KR20210144724A - 절연성 수지 조성물 및 그 제조 방법, 절연 테이프 및 그 제조 방법, 절연층 형성 방법, 그리고 전력 케이블 및 그 제조 방법 - Google Patents

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테츠야 미에다
타카히로 카나야
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후루카와 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

절연층에 축적되는 공간 전하량이 적고, 그로 인해 절연 파괴가 일어나기 어려운 절연성 수지 조성물을 제공한다.
절연성 수지 조성물(1)은 극성기를 갖는 분자에 의해서 변성된 변성 폴리올레핀 수지 및 미변성 폴리올레핀 수지를 갖는 베이스 수지와, 산화 방지제를 적어도 포함하며, 상기 변성 폴리올레핀 수지는 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지며, 상기 베이스 수지는 상기 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상(11) 중에, 상기 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상(12)이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 상기 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하이다.

Description

절연성 수지 조성물 및 그 제조 방법, 절연 테이프 및 그 제조 방법, 절연층 형성 방법, 그리고 전력 케이블 및 그 제조 방법
본 발명은 절연성 수지 조성물 및 절연성 수지 조성물의 제조 방법과, 이 절연성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 전력 케이블의 접속부 피복에 사용되는 절연 테이프 및 절연 테이프의 제조 방법과, 이 절연 테이프를 사용한 전력 케이블의 접속부 외면에의 절연층 형성 방법과, 이 절연성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 절연층을 갖는 전력 케이블 및 전력 케이블의 제조 방법에 관한 것이다.
전력용 송배전 케이블(전력 케이블)로서는, 도체와, 도체의 외주를 피복하고, 가교 폴리에틸렌 수지 등의 가교 폴리올레핀 수지를 포함한 절연층을 갖는 케이블이 널리 사용되고 있다. 그러나, 전력 케이블의 절연층을 구성하는 가교 폴리올레핀 수지는 시간 경과와 함께 내부로의 공간 전하의 축적에 의해서 열화가 진행되며, 그에 따라 절연 파괴가 일어나기 쉽다고 알려져 있다. 그 때문에, 전력 케이블은 절연 파괴를 일으키지 않도록 하려면, 절연층에 축적되는 공간 전하량을 적게 하는 것이 바람직하다.
절연층에 축적되는 공간 전하량을 줄이기 위한 수단으로서는, 절연층을 구성하는 폴리올레핀 수지를 개질시키는 방법을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 폴리올레핀 수지에 전계 안정제나 내트리(耐tree) 첨가제 등을 첨가하는 방법이나, 2종류 이상의 고분자를 블렌드하는 방법, 나아가, 적절한 극성기를 갖고 있는 단량체를 폴리에틸렌 사슬에 그라프트시키거나, 중합 공정을 개조해서 다른 고분자와 공중합시키거나 하여, 새로운 재료를 개발하는 방법 등을 들 수 있다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).
이 중, 폴리올레핀에 전계 안정제나 내트리 첨가제 등을 첨가하는 방법으로서는, 예를 들면, 특허문헌 1에 산화마그네슘 등의 유극성 무기 충전제를 포함한 가교 폴리에틸렌을 절연층으로 하는 직류용 케이블에 있어서, 유극성 무기 충전제로서, 표면 처리제에 의해서 표면 처리되어 있고, 또, 표면 처리 전의 유극성 무기 충전제의 입경과 거의 동등한 입경이 되도록 분쇄된 것을 사용한 케이블이 기재되어 있다. 그리고, 산화마그네슘을 첨가함으로써, DCP(디큐밀퍼옥사이드) 등의 유기 과산화물 가교제의 분해 잔사에 따른 체적 저항률 저하나, 공간 전하의 축적을 억제함으로써, 절연층의 직류 절연 특성을 향상시키고 있다.
또한, 적절한 극성기를 갖고 있는 단량체를 폴리에틸렌 사슬에 그라프트시키는 방법으로서는, 예를 들면, 특허문헌 2에 밀도가 0.93g/㎤ 이상, 무수 말레산 농도가 0.01∼5중량%인 무수 말레산 그라프트 폴리에틸렌을 절연체에 사용한 교류 전력 케이블이 기재되어 있다. 그리고, 무수 말레산 그라프트 폴리에틸렌을 폴리에틸렌으로 희석함으로써, 적정량의 카르보닐기가 절연체의 수지에 첨가되며, 첨가된 카르보닐기가 공간 전하의 트랩으로서 작용함으로써 공간 전하의 이동이 억제되기 때문에, 국소적인 공간 전하의 축적에 따른 직류 절연 파괴의 발생을 억제하고 있다.
일본 특허공보 특개평 11-086634호 일본 공개특허공보 특개 2004-363020호
이창용 외 2명, 전기 학회 논문지 A(기초·재료·공통 부문지), 제118권 제10호, 1998년, p.1094-1100
특허문헌 1에 기재되는 직류용 케이블은 절연층의 수지에 비중이 수지보다 큰 무기 충전제를 첨가하기 때문에, 케이블이 무거워져서 케이블 사용 시의 작업성이 나쁘다는 문제가 있는 것 외에, 100㎛ 이상의 거대한 충전제 입자의 혼입에 의해서 절연 파괴를 야기하기 쉽다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 2에 기재되는 교류 전력 케이블은 무수 말레산 그라프트 폴리에틸렌을 희석할 때의 수지 혼련이 불충분하면, 수지 조성물 중의 극성기 분포가 불균일해지고, 절연층에 축적되는 공간 전하량에 불균일함이 생기며, 카르보닐기가 적은 개소에서는 절연 파괴를 야기하기 쉽다는 문제가 있다. 한편, 균일성을 높일 목적으로, 혼련 시의 수지 온도를 높게 하거나, 압출기의 스크류의 회전 속도를 높이거나 하면, 전단 발열에 의해서 수지의 이상 가교가 발생되어 성형이 곤란해지는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 절연층에 축적되는 공간 전하량이 적으며, 그로 인해 절연 파괴가 일어나기 어려운 절연성 수지 조성물 및 그 제조 방법과, 이 절연성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 전력 케이블의 접속부 피복에 사용되는 절연 테이프 및 그 제조 방법과, 이 절연 테이프를 사용한 전력 케이블의 접속부 외면에의 절연층 형성 방법과, 이 절연성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 절연층을 갖는 전력 케이블 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
본 발명자들은 열심히 연구를 거듭한 결과, 극성기를 갖는 분자로 변성한 변성 폴리올레핀을 전력 케이블의 절연층에 사용하려면, 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도(海島) 구조를 형성시키는 것이 절연층에 축적되는 공간 전하량의 저감에 의해서 효과적이라는 것을 찾아내서, 이러한 지견에 근거하여 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 요지 구성은 이하와 같다.
(1) 극성기를 갖는 분자에 의해서 변성된 변성 폴리올레핀 수지 및 미변성 폴리올레핀 수지를 갖는 베이스 수지와, 산화 방지제를 적어도 포함하며, 상기 변성 폴리올레핀 수지는 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지며, 상기 베이스 수지는 상기 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 상기 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 갖고, 또, 상기 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하인, 절연성 수지 조성물.
(2) 상기 (1)에 기재된 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인, 전력 케이블의 절연층 형성용 절연 테이프.
(3) 도체와, 상기 도체의 외주 상에 제1 도전성 수지로 이루어지는 내부 반도전층, 상기 (1)에 기재된 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 상기 제2상 중 적어도 상기 변성 폴리올레핀 수지 및 상기 제1상 중 적어도 상기 미변성 폴리올레핀 수지가 가교되어 이루어지는 절연층, 그리고 제2 도전성 수지로 이루어지는 외부 반도전층이 순차 적층되어 형성된 복합 피막을 갖는, 전력 케이블.
(4) 복수의 전력 케이블의 도체를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속한 접속부와, 상기 접속부의 외주 상에 제1 도전성 수지로 이루어지는 내부 반도전층, 상기 (1)에 기재된 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 상기 제2상 중 적어도 상기 변성 폴리올레핀 수지, 및 상기 제1상 중 적어도 상기 미변성 폴리올레핀 수지가 가교되어 이루어지는 절연층, 그리고 제2 도전성 수지로 이루어지는 외부 반도전층이 순차 적층되어 형성된 복합 피막을 갖는 접속 구조부를 구비하는, 전력 케이블.
(5) 상기 절연층은 테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인 절연층 형성용 절연 테이프를 상기 내부 반도전층의 외주 상에 권회(卷回) 및 가교하여 형성되는, 상기 (4)에 기재된 전력 케이블.
(6) 상기 내부 반도전층과 상기 외부 반도전층의 두께 합계가 5㎜ 이하인, 상기 (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 전력 케이블.
(7) 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 변성 폴리올레핀 수지에 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제를 첨가하고, 그 후, 상기 변성 폴리올레핀 수지가 미변성 폴리올레핀 수지로 희석된 베이스 수지를 얻음과 동시에, 상기 베이스 수지가 상기 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 상기 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 상기 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하가 되도록 혼련하는 공정을 포함하는, 절연성 수지 조성물의 제조 방법.
(8) 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 변성 폴리올레핀 수지에 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제를 첨가하여, 상기 변성 폴리올레핀 수지가 미변성 폴리올레핀 수지로 희석되어 이루어지는 베이스 수지를 포함한 희석 폴리올레핀 펠릿을 제작하고, 그 후, 제작한 상기 희석 폴리올레핀 펠릿에 가교제를 첨가하여, 상기 베이스 수지가 상기 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 상기 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 상기 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하가 되도록 드라이 블렌드하는 공정을 포함하는, 절연성 수지 조성물의 제조 방법.
(9) 전력 케이블의 절연층 형성용 절연 테이프의 제조 방법으로서, 상기 (1)에 기재된 절연성 수지 조성물을 압출 성형하여 필름을 형성하고, 상기 필름의 표면 온도를 상기 절연성 수지 조성물이 압출되고나서 15초 이내에, 상기 미변성 폴리올레핀 수지의 융점 이하로 냉각하는 공정과, 상기 필름에 슬릿 가공을 실시하여 테이프를 형성하는 공정을 갖는, 절연층 형성용 절연 테이프의 제조 방법.
(10) 복수의 전력 케이블의 도체를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속한 접속부의 외주에, 상기 (1)에 기재된 절연성 수지 조성물을 사용하여 상기 접속부의 외면에 절연층을 형성하고, 상기 절연층을 형성한 상기 접속부에 300kPa 이상 1000kPa 이하 및 140℃ 이상 280℃ 이하의 조건하에서 가압 가열 처리를 실시하여, 상기 절연층에 포함되는 상기 베이스 수지의 미변성 폴리올레핀 수지 및 변성 폴리올레핀 수지를 가교시키는 공정을 포함하는, 전력 케이블의 접속부 외면에의 절연층 형성 방법.
(11) 상기 접속부의 외주에의 상기 절연층 형성은 상기 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인 절연층 형성용 절연 테이프를 권회하여 실시하는, 상기 (10)에 기재된 절연층 형성 방법.
