JPH07216147A - 半導電性樹脂組成物及び電線・ケーブル - Google Patents

半導電性樹脂組成物及び電線・ケーブル

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JPH07216147A
JPH07216147A JP6013789A JP1378994A JPH07216147A JP H07216147 A JPH07216147 A JP H07216147A JP 6013789 A JP6013789 A JP 6013789A JP 1378994 A JP1378994 A JP 1378994A JP H07216147 A JPH07216147 A JP H07216147A
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JP
Japan
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weight
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phenyl group
resin composition
formula
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JP6013789A
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English (en)
Inventor
Shinya Morishita
信哉 森下
Takanori Yamazaki
孝則 山崎
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水トリーの発生を大幅に抑止する。 【構成】 ポリオレフィンまたはオレフィン系共重合
体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と次式 【化1】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5 ,R6 の合計炭
素数は8個以上で、R1及びR2 は水素、またはフェニ
ル基並びに置換フェニル基を除く炭化水素基の中から選
ばれた基を表し、R3 ,R4 ,R5 及びR6 は炭化水素
基を表す。)で表わされるアミノシランとからなる半導
電性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、架橋ポリエチレン絶縁
電力ケーブル等の内外半導電層の形成に有効で、かつ絶
縁体との界面に発生する水トリーの発生を大幅に抑止す
ることのできる半導電性樹脂組成物及び電線・ケーブル
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】架橋ポリエチレン絶縁電線・ケーブルの
半導電層と絶縁体との界面の平滑性,密着性は電線・ケ
ーブルの信頼性向上の点で重要であり、界面不整が存在
すると局部的に高電界が形成され、コロナ放電、あるい
は湿潤な環境下での使用時に発生する水トリーと呼ばれ
る電気化学的劣化のため、電気絶縁性能が著しく低下す
る。
【0003】このような問題に対して、従来より半導電
層の構造と材料の双方からの検討の結果、毛羽立ちの多
い半導電性布テープに代わる押出型半導電層が開発され
た。押出型半導電層の原料樹脂としては、一般にはエチ
レン−酢酸ビニル共重合体、またはエチレン−エチルア
クリレート共重合体が主に用いられている。
【0004】また、原料樹脂の細心にわたる品質管理や
製造ラインのクリーンルーム化、絶縁体と内外半導電層
の同時押出といった電線・ケーブル製造技術の改善が講
じられ、水トリーの発生は着実に抑止されつつある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
各方面にわたる努力が重ねられているにもかかわらず、
今日の技術では水トリーの発生を皆無にできる段階まで
には至っていない。このため、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。
【0006】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、電線・ケーブルの水トリーの発生を大幅に抑
止できる半導電性樹脂組成物及び電線・ケーブルを提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の半導電性樹脂組成物は、ポリオレフィンま
たはオレフィン系共重合体、あるいはこれらの混合物と
導電性付与剤と次式
【0008】
【化1】
【0009】(式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5
6 の合計炭素数は8個以上で、R1及びR2 は水素、
またはフェニル基並びに置換フェニル基を除く炭化水素
基の中から選ばれた基を表し、R3 ,R4 ,R5 及びR
6 は炭化水素基を表す。なお、R1 ,R2 ,R3
4 ,R5 ,R6 の構造中には一部酸素,窒素,硫黄,
珪素等の原子、またはこれらからなる原子団が入っても
支障はない。)で表わされるアミノシランとからなるも
のであり、また、ポリオレフィンまたはオレフィン系共
重合体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と次式
【0010】
【化2】
【0011】(式中、R0 ,R1′,R2′,R3′,R
