JP2000003622A - Polyolefin resin composition for power cable - Google Patents
Polyolefin resin composition for power cableInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブルの絶
縁体層に好適に使用されるポリオレフィン系樹脂組成物
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyolefin resin composition suitably used for an insulation layer of a power cable.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のゴム・プラスチック絶縁電力ケー
ブル(以下、単に電力ケーブルと称す)は、通常、導体
の外周に、内部半導電層および絶縁体層を設けたケーブ
ルコア、または内部半導電層、絶縁体層および外部半導
電層を設けたケーブルコアを有するものである。これら
の各層は、架橋剤として有機過酸化物などを配合したポ
リオレフィンをベース樹脂とするポリオレフィン系樹脂
組成物を押出機により導体の外周に押出被覆した後、加
圧加熱してベース樹脂に配合した架橋剤を分解させ、発
生したラジカルにより架橋させることにより形成され
る。2. Description of the Related Art A conventional rubber / plastic insulated power cable (hereinafter simply referred to as a power cable) is usually a cable core having an inner semiconductive layer and an insulator layer provided on the outer periphery of a conductor, or an inner semiconductive layer. , A cable core provided with an insulator layer and an external semiconductive layer. Each of these layers was formed by extrusion-coating a polyolefin-based resin composition based on polyolefin containing an organic peroxide as a cross-linking agent on the outer periphery of a conductor by an extruder, and then heated under pressure and blended into the base resin. It is formed by decomposing a crosslinking agent and crosslinking by generated radicals.
【0003】また、従来、電力ケーブルの接続は、モー
ルドジョイント法により以下のように行われている。ま
ず、2つの電力ケーブル端部の導体を露出させるととも
に、露出導体近傍の内部半導電層、絶縁体層および外部
半導電層を略円錐状に切削して所望形状に仕上げる。そ
の後、露出導体同士を接合し、導体接合部およびその近
傍の外周に架橋剤を配合したポリオレフィン系樹脂組成
物からなる半導電性テープを巻くことにより、内部半導
電層を形成する。次に、内部半導電層上に、架橋剤を配
合したポリオレフィン系樹脂組成物からなる絶縁テープ
を巻く(テープモールド法)か、または両ケーブルの接
続部位に設置した金型内に架橋剤を配合したポリオレフ
ィン系樹脂組成物を注入し押出被覆する(押出モールド
法)ことによって絶縁体層を形成する。そして絶縁体層
上に、内部半導電層と同様にして前記半導電性テープを
巻いて外部半導電層を形成する。このようにして各層を
形成後、これらを加圧加熱し、架橋一体化させて電力ケ
ーブルの接続を行う。[0003] Conventionally, connection of a power cable is performed by a mold joint method as follows. First, the conductors at the ends of the two power cables are exposed, and the inner semiconductive layer, the insulator layer, and the outer semiconductive layer near the exposed conductor are cut into a substantially conical shape to obtain a desired shape. Thereafter, the exposed conductors are joined to each other, and an inner semiconductive layer is formed by winding a semiconductive tape made of a polyolefin-based resin composition containing a cross-linking agent around the conductor joint and the periphery thereof. Next, an insulating tape made of a polyolefin-based resin composition containing a cross-linking agent is wound on the inner semiconductive layer (tape molding method), or the cross-linking agent is compounded in a mold installed at a connection site of both cables. The insulator layer is formed by injecting and extruding the extruded polyolefin resin composition (extrusion molding method). Then, the outer semiconductive layer is formed on the insulator layer by winding the semiconductive tape in the same manner as the inner semiconductive layer. After forming each layer in this way, these are heated under pressure, crosslinked and integrated, and a power cable is connected.
