JP2020169281A - Electric insulation composition and power cable - Google Patents

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Abstract

To improve water tree resistance while securing various cable characteristics.SOLUTION: An electric insulation composition has 100 pts.mass of a base resin containing polyethylene, 0.1 pts.mass or more and 10 pts.mass or less of an unsaturated dimer of α-aromatic substituted α-methyl alkene, and 0.05 pts.mass or more and 1.0 pts.mass or less of fatty acid amide.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、電気絶縁組成物および電力ケーブルに関する。 The present disclosure relates to electrically insulating compositions and power cables.

ポリエチレンは絶縁性に優れることから、電力ケーブルなどにおいて、絶縁層を構成する電気絶縁組成物のベース樹脂として広く用いられている(例えば、特許文献1)。 Since polyethylene has excellent insulating properties, it is widely used as a base resin for an electrical insulating composition constituting an insulating layer in power cables and the like (for example, Patent Document 1).

特開昭57−69611号公報JP-A-57-69611

電力ケーブルが湿潤環境下または浸水環境下において課電されると、絶縁層中に水トリーが発生する可能性がある。このため、絶縁層の水トリー耐性を向上させることが求められる。 When the power cable is charged in a moist or flooded environment, water trees can form in the insulating layer. Therefore, it is required to improve the water tree resistance of the insulating layer.

本開示の目的は、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることができる技術を提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a technique capable of improving water tree resistance while ensuring various cable characteristics.

本開示の一態様によれば、
ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、
α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、
脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、
を有する
電気絶縁組成物が提供される。
According to one aspect of the present disclosure
100 parts by mass of base resin containing polyethylene,
The unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.
Fatty acid amide in an amount of 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less.
An electrically insulating composition having the above is provided.

本開示の他の態様によれば、
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成される
電力ケーブルが提供される。
According to other aspects of the disclosure,
With the conductor
An insulating layer provided so as to cover the outer periphery of the conductor,
With
The insulating layer contains 100 parts by mass of a base resin containing polyethylene, 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene, and 0.05 parts by mass of fatty acid amide. A power cable composed of an electrically insulating composition having a mass of parts by mass or more and 1.0 part by mass or less is provided.

本開示によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることができる。 According to the present disclosure, it is possible to improve water tree resistance while ensuring various cable characteristics.

本開示の一実施形態に係る電力ケーブルの軸方向に直交する模式的断面図である。It is a schematic cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the power cable which concerns on one Embodiment of this disclosure.

[本開示の実施形態の説明]
<発明者等の得た知見>
まず、発明者等の得た知見について概略を説明する。
[Explanation of Embodiments of the present disclosure]
<Knowledge obtained by inventors>
First, the findings obtained by the inventors will be outlined.

電力ケーブルは、例えば、湿潤環境下または浸水環境下に布設されることがある。このような環境下では、電力ケーブルの絶縁層に所定の電界が印加されると、絶縁層中に水トリーが発生する可能性がある。絶縁層中に水トリーが発生すると、電力ケーブルの絶縁性が低下するおそれがある。 The power cable may be laid, for example, in a moist or flooded environment. In such an environment, when a predetermined electric field is applied to the insulating layer of the power cable, a water tree may be generated in the insulating layer. If a water tree is generated in the insulating layer, the insulating property of the power cable may be deteriorated.

水トリーは、例えば、以下のようなメカニズムにより発生する。すなわち、湿潤環境下または浸水環境下では、電力ケーブルの絶縁層内に水が浸入しうる。電力ケーブルの課電中において絶縁層内に水が浸入すると、絶縁層中の局所的な電界集中が生じた部分において、水が凝集する。局所的な電界集中部としては、例えば、絶縁層中のボイド、異物、および、絶縁層と半導電層との界面不整部などが挙げられる。このような局所的な電界集中部に水が凝集すると、凝集した水の圧力上昇に起因して、当該水凝集部分の周辺に力学的な歪みが生じる。その結果、樹木状または蝶ネクタイ状の水トリーが絶縁層中に発生する。 The water tree is generated by the following mechanism, for example. That is, in a moist environment or a flooded environment, water can infiltrate into the insulating layer of the power cable. When water enters the insulating layer during power supply of the power cable, the water aggregates in the portion of the insulating layer where the local electric field concentration occurs. Examples of the local electric field concentration portion include voids and foreign matter in the insulating layer, and an irregular interface between the insulating layer and the semiconductive layer. When water aggregates in such a local electric field concentration portion, mechanical strain occurs around the water-aggregated portion due to an increase in pressure of the aggregated water. As a result, tree-like or bow-tie-like water trees are generated in the insulating layer.

従来では、電力ケーブルの絶縁層中における水トリーの発生を抑制するため、例えば、上述の特許文献1などのように様々な技術が検討されてきた。 Conventionally, in order to suppress the generation of water trees in the insulating layer of a power cable, various techniques have been studied, for example, as in Patent Document 1 described above.

しかしながら、近年では、湿潤環境下または浸水環境下に布設される電力ケーブルに対して求められる仕様が厳しくなっている。または、湿潤環境下または浸水環境下に布設される電力ケーブルの構成を簡略化し、電力ケーブルのコストを削減することが求められている。これらのため、水トリー耐性を従来よりもさらに向上させた電力ケーブルが望まれている。 However, in recent years, the specifications required for power cables laid in a moist environment or a flooded environment have become stricter. Alternatively, it is required to simplify the configuration of the power cable laid in a moist environment or a flooded environment and reduce the cost of the power cable. For these reasons, a power cable having further improved water tree resistance is desired.

そこで、本発明者等は、電力ケーブルの絶縁層を構成する電気絶縁組成物中に添加する材料について検討を行った。具体的には、電気絶縁組成物中に添加する様々な材料の中から、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドと、を検討した。検討の結果、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体、または脂肪酸アミドのうちいずれかを添加することにより、絶縁層中の水トリーの発生個数密度を低減させることができることが分かった。 Therefore, the present inventors have studied a material to be added to the electrical insulating composition constituting the insulating layer of the power cable. Specifically, among various materials added to the electrically insulating composition, unsaturated dimers of α-aromatically substituted α-methylalkene and fatty acid amides were examined. As a result of the examination, it is possible to reduce the generation density of water trees in the insulating layer by adding either an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene or a fatty acid amide. Do you get it.

本発明者等のさらなる鋭意検討の結果、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドと、の両方を添加することにより、水トリー耐性を顕著に向上させることができることを見出した。具体的には、絶縁層中に発生する水トリーの最大長さを短くさせることができるとともに、絶縁層中の水トリーの発生個数密度を顕著に低減させることができることを見出した。 As a result of further diligent studies by the present inventors, it is possible to significantly improve water tree resistance by adding both an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene and a fatty acid amide. I found out what I could do. Specifically, it has been found that the maximum length of the water tree generated in the insulating layer can be shortened and the density of the number of water trees generated in the insulating layer can be remarkably reduced.

本開示は、発明者等が見出した上述の知見に基づくものである。 The present disclosure is based on the above-mentioned findings found by the inventors.

<本開示の実施態様>
次に、本開示の実施態様を列記して説明する。
<Embodiment of the present disclosure>
Next, embodiments of the present disclosure will be listed and described.

[1]本開示の一態様に係る電気絶縁組成物は、
ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、
α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、
脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、
を有する。
この構成によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。
[1] The electrically insulating composition according to one aspect of the present disclosure is
100 parts by mass of base resin containing polyethylene,
The unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.
Fatty acid amide in an amount of 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less.
Have.
According to this configuration, the water tree resistance can be remarkably improved while ensuring various cable characteristics.

[2]上記[1]に記載の電気絶縁組成物において、
前記ベース樹脂、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数4kV/mmの交流電界を1000時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、200μm未満である。
この構成によれば、水トリーに起因した絶縁層の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。
[2] In the electrically insulating composition according to the above [1],
The electrically insulating composition having the base resin, the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene, and the fatty acid amide is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature. When an AC electric field with a commercial frequency of 4 kV / mm was applied for 1000 hours,
The maximum length of the water tree generated in the electrically insulating composition is less than 200 μm.
According to this configuration, dielectric breakdown of the insulating layer caused by the water tree can be stably suppressed.

[3]上記[1]又は[2]に記載の電気絶縁組成物において、
前記ベース樹脂、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数4kV/mmの交流電界を1000時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し30μm以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、200個/cm未満である。
この構成によれば、水トリーに起因した絶縁層の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。
[3] In the electrically insulating composition according to the above [1] or [2],
The electrically insulating composition having the base resin, the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene, and the fatty acid amide is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature. When an AC electric field with a commercial frequency of 4 kV / mm was applied for 1000 hours,
Generation number concentration of water tree having a length of more than 30μm occurred while the electrically insulating composition is less than 200 / cm 3.
According to this configuration, dielectric breakdown of the insulating layer caused by the water tree can be stably suppressed.

[4]上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物において、
前記脂肪酸アミドは、脂肪酸モノアミドからなる。
この構成によれば、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させることができる。
[4] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [3].
The fatty acid amide comprises a fatty acid monoamide.
According to this configuration, the effect of suppressing the local concentration of water by the polar group can be improved.

[5]上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物において、
前記脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸アミドからなる。
この構成によれば、分散された不飽和結合部(二重結合)に電子をトラップさせることができ、局所的な電界集中を抑制することができる。
[5] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [4].
The fatty acid amide comprises an unsaturated fatty acid amide.
According to this configuration, electrons can be trapped in the dispersed unsaturated bond (double bond), and local electric field concentration can be suppressed.

[6]上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物において、
有機過酸化物を含む架橋剤を有する。
この構成によれば、架橋剤によりベース樹脂を架橋させることができる。これにより、電気絶縁組成物の機械特性および電気特性を向上させることができる。
[6] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [5].
It has a cross-linking agent containing an organic peroxide.
According to this configuration, the base resin can be crosslinked with a crosslinking agent. Thereby, the mechanical properties and the electrical properties of the electrically insulating composition can be improved.

[7]上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物において、
前記ベース樹脂は、架橋されている。
この構成によれば、電気絶縁組成物の機械特性および電気特性を向上させることができる。
[7] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [5],
The base resin is crosslinked.
According to this configuration, the mechanical properties and electrical properties of the electrically insulating composition can be improved.

[8]上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物において、
前記脂肪酸アミドの含有量に対する、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量の比率は、0.5超15未満である。
この構成によれば、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を充分に得ることができる。また、誘電正接の上昇と、絶縁層の引張特性の低下(引張強度の低下および引張伸びの短縮)と、を安定的に抑制することができる。
[8] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [7],
The ratio of the content of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene to the content of the fatty acid amide is more than 0.5 and less than 15.
According to this configuration, the remarkable effect of suppressing the water tree by both the fatty acid amide and the unsaturated dimer can be sufficiently obtained. Further, it is possible to stably suppress an increase in the dielectric loss tangent and a decrease in the tensile property of the insulating layer (decrease in tensile strength and shortening in tensile elongation).

[9]本開示の他の態様に係る電力ケーブルは、
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成される。
この構成によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。
[9] The power cable according to another aspect of the present disclosure is
With the conductor
An insulating layer provided so as to cover the outer periphery of the conductor,
With
The insulating layer contains 100 parts by mass of a base resin containing polyethylene, 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene, and 0.05 parts by mass of fatty acid amide. It is composed of an electrically insulating composition having a mass of parts or more and 1.0 part by mass or less.
According to this configuration, the water tree resistance can be remarkably improved while ensuring various cable characteristics.

[本開示の実施形態の詳細]
次に、本開示の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of Embodiments of the present disclosure]
Next, one embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is not limited to these examples, and is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

<本開示の一実施形態>
(1)電気絶縁組成物
本実施形態の電気絶縁組成物は、後述する電力ケーブル10の絶縁層130を構成する材料であり、例えば、ベース樹脂と、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドと、その他の添加剤と、を有している。
<One Embodiment of the present disclosure>
(1) Electrical Insulation Composition The electrical insulation composition of the present embodiment is a material constituting the insulating layer 130 of the power cable 10 described later, and is, for example, an unsaturated base resin and an α-aromatically substituted α-methylalkene. It has a saturated dimer, a fatty acid amide, and other additives.

