JPH10321045A - 電気絶縁性樹脂組成物およびそれからえられる電力ケーブル用絶縁材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力ケーブルを接続する際に、接続部および
その近傍のケーブル絶縁層などに用いられているポリオ
レフィンとジアルキルパーオキサイドとからなる絶縁材
料において、加熱による水分の発生を抑制する。 【解決手段】 ポリオレフィン１００重量部、ジアルキ
ルパーオキサイド０．１〜５重量部、脂肪酸アミド０．
００５〜２重量部およびチオエーテル系酸化防止剤０．
０５〜２重量部からなる電気絶縁性樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁性樹脂組
成物およびそれからえられる電力ケーブル接続部用絶縁
材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば絶縁部材、電力ケー
ブル接続部で用いられる補強絶縁部材などに用いられる
電力ケーブル接続部用絶縁材料を構成する電気絶縁性樹
脂組成物としては、耐熱性を向上させるという点からポ
リオレフィンとジアルキルパーオキサイドとからなる架
橋性樹脂組成物が用いられている。

【０００３】前記組成物を架橋させるばあいには、架橋
剤であるジアルキルパーオキサイドの熱分解で発生する
遊離ラジカルによりポリオレフィンを架橋するため、当
該組成物を用いてえられる絶縁材料中にはジアルキルパ
ーオキサイドの熱分解残渣として第３級アルコールが含
まれる。また、前記アルコールは加熱により比較的容易
に分解して水を発生する。

【０００４】一方、通常、電力ケーブル布設時には電力
ケーブル同士を接続する接続部が設けられる。このばあ
い、電力ケーブルの接続部以外の部分に用いられる電気
絶縁部材はすでに架橋されているが、接続部に用いられ
る架橋性絶縁性組成物は、ケーブル布設現場にて押出ま
たは射出成形され、その後加熱して架橋することによっ
て一体成形される。すなわち、接続部近傍の電力ケーブ
ルの電気絶縁部材はすでに架橋しているにもかかわらず
再び加熱されるため、結果的に該部材は２回以上加熱さ
れることになる。

【０００５】したがって、電力ケーブル接続部近傍の電
気絶縁部材に残存している前記アルコールが再加熱を受
けることによって水が発生し、前記絶縁材料からなる絶
縁部材の誘電損失特性を低下させたり、また該絶縁部材
中にボイドを形成させて破壊電気特性を低下させるな
ど、えられる絶縁部材の絶縁性能を低下させるという問
題がある。

【０００６】そこで、絶縁性能の低下という問題を解決
すべく、たとえば特開平２−２０４９１０号公報には、
芳香族アミドを添加剤として用い、かつ有機過酸化物を
用いて架橋されたポリオレフィン系樹脂を絶縁層とする
絶縁ケーブルが提案されている。さらに、たとえば特開
平７−３２９１８８号公報には脂肪酸アミドを添加剤と
して用い、かつジアルキルパーオキサイドを用いて架橋
されたポリオレフィン系樹脂およびそれからなる電力ケ
ーブル用絶縁材料が提案されている。しかし、いずれの
ばあいも、架橋剤の分解残渣である第３級アルコールか
らの水の発生を充分に抑制することはできない。

【０００７】一方、前記組成物の耐熱性を向上させるた
めに、たとえばチオエーテル系酸化防止剤を添加するこ
とも従来から行なわれている。しかし、本発明者らは、
チオエーテル系酸化防止剤が前記第３級アルコールの分
解を促進し、結果として水が発生することを確認し、絶
縁材料の分野で耐熱性向上のためにチオエーテル系酸化
防止剤を使用すると絶縁性能を低下させることがあるた
め好ましくないことを見出した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】叙上の事実に鑑み、本
発明の目的は水の発生を充分に抑制することができ、か
つ耐熱性をもつ電気絶縁性樹脂組成物およびそれからな
る電力ケーブル接続部用絶縁材料を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ポリオレフィ
ン１００重量部、ジアルキルパーオキサイド０．１〜５
重量部、脂肪酸アミド０．００５〜２重量部およびチオ
エーテル系酸化防止剤０．０５〜２重量部からなる電気
絶縁性樹脂組成物に関する。

