JPH09290454A - プラスチック組成物の押出し成形方法及びプラスチック絶縁電線・ケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、押出機によりプラスチック絶
縁物を押し出しする際に異物を完全に除去することがで
きるプラスチック組成物の押出し成形方法及びプラスチ
ック絶縁電線・ケーブルの製造方法を提供することにあ
る。 【解決手段】本発明は、次の２点にある。 押出機によりプラスチック組成物を混練してから所
定形状のプラスチック混和物として押出しするプラスチ
ック組成物の押出し成形方法において、プラスチック混
和物を押出しする前にメタルファイバフィルタを通過さ
せることを特徴とするプラスチック組成物の押出し成形
方法。 押出機によりプラスチック絶縁物を導体直上又は内
部導電層上に押し出し被覆するプラスチック絶縁電線・
ケーブルの製造方法において、前記プラスチック絶縁物
を押し出しするに先立ってメタルファイバフィルタを通
過させることを特徴とするプラスチック絶縁電線・ケー
ブルの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック組成物
の押出し成形方法及びプラスチック絶縁電線・ケーブル
の製造方法に関するものである。更に詳述すれば本発明
はプラスチック絶縁材料中に含まれる微量の異物を完全
に除去することができるプラスチック組成物の押出し成
形方法及びプラスチック絶縁電線・ケーブルの製造方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高電圧用電線・ケーブルの電気絶縁材料
としてはポリオレフィンが広く使用されている。特に架
橋ポリエチレンは電気的特性、耐熱性、化学的特性、機
械的特製等が優れていることから高電圧用電線・ケーブ
ルの電気絶縁材料として高い信頼を得ている。

【０００３】しかしながらこの架橋ポリエチレンは湿潤
状態下若しくは浸水雰囲気下で長期間使用すると、その
架橋ポリエチレン内部に水トリーが発生し、電気的特性
が急激に悪化するということが分かってきている。

【０００４】このような架橋ポリエチレン内部の水トリ
ーは、架橋ポリエチレン中に混入している微量の異物、
微小ボイト、ベースポリエチレンに含まれている部分的
高重合部分（一般にジェルと言われている）、押出し作
業時に発生する架橋高分子化部分（一般にアンバと言わ
れている）等により促進される。

【０００５】即ち、これらの部分があるところは局所的
高電圧電界を受け易く、このため局所的高電圧電界欠陥
部となり易いのである。

【０００６】そして異物混入部分は電気絶縁破壊の起点
となることも知られている。

【０００７】このような訳で高電圧用架橋ポリエチレン
絶縁電力ケーブル及びその付属品の製造においては、架
橋剤配合ポリエチレンの押し出し作業時に異物の混入を
避ける様々な方策が取られている。

【０００８】このような一つの対策として押出機内に金
網を設置しておき、その金網部を架橋剤配合ポリエチレ
ンを通過させることにより異物を除去することが行われ
ている。

【０００９】従来、このような金網としてはステンレス
線で綾織りや綾畳織り等に織られたスクリーンメッシュ
と呼ばれるものが使用されていた。

【００１０】しかし押出機内にこのようなステンレス線
で綾織りや綾畳織り等に織られたスクリーンメッシュを
設置し、このスクリーンメッシュに押出す前の架橋剤配
合ポリエチレンを通過させることは、架橋剤配合ポリエ
チレンが高い溶融粘度を有しているものであるから押出
しトルクの増大を招くと言う難点が避けられない。

【００１１】ここにおいて押し出しトルクを小さくしよ
うとしてステンレス線で綾織りや綾畳織り等に織られた
スクリーンメッシュの目を粗くすることもできるが、そ
の場合には本来の目的である異物除去を達成することが
困難となる。

【００１２】また、ステンレス線で綾織りや綾畳織り等
に織られたスクリーンメッシュを用いる方法では、ベー
スポリエチレンに含まれている部分的高重合部分や押出
し作業時に発生する架橋高分子化部分等の分子レベルの
欠陥部を除去することが本質的に困難である。

【００１３】このような訳で押出されたポリエチレン層
内に異物混入や高電圧電界欠陥部を皆無にできるプラス
チック組成物の押出し成形方法及びプラスチック絶縁電
線・ケーブルの製造方法が望まれていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、押出機によりプラスチ
ック絶縁物を押し出しする際に異物を完全に除去するこ
とができるプラスチック組成物の押出し成形方法及びプ
ラスチック絶縁電線・ケーブルの製造方法を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは次の２点にある。

