JPH1081836A - Carbon black for semiconductive layer and resin composition - Google Patents

Carbon black for semiconductive layer and resin composition

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JPH1081836A
JPH1081836A JP23688096A JP23688096A JPH1081836A JP H1081836 A JPH1081836 A JP H1081836A JP 23688096 A JP23688096 A JP 23688096A JP 23688096 A JP23688096 A JP 23688096A JP H1081836 A JPH1081836 A JP H1081836A
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JP
Japan
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carbon black
semiconductive layer
resin composition
ethylene
resin
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Application number
JP23688096A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Masuda
誠 増田
Makoto Nitta
眞 仁田
Tsuneo Tani
恒夫 谷
Kazuto Kataoka
和人 片岡
Komei Matsushima
功明 松島
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Tokai Carbon Co Ltd
Yazaki Corp
Original Assignee
Tokai Carbon Co Ltd
Yazaki Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a resin composition which gives a semiconductive layer having a necessary electric conductivity and good peeling strength as well as being satisfactory in mechanical properties, heat resistance, processability, etc., by adding a carbon black having specified properties to an ethylene copolymer resin. SOLUTION: This composition is obtained by adding 15-80 pts.wt. carbon black obtained by oxidizing common carbon black and having a specific surface area of 40m<2> /g or above, a DBP absorption of 120ml/100g or above and a pH of 4.5 or below to 100 pts.wt. resin based on an ethylene copolymer. The ethylene copolymer resin is desirably an ethylene/vinyl acetate copolymer having a content of comonomer units except ethylene units of 20wt.% or above.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力ケーブルの半
導電層などに用いられるカーボンブラックおよび半導電
層用樹脂組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to carbon black used for a semiconductive layer of a power cable and a resin composition for the semiconductive layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル用絶
縁線心には、絶縁層と導体との界面、或いは絶縁層と金
属遮蔽層との界面の電界集中緩和や部分放電防止を目的
に、絶縁層の内部及び外部に半導電層が設けられてい
る。この半導電層は、通常ベース樹脂としてポリエチレ
ンやエチレン系共重合体、導電性付与材料としてカーボ
ンブラック、及び酸化防止剤、架橋剤等の添加剤を混合
してなる半導電性樹脂組成物によって形成される。な
お、この半導電性樹脂組成物は通常体積抵抗率で概ね1
5 Ω・cm以下の導電性を持つ特性を有している。
2. Description of the Related Art Insulated wires for cross-linked polyethylene insulated power cables are provided with an insulating layer for the purpose of alleviating electric field concentration and preventing partial discharge at the interface between the insulating layer and the conductor or between the insulating layer and the metal shielding layer. A semiconductive layer is provided inside and outside. This semiconductive layer is usually formed of a semiconductive resin composition obtained by mixing polyethylene or an ethylene-based copolymer as a base resin, carbon black as a conductivity-imparting material, and additives such as an antioxidant and a crosslinking agent. Is done. The semiconductive resin composition generally has a volume resistivity of about 1
It has a characteristic of having a 0 5 Ω · cm or less conductive.

