【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、ポリエチレン絶縁電力ケーブル、特
に架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルにおける外
部半導電層の剥離性を改良した組成物に関するも
のである。
電力ケーブルは、一般に導体を絶縁体で被覆
し、その周囲を更に金属製の遮蔽およびシースで
被覆したことを有するが、この他にコロナ放電防
止のため導体と絶縁体との間或は絶縁体と金属遮
蔽との間に内部或いは外部半導電層を設けてい
る。
従来、外部半導電層形成用材料としては、ポリ
エチレン、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等のポリオレフイ
ン系樹脂と導電性カーボンブラツクを配合した半
導電性樹脂組成物が用いられて来た。
このような半導電層は、ケーブルの接続、終端
接続部の処理作業の際に、ケーブルの先端からあ
る長さ迄絶縁体から短時間で完全に除去できるも
のでなければならない。即ち、外部半導電層は絶
縁体に対し、適度な密着性と剥離性とを有するこ
とが要請される。
しかるに従来の外部半導電層用組成物は絶縁体
に対する接着度が高いため剥離が困難であり、剥
ぎ取りに長時間を要するのみならず、絶縁体を傷
つけ易く電力ケーブルの特性を損うケースが多
く、前記の要請に応えることができなかつた。
従来、かかる要請に応えるべくなされた発明と
して、特開昭51−79140号公報明細書に開示され
る半導電性樹脂組成物が知られている。しかし、
この半導電性樹脂組成物にあつては、剥離性を付
与するための無機充填剤としてケイ酸アルミニウ
ム（通称名クレイ）又はケイ酸マグネシウム（通
称タルク）を使用するため、物理強度、押出加工
性などの低下をきたすことなく剥離性を改善させ
るには、それらの配合量はポリエチレン等の樹脂
100重量部に対し30重量部が上限であり、又、得
られる剥離強度も４〜６Kg／cmと比較的高い。
本発明は、従来の半導電性樹脂組成物かかる問
題点に着目してなされたもので、実質的に望まし
い剥離強度とされる4.0Kg／cm以下の剥離性を備
えた外部半導電層用組成物を提供し、これによつ
て通常の状態では絶縁体と完全に密着している
が、必要な場合には容易かつ完全に剥離できるよ
うにしたものである。
すなわち、本発明による半導電性樹脂組成物
は、ポリエチレン又はエチレン共重合体樹脂100
重量部に対し、導電性カーボンブラツクと粒径
0.1μ以下の活性化炭酸カルシウムを主成分とす
る無機充填剤40〜150重量部とを配合したことを
特徴とするもので、通常の押出成形により容易に
製造することができ、この組成物を材料として半
導電層を形成した電力ケーブルは、剥離が容易か
つ完全に行えるため、絶縁体を傷つけるおそれが
ない。
本発明において使用する導電性カーボンブラツ
クとしては、フアーネスブラツク、アセチレンブ
ラツク、商品名ケツチングブラツクEC等が挙げ
られ、前記エチレン共重合体樹脂100重量部に対
し、10〜80重量部の範囲で使用できる。
剥離性向上のため使用する無機充填剤は、粒径
0.1μ以下の活性化炭酸カルシウムを主体とし
て、これをポリエチレン又はエチレン共重合体樹
脂100重量部に対し、40〜150重量部配合するのが
適当である。
すなわち、表−１は無機充填剤と粒径を変えて
半導電性樹脂組成物１〜８を調製し、その剥離力
と脆化温度を測定した結果を示すもので、試料の
調製および測定は次のように行つた。
先ず、表−１に示す配合の半導電性材料を１mm
厚のシートに、架橋ポリエチレンを４mm厚シート
に予備成形し（成形条件は120℃で５分間プレ
ス）、両シートを重ね合せて180℃、20分間の架橋
条件でプレスし、貼り合せ試料を作成した。この
貼り合せ試料の剥離強度をインストロン試験機に
より測定するとともに、その脆化温度を測定し
た。
The present invention relates to a composition that improves the peelability of an outer semiconducting layer in a polyethylene insulated power cable, particularly a crosslinked polyethylene insulated power cable. Power cables generally have a conductor covered with an insulator, and the surrounding area is further covered with a metal shield or sheath. An internal or external semiconducting layer is provided between the metal shield and the metal shield. Conventionally, as the material for forming the outer semiconductive layer, a semiconductive resin composition containing a polyolefin resin such as polyethylene, ethylene vinyl acetate copolymer, or ethylene ethyl acrylate copolymer and conductive carbon black has been used. It's here. Such a semiconducting layer must be able to be completely removed from the insulator over a certain length from the tip of the cable in a short period of time during cable connection and termination work. That is, the external semiconducting layer is required to have appropriate adhesion and releasability to the insulator. However, conventional compositions for outer semiconducting layers have a high degree of adhesion to the insulator, making it difficult to peel off, and not only does it take a long time to remove, but the insulator is easily damaged, which can impair the properties of the power cable. In many cases, we were unable to meet the above request. Conventionally, a semiconductive resin composition disclosed in JP-A-51-79140 has been known as an invention made in response to such demands. but,
