JPH05128915A - 電気絶縁用ポリプロピレンおよびその製造方法 - Google Patents

電気絶縁用ポリプロピレンおよびその製造方法

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JPH05128915A
JPH05128915A JP31836591A JP31836591A JPH05128915A JP H05128915 A JPH05128915 A JP H05128915A JP 31836591 A JP31836591 A JP 31836591A JP 31836591 A JP31836591 A JP 31836591A JP H05128915 A JPH05128915 A JP H05128915A
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Masaki Kawahigashi
正記 川東
Seizo Matsumoto
征三 松本
Hiroshi Kato
寛 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 平均球晶径が20μm以下の球晶よりなる電
気絶縁用ポリプロピレン。 【効果】 インパルス破壊電界強度に優れた電気絶縁用
ポリプロピレンが提供され、ひいてはより高性能で信頼
性の高いケーブル絶縁体が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気絶縁用ポリプロピ
レンおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】ポリプロ
ピレンは単独で、または低密度架橋ポリエチレン等との
ブレンドポリマーとして、例えば高電圧用ケーブルや機
器の電気絶縁材料として使用されている。ポリプロピレ
ンは高結晶性ポリマーであり、これを溶融状態から冷
却、特に徐冷すれば、ラメラが核を中心として放射状に
成長し、100〜200μm程度の球晶が生成する。そ
して、多数の核から球晶が充分成長すると、球晶間に衝
突が起こって球晶界面が形成される。
【0003】ところが、上記の方法で得られる結晶ポリ
プロピレンはインパルス破壊電界強度が十分とはいえ
ず、これを電気絶縁材料として高電圧で使用した場合、
絶縁破壊が起こりやすい等の不都合が生じる。従って、
インパルス破壊電界強度に優れた、より高性能で信頼性
の高い電気絶縁用ポリプロピレンの出現およびその製造
方法が待望されている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記のよ
うにして得られたポリプロピレン結晶をインパルス破壊
させたところ、インパルス破壊は球晶界面を通ってお
り、球晶界面が電気的弱点部であること知見し、さらに
研究を重ねてきたところ、平均球晶径が20μm以下、
好ましくは10μm以下の球晶よりなるポリプロピレン
がインパルス破壊電界強度に優れていることを見出し
た。
【0005】本発明はかかる新知見に基づいて完成され
たものであり、平均球晶径が20μm以下、好ましくは
10μm以下の球晶よりなることを特徴とする電気絶縁
用ポリプロピレンに関する。
【0006】また、本発明はポリプロピレンに造核剤を
添加して溶融した後、冷却する工程を経ることを特徴と
する上記電気絶縁用ポリプロピレンの製造方法に関す
る。本発明において、ポリプロピレンの平均球晶径は2
0μm以下であるが、好ましくは10μm以下、より好
ましくは5μm以下、さらに好ましくは2μm以下であ
る。当該平均球晶径は、次のようにして測定することが
できる。即ち、本発明の電気絶縁用ポリプロピレンを1
μmから50μm程度にスライスして、これを偏光顕微
鏡にて観測して平均球晶径を測定することができる。
【0007】当該平均球晶径よりなるポリプロピレンの
製造方法としては、例えば次の如き方法が例示される。
ポリプロピレンに造核剤を添加して結晶化する方法。当
該方法において、造核剤としては次の如き特性を有する
ものが好ましい。 ポリプロピレンと相溶性の良好なもの。ここにポリプ
ロピレンとの相溶性の良好なものとは、ポリプロピレン
の融点(170〜180℃)で混練した後、その温度で
粒子分散状態を光学顕微鏡(×400)で観察した時の
分散粒子の平均径が、通常1μm以下、好ましくは0.
5μm以下であるものをいう。 造核性を有するもの。ここに造核性とは、ポリプロピ
レンに混合して通常の結晶化条件にて結晶化を行うこと
によって、ポリプロピレンの平均球晶を20μm以下と
する作用を有するものである。
【0008】特に好適な造核剤としては、下式(1)
【0009】
【化1】
【0010】(式中、X1 およびX2 は、それぞれ水素
原子または炭素数10以下の有機基を示す)で表される
ベンジリデンソルビトール誘導体が例示される。式
(1)において、炭素数10以下の有機基としては、例
えばアルキル基、アルコキシ基が例示される。アルキル
基としては、メチル、エチル、プロピル、イソプロピ
ル、ブチル等の炭素数1〜4の低級アルキル基が好まし
い。アルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロ
ポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ等の炭素数1〜4の
