JP2003187655A - Cvケーブルのメタン乾燥方法 - Google Patents

Cvケーブルのメタン乾燥方法

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JP2003187655A
JP2003187655A JP2001390002A JP2001390002A JP2003187655A JP 2003187655 A JP2003187655 A JP 2003187655A JP 2001390002 A JP2001390002 A JP 2001390002A JP 2001390002 A JP2001390002 A JP 2001390002A JP 2003187655 A JP2003187655 A JP 2003187655A
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JP
Japan
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cross
methane
polyolefin
cable
drying
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Toshiaki Mabuchi
利明 馬淵
Atsushi Suzuki
淳 鈴木
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 CVケーブルの製造工程におけるメタン乾燥
にかかる時間を短縮することを目的とする。 【解決手段】 導体上に架橋ポリオレフィンによる絶縁
層を形成するとともに、その外側に塩化ビニルによるシ
ースを設けたCVケーブルの製造工程において、ジクミ
ルパーオキサイドを架橋剤として配合するとともに、老
化防止剤を配合したポリオレフィン組成物を導体上に被
覆して架橋し、架橋ポリオレフィンによる絶縁層を形成
した後、この架橋ポリオレフィンからなる絶縁層を設け
たケーブルを、温度70℃以下の超臨界流体雰囲気下で
乾燥処理し、架橋ポリオレフィン中に含有される老化防
止剤の低減を伴うことなく、架橋ポリオレフィン中のメ
タンの残留量を0.1cc/g以下に低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、CVケーブルの
製造工程におけるメタンの乾燥方法に関する。
【0002】
【従来の技術】CVケーブルとは、導体上に架橋ポリオ
レフィンからなる絶縁層を被覆するとともに、その外側
に塩化ビニルによるシースを設けたケーブルの略称であ
り、絶縁層として架橋したポリオレフィンを使用するこ
とを特徴としている。導体上に被覆したポリエチレン層
を架橋して架橋ポリオレフィンによる絶縁層を製造する
方法としては、ジクミルパーオキサイド(DCP)に
代表される過酸化物を利用した化学架橋と、電子線と
照射することによって架橋させる電子線架橋と、有機
シラン化合物をグラフト化して触媒の存在下で水を外側
から浸透させて架橋を行うシラン架橋との、3つの架橋
方法が知られているが、電力用CVケーブルのようにケ
ーブル径が3mm以上であるCVケーブルの架橋には、
架橋剤を使用した化学架橋が採用されている。そして、
この化学架橋方法では、架橋剤としてジクミルパーオキ
サイド(DCP)を使用し、高温高圧下で架橋反応を進
行させることによって、ポリオレフィンを架橋させ、架
橋ポリオレフィンからなる絶縁層を形成していた。
【0003】ジクミルパーオキサイド(DCP)を使用
した架橋では、副生成物(分解残渣)として、アセトフ
ェノン、クミルアルコール、α−メチルスチレン、メタ
ン、水分(HO)が架橋ポリオレフィン中に発生す
る。このうちメタンについては、架橋ポリオレフィン中
に放置したままその外側に塩化ビニルによるシースを設
けてCVケーブルを製造すると、後に架橋ポリオレフィ
ンからなる絶縁層からメタンガスが発生し、このメタン
ガスによって絶縁層の外側に被覆したシースに膨れが発
生するなどの問題がある。また水分についても、CVケ
ーブルの絶縁性能を低下させるといった問題がある。そ
こで、ジクミルパーオキサイド(DCP)を使用した化
学架橋では、架橋後にメタンおよび水を乾燥させ、特に
メタンについては残留量を0.1cc/g以下に低減す
る必要があった。
【0004】従来技術によれば、架橋ポリエチレンによ
る絶縁層を有するケーブルを製造するにあたって、ジク
ミルパーオキサイド(DCP)による架橋反応後、加熱
乾燥処理することによって架橋ポリオレフィン中に発生
