JPH02150427A - 電線・ケーブル用電気絶縁体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、課電使用された際にトリーの発生を抑制可能
でありかつ耐熱老化性に優れた電線・ケーブル用電気絶
縁体に関するものである。

［従来の技術］ 高電圧用型カケープルは、例えば図に示すような断面構
成よりなり、導体１の上に内部半導電層２を設け、その
上に絶縁体３、外部半導電層４を設け、必要に応じ金属
シールドあるいはシースを設けた後保護被覆５が設けら
れる。

上記絶縁体３としては、電気絶縁性に優れ耐熱性が良好
な架橋ポリエチレンを使用するのが一般的である。

しかし、この架橋ポリエチレンには浸水課電特性が必ず
しも良くないという問題があり、これまでにも様々な対
策が検討されてきた。

すなわち、架橋ポリエチレン絶縁電線あるいはケーブル
を湿潤あるいは浸水雰囲気で課電使用すると、ボウタイ
状や樹木状をしたいわゆるトリーが発生し、絶縁特性が
大きく劣化する現象がみられ、電線・ケーブルの信頼性
を損う原因として知られており、このトリーの発生を如
何にして抑制するかということは、架橋ポリエチレン絶
縁電線・ケーブルにとって大きな課題の一つとなってい
る。

一方、ポリエチレンが通電による温度上昇下で酸化し短
期間に老化するのを防止するために、上記架橋ポリエチ
レンには酸化防止剤を添加するのが一般的である。この
酸化防止剤としては、従来は４．４−一チオビス（６−
ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）が多用されてきた
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記４．４−一チオビス（６−ｔ−ブチル−３−メチル
フェノール）は融点が１６１℃と高く、またポリオレフ
ィンとの相溶性も良くないため、前記トリーの発生にお
いてそれが核となりＩ・リーとくにボウタイトリーを誘
発する因子となっているのではないかという懸念が指摘
されている。

このため、融点が低くしかもポリオレフィンとの相溶性
に優れた酸化防止剤を使用し、それにより前記ボウタイ
トリーの発生を抑止しようという試みが検討されている
が、未だトリー発生に対する大巾な改善には至っていな
いのが実情であった。

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、耐熱老化性に優れると共にトリーの発生をら大［
１１に抑止し得る電線・ゲーブル用電気絶縁体を提供し
ようとするものである。

［課題を解決するための手段〕 本発明は、ポリエチレンまたはエチレン共重合体あるい
はこれらの混合物１００重量部中に、酸化防止剤として
、０．０１ｉｏｊ！／Ｊのトルエン溶液とした際の４２
５ｎｍ及び５００ｎＩＩｌの波長の光の透過率が９８％
以上であり、かつ ０．０１１１ｏＪ／Ｊｌの水溶液とした際の電導率か３
μＳ／ｃｌ以下である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］を０．０５〜３重量部添加し架橋
したことを特徴とするものである。

光の透過率を９８％以上とし、電導率を３μＳ　／　ｃ
　ｍ以下とするのは、トリーの発生と直接関係があると
考えられる後述するイオン性物質の存在と上記特性との
間に密接な関連があるためであり、上記規定範囲を外れ
ると耐トリー性が低下するためである。

上記の酸化防止剤をポリオレフィン１００重量部に対し
それぞれ０．０５〜３重琥部の範囲で添加するのは、０
．０５重量部未満では耐熱老化性の付与が不十分であり
、３重量部を越えるとブルームを生じ好ましくないから
である。

［実施例］ 以下に、本発明について実施例を参照し説明する。

本発明者らは、上記したように融点が低くしからポリエ
チレンとの相溶性が良好な酸化防止剤を見出すべく種々
な検討を重ねた。

その結果、かかる要望にほぼ適合すると考えられる酸化
防止剤として、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）１
０ビオネート］を見出した。

しかし、この酸化防止剤を使用して耐トリー性実験を行
なった結果では、若干の効果はみられたものの期待した
ような大ｒｐな改善には至らないことが判明した。

そこで、発明者らは上記改善のみられなかった理由につ
いて鋭意検討を行なった。そして、その原因が上記酸化
防止剤そのものにあるのではなくそれを合成する際に使
用する触媒等より混入するイオン性の不純物にあること
を突き止めた。ここにいうイオン性の不純物とはＬｉ”
　、Ｎａ”Ｋ＋等のアルカリ金属イオン、Ｍｇ２　”Ｃ
ａ２＋笠のアルカリ土類金属イオン、あるいはギ酸イオ
ン、酢酸イオン、クエン酸イオン、グルコン酸イオン等
の有機酸イオンなどがそれである。

