JPH09245548A - 油浸絶縁用プラスチックラミネート紙 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＯＦケーブルなどの油浸絶縁体を構成するプ
ラスチックラミネート紙として、高粘度の絶縁油が速や
かに含浸でき、しかも誘電特性、絶縁破壊特性に優れ、
プラスチックフィルムとクラフト紙との接着性も良好な
ものを得る。 【解決手段】 ポリプロピレンフィルムなどのプラスチ
ックフィルム１の両面にクラフト紙２，２を貼り合わせ
る。クラフト紙２は気密度の異なる層からなる多重紙で
あって、低気密度の層２ｂがプラスチックフィルム１に
向けてラミネートされており、クラフト紙２の表面には
微細な凹凸が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、オイルフィルド
ケーブル（ＯＦケーブル）のケーブルコアなどの高粘度
の絶縁油を含浸した油浸絶縁体を構成するプラスチック
ラミネート紙に関する。

【０００２】

【従来の技術】海底超高圧電力ケーブルなどの用途に使
用されるＯＦケーブルのケーブルコアには、導体上にク
ラフト紙を多層に巻回し、この巻回物にポリブテンなど
の高粘度の絶縁油を含浸してなる油浸絶縁体が用いられ
ている。これは、その布設状況から絶縁油を常時加圧す
るためのオイルプラントを設置することができないた
め、常時加圧を必要とする低粘度絶縁油を含浸すること
ができないことによるものであり、布設時に含浸してお
けばその後の加圧が不要となる高粘度の絶縁油が使用さ
れるのである。図２は、このような油浸絶縁体の一例を
模式的に示すものであって、図中符号１１は導体であ
る。この導体１１上には、テープ状のクラフト紙１２…
が多層にわたって巻回され、この巻回物に高粘度の絶縁
油が含浸されて、油浸絶縁体１３となっている。

【０００３】この油浸絶縁体１３にあっては、クラフト
紙１２は各層のクラフト紙１２…の間にわずかの隙間１
４…をあける突き合わせ巻きにより巻回されており、こ
の隙間１４…が油通路（オイルギャップ）となって、絶
縁油が含浸してゆき、最終的にはクラフト紙１２自体の
空隙、クラフト紙１２間の空隙等に絶縁油が完全に含
浸、浸透して油浸絶縁体１３として機能する。

【０００４】ところで、この油浸絶縁体１３に含浸され
る絶縁油としては、上述のようにポリブテンや重質鉱油
あるいは低粘度鉱油にワックス、レジンを溶解した動粘
度が３０℃で５００センチストークス以上、１００℃で
２０センチストークス以上の高粘度のものであり、絶縁
油の通路は上記油通路１４…のみであるので、絶縁油の
十分な含浸に長期間を要したり、含浸が困難となったり
する不都合があった。このため、絶縁油を例えば１５０
℃程度に加熱し、粘度を低下させて含浸することも考え
られるが、作業性や含浸後の冷却時間の点から実用上問
題がある。また、そのような高温にするとクラフト紙１
２が劣化する不都合もある。

【０００５】また、クラフト紙では、得られる油浸絶縁
体の誘電特性、絶縁破壊特性がやや劣ることから、これ
に代わるものとして、クラフト紙にポリプロピレンフィ
ルムなどのプラスチックフィルムを溶融押出ラミネート
法によりラミネートしたプラスチックラミネート紙が開
発され、使用されている。しかしながら、このプラスチ
ックラミネート紙にあっては、クラフト紙とプラスチッ
クフィルムとの接着強度が低く、油浸絶縁体の熱による
伸縮などによって両者が剥離するなどの欠点がある。ま
た、プラスチックラミネート紙ではクラフト紙に比べて
絶縁油の含浸が容易でない特性がある。その理由は、絶
縁油の含浸通路が、クラフト紙の場合には紙と紙との積
層間隙流および紙自体の貫通流の２つであるのに対しプ
ラスチックラミネート紙では積層間隙流のみであるため
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明におけ
る課題は、高粘度の絶縁油の含浸が速やかに容易に行
え、誘電特性、絶縁破壊特性を高めることのできる油浸
絶縁用のプラスチックラミネート紙、さらにはクラフト
紙とプラスチックフィルムとの接着強度も良好な油浸絶
縁用プラスチックラミネート紙を得ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、クラフト
紙としてその表面にエンボス処理を施して凹凸が形成さ
れ、かつ気密度の異なる層からなる多重紙を用い、その
低気密度の層がプラスチックフィルムに向くようにラミ
ネートすることにより、クラフト紙とプラスチックフィ
ルムとの接着強度が良好となり、クラフト紙の凹凸部分
が絶縁油の含浸通路となって高粘度絶縁油の含浸性が向
上する。プラスチックフィルムとして、ポリプロピレン
ホモポリマーからなるものを用いれば、一層誘電特性、
絶縁破壊特性が向上する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の油浸絶縁用プラスチックラミネート紙
の一例を示すもので、図中符号１はプラスチックフィル
ムである。このプラスチックフィルム１は、ポリプロピ
レン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリブテン−
１、ポリエチレンなどの無極性ポリオレフィンやテトラ
フルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合
体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などの
フッ素樹脂からなる厚さ２０〜１５０μｍのものであ
る。これらのなかでもメルトインデックスが５〜５０ｇ
／分のポリプロピレンホモポリマーからなるフィルムが
絶縁特性および接着性の点で好ましい。