【0003】電力ケーブルに関し6〜33kV級程度の
中・高圧用ケーブルの外部半導電層は、ケーブルの敷設
・施工時に絶縁体からペンチや剥離用工具等で比較的容
易に剥離できることが要求される。このための方法とし
て、ベース樹脂に絶縁体との相溶性が低い樹脂を用い
る、剥離効果を高める添加剤を併用する、カーボンブラ
ックの添加量を多くする、架橋度を低く設定する等の手
段が可能である。しかし、いずれの場合にも機械的特性
や耐熱性を低下させたり、加工性を悪化させたり、或い
は、配合組成が複雑になると云った問題があった。
[0003] Regarding power cables, it is required that the outer semiconductive layer of a medium / high voltage cable of about 6 to 33 kV class can be relatively easily peeled off from the insulator with pliers or a peeling tool at the time of laying / constructing the cable. . As a method for this, means such as using a resin having low compatibility with the insulator as the base resin, using an additive that enhances the peeling effect, increasing the amount of carbon black added, and setting a low degree of cross-linking are available. It is possible. However, in any case, there were problems that mechanical properties and heat resistance were reduced, workability was deteriorated, and the composition was complicated.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解決する、すなわち、機械的特性、耐熱
性、加工性等を満足しながら、必要な導電性を有し、か
つ、剥離性の良好な半導電層用樹脂組成物、及び、それ
を可能とする半導電層用カーボンブラックを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, that is, it has the necessary conductivity while satisfying mechanical properties, heat resistance, workability, and the like. An object of the present invention is to provide a resin composition for a semiconductive layer having good releasability and a carbon black for a semiconductive layer which enables the resin composition.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導電層用カー
ボンブラックは上記課題を解決するために、請求項1に
記載のように、比表面積が40m2/g以上、DBP吸
油量が120ml/100g以上で、かつ、pHが4.
5以下である半導電層用カーボンブラックである。ま
た、本発明の半導電層用樹脂組成物は、上記課題を解決
するために、請求項2に記載のように、比表面積が40
2/g以上、DBP吸油量が120ml/100g以
上で、かつ、pHが4.5以下であるカーボンブラック
をエチレン系共重合体に含有する構成を有する。
In order to solve the above-mentioned problems, the carbon black for a semiconductive layer of the present invention has a specific surface area of at least 40 m 2 / g and a DBP oil absorption of 120 ml. / 100 g or more, and the pH is 4.
The carbon black for a semiconductive layer is 5 or less. Further, in order to solve the above-mentioned problem, the resin composition for a semiconductive layer of the present invention has a specific surface area of 40.
The ethylene copolymer contains carbon black having a m 2 / g or more, a DBP oil absorption of 120 ml / 100 g or more, and a pH of 4.5 or less.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明において、半導電層用カー
ボンブラックの比表面積は40m2/g以上、DBP吸
油量は120ml/100g以上であることが必要であ
る。これらの値が条件を満足しない場合には半導電層と
しての機能を果たすのに充分な導電性を付与することが
できない。また、本発明に係るカーボンブラックはpH
が4.5以下であることが必要である。pHが4.5超
では本発明の効果、すなわち良好な剥離性が得られな
い。このような半導電層用カーボンブラックは、通常の
カーボンブラック(以下「原料のカーボンブラック」と
云う)に酸化処理を行って得ることができる。酸化処理
としては過酸化水素、過マンガン酸、亜塩素酸、次亜塩
素酸ナトリウム、臭素、或いは硝酸等の酸化性薬剤を用
いて湿式酸化しても良く、また、空気、或いは特別に調
整した酸素を含むガス、或いは、オゾンを含むガス等を
用いて気相酸化処理を行っても良い。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, the specific surface area of carbon black for a semiconductive layer must be at least 40 m 2 / g and the DBP oil absorption must be at least 120 ml / 100 g. If these values do not satisfy the conditions, it is not possible to impart sufficient conductivity to function as a semiconductive layer. The carbon black according to the present invention has a pH
Must be 4.5 or less. If the pH is higher than 4.5, the effect of the present invention, that is, good peelability cannot be obtained. Such carbon black for a semiconductive layer can be obtained by oxidizing ordinary carbon black (hereinafter referred to as “raw carbon black”). As the oxidation treatment, wet oxidation may be performed using an oxidizing agent such as hydrogen peroxide, permanganic acid, chlorite, sodium hypochlorite, bromine, or nitric acid, or air or specially adjusted. The gas phase oxidation treatment may be performed using a gas containing oxygen, a gas containing ozone, or the like.

【0007】上記酸化処理において原料とするカーボン
ブラックとしては、通常、比表面積が1500m2/g
程度のものまで知られているが、分散性が良好で樹脂と
の混練が容易である点で400m2/g以下のものであ
ることが望ましい。同様に、DBP吸油量が500ml
/100g程度のものまで知られているが、樹脂との混
練性の点で250ml/100g以下のものが望まし
い。
The carbon black used as a raw material in the above oxidation treatment usually has a specific surface area of 1500 m 2 / g.
Although it is known to a degree, it is desirably 400 m 2 / g or less in terms of good dispersibility and easy kneading with a resin. Similarly, DBP oil absorption is 500ml
It is known that the weight is about 100 g / 100 g, but from the viewpoint of kneading with the resin, the weight is preferably 250 ml / 100 g or less.

【0008】酸化処理は、カーボンブラックのpHが
4.5以下になるように条件を調整して行うことが必要
である。この条件を満足するよう、濃度、温度、時間等
を適宜調整する。なお、酸化処理によって、カーボンブ
ラック表面にカルボキシル基、カルボニル基、水酸基等
の表面官能基が導入されるが、これらの表面官能基は、
酸化処理方法(湿式酸化、気相酸化)やその条件(温
度、濃度等)を適宜選択することにより、その存在比を
調整し、半導電層用カーボンブラックとして最適なもの
とすることが可能である。
[0008] The oxidation treatment needs to be performed under conditions adjusted so that the pH of the carbon black is 4.5 or less. The concentration, temperature, time and the like are appropriately adjusted to satisfy this condition. In addition, carboxyl groups, carbonyl groups, surface functional groups such as hydroxyl groups are introduced into the carbon black surface by the oxidation treatment, and these surface functional groups are
By appropriately selecting the oxidation treatment method (wet oxidation, gas phase oxidation) and its conditions (temperature, concentration, etc.), the abundance ratio can be adjusted to make the carbon black optimal for a semiconductive layer. is there.

