JP2000143908A - 直流ケーブル - Google Patents
直流ケーブルInfo
- Publication number
- JP2000143908A JP2000143908A JP10319668A JP31966898A JP2000143908A JP 2000143908 A JP2000143908 A JP 2000143908A JP 10319668 A JP10319668 A JP 10319668A JP 31966898 A JP31966898 A JP 31966898A JP 2000143908 A JP2000143908 A JP 2000143908A
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- Japan
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- insulator
- cable
- maleic anhydride
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- modified polyethylene
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 無水マレイン酸変性ポリエチレンからなる絶
縁体を有する直流ケーブルの直流ケーブルの直流破壊強
度の低下を防止する。 【解決手段】 直流ケーブルでは、絶縁体が大気中など
から多量の水分を吸収するとグラフト重合された無水マ
レイン酸基がすべて開環し、カルボン酸となり、ケーブ
ルの直流破壊強度を低下させる。絶縁体中の水分量
（Ａ）と無水マレイン酸基の量（Ｂ）とのモル比（Ａ／
Ｂ）を１．０以下、好ましくは０．６以下とすると絶縁
体中に適量の親水性基が分散された状態となり、これに
よって直流印加時の空間電荷蓄積量が減少し、直流破壊
電圧が向上する。
縁体を有する直流ケーブルの直流ケーブルの直流破壊強
度の低下を防止する。 【解決手段】 直流ケーブルでは、絶縁体が大気中など
から多量の水分を吸収するとグラフト重合された無水マ
レイン酸基がすべて開環し、カルボン酸となり、ケーブ
ルの直流破壊強度を低下させる。絶縁体中の水分量
（Ａ）と無水マレイン酸基の量（Ｂ）とのモル比（Ａ／
Ｂ）を１．０以下、好ましくは０．６以下とすると絶縁
体中に適量の親水性基が分散された状態となり、これに
よって直流印加時の空間電荷蓄積量が減少し、直流破壊
電圧が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、絶縁体がプラス
チックからなる直流ケーブルに関し、その直流破壊強度
が高い直流ケーブルに関する。
チックからなる直流ケーブルに関し、その直流破壊強度
が高い直流ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】プラスチックからなる絶縁体を有する直
流ケーブルとして、高密度ポリエチレン，低密度ポリエ
チレン，ポリプロピレンなどのポリエチレンに無水マレ
イン酸をグラフト重合してなる無水マレイン酸変性ポリ
エチレン（以下、変性ポリエチレンと略記する。）から
なる絶縁体を有するものが知られている（特公平６−１
６３６６号公報参照）。また、ポリプロピレンに無水マ
レイン酸をグラフトすることも知られている。
流ケーブルとして、高密度ポリエチレン，低密度ポリエ
チレン，ポリプロピレンなどのポリエチレンに無水マレ
イン酸をグラフト重合してなる無水マレイン酸変性ポリ
エチレン（以下、変性ポリエチレンと略記する。）から
なる絶縁体を有するものが知られている（特公平６−１
６３６６号公報参照）。また、ポリプロピレンに無水マ
レイン酸をグラフトすることも知られている。
【０００３】このような直流ケーブルにあっては、絶縁
体中に適量の親水性基が分散された状態となり、これに
よって直流印加時の空間電荷蓄積量が減少し、直流破壊
電圧が向上する効果が得られる。しかしながら、このよ
うな直流ケーブルでは、その製造方法あるいは製造途中
の保管状態により、絶縁体が大気中などから多量の水分
を吸収することがある。絶縁体が過剰の水分を吸収する
とグラフト重合された無水マレイン酸基がすべて開環
し、カルボン酸となり、ケーブルの直流破壊強度を低下
させることが判明した。この水分は凝縮水（自由水）と
して存在していると考えられる。
体中に適量の親水性基が分散された状態となり、これに
よって直流印加時の空間電荷蓄積量が減少し、直流破壊
電圧が向上する効果が得られる。しかしながら、このよ
うな直流ケーブルでは、その製造方法あるいは製造途中
の保管状態により、絶縁体が大気中などから多量の水分
を吸収することがある。絶縁体が過剰の水分を吸収する
とグラフト重合された無水マレイン酸基がすべて開環
し、カルボン酸となり、ケーブルの直流破壊強度を低下
させることが判明した。この水分は凝縮水（自由水）と
して存在していると考えられる。
【０００４】例えば、導体上に絶縁体となる変性ポリオ
