JP2016513339A - 電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は、屋外用電力ケーブルの被覆材料として使用可能な高分子組成物に関し、既存の電力ケーブル絶縁体として全世界で広く使用されている架橋ポリエチレンの代わりに非架橋型のポリエチレン樹脂を使用する電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物を含む。本発明に係る高分子組成物で形成した被覆材料を使用した電力ケーブルは、耐トラッキング性に優れ、塩分の多い海岸地域や汚染物質の多い工業団地などにおいて適切に使用されることができる。【選択図】なし
Description
本発明は、屋外用電力ケーブルの被覆材料として使用可能な高分子組成物に関し、既存の電力ケーブル絶縁体として全世界で広く使用されている架橋ポリエチレンの代わりに非架橋型のポリエチレン樹脂を使用する電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物を含む。本発明に係る高分子組成物で形成した被覆材料を使用した電力ケーブルは、耐トラッキング性に優れ、塩分の多い海岸地域や汚染物質の多い工業団地などにおいて適切に使用されることができる。
現在、電力ケーブルの絶縁素材として主に使用される架橋ポリエチレン樹脂は、熱硬化性樹脂であることから耐熱性及び耐薬品性などに優れ、電気的特性にも優れている。ポリエチレン架橋方式は、有機過酸化物又はシラン（米国登録特許第６２８４１７８号（２０１１．０９．０４））を媒介体とする化学的反応による架橋及び放射線架橋（米国登録特許第４４２６４９７号（１９８４．０１．１７））などがあり、最近、大型電線業界では、有機過酸化物による架橋型を最も広く使用している。
しかし、架橋ポリエチレン樹脂は、熱硬化性（ｔｈｅｒｍｏｓｅｔ）樹脂であることからリサイクル（ｒｅｃｙｃｌｅ）が不可能で、廃棄処分が困難であり、環境汚染の原因となっている。したがって、環境にやさしい非架橋型の熱可塑性（ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ）ポリエチレン樹脂の使用が求められているが、架橋ポリエチレンに比べて耐熱性が格段に低くて、電力ケーブル絶縁体の用途に使用するには限界があった。
有機過酸化物による架橋ポリエチレンの電力ケーブル生産工程では架橋工程が必須であり、このような架橋工程は、高圧、高温の条件を要し、生産性が著しく低下し、工程条件の微細な変化でも架橋度に差が出るため、製品の均質性が低下する恐れがある。
また、架橋工程では、有機過酸化物が高温の熱によって分解されてラジカルを形成し、架橋反応を完成するが、このような架橋反応の副産物としてクミルアルコール（Ｃｕｍｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）、メタン（Ｍｅｔｈａｎｅ）などが発生して絶縁体内に気泡を形成するが、これを除去するために５気圧以上の高い圧力を加える必要があり、除去されていない気泡は、電力ケーブル絶縁体の破壊原因物質となりうる。
このような背景で、韓国公開特許第１０−２０１０−０１０６８７１号（２０１０．１０．０４）には、電力ケーブルの絶縁素材として非架橋ポリエチレン樹脂に関する先行技術が開示されているが、実際、加工の際に樹脂の低いずり減粘（Ｓｈｅａｒ ｔｈｉｎｎｉｎｇ）によって加工性が劣化し、加工不良が発生する問題がある。また、耐トラッキング性が不良で、屋外ケーブルの絶縁体としての性能が低下する問題点がある。
これを解決するための方法として、従来、絶縁性樹脂組成物に金属水酸化物を適用しているが（韓国登録特許第１０−０５５６３１８号）、金属水酸化物を１０〜３０重量部含んでいるため、以下のような問題点が発生する。
金属水酸化物は、ポリエチレンとの相溶性が良好でなく、引張強度と伸張率などの機械的物性が良好でないという問題点がある。ケーブル被覆物の密度が増加し、ケーブルの重量が増加するに伴いケーブル設置の際にケーブル弛みが生じる恐れがあるため、寿命が短縮されたり、鉄塔間の距離を短縮したりする必要があるという問題点がある。耐環境性が低下し、金属水酸化物の表面移行によって表面に汚染物が発生する恐れがあり、これにより親水性が増加して水分蓄積によるリーク電流が発生し、アーク発生によるトラッキング発生の可能性が増加して長期信頼性が低下する問題点がある。
本発明は、前記の問題点を解決するためのものであり、非架橋型のポリエチレン樹脂を使用する組成物を提供することにより、架橋されていないことからリサイクルが可能で環境にやさしく、且つ既存の架橋ポリエチレン樹脂の欠点であった不十分な加工性を解消する電力ケーブル製造用組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、トラッキング現象に対する抵抗を有するとともに優れた機械的特性、耐環境性及び低密度を有するケーブルを提供し、且つ長期信頼性を有する耐トラッキング性樹脂組成物及びこれを用いたケーブルを提供することを目的とする。
本発明は、中密度ポリエチレン樹脂と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が混合されたベース樹脂１００重量部に対して、金属水酸化物３〜１０重量部と、赤リン０．５〜５重量部と、カーボンブラック１〜５重量部と、を含む電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物に関する。
また、本発明は、中密度ポリエチレン樹脂と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が混合されたベース樹脂１００重量部に対して、金属水酸化物３〜１０重量部と、赤リン０．５〜５重量部と、カーボンブラック１〜５重量部と、酸化安定剤、ＵＶ安定剤、加工助剤から選択されるいずれか一つ以上の添加剤１〜５重量部と、を含む電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物に関する。
