JPH0259565B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0259565B2 JPH0259565B2 JP5389283A JP5389283A JPH0259565B2 JP H0259565 B2 JPH0259565 B2 JP H0259565B2 JP 5389283 A JP5389283 A JP 5389283A JP 5389283 A JP5389283 A JP 5389283A JP H0259565 B2 JPH0259565 B2 JP H0259565B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconducting layer
- layer
- vinyl acetate
- power cable
- copolymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Conductive Materials (AREA)
Description
本発明は電力ケーブルにおいて架橋ポリオレフ
イン絶縁体と外部半導電層とが十分に密着し、且
つ必要に応じて容易に剥離可能な外部半導電層を
施した架橋ポリオレフイン絶縁電力ケーブル、特
に高電圧ケーブルに関するものである。 従来、架橋ポリオレフイン絶縁高電圧ケーブル
の外部半導電材料としてポリエチレン、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアク
リレート共重合体に導電性フイラーを混合したも
のが多く使用されている。しかしながら、これら
の材料は隣接する架橋ポリオレフイン絶縁層と完
全に密着していることにより、ケーブルの接続、
端末工事を施工する際、2層間の剥離作業が非常
に困難であるという問題がある。 この問題の解決方法として塩化ビニルグラフト
エチレン・酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチ
レン及び酢酸ビニル含量の多い酢酸ビニル・エチ
レン共重合体を外部半導電層とする電力ケーブル
が提案されている(例えば、特開昭55−76508、
特公昭54−9714、特開昭51−53286、特公昭52−
41875)。 しかしながら、これらの外部半導電層用材料は
極性基を付与する酢酸ビニル又は塩素含有量を多
くすることにより剥離性が改善されているが、逆
に耐寒性が悪い欠点を有している。又、これらの
材料を半導電層とする架橋ポリエチレンケーブル
を生産性向上のため200℃以上の高温で架橋する
と、かかる材料を使用した外部半導電層が200℃
の加熱では物性上問題なくとも230℃以上で加熱
すると剥離性が悪くなつたり、外部半導電層上の
遮蔽銅テープに腐食による変色を生じたりする問
題がある。これらの現象は加熱用の熱媒体として
水蒸気を用いる場合は、更に促進されることから
熱分解あるいは加水分解によつて生じた有機酸、
無機酸等の分解生成物の影響によるものと推定さ
れる。 最近、剥離作業性等が優れているだけでなく、
高温架橋や水蒸気架橋に耐え、銅テープの腐食を
生じない外部半導電層を有する高性能の電力ケー
ブルの要望が高まつている。 本発明者らは電気特性、耐寒性、耐油性及び押
出加工性に優れ、しかも剥離性及び銅腐食性も良
好なフリー・ストリツプ型の外部半導電層を施し
た電力ケーブルを提供するために種々検討した結
果、酢酸ビニル・エチレン共重合体にアクリル系
単量体をグラフト条件下で重合して得られる改質
酢ビ・エチレン共重合体に導電性フイラー、架橋
剤等を加えた半導電性組成物を外部半導電層に用
いることによつて前記の問題点を解決できること
を見い出し本発明に至つた。 即ち、本発明は導体上に押出被覆されたオレフ
イン系重合体からなる絶縁体上に半導電層を形成
してなる電力ケーブルにおいて、該半導電層が溶
解度係数(sp値)8.6〜9.4、ムーニー粘度10〜
40、熱分解開始温度315℃以上であるアクリルグ
ラフト酢ビ・エチレン共重合体に導電性フイラ
ー、架橋剤を配合してなるもので必要に応じて架