レフィンを押出被覆してケーブルコアとする際に、押出
直後の半溶融状態の変性ポリオレフィンの冷却を水また
は水蒸気による加圧で行うと、多量の水分が絶縁体に吸
収される。また、同様のケーブルコアを中間製品として
長期間保管すると、大気中の水分が絶縁体中に多量に吸
収される。このようなケーブルコアに遮蔽層，シース等
を被覆して製品ケーブルとすれば、当然直流破壊強度が
低いものとなる。
レフィンを押出被覆してケーブルコアとする際に、押出
直後の半溶融状態の変性ポリオレフィンの冷却を水また
は水蒸気による加圧で行うと、多量の水分が絶縁体に吸
収される。また、同様のケーブルコアを中間製品として
長期間保管すると、大気中の水分が絶縁体中に多量に吸
収される。このようなケーブルコアに遮蔽層，シース等
を被覆して製品ケーブルとすれば、当然直流破壊強度が
低いものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、変性ポリエチレンからなる絶縁体を有する直
流ケーブルにおいて、絶縁体の過剰の吸水による直流破
壊強度の低下を防止することにある。
る課題は、変性ポリエチレンからなる絶縁体を有する直
流ケーブルにおいて、絶縁体の過剰の吸水による直流破
壊強度の低下を防止することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】かかる課題は、変性ポリ
エチレンからなる絶縁体中の水分量（Ａ）と無水マレイ
ン酸基（Ｂ）とのモル比（Ａ／Ｂ）を１．０以下、好ま
しくは、０．６以下とすることで解決される。
エチレンからなる絶縁体中の水分量（Ａ）と無水マレイ
ン酸基（Ｂ）とのモル比（Ａ／Ｂ）を１．０以下、好ま
しくは、０．６以下とすることで解決される。
【０００７】
【作用】変性ポリエチレンは、極性をもつため、ポリエ
チレンよりも吸湿性があり、そのため絶縁体中の水分を
皆無とすることは現実的には困難であること、またある
程度の水分が吸収され、これが無水マレイン酸基と反応
して、適量のカルボニル基が生成すると、カルボニル基
による不純物吸着効果が得られ、逆に絶縁破壊強度が向
上する事実がある。また、このような変性ポリエチレン
では、閉環状態の無水マレイン酸基でも極性があり、電
荷トラップ源となるが、開環状態となった方が電荷トラ
ップしやすく、空間電荷蓄積しにくく、直流特性が向上
する。しかし、すべてが開環状態になると、逆に直流特
性が低下する。このようなことから、絶縁体中に含まれ
る水分量を適切な量とすることで直流破壊強度を向上で
きる。
チレンよりも吸湿性があり、そのため絶縁体中の水分を
皆無とすることは現実的には困難であること、またある
程度の水分が吸収され、これが無水マレイン酸基と反応
して、適量のカルボニル基が生成すると、カルボニル基
による不純物吸着効果が得られ、逆に絶縁破壊強度が向
上する事実がある。また、このような変性ポリエチレン
では、閉環状態の無水マレイン酸基でも極性があり、電
荷トラップ源となるが、開環状態となった方が電荷トラ
ップしやすく、空間電荷蓄積しにくく、直流特性が向上
する。しかし、すべてが開環状態になると、逆に直流特
性が低下する。このようなことから、絶縁体中に含まれ
る水分量を適切な量とすることで直流破壊強度を向上で
きる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の直流ケーブルは、その絶縁体が変性ポリエチレ
ンから構成されている。ここでの変性ポリエチレンと
は、密度０．９４ｇ／ｃｍ3以上の高密度ポリエチレン
に無水マレイン酸をグラフト重合したものである。無水
マイレン酸のグラフト重合は、ベンゾイルパーオキサイ
ド（ＢＰＯ）などの有機過酸化物を触媒として有機溶剤
中で無水マレイン酸をポリマーに反応させる周知の方法
で行われる。このグラフト重合により、下記式（Ｉ）に
示すように、高密度ポリエチレンの鎖に無水マレイン酸
基が結合した状態なる。無水マレイン酸の高密度ポリエ
チレンへの結合量，グラフト率（変性量）は０．０２〜
５重量％とされる。
本発明の直流ケーブルは、その絶縁体が変性ポリエチレ
ンから構成されている。ここでの変性ポリエチレンと
は、密度０．９４ｇ／ｃｍ3以上の高密度ポリエチレン
に無水マレイン酸をグラフト重合したものである。無水
マイレン酸のグラフト重合は、ベンゾイルパーオキサイ
ド（ＢＰＯ）などの有機過酸化物を触媒として有機溶剤
中で無水マレイン酸をポリマーに反応させる周知の方法
で行われる。このグラフト重合により、下記式（Ｉ）に
示すように、高密度ポリエチレンの鎖に無水マレイン酸
基が結合した状態なる。無水マレイン酸の高密度ポリエ
チレンへの結合量，グラフト率（変性量）は０．０２〜
５重量％とされる。
【０００９】
【化１】
【００１０】このような変性ポリエチレンからなる絶縁
体の形成は、通常のプラスチック絶縁ケーブルと同様に
導体上に変性ポリエチレンを押出被覆する方法によって
行われる。直流ケーブルの構造によっては、内部半導電