低級アルコキシ基が好ましい。特に好適な式(1)の化
合物としては、ジベンジリデンソルビトール、ジ(パラ
エチル)ベンジリデンソルビトール、ジ(パラメトキ
シ)ベンジリデンソルビトール等が例示される。造核剤
の配合量は、ポリプロピレン100重量部に対して通常
0.2〜5重量部、好ましくは0.5〜3重量部であ
る。
【0011】本発明において、原料ポリプロピレンのメ
ルトインデックスは3〜11、就中5〜7であること
が、密度は0.905〜0.915、就中0.908〜
0.912であることが、且つ破断点伸びは350〜5
50%、就中450〜550%であることが好ましい。
なお、メルトインデックス(g/10分)はJIS K
6760Kの方法によって測定したものである。破断
点伸びは、ASTN D 638にて測定したものであ
る。
【0012】造核剤を使用する方法は、例えば次のよう
にして行われる。まず、ポリプロピレンと造核剤とを混
練する。混練は、通常ロールミル等を使用して行われ
る。その際の温度は、通常170〜200℃、好ましく
は180〜190℃である。混練物は次に溶融される。
溶融はポリプロピレンの融点以上の温度、即ち、通常1
70〜180℃において行われる。溶融時間は通常10
〜20分程度である。かくして得た溶融物は適宜の温度
および時間にて等温結晶化する。等温結晶化温度(℃)
は、通常130〜140℃、好ましくは132〜138
℃、より好ましくは134〜136℃である。
【0013】等温結晶化時間(分)は、通常30〜12
0、好ましくは60〜90、より好ましくは70〜80
である。等温結晶化してから冷却工程に付される。その
際の冷却温度は、通常0〜50℃、好ましくは10〜4
0℃、より好ましくは20〜30℃であり、冷却速度は
通常10〜300℃/分、好ましくは60〜250℃/
分、より好ましくは120〜200℃/分である。
【0014】
【効果】本発明の電気絶縁用ポリプロピレンのインパル
ス破壊電界強度は、従来の結晶ポリプロピレンに比べて
1.6倍程度優れている。
【0015】
【実施例】
実施例1 密度0.91g/cm3 、メルトインデックス7.0、破
断点伸び500%のアイソタクティクポリプロピレンを
使用した。造核剤としてベンザルソルビトール(クリア
−S:新日本理化社製)を使用し、これを前記ポリプロ
ピレンと180℃でロールミルを使用して混練し、圧縮
成型器中で一旦溶融(180℃)後、130℃で60分
間等温結晶化してから0℃水で急冷してポリプロピレン
を結晶化させた。当該ポリプロピレンの平均球晶径は例
えば、クリアーSを0.3phr添加した場合は約5μ
mであった。これを、圧縮成型して0.3mm厚のシー
トとした。
【0016】実験例1 上記で得た試料についてインパルス破壊試験を行った。
即ち、図2に示す改良型McKeown電極系にて、1
×40μsecの負極性インパルス標準波を予想破壊電
圧の70%値を初期値として、5kV/3回印加のステ
ップ昇圧方式で課電した。試料厚は0.3mmである。
なお、インパルス耐圧値は1条件につき10試料のデー
タを採取し、ワイプル解析の後、破壊確率63.3%に
おける破壊値をもって、その試料のインパルス耐圧値と
した。このようにして測定したインパルス電界破壊強度
〔ImpBDS(kV/mm)〕の測定結果は、図1お
よび表1に示した通りである。図1において、phrは
ポリプロピレン100重量部に対する造核剤の重量部を
示す。
【0017】
【表1】
【0018】表中の添加量はポリプロピレン100重量
部に対する造核剤の重量部である。
【0019】なお、実施例で使用したベンザルソルビト
ールのポリプロピレンとの相溶性は、ポリプロピレンと
170℃で混練した後、その温度で光学顕微鏡(×40
0)で観察した時、分散粒子が観察されない程度の小粒
子であった。
【0020】比較例1 実施例1で使用したポリプロピレンを成形加工器中で一
旦溶融(180℃)後、140℃、3時間等温結晶化
後、25℃、2時間放置してポリプロピレンを結晶化さ
せた。このポリプロピレンの結晶の球晶径は25μmで
あった。当該結晶ポリプロピレンのインパルス破壊電界
強度を実験例1と同様にして測定したところ、120k
V/mmであった。
【図面の簡単な説明】
【図1】インパルス電界破壊強度の測定結果を示す図で
ある。
【図2】インパルス破壊試験を行うための改良型McK
eown電極系を示す図である。
【符号の説明】
1 25mmφ鋼球 2 ポリエチレン胴体 3 シリコン油 4 エポキシ樹脂 5 試料

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均球晶径が20μm以下の球晶よりな
    ることを特徴とする電気絶縁用ポリプロピレン。
  2. 【請求項2】 ポリプロピレンに造核剤を添加して結晶
    化してなる球晶よりなることを特徴とする請求項1記載
    の電気絶縁用ポリプロピレン。
  3. 【請求項3】 ポリプロピレンに造核剤を添加して溶融
    した後、冷却する工程を経ることを特徴とする請求項1
    記載の電気絶縁用ポリプロピレンの製造方法。
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