JPH07288037A - 電気絶縁樹脂組成物及び電線・ケーブル - Google Patents
電気絶縁樹脂組成物及び電線・ケーブルInfo
- Publication number
- JPH07288037A JPH07288037A JP6077267A JP7726794A JPH07288037A JP H07288037 A JPH07288037 A JP H07288037A JP 6077267 A JP6077267 A JP 6077267A JP 7726794 A JP7726794 A JP 7726794A JP H07288037 A JPH07288037 A JP H07288037A
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- JP
- Japan
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- polyethylene
- water
- electrical insulation
- resin composition
- insulation resin
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- Pending
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- Insulated Conductors (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は絶縁体中にボイド、異物並び
に絶縁体と半導電層との界面における不整といった水ト
リーの原因となる欠陥が不可避的に存在していても、水
トリーの発生を大幅に抑止できる新規な電気絶縁組成物
及び電線・ケーブルを提供することにある。 【構成】 本発明はポリエチレンまたはエチレン系共重
合体あるいはこれらの混合物からなるベースレジン９５
〜７５重量部に対し、ポリエチレン片末端に無水マレイ
ン酸を３〜１５％含有するオリゴマを５〜３０重量部混
合してなることを特徴としている。
に絶縁体と半導電層との界面における不整といった水ト
リーの原因となる欠陥が不可避的に存在していても、水
トリーの発生を大幅に抑止できる新規な電気絶縁組成物
及び電線・ケーブルを提供することにある。 【構成】 本発明はポリエチレンまたはエチレン系共重
合体あるいはこれらの混合物からなるベースレジン９５
〜７５重量部に対し、ポリエチレン片末端に無水マレイ
ン酸を３〜１５％含有するオリゴマを５〜３０重量部混
合してなることを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は絶縁電力・ケーブルなど
の絶縁体内に発生する水トリー、特にボウタイトリーの
発生を大巾に抑止することができる電気絶縁樹脂組成物
及びこれを被覆した電線・ケーブルに関するものであ
る。
の絶縁体内に発生する水トリー、特にボウタイトリーの
発生を大巾に抑止することができる電気絶縁樹脂組成物
及びこれを被覆した電線・ケーブルに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に電線・ケーブル用の電気絶縁体と
しては、ポリオレフィン、特にポリエチレンを架橋した
いわゆる架橋ポリエチレンが広く使用されている。この
架橋ポリエチレンを被覆した絶縁電線・ケーブルは優れ
た電気絶縁性及び耐熱性を備えている半面、湿潤環境下
もしくは浸水雰囲気で使用すると、絶縁体に水トリーと
呼ばれる電気化学的劣化が発生し、電気絶縁性能が著し
く低下するという欠点を有している。
しては、ポリオレフィン、特にポリエチレンを架橋した
いわゆる架橋ポリエチレンが広く使用されている。この
架橋ポリエチレンを被覆した絶縁電線・ケーブルは優れ
た電気絶縁性及び耐熱性を備えている半面、湿潤環境下
もしくは浸水雰囲気で使用すると、絶縁体に水トリーと
呼ばれる電気化学的劣化が発生し、電気絶縁性能が著し
く低下するという欠点を有している。
【０００３】例えば、高圧用絶縁ケーブルの一般的構成
は図１に示すように導体１の上に内部半導電層を介して
絶縁層３が設けられ、さらにこの絶縁層３の外周に外部
半導電層４が設けられた構成をしており、この絶縁層３
の内部にボウタイ状水トリーが発生したり、内部半導電
層２または外部半導電層４に界面水トリーが発生する
と、最悪の場合には絶縁層３を貫通して絶縁破壊に至る
ことすらある。
は図１に示すように導体１の上に内部半導電層を介して
絶縁層３が設けられ、さらにこの絶縁層３の外周に外部
半導電層４が設けられた構成をしており、この絶縁層３
の内部にボウタイ状水トリーが発生したり、内部半導電
層２または外部半導電層４に界面水トリーが発生する
と、最悪の場合には絶縁層３を貫通して絶縁破壊に至る
ことすらある。
【０００４】この水トリーは絶縁体中のボイド、異物、
並びに絶縁体と半導電層界面の不整などの局所的高電界
部に水が凝集し、水との親和性が低い非極性の架橋ポリ
エチレンが、この凝集した水の圧力上昇によってその周
辺に発生する力学的ヒズミによって発生する。そこで、
この水トリーを防止するために、発生の原因となるボイ
