JPH06273326A

JPH06273326A - 可塑剤および充填剤を含有する合成樹脂成形品の非破壊的劣化診断方法

Info

Publication number: JPH06273326A
Application number: JP6574693A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Mitsui; 勉三井; Setsu Hanai; 節花井; Hiroaki Umeda; 裕明梅田
Original assignee: DENSEN SOGO GIJUTSU CENTER
Current assignee: DENSEN SOGO GIJUTSU CENTER
Priority date: 1993-03-24
Filing date: 1993-03-24
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】軟質塩化ビニル樹脂のような合成樹脂が被覆
された電線・ケーブルの経年劣化を容易にかつ精度よく
診断することができる可塑剤および充填剤を含有する合
成樹脂成形品の非破壊的劣化診断方法を提供する。【構成】可塑剤および充填剤を含有する合成樹脂の赤
外線吸収スペクトルまたはラマンスペクトルを測定し、
これらの赤外線吸収スペクトルまたはラマンスペクトル
中の可塑剤と充填剤に基づくピークの比を、予め求めて
おいたその合成樹脂の劣化度と前記比との関係を示すデ
ータに照合して、測定試料の劣化度を診断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電線・ケーブルにおけ
る被覆樹脂の劣化診断、寿命推定に有用な、可塑剤およ
び充填剤を含有する合成樹脂成形品の非破壊劣化診断方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、特殊な環境下、すなわち、高
温、高放射線下で使用される計装ケーブルや制御ケーブ
ルなどの電線・ケーブルにおける絶縁体やシース材料に
は、軟質塩化ビニル樹脂が、絶縁抵抗や耐電圧が比較的
高く、また、難燃性、耐油性、耐オゾン性、耐水性など
が良好なことから、多用されている。しかして、近年、
このような電線・ケーブルの経年劣化を容易にかつ精度
よく診断し得る技術の開発が要求されている。

【０００３】従来、電線・ケーブルにおける被覆材の劣
化の診断、寿命の推定は、実布設された電線・ケーブル
とは別に、同種の電線・ケーブルについて暴露試験や劣
化促進試験を行い、伸びや引張強度などの物性の経時変
化を調べ、その結果を用いて破壊試験により寿命を推定
することが行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、劣化の診断、寿命の推定に多くの時間と
労力を要する上、結果が必ずしも実布設された電線・ケ
ーブルの劣化を正しく示しているとは限らないという問
題があった。すなわち、電線・ケーブルが布設される環
境はそれぞれ異なるため、実布設された電線・ケーブル
の劣化を正しく診断するためには、実布設された電線・
ケーブルからそのまま非破壊的に劣化の情報を得、これ
に基づいて劣化を診断し、寿命を推定することが望まし
い。しかしながら、従来の方法は、破壊しなければ測定
できない伸びや引張強度などの物性の変化から劣化を診
断するものであるため、実布設された電線・ケーブルか
ら試験に必要な試料を切出す必要があり、試料採取の不
可能な箇所の場合は診断が困難であるとともに、採取し
た試料による試験評価に時間を要するものであった。本
発明はこのような従来の事情に対処してなされたもの
で、軟質塩化ビニル樹脂のような合成樹脂からなる成形
品の劣化を非破壊的に診断することができ、もって、こ
のような樹脂が被覆された電線・ケーブルの経年劣化を
容易にかつ精度よく診断することができる可塑剤および
充填剤を含有する合成樹脂成形品の非破壊的劣化診断方
法を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の可塑剤および充
填剤を含有する合成樹脂成形品の非破壊的劣化診断方法
は、可塑剤および充填剤を含有する合成樹脂の赤外線吸
収スペクトルまたはラマンスペクトルを測定し、これら
の赤外線吸収スペクトルまたはラマンスペクトル中の可
塑剤と充填剤に基づくピークの比を、予め求めておいた
標準試料のそれと比較して劣化の程度を診断することを
特徴とする。

