｓ  数式（３）
［ここで、Ｂは０．１ｍｌ水酸化カリウムエタノール溶液滴定量（ｍｌ）、Ｓは試料量（ｇ）を表す。］
【００４４】
（４）比重、結晶化度
比重は四塩化炭素／ｎ−ヘプタン密度勾配管を用い、２５℃で測定した。得られた比重から下記の数式（４）より結晶化度を求めた。
結晶化度  Ｘｃ＝｛ρｃ（ρ−ρａ）／ρ（ρｃ−ρａ）｝×１００  数式（４）
式中  ρ  ：ポリエチレンナフタレート繊維の比重
ρａ  ：１．３２５（ポリエチレンナレフタレートの完全非晶密度）
ρｃ  ：１．４０７（ポリエチレンナレフタレートの完全結晶密度）
【００４５】
（５）結晶体積、最大ピーク回折角
繊維の結晶体積、最大ピーク回折角はＢｒｕｋｅｒ社製Ｄ８  ＤＩＳＣＯＶＥＲ  ｗｉｔｈ  ＧＡＤＤＳ  Ｓｕｐｅｒ  Ｓｐｅｅｄを用いて広角Ｘ線回折法により求めた。
結晶体積は、繊維の広角Ｘ線回折において２Θがそれぞれ１５〜１６°、２３〜２５°、２５．５〜２７°に現れる回折ピーク強度の半価幅より、それぞれの結晶サイズをフェラーの式、
Ｄ＝（０．９４×λ×１８０）／（π×（Ｂ−１）×ｃｏｓΘ）  数式（５）
（ここで、Ｄは結晶サイズ、Ｂは回折ピーク強度の半価幅、Θは回折角、λはＸ線の波長（０．１５４１７８ｎｍ＝１．５４１７８オングストローム）を表す。）
より算出し、下式により結晶１ユニットあたりの結晶体積とした。
結晶体積（ｎｍ３）＝結晶サイズ（２Θ＝１５〜１６°）×結晶サイズ（２Θ＝２３〜２５°）×結晶サイズ（２Θ＝２５．５〜２７°）  数式（６）
最大ピーク回折角は、広角Ｘ線回折において強度が最も大きいピークの回折角を求めた。
【００４６】
（６）融点Ｔｍ
ＴＡインスツルメンツ社製Ｑ１０型示差走査熱量計を用い、試料量１０ｍｇの繊維を窒素気流下、２０℃／分の昇温条件で３２０℃まで加熱して現れた吸熱ピークの温度を融点Ｔｍとした。
【００４７】
（７）エポキシ指数（ＥＩ）
加温処理後の該ポリエチレンナフタレート繊維をＪＩＳ  Ｋ−７２３６に従ってエポキシ指数（ＥＩ：繊維１ｋｇあたりのエポキシ当量数）を測定した。
【００４８】
（８）繊維の強伸度及び中間荷伸
引張荷重測定器（（株）島津製作所製オートグラフ）を用い、ＪＩＳ  Ｌ−１０１３に従って測定した。尚、中間荷重伸度伸は繊維の場合、強度４ｃＮ／ｄｔｅｘ時の伸度を、コードの場合には４４Ｎ時の伸度である。
【００４９】
（９）乾熱収縮率
ＪＩＳ−Ｌ１０１３に従い、２０℃、６５％ＲＨの温湿度管理された部屋で２４時間放置後、無荷重状態で、乾燥機内で１８０℃×３０ｍｉｎ熱処理し、熱処理前後の試長差より算出した。
【００５０】
（１０）処理コードの作成
繊維に４９０回／ｍのＺ撚を与えた後、これを２本合わせて４９０回／ｍのＳ撚を与えて、１１００ｄｔｅｘ×２本の生コードとした。この生コードを接着剤（ＲＦＬ）液に浸漬し、２４０℃で２分間緊張熱処理した。
【００５１】
（１１）耐熱強力維持率
ポリエチレンナフタレート繊維２本を、上撚４９０回／ｍ、下撚４９０回／ｍを掛けたものを生コードとして、その生コードをＲＦＬ接着剤に付漬し、張力下で２４０℃で２分間処理した処理コードの強力を測定したものを強力Ａとする。その後、処理コードを加硫モールド中に埋め込み、８０℃で１２０分、促進加硫した処理コードを抜き出し、強力を測定したものを強力Ｂとし、強力維持率をＢ／Ａ（％）の式でもとめた。
【００５２】
（１２）初期剥離接着力
