JP2002042580A - リサイクルに適した架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル - Google Patents
リサイクルに適した架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルInfo
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Abstract
と絶縁体の分離を容易にし、質の高いマテリアルリサイ
クルを可能とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの
提供。 【解決手段】導体上に内部半導電層、その外周に架橋ポ
リエチレン絶縁体を有する電力ケーブルにおいて、当該
内部半導電層が絶縁体から剥離可能でありその剥離力が
0.5〜10kg/0.5インチ幅である架橋ポリエチレ
ン絶縁電力ケーブル。
Description
た架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルに関するものであ
る。
熱性、電気絶縁性に優れ、且つメンテナンスフリーであ
ることから、600Vクラスの低圧用途から500kVの
超高圧用途まで広く使われている。
クルする場合、導体を除去した後の架橋ポリエチレン絶
縁体は、再溶融成形することが難しいため、一部は微粉
化したり熱分解油化して燃料としてリサイクルしている
が、大部分は埋め立て処理されている。
渇といった問題から循環型社会の構築が叫ばれており、
架橋されたポリマーについても、材料としての再利用す
なわちマテリアルリサイクルを目的とした検討がなされ
るようになった。例として、微粉化したものを架橋され
ていない樹脂と混ぜて押出成形することにより、製品化
したり、超臨界水を用いて、架橋したポリマーを分解し
ポリマーやワックスにする方法が提案されている。
電気的な遮蔽を目的として使用されている半導電層であ
る。半導電層はエチレン系ポリマーに導電性付与材とし
てカーボンブラックを混和した組成物であり、押出成形
によって絶縁体の内周、外周に設けられている。この半
導電層が架橋ポリエチレン絶縁体と密着しており、分離
できないため、リサイクル後のポリエチレン材料の中に
黒色の導電性のカーボンブラックが混入するため、特性
上および外観上、再利用用途が著しく制限される。
もので、架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの半導電層
と絶縁体の分離を容易にし、質の高いマテリアルリサイ
クルを可能とする架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの
提供を目的とするものである。
に、本発明は導体上に内部半導電層、その外周に架橋ポ
リエチレン絶縁体を有する電力ケーブルにおいて、当該
内部半導電層が絶縁体から剥離可能でありその剥離力が
0.5〜10kg/0.5インチ幅である架橋ポリエチレ
ン絶縁電力ケーブルを提供する。
にはケーブル施工作業を容易にする目的で、剥離容易型
半導電層が採用されている。これは通常の使用時には放
電を起こさないよう絶縁体と強く密着しているが、施工
作業時には工具を使って半導電層にスリットを入れ作業
者が通常の力で絶縁体から剥がせる半導電層である。し
かし、内部半導電層に関しては、施工作業時に絶縁体か
ら剥がす必要が無いこと、絶縁層との密着性が悪いと密
着不良部において比較的低い電圧でコロナ放電が起きる
可能性があることから強く密着するタイプの半導電層が
用いられている。本発明者は、剥離力が特定の範囲にあ
る剥離容易型半導電性組成物を内部半導電層に適用する
ことによって、通常の使用時には全くコロナ放電などの
問題がなく、且つリサイクル時には絶縁体からの剥離が
可能であることを見出した。
定するケーブル外部半導電層の剥離試験に準じて試験し
たときに、0.5〜10kg/0.5インチ幅である。
0.5kg未満ではケーブルに屈曲が加わったとき、絶縁
体と内部半導電層の界面を起点として電気的な破壊値が
低下する可能性があり、また10kgを超える剥離力では
剥離作業中に半導電層が引きちぎれる可能性がある。
ついては特に規定しないが、極性コモノマ濃度が25〜
50重量%のエチレン系共重合体100〜50重量%と
ポリオレフィン0〜50重量%を主体とするベースポリ
マーに、アセチレンブラックやファーネスブラックなど
を導電性付与材として混和し、体積抵抗率が常温で50
00Ω・cm以下となるように調整したものが好ましい。
極性コモノマー濃度が25〜50重量%と比較的高いエ
チレン系共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重
合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレ
ンブチルアクリレート共重合体等があげられ、ポリオレ
フィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
ブテン等があげられる。ポリオレフィンを配合すること
により架橋する際の粘着や変形を抑止することができる
が、配合量が50重量%を越えると絶縁体との剥離が困
難になるので、50重量%以下とするのが好ましい。ま
た、剥離力を調整するためにシリコーンゴム、脂肪酸、
脂肪酸エステル、脂肪酸アミド等を添加してもよい。
よい。架橋の場合は、有機過酸化物を架橋剤として用い
る化学架橋、少量の有機過酸化物を用いてビニルアルコ
キシシランをポリマーにグラフトし、当該アルコキシ基
を加水分解してできるシラノール基をジブチル錫ジラウ
レートなどの触媒で縮合させ、分子間にシロキサン結合
を導入するシラン架橋などを用いることができる。
重合によって作られる低密度ポリエチレン、チーグラー
触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒などを用いた
中低圧イオン重合によって作られる直鎖状低密度ポリエ
チレンなどをベースポリマーとしたものが代表的であ
り、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物を架橋
剤として高温高圧雰囲気で架橋する化学架橋はもちろ
ん、前述したシラン架橋などを適用することができる。
特にシラン架橋は省エネルギー型の製造方式であり、こ
れからの循環型社会において望ましい架橋方式といえ
る。
ーブルと同様、中高圧用途には絶縁体遮蔽を目的として
テープ巻き外部半導電層や剥離容易型外部半導電層を設
けてもよい。
る。ケーブル絶縁体として用いた架橋ポリエチレン組成
物を表1に示す。架橋ポリエチレン組成物Aは化学架橋
タイプの絶縁体であり、架橋剤であるジクミルパーオキ
