JPH0562517A - 電力ケーブル用半導電性組成物 - Google Patents
電力ケーブル用半導電性組成物Info
- Publication number
- JPH0562517A JPH0562517A JP2013792A JP2013792A JPH0562517A JP H0562517 A JPH0562517 A JP H0562517A JP 2013792 A JP2013792 A JP 2013792A JP 2013792 A JP2013792 A JP 2013792A JP H0562517 A JPH0562517 A JP H0562517A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】オレフィン系樹脂に導電性物質として所定量の
ゾル状金属硫化物を配合してなることを特徴としてい
る。 【効果】本発明の電力ケーブル用半導電性組成物は、導
体上に容易に被覆して半導電層を形成することができ、
しかもその半導電層が優れた半導電性および平滑性を発
揮できる。
ゾル状金属硫化物を配合してなることを特徴としてい
る。 【効果】本発明の電力ケーブル用半導電性組成物は、導
体上に容易に被覆して半導電層を形成することができ、
しかもその半導電層が優れた半導電性および平滑性を発
揮できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電力ケーブル用半導電
性組成物に関する。
性組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】一般に、電力ケーブルに
おいて、導体とその外側に配置される絶縁層との電位ギ
ャップを緩和するために両者の間に内部半導電層が設け
られ、絶縁層とその外側に配置される金属遮蔽層との電
位ギャップを緩和するために絶縁層上に外部半導電層が
設けられている。従来、これらの半導電層に使用される
半導電性組成物は、ベースポリマー中に適量の導電性カ
ーボンブラック等のカーボン系フィラーを分散配合して
なるものである。
おいて、導体とその外側に配置される絶縁層との電位ギ
ャップを緩和するために両者の間に内部半導電層が設け
られ、絶縁層とその外側に配置される金属遮蔽層との電
位ギャップを緩和するために絶縁層上に外部半導電層が
設けられている。従来、これらの半導電層に使用される
半導電性組成物は、ベースポリマー中に適量の導電性カ
ーボンブラック等のカーボン系フィラーを分散配合して
なるものである。
【０００３】しかしながら、カーボン系フィラーは、そ
れ自身では良好な導電性を発揮するが、ポリマー中に分
散配合した場合にはポリマーの抵抗値のバラツキを大き
くさせる。このため、カーボン系フィラーを分散混合し
たポリマーは、安定した導電性を発揮することができな
い。
れ自身では良好な導電性を発揮するが、ポリマー中に分
散配合した場合にはポリマーの抵抗値のバラツキを大き
くさせる。このため、カーボン系フィラーを分散混合し
たポリマーは、安定した導電性を発揮することができな
い。
【０００４】また、カーボン系フィラーは凝集性が高い
ので、カーボン系フィラーを分散混合したポリマーを導
体に押出被覆して電力ケーブルの半導電層とする場合、
半導電層の表面上に大きな突起ができる恐れがある。こ
の突起は、電力ケーブルの使用中に電界集中を招き、絶
縁破壊によるケーブル破壊を引き起こす。例えば、平均
粒径が２０〜４０ｎｍであるカーボンブラックを分散配
合したポリマーを半導電層に使用した場合、その表面に
数十μｍの突起が生じてしまう場合がある。
ので、カーボン系フィラーを分散混合したポリマーを導
体に押出被覆して電力ケーブルの半導電層とする場合、
半導電層の表面上に大きな突起ができる恐れがある。こ
の突起は、電力ケーブルの使用中に電界集中を招き、絶
縁破壊によるケーブル破壊を引き起こす。例えば、平均
粒径が２０〜４０ｎｍであるカーボンブラックを分散配
合したポリマーを半導電層に使用した場合、その表面に
数十μｍの突起が生じてしまう場合がある。
【０００５】また、高導電性を得るために高い割合でカ
ーボン系フィラーを充填したポリマーは成形性が悪く、
そのポリマーにより得られた成形品は機械的強度の低い
ものとなる。