【０００６】以下、本発明方法について詳細に説明す
る。本発明においては、まず、可塑剤および充填剤を含
有する合成樹脂の赤外線吸収スペクトルまたはラマンス
ペクトルを測定する。ここで、可塑剤および充填剤を含
有する合成樹脂としては、たとえば電線・ケーブルの絶
縁体用あるいはシース用などとして用いられている各種
軟質塩化ビニル樹脂があげられる。本発明においては、
このような樹脂は、電線・ケーブルに被覆されたままで
あってもよく、また、電線・ケーブルから剥離したもの
であってもよい。あるいは別に調製したものであっても
よい。

【０００７】これらの試料について、赤外線吸収スペク
トルを測定する方法としては、フーリエ変換赤外分光分
析装置を用いたＦＴ−ＩＲ−ＡＴＲ法が望ましく、なか
でも多重反射ＡＴＲ法がより好ましい。この方法は、金
属板上にＫＲＳ−５（屈折率2.4、臭化タリウム、ヨウ
化タリウム）を置き、さらにその上に試料をセットし、
ＫＲＳ−５に赤外光を照射すると、入射してきた赤外光
は金属面では反射、試料面では全反射を繰り返すが、そ
の全反射の際に赤外光がわずかに試料に入りこむため
に、試料の表面層（数ミクロン程度）だけの赤外線吸収
スペクトルが得られるものである。また、ラマンスペク
トルの測定には、たとえばフーリエ変換ラマン分光測定
装置が使用される。

【０００８】図１は、上記方法で得られた赤外線吸収ス
ペクトルの一例、すなわち、可塑剤としてジオクチルフ
タレート（ＤＯＰ）、充填剤として炭酸カルシウムを含
む軟質塩化ビニル樹脂からなる 1mm厚さのシートについ
て多重反射ＡＴＲ法により測定した赤外線吸収スペクト
ルを示したものである。また、図２は、ラマンスペクト
ルの一例、すなわち、赤外線吸収スペクトルの場合と同
じ 1mm厚さのシートについてフーリエ変換ラマン分光測
定装置を用いて測定したラマンスペクトルを示したもの
である。これらのスペクトルにはいずれもベースのレジ
ンや可塑剤などのシートに含有される成分に基づくピー
クが現れるので、赤外線吸収スペクトルからは、そのう
ちの可塑剤の吸収帯に現れるピーク（ここではＤＯＰの
吸収帯 1722.14cm^-1に現れるピーク）と、充填剤の吸収
帯に現れるピーク（ここでは炭酸カルシウムの吸収帯 1
425.15cm^-1に現れるピーク）との比（以下、ＩＲピーク
比と記す。）を求める。また、ラマンスペクトルから
は、可塑剤の吸収帯に現れるピーク（ここではＤＯＰの
吸収帯 1724.07cm^-1に現れるピーク）と、充填剤の吸収
帯に現れるピーク（ここでは炭酸カルシウムの吸収帯 1
085.74cm^-1に現れるピーク）との比（以下、ラマンピー
ク比と記す。）を求める。

【０００９】次に、このようにして求めたＩＲピーク比
（ 1722.14cm^-1／ 1425.15cm^-1）またはラマンピーク比
（ 1724.07cm^-1／ 1085.74cm^-1）から、樹脂の劣化度を
診断する方法について説明する。

【００１０】すなわち、本発明者らは、ＩＲピーク比
（またはラマンピーク比）と劣化に良好な相関性があ
り、かつ劣化に対するＩＲピーク比（またはラマンピー
ク比）の変化と伸びの変化がよく一致することを実験か
ら確認した。したがって、たとえば上記と同様にして作
成したシートにギヤー老化試験機などを用いて、劣化度
（老化日数）の異なる標準試料を複数作成し、これらの
試料について、赤外線吸収スペクトルまたはラマンスペ
クトルを測定してＩＲピーク比またはラマンピーク比を
求め、その樹脂のＩＲピーク比またはラマンピーク比と
劣化度との関係を予め求めておき、そのデータに、上記
試料のＩＲピーク比またはラマンピーク比を照合するこ
とにより、その試料の劣化度を診断することができる。

【００１１】なお、上記ＩＲピーク比と劣化に良好な相
関性があり、かつ劣化に対するＩＲピーク比の変化と伸
びの変化がよく一致するのは、劣化の主要因が可塑剤の
揮散にあり、かつ、可塑剤の揮散が深さ方向にほぼ均一
に起こっているからと考えられる。