【0009】このように酸化処理を行って得た半導電層
用カーボンブラックを用いて電力ケーブルの半導電層用
樹脂組成物を作製する。半導電層用樹脂組成物を構成す
る成分のうち、ベース樹脂としては電気的特性、機械的
特性、及び添加剤の受容性が良いという点でエチレン系
共重合体が望ましい。ここで、エチレン系共重合体とし
ては、エチレン−酢酸ビニル共重合体や、エチレン−ア
クリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル
共重合体などが挙げられる。なお、これらエチレン系共
重合体は2種或いは3種以上混合してベース樹脂として
用いることも可能である。
[0009] A resin composition for a semiconductive layer of a power cable is prepared using the carbon black for a semiconductive layer obtained by performing the oxidation treatment as described above. Among the components constituting the resin composition for a semiconductive layer, an ethylene copolymer is preferable as the base resin in terms of good electrical properties, mechanical properties, and acceptability of additives. Here, examples of the ethylene copolymer include an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-ethyl acrylate copolymer, and an ethylene-methyl acrylate copolymer. In addition, these ethylene copolymers can be used as a base resin by mixing two or more kinds.

【0010】これらエチレン系共重合体において、エチ
レンユニットを除いたコモノマーユニットの含量は20
重量%以上であることが必要である。20重量%未満の
場合、充分な剥離性が得られない。なお、これらエチレ
ン系共重合体において、比較的安価で、かつ、絶縁体で
あるポリエチレンとの相溶性が低く剥離性を付与しやす
いという点でエチレン−酢酸ビニル共重合体を用いるこ
とが望ましい。上記のようなベース樹脂に酸化処理を行
ったカーボンブラックを添加・混合して半導電層用樹脂
とするが、この作業はバンバリーミキサーやニーダー、
スクリュー混練押出機等を用いて行うことができる。な
お、酸化処理を行ったカーボンブラック以外に、架橋剤
や酸化防止剤等の補助剤を添加して半導電層としての機
能を向上させることも可能である。
In these ethylene copolymers, the content of comonomer units excluding ethylene units is 20%.
It is necessary that the content be at least% by weight. If it is less than 20% by weight, sufficient releasability cannot be obtained. Among these ethylene copolymers, it is desirable to use an ethylene-vinyl acetate copolymer in that it is relatively inexpensive, has low compatibility with polyethylene as an insulator, and easily imparts releasability. Add the oxidized carbon black to the base resin as described above and mix it to make a resin for the semiconductive layer. This work is performed using a Banbury mixer, kneader,
It can be performed using a screw kneading extruder or the like. In addition, it is also possible to improve the function as a semiconductive layer by adding an auxiliary agent such as a cross-linking agent or an antioxidant, in addition to the oxidized carbon black.

【0011】なお、酸化処理を行った上記半導電層用カ
ーボンブラックの添加量としては、ベース樹脂を100
重量部としたとき、15重量部超80重量部未満である
ことが必要である。15重量部以下であると充分な導電
性付与効果が得られず、一方、80重量部以上添加する
と引張伸び値などの機械的特性や加工性が悪化する。こ
こで、導電性、機械的特性及び加工性等をも勘案する
と、好ましい範囲は30重量部以上70重量部以下であ
る。
The amount of addition of the oxidized carbon black for the semiconductive layer is 100 base resin.
In terms of parts by weight, it must be more than 15 parts by weight and less than 80 parts by weight. When the amount is less than 15 parts by weight, a sufficient conductivity-imparting effect cannot be obtained. On the other hand, when the amount is more than 80 parts by weight, mechanical properties such as tensile elongation and workability deteriorate. In consideration of conductivity, mechanical properties, workability, and the like, a preferable range is 30 parts by weight or more and 70 parts by weight or less.