In this semiconductive resin composition, aluminum silicate (commonly known as clay) or magnesium silicate (commonly known as talc) is used as an inorganic filler to impart releasability, so physical strength and extrusion processability are improved. In order to improve releasability without causing a decrease in
The upper limit is 30 parts by weight per 100 parts by weight, and the peel strength obtained is also relatively high at 4 to 6 kg/cm. The present invention has been made by focusing on the problems of conventional semiconductive resin compositions, and is a composition for an outer semiconductive layer that has a peelability of 4.0 Kg/cm or less, which is considered to be a substantially desirable peel strength. The material is provided so that it is in complete contact with the insulator under normal conditions, but can be easily and completely peeled off when necessary. That is, the semiconductive resin composition according to the present invention contains polyethylene or ethylene copolymer resin 100%
Conductive carbon black and particle size by weight
This composition is characterized by containing 40 to 150 parts by weight of an inorganic filler whose main component is activated calcium carbonate of 0.1μ or less, and can be easily manufactured by ordinary extrusion molding. Power cables made of semiconducting layers can be peeled off easily and completely, so there is no risk of damaging the insulator. Examples of the conductive carbon black used in the present invention include furnace black, acetylene black, and Ketting Black EC (trade name). Can be used. The inorganic filler used to improve releasability has a particle size of
It is appropriate to use 40 to 150 parts by weight of activated calcium carbonate with a particle size of 0.1 micron or less based on 100 parts by weight of polyethylene or ethylene copolymer resin. That is, Table 1 shows the results of measuring the peeling force and embrittlement temperature of semiconductive resin compositions 1 to 8 prepared with different inorganic fillers and particle sizes. It went like this: First, 1 mm of the semiconductive material with the composition shown in Table 1 was prepared.
Cross-linked polyethylene was preformed into a 4 mm thick sheet (forming conditions were pressed at 120℃ for 5 minutes), and both sheets were stacked and pressed at 180℃ for 20 minutes to create a bonded sample. did. The peel strength of this bonded sample was measured using an Instron tester, and its embrittlement temperature was also measured.
【表】
表−１中、導電性カーボンブラツクとしては商
品名バルカンXC−72（キヤボツト社製）を、タ
ルクとしては商品名ハイトロン（竹原化学製）
を、クレイとしては商品名サテントン＃２（エン
ゲルハードミネラル社製）を、炭酸カルシウム
（粒径1.5μ）としては商品名ホワイトSS（白石
カルシウム製）を、また活性化炭酸カルシウム
（粒径0.04μ）としては商品名白艷華CC（白石カ
ルシウム製）をそれぞれ使用した。
表−１の結果から明らかな如く、無機充填剤と
してケイ酸アルミニウム（クレイ）、ケイ酸マグ
ネシウム（タルク）又は粒径0.1μを越える炭酸
カルシウムを使用した場合には、夫々40重量部の
添加によつても剥離不能あり、また粒径0.1μ以
下の活性化炭酸カルシウムであつても、その添加
量がエチレン共重合体樹脂100重量部に対し40重
量部に満たない場合には、得られる半導電層の剥
離強度が4.0Kg／cmを上廻り、剥離性が不足す
る。一方、粒径0.1μの活性化炭酸カルシウムの
添加量が150重量部を越えると、半導電層の物理
的強度（脆化温度）が低下し実用化に不向きであ
り、電力ケーブルの押出成形時の加工性が低下す
る。
本発明によると半導電性樹脂組成物は上記のエ
チレン共重合体樹脂、導電性カーボンブラツクお
よび無機充填剤を主体とするが、加工性向上のた
め、高級脂肪酸、高級アルコールや金属せつけん
を添加してもよく、また、酸化防止剤、架橋剤な
どの一般の添加剤を使用するも勿論差し支えな
い。
次に実施例について説明する。
実施例 １
断面積100mm2の撚線導体上に通常の内部半導電
層を押出成形により形成し、その上に架橋剤を配
合したポリエチレン絶縁体と、表−１中の組成物
５の配合比を有する外部半導電層を同時押出によ
り形成した。次いで、圧力20Kg／cm2の蒸気架橋管
中で20分加熱して架橋させ、22KW用架橋ポリエ
チレンケーブルを作成した。得られたケーブルの
表面に形成された外部半導電層に10mm巾で二本の
切傷をつけ、剥離試験を行つたところ剥離力は
2.8Kgであり、剥離性良好であつた。
比較例 １
外部半導電層として、表−１中組成物２の配合
比を有する半導電性を実施例１と同様の製造方法
に従つて架橋ポリエチレンケーブルを作成した。