なお、本実施形態でいう「電気絶縁組成物」とは、例えば、後述の架橋剤を含まず未架橋の状態の組成物、後述の架橋剤を含み未架橋の状態の組成物、および架橋された状態の組成物を含んでいる。 The "electrically insulating composition" in the present embodiment means, for example, a composition in an uncrosslinked state without a crosslinking agent described later, a composition in an uncrosslinked state containing a crosslinking agent described below, and a crosslinked composition. Contains the composition in the state of cross-linking.

(ベース樹脂)
ベース樹脂(ベースポリマ)とは、電気絶縁組成物の主成分を構成する樹脂成分のことをいう。本実施形態のベース樹脂は、例えば、ポリエチレンを含んでいる。
(Base resin)
The base resin (base polymer) refers to a resin component that constitutes the main component of the electrically insulating composition. The base resin of the present embodiment contains, for example, polyethylene.

ベース樹脂を構成するポリエチレンとしては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE:密度0.91g/cm以上0.93g/cm未満)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE:密度0.945g/cm以下)中密度ポリエチレン(MDPE:密度0.93g/cm以上0.942g/cm未満)、高密度ポリエチレン(HDPE:密度0.942g/cm以上)などが挙げられる。これらの中でも、LDPEおよびLLDPEのうち少なくともいずれかが好ましい。これにより、電力ケーブルの絶縁性を向上させつつ機械特性を向上させることができる。 The polyethylene constituting the base resin, for example, low density polyethylene (LDPE: density 0.91 g / cm 3 or more 0.93 g / cm less than 3), linear low density polyethylene (LLDPE: density 0.945 g / cm 3 below) medium density polyethylene (MDPE: density below 0.93 g / cm 3 or more 0.942 g / cm 3), high density polyethylene (HDPE: density 0.942 g / cm 3 or higher), and the like. Among these, at least one of LDPE and LLDPE is preferable. As a result, the mechanical properties can be improved while improving the insulation property of the power cable.

(α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体)
電気絶縁組成物中にα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を添加することにより、電気絶縁組成物の押出工程において局所的なスコーチ(やけ)の発生を抑制することができる。また、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体が有する芳香環に電子をトラップさせ、安定的な共鳴構造を形成することができる。これらにより、絶縁層130中の水トリーの発生を抑制することができる。なお、以下において、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を「不飽和二量体」と略すことがある。
(Α-aromatically substituted α-methylalkene unsaturated dimer)
By adding an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene to the electrically insulating composition, it is possible to suppress the generation of local scorch in the extrusion process of the electrically insulating composition. .. In addition, electrons can be trapped in the aromatic ring of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene to form a stable resonance structure. As a result, the generation of water trees in the insulating layer 130 can be suppressed. In the following, the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene may be abbreviated as “unsaturated dimer”.

α−芳香族置換α−メチルアルケンの単量体は、例えば、以下の式(1)で表される。 The α-aromatically substituted α-methylalkene monomer is represented by, for example, the following formula (1).

Figure 2020169281
Figure 2020169281

ただし、Rは、アリール基、アルカリール基、ハロゲン置換アリール基、またはハロゲン置換アルカリール基のうちいずれかである。なお、ここでいう「アルカリール基」とは、1または複数のアルキル基に結合した1または複数のアリール基の組み合わせをいう。 However, R is any one of an aryl group, an alkaline group, a halogen-substituted aryl group, and a halogen-substituted alkaline group. The term "alkaline group" as used herein refers to a combination of one or more aryl groups bonded to one or more alkyl groups.

具体的には、α−芳香族置換α−メチルアルケンの単量体としては、例えば、α−メチルスチレン、パラ−メチル−α−メチルスチレン、パラ−イソプロピル−α−メチルスチレン、メタ−メチル−α−メチルスチレン、メタ−エチル−α−メチルスチレン、ar−ジメチル−α−メチルスチレン、ar−クロル−α−メチルスチレン、ar−クロル−ar−メチル−α−メチルスチレン、ar−ジエチル−α−メチルスチレン、ar−メチル−ar−イソプロピル−α−メチルスチレン等が挙げられる。 Specifically, examples of the α-aromatically substituted α-methylalkene monomer include α-methylstyrene, para-methyl-α-methylstyrene, para-isopropyl-α-methylstyrene, and meta-methyl-. α-Methylstyrene, Meta-ethyl-α-Methylstyrene, ar-dimethyl-α-methylstyrene, ar-chlor-α-methylstyrene, ar-chlor-ar-methyl-α-methylstyrene, ar-diethyl-α -Methylstyrene, ar-methyl-ar-isopropyl-α-methylstyrene and the like can be mentioned.

α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体としては、例えば、α−メチルスチレンの不飽和二量体(2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン)が挙げられる。なお、α−メチルスチレンの不飽和二量体と、それ以外の不飽和二量体とのうち2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene include an unsaturated dimer of α-methylstyrene (2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene). In addition, two or more kinds of unsaturated dimers of α-methylstyrene and other unsaturated dimers may be used in combination.

本実施形態では、電気絶縁組成物中におけるα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量は、ベース樹脂100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上10質量部以下である。 In the present embodiment, the content of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene in the electrically insulating composition is, for example, 0.1 part by mass or more and 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the base resin. It is less than a part.

不飽和二量体の含有量が0.1質量部未満であると、不飽和二量体による水トリー抑制効果が充分に得られない可能性がある。これに対し、不飽和二量体の含有量を0.1質量部以上とすることで、不飽和二量体による水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、不飽和二量体の含有量が10質量部超であると、ベース樹脂が架橋し難くなり、電気絶縁組成物のゲル分率が低下する。このため、所定の交流電界を印加したときの誘電正接が上昇したり、絶縁層130の引張特性が低下したりする(引張強度の低下および引張伸びの短縮のうち少なくともいずれかが生じる)可能性がある。これに対し、不飽和二量体の含有量を10質量部以下とすることで、所定量のベース樹脂を架橋させ、電気絶縁組成物のゲル分率の低下を抑制することができる。これにより、所定の交流電界を印加したときの誘電正接の上昇を抑制することができ、絶縁層130の引張特性の低下(引張強度の低下および引張伸びの短縮)を抑制することができる。 If the content of the unsaturated dimer is less than 0.1 parts by mass, the effect of suppressing the water tree by the unsaturated dimer may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the content of the unsaturated dimer is 0.1 parts by mass or more, the effect of suppressing the water tree by the unsaturated dimer can be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of the unsaturated dimer is more than 10 parts by mass, the base resin is less likely to be crosslinked, and the gel content of the electrically insulating composition is lowered. Therefore, there is a possibility that the dielectric loss tangent when a predetermined AC electric field is applied may increase, or the tensile characteristics of the insulating layer 130 may decrease (at least one of a decrease in tensile strength and a decrease in tensile elongation occurs). There is. On the other hand, by setting the content of the unsaturated dimer to 10 parts by mass or less, it is possible to crosslink a predetermined amount of the base resin and suppress a decrease in the gel fraction of the electrically insulating composition. As a result, it is possible to suppress an increase in the dielectric loss tangent when a predetermined AC electric field is applied, and it is possible to suppress a decrease in the tensile characteristics of the insulating layer 130 (decrease in tensile strength and shortening in tensile elongation).

(脂肪酸アミド)
電気絶縁組成物中に脂肪酸アミドを添加することにより、脂肪酸アミドを滑剤として作用させ、絶縁層130の押出工程における電気絶縁組成物の流動性を向上させることができる。また、脂肪酸アミドを分散させることで、分散された極性基(親水基)によって電気絶縁組成物中の局所的な水の集中を抑制することができる。これにより、絶縁層130中の水トリーの発生を抑制することができる。
(Fatty acid amide)
By adding the fatty acid amide to the electrically insulating composition, the fatty acid amide can act as a lubricant to improve the fluidity of the electrically insulating composition in the extrusion step of the insulating layer 130. Further, by dispersing the fatty acid amide, local concentration of water in the electrically insulating composition can be suppressed by the dispersed polar groups (hydrophilic groups). Thereby, the generation of the water tree in the insulating layer 130 can be suppressed.

脂肪酸アミドとしては、例えば、飽和脂肪酸モノアミド、不飽和脂肪酸モノアミド、飽和脂肪酸ビスアミドおよび不飽和脂肪酸ビスアミドが挙げられる。 Examples of fatty acid amides include saturated fatty acid monoamides, unsaturated fatty acid monoamides, saturated fatty acid bisamides and unsaturated fatty acid bisamides.

具体的には、飽和脂肪酸モノアミドとしては、例えば、ラウリル酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。 Specifically, examples of the saturated fatty acid monoamide include lauric acid amide, palmitic acid amide, stearic acid amide, and hydroxystearic acid amide.

不飽和脂肪酸モノアミドとしては、例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。 Examples of unsaturated fatty acid monoamides include oleic acid amides and erucic acid amides.

飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N’−ジステアリルアジピン酸アミドなどが挙げられる。 Examples of the saturated fatty acid bisamide include methylene bisstearic acid amide, ethylene biscapric acid amide, ethylene bislauric acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bishydroxystearic acid amide, ethylene bisbechenic acid amide, and hexamethylene bisstearic acid. Examples thereof include amides, hexamethylene bishydroxystearic acid amides, and N, N'-distearyl adipate amides.

不飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’−ジオレイルアジピン酸アミド、N,N’−ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。 Examples of the unsaturated fatty acid bisamide include ethylene bisoleic acid amide, ethylene biserucic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, N, N'-diorail adipic acid amide, and N, N'-diorail sebacic acid amide. Can be mentioned.

なお、これらの脂肪酸アミドのうち2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Two or more of these fatty acid amides may be used in combination.

本実施形態では、電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、例えば、脂肪酸モノアミドであることが好ましい。これにより、脂肪酸アミドの極性を向上させることができる。その結果、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させることができる。 In the present embodiment, the fatty acid amide added to the electrically insulating composition is preferably, for example, a fatty acid monoamide. Thereby, the polarity of the fatty acid amide can be improved. As a result, the effect of suppressing the local concentration of water by the polar group can be improved.

また、本実施形態では、電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、例えば、不飽和脂肪酸アミドであることが好ましい。これにより、分散された不飽和結合部(二重結合)に電子をトラップさせることができ、局所的な電界集中を抑制することができる。 Further, in the present embodiment, the fatty acid amide added to the electrically insulating composition is preferably, for example, an unsaturated fatty acid amide. As a result, electrons can be trapped in the dispersed unsaturated bond (double bond), and local electric field concentration can be suppressed.

本実施形態では、電気絶縁組成物中における脂肪酸アミドの含有量は、ベース樹脂100質量部に対して、例えば、0.05質量部以上1.0質量部以下である。 In the present embodiment, the content of fatty acid amide in the electrically insulating composition is, for example, 0.05 parts by mass or more and 1.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the base resin.

脂肪酸アミドの含有量が0.05質量部未満であると、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果が充分に得られない可能性がある。これに対し、脂肪酸アミドの含有量を0.05質量部以上とすることで、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、脂肪酸アミドの含有量が1.0質量部超であると、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因して、絶縁層130の表面に脂肪酸アミドが析出してしまう可能性がある。なお、この現象を「ブルーム」という。これに対し、脂肪酸アミドの含有量を1.0質量部以下とすることで、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームの発生を抑制することができる。 If the content of the fatty acid amide is less than 0.05 parts by mass, the effect of suppressing the water tree by the fatty acid amide may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the content of the fatty acid amide is 0.05 parts by mass or more, the effect of suppressing the water tree by the fatty acid amide can be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of the fatty acid amide is more than 1.0 part by mass, the fatty acid amide may be precipitated on the surface of the insulating layer 130 due to the difference in compatibility between the base resin and the fatty acid amide. There is. This phenomenon is called "bloom". On the other hand, by setting the content of the fatty acid amide to 1.0 part by mass or less, it is possible to suppress the generation of bloom due to the difference in compatibility between the base resin and the fatty acid amide.

