JPH02123615A - 電線被覆材の製法 - 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］ 本発明は、電線被覆材部よびその製法に関する。

［従来の技術］ 送電線の絶縁被覆材料としてポリエチレンが広く使用さ
れており、さらにその機械的、熱的特性を改善したもの
として架橋ポリエチレンも使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記ポリエチレンの被覆材は、電カケー
プルに部分放電が起こったときに発生するオゾン、酸化
窒素（Ｎｏ、Ｎｏ２など）等によって絶縁性の劣化が生
じるという問題点があり、場合によっては漏電や発熱に
よって火災が発生することもあった。

ポリエチレンや、同様に被覆材として一般的に使用され
ているポリ塩化ビニールに較べ、ポリイミド、シリコン
樹脂、フッ素系樹脂等は耐部分放電特性に優れているが
、コストが高く、加工性も悪いという問題点がある。

本発明は、上記ポリエチレン被覆材の問題点を改善し、
比較的安価で耐部分放電性に優れた被覆材およびその製
法を提供するものである。

［問題点を解決するための手段コ 上記問題点を解決するため、本発明は次のような構成を
採用した。

すなわち、本発明にかかる電線被覆材は、フッ素化ポリ
エチレンからなることを特徴としている。

また、その効果的な製法としては、電線をポリエチレン
で被覆したのち、該ポリエチレンをフッ素ガスと不活性
ガスの混合ガスに接触させてその表面をフッ素化する方
法があり、さらに効果的に被覆材の製法としては、フッ
素化したポリエチレン粉末を原料として成形加工を行な
い電線の外周部にフッ素化ポリエチレンからなる被覆層
を形成する方法がある。

以下、これについて詳細に説明する。

ポリエチレン材料は、放電又は放電によって生ずる生成
ガスにより化学変化が生じ絶縁性の劣化が生じるが、こ
の化学変化は赤外線吸収スペクトルとして現われるので
、このスペクトルの各吸収帯についての劣化生成物質を
測定することにより、ポリエチレンの劣化の機構を説明
することができる。本発明者らが実際にポリエチレンフ
ィルムの試料を作成して放電試験を行なった結果、赤外
線吸収スペクトルは四ツのグループに分類することがで
きた。

第一のグループの１７１５　［ｃｍ−’］はカルボニル
基（＞Ｃ＝０）の吸収であり、吸光度は放電時間ととも
に増大した。このカルボニル基はアルデヒド（−Ｃ）Ｎ
ｏ）、ケトン（Ｒ−Ｃｏ−Ｒ’　）、酸（−ＣＯＯＨ）
に帰属させることができるもので、その出現はポリエチ
レンが強く酸化されることを示すものである。

第二のグループの１６３５　［ｃｍ−’］の吸収はＮＯ
２に帰属するもので、空気中で空気中の酸素と窒素が結
合して硝酸が出現し、ポリエチレンとＮＯ２の結合で硝
酸エステルができることを示している。

また、第三のグループの９１０　［ｃｍ”ｌの吸収はＣ
Ｈ２に帰属するもので、ポリエチレンの末端ビニル（−
ＣＨ＝ＣＨ２）が空気中の酸素によって、酸化すること
を示している。さらに、第四のグループの１０５４　［
ｃｌｌｌ−’］の吸収は、上記末端ビニルがオゾンによ
り酸化されてオシニドが生成することを示している。こ
のオシニドはカルボン酸等に変化すると考えられる。

これら四つのグループのうち、第一のグループの１７１
５　［ｃｍ−’］のカルボニル基の吸収は放電時間とと
もに増大するので、ポリエチレンの劣化の判定に適して
いると考えられる。そこで、実際にポリエチレン試料の
放電実験を行なった結果は次の通りであった。

先ず、使用した電極は第１図に示すようないわゆるオゾ
ナイザ−放電槽であり、電極用アルミ箔１を厚さ１ｍｓ
＋のテレックスガラス板２．２にシリコングリースで貼
着し、厚さ１ｍｏ＋のガラススペーサ３でギャップを保
った中に試料Ｓを配置する。

アルミ箔の大きさは７０Ｘ　７０−一であった。この電
極を通風乾燥用の小型ファンを備えたデシケータ内に配
置し乾燥後、５０Ｈ，、６ＫＶ、、、の電圧を印加した
。所定時間電圧を印加した後、電極を取り出して試料の
赤外線吸収スペクトルを赤外分光光度計で測定した。

試料として用いたポリエチレンフィルムは密度０．９１
２　　（ｇ／ｃｃ）　、厚さ０．１ｍｍの低密度ポリエ
チレンフィルム（大食工業製）であり、フッ化ポリエチ
レン試料は上記ポリエチレンの表面にフッ素ガスと窒素
ガスの混合ガス（Ｆ２／Ｎ２’）を接触させて得た。混
合ガス中のフッ素ガスの濃度は１０％で処理時間は２時
間、５時間、１０時間であった。

