JPH01100804A - 電線・ケーブル用電気絶縁体 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、水トリー、特にボウタイトリーを抑止でき
る電線・ケーブル用電気絶縁体に関する。

［従来の技術］ 架橋ポリエチレンは高度の電気絶縁性を有することから
、電線・ケーブル用絶縁体として多用されている。しか
し、湿潤もしくは浸水雰囲気で架橋ポリエチレン絶縁電
気・ケーブルを使用すると絶縁体中に水トリーが発生し
、電気絶縁性能が著しく低下する。

水トリーは、架橋ポリエチレン絶縁体中のボイド、異物
ならびに絶縁体と半導電層界面の不整等の局所的高電界
部に水が凝集することによって発生する。このため電線
・ケーブル絶縁体中のこれらの欠陥を除去するための多
くの努力か払われてきており、レジンの品質管理や電線
・ケーブル製造技術の数片によって水トリー発生の抑止
効果が向上してきている。特に半導電層界面の不整から
発生する水トリーは、突起の少ない平滑な界面を与える
押出型半導電性組成物の開発および絶縁体と半導電層を
同一クロスヘットで押出すコモン押出の採用により大幅
に減少している。一方、絶縁体中の異物、ボイドから発
生する水トリー、いわゆるボウタイトリーについては現
在多方面から抑止対策が検討されている状態である。

［発明が解決しようとする問題点］ この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、電
線・ケーブル絶縁体中のボイド、異物といった欠陥か存
在しても、水トリー、特にボウタイトソーを抑制できる
電線・ケーフル用電気絶縁体を提供するにある。

［問題を解決するための手段］ この発明の電気絶縁体は、ポリエチレン、エチレン共重
合体あるいはこれらの混合物１００ｆｆｆ、Ｈ部に対し
て、中性もしくは塩基性を示す酸化防止剤をＯ，ＯＳ〜
３重量部添加してなる組成物を架橋処理して構成したも
のである。

［作　用］ 中性もしくは塩基性を示す酸化防止剤を０．０５〜３重
量部添加することにより、耐熱性を損なうことなく絶縁
体表面への酸化防止剤の析出を防止し、水トリー特に、
ボウタイトリーの発生を抑止できる。

［実　施　例］ 本件出願の発明者等は、架橋ポリエチレンの材料組成と
ボウタイトリーの関係についてこれまで種々の研究、実
験を行なってきた。架橋ポリエチレン組成物には、架橋
剤、酸化防止剤または必要によって滑剤や耐候性付与剤
等を添加するが、その中ても１１７４性を付与するため
の必須添加剤である酸化防ＩＩ−剤かボウタイトリーに
与える影響が大きいことを知った。

すなわち、中性もしくは塩基性の酸イ、ヒ防止剤を架橋
ポリエチレンに適用すると、ボウタイトリーか抑制され
るのである。

たたし、初期的に修正もしくは塩基性であっても架橋ポ
リエチレン中て酸化防止剤として機を駈すると、化学反
応によって酸性となる場合がある。

例えば、チオエーテル基をもつある種のイオウ系酸化防
止剤は、Ｉｖ素のある状態で加熱されるとスルフェン酩
等の酸性物質を発生する。

そこて、この発明では次のような方法て酸化防止剤の酸
性度を規定する。２００〜５００ｍ文容器の密閉容器に
水素指数既知のイオン交換水を１００ｍＪｌ加えこれに
ｌＯｇを精秤した酸化防止剤を加える。この容器を温度
１８０’ｃで３時間加熱し、冷却後５Ｌ程度のろ紙で宕
娃過を行なう。この酸化防止剤抽出水の水素指数測定値
が用いたイオン交換水の水素指数と回じかもしくは大き
い場合、その酸化防止剤を中性もしくは塩基性とする。

水素指数はガラスＰＨ電極によって測定し１ａｔｍ、２
５℃での値である。

なお、酸化防止剤の使用方法として、異なる作用機構を
有する２種類以上の酸化防止剤を併用し、これらの相乗
効果を期待することもできる。

このような場合、併用比率で併用させ総ｆｆｉ　ｌ　Ｏ
ｇとし、前述した方法で併用系としての酸性度で判定を
行なう。

すなわち、酸化防止剤を併用する場合トータルとして中
性もしくは塩基性を示せばよい。

酸化防止剤の添加量を０．０５〜３重量％としたのは、
０．０５重量部未満では酸化防止剤としての効果がなく
、３重量部を越えると架橋ポリエチレンの表面に酸化防
止剤が析出するいわゆるブルーム、ブリード現象を生じ
るためである。

