JPH03273042A

JPH03273042A - 電線・ケーブル用電気絶縁物

Info

Publication number: JPH03273042A
Application number: JP2072495A
Authority: JP
Inventors: Takanori Yamazaki; 孝則山崎; Kiyoshi Watanabe; 清渡辺
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1990-03-22
Publication date: 1991-12-04

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、架橋ポリエチレン絶縁型カケープル等の絶縁
体内に発生する水トリー特にボウタイトリーの発生を大
巾に抑止し得る電気絶縁物に関するものである。

［従来の技術］例えば架橋ポリエチレンは高度の電気絶縁性を有してい
るために、電線・ケーブル用電気絶縁体として多用され
ている。

しかし、このような架橋ポリエチレン絶縁電線・ケーブ
ルを湿潤な環境下で使用すると、いわゆる水トリーと呼
ばれる電気化学的劣化が発生し、電気的性能を著しく低
下させる。このために、その抑止については架橋ポリエ
チレン絶縁電線・ケーブルが本格的な実用化をみるに到
って以来長年の課題とされてきた。

水トリー発生のメカニズムについては、数多くの基礎的
あるいは実課電的研究が重ねられてきており、異説はあ
るもののそのおおよその原因は解明されつつある。

例えば高圧用架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの一般的構
成は、図に示すように導体１の上に内部半導電層２が、
その外周に絶縁体３が、そして当該絶縁体３の外周に外
部半導電層４が設けられた構造よりなるが、ボウタイ状
水トリーは絶縁体３内部の異物やボイドに起因すること
、そして界面水トリーは内部半導電層２又は外部半導電
層４のそれぞれに存在する異物や突起を起点として発生
することはすでに定説とされている。

すなわち、架橋ポリエチレンが無極性で水との親和性が
ないため、ボイドや異物部での凝縮水の圧力上昇が生じ
、これが起因となってその周辺に力学的ひずみを起させ
るのが大きな原因と考えられている。これを防止する手
段として絶縁体中に親水性の極性基を導入させなり、レ
ジンの細心にわたる品質管理やクリーンルーム化を含む
電線・ケーブルの製造技術面上での改善などによって、
この水トリー発生の抑止効果も着実な実績をみるに到る
ようになった。

Ｕ発明が解決しようとする課題］しかし、上記各方面にわたる努力が重ねられているにも
拘らず、今日の技術によってはこの水トリー発生を未だ
皆無にできる段階までには到っておらす、鋭意その発生
の抑止対策についての検討が進められているのが実情で
ある。

本発明の目的は、上記したような実情にかんがみ、絶縁
体中に不可避的に存在するボイドや異物、あるいは絶縁
体と半導電層の界面における不均整といった欠陥が存在
していたとしても、絶縁体に添加された特定の成分によ
り水トリーの発生を大巾に抑止し得る新規な電線・ケー
ブル用電気絶縁物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］本発明の要旨は、第１に、ポリエチレン又はエチレン系
共重合体あるいはこれらの混合物１００重量部に対し、
総炭素数３０以上の置換アマイドを０，０１〜３．０重
量部添加してなる組成物を架橋処理してなるものであり
、第２に、同じくポリエチレン又はエチレン系共重合体
あるいはこれらの混合物１００重量部に対し、モンタン
酸アマイドを０．０１〜３．０重量部添加してなる組成
物を架橋処理してなるものであり、そして第３に、同じ
くポリエチレン又はエチレン系共重合体あるいはこれら
の混合物１００重量に対し、総炭素数が３０以上の脂肪
酸ビスアマイドを０．０１〜３．０重量部添加してなる
組成物を架橋処理してなるものである。

第１の要旨にいう置換アマイド（ａ■１ｄｅ）とは、一
般式は下記のような構造よりなるものである。

なお、上式中Ｒの一部に酸素、窒素、硫黄等の原子団又
はこれからなる原子団が含まれていても差支えはない。

上記置換アマイドの総炭素数を３０以上としたのは、３
０未満ではポリエチレン又はエチレン系共重合体あるい
はこれらの混合物と相溶性がなく、表面に析出してしま
うからである。