【０００９】このプラスチックフィルム１の両面には二
重クラフト紙２，２が一体に貼り合わせられている。こ
の二重クラフト紙２は、高気密度の層２ａと低気密度の
層２ｂとからなる二重紙である。高気密度の層２ａの気
密度は１００００ガーレ秒以上、好ましくは３００００
〜７００００ガーレ秒の範囲とされ、１００００ガーレ
秒未満では油浸絶縁体としたときのインパルス絶縁耐圧
が低下し、不都合となる。また、低気密度の層２ｂの気
密度は１００ガーレ秒以下、好ましくは１０〜１００ガ
ーレ秒の範囲とされ、１００ガーレ秒を越えると絶縁油
の含浸が困難となるとともにプラスチックフィルム１と
の接着強度が劣り、不都合となる。

【００１０】また、この二重クラフト紙２の厚みは特に
限定されないが、通常２０〜１００μｍの範囲とされ
る。また、高気密度の層２ａの厚みは少なくとも５μｍ
以上とされ、好ましくは２０〜８０μｍとされる。一
方、低気密度の層２ｂの厚みは少なくとも５μｍ以上と
され、好ましくは２０〜８０μｍの範囲とされる。ま
た、全厚みに対する高気密度の層２ａの厚みと低気密度
の層２ｂの厚みとの割合は、高気密度の層２ａの厚みが
１５〜８５％となるように、絶縁油の含浸性とインパル
ス絶縁耐圧とのバランスで定められる。通常は高気密度
の層２ａの割合が３０〜８０％とすることが両者のバラ
ンスが良好となって好ましい。

【００１１】また、この２枚の二重クラフト紙２，２の
外部に露出した表面は、エンボス処理が施されて微細な
凹凸が形成された状態となっている。この凹凸の度合
は、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１による表面荒さの１０点平均
荒さが５μｍＲｚ以上、好ましくは５μｍＲｚないし高
気密度の層２ａの厚さの７０％以下となるように定めら
れている。このようなエンボス処理はクラフト紙の製造
時において抄紙後の紙をエンボスロールなどで押圧する
などの方法で簡単に製造することができる。

【００１２】このような二重クラフト紙２としては、誘
電特性が良好な脱イオン水洗低損失紙が望ましく、水浸
液導電率（ＪＩＳ−Ｃ−２１１１による）が１５μＳ／
ｃｍ以下の低導電性であるものが好ましい。このような
高気密度の層２ａと低気密度の層２ｂからなり、表面に
凹凸が形成されたクラフト紙２は、長網式あるいは丸網
式抄紙機などによって抄紙する際に、紙繊維のフィブリ
ル化の異なるパルプを二段に重ねて抄紙したのち、エン
ボスロールで押圧する方法などによって製造される。

【００１３】また、プラスチックフィルム１と二重クラ
フト紙２，２との貼り合わせは押出機のＴ型ダイスから
溶融フィルムを押し出し、フィルムが溶融状態にあると
きに二重クラフト紙２，２をフィルム１の両面に沿わ
せ、加圧ロールで圧着するいわゆる押出ラミネート方式
によって製造される。このようなプラスチックラミネー
ト紙の全厚みは１００〜３００μｍの範囲とされるが、
用途によってはこの範囲外であってもよい。

【００１４】このような構成のプラスチックラミネート
紙にあっては、プラスチックフィルム１にラミネートさ
れる二重クラフト紙２のプラスチックフィルム１側に接
する面が低気密度であるため、多孔性で表面の凹凸が大
きくなり、プラスチックフィルムとの貼り合わせ時にお
いて、溶融したプラスチックの紙への侵入が良くなって
接着強度が向上する。また、二重クラフト紙２の表面側
は高気密度であるため、このプラスチックラミネート紙
を油浸絶縁体としたときのインパルス絶縁破壊強度が高
いものとなる。さらに、二重クラフト紙２の表面には、
微細な凹凸が形成されているので、この凹凸部分が絶縁
油含浸時の絶縁油の通路となり、高粘度の絶縁油であっ
ても、その含浸が良好となる。

【００１５】このようなプラスチックラミネート紙は、
図２に示すものと同様に導体１１上に直接もしくは遮蔽
層等を介して多層に巻回され、高粘度の絶縁油が含浸さ
れて油浸絶縁体とされる。また、巻回されたプラスチッ
クラミネート紙の相隣接する間のギャップ（油通路）１
４…は０．３〜２ｍｍ程度とすることが好ましく、各巻
回層のプラスチックラミネート紙の重なり幅は全幅の７
０〜９０％の範囲が好ましい。含浸される絶縁油には、
上述のような高粘度のもので、３０℃で動粘度が５００
センチストークス以上、１００℃で２０センチストーク
ス以上のものが用いられる。これよりも低粘度の絶縁油
は、本発明の電力ケーブルではその用途から使用される
ことはない。

