JP3341593B2 - Electrical insulating composition and electric wires and cables - Google Patents

Electrical insulating composition and electric wires and cables

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電気絶縁組成物及び
これを絶縁体として用いた電線・ケーブルに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrical insulating composition and an electric wire / cable using the same as an insulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリオレフィン、特にポリエチレンを架
橋したいわゆる架橋ポリエチレンは、電気絶縁性及び耐
熱性などに優れていることから、電線、ケーブルの絶縁
材料として従来から広く用いられている。
2. Description of the Related Art So-called cross-linked polyethylene obtained by cross-linking polyolefin, particularly polyethylene, has been widely used as an insulating material for electric wires and cables because of its excellent electric insulation and heat resistance.

【0003】しかしながら、この架橋ポリエチレンを被
覆した電線・ケーブルは湿潤もしくは浸水雰囲気下で使
用すると絶縁体中に水トリーが発生し、材料の持つ優れ
た電気絶縁性能が大きく低下するという欠点がある。
[0003] However, the wires and cables coated with the cross-linked polyethylene have a disadvantage that when used in a wet or submerged atmosphere, water trees are generated in the insulator and the excellent electrical insulation performance of the material is greatly reduced.

【0004】この電気絶縁性能を低下させる原因となる
水トリーは、絶縁体中のボイド、異物並びに絶縁体と半
導電層界面の不整などの局所的高電界部などの欠陥部に
水が凝集することによって発生することが知られてい
る。このため、電線・ケーブル中のこれらの欠陥を除去
するために、多くの努力が払われてきており、例えば、
レジンの品質改良や電線・ケーブルの製造技術の改良な
どによって水トリーの発生抑止効果が向上してきてい
る。
[0004] The water tree that causes the deterioration of the electric insulation performance is formed by condensation of water on voids and foreign matters in the insulator and defects such as local high electric field portions such as irregularities in the interface between the insulator and the semiconductive layer. It is known that this is caused by things. For this reason, much effort has been made to eliminate these defects in wires and cables, for example,
Improvement of resin quality and improvement of manufacturing technology of electric wires and cables have improved the effect of suppressing the generation of water trees.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな各方面に亘って水トリーの発生を抑制するための努
力研究が重ねられているにも拘わらず、上記水トリーの
発生を大幅に減少できる段階には達していないのが現状
である。
However, despite efforts to suppress the generation of water trees over various areas, the generation of water trees can be greatly reduced. At present, it has not reached the stage.

【0006】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は、絶
縁体中にボイド、異物、不整などといった欠陥が生じて
いても耐水トリー性、特に耐ボウタイトリー性を大幅に
向上させることができる新規な電気絶縁組成物及び電線
・ケーブルを提供するものである。
Accordingly, the present invention has been devised in order to effectively solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a water resistant tree even if a defect such as a void, a foreign substance, or irregularity occurs in an insulator. It is intended to provide a novel electric insulating composition and a wire / cable capable of greatly improving the properties, particularly the bow titley resistance.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明はポリエチレン又はエチレン共重合体、あるい
はこれらの混合物100重量部に対し、ジアルキルジサ
ルファイトを0.05〜3重量部配合してなることを特
徴とする電気絶縁組成物、及びこの電気絶縁組成物から
なる絶縁体を導体上に被覆してなる電線・ケーブルであ
る。
According to the present invention, 0.05 to 3 parts by weight of a dialkyl disulfite is blended with 100 parts by weight of polyethylene or an ethylene copolymer or a mixture thereof. An electric insulating composition characterized by comprising: an electric insulating composition; and an electric wire or cable obtained by coating an insulator made of the electric insulating composition on a conductor.

【0008】これにより、優れた電気特性を維持すると
共に、耐水トリー、特に耐ボウタイトリー性が向上す
る。
As a result, excellent electrical properties are maintained, and the water-resistant tree, especially the bow titley resistance, is improved.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を説明する。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described.

【0010】図1は本発明に係る電線ケーブルの実施の
一形態を示す拡大断面図であり、図中1は軟銅撚線等か
らなる導体、2は内部半導電層、3は樹脂組成物からな
る絶縁体、4は外部半導電層である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing an embodiment of an electric cable according to the present invention, in which 1 is a conductor made of annealed copper or the like, 2 is an internal semiconductive layer, and 3 is a resin composition. The insulator 4 is an external semiconductive layer.

