DE112021006581T5 - Harzzusammensetzung und Stromkabel - Google Patents

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Satoshi Yamasaki
Fumitoshi IYODA
Takanori Yamazaki
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

Harzzusammensetzung, umfassend: eine Harzkomponente, die Propyleneinheiten enthält, und ein widerstandsvermittelndes Mittel, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und der Gehalt des widerstandsvermittelnden Mittels 0. 4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 21. Dezember 2020 eingereichten japanischen Offenlegungsschrift Nr. 2020- 211 490 , deren Inhalt hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Harzzusammensetzung und ein Stromkabel.
  • Stand der Technik
  • Vernetztes Polyethylen hat eine hervorragende Isoliereigenschaft und wurde daher häufig als Harzkomponente in einer Isolierschicht in einem Stromkabel und dergleichen verwendet (z.B. PTL. 1).
  • Zitationsliste
  • Patentliteratur
  • Vernetztes Polyethylen, das im Laufe der Zeit abgebaut wurde, kann jedoch nicht recycelt werden und muss verbrannt werden. Aus diesem Grund gibt es Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die Umwelt.
  • Zitationsliste
  • Patentliteratur
  • [PTL. 1] Japanische Offenlegungsschrift Nr. S57- 69 611
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Lösung des Problems
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird folgendes bereitgestellt:
    • eine Harzzusammensetzung, umfassend:
      • eine Harzkomponente, die Propyleneinheiten enthält, und
      • ein widerstandsvermittelndes Mittel,
    • wobei das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und
    • ein Gehalt an dem widerstandsvermittelnden Mittel 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente, beträgt.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Stromkabel bereitgestellt, das Folgendes umfasst:
    • einen Leiter, und
    • eine Isolierschicht, die auf einen Außenumfang des Leiters aufgetragen ist,
    • wobei die Isolierschicht aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist,
    • wobei die Harzzusammensetzung eine Harzkomponente, die Propyleneinheiten enthält, und ein widerstandsvermittelndes Mittel enthält,
    • wobei das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und
    • ein Gehalt des widerstandsvermittelnden Mittels 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente, beträgt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
    • 1 ist eine schematische Querschnittsansicht orthogonal zu einer axialen Richtung eines Stromkabels gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Problemstellung der Erfindung
  • In den letzten Jahren haben propylenhaltige Harze (im Folgenden auch als „Harze auf Propylenbasis“ bezeichnet) als in der Isolierschicht enthaltene Harzkomponenten Aufmerksamkeit erregt. Die Harze auf Propylenbasis, auch die nicht vernetzten, können eine hohe Isolierung erreichen. Mit anderen Worten kann sowohl eine Isolierung als auch eine Wiederverwertbarkeit erreicht werden. Darüber hinaus kann die Verwendung von Harzen auf Propylenbasis die Handhabung, die Verarbeitbarkeit und die einfache Herstellung verbessern.
  • Die Verwendung des Harzes auf Propylenbasis als die Harzkomponente, die in der Isolierschicht enthalten ist, kann jedoch in einigen Fällen die dem Harz auf Propylenbasis innewohnende Isolierung nicht gewährleisten. Darüber hinaus wurde in der Studie der vorliegenden Erfinder festgestellt, dass in der Isolierschicht, die das Harz auf Propylenbasis enthält, die Isolierung erheblich verringert wird, wenn beispielsweise das Stromkabel gebogen wird und eine durch die Biegung verursachte Spannung auf die Isolierschicht einwirkt.
  • Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik bereitzustellen, die eine Isolierung verbessern und die Verschlechterung der Isolierung aufgrund einer äußeren Belastung in einer Isolierschicht, die ein Harz auf Propylenbasis enthält, verringern kann.
  • Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Isolierung verbessert und die Verschlechterung der Isolierung aufgrund einer äußeren Belastung in einer Harzzusammensetzung, die ein Harz auf Propylenbasis enthält, verringert werden.
  • Beschreibung der Ausführungsform der Erfindung
  • <Durch die Erfinder erlangte Erkenntnisse>
  • Zunächst erfolgt ein Überblick über die von den Erfindern gewonnenen Erkenntnisse.
  • Im Allgemeinen weist das Harz auf Propylenbasis eine große Menge an Kristallen auf und neigt dazu, grobe Kristalle zu bilden. Wenn die Isolierschicht nur aus dem Harz auf Propylenbasis gebildet wird, neigt die Isolierschicht daher dazu, hart zu sein. Aus diesem Grund ist es notwendig, die Kristallinität des Harzes auf Propylenbasis zu steuern, indem ein Harz mit niedriger Kristallinität beigemischt wird, wenn das Harz auf Propylenbasis als Harzkomponente in der Isolierschicht verwendet wird.
  • Wenn jedoch das Harz mit niedriger Kristallinität oder ähnliches in das Harz auf Propylenbasis gemischt wird, um die Isolierschicht zu bilden, können sich sehr feine Hohlräume in der Isolierschicht bilden, und die inhärente Isolierung kann in einigen Fällen nicht erreicht werden.
  • Selbst wenn es keine offensichtlichen Hohlräume und keine Probleme hinsichtlich der Eigenschaften der Isolierschicht gibt, kann die Isolierung erheblich beeinträchtigt werden, z. B. nachdem eine große äußere Belastung durch Biegen aufgebracht wurde. Die vorliegenden Erfinder haben dieses Problem untersucht und festgestellt, dass sich durch eine äußere Belastung Hohlräume neu bilden.
  • Wie zuvor beschrieben, kann in der Isolierschicht, die das Harz auf Propylenbasis enthält, aufgrund feiner Hohlräume keine hohe Isolierung erzielt werden, oder die Isolierung kann durch Hohlräume, die durch das Biegen entstehen, erheblich beeinträchtigt werden.
  • Die vorliegenden Erfinder haben die zuvor beschriebenen Probleme untersucht. Als Ergebnis haben die Erfinder herausgefunden, dass die Zugabe eines bestimmten Additivs die Verschlechterung der Isolierung aufgrund von feinen Hohlräumen und Hohlräumen, die durch die Biegung entstehen, verringern kann. Ein solches Additiv ist ein Monomer, das als Antioxidans verwendet wird, ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger und einen Schmelzpunkt hat, der niedriger als der des Harzes auf Propylenbasis ist.
  • Da das zuvor beschriebene Monomer, das üblicherweise als Antioxidationsmittel verwendet wird, eine bestimmte chemische Struktur, ein bestimmtes Molekulargewicht und einen bestimmten Schmelzpunkt hat, kann es gemäß den Untersuchungen der Erfinder feine Hohlräume oder durch Biegen entstandene Hohlräume in der Isolierschicht füllen. Durch das Füllen der Hohlräume wird eine starke Änderung des Widerstands zwischen der Isolierschicht und den Hohlräumen abgeschwächt, wodurch die Verschlechterung der Isolierung aufgrund der Hohlräume verringert wird. Das heißt, das zuvor beschriebene Monomer wirkt nicht nur als Antioxidationsmittel, sondern auch als widerstandsvermittelndes Mittel, das der Isolierschicht Widerstand gegen die Verschlechterung der Isolierung aufgrund der Hohlräume verleiht.
  • Ferner hat sich gezeigt, dass die Isolierung verbessert und die Verschlechterung der Isolierung aufgrund der Biegung verringert werden kann, indem eine vorbestimmte Menge der zuvor beschriebenen Verbindung in die Harzzusammensetzung gemischt wird, die das Harz auf Propylenbasis enthält, wodurch ein widerstandsvermittelndes Mittel in die feinen Hohlräume in der Isolierschicht oder in die Hohlräume gefüllt wird, die bei Einwirkung einer äußeren Spannung entstehen.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf den zuvor beschriebenen Erkenntnissen der Erfinder.
  • <Ausführungsformen der Erfindung>
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgeführt und beschrieben.
    • [1] Eine Harzzusammensetzung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst:
      • eine Harzkomponente, die Propyleneinheiten enthält, und
      • ein widerstandsvermittelndes Mittel, wobei
      • das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und
      • ein Gehalt an dem widerstandsvermittelnden Mittel 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente, beträgt.
      • Gemäß dieser Konfiguration kann eine Isolierung verbessert und die Verschlechterung der Isolierung aufgrund einer äußeren Belastung in der Harzzusammensetzung, die das Harz auf Propylenbasis enthält, verringert werden.
    • [2] Ein Stromkabel gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst:
      • einen Leiter, und
      • eine Isolierschicht, die auf einen Außenumfang des Leiters aufgetragen ist, wobei
      • die Isolierschicht aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist,
      • die Harzzusammensetzung eine Harzkomponente, die Propyleneinheiten enthält, und ein widerstandsvermittelndes Mittel enthält,
      • das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und
      • ein Gehalt an dem widerstandsvermittelnden Mittel 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente, beträgt.
  • Gemäß dieser Konfiguration kann die Isolierung verbessert und die Verschlechterung der Isolierung durch äußere Beanspruchung in der Isolierschicht, die das Harz auf Propylenbasis enthält, verringert werden.
    • [3] Im Stromkabel gemäß [2], enthält die Harzkomponente Ethyleneinheiten und/oder Styroleinheiten.
  • Gemäß dieser Konfiguration kann ein übermäßiges Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis verringert und die Bildung von Hohlräumen in der Isolierschicht reduziert werden.
    • [4] Gemäß dem Stromkabel gemäß [2] oder [3], weist das widerstandsvermittelnde Mittel eine lineare Kohlenstoffstruktur mit 5 oder mehr und 10 oder weniger Kohlenstoffatomen auf.
  • Gemäß dieser Konfiguration kann der Isolierschicht eine elektrische Stabilität verliehen werden.
    • [5] Gemäß dem Stromkabel gemäß einem der Punkte [2] bis [4], enthält das widerstandsvermittelnde Mittel ein Schwefelatom.
  • Gemäß dieser Konfiguration kann der Isolierschicht eine elektrische Stabilität verliehen werden.
    • [6] Gemäß dem Stromkabel gemäß einem der Punkte [2] bis [5], weist das widerstandsvermittelnde Mittel einen solchen Schmelzpunkt auf, dass es bei 27°C flüssig wird.
  • Gemäß dieser Konfiguration kann das widerstandsvermittelnde Mittel leicht an Stellen zurückgehalten werden, von denen Risse und Hohlräume in der Isolierschicht ausgehen, und das widerstandsvermittelnde Mittel kann zuverlässig in neu entstandene Hohlräume und dergleichen gefüllt werden.
    • [7] Gemäß dem Stromkabel gemäß einem der Punkte [2] bis [6], ist das widerstandsvermittelnde Mittel ein phenolisches Antioxidans.
  • Gemäß dieser Konfiguration kann eine Wirkung des Antioxidationsmittels auf die Isolierschicht übertragen werden.
    • [8] Gemäß dem Stromkabel gemäß einem der Punkte [2] bis [7],
      • enthält die Harzzusammensetzung als Harz auf Propylenbasis ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzpunkt von 160°C oder mehr und 175°C oder weniger und einer Schmelzenthalpie von 100 J/g oder mehr und 120 J/g oder weniger, und
      • weist die Harzzusammensetzung einen Schmelzpunkt von 158°C oder mehr und 168°C oder weniger und eine Schmelzenthalpie von 55 J/g oder mehr und 110 J/g oder weniger auf.
  • Gemäß dieser Konfiguration kann ein übermäßiges Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis in der Isolierschicht verringert und eine höhere Isolierung in der Isolierschicht erzielt werden.
    • [9] Gemäß dem Stromkabel gemäß einem der Punkte [2] bis [7],
      • enthält die Harzzusammensetzung als Harz auf Propylenbasis ein Random-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder mehr und 155°C oder weniger und einer Schmelzenthalpie von 90 J/g oder mehr und 105 J/g oder weniger, und
      • weist die Harzzusammensetzung einen Schmelzpunkt von 140°C oder mehr und 150°C oder weniger und eine Schmelzenthalpie von 55 J/g oder mehr und 100 J/g oder weniger auf.
      • Gemäß dieser Konfiguration kann ein übermäßiges Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis in der Isolierschicht verringert und eine höhere Isolierung in der Isolierschicht erreicht werden.
  • [Einzelheiten der Ausführungsform der Erfindung]
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Abbildungen beschränkt, sondern soll durch Ansprüche angegeben werden und alle Änderungen umfassen, die in die Bedeutung und den Umfang der Ansprüche fallen.
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Figuren beschränkt, sondern soll durch die Ansprüche definiert werden und alle Änderungen umfassen, die der Bedeutung und dem Anwendungsbereich der Ansprüche entsprechen.