ーボン系フィラーを充填したポリマーは成形性が悪く、
そのポリマーにより得られた成形品は機械的強度の低い
ものとなる。
【０００６】一方、半導電性物質としてゾル状金属硫化
物をポリマーを溶媒に溶かして得られる溶液に混合した
ものが知られている。例えばあらかじめＤＭＦ（ジメチ
ルホルムアミド）等の溶媒にアクリロニトリル等のポリ
マーを溶解しておき、その溶液とゾル状金属硫化物を混
合し、この混合溶液を支持体に塗布し乾燥することによ
り半導電性フィルムを得ることができる。ゾル状金属硫
化物をポリマーに混合するために上記のような方法を採
用するのは、ゾル状金属硫化物をポリマーに直接混合す
ることが非常に難しいからである。
物をポリマーを溶媒に溶かして得られる溶液に混合した
ものが知られている。例えばあらかじめＤＭＦ（ジメチ
ルホルムアミド）等の溶媒にアクリロニトリル等のポリ
マーを溶解しておき、その溶液とゾル状金属硫化物を混
合し、この混合溶液を支持体に塗布し乾燥することによ
り半導電性フィルムを得ることができる。ゾル状金属硫
化物をポリマーに混合するために上記のような方法を採
用するのは、ゾル状金属硫化物をポリマーに直接混合す
ることが非常に難しいからである。
【０００７】しかしながら、この方法によれば、溶媒に
可溶なポリマーでなければならないので、ポリマーの種
類が限定されてしまう。また、この方法では、フィルム
状の半導電性物質しか得られず、バルク状の半導電性物
質を得ることができない。
可溶なポリマーでなければならないので、ポリマーの種
類が限定されてしまう。また、この方法では、フィルム
状の半導電性物質しか得られず、バルク状の半導電性物
質を得ることができない。
【０００８】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、導体上に容易に被覆して半導電層を形成すること
ができ、しかもその半導電層が優れた半導電性および平
滑性を発揮できるような電力ケーブル用半導電性組成物
を提供することを目的とする。
あり、導体上に容易に被覆して半導電層を形成すること
ができ、しかもその半導電層が優れた半導電性および平
滑性を発揮できるような電力ケーブル用半導電性組成物
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、オレフィン系
樹脂に導電性物質として所定量のゾル状金属硫化物を配
合してなることを特徴とする電力ケーブル用半導電性組
成物を提供する。
樹脂に導電性物質として所定量のゾル状金属硫化物を配
合してなることを特徴とする電力ケーブル用半導電性組
成物を提供する。
【００１０】ここで、ゾル状金属硫化物としては、Ｃｕ
Ｓ、ＣｄＳ、ＮｉＳ、Ｆｅ2 Ｓ3 、等を用いることがで
きる。粒径、導電性を考慮するとＣｕＳが好ましい。
Ｓ、ＣｄＳ、ＮｉＳ、Ｆｅ2 Ｓ3 、等を用いることがで
きる。粒径、導電性を考慮するとＣｕＳが好ましい。
【００１１】ゾル状金属硫化物の分散媒としては、水、
アルコール、またはアルカン等の炭化水素が挙げられ
る。ポリマーとゾル状金属硫化物の混練中に適度な速度
で揮発させるため、ポリマーの混練温度に近い沸点を持
つ分散媒が好ましい。
アルコール、またはアルカン等の炭化水素が挙げられ
る。ポリマーとゾル状金属硫化物の混練中に適度な速度
で揮発させるため、ポリマーの混練温度に近い沸点を持
つ分散媒が好ましい。
【００１２】オレフィン系樹脂としては、低密度ポリエ
チレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンプロピレ
ンゴム、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、エチレンアクリル酸共重合体、
エチレンスチレン共重合体の単独もしくはこれら２種以
上の混合物を用いることができる。
チレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレンプロピレ
ンゴム、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、エチレンアクリル酸共重合体、
エチレンスチレン共重合体の単独もしくはこれら２種以
上の混合物を用いることができる。
