JPH0161202B2 - - Google Patents

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JPH0161202B2
JPH0161202B2 JP10558883A JP10558883A JPH0161202B2 JP H0161202 B2 JPH0161202 B2 JP H0161202B2 JP 10558883 A JP10558883 A JP 10558883A JP 10558883 A JP10558883 A JP 10558883A JP H0161202 B2 JPH0161202 B2 JP H0161202B2
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JP
Japan
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copolymer
propylene
weight
ethylene
parts
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JP10558883A
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JPS59230205A (ja
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Yoshikazu Kutsuwa
Koji Kitahara
Toshuki Ishii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Mitsui Polychemicals Co Ltd
Original Assignee
Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
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Publication date
Application filed by Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd filed Critical Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
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Priority to EP83112638A priority patent/EP0129617B1/en
Priority to DE8383112638T priority patent/DE3375619D1/de
Priority to US06/562,727 priority patent/US4526707A/en
Priority to KR1019830006159A priority patent/KR900007127B1/ko
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Priority to US06/723,293 priority patent/US4588855A/en
Publication of JPH0161202B2 publication Critical patent/JPH0161202B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、半導電性組成物に関する。更に詳し
くは、高電圧用架橋ポリエチレンに絶縁電力ケー
ブルの外部半導電層形成材料などとして好適に使
用される半導電性組成物に関する。 従来、高電圧用架橋ポリエチレン絶縁電力ケー
ブルにおいては、中心導体と架橋ポリエチレン絶
縁層との間および架橋ポリエチレン絶縁層と遮蔽
層との間に生ずる空隙で発生するコロナ放電によ
る劣化を防止するために、架橋ポリエチレン絶縁
層の内、外層に、それぞれ内部および外部半導電
層を設けることが行われている。 この半導電層は、その設置の目的からいつて、
架橋ポリエチレン絶縁層と良好に密着しかつ表面
平滑性にすぐれていることが必要であり、このた
めに、最近はこの層とポリエチレン絶縁層とを同
時に押出す、いわゆる多層同時押出法によつて成
形される傾向になつてきている。 このようにして形成される内、外部半導電層の
うち、外部半導電層は、ケーブルの接続および端
末処理に際し、架橋ポリエチレン絶縁層から剥ぎ
とられるが、このとき両層間の接着が強固である
と、剥離作業が困難となつたり、あるいは無理な
剥離を行なうと、剥離作業中に架橋ポリエチレン
絶縁層に傷を生ぜしめたりして好ましくない。 従来、この種の半導電層形成材料としては、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチル
アクリレート共重合体などに導電性カーボンブラ
ツクを配合した組成物が用いられてきたが、これ
らのエチレン系樹脂をベースにした組成物は、一
般に架橋ポリエチレン絶縁層に強固に接着し、そ
のためその絶縁層から半導電層を剥離させること