本実施形態では、脂肪酸アミドと、上述したα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体と、の両方を添加することで、これらの相乗的作用によって、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。 In the present embodiment, by adding both the fatty acid amide and the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene described above, the synergistic action thereof significantly improves the water tree resistance. Can be made to.

本実施形態では、脂肪酸アミドの含有量Aに対する、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量Bの比率B/A(以下、含有量比率B/Aともいう)は、例えば、0.5超15未満であることが好ましく、2以上9未満であることがより好ましい。 In the present embodiment, the ratio B / A of the content B of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene to the content A of the fatty acid amide is B / A (hereinafter, also referred to as content ratio B / A). For example, it is preferably more than 0.5 and less than 15, and more preferably 2 or more and less than 9.

含有量比率B/Aが0.5以下であると、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性が充分に得られない可能性がある。これに対し、含有量比率B/Aを0.5超とすることで、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を充分に得ることができる。さらに含有量比率B/Aを2以上とすることで、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を安定的に得ることができる。 When the content ratio B / A is 0.5 or less, the remarkable effect of suppressing the water tree by both the fatty acid amide and the unsaturated dimer may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the content ratio B / A is more than 0.5, the remarkable effect of suppressing the water tree by both the fatty acid amide and the unsaturated dimer can be sufficiently obtained. Further, by setting the content ratio B / A to 2 or more, the remarkable effect of suppressing the water tree by both the fatty acid amide and the unsaturated dimer can be stably obtained.

一方で、含有量比率B/Aが15以上であると、脂肪酸アミドによる流動性向上効果が充分に得られない可能性がある。このため、不飽和二量体を均一に分散させることが困難となり、ゲル分率の向上が困難となる可能性がある。また、含有量比率B/Aが15以上であると、脂肪酸アミドの極性基による水の局所集中抑制効果が充分に得られない可能性がある。これに対し、含有量比率B/Aを15未満とすることで、脂肪酸アミドによる流動性向上効果を充分に得ることができる。これにより、不飽和二量体を均一に分散させることができ、ゲル分率を安定的に向上させることができる。その結果、誘電正接の上昇と、絶縁層130の引張特性の低下(引張強度の低下および引張伸びの短縮)と、を安定的に抑制することができる。また、含有量比率B/Aを15未満とすることで、脂肪酸アミドの極性基による水の局所集中抑制効果を充分に得ることができる。これにより、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を充分に得ることができる。さらに含有量比率B/Aを9未満とすることで、誘電正接の上昇と、絶縁層130の引張特性の低下(引張強度の低下および引張伸びの短縮)と、を確実に抑制することができる。また、含有量比率B/Aを9未満とすることで、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を安定的に得ることができる。 On the other hand, if the content ratio B / A is 15 or more, the effect of improving the fluidity of the fatty acid amide may not be sufficiently obtained. Therefore, it becomes difficult to uniformly disperse the unsaturated dimer, and it may be difficult to improve the gel fraction. Further, when the content ratio B / A is 15 or more, the effect of suppressing the local concentration of water by the polar group of the fatty acid amide may not be sufficiently obtained. On the other hand, when the content ratio B / A is less than 15, the effect of improving the fluidity of the fatty acid amide can be sufficiently obtained. As a result, the unsaturated dimer can be uniformly dispersed, and the gel fraction can be stably improved. As a result, an increase in the dielectric loss tangent and a decrease in the tensile property of the insulating layer 130 (decrease in tensile strength and shortening in tensile elongation) can be stably suppressed. Further, by setting the content ratio B / A to less than 15, it is possible to sufficiently obtain the effect of suppressing the local concentration of water by the polar group of the fatty acid amide. As a result, the remarkable effect of suppressing the water tree by both the fatty acid amide and the unsaturated dimer can be sufficiently obtained. Further, by setting the content ratio B / A to less than 9, it is possible to surely suppress an increase in the dielectric loss tangent and a decrease in the tensile characteristics of the insulating layer 130 (decrease in tensile strength and shortening in tensile elongation). .. Further, by setting the content ratio B / A to less than 9, it is possible to stably obtain the remarkable effect of suppressing the water tree by both the fatty acid amide and the unsaturated dimer.

(架橋剤)
本実施形態では、電気絶縁組成物のベース樹脂は、例えば、架橋剤により架橋されることが好ましい。これにより、電気絶縁組成物の機械特性(引張特性など)および電気特性を向上させることができる。
(Crosslinking agent)
In the present embodiment, the base resin of the electrically insulating composition is preferably crosslinked with, for example, a crosslinking agent. As a result, the mechanical properties (tensile properties, etc.) and electrical properties of the electrically insulating composition can be improved.

電気絶縁組成物中に添加される架橋剤としては、例えば、有機過酸化物が用いられる。具体的には、有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、1−(2−tert−ブチルパーオキシイソプロピル)−1−イソプロピルベンゼン、1−(2−tert−ブチルパーオキシイソプロピル)−3−イソプロピルベンゼン、1,3−ビス−(tert−ブチルパーオキシ−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2.5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−(tert−ブチルパーオキシ)−ヘキシン−3等が挙げられる。なお、これらのうち2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 As the cross-linking agent added to the electrically insulating composition, for example, an organic peroxide is used. Specifically, examples of the organic peroxide include dicumyl peroxide, 1- (2-tert-butylperoxyisopropyl) -1-isopropylbenzene, and 1- (2-tert-butylperoxyisopropyl)-. 3-Isopropylbenzene, 1,3-bis- (tert-butylperoxy-isopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2.5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2, Examples thereof include 5- (tert-butylperoxy) -hexin-3. Two or more of these may be used in combination.

(その他の添加剤)
電気絶縁組成物は、例えば、酸化防止剤をさらに含んでいてもよい。
(Other additives)
The electrically insulating composition may further contain, for example, an antioxidant.

酸化防止剤としては、例えば、4,4’−チオビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、2,2−チオ−ジエチレンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,4−ビス−[(オクチルチオ)メチル]−o−クレゾール、2,4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン、ビス[2−メチル−4−{3−n−アルキル(C12あるいはC14)チオプロピオニルオキシ}−5−t−ブチルフェニル]スルフィド等が挙げられる。なお、これらのうち2種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the antioxidant include 4,4'-thiobis- (6-t-butyl-3-methylphenol) and 2,2-thio-diethylenebis [3- (3,5-di-t-butyl-). 4-Hydroxyphenyl) propionate], pentaerythrityl-tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl 3- (3,5-di-t-butyl-4) -Hydroxyphenyl) propionate, 2,4-bis-[(octylthio) methyl] -o-cresol, 2,4-bis- (n-octylthio) -6- (4-hydroxy-3,5-di-t-) Butylanilino) -1,3,5-triazine, bis [2-methyl-4- {3-n-alkyl (C12 or C14) thiopropionyloxy} -5-t-butylphenyl] sulfide and the like can be mentioned. Two or more of these may be used in combination.

なお、電気絶縁組成物は、滑剤として、上述の脂肪酸アミド以外の滑剤を含んでいてもよい。また、電気絶縁組成物は、例えば、着色剤をさらに含んでいてもよい。 The electrically insulating composition may contain a lubricant other than the above-mentioned fatty acid amide as a lubricant. Further, the electrically insulating composition may further contain, for example, a colorant.

(2)電力ケーブル
次に、図1を用い、本実施形態の電力ケーブルについて説明する。図1は、本実施形態に係る電力ケーブルの軸方向に直交する断面図である。
(2) Power Cable Next, the power cable of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the power cable according to the present embodiment.

本実施形態の電力ケーブル10は、いわゆる固体絶縁電力ケーブルとして構成されている。また、本実施形態の電力ケーブル10は、例えば、水中または水底に布設されるよう構成されている。なお、電力ケーブル10は、例えば、交流に用いられる。 The power cable 10 of this embodiment is configured as a so-called solid-state insulated power cable. Further, the power cable 10 of the present embodiment is configured to be laid underwater or underwater, for example. The power cable 10 is used for alternating current, for example.

具体的には、電力ケーブル10は、例えば、導体110と、内部半導電層120と、絶縁層130と、外部半導電層140と、遮蔽層150と、シース160と、を有している。 Specifically, the power cable 10 has, for example, a conductor 110, an inner semi-conductive layer 120, an insulating layer 130, an outer semi-conductive layer 140, a shielding layer 150, and a sheath 160.

本実施形態の電力ケーブル10は、上述の顕著な水トリー抑制効果を有していることで、例えば、遮蔽層150よりも外側に、いわゆるアルミ被などの金属製の遮水層を有していない。つまり、本実施形態の電力ケーブル10は、非完全遮水構造により構成されている。 The power cable 10 of the present embodiment has the above-mentioned remarkable water tree suppressing effect, and thus has, for example, a metal water-shielding layer such as a so-called aluminum cover outside the shielding layer 150. Absent. That is, the power cable 10 of the present embodiment is configured by a non-complete impermeable structure.

(導体(導電部))
導体110は、例えば、純銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金等を含む複数の導体芯線(導電芯線)を撚り合わせることにより構成されている。
(Conductor (conductive part))
The conductor 110 is formed by twisting a plurality of conductor core wires (conductive core wires) including, for example, pure copper, a copper alloy, aluminum, an aluminum alloy, or the like.

(内部半導電層)
内部半導電層120は、導体110の外周を覆うように設けられている。また、内部半導電層120は、半導電性を有し、導体110の表面側における電界集中を抑制するよう構成されている。内部半導電層120は、例えば、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メ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、およびエチレン−酢酸ビニル共重合体等のうち少なくともいずれかと、導電性のカーボンブラックと、を含んでいる。
(Internal semi-conductive layer)
The inner semi-conductive layer 120 is provided so as to cover the outer periphery of the conductor 110. Further, the internal semiconductive layer 120 has semiconductivity and is configured to suppress electric field concentration on the surface side of the conductor 110. The internal semi-conductive layer 120 is conductive with at least one of, for example, an ethylene-ethyl acrylate copolymer, an ethylene-methyl acrylate copolymer, an ethylene-butyl acrylate copolymer, and an ethylene-vinyl acetate copolymer. Includes carbon black and.

(絶縁層)
絶縁層130は、内部半導電層120の外周を覆うように設けられ、上述した電気絶縁組成物により構成されている。絶縁層130は、例えば、上述のように、電気絶縁組成物が押出成形された後に加熱されることにより架橋されている。
(Insulation layer)
The insulating layer 130 is provided so as to cover the outer periphery of the inner semi-conductive layer 120, and is composed of the above-mentioned electrical insulating composition. The insulating layer 130 is crosslinked by heating the electrically insulating composition after being extruded, for example, as described above.

(外部半導電層)
外部半導電層140は、絶縁層130の外周を覆うように設けられている。また、外部半導電層140は、半導電性を有し、絶縁層130と遮蔽層150との間における電界集中を抑制するよう構成されている。外部半導電層140は、例えば、内部半導電層120と同様の材料により構成されている。
(External semi-conductive layer)
The outer semi-conductive layer 140 is provided so as to cover the outer periphery of the insulating layer 130. Further, the external semi-conductive layer 140 has semi-conductive property and is configured to suppress electric field concentration between the insulating layer 130 and the shielding layer 150. The outer semi-conductive layer 140 is made of, for example, the same material as the inner semi-conductive layer 120.

(遮蔽層)
遮蔽層150は、外部半導電層140の外周を覆うように設けられている。遮蔽層150は、例えば、銅テープを巻回することにより構成されるか、或いは、複数の軟銅線等を巻回したワイヤシールドとして構成されている。なお、遮蔽層150の内側や外側に、ゴム引き布等を素材としたテープが巻回されていてもよい。
(Shielding layer)
The shielding layer 150 is provided so as to cover the outer periphery of the outer semi-conductive layer 140. The shielding layer 150 is, for example, configured by winding a copper tape, or is configured as a wire shield in which a plurality of annealed copper wires or the like are wound. A tape made of a rubberized cloth or the like may be wound around the inside or outside of the shielding layer 150.