4′,R5′,R6′の合計炭素数は10個以上で、R1′
2′,R5′及びR6′は水素、またはフェニル基並び
に置換フェニル基を除く炭化水素基の中から選ばれた基
を表し、R0 ,R3′及びR4′は炭化水素基を表す。n
は0,1,2,…である。なお、R0 ,R1′,R2′
3′,R4′,R5′,R6′の構造中には一部酸素,窒
素,硫黄,珪素等の原子、またはこれらからなる原子団
が入っても支障はない。)で表わされるアミノシロキサ
ンとからなるものであり、さらに、ポリオレフィンまた
はオレフィン系共重合体、あるいはこれらの混合物と導
電性付与剤と次式
【0012】
【化3】
【0013】(式中、R1″,R2″,R3″,R4″は水
素、またはフェニル基並びに置換フェニル基を除く炭化
水素基の中から選ばれた基を表す。nは1,2,…であ
る。)で表わされる合計炭素数4個以上のアミンとから
なるものである。
【0014】また、本発明の電線・ケーブルは、導体上
に直接または絶縁層上に、ポリオレフィンまたはオレフ
ィン系共重合体、あるいはこれらの混合物 100重量部に
対し、導電性付与剤を40重量部以上と前記化1の式で表
わされるアミノシランを 0.005〜1.0 重量部添加してな
る樹脂組成物を被覆し、これを架橋したものである。ま
た、導体上に直接または絶縁層上に、ポリオレフィンま
たはオレフィン系共重合体、あるいはこれらの混合物 1
00重量部に対し、導電性付与剤を40重量部以上と前記化
2の式で表わされるアミノシロキサンを 0.005〜1.0 重
量部添加してなる樹脂組成物を被覆し、これを架橋した
ものである。さらに、導体上に直接または絶縁層上に、
ポリオレフィンまたはオレフィン系共重合体、あるいは
これらの混合物 100重量部に対し、導電性付与剤を40重
量部以上と前記化3の式で表わされる合計炭素数4個以
上のアミンを 0.005〜1.0 重量部添加してなる樹脂組成
物を被覆し、これを架橋したものである。
【0015】
【作用】半導電性樹脂組成物にアミノシラン、アミノシ
ロキサン又は合計炭素数4個以上のアミンを含有させる
ことにより、アミノシラン、アミノシロキサン、アミン
の化合物中のアミノ基が水トリーの発生を抑止する効果
を有するので、水トリーの発生を十分抑止することが可
能となる。
【0016】本発明で用いる原料樹脂(ポリオレフィン
またはオレフィン系共重合体、あるいはこれらの混合
物)としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体,エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体等エチレンを過半に含
むポリオレフィン、あるいはこれらに低密度ポリエチレ
ン,中密度ポリエチレン,高密度ポリエチレン,エチレ
ン−プロピレン共重合体等のうち1種、または2種以上
を組み合わせたブレンド物などが挙げられる。
【0017】導電性付与剤としては、ファーネスブラッ
ク,アセチレンブラック等のカーボンブラックが適して
おり、原料樹脂 100重量部に対して40重量部以上添加し
なければ、必要とされる導電性が得られない。
【0018】前記化1の式で表わされるアミノシランの
具体例としては、 N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピ
ルトリメトキシシラン, N-(2-アミノエチル)-3-アミノ
プロピルメチルジメトキシシラン,3-アミノプロピルト
リエトキシシラン等が挙げられ、これらの化合物を必要
に応じて数種組み合わせて使用してもよい。
【0019】前記化2の式で表わされるアミノシロキサ
ンの具体例としては、1,3-ビス(3-アミノプロピル)-1,
1,3,3-テトラメチルジシロキサン,1,9-ビス(3-アミノ
プロピル)-1,1,9,9-デカメチルペンタシロキサン,1,17
- ビス(3-アミノプロピル)-1,1,17,17-オクタデカメチ
ルノナシロキサン等が挙げられ、これらの化合物を必要
に応じて数種組み合わせて使用してもよい。
【0020】ここで、R1 ,R2 ,R1′,R2′,R
5′,R6′にフェニル基並びに置換フェニル基を導入し
た化合物を除外したのは、これらの化合物はアミノ基の
効果が弱く、十分な水トリー発生抑止効果が得られない
からである。また、合計炭素数の下限を設定したのは、
これ未満ではポリオレフィンまたはオレフィン系共重合
体、あるいはこれらの混合物との相溶性が低く、表面に
析出してしまうからである。なお、総炭素数の上限は特
に限定しないが、50個程度までが望ましい。
【0021】前記化3の式で表わされる合計炭素数4個
以上のアミンの具体例としては、ジエチレントリアミ
ン,トリエチレンテトラミン,テトラエチレンペンタミ
ン,ペンタエチレンヘキサミン等が挙げられ、これらの
化合物を必要に応じて数種組み合わせて使用してもよ
い。
【0022】ここで、R1″,R2″,R3″,R4″にフ
ェニル基並びに置換フェニル基を導入した化合物を除外
したのは、これらの化合物はアミノ基の効果が弱く、十
分な水トリー発生抑止効果が得られないからである。ま
た、合計炭素数を4個以上としたのは、4個未満では沸
点が低くベースレジンとの混練の際に揮散してしまうか
らである。なお、総炭素数の上限は特に規定しないが、
30個程度までが望ましい。
【0023】アミノシラン、アミノシロキサン、アミン
の含有量は、原料樹脂 100重量部に対して0.005 重量〜
1.0 重量部とすることが好ましい。これらの添加量は0.