【００１６】本発明の電力ケーブルは、上述の油浸絶縁
体を有するもので、ソリッド形ケーブル、パイプ形オイ
ルフィルドケーブルなどにも用いられる。

【００１７】また、本発明のプラスチックラミネート紙
のクラフト紙にあっては、二重紙に限らず、高気密度の
層と低気密度の層とからなる三重紙以上の多重紙とする
ことができ、低気密度の層がプラスチックフィルムと貼
り合わせられていればよい。

【００１８】以下、具体例を示し、作用効果を明確にす
る。 （実施例１）メルトインデックス１５ｇ／分、密度０．
９０ｇ／ｃｍ³ のポリプロピレンホモポリマーを温度２
８０℃で溶融押出してポリプロピレンフィルムとし、こ
れが溶融状態にあるうちにその両面に密度０．７５ｇ／
ｃｍ³ 、厚み４０μｍの二重クラフト紙を沿わせ、ロー
ル圧着して全厚みが１７０μｍのポリプロピレンラミネ
ート紙を製造した。二重クラフト紙の高気密度の層は２
５μｍで、５００００ガーレ秒であり、低気密度の層は
１５μｍで５ガーレ秒であり、低気密度の層をポリプロ
ピレンフィルム面に向けた。また、高気密度の層の表面
には予めエンボス処理が施され、１０点平均荒さの値を
種々に変化させた。

【００１９】このポリプロピレンラミネート紙のポリプ
ロピレンフィルムとクラフト紙との接着強度（１８０度
剥離試験）を測定したところ、その値はいずれも約５０
０ｇ／１５ｍｍ幅であり、高い接着強度を示した。ま
た、このポリプロピレンラミネート紙を導体上に巻回
し、厚さ約１ｍｍの油浸絶縁体（ポリブテン油含浸）を
形成してモデルケーブルを作成し、このモデルケーブル
の正極性インパルス絶縁破壊電圧を測定したところ、い
ずれも１２０〜１２５ｋＶ／ｍｍの値を示し、高い絶縁
性を発揮した。

【００２０】また、上記ポリプロピレンラミネート紙を
２ｃｍ×２０ｃｍの定寸に切断し、この切断片を鉛製の
角状の箱体に１０枚ずつ並べて９９層積層した。この
際、切断片の間のギャップを１ｍｍとし、３層の積層が
１周期となるように並べた。箱体の上下および左右の壁
面は鉛板で閉じられた状態となっており、前後の壁面は
開放となっている。

【００２１】このようにして得られた試験体を１２０℃
で２４時間真空乾燥したのち、絶縁油としてポリブテン
（「ＨＶ−１５Ｅ」，商品名：日本石油化学（株）製）
を圧力１ｋｇ／ｃｍ² 、温度１００℃、動粘度２０セン
チストークス，時間１２時間、２４時間の条件で含
浸した。ポリプロピレンラミネート紙のクラフト紙の表
面荒さを種々に変化させて絶縁油の含浸性とインパルス
絶縁破壊強度を求めた。絶縁油の含浸性については、試
験体を解体し、絶縁油の含浸度合を目視で判断した。イ
ンパルス絶縁破壊強度の測定は、箱体の左右の壁面の鉛
板を取り除き、２０ｋＶ／３回ステップアップの印加条
件で行った。結果を表１に示す。表１中の「△」は途中
まで絶縁油が含浸され、「○」は全体にまで絶縁油が含
浸されたことを示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラスチ
ックラミネート紙は、高粘度の絶縁油の含浸が速やかに
容易に行え、誘電特性、絶縁破壊特性が良好であり、さ
らにはプラスチックフィルムとクラフト紙との接着性も
優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のプラスチックラミネート紙の一例を
示す概略断面図である。

【図２】 油浸絶縁体の一例を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１…プラスチックフィルム、２…クラフト紙、２ａ…高
気密度の層、２ｂ…低気密度の層、１３…油浸絶縁体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック溶融押出フィルムの両面に
   クラフト紙を貼り合わせてなる油浸絶縁用プラスチック
   ラミネート紙において、 クラフト紙の表面がエンボス処理されて凹凸が形成され
   ており、かつクラフト紙が気密度の異なる層からなる多
   重紙であり、気密度の低い層がプラスチック溶融押出フ
   ィルム面に向けてラミネートされていることを特徴とす
   る油浸絶縁用プラスチックラミネート紙。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の油浸絶縁用プラスチッ
   クラミネート紙を導体上に巻回し、これに動粘度が３０
   ℃で５００センチストークス以上、１００℃で２０セン
   チストークス以上である高粘度絶縁油を含浸してなる油
   浸絶縁体を有することを特徴とする電力ケーブル。