(12) 도체의 외주에 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 순차 적층하고, 적어도 상기 절연층을 가교하는 공정을 갖는 전력 케이블의 제조 방법으로서, 상기 절연층의 적층은 상기 (1)에 기재된 절연성 수지 조성물을 상기 내부 반도전층의 외주로 압출함으로써 실시하고, 적층된 상기 절연층의 표면 온도를 상기 내부 반도전층의 외주로 압출되고나서 15초 이내에 상기 미변성 폴리올레핀 수지의 융점 이하로 냉각하며, 상기 절연층의 가교 공정은 상기 절연층에 300kPa 이상 1000kPa 이하 및 140℃ 이상 280℃ 이하의 조건하에서 가압 가열 처리를 실시하여, 상기 절연층에 포함되는 상기 베이스 수지의 미변성 폴리올레핀 수지 및 변성 폴리올레핀 수지를 가교시킴으로써 실시하는, 전력 케이블의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상(해상(海相)) 중에, 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상(도상(島相))이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가짐과 동시에, 제2상(도상)의 크기가 2㎛ 이하로 미세함으로써 극성기의 분포에 편차가 작아지기 때문에, 절연성 수지 조성물에 축적되는 공간 전하량이 저감된다. 그로 인해, 절연 파괴가 일어나기 어려운 절연성 수지 조성물 및 그 제조 방법과, 이 절연성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 절연 테이프 및 그 제조 방법과, 이 절연 테이프를 사용한 절연층 형성 방법과, 이 절연성 수지 조성물을 사용한 전력 케이블 및 그 제조 방법을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명과 관련되는 절연성 수지 조성물이 갖고 있는 해도 구조에 대해서 설명하는 모식도이다.
도 2는 본 발명과 관련되는 전력 케이블을 설명하는 도면이다. 이 중, 도 2(a)는 전력 케이블을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 또한, 도 2(b)는 도 2(a)의 A-A'선 상의 단면도이다.
도 3은 본 발명과 관련되는 절연 테이프를 권회하여 형성한 접속 구조부를 갖는 전력 케이블을 설명하는 도면이다. 이 중, 도 3(a)는 접속 구조부를 포함한 전력 케이블의 모식 단면도이다. 또한, 도 3(b)는 도 3(a)의 B-B'선 상의 단면도이다. 더욱이, 도 3(c)은 도 3(a)의 C-C'선 상의 단면도이다.
도 4는 본 발명과 관련되는 전력 케이블의 접속부 외면에의 절연층 형성 방법에 대해서 설명하는 도면이다. 이 중, 도 4(a)는 단부의 도체를 노출시킨 2개의 전력 케이블의 단부끼리를 서로 마주보게 한 분리 상태에서 나타내는 단면도이다. 또한, 도 4(b)는 도체를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속시킨 상태를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 4(c)는 접속부의 외주에 내부 반도전층을 형성시킨 상태를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 4(d)는 접속부의 내부 반도전층의 외주에 절연층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 4(e)는 절연층의 외주에 외부 반도전층을 형성한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명과 관련되는 절연성 수지 조성물의 제조 방법의 압출 성형에서 적합하게 이용되는, 풀 플라이트 스크류의 선단부에 수지 혼합부를 마련한 스크류의 예(실시예)를 나타내는 정면도이다.
도 6은 절연성 수지 조성물의 제조 방법의 압출 성형에서 사용되는, 일반적인 풀 플라이트 스크류를 갖는 스크류의 예를 나타내는 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위에서 여러 변경이 가능하다.
<절연성 수지 조성물>
본 발명의 절연성 수지 조성물은 극성기를 갖는 분자에 의해서 변성된 변성 폴리올레핀 수지 및 미변성 폴리올레핀 수지를 갖는 베이스 수지와, 산화 방지제를 적어도 포함한다. 여기서, 변성 폴리올레핀 수지는 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어진다. 또한, 베이스 수지는 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하이다.
본 실시형태와 관련되는 절연성 수지 조성물은 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상(해상) 중에 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상(도상)이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가짐과 동시에, 제2상(도상)의 크기를 2㎛ 이하로 미세하게 함으로써, 극성기의 분포에 편차가 작아지기 때문에, 절연층에 축적되는 공간 전하량이 유효하게 저감되어 그 결과, 절연층에서의 절연 파괴를 일어나기 어렵게 할 수 있다.
본 실시형태와 관련되는 절연성 수지 조성물은 적어도 베이스 수지(A)와, 산화 방지제(C)를 포함한다. 또한, 본 실시형태와 관련되는 절연성 수지 조성물은 가교제(B)를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
[베이스 수지(A)]
베이스 수지(A)는 극성기를 갖는 분자에 의해서 변성된 변성 폴리올레핀 수지(A1)와, 미변성 폴리올레핀 수지(A2)를 병용한다. 이로써, 절연성 수지 조성물에 친수성이 높은 변성 폴리올레핀 수지(A1)와, 소수성이 높은 미변성 폴리올레핀 수지(A2)가 병존하기 때문에, 미변성 폴리올레핀 수지(A2)를 포함한 제1상 중에, 변성 폴리올레핀 수지(A1)를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 형성할 수 있다.
여기서, 「해도 구조」는 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같은, 해상이라 부르는 제1상(11) 중에, 도상이라 부르는 제2상(12)이 존재하는 구조이다. 그 때문에, 본 실시형태와 관련되는 절연성 수지 조성물(1)은 미변성 폴리올레핀 수지(A2)를 포함한 제1상(해상)(11) 중에, 변성 폴리올레핀 수지(A1)를 포함한 제2상(도상)(12)이 존재한다. 이러한 구조를 가짐으로써, 전력 케이블에의 전류 통전 시에 공간 전하의 축적을 저감시킬 수 있기 때문에, 절연성 수지 조성물(1)로 형성되는 절연층에서 절연 파괴를 저감시킬 수 있다.
여기서, 해도 구조에서의 제2상(도상)(12)은 평균 직경이 2㎛ 이하이다. 이로써, 전력 케이블에 전류를 통전시켰을 때에도, 도상에서의 공간 전하의 축적이 일어나기 어려워지기 때문에, 절연성 수지 조성물(1)로 형성되는 절연층에서 국소적인 전계 집중에서 기인한 절연 성능 저하를 억제할 수 있다.
또한, 해도 구조에서의 제2상(도상)(12)은 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위 내에 직경이 0.5㎛∼2.0㎛의 범위에 있는 제2상(도상)이 5개∼20개의 범위에서 존재하며, 또한, 모든 제2상(도상)(12)이 차지하는 면적의 합이 20㎛2 이하인 것이 바람직하다. 이로써, 절연성 수지 조성물에서 극성기의 분포 편차가 보다 작아지기 때문에, 공간 전하의 축적도 분산됨으로써, 절연층에서의 절연 파괴를 보다 일어나기 어렵게 할 수 있다.
절연성 수지 조성물이 해도 구조를 갖는 것에 대한 확인과, 해도 구조에 포함되는 제2상(도상)의 직경 측정과, 직경이 0.5∼2㎛의 범위에 있는 제2상(도상)의 개수 측정은 필요에 따라 금속 염색을 한 후, 예를 들면, 투과형 전자현미경(TEM)을 이용하여 수지 조성물이나 그 단면을 관찰함으로써 실시할 수 있다. 여기서, 도상의 평균 직경 측정은 투과형 전자현미경의 배율을 10000배로 설정하고, 해도 구조를 알 수 있도록 콘트라스트를 조정해서 촬영되는 1매의 화상을 이용하여, 촬영된 도(島)의 평균 직경을 구함으로써 실시하였다. 여기서, 제2상(도상)의 직경은 화상 처리를 이용하여, 전체 둘레(360도)에 걸쳐 도상의 크기를 측정하였을 때의 최대치와 최소치를 각각 최대 치수 및 최소 치수로 하여, 이들 최대 치수와 최소 치수의 산술 평균치로 하였다.
(변성 폴리올레핀 수지(A1))
베이스 수지(A)에 포함되는 변성 폴리올레핀 수지(A1)로서는, 극성기를 갖는 분자에 의해서 변성된 것을 사용한다. 이 변성 폴리올레핀 수지(A1)는 해도 구조의 제2상(도상)에 포함된다.
변성 폴리올레핀 수지(A1)는 극성기를 갖는 분자를 결합시킴으로써 변성된 폴리올레핀 수지이다.
여기서, 폴리올레핀 수지로서는, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지 및 이들의 중합체가 바람직하다. 또한, 변성 폴리올레핀 수지(A1)는 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산의 유도체 군으로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 있을 필요가 있다.
극성기를 갖는 분자 중, 불포화 디카르복시산의 일례로서는, 말레산, 푸말산 및 이타콘산 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 디카르복시산 무수물의 일례로서는, 무수 말레산 및 무수 이타콘산 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 디카르복시산의 유도체의 일례로서는, 불포화 디카르복시산의 모노메틸에스테르, 모노에틸에스테르, 디에틸에스테르, 아미드 및 이미드 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 말레산모노메틸, 말레산모노에틸, 말레산디에틸, 푸말산모노메틸, 푸말산디메틸, 푸말산디에틸, 말레산모노아미드, 말레이미드, N-메틸말레이미드, N-페닐말레이미드 및 N-사이크로헥실말레이미드 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 소량의 첨가에 의해서 폴리올레핀 수지에 친수성을 부여할 수 있기 때문에, 분자량당 카르보닐기의 비율이 가장 높은 무수 말레산을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 이들 극성기를 갖는 분자는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
변성 폴리올레핀 수지(A1)로서는, 상술한 바와 같이, 극성기를 갖는 분자를 사용하여 폴리올레핀 수지를 변성함으로써 얻어지는 것 외에, 시판하는 수지를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 하이밀란(아이오노머 수지, 미츠이·듀퐁 폴리케미컬 주식회사), 뉴크렐(에틸렌-메타크릴산 공중합체, 듀퐁 주식회사), SCONA TSPE(무수 말레산 변성 저밀도 폴리에틸렌, BYK 주식회사), 오레박 G(무수 말레산 변성 저밀도 폴리에틸렌, 알케마 주식회사), 모딕(무수 말레산 변성 저밀도 폴리에틸렌, 미츠비시 화학), 유멕스(무수 말레산 변성 폴리프로필렌, 산요 카세이 주식회사), REO-070-1(무수 말레산 변성 폴리프로필렌, 리켄 비타민 주식회사), 카야브리드(무수 말레산 변성 폴리프로필렌, 카야쿠 아쿠조), SCONA TPPP(무수 말레산 변성 저밀도 폴리에틸렌, BYK 주식회사), 아드마(무수 말레산 변성 폴리프로필렌, 미츠이 화학 주식회사) 등을 적합하게 사용할 수 있다.
변성 폴리올레핀 수지(A1)의 융점은 JIS　K7121-1987의 시차 주사 열량측정법에 따른 측정으로, 90℃ 이상 140℃ 이하가 바람직하고, 90℃ 이상 130℃ 이하가 보다 바람직하며, 100℃ 이상 120℃ 이하가 더욱 바람직하다.
(미변성 폴리올레핀 수지(A2))
또한, 베이스 수지(A)에 포함되는 미변성 폴리올레핀 수지(A2)는 해도 구조의 제1상(해상)에 포함되는 것이며, 변성 폴리올레핀 수지(A1)의 분산매로서 작용한다.