【００１０】また、本発明は前記組成物を用いてなる電
力ケーブル用絶縁材料に関する。

【００１１】また、前記脂肪酸アミドはオレイン酸アミ
ドであるのが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明者らは、前述のように水分
発生の観点から絶縁材料の分野でチオエーテル系酸化防
止剤を用いることが好ましくないことを見出したが、か
かる欠点を改善すべく鋭意検討した結果、それぞれ特定
の配合割合のポリオレフィン、ジアルキルパーオキサイ
ドおよびチオエーテル系酸化防止剤に、特定の配合割合
の脂肪酸アミドを添加して電気絶縁性樹脂組成物をえた
ところ、該組成物からえられる電力ケーブル用絶縁材料
が、耐熱性が向上するだけでなく、たとえば接続のため
再加熱されたときに水の発生を充分に抑制しうることを
見出し、本発明を完成したものである。

【００１３】すなわち、本発明者らは、特定の配合でチ
オエーテル系酸化防止剤を用いることにより、従来より
も、再加熱後の水の発生をかなり抑制しうることを見出
した。

【００１４】本発明は、ポリオレフィン１００重量部、
ジアルキルパーオキサイド０．１〜５重量部、脂肪酸ア
ミド０．００５〜２重量部およびチオエーテル系酸化防
止剤０．０５〜２重量部からなる電気絶縁性樹脂組成物
に関する。

【００１５】前記ポリオレフィンとしては、たとえばエ
チレン、プロピレン、ブチレンなどのオレフィン類の重
合体、またはそれらの共重合体などがあげられる。

【００１６】前記オレフィン類の重合体またはそれらの
共重合体としては、たとえば超低密度ポリエチレン（以
下、「ＶＬＤＰＥ」ともいう）、低密度ポリエチレン
（以下、「ＬＤＰＥ」ともいう）、直鎖状低密度ポリエ
チレン（以下、「ＬＬＤＰＥ」ともいう）、ポリプロピ
レン、ポリブチレン、エチレン−プロピレン共重合体
（ＥＰＭ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体
（ＥＰＤＭ）、その他エチレン−酢酸ビニル共重合体
（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体（Ｅ
ＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥ
Ａ）などの１種または２種以上があげられるが、電気絶
縁性の点から、ＶＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥなど
の低密度ポリエチレンが好ましく、電気絶縁性の点から
ＬＤＰＥがさらに好ましい。

【００１７】前記ＶＬＤＰＥとしては、公知のものであ
ればよく、たとえば、密度が０．９０〜０．９１ｇ／ｃ
ｍ³、メルトインデックスが０．５〜２０のものがあげ
られる。

【００１８】前記ＬＤＰＥとしては公知のものであれば
よく、たとえば密度が０．９１〜０．９２ｇ／ｃｍ³、
メルトインデックスが０．５〜２．０の高圧法ポリエチ
レンが電気絶縁特性およびケーブル押し出し製造時など
の加工性の点から好ましい。

【００１９】前記ＬＬＤＰＥとしては、公知のものであ
ればよく、たとえば炭素数４〜１０のオレフィンをコモ
ノマーとして触媒を用いて低圧下にエチレンを重合して
えられ、密度が０．９１〜０．９６ｇ／ｃｍ³、とくに
０．９１〜０．９２ｇ／ｃｍ³、メルトインデックスが
０．１〜１０、とくに０．５〜２．０のものが電気絶縁
性の点から好ましい。

【００２０】前記オレフィン類の共重合体としては、前
記したもの以外にたとえばイソブチレン−イソプレン共
重合体（たとえばＩＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジ
エン共重合体（たとえばＮＢＲ）などがあげられる。