【0012】このように作製された酸化処理を行ったカ
ーボンブラックを含有する半導電層用樹脂組成物は、通
常の半導電層用樹脂組成物と同様に、すなわち、押出成
形機等を用いて電力用ケーブル絶縁線心に形成すること
ができる。
The thus prepared oxidized carbon black-containing resin composition for a semiconductive layer is prepared in the same manner as an ordinary resin composition for a semiconductive layer, that is, by using an extruder or the like. It can be formed on the insulated wire core of the power cable.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

[実施例1〜9、比較例1〜12]以下、本発明の実施
例を比較例と対比して説明する。比表面積が40m2
g以上でかつDBP吸油量が120ml/100g以上
の6種類のカーボンブラック(以下「CB」とも云う)
を原料とし10g/m2のオゾンを含む空気で室温下2
0〜70分の処理を行い、酸化処理(オゾン酸化)を行
ったカーボンブラック(以下「CBox」とも云う)CB
ox1〜CBox6を得た。また、比表面積が40m2/g
未満のカーボンブラック、もしくはDBP吸油量が12
0ml/100g未満のカーボンブラックを原料とし、
同様にオゾン酸化を行って、CBox7及びCBox8を得
た。また、比表面積58m2/g、DBP吸油量170
ml/100gのカーボンブラックを原料として、空気
中250℃で加熱処理(空気酸化)を行って、CBox9
を得た。これら及び酸化処理を行わない5種類のカーボ
ンブラックCB1〜CB5について以下の検討を行っ
た。なお、これらの比表面積、DBP吸油量及びpHに
ついて、表1に示す。
[Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 12] Hereinafter, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples. The specific surface area is 40m 2 /
g of carbon black having a DBP oil absorption of 120 ml / 100 g or more (hereinafter also referred to as "CB").
At room temperature with air containing 10 g / m 2 of ozone
Carbon black (hereinafter also referred to as “CBox”) CB that has been subjected to an oxidation treatment (ozone oxidation) by performing a treatment for 0 to 70 minutes
ox1-CBox6 were obtained. Moreover, the specific surface area is 40 m 2 / g.
Carbon black or DBP oil absorption of less than 12
Using carbon black of less than 0 ml / 100 g as a raw material,
Similarly, ozone oxidation was performed to obtain CBox7 and CBox8. The specific surface area is 58 m 2 / g, and the DBP oil absorption amount is 170
Heat treatment (air oxidation) was performed at 250 ° C. in air using carbon black of 100 ml / 100 g to obtain CBox9.
I got The following study was performed on these and five types of carbon blacks CB1 to CB5 not subjected to oxidation treatment. Table 1 shows the specific surface area, DBP oil absorption and pH.

【0014】なお、比表面積はASTM・D3037に
準拠して測定し、また、DBP吸油量及びpHはJIS
・K6221に準拠して測定した。また、本検討で用い
た樹脂、架橋剤及び酸化防止剤を表2に示す。なお表2
中「EVA」で示したものはエチレン−酢酸ビニル共重
合体である。この共重合体のエチレンユニットを除いた
コモノマーユニットである酢酸ビニルユニットの含有量
を併せて掲載した。これらCB1〜CB5及びCBox1
〜CBox9、ベース樹脂1〜4、架橋剤及び酸化防止剤
を表3に示す混合比(重量部)でニーダーを使用して混
合して樹脂組成物とした。
The specific surface area is measured according to ASTM D3037, and the DBP oil absorption and pH are measured according to JIS.
・ Measured according to K6221. Table 2 shows the resins, crosslinking agents, and antioxidants used in this study. Table 2
The thing indicated by "EVA" is an ethylene-vinyl acetate copolymer. The content of the vinyl acetate unit which is a comonomer unit excluding the ethylene unit of this copolymer is also shown. These CB1 to CB5 and CBox1
To CBox9, base resins 1-4, a crosslinking agent and an antioxidant were mixed at a mixing ratio (parts by weight) shown in Table 3 using a kneader to obtain a resin composition.

【0015】次いで、これら樹脂組成物(実施例1〜
9、及び比較例1〜12)のシートを架橋ポリエチレン
シート上に積層・形成し、次いで、この樹脂組成物シー
トと架橋ポリエチレンシートとの間の剥離強度を測定し
た。剥離強度は、厚さ1mmの半導電性樹脂組成物から
なる成形シートと厚さ2mmの架橋ポリエチレンシート
とをプレス成形機により圧力150kg/cm2、温度
170℃で30分間の処理で架橋・密着させた部分につ
いて、サンプル幅12.7mm、引張速度500mm/
minで測定した。このときの測定値を、予め作成され
たAEIC(Association of Edison Illuminating Com
panies)・C55―82に準拠して実際のケーブルに対
して測定した値(外部半導電層のケーブル長さ方向に1
2.7mm幅の切れ込みを入れ、それを90゜の角度を
保ちながら引張速度を500mm/minで剥離させた
ときの剥離強度)との検量線により換算し、そのAEI
C・C55―82換算値が4kgf/12.7mm以下
である場合には良好な剥離性を有するとして「○」、剥
離性に劣る4kgf/12.7mm超の場合は「×」と
して評価した。
Next, these resin compositions (Examples 1 to 3)
9 and Comparative Examples 1 to 12) were laminated and formed on a crosslinked polyethylene sheet, and then the peel strength between the resin composition sheet and the crosslinked polyethylene sheet was measured. The peeling strength was determined by crosslinking and bonding a molded sheet made of a semiconductive resin composition having a thickness of 1 mm and a crosslinked polyethylene sheet having a thickness of 2 mm by a press molding machine at a pressure of 150 kg / cm 2 and a temperature of 170 ° C. for 30 minutes. With respect to the portion made, a sample width of 12.7 mm and a tensile speed of 500 mm /
It was measured in min. The measured value at this time is converted into an AEIC (Association of Edison Illuminating Com
panies) ・ Value measured on an actual cable in accordance with C55-82 (1 in the cable length direction of the outer semiconductive layer)
The AEI was calculated using a calibration curve of 2.7 mm width incision, and peeling at a pulling speed of 500 mm / min while maintaining an angle of 90 °.
When the C / C55-82 conversion value was 4 kgf / 12.7 mm or less, it was evaluated as “○” as having good releasability, and as “x” when it was inferior to 4 kgf / 12.7 mm and more than 4 kgf / 12.7 mm.