した副生成物(分解残渣)を乾燥させて軽減していた。
特許第3030063号によれば、ジクミルパーオキサ
イド(DCP)によって架橋した架橋ポリオレフィンか
らなる絶縁層を設けたケーブルを、加熱温度60〜10
0℃、乾燥時間5〜30日、大気圧下で加熱乾燥するこ
とによって、架橋ポリオレフィン中の副生産物(分解残
渣)の残留量を低減できることが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術(特許第3030063号)の如く加熱乾燥によって
架橋ポリオレフィン中の副生産物(分解残渣)の除去す
る方法では、加熱温度60℃以下では、分解残渣の絶縁
層中からの拡散速度が極めて遅くなるといった問題があ
る。そして従来技術による加熱乾燥による架橋ポリエチ
レン中のメタンの除去(メタン乾燥)に要する時間は、
メタンガスの拡散速度によって支配されるため、拡散速
度を速める場合は、加熱温度を上げることが唯一の方法
であるが、加熱温度が70℃を超えるとケーブルの半導
電層がつぶれる等の問題があることから、加熱温度を7
0℃以下とする必要があった。したがって従来技術で
は、加熱温度70℃、大気圧下で加熱乾燥し、架橋ポリ
オレフィン中のメタンを乾燥しており、このメタンの残
留量を0.1cc/g以下に低減させるために長い乾燥
時間(15日程度)を要していた。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明によれ
ば、導体上に架橋ポリオレフィンによる絶縁層を形成す
るとともに、その外側に塩化ビニルによるシースを設け
たCVケーブルの製造工程において、ジクミルパーオキ
サイドを架橋剤として配合するとともに、老化防止剤を
配合したポリオレフィン組成物を導体上に被覆して架橋
し、架橋ポリオレフィンによる絶縁層を形成した後、こ
の架橋ポリオレフィンからなる絶縁層を設けたケーブル
を温度70℃以下の超臨界流体雰囲気下で乾燥処理し、
架橋ポリオレフィン中に含有される老化防止剤の低減を
伴うことなく、架橋ポリオレフィン中のメタンの残留量
を0.1cc/g以下に低減するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下に、この発明による実施例を
説明する。
【0008】この実施例では、導体上に、架橋ポリオレ
フィンからなる絶縁層と、塩化ビニルからなるシースと
を有する275kV対応のCVケーブルを製造するにあ
たって、ポリエチレンをベースに架橋剤であるジクミル
パーオキサイド(DCP)と老化防止剤とを配合したポ
リエチレン組成物を、導体上に押出し被覆した後、高温
高圧下で架橋反応させて架橋ポリエチレンからなる絶縁
層を形成する。そして、導体上に形成された架橋ポリエ
チレンからなる絶縁層中のメタンの残留量を0.1cc
/g以下に低減するメタン乾燥の処理工程を設け、その
後、外側に塩化ビニルからなるシースを被覆した。
【0009】絶縁層としてはポリエチレンの他に、例え
ばポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エ
チレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)等のエチレン系
共重合体等のポリオレフィンをベースに、架橋剤である
ジクミルパーオキサイド(DCP)と、老化防止剤を配
合し、さらに必要に応じて無機充填剤、その他の添加剤
を混合したポリオレフィン組成物を、導体上に押出し被
覆した後、高温高圧下で架橋反応させて架橋ポリオレフ
ィンからなる絶縁層を形成してもよい。なお老化防止剤
としては、フェノール系老化防止剤が好適に使用でき
る。
【0010】そしてこの実施例では、架橋ポリエチレン
からなる絶縁層を設けたケーブルを、温度70℃以下の
超臨界流体雰囲気下で乾燥することによって、架橋ポリ
エチレン中のメタンおよび水分を拡散させて、特に架橋
ポリエチレン中のメタンの残留量を0.1cc/g以下
とした。
【0011】超臨界流体とは、超臨界流体状態となるよ
うに、臨界温度(Tc)および臨界圧力(Pc)以上に
(即ち、臨界点(Cp)以上に)維持された材料であ
る。そしてこの超臨界流体は気体および液体の両方の性
質を示す。超臨界流体は気体のように低い表面張力を有
し、そのため超臨界流体は、気体のように溶質材料(例
えば、架橋ポリエチレン)のなかに容易に拡散され、か
つ超臨界流体は液体の溶剤の性質を有する非凝縮性の高
密度流体であり、分子量の小さい(500以下)無極性
または弱極性の物質、例えば炭化水素、アルコール、カ
