JPH0821269B2 - ウォーターツリーの生成及び成長に対する高い抵抗性及び高い耐老化性を有するケーブル絶縁材 - Google Patents
ウォーターツリーの生成及び成長に対する高い抵抗性及び高い耐老化性を有するケーブル絶縁材Info
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Description
〜20重量%のエチレン三元重合物(II)及び慣用量の慣
用の添加物から成り、ウオーターツリーの生成及び生長
に対する高い抵抗性及び高い耐老化性を有するケーブル
絶縁材に関する。
物から成る絶縁材は、高い電界強度と湿気が同時に作用
すると、いわゆるウオーターツリーの形成を招くおそれ
があり、これは適当な添加物によつて回避されねばなら
ない。
ため、ウオーターツリーの生成を遅らせるための組成及
び添加物に関し、種々の試みがなされた。すなわち西独
特許2948492号によれば、ケーブル絶縁用のポリオレフ
イン材料を、顆粒したのちに押出しの直前に、ウオータ
ーツリーの原因となる少量の水溶性で吸湿性の塩を除去
するため、水で洗浄することが知られている(西独特許
2911756号も参照)。この既知方法の欠点は比較的に操
作費用が高いことである。なぜならば洗浄工程の後で顆
粒を熱風を用いて乾燥せねばならないからである。
るウオーターツリー防止剤(重合体物質から導かれる)
を添加することも報告されている。すなわちこの目的の
ため文献では次のものを推奨している。オルガノポリシ
ロキサン(米国特許4492647号、4536530号及び欧州特許
109797号)、ポリエチレングリコール(欧州特許57604
号)、エポキシ樹脂(C.A.96:182235)、エチレン−1
−ブテン−又は−1−ヘキセン共重合体(C.A.101:1938
25)、ポリプロピレン(C.A.102:8329)、ポリ−1−ブ
テン(C.A.98:5097)、エチレン−酢酸ビニル共重合体
(米国特許4092488号)、ポリスチロール及びトリアリ
ルイソシアヌレート(東独特許160808号)、スチレンを
グラフトしたエチレン−酢酸ビニル−又はエチレン−ア
ルキルアクリレート共重合体(C.A.103:7802)、ポリビ
ニルアルコール(C.A.95:204983)、クロルスルホン化
ポリエチレン(C.A.95:204981)、ポリアミド(C.A.96:
21007)、エチレン−エチルアクリレート共重合体(C.
A.99:177160)又はスチロール共重合体例えばスチロー
ル−ブタジエン−又はスチロール−イソプレンゴム(C.
A.92:7572及びアニユアル・コンベンシヨン・オブ・ザ
・ワイヤー・アソシエーシヨン・イン・バルチモア・米
国、リプリント・オブ・ペーパー、1984年11月、ETR N
o.3A-1995)。
公知ポリオレフインケーブル材料では、ウオーターツリ
ー生長への効果及び影響がさまざまで、ほとんどの場合
に定量的報告が欠如している。また多くの場合にこの添
加物はポリオレフインケーブル材料の均質化に逆の影響
を与え、そして絶縁材料の耐老化性のためにも不利に作
用する。
合体を基礎とする電圧負荷に対し安定化された絶縁材料
を使用することも知られており、その場合ポリオレフイ
ンは、エチレン−アルキルアクリレート共重合体又はエ
チレン−アクリル酸共重合体であつてもよい(米国特許
4092488号)。このエチレン重合物からの混合物は、ウ
オーターツリーの生成及び生長に対する抵抗性が不満足
であるか、あるいはエステル基又は酸基の量を多くせね
ばならないので、材料の誘電損失が著しく高いことが欠
点である。
対する高い抵抗性を有すると共に、少ない誘電損失及び
高い耐老化性を有し、前記の欠点のないエチレン重合物
を基礎とするケーブル絶縁材を開発することであつた。
(II)が、DIN53735により190℃及び2.16kpの負荷で測
定した100g/10分以下の溶融指数を有し、そして組成が a)重合含有されるエチレン100モル部、 b)重合含有されるC3〜C6−アルケンカルボン酸のC1〜
C8−アルキルエステル1〜5.5モル部及び c)重合含有されるC3〜C6−アルケンカルボン酸1〜3.