미변성 폴리올레핀 수지(A2)로서는, 공지의 것을 사용하는 것이 가능하며, 그 중에서도, 비중이 0.900이상 0.940이하의 분기 구조를 갖는 폴리에틸렌인 저밀도 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌, 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌과 알켄과의 중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 절연성 수지 조성물로 절연 테이프나 절연층을 형성하였을 때의 유연성을 높일 수 있기 때문에, 전력 케이블 핸들링을 실시하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점은 JIS　K7121-1987의 시차 주사 열량측정법에 따른 측정으로, 90℃ 이상 170℃ 이하가 바람직하고, 90℃ 이상 130℃ 이하가 바람직하며, 100℃ 이상 120℃ 이하가 보다 바람직하다.
베이스 수지(A)를 구성하는 변성 폴리올레핀 수지(A1)와 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 비율은 첨가제와의 혼련 등의 작업을 실시하기 쉽게 하여 균일한 수지를 얻는 관점과, 친수성기의 농도를 알맞게 조정하는 관점에서, 변성 폴리올레핀 수지(A1) 1질량부에 대하여, 미변성 폴리올레핀 수지(A2)를 2질량부 이상 20질량부 이하의 비율로 배합하는 것이 바람직하다.
[가교제(B)]
본 발명의 수지 조성물은 베이스 수지(A)를 가교시키기 위해서, 가교제(B)를 첨가하는 것이 바람직하다. 가교제(B)는 베이스 수지(A)를 가교함으로써, 수지 재료의 기계 특성 및 내열성을 높임과 동시에, 절연성 수지 조성물을 포함한 절연 테이프를 사용하여 절연층을 형성할 때에는, 인접하는 절연 테이프를 결합하는 작용도 갖는다.
가교제(B)로서는, 가열하였을 때에 열분해에 의해서 래디컬을 생성하는 유기 과산화물을 함유하는 것이 바람직하다.
가교제(B)의 구체예로서는, 디큐밀퍼옥사이드(DCP), 벤조일퍼옥사이드, 디클로로벤조일퍼옥사이드, 디-tert-부틸퍼옥사이드, 부틸퍼아세테이트, tert-부틸퍼벤조에이트, 2, 5-디메틸-2, 5-디(tert-부틸퍼옥시)헥산 등을 들 수 있다. 그 중에서도, DCP를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 가교제(B)로서, 이들 화합물 중 2종 이상을 조합하여 함유할 수 있다.
가교제(B) 함유량의 하한은 베이스 수지(A)의 합계 100질량부에 대해서, 0.1질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.5질량부 이상인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 폴리올레핀 수지의 가교에 의해서, 수지 재료의 기계 특성 및 내열성을 높일 수 있다. 한편, 가교제(B) 함유량의 상한은 베이스 수지(A)의 합계 100질량부에 대해서, 5질량부인 것이 바람직하고, 3질량부인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 절연성 수지 조성물을 압출 성형할 때에, 이상 가교에 따른 전기 특성 저하를 억제할 수 있다.
[산화 방지제(C)]
산화 방지제(C)는 노화 방지제라고도 부르며, 절연성 수지 조성물이나 절연성 수지 조성물로 이루어지는 절연 테이프나 절연층이 열이나 공기중의 산소에 의해서 열화되는 것을 방지하는 작용을 갖는 것이다.
산화 방지제(C)로서는, 페놀계, 인계, 유황계, 아민계, 히드라진계 및 아미드계 중 1종 이상에 속하는 산화 방지제, 그리고 그 유도체가 포함된다. 특히, 산화 방지제(C)로서는, 이들 화합물중 2종 이상을 병용할 수 있다. 또한, 산화 방지제(C)로서, 페놀계 산화 방지제 또는 아민계 산화 방지제와, 인산계 산화 방지제 또는 유황계 산화 방지제를 함유하는 것이 바람직하다.
페놀계 산화 방지제의 구체예로서는, 이가녹스 245, 이가녹스 259, 이가녹스 565, 이가녹스 1010, 이가녹스 1035, 이가녹스 1076, 이가녹스 1098, 이가녹스 1222, 이가녹스 1330, 이가녹스 1425, 이가녹스 3114, 이가녹스 1520, 이가녹스 1135, 이가녹스 1141(이상, 모두 BASF사 제조), 스미라이저 BHT, 스미라이저　MDP-S, 스미라이저 GA-80, 스미라이저 BBM-S, 스미라이저 WX-R, 스미라이저 GM(이상, 모두 스미토모 화학사 제조), 아데카스타브 AO-20, 아데카스타브 AO-30, 아데카스타브 AO-40, 아데카스타브 AO-50, 아데카스타브 AO-80, 아데카스타브 AO-330(이상, ADEKA사 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 인계 산화 방지제의 구체예로서는, 이르가포스 168, 이르가포스 P-EPQ, 이르가포스 126(이상, 모두 BASF사 제조), 스미라이저 BBM-S(스미토모 화학사 제조), 아데카스타브 PEP-4C, 아데카스타브 PEP-8, 아데카스타브 PEP-36, 아데카스타브 HP-10, 아데카스타브 1178, 아데카스타브 2112, 아데카스타브 C, 아데카스타브 135　A, 아데카스타브 3010(이상, 모두 ADEKA사 제조) 등을 들 수 있다.
또한, 유황계 산화 방지제의 구체예로서는, 이가녹스 PS800FL, 이가녹스 PS802FL(이상, BASF사 제조), 스미라이저 WX(스미토모 화학사 제조), 아데카스타브 AO-503, 아데카스타브 AO-23(ADEKA사 제조) 등을 들 수 있다.
산화 방지제(C)의 합계 함유량의 하한은 베이스 수지(A)의 합계 100질량부에 대해서, 0.01질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.2질량부인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 절연성 수지 조성물을 혼련할 때에 스코치 발생을 저감시킬 수 있으며, 또, 절연성 수지 조성물을 가교하여 얻어지는 절연층의 내열 노화성을 높일 수 있다. 한편, 산화 방지제(C)의 합계 함유량의 상한은 베이스 수지(A)의 합계 100질량부에 대해서, 0.8질량부인 것이 바람직하고, 0.6질량부인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 수지 가교 시에 발생하는 수분량을 감소시킬 수 있으며, 또, 수지 가교체로부터의 블리드도 감소시킬 수 있다.
더불어, 가교제(B) 100질량부에 대한 산화 방지제(C)의 합계 함유량은 5∼50질량부인 것이 보다 바람직하다.
[기타 성분(D)]
본 실시형태와 관련되는 절연성 수지 조성물에는 필요에 따라, 기타 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 수분 흡수제, 열안정제, 광안정제, 난연제, 연화제, 충전제, 착색제, 용제, 안료, 염료, 형광체 등의 각종 첨가제를 첨가할 수 있다.
[절연성 수지 조성물의 특성]
본 실시형태와 관련되는 절연성 수지 조성물은 펄스 정전 응력법에 따라 공간 전하를 측정함으로써 얻어지는 공간 전하의 축적을 나타내는 전계 증배율(=최대 측정 전계/인가 전계)이 낮은 것이 바람직하다. 이러한 수지 조성물은 절연층을 형성하였을 때에, 절연층에 축적되는 공간 전하량이 작아지기 때문에, 절연층에의 절연 파괴를 일어나기 어렵게 할 수 있다. 여기서, 절연성 수지 조성물에서의 전계 증배율은 130% 이하인 것이 바람직하다. 특히, 전계 증배율이 110% 미만인 수지 조성물은 직류 전력 케이블용 절연 재료로서 적합하다.
<절연성 수지 조성물의 제조 방법>
본 실시형태와 관련되는 절연성 수지 조성물의 제조 방법은 주로 두가지 방법을 들 수 있다. 제1 절연성 수지 조성물의 제조 방법은 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 변성 폴리올레핀 수지에 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제와, 필요에 따라 가교제를 첨가하고, 그 후, 변성 폴리올레핀 수지가 미변성 폴리올레핀 수지로 희석된 베이스 수지를 얻는 방법이다. 이 때, 베이스 수지가 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하가 되도록 혼련하는 공정을 포함하는 방법(제조 방법(I))이다. 또한, 제2 절연성 수지 조성물의 제조 방법은 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 변성 폴리올레핀 수지에 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제를 첨가하여, 변성 폴리올레핀 수지가 미변성 폴리올레핀 수지로 희석되어 이루어지는 베이스 수지를 포함한 희석 폴리올레핀 펠릿을 제작하고, 그 후, 제작한 희석 폴리올레핀 펠릿에 필요에 따라 가교제를 첨가하는 방법이다. 이 때, 베이스 수지가 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하가 되도록 드라이 블렌드하는 공정을 포함한다(제조 방법(II))이다.
{절연성 수지 조성물의 제조 방법(I)}
절연성 수지 조성물의 제조 방법(I)은 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 변성 폴리올레핀 수지에 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제와, 필요에 따라 가교제를 첨가하여 혼련함으로써, 변성 폴리올레핀 수지가 미변성 폴리올레핀 수지로 희석된 베이스 수지를 얻는 방법이다. 이 방법은 베이스 수지가 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하가 되도록 혼련하는 공정을 포함한다.
(원재료의 준비 및 제작)
본 실시형태와 관련되는 절연성 수지 조성물의 제조 방법에서 원재료로서 사용되는 베이스 수지(A), 가교제(B) 및 산화 방지제(C)는 상술한 것을 사용할 수 있다. 이 중, 베이스 수지(A)에 포함되는 변성 폴리올레핀 수지(A1)로서는, 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 것을 사용한다.
여기서, 극성기를 갖는 분자에 의한 폴리올레핀 수지의 변성은 예를 들면, 상술한 미변성 폴리올레핀 수지와 극성기를 갖는 분자를, 부가 반응시키기 위한 소량의 가교제와 함께 단축 또는 2축 압출기로 용융 혼련함으로써 실시할 수 있다. 이 때, 폴리올레핀 수지의 이상 가교를 방지하기 위해서, 극성기를 갖는 분자와 함께 산화 방지제를 배합하는 것이 바람직하다.
(혼련 공정)
절연성 수지 조성물의 제조 방법(I)의 혼련 공정에서는, 절연성 수지 조성물의 원재료인 변성 폴리올레핀 수지(A1)에 미변성 폴리올레핀 수지(A2) 및 산화 방지제(C)를 첨가하여 혼련한다. 이 때, 미변성 폴리올레핀 수지(A2) 및 산화 방지제(C)와 함께 가교제(B)를 첨가하여 혼련할 수 있다. 이로써, 변성 폴리올레핀 수지(A1)는 미변성 폴리올레핀 수지(A2)에 의해서 희석되어 베이스 수지(A)를 구성하며, 극성기의 농도가 원하는 범위로 조정된다. 그와 동시에, 베이스 수지(A)에 포함되는 변성 폴리올레핀 수지(A1)와 미변성 폴리올레핀 수지(A2)가 혼련됨으로써, 변성 폴리올레핀 수지(A2)를 포함한 제1상(해상) 중에, 변성 폴리올레핀 수지(A1)를 포함한 제2상(도상)이 존재하는, 이른바 해도 구조를 형성할 수 있으며, 또한, 제2상(도상)의 평균 직경을 작게 할 수 있다.