これらのイオン成分は合成工程中に混入されるものであ
り、除去するのが極めて困難であった。

しかし、製造方法および精製方法に°多くの改良を施し
、これらを取除くことを試みた。

その精製除去作業におりる指標として、合成された酸化
防止剤をトルエンに溶かして ０　、０１１ＱＪ！　／Ｊ　トＩ、ｆ、ニーＦｉ’ｔ（
１，）光＜波長４２５　　ｎＩｌ、５００　　ｎｍ＋　
）の透過率および０．０１１１１０４！／、Ｉｌの水溶
液とした場合の電導率による評価を行なった。その結果
、透過率が９８％以上で電導率が３μＳ／ｃＩ［１以下
となる程度に十分精製されることにより、耐トリー性か
飛躍的に改善されることを見出し得たものである。これ
らの規定値を満足しないようでは、上記イオン性不純物
の残存が未だ大きく、耐トリー性を低下させることが明
らかとなった。

なお、上記の酸化防止剤を添加するに当り、フェノール
系の酸化防止剤の１種又は２種以上を組合せ使用しても
差支えはない。

上記のように酸化防止剤の添加されたポリエチレンある
いはその共重合体あるいはそれらの混合物は、ｉｇｔ後
に架橋される。

この架橋には、ジクミルパーオキサイド、１．３−ビス
−（ｔ−ブチルパーオキシ−イン１０ピル）ベンゼン、
２．５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ
）ヘキシン−３などに代表されるパーオキサイドを用い
て加熱架橋するのが一般的である。

しかし、その他にも、ビニルトリエトキシシランのよう
な有機シランをポリマにグラフトした後、シラノール縮
合触媒の存在下で水分と接触させるシラン水架橋や、電
子線のような電離性放射線を照射する架橋などにより架
橋させてもよい。

ポリエチレンとしては、単体の場合に限らず上記のよう
にポリエチレン共重合体あるいはこれらの混合物が含ま
れ、上記酸化防止剤や架橋剤の他に必要に応じ滑剤、着
色材、充填荊、架橋促進剤などの添加物を添加した樹脂
組成物とし、図に示すように内部半導電層２の上あるい
は内部半導電層を省略した導体１上に直接押出し、上記
架橋をして絶縁体３を形成させる。

実施例 第１表の実施例および比軸例に示す成分よりなる組成物
を１２０℃の熱ロールで混練してシートとし、ついでこ
れをベレットとした。当該ペレットを押出機に導入し、
外径３ｒｒｓの銅導体の上に、厚さ０．５ｍｍのポリエ
チレン系半導電層と共に厚さ２　ｍ＋ｎとなるように押
出被覆し、引続き窒素カスを熱媒体とした乾式架橋管内
で架橋して、絶縁電線とした。

製造した絶縁電線の耐トリー性、Ｉｖｔ熱老化性および
ブルームについて評価し、その結果を第１表の下棚に示
した。なお、評価は次に基いて行なった。

耐トリー性：　絶縁電線を９０℃の水中に浸漬し、導体
と水との間に３ｋＶ、５０　Ｊ−１ｚの交流電圧を印加
して５００日間課 電を行なった０課電終了後、試料を スライスしてメチレンブルー水溶液 で煮沸染色し、光学顕微鏡を用いて トリーの発生個数（０゜２市以上） を調べた。

絶縁電線から導体を抜いたチュー ブ状絶縁体をダンベル３号の形状に 打ち抜き、１５０℃の老化試験機中 で加熱して試料に褐色の斑点が発生 するまでの日数（老化限度）を測定 した。

ブルーム：　電線製造前のベレットを８０℃の恒温槽に
１０日間保持した後の表面 耐熱老化性： を観察して評価した。

第１表から明らかなように、本発明に係る酸化防止剤を
本発明か規定する量だけ添加した実施例１〜４はトリー
の発生を十分抑止している上、ブルームは認められない
。

これに対し、比較例１のように本発明に係る酸化防止剤
を添加しないものはトリーの発生層が多い、また、比較
例２のように規定量を越えると、耐トリー性は良好であ
ってもブルームしてしまい好ましくない。

さらに、比較例３のように透過率及び電導率の値が規定
範囲をはずれたものを添加した場合、トリーの発生が多
くなってしまうことがわかる。

［発明の効果］ 以上の通り、本発明に係る酸化防止剤を本発明が規定す
る範囲内で添加すると、トリーの発生個数が格段に低減
し、優れた耐トリー性を示すようになるばかりでなく、
耐熱老化性においても代れた特性を示すものであり、そ
れによって電線・ケーブルの長期信顆性を確保し得る意
義は大きい。

【図面の簡単な説明】

図は高電圧型カケープルの具体的構成を示す断面図であ
る。 １：導体、 ２：内部半導電層、 ３：絶縁体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレン又はエチレン共重合体あるいはこれ
   らの混合物１００重量部中に、酸化防止剤として、０．
   ０１ｍｏｌ／ｌのトルエン溶液とした際の４２５ｎｍ及
   び５００ｎｍの波長の光の透過率が９８％以上であり、
   かつ ０．０１ｍｏｌ／ｌの水溶液とした際の電導率が３μＳ
   ／ｃｍ以下である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］を０．０５〜３重量部含有し、架橋さ
   れてなる電線・ケーブル用電気絶縁体。