上記置換アマイドの具体例としては、Ｎ−ステアリルス
テアリン酸アマイド、Ｎ−オレイルオレイン酸アマイド
、Ｎ−ステアリルオレイン酸アマイド、Ｎ−オレイルス
テアリン酸アマイド、Ｎステアリルエルカ酸アマイド、
Ｎ−オレイルパルミチン酸アマイド等が挙げられる。こ
れらのうち１種又は２種以上を組合せて使用しても良い
。

置換アマイドの添加量を０，０１〜３．０１量部と限定
したのは、０．０１重量部未満では目的とするボウタイ
トリーの発生抑止作用が不十分であり、３．０重量部を
越えると相溶性の制限から置換アマイドが絶縁体表面に
析出しくこの現象をブルームという）、製品の品質を低
下させてしまうからである。

また、第２の要旨において、モンタン酸アマイド＜Ｈｏ
ｎｔａｎｉｃ　Ａｃ１ｄ　Ａ１１ｄｅ　）の添加量を０
．０１〜３８０重量部と限定したのは、０．０１重量部
未満では目的とするボウタイトリーの発生抑止作用が不
十分であり、３．０重量部を越えると相溶性の限界から
モンタン酸アマイドが絶縁体表面に析出し前記ブルーム
を生じ、製品の品質を低下させてしまうからである。

さらに第３の要旨にいう脂肪酸ビスアマイドとは、例え
ば次のような構造を有するものである。

（Ｒ−ＣＯＮＨ）２　　（Ｒ−）。

（ＲとＲ゛の総炭素数２３０以上）なお、上式中の一部に酸素、窒素、硫黄等の原子又はこ
れからなる原子団が含まれていても良い。

上記脂肪酸ビスアマイドの総炭素数を３０以上としたの
は、３０未満ではポリエチレン又はエチレン系共重合体
あるいはこれらの混合物と相溶性がなく、表面に析出し
てしまうからである。

上記脂肪酸ビスアマイドの具体例としては、メチレンビ
スステアリン酸アマイド、エチレンビスイソステアリン
酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマ
イド、エチレンビスベヘン酸アマイド、ヘキサメチレン
ビスステアリン酸アマイド、ヘキサメチレンビスベヘン
酸アマイド、Ｎ、Ｎ−−ジステアリルアジピン酸アマイ
ド、ＮＮ−−ジステアリルセバシン酸アマイドが挙げら
れる。これらのうち１種又は２種以上を組合せて使用し
てもよい。

脂肪酸ビスアマイドの添加量を０．０１〜３．０重量部
と限定したのは、０．０１重量部未満では目的とするボ
ウタイトリーの発生抑止作用が不十分であり、３，０重
量部を越えると相溶性の制限から脂肪酸ビスアマイドが
絶縁体表面に析出し前記ブルームが生じて製品の品質を
低下させてしまうからである。

主成分であるベースレジンとしては、低密度ポリエチレ
ン、中密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニルコポリ
マー、エチレン−エチルアクリレート、エチレン−プロ
ピレン共重合体等、エチレンを過半に含むポリオレフィ
ン等が適当である。

これらのうち１種又は２種以上を組合せて用いてもよい
。

架橋剤としては、通常使用されるジクミルパーオキサイ
ド、１，３−ビス−〈ｔ〜ブチル・パーオキシ−イソプ
ロピル）ベンゼン、２．５−ジメチル−２，５−ジー（
ｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキシン−３等が挙げられる
。

架橋法としては、有機過酸化物による化学架橋の他にシ
ラン水架橋や電離性放射線による方法を用いても差支え
ない。

上記の他に必要によっては滑剤、着色側、充填剤、架橋
促進剤等を添加することはなんら差支えない。

なお、ボウタイトリーに及ぼす水分の影響は極めて大き
く、気中で課電したケーブルや金属シース等で遮水した
ケーブルにもボウタイトリーが見出される。これらは外
部から浸透した水分によるものではなく、ケーブル製造
時に架橋ポリエチレンの内部に含まれる微量の水分によ
るものと考えることができる。このようなボウタイトリ
ーに対しても本発明に係る絶縁体が有効なトリー抑止効
果を発揮することはいうまでもない。