여기서, 원재료에 대하여 실시하는 혼련은 베이스 수지(A) 및 산화 방지제(C)에 필요에 따라 가교제(B)를 미리 배합한 원재료를 혼련할 수 있다. 그러나, 특히 가교제(B)를 첨가하는 양태에서는, 혼련 시의 열로 가교제(B)가 열분해함으로써 야기되는 베이스 수지(A)의 이상 가교를 억제하기 위해서, 베이스 수지(A) 및 산화 방지제(C)를 포함한 원재료를 먼저 혼련한 후, 혼련물에 가교제(B)를 첨가하여 혼련하는 것이 바람직하다.
절연성 수지 조성물의 원재료에 대하여 실시하는 혼련은 단축 또는 2축 압출기로 용융 혼련함으로써 실시할 수 있다. 특히, 필요 이상의 전단 발열에 따른 수지의 그을림을 방지하기 위해서는, 단축 압출기로 용융 혼련하는 것이 보다 바람직하다.
이 중, 단축 압출기에 사용되는 스크류로서는, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이, 풀 플라이트 스크류(42)의 중간부나 선단부에 머독(Maddock)형이나 덜메이지(Dulmage)형 등의 수지 혼합부(43)를 마련한 스크류(4)를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같은, 일반적인 풀 플라이트 스크류(52)를 갖는 스크류(5)를 사용하면, 압출기에 삽입된 베이스 수지(A) 및 산화 방지제(C)를 적어도 포함한 원재료는 스크류의 선단 방향을 향해 전방으로 일정 속도로 압출되는 것만으로 충분히 혼련하는 것을 기대할 수 없다. 이에 비하여, 본 실시형태에서는, 도 5에 나타내는 바와 같은 머독형이나 덜메이지형 등의 수지 혼합부(43)를 마련한 스크류(4)를 사용함으로써, 압출기에 삽입된 원재료를 스크류의 선단까지 압출하기까지 원재료에 대하여 전단력을 강하게 작용시킬 수 있음과 동시에, 압출되기까지 혼련 시간도 길어지기 때문에, 원재료를 충분히 혼련할 수 있다.
폴리올레핀 수지를 변성시킬 때의 용융 혼련 온도는 폴리올레핀 수지를 용융하여 실린더 내에서 알맞은 교반이 이루어지는 점도를 얻기 위해서, 140℃ 이상인 것이 바람직하고, 160℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 이 용융 혼련 온도의 상한은 이상 가교에 따른 스코치 발생을 억제하기 위해서, 300℃ 이하인 것이 바람직하다. 특히, 균일한 반응을 신속하게 완료시키는 관점에서는, 용융 혼련 온도의 상한은 280℃ 이하인 것이 바람직하다.
스크류(4)의 수지 혼합부(54)에서의 혼합 방식으로서는, 유동장을 복잡하게 함으로써 원재료의 위치 교환을 촉진시키고 분배 혼합을 촉진시키는 위치 교환 방식을 이용할 수 있으며, 예를 들면, 덜메이지형, DIS형 또는 핀형 스크류를 수지 혼합부(43)에 사용할 수 있다. 또한, 전단 응력을 강하게 작용시킴으로써 원재료의 분산 혼합을 촉진시키는 배리어 슬릿 방식도 이용할 수 있으며, 예를 들면, 링형, 머독형, 유니멜트형 또는 더블 플라이트형 스크류를 수지 혼합부(43)에 사용할 수 있다. 또한, 신장류를 이용함으로써 원재료의 분산 혼합을 촉진시키는 신장 변형 방식도 이용할 수 있으며, 예를 들면 웨이브형, CTM형, 배럴 핀형, HM형, 스파이렉스형 스크류를 수지 혼합부(43)에 사용할 수 있다.
스크류(4)의 혼련에 사용되는 부분의 크기는 일반적으로 직경(D)에 대한 길이(L)의 비(L/D비)로 나타나며, 이 L/D비는 18이상인 것이 바람직하다. 또한, 이 L/D비의 상한은 40미만인 것이 바람직하다.
혼련 공정에서의 혼련 온도는 균일한 페이스트형 혼련물을 얻는 관점에서는, 베이스 수지(A) 중 적어도 어느 하나의 융점보다 높은 것이 바람직하다. 또한, 특히 가교제(B)를 포함하여 혼련할 경우에는, 가교제(B)의 열분해에 따른 베이스 수지(A)의 이상 가교를 피하기 위해서, 혼련 공정에서의 혼련 온도는 130℃ 이하인 것이 바람직하다. 한편, 가교제(B)를 포함하지 않는 경우, 혼련 공정에서의 혼련 온도가 130℃를 넘을 수 있다.
{절연성 수지 조성물의 제조 방법(II)}
절연성 수지 조성물의 제조 방법(II)은 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 변성 폴리올레핀 수지에 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제를 첨가하여, 변성 폴리올레핀 수지가 미변성 폴리올레핀 수지로 희석되어 이루어지는 베이스 수지를 포함한 희석 폴리올레핀 펠릿을 제작하고, 그 후, 제작한 희석 폴리올레핀 펠릿에 가교제를 첨가하는 방법이다. 이 방법은 베이스 수지가 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하가 되도록 드라이 블렌드하는 공정을 포함한다. 즉, 절연성 수지 조성물의 제조 방법(II)과, 상술한 절연성 수지 조성물의 제조 방법(I)이 다른 점은 절연성 수지 조성물의 제조 방법(I)이 베이스 수지(A)에 산화 방지제(C) 및 가교제(B)를 첨가하여 혼련하는 공정을 포함하는데 비하여, 절연성 수지 조성물의 제조 방법(II)이 혼련하는 공정 대신 베이스 수지(A)에 산화 방지제(C)를 첨가하여, 희석 폴리올레핀 펠릿을 제작하고, 그 후, 제작한 희석 폴리올레핀 펠릿과 가교제(B)를 드라이 블렌드하는 공정을 포함하는 것이다.
(드라이 블렌드 공정)
드라이 블렌드 공정은 산화 방지제(C)를 첨가하여 미변성 폴리올레핀 수지(A2)로 희석한 변성 폴리올레핀 수지(A1)를 펠릿화하고, 그 후, 가교제(B)를 용융시켜서 펠릿에 흡수시키기 위해서 가열하는 공정이다. 드라이 블렌드 공정은 드라이 블렌드할 때에, 가교제(B)를 용융시켜서 펠릿에의 흡수를 촉진시킬 수 있는 점에서, 가교제(B)의 융점 이상으로 가열하는 것이 바람직하고, 가교제(B)의 융점보다 10℃ 이상 높은 온도로 가열하는 것이 보다 바람직하다. 한편, 드라이 블렌드 시의 가열 온도를 가교제(B)의 분해 온도 이하로 하는 것이 베이스 수지(A)의 이상 가교를 방지할 수 있는 점에서 바람직하다.
예를 들면, 가교제(B)로서 디큐밀퍼옥사이드(DCP)를 사용할 경우, DCP를 용융시켜서 펠릿에게 신속하게 흡수시키기 위해서는, 드라이 블렌드 시의 가열 온도를 융점인 40℃ 이상으로 가열하는 것이 바람직하고, 50℃ 이상으로 가열하는 것이 보다 바람직하다. 한편, DCP를 분해시키지 않기 위해서는, DCP의 분해 온도인 130℃ 이하에서 펠릿과의 드라이 블렌드를 실시하는 것이 바람직하다.
<전력 케이블의 접속부 피복용 절연 테이프>
본 실시형태와 관련되는 절연 테이프는 상술한 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 전력 케이블의 접속부 피복에 사용되는 것이다. 보다 구체적으로는, 복수의 전력 케이블의 도체를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속한 접속부의 외주에, 필요에 따라 내부 반도전층을 적층한 뒤에 권회하여, 접속부를 피복하는 절연층을 형성하기 위해서 사용된다.
본 실시형태와 관련되는 절연 테이프의 테이프 두께는 접속부에 권회할 때의 권회수를 적게 하기 위해서, 30㎛ 이상이 바람직하고, 50㎛ 이상이 보다 바람직하며, 70㎛ 이상이 더욱 바람직하다. 한편, 절연 테이프의 테이프 두께의 상한은 접속부에 권회하기 쉽게 하기 위해서, 250㎛ 이하가 바람직하고, 200㎛ 이하가 보다 바람직하며, 150㎛ 이하가 더욱 바람직하다.
또한, 본 실시형태와 관련되는 절연 테이프의 테이프 폭은 매끄러운 권회 표면을 형성하기 위해서 3㎜ 이상 40㎜ 이하가 바람직하다.
본 실시형태와 관련되는 절연 테이프는 복수의 전력 케이블의 도체를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속한 접속부의 외주 상에 권회하여 절연층을 형성하는 용도로 적합하게 사용된다. 특히, 테이프를 권회할 때의 테이프의 연신이나, 베이스 수지(A)를 가교할 때의 수지의 용융 유동을 일으키지 않도록 한다면, 원하는 해도 구조를 가진 상태에서, 접속부의 외주에 절연층을 피복하는 것도 가능하다.
<절연 테이프의 제조 방법>
본 실시형태와 관련되는 절연 테이프의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 상술한 절연성 수지 조성물을 압출 성형하여 필름을 형성하고, 필름의 표면 온도를 절연성 수지 조성물이 압출되고나서 15초 이내에 미변성 폴리올레핀 수지의 융점 이하로 냉각하는 공정과, 냉각 후의 필름에 슬릿 가공을 실시하여 테이프를 형성하는 공정을 갖는다.
절연성 수지 조성물로부터 소정의 두께의 필름을 형성하는 압출 성형 수단으로서는, 인플레이션법, T다이법, 캐스트법, 캘린더법 등을 이용할 수 있으며, 그 중에서도 인플레이션법을 이용하는 것이 바람직하다.
필름을 형성할 때, 베이스 수지(A)로서 폴리에틸렌 수지를 포함할 경우에는, 절연성 수지 조성물을 압출 성형할 때의 다이의 온도를 120℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이로써, 제2상(도상)의 평균 직경이 작은 해도 구조가 포함되는 테이프를 형성할 수 있다. 한편, 가교제(B)를 첨가할 경우의 다이 온도의 상한은 절연성 수지 조성물에 포함되는 가교제(B)의 분해를 저감시키기 위해서, 150℃ 이하가 바람직하고, 140℃ 이하가 보다 바람직하다.
형성된 필름에 대하여, 절연성 수지 조성물이 압출되고나서 15초 이내, 보다 바람직하게는 10초 이내에 필름의 표면 온도를 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하로 냉각한다. 이로써, 형성된 절연 테이프에 포함되는 제2상(도상)의 성장이 억제되기 때문에, 이 절연 테이프로 전력 케이블의 접속부를 권회하였을 때에도, 원하는 해도 구조를 가질 수 있으며, 그로 인해 절연 파괴가 일어나기 어려운 절연층을 얻을 수 있다.
