JPS62501201A - 絶縁ケーブルおよびその製造方法 - Google Patents
絶縁ケーブルおよびその製造方法Info
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- JPS62501201A JPS62501201A JP61500392A JP50039286A JPS62501201A JP S62501201 A JPS62501201 A JP S62501201A JP 61500392 A JP61500392 A JP 61500392A JP 50039286 A JP50039286 A JP 50039286A JP S62501201 A JPS62501201 A JP S62501201A
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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】
剥離し得る層を有する積層構造物
本発明は剥離し得るように一緒に結合される2つの隣接層を有するメリマーベー
ス材料の押出し層で構成する積層構造物に関する。特に本発明は、電気導体の回
りに押出される少なくとも6層のポリマーペース材料で構成され、ポリマー層の
2つの隣接層が剥離しうるように結合される絶縁電気ケーブルに関する。
絶縁電気導体、例えば電線およびケーブルの構造はこの技術では周知である。中
位および高電圧適用に対しては、ケーブルは一般に(逐次的順序で)半導体ポリ
マー保護層、ポリマー主絶縁層および絶縁材料の上に横たわる外側の半導体ポリ
マー保護層によって同軸的にとジ巻かれた1つまたは1つ以上の金属のより糸(
θtrancL )の中心コアー導体で構成される。外側半導体保護層の上に横
、たわりまたは中に埋まった外側金属導体(例えば中性導体)は、例えば編んだ
電線または金属テープの形で存在することができる。ケーブルはまた、例えば、
風雨防護または増加した機械強度を与えるために外装を施こした被覆および付加
した層を備えることができる。好ましくは、ポリマー層の環状表面は平滑でそし
て実質的に同心である。従って、1層または1層以上に対してらせん状に巻いた
テープを使うことが知られているけれども、層は好ましくは押出しによってつく
られる。テープからつくられる層はまた一般に押出される層よりも加工するのに
より費用がかかる。
電気ケーブルの内側半導体ポリマー防護層、ポリで−主絶縁層および上に横たわ
る半導体防護層は同軸積層構造?形成しそしてこの技術で周知の押出被覆技法?
使用して金属導体に適用することができる。各層はタンデム(tanaem )
押出し技法を使用して逐次的に適用することができ、または2つまたは2つ以上
の層全別々の押出機によって供給される同時押出しダイスヘッドを使って同時に
同時押出しをしてもよい。積層構造中の1つまたは1つ以上の層はもしも望むな
らば交叉結合させることができる。
好都合なことに、継ぎ合わせ−f、たは終結するケーブルに対しては、外側の半
導体防護層は比較的容易に主絶縁層から剥がして主絶縁体に付着する導電性残留
物をほとんどまたは全く残さずセして主絶−縁体の表面全損傷しないであろう。
しかし、外側半導体防護層は主絶縁体に充分に結合させるべきでそれによって取
り付けおよび通常の使用中に2層を分離させずそしてそれによって層間に空気ま
た(グ水のような汚染物の進入が避けられる。
主絶縁材料と望まれる相互の接着/剥離特性?有する半導体保護材料との組合わ
せが開発されそして商業的に使用されている。しかし、先行技術において開発さ
れた材料のそのような積層した組合わせは、それらが一般に比較的高原価および