橋助剤、老化防止剤、加工助剤等の添加剤を適宜
配合した半導電性組成物からなる架橋ポリオレフ
イン絶縁電力ケーブルを提供する。 本発明における電力ケーブルの半導電層を形成
する組成物は電気的性質、耐寒性、耐油性、押出
加工性等に優れ、しかも絶縁体との剥離性及び銅
腐食性に優れている。 本発明に用いるアクリルグラフト酢酸ビニル・
エチレン共重合体(以下グラフト共重合体と称
す)は絶縁体の構成材料であるオレフイン系重合
体、例えばポリエチレンやエチレン・プロピレン
共重合体との良好な剥離性を得るためにsp値が
8.6〜9.4であることが必要である。このsp値が8.6
未満では絶縁体との剥離性が悪くなり、又9.4よ
り多いと耐寒性が悪くなるた本発明の目的に合致
しなくなる。尚、ポリエチレンのsp値は7.9であ
る。 グラフト共重合体のムーニー粘度は剥離性、銅
腐食性及び成形加工性の点から10〜40であること
が必要である。このムーニー粘度が10未満である
と剥離性、銅腐食性が劣り、又40を越えると成形
加工性が悪くなる。 又、上記グラフト共重合体の熱分解温度は315
℃以上でなければならない。315℃未満であると
230℃以上の高温又は水蒸気で架橋した際に銅腐
食が生じる。 尚、グラフト共重合体の幹成分である酢酸ビニ
ル・エチレン共重合体は乳化重合法で製造した酢
酸ビニル含量50〜80重量%、ムーニー粘度5〜40
の共重合体が好ましい。 本発明のグラフト共重合体のグラフト成分はア
クリル系単量体をグラフト重合したものであり、
かかるアクリル系単量体としては(メタ)アクリ
ル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリ
ル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メ
タ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−
エチルヘキシル、アクリロニトリル等が挙げられ
る。 エチレン・プロピレン等のオレフイン類、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル
類、スチレン類等も本発明の効果を妨げない範囲
で併用してもよく、これらを1種又は2種以上混
合してもよい。銅腐食性の点から塩化ビニルやス
チレン単独は好ましくない。 グラフト成分の量は単量体のsp値により異るが
グラフト共重合体の5〜50%が好ましい。 又、グラフト共重合体に本発明の効果を損わな
い範囲で塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、エ
チレン・プロピレンゴム、エチレン共重合体及び
ポリスチレン等のゴム又はプラスチツクを併用し
てもよい。 導電性フイラー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一
般的であり、添加量はグラフト共重合体100重量
部に対して20〜100重量部でよい。 架橋剤としてはジクミルパーオキサイド、1,
3−ビス(t−ブチルパーオキシ・イソプロピ
ル)ベンゼン、2,5−ジメチル(t−ブチル−
パーオキシ)ヘキシン−3等の有機過酸化物が一
般的である。尚、架橋手段としては架橋剤の添加
以外に電子線等の高エネルギー線放射線の照射に
よる架橋でも差しつかえない。 又、本発明の電力ケーブルの絶縁体層に用いら
れるオレフイン重合体としては例えばポリエチレ
ン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリマー
と架橋剤とからなるものである。この絶縁体層は
通常、その上に被覆される半導電性組成物の架橋
の際に同時に架橋される。 本発明の高電圧ケーブルは例えば第1図に示す
ように、導体1上に例えばカーボンを含むポリエ
チレン等の内部半導電層2、絶縁体3及び外部半
導電層4が順次押出被覆され、その上に遮蔽銅テ
ープ5、押えテープ6、シース7が施され構成さ
れている。これらの半導電層2,4はコロナ放電
による絶縁劣化を防止するために、絶縁体3と空