【0011】この絶縁体3を構成する樹脂組成物は、ポ
リエチレン又はエチレン共重合体、あるいはこれらの混
合物100重量部に対し、ジアルキルジサルファイトを
0.05〜3重量部配合してなる電気絶縁組成物からな
っており、優れた電気特性及び耐水トリー、特に耐ボウ
タイトリー性に優れた特性を発揮することができる。
[0011] The resin composition constituting the insulator 3 is obtained by mixing 0.05 to 3 parts by weight of dialkyl disulfite with 100 parts by weight of polyethylene or ethylene copolymer or a mixture thereof. It is made of a composition, and can exhibit excellent electrical properties and properties excellent in water-resistant tree, particularly, excellent bow-tree resistance.

【0012】このジアルキルジサルファイトとは、非鹸
化性の長鎖、脂肪族ジサルファイドで、次式のように表
すことができる。その例としては、ジヘキサデシルジサ
ルファイド、ジヘプタデシルジサルファイド、ジオクタ
デシルジサルファイド、ジノナデシルジサルファイド、
ジエイコシルジサルファイド、ジヘンエイコシルジサル
ファイド、ジデコシルジサルファイド、ジトリコシルジ
サルファイド、ジテトラジコシルジサルファイド、ジト
リコンティルジサルファイド等を挙げることができる。
The dialkyl disulphide is a non-saponified long-chain, aliphatic disulfide and can be represented by the following formula. Examples include dihexadecyl disulfide, diheptadecyl disulfide, dioctadecyl disulfide, dinonadecyl disulfide,
Examples thereof include dieicosyl disulfide, dipheneicosyl disulfide, didecosyl disulfide, ditricosyl disulfide, ditetradicosyl disulfide, and ditricontil disulfide.

【0013】[0013]

【化1】 Embedded image

【0014】ここで、この添加量を0.05〜3重量部
の範囲に規定したのは、規定量未満ではボウタイトリー
の抑制に効果がなく、また、規定量を超えると、電気特
性、特に誘電正接が悪化するからである。
Here, the reason why the addition amount is specified in the range of 0.05 to 3 parts by weight is that if the amount is less than the specified amount, the bow title tree is not effectively controlled, and if the added amount exceeds the specified amount, the electric properties, especially This is because the dielectric loss tangent deteriorates.

【0015】また、本発明のポリエチレン又はエチレン
共重合体とは、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、直鎖状低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン及
びエチレン−プロピレン共重合体、エチレン−エチルア
クリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−スチレン共重合体などエチレンを過半に含む
ポリオレフィン、さらに、これらのポリエチレンに無水
マレイン酸やビニルシランなどをグラフトしたものが該
当し、これらを単独で使用する他、2種以上の併用が可
能である。
The polyethylene or ethylene copolymer of the present invention includes low-density polyethylene, medium-density polyethylene, linear low-density polyethylene, high-density polyethylene, ethylene-propylene copolymer, and ethylene-ethyl acrylate copolymer. , Ethylene-vinyl acetate copolymer,
Polyethylene containing ethylene in a majority, such as an ethylene-styrene copolymer, and those obtained by grafting maleic anhydride or vinyl silane to these polyethylenes. These may be used alone or in combination of two or more. is there.

【0016】そして、これらポリエチレンを主体とする
電気絶縁組成物を架橋する方法としては、ジクミルパー
オキサイド、1−( 2−tert−ブチルパーオキシイソプ
ロピル)−1−イソプロピルベンゼンまたは1−( 2−
tert−ブチルパーオキシイソプロピル)−3−イソプロ
ピルベンゼン、1,3−ビス−(tert−ブチルパーオキ
シ−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,
5−(tert−ブチルパーオキシ)−ヘキシン−3等の有
機過酸化物による化学架橋が挙げられ、これらを単独あ
るいは2種類以上混合して用いることができる。
As a method for cross-linking the electrical insulating composition mainly composed of polyethylene, dicumyl peroxide, 1- (2-tert-butylperoxyisopropyl) -1-isopropylbenzene or 1- (2-
tert-butylperoxyisopropyl) -3-isopropylbenzene, 1,3-bis- (tert-butylperoxy-isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,
Chemical crosslinking with an organic peroxide such as 5- (tert-butylperoxy) -hexyne-3 can be mentioned, and these can be used alone or in combination of two or more.