  • <Ausführungsform der Erfindung>
  • (1) Harzzusammensetzung
  • Die Harzzusammensetzung dieser Ausführungsform ist ein Material, das in einer Isolierschicht 130 eines später beschriebenen Stromkabels 10 enthalten ist, und umfasst beispielsweise eine Harzkomponente aus Harz, die Propyleneinheiten, ein widerstandsvermittelndes bzw. ein widerstandsförderndes Mittel und gegebenenfalls weitere Additive enthält.
  • Die Harzzusammensetzung dieser Ausführungsform enthält zumindest das Harz auf Propylenbasis als eine Harzkomponente, und bei der Analyse der Harzzusammensetzung mit einem Kernspinresonanzsystem (NMR) werden zumindest die Propyleneinheiten nachgewiesen. Wenn es sich bei dem Harz auf Propylenbasis beispielsweise um Random-Polypropylen handelt, werden Propyleneinheiten und Ethyleneinheiten nachgewiesen, und wenn es sich bei dem Harz auf Propylenbasis um ein Propylenhomopolymer handelt, werden Propyleneinheiten nachgewiesen.
  • Die Harzkomponente enthält vorzugsweise das Harz mit niedriger Kristallinität und/oder das Harz auf Styrolbasis als flexible Komponente, die die Kristallinität des Harzes auf Propylenbasis verringert, um die Flexibilität der Isolierschicht zu erhöhen. Wenn die Harzkomponente das Harz mit niedriger Kristallinität und das Harz auf Styrolbasis enthält, werden die von diesen Harzen abgeleiteten Monomereinheiten durch NMR-Analyse der Harzzusammensetzung nachgewiesen. Wenn zum Beispiel ein Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR), wie unten beschrieben, als Harz mit niedriger Kristallinität enthalten ist, werden Propyleneinheiten und Ethyleneinheiten, die sich vom EPR ableiten, nachgewiesen. Wenn zum Beispiel ein Harz auf Styrolbasis enthalten ist, werden Styroleinheiten, die von dem Harz auf Styrolbasis stammen, nachgewiesen.
  • Im Folgenden werden die einzelnen Komponenten erläutert.
  • (Harz auf Propylenbasis)
  • Das Harz auf Propylenbasis ist ein Basispolymer der Harzzusammensetzung und ist eine Komponente, die den höchsten Anteil in der Harzkomponente aufweist. Als Harz auf Propylenbasis kann zum Beispiel ein Propylen-Homopolymer (im Folgenden auch als Homo-PP bezeichnet) oder ein Random-Propylen-Copolymer (im Folgenden auch als Random-PP bezeichnet) verwendet werden. Als Harz auf Propylenbasis wird vorzugsweise das Random-PP verwendet. Werden das Homo-PP und das Random-PP verglichen, neigt das Random-PP dazu, eine geringere Menge an Kristallen aufzuweisen, da es Ethyleneinheiten enthält, aber es kann die Bildung von Rissen und Hohlräumen in der Isolierschicht reduzieren, die mit vergröberten Kristallen verbunden sind. Daher kann das Random-PP im Vergleich zum Homo-PP eine höhere Isolierung bereitstellen. Darüber hinaus kann das Homo-PP die Bildung von Hohlräumen verringern, wenn eine äußere Belastung, wie z. B. Biegen, auf die Isolierschicht einwirkt, und die Schwankungen in der Isolierung vor und nach dem Biegen weiter reduzieren.
  • Darüber hinaus ist die Taktizität des Harzes auf Propylenbasis nicht besonders eingeschränkt, aber vorzugsweise isotaktisch. Da ein isotaktisches Harz auf Propylenbasis die Kristallinität verringern kann, wenn es mit dem Harz mit niedriger Kristallinität gemischt wird, im Vergleich zu einem syndiotaktischen oder ataktischen Harz, wodurch die Sprödigkeit der Isolierschicht bei niedrigen Temperaturen verbessert und die Isolierung verbessert wird.
  • Der Schmelzpunkt und die Schmelzenthalpie des Harzes auf Propylenbasis sind nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel beträgt der Schmelzpunkt für das Homo-PP vorzugsweise 160°C oder mehr und 175°C oder weniger, und die Schmelzenthalpie beträgt vorzugsweise 100 J/g oder mehr und 120 J/g oder weniger. Zum Beispiel liegt der Schmelzpunkt des Random-PP vorzugsweise bei 140°C oder mehr und 155°C oder weniger, und die Schmelzenthalpie beträgt vorzugsweise 90 J/g oder mehr und 105 J/g oder weniger.
  • (Harz mit niedriger Kristallinität)
  • Das Harz mit niedriger Kristallinität ist eine Komponente, die das Kristallwachstum (Menge der Kristalle) des Harzes auf Propylenbasis steuert, um der Isolierschicht Flexibilität zu verleihen. Unter einem Harz mit niedriger Kristallinität ist hier eine Komponente zu verstehen, die niedrigkristallin oder amorph ist und keinen Schmelzpunkt oder, falls vorhanden, einen Schmelzpunkt von 100°C oder weniger hat. Die Schmelzenthalpie des Harzes mit niedriger Kristallinität beträgt z. B. 50 J/g oder weniger, vorzugsweise 30 J/g oder weniger.
  • Das Harz mit niedriger Kristallinität ist vorzugsweise ein Copolymer, das durch Copolymerisation von mindestens zwei der Elemente Ethylen, Propylen, Buten, Hexen und Octen erhalten wird, um die Steuerbarkeit des Kristallwachstums und die Flexibilität der Isolierschicht zu verbessern. Eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in einer Monomereinheit, die in dem Harz mit niedriger Kristallinität enthalten ist, befindet sich vorzugsweise an einer α-Position, zum Beispiel.
  • Beispiele für ein Harz mit niedriger Kristallinität sind Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) und Polyethylen sehr niedriger Dichte (VLDPE). Das Polyethylen mit sehr niedriger Dichte ist ein Polyethylen mit einer Dichte von 0,91 g/cm3 oder weniger, vorzugsweise von 0,855 g/cm3 bis 0,890 g/cm3.
  • Das Harz mit niedriger Kristallinität ist vorzugsweise ein propylenhaltiges Copolymer, z.B. unter dem Gesichtspunkt der Kompatibilität mit dem Harz auf Propylenbasis. Als beispielhaftes propylenhaltiges Copolymer sei unter den zuvor beschriebenen Copolymeren EPR erwähnt.
  • Der Ethylengehalt in EPR beträgt beispielsweise 20 Masse-% oder mehr, vorzugsweise 40 Masse-% oder mehr und besonders bevorzugt 55 Masse-% oder mehr. Wenn der Ethylengehalt weniger als 20 Masse-% beträgt, wird die Kompatibilität von EPR mit dem Harz auf Propylenbasis zu hoch. Daher kann die Isolierschicht flexibler gemacht werden, auch wenn der EPR-Gehalt in der Isolierschicht reduziert wird. Allerdings kann die Kristallisation des Harzes auf Propylenbasis nicht ausreichend eingedämmt werden, und die Isolierung kann beeinträchtigt werden. Durch die Einstellung des Ethylengehalts auf 20 Masse-% oder mehr kann dagegen verhindert werden, dass die Kompatibilität von EPR mit dem Harz auf Propylenbasis zu hoch wird. Dementsprechend kann die Kristallisation des Harzes auf Propylenbasis durch EPR hinreichend gesteuert werden, während gleichzeitig eine flexibilisierende Wirkung durch EPR erzielt wird. Infolgedessen kann die Verschlechterung der Isolierung reduziert werden. Durch die Einstellung des Ethylengehalts auf vorzugsweise 40 Masse-% oder mehr, und noch bevorzugter auf 55 Masse-% oder mehr, kann die Kristallisation stabiler gesteuert werden, wodurch die Verschlechertung der Isolierung stabil reduziert wird. Es sollte beachtet werden, dass sich der Ethylengehalt auf ein Massenverhältnis der Ethyleneinheiten zu den in EPR enthaltenen Ethylen- und Propyleneinheiten bezieht.
  • Andererseits kann das Harz mit niedriger Kristallinität z. B. ein propylenfreies Copolymer sein. Als propylenfreies Copolymer wird z. B. VLDPE unter dem Gesichtspunkt der leichten Verfügbarkeit bevorzugt. Beispiele für VLDPE sind PE, das Ethylen und 1-Buten enthält, und PE, das Ethylen und 1-Octen enthält.
  • Das propylenfreie Copolymer als Harz mit niedriger Kristallinität kann die vollständige Kompatibilität verringern, während eine vorbestimmte Menge des niedrigkristallinen Harzes in das Harz auf Propylenbasis gemischt wird. Daher kann die Kristallisation des Harzes auf Propylenbasis stabil gesteuert werden, indem der Gehalt des Copolymers auf eine vorbestimmte Menge oder mehr eingestellt wird.
  • (Harz auf Styrolbasis)
  • Das Harz auf Styrolbasis ist ein thermoplastisches Elastomer auf Styrolbasis, das Styrol als hartes Segment und mindestens eines von Ethylen, Propylen, Butylen, Isopren und dergleichen als weiches Segment enthält. Das Harz auf Styrolbasis kann, ähnlich wie das Harz mit niedriger Kristallinität, in der Harzzusammensetzung dispergiert werden, um das Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis zu steuern. Insbesondere wenn das Harz auf Styrolbasis zusammen mit dem niedrig kristallinen Harz in das Harz auf Propylenbasis gemischt wird, wird das Harz auf Styrolbasis als fein in dem Harz auf Propylenbasis dispergiert angesehen, das aus dem Harz mit niedriger Kristallinität stammt, wodurch eine spezifische Phasenstruktur gebildet wird. Eine solche Phasenstruktur kann das übermäßige Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis verringern. Da das Harz auf Styrolbasis Elektronen mit aromatischen Ringen einfangen kann, um eine stabile Resonanzstruktur zu bilden, kann es darüber hinaus die Isolierung der Isolierschicht verbessern. Zu beachten ist, dass das Harz auf Styrolbasis weder einen Schmelzpunkt noch eine Schmelzenthalpie hat.
  • Beispiele für ein Harz auf Styrolbasis sind Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymere (SBS), hydrierte Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymere, Styrol-Isopren-Styrol-Copolymere (SIS), hydrierte Styrol-Isopren-Styrol-Copolymere, hydrierte Styrol-Butadien-Kautschuke, hydrierte Styrol-Isopren-Kautschuke und Styrol-Ethylen-Butylen-Olefin-Kristallblockcopolymere. Zwei oder mehr von ihnen können in Kombination verwendet werden.
  • Der hier verwendete Begriff „hydriert“ bedeutet, dass Wasserstoff an eine Doppelbindung angefügt wurde. Zum Beispiel bedeutet „hydriertes Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer“ ein Polymer, das durch Hinzufügen von Wasserstoff zu Doppelbindungen des Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymers erhalten wird. Dabei ist zu beachten, dass den Doppelbindungen im aromatischen Ring des Styrols kein Wasserstoff zugesetzt wird. Der Begriff „hydriertes Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer“ kann auch als Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymer (SEBS) bezeichnet werden.
  • Als Harz auf Styrolbasis werden solche bevorzugt, die in ihrer chemischen Struktur keine Doppelbindungen aufweisen, ausgenommen Benzolringe. Die Verwendung von Harzen mit Doppelbindungen kann dazu führen, dass die Harzkomponente während des Formens der Harzzusammensetzung thermisch verschlechtert wird, was die Eigenschaften des resultierenden Formkörpers verschlechtern kann. Da diejenigen, die keine Doppelbindung aufweisen, eine hohe Beständigkeit gegen thermischen Abbau aufweisen, können sie verwendet werden, um die Eigenschaften des Formkörpers auf einem höheren Niveau zu halten.
  • Der Styrolgehalt des Harzes auf Styrolbasis ist nicht besonders begrenzt, aber vorzugsweise 5 Masse-% oder mehr und 35 Masse-% oder weniger unter dem Gesichtspunkt der Steuerung des Kristallwachstums des Harzes auf Propylenbasis und der Flexibilisierung des Formkörpers. Es sollte beachtet werden, dass der Styrolgehalt ein Massenverhältnis der Styroleinheiten zu den im Harz auf Styrolbasis enthaltenen Komponenteneinheiten angibt.
  • (Widerstandsvermittelndes Mittel)
  • Das widerstandsvermittelnde Mittel ist eine Komponente, die in der Isolierschicht vorhandene Hohlräume füllt, um den Abbau der Isolierung aufgrund der Hohlräume zu verringern. Darüber hinaus dient das widerstandsvermittelnde Mittel als Antioxidans und kann den Abbau der Harzzusammensetzung zum Zeitpunkt der Wärmemischung verringern. Insbesondere handelt es sich bei dem widerstandsvermittelnden Mittel um ein Monomer, das ein Phenolgerüst aufweist, das Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen enthält, die an mindestens eine der ortho-Positionen der Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und das einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Harzkomponente und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist. Vorzugsweise ist das widerstandsvermittelnde Mittel ein phenolisches Antioxidans mit der zuvor beschriebenen chemischen Struktur, dem Schmelzpunkt und dem Molekulargewicht.