/または貧弱な物理的、化学的または機械的性質を有する半導体材料の使用を必
要とする欠点に悩む。
例えば、もしも使われる半導体防護層が比較的硬いときは、これ?主絶縁体から
剥離することはしばしば全く困難でありそして半導体防護層を主絶縁体まで切断
するのを促進するためには手工具全便わねばならない。半導体防護層全切断する
ためのそのような工具の使用は主絶縁の外側表面に損傷を生じるであろう。もし
も半導体が比較的軟質であれば、主絶縁体から剥離されるとぎにそれは裂けるよ
うになるであろう。
剥離しうるように一緒に結合される2つの@接する層を有する改良した積層構造
物を提供することが本発明の目的である。本発明のそれ以上の目的はその構造物
が既知のケーブル絶縁の問題全克服しまたは少なくとも軽減する剥離しうる半導
体防護層を有するケーブル絶縁を含む改良した積層構造物?提供することである
。
このように本発明に従えば積層構造物は少なくとも6つのポリマーペース材料の
押出し届で構成され第1層と第2層の間の中間層(1第1層と剥がしうるように
結合されそして第2層に対して(ζ完全に結合しそれによって第2層は中間層の
実質的に経、てと−緒に第1層から容易にil+かすことができる。
本発明の好ましい具体化では電気心導体および導体の回りに実質的に同軸的に押
出した少なくとも6層の?リマベー、7.拐料で構成される積層構造物を含み、
第1層は内(li1層でありセして絶縁材料の層であジ、中間層は半導体防護材
料また(σ絶縁材料でありそして第2層は半導体防護材料の外側層であり、中間
層に第1層と剥離しうるように結合されそして第2層には外側半導体防護材料が
実質的に総ての中間層と一緒に絶縁材料から容易に剥離しうるように完全に結合
されること?特徴とする絶縁ケーブルを提供する。
絶縁ケーブル(グ好ましくは電気芯導体と絶縁材料の第1層との74.に追加の
層をさらに含む。
「完全に結合される」はこの明細書全通して当面の問題と関連する層は手動手段
によってきれいに剥離し。
イロないこと全意味する。「剥離しうるように結合される」は本明細@全通して
問題と関連する層が手動手段によってきれいに剥離できることを意味する。「手
動手段」は通常の手動工具の使用?含七〇絶縁ケーブルとの関連で本明細書中に
使用されるような術語「内側層」および「外側層」は電気心導体との関連で層の
相対的位it定義する; 「内側」は心導体により接近していることを意味しそ
して「外側」は心導体から一層遠いこと全意味する。
本発明の好ましい具体化において第1層の絶縁材料は一般に、例えば、ポリエチ
レン、ポリエチレンコポリマー、EPR−1:たばEPDIζ、0れは好ましく
は交叉結合している、?含む周知の主要絶縁材料から選ばれる。
好ましい具体化において半導体防護の外側層?構成する層(即ち第2層)は好ま
しくは交叉結合しそして中間層に完全に結合することができる何れの好適なポリ
マー組成物からも加工できる。第2層をつくるのに使用するための好適なポリマ
ーの実例は低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、エチレン/酢酸ビニ
ルコホリマー、エチレン/アクリル酸エチルコホリマー、高密度ポリエチレン、
EPDMおよびこれら材料の配合物である。
前に示したように、第1層の絶縁材料および第2層の半導体防護材料は好ましく
は交叉結合性材料からつくられる。従って、第1および/または第2層として用
いるためにつくられるポリマーベース材料は、例えばペースポリマーと過酸化物
交叉結合剤で構成される過酸化物又又結合性組成物である。第1および/または
第2層用に好適なビリマーにはまたシリル変性ポリマー奮含みこれは水/シラノ