【００１２】

【作用】本発明方法においては、電線・ケーブルに被覆
された状態のままでも可塑剤および充填剤を含有する合
成樹脂の劣化を診断することができるので、電線・ケー
ブルに被覆された前記合成樹脂の劣化を簡単に診断する
ことが可能になるうえ、診断は精度の高い信頼性の高い
ものとなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。実施例１ポリ塩化ビニルレジンと、ＤＯＰと、炭酸カルシウム
と、クレーと、複合系安定剤と、白色顔料とを均一に混
合して、プレス加工によりシートを作成した。次いで、
このシートから、JIS 6301第 3号ダンベル片および 1mm
× 100mm× 100mmのシートをそれぞれ複数個打ち抜き、
これらの試料をギヤー老化試験機を用いて、 100℃で
2、 7、 8、11、14、16日加熱して熱老化させ、ダンベ
ル片の試料で伸び（引張り速度 200mm/min、室温23±2
℃）を、また、シート試料でフーリエ変換赤外分光分析
装置を用いて多重反射ＡＴＲ法による赤外線吸収スペク
トルを測定し、この赤外線吸収スペクトルからＤＯＰの
吸収帯 1722.14cm^-1に現れるピークと、炭酸カルシウム
の吸収帯 1425.15cm^-1に現れるピークとの比（ＩＲピー
ク比）を求めた。これらの測定結果、すなわち、老化日
数と伸びおよびＩＲピーク比との関係を図３に示す。な
お、図３において、Ａは老化日数と伸びとの関係、Ｂは
老化日数とＩＲピーク比との関係を示す。図３から明ら
かなように、ＩＲピーク比と老化日数とはよく相関し、
また、伸びの結果ともよく合っていた。

【００１４】実施例２ポリ塩化ビニルレジンと、ＤＯＰと、炭酸カルシウム
と、クレーと、複合系安定剤と、白色顔料とを均一に混
合して、プレス加工によりシートを作成した。次いで、
このシートから、JIS 6301第 3号ダンベル片および 1mm
× 100mm× 100mmのシートをそれぞれ複数個打ち抜き、
これらの試料をギヤー老化試験機を用いて、 100℃で
8、11、16日加熱して熱老化させ、ダンベル片の試料で
伸び（引張り速度 200mm/min、室温23±2 ℃）を、ま
た、シート試料でラマン分光測定装置を用いてラマンス
ペクトル（1064nm励起）を測定し、このラマンスペクト
ルからＤＯＰの吸収帯 1724.07cm^-1に現れるピークと、
炭酸カルシウムの吸収帯 1085.74cm^-1に現れるピークと
の比（ラマンピーク比）を求めた。これらの測定結果、
すなわち、老化日数と伸びおよびラマンピーク比との関
係を図４に示す。なお、図４において、Ａは老化日数と
伸びとの関係、Ｃは老化日数とラマンピーク比との関係
を示す。図４から明らかなように、ラマンピーク比と老
化日数とはよく相関し、また、伸びの結果ともよく合っ
ていた。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、可塑剤および充填剤を含有する合成樹脂の赤外線吸
収スペクトルまたはラマンスペクトから、合成樹脂の劣
化を診断するので、電線・ケーブルに被覆された状態の
ままでも前記合成樹脂の劣化の診断が可能になる。した
がって、可塑剤および充填剤を含有する樹脂が被覆され
た電線・ケーブルの経年劣化を容易にかつ精度よく診断
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる赤外線吸収スペクトルの一
例を示すグラフ。

【図２】本発明に用いられるラマンスペクトルの一例を
示すグラフ。

【図３】本発明の一実施例におけるＩＲピーク比および
伸びと老化日数との関係を示すグラフ。

【図４】本発明の一実施例におけるラマンピーク比およ
び伸びと老化日数との関係を示すグラフ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可塑剤および充填剤を含有する合成樹脂
の赤外線吸収スペクトルまたはラマンスペクトルを測定
し、これらの赤外線吸収スペクトルまたはラマンスペク
トル中の可塑剤と充填剤に基づくピークの比を、予め求
めておいた標準試料のそれと比較して劣化の程度を診断
することを特徴とする可塑剤および充填剤を含有する合
成樹脂成形品の非破壊的劣化診断方法。