層／絶縁体／外部半導電層の三層同時押出によることも
できる。
体の形成は、通常のプラスチック絶縁ケーブルと同様に
導体上に変性ポリエチレンを押出被覆する方法によって
行われる。直流ケーブルの構造によっては、内部半導電
層／絶縁体／外部半導電層の三層同時押出によることも
できる。
【００１１】そして、この絶縁体中における水分量
（Ａ）とグラフト結合された無水マレイン酸基の量
（Ｂ）ともモル比（Ａ／Ｂ）が１．０以下、好ましくは
０．６以下となるように絶縁体中の水分量が調節され、
かつこのモル比が最終製品となって使用に供されるま
で、１．０以下、好ましくは製造時の裕度をもたせるた
め、０．６以下に維持されるようにする。
（Ａ）とグラフト結合された無水マレイン酸基の量
（Ｂ）ともモル比（Ａ／Ｂ）が１．０以下、好ましくは
０．６以下となるように絶縁体中の水分量が調節され、
かつこのモル比が最終製品となって使用に供されるま
で、１．０以下、好ましくは製造時の裕度をもたせるた
め、０．６以下に維持されるようにする。
【００１２】このためには、具体的には以下のような手
段がとられる。まず、第１の方法としては、吸水量が既
知で、上記モル比が１．０以下であることが判明してい
る変性ポリエチレンのペレットを用いて絶縁体の押出被
覆を行い、引き続いてこの上にシース等の非透湿被覆を
設ける方法がある。
段がとられる。まず、第１の方法としては、吸水量が既
知で、上記モル比が１．０以下であることが判明してい
る変性ポリエチレンのペレットを用いて絶縁体の押出被
覆を行い、引き続いてこの上にシース等の非透湿被覆を
設ける方法がある。
【００１３】また、第２の方法として、吸水量がほぼ０
である変性ポリエチレンのペレットを用いて、絶縁体の
押出被覆を行い、得られたケーブルコアを所定の湿度の
雰囲気下に所定時間放置して、絶縁体に所定量の水分を
吸収させて、上記モル比を１．０以下としたのち、この
絶縁体上に銅テープを巻回したり、シースを押出被覆し
たりして非透湿被覆を形成する方法がある。
である変性ポリエチレンのペレットを用いて、絶縁体の
押出被覆を行い、得られたケーブルコアを所定の湿度の
雰囲気下に所定時間放置して、絶縁体に所定量の水分を
吸収させて、上記モル比を１．０以下としたのち、この
絶縁体上に銅テープを巻回したり、シースを押出被覆し
たりして非透湿被覆を形成する方法がある。
【００１４】さらに、吸水量が上記モル比で１．０以上
の変性ポリエチレンのペレットを使用して押出被覆を行
い、得られたケーブルコアを大型密閉容器に封入して真
空乾燥し、モル比を１．０以下としたのち、ただちに非
透湿被覆を設ける方法でもよい。
の変性ポリエチレンのペレットを使用して押出被覆を行
い、得られたケーブルコアを大型密閉容器に封入して真
空乾燥し、モル比を１．０以下としたのち、ただちに非
透湿被覆を設ける方法でもよい。
【００１５】このような直流ケーブルにあっては、絶縁
体中の変性ポリエチレンに付加されている無水マレイン
酸基の一部が、下記式（II）に示すように水と反応して
加水分解してカルボン酸となっており、残部がそのまま
酸無水物となっている。そして、カルボン酸となってい
るものが適量、すなわち上記モル比で１．０以下である
と、後述する実施例の結果から明らかなように、絶縁体
の直流破壊強度の低下が生じない。また、生成したカル
ボン酸イオンは、絶縁体中の不純物を吸着する性質を有
し、これによっても、直流破壊強度が向上する。
体中の変性ポリエチレンに付加されている無水マレイン
酸基の一部が、下記式（II）に示すように水と反応して
加水分解してカルボン酸となっており、残部がそのまま
酸無水物となっている。そして、カルボン酸となってい
るものが適量、すなわち上記モル比で１．０以下である
と、後述する実施例の結果から明らかなように、絶縁体
の直流破壊強度の低下が生じない。また、生成したカル
ボン酸イオンは、絶縁体中の不純物を吸着する性質を有
し、これによっても、直流破壊強度が向上する。
【００１６】
【化２】
【００１７】以下、具体例を示して作用，効果を明確に
する。 （実施例）高密度ポリエチレン（メルトフローレイト：
０．３）に無水マレイン酸をグラフト重合して、変性量
０．２重量％の変性ポリエチレンを用意した。このもの
を導体上に押出被覆し、厚み２ｍｍの絶縁体を設けてケ
ーブルコアとした。このケーブルコアを湿度６０％、温
度２５℃の雰囲気に所定時間放置して、表１に示す絶縁
体の吸水量が異なる試料を作成し、直流破壊試験を行っ
た。結果を表１に示す。絶縁体中に水分量の測定はカー
ル・フィッシャー法によって行った。
する。 （実施例）高密度ポリエチレン（メルトフローレイト：
０．３）に無水マレイン酸をグラフト重合して、変性量
０．２重量％の変性ポリエチレンを用意した。このもの
を導体上に押出被覆し、厚み２ｍｍの絶縁体を設けてケ
ーブルコアとした。このケーブルコアを湿度６０％、温
度２５℃の雰囲気に所定時間放置して、表１に示す絶縁
体の吸水量が異なる試料を作成し、直流破壊試験を行っ
た。結果を表１に示す。絶縁体中に水分量の測定はカー