2モル部 であることを特徴とする、エチレン重合物(I)及びエ
チレン重合物(I)に対し0.5〜20重量%のエチレン三
元重合物(II)及び慣用量の慣用の添加物から成る、ウ
オーターツリーの生成及び生長に対する高い抵抗性と高
い耐老化性を有するケーブル絶縁材である。
る絶縁材は公知である。この絶縁材は、ケーブル工業に
おける特殊な用途に適合させるため、種々の物理的、機
械的及び電気的性質を有することが重要である。本発明
は特に、技術的に水溶性塩の夾雑を避けられないエチレ
ン重合物材料を、水又は湿気の存在下に電圧負荷におい
て使用する場合に、未処理の材料に比して絶縁の保持期
間が高められるように、ウオーターツリーの生成に対す
る抵抗性を改善することを目的とする。許容される導体
温度は90℃であるので、同時に良好な耐老化性すなわち
熱酸化及び機械的性質の悪化に対する長期安定性も保証
される必要がある。
の単独重合体及び共重合体を意味し、エチレン三元重合
物(II)とは異なる。このエチレン重合物は公知である
から、詳しい説明は省略する。好適なエチレン重合物
は、低密度(DIN53479による0.934g/cm3以下)のポリエ
チレン、3〜8個の炭素原子を有しその量が5〜15重量
%であるα−オレフインとのエチレン共重合体、好まし
くは酢酸ビニルを0.5〜8重量%重合含有するエチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル
共重合体特にエチレン−アクリル酸エチル、n−ブチ
ル、三級ブチル又はエチルヘキシル共重合体及び類似の
IIと異なるエチレン共重合体である。
38-70により190℃及び2.16kgの負荷で測定した0.2〜10g
/10分の溶融指数及びDIN53479により測定した0.890〜0.
934g/cm3の密度を有する。純粋なエチレン単独重合物又
はエチレン共重合物の代わりに、種々のエチレン重合物
の混合物も適する。このエチレン重合物の性質及び製法
は、例えばウルマンス・エンチクロペデイ・デル・テヒ
ニツシエン・ヘミー4版19巻1980年169〜195頁、クンス
トシユトツフエ67巻1977年118〜121頁、米国特許311795
3号及び同4217431号等の文献に記載されている。エチレ
ン重合物は架橋されたものでも非架橋のものでもよい
が、過酸化物又はエネルギーに富む照射線により50〜90
%まで架橋されたものが好ましい。
〜10重量%特に4〜8重量%の(I)と異なるエチレン
三元重合物(II)を含有し、この場合重量%はエチレン
重合物(I)の重量に対するものである。エチレン三元
重合物(II)はエチレン重合物(I)と常法により普通
の混合機を用いて混合される。
混合物は、そのほか慣用の添加物を慣用量で含有する。
慣用の添加物とは、特に抗酸化剤、防炎剤、架橋助剤例
えばトリアリルシアヌレート及び架橋剤例えば有機過酸
化物を意味し、これは混合物に対し0.5〜3.0重量%の量
で用いられる。
N53735により190℃及び2.16kpの負荷で測定した溶融指
数が100g/分以下のエチレン三元重合体で、その組成は
(a)重合含有されるエチレン100モル部、(b)重合
含有されるC3〜C6−アルケンカルボン酸のC1〜C8−アル
キルエステル1〜3.5モル部及び(c)重合含有されるC
3〜C6−アルケンカルボン酸1〜3.2モル部である。その
好ましい例はエチレン−アクリル酸ブチルエステル−ア
クリル酸三元共重合体である。この種のエチレン三元共
重合体は公知であつて、例えば欧州特許A1-106999号、A
1-157106号又はA1-157107号各明細書に記載されてい
る。
より190℃及び2.16kpで測定した溶融指数が1〜30特に
2〜20g/10分で、DIN53479により測定した密度が0.92〜
0.95g/cm3のものである。特に好ましいエチレン三元共
重合体(II)は、エチレン95〜98モル%、アクリル酸ブ
チルエステル1.5〜2.5モル%及びアクリル酸1.3〜2.3モ
ル%を含有する(モル%の合計は100)。
ル酸ブチルエステルは、好ましくはn−ブチル−又は三
級ブチルエステルである。エチレン三元共重合体(II)
の製造は、慣用の普通の高圧重合法により行われる(ウ
ルマンス・エンチクロペデイ・デル・テヒニツシエン・
