JP2020169282A - Electric insulation composition and power cable - Google Patents

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JP2020169282A JP2019071787A JP2019071787A JP2020169282A JP 2020169282 A JP2020169282 A JP 2020169282A JP 2019071787 A JP2019071787 A JP 2019071787A JP 2019071787 A JP2019071787 A JP 2019071787A JP 2020169282 A JP2020169282 A JP 2020169282A
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Satoshi Yamazaki
智 山▲崎▼
山崎 孝則
Takanori Yamazaki
孝則 山崎
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Abstract

To improve water tree resistance.SOLUTION: An electric insulation composition contains: a base resin containing 100 pts.mass of the total of 40 pts.mass or more and 90 pts.mass or less of first polyethylene having a density of 0.91 g/cm3 or more and 0.93 g/cm3 or less, and 10 pts.mass or more and 60 pts.mass or less of second polyethylene having a density of 0.855 g/cm3 or more and 0.890 g/cm3 or less; 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、
密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、
脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を含有する、
電気絶縁組成物が提供される。
According to one aspect of the present disclosure
The first polyethylene and 40 parts by mass or more and 90 parts by weight or less of the density is less than 0.91 g / cm 3 or more 0.93 g / cm 3, density of 0.855 g / cm 3 or more 0.890 g / cm 3 or less A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of a second polyethylene in a total of 100 parts by mass.
Contains 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less of fatty acid amide.
An electrically insulating composition 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、密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を含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 40 parts by mass or more and 90 parts by mass or less of the first polyethylene having a density of 0.91 g / cm 3 or more and less than 0.93 g / cm 3 , and a density of 0.855 g / cm 3 or more and 0.890 g. A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of the second polyethylene having a / cm 3 or less, and 100 parts by mass or less in total, and 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less of fatty acid amide. Consists of the contained electrical insulating composition,
A power cable 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、絶縁層中で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 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、水トリー耐性をより向上すべく、電力ケーブルの絶縁層を構成する電気絶縁組成物に使用する材料について検討を行った。具体的には、電気絶縁組成物を構成する様々な材料の中から、ベース樹脂とそれに添加する滑剤について検討を行った。検討の結果、ベース樹脂として、密度の異なる少なくとも2種類のポリエチレンを併用するとともに、滑剤として脂肪酸アミドを使用するとよいことが分かった。このような組成とすることにより、絶縁層の水トリー耐性を顕著に向上できることを見出した。 Therefore, the present inventors have studied a material used for an electric insulation composition constituting an insulating layer of a power cable in order to further improve the water tree resistance. Specifically, the base resin and the lubricant added to the base resin were examined from various materials constituting the electrically insulating composition. As a result of the examination, it was found that at least two types of polyethylene having different densities should be used in combination as the base resin and fatty acid amide should be used as the lubricant. It has been found that the water tree resistance of the insulating layer can be remarkably improved by adopting such a composition.

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、
密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、
脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を含有する。
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
The first polyethylene and 40 parts by mass or more and 90 parts by weight or less of the density is less than 0.91 g / cm 3 or more 0.93 g / cm 3, density of 0.855 g / cm 3 or more 0.890 g / cm 3 or less A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of a second polyethylene in a total of 100 parts by mass.
It contains 0.05 parts by mass or more and 1.0 parts by mass or less of fatty acid amide.
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100質量部に対して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質量部以下さらに含有する。
この構成によれば、水トリー耐性をより向上させることができる。
[2] In the electrically insulating composition according to the above [1],
An unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene is further contained in an amount of 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.
According to this configuration, the water tree resistance can be further improved.

[3]上記[1]又は[2]に記載の電気絶縁組成物において、
前記電気絶縁組成物を、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が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。
[3] In the electrically insulating composition according to the above [1] or [2],
When the electric insulating composition is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature and an AC electric field having a commercial frequency of 4 kV / mm is applied to the electric insulating composition 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.

[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、前記架橋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が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。
[4] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [3].
When the electrically insulating composition is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature and an AC electric field having a commercial frequency of 4 kV / mm is applied to the crosslinked product 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.

[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、
前記第2のポリエチレンの融点が55℃以上100℃以下である。
この構成によれば、少ない含有量で水トリー耐性を向上できるので、第1のポリエチレンの比率を高くして、ケーブル諸特性をより向上させることができる。
[5] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [4].
The melting point of the second polyethylene is 55 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
According to this configuration, the water tree resistance can be improved with a small content, so that the ratio of the first polyethylene can be increased and the various characteristics of the cable can be further improved.

[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、
前記脂肪酸アミドは、不飽和基を有する。
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。
[6] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [5].
The fatty acid amide has an unsaturated group.
According to this configuration, electrons can be trapped in the dispersed unsaturated bond (double bond), and local electric field concentration can be suppressed.

[7]上記[1]〜[6]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、モノアミドである。
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。
[7] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [6].
The fatty acid amide is a monoamide.
According to this configuration, the effect of suppressing the local concentration of water by the polar group 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、
有機過酸化物を含む架橋剤をさらに含有する。
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。
[8] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [7],
It further contains 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.

[9]上記[1]〜[8]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。
[9] In the electrically insulating composition according to any one of the above [1] to [8],
The base resin is crosslinked.
According to this configuration, the mechanical properties and electrical properties of the electrically insulating composition can be improved.

[10]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、密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を含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。
[10] 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 40 parts by mass or more and 90 parts by mass or less of the first polyethylene having a density of 0.91 g / cm 3 or more and less than 0.93 g / cm 3 , and a density of 0.855 g / cm 3 or more and 0.890 g. A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of the second polyethylene having a / cm 3 or less, and 100 parts by mass or less in total, and 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less of fatty acid amide. It is composed of an electrically insulating composition contained therein.
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、脂肪酸アミドと、必要に応じて、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, a base resin, a fatty acid amide, and other components, if necessary. It has an additive and.