(シース)
シース160は、遮蔽層150の外周を覆うように設けられている。シース160は、例えば、ポリ塩化ビニルまたはポリエチレンにより構成されている。
(sheath)
The sheath 160 is provided so as to cover the outer periphery of the shielding layer 150. The sheath 160 is made of, for example, polyvinyl chloride or polyethylene.

(水トリー耐性)
本実施形態では、上述のように、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドとの両方が絶縁層130中に添加されていることで、絶縁層130の水トリー耐性が顕著に向上している。
(Water tree resistance)
In the present embodiment, as described above, both the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene and the fatty acid amide are added to the insulating layer 130, whereby the water in the insulating layer 130 is added. Tree resistance is significantly improved.

具体的には、本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物を、常温(27℃)の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、電気絶縁組成物に対して商用周波数(例えば60Hz)4kV/mmの交流電界を1000時間印加したときに、電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、例えば、200μm未満、好ましくは180μm以下である。これにより、水トリーに起因した絶縁層130の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。 Specifically, in the present embodiment, the electric insulating composition constituting the insulating layer 130 is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature (27 ° C.) and has a commercial frequency (for example, for example) with respect to the electric insulating composition. When an AC electric field of (60 Hz) 4 kV / mm is applied for 1000 hours, the maximum length of the water tree generated in the electrically insulating composition is, for example, less than 200 μm, preferably 180 μm or less. As a result, dielectric breakdown of the insulating layer 130 caused by the water tree can be stably suppressed.

なお、電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、小さければ小さいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態では、上述の試験によって所定量の水トリーが発生しうることから、電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、例えば、30μm以上となる。 The maximum length of the water tree generated in the electrically insulating composition is not limited as it is smaller. However, in the present embodiment, since a predetermined amount of water tree can be generated by the above-mentioned test, the maximum length of the water tree generated in the electrically insulating composition is, for example, 30 μm or more.

また、本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物を、常温(27℃)の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、電気絶縁組成物に対して商用周波数(例えば60Hz)4kV/mmの交流電界を1000時間印加したときに、電気絶縁組成物中に発生し30μm以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、例えば、200個/cm未満、好ましくは150個/cm以下である。これにより、水トリーに起因した絶縁層130の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。 Further, in the present embodiment, the electrical insulating composition constituting the insulating layer 130 is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature (27 ° C.) and has a commercial frequency (for example, 60 Hz) of 4 kV with respect to the electrical insulating composition. / mm alternating electric field upon application 1000 hours, generation number concentration of water tree having electrical insulation composition occurred or longer 30μm in, for example, less than 200 pieces / cm 3, preferably 150 / It is cm 3 or less. As a result, dielectric breakdown of the insulating layer 130 caused by the water tree can be stably suppressed.

なお、水トリーの発生個数濃度は、低ければ低いほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態では、上述の試験によって所定量の水トリーが発生しうることから、水トリーの発生個数濃度は、例えば、10個/cm以上となる。 The concentration of the number of generated water trees is not limited as it is lower. However, in the present embodiment, since the predetermined amount of water trees can occur by the test described above, generation number concentration of water trees, for example, the 10 pieces / cm 3 or more.

(ゲル分率(架橋度))
本実施形態では、上述のように、絶縁層130は、例えば、架橋されている。また、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物中において、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量を10質量部以下とすることで、電気絶縁組成物のゲル分率の低下が抑制されている。
(Gel fraction (crosslinking degree))
In this embodiment, as described above, the insulating layer 130 is, for example, crosslinked. Further, by setting the content of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene to 10 parts by mass or less in the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130, the gel content of the electrically insulating composition is set. The decrease in the rate is suppressed.

具体的には、本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物のゲル分率は、例えば、68%超、好ましくは70%以上、より好ましくは74%以上である。 Specifically, in the present embodiment, the gel fraction of the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130 is, for example, more than 68%, preferably 70% or more, and more preferably 74% or more.

なお、電気絶縁組成物のゲル分率は、高ければ高いほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、電気絶縁組成物がα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を所定量含むことから、電気絶縁組成物のゲル分率は、例えば、95%以下となる。 The gel fraction of the electrically insulating composition is not limited as it is higher. However, since the electrically insulating composition contains a predetermined amount of an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene, the gel fraction of the electrically insulating composition is, for example, 95% or less.

(誘電正接)
ここで、電気絶縁組成物に交流電界を印加すると、損失が生じうる。交流電界を印加したときの損失は、例えば、漏れ電流による損失、誘電分極にもとづく損失、及び部分放電にもとづく損失などである。このような損失に起因して、電流位相は、理想的な電気絶縁組成物に流れる無損失電流よりも遅れる。この場合の遅れ角δを誘電損角といい、正接を誘電正接(tanδ)という。
(Dissipation factor)
Here, if an AC electric field is applied to the electrically insulating composition, a loss may occur. The loss when an AC electric field is applied includes, for example, a loss due to leakage current, a loss due to dielectric polarization, and a loss due to partial discharge. Due to such loss, the current phase lags behind the lossless current flowing through the ideal electrically insulating composition. The delay angle δ in this case is called the dielectric loss angle, and the tangent is called the dielectric loss tangent (tan δ).

本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物のゲル分率が上述のように所定値以上であることで、誘電正接が小さくなる。 In the present embodiment, the dielectric loss tangent becomes smaller when the gel fraction of the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130 is equal to or more than a predetermined value as described above.

具体的には、本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物に対して90℃で9kV/mmの交流電界を印加したときの誘電正接は、例えば、0.05%以下である。 Specifically, in the present embodiment, the dielectric loss tangent when an AC electric field of 9 kV / mm is applied to the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130 at 90 ° C. is, for example, 0.05% or less. ..

なお、誘電正接は、小さければ小さいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、誘電損失は、例えば、0.001%以上となる。 The dielectric loss tangent is not limited as it is smaller. However, in the electrically insulating composition of the present embodiment, the dielectric loss is, for example, 0.001% or more.

(交流破壊電界)
本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物のゲル分率が上述のように所定値以上であることで、所定の交流破壊電界が確保されている。
(AC fracture electric field)
In the present embodiment, a predetermined AC breaking electric field is secured when the gel fraction of the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130 is equal to or higher than a predetermined value as described above.

具体的には、本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物の、常温(27℃)において測定した交流破壊電界は、例えば、55kV/mm以上、好ましくは61kV/mm超、より好ましくは64kV/mm以上である。 Specifically, in the present embodiment, the AC breaking electric field of the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130 measured at room temperature (27 ° C.) is, for example, 55 kV / mm or more, preferably more than 61 kV / mm. It is preferably 64 kV / mm or more.

なお、交流破壊電界は、大きければ大きいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、交流破壊電界は、例えば、100kV/mm以下となる。 The larger the AC fracture electric field, the better, so the AC breakdown electric field is not limited. However, in the electrically insulating composition of the present embodiment, the AC breaking electric field is, for example, 100 kV / mm or less.

(引張特性)
本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物のゲル分率が上述のように所定値以上であることで、電気絶縁組成物の引張特性を向上させることができる。
(Tensile characteristics)
In the present embodiment, when the gel fraction of the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130 is at least a predetermined value as described above, the tensile properties of the electrically insulating composition can be improved.

具体的には、本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物の引張強度は、例えば、12.5MPa以上、好ましくは14MPa以上である。 Specifically, in the present embodiment, the tensile strength of the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130 is, for example, 12.5 MPa or more, preferably 14 MPa or more.

なお、電気絶縁組成物の引張強度は、高ければ高いほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、引張強度は、例えば、50MPa以下となる。 The tensile strength of the electrically insulating composition is not limited as it is higher. However, in the electrically insulating composition of the present embodiment, the tensile strength is, for example, 50 MPa or less.

また、本実施形態では、絶縁層130を構成する電気絶縁組成物の引張伸びは、例えば、350%以上、好ましくは380%超、より好ましくは430%以上である。 Further, in the present embodiment, the tensile elongation of the electrically insulating composition constituting the insulating layer 130 is, for example, 350% or more, preferably more than 380%, and more preferably 430% or more.

なお、電気絶縁組成物の引張伸びは、大きければ大きいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、引張伸びは、例えば、1000%以下となる。 The tensile elongation of the electrically insulating composition is not limited as it is larger. However, in the electrically insulating composition of the present embodiment, the tensile elongation is, for example, 1000% or less.

このように、本実施形態では、所定の引張特性を確保することができる。これにより、電力ケーブル10が伸縮したり屈曲したりする環境下であっても、電力ケーブル10を好適に布設することができる。具体的には、本実施形態の電力ケーブル10を、例えば、水中で浮体式の水上設備に対して屈曲可能に接続されるアレイケーブル(ダイナミックケーブル、ライザーケーブル)に適用することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, a predetermined tensile property can be secured. As a result, the power cable 10 can be suitably laid even in an environment where the power cable 10 expands and contracts or bends. Specifically, the power cable 10 of the present embodiment can be applied to, for example, an array cable (dynamic cable, riser cable) that is flexibly connected to a floating water turbine in water.

(ブルーム)
本実施形態では、上述のように、脂肪酸アミドの含有量を1.0質量部以下とすることで、絶縁層130の表面において、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームが検出されない。
(Bloom)
In the present embodiment, as described above, by setting the fatty acid amide content to 1.0 part by mass or less, bloom caused by the difference in compatibility between the base resin and the fatty acid amide is generated on the surface of the insulating layer 130. Not detected.

(具体的寸法等)
電力ケーブル10における具体的な各寸法としては、特に限定されるものではないが、例えば、導体110の直径は5mm以上60mm以下であり、内部半導電層120の厚さは0.5mm以上3mm以下であり、絶縁層130の厚さは1mm以上35mm以下であり、外部半導電層140の厚さは0.5mm以上3mm以下であり、遮蔽層150の厚さは1mm以上5mm以下であり、シース160の厚さは1mm以上である。本実施形態の電力ケーブル10に適用される交流電圧は、例えば20kV以上である。
(Specific dimensions, etc.)
The specific dimensions of the power cable 10 are not particularly limited, but for example, the diameter of the conductor 110 is 5 mm or more and 60 mm or less, and the thickness of the internal semiconductive layer 120 is 0.5 mm or more and 3 mm or less. The thickness of the insulating layer 130 is 1 mm or more and 35 mm or less, the thickness of the external semi-conductive layer 140 is 0.5 mm or more and 3 mm or less, the thickness of the shielding layer 150 is 1 mm or more and 5 mm or less, and the sheath. The thickness of 160 is 1 mm or more. The AC voltage applied to the power cable 10 of the present embodiment is, for example, 20 kV or more.

(3)電力ケーブルの製造方法
次に、本実施形態の電力ケーブルの製造方法について説明する。以下、ステップを「S」と略す。
(3) Method of Manufacturing Power Cable Next, the method of manufacturing the power cable of the present embodiment will be described. Hereinafter, the step is abbreviated as "S".

(S100:電気絶縁組成物準備工程)
まず、電気絶縁組成物を準備する。
(S100: Electrical insulation composition preparation step)
First, an electrically insulating composition is prepared.

本実施形態では、ポリエチレンを含むベース樹脂と、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドと、その他の添加剤(架橋剤、酸化防止剤等)と、をバンバリミキサやニーダなどの混合機により混合(混練)し、混合材を形成する。このとき、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量を、ベース樹脂100質量部に対して、例えば、0.1質量部以上10質量部以下とする。また、脂肪酸アミドの含有量を、ベース樹脂100質量部に対して、例えば、0.05質量部以上1.0質量部以下とする。 In this embodiment, a base resin containing polyethylene, an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene, a fatty acid amide, and other additives (crosslinking agent, antioxidant, etc.) are used as a banvarimixer. Mix (knead) with a mixer such as or kneader to form a mixed material. At this time, the content of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene is set to, for example, 0.1 part by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the base resin. The fatty acid amide content is, for example, 0.05 parts by mass or more and 1.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the base resin.

