JP3195025B2 - エチレン重合体組成物からなる高絶縁体及びこれを用いた電力ケーブル - Google Patents
エチレン重合体組成物からなる高絶縁体及びこれを用いた電力ケーブルInfo
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Description
優れるエチレン重合体組成物からなる高絶縁体およびそ
れを用いた高圧電力ケーブルに関するものである。
高圧法ポリエチレンや架橋ポリエチレンなどが電気特性
に優れているため広く用いられている。高圧電力ケーブ
ルのもつ問題の一つに高圧送電中の電力損失があり、こ
れを低減させることは重要な課題である。この電力損失
の低減を図る一つの手段は、絶縁材の高電圧特性、特に
電気絶縁抵抗を高めることにより達成することができ
る。
て低圧法ポリエチレンに無水マレイン酸をグラフトする
方法が提案されている(例えば、特開平2−10610
号公報等)。また、ポリエチレン100重量部に無水マ
レイン酸グラフト量が0.5〜10重量%である無水マ
レイン酸グラフトポリエチレン2〜40重量部を配合し
た組成物の絶縁層のある電力ケーブルが提案されている
(特開昭63−150811号公報)。しかし、製造時
の無水マレイン酸グラフトポリエチレンの無水マレイン
酸グラフト量の多いものを使用した場合においては、組
成物中にはゲルが多くなり、その結果電気特性の信頼性
が低下するという問題がある。
に鑑み鋭意検討した結果、高圧ラジカル重合法により得
られる低密度ポリエチレンと、高圧ラジカル重合法によ
り得られる低密度ポリエチレンに特定量の二塩基酸無水
物をグラフト共重合したものとを配合し、特定範囲の二
塩基酸無水物基を含有したエチレン重合体組成物を絶縁
体とすることにより、誘電正接の上昇が防げ、ゲルが少
なく、電気特性の信頼性を低下させずに、大幅に電気絶
縁抵抗特性が向上することを見いだして成されたもので
あり、その第1目的は、極めて電気絶縁抵抗が高いエチ
レン重合体組成物からなる高絶縁体を提供するものであ
り、第2目的はそれを用いた極めて電気絶縁抵抗が高い
高圧電力ケーブルを提供するものである。
圧ラジカル重合法により得られる低密度ポリエチレン
(A)と、該低密度ポリエチレン(A)に二塩基酸無水
物0.05重量%以上0.5重量%未満をグラフトした
エチレン共重合体(B)とから成る二塩基酸無水物基を
0.002重量%以上0.05重量%未満含有するエチ
レン重合体組成物からなる高絶縁体である。本発明の第
2発明は、高圧ラジカル重合法により得られる低密度ポ
リエチレン(A)と、該低密度ポリエチレン(A)に二
塩基酸無水物0.05重量%以上0.5重量%未満をグ
ラフトしたエチレン共重合体(B)とから成る二塩基酸
無水物基を0.002重量%以上0.05重量%未満含
有するエチレン重合体組成物を絶縁体として用いたこと
を特徴とする電力ケーブルである。以下本発明を詳述す
る。
る低密度ポリエチレン(A)や二塩基酸無水物をグラフ
ト共重合するために用いる高圧ラジカル重合法により得
られる低密度ポリエチレン(A)は、エチレンを主体に
して他の不飽和単量体を用いてもよく、全単量体の総重
量に基づいて0.0001〜1重量%のラジカル重合開
始剤の存在下で重合圧力500〜4000kg/cm2、好
ましくは100〜350℃の条件下、連鎖移動剤、必要
に応じて助剤の存在下に槽型または管型反応器内で該単
量体を同時に、あるいは段階的に接触、重合させる方法
により重合して作られた低密度ポリエチレンである。
のプロピレン、ブテン−1、ヘキセン−1、デセン−
1、オクテン−1、スチレン等のオレフィン類が挙げら
れる。
る低密度ポリエチレン(A)としては、本発明の主旨を
逸脱しない範囲において、高圧ラジカル重合法で製造さ
れるエチレンを主成分とするプロピオン酸ビニル、酢酸
ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリ
ル酸ビニル、ステアリン酸ビニルなどのビニルエステル
単量体との共重合体、エチレン−α,β−不飽和カルボ
ン酸共重合体、エチレン−α,β−不飽和カルボン酸エ
ステル共重合体、アミド、イミド等をブレンドしても差
し支えない。
エステルの具体的な例としては、アクリル酸、メタクリ
ル酸等の不飽和カルボン酸類、アクリル酸メチル、メタ
クリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチ
ル、アクリル酸プロピル、メタクリル酸プロピル、アク
リル酸イソプロピル、メタクリル酸イソプロピル、アク
リル酸−n−ブチル、メタクリル酸−n−ブチル、アク
リル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、
アクリル酸ラウリル、メタクリル酸ラウリル、アクリル
酸ステアリル、メタクリル酸ステアリル、マレイン酸モ
ノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マ
レイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステ
ル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等