  • Es wird angenommen, dass der Mechanismus, durch den das widerstandsvermittelnde Mittel die Hohlräume füllt und die Verschlechterung der Isolierung durch die Hohlräume verringert, wie folgt ist.
  • Da das widerstandsvermittelnde Mittel einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger hat, der niedriger ist als der der Harzkomponente, schmilzt es, wenn es mit der Harzkomponente wärmegemischt wird, und wird flüssig. Wenn die durch die Wärmemischung erhaltene Harzzusammensetzung in die Isolierschicht geformt und abgekühlt wird, beginnt die Harzkomponente zunächst zu erstarren. In diesem Fall schreitet das Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis voran, was zur Bildung von feinen Hohlräumen führen kann. Da das widerstandsvermittelnde Mittel einen niedrigeren Schmelzpunkt als die Harzkomponente hat und zu dem Zeitpunkt, zu dem die Harzkomponente zu erstarren beginnt, in flüssigem Zustand vorliegt, kann es in die Hohlräume eindringen und diese ausfüllen.
  • Da das widerstandsvermittelnde Mittel ein Molekulargewicht von 200 oder mehr hat, kann die Verflüchtigung des widerstandsvermittelnden Mittels bei einer Wärmemischung mit der Harzzusammensetzung reduziert werden, und das widerstandsvermittelnde Mittel kann stabil in die Hohlräume gefüllt werden. Da das Molekulargewicht 500 oder weniger beträgt, kann das widerstandsvermittelnde Mittel außerdem in geeigneter Weise in der Harzkomponente bewegt werden, wodurch die Aggregation des widerstandsvermittelnden Mittels verringert werden kann. Infolgedessen kann das widerstandsvermittelnde Mittel gleichmäßig in der Harzzusammensetzung dispergiert werden, und das widerstandsvermittelnde Mittel kann stabil in die Hohlräume gefüllt werden.
  • Da das widerstandsvermittelnde Mittel aromatische Ringe aufweist, die sich von seinem Phenolgerüst ableiten, kann es die Hohlräume füllen und der Isolierschicht elektrische Stabilität verleihen. Außerdem hat das widerstandsvermittelnde Mittel aufgrund seines Phenolgerüsts eine Polarität. Daher kann es, wenn es in die Hohlräume gefüllt wird, eine starke Änderung des Widerstands zwischen dem widerstandsvermittelnden Mittel und der Isolierschicht abmildern und die Isolierung aufrechterhalten.
  • Darüber hinaus weist das widerstandsvermittelnde Mittel Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen an mindestens einer der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe in seinem Phenolgerüst und keinen sperrigen Substituenten an mindestens einer der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe auf. Daher hat das widerstandsvermittelnde Mittel eine geringe sterische Hinderung um die Hydroxylgruppe herum. Im Gegensatz dazu ist bei einem Monomer mit sperrigen Substituenten (z. B. t-Butylgruppen), die sich in beiden ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe befinden, z. B. bei einem gehinderten phenolischen Antioxidans, die sterische Hinderung um die Hydroxylgruppe größer. Bei einem solchen Monomer, bei dem die Reaktivität der Hydroxylgruppen durch sterische Hinderung gehemmt werden kann, kann es vorkommen, dass es in einigen Fällen die inhärenten Eigenschaften nicht aufweist. In dieser Hinsicht hat das widerstandsvermittelnde Mittel dieser Ausführungsform eine geringe sterische Hinderung und eine Hydroxylgruppe mit hoher Reaktivität und weist somit die Eigenschaft einer stabilen Aufrechterhaltung der Isolierung stabil auf.
  • Wie zuvor beschrieben, kann das widerstandsvermittelnde Mittel die Hohlräume in der Isolierschicht ausfüllen und der Isolierschicht außerdem elektrische Stabilität verleihen. Daher kann selbst bei Vorhandensein feiner Hohlräume in der Isolierschicht oder bei Bildung von Hohlräumen aufgrund der Biegung der Isolierschicht die Verschlechterung der Isolierung aufgrund der Hohlräume abgeschwächt und die Isolierung auf hohem Niveau gehalten werden.
  • Das Molekulargewicht des widerstandsvermittelnden Mittels beträgt 200 oder mehr und 500 oder weniger. Unter dem Gesichtspunkt der Verringerung der Verflüchtigung des widerstandsvermittelnden Mittels und der Verringerung der Aggregation des widerstandsvermittelnden Mittels zur Dispersion in der Harzzusammensetzung beträgt das Molekulargewicht des widerstandsvermittelnden Mittels vorzugsweise 300 oder mehr und 450 oder weniger.
  • Der Schmelzpunkt des widerstandsvermittelnden Mittels kann 145°C oder weniger betragen, vorzugsweise 130°C oder weniger. Da der Schmelzpunkt 130°C oder weniger beträgt, kann das widerstandsvermittelnde Mittel zuverlässiger in die in der Isolierschicht entstandenen Hohlräume gefüllt werden. Außerdem kann der Schmelzpunkt so gewählt werden, dass das widerstandsvermittelnde Mittel bei einer normalen Temperatur (27°C) flüssig wird. Insbesondere beträgt diese vorzugsweise 27 °C oder weniger. Das widerstandsvermittelnde Mittel, das bei 27 °C flüssig wird, neigt dazu, sich leicht an Stellen mit spärlichen Molekülketten zu sammeln, von denen Risse und Hohlräume in der Isolierschicht ausgehen. Daher wird eine äußere Spannung auf die Isolierschicht ausgeübt, und das widerstandsvermittelnde Mittel kann zuverlässig in neu entstandene Hohlräume gefüllt werden. Der untere Grenzwert ist nicht besonders begrenzt, liegt aber vorzugsweise bei - 30°C oder mehr.
  • Für das widerstandsvermittelnde Mittel ist die Anzahl der Phenolgerüste nicht besonders begrenzt, solange das Molekulargewicht des widerstandsvermittelnden Mittels in einem Bereich von 200 oder mehr und 500 oder weniger liegt und z.B. 1 oder 2 beträgt.
  • Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kompatibilität mit der Harzkomponente weist das widerstandsvermittelnde Mittel vorzugsweise eine lineare Kohlenstoffstruktur mit 5 oder mehr und 10 oder weniger Kohlenstoffatomen im Phenolgerüst auf. Durch die Verbesserung der Kompatibilität des widerstandsvermittelnden Mittels kann das widerstandsvermittelnde Mittel stabil an einer Stelle vorhanden sein, an der leicht Hohlräume entstehen, und es kann zuverlässig in die Hohlräume gefüllt werden, wenn die Hohlräume entstehen. Die Anzahl der linearen Kohlenstoffstrukturen ist nicht sonderlich begrenzt, solange das Molekulargewicht des widerstandsvermittelnden Mittels in den zuvor beschriebenen Bereich fällt, beträgt aber beispielsweise 1 oder 2. Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Kompatibilität bei gleichzeitiger Einhaltung des Molekulargewichtsbereichs beträgt die Anzahl der linearen Kohlenstoffstrukturen vorzugsweise 2. Ferner kann sich die lineare Kohlenstoffstruktur in der anderen ortho-Position zur Hydroxylgruppe befinden. Der Grund dafür ist, dass Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, die in mindestens einer der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe vorhanden ist, die Beeinträchtigung der Reaktivität durch sterische Hinderung verringern kann. Darüber hinaus kann die lineare Kohlenstoffstruktur direkt oder über ein anderes Atom, wie z. B. ein Schwefel- oder Stickstoffatom, an den aromatischen Ring gebunden sein.
  • Das widerstandsvermittelnde Mittel ist ein Monomer, das Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatome enthält. Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Atomen kann es auch Schwefel- oder Stickstoffatome enthalten. Vorzugsweise enthält es ein Schwefelatom.
  • Es gibt keine Beschränkung für das widerstandsvermittelnde Mittel, solange es die zuvor beschriebene chemische Struktur, das Molekulargewicht und den Schmelzpunkt erfüllt. Zum Beispiel können 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenol, 2-Hydroxy-4-n-octyloxybenzophenon, 2,4-Dihydroxybenzophenon, 2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenon, 2,4-Bis(octylthiomethyl)-6-methylphenol, Nonylphenol oder Dinonylphenol verwendet werden. Unter diesen wird 2,4-Bis(octylthiomethyl)-6-methylphenol bevorzugt, weil es eine lineare Kohlenstoffstruktur mit einem Schwefelatom und 5 oder mehr und 10 oder weniger Kohlenstoffatomen aufweist und eine hohe Kompatibilität mit der Harzkomponente besitzt.
  • Der Gehalt an dem widerstandsvermittelnden Mittel beträgt 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente. Vorzugsweise beträgt er 0,5 Masseteile oder mehr und 8 Masseteile oder weniger. Da das widerstandsvermittelnde Mittel leicht in die Hohlräume gefüllt werden kann, indem sein Gehalt auf 0,4 Masseteile oder mehr eingestellt wird, kann die Verschlechterung der Isolierung aufgrund der Hohlräume abgeschwächt werden. Darüber hinaus erschwert eine übermäßig hohe Zugabemenge des widerstandsvermittelnden Mittels die Formung der Harzzusammensetzung zur Isolierschicht. Die Einstellung der Zugabemenge auf 10 Massenteile oder weniger kann jedoch die Formbarkeit der Harzzusammensetzung sicherstellen.
  • (Weitere Additive)
  • Die Harzzusammensetzung kann je nach Bedarf weitere Additive enthalten. Als weitere Additive können Antioxydansen mit Ausnahme der zuvor beschriebenen widerstandsvermittelnden Mittel, Kupferinhibitoren, Schmiermittel und Farbstoffe enthalten sein.
  • In der Harzzusammensetzung ist jedoch beispielsweise der Gehalt des Additivs, das als Keimbildner für die Bildung von Propylenkristallen dient, vorzugsweise gering. Vorzugsweise ist die Harzzusammensetzung im Wesentlichen frei von einem solchen Zusatzstoff. Insbesondere ist der Gehalt des Zusatzstoffes, der als Keimbildner dient, beispielsweise vorzugsweise weniger als 1 Massenteil, und noch bevorzugter 0 Massenteile, bezogen auf den Gesamtgehalt der Harzkomponenten von 100 Massenteilen. Dementsprechend kann das Auftreten einer unerwarteten abnormalen Kristallisation aufgrund des Keimbildners reduziert werden, und die Menge der Kristalle kann leicht gesteuert werden.
  • Darüber hinaus ist die Harzzusammensetzung unter dem Gesichtspunkt des Recyclings vorzugsweise unvernetzt, d.h. ohne Vernetzung, kann aber das Vernetzungsmittel zur Vernetzung enthalten. Wenn sie vernetzt ist, wird die Vernetzung vorzugsweise so durchgeführt, dass der Gelanteil (Vernetzungsgrad) reduziert wird. Insbesondere ist es vorzuziehen, die Vernetzung mit einem solchen Vernetzungsgrad durchzuführen, dass das Massenverhältnis des Restes des Vernetzungsmittels in der Harzzusammensetzung weniger als 300 ppm beträgt. Wird Dicumylperoxid als Vernetzungsmittel verwendet, umfasst der Rest beispielsweise Cumylalkohol und a-Methylstyrol.
  • (Schmelzpunkt und Schmelzenthalpie der Harzzusammensetzung)
  • Der Schmelzpunkt und die Schmelzenthalpie der Harzzusammensetzung variieren je nach dem individuellen Gehalt des Harzes auf Propylenbasis oder des Harzes mit niedriger Kristallinität, das als Harzkomponente verwendet wird, und gelten als Indikatoren für die Harzzusammensetzung. Der Schmelzpunkt und die Schmelzenthalpie der Harzzusammensetzung sind nicht besonders begrenzt, aber es ist bevorzugt, dass, wenn das Random-PP als Harz auf Propylenbasis enthalten ist, der Schmelzpunkt 140°C oder mehr und 150°C oder weniger beträgt, und die Schmelzenthalpie 55 J/g oder mehr und 100 J/g oder weniger beträgt. Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt bei 140°C oder mehr und 148°C oder weniger, und die Schmelzenthalpie beträgt 55 J/g oder mehr und 95 J/g oder weniger. Andererseits ist es bevorzugt, dass, wenn das Homo-PP als Harz auf Propylenbasis enthalten ist, der Schmelzpunkt 158°C oder mehr und 168°C oder weniger beträgt, und die Schmelzenthalpie 55 J/g oder mehr und 110 J/g oder weniger beträgt. Vorzugsweise liegt der Schmelzpunkt bei 158°C oder mehr und 165°C oder weniger, und die Schmelzenthalpie beträgt 55 J/g oder mehr und 100 J/g oder weniger. Durch Mischen des Harzes auf Propylenbasis und des Harzes mit niedriger Kristallinität und/oder des Harzes auf Styrolbasis, so dass der Schmelzpunkt und die Schmelzenthalpie wie zuvor beschrieben sind, kann übermäßiges Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis reduziert werden, und die den Harzen zukommenden Eigenschaften können erhalten werden.