필름을 냉각하는 방법으로서는, 필름이 최초로 접하는 롤의 온도와 거리를 조정하는 방법이나, 필름의 표면을 풍냉하는 방법이나 작업 환경의 온도를 내리는 방법, 필름에 방냉판을 밀착하는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 특히 인플레이션법에 따라 필름을 형성할 경우, 필름을 부풀릴 때에 이용되는 공기의 온도를 낮게 조정할 방법이 정확하게 온도를 조정 가능한 점에서 바람직하다.
또한, 절연성 수지 조성물로 형성된 필름은 필름을 냉각하기 전후 중 적어도 어느 한쪽에서, 소정의 테이프 폭이 되도록 슬릿 가공을 실시하여 테이프를 성형한다.
<전력 케이블(제1 실시형태)>
본 실시형태와 관련되는 전력 케이블(2)은 도 2(a) 및 도 2(b)에 나타나는 바와 같이, 도체(21)와, 도체(21)의 외주 상에 제1 도전성 수지로 이루어지는 내부 반도전층(22), 상술한 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 제2상(도상) 중 적어도 변성 폴리올레핀 수지(A2) 및 제1상(해상) 중 적어도 미변성 폴리올레핀 수지(A1)가 가교되어 이루어지는 절연층(23), 그리고 제2 도전성 수지로 이루어지는 외부 반도전층(24)이 순차 적층되어 형성된 복합 피막(20)을 갖는다.
이 전력 케이블(2)은 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 도체(21)의 외주에 내부 반도전층(22), 절연층(23) 및 외부 반도전층(24)이 순차 적층된 것이며, 이들 내부 반도전층(22), 절연층(23) 및 외부 반도전층(24)이 복합 피막(20)을 구성한다. 이 복합 피막(20) 상에 금속 차폐층(25) 및 시스(26)가 순차 적층되어 이루어지는 것이 바람직하다.
(절연층)
이 중, 절연층(23)은 테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인 절연층 형성용 절연 테이프를 내부 반도전층(22)의 외주 상에 권회 및 가교하여 형성되는 것이 바람직하다. 절연층(23)은 상술한 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 해도 구조 중 제2상(도상) 중 적어도 변성 폴리올레핀 수지(A2)와, 제1상(해상) 중 적어도 미변성 폴리올레핀 수지(A1)가 각각 가교된 것으로 이루어진다.
절연층(23)의 두께는 절연 특성의 관점에서, 1.5㎜ 이상인 것이 바람직하고, 5㎜ 이상인 것이 보다 바람직하며, 15㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 절연층(23)의 두께 상한은 부설 작업성 관점에서, 100㎜ 이하인 것이 바람직하고, 50㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.
(내부 반도전층 및 외부 반도전층)
내부 반도전층(22) 및 외부 반도전층(24)은 예를 들면, 가교성 수지 및 도전성 카본 블랙과, 필요에 따라 가교제를 함유하는 반도전성 수지 조성물을 원재료로 하여, 적어도 가교성 수지가 가교되어 있는 제1 도전성 수지 및 제2 도전성 수지에 의해서 각각 구성된다. 여기서, 가교성 수지로서는, 예를 들면, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-부틸아크릴레이트 공중합체로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 들 수 있다.
내부 반도전층(22) 및 외부 반도전층(24)의 두께는 이들의 도전 특성에 의해서 전계의 편차를 억제하는 관점에서, 각각 0.1㎜ 이상인 것이 바람직하고, 0.5㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 내부 반도전층(22)과 외부 반도전층(24)의 두께 상한은 전력 케이블에 통전할 때에 생기는 열을 신속하게 방열하는 관점에서, 각각 3㎜ 이하인 것이 바람직하고, 2㎜ 이하인 것이 보다 바람직하며, 1㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 내부 반도전층(22)과 외부 반도전층(24)의 두께의 합계는 5㎜ 이하가 바람직하고, 4㎜ 이하가 보다 바람직하며, 3㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 이로써, 내부 반도전층(22)의 원재료인 반도전성 수지 조성물과, 절연층(23)의 원재료인 절연성 수지 조성물과, 외부 반도전층(24)의 원재료인 반도전성 수지 조성물을 도체(21)에 적층한 뒤에, 절연성 수지 조성물을 가교하는 경우라도, 절연성 수지 조성물이 냉각되기 쉬워지기 때문에, 해도 구조의 제2상(도상)의 성장을 억제할 수 있다. 한편, 이 두께의 합계가 크면, 절연성 수지 조성물의 냉각이 늦어지기 때문에, 해도 구조의 제2상(도상)이 성장하기 쉬워진다.
(금속 차폐층 및 방식(防食) 시스)
외부 반도전층(24)의 주위에는 금속 차폐층 및 방식 시스(모두 미도시)를 마련할 수 있다. 금속 차폐층으로서는, 예를 들면 납이나 구리, 알루미늄으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 방식 시스로서는, 예를 들면, 염화비닐이나 폴리에틸렌, 나일론으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
<전력 케이블의 제조 방법>
본 실시형태와 관련되는 전력 케이블의 제조 방법은 예를 들면 도 2(a) 및 도 2(b)에 나타나는 전력 케이블(2)의 제조 방법으로서, 도체(21)의 외주에 내부 반도전층(22), 절연층(23) 및 외부 반도전층(24)을 순차 적층하여, 적어도 절연층(23)을 가교하는 공정을 갖는 것이다.
(내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층의 적층)
내부 반도전층(22)의 적층은 예를 들면, 가교성 수지 및 도전성 카본 블랙과, 필요에 따라 가교제를 함유하는 반도전성 수지 조성물을 도체(21)의 외주로 압출하는 압출 성형에 의해서 실시할 수 있다. 또한, 절연층(23)의 적층은 상술한 절연성 수지 조성물을 내부 반도전층(22)의 원재료인 반도전성 수지 조성물의 외주로 압출 성형함으로써 실시할 수 있다. 또한, 외부 반도전층(24)의 적층은 내부 반도전층(22)과 같은 반도전성 수지 조성물을 절연층(23)의 원재료인 절연성 수지 조성물의 외주로 압출 성형함으로써 실시할 수 있다. 이들 내부 반도전층(22), 절연층(23) 및 외부 반도전층(24)은 도체(21)의 외주로 동시에 압출 성형함으로써 실시할 수 있다.
압출 성형할 때의 수지 온도는 베이스 수지(A)로서 폴리에틸렌 수지를 포함할 경우에는, 110℃ 이상인 것이 바람직하고, 120℃ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 베이스 수지(A)의 가교 반응을 억제하는 관점에서, 압출 성형할 때의 수지 온도는 140℃ 이하인 것이 바람직하고, 130℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 적층된 절연층(23)은 도체(21) 및 내부 반도전층(22)의 외주로 압출되고나서 15초 이내, 보다 바람직하게는 10초 이내에 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하로 냉각한다. 이로써, 절연성 수지 조성물에 형성되어 있는 해도 구조에서 제2상(도상)의 성장이 억제되기 때문에, 절연 파괴가 일어나기 어려운 절연층(23)을 얻을 수 있다. 절연층(23)의 냉각은 수지 표면을 풍냉하는 작업 환경 온도를 내리는, 방냉판을 밀착하는 등의 방법을 사용하여 실시할 수 있다.
(절연층의 가교)
이어서, 반도전성 수지 조성물이 가교제(B)를 함유할 경우, 적층된 절연층(23)에 대해서, 300kPa 이상 5000kPa 이하 및 140℃ 이상 280℃ 이하의 조건하에서 가압 가열 처리를 실시하고, 절연층(23)에 포함되는 변성 폴리올레핀 수지(A1) 및 미변성 폴리올레핀 수지(A2)를 가교시키는 가교 공정을 실시한다. 이로써, 절연층(23)의 기계 특성 및 내열성을 높일 수 있다.
여기서, 가교 공정은 압력 용기로 밀폐하고, 가스를 충전하여 가압한 상태에서 가압 가열 처리를 실시한다. 이 때, 가교 공정에 있어서 가압 가열 처리를 실시할 때의 압력은 300kPa 이상이 바람직하고, 400kPa 이상이 보다 바람직하다. 또한, 가교 공정에 있어서 압력 용기의 밀폐부 실링의 파괴를 방지하는 관점에서, 가압 가열 처리를 실시할 때의 압력은 5000kPa 이하가 바람직하고, 1000kPa 이하가 보다 바람직하다.
가교 공정에서의 가열 온도는 가교제의 작용에 따른 가교 반응을 촉진시키기 위해서 140℃ 이상이 바람직하고, 160℃ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 가교 공정에서의 가열 온도는 폴리올레핀 수지의 열분해를 방지하는 관점에서, 280℃ 이하가 바람직하고, 260℃ 이하가 보다 바람직하다.
<전력 케이블(제2 실시형태)>
본 실시형태와 관련되는 전력 케이블(3)은 도 3(a)에 나타나는 바와 같이, 접속 구조부(37)를 구비하고 있다. 접속 구조부(37)는 복수의 전력 케이블의 도체, 여기서, 도 3에서는 2개의 도체(31a, 32a)를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속한 접속부(접합부)(371)와, 접속부(371)의 외주 상에 제1 도전성 수지로 이루어지는 내부 반도전층(372)과, 상술한 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 제2상(도상) 중 적어도 변성 폴리올레핀 수지(A1) 및 제1상(해상) 중 적어도 미변성 폴리올레핀 수지(A2)가 가교되어 이루어지는 절연층(373), 그리고 제2 도전성 수지로 이루어지는 외부 반도전층(374)이 순차 적층되어 형성된 복합 피막(370)을 갖고 있다.
이 전력 케이블(3)은 접속부(371)의 외주에 도 3(a) 및 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 내부 반도전층(372), 절연층(373) 및 외부 반도전층(374)이 순차 적층되어 이루어지며, 이것들이 접속 구조부(17)를 구성하고 있다.
(절연층)
접속부(371)의 외주를 피복하는 절연층(373)의 두께는 절연 특성의 관점에서, 1.5㎜ 이상인 것이 바람직하고, 5㎜ 이상인 것이 보다 바람직하며, 15㎜ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이 절연층(373)의 두께 상한은 부설 작업성 관점에서, 100㎜ 이하인 것이 바람직하고, 50㎜ 이하인 것이 보다 바람직하다.
이 절연층(373)은 상술한 절연층 형성용 절연 테이프를 내부 반도전층(372)의 외주 상에 권회 및 가교하여 형성되는 것일 수 있다. 본 실시형태에서는, 절연층 형성용 절연 테이프로부터 원하는 해도 구조를 갖는 절연층(373)을 형성할 수 있기 때문에, 간편한 방법에 의해서 절연층(373)을 형성할 수 있음과 동시에, 형성된 절연층(373)에서의 절연 파괴를 저감시킬 수 있다. 여기서, 절연층(373)의 형성에 사용되는 절연층 형성용 절연 테이프는 상술한 대로, 테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인 것이 바람직하다.