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、密度の異なる少なくとも2つのポリエチレンを含む。具体的には、密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレン(以下、単に第1PEともいう)と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレン(以下、単に第2PEともいう)とを含む。
(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 this embodiment contains at least two polyethylenes having different densities. Specifically, a first polyethylene having a density of 0.91 g / cm 3 or more and less than 0.93 g / cm 3 (hereinafter, also simply referred to as a first PE) and a density of 0.855 g / cm 3 or more and 0.890 g. Includes a second polyethylene of / cm 3 or less (hereinafter, also simply referred to as a second PE).

電気絶縁組成物に、密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを添加することにより、電力ケーブルにおける絶縁層の絶縁性や機械特性を向上させ、また誘電正接を低く抑えることができる。しかも、密度が相対的に低い第2のポリエチレンと混合したときに、第2PEによる効果をより高く引き出すことができる。 By adding the first polyethylene having a density of 0.91 g / cm 3 or more and less than 0.93 g / cm 3 to the electrical insulating composition, the insulating property and mechanical properties of the insulating layer in the power cable are improved, and the mechanical properties are also improved. The dielectric tangent can be kept low. Moreover, when mixed with the second polyethylene having a relatively low density, the effect of the second PE can be brought out more highly.

第1のポリエチレンとしては、密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満となるものであれば特に限定されず、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)などを用いることができる。この中でも、LDPEが好ましい。LDPEによれば、他の密度を有するポリエチレンと比べて、絶縁層において絶縁性や機械特性などのケーブル特性とともに、水トリー耐性をより高くすることができる。 The first polyethylene is not particularly limited as long as it has a density of 0.91 g / cm 3 or more and less than 0.93 g / cm 3 , and 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 or less) and the like can be used. Among these, LDPE is preferable. According to LDPE, the water tree resistance can be made higher in the insulating layer as well as the cable characteristics such as insulation and mechanical properties as compared with polyethylene having other densities.

電気絶縁組成物に、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレン(第2PE)を第1のポリエチレン(第1PE)とともに添加することにより、絶縁層の絶縁性や機械特性を向上させるだけでなく、絶縁層において機械的なストレスクラックの発生を抑制することができる。これにより、絶縁層の水トリー耐性を向上させることができる。 Electrical insulating composition, by the density is added with 0.855 g / cm 3 or more 0.890 g / cm 3 or less is a second polyethylene (first 2PE) a first polyethylene (first 1PE), an insulating layer Not only can the insulation and mechanical properties be improved, but the occurrence of mechanical stress cracks in the insulating layer can be suppressed. Thereby, the water tree resistance of the insulating layer can be improved.

第2PEとしては、密度が上記範囲内のものであれば特に限定されず、例えば超低密度ポリエチレン(VLDPE)を用いることができる。結晶性は特に限定されず、高結晶性および低結晶性のいずれでも用いることができる。具体的には、融点が55℃以上125℃以下となるような結晶性を有するVLDPEを用いることができる。第2PEとしては、絶縁層に要求される特性に応じて、所定の結晶性を有するものを用いるとよい。具体的には、絶縁層の水トリー耐性を向上させる観点からは、融点が115℃以上125℃以下となる高結晶性のVLDPEよりも、融点が55℃以上100℃以下となる低結晶性のVLDPEがより好ましい。低結晶性のVLDPEによれば、高結晶性のものと比較して、少ない含有量で絶縁層の水トリー耐性を向上できる。しかも、電気絶縁組成物に占めるVLDPEの比率を低くして、より密度の高い第1PEの比率を高くできるので、絶縁層の絶縁性や機械特性をより向上できるだけでなく、誘電正接を低く抑えることができる。一方で、絶縁層の加工性の観点からは、第2PEとしては、低結晶性よりも高結晶性のものが好ましい。なお、第2のポリエチレンの融点は、示差走査熱量測定で測定された値である。 The second PE is not particularly limited as long as the density is within the above range, and for example, ultra-low density polyethylene (VLDPE) can be used. The crystallinity is not particularly limited, and either high crystallinity or low crystallinity can be used. Specifically, VLDPE having crystallinity such that the melting point is 55 ° C. or higher and 125 ° C. or lower can be used. As the second PE, one having a predetermined crystallinity may be used according to the characteristics required for the insulating layer. Specifically, from the viewpoint of improving the water tree resistance of the insulating layer, it has a lower crystallinity having a melting point of 55 ° C. or higher and 100 ° C. or lower than that of a highly crystalline VLDPE having a melting point of 115 ° C. or higher and 125 ° C. or lower. VLDPE is more preferred. According to the low crystallinity VLDPE, the water tree resistance of the insulating layer can be improved with a smaller content as compared with the highly crystalline one. Moreover, since the ratio of VLDPE to the electrically insulating composition can be lowered and the ratio of the first PE having a higher density can be increased, not only the insulating property and mechanical properties of the insulating layer can be further improved, but also the dielectric loss tangent can be suppressed low. Can be done. On the other hand, from the viewpoint of processability of the insulating layer, the second PE preferably has high crystallinity rather than low crystallinity. The melting point of the second polyethylene is a value measured by differential scanning calorimetry.

ベース樹脂における第1PEおよび第2PEの各含有量は、その合計が100質量部となるように、第1PEが40質量部以上90質量部以下、第2PEが10質量部以上60質量部以下である。絶縁層のケーブル特性と水トリー耐性とを高い水準でバランスよく得る観点からは、第1PEが60質量部〜90質量部以下、第2PEが10質量部〜40質量部以下であることが好ましい。なお、第2PEは、その融点によって含有量を適宜変更してもよい。例えば、第2PEの融点が115℃以上125℃以下である場合は、10質量部以上60質量部とするとよい。また例えば、その融点が55℃以上100℃以下と低い場合は、絶縁層130の潰れ性を考慮し、10質量部以上40質量部とすることが好ましい。 The contents of the first PE and the second PE in the base resin are 40 parts by mass or more and 90 parts by mass or less for the first PE and 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less for the second PE so that the total is 100 parts by mass. .. From the viewpoint of obtaining the cable characteristics of the insulating layer and the water tree resistance in a well-balanced manner at a high level, it is preferable that the first PE is 60 parts by mass to 90 parts by mass or less and the second PE is 10 parts by mass to 40 parts by mass or less. The content of the second PE may be appropriately changed depending on its melting point. For example, when the melting point of the second PE is 115 ° C. or higher and 125 ° C. or lower, it may be 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less. Further, for example, when the melting point is as low as 55 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, it is preferably 10 parts by mass or more and 40 parts by mass in consideration of the crushability of the insulating layer 130.