  • Der „Schmelzpunkt“ und die „Schmelzenthalpie“, die hier verwendet werden, werden mittels Differenzkalorimeter (DSC = Differential Scanning Calorimeter) gemessen. Die „Dynamische Differenzkalorimetrie“ wird zum Beispiel gemäß JIS-K-7121 (1987) durchgeführt. Konkret wird im DSC-Gerät die Temperatur einer Messprobe von Raumtemperatur (normale Temperatur, z.B. 27°C) auf 220°C mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min erhöht. Dementsprechend wird eine DSC-Kurve erhalten, indem die endotherme Menge pro Zeiteinheit (Wärmefluss) gegen die Temperatur aufgetragen wird.
  • In diesem Fall wird die Temperatur, bei der eine endotherme Menge pro Zeiteinheit in der Probe maximal ist (höchster Peak), als „Schmelzpunkt (Schmelzpeak-Temperatur)“ definiert. In diesem Fall wird unter der Annahme, dass der gesamte endotherme Prozess der Probe durch die Harzkomponente erfolgt, der Wert (J/g), der sich aus der Division der endothermen Menge (J) der Probe von Raumtemperatur bis 220 °C durch die Gesamtmasse (g) der Harzkomponente in der Probe ergibt, als „Schmelzenthalpie“ definiert. Die Kristallinität (%) der Probe kann auf der Grundlage der Schmelzenthalpie der Probe und der theoretischen Schmelzenthalpie des perfekten Kristalls ermittelt werden.
  • (Harzzusammensetzung)
  • Es ist bevorzugt, dass der Gehalt jeder in der Harzzusammensetzung enthaltenen Komponente angemessen modifiziert wird, so dass der Schmelzpunkt und die Schmelzenthalpie der Harzzusammensetzung in den zuvor beschriebenen Bereich fallen. Zum Beispiel enthält die Harzzusammensetzung vorzugsweise 55 Masseteile oder mehr und 95 Masseteile oder weniger des Harzes auf Propylenbasis und 5 Masseteile oder mehr und 45 Masseteile oder weniger der flexiblen Komponente, wobei die Gesamtmenge des Harzes auf Propylenbasis und der flexiblen Komponente, die das Harz mit niedriger Kristallinität und/oder das Harz auf Styrolbasis enthält, 100 Masseteile beträgt. Vorzugsweise enthält sie 60 Masseteile oder mehr und 95 Masseteile oder weniger des Harzes auf Propylenbasis und 5 Masseteile oder mehr und 40 Masseteile oder weniger der flexiblen Komponente. Mit diesen Zugabemengen kann die Menge der Kristalle in der Harzzusammensetzung innerhalb eines geeigneten Bereichs eingestellt werden. Als Ergebnis kann bei der Bildung der Isolierschicht unter Verwendung der Harzzusammensetzung die Bildung von Hohlräumen in der Isolierschicht reduziert werden. Das Zugabeverhältnis des Harzes mit niedriger Kristallinität und des Harzes auf Styrolbasis ist nicht besonders begrenzt, solange die Zugabemenge insgesamt innerhalb des zuvor beschriebenen Bereichs liegt.
  • (2) Stromkabel
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 das Stromkabel gemäß der Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine Querschnittsansicht orthogonal zu einer axialen Richtung des Stromkabels gemäß dieser Ausführungsform.
  • Das Stromkabel 10 der Ausführungsform ist als sogenanntes Vollisolationsstromkabel ausgebildet. Darüber hinaus ist das Stromkabel 10 der Ausführungsform beispielsweise für eine Verlegung auf dem Boden (in einer Rohrleitung), unter Wasser oder auf dem Grund eines Gewässers ausgelegt. Das Stromkabel 10 wird z.B. für Wechselstrom verwendet.
  • Im Einzelnen umfasst das Stromkabel 10 beispielsweise einen Leiter 110, eine innere Halbleiterschicht 120, eine Isolierschicht 130, eine äußere Halbleiterschicht 140, eine Abschirmschicht 150 und eine Ummantelung 160.
  • (Leiter (Leitfähiger Abschnitt))
  • Der Leiter 110 ist durch Verdrillen einer Vielzahl von leitenden Kerndrähten (leitende Kerndrähte) konfiguriert, die beispielsweise reines Kupfer, eine Kupferlegierung, Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder Ähnliches umfassen.
  • (Innere Halbleiterschicht)
  • Die innere Halbleiterschicht 120 ist so vorgesehen, dass sie den Außenumfang des Leiters 110 bedeckt. Darüber hinaus ist die innere Halbleiterschicht 120 halbleitend und so konfiguriert, dass sie die Konzentration des elektrischen Feldes auf der Oberflächenseite des Leiters 110 reduziert. Die innere Halbleiterschicht 120 umfasst beispielsweise mindestens eines der Copolymere auf Ethylenbasis, wie Ethylen-Ethylacrylat-Copolymere, Ethylen-Methylacrylat-Copolymere, Ethylen-Butylacrylat-Copolymere und Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, olefinische Elastomere, die zuvor beschriebenen Harze mit niedriger Kristallinität und dergleichen, zusammen mit leitfähigem Ruß.
  • (Isolierschicht)
  • Die Isolierschicht 130 ist so vorgesehen, dass sie den Außenumfang der inneren Halbleiterschicht 120 bedeckt und als der zuvor beschriebene Harzzusammensetzungsformkörper konfiguriert ist. Die Isolierschicht 130 wird z.B. aus der Harzzusammensetzung extrudiert, wie zuvor beschrieben.
  • (Äußere Halbleiterschicht)
  • Die äußere Halbleiterschicht 140 ist vorgesehen, um den Außenumfang der Isolierschicht 130 zu bedecken. Darüber hinaus ist die äußere Halbleiterschicht 140 halbleitend und so konfiguriert, dass sie die Konzentration des elektrischen Feldes zwischen der Isolierschicht 130 und der Abschirmschicht 150 reduziert. Die äußere Halbleiterschicht 140 enthält zum Beispiel das gleiche Material wie die innere Halbleiterschicht 120.
  • (Abschirmschicht)
  • Die Abschirmschicht 150 ist so vorgesehen, dass sie den Außenumfang der äußeren Halbleiterschicht 140 bedeckt. Die Abschirmschicht 150 wird zum Beispiel durch Wickeln eines Kupferbandes oder als Drahtabschirmung durch Wickeln einer Vielzahl von weichen Kupferdrähten gebildet. Ein Band mit gummiertem Stoff oder ähnlichem als Rohmaterial kann innerhalb oder außerhalb der Abschirmschicht 150 gewickelt werden.
  • (Ummantelung)
  • Die Ummantelung 160 ist so vorgesehen, dass sie den Außenumfang der Abschirmschicht 150 bedeckt. Die Ummantelung 160 besteht zum Beispiel aus Polyvinylchlorid oder Polyethylen.
  • Für ein Unterwasserkabel oder ein im Wasser verlegtes Kabel kann das Stromkabel 10 gemäß der Ausführungsform außerhalb der Abschirmschicht 150 eine metallische Wasserabschirmschicht wie eine sogenannte Alclad- oder eine Eisendrahtarmierung aufweisen.
  • Andererseits muss das Stromkabel 10 gemäß der Ausführungsform keine Wasserabschirmschicht außerhalb der Abschirmschicht 150 aufweisen. Das heißt, das Stromkabel 10 gemäß der Ausführungsform kann eine unvollkommene Wasserabschirmstruktur aufweisen.
  • (Konkrete Abmessungen und dergleichen)
  • Die spezifischen Abmessungen des Stromkabels 10 sind nicht besonders begrenzt. Zum Beispiel beträgt der Durchmesser des Leiters 110 5 mm oder mehr und 60 mm oder weniger, die Dicke der inneren Halbleiterschicht 120 beträgt 0,5 mm oder mehr und 3 mm oder weniger, die Dicke der Isolierschicht 130 beträgt 3 mm oder mehr und 35 mm oder weniger, die Dicke der äußeren Halbleiterschicht 140 beträgt 0,5 mm oder mehr und 3 mm oder weniger, die Dicke der Abschirmschicht 150 beträgt 0,1 mm oder mehr und 5 mm oder weniger, und die Dicke der Ummantelung 160 beträgt 1 mm oder mehr. Die an das Stromkabel 10 dieser Ausführungsform angelegte Wechselspannung beträgt z. B. 20 kV oder mehr.
  • (3) Kabeleigenschaften
  • Da in dieser Ausführungsform die Isolierschicht 130 (Formkörper aus einer Harzzusammensetzung) so konfiguriert ist, dass sie das zuvor beschriebene widerstandsvermittelnde Mittel enthält, kann die unten beschriebene Isolierung erzielt werden.
  • Die Isolierschicht 130 dieser Ausführungsform kann eine hohe Isolierung beibehalten, selbst wenn eine äußere Belastung aufgrund der Biegung einwirkt. Insbesondere wird eine 0,4 mm dicke Platte, die aus der zuvor beschriebenen Harzzusammensetzung gebildet wurde, dem unten beschriebenen 180°-Biegetest unterzogen, und an eine Platte, die bei normaler Temperatur einer äußeren Belastung ausgesetzt ist, wird eine Wechselspannung mit handelsüblicher Frequenz (z. B. 60 Hz) unter folgenden Bedingungen angelegt: Anlegen einer Spannung von 10 kV für 10 Minuten, dann Wiederholen des Zyklus des Erhöhens der Spannung in Schritten von 1 kV und Anlegen der erhöhten Spannung für 10 Minuten. In diesem Fall beträgt die elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, 45 kV/mm oder mehr, selbst wenn keine Hohlräume beobachtet werden, und 70 kV/mm oder mehr, wenn Hohlräume beobachtet werden.
  • Darüber hinaus kann die Isolierschicht 130 eine hohe elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, beibehalten, selbst wenn sich aufgrund einer äußeren Belastung, wie z. B. Biegen, Hohlräume bilden. Das heißt, es gibt einen kleinen Unterschied in der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, der Isolierschicht 130 zwischen einem Zustand vor der Anwendung einer äußeren Belastung wie Biegung und einem Zustand nach Anwendung einer äußeren Belastung wie Biegung. Insbesondere beträgt das Verhältnis der Schwankung in der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, aufgrund der Biegung 30 % oder weniger. Dabei ist das Verhältnis der Veränderung der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, ein Verhältnis, das den Unterschied in der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor und nach der Biegung relativ zu einer elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, in einem normalen Zustand vor der Biegung darstellt.
  • (4) Verfahren zur Herstellung eines Stromkabels
  • Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des Stromkabels gemäß der Ausführungsform beschrieben. Im Folgenden wird der Schritt mit „S“ abgekürzt.
  • (S100: Harzzusammensetzungsherstellungsschritt)
  • Zunächst wird die Harzzusammensetzung zur Bildung der Isolierschicht 130 hergestellt.
  • Gemäß der Ausführungsform werden als Harzkomponenten ein Harz auf Propylenbasis, eine flexible Komponente, die ein Harz mit niedriger Kristallinität und/oder ein Harz auf Styrolbasis enthält, ein widerstandvermittelndes Mittel und andere Additive nach Bedarf in einem Mischer gemischt (geknetet), um ein Gemisch zu bilden. Beispiele für einen Mischer sind eine offene Walze, ein Banbury-Mischer, ein Druckkneter, ein Einschneckenmischer und ein Mehrschneckenmischer.
  • In diesem Fall kann die Zugabemenge der einzelnen Harze beispielsweise für das Harz auf Propylenbasis 55 Masseteile oder mehr und 95 Masseteile oder weniger und für die flexible Komponente 5 Masseteile oder mehr und 45 Masseteile oder weniger betragen, wobei der Gesamtgehalt des Harzes auf Propylenbasis und der flexiblen Komponente, die ein Harz mit niedriger Kristallinität und/oder ein Harz auf Styrolbasis enthält, 100 Masseteile beträgt. Der Gehalt des widerstandsvermittelnden Mittels beträgt 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf einen Gesamtgehalt des Harzes auf Propylenbasis und des Harzes mit niedriger Kristallinität von 100 Masseteilen.
  • Nach der Herstellung des Gemischs wird das Gemisch mit einem Extruder granuliert. Dadurch entsteht eine kugelartige Harzzusammensetzung, die in die Isolierschicht 130 eingebracht werden soll. Die Schritte vom Mischschritt bis zum Granulierschritt können gemeinsam mit einem Doppelschneckenextruder mit hoher Knetleistung durchgeführt werden.