混合材を形成したら、当該混合材を押出機により造粒する。これにより、絶縁層130を構成することとなるペレット状の電気絶縁組成物が形成される。なお、混練作用の高い2軸型の押出機を用いて、混合から造粒までの工程を一括して行ってもよい。 After forming the mixed material, the mixed material is granulated by an extruder. As a result, a pellet-shaped electrically insulating composition that constitutes the insulating layer 130 is formed. A twin-screw extruder having a high kneading action may be used to collectively perform the steps from mixing to granulation.

(S200:導体準備工程)
一方で、複数の導体芯線を撚り合わせることにより形成された導体110を準備する。
(S200: Conductor preparation process)
On the other hand, a conductor 110 formed by twisting a plurality of conductor core wires is prepared.

(S300:ケーブルコア形成工程(押出工程))
電気絶縁組成物準備工程S100および導体準備工程S200が完了したら、3層同時押出機のうち、内部半導電層120を形成する押出機Aに、例えば、エチレン−エチルアクリレート共重合体と、導電性のカーボンブラックとが予め混合された内部半導電層用組成物を投入する。
(S300: Cable core forming step (extrusion step))
After the electrical insulation composition preparation step S100 and the conductor preparation step S200 are completed, the extruder A for forming the internal semi-conductive layer 120 among the three-layer simultaneous extruders is, for example, conductive with an ethylene-ethyl acrylate copolymer. The composition for the internal semi-conductive layer, which is premixed with the carbon black of the above, is added.

絶縁層130を形成する押出機Bに、上記したペレット状の電気絶縁組成物を投入する。 The pellet-shaped electrically insulating composition described above is put into the extruder B that forms the insulating layer 130.

外部半導電層140を形成する押出機Cに、押出機Aに投入した内部半導電層用電気絶縁組成物と同様の材料を含む外部半導電層用組成物を投入する。 The composition for the outer semiconductive layer containing the same material as the electrically insulating composition for the inner semiconductive layer charged in the extruder A is charged into the extruder C forming the outer semiconductive layer 140.

次に、押出機A〜Cからのそれぞれの押出物をコモンヘッドに導き、導体110の外周に、内側から外側に向けて、内部半導電層120、絶縁層130および外部半導電層140を同時に押出す。 Next, each extruded product from the extruders A to C is guided to the common head, and the inner semiconductive layer 120, the insulating layer 130, and the outer semiconductive layer 140 are simultaneously formed on the outer periphery of the conductor 110 from the inside to the outside. Extrude.

押出後、窒素ガスなどにより加圧された架橋管内において、赤外線ヒータによる輻射により加熱したり、高温の窒素ガスまたはシリコーン油等の熱媒体を通じて熱伝達させたりすることにより、少なくとも絶縁層130を架橋させる。その後、架橋後のケーブルコアを、例えば、水により冷却する。 After extrusion, at least the insulating layer 130 is crosslinked by heating by radiation from an infrared heater or by transferring heat through a heat medium such as high-temperature nitrogen gas or silicone oil in a crosslinked tube pressurized with nitrogen gas or the like. Let me. Then, the cable core after cross-linking is cooled by, for example, water.

以上のケーブルコア形成工程S300により、導体110、内部半導電層120、絶縁層130および外部半導電層140により構成されるケーブルコアが形成される。 By the above cable core forming step S300, a cable core composed of the conductor 110, the inner semiconductive layer 120, the insulating layer 130, and the outer semiconductive layer 140 is formed.

(S400:遮蔽層形成工程)
ケーブルコアを形成したら、外部半導電層140の外側に、例えば銅テープを巻回することにより遮蔽層150を形成する。
(S400: Shielding layer forming step)
After the cable core is formed, the shielding layer 150 is formed on the outside of the outer semi-conductive layer 140, for example, by winding a copper tape.

(S500:シース形成工程)
遮蔽層150を形成したら、押出機に塩化ビニルを投入して押出すことにより、遮蔽層150の外周に、シース160を形成する。
(S500: sheath forming step)
After the shielding layer 150 is formed, vinyl chloride is put into an extruder and extruded to form a sheath 160 on the outer periphery of the shielding layer 150.

以上により、固体絶縁電力ケーブルとしての電力ケーブル10が製造される。 As described above, the power cable 10 as a solid-state insulated power cable is manufactured.

(4)本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す1つ又は複数の効果を奏する。
(4) Effects of the present embodiment According to the present embodiment, one or more of the following effects are exhibited.

(a)本実施形態では、電気絶縁組成物中にα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を添加することで、電気絶縁組成物の押出工程において局所的なスコーチ(やけ)の発生を抑制することができる。これにより、スコーチに起因した局所的な電界集中部の形成を抑制することができる。また、電気絶縁組成物中にα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を添加することで、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体が有する芳香環に電子をトラップさせ、安定的な共鳴構造を形成することができる。これにより、電子の局所的な偏りを抑制することができ、すなわち、局所的な電界集中部の形成を抑制することができる。局所的な電界集中部の形成を抑制することで、電界集中部における水の凝集を抑制することができる。これにより、水凝集部に起因した力学的な歪みの発生を抑制することができる。その結果、絶縁層130中における水トリーの発生を抑制することができる。 (A) In the present embodiment, by adding an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene to the electrically insulating composition, a local scorch is formed in the extrusion process of the electrically insulating composition. Can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the formation of a local electric field concentration portion caused by the scorch. In addition, by adding an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene to the electrically insulating composition, electrons are added to the aromatic ring of the unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene. Can be trapped to form a stable resonance structure. As a result, the local bias of electrons can be suppressed, that is, the formation of a local electric field concentration portion can be suppressed. By suppressing the formation of the local electric field concentration portion, it is possible to suppress the aggregation of water in the electric field concentration portion. As a result, it is possible to suppress the occurrence of mechanical strain caused by the water agglomerated portion. As a result, the generation of water trees in the insulating layer 130 can be suppressed.

(b)本実施形態では、電気絶縁組成物中に脂肪酸アミドを添加することで、脂肪酸アミドを滑剤として作用させ、絶縁層130の押出工程における電気絶縁組成物の流動性を向上させることができる。これにより、電気絶縁組成物中の各材料を均一に分散させることができる。電気絶縁組成物中において脂肪酸アミドを均一に分散させることで、脂肪酸アミドが有する極性基(親水基)を分散させることができる。これにより、電気絶縁組成物中に侵入した水を極性基によって分散させ、電気絶縁組成物中における局所的な水の集中を抑制することができる。局所的な水の集中を抑制することで、水集中部(水凝集部)に起因した力学的な歪みの発生を抑制することができる。その結果、絶縁層130中の水トリーの発生を抑制することができる。 (B) In the present embodiment, by adding the fatty acid amide to the electrically insulating composition, the fatty acid amide can act as a lubricant and the fluidity of the electrically insulating composition in the extrusion step of the insulating layer 130 can be improved. .. Thereby, each material in the electrically insulating composition can be uniformly dispersed. By uniformly dispersing the fatty acid amide in the electrically insulating composition, the polar group (hydrophilic group) of the fatty acid amide can be dispersed. As a result, the water that has entered the electrically insulating composition can be dispersed by the polar groups, and the local concentration of water in the electrically insulating composition can be suppressed. By suppressing the local concentration of water, it is possible to suppress the occurrence of mechanical strain caused by the water concentration portion (water agglomeration portion). As a result, the generation of water trees in the insulating layer 130 can be suppressed.

(c)本実施形態によれば、上述の(a)および(b)の相乗的な効果により、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。 (C) According to the present embodiment, the water tree resistance can be remarkably improved by the synergistic effect of (a) and (b) described above.

ここで、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体、または脂肪酸アミドのうちいずれか一方のみを電気絶縁組成物中に添加した場合では、絶縁層130中の水トリーの発生個数密度がある程度低減するが、絶縁層130中に発生する水トリーの最大長さは短くならない可能性がある。 Here, when only one of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene or the fatty acid amide is added to the electrically insulating composition, the number of water trees generated in the insulating layer 130. Although the density is reduced to some extent, the maximum length of the water tree generated in the insulating layer 130 may not be shortened.

これに対し、本実施形態では、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドとの両方を電気絶縁組成物中に添加することで、上述の(a)および(b)の相乗的な効果を得ることができる。すなわち、脂肪酸アミドの添加により、電気絶縁組成物の流動性を向上させ、電気絶縁組成物中においてα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を均一に分散させることができる。不飽和二量体を均一に分散させることで、不飽和二量体が有する芳香環による電子トラップ効果を均一に発現させることができ、局所的な電界集中部の形成を安定的に抑制することができる。さらに、電気絶縁組成物中に侵入した水を、脂肪酸アミドが有する極性基によって分散させることで、局所的な電界集中部に水が集中する確率を低減させることができる。これにより、絶縁層130中における水トリーの発生を安定的に抑制することができる。その結果、本実施形態では、絶縁層130中に発生する水トリーの最大長さを短くさせることができるとともに、絶縁層130中の水トリーの発生個数密度を顕著に低減させることができる。 On the other hand, in the present embodiment, by adding both the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene and the fatty acid amide to the electrically insulating composition, the above-mentioned (a) and ( The synergistic effect of b) can be obtained. That is, by adding the fatty acid amide, the fluidity of the electrically insulating composition can be improved, and the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene can be uniformly dispersed in the electrically insulating composition. By uniformly dispersing the unsaturated dimer, the electron trap effect due to the aromatic ring of the unsaturated dimer can be uniformly expressed, and the formation of a local electric field concentration portion can be stably suppressed. Can be done. Furthermore, by dispersing the water that has entered the electrically insulating composition with the polar groups of the fatty acid amide, the probability that the water will concentrate in the local electric field concentration portion can be reduced. As a result, the generation of water trees in the insulating layer 130 can be stably suppressed. As a result, in the present embodiment, the maximum length of the water tree generated in the insulating layer 130 can be shortened, and the density of the number of water trees generated in the insulating layer 130 can be significantly reduced.

このように水トリー耐性を顕著に向上させることで、常時水にさらされる水中ケーブルまたは水底ケーブルに好適に適用することができる。また、水トリー耐性を顕著に向上させることで、電力ケーブル10の遮水層の構成を簡略化することができる。例えば、遮水層をなくしたり、遮蔽層を簡易的に構成したりすることができる。その結果、電力ケーブル10のコストを削減することができる。 By significantly improving the water tree resistance in this way, it can be suitably applied to an underwater cable or a bottom cable that is constantly exposed to water. Further, by remarkably improving the water tree resistance, the configuration of the impermeable layer of the power cable 10 can be simplified. For example, the impermeable layer can be eliminated or the shielding layer can be simply configured. As a result, the cost of the power cable 10 can be reduced.

(d)α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量を0.1質量部以上とすることで、不飽和二量体による水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、不飽和二量体の含有量を10質量部以下とすることで、所定量のベース樹脂を架橋させ、電気絶縁組成物のゲル分率の低下を抑制することができる。これにより、所定の交流電界を印加したときの誘電正接の上昇を抑制することができ、絶縁層130の引張特性の低下(引張強度の低下および引張伸びの短縮)を抑制することができる。 (D) By setting the content of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene to 0.1 parts by mass or more, the effect of suppressing the water tree by the unsaturated dimer can be sufficiently obtained. .. On the other hand, by setting the content of the unsaturated dimer to 10 parts by mass or less, it is possible to crosslink a predetermined amount of the base resin and suppress a decrease in the gel fraction of the electrically insulating composition. As a result, it is possible to suppress an increase in the dielectric loss tangent when a predetermined AC electric field is applied, and it is possible to suppress a decrease in the tensile characteristics of the insulating layer 130 (decrease in tensile strength and shortening in tensile elongation).

(e)脂肪酸アミドの含有量を0.05質量部以上とすることで、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、脂肪酸アミドの含有量を1.0質量部以下とすることで、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームの発生を抑制することができる。 (E) By setting the content of the fatty acid amide to 0.05 parts by mass or more, the effect of suppressing the water tree by the fatty acid amide can be sufficiently obtained. On the other hand, by setting the content of the fatty acid amide to 1.0 part by mass or less, it is possible to suppress the generation of bloom due to the difference in compatibility between the base resin and the fatty acid amide.