ール縮合触媒による処理によって交叉結合することができる。シリル変性ポリマ
ーには、例えば、エチレンと不飽和シラン化合物とのコポリマー;不飽和加水分
解性シラン化合物音ポリエチレンまたはその他の好適なポリマーにグラフト結合
させてつくられるグラフトポリマー;またはエステル交換によってその中に導入
された加水分解性基を有するポリマーを含む。第1および/または第2層?加工
するのに使用するポリマー組成物がシリル変性ポリマーを含む場合には、組成物
は好ましくは好適な量の7ラノ一ル縮合触媒金含1Joシリル変性〆リマーを使
用することを望むときは、これは、例えば、ペースポリマーを過酸化物グラフト
結合開始剤、加水分解性不飽和シランおよびシラノール縮合触媒で構成される組
成物と共に押出し機に供給する周知のモノシル(Monosi’L )法を使用
して現場で生じさせることができる。
好ましくは、単に1つの又又結合段階が要求されるように各層に対して同一の交
叉結合方法が使われる、例えば、総ての層が過酸物交叉結合されるまたは総てが
シラン交叉結合される。
第2層に対する組成物全半導体性にするには組成物中に導電性材料を含めること
が必要である。半導体防護組成物中にカーボンブラックを用いることはこの技術
では周知でありそしてファーネスブラックおよびアセチレンブランクを含めて何
れのそのようなカーボンブランクの何れの好適な形のものも本発明に使うことが
できる。
本発明中に使用する中間層は半導体層またに絶縁層の何れでもよい。中間層の材
料(グ第2層と(2完全に結合するが第1層とは剥離しうる結合全形成すること
ができるように選ばれることが本発明に不可欠の特徴である。従って中間層に対
する好適な材料の選択は主として第1および第2層の性質、および少ない程度に
ケーブルが加工される方法に1って決まる。
中間層の加工に適した望ましい剥離性特性を有するポリマー組成物は、例えば、
エチレン/酢酸ビニルコポリマー、エチレン/アクリル酸エチルコポリマー、ア
クリロニトリルゴム、上に言及しfJLポリマーのアロイまたはこれらのコポリ
マーと低密度ポリエチレンまたは線状低密度ポリエチレンとの配合物である。
中間層として使用するために特に好適でちることが判明した組成物はエチレン/
酢酸ビニルおよびアクリロニトリルゴムで構成される配合物でちる。好ましくは
そのような組成物の酢酸ビニル含量はエチレン/酢酸ビニルコポリマーおよびア
クリロニトリルゴムの全重量を基にして少なくとも28M曾%そして好ましくは
60から451量%まででちる。もしも中間層が半導体であることを必要とする
ならば、組成物中に、例えば、カーボンブランクのような導電性材料を含めるこ
とが必要である。そのような半導体組成物は市場で入手できる、例えばBPケミ
カルズによってBPH310ES オヨびBPH315E−6の商品名によって
販売されるものでちる。しかし、電気ケーブル中の絶縁層に剥離しうるように結
合される層は半導体でちる必要はないというのが本発明の特徴である。半導体で
なく中間層としての使用に好適な組成物もまた市場で入手できる、例えば、エチ
レン/酢酸ビニルコポリマーであり;工C工/ ATOによって販売されるエバ
テーン(EVATKNE )、バイエル アンド カンパニー(Bayer &
Co、 )によって販売されるレバプレン(LEVAPREN ) 、ATO
によって販売されるオレバク(○REVAC)およびエッソ ケミカルズ(Es
s。
Chemicals )によって販売されるニスコレン(ESCORBNE)が
ある。エバテーン、レバプレン、オレバクおヨヒエスコレンは商標である。中間
層として使われるポリマーペース材料は交叉結合させることができる。