【００２１】本発明においては、前記オレフィン類の共
重合体として、たとえばチーグラー触媒を用いてエチレ
ンと炭素数３〜８のα−オレフィンとを共重合してえら
れる共重合体も好適に用いることができ、たとえば密度
が０．８５〜０．９０ｇ／ｃｍ³、メルトインデックス
が１〜１０のものが好ましい。

【００２２】さらに本発明においては、前記オレフィン
類の重合体や共重合体以外に、たとえばポリスチレン、
エチレン−スチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共
重合体（ＳＢＲ）なども好適に使用されうる。

【００２３】前記ジアルキルパーオキサイドとしては、
たとえばジクミルパーオキサイド（以下、「ＤＣＰ」と
もいう）、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチル
パーオキシ）ヘキサン、１，３−ビス（ｔ−ブチルパー
オキシイソプロピル）ベンゼンなどがあげられる。な
お、これらジアルキルパーオキサイドはそれぞれ単独で
用いてもよく、また混合して用いてもよい。

【００２４】前記ポリオレフィンと前記ジアルキルパー
オキサイドとの混合割合としては、たとえばポリオレフ
ィン１００部（重量部、以下同様）に対して、ジアルキ
ルパーオキサイド０．１〜５部であり、０．５〜３部が
好ましい。

【００２５】前記ジアルキルパーオキサイドの混合割合
が、０．１部未満では架橋不足が生じ、たとえば９０度
以上の高温使用下での熱変形特性が低下し、５部を超え
ると前記電気絶縁性樹脂組成物を成形するために加熱す
る際または前記電力ケーブル接続部用絶縁材料を接続の
ために再加熱する際の水分の発生量が多くなる傾向があ
る。

【００２６】前記脂肪酸アミドとしては、たとえばカプ
ロン酸アミド、カプリル酸アミド、カプリン酸アミド、
ミルスチン酸アミド、アラキシン酸アミド、ベヘニン酸
アミド、リノール酸アミド、リノレン酸アミド、オレイ
ン酸アミド、ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、
パルミチン酸アミドなどの高級脂肪族カルボン酸の第１
級または第２級アミドなどがあげられるが、水分発生量
の抑制およびブリードアウトしにくいという点からオレ
イン酸アミド、アラキシン酸アミド、ベヘニン酸アミ
ド、アラキドン酸アミド、ステアリン酸アミド、ラウリ
ン酸アミドが好ましく、とくにステアリン酸アミドが好
ましい。なお、これら脂肪酸アミドはそれぞれ単独で用
いてもよく、また混合して用いてもよい。

【００２７】前記ポリオレフィンと前記脂肪酸アミドと
の混合割合としては、たとえばポリオレフィン１００部
に対して、脂肪酸アミド０．００５〜２部であり、０．
０２〜０．５であることが好ましい。

【００２８】前記脂肪酸アミドの混合割合が、０．００
５部未満では前記電気絶縁性樹脂組成物を成形のために
加熱する際または前記電力ケーブル用絶縁材料を接続の
ために再加熱する際の水分の発生量が多くなる傾向があ
り、２部を超えると前記電力ケーブル接続部用絶縁材料
の誘電損失が大きくなる傾向がある。

【００２９】チオエーテル系酸化防止剤としては、４，
４−チオビス（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノー
ル）、２，２−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチル
フェノール）、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−
（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）
プロピオネート、ビス［２−メチル−４−｛３−ｎ−ア
ルキル（Ｃ₁₂またはＣ₁₄）チオプロピオニルオキシ｝−
５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィドなどがあげられ、
これらはそれぞれ単独で用いてもよく、また混合して用
いてもよいが、耐熱性、ブリードアウトの観点から４，
４−チオビス（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノー
ル）を用いるのが好ましい。