(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。これにより、上述した第1および第2のポリエチレンを均一に分散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. Thereby, the above-mentioned first and second polyethylenes can be uniformly dispersed. 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、脂肪酸アミドは、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させる観点からは、1つのアミド基を有するとよく、モノアミドであることが好ましい。具体的には、飽和脂肪酸モノアミドまたは不飽和脂肪酸モノアミドであることが好ましい。一方、脂肪酸アミドは、絶縁層において電子をトラップして局所的な電界集中を抑制する観点からは、不飽和基(二重結合)を有するとよい。具体的には、不飽和脂肪酸モノアミドまたは不飽和脂肪酸ビスアミドであることが好ましい。これらの中でも、極性基による水の局所集中と不飽和基による電界集中とを両立して抑制できることから、不飽和脂肪酸モノアミドが特に好ましい。 In the present embodiment, the fatty acid amide preferably has one amide group and is preferably a monoamide from the viewpoint of improving the effect of suppressing the local concentration of water by the polar group. Specifically, it is preferably a saturated fatty acid monoamide or an unsaturated fatty acid monoamide. On the other hand, the fatty acid amide is preferably having an unsaturated group (double bond) from the viewpoint of trapping electrons in the insulating layer and suppressing local electric field concentration. Specifically, it is preferably unsaturated fatty acid monoamide or unsaturated fatty acid bisamide. Among these, unsaturated fatty acid monoamide is particularly preferable because it can suppress both local concentration of water due to polar groups and electric field concentration due to unsaturated groups at the same time.

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.

(その他の添加剤)
電気絶縁組成物は、上述したベース樹脂および脂肪酸アミド以外に、必要に応じて、その他の添加剤をさらに含有してもよい。他の添加剤としては、例えば、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体や架橋剤、酸化防止剤などを用いることができる。
(Other additives)
In addition to the base resin and fatty acid amide described above, the electrically insulating composition may further contain other additives, if necessary. As other additives, for example, an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene, a cross-linking agent, an antioxidant and the like can be used.

(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。しかも、本実施形態では、脂肪酸アミドを添加しているので、不飽和二量体と脂肪酸アミドとの相乗的作用により、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。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. Thereby, the generation of the water tree in the insulating layer 130 can be suppressed. Moreover, since the fatty acid amide is added in the present embodiment, the water tree resistance can be remarkably improved by the synergistic action of the unsaturated dimer and the fatty acid amide. 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 2020169282
Figure 2020169282

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.

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、特に限定されないが、過度に少ないと、電気絶縁組成物におけるスコーチや、絶縁層中での水トリーの発生を十分に抑制できない可能性がある。一方、過度に多いと、電気絶縁組成物を架橋させにくくなり、絶縁層の架橋度(ゲル分率)が低下することがある。その結果、絶縁層に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。そのため、スコーチや水トリーの発生を抑制するとともに、絶縁層のゲル分率を高く維持する観点からは、不飽和二量体の含有量は、ベース樹脂100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下であることが好ましく、0.3質量部以上8質量部以下であることがより好ましい。このような含有量とすることにより、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。 The content of the unsaturated dimer of the α-aromatically substituted α-methylalkene is not particularly limited, but if it is excessively small, the scorch in the electrically insulating composition and the generation of water tree in the insulating layer are sufficient. It may not be suppressed. On the other hand, if it is excessively large, it becomes difficult to crosslink the electrically insulating composition, and the degree of cross-linking (gel fraction) of the insulating layer may decrease. As a result, the dielectric loss tangent when a predetermined AC electric field is applied to the insulating layer is increased, or the tensile characteristics of the insulating layer 130 are deteriorated (at least one of a decrease in tensile strength and a shortening in tensile elongation occurs. )there is a possibility. Therefore, from the viewpoint of suppressing the generation of scorch and water tree and maintaining a high gel content of the insulating layer, the content of the unsaturated dimer is 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the base resin. It is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 0.3 parts by mass or more and 8 parts by mass or less. By setting such a content, 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 reduce the tensile characteristics of the insulating layer 130 (decrease in tensile strength and shortening in tensile elongation). It can be suppressed.

(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.

電気絶縁組成物中に添加される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 added to the electrically insulating composition 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 ] Butyl 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、絶縁層130が、第1および第2のPEを所定の比率で含むベース樹脂に対して脂肪酸アミドを含有することにより、絶縁層130の水トリー耐性が顕著に向上している。この結果、絶縁層130での水トリーの発生個数濃度を低く維持できるとともに、発生する水トリーの長さを短くすることができる。
(Water tree resistance)
In the present embodiment, as described above, the insulating layer 130 contains the fatty acid amide with respect to the base resin containing the first and second PEs in a predetermined ratio, so that the water tree resistance of the insulating layer 130 is remarkable. Has improved. As a result, the concentration of the number of generated water trees in the insulating layer 130 can be kept low, and the length of the generated water trees can be shortened.

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。水トリーが発生しない場合は水トリーの最大長さは0μmとなる。 The maximum length of the water tree generated in the electrically insulating composition is not limited as it is smaller. If no water tree is generated, the maximum length of the water tree is 0 μm.

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、より好ましくは100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, more preferably 100 pieces / 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。水トリーが発生しない場合は発生個数濃度は0個/cmとなる。 The concentration of the number of generated water trees is not limited as it is lower. If the water trees is not generated generated number concentration becomes 0 / cm 3.