種々の層に対する材料は与えれたような既知の材料から容易に選ぶことができる
、しかし選ばれる材料が何れの個々の適用に対しても要求される接着力を与える
ことを確実にするために試行錯誤実験が要求されるであろう。
好ましくは諸層?形成するポリマー組成物は、ケーブルに加工した後に(何れの
交叉結合段階も含めて)第2層を実質的に総ての中間層と一緒にして第1層から
剥離するのに要する力がエレクトリシテ ド フラン7、 (Electric
ite ae France ) (1i+iF )からのフランス標準HN3
3−8−23によって測定して1crnストリツプにつき0.5から8 kgま
での範囲に存在するように選ばれる。
第2層の厚さ対中間層の厚さの比は好ましくは10:1から1:1までの範囲で
ある。一般目的の中間および高電圧ケーブルに対しては、中間層の絶対厚さは一
般に0.01から2.Onまで、好ましくは0.1から0.5mmまでの範囲に
存在するであろう。上に示したように、中間層は好ましくは交叉結合される。し
かし、本発明において好まれるような比較的薄層のポリマーペース材料はその層
が過酸化物交叉結合剤?含有し「スコーチ」、即ち早期交叉結合全する傾向があ
る。
本発明の具体化においては、第1および2層は過酸化物交叉結合剤全含有し、中
間層として使われる71g:リマーベース材料はそれ自身は過酸物交叉結合剤を
含まない、しかし第1および第2層からの交叉結合剤の拡散によって交叉結合さ
れる。
絶縁層および半導体層は通例の手段によって、例えばタンデム押出しまたは同時
押出し技法によってケーブルに対し適用することができる。好ましくは第1、中
間および第2層は同時に同時押出しされる。好ましくはケーブルは好ま・しい具
体化に従えば金属の芯導体 。
が追加の半導体防護層によって囲まれこの追加の半導体層に対して第1、中間お
よび第2層が同時に同時押出しされて構成される。
電導体および絶縁材料の第1層の間の好ましい追加の半導体防護材料の層は通例
の材料が可能である。好都合なのは、好ましい追加の半導体防護材料の層は外側
の層(即ち、第2層)の半導体防護層と同一組成を有する。
本発明に従った絶縁ケーブルは例えば中性導体、外装した被覆および天候防護覆
いのようなその他の通例の層を有してもよい。
本発明のケーブル絶縁構造は通例のケーブル絶縁よりも優れた種々の利点全提供
する。例えば第2層に対してより良い熱熟成性質、より高い熱変形性質、高摩耗
抵抗、剥離性に関して少ない湿度敏感性、溶媒に対するより良い抵抗、より良い
耐衝撃性、硬化中の少ない劣化のような改良された機械的性質を有する半導体材
料を選ぶことが可能である。それ以上に、第2層は一般に通例の剥離性絶縁組成
物よりも低い原価を有する組成物から選ぶことができる。
本発明の第2層および中間層は引き裂かれることなく第1層から」般に容易に剥
離することができる。もしも剥離の開始全促進するために通例の裁断工具を使う
ならば、裁断縁は第2層のみを通して裁断するように調節することができ、この
ようにして第1層の損傷?避けることができる。
本発明は添付図面中に示されるケーブル構造全参照することによってさらに説明
される。
図面の第1図は通例の中間量圧動カケーブルを横断面で説明しそして第2図は本
発明に従った中間量圧動カケーブルを同様の横断面で説明する。第1図において
中心のアルミニウム導体1は半導体保護2、絶縁3および剥離性半導体絶縁防護
の逐次的層によって取り囲まれる。第2図では同様の中心のアルミニウム導体1
は好ましい追加の半導体防護材料の層2、絶縁材料3の内側層である第1層3、
半導体層または絶縁層が可能である中間層4および半導体防護材料の外側層であ
る第2層5で構成される逐次的層によって取り囲まれる。