(내부 반도전층 및 외부 반도전층)
접속부(371)의 외주를 피복하고 있는 내부 반도전층(372) 및 외부 반도전층(374)은 제1 실시형태에서 내부 반도전층 및 외부 반도전층과 같은 것을 사용할 수 있다. 여기서, 내부 반도전층(372)과 외부 반도전층(374)의 두께는 이들의 도전 특성에 의해서 전계의 편차를 억제하는 관점에서, 각각 0.1㎜ 이상인 것이 바람직하고, 0.5㎜ 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 내부 반도전층(372)과 외부 반도전층(374)의 두께 상한은 전력 케이블에 통전할 때에 생기는 열을 신속하게 방열하는 관점에서, 각각 3㎜ 이하인 것이 바람직하고, 2㎜ 이하인 것이 보다 바람직하며, 1㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 내부 반도전층(372)과 외부 반도전층(374)의 두께 합계는 제1 실시형태의 내부 반도전층 및 외부 반도전층과 마찬가지로, 5㎜ 이하가 바람직하고, 4㎜ 이하가 보다 바람직하며, 3㎜ 이하가 더욱 바람직하다.
(금속 차폐층 및 방식 시스)
외부 반도전층(374)의 주위에는 제1 실시형태의 전력 케이블과 마찬가지로, 금속 차폐층 및 방식 시스(모두 미도시)를 마련할 수 있다.
<전력 케이블의 접속부 외면에의 절연층 형성 방법>
본 실시형태와 관련되는 전력 케이블의 접속부 외면에의 절연층 형성 방법은 복수의 전력 케이블의 도체를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속한 접속부의 외주에, 상술한 절연 테이프를 권회하여 상기 접속부의 외면에 절연층을 형성하는 테이프권회 공정과, 상기 절연층을 형성한 상기 접속부에 300kPa 이상 5000kPa 이하 및 140℃ 이상 280℃ 이하의 조건하에서 가압 가열 처리를 실시하여, 상기 절연층에 포함되는 미변성 폴리올레핀 수지 및 변성 폴리올레핀 수지를 가교시키는 가교 공정을 포함한다.
도 4는 본 발명과 관련되는 절연층 형성 방법에 대해서 설명하는 도면이다. 도 4에서는, 구리나 알루미늄 등으로 이루어지는 도체(31a)의 주위에 내부 반도전층(32a), 절연층(33a), 외부 반도전층(34a), 금속 차폐층(35a) 및 시스(36a)가 순차 적층된 전력 케이블(30a)과, 도체(31b)의 주위에 내부 반도전층(32b), 절연층(33b), 외부 반도전층(34b), 금속 차폐층(35b) 및 시스(36b)가 순차 적층된 전력 케이블(30b)을 접속하는 경우를 예로서 나타낸다.
(접속부 형성)
접속시키는 복수의 전력 케이블(30a, 30b)은 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 각각 단부의 도체(31a, 31b)를 노출시킨다. 이 때, 노출되는 부분의 길이는 각각 E1, E2로 나타난다. 여기서, 절연층(33a, 33b)이 친수성이 높은 수지, 특히 상술한 변성 폴리에틸렌 수지(A1)로 이루어지는 경우에는, 도체(31a, 31b)와 함께 절연층(33a, 33b)도 노출시키는 것이 바람직하다. 노출시킨 절연층(33a, 33b)에도 절연 테이프를 권회 적층함으로써, 절연층(33a, 33b)과 절연 테이프의 밀착성을 높일 수 있기 때문에, 이들 계면 부분에서의 절연 파괴를 발생하기 어렵게 할 수 있다.
이어서, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 도체(31a, 31b)의 단부끼리를 도체 접속(접합)한다. 도체 접속의 방법으로서는, 예를 들면, 용접을 이용할 수 있으며, 도체 접속에 의해서 접속부(용접부)(371)가 형성된다.
(내부 반도전층 형성)
형성된 접속부(371)의 외주에는 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 내부 반도전층(372)을 형성할 수 있다. 내부 반도전층(372)은 예를 들면, 가교성 수지 및 도전성 카본 블랙과, 필요에 따라 가교제를 함유하는 반도전성 수지 조성물로 형성된다.
내부 반도전층(372)은 예를 들면, 수지를 성형함으로써 얻을 수 있으며, 보다 구체적으로는, 도체(31a, 31b)의 표면에 수지를 압출 성형함으로써 실시할 수 있으며, 도체(31a, 31b)를 금형에 넣고 금형에 수지를 주입함으로써 실시할 수 있으며, 또, 수지를 테이프형으로 성형하여 도체(31a, 31b)의 표면에 권회할 수 있다. 나아가서는, 접속부(371)를 형성하기 전의 도체(31a, 31b) 중 어느 한쪽에, 가열에 의해서 수축하는 반도전성 튜브를 미리 끼워넣어두고, 접속부(371)를 형성한 뒤에 가열하여 튜브를 수축시킴으로써 내부 반도전층(372)을 형성할 수도 있다.
(절연층 형성)
이어서, 도 4(d)에 나타내는 바와 같이, 복수의 전력 케이블(30a, 30b)의 도체(31a, 31b)를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속하여 형성되는 접속부(371)의 외주에 형성한 내부 반도전층(372)의 외주에 접속부(371) 및 내부 반도전층(372)의 외주 전체를 덮는 범위에 걸쳐 절연층(373)을 형성한다.
절연층(373)의 형성 방법으로서는, 간편한 방법으로 절연층(373)을 형성할 수 있기 때문에, 상술한 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인 절연 테이프를 도체(31a, 31b)의 표면에 권회함으로써 실시하는 것이 바람직하다. 한편, 상술한 전력 케이블의 절연층(예를 들면, 도 2(a)의 절연층(23))과 마찬가지로, 도체(31a, 31b) 및 내부 반도전층(372)의 표면에 절연성 수지 조성물을 압출 성형함으로써, 절연층(373)을 형성할 수 있다. 또한, 내부 반도전층(372)이 형성된 도체(31a, 31b)를 금형에 넣고 금형에 절연성 수지 조성물을 주입함으로써, 절연층(373)을 형성할 수 있다.
(외부 반도전층 형성)
이어서, 절연층(373)의 주위에 도 4(e)에 나타내는 바와 같이, 외부 반도전층(374)을 형성한다. 외부 반도전층(374)은 내부 반도전층(372)과 마찬가지로, 반도전성 수지 조성물로 형성된다.
외부 반도전층(374)은 내부 반도전층(372)과 마찬가지로, 예를 들면, 수지를 성형함으로써 얻을 수 있다. 또한, 접속부(371)를 형성하기 전의 도체(31a, 31b)에 가열에 의해서 수축하는 반도전성 튜브를 끼워넣어두고, 접속부(371)를 형성한 뒤에 가열하여 튜브를 수축시킬 수 있다.
(가교 공정)
이어서, 절연층(373)을 구성하는 수지 조성물이 가교제(B)를 함유할 경우, 절연층(373)을 형성한 접속부(371)에 300kPa 이상 5000kPa 이하 및 140℃ 이상 280℃ 이하의 조건하에서 가압 가열 처리를 실시하여, 절연층(373)에 포함되는 폴리에틸렌을 가교시키는 가교 공정을 실시한다. 이로써, 변성 폴리에틸렌 수지(A1)나 미변성 폴리에틸렌 수지(A2)가 가교함으로써, 절연층(373)을 구성하고 있는 수지 재료의 기계 특성 및 내열성을 높일 수 있다.
여기서, 가교 공정은 압력 용기로 밀폐하고, 가스를 충전하여 가압한 상태에서 가압 가열 처리를 실시한다. 이 때, 가교 공정에 있어서 가압 가열 처리를 실시할 때의 압력은 300kPa 이상이 바람직하고, 400kPa 이상이 보다 바람직하다. 또한, 가교 공정에 있어서 압력 용기의 밀폐부 실링의 파괴를 방지하는 관점에서, 가압 가열 처리를 실시할 때의 압력은 5000kPa 이하가 바람직하고, 1000kPa 이하가 보다 바람직하다.
가교 공정에서의 가열 온도는 가교제의 작용에 따른 가교 반응을 촉진시키기 위해서 140℃ 이상이 바람직하고, 160℃ 이상이 보다 바람직하다. 한편, 가교 공정에서의 가열 온도는 폴리에틸렌 수지의 열분해를 방지하는 관점에서, 280℃ 이하가 바람직하고, 260℃ 이하가 보다 바람직하다.
(금속 차폐층 및 방식 시스 형성)
가교 후 절연층(373)의 주위에는 금속 차폐층 및 방식 시스(모두 미도시)를 마련할 수 있다. 금속 차폐층으로서는, 예를 들면, 납이나 구리, 알루미늄으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 또한, 방식 시스로서는, 예를 들면, 염화비닐이나 폴리에틸렌, 나일론으로 이루어지는 것을 사용할 수 있다.
[실시예]
다음으로, 본 발명의 효과를 더욱 명확하게 하기 위해서, 본 발명예 및 비교예에 대해서 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[본 발명예 1]
(절연성 수지 조성물의 제작)
베이스 수지(A)로서, 변성 폴리올레핀 수지(A1)인 무수 말레산 변성 폴리에틸렌 「SCONA TSPE 1112 GALL」(빅케미·재팬 주식회사 제조, 융점 115∼132℃, 비중 0.89∼0.94) 5질량부와, 미변성 폴리올레핀 수지(A2)인 저밀도 폴리에틸렌 「ZF30R」(일본 폴리에틸렌 주식회사 제조, 융점 110℃, 비중 0.92) 95질량부를 각각 사용하여, 이들 함유량의 합계를 100질량부로 하였다.
이들 베이스 수지(A) 100질량부에 산화 방지제(C)로서, 인계 산화 방지제인 「이르가포스 P-EPQ」(테트라키스(2, 4-디-tert-부틸페닐)-비페닐렌디포스포나이트, BASF 주식회사 제조) 0.2질량부를 첨가하고, 풀 플라이트 스크류의 중간부에 머독형 수지 혼합부를 갖는 스크류(IKG 주식회사 제조, L/D비=25)를 마련한 단축 압출기를 이용하여, 압출 온도(혼련 온도) 125℃에서 용융 혼련하여 펠릿화하였다.
얻어진 펠릿에 가교제(B)인 「퍼쿠밀 D」(디큐밀퍼옥사이드(DCP), 일본 유지 주식회사 제조, 융점 40℃, 분해 온도 130℃) 1.7질량부를 90℃에서 드라이 블렌드하고, 용융한 DCP를 펠릿에 흡수시킴으로써, 절연성 수지 조성물(융점=110℃)을 얻었다.
(평가용 시트 형성)
얻어진 절연성 수지 조성물에 대하여, T다이법으로 다이의 온도를 130℃로 하고, 필름 두께가 0.3㎜가 되도록 압출 성형을 실시하였다. 이 때, 절연성 수지 조성물이 압출되고나서 10초 후에, 필름의 표면 온도가 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하가 되도록, 필름이 최초로 접하는 롤의 온도와 거리를 조정해서 필름을 냉각하였다.
얻어진 필름을 170℃의 온도 및 5000kPa의 압력으로 30분간 프레스함으로써 가압 가열 처리를 실시하고, 변성 폴리올레핀 수지(A1) 및 미변성 폴리올레핀 수지(A2)를 가교시킴으로써, 두께 0.3㎜의 수지 가교체로 이루어지는 평가용 시트를 얻었다.