本実施形態によれば、上述の(a)〜(e)のように、ケーブル諸特性(電気特性、引張特性、ブルーム抑制特性)を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることが可能となる。 According to the present embodiment, as described in (a) to (e) above, it is possible to improve the water tree resistance while ensuring various cable characteristics (electrical characteristics, tensile characteristics, bloom suppression characteristics). ..

(f)電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、脂肪酸モノアミドであることが好ましい。これにより、脂肪酸アミドの極性を向上させることができる。脂肪酸アミドの極性を向上させることで、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させることができる。その結果、絶縁層130中の水トリーの発生を安定的に抑制することができる。 (F) The fatty acid amide added to the electrically insulating composition is preferably a fatty acid monoamide. Thereby, the polarity of the fatty acid amide can be improved. By improving the polarity of the fatty acid amide, the effect of suppressing the local concentration of water by the polar group can be improved. As a result, the generation of water trees in the insulating layer 130 can be stably suppressed.

(g)電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸アミドであることが好ましい。これにより、分散された不飽和結合部(二重結合)に電子をトラップさせることができ、局所的な電界集中を抑制することができる。局所的な電界集中部の形成を抑制することで、電界集中部における水の凝集を抑制することができる。その結果、絶縁層130中の水トリーの発生を安定的に抑制することができる。 (G) The fatty acid amide added to the electrically insulating composition is preferably an unsaturated fatty acid amide. As a result, electrons can be trapped in the dispersed unsaturated bond (double bond), and local electric field concentration can be suppressed. By suppressing the formation of the local electric field concentration portion, it is possible to suppress the aggregation of water in the electric field concentration portion. As a result, the generation of water trees in the insulating layer 130 can be stably suppressed.

<本開示の他の実施形態>
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
<Other Embodiments of the present disclosure>
Although the embodiments of the present disclosure have been specifically described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and various changes can be made without departing from the gist thereof.

上述の実施形態では、ベース樹脂がポリエチレンを含む場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。例えば、ベース樹脂は、エチレン共重合体を含んでいてもよい。エチレン共重合体としては、例えば、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。これらのうち2種類以上を組み合わせて用いてもよい。ベース樹脂がエチレン共重合体を含むことで、電気絶縁組成物の混合時に、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体および脂肪酸アミドの分散性を向上させることができる。 In the above-described embodiment, the case where the base resin contains polyethylene has been described, but the present disclosure is not limited to this case. For example, the base resin may contain an ethylene copolymer. Examples of the ethylene copolymer include an ethylene-propylene copolymer, an ethylene-methyl acrylate copolymer, an ethylene-ethyl acrylate copolymer, and an ethylene-vinyl acetate copolymer. Two or more of these may be used in combination. When the base resin contains an ethylene copolymer, the dispersibility of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene and the fatty acid amide can be improved when the electrically insulating composition is mixed.

上述の実施形態では、電力ケーブル10が遮水層を有していない場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。電力ケーブル10は、上述の顕著な水トリー抑制効果を有していることで、簡易的な遮水層を有していてもよい。具体的には、簡易的な遮水層は、例えば、金属ラミネートテープからなる。金属ラミネートテープは、例えば、アルミまたは銅等からなる金属層と、金属層の片面または両面に設けられる接着層と、を有している。金属ラミネートテープは、例えば、ケーブルコアの外周(外部半導電層よりも外周)を囲むように縦添えにより巻き付けられる。なお、当該遮水層は、遮蔽層よりも外側に設けられていてもよいし、遮蔽層を兼ねていてもよい。このような構成により、電力ケーブル10のコストを削減することができる。 In the above-described embodiment, the case where the power cable 10 does not have the impermeable layer has been described, but the present disclosure is not limited to this case. The power cable 10 may have a simple water-impervious layer because it has the above-mentioned remarkable water tree suppressing effect. Specifically, the simple impermeable layer is made of, for example, a metal laminate tape. The metal laminate tape has, for example, a metal layer made of aluminum, copper, or the like, and an adhesive layer provided on one side or both sides of the metal layer. The metal laminated tape is wound by vertical attachment so as to surround the outer circumference of the cable core (outer circumference than the outer semi-conductive layer), for example. The water-impervious layer may be provided outside the shielding layer, or may also serve as a shielding layer. With such a configuration, the cost of the power cable 10 can be reduced.

上述の実施形態では、電力ケーブル10が水中または水底に布設されるよう構成される場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。例えば、電力ケーブル10は、いわゆる架空電線(架空絶縁電線)として構成されていてもよい。 In the above-described embodiment, the case where the power cable 10 is configured to be laid underwater or underwater has been described, but the present disclosure is not limited to this case. For example, the power cable 10 may be configured as a so-called overhead electric wire (overhead insulated wire).

次に、本開示に係る実施例を説明する。これらの実施例は本開示の一例であって、本開示はこれらの実施例により限定されない。 Next, an example according to the present disclosure will be described. These examples are examples of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to these examples.

(1)電気絶縁組成物の準備
以下の試料A1〜A8、B1〜B7のそれぞれの材料をオープンロールによって120℃において混合し、電気絶縁組成物を得た。
(1) Preparation of Electrical Insulation Composition The following materials of Samples A1 to A8 and B1 to B7 were mixed by an open roll at 120 ° C. to obtain an electrical insulation composition.

[試料A1〜A8]
(ベース樹脂)
低密度ポリエチレン(LDPE):
(密度d=0.92g/cm、MFR=1.0g/10min) 100質量部
(不飽和二量体)
α−メチルスチレンの不飽和二量体(2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテン):0.12質量部以上8質量部以下
(脂肪酸アミド)
ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド:0.06質量部以上0.9質量部以下
(架橋剤)
ジクミルパーオキサイド:2質量部、または
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン:1.3質量部
(酸化防止剤)
4,4’−チオビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール):0.2質量部
[Samples A1 to A8]
(Base resin)
Low Density Polyethylene (LDPE):
(Density d = 0.92 g / cm 3 , MFR = 1.0 g / 10 min) 100 parts by mass (unsaturated dimer)
Unsaturated dimer of α-methylstyrene (2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene): 0.12 parts by mass or more and 8 parts by mass or less (fatty acid amide)
Stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bisoleic acid amide: 0.06 parts by mass or more and 0.9 parts by mass or less (crosslinking agent)
Dicumyl peroxide: 2 parts by mass, or 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane: 1.3 parts by mass (antioxidant)
4,4'-thiobis- (6-t-butyl-3-methylphenol): 0.2 parts by mass

[試料B1]
不飽和二量体および脂肪酸アミドを含まない点を除いて、試料A3と同様に作製した。
[試料B2]
脂肪酸アミドを含まない点を除いて、試料A3と同様に作製した。
[試料B3]
不飽和二量体を含まない点を除いて、試料A3と同様に作製した。
[試料B4]
不飽和二量体の含有量が0.05質量部である点を除いて、試料A3と同様に作製した。
[試料B5]
不飽和二量体の含有量が12質量部である点を除いて、試料A3と同様に作製した。
[試料B6]
脂肪酸アミドの含有量が0.02質量部である点を除いて、試料A3と同様に作製した。
[試料B7]
脂肪酸アミドの含有量が1.5質量部である点を除いて、試料A3と同様に作製した。
[Sample B1]
It was prepared in the same manner as sample A3 except that it did not contain unsaturated dimers and fatty acid amides.
[Sample B2]
It was prepared in the same manner as sample A3 except that it did not contain fatty acid amide.
[Sample B3]
It was prepared in the same manner as sample A3 except that it did not contain an unsaturated dimer.
[Sample B4]
It was prepared in the same manner as sample A3 except that the content of the unsaturated dimer was 0.05 parts by mass.
[Sample B5]
It was prepared in the same manner as sample A3 except that the content of the unsaturated dimer was 12 parts by mass.
[Sample B6]
It was prepared in the same manner as Sample A3 except that the fatty acid amide content was 0.02 parts by mass.
[Sample B7]
It was prepared in the same manner as Sample A3 except that the fatty acid amide content was 1.5 parts by mass.

(2)評価
上述の電気絶縁組成物を用い、各評価に応じて絶縁シートを作製し、各評価を行った。
(2) Evaluation Using the above-mentioned electrical insulating composition, an insulating sheet was prepared according to each evaluation, and each evaluation was performed.

(評価1:水トリー耐性)
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により120℃において10分、電気絶縁組成物をプレスすることで、1mmの厚さを有する絶縁シートを2枚作製した。絶縁シートを作製したら、所定の半導電シートを2枚の絶縁シートで挟み、積層シートを形成した。積層シートを形成したら、プレス成型により180℃において30分、積層シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。絶縁シートを架橋させたら、半導電シートに対して配線を形成した。
(Evaluation 1: Water tree resistance)
After forming the above-mentioned electric insulating composition, the electric insulating composition was pressed at 120 ° C. for 10 minutes by press molding to prepare two insulating sheets having a thickness of 1 mm. After producing the insulating sheet, a predetermined semi-conductive sheet was sandwiched between two insulating sheets to form a laminated sheet. After forming the laminated sheet, the base resin of the insulating sheet was crosslinked by pressing the laminated sheet at 180 ° C. for 30 minutes by press molding. After cross-linking the insulating sheet, wiring was formed for the semi-conductive sheet.

次に、積層シートを常温(27℃)の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、半導電シートと水溶液との間の絶縁シートに対して60Hz4kV/mmの交流電界を1000時間印加した。 Next, with the laminated sheet immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature (27 ° C.), an AC electric field of 60 Hz 4 kV / mm was applied to the insulating sheet between the semiconductive sheet and the aqueous solution for 1000 hours.

所定の交流電界の印加後、積層シートを乾燥させ、メチレンブルー水溶液で積層シートを煮沸染色した。積層シートを染色したら、積層シートを積層方向(すなわち積層シートの主面直交方向)に沿って30μmの厚さでスライスし、観察用スライス片を形成した。その後、観察用スライス片を光学顕微鏡により観察することで、観察用スライス片の絶縁シートにおいて、半導電シートの沿面方向または半導電シートの主面直交方向に発生した水トリーを観察した。このとき、絶縁シート中に発生した水トリーの最大長さを計測した。また、絶縁シート中に発生し30μm以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度を計測した。なお、後述の表1および表2では、「水トリーの最大長さ」は、無作為に抽出した10個の観察用スライス片において最も長かった水トリーの長さを四捨五入して求め、また、「水トリーの発生個数濃度」は、無作為に抽出した10個の観察用スライス片における水トリーの発生個数濃度の平均値を四捨五入して求めた。 After applying a predetermined AC electric field, the laminated sheet was dried, and the laminated sheet was boil-stained with an aqueous methylene blue solution. After dyeing the laminated sheet, the laminated sheet was sliced along the laminating direction (that is, the direction orthogonal to the main surface of the laminated sheet) to a thickness of 30 μm to form an observation slice piece. Then, by observing the observation slice piece with an optical microscope, the water tree generated in the creeping direction of the semiconductive sheet or in the direction orthogonal to the main surface of the semiconductive sheet was observed in the insulating sheet of the observation slice piece. At this time, the maximum length of the water tree generated in the insulating sheet was measured. In addition, the concentration of the number of generated water trees generated in the insulating sheet and having a length of 30 μm or more was measured. In Tables 1 and 2 described later, the "maximum length of the water tree" is obtained by rounding off the length of the water tree that was the longest among the 10 randomly selected observation slices. The “concentration of the number of generated water trees” was obtained by rounding off the average value of the concentration of the number of generated numbers of water trees in 10 randomly selected observation slice pieces.