隙なく十分に密着していることが必要である。 本発明の電力ケーブルは、外部半導電層として
特定のものを使用するため、かかる半導電層と絶
縁体層との密着性が適度であり、ケーブル同士の
接続の際に外部半導電層と絶縁体層との剥離が容
易である。 一方、従来使用されている材料を用いた外部半
導電層を有する電力ケーブルは外部半導電層が絶
縁体と適度に密着して剥離が不可能であり、その
ために外部半導電層をナイフ等で削りとつた後
に、更にサンドペーパー等により絶縁体表面を平
滑に仕上げなくてはならず、作業に多くの時間と
熟練を必要とする。 次に、本発明の特徴を明らかにするために実施
例を挙げて具体的に説明する。尚、実施例、比較
例中の部数は全て重量部を示す。 実施例1〜3、比較例1〜4 表1に示す配合の外部半導電層を有する33KV
架橋ポリエチレン絶縁ビニルシース電力ケーブル
(100mm3×1芯)を押出機を用いて成形した後水
蒸気架橋で試作した。 表1に実施例及び比較例のケーブルでの諸物性
を示す。尚、諸物性の試験方法を次に示す。 溶解度係数(sp値) Encyclopedia of Polymer Science and
Technology(Wiley Inter Science社発行)によ
るポリマーsp値を用いた。共重合体のsp値は組成
比による加成性を仮定して計算した。 剥離性 IPCEA S−66−524に準じて、長さ30cmの試
料ケーブルの外部半導電層に12.7mm(1/2インチ)
中の切れ目を入れ、ケーブル軸に対して直角に引
張試験機で750mm/分速度で剥離試験を行ない測
定した。剥離強度0.5〜2.5Kgを良とした。 体積固有抵抗 体積固有抵抗はIPCEA S−66−524に準じて、
長さ30cmの試料ケーブルを用いて測定した。 銅テープ腐食性試験 シース層を取除いた試料ケーブルを30cm切り取
り、105℃に調整した熱風乾燥機に30日間入れて
促進試験を行ない、外部半導電層上の遮蔽銅テー
プの腐食による変色状況を目視観察した。 判定規準は比較例2に比べて同等以上を良、以
下を不良とした。 耐寒性 ケーブルに押出しする以前の表1に示した配合
物を200℃で15分間プレス架橋して得られたシー
トを用いてJIS K−6301に準じて測定した。尚、
−15℃以下を合格とした。 押出加工性 ケーブルに押出しする以前の表1に示した配合
物をブラベンダープラフトグラフにかけ、160℃
×60r.p.m.の条件でトルクを追跡し最大ピークに
なるまでの時間を加硫時間として測定した。加硫
時間が15分以上なら良とした。この条件なら実用
の押出成型条件でもスコーチすることがない。 ムーニー粘度 JIS K−6300に準じて測定した。 熱分解開始温度 示差熱天秤により次の条件で測定した。尚、1
%減量した時の温度を熱分解開始温度とした。 雰囲気 窒素ガス 30ml/分 昇温速度 20℃/分 試料量 10±1mg
イン絶縁体と外部半導電層とが十分に密着し、且
つ必要に応じて容易に剥離可能な外部半導電層を
施した架橋ポリオレフイン絶縁電力ケーブル、特
に高電圧ケーブルに関するものである。 従来、架橋ポリオレフイン絶縁高電圧ケーブル
の外部半導電材料としてポリエチレン、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアク
リレート共重合体に導電性フイラーを混合したも
のが多く使用されている。しかしながら、これら
の材料は隣接する架橋ポリオレフイン絶縁層と完
全に密着していることにより、ケーブルの接続、
端末工事を施工する際、2層間の剥離作業が非常
に困難であるという問題がある。 この問題の解決方法として塩化ビニルグラフト
エチレン・酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチ
レン及び酢酸ビニル含量の多い酢酸ビニル・エチ
レン共重合体を外部半導電層とする電力ケーブル
が提案されている(例えば、特開昭55−76508、
特公昭54−9714、特開昭51−53286、特公昭52−
41875)。 しかしながら、これらの外部半導電層用材料は
極性基を付与する酢酸ビニル又は塩素含有量を多