また、本発明は、前記非架橋ポリエチレン組成物を使用する電力ケーブルに関する。
本発明に係る電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物は、架橋されていないことからリサイクル可能な熱可塑性ポリエチレン樹脂を使用することにより、ケーブル製造の際に既存の架橋工程を省略し、これにより、加工性に優れ、工程コストを大幅に削減することができ、トラッキング現象に対する抵抗性、機械的特性に優れ、屋外用電力ケーブルの被覆材料として有用に使用することができる。
以下、本発明に係る耐トラッキング性樹脂組成物及びこれを用いたケーブルについて詳細に説明する。
本発明者らは、非架橋ポリエチレン樹脂を使用し、耐トラッキング性及び機械的物性に優れる組成物を提供するために鋭意研究を重ねた結果、従来の金属水酸化物の分解から起因する吸熱反応と水分によるトラッキング発生の抑制方法を用いるとともに、赤リンの適用による炭化層（Ｃｈａｒ）の形成によって表面に不燃層を形成することにより、表面における高分子樹脂内部への熱伝逹と燃焼領域への燃料供給を物理的に遮断してトラッキング発生が格段に減少することを見出し、本発明を完成するに至った。
また、本発明者らは、赤リンを使用することにより金属水酸化物の含有量を低減して金属水酸化物による表面汚染物質を減少し、ケーブル被覆材料の密度を低減したより軽いケーブルにより長期信頼性を確保することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の一様態による電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物は、中密度ポリエチレン樹脂と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が混合されたベース樹脂１００重量部に対して、金属水酸化物３〜１０重量部と、赤リン０．５〜５重量部と、カーボンブラック１〜５重量部と、を含む。
また、本発明の一様態による電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物は、中密度ポリエチレン樹脂と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が混合されたベース樹脂１００重量部に対して、金属水酸化物３〜１０重量部と、赤リン０．５〜５重量部と、カーボンブラック１〜５重量部と、酸化安定剤、ＵＶ安定剤、加工助剤から選択されるいずれか一つ以上の添加剤１〜５重量部と、を含む。
以下、本発明の各構成についてより具体的に説明する。
前記中密度ポリエチレン樹脂は、メルトインデックス０．５〜２．２ｇ／１０分（１９０℃、２．１６Ｋｇの荷重条件）、分子量分布２〜５、密度０．９２５〜０．９４５ｇ／ｃｍ３が好ましい。前記メルトインデックスが０．５ｇ／１０分未満の場合には、電線製造工程での生産性が低下して経済性が低下し、メルトインデックスが２．２ｇ／１０分を超える場合には、電力ケーブルに適用する際に基本物性が低下する恐れがある。また、分子量分布が２未満の場合には、電力ケーブル加工の際に表面にメルトフラクチャー（ｍｅｌｔ ｆｒａｃｔｕｒｅ）が発生し、５を超える場合には、ポリエチレンの重合が難しくなりうる。より好ましくは、２．５〜３．５の範囲で樹脂合成工程が容易となり、樹脂の電力ケーブル加工性がより優れるため好ましい。また、密度が０．９２５ｇ／ｃｍ３未満の場合には、ケーブルが脆くて硬度を付与することが難しく、０．９４５ｇ／ｃｍ３を超える場合には、ケーブルが硬すぎて使用が困難になりうる。
より好ましくは、前記中密度ポリエチレン樹脂は、コモノマーとして炭素原子数が４個以上であるαオレフィンを含む直鎖状ポリエチレン樹脂であることができる。前記炭素原子数が４個以上であるαオレフィンは、ブテン、ペンテン、メチルペンテン、ヘキセン、オクテン又はデセンから選択されることができる。
前記αオレフィンを含むことにより、αオレフィンが炭素主鎖上にできるだけ多く結合するようにして樹脂結晶（ｃｒｙｓｔａｌ）部分と非結晶（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ）部分を強く連結するタイ分子（ｔｉｅ ｍｏｌｅｃｕｌｅ）の効率性を増大させることで、長期耐熱性及び電気的特性を向上させることができる。
本発明は、ベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂とともに直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を混合して使用する。これらを混合して使用することにより、より優れた加工性及び交流絶縁破壊性能を発現することができる。この際、含有量は、中密度ポリエチレン樹脂５０〜９０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂１０〜５０重量％を混合したものがより優れた加工性及び絶縁破壊性能を図ることができるため好ましい。中密度ポリエチレン樹脂の含有量が５０重量％未満で、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の含有量が５０重量部を超える場合には、機械的な物性が低下する恐れがあり、中密度ポリエチレン樹脂の含有量が９０重量％を超え、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の含有量が１０重量部未満の場合には、加工性及び交流絶縁破壊性能の改善効果があまりない。