ド、異物並びに突起物等を減少すべくレジンの細心にわ
たる品質管理や製造ラインのクリーンルーム化等の電線
・ケーブルの製造技術の改善あるいは絶縁層中への極性
基の導入による親水性の向上等の手段が講じられてい
る。
並びに絶縁体と半導電層界面の不整などの局所的高電界
部に水が凝集し、水との親和性が低い非極性の架橋ポリ
エチレンが、この凝集した水の圧力上昇によってその周
辺に発生する力学的ヒズミによって発生する。そこで、
この水トリーを防止するために、発生の原因となるボイ
ド、異物並びに突起物等を減少すべくレジンの細心にわ
たる品質管理や製造ラインのクリーンルーム化等の電線
・ケーブルの製造技術の改善あるいは絶縁層中への極性
基の導入による親水性の向上等の手段が講じられてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各方面
にわたる努力が重ねられているのに拘らず、上述したよ
うな技術のみではこの水トリーの発生原因となる欠陥を
完全に除去できるまでには至っていないのが現状であ
る。
にわたる努力が重ねられているのに拘らず、上述したよ
うな技術のみではこの水トリーの発生原因となる欠陥を
完全に除去できるまでには至っていないのが現状であ
る。
【０００６】本発明は上記の課題を有効に解決するため
に案出されたものであり、その目的は絶縁体中にボイ
ド、異物並びに絶縁層と半導電層との界面における不整
といった水トリーの原因となる欠陥が不可避的に存在し
ていても、水トリーの発生を大幅に抑止できる新規な電
気絶縁組成物及び電線・ケーブルを提供するものであ
る。
に案出されたものであり、その目的は絶縁体中にボイ
ド、異物並びに絶縁層と半導電層との界面における不整
といった水トリーの原因となる欠陥が不可避的に存在し
ていても、水トリーの発生を大幅に抑止できる新規な電
気絶縁組成物及び電線・ケーブルを提供するものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、ポリエチレンまたはエチレン系共重合体あ
るいはこれらの混合物からなるベースレジン９５〜７５
重量部に対し、ポリエチレン片末端に無水マレイン酸を
３〜１５％含有するオリゴマを５〜３０重量部混合して
なる電気絶縁樹脂組成物であり、また、これら電気絶縁
樹脂組成物を導体上に被覆し、架橋処理してなる電線・
ケーブルである。
に本発明は、ポリエチレンまたはエチレン系共重合体あ
るいはこれらの混合物からなるベースレジン９５〜７５
重量部に対し、ポリエチレン片末端に無水マレイン酸を
３〜１５％含有するオリゴマを５〜３０重量部混合して
なる電気絶縁樹脂組成物であり、また、これら電気絶縁
樹脂組成物を導体上に被覆し、架橋処理してなる電線・
ケーブルである。
【０００８】本発明に用いることができるベースレジン
としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン及
びエチレン−プロピレン共重合体の他に、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
合体等のエチレンを過半に含むポリオレフィンが該当
し、これらはそれぞれ単独あるいは２種以上を組み合わ
せて用いても良い。
としては、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン及
びエチレン−プロピレン共重合体の他に、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
合体等のエチレンを過半に含むポリオレフィンが該当
し、これらはそれぞれ単独あるいは２種以上を組み合わ
せて用いても良い。
【０００９】そして、これらのベースレジンにポリエチ
レン片末端に無水マレイン酸を含有するオリゴマを混合
してなる電気絶縁樹脂組成物は、導体外周に直接あるい
は半導電層を介して被覆され、架橋あるいは非架橋の電
気絶縁層を形成することになる。
レン片末端に無水マレイン酸を含有するオリゴマを混合
してなる電気絶縁樹脂組成物は、導体外周に直接あるい
は半導電層を介して被覆され、架橋あるいは非架橋の電
気絶縁層を形成することになる。
【００１０】この電気絶縁樹脂組成物を架橋するための
架橋剤としては、通常使用されてい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
シーイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，
５−（ｔーブチルパーオキシ）−ヘキシン３等が挙げら
れる。そして、架橋法としては、有機過酸化物による化
学架橋の他に、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、水分と接触させてシラノ
ール縮合触媒によりシランを縮合させて架橋させる、い
わゆるシラン水架橋、あるいは電離性放射線によるもの
がある。
架橋剤としては、通常使用されてい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
シーイソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，