【0004】従来より、電力ケーブルおよび電力ケーブ
ルの接続部の絶縁体層を形成するポリオレフィン系樹脂
組成物を架橋する際には、架橋剤としてジクミルパーオ
キサイドが一般に用いられている。このジクミルパーオ
キサイドが架橋時に分解してできる分解生成物にはクミ
ルアルコールが含まれており、このクミルアルコールは
加熱されると分解して水を生成する。生成した水は電力
ケーブルの含有水分量を上昇させ、それがケーブルの絶
縁破壊電圧を低下させるなど絶縁破壊特性を低下させる
原因となることがある。すなわち、ケーブル運転時の発
熱によって加熱されたり、ケーブル接続の際、溶融樹脂
の押出または架橋処理時に接続部近傍が加熱されたりし
て、架橋後に再度加熱されると、絶縁体中のクミルアル
コールが分解して水を生成してケーブルの含有水分量を
上昇させ、ボイドや水トリ−の発生原因となることがあ
るので、細心の注意が必要であった。Hitherto, dicumyl peroxide has been generally used as a crosslinking agent when a power cable and a polyolefin resin composition forming an insulator layer at a connection portion of the power cable are crosslinked. Decomposition products formed by the decomposition of dicumyl peroxide at the time of crosslinking include cumyl alcohol. The cumyl alcohol decomposes when heated to produce water. The generated water increases the moisture content of the power cable, which may cause a decrease in the dielectric breakdown characteristics such as a reduction in the dielectric breakdown voltage of the cable. That is, when heated by the heat generated during cable operation, or when the cable is connected, and the vicinity of the connection portion is heated during extrusion or cross-linking of the molten resin, and heated again after cross-linking, cumyl alcohol in the insulator may be heated. However, it is necessary to pay close attention to the fact that water may be decomposed to generate water and increase the water content of the cable, which may cause voids and water trie.
【0005】そこで、ケーブル運転時やケーブル接続時
の加熱により発生するクミルアルコールからの発生水分
量を低減すべく、芳香族アミドを添加したポリオレフィ
ン系樹脂を絶縁体層とする電力ケーブル(特開平2−2
04910号)や特定の老化防止剤2種を配合した電力
ケーブル絶縁用組成物(特開平2−204912号)な
ど、特定の添加物を配合した電力ケーブルや電力ケーブ
ル絶縁用組成物が提案されている。しかし、配合された
添加物の影響でケーブルの電気特性が低下したり、水分
発生の抑制が不十分であったりという問題があった。Therefore, in order to reduce the amount of water generated from cumyl alcohol generated by heating during cable operation or cable connection, a power cable using a polyolefin-based resin to which an aromatic amide is added as an insulating layer (Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2-2
No. 04910) and power cable insulating compositions containing two specific anti-aging agents (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-204912), and power cables and power cable insulating compositions containing specific additives have been proposed. I have. However, there were problems that the electrical properties of the cable were reduced due to the effects of the added additives, and the generation of moisture was insufficiently suppressed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題を解決するためになされたもので、ケーブルの運転時
やケーブル接続時に再加熱された時に生成する水分量を
低減し、良好な電気特性を有する電力ケーブル用ポリオ
レフィン系樹脂組成物を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve such a problem, and reduces the amount of water generated when the cable is reheated at the time of operation or connection of the cable. An object of the present invention is to provide a polyolefin-based resin composition for a power cable having characteristics.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するために検討した結果、電力ケーブルの絶縁体層
および電力ケーブルの接続部の導体上に被覆形成する絶
縁体層の構成材料として、ポリオレフィンにステアリン
酸カルシウムを配合した樹脂組成物を用いることによっ
て、架橋剤としてジクミルパーオキサイドなど再加熱時
に水分を発生する架橋剤を用いた場合に、発生水分量を
抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems As a result of investigations to achieve the above object, the present inventors have found that the constituent materials of the insulator layer of the power cable and the insulator layer formed on the conductor at the connection part of the power cable are formed. By using a resin composition in which calcium stearate is blended with a polyolefin, it has been found that when a cross-linking agent such as dicumyl peroxide that generates water upon reheating is used as a cross-linking agent, the amount of water generated can be suppressed. The invention has been completed.