得られた放電時間と吸光度特性の関係は、第１表に示す
通りであり、これを図示すれば第２図のようになる。第
２図かられかる通り、フッ素化した試料は未処理の試料
と比べてカルボニル基の吸光度が小さい。また、フッ素
ガス処理時間が２時間と１０時間の試料を比較してみる
と、２時間の試料に比べて１０時間の試料の方が吸光度
が小さいので、フッ素処理における処理時間が長いほど
耐放電性が優れていることがわかる。また、第３図は、
フィルムのフッ素化の程度を示すものであり、フッ素化
処理時間が長いほどフッ素化されていることがわかる。

本発明は以上のような知見に基づいて完成されたもので
、フッ素化したポリエチレンが電線被覆材料として優れ
たものであることがわかる。そして、このフッ素化した
ポリエチレンからなる電線被覆材は、例えば通常の被覆
電線の製造工程において、クロスへラドダイから出てき
たポリエチレン被覆電線をフッ素ガスと窒素ガスの混合
ガス中に導いてフッ素化処理する方法や、ポリエチレン
粉末をフッ素化したのち、これを被覆材原料として電線
を被覆する方法を採用することができる。

後者の場合は、ポリエチレン被覆材が表面層のみでなく
内部までフッ素化されるので、より効果的である。なお
、ポリエチレンとしては架橋ポリエチレンを使用するこ
ともできる。また、フッ素ガスとともに使用されるガス
は、前記窒素ガスのほか、例えばヘリウムやアルゴン等
の不活性ガスその他を使用することができる。これらの
ガスとフッ素ガスとの混合ガスにおけるフッ素ガスの濃
度は０．１〜数十％であるのが好ましい。また、フッ素
化の温度は常温からポリエチレンの融点までの範囲であ
ればよく、この温度が高いほど短時間でフッ素化を行な
うことができる。なお、処理圧力は高いほど良いが大気
圧でもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によればポリイ
ミド、フッ素系樹脂等の高価な材料を使用ザす、安価で
加工性の良いポリエチレン材料をフッ素化することによ
り耐部分放電特性は、第２図より大巾に改良することが
できる。

［実施例１］ 第４図に示すような装置を用いて被覆電線を試作した。

この装置は、掛線機１０に取り付けた電線を予熱炉１１
で予熱し、樹脂供給装置１２が付設されたクロスへラド
ダイ１３で引き抜きつつポリエチレン１４で被覆を施し
た。クロスへラドダイ！３を出た被覆電線を例えば１％
Ｆ２残Ｎ２の混合ガスが充満するフッ素化処理装置１５
に通し、表面層のフッ素化を行なったのち、冷却水槽１
６で冷却し、キャプスタン１７付きの巻取機１８で巻き
取った。クロスへラドダイ１３を出たばかりの被覆電線
の温度は約２００℃と高いので、きわめて短時間で被覆
層のフッ素化を行なうことができた。なお、フッ素化処
理装置１５には混合ガス供給口２０と、使用後のフッ素
ガスを処理するための吸引ファン２１、フッ素処理装置
（アルカリスクラバー等）２２が設けられている。この
ようにして、電線の表面にフッ素化されたポリエチレン
の被覆が施された耐放電性に優れた被覆電線を得ること
ができた。

［実施例２ゴ 低密度ポリエチレンの粉末材料又はベレットを１０％Ｆ
２残Ｎ２の混合ガスで３０分間処理したのち、押出機に
より溶融し芯線となる電線とともにクロスへラドダイか
ら押出した。使用した装置は、第４図の装置からフッ素
化処理装置１５を除いたものである。得られた被覆電線
は、耐放電性に優れたものであった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は、放電特性を調べるための電極
の平面図および断面図、第２図、第３図は実験結果を示
すグラフ、第４図は電線被覆装置の構成説明図である。 １１−一子熱炉　　　　　　１２−樹脂供給装置１３−
クロスへラドダイ　１５−フッ素化処理装置１６−−冷
却水槽

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フッ素化ポリエチレンからなる電線被覆材。
2. （２）電線をポリエチレンで被覆したのち、該ポリエチ
   レンをフッ素ガスと不活性ガスの混合ガスに接触させて
   表面をフッ素化することを特徴とする電線被覆材の製法
   。
3. （３）フッ素化したポリエチレン粉末を原料として成形
   加工を行ない電線の外周部にフッ素化ポリエチレンから
   なる被覆層を形成することを特徴とする電線被覆材の製
   法。