【0016】また、導電性は、上記半導電性樹脂組成物
からシートサンプルを作製し、それら体積抵抗率をAS
TM・D991に準拠して測定し、105Ω・cm以下
の場合に良好な導電性を有するとして「○」、導電性が
劣る105Ω・cm超の場合に「×」として評価した。
Further, for the conductivity, a sheet sample was prepared from the above semiconductive resin composition, and their volume resistivity was measured by AS.
The measurement was carried out in accordance with TM.D991. When the conductivity was 10 5 Ω · cm or less, it was evaluated as “○” having good conductivity, and when the conductivity was less than 10 5 Ω · cm, it was evaluated as “X”.

【0017】また、機械的特性としてJIS・C300
5に記載された方法にしたがって上記シートサンプルの
引張伸び(%)を測定し、経年劣化による特性低下も考
慮し、伸びの初期値(サンプル製作直後での伸び測定
値)が200%以上のものを「○」、それ未満のものを
「×」として評価した。(通常電線材料としては伸びが
50%以上あると取り扱いによってひび割れ等の障害が
生じることがないと考えられるが、経年劣化を考慮する
と製作当初の伸びとしては200%以上あることが望ま
しいとされる。)これら検討結果について表3に示す。
Further, the mechanical properties are JIS C300
The tensile elongation (%) of the above sheet sample is measured according to the method described in 5, and the initial value of elongation (elongation measured immediately after the sample is manufactured) is 200% or more in consideration of deterioration in characteristics due to aging. Was evaluated as "O", and those less than that were evaluated as "X". (Normally, if the elongation of the wire material is 50% or more, it is considered that there will be no trouble such as cracking due to handling. However, considering the aging, it is considered that the elongation at the beginning of production is preferably 200% or more. Table 3 shows the results of these studies.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】[0019]

【表2】 [Table 2]

【0020】[0020]

【表3】 [Table 3]

【0021】表3により本発明に係るカーボンブラック
を用いた実施例1〜9の半導電層用樹脂組成物は、剥離
性、導電性、機械的特性ともに満足する優れたものであ
ることが判る。さらにこれら実施例1〜9では、剥離後
の架橋ポリエチレン面にカーボンブラックが残留する等
の剥離不良も発生しなかった。ここで、これら実施例1
〜9に係る半導電層用樹脂組成物について別途耐熱性や
ケーブルを製造する際の加工性についても調査したが、
それらの結果により電力ケーブルの半導電層として用い
るのに充分な性能を有することが判った。なお、これら
実施例1〜9の半導電層用樹脂組成物の実施例5〜8
は、剥離性とその他の特性とのバランスが良好で、半導
電層用樹脂組成物として最適のものであった。
From Table 3, it can be seen that the resin compositions for semiconductive layers of Examples 1 to 9 using carbon black according to the present invention are excellent ones satisfying all of releasability, conductivity and mechanical properties. . Furthermore, in Examples 1 to 9, no peeling failure such as carbon black remaining on the crosslinked polyethylene surface after peeling did not occur. Here, these examples 1
Regarding the semiconductive layer resin composition according to any one of Examples 9 to 9, the heat resistance and the workability when producing a cable were also investigated.
These results indicate that the material has sufficient performance to be used as a semiconductive layer of a power cable. In addition, Examples 5-8 of the resin composition for semiconductive layers of Examples 1-9.
Has a good balance between the releasability and other properties, and is optimal as a resin composition for a semiconductive layer.