サイドを除く全配合剤を160℃のバンバリーミキサー
で混練した後、80℃でジクミルパーオキサイドを含浸
して調製した。架橋ポリエチレン組成物Bは、シラン架
橋タイプの絶縁体であり、混練とケーブル押出しを一つ
の押出機で同時に行うワンショットあるいはモノシルと
言われる方法で調製した。すなわち、ケーブル絶縁体押
出機のホッパーにポリエチレンを供給した後、ホッパー
下部からポリエチレン以外の配合剤をビニルトリメトキ
シシランに溶解させた溶液を定量ポンプで規定量注入し
てケーブル絶縁体として押出すものである。
2に示す。C〜Gは、化学架橋タイプの半導電層であ
り、架橋剤であるジクミルパーオキサイドを除く全配合
剤を160℃のバンバリーミキサーで混練した後、30
〜40℃でジクミルパーオキサイドを含浸して調製し
た。Hは非架橋タイプの半導電層であり、全配合剤を1
60℃のバンバリーミキサーで混練することにより調製
した。Iはシラン架橋タイプの半導電層であり、ポリマ
ー成分とカーボンブラック、酸化防止剤を160℃のバ
ンバリーミキサーで混練してペレットとし、半導電層押
出機のホッパーに当該ペレットを供給した後、ホッパー
下部からジブチル錫ジラウレートのビニルトリメトキシ
シラン溶液を定量ポンプで規定量注入して半導電層とし
て押し出した。
い、内部半導電層、絶縁体からなる2層品の場合には2
層コモンヘッド押出機、内部半導電層、絶縁体、外部半
導電層からなる3層品の場合には3層コモンヘッド押出
機を用いた。化学架橋ケーブルの場合、内部および外部
半導電層の押出温度は110℃、絶縁体の押出温度は1
30℃とした。また、シラン架橋ケーブルでは、半導電
層、絶縁体の押出温度は共に200℃とした。化学架橋
では押出に続き270℃の窒素ガス中で架橋を行いその
後水中で冷却した。シラン架橋では押出し後、80℃の
水蒸気中に24時間放置し架橋処理を行った。ケーブル
の構造として、2層品は断面積80mm2の銅撚線導体上
に0.8mm厚の内部半導電層、その上に4mm厚の絶縁体
を設けており、3層品では当該絶縁体上にさらに0.8
mm厚の外部半導電層を設けている。
を行った。内部半導電層と絶縁体の密着性の評価として
は、ケーブル外径Dの10倍の曲げ径でケーブルを左右
180度に100回往復させた後の交流絶縁破壊値を測
定し、その値が160kV以上の場合を合格、160kV以
下の場合を不合格とした。
ては、ケーブルを半割し、導体を除去した後の内部半導
電層に長手方向に0.5インチ幅にスリットを入れ、A
EIC−CS5規格に準拠した方法で絶縁体から内部半
導電層を剥がすための力を測定した。このとき半導電層
が引きちぎれたりするものは悪と判断した。
本発明の実施例1、2、3は化学架橋ケーブルの例であ
り、実施例4、5はシラン架橋の例である。いずれも本
発明で規定する剥離力の範囲にあり、絶縁体からの半導
電層の分離性は良好であるとともに、ケーブル屈曲試験
後の交流耐電圧試験の結果も良好である。これに対し、
比較例1は剥離力が本発明の範囲より小さい例であり、
屈曲試験後の耐電圧特性が不合格である。また、比較例
2は剥離力が本発明の範囲より大きい例であり、半導電
層の分離性が悪く、剥離作業中に半導電層が途中で引き
ちぎれる不具合が生じている。
ン絶縁電力ケーブルの半導電層と絶縁体の分離が容易に
なり、質の高い架橋ポリエチレンのマテリアルリサイク
ルが可能になる。このことから、今後構築される循環型
社会において本発明の持つ工業的価値は著しく高いもの
と考える。
Claims (4)
- 【請求項1】導体上に内部半導電層、その外周に架橋ポ
リエチレン絶縁体を有する架橋ポリエチレン絶縁電力ケ
ーブルにおいて、当該内部半導電層が絶縁体から剥離可
能であり、その剥離力が0.5〜10kg/0.5インチ
幅であることを特徴とするリサイクルに適した架橋ポリ
エチレン絶縁電力ケーブル。 - 【請求項2】前記内部半導電層は、極性コモノマ濃度が
25〜50重量%のエチレン系共重合体を主体とするポ
リマ成分からなることを特徴とする請求項1記載のリサ
イクルに適した架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル。 - 【請求項3】前記内部半導電層は、極性コモノマ濃度が
25〜50重量%のエチレン系共重合体100〜50重
量%とポリオレフィン0〜50重量%を主体とするポリ
マ成分からなることを特徴とする請求項2記載のリサイ
クルに適した架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル。 - 【請求項4】前記ポリオレフィンは、ポリエチレン、ポ
リプロピレン及びポリブテンから選ばれる少なくとも1
種である請求項3記載のリサイクルに適した架橋ポリエ
チレン絶縁電力ケーブル。
Priority Applications (1)
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JP2000231378A JP3777958B2 (ja) | 2000-07-27 | 2000-07-27 | リサイクルに適した架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル |
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JP2002042580A true JP2002042580A (ja) | 2002-02-08 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006521679A (ja) * | 2003-03-27 | 2006-09-21 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 剥離可能な接着用電力ケーブル組成物 |
JP2008069287A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Japan Electric Cable Technology Center Inc | 樹脂系改質剤の製造方法。 |
-
2000
- 2000-07-27 JP JP2000231378A patent/JP3777958B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2008069287A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Japan Electric Cable Technology Center Inc | 樹脂系改質剤の製造方法。 |
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