【００１６】 押出機によりプラスチック組成物を混
練してから所定形状のプラスチック混和物として押出し
するプラスチック組成物の押出し成形方法において、プ
ラスチック混和物を押出しする前にメタルファイバフィ
ルタを通過させることを特徴とするプラスチック組成物
の押出し成形方法。

【００１７】 押出機によりプラスチック絶縁物を導
体直上又は内部導電層上に押し出し被覆するプラスチッ
ク絶縁電線・ケーブルの製造方法において、前記プラス
チック絶縁物を押し出しするに先立ってメタルファイバ
フィルタを通過させることを特徴とするプラスチック絶
縁電線・ケーブルの製造方法。

【００１８】本発明で使用するメタルファイバフィルタ
とは、繊維径の異なる金属微細繊維の不織布を積層し、
保護層と支持層のメッシュに挟み込み同時焼結して完全
一体化加工した厚みろ過タイプのフィルターで、高いろ
過効率、低いろ過抵抗をもち、異物の保有能力に優れて
いる。

【００１９】本発明においてメタルファイバフイルタと
してはろ過度が１０μｍ〜４０μｍのものが望ましい。
これは４０μｍを越えると異物除去効果が不十分であ
り、逆に１０μｍ未満のものを使用すると、樹脂粘度が
高いことから押出機内の樹脂圧力が高くなりすぎ、目開
きが発生してしまうためである。

【００２０】本発明で用いるプラスチック組成物とは、
低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状低密
度ポリエチレン、高密度ポリエチレン及びエチレン−プ
ロピレン共重合体、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などエチレンを過
半に含むポリオレフィン、さらに、これらのポリエチレ
ンに無水マレイン酸やビニルシラン等をグラフトしたも
のが該当し、これらを単独で使用する他、２種以上の併
用が可能である。

【００２１】上記ポリエチレンを主体とする組成物を架
橋する方法としては、ジクミルパーオキサイド、１（２
−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）−１−イ
ソプロピルベンゼンまたは１−（２−ｔｅｒｔ−ブチル
パーオキシイソプロピル）−３−イソプロピルベンゼ
ン、１，３−ビス−（ｔｅｒｔ−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−
（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキシン−３等の有
機過酸化物による化学架橋が挙げられ、これらを単独あ
るいは２種類以上混合して用いることができる。また、
このような有機過酸化物と一緒に、芳香族α−メチルア
ルケニル二量体を併用することも可能である。ここで、
このような二量体には、α−メチルスチレン、パラ−メ
チル−α−メチルスチレン、パラ−イソプロピル−α−
メチルスチレン、メタ−エチル−α−メチルスチレン、
メタ−メチル−α−メチルスチレン、ａｒ−ジメチル−
α−メチルスチレン、ａｒ−クロル−α−メチルスチレ
ン、ａｒ−クロル−ａｒ−メチル−α−メチルスチレ
ン、ａｒ−ジエチル−α−メチルスチレン、ａｒ−メチ
ル−ａｒ−イソプロピル−α−メチルスチレン等の不飽
和二量体が包含される。さらに、これら二量体は、単独
及び２種類以上使用しても良い。この二量体は、押出し
成形時のポリエチレンの架橋を防止する働きがあること
を見い出した。すなわち、押出し成形時のスコーチを防
止でき、外観の良い電線・ケーブル及び付属品をえるこ
とができる。

【００２２】さらに、架橋する方法としては、ビニルト
リエトキシシラン等のシラン類を用いたシラン水架橋や
電子線等の電離放射線による照射架橋がある。

【００２３】また、上記化合物の他に、酸化防止剤、滑
剤、着色剤等の添加剤を加えることは一向に差し支えな
い。

【００２４】尚、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い出され
ている。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有効であることはいうま
でもない。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明のプラスチック組成
物の押出し成形方法及びプラスチック絶縁電線・ケーブ
ルの製造方法の実施例および従来の比較例について説明
する。

【００２６】（架橋剤配合ポリエチレン混和物の作成）
まず、表１に示すような組成から成る実施例の架橋剤配
合ポリエチレン混和物および比較例の架橋剤配合ポリエ
チレン混和物をそれぞれ採取、配合した。

【００２７】（紐状に押出し）次に、二軸押出機に上記
で配合した架橋剤配合ポリエチレン混和物をそれぞれ入
れて混練した。

【００２８】ここにおいて実施例１〜５及び比較例１に
ついては、二軸押出機のヘッドに表１に示すようなメタ
ルフィバフィルタをそれぞれ装着し、混練物をそれらの
メタルフィバフィルタを通過させて異物を除去し、最後
に紐状に押出した。