【００１３】ポリマーとゾル状金属硫化物の配合比（体
積比）は、導体に被覆して半導電層を形成した際の半導
電層の導電性および平滑性を考慮して、ポリマー１００
部に対してゾル状金属硫化物１０〜５０部であることが
好ましい。
積比）は、導体に被覆して半導電層を形成した際の半導
電層の導電性および平滑性を考慮して、ポリマー１００
部に対してゾル状金属硫化物１０〜５０部であることが
好ましい。
【００１４】ゾル状金属硫化物を得るための方法として
は、硫酸塩、硝酸塩等の金属化合物の溶液とチオ硫酸塩
の溶液とを加熱しながら混合する方法、硫酸塩、硝酸塩
等の金属化合物の溶液に硫化水素を吹き込む方法等を用
いることができる。これらの場合、生成されたゾル状金
属硫化物を中和・洗浄して金属硫化物合成の際に生じる
酸性成分を除去する。
は、硫酸塩、硝酸塩等の金属化合物の溶液とチオ硫酸塩
の溶液とを加熱しながら混合する方法、硫酸塩、硝酸塩
等の金属化合物の溶液に硫化水素を吹き込む方法等を用
いることができる。これらの場合、生成されたゾル状金
属硫化物を中和・洗浄して金属硫化物合成の際に生じる
酸性成分を除去する。
【００１５】ゾル状金属硫化物中の分散媒は、ゾル状金
属硫化物とポリマーの混練の際に発生する熱および混練
のために混練機に加えられる熱によりすべて除去され
る。これにより、金属硫化物がポリマー中に細かい粒子
のまま均一に分散する。
属硫化物とポリマーの混練の際に発生する熱および混練
のために混練機に加えられる熱によりすべて除去され
る。これにより、金属硫化物がポリマー中に細かい粒子
のまま均一に分散する。
【００１６】
【作用】本発明の電力ケーブル用半導電性組成物は、ポ
リマーに導電性物質として所定量のゾル状金属硫化物を
配合してなるものである。
リマーに導電性物質として所定量のゾル状金属硫化物を
配合してなるものである。
【００１７】ゾル状金属硫化物は、ポリマー中における
凝集性が低いので、ゾル状金属硫化物を配合したポリマ
ーを導体上に押出被覆して半導電層を形成した場合に、
半導電層表面の大きな突起の発生を防止する。例えば、
ゾル状金属硫化物は、通常１０〜１５０ｎｍの粒径を有
しており、これを配合したポリマーを半導電層に使用し
た場合、数μｍの起伏しか生じない。
凝集性が低いので、ゾル状金属硫化物を配合したポリマ
ーを導体上に押出被覆して半導電層を形成した場合に、
半導電層表面の大きな突起の発生を防止する。例えば、
ゾル状金属硫化物は、通常１０〜１５０ｎｍの粒径を有
しており、これを配合したポリマーを半導電層に使用し
た場合、数μｍの起伏しか生じない。
【００１８】このため、この半導電性組成物を電力ケー
ブルの半導電層として使用することにより、使用中の絶
縁破壊によるケーブル破壊を防止することができる。
ブルの半導電層として使用することにより、使用中の絶
縁破壊によるケーブル破壊を防止することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について具体的に説明
する。
する。
【００２０】実施例１ まず、１０Ｍ硫酸銅水溶液１０部と１０Ｍチオ硫酸ナト
リウム水溶液１０部を１００℃１５分間加熱しながら攪
拌した。この混合物を炭酸水素ナトリウム水溶液で中和
し水で洗浄して分散媒が水のゾル状ＣｕＳを作製した。
これをゾルと体積比が等量のシクロペンタノール中に加
え、１３０℃に加熱した。
リウム水溶液１０部を１００℃１５分間加熱しながら攪
拌した。この混合物を炭酸水素ナトリウム水溶液で中和
し水で洗浄して分散媒が水のゾル状ＣｕＳを作製した。
これをゾルと体積比が等量のシクロペンタノール中に加
え、１３０℃に加熱した。
【００２１】次いで、ポリプロピレンのペレット５０部
をニーダーで温度１５０℃で練り、溶融状態となったポ
リプロピレン中にあらかじめ加熱したゾル状ＣｕＳ２０
部を流し込み、さらに３０分間混練した。このとき、ゾ
ル状ＣｕＳの分散媒であるシクロペンタノールは混練の
際に発生する熱および混練のためにニーダーに加えられ
る熱によりすべて蒸発した。このようにして、均一にＣ
ｕＳが分散したポリプロピレンを得た。
をニーダーで温度１５０℃で練り、溶融状態となったポ
リプロピレン中にあらかじめ加熱したゾル状ＣｕＳ２０
部を流し込み、さらに３０分間混練した。このとき、ゾ