【0008】すなわち、本発明においては、ポリオレフ
ィン100重量部に対し、ステアリン酸カルシウムが
0.01〜0.1重量部、有機過酸化物が0.5〜3重
量部配合されている、電力ケーブル用ポリオレフィン系
樹脂組成物を提供する。前記ポリオレフィンがシングル
サイト触媒を使用して製造された、エチレンと不飽和炭
化水素と共重合体であると発生水分量の低減の点で好ま
しい。That is, in the present invention, for a power cable, calcium stearate is incorporated in an amount of 0.01 to 0.1 part by weight and an organic peroxide in an amount of 0.5 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of a polyolefin. Provided is a polyolefin-based resin composition. It is preferable that the polyolefin is a copolymer of ethylene, an unsaturated hydrocarbon and ethylene produced using a single-site catalyst, from the viewpoint of reducing the amount of generated water.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】本発明の電力ケーブル用ポリオレ
フィン系樹脂組成物は、樹脂成分のポリオレフィンにス
テアリン酸カルシウムおよび有機過酸化物を含有するも
のである。ステアリン酸カルシウムは、ポリオレフィン
100重量部に対して0.01〜0.1重量部の割合で
配合する。0.01重量部以下では再加熱後の樹脂中の
含有水分量低減の効果が少ない。また、配合量が多すぎ
ると電気特性が低下してしまうため、0.1重量部以下
とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The polyolefin-based resin composition for power cables of the present invention contains calcium stearate and an organic peroxide in a polyolefin as a resin component. Calcium stearate is blended in an amount of 0.01 to 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of polyolefin. When the amount is less than 0.01 part by weight, the effect of reducing the water content in the resin after reheating is small. On the other hand, if the compounding amount is too large, the electric characteristics are deteriorated.
【0010】本発明で用いられる有機過酸化物として
は、特に限定されず、ジクミルパーオキサイド、t−ブ
チルクミルパーオキサイド、1,3−ビス−(t−ブチ
ルパーオキシ−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメ
チル2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)−ヘキシン
などが挙げられる。添加量は、樹脂成分100重量部に
対して0.5〜3重量部が適当である。0.5重量部未
満では十分な架橋度が得られず、3重量部を超えると押
出時に早期架橋(スコーチ)を起こして「焼け」が発生
し、電気特性が低下する。The organic peroxide used in the present invention is not particularly restricted but includes dicumyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, 1,3-bis- (t-butylperoxy-isopropyl) benzene, , 5-dimethyl2,5-di- (t-butylperoxy) -hexyne and the like. An appropriate amount of addition is 0.5 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the resin component. If the amount is less than 0.5 part by weight, a sufficient degree of crosslinking cannot be obtained. If the amount exceeds 3 parts by weight, premature crosslinking (scorch) occurs at the time of extrusion, and "burn" occurs, resulting in a decrease in electrical characteristics.
【0011】樹脂成分のポリオレフィンに関してはケー
ブルの絶縁体に用いられるポリオレフィンであれば特に
制限はなく、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン
共重合体等が挙げられ、単独で用いても2種以上を合わ
せて用いてもよい。The polyolefin used as the resin component is not particularly limited as long as it is a polyolefin used for a cable insulator, and examples thereof include low-density polyethylene, high-density polyethylene, linear low-density polyethylene, and ethylene-propylene copolymer. May be used alone or in combination of two or more.
【0012】ポリオレフィンの中でも、シングルサイト
触媒を使用して合成された、エチレンと不飽和炭化水素
の共重合体は、架橋効率が良好であるため有機過酸化物
の添加量が少なくて済む。そのため、分解して水分発生
の元となる分解生成物の発生量も少なく、架橋後に加熱
したときに発生する水分量をごく少なく抑制することが
できる。[0012] Among polyolefins, a copolymer of ethylene and an unsaturated hydrocarbon synthesized using a single-site catalyst requires only a small amount of an organic peroxide because of its good crosslinking efficiency. Therefore, the amount of decomposition products that are decomposed to generate water is small, and the amount of water generated when heated after crosslinking can be suppressed to a very small amount.