が著しく困難であり、ケーブルの端末処理作業に
も著しい支障を生ぜしめていた。 こうした欠点を避けるために、従来から種々の
半導電層形成材料が提案されている。例えば、酢
酸ビニル含有量80重量%以上のエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体に
スチレン系重合体、ニトリルゴム、スチレン系ゴ
ム、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレンなどを
ブレンドしたもの、エチレン−酢酸ビニル共重合
体を塩素化したりまたはスチレンをグラフト共重
合させたものなどの使用が提案されているが、こ
れらはいずれも可撓性に乏しい、低温において脆
弱である。あるいは架橋工程で分解し易いなどの
他の問題点を有している。 特に、最近は水トリーなどによる絶縁劣化を防
止するために、ポリエチレンの乾式架橋法が採用
される傾向にあるが、この乾式架橋法は架橋温度
が高いため、上記形成材料のいくつかは、架橋工
程中にハロゲンやシアンなどのガスを発生させ、
ケーブル性能を低下させるなどの問題を生じさせ
ている。 本発明者らは、可撓性、低温非脆化性、熱安定
性および押出成形性にすぐれ、しかも必要に応じ
て架橋ポリエチレン絶縁層からの容易な剥離を可
能とさせる半導電層形成材料を求めて種々検討の
結果、プロピレンとC4以上のα−オレフインと
のランダム共重合体またはそれにエチレン−ビニ
ルエステル共重合体をブレンドしたものがきわめ
て有効であることを、先に見出している(特願昭
57−126029号(特開昭59−16206号公報参照))。 本発明者らは、その後更に検討を続けた結果、
それぞれ特定のメルトフローレートを有するこれ
らエチレン系共重合体の混合物に、特定の導電性
カーボンブラツクを組合せて配合することによ
り、最適の剥離性、可撓性、押出成形性を与え得
る半導電性組成物を得られることを見出した。 従つて、本発明は半導電性組成物に係り、この
組成物は、(A)メルトフローレートが約1〜
10dg/分でビニルエステル含有量が16モル%以
上のエチレン−ビニルエステル共重合体約60〜80
重量部および(B)メルトフローレートが約10〜
50dg/分でプロピレン含有量が50〜87モル%の
プロピレンとC4以上のα−オレフインとのラン
ダム共重合体約40〜20重量部よりなるオレフイン
系共重合体混合物に、(C)アセチレンブラツク約30
〜50重量部および(D)フアーネスブラツク約20〜40
重量部よりなる導電性カーボンブラツクを配合し
てなる。 エチレン−ビニルエステル共重合体としては、
エチレンと酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなど
のビニルエステルを、一般に周知の方法、即ち高
圧下でのラジカル重合、中圧乃至常圧下での溶液
または乳化重合などによつて共重合させて得られ
る共重合体であつて、架橋ポリエチレン層との剥
離性の点から、メルトフローレート(JIS K−
7210の表1、条件4による)が約1〜10dg/分、
好ましくは約2〜5dg/分で、ビニルエステル含
有量が16モル%以上(酢酸ビニルでは約7重量%
以上)のものが用いられる。 プロピレンとC4以上のα−オレフインとのラ
ンダム共重合体としては、プレピレンと1−ブテ
ン、4−メチル−1−ベンテン、1−ヘキセン、
1−オクテンなどとの共重合体あるいは更に少量
のエチレンを含んだ共重合体であつて、架橋ポリ
エチレン層との剥離性および押出成形性の点から
メルトフローレート(JIS K−7210の表1、条件
4による)が約10〜50dg/分で、プロピレン含
有量が50〜87モル%のものが用いられる。 かかる共重合体は、それ自体公知の立体規則性
触媒、好適にはアイソタクチツクポリプロピレン
の製造に用いられるような立体規則性触媒を用
い、プロピレンとα−オレフインとを共重合させ
ることによつて製造することができる。好ましい
共重合体は、プロピレン−1−ブテンランダム共
重合体であり、それについては、例えば特公昭57
−11322号公報、特開昭50−128781号公報、同55
−748号公報などに記載されている。 用いられるプロピレン−α−オレフインランダ
ム共重合体の融点(Tm)は、一般に約75〜140
℃の範囲内にある。プロピレン含有量が87モル%
を超えると、融点がこれ以上に高くなり、導電性
カーボンブラツクの配合時、特に架橋剤を用いて
配合作業を行なう場合、あるいは組成物の押出成
形時に支障を生ずるようになる。一方、プロピレ
ン含有量が50モル%以下となり、融点がこれ以下
に低くなると、引張強度が低下し、引張強度の値
が剥離強度の値に接近して剥離作業を困難にする
ばかりではなく、組成物自体がべとつくようにな
るため好ましくない。このような観点から、最も
好ましい共重合体はプロピレン含有量が60〜85モ
ル%のものである。 また、結晶化度については、それがあまり大き
いと混練配合および押出成形が困難となり、一方
あまり小さいと組成物の引張強度が低下し、ベと
ついた感じとなるため使用できない。従つて、結
晶融解熱量で表示される結晶化度が、約10〜80ジ
ユール/gの範囲内にあることが望ましい。 エチレン−ビニルエステル共重合体とプロピレ