処理コードとゴムとの接着力を示すものである。コードを３６本／２．５４ｃｍ（ｉｎｃｈ）で引きそろえ、０．５ｍｍ厚の天然ゴムを主成分とするカーカス配合の未加硫ゴムシートで挟みつける。これらのシートを、直行するように重ねあわせ、１５０℃の温度で、３０分間、５０ｋｇ／ｃｍ２のプレス圧力で加硫し、次いで、コード方向に沿って短冊状に切り出す。作成したサンプルの短冊に沿った方のシートをゴムシート面に対し９０度の方向へ２００ｍｍ／分の速度で剥離するのに要した力をＮ／２．５４ｃｍ（ｉｎｃｈ）で示したものである。なおこの初期剥離接着力は室温にて測定したものである。
【００５３】
（１３）動的疲労後のゴムとの接着性能評価（シューシャイン測定（１）（２））
２．５ｍｍ厚のＳＢＲ／ＮＲ系ゴムを挟んで、得られたコードを２６本／２．５４ｃｍ（ｉｎｃｈ）の密度で互いに平行に並べた２層のプライを作成し、さらに各プライ層の外側を１．５ｍｍ厚のＳＢＲ／ＮＲ系ゴムでカバーしたのち、温度１５０℃で３０分間、９０ｋｇ／ｃｍ２の条件で加硫して、長さ５００ｍｍ、幅５ｍｍ、厚み５．５ｍｍのベルトを作成した。
次いで、このベルトを５０ｋｇ／２．５４ｃｍ（ｉｎｃｈ）の荷重を印加して直径５０ｍｍのプーリーに取付け、温度１００℃にて５時間にわたり３０，０００サイクルの繰返し伸張圧縮疲労を加えた。伸張圧縮疲労後のベルトのプライ間を３００ｍｍ／分の速度で剥離し、得られる平均剥離接着力（Ｎ／２．５４ｃｍ（ｉｎｃｈ））を高温動的疲労後の接着力として求めた。
【００５４】
（１４）屈曲疲労性評価
ＪＩＳ−Ｐ−８１１５に準じ、高張力電力ケーブルの被覆樹脂をタテ１１０ｍｍ、ヨコ１５ｍｍのシート状に切り出し、ＭＩＴ型屈曲試験機に荷重９．８Ｎでセットし、速度１７５回／分、角度１３５°で屈曲させた時の破断回数を示した。
【００５５】
［実施例１］
（抗張力体の製造）
２，６−ナフタレンジカルボン酸ジメチル１００重量部とエチレングリコール５０重量部との混合物に酢酸マンガン四水和物０．０３０重量部、酢酸ナトリウム三水和物０．００５６重量部を攪拌機、蒸留搭及びメタノール留出コンデンサーを設けた反応器に仕込み、１５０℃から２４５℃まで徐々に昇温しつつ、反応の結果生成するメタノールを反応器外に留出させながら、エステル交換反応を行い、引き続いてエステル交換反応が終わる前にフェニルホスホン酸（ＰＰＡ）を０．０３重量部（５０ミリモル％）を添加した。その後、反応生成物に三酸化二アンチモン０．０２４重量部を添加して、攪拌装置、窒素導入口、減圧口及び蒸留装置を備えた反応容器に移し、３０５℃まで昇温させ、３０Ｐａ以下の高真空下で縮合重合反応を行い、常法に従ってチップ化して極限粘度０．６２のポリエチレンナフタレート樹脂チップを得た。このチップを６５Ｐａの真空度下、１２０℃で２時間予備乾燥した後、同真空下２４０℃で１０〜１３時間固相重合を行い、極限粘度０．７１のポリエチレンナフタレート樹脂チップを得た。
【００５６】
高カルボキシル基末端を有するポリエチレンテレフタレートチップを用い、溶融紡糸法により高速紡糸、多段延伸し、表面にエポキシ処理することにより、下記のようなポリエステル繊維を準備した。
このとき紡糸油剤としては、グリセリントリオレート６５部、ＰＯＥ（１０）ラウリルアミノエーテル１２部、ＰＯＥ（２０）硬化ヒマシ油エーテル８部、ＰＯＥ（２０）硬化ヒマシ油トリオレート１２部、ＰＯＥ（８）オレイルホスフェートＮａ２部、酸化防止剤１部からなる油剤組成分１０部を５０℃に加温したものを用意した。
【００５７】