【0013】本発明のポリオレフィン系樹脂組成物に
は、必要に応じて酸化防止剤、滑剤、着色剤、難燃剤、
帯電防止剤、銅害防止剤等を添加することができる。The polyolefin resin composition of the present invention may contain an antioxidant, a lubricant, a coloring agent, a flame retardant,
An antistatic agent, a copper damage inhibitor and the like can be added.
【0014】上記の本発明の電力ケーブル用ポリオレフ
ィン系樹脂組成物は、電力ケーブルの絶縁体層およびそ
の接続部に適用することができる。すなわち、押出成形
し、架橋することにより、電力ケーブルの半導電層や絶
縁体層を形成してもよいし、半導電性テープや絶縁テー
プとして成形し、これを導体外周に巻回して使用しても
よい。The above-mentioned polyolefin resin composition for a power cable of the present invention can be applied to an insulating layer of a power cable and a connection portion thereof. That is, a semiconductive layer or an insulating layer of a power cable may be formed by extrusion molding and crosslinking, or may be formed as a semiconductive tape or an insulating tape and wound around the conductor to be used. You may.
【0015】[0015]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明するが、本発明は以下に記載の例に限定されるもので
はない。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples described below.
【0016】[実施例1]表1に示す組成のポリオレフ
ィン系樹脂組成物を押出機内で混練した後、120℃で
10分間プレスしてシートを作製した。次いで、170
℃で1時間プレスして架橋処理を行い、厚さ5mmおよ
び0.2mmの架橋シートを得た。Example 1 A polyolefin resin composition having the composition shown in Table 1 was kneaded in an extruder and then pressed at 120 ° C. for 10 minutes to produce a sheet. Then 170
Cross-linking was performed by pressing at 1 ° C. for 1 hour to obtain cross-linked sheets having a thickness of 5 mm and 0.2 mm.
【0017】得られた5mm厚の架橋シートの架橋度と
含有水分量を測定した後、再度190℃で2時間加熱し
て含有水分量を測定した。また、0.2mm厚の架橋シ
ートのtanδを常温にて測定した。After measuring the degree of crosslinking and the water content of the obtained crosslinked sheet having a thickness of 5 mm, the sheet was heated again at 190 ° C. for 2 hours to measure the water content. The tan δ of the 0.2 mm thick crosslinked sheet was measured at room temperature.
【0018】なお、架橋はJIS C 3005に準拠
して行い、水分量はカールフィッシャー法により測定し
た。tanδは、シートに1kV(50Hz)を印可
し、シェアリングブリッジにより測定した。結果を表1
に示す。The crosslinking was carried out according to JIS C 3005, and the water content was measured by the Karl Fischer method. The tan δ was measured by applying 1 kV (50 Hz) to the sheet and using a sharing bridge. Table 1 shows the results
Shown in
【0019】[0019]
【表1】 [Table 1]
【0020】表1より明らかなように、本発明のポリオ
レフィン系樹脂組成物より作製された架橋シートは、加
熱前後での架橋シートの含有水分量の増加量がごく小さ
く、tanδも小さく抑えられている。特に、シングル
サイト触媒を用いて製造されたエチレンと不飽和炭化水
素の共重合体を用いた実施例4、5では、実施例1〜3
と同程度の架橋度を得るのに実施例1〜3で用いた有機
過酸化物の70%の使用量で済んでおり、含有水分量の
増加がごく小さく抑えられている。それに対して、ステ
アリン酸カルシウムが配合されていないか、配合量が少
なすぎる比較例1および2の架橋シートは、加熱後架橋
シートの含有水分量が著しく増大している。ステアリン
酸カルシウムが多く配合されている比較例3の架橋シー
トは含有水分量の増加は小さいもののtanδが大き
く、絶縁性能が低下している。As is clear from Table 1, in the crosslinked sheet prepared from the polyolefin resin composition of the present invention, the amount of increase in the water content of the crosslinked sheet before and after heating is extremely small, and tan δ is suppressed to a small value. I have. In particular, in Examples 4 and 5 using a copolymer of ethylene and an unsaturated hydrocarbon produced using a single-site catalyst, Examples 1 to 3 were used.