なお、参考までに、従来の水トリー耐性の評価では、所定の電気絶縁組成物からなる絶縁層を有する電力ケーブルを作製し、電力ケーブルを水に浸漬させて、水トリーの評価を行っていた。このとき、電力ケーブルの絶縁層の外側には遮蔽層およびシースを設けていた。このため、絶縁層は直接水に接することがなかった。これに対し、本実施例では、上述のように、積層シートを所定の水溶液に直接浸漬させて、水トリーの評価を行った。このため、絶縁シートを水溶液に直接接触させた。したがって、本実施例における水トリー耐性の評価は、従来の電力ケーブルを用いた評価と比べて、厳しい条件で行ったことになる。 For reference, in the conventional evaluation of water tree resistance, a power cable having an insulating layer made of a predetermined electrical insulation composition was produced, and the power cable was immersed in water to evaluate the water tree. .. At this time, a shielding layer and a sheath were provided on the outside of the insulating layer of the power cable. Therefore, the insulating layer did not come into direct contact with water. On the other hand, in this example, as described above, the laminated sheet was directly immersed in a predetermined aqueous solution to evaluate the water tree. Therefore, the insulating sheet was brought into direct contact with the aqueous solution. Therefore, the evaluation of the water tree resistance in this example was performed under stricter conditions as compared with the evaluation using the conventional power cable.

(評価2:誘電正接)
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により180℃において30分、電気絶縁組成物をプレスすることで、0.2mmの厚さを有する絶縁シートを作製した。このとき、180℃において30分、絶縁シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。
(Evaluation 2: Dissipation factor)
After forming the above-mentioned electric insulating composition, the electric insulating composition was pressed at 180 ° C. for 30 minutes by press molding to prepare an insulating sheet having a thickness of 0.2 mm. At this time, the base resin of the insulating sheet was crosslinked by pressing the insulating sheet at 180 ° C. for 30 minutes.

次に、シェーリングブリッジを用い、絶縁シートに対して90℃で9kV/mmの交流電界を印加し、誘電正接を測定した。 Next, using a shaving bridge, an AC electric field of 9 kV / mm was applied to the insulating sheet at 90 ° C., and the dielectric loss tangent was measured.

(評価3:交流破壊電界)
上述の評価2と同様の絶縁シートを作製した。次に、常温(27℃)において、絶縁シートに対して5kVの交流電圧を1分課電した。その後、絶縁シートに対する交流電圧を1kVずつ昇圧し、絶縁シートに対して交流電圧を1分課電するサイクルを繰り返した。そして、絶縁シートにおいて絶縁破壊が生じたときの電界を測定した。
(Evaluation 3: AC breaking electric field)
An insulating sheet similar to Evaluation 2 described above was produced. Next, at room temperature (27 ° C.), an AC voltage of 5 kV was applied to the insulating sheet for 1 minute. After that, the AC voltage to the insulating sheet was boosted by 1 kV, and the cycle of applying the AC voltage to the insulating sheet for 1 minute was repeated. Then, the electric field when dielectric breakdown occurred in the insulating sheet was measured.

(評価4:ゲル分率(架橋度))
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により180℃において30分、電気絶縁組成物をプレスすることで、1mmの厚さを有する絶縁シートを作製した。このとき、180℃において30分、絶縁シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。
(Evaluation 4: Gel fraction (crosslinking degree))
After forming the above-mentioned electric insulating composition, the electric insulating composition was pressed at 180 ° C. for 30 minutes by press molding to prepare an insulating sheet having a thickness of 1 mm. At this time, the base resin of the insulating sheet was crosslinked by pressing the insulating sheet at 180 ° C. for 30 minutes.

絶縁シートを作製したら、JIS C3005に準拠してゲル分率を測定した。具体的には、まず、絶縁シートの質量を測定した。次に、絶縁シートを所定の溶剤(例えば熱キシレン)へ浸漬し、絶縁シートを溶解させた。このとき、絶縁シートのうちベース樹脂が架橋された部分は、ゲルとして溶解せずに残存した。絶縁シートを溶解させたら、溶解せずに残存したゲルの質量を測定した。その結果、溶解前の絶縁シートの質量に対する、残存したゲルの質量の比率(%)を算出することで、「ゲル分率」を求めた。 After preparing the insulating sheet, the gel fraction was measured according to JIS C3005. Specifically, first, the mass of the insulating sheet was measured. Next, the insulating sheet was immersed in a predetermined solvent (for example, thermal xylene) to dissolve the insulating sheet. At this time, the portion of the insulating sheet in which the base resin was crosslinked remained as a gel without being dissolved. After the insulating sheet was dissolved, the mass of the gel remaining undissolved was measured. As a result, the "gel fraction" was obtained by calculating the ratio (%) of the mass of the remaining gel to the mass of the insulating sheet before dissolution.

(評価5:引張特性)
上述の評価4と同様の絶縁シートを作製した。次に、JIS C3005に準拠して、絶縁シートの引張強度および引張伸びを測定した。具体的には、JIS−3号ダンベルを用い、200mm/minの引張速度において絶縁シートを引っ張ることで、絶縁シートの引張強度および引張伸びを測定した。
(Evaluation 5: Tensile characteristics)
An insulating sheet similar to the above-mentioned evaluation 4 was produced. Next, the tensile strength and tensile elongation of the insulating sheet were measured according to JIS C3005. Specifically, the tensile strength and tensile elongation of the insulating sheet were measured by pulling the insulating sheet at a tensile speed of 200 mm / min using a JIS-3 dumbbell.

(評価6:ブルーム)
電気絶縁組成物のペレットを80℃の恒温槽内に10日間に保持した後、その表面を目視により観察した。ペレットの観察により、ペレット表面に析出したブルームの有無を評価した。ブルームの発生が無かった場合を「A」とし、ブルームの発生があった場合を「B」とした。
(Evaluation 6: Bloom)
The pellets of the electrically insulating composition were kept in a constant temperature bath at 80 ° C. for 10 days, and then the surface thereof was visually observed. By observing the pellets, the presence or absence of bloom deposited on the pellet surface was evaluated. The case where there was no bloom was given as "A", and the case where there was bloom was given as "B".

(3)結果
以下の表1および表2を用い、各試料の評価を行った結果を説明する。なお、以下の表1において、配合剤の含有量の単位は、「質量部」である。
(3) Results The results of evaluation of each sample will be described using Tables 1 and 2 below. In Table 1 below, the unit of the content of the compounding agent is "part by mass".

Figure 2020169281
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Figure 2020169281
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表2に示すように、不飽和二量体および脂肪酸アミドの両方を添加しなかった試料B1では、水トリーの発生個数濃度が高く、かつ、水トリーの最大長さも長かった。また、不飽和二量体または脂肪酸アミドのうちいずれかのみを添加した試料B2およびB3では、水トリーの発生個数濃度は試料B1よりも低くなっていたが、水トリーの最大長さは試料B1と同様に長かった。 As shown in Table 2, in sample B1 to which both the unsaturated dimer and the fatty acid amide were not added, the concentration of the number of generated water trees was high, and the maximum length of the water trees was also long. Further, in the samples B2 and B3 to which only one of the unsaturated dimer and the fatty acid amide was added, the concentration of the number of water trees generated was lower than that of the sample B1, but the maximum length of the water tree was the sample B1. It was as long as.

これに対し、表1に示すように、不飽和二量体および脂肪酸アミドの両方を添加した試料A1〜A8では、水トリーの発生個数濃度が、試料B1〜B3よりも顕著に低くなっており、150個/cm以下であった。また、試料A1〜A8では、水トリーの最大長さが、試料B1〜B3よりも短くなっており、180μm以下であった。 On the other hand, as shown in Table 1, in the samples A1 to A8 to which both the unsaturated dimer and the fatty acid amide were added, the concentration of the number of water trees generated was significantly lower than that in the samples B1 to B3. , 150 pieces / cm 3 or less. Further, in the samples A1 to A8, the maximum length of the water tree was shorter than that of the samples B1 to B3, and was 180 μm or less.

これらの結果によれば、不飽和二量体および脂肪酸アミドの両方を添加することで、これらの相乗的な効果により、絶縁層中に発生する水トリーの最大長さを短くさせることができたとともに、絶縁層中の水トリーの発生個数密度を顕著に低減させることができたことを確認した。 According to these results, the addition of both unsaturated dimers and fatty acid amides reduced the maximum length of the water tree generated in the insulating layer due to their synergistic effect. At the same time, it was confirmed that the density of the number of water trees generated in the insulating layer could be significantly reduced.

また、表2に示すように、不飽和二量体の含有量を0.1質量部未満とした試料B4では、水トリーの発生個数濃度が、試料B1よりも低くなっていたが、200個/cm以上であった。また、試料B4では、水トリーの最大長さが、試料B1〜B3のそれぞれよりも若干短くなっていたが、200μm超であった。 Further, as shown in Table 2, in the sample B4 in which the content of the unsaturated dimer was less than 0.1 parts by mass, the concentration of the number of generated water trees was lower than that of the sample B1, but 200 pieces. It was / cm 3 or more. Further, in sample B4, the maximum length of the water tree was slightly shorter than that of each of samples B1 to B3, but it was more than 200 μm.

これに対し、表1に示すように、不飽和二量体の含有量を0.1質量部以上とした試料A1〜A8では、水トリーの発生個数濃度が、試料B4よりも顕著に低くなっていた。また、試料A1〜A8では、水トリーの最大長さが、試料B4よりも短くなっていた。 On the other hand, as shown in Table 1, in the samples A1 to A8 in which the content of the unsaturated dimer was 0.1 parts by mass or more, the concentration of the number of water trees generated was significantly lower than that of the sample B4. Was there. Further, in the samples A1 to A8, the maximum length of the water tree was shorter than that of the sample B4.

これらの結果によれば、不飽和二量体の含有量を0.1質量部以上とすることで、不飽和二量体による水トリー抑制効果を充分に得ることができたことを確認した。 Based on these results, it was confirmed that by setting the content of the unsaturated dimer to 0.1 parts by mass or more, the effect of suppressing the water tree by the unsaturated dimer could be sufficiently obtained.

また、表2に示すように、不飽和二量体の含有量を10質量部超とした試料B5では、ゲル分率が低かった。このため、試料B5では、誘電正接が大きく、交流破壊電界が低かった。また、試料B5では、引張特性が低下していた。 Further, as shown in Table 2, the gel fraction was low in sample B5 in which the content of the unsaturated dimer was more than 10 parts by mass. Therefore, in sample B5, the dielectric loss tangent was large and the AC fracture electric field was low. Further, in sample B5, the tensile characteristics were deteriorated.

これに対し、表1に示すように、不飽和二量体の含有量を10質量部以下とした試料A1〜A8では、ゲル分率が試料B5よりも高く、74%以上であった。これにより、試料A1〜A8では、誘電正接が試料B5よりも小さく、0.05以下であった。また、試料A1〜A8では、交流破壊電界が試料B5よりも高く、64kV/mm以上であった。また、試料A1〜A8では、引張特性が試料B5よりも向上していた。具体的には、試料A1〜A8では、引張強度が14MPa以上であり、引張伸びが430%以上であった。 On the other hand, as shown in Table 1, in the samples A1 to A8 in which the content of the unsaturated dimer was 10 parts by mass or less, the gel fraction was higher than that of the sample B5 and was 74% or more. As a result, in the samples A1 to A8, the dielectric loss tangent was smaller than that of the sample B5 and was 0.05 or less. Further, in the samples A1 to A8, the AC breaking electric field was higher than that of the sample B5 and was 64 kV / mm or more. Further, in the samples A1 to A8, the tensile properties were improved as compared with the sample B5. Specifically, in the samples A1 to A8, the tensile strength was 14 MPa or more and the tensile elongation was 430% or more.

これらの結果によれば、不飽和二量体の含有量を10質量部以下とすることで、所定量のベース樹脂を架橋させ、電気絶縁組成物のゲル分率の低下を抑制することができたことを確認した。これにより、所定の交流電界を印加したときの誘電正接の上昇を抑制することができ、絶縁層の引張特性の低下を抑制することができたことを確認した。 According to these results, by setting the content of the unsaturated dimer to 10 parts by mass or less, it is possible to crosslink a predetermined amount of the base resin and suppress a decrease in the gel fraction of the electrically insulating composition. I confirmed that. As a result, it was confirmed that the increase in the dielectric loss tangent when a predetermined AC electric field was applied could be suppressed, and the decrease in the tensile characteristics of the insulating layer could be suppressed.

