JP2002538591A - 少なくとも1つのナノ複合成分被覆層を備えた電力ケーブル - Google Patents
少なくとも1つのナノ複合成分被覆層を備えた電力ケーブルInfo
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Abstract
Description
性、電気特性または耐火特性が著しく改善された電力ケーブルに関する。「電力
ケーブル」という表現は、電気エネルギーを伝送することを意図し、かつ少なく
とも1つの被覆層または外装を備えた電気導体をさす。
くとも1つに含まれる材料に関する。
その重量を軽減することに常に関心をもっている。
融した重合体を押し出すことによってケーブルを製造する生産ライン、または液
状の、あるいは溶解した重合体を架橋することによって絶縁されたワイヤを製造
する生産ラインなど、既存の生産ラインに容易に組み込むことができる解決法を
捜している。
性心線を保護し、電気的絶縁をもたらすことである。また、被覆は、十分な耐火
性をもたらすものでなければならない。現在の被覆のほとんどは、連続マトリッ
クス(通常、重合体)を含んでおり、あるいは、特許出願GB−A−2 113
453に記載されている、電気ケーブル用重合体/モンモリロナイト混合物な
ど、無機の添加物とすることができる添加物の粒子を含んでいる。
分がその場で導入されるか、あるいは重合される、少なくとも1つの被覆層が存
在することによって上記の各特性が著しく改善された電力ケーブルを提供するこ
とである。この種のナノ複合成分については、例えば、特許出願WO−A−93
/94 117に記載されている。
ケーブルであって、該ケーブルは、前記被覆層が、シート構造の無機化合物と、
前記無機化合物層の間に挿入された有機化合物とを含む材料で本質的に構成され
ることを特徴とする電力ケーブルを提供する。
が、これらの添加物の粒子の大きさは1マイクロメータ(ミクロン)の桁であり
、その添加物は重合体中に分散し、重合体と混合された後においても元の大きさ
を維持している。
化合物層の間に有機化合物を挿入できるようになっている。無機化合物の粒子の
元の大きさは1ミクロンの桁である。有機化合物が無機化合物層間に挿入される
と、無機化合物が剥離し、複合材料が形成される。有機化合物が挿入され、無機
化合物が剥離すると、無機化合物は複合材料中に均一に分散し、粒子の大きさが
1ナノメータの桁になる。これにより既存の材料特性が著しく改善され、また、
特定の新しい特性をもたらしている。通常、前記材料は、ナノ複合材料またはナ
ノ複合成分と呼ばれている。
含むことができるという意味で使用されている。具体的には、形成を容易にする
ことを意図した添加剤(可塑剤、潤滑剤など)、エージングを遅らせることを意
図した添加剤(安定剤、紫外吸収体、難燃剤、酸化防止剤、抗衝撃剤など)、あ
るいはその外観を改変することを意図した添加剤(着色顔料など)などである。
要とする場合は黒鉛が選択され、電気絶縁層を必要とする場合は無機酸化物が選
択される。この例の場合、酸化物を選択することが好ましい。無機酸化物は、例
えば、シート構造を有していれば、石綿(水和されたケイ酸塩)などのケイ酸塩
、長石(アルミニウムおよびアルカリまたはアルカリ土類金属の複ケイ酸塩)、
滑石または凍石などのマグネシウムケイ酸塩、蛇紋石(マグネシウムケイ酸塩)
、マイカ(黒雲母、白雲母、金雲母)などのケイ素のアルミン酸塩、または粘土
、アルミナ、チタン酸塩、酸化ジルコニウムなどから選択することができる。
などのアルミノケイ酸塩で、できれば架橋されていることがより好ましい。粘土
は、積重ね層からなる結晶構造を有することが好ましく、また、表面上にOHイ
オンを有していることが好ましい。粘土は、カオリン(二水化アルミニウムケイ
酸塩)、スメクタイト、モンモリロナイト、ベントナイト、バイデル石、ノント
ロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ヒル石、ケイ灰石、または数種類の粘土
の混合物などから選択することができる。
モンモリロナイトは、カルシウムを含有している場合は「フーラー土」と呼ばれ
、ナトリウムを含有している場合はベントナイトとも呼ばれる。
場で重合される単量体であることが好ましい。
され、それらは、ポリエチレン(PE)あるいはポリプロピレン(PP)などの
ポリオレフィン、ポリブチレンテレフタレート(PBTP)、ポリ塩化ビニル(
PVC)などのビニル重合体、エラストマー(ハロゲン化または非ハロゲン化の
いずれか)、熱可塑性材料、シリコーン、エチレン共重合体などの共重合体、お
よびそれらの混合物などから選択することができる。エチレン共重合体は、エチ
レンと酢酸ビニルの共重合体(EVA)、エチレンとプロピレンの共重合体(E
PR)、エチレンとアクリル酸エチルの共重合体(EEA)またはエチレンとア
クリル酸メチルの共重合体(EMA)などのエチレンとアルキルアクリラートの
共重合体、エチレンとアクリル酸の共重合体、エチレンターポリマー、または特
定の官能基(酸、エポキシなど)を含有する同一重合体などから選択することが
できる。
樹脂、ポリエステル、ポリエーテルイミドまたはポリアミドイミドなどのポリイ
ミド、ポリアミド(PA)、ポリウレタン、シリコーン、または上記重合体の共
重合体あるいは混合物から選択することができる。
物の層の間に挿入された有機化合物とからなる前記ナノ複合材料で構成すること
ができる。
合物の層の間に挿入された有機化合物とからなる前記ナノ複合材料で構成するこ
とができる。