の不飽和カルボン酸エステル類を挙げることができる。
この中でも特に好ましいものとして(メタ)アクリル酸
アルキルエステルを挙げることができる。更に好ましく
はアクリル酸エチルを挙げることができる。これらのコ
モノマーの含有量は誘電正接の上昇を防ぐために5重量
%以下となることが望ましい。
ン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重
合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン
−アクリル酸−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル−アクリル
酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル
共重合体、エチレン−メタクリル酸グリシジル−アクリ
ル酸エチル共重合体などが挙げられる。これらの共重合
体は混合して使用しても良い。
キシド、ヒドロペルオキシド、アゾ化合物、アミンオキ
シド化合物、酸素などの通例の開始剤が挙げられる。
ン、ブテン−1、C1〜C20またはそれ以上の飽和脂肪
族炭化水素およびハロゲン置換炭化水素、例えばメタ
ン、エタン、プロパン、ブタン、イソブタン、n−ヘキ
サン、n−ヘプタン、シクロパラフィン類、クロロホル
ム、および四塩化炭素、芳香族化合物、例えばトルエ
ン、ジエチルベンゼンおよびキシレンのような化合物等
が挙げられる。
したエチレン共重合体(B)とは、高圧ラジカル重合法
により得られる低密度ポリエチレン(A)に二塩基酸無
水物をグラフト共重合することにより二塩基酸無水物基
0.05重量%以上O.5重量%未満を導入したエチレ
ン共重合体である。上記エチレン共重合体(B)中の二
塩基酸無水物基のグラフト量は0.05重量%以上O.
5重量%未満であることが肝要である。二塩基酸無水物
基のグラフト量を0.5重量%以上に高濃度化すると本
発明のエチレン共重合体組成物中のゲルが多くなるので
好ましくない。
組成物とは、高圧ラジカル重合法により得られる低密度
ポリエチレン(A)に、上記エチレン共重合体(B)を
ブレンドし、組成物中の二塩基酸無水物基が0.002
重量%以上0.05重量%未満となるようにしたエチレ
ン重合体組成物である。二塩基酸無水物基の含有量は上
記組成物中に0.002〜0.05重量%含むことが肝
要である。二塩基酸無水物基の含有量が0.002重量
%未満であると絶縁抵抗を向上せしめる効果が少なく、
0.05重量%以上であると絶縁抵抗の高い材料は得ら
れるものの、誘電正接(tanδ)の上昇をもたらすの
で好ましくない。誘電正接値は、二塩基酸無水物量の増
加とともに単調に上昇する。電力ケーブル用絶縁材料と
するには、誘電正接値は最大でも5×10-4以下にする
のが望ましく、このため二塩基酸無水物量は、0.05
重量%未満に限定される。
には0.91〜0.94g/cm3の範囲で適用され
る。また、メルトインデックス(以下MIと略す)につ
いてはケーブルへの押出加工性を考慮すると0.05〜
10g/10分が望ましい。
は、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水ハイミック
酸、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸、
フェニル無水マレイン酸、ジフェニル無水マレイン酸、
クロロ無水マレイン酸、ジクロロ無水マレイン酸、フル
オロ無水マレイン酸、ジフルオロ無水マレイン酸、ブロ
モ無水マレイン酸、ジブロモ無水マレイン酸等を挙げる
ことができる。これらの中でも特に好ましいものとして
無水マレイン酸を挙げることができる。
得られる低密度ポリエチレン(A)に二塩基酸無水物を
グラフト共重合するためのグラフト法は、有機過酸化物
やジクミル化合物などの架橋剤を用いる方法、電子線、
β線、γ線などの高エネルギーの放射線を照射する方法
などの一般に良く知られている方法で行いうる。例え
ば、高圧ラジカル重合法により得られる低密度ポリエチ
レン(A)と二塩基酸無水物を有機過酸化物等の架橋剤
などを用いて溶融混練下に反応をさせる方法、高圧ラジ
カル重合法により得られる低密度ポリエチレン(A)と
二塩基酸無水物を有機化酸化物等のラジカル反応開始剤
とを適当な溶剤中に溶解して溶液状態としてグラフト反
応を行う方法、上記ポリマーを水中に分散し、二塩基酸
無水物と反応開始剤を供給し、グラフト反応を行う方法
など各種の方法が実施できる。しかしながら実用性の面
から溶融混練法が好ましい。
には、先ず高圧ラジカル重合法により得られる低密度ポ
リエチレン(A)と二塩基酸無水物をグラフトしたエチ
レン共重合体(B)、必要に応じて架橋剤、添加剤等を
配合し、これらを通常のタンブラー等でドライブレンド
して作ったり、あるいはバンバリーミキサー、加圧ニー
ダー、混練押出機、二軸押出機、ロール等の通常の混練
機で溶融混練して均一に分散して用いるか、あるいはそ
のまま電線・電力ケーブル等の絶縁層として使用しても
よい。
は、通例の電線・電力ケーブル等の絶縁層として使用さ
れるのみでなく、単独または他の合成樹脂、ゴム等とブ
レンドされて、フィルムまたはシート、テープ、ヤーン
等に加工され、必要により他の基材と積層され、絶縁フ