ルボン酸などを完全に溶解する。
【0012】つまり超臨界流体雰囲気下で架橋ポリエチ
レンを乾燥処理することによって、超臨界流体が架橋ポ
リエチレン中に拡散し、かつ架橋ポリエチレン中のメタ
ンなどの成分を溶解し、そして架橋ポリエチレン中のメ
タンなど成分を拡散させて乾燥することができる。つま
り超臨界流体雰囲気下で乾燥処理することによって、温
度が70℃以下であっても(温度に左右されることな
く)、架橋ポリエチレン中のメタンの拡散速度を上昇さ
せることができる。
【0013】架橋ポリエチレン中のメタンを乾燥させる
場合、超臨界二酸化炭素を使用することが好ましい。超
臨界二酸化炭素の臨界温度(Tc)は31.1℃であ
り、ケーブルの半導電層にダメージを与えることのない
温度環境下、つまり70℃以下であっても、超臨界温度
(Tc)および臨界圧力(Pc)以上に設定することに
よって、超臨界流体(超臨界二酸化炭素)の状態を維持
することができる。なお超臨界二酸化炭素の臨界圧力
(Pc)は7.38MPaである。
【0014】また超臨界二酸化炭素雰囲気下でメタン乾
燥させたときに、架橋ポリオレフィン層のなかに二酸化
炭素が残留しても、二酸化炭素はCVケーブルに悪影響
を与える心配がない。
【0015】超臨界二酸化炭素雰囲気下における乾燥処
理は、セミバッチ式または連続反応式の装置を用いて行
い、架橋ポリエチレン中から拡散されたメタンなどの成
分を超臨界二酸化炭素とともに反応容器(乾燥容器)外
に排出することが望ましい。そして超二酸化炭素の供給
流量を調整して、乾燥処理に要する時間(乾燥時間)、
超臨界二酸化炭素を容器内に滞留させるように構成す
る。
【0016】なおこの実施例で使用する超臨界二酸化炭
素は、二酸化炭素の臨界温度(Tc)と臨界圧力(P
c)を超えた非凝縮性の高密度流体であり、乾燥処理に
おける温度および圧力のどちらかが、二酸化炭素の臨界
温度(Tc)および臨界圧力(Pc)に不十分な場合
は、十分な乾燥処理(メタン乾燥)を行うことができな
い。
【0017】従ってこの実施例では、ジクミルパーオキ
サイド(DCP)で架橋したポリエチレン(架橋ポリエ
チレン)を絶縁層として導体上に被覆したケーブルを保
管する容器内を、圧力100気圧、温度70℃に設定
し、容器内に保管したケーブルを超臨界二酸化炭素雰囲
気下で乾燥することによって、架橋ポリエチレン中のメ
タンの残留量を0.1cc/g以下に低減した。
【0018】表1に、断面積2500mmの導体に、
厚さ23mmの架橋ポリエチレンからなる絶縁層を形成
したケーブルを乾燥処理し、架橋ポリエチレン中のメタ
ンの残留量を0.1cc/g以下に低減するにあたっ
て、従来技術のように、温度70℃、1気圧の大気条件
下のオーブン中でメタン乾燥した場合と、温度70℃、
100気圧の超臨界二酸化炭素雰囲気下でメタン乾燥さ
せた場合(実施例)とにおける、架橋ポリエチレン中の
メタン濃度の変化について比較する。
【0019】
【表1】
【0020】表1によれば、従来技術の如く、1気圧の
大気条件下で保管温度70℃に設定した容器内に保管し
たケーブルの場合、架橋ポリエチレン中のメタン残留量
が0.1cc/g以下に低減するまで15日の乾燥時間
を要していたのに対して、保管温度70℃であっても、
100気圧に設定した容器内において超臨界二酸化炭素
雰囲気下でケーブルを保管した場合、1日の乾燥時間で
架橋ポリエチレン中のメタン残留量を0.1cc/g以
下に低減することができた。
【0021】また表2に、架橋ポリエチレン中のメタン
濃度を0.1cc/g以下に低減させたケーブル(厚さ
23mm)の架橋ポリエチレン中に含まれる他の成分、
例えばポリエチレン中に配合した老化防止剤や、ジクミ
ルパーオキサイド(DCP)による架橋で発生したアセ
トフェノン、クミルアルコール、α―メチルスチレン、
水分の濃度について測定した結果を示す。
【0022】
【表2】
【0023】表2によれば、超臨界二酸化炭素雰囲気下
で乾燥処理してメタンの残留量を0.1cc/gに減少
させた場合でも、老化防止剤の含有量の減少はみられな
かった。つまり老化防止剤の含有量の低減を伴うことな
く、メタン乾燥をすることができた。また超臨界二酸化
炭素雰囲気下で乾燥処理した場合、70℃の温度条件下
であってもメタン乾燥にかかる乾燥時間を1日に短縮で
きるとともに、ジクミルパーオキサイド(DCP)によ
る架橋反応によって発生したメタン以外の成分、すなわ
ちアセトフェノン、クミルアルコール、α−メチルスチ
レン、水分(HO)についても、従来の加熱乾燥(1
大気圧条件下)による乾燥処理に比べて短時間で低減さ