ヘミー4版19巻1980年169〜175頁、ならびに米国特許35
0861号、3201374号及び3350372号参照)。
ーの生成及び生長を防止すると共に、低い誘電損失及び
高い耐老化性を有するエチレン重合物を基礎とするケー
ブル絶縁材料が得られることにある。
エチレンを、熱安定剤としての4,4′−チオビス−(6
−三級ブチル−3−メチルフエノール)0.3重量%及び
架橋剤としてのジクミルパーオキシド1.8重量%を用い
て加工する。この生成物から130℃で厚さ1mmのプレス板
を製造する。その際ポリエチレンは架橋されない。
ン中に食塩を小結晶(縁の長さ10μm)の形で層状に加
入する。これは食塩を非架橋板の上に散布し、その上に
同じ第二の板を載せ、そしてこのサンドイツチ物を200
℃で10分かけて1mmの厚さに圧搾する。その際ポリエチ
レンは架橋される。
する。次いでこれに100%の空気湿度で2.5KV/mmの電場
強さを負荷する。電気的負荷ののうちに、顕微鏡により
試料中に生成したウオーターツリーの数、長さ及び構造
を検査する。ウオーターツリーの数の検査は、負荷の行
われた電場の方向と並行の照射において行われる。
係し、重量%量として表中に示される。ウオーターツリ
ーの長さは、約0.5mmの厚さに切断された試料によつて
測定され、その際検視方向は電場のそれと垂直である。
℃及び80℃及び60Hzの周波数で測定された。試験結果を
下記表に示す。
(nBA)19重量%を含有するエチレン−n−ブチルアク
リレート共重合体と、混合物がnBAを2重量%含有する
ように混合し、得られた混合物を熱安定剤及び架橋剤を
用いて例1と同様に処理する。例1と同様に試験した結
果を表に示す。
を含有するエチレン−アクリル酸共重合体と、混合物が
アクリル酸2重量%を含有するように混合する。この混
合物を熱安定剤及び架橋剤を用いて例1と同様に処理す
る。例1と同様に試験した結果を表に示す。
ブチルアクリレート8重量%及びアクリル酸(AA)4重
量%から成る三元共重合体と、混合物がnBA1.3重量%及
びAA0.7重量%を含有するように混合する。この混合物
に例1〜3と同様に熱安定剤及び架橋剤を添加する。例
1と同様に試験した結果を表に示す。
−ブチルアクリレート19重量%から成る共重合体と、混
合物がnBAを10重量%含有するように混合する。この混
合物に例1〜4と同様に熱安定剤及び架橋剤を添加す
る。例1と同様に試験した結果を表に示す。
する絶縁材料(例4)は、ウオーターツリーの形成防止
の点で明らかに相乗効果を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】エチレン重合物及びエチレン三元重合物を
含有する、ウオーターツリーの生成及び成長に対する高
い抵抗性及び高い耐老化性を有するケーブル絶縁材にお
いて、 (I)エチレン三元重合物は、エチレン重合物に対して
0.5〜20重量%の割合で使用されており、 (II)エチレン三元重合物は、DIN53735により、190℃
及び2.16kpの負荷で測定した100g/10分以下のメルトイ
ンデックスを有し、その組成が a)共重合含有されるエチレン100モル部 b)共重合含有されるC3〜C5−アルケンカルボン酸のC1
〜C8−アルキルエステル1〜5.5モル部及び c)共重合含有されるC3〜C6−アルケンカルボン酸1〜
3.2モル部 よりなることを特徴とする、ウオーターツリーの生成及
び成長に対する高い抵抗性及び高い耐老化性を有するケ
ーブル絶縁材。 - 【請求項2】エチレン三元重合物がエチレン−アクリル
酸ブチルエステル−アクリル酸−三元重合物であること
を特徴とする、特許請求の範囲第1項に記載のケーブル
絶縁材。 - 【請求項3】エチレン三元重合物が、1.0〜30g/10分の
メルトインデックス及びDIN53479により測定した密度0.
92〜0.95g/cm3を有することを特徴とする、特許請求の
範囲第1項に記載のケーブル絶縁材。 - 【請求項4】抗酸化剤、防炎剤、架橋助剤及び架橋剤か
ら選択された慣用の添加物を含有することを特徴とす
る、特許請求の範囲第1項に記載のケーブル絶縁材。
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