本発明において、前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂は、密度が０．９２５以下のものであり、業界において、通常ＬＬＤＰＥと称するポリエチレンを意味する。
前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂は、メルトインデックス０．３〜１０ｇ／１０分（１９０℃、２．１６Ｋｇの荷重条件）、分子量分布２〜６、密度０．９１０〜０．９２５ｇ／ｃｍ３のものを使用することができる。メルトインデックスが０．３ｇ／１０分未満の場合には、既存の加工機器での加工性が困難となり、生産性が低下する。ＭＩが１０ｇ／１０分を超える場合には、加工性及び絶縁破壊性能の改善効果があまりない。また、分子量分布が２未満の場合には、加工性が低下し、分子量分布が６を超える場合には、長期耐熱性改善効果が低下する恐れがある。より好ましくは、２．５〜４．５の範囲で使用する場合、長期耐熱性がより優秀である。また、密度が０．９１０ｇ／ｃｍ３未満の場合には、ケーブルが脆くて硬度を付与することが困難となり、０．９２５ｇ／ｃｍ３を超える場合には、ケーブルが硬すぎて使用が困難になりうる。
本発明において、前記中密度ポリエチレン樹脂及び直鎖状低密度ポリエチレン樹脂の分子量分布及び密度が単峰型（Ｕｎｉｍｏｄａｌ）又は二峰型（Ｂｉｍｏｄａｌ）の形態を有するものを使用することができる。
本発明の組成物において、耐トラッキング性を付与するために使用される金属水酸化物は、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛などを単独で又は二つ以上を混合して使用することができる。前記金属水酸化物は脱水反応による冷却と水蒸気発生による可燃性ガスの遮断及び燃料希釈によって耐トラッキング性を付与する。前記金属水酸化物は、シランのような高分子樹脂で表面処理されているか表面処理されていないものを使用することができる。シランで表面処理されている場合、高分子樹脂と添加剤の相溶性が増加して混合後の機械的特性が向上することができる。金属水酸化物は、前記ベース樹脂１００重量部に対して、３〜１０重量部、より好ましくは３〜７重量部を使用することが好ましい。金属水酸化物の含有量が３重量部未満の場合には、十分な耐トラッキング性が現れず、１０重量部を超える場合には、機械的物性と耐環境性が急激に低下し、ケーブル被覆材料の重量を増加させて布設の際に鉄塔間の距離を短縮するかケーブルの構造を強化する必要があるなどの不都合が発生する。
本発明の組成物は、前記金属水酸化物とともに耐トラッキング性を付与するために赤リン（ｒｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ）を含む。前記赤リンは、脱水、炭化反応による炭化層（Ｃｈａｒ）の生成により酸素を遮断し、火炎の拡大を防いで耐トラッキング性を付与するものであり、金属水酸化物とともに使用することで少ない含有量でも優れた耐トラッキング性を付与することができる。前記赤リンは、リン含有量が７０重量％以上で、その他、ウレタン系、メラミン系又はフェノール系などの合成樹脂で表面処理されたものであってもよく、平均粒径が５〜５０μｍのものを使用することが好ましい。リン含有量が７０重量％未満の場合には、十分な耐トラッキング性を発揮することができず、平均粒径が５μｍ未満の場合には、絶縁素材混合の際に樹脂との相溶性が低下したり、ハンドリングが難しく、５０μｍを超える場合には、分散性が低下する恐れがある。前記赤リンの含有量は、ベース樹脂１００重量部に対して、０．５〜５重量部、より好ましくは１〜２重量部使用することができる。赤リンの含有量が０．５重量部未満の場合には、十分な耐トラッキング性が現れず、５重量部を超える場合には、機械的物性が低下するだけでなく、ケーブルの概観も粗化する。
本発明における組成物は、紫外線に対する高分子の耐分解性を向上させるためにカーボンブラックを含み、ベース樹脂１００重量部に対して、１〜５重量部、より好ましくは２〜３重量部を使用する。カーボンブラックの含有量が１重量部未満の場合には、目的とする効果を呈することができず、５重量部を超える場合には、耐トラッキング性を弱化し、機械的物性が低下する恐れがある。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックなど、通常のカーボンブラックをすべて使用することができるが、粒径１０〜３０ｎｍ、表面積１００〜２００ｍ２／ｇのものを使用することが耐分解性に優れるため好ましい。
本発明の組成物は、酸化安定剤、ＵＶ安定剤、加工助剤から選択されるいずれか一つ以上の添加剤をさらに含むことができ、具体的には０．１〜２０重量部、より好ましくは０．１〜８重量部を含む。これら添加剤の含有量は、ベース樹脂１００重量部に対して、０．１重量部未満の場合には２０，０００時間以上使用する際に高分子の劣化を加速化する恐れがあり、２０重量部を超える場合にはポリエチレン樹脂の機械的物性を弱化する恐れがある。
前記酸化安定剤及びＵＶ安定剤は、電力ケーブルの運送、保管及び使用期間の長時間クリープ特性を向上させるために使用されるものであり、具体例としては、ヒンダードフェノール系（ｈｉｎｄｅｒｅｄ ｐｈｅｎｏｌ）、ホスフェート（ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）系、ベンゾフェノン系（ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏｎ）、ハルス系（ＨＡＬＳ）及びチオエステル系からなる群から選択されるものを使用することができる。
また、前記加工助剤は、耐熱性を向上させ、加工負荷を減少させるために使用されるものであり、具体例としては、フルオロカーボンエラストマ及びフルオロオレフィンコポリマー化合物からなる群から選択されるものを使用することができる。