５−（ｔーブチルパーオキシ）−ヘキシン３等が挙げら
れる。そして、架橋法としては、有機過酸化物による化
学架橋の他に、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、水分と接触させてシラノ
ール縮合触媒によりシランを縮合させて架橋させる、い
わゆるシラン水架橋、あるいは電離性放射線によるもの
がある。
【００１１】また、本発明においてベースレジンに対す
るオリゴマの配合量を５〜３０重量部としたのは、５重
量部未満では十分なボウタイトリー特性を示さず、反対
に３０重量部を越えると誘電正接が悪化するためであ
る。また、このオリゴマ中の無水マレイン酸量を３〜１
５％としたのは、この範囲以外では、十分なボウタイト
リー特性が得られなかったためである。
るオリゴマの配合量を５〜３０重量部としたのは、５重
量部未満では十分なボウタイトリー特性を示さず、反対
に３０重量部を越えると誘電正接が悪化するためであ
る。また、このオリゴマ中の無水マレイン酸量を３〜１
５％としたのは、この範囲以外では、十分なボウタイト
リー特性が得られなかったためである。
【００１２】その他、この組成物に必要によって、潤
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。
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。
【００１３】
【作用】本発明は上述したように、ポリエチレンまたは
エチレン系共重合体あるいはこれらの混合物からなるベ
ースレジンに対し、ポリエチレン片末端に無水マレイン
酸を含有するオリゴマを混合してなる電気絶縁組成物を
導体上に被覆し架橋処理してなるものであるため、十分
なボウタイトリー特性を発揮する。従って、絶縁層中に
ボイド、異物、突起等の欠陥が生じていても水トリーの
発生は大巾に抑止される。
エチレン系共重合体あるいはこれらの混合物からなるベ
ースレジンに対し、ポリエチレン片末端に無水マレイン
酸を含有するオリゴマを混合してなる電気絶縁組成物を
導体上に被覆し架橋処理してなるものであるため、十分
なボウタイトリー特性を発揮する。従って、絶縁層中に
ボイド、異物、突起等の欠陥が生じていても水トリーの
発生は大巾に抑止される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を詳述する。
【００１５】先ず、表１に示す配合成分からなる各組成
物をそれぞれ１２０℃に加熱した熱ロールによって混練
し、シート状にしたものをペレタイザを用いてペレット
化した後、これらを図１に示すように外径３ｍｍの導体
１上に、厚さが０．５ｍｍの内部半導電層２及び外部半
導電層４と共に、厚さが２ｍｍの絶縁層３となるように
同時押出法により押出し被覆し、その後、直ちに加熱媒
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、加圧冷却して９種類の試料電線
を作製し、これら各試料電線についてそれぞれボウタイ
トリー発生数及び誘電正接の評価試験を行い、その結果
を表１の下欄に示す。
物をそれぞれ１２０℃に加熱した熱ロールによって混練
し、シート状にしたものをペレタイザを用いてペレット
化した後、これらを図１に示すように外径３ｍｍの導体
１上に、厚さが０．５ｍｍの内部半導電層２及び外部半
導電層４と共に、厚さが２ｍｍの絶縁層３となるように
同時押出法により押出し被覆し、その後、直ちに加熱媒
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、加圧冷却して９種類の試料電線
を作製し、これら各試料電線についてそれぞれボウタイ
トリー発生数及び誘電正接の評価試験を行い、その結果
を表１の下欄に示す。
【００１６】尚、このボウタイトリー発生数の評価につ
いては、各試料電線を９０℃の温水中に浸漬し、導体１
と水との間にＡＣ３ｋＶの交流電圧を５００日間印加し
た後、これ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０．２ｍｍ以上のボウ
タイトリーの発生の有無とその個数を計数した。一方、
誘電正接の評価としては、上記課電終了後、常温で３．
８ｋＶ，５０Ｈｚの交流電圧を印加し、０．１％未満の
ものを良とし、それ以上のものを悪とした。
いては、各試料電線を９０℃の温水中に浸漬し、導体１
と水との間にＡＣ３ｋＶの交流電圧を５００日間印加し
た後、これ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０．２ｍｍ以上のボウ
タイトリーの発生の有無とその個数を計数した。一方、
誘電正接の評価としては、上記課電終了後、常温で３．
８ｋＶ，５０Ｈｚの交流電圧を印加し、０．１％未満の
ものを良とし、それ以上のものを悪とした。
【００１７】
【表１】
【００１８】この結果、表１からも明らかなように、本
発明に規定する配合成分からなる実施例１〜５は、いず
れもボウタイトリーの発生が十分抑止されていると共に
誘電正接も良好であった。
発明に規定する配合成分からなる実施例１〜５は、いず
れもボウタイトリーの発生が十分抑止されていると共に
誘電正接も良好であった。