得られたケーブルの外部半導電層の剥離試験を実
施例１と同様にして行つたところ、10mm巾の外部
半導電層は破断してしまい剥離することができな
かつた。
本発明の半導電性樹脂組成物によれば剥離強度
が4.0Kg／cm以下の極めて望ましい剥離性を有す
るので、ケーブルの接続及び端末処理作業を容易
かつ迅速に行うことができ、絶縁体等に傷をつけ
るおそれがないためケーブル本来の特性を損うこ
とがない。[Table] In Table 1, the conductive carbon black is Vulcan XC-72 (manufactured by Cabot), and the talc is Hytron (Takehara Chemical).
The clay used is the trade name Satinton #2 (manufactured by Engel Hard Minerals), the calcium carbonate (particle size 1.5μ) was used the trade name White SS (made by Shiraishi Calcium), and the activated calcium carbonate (particle size 0.04μ) was used. ) was used under the trade name Shiroika CC (manufactured by Shiroishi Calcium). As is clear from the results in Table 1, when aluminum silicate (clay), magnesium silicate (talc), or calcium carbonate with a particle size exceeding 0.1μ is used as an inorganic filler, 40 parts by weight of each is added. Even if activated calcium carbonate has a particle size of 0.1μ or less, if the amount added is less than 40 parts by weight per 100 parts by weight of the ethylene copolymer resin, the obtained half The peel strength of the conductive layer exceeds 4.0 Kg/cm, resulting in insufficient peelability. On the other hand, if the amount of activated calcium carbonate with a particle size of 0.1μ exceeds 150 parts by weight, the physical strength (embrittlement temperature) of the semiconducting layer decreases, making it unsuitable for practical use. processability is reduced. According to the present invention, the semiconductive resin composition mainly contains the above-mentioned ethylene copolymer resin, conductive carbon black, and inorganic filler, but higher fatty acids, higher alcohols, and metal salts are added to improve processability. Of course, general additives such as antioxidants and crosslinking agents may also be used. Next, an example will be described. Example 1 A normal internal semiconducting layer was formed by extrusion molding on a stranded wire conductor with a cross-sectional area of 100 mm 2 , and the blending ratio of a polyethylene insulator with a crosslinking agent mixed thereon and Composition 5 in Table 1 An outer semiconducting layer was formed by coextrusion. Next, it was heated for 20 minutes in a steam crosslinked pipe at a pressure of 20Kg/cm 2 to cause crosslinking, thereby producing a 22KW crosslinked polyethylene cable. Two cuts with a width of 10 mm were made on the outer semiconductive layer formed on the surface of the resulting cable, and a peel test was performed, and the peel force was
The weight was 2.8 kg, and the peelability was good. Comparative Example 1 A crosslinked polyethylene cable was prepared using a semiconducting material having the compounding ratio of Composition 2 in Table 1 as an external semiconductive layer according to the same manufacturing method as in Example 1.
When the outer semiconductive layer of the obtained cable was subjected to a peel test in the same manner as in Example 1, the 10 mm wide outer semiconductive layer was broken and could not be peeled off. The semiconductive resin composition of the present invention has extremely desirable peelability with a peel strength of 4.0 Kg/cm or less, so cable connection and terminal processing work can be easily and quickly performed, and it can be applied to insulators, etc. Since there is no risk of damage, the original characteristics of the cable will not be damaged.