ル・フィッシャー法によって行った。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１の結果から、上記モル比が１．０以下
であれば、高い直流破壊強度が得られることが明らかと
なった。また、無水マレイン酸の変性量が０．０２重量
％、１重量％、５重量％の変性ポリオレフィンを用いて
同様の試験を行ったところ、同様にモル比が０．６以下
のものでは高い直流破壊強度が得られることがわかっ
た。
であれば、高い直流破壊強度が得られることが明らかと
なった。また、無水マレイン酸の変性量が０．０２重量
％、１重量％、５重量％の変性ポリオレフィンを用いて
同様の試験を行ったところ、同様にモル比が０．６以下
のものでは高い直流破壊強度が得られることがわかっ
た。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の直流ケー
ブルは、その絶縁体を無水マレイン酸変性ポリエチレン
で構成し、絶縁体中の水分量（Ａ）と無水マレイン酸基
（Ｂ）とのモル比（Ａ／Ｂ）を１．０以下、好ましくは
０．６以下としたものであるので、高い直流破壊強度を
有するものとなる。
ブルは、その絶縁体を無水マレイン酸変性ポリエチレン
で構成し、絶縁体中の水分量（Ａ）と無水マレイン酸基
（Ｂ）とのモル比（Ａ／Ｂ）を１．０以下、好ましくは
０．６以下としたものであるので、高い直流破壊強度を
有するものとなる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 裕之 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 高橋 享 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 Ｆターム(参考） 4J002 BB091 BB211 BN051 DE026 GQ00
Claims (2)
- 【請求項１】 高密度ポリエチレンに無水マレイン酸を
０．０２〜５重量％グラフト重合した無水マレイン酸変
性ポリエチレンからなる絶縁体を有し、この絶縁体に含
まれる水分量（Ａ）と絶縁体中の無水マレイン酸基
（Ｂ）とのモル比（Ａ／Ｂ）が１．０以下であることを
特徴とする直流ケーブル。 - 【請求項２】 上記モル比（Ａ／Ｂ）が０．６以下であ
ることを特徴とする請求項１記載の直流ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10319668A JP2000143908A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 直流ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10319668A JP2000143908A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 直流ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000143908A true JP2000143908A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18112871
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10319668A Pending JP2000143908A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 直流ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000143908A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011038886A1 (en) | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Borealis Ag | Multi-layered article |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10319668A patent/JP2000143908A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011038886A1 (en) | 2009-10-01 | 2011-04-07 | Borealis Ag | Multi-layered article |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050530 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070731 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071127 |