ル状ＣｕＳの分散媒であるシクロペンタノールは混練の
際に発生する熱および混練のためにニーダーに加えられ
る熱によりすべて蒸発した。このようにして、均一にＣ
ｕＳが分散したポリプロピレンを得た。
【００２２】得られたＣｕＳ分散ポリプロピレンを押出
機で導体上に被覆し半導電層を形成して実施例１の試験
ケーブルを作製した。このとき、押出状態は、半導電層
の押出外観から判断した。この結果を下記表１に示す。
機で導体上に被覆し半導電層を形成して実施例１の試験
ケーブルを作製した。このとき、押出状態は、半導電層
の押出外観から判断した。この結果を下記表１に示す。
【００２３】実施例１の試験ケーブルについて、体積固
有抵抗率および最大突起寸法を調べた。この結果を下記
表１に併記する。なお、体積固有抵抗率は、ケーブルの
半導電層を長手方向に切り、導体から剥がした２分割試
料の長手方向に電極間隔が２cmとなるように電極を取り
付けて四端子法により測定し、この結果に基づいてδ＝
（Ｖ・ｌ）／（Ｉ・Ｓ）なる式で算出した値である。な
お、δは体積固有抵抗率、Ｉは測定電流、Ｖは測定電
圧、ｌはサンプル長さ、Ｓはサンプル断面積である。ま
た、最大突起寸法は長さ１ｍ内の最大突起の寸法をサン
プル断面のＳＥＭ観察により測定した。
有抵抗率および最大突起寸法を調べた。この結果を下記
表１に併記する。なお、体積固有抵抗率は、ケーブルの
半導電層を長手方向に切り、導体から剥がした２分割試
料の長手方向に電極間隔が２cmとなるように電極を取り
付けて四端子法により測定し、この結果に基づいてδ＝
（Ｖ・ｌ）／（Ｉ・Ｓ）なる式で算出した値である。な
お、δは体積固有抵抗率、Ｉは測定電流、Ｖは測定電
圧、ｌはサンプル長さ、Ｓはサンプル断面積である。ま
た、最大突起寸法は長さ１ｍ内の最大突起の寸法をサン
プル断面のＳＥＭ観察により測定した。
【００２４】実施例２ １０Ｍ硫酸銅水溶液１０部中に気体の硫化水素を２５ｌ
／min の流量で１５分間吹き込んだ。これを炭酸水素ナ
トリウム水溶液で中和し水で洗浄して分散媒が水のゾル
状ＣｕＳを作製した。
／min の流量で１５分間吹き込んだ。これを炭酸水素ナ
トリウム水溶液で中和し水で洗浄して分散媒が水のゾル
状ＣｕＳを作製した。
【００２５】次いで、ポリエチレンのペレット５０部を
ニーダーで温度１２０℃で練り、溶融状態となったポリ
エチレン中に１００℃に加熱したゾル状ＣｕＳ２５部を
流し込み、さらに３０分間混練した。このとき、ゾル状
ＣｕＳの分散媒である水は混練の際に発生する熱および
混練のためにニーダーに加えられる熱によりすべて蒸発
した。このようにして、均一にＣｕＳが分散したポリエ
チレンを得た。
ニーダーで温度１２０℃で練り、溶融状態となったポリ
エチレン中に１００℃に加熱したゾル状ＣｕＳ２５部を
流し込み、さらに３０分間混練した。このとき、ゾル状
ＣｕＳの分散媒である水は混練の際に発生する熱および
混練のためにニーダーに加えられる熱によりすべて蒸発
した。このようにして、均一にＣｕＳが分散したポリエ
チレンを得た。
【００２６】得られたＣｕＳ分散ポリエチレンを押出機
で導体上に被覆し半導電層を形成して実施例２の試験ケ
ーブルを作製した。このとき、押出状態は半導電層の押
出外観から判断した。この結果を下記表１に併記する。
で導体上に被覆し半導電層を形成して実施例２の試験ケ
ーブルを作製した。このとき、押出状態は半導電層の押
出外観から判断した。この結果を下記表１に併記する。
【００２７】実施例２の試験ケーブルについて、体積固
有抵抗率および最大突起寸法を実施例１と同様にして調
べた。この結果を下記表１に併記する。
有抵抗率および最大突起寸法を実施例１と同様にして調
べた。この結果を下記表１に併記する。
【００２８】比較例 ポリプロピレン１００部に対してアセチレンブラック６
０部を混練し、この混練物を押出機で導体上に被覆し半
導電層を形成して比較例の試験ケーブルを作製した。こ
のとき、押出状態は半導電層の押出外観から判断した。
この結果を下記表１に併記する。
０部を混練し、この混練物を押出機で導体上に被覆し半
導電層を形成して比較例の試験ケーブルを作製した。こ
のとき、押出状態は半導電層の押出外観から判断した。
この結果を下記表１に併記する。
【００２９】比較例の試験ケーブルについて、体積固有