この発明において、ベースレジンとしては従来から公知
のポリエチレンあるいはエチレン共重合体が使用され、
場合によってはこれらを混合して使用してもよい、エチ
レン系共重合体としては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利合体、エチレン・ブ
テン−１共重合体、エチレンプロプレンゴム等が挙げら
れ、これらは１種または２種以上混合して使用する。

かくして得られた組成物は有機過酸化物による化学架橋
、電離放射線による照射架橋、あるいはシラン化合物に
よるシラン架橋が行なわれて架橋処理される。なお、滑
剤、耐、ｖｃ性打付与剤の添加については規定しないが
、好ましくはこれらも中性もしくは塩基性とする方がよ
りよい結果を生むことになる。

以下、この発明の実施例を比較例と対比して説明する。

第１表に第１実施例〜第６実施例、第１比較例〜第５比
較例および参考例の組成物の配合と、酸化防止剤の酸性
度を表に纏めて示す、酸化防止剤の酸性度は前記した方
法て測定した。このとき用いたイオン交換水の水素指数
は６．６であったので、酸化防止剤抽出水の水素指数か
らこの値を引いた形で表示した。すなわち、マイナスの
場合は酸化防止剤は酸性てあり、ゼロは中性、プラスは
塩基性である。

第１表の組成物を８インチミキシングロールで混練して
シートを作成し、このシートをペレタイザーでベレット
化した。次いでベレットを押出機に導入し、外径３ｍｍ
の銅導体上に厚さ０．５ｍｍのポリエチレン系半導電性
層とともに絶縁体の厚さが２ｍｍとなるように押出被覆
し、これに連続して窒素ガスを熱媒体とした乾式架橋管
内において架橋し、その後加圧冷却することにより絶縁
電線を得た。

このようにして得られた絶縁電線の評価は次のように行
なった。耐熱性は８インチミキシングロールで混練した
シートを温度１８０℃の熱プレスで厚さ１ｍｍのシート
に架橋成形し、ダンベル３号で打抜き、ギヤーオーブン
老化試験機で温度１５０°Ｃで２時間熱劣化させた。試
験前後て引張強さ、伸びの各々の残率を測定し７５％〜
１２５％の間にあるものを合格とした。

ボウタイトリーの発生状況および酸化防止剤の析出状況
の観察は次のようにして行なった。

絶縁電線を蒸留水中に浸漬し、銅導体と水との間に３Ｋ
Ｖ、５０）１ｚの交流電圧を常温で１８か月間課電した
０課電終了後絶縁体を薄く輪切りにしてメチレンブルー
水溶液で煮沸染色し１発生したボウタイトリーの数を光
学顕微鏡で観察した。

また、課電終了後の電線表面を目視観察ならびに赤外線
吸収スペクトル法による分析を行ない、酸化防止剤の析
出を調べた。

第１表において、実施例１〜６は中性または塩ノふ性の
酸化防止剤をこの発明で規定する数だけ添加したもので
あり、第２表の評価結果から分かるようにボウタイトリ
ーの発生が十分に抑制されていると共に、耐熱性および
絶縁体表面への酸化防止剤の析出は認められなかった。

これに対し、第１〜第５比較例は、この発明の規定外の
ものであり、ボウタイトリーの抑止効果あるいは耐熱性
、絶縁体表面への酸化防止剤の析出の点で不十分である
。

［発明の効果］ Ｉ！七説明したように、この発明の゛ｉｔｔ気絶縁体は
ポリエチレン、エチレン共重合体あるいはこれらの混合
物１００重量部に対して、中性および塩基性を示す酸化
防止剤をＯ，ＯＳ〜３重量部添加してなる組成物を架橋
処理して構成したものであり、水トリー特にボウタイト
リー抑止効果に優れ、電線・ケーブルの信頼性向上に大
きく寄与するものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ポリエチレン，エチレン系共重合体あるいはこれらの
   混合物１００重量部に対し、中性もしくは塩基性を示す
   酸化防止剤を０．０５〜３重量部添加してなる組成物を
   架橋処理して構成したことを特徴とする電線・ケーブル
   用電気絶縁体。