被覆層は、少なくとも1つの半導体スクリーンを備えている。該半導体スクリー
ンは、シート構造の無機化合物と該無機化合物の層の間に挿入された有機化合物
とからなる前記ナノ複合材料で本質的に構成することができる。
テップと、 − 処理された無機化合物を、有機化合物が軟化または溶融する温度より高い
温度で、有機化合物と混合するステップと、 − 無機化合物層の間に挿入された有機化合物を有する材料を得るステップと
を含んでいる方法を提供する。
機化合物層間への挿入を促進している。
ニウム塩、ポリエチレン酸化物およびリンを含有する誘導体から選択される。
により、明らかとなるであろう。
えた電力ケーブル1に関している。
の間に挿入された有機化合物からなるナノ複合材料から本質的に構成されている
。
黒鉛であることができる。
ーブル1は、耐火性、耐水性および耐溶剤性が著しく改善されている。
ら構成されている。該絶縁材料層4または外部被覆5は、少なくとも前記ナノ複
合材料で本質的に構成することができる。
材料層4および/または外部被覆5に組み込み、その機械特性、耐火特性および
難燃性特性、さらに、水および溶剤に対する不浸透性が著しく改善されている。
ーブルで、外装3は、絶縁材料層4に加えて少なくとも1つの半導体スクリーン
6a、6bと外部保護被覆5とから構成されている。半導体スクリーンは、前記
ナノ複合材料で本質的に構成することができる。
えば重合体の配向を促進し、それによって空間電荷の移動を制限している。
ルの絶縁材料層4へ導入することにより、極性が変化した場合におけるケーブル
の絶縁破壊に対する抵抗が改善されている。
それが無機化合物中での有機化合物の集中を著しく低減している。ナノ複合材料
、例えば黒鉛ベースの材料で本質的に構成された内部半導体スクリーン6aを使
用することにより、導電性心線と絶縁層との間の界面が著しく改善されている。
部半導体スクリーン6bおよび/または外部外装4に導入することにより、その
耐火性および火炎伝播特性、さらに、水および溶剤に対する不浸透性が著しく改
善されている。
また、当分野の技術者には自明の様々な変形形態が可能であり、それらは全て本
発明の範囲内に入る。特に、ケーブルの構造は、従来知られている電力ケーブル
の構造であり、さらに、ナノ複合材料は、絶縁、半導体スクリーンあるいは保護
外装を備えたあらゆるケーブルに使用することが可能である。
Claims (12)
- 【請求項1】 導電性材料の心線と、少なくとも1つの被覆層とを備えた電
力ケーブルであって、前記被覆層が、シート構造の無機化合物と、前記無機化合
物の層の間に挿入された有機化合物とを含む材料で本質的に構成されることを特
徴とする電力ケーブル。 - 【請求項2】 前記無機化合物が無機酸化物である、請求項1に記載の電力
ケーブル。 - 【請求項3】 前記無機酸化物が、カオリン、スメクタイト、モンモリロナ
イト、ベントナイト、バイデル石、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト
、ヒル石、ケイ灰石、またはそれらの混合物から選択される粘土である、請求項
2に記載の電力ケーブル。 - 【請求項4】 前記粘土が、モンモリロナイトおよびベントナイトから選択
される、請求項3に記載の電力ケーブル。 - 【請求項5】 前記有機化合物が、重合体、単量体またはオリゴマーである
、請求項1から4のいずれか一項に記載の電力ケーブル。 - 【請求項6】 前記重合体が、ポリオレフィン、ポリブチレンテレフタレー
ト、ビニル重合体、エラストマー、シリコーン、それらの共重合体、およびそれ
らの混合物から選択される、請求項5に記載の電力ケーブル。 - 【請求項7】 前記重合体が、エポキシ樹脂、ポリエステル、ポリアミド、
ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、シリコー
ンまたはそれらの混合物から選択される、請求項5に記載の電力ケーブル。 - 【請求項8】 前記被覆層が、シート構造の無機化合物と、前記無機化合物
の層の間に挿入された有機化合物とを含む材料で本質的に構成された絶縁材料層
を備えた、請求項1から7のいずれか一項に記載の電力ケーブル。 - 【請求項9】 前記被覆層が、シート構造の無機化合物と、前記無機化合物
の層の間に挿入された有機化合物とを含む材料で本質的に構成された外部被覆層
を備えた、請求項1から8のいずれか一項に記載の電力ケーブル。 - 【請求項10】 前記被覆層が、少なくとも1つの半導体スクリーンを備え
、半導体スクリーンが、シート構造の無機化合物と、前記無機化合物の層の間に
挿入された有機化合物とを含む材料で本質的に構成されることを特徴とする請求
項1から7のいずれか一項に記載の中間電圧から高電圧までの直流電力ケーブル
。 - 【請求項11】 請求項1から10のいずれか一項に記載の電力ケーブルを
製造する方法であって、 前記有機化合物との相容性を付与するように、前記無機化合物を薬剤で処理す
るステップと、 前記処理された無機化合物を、前記有機化合物が軟化または溶融する温度より
高い温度で、前記有機化合物と混合するステップと、 前記無機化合物の層の間に挿入された前記有機化合物を有する前記材料を得る
ステップと によって前記材料を製造することを含む、電力ケーブルを製造する方法。 - 【請求項12】 前記無機化合物が粘土であり、前記相容化剤が、第四アン
モニウム塩、ポリエチレン酸化物およびリン含有誘導体から選択される、請求項
11に記載の方法。
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