中間層4は第1層3に剥離しうるように結合しそして第2層5には第2層5が中
間層4と一緒に手動手段によって絶縁層3からきれいに剥離することができるよ
うに完全に結合する。層2.3.4および5は既知の技法を使って押出すことが
できる。4つの層は4台の別個の押出し機を使ってタンデムに押出すことができ
る。別法として2つまたは2つ以上の層は同時押出しすることができる。例えば
、2台の別個の押出機によって供給される「ダブル」ダイスヘッドを用いて最初
の2層2,3ヲ押出しそして次にさらに2台の押出機によって供給される第2の
「ダブル」ダイスヘッドケ用いて外側」の2層4および5を押出すことができる
。
第2図中に示されるケーブルを製造するための好ましい方法は好ましい追加の半
導体層2を第1押出機を使って導体1の囲りに押出しそして次にその他の3層を
6台の別間の押出機によって供給される「61」ダイスヘッド音便って同時押出
し?して通例のガス硬化ライン中でケーブル?硬化させることで構成される。
本発明は以下の実施例によって説明される。
・ 比較試験ケーブル
12kv等級電圧用に設計しそして第1図中に描いたものと同様の横断面を有す
る中間電圧動カケーブルが押出され、そして通例のガス硬化ライン上で硬化させ
た。各層はタンデム技法を使用してアルミニウム導体上に押出され、そこでは半
導体材料内側層2は単一ダイスヘッドから押出されそして層3および4は2台の
押出機によって供給される「ダブル」ダイスヘッドから整列して同時押出した。
層の厚さは第1表中に記録される。ガス加熱帯域の温度側面は第2表中に示され
る。諸層全つくるために用いた材料の組成は下記に説明する。
実施例1
本発明に従いそして第2図中に描いたもと同様の横断面を有する中間電圧動カケ
ーブル(設計等級12kV)全押出しそして通常のガス硬化ライン上で硬化させ
た。
諸層はタンデム技法を使用してアルミニウム導体上に押出した、そして半導体材
料の内側層2および絶縁材料の第1層3は同調して2台の押出機から供給された
「ダブル」ダイスヘッドから同時押出したそして次に半導体保護材料の中間層4
および第2層5を2台の押出機から供給される第2の「ダブル」ダイスヘッドか
ら同調して同時押出した。諸層の厚さは第1表中に記録される。ガス加熱帯域の
温度側面(仁第2表中に示される。諸層をつくるた5めに用いた材料の組成は下
記に説明する。
BPケミカルズからHFDM 0595ブラツクの商品して比較ケーブル中の層
2および実施例1中の層2および5のために買用しそして次の組成を有していた
:BEAコポリマー 61.22重量部
カーボンブラック(P級) 37.78 重量部酸化防止剤(DQA) 0.4
M置部過酸化物硬化剤 0.9 重量部
EEA :+ ?: ’)マーは遊離基触媒により高圧重合法によって製造した
エチレン/アクリル酸エチルコポリマーであった。それはアクリル酸エチル含量
約18重量%、メルトインデクス約6および密度0.93 ’?有していた。
DQAはジヒドロトリメチルキノリンである。
fl)) 絶縁材料
比較ケーブルおよび実施例1の双方において層3として使用した絶縁材料、はB
PケミカルズによってHFDM4201の商品名称で販売され商業的に入手でき
る材料でありそして次の組成を有していた。
LDPK 97.92 N置部
酸化防止剤 0.183T量部
過酸化物硬化剤(ジクミル パーオキサイド)1.9重量部I、DPE id
2.0のメルトインデクスおよび0.92の密度を有する低密度ポリエチレンで
あり、高圧遊離基接触法で製造された。
(C1剥離しうる半導体材料
比較ケーブルおよび実施例1の双方で層4として使用した剥離しうる半導体材料
はBPケミカルズによってBPH515xsブラックの商品名で販売され、0.