【0022】[実施例10〜12]比表面積が58m2
/g、DBP吸油量が170ml/100g、pH5.
4のカーボンブラック(以下「CBa」と云う)を、空
気及びオゾンガスの存在下で酸化処理を行い、比表面積
が58m2/g、DBP吸油量が170ml/100
g、pHがそれぞれ4.8、4.3、3.0のカーボン
ブラック(以下それぞれ「CBb」、「CBc」、「C
Bd」と云う)を得た。
Examples 10 to 12 The specific surface area was 58 m 2.
/ G, DBP oil absorption 170ml / 100g, pH5.
Carbon black (hereinafter referred to as "CBa") is oxidized in the presence of air and ozone gas to have a specific surface area of 58 m 2 / g and a DBP oil absorption of 170 ml / 100.
g and pH of 4.8, 4.3 and 3.0, respectively (hereinafter referred to as “CBb”, “CBc” and “C
Bd ").

【0023】ここで、実際にこれらカーボンブラックを
樹脂組成物の導電性付与材料として用いて検討を行っ
た。架橋ポリエチレンケーブルの半導電層用樹脂として
用いられるエチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル
ユニット量=30重量%)100重量部に上記4種のカ
ーボンブラックをそれぞれ55重量部及び酸化防止剤、
架橋剤を添加・混合して、4種の樹脂組成物α、β、γ
及びδを得た。次いで、これらの半導電層用樹脂組成物
を用いて作製したシートを用い、それらの体積抵抗率を
ASTM・D991に準拠して調べた。カーボンブラッ
クのpHの体積抵抗率への影響について図2に示す。図
2より、いずれのカーボンブラックの場合も体積抵抗率
の特性として良好な導電性付与材料であったことが判
る。
Here, studies were actually conducted using these carbon blacks as a material for imparting conductivity to a resin composition. 55 parts by weight of each of the above four carbon blacks and 100 parts by weight of an ethylene-vinyl acetate copolymer (vinyl acetate unit amount = 30% by weight) used as a resin for a semiconductive layer of a crosslinked polyethylene cable, 55 parts by weight of an antioxidant,
By adding and mixing a crosslinking agent, the four types of resin compositions α, β, and γ
And δ were obtained. Next, using the sheets produced using these resin compositions for semiconductive layers, their volume resistivity was examined in accordance with ASTM D991. FIG. 2 shows the effect of the pH of carbon black on the volume resistivity. From FIG. 2, it can be seen that any of the carbon blacks was a good conductivity-imparting material in terms of volume resistivity characteristics.

【0024】さらに、カーボンブラックのpHと剥離強
度との関係を調べた。すなわち、架橋ポリエチレン(X
LPE)からなるシートの上に上記4種の樹脂組成物
α、β、γ及びδからなる架橋シートを積層・形成し、
その剥離強度を測定した。結果を図3に示す。図3より
酸化処理されてpHが低いカーボンブラックを用いた樹
脂組成物からなる架橋シートでは剥離強度が低く、剥離
性に優れていることが判る。
Further, the relationship between the pH of carbon black and the peel strength was examined. That is, the crosslinked polyethylene (X
LPE) laminated and formed on the sheet composed of the above four types of resin compositions α, β, γ and δ,
The peel strength was measured. The results are shown in FIG. FIG. 3 shows that the crosslinked sheet made of the resin composition using carbon black having a low pH after being oxidized has low peel strength and excellent peelability.

【0025】次いで、これら樹脂組成物α、β、γ及び
δを同条件で架橋させたときの、架橋度(ゲル分率)に
ついて測定した。結果を図4に示す。図4より、酸化処
理されてpHが低いカーボンブラックを含有する樹脂ほ
ど、その架橋度が低くなることが判る。このことは、カ
ーボンブラックの酸性官能基が架橋反応を阻害すること
によって生じると考えられる。このように、本発明の効
果(優れた剥離強度)は架橋反応の阻害により発現す
る。
Next, the degree of crosslinking (gel fraction) when these resin compositions α, β, γ and δ were crosslinked under the same conditions was measured. FIG. 4 shows the results. FIG. 4 shows that the degree of crosslinking decreases as the resin containing carbon black that has been oxidized and has a lower pH is reduced. This is considered to be caused by the acidic functional group of the carbon black inhibiting the crosslinking reaction. As described above, the effect (excellent peel strength) of the present invention is exhibited by inhibiting the crosslinking reaction.

