【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、電力ケーブル用外部半導電層形成組
成物に係り、特に架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
ブルの外部半導電層の形成に有用な優れた半導電
層形成組成物に関するものである。
近年高電圧架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル
における外部導電層としては、電気特性の向上、
安定化、水トリ−劣化対策等のため、ポリエチレ
ン混合物による押出導電層が広く使用されるよう
になつてきた。この場合、外部導電層には優れた
電気特性及び機械特性を必要とするばかりでな
く、接続、端末作成の容易さについても特に要求
される。すなわち、常時においては絶縁体とよく
密着しかつ接着しているが、接続、端末作製時に
は、逆に絶縁体から容易に剥ぎ取り除去できる、
いわゆるフリーストリツピング型導電層を得るこ
とが必須条件となつている。
さらに述べれば、従来は、このフリーストリツ
ピング型押出導電層として、塩化ビニル、塩素化
ポリエチレン、クロルスルフオン化ポリエチレ
ン、エチレン−酢酸ビニル−塩化ビニルターポリ
マー等のハロゲン系極性基を含むポリマーを基体
とする半導電性ポリエチレンが使用されている。
しかるに、上記ポリマーは剥ぎ取り性に関して
は、良好な機能を有するが、その半面押出加工性
が悪いという欠点を有している。この点を改良す
るため、押出加工性の良いポリマーとブレンドし
て使用する方法があるが、この場合には、二律背
反的に、きまつて剥ぎ取り性が低下してしまう。
すなわち、架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブルの
フリーストリツピング型外部導電層用組成物とし
て、従来は、剥ぎ取り性と押出加工性との両面に
わたつて優れたものがなかつた。
本発明は、かかる問題点につき鋭意研究した結
果、エチレン酢酸ビニル共重合体と、ビニルない
しビニリデンモノマー改質オレフイイン重合体を
基体とすることにより、前記の剥ぎ取り性並びに
押出加工性の両面に優れた半導電性組成物を得た
ものである。
しかして、こゝでビニルないしビニリデンモノ
マー改質エチレンとは、下記の方法で製造された
ものをいう。すなわち、(1)オレフイン重合体粒子
100重量部と、ビニルないしビニリデン単量体５
〜200重量部と、さらに、10時間の半減期を得る
ための分解温度が85〜130℃であるラジカル重合
開始剤とを、前記ビニルないしビニリデン単量体
100重量部に対して、0.01〜１重量部含む水性懸
濁液を、前記重合開始剤の分解が実質的に起こら
ない条件下で加熱して、前記ビニルないしビニリ
デン単量体が前記オレフイン重合体粒子に含浸さ
れた遊離ビニルないしビニリデン単量体の量が20
重量％未満となるようにする。
(2)この水性懸濁液の温度を上昇させて、前記ビ
ニルないしビニリデン単量体の重合を完成させ
る。
しかして、本発明組成物は、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体20〜80重量％と、前記方法で調製した
ビニルないしビニリデンモノマー改質オレフイン
重合体80〜20重量％とから成る樹脂素材100重量
部に対して、導電性カーボンブラツク５〜70重量
部を均一に配合して成ることを特徴とするもので
ある。
ここで、前記エチレン酢酸ビニル共重合体の割
合を20〜80重量％と限定した理由は、20重量％未
満では押出加工性が悪く、又、80重量％を越える
と、絶縁層からの剥がし取り性が悪くなるためで
ある。前記ビニルないしビニリデンモノマー改質
オレフイン重合体の割合を80〜20重量％と限定し
た理由は、80重量％を越えると押出加工が困難と
なり、20重量％未満では剥ぎ取り性が悪くなるた
めである。
なお、ここで前記のオレフイン重合体とは、エ
チレン重合体、プロピレン重合体等をいう。
次に又、前記の導電性カーボンブラツクの添加
量を５〜70重量部と限定した理由は、５重量部未
満では所定の導電度が得られず、70重量部を越え
ると組成物の押出加工性が著しく低下するためで
ある。なお、前記導電性カーボンブラツクとして
はアセチレンブラツク、フアーネスブラツク、ケ
ツチエンブラツク等がある。なお、本組成物に
は、酸化防止剤、架橋剤、滑剤、充填剤等を添加
剤として添加してもよい。
次に、本発明を実施例及び比較例につきさらに
説明する。
実施例１、２及び３と、比較例１及び２とをま
とめて、その各々の組成並びにその各々の特性を
第１表に示す。この第１表にて導電性カーボンブ
ラツク(A)は、キヤボツト社製のもの、同じく(B)
は、アクゾ社製ケツチエンブラツクECをそれぞ
れ示す。
The present invention relates to a composition for forming an outer semiconducting layer for a power cable, and particularly to an excellent semiconducting layer forming composition useful for forming an outer semiconducting layer of a crosslinked polyethylene insulated power cable. In recent years, improvements in electrical properties,
Extruded conductive layers made of polyethylene mixtures have come into widespread use for stabilization, water-tree deterioration measures, and the like. In this case, the outer conductive layer not only requires excellent electrical and mechanical properties, but also requires ease of connection and termination. In other words, although it adheres well and adheres to the insulator at all times, it can be easily peeled off and removed from the insulator when making connections or terminals.
