JPS5951413A - ラミネ−ト絶縁紙およびこれを用いた油浸絶縁電気機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は電気特性、耐油性、耐剥離性等に優れたラミネ
ート絶縁紙およびこれを用いた油浸絶縁電気機器に関す
る。

［発明の技術的背狽とその問題点］ 近年、ＯＦケーブル等の油浸絶縁電気機器の超高圧化に
伴い、セル１］−ス繊維紙に代わる誘電損失の小さい絶
縁材料として、通常のポリオレフィンや架橋シリル変性
ポリオレフィンからなるフィルムの片面あるいは両面に
セルロース繊維紙を貼着したラミネート絶縁紙の使用が
検討されている。

しかしながら、このようなラミネート絶縁紙においては
、アルキルベンゼンのような絶縁油中に長時間浸漬した
場合、フィルム層を構成するベース樹脂が油中に溶出、
膨潤するという欠点があつた。

従って、このようなラミネート絶縁紙を絶縁層として用
いたＯＦケーブルでは、通常の使用温度（８５°Ｃ）で
溶出した成分により、絶縁油の粘度が上野したケーブル
のラジアル方向の油流抵抗が増大するばかりでなく、フ
ィルム層の膨潤により可撓性が低下するという欠点があ
った。

また、近年、このような欠点を解消するために平均分子
量が数１０万〜数１００万と極めて大きい超高分子量ポ
リエチレンからなるフィルムの使用が検討されている。

しかしながら、この超高分子量ポリエチレンフィルムは
耐油性に極めて優れ絶縁油中での溶解や膨潤がほとんど
ないという利点を有する反面、高温下での融着性（流動
性）が悪く、通常の加熱ロールを用いた方法ではセルロ
ース繊維紙を融着一体化することができないという欠点
があった。

［発明の目的］ 本発明はこれらの欠点を解消するためになされたもので
、特に耐油性に優れたラミネート絶縁紙およびこれを用
いた油浸絶縁電気機器を提供することを目的とする。

［発明の概要］ すなわち本発明は、超高分子量ポリエチレンフィルムを
８０℃以上でかつ融点より低い温度下に降伏点の延伸倍
率以上の倍率で延伸してなるフィルムの少むくとも片面
に、８０℃以上でかつ融点より低い温度下に降伏点の延
伸倍率以上の倍率で延伸してなる架橋シリル変性ポリオ
レフィンフィルムの中間層を設け、さらにそのうえにセ
ルロース繊維紙を融着し一体化してなることを特徴とす
るラミネート絶縁紙および導体と、この導体外周に施さ
れたこのラミネート絶縁紙巻回層と、この巻回層の外周
を覆う液密シースとを備え、前記液密シース内に絶縁油
を充填してなることを特徴とする油浸絶縁電気機器であ
る。

本発明に使用する超高分子量ポリエチレンは、平均分子
量が１００万以上と極めて大きいポリエチレン樹脂であ
り、市販品としてはハイゼックス・ミリオン（三井石油
化学社の商品名）等がある。

５− この超高分子量ポリエチレンから通常皮剥ぎ法によりフ
ィルムが成形される。

本発明に使用するシリル変哲ポリオレフィンは、ポリオ
レフィンに０．５〜１０Ｐｌ−（Ｒのビニルトリメトキ
シシラン（ＶＴＭＯ３）のようなトリアルコキシシラン
と、０．０１〜２．０ＰＨＲのジクミルパーオキサイド
（ＤＣＰ）のようなラジカル発生剤とを、押出機のよう
な加熱混線機能を有する装置に供給して約２００℃の湿
度で加熱混練することにより得られる。

シリル変性ポリオレフィンのベースポリマーとしては、
高密度または低密度のポリエチレン、ポリプロピレン、
エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアク
リレート共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、塩
素化ポリエチレン等を用いることができるが、特に高密
度ポリエチレンが適している。

本発明に使用する架橋シリル変性ポリオレフィンフィル
ムは、上記のシリル変性ポリオレフィンをＴダイ法ある
いはインフレーション法によりＯ１０７〜０．８作の厚
さのフィルムとした後、ジブチルスズジラウレ−１〜（
ＤＢＴＤＬ＞のようなシラノール縮合触媒の存在下に加
水架橋することにより得られる。