ン−α−オレフインランダム共重合体は、前者が
約60〜80重量部、好ましくは約65〜75重量部に対
し後者が約40〜20重量部、好ましくは約35〜25重
量部の割合で用いられる。かかる混合割合でこれ
らのエチレン系共重合体が用いられたとき、最適
の架橋ポリエチレン層に対する剥離性と押出成形
性とが与えられる。 ここで、最適の押出成形性とは、ブラベンダ
ー・プラストグラフでの混練時の溶融トルクが
3.5Kg・m以下、好ましくは3.0Kg/m以下のこと
を指している。溶融トルクの値がこれ以上でも押
出成形は可能であるが、その場合には分解温度の
高い架橋剤を選択するなどの工夫が必要となつて
くる。 このオレフイン系共重合体混合物には、混合物
100重量部当り約30〜50重量部のアセチレンブラ
ツクおよび約20〜40重量部のフアーネスブラツク
からなる導電性カーボンブラツクが配合される。
フアーネスブラツクの使用割合が約20重量部以上
用いられると、組成物の溶融粘度が大きくなら
ず、また押出成形性も良好となる。一方、約40重
量%以上の割合で用いられると、押出物の外観が
損われるようになる。 これらの各成分よりなる本発明の半導電性組成
物は、架橋剤、例えば有機過酸化物を適宜配合し
て、架橋して使用することができる。架橋剤とし
ては、ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチ
ル−2,5−ビス(第3ブチルパーオキシ)ヘキ
シン−3、1,3−ビス(第3ブチルパーオキシ
イソプロピル)ベンゼンなどを使用することがで
きる。 更に、この組成物から得られる成形品の強度を
上げるために、組成物中に架橋助剤を配合するこ
とが望ましい。架橋助剤としては、周知の多官能
性モノマー、例えばトリアリルシアヌレート、ト
リアリルイソシアヌレート、トリアリルトリメリ
テートや多官能性ポリマー、例えばポリブタジエ
ンなどが用いられる。 組成物中には、この他に必要に応じて安定剤、
加工助剤などを配合することができる。安定剤と
しては、ポリオレフイン用安定剤として周知の
4,4−チオビス(6−第3ブチルメタクレゾー
ル)、高分子フエノール系安定剤、例えばオクタ
デシル−3−(3,5−ジ第3ブチル−4−ヒド
ロキシフエニル)プロピオネートと脂肪族カルボ
ン酸チオエステル、例えばジラウリルジプロピオ
ネートとの組合せなどが有効であり、特にこの組
合せは架橋度に悪影響を与えないので好ましい。
また、加工助剤としては、例えばポリエチレンワ
ツクス、パラフインワツクス、カルボン酸ワツク
スなどの低分子量物などが用いられ、これらは組
成物の粘度の調整剤や分散剤などとして有効に使
用される。 組成物の調製は、これらの各成分を同時的にま
たは遂次的に、ミキシングロール、バンバリーミ
キサー、ブラベンダーブラストグラフ、加圧型ニ
ーダーなどのバツチ式混練機や単軸または2軸押
出機を用いて、メルトブレンドすることによつて
行われる。遂次的にブレンドする場合には、エチ
レン−ビニルエステル共重合体と導電性カーボン
ブラツクとをメルトブレンドしたものに、プロピ
レン−α−オレフインランダム共重合体をドライ
ブレンドし、それを押出すことにより、最終組成
の半導電層を形成させることもできる。 本発明に係る半導電性組成物は、面発熱体など
にも用いられるものの、主として高電圧用架橋ポ
リエチレン絶縁電力ケーブルの外部半導電層形成
用などに用いられ、この場合には、内部半導電層
用組成物および絶縁層用組成物と共に中心導体上
に同時押出成形したり、あるいは内部半導電層を
介して中心導体上に絶縁層用組成物と共に同時押
出成形したりして加工に供される。 次に、実施例について本発明を説明する。 実施例 (組成物各成分) エチレン−酢酸ビニル共重合体:
【表】 プロピレン−1−ブテン共重合体:
【表】 アセチレンブラツク:電気化学製品デンカブラツ
ク フアーネスブラツク:日鉄化学製品ニテロン10 ジクミルパーオキサイド:三井石油化学製品三井
DCP ヨシノツクスSR:安定剤、吉富製薬製品 イルガノツクス1076:安定剤、日本チバガイギー
製品 DLTDP:ジラウリルチオジプロピオネート TAIC:トリアリルイソシアヌレート (組成物の調製) 後記表に示される配合物を、表面温度を120℃
に調整した6インチミキシングロール上で混練
し、半導電性組成物を調製した。 (性状の測定または評価方法) 溶融トルク試験: 配合物試料55gを、130℃、30rpmでブラベン
ダー・ブラストグラフを用いて混練し、その溶融
トルクを求め、押出成形性の指標とした。 ゲル分率: 半導電性組成物を、170℃、100Kg/cm2、10分間
の条件下でプレス成形し、厚さ2mmの試料を作製
した。 この試料0.7gを、110℃のキシレン100ml中に
24時間浸漬し、未溶解分の割合を求めた。 押出物外観: 半導電性組成物を、30mm径押出機を用い、130
℃で幅25mmのテープ状に押出し、テープの外観を
目視で判定し、表面の平滑なものを良、ザラツキ
のあるものを不良とした。 剥離力: 低密度ポリエチレン(三井ポリケミカル製品ミ
ラソン9、密度0.921g/cm3、メルトフロレート
1.5dg/分)100重量部に、ジクミルパーオキサイ
ド2重量部および安定剤(ヨシノツクスSR)0.2