また、表2に示すように、脂肪酸アミドの含有量を0.05質量部未満とした試料B6では、水トリーの発生個数濃度が、試料B1よりも低くなっていたが、200個/cm以上であった。また、試料B6では、水トリーの最大長さが、試料B1〜B3のそれぞれよりも若干短くなっていたが、200μm超であった。 Further, as shown in Table 2, in sample B6 in which the fatty acid amide content was less than 0.05 parts by mass, the concentration of the number of water trees generated was lower than that in sample B1, but 200 pieces / cm 3 That was all. Further, in sample B6, the maximum length of the water tree was slightly shorter than that of each of samples B1 to B3, but it was more than 200 μm.

これに対し、表1に示すように、脂肪酸アミドの含有量を0.05質量部以上とした試料A1〜A8では、水トリーの発生個数濃度が、試料B6よりも顕著に低くなっていた。また、試料A1〜A8では、水トリーの最大長さが、試料B6よりも短くなっていた。 On the other hand, as shown in Table 1, in the samples A1 to A8 having the fatty acid amide content of 0.05 parts by mass or more, the concentration of the number of generated water trees was significantly lower than that of the sample B6. Further, in the samples A1 to A8, the maximum length of the water tree was shorter than that of the sample B6.

これらの結果によれば、脂肪酸アミドの含有量を0.05質量部以上とすることで、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果を充分に得ることができたことを確認した。 From these results, it was confirmed that the effect of suppressing the water tree by the fatty acid amide could be sufficiently obtained by setting the content of the fatty acid amide to 0.05 parts by mass or more.

また、表2に示すように、脂肪酸アミドの含有量を1.0質量部超とした試料B7では、ブルームが発生していた。 Further, as shown in Table 2, bloom was generated in the sample B7 in which the fatty acid amide content was more than 1.0 part by mass.

これに対し、表1に示すように、脂肪酸アミドの含有量を1.0質量部以下とした試料A1〜A8では、ブルームが発生していなかった。 On the other hand, as shown in Table 1, blooms were not generated in the samples A1 to A8 having the fatty acid amide content of 1.0 part by mass or less.

これらの結果によれば、脂肪酸アミドの含有量を1.0質量部以下とすることで、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームの発生を抑制することができたことを確認した。 According to these results, by setting the fatty acid amide content to 1.0 part by mass or less, it was possible to suppress the generation of bloom due to the difference in compatibility between the base resin and the fatty acid amide. confirmed.

また、表1に示すように、試料A1〜A8では、脂肪酸アミドの含有量Aに対する、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量Bの比率B/Aが、0.5超15未満であった。含有量比率B/Aを0.5超とすることで、上述のように、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を安定的に得ることができたことを確認した。また、含有量比率B/Aを15未満とすることで、不飽和二量体を均一に分散させることができ、ゲル分率の低下を安定的に抑制することができたことを確認した。その結果、誘電正接の上昇と、絶縁層の引張特性の低下と、を安定的に抑制することができたことを確認した。また、含有量比率B/Aを15未満とすることで、脂肪酸アミドの極性基による水の局所集中抑制効果によって、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を充分に得ることができたことを確認した。 Further, as shown in Table 1, in the samples A1 to A8, the ratio B / A of the content B of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene to the content A of the fatty acid amide is 0. It was more than .5 and less than 15. By setting the content ratio B / A to more than 0.5, as described above, the remarkable effect of suppressing the water tree by both the fatty acid amide and the unsaturated dimer could be stably obtained. It was confirmed. Further, it was confirmed that by setting the content ratio B / A to less than 15, the unsaturated dimer could be uniformly dispersed and the decrease in the gel fraction could be stably suppressed. As a result, it was confirmed that the increase in the dielectric loss tangent and the decrease in the tensile property of the insulating layer could be stably suppressed. In addition, by setting the content ratio B / A to less than 15, the effect of suppressing the local concentration of water by the polar group of the fatty acid amide makes the effect of suppressing the water tree by both the fatty acid amide and the unsaturated dimer remarkable. It was confirmed that it was sufficiently obtained.

以上のように、試料A1〜A8によれば、絶縁シートを水溶液に直接接触させた厳しい条件下において、顕著な水トリー抑制効果を確認することができた。したがって、試料A1〜A8のそれぞれの電気絶縁組成物により構成される絶縁層を有する電力ケーブルを製造することで、絶縁層中における水トリーの発生を安定的に抑制することができることを確認した。 As described above, according to the samples A1 to A8, a remarkable water tree suppressing effect could be confirmed under severe conditions in which the insulating sheet was in direct contact with the aqueous solution. Therefore, it was confirmed that the generation of water tree in the insulating layer can be stably suppressed by producing the power cable having the insulating layer composed of the respective electrical insulating compositions of the samples A1 to A8.

<本開示の好ましい態様>
以下、本開示の好ましい態様を付記する。
<Preferable aspect of the present disclosure>
Hereinafter, preferred embodiments of the present disclosure will be added.

(付記1)
ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、
α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、
脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、
を有する
電気絶縁組成物。
(Appendix 1)
100 parts by mass of base resin containing polyethylene,
The unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.
Fatty acid amide in an amount of 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less.
An electrically insulating composition having.

(付記2)
前記ベース樹脂、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数4kV/mmの交流電界を1000時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、200μm未満である
付記1に記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 2)
The electrically insulating composition having the base resin, the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene, and the fatty acid amide is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature. When an AC electric field with a commercial frequency of 4 kV / mm was applied for 1000 hours,
The electrical insulation composition according to Appendix 1, wherein the maximum length of the water tree generated in the electrical insulation composition is less than 200 μm.

(付記3)
前記ベース樹脂、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数4kV/mmの交流電界を1000時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し30μm以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、200個/cm未満である
付記1又は付記2に記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 3)
The electrically insulating composition having the base resin, the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene, and the fatty acid amide is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature. When an AC electric field with a commercial frequency of 4 kV / mm was applied for 1000 hours,
The electrical insulation composition according to Appendix 1 or Appendix 2, wherein the concentration of the number of generated water trees generated in the electrical insulation composition and having a length of 30 μm or more is less than 200 cells / cm 3 .

(付記4)
前記脂肪酸アミドは、脂肪酸モノアミドからなる
付記1から付記3のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 4)
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 3, wherein the fatty acid amide is composed of a fatty acid monoamide.

(付記5)
前記脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸アミドからなる
付記1から付記4のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 5)
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 4, wherein the fatty acid amide comprises an unsaturated fatty acid amide.

(付記6)
有機過酸化物を含む架橋剤を有する
付記1から付記5のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 6)
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 5, which has a cross-linking agent containing an organic peroxide.

(付記7)
前記ベース樹脂は、架橋されている
付記1から付記5のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 7)
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 5, wherein the base resin is crosslinked.

(付記8)
前記脂肪酸アミドの含有量に対する、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量の比率は、0.5超15未満である
付記1から付記7のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 8)
The ratio of the content of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene to the content of the fatty acid amide is more than 0.5 and less than 15, in any one of Supplements 1 to 7. The electrically insulating composition according to the description.

(付記9)
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成される
電力ケーブル。
(Appendix 9)
With the conductor
An insulating layer provided so as to cover the outer periphery of the conductor,
With
The insulating layer contains 100 parts by mass of a base resin containing polyethylene, 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene, and 0.05 parts by mass of fatty acid amide. A power cable composed of an electrically insulating composition having a mass of parts or more and 1.0 part by mass or less.

(付記10)
電気絶縁組成物を準備する工程と、
前記電気絶縁組成物を用い、導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、
を備え、
前記電気絶縁組成物を準備する工程では、
ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を混合し、前記電気絶縁組成物を形成する
電力ケーブルの製造方法。
(Appendix 10)
The process of preparing the electrical insulation composition and
A step of forming an insulating layer so as to cover the outer periphery of the conductor using the electrically insulating composition, and
With
In the step of preparing the electrically insulating composition,
1. 100 parts by mass or more of the base resin containing polyethylene, 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene, and 0.05 parts by mass or more of the fatty acid amide. A method for producing a power cable, which is formed by mixing 0 parts by mass or less with 0 parts by mass or less to form the electrically insulating composition.

10 電力ケーブル
110 導体
120 内部半導電層
130 絶縁層
140 外部半導電層
150 遮蔽層
160 シース
10 Power cable 110 Conductor 120 Inner semi-conductive layer 130 Insulation layer 140 External semi-conductive layer 150 Shielding layer 160 Sheath

Claims (9)

ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、
α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、
脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、
を有する
電気絶縁組成物。
100 parts by mass of base resin containing polyethylene,
The unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene is 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.
Fatty acid amide in an amount of 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less.
An electrically insulating composition having.
前記ベース樹脂、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数4kV/mmの交流電界を1000時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、200μm未満である
請求項1に記載の電気絶縁組成物。
The electrically insulating composition having the base resin, the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene, and the fatty acid amide is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature. When an AC electric field with a commercial frequency of 4 kV / mm was applied for 1000 hours,
The electrically insulating composition according to claim 1, wherein the maximum length of the water tree generated in the electrically insulating composition is less than 200 μm.
前記ベース樹脂、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数4kV/mmの交流電界を1000時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し30μm以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、200個/cm未満である
請求項1又は請求項2に記載の電気絶縁組成物。
The electrically insulating composition having the base resin, the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene, and the fatty acid amide is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature. When an AC electric field with a commercial frequency of 4 kV / mm was applied for 1000 hours,
The generation number concentration of electrical insulation occurred composition water trees having longer than 30μm, the electrical insulation composition according to claim 1 or claim 2 which is less than 200 atoms / cm 3.
前記脂肪酸アミドは、脂肪酸モノアミドからなる
請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電気絶縁組成物。
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the fatty acid amide comprises a fatty acid monoamide.
前記脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸アミドからなる
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電気絶縁組成物。
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the fatty acid amide comprises an unsaturated fatty acid amide.
有機過酸化物を含む架橋剤を有する
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電気絶縁組成物。
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 5, which has a cross-linking agent containing an organic peroxide.
前記ベース樹脂は、架橋されている
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電気絶縁組成物。
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the base resin is crosslinked.
前記脂肪酸アミドの含有量に対する、前記α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量の比率は、0.5超15未満である
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電気絶縁組成物。
The ratio of the content of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene to the content of the fatty acid amide is more than 0.5 and less than 15, any one of claims 1 to 7. The electrically insulating composition according to the section.
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、ポリエチレンを含むベース樹脂を100質量部と、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を0.1質量部以上10質量部以下と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成される
電力ケーブル。
With the conductor
An insulating layer provided so as to cover the outer periphery of the conductor,
With
The insulating layer contains 100 parts by mass of a base resin containing polyethylene, 0.1 parts by mass or more and 10 parts by mass or less of an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene, and 0.05 parts by mass of fatty acid amide. A power cable composed of an electrically insulating composition having a mass of parts or more and 1.0 part by mass or less.
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JPH01246710A (en) * 1988-03-29 1989-10-02 Hitachi Cable Ltd Bow tie tree resistant electricity insulating composition
JPH06295621A (en) * 1993-04-06 1994-10-21 Hitachi Cable Ltd Electric insulation composite and electric wire/cable
JPH11288623A (en) * 1998-04-03 1999-10-19 Hitachi Cable Ltd Electrical insulating composition and electric wire/cable

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01246710A (en) * 1988-03-29 1989-10-02 Hitachi Cable Ltd Bow tie tree resistant electricity insulating composition
JPH06295621A (en) * 1993-04-06 1994-10-21 Hitachi Cable Ltd Electric insulation composite and electric wire/cable
JPH11288623A (en) * 1998-04-03 1999-10-19 Hitachi Cable Ltd Electrical insulating composition and electric wire/cable

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