  • (S200: Leiterherstellungsschritt)
  • Andererseits wird ein Leiter 110 hergestellt, der durch Verdrillen einer Vielzahl von Kerndrähten des Leiters gebildet wird.
  • (S300: Kabelkernbildungsschritt (Extrusionsschritt, Isolierschichtbildungsschritt))
  • Nachdem der Harzzusammensetzungsvorbereitungsschritt S100 und der Leiterherstellungsschritt S200 abgeschlossen sind, wird die zuvor beschriebene Harzzusammensetzung verwendet, um die Isolierschicht 130 mit einer Dicke von 3 mm oder mehr zu bilden, die den Außenumfang des Leiters 110 bedeckt.
  • In diesem Fall werden die innere Halbleiterschicht 120, die Isolierschicht 130 und die äu-ßere Halbleiterschicht 140 gleichzeitig gebildet, zum Beispiel mit einem Dreischicht-Coextruder.
  • Konkret wird z.B. eine Harzzusammensetzung für die innere Halbleiterschicht in einen Extruder A des Dreischicht-Coextruders gefüllt, wobei der Extruder A die innere Halbleiterschicht 120 bildet.
  • Die zuvor beschriebene kugelartige Harzzusammensetzung wird in einen Extruder B eingefüllt, der die Isolierschicht 130 bildet. Die Solltemperatur des Extruders B wird auf eine Temperatur eingestellt, die um 10°C oder mehr und 50°C oder weniger über dem gewünschten Schmelzpunkt liegt. Es ist vorteilhaft, die Solltemperatur auf der Grundlage einer linearen Geschwindigkeit und eines Extrusionsdrucks entsprechend einzustellen.
  • Eine Zusammensetzung für die äußere Halbleiterschicht wird in einen Extruder C gefüllt, der die äußere Halbleiterschicht 140 bildet, wobei die Zusammensetzung Materialien enthält, die denen der Harzzusammensetzung für die innere Halbleiterschicht ähnlich sind, die in den Extruder A gefüllt wird.
  • Dann werden die jeweiligen Extrudate aus den Extrudern A bis C zu einem gemeinsamen Kopf geführt, und die innere Halbleiterschicht 120, die Isolierschicht 130 und die äußere Halbleiterschicht 140 werden von innen nach außen gleichzeitig auf den Außenumfang des Leiters 110 extrudiert. Dementsprechend wird ein extrudiertes Material, das ein Kabelkern werden soll, gebildet.
  • Das extrudierte Material wird dann z.B. mit Wasser gekühlt.
  • Während dieser Abkühlung beginnt die Harzkomponente, die das Harz auf Propylenbasis enthält, zunächst in der Harzzusammensetzung der Isolierschicht 130 zu erstarren. Da das widerstandsvermittelnde Mittel mit einem niedrigeren Schmelzpunkt als dem der Harzkomponente in diesem Fall in geschmolzenem, flüssigem Zustand vorliegt, bewegt es sich zu den feinen Hohlräumen, die sich beim Erstarren bilden, und füllt diese.
  • Der Kabelkern, der den Leiter 110, die innere Halbleiterschicht 120, die Isolierschicht 130 und die äußere Halbleiterschicht 140 enthält, wird durch den zuvor beschriebenen Schritt S300 zur Bildung des Kabelkerns gebildet.
  • (S400: Abschirmschichtbildungsschritt)
  • Nachdem der Kabelkern gebildet wurde, wird die Abschirmschicht 150 außerhalb der äu-ßeren Halbleiterschicht 140 gebildet, zum Beispiel durch Umwickeln mit einem Kupferband.
  • (S500: Ummantelungsschritt)
  • Nachdem die Abschirmschicht 150 gebildet wurde, wird Vinylchlorid in einen Extruder eingefüllt und aus dem Extruder extrudiert, um eine Ummantelung 160 auf dem Außenumfang der Abschirmschicht 150 zu bilden.
  • Wie zuvor beschrieben, wird das Stromkabel 10 als Vollisolationsstromkabel hergestellt.
  • (4) Wirkung der vorliegenden Ausführungsform
  • Gemäß dieser Ausführungsform werden ein oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Effekte erzielt.
    1. (a) Die Isolierschicht gemäß der Ausführungsform wird aus der Harzzusammensetzung gebildet, die die Harzkomponente, die das Harz auf Propylenbasis und das Harz mit niedriger Kristallinität und/oder das Harz auf Styrolbasis enthält, und das widerstandsvermittelnde Mittel mit einem vorbestimmten Molekulargewicht, Schmelzpunkt und einer vorbestimmten chemischen Struktur aufweist, so dass der Gehalt des widerstandsvermittelnden Mittels 0,4 Massenteile bis 10 Massenteile in Bezug auf 100 Massenteile der Harzkomponente beträgt. Das Harz mit niedriger Kristallinität und das Harz auf Styrolbasis können das übermäßige Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis reduzieren. Das widerstandsvermittelnde Mittel dringt in die Hohlräume ein, z. B. in die nicht sichtbaren feinen Hohlräume in der Harzzusammensetzung, um eine starke Änderung des Widerstands zwischen der Harzkomponente und den Hohlräumen zu verringern. Dementsprechend kann eine hohe Isolierung in der Isolierschicht erzielt werden. Obwohl sich aufgrund der Biegung der Isolierschicht Hohlräume bilden können, kann die Verschlechterung der Isolierung aufgrund der Hohlräume durch das Füllen der Hohlräume mit dem widerstandsvermittelnden Mittel verringert werden. Wie zuvor beschrieben, kann die Isolierschicht dieser Ausführungsform die Isolierung in einem Zustand vor dem Anlegen einer äußeren Spannung verbessern und auch den Unterschied in der elektrischen AC-Durchbruchfeldstärke vor und nach dem Anlegen der äußeren Spannung aufgrund der Biegung gering halten, wodurch Schwankungen in der Isolierung vor und nach der Biegung verringert werden.
    2. (b) Der Schmelzpunkt des widerstandsvermittelnden Mittels beträgt vorzugsweise 130°C oder weniger, und noch bevorzugter einen solchen Schmelzpunkt, dass das widerstandsvermittelnde Mittel bei 27°C flüssig wird. Das widerstandsvermittelnde Mittel mit einem solchen Schmelzpunkt kann die aus dem Harz auf Propylenbasis gebildeten Hohlräume zuverlässiger füllen und die Schwankungen in der Isolierung der Isolierschicht vor und nach dem Biegen weiter verringern.
    3. (c) Das widerstandsvermittelnde Mittel hat vorzugsweise eine lineare Kohlenstoffstruktur mit 5 oder mehr und 10 oder weniger Kohlenstoffatomen. Das widerstandsvermittelnde Mittel enthält vorzugsweise ein Schwefelatom. Ein derartiges widerstandsvermittelndes Mittel ist hervorragend mit der Harzkomponente verträglich und kann daher die Hohlräume in der Isolierschicht stabiler füllen und der Isolierschicht auch elektrische Stabilität verleihen. Infolgedessen kann die Isolierung im Ausgangszustand in der Isolierschicht verbessert werden, und die Schwankungen in der Isolierung vor und nach dem Biegen können weiter reduziert werden.
    4. (d) Da das Homo-PP eine große Menge an Kristallen aufweist, ist es wahrscheinlich, dass inter- und intra- kristalline Risse und Hohlräume in der Isolierschicht auftreten, wenn das Homo-PP als Harz auf Propylenbasis verwendet wird. Daher ist die Isolierung der Isolierschicht nicht nur tendenziell geringer, sondern auch wahrscheinlich geringer, wenn die Isolierschicht gebogen wird. In dieser Hinsicht kann das widerstandsvermittelnde Mittel nicht nur die ursprünglich in der Isolierschicht vorhandenen Hohlräume füllen, sondern auch die durch das Biegen entstandenen Hohlräume. Dementsprechend kann die Isolierung der Isolierschicht verbessert, die Verschlechterung der Isolierung aufgrund der Biegung reduziert und die hohe Isolierung beibehalten werden.
  • Andererseits ist die Wahrscheinlichkeit, dass Risse und Hohlräume in der Isolierschicht entstehen, bei einem Random-PP, das eine geringere Menge an Kristallen aufweist als das Homo-PP, geringer, und es ist weniger wahrscheinlich, dass sich neue Hohlräume bilden, wenn die Isolierschicht gebogen wird. Allerdings besteht auch beim Random-PP die Tendenz, dass die dem Random-PP innewohnende Isolierung wegen des Vorhandenseins von nicht beobachtbaren feinen Hohlräumen nicht erreicht werden kann. In dieser Hinsicht kann das widerstandsvermittelnde Mittel die feinen Hohlräume füllen und die Verschlechterung der Isolierung aufgrund der Hohlräume verringern.
  • Wie zuvor beschrieben, kann das widerstandsvermittelnde Mittel eine hohe Isolierung in der Isolierschicht erreichen, unabhängig von der Art des Homo-PP oder Random-PP als Harz auf Propylenbasis, und auch die Verschlechterung der Isolierung der Isolierschicht aufgrund der Biegung und Schwankungen in der Isolierung vor und nach der Biegung verringern.
    • (e) Die Harzzusammensetzung enthält vorzugsweise das Random-PP und das Harz auf Styrolbasis oder das Random-PP, das Harz mit niedriger Kristallinität und das Harz auf Styrolbasis. Durch die Verwendung von zumindest dem Random-PP und dem Harz auf Styrolbasis kann die Bildung von großen Hohlräumen während der Bildung der Isolierschicht reduziert werden, und die Bildung neuer Hohlräume kann auch reduziert werden, wenn die erhaltene Isolierschicht gebogen wird. Infolgedessen kann eine noch höhere Isolierung in einem Zustand vor der Anwendung der äußeren Spannung in der Isolierschicht erhalten werden, und die höhere Isolierung kann auch nach dem Biegen beibehalten werden.
    • (f) Die Harzzusammensetzung enthält vorzugsweise das Random-PP als das Harz auf Propylenbasis und die flexible Komponente, die das Harz mit niedriger Kristallinität oder das Harz auf Styrolbasis ist, in einem solchen Verhältnis, dass der Schmelzpunkt der Harzzusammensetzung 140°C oder mehr und 150°C oder weniger beträgt und die Schmelzenthalpie 55 J/g oder mehr und 100 J/g oder weniger beträgt. Darüber hinaus enthält die Harzzusammensetzung vorzugsweise das Homo-PP als Harz auf Propylenbasis und die flexible Komponente, die das Harz mit niedriger Kristallinität oder das Harz auf Styrolbasis ist, in einem solchen Verhältnis, dass der Schmelzpunkt der Harzzusammensetzung 158°C oder mehr und 168°C oder weniger beträgt und die Schmelzenthalpie 55 J/g oder mehr und 110 J/g oder weniger beträgt. Wenn die einzelnen Komponenten in einem solchen Verhältnis enthalten sind, dass die Schmelzenthalpie und der Schmelzpunkt der Harzzusammensetzung in den zuvor beschriebenen Bereich fallen, kann das übermäßige Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis in der Isolierschicht verringert werden, und es kann eine höhere Isolierung in der Isolierschicht erzielt werden.
    • (g) Die Harzzusammensetzung enthält vorzugsweise als Harzkomponenten das Harz auf Propylenbasis, das Harz mit niedriger Kristallinität und das Harz auf Styrolbasis. Dementsprechend kann im Vergleich zu einem Fall, in dem nur das Harz mit niedriger Kristallinität oder das Harz auf Styrolbasis hinzugefügt wird, das Kristallwachstum des Harzes auf Propylenbasis besser gesteuert werden, und die Anzahl oder Größe der Hohlräume kann reduziert werden. Darüber hinaus kann die Bildung von Hohlräumen aufgrund der Biegung der Isolierschicht weiter verringert werden. Durch die Zugabe des widerstandsvermittelnden Mittels zu der Harzzusammensetzung kann das widerstandsvermittelnde Mittel in die feinen Hohlräume gefüllt werden, um die Isolierung zu verbessern. Selbst wenn die feinen Hohlräume durch das Biegen der Isolierschicht entstehen, kann die Verschlechterung der Isolierung verringert und Schwankungen der Isolierung vor und nach dem Biegen reduziert werden. Darüber hinaus kann das widerstandsvermittelnde Mittel die Verschlechterung der Isolierung aufgrund von Hohlraumbildung abmildern, wodurch die Zugabemenge des Harzes auf Styrolbasis, das die Hohlraumbildung reduziert, verringert werden kann.
  • <Weitere Ausführungsform der Erfindung>
  • Obwohl konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird der Formkörper aus einer Harzzusammensetzung als die durch mechanisches Mischen und Extrudieren erhaltene Isolierschicht beschrieben, aber der Formkörper aus einer Harzzusammensetzung kann auch durch Polymerisation und Extrudieren erhalten werden.