［実施例］以下に、本発明について各実施例および比較例を参照し
説明する。

第１〜３表にそれぞれ示したような配合の電線・ケーブ
ル用電気絶縁体を調整しな。

各表にそれぞれ示す配合成分よりなる組成物を１２０℃
に加熱した熱ロールによって混練し、シート状としたの
ち、これをベレタイザを用いてベレット化した。

これを外径３ｆｌの導体上に、ポリエチレン系の半導電
層の厚さが０．５圓となり、絶縁体の厚さが２Ｉｎ＋と
なるように同時押出法により押出被覆しな、ついで加熱
ａｔ＊として窒素ガスを用いた乾式架橋法により架橋管
内で連続架橋を用い、加圧冷却して絶縁体を得た。

ボウタイトリーの発生数の評価については、上記のよう
にして作製した電線を９０℃の温水中に浸漬し、導体−
水量にＡＣ３ＫＶを５００日間印加した後、これを薄く
スライスし、メチレンブルー水溶液で煮沸染色し、光学
顕微鏡を用いてボウタイトリーの発生の有無とその個数
を計数した。

ブルームの有無については、電線を作製する前のベレッ
トを８０℃の恒温槽内に１０日問保持させた後、その表
面を観察することにより目視によって評価した。

第１表は、特許請求の範囲第１項に示した本発明に係る
実施例１〜６および比較例１〜３について、各供試材の
組成および評価結果を示したものである。

第１表から明らかなように、本発明に係る添加剤を本発
明に規定する量たけ添加した実施例１〜６は、ボウタイ
トリーの発生が十分抑止されていると共に、ブルームも
認められなかった。

これに対し、上記添加剤を添加しないもの（比較例１）
及び添加量が規定量未満のもの（比較例２）は、ボウタ
イトリーの発生数が非常に多い。

また、上記規定添加量を越えたらのく比較例３）はブル
ームが見られた。

第２表は、特許請求の範囲第２項に示した本発明に係る
実施例７〜１０および比較例４〜６について、各供試材
の組成および評価結果を示したものである。

第２表から明らかなように、本発明に係る添加剤を本発
明に規′定する量だけ添加した実施例７〜１０は、ボウ
タイトリーの発生が十分抑止されていると共に、ブルー
ムも認められなかった。

これに対し、上記添加剤を添加しないもの（比較例４）
及び添加量が規定量未満のもの（比較例５）は、ボウタ
イトリーの発生数が非常に多い。

また、上記規定添加量を越えたもの（比較例６）はブル
ームが見られた。

さらに、第３表は、特許請求の範囲第３項に示した本発
明に係る実施例１１〜１５および比較例７〜９について
、各供試材の組成および評価結果を示したものである。

第３表から明らかなように、本発明に係る添加剤を本発
明に規定する量だけ添加した実施例１１〜Ｉ５は、ボウ
タイトリーの発生が十分抑止されていると共に、ブルー
ムも認められなかった。

これに対し、上記添加剤を添加しないもの（比較例７）
及び添加量が規定量未満のもの（比較例８）は、ボウタ
イトリーの発生数が非常に多い。

また、上記規定添加量を越えたもの（比較例９）はブル
ームが見られた。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、絶縁体中のボイ
ド、異物、並びに絶縁体と半導電層界面の不整といった
欠陥が存在していたとしても、ボウタイトリーの発生を
十分抑止することができ、かつブルームの生じない絶縁
体を入手することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

図は、架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの実施例を示す断
面図である。１：導体、２：内部半導電層、３：絶縁体、４：外部半導電層。

Claims

【特許請求の範囲】（１）ポリエチレン又はエチレン系共重合体あるいはこ
れらの混合物１００重量部に対し、総炭素数３０以上の
置換アマイドを０．０１〜３．０重量部添加してなる組
成物を架橋処理してなる電線・ケーブル用電気絶縁物。（２）ポリエチレン又はエチレン系共重合体あるいはこ
れらの混合物１００重量部に対し、モンタン酸アマイド
を０．０１〜３．０重量部添加してなる組成物を架橋処
理してなる電線・ケーブル用電気絶縁物。（３）ポリエチレン又はエチレン系共重合体あるいはこ
れの混合物１００重量部に対し、総炭素数が３０以上の
脂肪酸ビスアマイドを０．０１〜３．０重量部添加してなる組成物を架橋処理
してなる電線・ケーブル用電気絶縁物。