本発明に係る電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物を用いた電力ケーブルも本発明の範囲に含まれ、絶縁層、半導電層又はシス層に適用することができる。
以下、本発明の具体的な説明のために一例を挙げて説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。
以下、本発明の実施例による物性は、下記の方法で評価した。
１）引張強度及び伸張率
試験片の機械的特性試験（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）により、常温（２５℃）での引張強度及び伸張率を測定した。
試験片の機械的特性試験（ＡＳＴＭ Ｄ６３８）により、常温（２５℃）での引張強度及び伸張率を測定した。
伸張率は、下記式にしたがって計算した。
伸張率（％）＝（引張後の標点距離−引張前の標点距離）／引張前の標点距離×１００
２）耐熱特性
試験片（ＡＳＴＭ Ｄ６３８ Ｔｙｐｅ ＩＶ）を準備し、前記試験片を１２１℃の対流オーブン（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ ｏｖｅｎ）に１６８時間放置した後、取り出してまた２５℃で４時間放置した後、１０時間以内に引張強度（破断）及び伸張率をＡＳＴＭ Ｄ６３８の方法で測定し、オーブン放置前の引張強度及び伸張率で除して、それぞれの引張残率（％）、伸張残率（％）を下記式にしたがって求めた。
試験片（ＡＳＴＭ Ｄ６３８ Ｔｙｐｅ ＩＶ）を準備し、前記試験片を１２１℃の対流オーブン（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ ｏｖｅｎ）に１６８時間放置した後、取り出してまた２５℃で４時間放置した後、１０時間以内に引張強度（破断）及び伸張率をＡＳＴＭ Ｄ６３８の方法で測定し、オーブン放置前の引張強度及び伸張率で除して、それぞれの引張残率（％）、伸張残率（％）を下記式にしたがって求めた。
引張残率（％）＝処理後の引張強度／処理前の引張強度×１００
伸張残率（％）＝処理後の伸張率／処理前の伸張率×１００
伸張残率（％）＝処理後の伸張率／処理前の伸張率×１００
３）耐トラッキング性
試験片の耐トラッキング性は、ＩＥＣ６０５８７に準じて塩化アンモニウム０．１％と界面活性剤０．０２％を蒸留水に混合して製造した汚損液を１分あたり０．６ｍｌの流量で試験片の表面に流し、４．５ｋＶの電圧を印加して、トラッキングが発生するまでの時間（分）で評価した。
試験片の耐トラッキング性は、ＩＥＣ６０５８７に準じて塩化アンモニウム０．１％と界面活性剤０．０２％を蒸留水に混合して製造した汚損液を１分あたり０．６ｍｌの流量で試験片の表面に流し、４．５ｋＶの電圧を印加して、トラッキングが発生するまでの時間（分）で評価した。
［実施例１］
中密度ポリエチレン樹脂は、密度０．９３４ｇ／ｃｍ３、メルトインデックス０．６４ｇ／１０分（１９０℃、２．１６Ｋｇの荷重条件）、分子量分布３．５であり、コモノマーとして炭素原子数が８個であるαオレフィンを含む樹脂を使用した。
中密度ポリエチレン樹脂は、密度０．９３４ｇ／ｃｍ３、メルトインデックス０．６４ｇ／１０分（１９０℃、２．１６Ｋｇの荷重条件）、分子量分布３．５であり、コモノマーとして炭素原子数が８個であるαオレフィンを含む樹脂を使用した。
直鎖状低密度ポリエチレン樹脂としては、密度０．９１８ｇ／ｃｍ３、メルトインデックス２．０ｇ／１０分（１９０℃、２．１６Ｋｇの荷重条件）、分子量分布２の樹脂を使用した。
ベース樹脂としては、前記中密度ポリエチレン樹脂７０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂３０重量％を使用した。
前記ベース樹脂１００重量部に対して、水酸化マグネシウム（平均粒径３．４μｍ）５重量部、赤リン（リン含有量９０％、平均粒径２５μｍ）１重量部、カーボンブラックとしてファーネスブラック（平均粒径２０ｎｍ）２重量部及び酸化防止剤１．６重量部をコンパウンディングして、電力ケーブル用組成物を製造した。
酸化安定剤としてチバガイギー社製のＩｒｇａｎｏｘ１０１０を１．２重量部、チバガイギー社製のＩｒｇａｎｏｘ１６８を０．１重量部、Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ社製のＶａｎｏｘ ＺＭＴＩを０．３重量部使用した。
コンパウンディングは、３０ΦにＬ／Ｄが３７である二軸押出機を使用して実施した。約２１０℃の温度で混練を実施した後、シート状に作製し、電気加熱方式のプレスを用いて１９０℃で１０分間加圧成形及び５分間冷却して、機械的特性及び耐トラッキング性の試験のための試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例２］
前記実施例１で赤リンの含有量を１．５重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１で赤リンの含有量を１．５重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例３］
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂６０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂４０重量％を使用した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂６０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂４０重量％を使用した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例４］