(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。絶縁層130の架橋度は、特に限定されないが、絶縁性や機械特性を高く維持しつつ、後述の誘電正接を小さく抑える観点からは、ゲル分率で75%以上であることが好ましい。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が、例えば95%以下である。
(Gel fraction (crosslinking degree))
In this embodiment, as described above, the insulating layer 130 is, for example, crosslinked. The degree of cross-linking of the insulating layer 130 is not particularly limited, but the gel fraction is preferably 75% or more from the viewpoint of keeping the dielectric loss tangent described later small while maintaining high insulating properties and mechanical properties. The gel fraction of the electrically insulating composition is better, and is not limited, but is, for example, 95% or less.

(誘電正接)
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。
(Dissipation factor)
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.

ここで、電気絶縁組成物に交流電界を印可すると、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、正接が誘電正接(tanδ)という。 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).

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、0.04%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, 0.04% 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、絶縁性を高く維持することができ、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, 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, the insulating property can be maintained high and a predetermined AC breaking electric field is secured. ing.

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、65kV/mm以上であることが好ましい。 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 preferably 65 kV / mm or more, for example.

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は、上述した電気絶縁組成物から構成され、好ましくはさらに架橋されることで、機械特性として高い引張特性を有する。
(Tensile characteristics)
In the present embodiment, the insulating layer 130 is composed of the above-mentioned electrical insulating composition, and is preferably further crosslinked to have high tensile properties as mechanical properties.

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、12MPa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 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、550%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, 550% 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、第1および第2のポリエチレンを含むベース樹脂と、脂肪酸アミドと、その他の添加剤とを、上述した所定の組成となるように混合し、その混合物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。 In the present embodiment, the base resin containing the first and second polyethylenes, the fatty acid amide, and other additives are mixed so as to have the above-mentioned predetermined composition, and the mixture is mixed with a Banvarimixer, a kneader, or the like. Mix (knead) with a machine to form a mixed material.

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、電気絶縁組成物のベース樹脂として、密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1PEを40質量部〜90質量部と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2PEを10質量部〜60質量部とを合計で100質量部となるように使用している。密度が相対的に高い第1PEによれば、絶縁層130の絶縁性や機械特性を向上させ、また誘電正接を低く抑えることができる。一方、密度が相対的に低い第2PEによれば、絶縁性や機械特性を向上させるだけでなく、絶縁層130における機械的なストレスクラックの発生を抑制することができる。具体的には、絶縁層130において電界が局所的に集中して水が凝集する場合あっても、水の凝集による力学的な歪みの発生を抑制して、絶縁層130への水の浸透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。そして、第1および第2のPEを所定の組成で混合することで、絶縁性や機械特性、誘電正接などのケーブルに要求されるケーブル諸特性と、水トリー耐性とを高い水準でバランスよく得ることができる。 (A) In the present embodiment, as the base resin of the electrical insulation composition, and density of 0.91 g / cm 3 or more 0.93 g / cm second 1PE 40 parts by mass to 90 parts by weight is less than 3, the density is 0 .855g / cm 3 or more 0.890 g / cm 3 and in which the 2PE below are used so that 100 parts by weight in total of 10 parts by mass to 60 parts by weight. According to the first PE having a relatively high density, the insulating property and mechanical properties of the insulating layer 130 can be improved, and the dielectric loss tangent can be suppressed low. On the other hand, according to the second PE having a relatively low density, not only the insulating property and the mechanical properties can be improved, but also the occurrence of mechanical stress cracks in the insulating layer 130 can be suppressed. Specifically, even when the electric field is locally concentrated in the insulating layer 130 and water aggregates, the occurrence of mechanical distortion due to the aggregation of water is suppressed to allow water to permeate into the insulating layer 130. It can be suppressed. As a result, the generation of water trees in the insulating layer 130 can be suppressed. Then, by mixing the first and second PEs with a predetermined composition, various cable characteristics required for the cable such as insulation, mechanical properties, and dielectric loss tangent, and water tree resistance can be obtained in a well-balanced manner at a high level. be able to.

(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第1および第2のPEやその他の添加剤などを均一に分散させて、各PEによる効果を相乗的に得ることができる。また、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。極性基を分散させることで、水が局所的に集中することを抑制できるので、絶縁層への水の浸透を低減し、水の集中に起因する絶縁層での力学的な歪みを抑制することができる。その結果、絶縁層における機械的なストレスクラックの発生を抑制し、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. .. As a result, the first and second PEs and other additives in the electrically insulating composition can be uniformly dispersed, and the effects of each PE can be synergistically obtained. Further, 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. By dispersing the polar groups, it is possible to suppress the local concentration of water, thus reducing the permeation of water into the insulating layer and suppressing the mechanical strain in the insulating layer due to the concentration of water. Can be done. As a result, the generation of mechanical stress cracks in the insulating layer can be suppressed, and the generation of water trees 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、絶縁層の水トリー耐性を顕著に向上させることができ、水トリーの発生個数濃度を低減するとともに、水トリーの最大長さを短くすることができる。 (C) According to the present embodiment, the water tree resistance of the insulating layer can be remarkably improved by the synergistic effect of (a) and (b) described above, and the concentration of the number of generated water trees is reduced. At the same time, the maximum length of the water tree can be shortened.

ここで、ベース樹脂として第1および第2のPEを併用せずにいずれか一方のみを使用したり、脂肪酸アミドを添加しなかったりする場合では、絶縁層130中の水トリーの発生個数濃度をある程度の範囲に低減できるが、水が局所的に集中して浸透することで、水トリーの最大長さが大きくなることがある。 Here, when only one of the first and second PEs is used as the base resin and only one of them is not added, or when the fatty acid amide is not added, the concentration of the number of generated water trees in the insulating layer 130 is increased. Although it can be reduced to a certain extent, the maximum length of the water tree may increase due to the locally concentrated permeation of water.