重量部を加えて6インチロールで混練し、絶縁層
用組成物を調製した。 この絶縁層用組成物および前記半導電性組成物
を、それぞれプレス成形機を用いて120℃で成形
し、厚さ1mmのプレスシートを得、これらのシー
トを重ねて120℃で3分間予熱した後、30Kg/cm2
の加圧下で3分間プレスし、仮接着させた。この
仮接着シートを、170℃、30Kg/cm2、10分間の条
件下でプレス成形を行ない、架橋された貼り合せ
試料を作製した。 この試料を25mm幅に切断し、絶縁層と半導電層
との間を引張試験機で100mm/分の速度で剥離さ
せ、それに要する力を求めた。 上記各性状についての結果は、下記表1〜2に
示される。この結果からも判るように、本発明に
係る半導電性組成物から形成される層は、架橋ポ
リエチレン絶縁層と容易に剥離可能であり、押出
成形性、押出物外観も良好なので、高電圧用架橋
ポリエチレン絶縁電力ケーブルの外部半導電層形
成材料としてすぐれた特性を有している。 表に示される結果について、更に詳細に考察す
ると、本発明に係る組成物を用いた場合には、良
好なる押出成形性、剥離性および押出物外観が得
られる。これに対して、 メルトフローレートの低いエチレン−ビニルエ
ステル共重合体およびプロピレン−α−オレフイ
ン共重合体を用いた場合には、溶融トルクが大き
くなり過ぎて、押出成形に適さなくなる(比較例
1)。また、これら各共重合体の一方にメルトフ
ローレートの大きなものを用いた場合には、溶融
トルクは低下するが、剥離力が大きくなり過ぎて
好ましくない(比較例2および3)。一般に剥離
力は、約8〜20N/25mm幅程度の値が適当であ
り、これ以下では半導電層が架橋ポリエチレン層
から経時的に自然剥離するおそれがあり、逆にこ
れより剥離力が大きくなると、剥離に大きな力を
必要とし、剥離が困難な場合が発生する。 更に、エチレン−ビニルエステル共重合体中の
ビニルエステル含有量が16モル%より少なくなる
と、剥離力が大きくなる(比較例3)。また、プ
ロピレン−α−オレフイン共重合体の配合量が少
ない場合には剥離力が大き過ぎ(比較例4)、逆
に多い場合には剥離力が小さくなり過ぎる(比較
例5)。ゲル分率との関係からは、それが60%以
上、好ましくは70%以上であることが望ましく、
それ以下になると半導電層の耐熱性および強度の
点で満足されなくなる(比較例5)。 カーボンブラツクとして、アセチレンブラツク
のみを用いると、溶融トルクが大きくなる傾向が
あり、剥離力の点でも十分ではない(比較例7)。
また、フアーネスブラツクのみあるいはそれの混
合割合を多くすると、押出物の外観にザラツキが
生ずるようになるので、好ましくない(比較例8
〜9)。
【表】
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (A)メルトフローレートが約1〜10dg/分で
    ビニルエステル含有量が16モル%以上のエチレン
    −ビニルエステル共重合体約60〜80重量部および
    (B)メルトフローレートが約10〜50dg/分でプロ
    ピレン含有量が50〜87モル%のプロピレンとC4
    以上のα−オレフインとのランダム共重合体約40
    〜20重量部よりなるオレフイン系共重合体混合物
    に、(C)アセチレンブラツク約30〜50重量部および
    (D)フアーネスブラツク約20〜40重量部よりなる導
    電性カーボンブラツクを配合してなる半導電性組
    成物。 2 エチレン−ビニルエステル共重合体がエチレ
    ン−酢酸ビニル共重合体である特許請求の範囲第
    1項記載の半導電性組成物。 3 プロピレン−α−オレフインランダム共重合
    体がプロピレン−1−ブテンランダム共重合体で
    ある特許請求の範囲第1項記載の半導電性組成
    物。 4 高電圧用架橋ポリエチレン絶縁電力ケーブル
    の外部半導電層形成材料として用いられる特許請
    求の範囲第1項記載の半導電性組成物。
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EP83112638A EP0129617B1 (en) 1983-06-13 1983-12-15 Semiconducting compositions and wires and cables using the same
DE8383112638T DE3375619D1 (en) 1983-06-13 1983-12-15 Semiconducting compositions and wires and cables using the same
US06/562,727 US4526707A (en) 1983-06-13 1983-12-19 Semiconducting compositions and wires and cables using the same
KR1019830006159A KR900007127B1 (ko) 1983-06-13 1983-12-24 반도전성 조성물 및 이를 사용한 전력용 케이블
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