얻어진 평가용 시트를 슬라이스하고 RuO4를 사용하여 금속 염색을 실시한 후, 투과형 전자현미경(TEM, 히다치 하이테크놀로지스사 제조 HT7700)을 이용하여, 수지가 갖고 있는 해도 구조를 촬영하였다. 해도 구조의 촬영은 현미경의 배율을 10000배로 설정하여, 수지의 단면으로부터 해도 구조를 알 수 있도록 콘트라스트를 조정해서 실시하였다. 촬영된 화상에 대하여, 화상 해석용 소프트웨어 ImageJ를 이용하여 해석하고, 화상에 포함되는 도상의 평균 직경을 구하였다. 여기서, 도상의 직경은 ImageJ에 의한 화상 처리를 이용하여, 전체 둘레(360도)에 걸쳐 도상의 크기를 측정하였을 때의 최대치와 최소치를 각각 최대 치수 및 최소 치수로 하여, 이들 최대 치수와 최소 치수의 산술 평균치를 구하였다. 또한, 촬영된 화상에 포함되는 임의의 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에 대하여, 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수를 구하고, 또, 모든 도상이 차지하는 면적의 합을 구하였다. 또한, 서로의 입자간 거리가 평균 입경의 1/50이상 떨어져 있는 경우, 서로 독립된 도(島)로 하여 해석을 실시하였다.
이렇게 하여 구해지는 평가용 시트의 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 1㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 6개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 5㎛2였다.
[본 발명예 2]
베이스 수지(A) 100질량부에 산화 방지제(C)로서, 페놀계 산화 방지제인 「이가녹스 1010」(펜타에리트리톨=테트라키스[3-(3＇, 5＇-디-tert-부틸-4＇-하이드록시페닐)프로피오네이트], 치바 스페셜티 케미컬즈사 제조)을 사용하여 0.2질량부 첨가한 것 이외에는, 본 발명예 1과 동일하게 해서, 수지 가교체로 이루어지는 평가용 시트를 얻었다. 얻어진 평가용 시트에 대하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는, 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 1㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 5개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 5㎛2였다.
[본 발명예 3]
베이스 수지(A)로서, 변성 폴리에틸렌(A1)인 에틸렌-메타크릴산 공중합체 「하이밀란 1705Zn」(미츠이·듀퐁 폴리케미컬 주식회사 제조, 메타크릴산 함유량 15질량%, 융점 91℃, 비중 0.95) 5질량부와, 미변성 폴리에틸렌(A2)인 저밀도 폴리에틸렌 「ZF30R」(일본 폴리에틸렌 주식회사 제조, 융점 110℃, 비중 0.92) 95질량부를 각각 사용하여 합계를 100질량부로 한 것 이외에는, 본 발명예 1과 동일하게 하여 절연성 수지 조성물을 제작하였다.
얻어진 절연성 수지 조성물에 대하여, 절연성 수지 조성물이 압출되고나서 3초 후에, 필름의 표면 온도가 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하가 되도록 필름을 냉각한 것 이외에는, 본 발명예 1과 동일하게 해서 수지 가교체로 이루어지는 평가용 시트를 얻었다. 얻어진 평가용 시트에 대하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는, 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 2㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 5개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 6㎛2였다.
[본 발명예 4]
베이스 수지(A)로서, 변성 폴리올레핀 수지(A1)인 무수 말레산 변성 폴리프로필렌 「유멕스 100TS」(산요 카세이 주식회사 제조, 융점 136℃, 비중 0.89) 30질량부와, 미변성 폴리올레핀 수지(A2)인 폴리프로필렌(융점 167℃, 비중 0.925, 멜트 인덱스(MI) 0.8) 70질량부를 각각 사용하여, 이들 함유량의 합계를 100질량부로 하였다.
이들 베이스 수지(A) 100질량부에 산화 방지제(C)로서, 인계 산화 방지제인 「이르가포스 P-EPQ」(테트라키스(2, 4-디-tert-부틸페닐)-비페닐렌디포스포나이트, BASF 주식회사 제조) 0.2질량부를 첨가하고, 풀 플라이트 스크류의 중간부에 머독형 수지 혼합부를 갖는 스크류(IKG 주식회사 제조, L/D비=28)를 마련한 단축 압출기를 이용하여, 압출 온도(혼련 온도) 220℃로 용융 혼련하여 펠릿화하고, 절연성 수지 조성물(융점=164℃)을 얻었다. 얻어진 절연성 수지 조성물에 대하여, T다이법으로 본 발명예 1과 동일하게 압출 성형을 실시하여, 얻어진 필름을 평가용 시트로 하였다.
얻어진 평가용 시트에 대하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는, 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 2㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 20개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 20㎛2였다.
[비교예 1]
베이스 수지(A)로서, 변성 폴리에틸렌(A1)을 사용하지 않고, 미변성 폴리에틸렌(A2)인 저밀도 폴리에틸렌 「ZF30R」(일본 폴리에틸렌 주식회사 제조, 융점 110℃, 비중 0.92)을 사용하여, 그 함유량을 100질량부로 한 점과, 원재료를 용융 혼련할 때의 스크류로서, 수지 혼합부를 갖지 않는 풀 플라이트 스크류(IKG 주식회사 제조, L/D비=25)를 사용한 점을 제외하고는, 본 발명예 1과 동일하게 해서, 수지 가교체로 이루어지는 평가용 시트를 얻었다. 얻어진 평가용 시트에는 해도 구조는 형성되어 있지 않았다.
[비교예 2]
원재료를 용융 혼련할 때의 스크류로서, 수지 혼합부를 갖지 않는 풀 플라이트 스크류(IKG 주식회사 제조, L/D비=16)를 사용한 점을 제외하고는, 본 발명예 1과 동일하게 해서, 수지 가교체로 이루어지는 평가용 시트를 얻었다. 얻어진 평가용 시트에 대하여, 본 발명예 1과 동일한 방법으로 구해지는, 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 13㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 0개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 25㎛2였다.
[비교예 3]
원재료를 용융 혼련할 때의 스크류로서, 수지 혼합부를 갖지 않는 풀 플라이트 스크류(IKG 주식회사 제조, L/D비=25)를 사용한 점과, 절연성 수지 조성물을 압출 성형할 때, 절연성 수지 조성물이 압출되고나서 18초 후에, 필름의 표면 온도가 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하가 되도록, 필름이 최초로 접하는 롤의 온도와 거리를 조정해서 필름을 냉각한 점을 제외하고는, 본 발명예 1과 동일하게 해서 수지 가교체로 이루어지는 평가용 시트를 얻었다. 얻어진 평가용 시트에 대하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 3㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 4개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 4㎛2였다.
[본 발명예 5]
절연층을 형성하는 절연성 수지 조성물로서, 본 발명예 1에서 얻어진 절연성 수지 조성물을 사용함과 동시에, 내부 반도전층 및 외부 반도전층을 형성하는 반도전성 수지 조성물로서, 가교성 수지, 도전성 카본 블랙 및 가교제를 함유하는 수지 조성물을 사용하였다.
도체 단면적이 2000㎟, 길이가 25m인 도체의 외주면에 내부 반도전층을 형성하는 반도전성 수지 조성물과, 절연층을 형성하는 본 발명예 1의 절연성 수지 조성물과, 외부 반도전층을 형성하는 반도전성 수지 조성물을 3층 동시에 압출 성형하였다. 이 때, 내부 반도전층의 수지 두께를 1.5㎜, 절연층의 수지 두께를 15㎜, 외부 반도전층의 수지 두께를 1.5㎜가 되도록 하고, 다이의 온도를 128℃로 하였다. 또한, 이들 수지가 압출되고나서 10초 후에, 압출 성형된 수지의 표면 온도가 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하가 되도록 이들 수지를 냉각하였다.
이어서, 질소 분위기하에서 784kPa의 압력 및 220℃의 가열 온도로 2시간에 걸쳐 가열 처리를 실시함으로써, 절연층을 형성하는 본 발명예 1의 절연성 수지 조성물을 가교시킴과 동시에, 도체의 외주면에 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 형성하였다.
형성된 외부 반도전층의 주위에 금속 차폐층 및 방식 시스를 마련함으로써, 도 2(a) 및 (b)에 나타내는 구조의 전력 케이블(2)을 얻었다. 얻어진 전력 케이블의 절연층(23)을 평가용 시트로 하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 1㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 10개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 11㎛2였다.
[본 발명예 6]
내부 반도전층을 형성하는 반도전성 수지 조성물과, 절연층을 형성하는 본 발명예 1에서 얻어진 절연성 수지 조성물과, 외부 반도전층을 형성하는 반도전성 수지 조성물을 3층 동시에 압출 성형할 때, 내부 반도전층의 수지 두께를 2㎜, 외부 반도전층의 수지 두께를 2.5㎜로 한 것 이외에는, 본 발명예 5와 동일하게 해서 전력 케이블을 얻었다. 얻어진 전력 케이블의 절연층을 평가용 시트로 하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 2㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 7개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 8㎛2였다.
[본 발명예 7]
본 발명예 1에서 얻어진 수지 조성물을 사용하여 절연 테이프를 제작하였다. 여기서, 절연성 수지 조성물의 압출 성형에는 인플레이션 제막기(PLACO사 제조)를 이용하여 압출 성형할 때의 다이의 온도를 130℃로 하고, 필름 두께가 100㎛, 압출로부터 10초 후의 필름의 표면 온도가 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하가 되는 조건에서 필름을 형성하였다. 얻어진 필름에 대해서, 테이프 폭 20㎜가 되도록 슬릿 가공을 실시함으로써, 필름과 같은 100㎛ 두께를 갖는 절연 테이프를 얻었다. 얻어진 절연 테이프를 평가용 시트로 하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 1㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 6개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 6㎛2였다.
[비교예 4]
본 발명예 2와 동일한 절연성 수지 조성물을 사용한 점과, 원재료를 용융 혼련할 때의 스크류로서, 수지 혼합부를 갖지 않는 풀 플라이트 스크류(IKG 주식회사 제조, L/D비=24)를 사용한 점과, 절연성 수지 조성물을 압출 성형할 때, 압출로부터 16초 후의 필름의 표면 온도가 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하가 되는 조건에서 필름을 형성한 점 이외에는, 본 발명예 7과 동일하게 해서 절연 테이프를 얻었다. 얻어진 절연 테이프를 평가용 시트로 하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 5㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 2개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 15㎛2였다.
[본 발명예 8]
본 발명예 5에서 제작한 전력 케이블을 2개 사용하여, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 절삭 가공에 의해서 각각의 단부의 도체(31a, 31b)를 노출시킨 후, 외부 반전도층이 되는 두께 1㎜인 수축 튜브에 전력 케이블의 한쪽을 끼워넣었다. 이어서, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 도체(31a, 31b)의 단부끼리를 도체 접속하여 접속부(371)를 형성한 후, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 도체(31a, 31b)가 노출되어 있는 부분을 덮도록 반도전성 테이프를 권회하여 두께 1㎜의 내부 반도전층(372)을 형성하였다. 그리고, 형성된 내부 반도전층(372)의 외주를 추가로 덮도록, 본 발명예 7의 절연 테이프를 권회하여 두께 20㎜의 절연층(373)을 적층하고, 그 위에 상술한 수축 튜브로 덮어서 외부 반도전층(374)을 형성하였다.