また、仕上油剤としては、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル（ナガセケムテックス社製「デナコールＥＸ−５１２」）６０部、ジイソオクチルアゼレート３０部、ＰＯＥ（８）硬化ヒマシ油エーテル８部、ジイソオクチルスルホサクシネートＮａ２部からなる油剤組成分４５部を４０℃に加温した後、４０℃に加温した軟化水５５部にゆっくり添加しながら攪拌したのち、１８℃に冷却したものを用意した。
そして上記ポリエチレンテレフタレートチップを３０５℃の溶融温度で紡糸することにより、紡糸口金より紡出され、４７５ｍ／分で引き取られた未延伸糸には、上記の紡糸油剤を繊維１００部に対して油剤付着分０．４部となるように付与した後、ローラーを用い、合計延伸倍率が５．９０倍になるように２段延伸し、引き続きローラー間で延伸倍率１．０倍の処理したのち、上記の仕上油剤を繊維１００部に対して油剤付着分が０．２重量部（エポキシ化合物成分付着量０．１２重量％）となるようにローラー式油剤付与法で付与し、インターレース（ＩＬ）ノズルで交絡を付与したのちに２８００ｍ／分の速度で各１０ｋｇを捲取った。そうして得られた繊維を、３０℃の温度下で３６０時間の熟成処理した。
【００５８】
得られた繊維は、固有粘度が０．６５、繊度が１１１２ｄｔｅｘ、強度が８．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が１２％の力学特性を有し、末端カルボキシル基量（内部）は１７当量／ｔｏｎであり、融点が２８０℃で、表面エポキシ基量は０．１×１０−３当量／ｋｇであった。
さらに得られたポリエステル繊維は、４９０回／ｍの下撚を掛けた後、これを２本合わせて４９０回／ｍの上撚をかけて得られてコードをレゾルシン・ホルマリン・ラテックス接着液（ＲＦＬ液）を用いて接着処理し、２４０℃で２分間緊張熱処理して抗張力体とした。
得られた、抗張力体の物性は、強力が１４４Ｎ、伸度が１０％、４４Ｎ時の荷伸が２．２％、１８０℃乾収が４．８％であった。
その抗張力体を用いて、動的疲労後の接着性（シューシャシンテスト）を実施した結果、動的疲労後の抗張力体の剥離接着力は５２０Ｎ／ｉｎｃｈであり、非常に高い接着力を持つものであった。
【００５９】
（高張力電力ケーブルの製造）
上記のポリエチレンナフタレート繊維からなる抗張体を用い、高張力電力ケーブルを作成した。この高張力電力ケーブルは、中心に導体、その周りに絶縁体としてＳＢＲ／ＮＲ系ゴムを配し、絶縁体のさらに外側にはＳＢＲ／ＮＲ系ゴムからなる内部保護被覆層と外部保護被覆層が抗張体を囲むように配置したものである。抗張体は内外保護被覆間に全周にわたって均一に縦添えさせるように配置した。
得られた高張力電力ケーブルの被覆樹脂について、屈曲疲労試験を行った結果を表１に併せて示す。
【００６０】
［比較例１］
固有粘度が０．７４のポリエチレンナフタレートチップを用い、２９５℃で溶融紡糸を行い、物性を揃えるために延伸条件を微調整した以外は、実施例１と同様のポリエステル繊維を準備した。
このものの最終繊度は実施例１と同じ１１１２ｄｔｅｘ、固有粘度が０．７１のポリエステル繊維であり、それを撚糸した抗張力体を得た。実施例１と比較し、繊維の末端カルボキシル基量（内部）が１０当量／ｔｏｎと少ないものの通常の剥離接着力は得られており、耐熱強力維持率も十分なものであった。しかし、動的疲労後の接着性（シューシャイン測定）においては劣るものであった。
さらにこの抗張力体を用いて、実施例１と同様に高張力電力ケーブルを作成した。評価結果を表１に併せて示す。