なお、フィルムの押出成形にあたって公知の顔料、無機
充填剤、難燃剤、老化防止剤、加工助剤等を配合するこ
ともできる。

シラノール綜合触媒は、フィルムの押出成形時にマスタ
ーバッチの形態でシリル変性ポリオレフィンペレットと
混合して押出機に供給してもよく、またシリル変性ポリ
オレフィンをフィルムに形成した後、その表面へ接触さ
せてフィルム内へ浸透させるようにしてもよい。

フィルムの架橋は、熱水中あ、るいは高温水蒸気雰囲気
中にフィルムを通過させることにより行なわれる。また
時間はかかるが室内に単に放置しておいてだ番プでも架
橋は進行する。フィルムの架橋は、ゲル分率で３０〜７
０好ましくは４５〜６５％の範囲内とする。

３０％未満では、耐油性が不充分となり、逆に７０％を
越えると加工性が悪くなるのでいずれも好ましくない。

本発明においては、前記超高分子量ポリエチレンフィル
ムを８０℃以上でかつ融点より低い温度下に降伏点の延
伸倍率以上の倍率で延伸すると同時に、その片面あるい
は両面に上記方法で得られた架橋シリル変性ポリオレフ
ィンフィルムを同様に８０℃以上でかつ融点より低い温
度下に降伏点の延伸倍率以上の倍率で延伸してなるフィ
ルムを加熱融着し一体化する。

また本発明においては、まず超高分子量ボリエヂレンフ
ィルムの片面あるいは両面に架橋シリル変性ポリオレフ
ィンフィルムを加熱融着して一体化させ、次いで得られ
た複合フィルム全体を延伸する方法をとることもできる
。いずれの方法においても延伸は、例えば回転速度を後
段側が速くなるように連設した一組のキャプスタンロー
ルでフィルムを引き取ることにより行なわれる。

これら超高分子量ポリエチレンフィルムおよび架橋シリ
ル変性ポリオレフィンフィルムの単独あるいは複合した
フィルムの延伸時に温度が低いと高い倍率の延伸が困難
となり、逆にフィルムの融白を越えると破断が生じ易い
ばかりでなく、延伸の効果が小さくなるので好ましくな
い。従って融点未満でその近傍に温度、すなわち１０５
〜１２０℃で延伸するのが最も好ましい。

また、延伸倍率が高くなるほど耐油性の良好なラミネー
ト絶縁紙が得られるので、通常２．８倍以上、より好ま
しくは３倍以上に延伸する。

本発明に使用するセルロース１ｌｌｆとしては、クラフ
ト紙やコンデンサ紙等があり、１０〜１５０μ程度の厚
さのものが適している。

本発明のラミネート絶縁紙は、前記延伸加工の施された
超高分子量ポリエチレンフィルムと架橋シリル変性ポリ
オレフィンフィルムとの複合フィルムあるいはそれぞれ
単独に延伸後融着一体化された複合フィルムの架橋シリ
ル変性ポリオレフィンフィルム層の上に、さらに前記セ
ルロース１ｌｌｆ紙を加熱融着し一体化することにより
得られる。

加熱融着は、例えば加熱ロールにより加圧することによ
り行なわれる。融着は架橋シリル変性ポリオレフィンの
融点以上の温度でかつできるだけ低い温度で行なうこと
が望ましく、１４０〜１８０℃の温度範囲が適当である
。

１４０℃未満の温度ではセルロース１ｉｉｌｆｆ紙との
融着強度が充分でなく、逆に１８０℃を越える温度では
架橋シリル変性ポリオレフィンフィルムおよび超高分子
量ポリエチレンフィルムの延伸の戻りが生じかえってフ
ィルム部分の耐油性が低下するため好ましくない。

使用する超高分子量ポリエチレンフィルムおよび架橋シ
リル変性ポリオレフィンフィルムの厚さは、セルロース
繊維紙を融着一体化後の全体の厚さが７０〜２５０μの
範囲になるように適宜選択することができる。