【００３０】前記ポリオレフィンとチオエーテル系酸化
防止剤の混合割合はポリオレフィン１００部に対してチ
オエーテル系酸化防止剤０．０５〜２部であり、０．１
〜１．０部が好ましい。０．０５重量部未満であれば耐
熱性が劣り、２重量部を超えると架橋不足に加え、前記
電気絶縁性樹脂組成物を成形するための加熱、または電
力ケーブル接続時の再加熱の際の水分の発生量が多くな
る。

【００３１】本発明の電気絶縁性樹脂組成物をうる方法
としては公知の方法であればよく、たとえばポリオレフ
ィン、ジアルキルパーオキサイド、脂肪酸アミドおよび
チオエーテル系酸化防止剤を前記混合割合になるように
ロール混練機を用いて９０〜１２０℃、５〜１５分間混
合すればよい。

【００３２】本発明の電力ケーブル接続部用絶縁材料は
前記電気絶縁性樹脂組成物からえられるものであり、た
とえば絶縁部材、補強絶縁部材などとして用いることが
できる。

【００３３】本発明の電力ケーブル接続部用絶縁材料を
うる方法としては公知の方法であればよく、たとえば前
記電気絶縁性樹脂組成物をプレス成形機を用いてたとえ
ばシート状に成形すればよい。

【００３４】つぎに、本発明においてえられる電気絶縁
性樹脂組成物からえられる電力ケーブル接続部用絶縁材
料について説明する。

【００３５】図１および図２は本発明の絶縁材料を用い
た電力ケーブルの分割方式のブロックモールド型接続部
（ＢＭＪ）および接続方法を説明するための模式図であ
る。接続構造を形成するにあたり、接続されるケーブル
１の曲がり癖を矯正したのち、金属製外皮管５とケーブ
ル遮蔽層４とを取り除き（図１（ａ））、ケーブル絶縁
層３の端部を所定の寸法に除き、ケーブルの導体２を露
出させる。つぎに、ケーブル絶縁層３を鉛筆削り状Ａに
加工する（図１（ｂ））。導体接続管６でケーブル導体
２、２ａを接続固定し、導体接続管６にケーブル１、１
ａを接続する。半導電層７を形成し（図２（ａ））、プ
レモールド補強絶縁体８を接続部に設置する（図２
（ｂ））。外部遮蔽層をプレモールド補強絶縁部材８上
に設け、これらを加熱、加圧することによって該絶縁部
材８が軟化、架橋し、ケーブル絶縁層３と融着一体化さ
れる。前記分割方式ＢＭＪは、プレモールド補強絶縁部
材８の、接続部分を収納する空間が、少なくともケーブ
ルの軸方向、あるいは径方向に２分割以上に分けられた
構造をもつ。

【００３６】図２において、たとえばケーブル絶縁層
３、プレモールド補強絶縁部材８などが本発明の電力ケ
ーブル接続部用絶縁材料である。

【００３７】前記ケーブル絶縁層３をうるには、たとえ
ば本発明の電気絶縁性樹脂組成物を公知（単軸、二軸）
の方法で押し出し成形し、加熱架橋してえられる。その
加熱架橋は、乾式、湿式架橋法による。

【００３８】また、前記プレモールド補強絶縁部材８を
うるには、前記樹脂組成物を公知の方法で押し出し、専
用の金型に当該材料を注入し、成形してえられる。

【００３９】このようにしてえられる絶縁材料は、前記
のようにたとえば分割方式ＢＭＪにおいて接続するとき
の再加熱により前記水分の発生量がかなり抑制されてい
るので、誘電損失が少なく、電気絶縁特性に優れてい
る。

【００４０】

【実施例】つぎに、本発明を実施例にもとづいてさらに
具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定される
ものではない。