It is essential to obtain a so-called free stripping type conductive layer. More specifically, conventionally, this free-stripping type extruded conductive layer is based on a polymer containing a halogen polar group such as vinyl chloride, chlorinated polyethylene, chlorosulfonated polyethylene, or ethylene-vinyl acetate-vinyl chloride terpolymer. Semiconductive polyethylene is used. However, although the above-mentioned polymers have good properties in terms of peelability, they have the drawback of poor extrusion processability. In order to improve this point, there is a method of blending it with a polymer that has good extrusion processability, but in this case, the tradeoff is that the peelability inevitably decreases.
That is, as a composition for a free-stripping type outer conductive layer of a crosslinked polyethylene insulated power cable, there has not been a composition that is excellent in both peelability and extrusion processability. As a result of intensive research into these problems, the present invention has been developed by using an ethylene vinyl acetate copolymer and an olefin polymer modified with a vinyl or vinylidene monomer as a base material, which has excellent peelability and extrusion processability. A semiconductive composition was obtained. Therefore, the vinyl or vinylidene monomer-modified ethylene herein refers to one produced by the following method. That is, (1) olefin polymer particles
100 parts by weight and vinyl or vinylidene monomer 5
~200 parts by weight and a radical polymerization initiator whose decomposition temperature is 85 to 130°C to obtain a half-life of 10 hours are added to the vinyl or vinylidene monomer.
An aqueous suspension containing 0.01 to 1 part by weight per 100 parts by weight is heated under conditions in which the decomposition of the polymerization initiator does not substantially occur, so that the vinyl or vinylidene monomer is converted into the olefin polymer. The amount of free vinyl or vinylidene monomer impregnated into the particles is 20
% by weight. (2) The temperature of the aqueous suspension is raised to complete the polymerization of the vinyl or vinylidene monomer. Therefore, the composition of the present invention consists of 100 parts by weight of a resin material consisting of 20-80% by weight of ethylene-vinyl acetate copolymer and 80-20% by weight of the vinyl or vinylidene monomer-modified olefin polymer prepared by the above method. On the other hand, it is characterized by uniformly blending 5 to 70 parts by weight of conductive carbon black. Here, the reason why the proportion of the ethylene vinyl acetate copolymer was limited to 20 to 80% by weight is that if it is less than 20% by weight, extrusion processability is poor, and if it exceeds 80% by weight, it may be difficult to peel off from the insulating layer. This is because the sex becomes worse. The reason why the proportion of the vinyl or vinylidene monomer-modified olefin polymer is limited to 80 to 20% by weight is that if it exceeds 80% by weight, extrusion processing becomes difficult, and if it is less than 20% by weight, the peelability becomes poor. . Note that the above-mentioned olefin polymer refers to ethylene polymer, propylene polymer, and the like. Next, the reason why the amount of conductive carbon black added is limited to 5 to 70 parts by weight is that if it is less than 5 parts by weight, the desired conductivity cannot be obtained, and if it exceeds 70 parts by weight, the composition cannot be extruded. This is because the performance is significantly reduced. Incidentally, examples of the conductive carbon black include acetylene black, furnace black, butthorn black, and the like. In addition, an antioxidant, a crosslinking agent, a lubricant, a filler, etc. may be added to the present composition as additives. Next, the present invention will be further explained with reference to Examples and Comparative Examples. Examples 1, 2, and 3 and Comparative Examples 1 and 2 are summarized, and their respective compositions and respective properties are shown in Table 1. In Table 1, the conductive carbon black (A) is manufactured by Cabot Corporation, and (B)
1 and 2 respectively indicate KETSUCHEN BLACK EC manufactured by Akzo.
【表】
さらに、上記の各組成物を有する実施例並びに
比較例について各々33KV架橋ポリエチレン絶縁
ケーブルを製作し、それぞれについて諸特性を測
定した結果をまとめて第２表に示す。表中の剥離
強度はAEIC法によつて測定したものである。[Table] Furthermore, 33KV cross-linked polyethylene insulated cables were manufactured for Examples and Comparative Examples having each of the above compositions, and various properties were measured for each. Table 2 summarizes the results. The peel strength in the table was measured by the AEIC method.
【表】
第１表、第２表に示す結果から明らかなよう
に、本発明の組成物は、溶融粘度が小さく、押出
加工性が良好であり、さらに外部半導電層の剥ぎ
取り性は従来タイプのものより良好である。
又、コロナ発生電圧、AC破壊電圧等電気特性
も良好な結果が得られている。
本発明により次の効果を奏する。
(イ) フリーストリツピング型外部導電層の剥離性
を向上する。
(ロ) フリーストリツピング型外部導電層形成材料
の押出加工性を向上する。
(ハ) 上記(ロ)によつてさらに導電層の平滑性を改良
する。
(ニ) 上記(ハ)の結果として、電気特性を向上する。[Table] As is clear from the results shown in Tables 1 and 2, the composition of the present invention has a low melt viscosity and good extrusion processability, and furthermore, the peelability of the outer semiconductive layer is lower than that of the conventional composition. better than the type. In addition, good results have been obtained in terms of electrical properties such as corona generation voltage and AC breakdown voltage. The present invention provides the following effects. (a) Improving the peelability of the free-stripping type external conductive layer. (b) Improving the extrusion processability of the free-stripping type outer conductive layer forming material. (c) The smoothness of the conductive layer is further improved by the above (b). (d) As a result of (c) above, electrical characteristics are improved.