【0017】また、このような有機過酸化物と一緒に、
芳香族α−メチルアルケニル二量体を併用することも可
能である。ここで、このような二量体には、α−メチル
スチレン、パラ−メチル−α−メチルスチレン、パラ−
イソプロピル−α−メチルスチレン、メタ−エチル−α
−メチルスチレン、メタ−メチル−α−メチルスチレ
ン、ar−ジメチル−α−メチルスチレン、ar−クロ
ル−α−メチルスチレン、ar−クロル−ar−メチル
−α−メチルスチレン、ar−ジエチル−α−メチルス
チレン、ar−メチル−ar−イソプロピル−α−メチ
ルスチレン等の不飽和二量体が包含される。
Also, together with such an organic peroxide,
It is also possible to use an aromatic α-methylalkenyl dimer in combination. Here, such a dimer includes α-methylstyrene, para-methyl-α-methylstyrene,
Isopropyl-α-methylstyrene, meta-ethyl-α
-Methylstyrene, meta-methyl-α-methylstyrene, ar-dimethyl-α-methylstyrene, ar-chloro-α-methylstyrene, ar-chloro-ar-methyl-α-methylstyrene, ar-diethyl-α- Unsaturated dimers such as methylstyrene, ar-methyl-ar-isopropyl-α-methylstyrene are included.

【0018】さらに、これら二量体は単独及び二種類以
上使用しても良い。この二量体は、押出し成形時のポリ
エチレンの架橋を防止する働きがあり、押出し成形時の
スコーチを防止でき、外観の良い電線・ケーブルを得る
ことができる。
Further, these dimers may be used alone or in combination of two or more. This dimer has a function of preventing cross-linking of polyethylene at the time of extrusion molding, can prevent scorch at the time of extrusion molding, and can obtain wires and cables having good appearance.

【0019】さらに、これら以外の架橋方法としては、
ビニルトリエトキシシランなどのシラン類を用いたシラ
ン水架橋や電子線等の電離放射線による照射架橋を用い
ることもできる。
Other crosslinking methods include the following:
Silane water crosslinking using a silane such as vinyltriethoxysilane or irradiation crosslinking by ionizing radiation such as an electron beam can also be used.

【0020】また、上記電気絶縁組成物には上記成分の
他に、酸化防止剤、滑剤、着色剤、難燃剤、充填剤など
の添加剤を適宜加えることは一向に差し支えない。
[0020] In addition to the above components, additives such as an antioxidant, a lubricant, a coloring agent, a flame retardant, and a filler may be appropriately added to the electric insulating composition.

【0021】尚、ボウタイトリーに及ぼす水分の影響は
極めて大きく、気中で荷電したケーブルや金属シースな
どで遮水したケーブルにもボウタイトリーが見出されて
いる。これらは外部から浸透した水分によるものではな
く、ケーブル製造時に架橋ポリエチレン内部に含まれる
微量の水分によるものであると考えられる。このような
ボウタイトリーに対しても有効であることはいうまでも
ない。
The effect of moisture on the bow title tree is extremely large, and a bow title tree has been found in a cable charged in the air or a cable shielded by a metal sheath or the like. It is considered that these are not due to moisture permeating from the outside, but to trace amounts of moisture contained inside the crosslinked polyethylene during cable production. It is needless to say that the present invention is also effective for such bow titles.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を比較例と共に
詳述する。
EXAMPLES Hereinafter, specific examples of the present invention will be described in detail along with comparative examples.

【0023】先ず、以下の表1に示すように配合した8
種類の組成物(実施例1〜5、比較例1〜3)をそれぞ
れ120℃の熱ロールで混練してシートを作り、ペレタ
イザでペレット化した。次いで、これら各ペレットを押
出機に導入し、図1に示すように60mm2 の軟銅撚線
からなる導体1上に0.7mm厚の内部半導電層2及び
外部半導電層4とともに4mm厚さの絶縁体3として押
し出した後、これを直ちに窒素ガスを媒体とした乾式架
橋管内において架橋し、その後冷却することによってそ
れぞれケーブル化した。
First, 8 blended as shown in Table 1 below
Each composition (Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3) was kneaded with a hot roll at 120 ° C. to form a sheet, and pelletized with a pelletizer. Next, each of these pellets was introduced into an extruder and, as shown in FIG. 1, a 4 mm-thick inner semiconductive layer 2 and an outer semiconductive layer 4 each having a thickness of 0.7 mm were placed on a conductor 1 made of a 60 mm 2 soft copper stranded wire. After being extruded as an insulator 3, this was immediately cross-linked in a dry cross-linking tube using nitrogen gas as a medium, and then cooled to form cables.