Only 70% of the organic peroxide used in Examples 1 to 3 was required to obtain the same degree of crosslinking as in Example 1, and the increase in the water content was suppressed to a very small value. On the other hand, in the crosslinked sheets of Comparative Examples 1 and 2 in which calcium stearate is not blended or the blending amount is too small, the moisture content of the crosslinked sheets after heating is significantly increased. The crosslinked sheet of Comparative Example 3 containing a large amount of calcium stearate has a small increase in the water content, but has a large tan δ and a low insulation performance.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明の電力ケーブル用ポリオレフィン
系樹脂組成物は、架橋後に再度加熱しても樹脂中の含有
水分量の増加を小さく抑えることができる。本発明の電
力ケーブル用ポリオレフィン系樹脂組成物を電力ケーブ
ルの絶縁体層や電力ケーブル接続部の絶縁体層の構成材
料として用いれば、ケーブル運転時またはケーブル接続
時の加熱によって生じる水が引き起こす絶縁破壊特性の
低下を防止することができ、良好な電気特性を有する電
力ケーブルおよびその接続部を得ることができる。According to the polyolefin resin composition for power cables of the present invention, an increase in the water content in the resin can be suppressed even if the resin composition is heated again after crosslinking. When the polyolefin-based resin composition for a power cable of the present invention is used as a constituent material of an insulator layer of a power cable or an insulator layer of a power cable connection portion, water-induced dielectric breakdown caused by heating during cable operation or cable connection. A decrease in characteristics can be prevented, and a power cable having good electric characteristics and a connection portion thereof can be obtained.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4J002 BB031 BB051 BB151 EG036 EK037 EK047 FD068 FD147 GQ01 5G305 AA02 AA04 AB02 AB06 BA12 BA13 CA01 CA06 CA51 CB14 CB27 CD05 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4J002 BB031 BB051 BB151 EG036 EK037 EK047 FD068 FD147 GQ01 5G305 AA02 AA04 AB02 AB06 BA12 BA13 CA01 CA06 CA51 CB14 CB27 CD05
Claims (2)
テアリン酸カルシウムが0.01〜0.1重量部、有機
過酸化物が0.5〜3重量部配合されていることを特徴
とする電力ケーブル用ポリオレフィン系樹脂組成物。1. A polyolefin for a power cable, comprising 0.01 to 0.1 part by weight of calcium stearate and 0.5 to 3 parts by weight of an organic peroxide based on 100 parts by weight of a polyolefin. -Based resin composition.
媒を使用して製造された、エチレンと不飽和炭化水素の
共重合体であることを特徴とする請求項1に記載の電力
ケーブル用ポリオレフィン系樹脂組成物。2. The polyolefin resin composition for an electric power cable according to claim 1, wherein the polyolefin is a copolymer of ethylene and an unsaturated hydrocarbon produced using a single-site catalyst. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10164495A JP2000003622A (en) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | Polyolefin resin composition for power cable |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10164495A JP2000003622A (en) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | Polyolefin resin composition for power cable |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000003622A true JP2000003622A (en) | 2000-01-07 |
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ID=15794256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10164495A Pending JP2000003622A (en) | 1998-06-12 | 1998-06-12 | Polyolefin resin composition for power cable |
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JP (1) | JP2000003622A (en) |
-
1998
- 1998-06-12 JP JP10164495A patent/JP2000003622A/en active Pending
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