985の密度および20のムーニー粘度(ML4’−100°C)を有する45
重量%の酢酸ビニル全含有するエチレン/酢酸ビニルコポリマー、アクリロニ)
IJルゴム、カーボンブランク、過酸化物硬化剤および通例の添加剤で構成さ
れる市場で入手できる製品である。
第 2 表
比較ケーブルの層4と比較した本発明に従ったケーブルの外側層5(実施例1)
の高い熱劣化抵抗の観点からすれば高湿度硬化倶j面および従ってより高いライ
ン速度の使用が可能であった。
一比較ケーブルライン速度−10.5メートル/分−4施例1ライン速度 −1
5,0メートル/分第 3 表
実施例2から5まで
電気ケーブル絶縁のネ1造を積層ブラック(plaque )の調;;によって
模型をつくった。断熱材料のシー)・(第1層)全260闘X2DOIl+mX
2朋の大きさがある空洞鋳型中で予備圧延した60.9の材料全成形してつくっ
た。12D’C力≧ら125°Cまでの温度に予熱した成形機中に型を着いた。
20がら50パールぴで(2から5X1Q6Paまで)の比較的低圧を加えた後
、圧力を250パール(2sx 1 Q6Pa )まで増しぞしてさらに2分後
に同一圧力においておよそ40’C/分の速度で型を冷却した。この成形したシ
ートに調製する方法は絶縁制料を交叉結合しなかった。交叉結合しない半導体防
護材料(中間層)のシー1および交叉結合しない半導体外側層(第2層)のシー
トもまた同一条件で成形によってつくった。中間層のシートの厚さは0.2闘で
ありそして第2層のシートの厚さはQ、3層mであった。
第1層(第2図中の層3)に対して使った絶縁A’A’ Itは実施例1に記載
したような市場で入手できる製品HFDM 201 T ’) ”’) 7’C
0第2層(第2図中)M 5 ) i’I実旅例1に記載した市場で入手で@る
製品HFD+、40595ブランクで構成した。中間層(第2図中の層4)をつ
くるためには4つの異なる材料、BPH315ES %BPH31[]KS、x
バテーン(]1Cvatene ) 3乙/25およびレバプレン(LeVap
ren ) 450を使った。これらの材料はそれぞれ市販製品であり安定化E
VA :l、1′?リマーをベースとした。BP)1315 ESは実施例1中
に記載されておジそしてBPH310は同一成分を異なる割合で含む。両製品と
もBPケミカルズによって販売すれる。エバテーンとレバプレンは過酸化物交叉
結合剤を含まない。エバテーンはIC工によって販売すれそして現在1dATo
によって販売される。レバプレン450はバイエル アンド カンパニーによっ
て販売されル。LKVAPRENとEVATKl i’!商標である。
型の中に絶縁材料の1シートに続いて中間層の1シートヲそして最後に半導体第
2層の1シート入れて積層ブランク全つくった。ポリエステルフィルムの細片(
ス) IJツブ)を第1層と中間層の間に1つの縁に沿っておよそ3cmの長さ
で2層を分離して置いた。次いでブラック’に20から50バールまで(2から
5×1[]6Paまで)の比較的低圧力において120から125°Cまでで3
分間予熱し、次いで2分間100バ)’v (107pa )の圧力で続いて1
00バールで18ffCに熱し、これらの状態を15分間維持しそして次に同一
圧力において冷却することによって交叉結合させた。
又又結合したブランクは次に50°Cで24時間熱処理をした。
第2層5を中間層4と一緒に第1層から剥離するのに要する力を測るために硬化
したブランクから1の幅の細片を切りとった。第1および中間層の端を分離して
いるポリエステルフィルムケ除去した。層の自由縁を軽く引き離して剥離全始め
させた。自由端を引張ジ試験機の掴み具申に据えつけそして剥離完全エレクトリ
シテ ド フランスのフランス標準規格(Ecif)HN33−8−23に従っ
て剥離力を決定した(掴み具間の当初分離1.5cm、掴み具の分離速度5CJ
mm1分)。
結果は第4表中に与えられる。材料の各組合わせに対する第2層と中間層間の剥
離力も同じ方法で決定した。
その結果も第4表中に与えられる。
この結果は第2層5は中間層4と共にそれぞれの場合絶縁材料から容易に剥離で
きることおよび第2層5(低中間F!t4に「完全に結合し」そしてそれらから
分離できなかったこと金示す。
実施例4および5の中間層はそれら自身過酸化物交叉結合剤を含んでいなかった
がそれぞれが過酸化剤交又結合剤を含んだ第1層および第2層からの交叉結合剤
の拡散によって硬化した。この中間層の硬化方法は「スコーテング」、即ち、ダ
イス中の比較的薄い層の高い剪断作用から起る早期交叉結合の問題を避けまたは
少なくとも和らげる。
国際調査報告
ANNEX TQ THE INTERNAτl0NAL 5EARCF、RE
PORT ON1圏工RNATl0NAL APPi:、IC声1T1ON N
o、 PCT/(、B 85100592 (SA 11721)
Claims (1)
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