【0024】そして、これら8種類のケーブルを試料と
し、各試料について耐ボウタイトリー性及び電気特性を
調べ、それぞれの特性について評価を行った。
These eight types of cables were used as samples, and the bow titley resistance and electrical characteristics of each sample were examined, and the respective characteristics were evaluated.

【0025】尚、この耐ボウタイトリー特性の評価方法
としては、上記試料を90℃の温水中に浸漬し、導体と
水との間に50Hz、9kVの交流電圧を500日間印
可した後、ケーブル断面を薄くスライスしてメチレンブ
ルー水溶液で煮沸染色し、光学顕微鏡を用いてボウタイ
トリーの発生の有無と個数(200μm以上)を計数し
た。一方、電気特性の評価方法としては、シェーリング
ブリッジを用い、ケーブル絶縁体に掛かる電界を10k
V/mmとし、そのときの誘電正接を測定し、誘電正接
の値が0.05%以下であれば合格として○、それを超
えるものを不合格として×を標記した。
In order to evaluate the anti-bow titleile characteristics, the above sample was immersed in warm water of 90 ° C., and an AC voltage of 50 Hz and 9 kV was applied between the conductor and water for 500 days. Were sliced thinly and stained by boiling with an aqueous methylene blue solution, and the presence or absence and the number (200 μm or more) of bow titles were counted using an optical microscope. On the other hand, as a method for evaluating electric characteristics, a sharing bridge is used, and an electric field applied to the cable insulator is reduced by 10 k.
V / mm, and the dielectric loss tangent at that time was measured. If the value of the dielectric loss tangent was 0.05% or less, the result was marked as "O" if the value was acceptable, and "x" if the value was more than "Fail".

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】この結果、表1からも明らかなように、本
発明に係る実施例1〜5はいずれもボウタイトリーの発
生数が少なく、また、誘電正接も良好であった。
As a result, as is clear from Table 1, all of Examples 1 to 5 according to the present invention showed a small number of bow title trees and a good dielectric loss tangent.

【0028】これに対し、ジアルキルジサルファイトを
加えないポリエチレンのみの比較例1と、このジアルキ
ルジサルファイトの添加量が本発明の規定量に満たない
比較例2ではいずれもボウタイトリーの発生数が極めて
多かった。また、ジアルキルジサルファイトの添加量が
本発明の規定量を超える比較例3では誘電正接が悪化し
てしまった。
On the other hand, in Comparative Example 1 in which only polyethylene was not added with dialkyl disulfite, and in Comparative Example 2 in which the amount of dialkyl disulfite added was less than the prescribed amount of the present invention, the number of bow title trees generated was all small. There were extremely many. In Comparative Example 3 in which the amount of the dialkyl disulfite exceeds the specified amount of the present invention, the dielectric loss tangent was deteriorated.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、絶縁体中
にボイド、異物、不整などといった欠陥が生じている場
合に拘わらず、耐水トリー性、特に耐ボウタイトリー性
が大幅に向上するため、長期に亘って優れた電気性能を
維持できる等といった優れた効果を発揮することができ
る。
In summary, according to the present invention, the water tree resistance, especially the bow titley resistance, is greatly improved irrespective of the occurrence of defects such as voids, foreign matters, irregularities, etc. in the insulator. Excellent effects such as excellent electric performance can be maintained over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る電線・ケーブルの実施の一形態を
拡大断面図である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of an embodiment of an electric wire / cable according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導体 2 内部半導電層 3 絶縁体 4 外部半導電層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductor 2 Inner semiconductive layer 3 Insulator 4 Outer semiconductive layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 3/16 - 3/56 C08K 5/36 C08L 23/04 CA(STN) REGISTRY(STN)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01B 3/16-3/56 C08K 5/36 C08L 23/04 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ポリエチレン又はエチレン共重合体、あ
るいはこれらの混合物100重量部に対し、ジアルキル
ジサルファイトを0.05〜3重量部配合してなること
を特徴とする電気絶縁組成物。
1. An electrical insulating composition comprising 0.05 to 3 parts by weight of a dialkyl disulphite with respect to 100 parts by weight of polyethylene or an ethylene copolymer or a mixture thereof.
【請求項2】 請求項1記載の電気絶縁組成物からなる
絶縁体を導体上に被覆してなることを特徴とする電線・
ケーブル。
2. An electric wire, comprising an insulator made of the electrical insulating composition according to claim 1 coated on a conductor.
cable.
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