【００４１】実施例１ ポリオレフィンとしてＬＤＰＥ（メルトインデックス
（ＭＩ）１、密度（ｄ）０．９２ｇ／ｃｍ³）１００
部、ジアルキルパーオキサイドとしてＤＣＰ２部、脂肪
酸アミドとしてオレイン酸アミド０．０３部およびチオ
エーテル系酸化防止剤として４，４−チオビス（６−ｔ
−ブチル−３−メチルフェノール）０．３部を、ロール
混練の方法により混合して本発明の電気絶縁性樹脂組成
物をえ、つぎの試験を行なった。結果を表１に示す。

【００４２】［試験方法］ 発生水分量の測定 前述のようにしてえられた電気絶縁性樹脂組成物を、プ
レス成形の方法により厚さ３ｍｍ、たて２ｃｍ、よこ１
ｃｍのシートを作製してこれを試験片とした。

【００４３】発生水分量Ａ：前記試験片について、ＪＩ
Ｓ Ｋ ００６８に準じて１８０℃で２０分間加熱した
ときに発生する水分量をカールフィッシャー水分計によ
り測定した。 発生水分量Ｂ：発生水分量Ａの測定試験片と同様の加熱
履歴を有した試験片を再度１８０℃で６０分間加熱した
ときに発生する水分量をカールフィッシャー水分計によ
り測定した。 判 定：前記発生水分量ＡおよびＢが、１００ｐｐｍ未
満のときを○、１００以上２００ｐｐｍ未満のときを
△、２００ｐｐｍ以上のときを×として判定した。

【００４４】耐熱性の評価 前述のようにしてえられた電気絶縁性樹脂をプレス成形
の方法により厚さ１ｍ、たて１０ｃｍ、よこ１０ｃｍの
シートを作製してこれを試験片とした。この試験片につ
いて、オーブンを用いて１２０℃で４日間加熱した後
に、ＪＩＳ Ｋ７１１３に準じて引張試験を行ない、加
熱劣化前の伸びに対する割合である伸び残率を測定し
た。伸び残率が８０％以上のばあいは耐熱性が良く、○
とし、８０％未満のばあいは×とした。

【００４５】実施例２〜７および比較例１〜４ 表１に示す配合成分および配合割合を採用したこと以外
は実施例１と同様の方法により試験片をえ、実施例１と
同様の試験を行なった。結果を表１に示す。

【００４６】

【表１】

【００４７】表１の結果から明らかなように、本発明の
電気絶縁性樹脂組成物からえられる電力ケーブル接続部
用絶縁材料は、再加熱したときでも発生する水分量（発
生水分量Ｂ）が抑制されることがわかる。

【００４８】

【発明の効果】本発明の電気絶縁性樹脂組成物は、加熱
時の水分発生量の少ない電力ケーブル接続部用絶縁材料
を与えうる。

【００４９】また、本発明の電力ケーブル用絶縁材料
は、加熱時の水分発生量が少なく、誘電損失が少なく、
電気絶縁特性に優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電力ケーブル用絶縁材料を用いた接続
部および接続方法を説明するための模式図である。

【図２】本発明の電気ケーブル接続部用絶縁材料を用い
た接続部および接続方法を説明するための模式図であ
る。

【符号の説明】

１、１ａ ケーブル ２、２ａ ケーブル導体 ３、３ａ ケーブル絶縁層 ４ ケーブル遮蔽層 ５ 金属製外皮管 ６ 導体接続管 ７ 半導電層 ８ プレモールド補強絶縁部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリオレフィン１００重量部、ジアルキ
   ルパーオキサイド０．１〜５重量部、脂肪酸アミド０．
   ００５〜２重量部およびチオエーテル系酸化防止剤０．
   ０５〜２重量部からなる電気絶縁性樹脂組成物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の組成物を用いてなる電力
   ケーブル接続部用絶縁材料。
3. 【請求項３】 脂肪酸アミドがオレイン酸アミドである
   請求項１記載の電気絶縁性樹脂組成物。