ィルムやシート、絶縁テープ、絶縁カバー、絶縁衣等に
活用される。
は、押出しによる内部半導電層および/または外部半導
電層、あるいは所望により銅、アルミニウム、鉛等の外
部金属遮蔽層やアルミニウムテープ等を巻回した遮水層
等の通例電力ケーブルにおいて設けられる被覆層と共に
上記エチレン重合体組成物よりなる絶縁層を有するもの
である。
もよい。また、架橋においては、パーオキサイド、ジク
ミル化合物、イオウ等の他、シラン架橋、電子線架橋等
の通例の方法を用いることができる。
囲において、他の合成樹脂やゴムあるいは酸化防止剤、
紫外線防止剤、顔料、染料、滑剤、発泡剤、難燃剤、充
填剤等の通例の添加剤等を添加しても差し支えない。
するが、本発明はこれらによって限定されるものではな
い。 (実施例1〜4及び比較例1〜4)二塩基酸無水物グラ
フト量の異なるエチレン共重合体(実施例1〜4、比較
例2〜4)、比較例1として高圧ラジカル重合法低密度
ポリエチレン(商品名=日石レクスロンW2000、日
本石油化学(株)製)の密度、MI、無水マレイン酸濃
度、ゲル(ブツ)評価および電気特性として絶縁抵抗
(体積固有抵抗)および誘電正接(tanδ)を測定し
た結果をまとめて(表1)に示す。
比2.86、L/D22の押出機を用いて、内径15m
m、外径18mmのダイスより180℃、5Kg/hr
で押し出したパリソンを長さ40cmにカットし、空冷
した後、サンプルを目視により観察してゲルの多少を判
定した。 絶縁抵抗(体積固有抵抗)および誘電正接(tanδ)
の測定方法: 絶縁抵抗(体積固有抵抗);印加電圧3KV、時間10
min.、試料厚0.3mmで測定した。 誘電正接(tanδ);横河ヒューレットパッカード
(株)製YHP4194Aインピーダンスアナライザー
使用、試料厚1mm、100kHz。
成物からなる高絶縁体は、高圧ラジカル重合法により得
られる低密度ポリエチレンと、高圧ラジカル重合法によ
り得られる低密度ポリエチレンに特定量の二塩基酸無水
物をグラフト共重合したものとを配合し、特定範囲の二
塩基酸無水物基を含有したエチレン重合体組成物を絶縁
体とすることにより、誘電正接の上昇が防止でき、ゲル
を少なくし、電気特性の信頼性を低下させずに、電気絶
縁抵抗を飛躍的に高める効果が得られ、電力ケーブルの
絶縁層として使用した場合において、絶縁層を厚くしな
いで高電圧送電時の電力損失を低減することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 高圧ラジカル重合法により得られる低密
度ポリエチレン(A)と、該低密度ポリエチレン(A)
に二塩基酸無水物0.05重量%以上0.5重量%未満
をグラフトしたエチレン共重合体(B)とから成る二塩
基酸無水物基を0.002重量%以上0.05重量%未
満含有するエチレン重合体組成物からなる高絶縁体。 - 【請求項2】 高圧ラジカル重合法により得られる低密
度ポリエチレン(A)と、該低密度ポリエチレン(A)
に二塩基酸無水物0.05重量%以上0.5重量%未満
をグラフトしたエチレン共重合体(B)とから成る二塩
基酸無水物基を0.002重量%以上0.05重量%未
満含有するエチレン重合体組成物を絶縁体として用いた
ことを特徴とする電力ケーブル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03397692A JP3195025B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | エチレン重合体組成物からなる高絶縁体及びこれを用いた電力ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03397692A JP3195025B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | エチレン重合体組成物からなる高絶縁体及びこれを用いた電力ケーブル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05205528A JPH05205528A (ja) | 1993-08-13 |
JP3195025B2 true JP3195025B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=12401523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP03397692A Expired - Fee Related JP3195025B2 (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | エチレン重合体組成物からなる高絶縁体及びこれを用いた電力ケーブル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3195025B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP03397692A patent/JP3195025B2/ja not_active Expired - Fee Related
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