【００６１】
［比較例２］
比較例１と異なりエポキシ化合物を付与せず、紡糸油剤からもアミン成分を抜いた非アミン系の紡糸油剤を用いた以外は、比較例１と同様に行った。比較例１と比べ、耐熱強力維持率が低く、動的疲労後の接着性（シューシャイン測定）はさらに劣るものであった。
さらにこの抗張力体を用いて、実施例１と同様に高張力電力ケーブルを作成した。評価結果を表１に併せて示す。
【００６２】
［実施例２］
実施例１の紡糸速度を４７５ｍ／分から４０００ｍ／分とし、延伸速度を２８００から４２００ｍ／分とし、延伸倍率を調整した以外は、実施例１と同様に行い、固有粘度が０．６５、繊度が１１１０ｄｔｅｘ、強度が７．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が８％の力学特性を有したポリエステル繊維を得た。このものの末端カルボキシル基量（内部）は１７当量／ｔｏｎであり、融点が２９６℃で、表面エポキシ基量は０．１×１０−３当量／ｋｇであった。
さらに実施例１と同様に撚糸・接着処理し、強力が１１８Ｎ、伸度が７％、４４Ｎ時の荷伸が２．０％、１８０℃乾収が２．１％の抗張力体を得た。得られた抗張力体は耐熱強力維持率・動的疲労後の接着性（シューシャイン測定）に優れたものであった。
さらにこの抗張力体を用いて、実施例１と同様に高張力電力ケーブルを作成した。評価結果を表１に併せて示す。
【００６３】
［比較例３］
比較例１と同様のポリエチレンナフタレートチップを用い、物性を揃えるために延伸条件を微調整し、エポキシ化合物を付与せず、紡糸油剤からもアミン成分を抜いた非アミン系の紡糸油剤を用いた以外は、実施例２同様の抗張力体を準備した。実施例２に比べ、耐熱強力維持率や動的疲労後の接着性（シューシャイン測定）に劣るものであった。
さらにこの抗張力体を用いて、実施例１と同様に高張力電力ケーブルを作成した。評価結果を表１に併せて示す。
【００６４】
［実施例３］
実施例２の紡糸速度を４２００ｍ／分から５５００ｍ／分とし、延伸倍率を調整した以外は、実施例１と同様に行い、固有粘度が０．６５、繊度が１１１０ｄｔｅｘ、強度が８．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が８％の力学特性を有したポリエステル繊維を得た。このものの末端カルボキシル基量（内部）は１７当量／ｔｏｎであり、融点が２７８℃で、表面エポキシ基量は０．１×１０−３当量／ｋｇであった。
さらに実施例１と同様に撚糸・接着処理し、強力が１４５Ｎ、伸度が１０％、４４Ｎ時の荷伸が２．２％、１８０℃乾収が３．４％の抗張力体を得た。得られた抗張力体は耐熱強力維持率・動的疲労後の接着性（シューシャイン測定）に優れたものであった。
さらにこの抗張力体を用いて、実施例１と同様に高張力電力ケーブルを作成した。評価結果を表１に併せて示す。
【００６５】
［比較例４］
比較例１と同様の低カルボキシル基末端を有するポリエチレンナフタレートチップを用い、物性を揃えるために延伸条件を微調整し、エポキシ化合物を付与せず、紡糸油剤からもアミン成分を抜いた非アミン系の紡糸油剤を用いた以外は、実施例３同様のポリエステル繊維を準備した。実施例３に比べ、耐熱強力維持率や動的疲労後の接着性（シューシャイン測定）に劣るものであった。
さらにこの抗張力体を用いて、実施例１と同様に高張力電力ケーブルを作成した。評価結果を表１に併せて示す。
【００６６】
【表１】
2013204164.tif 000002