【0026】なお、ここで別途、これら樹脂組成物α、
β、γ及びδを半導電層用樹脂として用い、架橋ポリエ
チレンを絶縁層とする電力ケーブルを形成した。これら
の断面をモデル的に図1に示した。これら半導電層用樹
脂組成物を外部半導電層(図中符号4)に適用し、内部
半導電層と架橋ポリエチレンからなる絶縁層(符号3)
並びに外部導電層を三層同時押出成形し、これを窒素雰
囲気中で加熱して化学架橋し3種の乾式架橋の電力ケー
ブル(6kV−CV60mm2)を得た。これら電力ケ
ーブルにおいて、導体部太さ(直径)、内部半導電層厚
さ、絶縁層厚さ、及び、外部半導電層厚さはそれぞれ、
9.3mm、1mm、3mm、及び0.7mmである。
Here, separately, these resin compositions α,
Using β, γ, and δ as the resin for the semiconductive layer, a power cable having a crosslinked polyethylene as an insulating layer was formed. These cross sections are modeled in FIG. These semiconductive layer resin compositions are applied to an outer semiconductive layer (reference numeral 4 in the figure), and an inner semiconductive layer and an insulating layer made of cross-linked polyethylene (reference numeral 3).
In addition, three layers of the outer conductive layer were co-extruded and heated in a nitrogen atmosphere to be chemically crosslinked to obtain three types of dry crosslinked power cables (6 kV-CV 60 mm 2 ). In these power cables, the thickness (diameter) of the conductor portion, the thickness of the inner semiconductive layer, the thickness of the insulating layer, and the thickness of the outer semiconductive layer are respectively:
9.3 mm, 1 mm, 3 mm, and 0.7 mm.

【0027】これら電力ケーブルの半導電層をAEIC
・C55―82に準拠してその剥離性を検討したとこ
ろ、CBa及びCBbを用いた電力ケーブルの半導電層
では剥離強度が4kgf/12.7mm超であったのに
対し、CBc及びCBdを用いた電力ケーブルの半導電
層では共に剥離強度が4kgf/12.7mm以下と良
好な剥離性を有することが判った。なお、これら電力ケ
ーブルの半導電層について実際に手で剥離を行う官能評
価をおこなったところ、樹脂組成物γ及びδを用いた積
層シートでは、樹脂組成物α及びγを用いた電力ケーブ
ルの半導電層での剥離性に比べ、共に格段に良好な剥離
性が得られることが確認された。
The semiconductive layer of these power cables is AEIC
-When the peelability was examined in accordance with C55-82, the peel strength of the semiconductive layer of the power cable using CBa and CBb was more than 4 kgf / 12.7 mm, whereas CBc and CBd were used. It was found that both the semiconductive layers of the power cables had good peeling properties with a peel strength of 4 kgf / 12.7 mm or less. In addition, when a sensory evaluation of actually peeling the semiconductive layer of these power cables by hand was performed, the laminated sheet using the resin compositions γ and δ showed a half of the power cable using the resin compositions α and γ. It was confirmed that remarkably good releasability was obtained in both cases as compared with the releasability of the conductive layer.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明に係るカーボンブラックを用いる
ことにより、導電性、機械的特性や耐熱性及び加工性を
従来の電力ケーブルと同レベルに保ちながら、電力ケー
ブルの半導電層の剥離性を著しく向上させることがで
き、その結果、現場作業である電力ケーブルの接続や端
末処理に要する手間や時間を減少させることができる。
By using the carbon black according to the present invention, the semiconductive layer of the power cable can be peeled off while maintaining the same level of conductivity, mechanical properties, heat resistance and workability as the conventional power cable. As a result, it is possible to significantly reduce the time and effort required for connection of power cables and terminal processing, which are field operations.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例で作製した電力ケーブルの断面を示すモ
デル図である。
FIG. 1 is a model diagram showing a cross section of a power cable manufactured in an example.

【図2】カーボンブラックの酸化処理によるpHの変化
とそれを含有する樹脂組成物による成形体における体積
抵抗率の関係を示す図である。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a change in pH due to an oxidation treatment of carbon black and a volume resistivity in a molded product of a resin composition containing the same.

【図3】カーボンブラックの酸化処理によるpHの変化
とそれを含有する樹脂組成物による成形体と架橋ポリエ
チレンとの剥離強度を示す図である。
FIG. 3 is a graph showing a change in pH due to oxidation treatment of carbon black and a peel strength between a molded article and a crosslinked polyethylene by a resin composition containing the same.