【００１９】これに対し、上記無水マレイン酸含有オリ
ゴマの配合量が本発明の規定範囲を越える比較例１およ
び比較例４ではいずれも誘電正接が悪く、また、無水マ
レイン酸含有オリゴマ中の無水マレイン酸の含有量が本
発明の規定値以下である比較例２及び無水マレイン酸を
全く含まない比較例３ではいずれも多数のボウタイトリ
ーの発生がみられた。
ゴマの配合量が本発明の規定範囲を越える比較例１およ
び比較例４ではいずれも誘電正接が悪く、また、無水マ
レイン酸含有オリゴマ中の無水マレイン酸の含有量が本
発明の規定値以下である比較例２及び無水マレイン酸を
全く含まない比較例３ではいずれも多数のボウタイトリ
ーの発生がみられた。
【００２０】このように本発明はポリエチレン等からな
るベースレジン中に、ポリエチレン片末端に無水マレイ
ン酸を含有するオリゴマを所定量、添加することによ
り、ボウタイトリーの発生数が大巾に減少するため、絶
縁層中に水トリーの発生原因となるボイド、異物、突起
等の欠陥が生じていても水トリーの発生は大巾に抑止さ
れる。
るベースレジン中に、ポリエチレン片末端に無水マレイ
ン酸を含有するオリゴマを所定量、添加することによ
り、ボウタイトリーの発生数が大巾に減少するため、絶
縁層中に水トリーの発生原因となるボイド、異物、突起
等の欠陥が生じていても水トリーの発生は大巾に抑止さ
れる。
【００２１】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
などで遮水したケーブルにもボウタイトリーが見出ださ
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であると考えられる。このよう
なボウタイトリーに対しても、本発明にかかる絶縁層が
有効な水トリー抑止効果を発揮することはいうまでもな
い。
は極めて大きく、気中で課電したケーブルや金属シース
などで遮水したケーブルにもボウタイトリーが見出ださ
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であると考えられる。このよう
なボウタイトリーに対しても、本発明にかかる絶縁層が
有効な水トリー抑止効果を発揮することはいうまでもな
い。
【００２２】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、絶縁層中
に水トリーの発生原因となるボイド、異物、突起等の欠
陥が生じていても水トリーの発生は大巾に抑止されるた
め、湿潤環境下での耐久性が向上し、信頼性の高い電線
・ケーブルが得られる等といった優れた効果を発揮する
ことができる。
に水トリーの発生原因となるボイド、異物、突起等の欠
陥が生じていても水トリーの発生は大巾に抑止されるた
め、湿潤環境下での耐久性が向上し、信頼性の高い電線
・ケーブルが得られる等といった優れた効果を発揮する
ことができる。
【図１】本発明の一実施例を示す拡大横断面図である。
１ 導体 ２ 内部半導電層 ３ 絶縁層 ４ 外部半導電層
Claims (2)
- 【請求項１】 ポリエチレンまたはエチレン系共重合体
あるいはこれらの混合物からなるベースレジン９５〜７
５重量部に対し、ポリエチレン片末端に無水マレイン酸
を３〜１５％含有するオリゴマを５〜３０重量部混合し
てなることを特徴とする電気絶縁樹脂組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載の電気絶縁樹脂組成物を導
体上に被覆し、架橋処理してなることを特徴とする電線
・ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6077267A JPH07288037A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 電気絶縁樹脂組成物及び電線・ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6077267A JPH07288037A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 電気絶縁樹脂組成物及び電線・ケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07288037A true JPH07288037A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13629077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6077267A Pending JPH07288037A (ja) | 1994-04-15 | 1994-04-15 | 電気絶縁樹脂組成物及び電線・ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07288037A (ja) |
-
1994
- 1994-04-15 JP JP6077267A patent/JPH07288037A/ja active Pending
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