이어서, 질소 분위기하에서 784kPa의 압력 및 220℃의 가열 온도로 3시간에 걸쳐 이들 가열 처리를 실시함으로써, 절연 테이프에 포함되는 절연성 수지 조성물을 가교시키고, 그로 인해 도체의 외주면에 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 형성하였다.
형성된 외부 반도전층의 주위에 금속 차폐층 및 방식 시스를 마련함으로써, 도 3(a)∼(c)에 나타내는 구조인, 1개로 이어진 전력 케이블을 얻었다. 얻어진 전력 케이블의 접속부(371)를 피복하고 있는 절연층(372)을 평가용 시트로 하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는, 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 1㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 8개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 7㎛2였다.
[비교예 5]
원재료를 용융 혼련할 때의 스크류로서, 수지 혼합부를 갖지 않는 풀 플라이트 스크류(IKG 주식회사 제조, L/D비=24)를 사용한 점과, 절연성 수지 조성물을 압출 성형할 때, 압출로부터 16초 후의 필름의 표면 온도가 미변성 폴리올레핀 수지(A2)의 융점 이하가 되는 조건에서, 필름을 형성한 점 이외에는, 본 발명예 7과 동일하게 해서 절연 테이프를 제작하고, 이 절연 테이프를 사용하여 본 발명예 8과 동일하게 해서 2개의 전력 케이블을 1개로 연결하였다. 얻어진 전력 케이블의 접속부를 피복하고 있는 절연층을 평가용 시트로 하여, 본 발명예 1과 같은 방법으로 구해지는 해도 구조에서의 도상의 평균 직경은 6㎛였다. 또한, 세로 10㎛×가로 10㎛의 관측 범위에서의 직경이 0.5㎛∼2.0㎛인 도상의 개수는 1개이고, 모든 도상이 차지하는 면적의 합은 21㎛2였다.
[전계 증배율 평가]
상기 본 발명예 및 비교예와 관련되는 평가용 시트, 절연 테이프 및 전력 케이블의 절연층(본 발명예 8, 비교예 5에 대해서는, 전력 케이블의 접속부를 피복하고 있는 절연층)의 전계 증배율에 대하여 펄스 정전 응력법에 의해서 평가하였다.
측정 대상이 되는 평가용 시트, 절연 테이프 및 절연층의 샘플을 가로세로 50㎜, 두께 0.3㎜로 잘라내서, 공간 전하 측정 장치(파이브라보 주식회사 제조, 표준 PEA-ST)의 상부 전극과 하부 전극의 사이에 끼우고, 온도 90℃에서 음극성 30kV/㎜의 직류 전계를 이 가교체 시트에 48시간 연속 인가하여, 인가 전계에 대한 측정되는 최대 측정 전계의 비를 「전계 증배율」로 하였다. 여기서, 본 발명예 9의 절연 테이프는 두께 0.3㎜, 가로세로 50㎜로 성형하여 전계 증배율을 구하였다. 여기서 얻어지는 「전계 증배율」은 축적되는 공간 전하량이 작은 것이 바람직하기 때문에, 수치가 작은 것이 바람직하며, 130% 이하이면 보다 바람직하다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
[표 2]
Figure pct00002
표 1 및 표 2의 평가 결과로부터, 극성기를 갖는 특정 분자에 의해서 변성되어 있는 변성 폴리올레핀 수지, 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제를 적어도 함유하며, 또한, 도상의 평균 직경이 본 발명의 적정 범위 내인 해도 구조를 갖는 본 발명예 1∼8의 평가용 시트, 절연 테이프 및 절연층은 전계 증배율이 130% 이하인 것이 확인되었다.
상기 결과로부터, 본 발명예 1∼8의 평가용 시트, 절연 테이프 및 절연층은 절연 파괴가 일어나기 어려운 것이 확인되었다.
이에 비하여, 비교예 1의 평가용 시트에서는, 해도 구조를 갖지 않기 때문에, 전계 증배율이 높아, 합격 레벨을 만족하지 못하였다.
또한, 비교예 2∼3의 평가용 시트, 비교예 4의 절연 테이프 및 비교예 5의 전력 케이블의 접속부를 피복하고 있는 절연층에서는, 해도 구조 중 도상의 평균 직경이 2㎛ 초과인 큰 값이었기 때문에, 전계 증배율이 높아, 합격 레벨을 만족하지 못하였다.
1　절연성 수지 조성물
11　제1상(해상)
12　제2상(도상)
2, 3, 30a, 30b　전력 케이블
21, 31a, 31b　도체
22, 32a, 32b　내부 도전체층
23, 33a, 33b　절연층
24, 34a, 34b　외부 반도전층
25, 35a, 35b　금속 차폐층
26, 36a, 36b　시스
20, 370 복합 피막
37　접속 구조부
371　접속부
372　내부 반도전층
373　절연층
374　외부 반도전층
4, 5 스크류
41, 51 압출기에의 설치부
42, 52 풀 플라이트 스크류
43　수지 혼합부
E1, E2　전력 케이블의 도체가 노출되는 부분의 길이
D　스크류의 직경
L　스크류의 길이

Claims (12)

  1. 극성기를 갖는 분자에 의해서 변성된 변성 폴리올레핀 수지 및 미변성 폴리올레핀 수지를 갖는 베이스 수지와, 산화 방지제를 적어도 포함하고,
    상기 변성 폴리올레핀 수지는 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지며,
    상기 베이스 수지는 상기 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 상기 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 상기 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하인,
    절연성 수지 조성물.
  2. 제1항에 기재된 절연성 수지 조성물을 원재료로 하고,
    테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인,
    전력 케이블의 절연층 형성용 절연 테이프.
  3. 도체와,
    상기 도체의 외주 상에,
    제1 도전성 수지로 이루어지는 내부 반도전층,
    제1항에 기재된 절연성 수지 조성물을 원재료로 하고, 상기 제2상 중 적어도 상기 변성 폴리올레핀 수지 및 상기 제1상 중 적어도 상기 미변성 폴리올레핀 수지가 가교되어 이루어지는 절연층 및
    제2 도전성 수지로 이루어지는 외부 반도전층이 순차 적층되어 형성된 복합 피막을 갖는,
    전력 케이블.
  4. 복수의 전력 케이블의 도체를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속한 접속부와,
    상기 접속부의 외주 상에,
    제1 도전성 수지로 이루어지는 내부 반도전층,
    제1항에 기재된 절연성 수지 조성물을 원재료로 하고, 상기 제2상 중 적어도 상기 변성 폴리올레핀 수지 및 상기 제1상 중 적어도 상기 미변성 폴리올레핀 수지가 가교되어 이루어지는 절연층 및
    제2 도전성 수지로 이루어지는 외부 반도전층이 순차 적층되어 형성된 복합 피막을 갖는 접속 구조부를 구비하는,
    전력 케이블.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연층은 테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인 절연층 형성용 절연 테이프를 상기 내부 반도전층의 외주 상에 권회 및 가교하여 형성되는,
    전력 케이블.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내부 반도전층과 상기 외부 반도전층의 두께 합계가 5㎜ 이하인,
    전력 케이블.
  7. 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 변성 폴리올레핀 수지에 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제를 첨가하고, 그 후, 상기 변성 폴리올레핀 수지가 미변성 폴리올레핀 수지로 희석된 베이스 수지를 얻음과 동시에, 상기 베이스 수지가 상기 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 상기 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 상기 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하가 되도록 혼련하는 공정을 포함하는,
    절연성 수지 조성물의 제조 방법.
  8. 극성기를 갖는 분자인 불포화 디카르복시산, 불포화 디카르복시산 무수물 및 불포화 디카르복시산 무수물 유도체로부터 선택되는 적어도 1종에 의해서 변성되어 이루어지는 변성 폴리올레핀 수지에 미변성 폴리올레핀 수지 및 산화 방지제를 첨가하여, 상기 변성 폴리올레핀 수지가 미변성 폴리올레핀 수지로 희석되어 이루어지는 베이스 수지를 포함한 희석 폴리올레핀 펠릿을 제작하고, 그 후, 제작한 상기 희석 폴리올레핀 펠릿에 가교제를 첨가하여, 상기 베이스 수지가 상기 미변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제1상 중에, 상기 변성 폴리올레핀 수지를 포함한 제2상이 존재하는, 이른바 해도 구조를 가지며, 또한, 상기 제2상의 평균 직경이 2㎛ 이하가 되도록 드라이 블렌드하는 공정을 포함하는,
    절연성 수지 조성물의 제조 방법.
  9. 전력 케이블의 절연층 형성용 절연 테이프의 제조 방법으로서,
    제1항에 기재된 절연성 수지 조성물을 압출 성형하여 필름을 형성하고, 상기 필름의 표면 온도를 상기 절연성 수지 조성물이 압출되고나서 15초 이내에, 상기 미변성 폴리올레핀 수지의 융점 이하로 냉각하는 공정과,
    상기 필름에 슬릿 가공을 실시하여 테이프를 형성하는 공정을 갖는,
    절연층 형성용 절연 테이프의 제조 방법.
  10. 복수의 전력 케이블의 도체를 노출시킨 단부끼리를 도체 접속한 접속부의 외주에, 제1항에 기재된 절연성 수지 조성물을 사용하여 상기 접속부의 외면에 절연층을 형성하고,
    상기 절연층을 형성한 상기 접속부에 300kPa 이상 1000kPa 이하 및 140℃ 이상 280℃ 이하의 조건하에서 가압 가열 처리를 실시하여, 상기 절연층에 포함되는 상기 베이스 수지의 미변성 폴리올레핀 수지 및 변성 폴리올레핀 수지를 가교시키는 공정을 포함하는,
    전력 케이블의 접속부 외면에의 절연층 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 접속부의 외주에의 상기 절연층 형성은 상기 절연성 수지 조성물을 원재료로 하여, 테이프 두께가 30㎛ 이상 250㎛ 이하의 범위이고, 테이프 폭이 3㎜ 이상 40㎜ 이하의 범위인 절연층 형성용 절연 테이프를 권회하여 실시하는,
    절연층 형성 방법.
  12. 도체의 외주에 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 순차 적층하여, 적어도 상기 절연층을 가교하는 공정을 갖는 전력 케이블의 제조 방법으로서,
    상기 절연층의 적층은 제1항에 기재된 절연성 수지 조성물을 상기 내부 반도전층의 외주로 압출함으로써 실시하고,
    적층된 상기 절연층의 표면 온도를 상기 내부 반도전층의 외주로 압출되고나서 15초 이내에 상기 미변성 폴리올레핀 수지의 융점 이하로 냉각하며,
    상기 절연층의 가교 공정은 상기 절연층에 300kPa 이상 1000kPa 이하 및 140℃ 이상 280℃ 이하의 조건하에서 가압 가열 처리를 실시하여, 상기 절연층에 포함되는 상기 베이스 수지의 미변성 폴리올레핀 수지 및 변성 폴리올레핀 수지를 가교 시킴으로써 실시하는,
    전력 케이블의 제조 방법.
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