これに対し、絶縁層130を上述したように構成することで、(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、脂肪酸アミドにより、絶縁層130に対して水が局所的に引き寄せられないようにすることで、水の局所的な集中と、それに起因する絶縁層での力学的な歪みの発生とを抑制することができる。また、ベース樹脂として第1および第2のPEを所定の比率で併用することにより、水の局所的な集中が生じたとしても、絶縁層130において、力学的な歪みによる機械的なストレスクラックの発生を抑制することができる。その結果、絶縁層130において、水トリーの発生個数濃度を顕著に低減させるとともに、水トリーの最大長さを大幅に短くすることができる。 On the other hand, by configuring the insulating layer 130 as described above, the synergistic effect of (a) and (b) can be obtained. That is, the fatty acid amide prevents water from being locally attracted to the insulating layer 130, thereby suppressing the local concentration of water and the resulting mechanical strain in the insulating layer. can do. Further, by using the first and second PEs in combination as the base resin in a predetermined ratio, even if local concentration of water occurs, mechanical stress cracks due to mechanical strain occur in the insulating layer 130. Occurrence can be suppressed. As a result, in the insulating layer 130, the concentration of the number of generated water trees can be remarkably reduced, and the maximum length of the water trees can be significantly shortened.

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)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。 (D) 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)〜(d)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 (d) above, it is possible to improve the water tree resistance while ensuring various cable characteristics (electrical characteristics, tensile characteristics, bloom suppression characteristics). ..

(e)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さらに添加することが好ましい。不飽和二量体によれば、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。 (E) In the present embodiment, it is preferable to further add an unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene to the electrically insulating composition. According to the unsaturated dimer, the generation of local scorch (burnt) can be suppressed in the extrusion process of the electrically insulating composition. 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.

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の引張特性の低下を抑制することができる。 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.

(f)本実施形態では、第2のポリエチレンの融点が55℃以上100℃以下であることが好ましい。このような融点を有する第2PEによれば、低結晶性であるため、少ない含有量でも、絶縁層130の水トリー耐性を向上させることができる。しかも、その含有量を減らした分、第1PEの比率を高くできるので、絶縁層130の絶縁性や機械特性をより向上できるだけでなく、誘電正接を低く抑えることができる。 (F) In the present embodiment, the melting point of the second polyethylene is preferably 55 ° C. or higher and 100 ° C. or lower. According to the second PE having such a melting point, since it has low crystallinity, the water tree resistance of the insulating layer 130 can be improved even with a small content. Moreover, since the ratio of the first PE can be increased by the amount of the reduced content, not only the insulating property and mechanical properties of the insulating layer 130 can be further improved, but also the dielectric loss tangent can be suppressed low.

(g)また本実施形態では、第2のポリエチレンの融点が115℃以上125℃以下であることが好ましい。第2PEとして、結晶性が比較的高いものを使用することにより、電気絶縁組成物の加工性を高めることができる。これにより、例えば絶縁層130を均一な厚さに形成したり、形成しやすくすることで生産効率を高めたりすることができる。 (G) Further, in the present embodiment, the melting point of the second polyethylene is preferably 115 ° C. or higher and 125 ° C. or lower. By using a second PE having a relatively high crystallinity, the processability of the electrically insulating composition can be improved. Thereby, for example, the insulating layer 130 can be formed to have a uniform thickness, or can be easily formed to improve the production efficiency.

(h)電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、1つのアミド基を有するモノアミドであることが好ましい。モノアミドによれば、2つのアミド基を有するビスアミドと比べて、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。 (H) The fatty acid amide added to the electrically insulating composition is preferably a monoamide having one amide group. According to monoamide, the polarity of fatty acid amide can be improved as compared with bisamide having two amide groups. 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.

(i)電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、不飽和基を有することが好ましい。このような脂肪酸アミドによれば、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。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。 (I) The fatty acid amide added to the electrically insulating composition preferably has an unsaturated group. According to such a fatty acid amide, 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
本実施例では、電気絶縁材料の材料として以下をそれぞれ用いた。
(1) Preparation of Electrical Insulation Composition In this example, the following materials were used as the materials for the electrical insulation materials.

ベース樹脂を構成するポリエチレンとして、以下を用いた。
・低密度ポリエチレン(LDPE、密度d=0.920g/cm、MFR=1g/10min)
・超低密度ポリエチレン1(VLDPE1、密度d=0.857g/cm、MFR=1g/10min、mp=38℃)
・超低密度ポリエチレン2(VLDPE2、密度d=0.885g/cm、MFR=1g/10min、mp=77℃)
・超低密度ポリエチレン3(VLDPE3、密度d=0.866g/cm、MFR=1g/10min、mp=121℃)
・超低密度ポリエチレン4(VLDPE4、密度d=0.902g/cm、MFR=1g/10min、mp=104℃)
The following was used as the polyethylene constituting the base resin.
-Low density polyethylene (LDPE, density d = 0.920 g / cm 3 , MFR = 1 g / 10 min)
Ultra-low density polyethylene 1 (VLDPE 1, density d = 0.857 g / cm 3 , MFR = 1 g / 10 min, mp = 38 ° C)
-Ultra low density polyethylene 2 (VLDPE2, density d = 0.885 g / cm 3 , MFR = 1 g / 10 min, mp = 77 ° C)
Ultra-low density polyethylene 3 (VLDPE3, density d = 0.866 g / cm 3 , MFR = 1 g / 10 min, mp = 121 ° C)
Ultra-low density polyethylene 4 (VLDPE 4, density d = 0.902 g / cm 3 , MFR = 1 g / 10 min, mp = 104 ° C)

脂肪酸アミドとして以下を用いた。
・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
The following were used as fatty acid amides.
-Stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, ethylene bisoleic acid amide

不飽和二量体として以下を用いた。
・αーメチルスチレン二量体
The following were used as unsaturated dimers.
・ Α-Methylstyrene dimer

架橋剤として以下を用いた。
・ジクミルパーオキサイド
・2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン
The following were used as the cross-linking agent.
・ Dicumyl peroxide ・ 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane

酸化防止剤として以下を用いた。
・4,4’−チオビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)
The following were used as antioxidants.
4,4'-thiobis- (6-t-butyl-3-methylphenol)