  • In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird ein Fall erläutert, in dem das Stromkabel 10 keine Wasserabschirmschicht aufweisen muss, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Das Stromkabel 10 kann eine einfache Wasserabschirmschicht aufweisen. Insbesondere umfasst die einfache Wasserabschirmschicht beispielsweise ein laminiertes Metallband. Das laminierte Metallband hat zum Beispiel eine Metallschicht, die Aluminium, Kupfer oder ähnliches enthält, und eine Klebeschicht, die auf einer oder beiden Oberflächen der Metallschicht vorgesehen ist. Das laminierte Metallband wird in Längsrichtung um den Außenumfang eines Kabelkerns gewickelt (Außenumfang außerhalb der äußeren Halbleiterschicht), so dass es den Kabelkern umgibt. Die Wasserabschirmschicht kann außerhalb der Abschirmschicht vorgesehen werden, oder kann auch als Abschirmschicht dienen. Diese Konfiguration kann die Kosten des Stromkabels 10 reduzieren.
  • In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen wird ein Fall erläutert, in dem das Stromkabel 10 so konfiguriert ist, dass es auf dem Boden, unter Wasser oder auf dem Grund des Wassers verlegt wird, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Zum Beispiel kann das Stromkabel 10 als sogenanntes Freileitungskabel (isoliertes Freileitungskabel) ausgeführt sein.
  • In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen werden in dem Kabelkernbildungsschritt S300 drei Schichten gleichzeitig extrudiert, sie können aber auch einzeln extrudiert werden.
  • [Beispiele]
  • Nachfolgend werden Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Beispiele dienen der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • (1) Herstellung von Auswertungsproben
  • In diesem Beispiel wurden Auswertungsproben, die die Isolierschicht des Stromkabels nachahmen, gemäß den folgenden Verfahren hergestellt.
  • (1-1) Materialien
  • Als Materialien der Harzzusammensetzung zur Bildung von Auswertungsproben wurden die folgenden Komponenten hergestellt.
  • Als Harz auf Propylenbasis (A) wurden die folgenden Komponenten verwendet:
    • - Isotaktisches Propylen-Homopolymer (Homo-PP): Schmelzflussrate: 0,5 g/10 min, Dichte: 0,9 g/ml, Schmelzpunkt: 165°C, Schmelzenthalpie: 115 J/g
    • - Random-Polypropylen (Random-PP): Schmelzflussrate: 1,3 g/10 min, Dichte: 0,9 g/ml, Schmelzpunkt: 145°C, Schmelzenthalpie: 100 J/g
  • Als niedrigkristallines Harz (B) wurde die folgende Komponente verwendet:
    • - Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR): Ethylengehalt: 52 Masse%, Mooney-Viskosität ML (1 + 4) 100°C: 40, Schmelzpunkt: nicht vorhanden, Schmelzenthalpie: nicht vorhanden.
  • Als Harz auf Styrolbasis (C) wurde die die folgende Komponente verwendet:
    • - Hydriertes thermoplastisches Elastomer auf Styrolbasis (SEBS): Styrolgehalt: 12 Masse-%, Härte: A42, Schmelzflussrate: 4,5 g/10 min (230°C, 2,16 kg), Schmelzpunkt: nicht vorhanden, Schmelzenthalpie: nicht vorhanden.
  • Als Komponenten (D) und Steuerungskomponenten (D'), die in vergleichbarer Form wie die widerstandsvermittelnden Mittel (D) vorliegen, wurden die folgenden verwendet. Tabelle 1]
    Art Molekulargewicht Phenolanzahl Umgebung der Hydroxylgruppe Schmelzpunkt
    Widerstandsvermittelndes Mittel (D) (d1) 2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4-(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenol 323 1 - 102 °C
    (d2) 2-Hydroxy-4-n-octyloxybenzophenon 326 1 - 45 °C
    (d3) 2,4-Dihydroxybenzophenon 214 2 - 142 °C
    (d4) 2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenon 274 2 - 135 °C
    (d5) 2,4-Bis(octylthiomethyl)-6-methylphenol 425 1 - 14 °C
    (d6) Nonylphenol 220 1 - bp293 °C
    (d7) Dinonylphenol 346 1 - -20 °C
    Vergleichskomponente (D') (d'1) 2-(4,6-Dimethyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-[2-(2-ethylhexa-noyloxy)ethoxy)phenol 512 1 - 106 °C
    (d'2) 2-[4,6-Di(2,4-xylyl)-1 ,3,5-triazin-2-yl]-5-octyloxyphenol 509 1 - 90 °C
    (d'3) Glycerinmonostearat 358 - - 63 °C
    (d'4) Dibenzylether 198 - - 4 °C
    (d'5) Octyl-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrozimtsäure 390 1 Gehindert 10 °C
    (d'6) Benzylalkohol 108 - - -15 °C
    (d'7) 1, 3, 5-Tris(3, 5-di-tert-butyl-4-hyd roxybenzyl)-1, 3, 5-triazin-2,4,6(1H,3H,5H)-trion 784 3 Gehindert 220 °C
    (d'8) 4,4`,4"-(1-Methylpropanyl-3-yliden)tris(6-tert-butyl-m-cresol) 545 3 Eine gehindert 185 °C
    (d'9) Acetophenon 120 - - bp202 °C
    (d'10) Decanophenon 200 - - 35 °C
  • In Tabelle 1 gibt die Spalte mit der Überschrift „Phenolzahl“ die Anzahl des Phenolgerüsts in der Verbindung an, wobei „-“ für 0 steht. Die Spalte mit der Überschrift „Umgebung der Hydroxylgruppe“ gibt das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer sterischen Hinderung um die Hydroxylgruppe an, wobei „-“ für eine geringe sterische Hinderung steht, „einseitig gehindert“ für einen sperrigen Substituenten in einer der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe und „gehindert“ für sperrige Substituenten in beiden ortho-Positionen. Für das widerstandsvermittelnde Mittel (d6) und das widerstandsvermittelnde Mittel (d'9), die bei einer gewöhnlichen Temperatur (27°C) flüssig sind, sind ihre Siedepunkte (bp) aufgeführt.
  • (1-2) Herstellung der Harzzusammensetzung
  • Die zuvor beschriebenen Materialien wurden in dem in den folgenden Tabellen 2 bis 7 angegebenen Verhältnis einer Wärmemischung unterzogen, um die Harzzusammensetzung herzustellen. [Tabelle 2]
    Probe
    Molekulargewicht Phenolanzahl Umgebung der Hydroxylgruppe Schmelzpunkt 1 2 3 4 5 6
    Harz auf Propylenbasis (A) Homo-PP - 75 75 75 75 75 75
    Random-PP - - - - - - -
    Harz mit niedriger Kristallinität (B) EPR - 25 25 25 25 25 25
    Harz auf Styrolbasis (C) SEBS - - - - - - -
    Widerstandsvermittelndes Mittel (D) (d1) 323 1 - 102 °C 6 - 0,3 0,5 9 12
    (d2) 326 1 - 45 °C - - - - - -
    (d3) 214 2 - 142 °C - - - - - -
    (d4) 274 2 - 135 °C - - - - - -
    (d5) 425 1 - 14 °C - - - - - -
    (d6) 220 1 - bp293 °C - - - - - -
    (d7) 346 1 - -20 °C - - - - - -
    Isolierschicht Schmelzenthalpie [J/g] 87 91 90 89 83 81
    Schmelzpunkt [°C] 160 162 162 162 159 159
    Auswertung Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor Biegetest [kV/mm] 63 52 57 64 70
    Hohlraumbildung durch 180°-Biegung A A A A A
    Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, nach Biegetest [kV/mm] 65 21 20 49 71
    Verhältnis der Schwankung in der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt [%] 3,2 59,6 64,9 23,4 1,4
    Tabelle 3]
    Probe
    Molekulargewicht Phenolanzahl Umgebung der Hydroxylgruppe Schmelzpunkt 7 8 9 10
    Harz auf Propylenbasis (A) Homo-PP - 75 75 75 75
    Random-PP - - - - -
    Harz mit niedriger Kristallinität (B) EPR - 25 25 25 25
    Harz auf Styrolbasis (C) SEBS - - - - -
    Widerstandsvermittelnders Mittel (D) (d1) 323 1 - 102 °C - - - -
    (d2) 326 1 - 45 °C 5 - - -
    (d3) 214 2 - 142 °C - 5 - -
    (d4) 274 2 - 135 °C - - 3 -
    (d5) 425 1 - 14 °C - - - 5
    (d6) 220 1 - bp293 °C - - - -
    (d7) 346 1 - -20 °C - - - -
    Isolierschicht Schmelzenthalpie [J/g] 88 88 90 88
    Schmelzpunkt [°C] 161 161 162 162
    Auswertung Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor Biegetest [kV/mm] 67 66 61 69
    Hohlraumbildung durch 180°-Biegung A A A A
    Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, nach Biegetest [kV/mm] 61 63 55 67
    Verhältnis der Schwankung ein Wechselst in der ele tromdurchb ktrischen Feldstä ruch auftritt [%] irke, bei der 9,0 4,5 9,8 2,9
    Tabelle 4]
    Probe
    Harz auf Propylenbasis (A) Molekulargewicht Phenolanzahl Umgebung der Hydroxylgruppe Schmelzpunkt 11 12 13 14
    Homo-PP - 75 75 75 75
    Random-PP - - - - -
    Harz mit niedriger Kristallinität (B) EPR - 25 25 25 25
    Harz auf Styrolbasis (C) SEBS - - - - -
    Widerstandsvermittelndes Mittel (D) (d1) 323 1 - 102 °C - - - -
    (d2) 326 1 - 45 °C - - - -
    (d3) 214 2 - 142 °C - - - -
    (d4) 274 2 - 135 °C - - - -
    (d5) 425 1 - 14 °C 0,5 0,3 - -
    (d6) 220 1 - bp293 °C - - 5 -
    (d7) 346 1 - -20 °C - - - 6
    Isolierschicht Schmelzenthalpie [J/g] 90 91 89 86
    Schmelzpunkt [°C] 162 162 161 161
    Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor Biegetest [kV/mm] 62 52 63 66
    Hohlraumbildung durch 180°-Biegung A A A A
    Auswertung Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, nach Biegetest [kV/mm] 48 18 59 62
    Verhältnis der Schwankung in der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt [%] 22,6 65,4 6,3 6,1
    Tabelle 5]
    Probe
    Molekulargewicht Phenolanzahl Umgebung der Hydroxylgruppe Schmelzpunkt 15 16 17 18 19 20
    Harz auf Propylenbasis (A) Homo-PP
    Random-PP - 65 65 65 70 70 70
    Harz mit niedriger Kristallinität (B) EPR - 35 35 35 10 10 10
    Harz auf Styrolbasis (C) SEBS - - - - 20 20 20
    Widerstandsvermittelndes Mittel (D) (d1) 323 1 - 102 °C 5 0,5 - - - -
    (d1) 326 1 - 45 °C - - - - - -
    (d3) 214 2 - 142 °C - - - - - -
    (d4) 274 2 135 °C - - - - - -
    (d5) 425 1 - 14 °C - - - 5 0,5 -
    (d6) 220 1 - bp293 °C - - - - - -
    (d7) 346 1 - -20 °C - - - - - -
    Isolierschicht Schmelzenthalpie [J/g] 61 67 68 69 73 75
    Schmelzpunkt [°C] 142 143 143 142 144 144
    Auswertung Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor Biegetest [kV/mm] 89 82 67 86 77 66
    Hohlraumbildung durch 180°-Biegung B B B B B B
    Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, nach Biegetest [kV/mm] 89 81 66 88 78 68
    Verhältnis der Schwankung in der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt [%] 0,0 1,2 1,5 2,3 1,3 3,0
    Tabelle 6]
    Probe
    Molekulargewicht Phenolanzahl Umgebung der Hydroxylgruppe Schmelzpunkt 21 22 23 24 25
    Harz auf Propylenbasis (A) Homo-PP - 75 75 75 75 75
    Random-PP - - - - - -
    Harz mit niedriger Kristallinität (B) EPR - 25 25 25 25 25
    Harz auf Styrolbasis (C) SEBS - - - - - -
    Widerstandsvermittelndes Mittel (D) (d'1) 512 1 - 106 °C 8 - - - -
    (d'2) 509 1 - 90 °C - 5 - - -
    (d'3) 358 - - 63 °C - - 5 - -
    (d'4) 198 - - 4 °C - - - 6 -
    (d'5) 390 1 Gehindert 10 °C - - - - 6
    (d'6) 108 - - -15 °C - - - - -
    (d'7) 784 3 Gehindert 220 °C - - - - -
    (d'8) 545 3 Eine gehindert 185 °C - - - - -
    (d'9) 120 - - bp202 °C - - - - -
    (d'10) 232 - - 35 °C - - - - -
    Isolierschicht Schmelzenthalpie [J/g] 88 89 90 89 88
    Schmelzpunkt [°C] 159 161 162 162 162
    Auswertung Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor Biegetest [kV/mm] 51 53 50 50 49
    Hohlraumbildung durch 180°-Biegung A A A A A
    Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, nach Biegetest [kV/mm] 15 16 17 15 14
    Verhältnis der Schwankung in der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt [%] 70,6 69,8 66,0 70,0 71,4
    Tabelle 7]
    Probe
    Molekulargewicht Phenolanzahl Umgebung der Hydroxylgruppe Schmelzpunkt 26 27 28 29 30
    Harz auf Propylenbasis Homo-PP - 75 75 75 75 75
    (A) Random-PP - - - - - -
    Harz mit niedriger Kristallinität (B) EPR - 25 25 25 25 25
    Harz auf Styrolbasis (C) SEBS - - - - - -
    Widerstandsvermittelndes Mittel (D) (d'1) 512 1 - 106 °C - - - - -
    (d'2) 509 1 - 90 °C - - - - -
    (d'3) 358 - - 63 °C - - - - -
    (d'4) 198 - - 4 °C - - - - -
    (d'5) 390 1 Gehindert 10 °C - - - - -
    (d'6) 108 - - -15 °C 6 - - - -
    (d'7) 784 3 Gehindert 220 °C - 5 - - -
    (d'8) 545 3 Eine gehindert 185 °C - - 5 - -
    (d'9) 120 - - bp202 °C - - - 9 -
    (d'10) 232 - - 35 °C - - - - 4
    Isolierschicht Schmelzenthalpie [J/g] 90 90 90 84 91
    Schmelzpunkt [°C] 162 161 161 159 162
    Auswertung Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor Biegetest [kV/mm] 48 46 45 53 55
    Hohlraumbildung durch 180°-Biegung A A A A A
    Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, nach Biegetest [kV/mm] 15 13 12 14 13
    Verhältnis der Schwankung in der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt [%] 68,8 71,7 73,3 73,6 76,4
  • (Proben 1 bis 6)
  • Für Probe 1 wurden, wie in Tabelle 2 gezeigt, 75 Masseteile eines isotaktischen Propylenhomopolymers (Homo-PP) als Harz auf Polypropylenbasis (A), 25 Masseteile eines Ethylen-Propylen-Kautschuks (EPR) als Harz mit niedriger Kristallinität (B) und 6 Masseteile einer in Tabelle 1 gezeigten Komponente (d1) als widerstandsvermittelndes Mittel (D) gemischt und bei 220°C unter Verwendung eines Kneters heiß gemischt, um eine Harzzusammensetzung herzustellen. Für die Probe 2 wurde die Harzzusammensetzung auf die gleiche Weise wie die Probe 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das widerstandsvermittelnde Mittel (D) nicht zugesetzt wurde. Für die Proben 3 bis 6 wurde die Harzzusammensetzung auf die gleiche Weise wie Probe 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Zugabemenge der Komponente (d1) auf 0,3 Massenteile, 0,5 Massenteile, 9 Massenteile bzw. 12 Massenteile geändert wurde.