このようにして得られる本発明のラミネート絶縁紙は、
中間層を構成する架橋シリル変性ポリオレフィンとセル
ロースが化学的に結合しており、剥離強度が大きいばか
りでなく、電気的機械的および耐油性に優れており、Ｏ
Ｆケーブル、ＰＯＦケーブルのケーブル絶縁層接触部や
終端部の絶縁補強層あるいは高圧コンデンサ、高圧トラ
ンスの絶縁層等に広く適用することができる。

このラミネート絶縁紙を絶縁層どして用いたＯＦケーブ
ルの横断面図を図面に示す。

図においてＯＦケーブル１は、導体２上に内部半導電層
３、本発明のラミネート絶縁紙の巻回により形成された
絶縁層４、外部半導電層５、金属テープ巻回遮蔽層６、
抑え巻層７およびアルミニウムのような金属コルゲート
シース８およびポリ塩化ビニル防食層９を順に設けると
ともに金属］ルゲートシース８内に絶縁油１０、例えば
アルキルベンゼンを充填することにより構成されている
。

このように構成されたＯＦケーブルは、従来のシリル変
性ポリオレフィンあるいは架橋シリル変性ポリオレフィ
ンフィルムを用いたラミネート絶縁紙で絶縁層を構成し
たＯＦケーブルと比較して、ラミネート絶縁紙の耐油性
が著しく改善されているので、絶縁油の粘度上昇および
油流抵抗の増大が小さく、電気特性および可撓性に優れ
ている。

［発明の実施例］ 以下本発明の実施例について記載する。

実施例１ ［シリル変性ポリエチレンペレットの製造］高密度ポリ
エチレン（比重０．９６５、メルトインデックス１４）
　　１００重母部 ＶＴＭＯ８２〃 ＤＣＰ　　　　　　０．１　　〃 上記の組成物をタンブラ−中で混合し、これを押出機に
供給して１８０〜１８５℃で紐状に押出し、次いでペレ
ット状に成形した。

［シラノール縮合触媒入りマスターパッチペレットの製
造〕 高密度ポリエチレン（比重０．９６５、メルトインデッ
クス１４）　　１００重最部 ＤＢＴＤ１　　　　　１．０　　〃 老化防止剤　　　　　１．０　〃 上記組成によりシラノール縮合触媒入りマスターパッチ
ペレットを製造した。

［架橋シリル変性ボレエチレンフィルムの製造］シリル
変性ボレエチレンベレットとシラノール綜合触媒入りマ
スターバッチとをそれぞれ９：１の割合で混合したもの
を、混合後直ちに押出機に供給し、Ｔダイ法により厚さ
４０μのフィルム状に押出した。これをゲル分率３０〜
１１０％まで加水架橋して架橋シリル変性ポレエチレン
フイルムを得た。

［ラミネート絶縁紙の製造］ 平均分子昂２００万のハイゼックス・ミリオン２４０Ｍ
から皮剥ぎ法により製造された厚さ１００μのフィルム
の両面に上記架橋シリル変性ボレエチレンフィルムを１
５０℃の温度で加熱融着した後、この複合フィルムを１
１０℃の温度で３゜８、倍に一軸延伸し、次いで延伸さ
れた架橋シリル変性ボレエチレンフィルム層の上に厚さ
５０μのクラフト紙を沿わせ、加熱ロールにより１４０
℃に加熱して架橋シリル変性ポレエヂレンフイルム層と
クラフト紙とを一体に融着して厚さ１８０μのラミネー
ト絶縁紙を製造した。

得られたラミネート絶縁紙のドデシルベンゼンに対する
耐油性、すなわち溶解量および膨潤度は第１表の通りで
あった。

なお、表中比較例１は延伸加工を施さない架橋シリル変
性ボレエヂレンフィルムの両面にクラフト紙を加熱融着
して得られたラミネート絶縁紙の耐油性を示し、比較例
２はハイゼックス・ミリオン２４０Ｍからなる厚さ１０
０μのフィルムの耐油性を示す。