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂６０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂４０重量％を使用し、赤リンの含有量を１．５重量部に変更した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂６０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂４０重量％を使用し、赤リンの含有量を１．５重量部に変更した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例５］
前記実施例１で赤リンの含有量を５重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１で赤リンの含有量を５重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例６］
前記実施例１で水酸化マグネシウムの含有量を３重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１で水酸化マグネシウムの含有量を３重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例７］
前記実施例１で水酸化マグネシウムの含有量を１０重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１で水酸化マグネシウムの含有量を１０重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例８］
前記実施例１でカーボンブラックの含有量を１重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１でカーボンブラックの含有量を１重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例９］
前記実施例１でカーボンブラックの含有量を５重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１でカーボンブラックの含有量を５重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例１０］
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂５０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂５０重量％を使用した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂５０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂５０重量％を使用した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［実施例１１］
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂９０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂１０重量％を使用した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂９０重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂１０重量％を使用した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例１］
下記表１のように、水酸化マグネシウムと赤リンを使用しなかった以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
下記表１のように、水酸化マグネシウムと赤リンを使用しなかった以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例２］
下記表１のように、赤リンを使用しなかった以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
下記表１のように、赤リンを使用しなかった以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例３］
前記実施例１で赤リンの含有量を０．４重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１で赤リンの含有量を０．４重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例４］
前記実施例１で赤リンの含有量を６重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１で赤リンの含有量を６重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例５］
前記実施例１で水酸化マグネシウムの含有量を２重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１で水酸化マグネシウムの含有量を２重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例６］
前記実施例１で水酸化マグネシウムの含有量を１１重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１で水酸化マグネシウムの含有量を１１重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例７］