  • (Proben 7 bis 14)
  • Für die Proben 7 bis 14 wurden die Harzzusammensetzungen auf die gleiche Weise wie Probe 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Typ des widerstandsvermittelnden Mittels (D) in (d2) bis (d7) geändert wurde und die Zugabemenge des widerstandsvermittelnden Mittels entsprechend geändert wurde, wie in den Tabellen 3 und 4 gezeigt.
  • (Proben 15 bis 17)
  • Für die Proben 15 und 16 wurde die Harzzusammensetzung auf die gleiche Weise wie Probe 1 hergestellt, außer dass der Typ des Harzes auf Propylenbasis (A) von Homo-PP zu Random-Polypropylen (Random-PP) geändert wurde und die Zugabemenge der einzelnen Komponenten geändert wurde, wie in Tabelle 5 gezeigt. Für die Probe 17 wurde die Harzzusammensetzung auf die gleiche Weise wie die Proben 15 und 16 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das widerstandsvermittelnde Mittel (D) nicht hinzugefügt wurde.
  • (Proben 18 bis 20)
  • Für die Proben 18 und 19 wurde die Harzzusammensetzung in der gleichen Weise wie Probe 15 hergestellt, mit der Ausnahme, dass ferner das Harz auf Styrolbasis (C) als Harzkomponente zugegeben wurde und die Zugabemenge der einzelnen Komponenten entsprechend geändert wurde, wie in Tabelle 5 gezeigt. Für die Probe 20 wurde die Harzzusammensetzung in der gleichen Weise wie die Proben 18 und 19 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das widerstandsvermittelnde Mittel (D) nicht hinzugefügt wurde.
  • (Proben 21 bis 30)
  • Für die Proben 21 bis 30 wurde die Harzzusammensetzung auf die gleiche Weise wie Probe 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Komponenten (d'1) bis (d'10) als Vergleichskomponenten (D') anstelle der widerstandsvermittelnden Mittel (D) verwendet und ihre Zugabemengen entsprechend geändert wurden, wie in den Tabellen 6 und 7 gezeigt.
  • (1-3) Herstellung der Auswertungsproben
  • Als nächstes wurde jede der vorbereiteten Proben 1 bis 31 der Harzzusammensetzung bei 220°C pressgeformt und allmählich durch Wasserkühlung unter Druck abgekühlt, um eine folienartige Auswertungsprobe mit einer Dicke von 0,4 mm herzustellen.
  • (2) Auswertung
  • Die vorbereiteten Auswertungsproben wurden auf die folgenden Punkte hin bewertet.
  • (Schmelzpunkt und Schmelzenthalpie)
  • Die vorbereiteten Auswertungsproben wurden hinsichtlich des Schmelzpunktes und der Schmelzenthalpie der Harzzusammensetzung gemessen.
  • Der Schmelzpunkt jeder Auswertungsprobe wurde durch DSC-Messung bestimmt. Die DSC-Messung wurde gemäß JIS-K-7121 (1987) durchgeführt. Als DSC-Gerät wurde das DSC 8500 (ein Leistungskompensationstyp) der Firma PerkinElmer Inc. verwendet. Die Referenzprobe war z. B. α-Aluminiumoxid. Die Masse der Auswertungsprobe betrug 8 bis 10 g. Im DSC-Gerät wurde die Temperatur von Raumtemperatur (27 °C) auf 220 °C mit einer Geschwindigkeit von 10 °C/min erhöht. Dementsprechend wurde eine DSC-Kurve erstellt, indem die endotherme Menge pro Zeiteinheit (Wärmefluss) gegen die Temperatur aufgetragen wurde.
  • In diesem Fall wird die Temperatur, bei der eine endotherme Menge pro Zeiteinheit in der Auswertungsprobe maximal ist (höchster Peak), als „Schmelzpunkt“ definiert. Darüber hinaus wurde für die DSC-Kurve die Fläche des Bereichs zwischen dem Schmelzpunkt und der Basislinie bestimmt, um die „Schmelzenthalpie“ zu erhalten.
  • (Elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt)
  • Die elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, wurde für die Isolierung der vorbereiteten Untersuchungsprobe gemessen. Die elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, wurde durch einen Wechselstromdurchschlagstest bestimmt. Konkret wurde die Auswertungsprobe bei normaler Temperatur (27°C) einer Wechselspannung mit handelsüblicher Frequenz (z.B. 60 Hz) ausgesetzt, wobei 10 Minuten lang eine Spannung von 10 kV angelegt wurde, danach wurde die Spannung zyklisch um 1 kV erhöht und die erhöhte Spannung 10 Minuten lang angelegt. Es wurde eine elektrische Feldstärke gemessen, bei der ein Wechselstromdurchbruch in der Auswertungsprobe auftrat. In diesem Beispiel wurde für die Auswertungsprobe die elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor und nach einem nachfolgend beschriebenen Biegetest gemessen. In diesem Beispiel wurden für die Auswertungsproben nach dem Biegetest, wenn Hohlräume größer als 10 µm beobachtet wurden, diejenigen mit einer elektrischen Feldstärke von 45 kV/mm oder mehr als gut bewertet, und wenn Hohlräume größer als 10 µm nicht beobachtet wurden, wurden diejenigen mit einer elektrischen Feldstärke von 70 kV/mm oder mehr als gut bewertet.
  • (Biegetest)
  • Um die Entstehung von Hohlräumen in der Auswertungsprobe zu bestätigen, wurde die Auswertungsprobe einem 180°-Biegetest unterzogen. Konkret wurde die Auswertungsprobe bei einem Durchmesser von 500 mm um 180° gebogen, das gebogene Teil wurde geschnitten und die Oberfläche des Teils im REM untersucht. In den Tabellen 2 bis 4 bedeutet A, dass Hohlräume von mehr als 10 µm beobachtet wurden, und B, dass keine Hohlräume beobachtet wurden.
  • (3) Auswertungsergebnisse
  • Die Ergebnisse der zuvor beschriebenen Auswertungen für die Auswertungsproben sind in den Tabellen 2 bis 7 dargestellt.
  • Hinsichtlich der Proben 1 bis 6, so wurden bei den Proben 1, 4 und 5, bei denen die Zugabemenge des widerstandsvermittelnden Mittels (D) 0,4 Masseteile bis 10 Masseteile betrug, im Vergleich zu Probe 2, der kein widerstandsvermittelndes Mittel (D) zugesetzt wurde, und Probe 3, bei der die Zugabemenge des widerstandsvermittelnden Mittels (D) 0,3 Masseteile betrug, eine höhere elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor dem Biegen und eine ausgezeichnete Isolierung beobachtet. Darüber hinaus wurden als Ergebnis des Biegetests, der an jeder der Proben durchgeführt wurde, in allen Proben Hohlräume mit einer Größe von mehr als 10 µm beobachtet. Bei den Proben 2 und 3 war die elektrische Wechseldurchschlagsfeldstärke vor dem Biegetest niedrig, und die elektrische Wechseldurchschlagsfeldstärke nahm nach dem Biegetest deutlich ab. Im Gegensatz dazu war bei den Proben 1, 4 und 5 die elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor dem Biegetest hoch, und die Schwankungen der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, waren trotz der durch die Biegung entstandenen Hohlräume gering. Dementsprechend wird festgestellt, dass die Verschlechterung der Isolierung durch die Biegung abgeschwächt wird. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass in den Proben 1, 4 und 5 das widerstandsvermittelnde Mittel (D) in ausreichendem Maße in die in der Probe vorhandenen Hohlräume gefüllt werden kann. In Probe 6 ist die Zugabemenge des widerstandsvermittelnden Mittels (D) mit 12 Masseteilen zu hoch, so dass die Probe nicht zu einer Platte geformt werden kann.
  • Bei den Proben 1, 7 bis 10, 13 und 14 wurde die Art des widerstandserzeugenden Mittels (D) entsprechend geändert, aber bei allen wurde beobachtet, dass sie im Ausgangszustand eine hohe Isolierung aufwiesen und trotz der durch die Biegung entstandenen Hohlräume die Verschlechterung der Isolierung durch die Hohlräume abschwächten und dadurch die hohe Isolierung beibehielten. Bei Probe 10 wurde beobachtet, dass sie im Ausgangszustand eine höhere elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, und im Vergleich zu anderen Proben eine geringere Veränderung der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, aufgrund der Biegung aufweist. Dementsprechend wurde als widerstandsvermittelndes Mittel (D) dasjenige, das ein Schwefelatom und eine lineare Kohlenstoffstruktur mit 5 oder mehr und 10 oder weniger Kohlenstoffatomen in seiner chemischen Struktur enthält, als vorteilhaft angesehen.
  • Des Weiteren wurde beobachtet, dass die Proben 10 bis 12 eine hohe Isolierung aufweisen und die Verschlechterung der Isolierung durch die Biegung durch eine geeignete Einstellung der Zugabemenge des widerstandserhöhenden Mittels (D), ähnlich wie bei den Proben 1 bis 6, abgemildert wird.
  • Bei den Proben 15 und 16 wurde beobachtet, dass sich die Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, vor dem Biegetest im Vergleich zu Probe 1, bei der das Homo-PP verwendet wurde, durch die Verwendung von Random-PP als Harz auf Propylenbasis erhöht. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die Verwendung von Random-PP die Bildung von gro-ßen Hohlräumen mit einer Größe von mehr als 10 µm verhindert, wenn die Probe gebogen wird. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die durch die Biegung bedingte Veränderung der elektrischen Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, verringert werden kann. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die Probe 17, der kein widerstandsvermittelndes Mittel (D) zugesetzt wurde, im Ausgangszustand eine geringere elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, aufweist als die Proben 15 und 16, denen das widerstandsvermittelnde Mittel (D) zugesetzt wurde. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass in der Probe 17 feine Hohlräume vorhanden sind, während die feinen Hohlräume in den Proben 15 und 16 mit dem widerstandsvermittelnden Mittel (D) gefüllt sind, wodurch eine Verschlechterung der Isolierung verringert werden kann.