005重量部未満では、目的とする水トリー発生抑止効果
が不十分であり、1.0 重量部を越えると相溶性の上限か
らコンパウンディングしたペレットの表面に析出し(こ
の現象をブルームという)、ペレットの保存性や取扱性
を低下させてしまうからである。
【0024】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ものが
ある。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-(ターシャリーブチルパーオキシ−
イソプロピル)ベンゼン,2,5-ジメチル-2,5- ジ-(ター
シャリーブチルパーオキシ)-ヘキシン-3等が挙げられ
る。
【0025】尚、本発明では前記成分の他に必要に応じ
て、滑剤,着色剤,充填剤,架橋促進剤等を添加するこ
とは一向に差し支えない。
【0026】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0027】先ず、表1及び表2の実施例1〜12及び
比較例1〜11の各欄に示す配合成分に従って各種電線
・ケーブル用半導電性樹脂組成物を作製した。これら組
成物を、120 ℃に加熱した熱ロールによって混練し、シ
ート状としたものをペレタイザを用いてそれぞれペレッ
ト化した。
【0028】これを、低密度ポリエチレン(密度 0.920
g/cm3 ,メルトインデックス1.0g/10min)100重量部とジ
クミルパーオキサイド2.0 重量部と 4,4'-チオビス(6-
ターシャリーブチル-3- メチル)フェノール0.2 重量部
とを配合してなる絶縁層組成物と共に、外径3mmの導体
1上に半導電層の厚さが0.5mm 、絶縁体の厚さが2mmと
なるように同時押出法により押出被覆し、図1に示すよ
うに導体1上に内部半導電層2、絶縁層3および外部半
導電層4を形成した。続いて、これに加熱媒体として窒
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
行った後、これを加圧冷却して架橋ポリエチレン絶縁ケ
ーブルを得た。
【0029】次に、このようにして作製した各種ケーブ
ルについて以下に示す評価(水トリー発生数、ブルー
ム、体積抵抗率)を行い、その結果を表1及び表2の下
欄に示す。
【0030】水トリー発生数の評価については、上述の
ようにして作製した試料(ケーブル)を90℃の温水中に
浸漬し、導体と水との間に50Hz,3kVの交流電圧を500 日
間印加した後、内部半導電層と絶縁層との界面近傍を薄
くスライスしてメチレンブルー水溶液で煮沸染色し、光
学顕微鏡を用いて水トリー発生の有無とその個数を計数
した。
【0031】ブルームの有無については、ケーブルを作
製する前のペレットを80℃の恒温槽内に10日間に保持し
た後、その表面を観察し、目視によって評価した。
【0032】体積抵抗率については、作製したケーブル
を用いて測定し、常温で 5.0×103Ω・cm以下,90℃で
5.0×104 Ω・cm以下のものを○、これらの値を越える
ものを×とした。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】表1及び表2から明らかなように、本発明
に係る実施例1〜12の試料では、いずれも水トリーの
発生が十分抑止されていると共に、ブルームの発生も認
められなかった。
【0036】これに対し、アミノシラン、アミノシロキ
サン又はアミンを含まない比較例1、あるいはそれら物
質の添加量が規定量未満の比較例2,4,7,8は水ト
リーの発生数が多かった。また、それら物質の添加量が
規定量を越えた比較例3,5,8,10ではブルームが
見られた。さらに、導電性付与剤の添加量が規定量未満
の比較例6,11は体積抵抗率の評価で×となった。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、水
トリーの発生を十分抑止することができ、かつブルーム
の生じない半導電性樹脂組成物及び電線・ケーブルを実
現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導電性樹脂組成物を用いた電力ケー
ブルの一例を示す横断面図である。
【符号の説明】
1 導体 2 内部半導電層 3 絶縁層 4 外部半導電層

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリオレフィンまたはオレフィン系共重
    合体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と次式 【化1】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5 ,R6 の合計炭