＊１００℃×１６８時間 ＊＊１００℃ 実施例２ 実施例１のラミネート絶縁紙を用いて図面に示す下記構
造の２７５ｋｖｌＯＦケーブルを製造した。

導体　１Ｘ２０００ｍｄ（油通路スパイラル管なし） 内部半導電層　　　カーボン紙遮蔽 絶縁紙巻回層厚さ　　　１７．５ｍｍ 金金属化遮蔽 ］ルゲートアルミシース厚さ　２．６詐軟質塩化ビニル
樹脂防食層　　　　６酊絶縁油　　ハード型ドデシルベ
ンゼン また比較例１のラミネート絶縁紙を用い同様な構造のＯ
Ｆケーブルを製造した（比較例３）。

次に得られたＯＦケーブルにおける絶縁油の粘度および
絶縁油中への樹脂の溶解量を種々の温度下で測定した。

測定結果を第２表に示す。

（以下余白） ＊オリジナル絶縁油　　３０℃　１２．４ｃｓｔの粘度
　　　　　　　８５℃　２．９Ｃ８ｔ９５℃　１，５ｃ
ｓｔ また実施例２および比較例３のケーブルの油流抵抗を室
温から９５℃までのヒートザイクルを１５回加えた前後
において測定した。測定結果を第３表に示す。

１０− Ａ　ヒートサイクル前 Ｂヒートサイクル前 ［発明の効果１ 以上の実施例からも明らかなように本発明のラミネート
絶縁紙は、電気的機械的特性が良好で、特に耐油性に優
れている。

従ってこのようなラミネート絶縁紙を用いた油浸絶縁電
気機器、例えばＯＦケーブルは、絶縁油の粘度上性が小
さく、短絡等による異常温度上野時にも絶縁油が迅速に
移動して絶縁破壊を防止し、またラミネート絶縁紙の層
間剥離による屈曲時のしわや座屈の発生を防止して優れ
た電気特性を発揮する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の油浸絶縁電気機器の一実施例であるＯＦ
ケーブルの横断面図である。 １７− １６− １・・・・・・・・・・・・ＯＦケーブル２・・・・・
・・・・・・・導　体 ４・・・・・・・・・・・・ラミネート絶縁紙の巻回に
より形成された絶縁層 １０・・・・・・・・・・・・絶縁油 代理人弁理士　　　須　山　佐　− （ばか１名） １８−

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）超高分子量ポリエチレンフィルムを８０℃以上で
   かつ融点より低い温度下に降伏点の延伸倍率以上の倍率
   で延伸してなるフィルムの少なくとも片面に、８０℃以
   上でかつ融点より低い温度下に降伏点の延伸倍率以上の
   倍率で延伸してなる架橋シリル変性ポリオレフィンフィ
   ルムの中間層を設け、ざらにそのうえにセルロース繊維
   紙を融着し一体化してなることを特徴とするラミネート
   絶縁紙。
2. （２）超高分子量ポリエチレンフィルムと架橋シリル変
   性ポリオレフィンフィルムは、いずれも２゜８倍以上の
   延伸倍率で延伸されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のラミネート絶縁紙。
3. （３）架橋シリル変性ポリオレフィンフィルムは、架橋
   シリル変性ボレエヂレンフイルムである特許請求の範囲
   第１項または第２項記載のラミネート絶縁紙。
4. （４）導体と、この導体外周に施された超高分子量ポリ
   エチレンフィルムを８０℃以上でかつ融点より低い温度
   下に降伏点の延伸倍率以上の倍率で延伸してなるフィル
   ムの少なくとも片面に、８０℃以上でかつ融点より低い
   温度下に降伏点の延伸倍率以上の倍率で延伸してなる架
   橋シリル変性ポリオレフィンフィルムの中間層を設け、
   さらにその上にセルロース繊維紙を融着し一体化してな
   るラミネート絶縁紙巻回層と、このラミネート絶縁紙巻
   回層の外周を覆う液密シースとを備え、前記液密シース
   内に絶縁油を充填してなることを特徴とする油浸絶縁電
   気機器。
5. （５）架橋シリル変性ポリオレフィンフィルムは架橋シ
   リル変性ボレエチレンフィルムである特許請求の範囲第
   ４項記載の油浸絶縁電気機器。
6. （６）絶縁油はアルキルベンゼンである特許請求の範囲
   第４項または第５項記載の油浸絶縁電気機器。
7. （７）ＯＦケーブルである特許請求の範囲第４項ないし
   第６項のいずれか１項記載の油浸絶縁電気機器。