【００２９】また、比較例２〜３については、二軸押出
機のヘッドにメタルフィバフィルタを装着しないで単に
紐状に押出した。

【００３０】（ペレット物作成）次に、これらの紐状物
をペレタイザーに入れ、ペレット状に切断した。

【００３１】（電力ケーブルの押出し作業）次に、導体
断面積が６０mm² の軟銅撚線の直上に０．７mm厚さに内
部半導電層、そしてこの内部半導電層上に上記で作成し
た実施例及び比較例の架橋剤配合ポリエチレンペレット
を絶縁厚さ６mmとなるようにそれぞれ押出し、更にその
架橋剤配合ポリエチレン絶縁層上に０．７mm厚さに外部
半導電層を押出し被覆した。

【００３２】（架橋剤配合ポリエチレン絶縁層の架橋）
最後に、このようにして得られた実施例及び比較例の未
架橋の電力ケーブルを窒素ガスを熱媒体とした高温乾式
架橋管装置内を通過させることにより架橋剤配合ポリエ
チレン絶縁層を架橋した。

【００３３】このようにして実施例及び比較例の架橋ポ
リエチレン絶縁電力ケーブルを得た。 図１はこのよう
にして実施例１の架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの
横断面図を示したものである。

【００３４】図１において１は導体、２は内部半導電
層、３は架橋ポリエチレン絶縁層、４は外部半導電層で
ある。

【００３５】（架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの特
性試験）これらの各試料について、交流絶縁破壊電圧、
ボウタイトリー発生数を以下の方法で調べた。

【００３６】交流絶縁破壊電圧：各試料を１０５℃及び
１２０℃において、１７kV／１０分印加後、５kV／１０
分で上昇し、その絶縁破壊電圧を測定した。その時の値
が３００kV以上のものを良、未満のものを悪とした。

【００３７】ボウタイトリー特性：ケーブルを９０℃の
温水中に浸せきし、導体と水との間に５０Hz，９kVの交
流電圧を５００日間印加した後、ケーブル断面をスライ
スしてメチレンブルー水溶液で煮沸染色し、光学顕微鏡
を用いてボウタイトリーの累積発生個数を計数した。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１からわかるように比較例１は、ろ過精
度が非常に小さい５μｍのものを使用したもので、樹脂
圧力が高くなりすぎたため、押出し成形が困難であっ
た。そのため特性試験ができなかった。

【００４０】比較例２のフィルタを使用しないもの及
び、従来のフィルタを用いたものは、交流絶縁破壊電圧
が悪く、ボウタイトリーの発生数も多い。

【００４１】これらに対して、実施例１〜５はメタルフ
ァイバフィルタを使用したもので、交流絶縁破壊電圧が
良好で且つボウタイトリーの発生数も顕著に少なくなっ
ている。

【００４２】ここではプラスチック組成物として架橋ポ
リエチレン組成物について述べたが、勿論他のプラスチ
ック組成物についても同様にできるのである。

【００４３】

【発明の効果】本発明のプラスチック組成物の押出し成
形方法及びプラスチック絶縁電線・ケーブルの製造方法
によれば、異物を完全に除去したプラスチック絶縁層を
形成することができ、その結果高信頼性のプラスチック
絶縁電力ケーブルを製造することができるものであり、
工業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブルの横断面図を示したものである。

【符号の説明】

１ 導体 ２ 内部半導電層 ３ 架橋ポリエチレン絶縁層 ４ 外部半導電層

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出機によりプラスチック組成物を混練し
   てから所定形状のプラスチック混和物として押出しする
   プラスチック組成物の押出し成形方法において、プラス
   チック混和物を押出しする前にメタルファイバフィルタ
   を通過させることを特徴とするプラスチック組成物の押
   出し成形方法。
2. 【請求項２】メタルファイバフィルタがろ過度１０μｍ
   〜４０μｍの範囲のものであることを特徴とする請求項
   １記載のプラスチック組成物の押出し成形方法。
3. 【請求項３】押出機によりプラスチック絶縁物を導体直
   上又は内部導電層上に押し出し被覆するプラスチック絶
   縁電線・ケーブルの製造方法において、前記プラスチッ
   ク絶縁物を押し出しするに先立ってメタルファイバフィ
   ルタを通過させることを特徴とするプラスチック絶縁電
   線・ケーブルの製造方法。
4. 【請求項４】メタルファイバフィルタがろ過度１０μｍ
   〜４０μｍの範囲のものであることを特徴とする請求項
   ３記載のプラスチック絶縁電線・ケーブルの製造方法。