    素数は8個以上で、R1及びR2 は水素、またはフェニ
    ル基並びに置換フェニル基を除く炭化水素基の中から選
    ばれた基を表し、R3 ,R4 ,R5 及びR6 は炭化水素
    基を表す。)で表わされるアミノシランとからなること
    を特徴とする半導電性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 導体上に直接または絶縁層上に、ポリオ
    レフィンまたはオレフィン系共重合体、あるいはこれら
    の混合物 100重量部に対し、導電性付与剤を40重量部以
    上と次式 【化1】 (式中、R1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5 ,R6 の合計炭
    素数は8個以上で、R1及びR2 は水素、またはフェニ
    ル基並びに置換フェニル基を除く炭化水素基の中から選
    ばれた基を表し、R3 ,R4 ,R5 及びR6 は炭化水素
    基を表す。)で表わされるアミノシランを 0.005〜1.0
    重量部添加してなる樹脂組成物を被覆し、これを架橋し
    たことを特徴とする電線・ケーブル。
  3. 【請求項3】 ポリオレフィンまたはオレフィン系共重
    合体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と次式 【化2】 (式中、R0 ,R1′,R2′,R3′,R4′,R5′
    6′の合計炭素数は10個以上で、R1′,R2′,R5′
    及びR6′は水素、またはフェニル基並びに置換フェニ
    ル基を除く炭化水素基の中から選ばれた基を表し、
    0 ,R3′及びR4′は炭化水素基を表す。nは0,
    1,2,…である。)で表わされるアミノシロキサンと
    からなることを特徴とする半導電性樹脂組成物。
  4. 【請求項4】 導体上に直接または絶縁層上に、ポリオ
    レフィンまたはオレフィン系共重合体、あるいはこれら
    の混合物 100重量部に対し、導電性付与剤を40重量部以
    上と次式 【化2】 (式中、R0 ,R1′,R2′,R3′,R4′,R5′
    6′の合計炭素数は10個以上で、R1′,R2′,R5′
    及びR6′は水素、またはフェニル基並びに置換フェニ
    ル基を除く炭化水素基の中から選ばれた基を表し、
    0 ,R3′及びR4′は炭化水素基を表す。nは0,
    1,2,…である。)で表わされるアミノシロキサンを
    0.005〜1.0 重量部添加してなる樹脂組成物を被覆し、
    これを架橋したことを特徴とする電線・ケーブル。
  5. 【請求項5】 ポリオレフィンまたはオレフィン系共重
    合体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と次式 【化3】 (式中、R1″,R2″,R3″,R4″は水素、またはフ
    ェニル基並びに置換フェニル基を除く炭化水素基の中か
    ら選ばれた基を表す。nは1,2,…である。)で表わ
    される合計炭素数4個以上のアミンとからなることを特
    徴とする半導電性樹脂組成物。
  6. 【請求項6】 導体上に直接または絶縁層上に、ポリオ
    レフィンまたはオレフィン系共重合体、あるいはこれら
    の混合物 100重量部に対し、導電性付与剤を40重量部以
    上と次式 【化3】 (式中、R1″,R2″,R3″,R4″は水素、またはフ
    ェニル基並びに置換フェニル基を除く炭化水素基の中か
    ら選ばれた基を表す。nは1,2,…である。)で表わ
    される合計炭素数4個以上のアミンを 0.005〜1.0 重量
    部添加してなる樹脂組成物を被覆し、これを架橋したこ
    とを特徴とする電線・ケーブル。
JP6013789A 1994-02-07 1994-02-07 半導電性樹脂組成物及び電線・ケーブル Pending JPH07216147A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009526352A (ja) * 2006-02-06 2009-07-16 ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド 半導体組成物

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