せることができ、さらに効果的に減少させることができ
た。
【0024】特に水分(HO)については、従来技術
による加熱乾燥処理では、温度70℃の条件下では架橋
ポリオレフィン中の水分を乾燥することが困難であった
が、温度70℃以下であっても、超臨界二酸化炭素雰囲
気下で乾燥処理した場合、架橋ポリエチレン中の水分を
効果的に減少させることができた。
【0025】なお、表1および表2に示す乾燥実験では
温度70℃、圧力100気圧の超臨界二酸化炭素雰囲気
下で乾燥処理を行ったが、二酸化炭素の臨界温度(T
c)31.1℃以上および臨界圧力(Pc)7.38M
Pa以上に設定した超臨界二酸化炭素雰囲気下であれ
ば、同様の効果が得られる。
【0026】また超臨界二酸化炭素を使用して乾燥処理
することに限られることなく、他の超臨界流体を使用し
てもよい。ただし、温度70℃以上で乾燥処理すると、
ケーブルの半導電層にダメージを与えるため、臨界温度
が70℃以下である超臨界流体を使用し、70℃以下の
温度条件下の超臨界流体雰囲気下で乾燥処理を行う。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、導体上に架橋ポリオレフィンによる絶縁層を形成す
るとともに、その外側に塩化ビニルによるシースを設け
たCVケーブルの製造工程において、ジクミルパーオキ
サイドを架橋剤として配合するとともに、老化防止剤を
配合したポリオレフィン組成物を導体上に被覆して架橋
することで、架橋ポリオレフィンによる絶縁層を形成し
た後、この架橋ポリオレフィンからなる絶縁層を設けた
ケーブルを温度70℃以下の超臨界流体雰囲気下で乾燥
処理し、架橋ポリオレフィン中の老化防止剤の低減を伴
うことなく、さらに半導電層にダメージを与えることな
く、また従来技術による加熱乾燥に比べて乾燥時間を短
縮して、架橋ポリオレフィン中のメタンの残留量を0.
1cc/g以下に低減させることができた。特に、超臨
界二酸化炭素雰囲気下でメタン乾燥させた場合、従来の
10倍以上の短時間で、架橋ポリオレフィン中のメタン
残留量を0.1cc/g以下に低減することができた。
また、ジクミルパーオキサイド(DCP)による架橋反
応によって発生したメタン以外の成分、すなわちアセト
フェノン、クミルアルコール、α−メチルスチレン、水
分(HO)についても、短時間で効果的に減少するこ
とができた。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B29L 9:00 B29L 9:00 31:00 31:00 Fターム(参考) 4F201 AA03 AA04 AB03 AB06 AD15 AH35 AR02 AR06 BA07 BC01 BC13 BC15 BC37 BD05 BR17 BR35 BR50 4F207 AA03 AB02 AB06 AD03 AD18 AG03 AH35 AR06 KA01 KA17 KB18 KM16 KM20 5G325 GB29

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体上に架橋ポリオレフィンによる絶縁
    層を形成するとともに、その外側に塩化ビニルによるシ
    ースを設けたCVケーブルの製造工程において、 ジクミルパーオキサイドを架橋剤として配合するととも
    に、老化防止剤を配合したポリオレフィン組成物を導体
    上に被覆して架橋し、架橋ポリオレフィンによる絶縁層
    を形成した後、 この架橋ポリオレフィンからなる絶縁層を設けたケーブ
    ルを、温度70℃以下の超臨界流体雰囲気下で乾燥処理
    し、架橋ポリオレフィン中に含有される老化防止剤の低
    減を伴うことなく、架橋ポリオレフィン中のメタンの残
    留量を0.1cc/g以下に低減することを特徴とする
    CVケーブルのメタン乾燥方法。
  2. 【請求項2】 温度32〜70℃、圧力7.38MPa
    以上の超臨界二酸化炭素雰囲気下で架橋ポリオレフィン
    中のメタンを乾燥させたことを特徴とする請求項1に記
    載のCVケーブルのメタン乾燥方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113532521A (zh) * 2021-07-08 2021-10-22 国网福建省电力有限公司检修分公司 一种新型的特高压电缆绝缘材料运行状态采集终端

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