(試料A1〜A5)
試料A1は、下記表1に示すように、第1のポリエチレンとしてLDPEを80質量部、第2のポリエチレンとしてVLDPE2を20質量部、脂肪酸アミドとしてステアリン酸アミドを0.1質量部、架橋剤としてジクミルパーオキサイドを2質量部、酸化防止剤として4,4’−チオビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)を0.2質量部、とを混合して、オープンロールにて120℃で混錬することで作製した。試料A2〜A5は、脂肪酸アミドの種類を変更した以外は、試料A1と同様に作製した。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。
(Samples A1 to A5)
As shown in Table 1 below, sample A1 contains 80 parts by mass of LDPE as the first polyethylene, 20 parts by mass of VLDPE2 as the second polyethylene, 0.1 parts by mass of stearate amide as the fatty acid amide, and 0.1 parts by mass as the cross-linking agent. 2 parts by mass of dicumyl peroxide and 0.2 parts by mass of 4,4'-thiobis- (6-t-butyl-3-methylphenol) as an antioxidant are mixed and 120 by mass on an open roll. It was prepared by kneading at ° C. Samples A2 to A5 were prepared in the same manner as Sample A1 except that the type of fatty acid amide was changed. In Table 1 below, the unit of the content of the compounding agent is "part by mass".

(試料A6、A7)
試料A6、A7は、第2のポリエチレンの種類を、VLDPE2からVLDPE1又はVLDPE3にそれぞれ変更した以外は、試料A3と同様に作製した。
(Samples A6 and A7)
Samples A6 and A7 were prepared in the same manner as Sample A3, except that the type of the second polyethylene was changed from VLDPE2 to VLDPE1 or VLDPE3, respectively.

(試料A8〜A11)
試料A8、A9は、第1および第2のポリエチレンの比率を80:20から、90:10、もしくは40:60に変更した以外は、試料A6と同様に作製した。
試料A10、A11は、第1および第2のポリエチレンの比率を80:20から、90:10、もしくは40:60に変更した以外は、試料A7と同様に作製した。
(Samples A8 to A11)
Samples A8 and A9 were prepared in the same manner as Sample A6 except that the ratio of the first and second polyethylenes was changed from 80:20 to 90:10 or 40:60.
Samples A10 and A11 were prepared in the same manner as Sample A7 except that the ratio of the first and second polyethylenes was changed from 80:20 to 90:10 or 40:60.

(試料A12、A13)
試料A12は、試料A3に不飽和二量体を追加した以外は、試料A3と同様に作製した。
試料A13は、架橋剤の種類を変更した以外は、試料A3と同様に作製した。
(Samples A12, A13)
Sample A12 was prepared in the same manner as Sample A3 except that an unsaturated dimer was added to Sample A3.
Sample A13 was prepared in the same manner as Sample A3 except that the type of cross-linking agent was changed.

Figure 2020169282
Figure 2020169282

(試料B1)
試料B1は、下記表2に示すように、第2のポリエチレンを併用せず、第1のポリエチレンとしてLDPEのみを使用した以外は、試料A3と同様に作製した。なお、以下の表2において、配合剤の含有量の単位は、「質量部」である。
(Sample B1)
As shown in Table 2 below, sample B1 was prepared in the same manner as sample A3, except that the second polyethylene was not used in combination and only LDPE was used as the first polyethylene. In Table 2 below, the unit of the content of the compounding agent is "part by mass".

(試料B2、B3)
試料B2、B3は、第1および第2のポリエチレンの比率を80:20から、93:7、もしくは35:65に変更した以外は、試料A3と同様に作製した。
(Samples B2 and B3)
Samples B2 and B3 were prepared in the same manner as Sample A3 except that the ratio of the first and second polyethylenes was changed from 80:20 to 93: 7 or 35:65.

(試料B4、B5)
試料B4は、第2のポリエチレンの代わりに、密度が0.902g/cmのVLDPE4を用いた以外は、試料A3と同様に作製した。
試料B5は、VLDPE4の添加量を55質量部、LDPEの添加量を45質量部に変更した以外は、試料B4と同様に作製した。
(Samples B4 and B5)
Sample B4 was prepared in the same manner as Sample A3 except that VLDPE4 having a density of 0.902 g / cm 3 was used instead of the second polyethylene.
Sample B5 was prepared in the same manner as Sample B4 except that the amount of VLDPE4 added was changed to 55 parts by mass and the amount of LDPE added was changed to 45 parts by mass.

(試料B6、B7)
試料B6、B7はそれぞれ、脂肪酸アミドの添加量を0.02質量部、1.5質量部に変更した以外は、試料A3と同様に作製した。
(Samples B6 and B7)
Samples B6 and B7 were prepared in the same manner as Sample A3, except that the amounts of fatty acid amide added were changed to 0.02 parts by mass and 1.5 parts by mass, respectively.

Figure 2020169282
Figure 2020169282

(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
各試料の評価を行った結果を上記表1および表2に示す。
(3) Results The results of evaluation of each sample are shown in Tables 1 and 2 above.

表2に示すように、試料B1では、第2のポリエチレンを併用せずに、第1のポリエチレンのみを使用したため、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大きいことが確認された。 As shown in Table 2, in sample B1, since only the first polyethylene was used without using the second polyethylene in combination, the concentration of the number of water trees generated was high and the maximum length of the water tree was also large. confirmed.

これに対し、表1に示すように、第1および第2のポリエチレンを併用するとともに脂肪酸アミドを添加した試料A1〜A13では、水トリーの発生個数濃度が、試料B1よりも顕著に低くなっており、200個/cm未満であった。また、試料A1〜A13では、水トリーの最大長さが試料B1よりも短くなっており、試料B1が270μmであるのに対して、200μm以下であることが確認された。 On the other hand, as shown in Table 1, in the samples A1 to A13 in which the first and second polyethylenes were used in combination and the fatty acid amide was added, the concentration of the number of water trees generated was significantly lower than that in the sample B1. cage, was less than 200 / cm 3. Further, in Samples A1 to A13, the maximum length of the water tree was shorter than that of Sample B1, and it was confirmed that Sample B1 was 270 μm, whereas it was 200 μm or less.