抵抗率および最大突起寸法を実施例１と同様にして調べ
た。この結果を下記表１に併記する。
抵抗率および最大突起寸法を実施例１と同様にして調べ
た。この結果を下記表１に併記する。
【００３０】
【表１】 表１から明らかなように、本発明の電力ケーブル用半導
電性組成物を使用した試験ケーブル（実施例１，２）
は、体積固有抵抗率が小さく優れた半導電性を示し、最
大突起寸法が極めて小さく、しかも押出状態が良いもの
であった。これに対して従来の電力ケーブル用半導電性
組成物を使用した試験ケーブル（比較例）は、半導電性
および押出状態に劣り、最大突起寸法が大きいものであ
った。
電性組成物を使用した試験ケーブル（実施例１，２）
は、体積固有抵抗率が小さく優れた半導電性を示し、最
大突起寸法が極めて小さく、しかも押出状態が良いもの
であった。これに対して従来の電力ケーブル用半導電性
組成物を使用した試験ケーブル（比較例）は、半導電性
および押出状態に劣り、最大突起寸法が大きいものであ
った。
【００３１】
【発明の効果】以上説明した如く本発明の電力ケーブル
用半導電性組成物は、導体上に容易に被覆して半導電層
を形成することができ、しかもその半導電層が優れた半
導電性および平滑性を発揮できるものである。
用半導電性組成物は、導体上に容易に被覆して半導電層
を形成することができ、しかもその半導電層が優れた半
導電性および平滑性を発揮できるものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 オレフィン系樹脂に導電性物質として所
定量のゾル状金属硫化物を配合してなることを特徴とす
る電力ケーブル用半導電性組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013792A JPH0562517A (ja) | 1991-02-15 | 1992-02-05 | 電力ケーブル用半導電性組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-22081 | 1991-02-15 | ||
| JP2208191 | 1991-02-15 | ||
| JP2013792A JPH0562517A (ja) | 1991-02-15 | 1992-02-05 | 電力ケーブル用半導電性組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0562517A true JPH0562517A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=26357042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013792A Pending JPH0562517A (ja) | 1991-02-15 | 1992-02-05 | 電力ケーブル用半導電性組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0562517A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998026922A1 (fr) * | 1996-12-16 | 1998-06-25 | Toray Industries, Inc. | Piece soufflee multicouche conductrice et composition de resine conductrice |
-
1992
- 1992-02-05 JP JP2013792A patent/JPH0562517A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998026922A1 (fr) * | 1996-12-16 | 1998-06-25 | Toray Industries, Inc. | Piece soufflee multicouche conductrice et composition de resine conductrice |
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