【図4】カーボンブラックの酸化処理によるpHの変化
とそれを含有する樹脂組成物による成形体における架橋
度の関係を示す図である。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a change in pH due to oxidation treatment of carbon black and a degree of cross-linking in a molded article of a resin composition containing the same.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導体 2 内部半導電層 3 絶縁層 4 外部半導電層 Reference Signs List 1 conductor 2 inner semiconductive layer 3 insulating layer 4 outer semiconductive layer

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年9月1日[Submission date] September 1, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0027[Correction target item name] 0027

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0027】これら電力ケーブルの半導電層をAEIC
・C55−82に準拠してその剥離性を検討したとこ
ろ、CBa及びCBbを用いた電力ケーブルの半導電層
では剥離強度が4kgf/12.7mm超であったのに
対し、CBc及びCBdを用いた電力ケーブルの半導電
層では共に剥離強度が4kgf/12.7mm以下と良
好な剥離性を有することが判った。なお、これら電力ケ
ーブルの半導電層について実際に手で剥離を行う官能評
価をおこなったところ、樹脂組成物γ及びδを用いた
力ケーブルの半導電層では、樹脂組成物α及びβを用い
た電力ケーブルの半導電層での剥離性に比べ、共に格段
に良好な剥離性が得られることが確認された。
The semiconductive layer of these power cables is AEIC
-When the peeling property was examined based on C55-82, the peeling strength of the semiconductive layer of the power cable using CBa and CBb was more than 4 kgf / 12.7 mm, whereas CBc and CBd were used. It was found that both the semiconductive layers of the power cables had good peeling properties with a peel strength of 4 kgf / 12.7 mm or less. Incidentally, was subjected to sensory evaluation for actual manual peeling the semiconductive layer of a power cable, electric using the resin composition γ and δ
In the semiconductive layer of the power cable, it was confirmed that both of the semiconductive layers of the power cable using the resin compositions α and β exhibited remarkably good peelability as compared with the peelability of the semiconductive layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 恒夫 静岡県沼津市大岡2771 矢崎電線株式会社 内 (72)発明者 片岡 和人 東京都港区北青山一丁目2番3号 東海カ ーボン株式会社内 (72)発明者 松島 功明 東京都港区北青山一丁目2番3号 東海カ ーボン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tsuneo Tani Inside 2771 Ooka Yazaki Electric Wire Co., Ltd., Numazu City, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Kazuto Kataoka 2-3-2 Kitaaoyama, Minato-ku, Tokyo Tokai Carbon Co., Ltd. (72) Inventor Toshiaki Matsushima 1-3-2 Kitaaoyama, Minato-ku, Tokyo Tokai Carbon Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 比表面積が40m2/g以上、DBP吸
油量が120ml/100g以上で、かつ、pHが4.
5以下であることを特徴とする半導電層用カーボンブラ
ック。
1. A specific surface area of 40 m 2 / g or more, a DBP oil absorption of 120 ml / 100 g or more, and a pH of 4.
Carbon black for a semiconductive layer, wherein the carbon black is 5 or less.
【請求項2】 比表面積が40m2/g以上、DBP吸
油量が120ml/100g以上で、かつ、pHが4.
5以下であるカーボンブラックを含有する半導電層用樹
脂組成物。
2. The specific surface area is at least 40 m 2 / g, the DBP oil absorption is at least 120 ml / 100 g, and the pH is 4.
A resin composition for a semiconductive layer containing carbon black of 5 or less.
【請求項3】 上記半導電層用樹脂組成物がエチレン系
共重合体をベース樹脂とすることを特徴とする請求項2
に記載の半導電層用樹脂組成物。
3. The resin composition for a semiconductive layer according to claim 2, wherein the base resin is an ethylene copolymer.
The resin composition for a semiconductive layer according to the above.
【請求項4】 上記エチレン系共重合体においてエチレ
ンユニットを除いたコモノマーユニットの含有率が20
重量%以上であることを特徴とする請求項3に記載の半
導電層用樹脂組成物。
4. The ethylene-based copolymer has a comonomer unit content of 20 excluding ethylene units.
The resin composition for a semiconductive layer according to claim 3, wherein the content is not less than% by weight.
【請求項5】 上記エチレン系共重合体がエチレン−酢
酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項3に記
載の半導電層用樹脂組成物。
5. The resin composition for a semiconductive layer according to claim 3, wherein the ethylene copolymer is an ethylene-vinyl acetate copolymer.
【請求項6】 上記エチレン系共重合体がエチレン−酢
酸ビニル共重合体であることを特徴とする請求項4に記
載の半導電層用樹脂組成物。
6. The resin composition for a semiconductive layer according to claim 4, wherein the ethylene copolymer is an ethylene-vinyl acetate copolymer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006206780A (en) * 2005-01-28 2006-08-10 Mitsubishi Chemicals Corp Electroconductive thermoplastic resin composition
CN114085518A (en) * 2021-10-27 2022-02-25 金发科技股份有限公司 Flame-retardant nylon composite material and preparation method and application thereof

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Effective date: 20030611