これらの結果によれば、第1および第2のポリエチレンを併用するとともに脂肪酸アミドを添加することで、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できるとともに、絶縁層中の水トリーの発生個数濃度を顕著に低減できることが確認された。 According to these results, by using the first and second polyethylenes in combination and adding the fatty acid amide, the maximum length of the water tree generated in the insulating layer can be shortened due to these synergistic effects. It was confirmed that the concentration of the number of generated water trees in the insulating layer can be significantly reduced.

また、試料A1〜A5によると、飽和脂肪酸として、不飽和基を有し、かつモノアミドである不飽和脂肪酸モノアミドを用いた試料A2およびA3は、飽和脂肪酸アミドを用いた試料A1や、飽和または不飽和の脂肪酸ビスアミドを用いた試料A4やA5に比べて、水トリーの発生個数濃度を少なくできるとともに、水トリーの最大長も短くできることが確認された。 Further, according to the samples A1 to A5, the samples A2 and A3 using the unsaturated fatty acid monoamide having an unsaturated group as the saturated fatty acid and being a monoamide are the samples A1 using the saturated fatty acid amide and saturated or unsaturated. It was confirmed that the concentration of the number of water trees generated can be reduced and the maximum length of the water tree can be shortened as compared with the samples A4 and A5 using the saturated fatty acid bisamide.

また、試料A3、A6、A7によると、第2のポリエチレンとして、融点が低く、結晶性が低いものを用いるほど、ケーブル諸特性を高く維持しながらも、水トリー耐性を向上できることが確認された。具体的には、水トリーの最大長について、融点が77℃のVLDPE2を用いた試料A3では50μm、融点が121℃のVLDPE3を用いた試料A7では40μmであるのに対して、融点が38℃のVLDPE1を用いた試料A6では、30μmであって、最大長さをより短くできることが確認された。また、水トリーの発生個数濃度について、試料A3およびA7では50個/cmであるのに対して、試料A6では40個/cmであり、発生個数についてもより少なくできることが確認された。 Further, according to the samples A3, A6, and A7, it was confirmed that the lower the melting point and the lower the crystallinity of the second polyethylene, the higher the cable characteristics can be maintained and the water tree resistance can be improved. .. Specifically, the maximum length of the water tree is 50 μm for sample A3 using VLDPE2 having a melting point of 77 ° C. and 40 μm for sample A7 using VLDPE3 having a melting point of 121 ° C., whereas the melting point is 38 ° C. It was confirmed that the maximum length of sample A6 using VLDPE1 was 30 μm, which was shorter. Moreover, the generation number concentration of water trees, whereas a sample in A3 and A7 50 pieces / cm 3, a sample A6 the 40 / cm 3, can be reduced more also generated number was confirmed.

また、試料A3、A8およびA9、もしくは試料A7、A10およびA11によると、密度の高い第1のポリエチレンの比率を高くするほど、誘電正接や絶縁性、引張特性などのケーブル諸特性を向上できる一方で、密度の低い第2のポリエチレンの比率を高くするほど、水トリー耐性を高くできることが確認された。 Further, according to Samples A3, A8 and A9, or Samples A7, A10 and A11, the higher the ratio of the first polyethylene having a high density, the more various cable characteristics such as dielectric tangent, insulating property and tensile property can be improved. It was confirmed that the higher the ratio of the second polyethylene having a lower density, the higher the water tree resistance.

また、試料A3およびA12によると、不飽和二量体をさらに添加した試料A12は、無添加の試料A3に比べて、水トリーの最大長さをさらに短く、かつ発生個数濃度をさらに少なくすることが確認された。このことから、不飽和二量体の添加により、水トリー耐性をより向上できることが確認された。 Further, according to the samples A3 and A12, the sample A12 to which the unsaturated dimer is further added has a shorter maximum length of the water tree and a lower concentration of the number of occurrences than the sample A3 without the addition. Was confirmed. From this, it was confirmed that the addition of the unsaturated dimer can further improve the water tree resistance.

また、試料A3およびA13によると、架橋剤の種類によらず、ケーブル諸特性および水トリー耐性を高い水準でバランスよく得られることが確認された。 Further, according to the samples A3 and A13, it was confirmed that various cable characteristics and water tree resistance can be obtained in a well-balanced manner at a high level regardless of the type of the cross-linking agent.

また、試料B2およびB3によると、第2のポリエチレンの比率が過度に少なかったり、多かったりすることで、試料A3に比べて、水トリー耐性が低かったり、誘電正接や引張特性の点で特性が低かったりすることが確認された。 Further, according to the samples B2 and B3, the ratio of the second polyethylene is excessively small or high, so that the water tree resistance is lower than that of the sample A3, and the characteristics in terms of dielectric loss tangent and tensile characteristics are improved. It was confirmed that it was low.

また、試料B4およびB5によると、密度が0.902g/cmであって、第2のポリエチレンよりも密度の高いVLDPE4を用いた場合、水トリー耐性を十分に向上できないことが確認された。 Further, according to the samples B4 and B5, it was confirmed that the water tree resistance could not be sufficiently improved when VLDPE4 having a density of 0.902 g / cm 3 and a density higher than that of the second polyethylene was used.

また、試料B6およびB7によると、脂肪酸アミドの含有量が過度に少ないと、水トリーを十分に抑制できない一方、過度に多くなると、ブルームが発生することが確認された。 Further, according to the samples B6 and B7, it was confirmed that the water tree could not be sufficiently suppressed when the fatty acid amide content was excessively low, while bloom was generated when the fatty acid amide content was excessively high.

<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)
密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、
脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を含有する、
電気絶縁組成物。
(Appendix 1)
The first polyethylene and 40 parts by mass or more and 90 parts by weight or less of the density is less than 0.91 g / cm 3 or more 0.93 g / cm 3, density of 0.855 g / cm 3 or more 0.890 g / cm 3 or less A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of a second polyethylene in a total of 100 parts by mass.
Contains 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less of fatty acid amide.
Electrical insulation composition.