前記実施例１でカーボンブラックの含有量を０．５重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１でカーボンブラックの含有量を０．５重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例８］
前記実施例１でカーボンブラックの含有量を６重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
前記実施例１でカーボンブラックの含有量を６重量部に変更した以外は、前記実施例１と同じ方法で試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
［比較例９］
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂９５重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂５重量％を使用した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
前記実施例１でベース樹脂として前記中密度ポリエチレン樹脂９５重量％と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂５重量％を使用した以外は、実施例１と同様に試験片を製造した。
製造された試験片の物性を測定し、下記表２に示した。
前記表２を参照すると、本発明に係る実施例は、水酸化マグネシウム又は赤リンを含まない比較例に比べて耐トラッキング性がはるかに高くなることが分かった。
比較例１は水酸化マグネシウムと赤リンを含まないことにより、比較例２は赤リンを含まないことにより、比較例３は赤リンの含有量が少ないことにより、比較例５は水酸化マグネシウムの含有量が少ないことにより、比較例７及び比較例８はカーボンブラックの含有量が少ないか多すぎることにより、耐トラッキング性が非常に低下することが分かる。
また、比較例４は赤リンが過量で含まれることにより、比較例６は水酸化マグネシウムが過量で含まれることにより、引張強度及び伸率が非常に低下することが分かる。
比較例９は引張特性、耐熱特性、耐トラッキング性が良好であるが、過剰なＭＤＰＥの含有量によって、コンパウンディングの際に、押出機のトルクが異常に発生して混合作業が容易でなく、素材の柔軟性が低下してケーブル素材として好適でないことが分かる。
Claims (11)
- 中密度ポリエチレン樹脂と直鎖状低密度ポリエチレン樹脂が混合されたベース樹脂１００重量部に対して、金属水酸化物３〜１０重量部と、赤リン０．５〜５重量部と、カーボンブラック１〜５重量部と、を含む、電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 前記ベース樹脂は、中密度ポリエチレン樹脂５０〜９０重量％と、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂１０〜５０重量％とを混合したものである、請求項１に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 前記中密度ポリエチレン樹脂は、メルトインデックスが０．５〜２．２ｇ／１０分（１９０℃、２．１６Ｋｇの荷重条件）、分子量分布が２〜５、密度が０．９２５〜０．９４５ｇ／ｃｍ３である、請求項２に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 前記中密度ポリエチレン樹脂は、コモノマーとして炭素原子数が４個以上であるαオレフィンを含む直鎖状ポリエチレン樹脂である、請求項３に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 前記炭素原子数が４個以上であるαオレフィンは、ブテン、ペンテン、メチルペンテン、ヘキセン、オクテン又はデセンから選択される、請求項４に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 前記直鎖状低密度ポリエチレン樹脂は、メルトインデックスが０．３〜１０ｇ／１０分（１９０℃、２．１６Ｋｇの荷重条件）、分子量分布が２〜６、密度が０．９１０〜０．９２５ｇ／ｃｍ３である、請求項２に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 前記金属水酸化物は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化亜鉛から選択されるいずれか一つ又は二つ以上の混合物である、請求項１に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 前記赤リンは、リン含有量が７０％以上であり、平均粒径が５〜５０μｍである、請求項１に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 前記カーボンブラックは、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラックから選択されるいずれか一つ又は二つ以上の混合物である、請求項１に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 酸化安定剤、ＵＶ安定剤、加工助剤から選択されるいずれか一つ以上の添加剤１〜５重量部をさらに含む、請求項１に記載の電力ケーブル用非架橋ポリエチレン組成物。
- 請求項１から１０のいずれか１項に記載の非架橋ポリエチレン組成物を使用する、電力ケーブル。
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