  • Bei den Proben 18 und 19 wurde beobachtet, dass sich die elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, im Ausgangszustand im Vergleich zu Probe 1 erhöht, indem das Harz auf Styrolbasis zusammen mit dem Harz mit niedriger Kristallinität zum Harz auf Propylenbasis hinzugefügt wurde. Selbst wenn die Probe gebogen wurde, wurden keine großen Hohlräume von mehr als 10 µm Größe festgestellt, und die elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, variierte vor und nach dem Biegen nicht signifikant. Die Probe 20, der kein widerstandsvermittelndes Mittel (D) zugesetzt wurde, wies im Ausgangszustand eine geringere elektrische Feldstärke, bei der ein Wechselstromdurchbruch auftritt, auf als die Proben 18 und 19, denen das widerstandsvermittelnde Mittel (D) zugesetzt wurde. Dies ist wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass die Probe 20 feine Hohlräume enthält, während die feinen Hohlräume in den Proben 18 und 19 mit dem widerstandsvermittelnden Mittel (D) gefüllt sind, wodurch eine Verschlechterung der Isolierung verringert werden kann.
  • Bei den Proben 21 bis 30 war die Isolierung vor dem Biegen niedrig und nach dem Biegen deutlich verschlechtert, weil die Vergleichskomponente (D') ein Molekulargewicht außerhalb des Bereichs von 200 bis 500, kein Phenolgerüst, sterische Hinderung um die Hydroxylgruppe oder einen höheren Schmelzpunkt als die Harzkomponente hat, wie in Tabelle 4 gezeigt. Wahrscheinlich liegt dies daran, dass die Vergleichskomponente (D') nicht in der Lage ist, Hohlräume ausreichend zu füllen, oder dass die Vergleichskomponente (D') nicht in der Lage ist, die starke Änderung des Widerstands zwischen der Vergleichskomponente (D') und der Isolierschicht ausreichend abzuschwächen, selbst wenn sie die Hohlräume füllen kann. Der Grund, warum die Vergleichskomponente (D') die Hohlräume nicht ausreichend füllt, ist vermutlich, dass: die Vergleichskomponente (D') während des Wärmemischens aufgrund ihres zu geringen Molekulargewichts verdampft, die Vergleichskomponente (D) während des Wärmemischens aufgrund ihres zu großen Molekulargewichts nicht in der Harzzusammensetzung dispergiert wird oder die Vergleichskomponente (D') während des Wärmemischens nicht ausreichend schmilzt, weil ihr Schmelzpunkt höher ist als der der Harzkomponente. Der Grund, warum die Vergleichskomponente (D') nicht in der Lage ist, die starke Änderung des Widerstands zwischen der Vergleichskomponente (D') und der Isolierschicht abzumildern, ist vermutlich, dass die Vergleichskomponente (D') kein Phenolgerüst hat, das zur elektrischen Stabilität beiträgt, oder dass die Hydroxylgruppe aufgrund sterischer Hindernisse eine geringe Reaktivität aufweist.
  • Wie zuvor beschrieben, wird bestätigt, dass die Zugabe einer vorbestimmten Menge des widerstandsvermittelnden Mittels mit einer vorbestimmten chemischen Struktur, einem vorbestimmten Molekulargewicht und einem vorbestimmten Schmelzpunkt zu der Harzkomponente, die die Propyleneinheiten enthält, die Isolierung im Anfangszustand in der Isolierschicht verbessern und auch die Verschlechterung der Isolierung nach dem Biegen verringern kann.
  • <Bevorzugter Aspekt der Erfindung>
  • Nachfolgend werden ergänzende Beschreibungen der bevorzugten Aspekte der vorliegenden Erfindung bereitgestellt.
  • (Ergänzende Beschreibung 1)
  • Eine Harzzusammensetzung, umfassend:
    • eine Harzkomponente, die Propyleneinheiten enthält, und
    • ein widerstandsvermittelndes Mittel, wobei
    • das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und
    • ein Gehalt an dem widerstandsvermittelnden Mittel 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente, beträgt.
  • (Ergänzende Beschreibung 2)
  • Ein Stromkabel, das Folgendes umfasst:
    • einen Leiter, und
    • eine Isolierschicht, die auf einen Außenumfang des Leiters aufgetragen ist, wobei
    • die Isolierschicht aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist,
    • die Harzzusammensetzung eine Harzkomponente, die Propyleneinheiten enthält, und ein widerstandsvermittelndes Mittel enthält,
    • das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und
    • ein Gehalt an dem widerstandsvermittelnden Mittel 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente, beträgt.
  • (Ergänzende Beschreibung 3)
  • Das Stromkabel gemäß der ergänzenden Beschreibung 2, wobei die Harzkomponente ferner Ethyleneinheiten und/oder Styroleinheiten enthält.
  • (Ergänzende Beschreibung 4)
  • Das Stromkabel gemäß der ergänzenden Beschreibung 2 oder 3, wobei das widerstandserzeugende Mittel einen solchen Schmelzpunkt aufweist, dass es bei 27°C flüssig wird.
  • (Ergänzende Beschreibung 5)
  • Das Stromkabel gemäß einer der ergänzenden Beschreibungen 2 bis 4, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel eine lineare Kohlenstoffstruktur mit 5 oder mehr und 10 oder weniger Kohlenstoffatomen aufweist.
  • (Ergänzende Beschreibung 6)
  • Das Stromkabel gemäß einer der ergänzenden Beschreibungen 2 bis 5, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel ein Schwefelatom enthält.
  • (Ergänzende Beschreibung 7)
  • Das Stromkabel gemäß einer der ergänzenden Beschreibungen 2 bis 6, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel ein phenolisches Antioxidans ist.
  • (Ergänzende Beschreibung 8)
  • Das Stromkabel gemäß einer der ergänzenden Beschreibungen 2 bis 7, wobei
    die Harzzusammensetzung als Harz auf Propylenbasis ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzpunkt von 160°C oder mehr und 175°C oder weniger und einer Schmelzenthalpie von 100 J/g oder mehr und 120 J/g oder weniger enthält, und
    die Harzzusammensetzung einen Schmelzpunkt von 158°C oder mehr und 168°C oder weniger und eine Schmelzenthalpie von 55 J/g oder mehr und 110 J/g oder weniger aufweist.
  • (Ergänzende Beschreibung 9)
  • Das Stromkabel gemäß einer der ergänzenden Beschreibungen 2 bis 7, wobei
    die Harzzusammensetzung als Harz auf Propylenbasis ein Random-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder mehr und 155°C oder weniger und einer Schmelzenthalpie von 90 J/g oder mehr und 105 J/g oder weniger enthält, und
    die Harzzusammensetzung einen Schmelzpunkt von 140°C oder mehr und 150°C oder weniger und eine Schmelzenthalpie von 55 J/g oder mehr und 100 J/g oder weniger aufweist.
  • (Ergänzende Beschreibung 10)
  • Verfahren zur Herstellung eines Stromkabels, umfassend:
    • Herstellen einer Harzzusammensetzung durch Mischen eines Harzes auf Propylenbasis, einer flexiblen Komponente, die ein Harz mit niedriger Kristallinität und/oder ein Harz auf Styrolbasis enthält, und eines widerstandserhöhenden Mittels; und
    • Beschichten einer Isolierschicht um einen Leiter unter Verwendung der Harzzusammensetzung, wobei
    • das widerstandserzeugende Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und
    • bei der Herstellung der Harzzusammensetzung 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger des widerstandsvermittelnden Mittels zu 100 Masseteilen einer Harzkomponente, die das Harz auf Propylenbasis und die flexible Komponente enthält, zugegeben werden.
  • (Ergänzende Beschreibung 11)
  • Verfahren zur Herstellung eines Stromkabels gemäß der ergänzenden Beschreibung 10, wobei
    bei der Herstellung der Harzzusammensetzung 55 Masseteile oder mehr und 95 Masseteile oder weniger des Harzes auf Propylenbasis und 5 Masseteile oder mehr und 45 Masseteile oder weniger der flexiblen Komponente gemischt werden, bezogen auf eine Gesamtmenge des Harzes auf Propylenbasis und der flexiblen Komponente von 100 Masseteilen.
  • (Ergänzende Beschreibung 12)
  • Verfahren zur Herstellung eines Stromkabels gemäß der ergänzenden Beschreibung 10 oder 11, wobei
    das Harz auf Propylenbasis ein Propylenhomopolymer mit einem Schmelzpunkt von 160°C oder mehr und 175°C oder weniger und einer Schmelzenthalpie von 100 J/g oder mehr und 120 J/g oder weniger ist, und
    bei der Herstellung der Harzzusammensetzung das Harz auf Propylenbasis und die flexible Komponente so gemischt werden, dass die Harzzusammensetzung einen Schmelzpunkt von 158°C oder mehr und 168°C oder weniger und eine Schmelzenthalpie von 55 J/g oder mehr und 110 J/g oder weniger aufweist.
  • (Ergänzende Beschreibung 13)
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Stromkabels gemäß der ergänzenden Beschreibung 10 oder 11, wobei
    das Harz auf Propylenbasis ein Random-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder mehr und 155°C oder weniger und einer Schmelzenthalpie von 90 J/g oder mehr und 105 J/g oder weniger ist, und
    bei der Herstellung der Harzzusammensetzung das Harz auf Propylenbasis und die flexible Komponente so gemischt werden, dass die Harzzusammensetzung einen Schmelzpunkt von 140°C oder mehr und 150°C oder weniger und eine Schmelzenthalpie von 55 J/g oder mehr und 100 J/g oder weniger aufweist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Stromkabel
    110
    Leiter
    120
    Innere Halbleiterschicht
    130
    Isolierschicht
    140
    Äußere Halbleiterschicht
    150
    Abschirmschicht
    160
    Ummantelung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2020211490 [0001]
    • JP S5769611 [0005]

Claims (9)

  1. Harzzusammensetzung, umfassend: eine Harzkomponente aus Harz, die Propyleneinheiten enthält, und ein widerstandsvermittelndes Mittel, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und der Gehalt an dem widerstandsvermittelnden Mittel 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente, beträgt.
  2. Stromkabel, umfassend: einen Leiter, und eine Isolierschicht, die auf den Außenumfang des Leiters aufgetragen ist, wobei die Isolierschicht aus einer Harzzusammensetzung gebildet ist, die Harzzusammensetzung eine Harzkomponente, die Propyleneinheiten enthält, und ein widerstandserhöhendes Mittel umfasst, das widerstandsvermittelnde Mittel ein Monomer ist, das ein Phenolgerüst mit Wasserstoff oder einer Alkylgruppe mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen aufweist, die an mindestens eine der ortho-Positionen zur Hydroxylgruppe des Phenolgerüsts gebunden ist, und einen Schmelzpunkt von 145°C oder weniger und ein Molekulargewicht von 200 oder mehr und 500 oder weniger aufweist, und der Gehalt an dem widerstandsvermittelnden Mittel 0,4 Masseteile oder mehr und 10 Masseteile oder weniger, bezogen auf 100 Masseteile der Harzkomponente, beträgt.
  3. Stromkabel gemäß Anspruch 2, wobei die Harzkomponente Ethyleneinheiten und/oder Styroleinheiten enthält.
  4. Stromkabel gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel eine lineare Kohlenstoffstruktur mit 5 oder mehr und 10 oder weniger Kohlenstoffatomen aufweist.
  5. Stromkabel gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel ein Schwefelatom enthält.
  6. Stromkabel gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel einen solchen Schmelzpunkt aufweist, dass es bei 27°C flüssig wird.
  7. Stromkabel gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das widerstandsvermittelnde Mittel ein phenolisches Antioxidans ist.
  8. Stromkabel gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Harzzusammensetzung als Harz auf Propylenbasis ein Propylen-Homopolymer mit einem Schmelzpunkt von 160°C oder mehr und 175°C oder weniger und einer Schmelzenthalpie von 100 J/g oder mehr und 120 J/g oder weniger umfasst, und die Harzzusammensetzung einen Schmelzpunkt von 158°C oder mehr und 168°C oder weniger und eine Schmelzenthalpie von 55 J/g oder mehr und 110 J/g oder weniger aufweist.
  9. Stromkabel gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Harzzusammensetzung als Harz auf Propylenbasis ein Random-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzpunkt von 140°C oder mehr und 155°C oder weniger und einer Schmelzenthalpie von 90 J/g oder mehr und 105 J/g oder weniger umfasst, und die Harzzusammensetzung einen Schmelzpunkt von 140°C oder mehr und 150°C oder weniger und eine Schmelzenthalpie von 55 J/g oder mehr und 100 J/g oder weniger aufweist.
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