(付記2)
前記ベース樹脂100質量部に対して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質量部以下さらに含有する、
付記1に記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 2)
An unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene is further contained in an amount of 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 electrically insulating composition according to Appendix 1.

(付記3)
前記電気絶縁組成物を、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が200μm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)
When the electric insulating composition is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature and an AC electric field having a commercial frequency of 4 kV / mm is applied to the electric insulating composition for 1000 hours,
The maximum length of the water tree generated in the electrically insulating composition is less than 200 μm.
The electrically insulating composition according to Appendix 1 or Appendix 2.

(付記4)
前記電気絶縁組成物を、常温の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、前記架橋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が200個/cm未満である、
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)
When the electrically insulating composition is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature and an AC electric field having a commercial frequency of 4 kV / mm is applied to the crosslinked product 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,
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 3.

(付記5)
前記第2のポリエチレンの融点が55℃以上100℃以下である、
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 melting point of the second polyethylene is 55 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 4.

(付記6)
前記第2のポリエチレンの含有量が10質量部以上40質量部以下である、
付記5に記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 6)
The content of the second polyethylene is 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less.
The electrically insulating composition according to Appendix 5.

(付記7)
前記脂肪酸アミドは、不飽和基を有する、
付記1から付記6のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 7)
The fatty acid amide has an unsaturated group.
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 6.

(付記8)
前記脂肪酸アミドは、モノアミドである、
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 fatty acid amide is a monoamide.
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 7.

(付記9)
前記脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸モノアミドである、
付記1から付記8のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 9)
The fatty acid amide is an unsaturated fatty acid monoamide.
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 8.

(付記10)
有機過酸化物を含む架橋剤をさらに含有する、
付記1から付記9のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 10)
Further containing a cross-linking agent containing an organic peroxide,
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 9.

(付記11)
前記ベース樹脂は、架橋されている、
付記1から付記10のいずれか1つに記載の電気絶縁組成物。
(Appendix 11)
The base resin is crosslinked.
The electrically insulating composition according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 10.

(付記12)
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、密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を含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 12)
With the conductor
An insulating layer provided so as to cover the outer periphery of the conductor,
With
The insulating layer contains 40 parts by mass or more and 90 parts by mass or less of the first polyethylene having a density of 0.91 g / cm 3 or more and less than 0.93 g / cm 3 , and a density of 0.855 g / cm 3 or more and 0.890 g. A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of the second polyethylene having a / cm 3 or less, and 100 parts by mass or less in total, and 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less of fatty acid amide. Consists of the contained electrical insulating composition,
Power cable.

(付記13)
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、
密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、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 13)
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,
The first polyethylene and 40 parts by mass or more and 90 parts by weight or less of the density is less than 0.91 g / cm 3 or more 0.93 g / cm 3, density of 0.855 g / cm 3 or more 0.890 g / cm 3 or less A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of a second polyethylene, and 100 parts by mass or less in total, and 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less of fatty acid amide are mixed, and the electricity Forming an insulating composition,
How to make a power cable.

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 (10)

密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、
脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を含有する、
電気絶縁組成物。
The first polyethylene and 40 parts by mass or more and 90 parts by weight or less of the density is less than 0.91 g / cm 3 or more 0.93 g / cm 3, density of 0.855 g / cm 3 or more 0.890 g / cm 3 or less A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of a second polyethylene in a total of 100 parts by mass.
Contains 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less of fatty acid amide.
Electrical insulation composition.
前記ベース樹脂100質量部に対して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質量部以下さらに含有する、
請求項1に記載の電気絶縁組成物。
An unsaturated dimer of α-aromatically substituted α-methylalkene is further contained in an amount of 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 electrically insulating composition according to claim 1.
前記電気絶縁組成物を、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が200μm未満である、
請求項1又は2に記載の電気絶縁組成物。
When the electric insulating composition is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature and an AC electric field having a commercial frequency of 4 kV / mm is applied to the electric insulating composition for 1000 hours,
The maximum length of the water tree generated in the electrically insulating composition is less than 200 μm.
The electrically insulating composition according to claim 1 or 2.
前記電気絶縁組成物を、常温の1規定NaCl水溶液中に浸漬した状態で、前記架橋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が200個/cm未満である、
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。
When the electrically insulating composition is immersed in a 1N NaCl aqueous solution at room temperature and an AC electric field having a commercial frequency of 4 kV / mm is applied to the crosslinked product 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,
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 3.
前記第2のポリエチレンの融点が55℃以上100℃以下である、
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 melting point of the second polyethylene is 55 ° C. or higher and 100 ° C. or lower.
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 4.
前記脂肪酸アミドは、不飽和基を有する、
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 fatty acid amide has an unsaturated group.
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 5.
前記脂肪酸アミドは、モノアミドである、
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電気絶縁組成物。
The fatty acid amide is a monoamide.
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 6.
有機過酸化物を含む架橋剤をさらに含有する、
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。
Further containing a cross-linking agent containing an organic peroxide,
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 7.
前記ベース樹脂は、架橋されている、
請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電気絶縁組成物。
The base resin is crosslinked.
The electrically insulating composition according to any one of claims 1 to 8.
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、密度が0.91g/cm以上0.93g/cm未満である第1のポリエチレンを40質量部以上90質量部以下と、密度が0.855g/cm以上0.890g/cm以下である第2のポリエチレンを10質量部以上60質量部以下と、を合計で100質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを0.05質量部以上1.0質量部以下と、を含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 40 parts by mass or more and 90 parts by mass or less of the first polyethylene having a density of 0.91 g / cm 3 or more and less than 0.93 g / cm 3 , and a density of 0.855 g / cm 3 or more and 0.890 g. A base resin containing 10 parts by mass or more and 60 parts by mass or less of the second polyethylene having a / cm 3 or less, and 100 parts by mass or less in total, and 0.05 parts by mass or more and 1.0 part by mass or less of fatty acid amide. Consists of the contained electrical insulating composition,
Power cable.
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