くすることにより剥離性が改善されているが、逆
に耐寒性が悪い欠点を有している。又、これらの
材料を半導電層とする架橋ポリエチレンケーブル
を生産性向上のため200℃以上の高温で架橋する
と、かかる材料を使用した外部半導電層が200℃
の加熱では物性上問題なくとも230℃以上で加熱
すると剥離性が悪くなつたり、外部半導電層上の
遮蔽銅テープに腐食による変色を生じたりする問
題がある。これらの現象は加熱用の熱媒体として
水蒸気を用いる場合は、更に促進されることから
熱分解あるいは加水分解によつて生じた有機酸、
無機酸等の分解生成物の影響によるものと推定さ
れる。 最近、剥離作業性等が優れているだけでなく、
高温架橋や水蒸気架橋に耐え、銅テープの腐食を
生じない外部半導電層を有する高性能の電力ケー
ブルの要望が高まつている。 本発明者らは電気特性、耐寒性、耐油性及び押
出加工性に優れ、しかも剥離性及び銅腐食性も良
好なフリー・ストリツプ型の外部半導電層を施し
た電力ケーブルを提供するために種々検討した結
果、酢酸ビニル・エチレン共重合体にアクリル系
単量体をグラフト条件下で重合して得られる改質
酢ビ・エチレン共重合体に導電性フイラー、架橋
剤等を加えた半導電性組成物を外部半導電層に用
いることによつて前記の問題点を解決できること
を見い出し本発明に至つた。 即ち、本発明は導体上に押出被覆されたオレフ
イン系重合体からなる絶縁体上に半導電層を形成
してなる電力ケーブルにおいて、該半導電層が溶
解度係数(sp値)8.6〜9.4、ムーニー粘度10〜
40、熱分解開始温度315℃以上であるアクリルグ
ラフト酢ビ・エチレン共重合体に導電性フイラ
ー、架橋剤を配合してなるもので必要に応じて架
橋助剤、老化防止剤、加工助剤等の添加剤を適宜
配合した半導電性組成物からなる架橋ポリオレフ
イン絶縁電力ケーブルを提供する。 本発明における電力ケーブルの半導電層を形成
する組成物は電気的性質、耐寒性、耐油性、押出
加工性等に優れ、しかも絶縁体との剥離性及び銅
腐食性に優れている。 本発明に用いるアクリルグラフト酢酸ビニル・
エチレン共重合体(以下グラフト共重合体と称
す)は絶縁体の構成材料であるオレフイン系重合
体、例えばポリエチレンやエチレン・プロピレン
共重合体との良好な剥離性を得るためにsp値が
8.6〜9.4であることが必要である。このsp値が8.6
未満では絶縁体との剥離性が悪くなり、又9.4よ
り多いと耐寒性が悪くなるた本発明の目的に合致
しなくなる。尚、ポリエチレンのsp値は7.9であ
る。 グラフト共重合体のムーニー粘度は剥離性、銅
腐食性及び成形加工性の点から10〜40であること
が必要である。このムーニー粘度が10未満である
と剥離性、銅腐食性が劣り、又40を越えると成形
加工性が悪くなる。 又、上記グラフト共重合体の熱分解温度は315
℃以上でなければならない。315℃未満であると
230℃以上の高温又は水蒸気で架橋した際に銅腐
食が生じる。 尚、グラフト共重合体の幹成分である酢酸ビニ
ル・エチレン共重合体は乳化重合法で製造した酢
酸ビニル含量50〜80重量%、ムーニー粘度5〜40
の共重合体が好ましい。 本発明のグラフト共重合体のグラフト成分はア
クリル系単量体をグラフト重合したものであり、
かかるアクリル系単量体としては(メタ)アクリ
ル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリ
ル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メ
タ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−
エチルヘキシル、アクリロニトリル等が挙げられ
る。 エチレン・プロピレン等のオレフイン類、酢酸
ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル
類、スチレン類等も本発明の効果を妨げない範囲
で併用してもよく、これらを1種又は2種以上混
合してもよい。銅腐食性の点から塩化ビニルやス
チレン単独は好ましくない。 グラフト成分の量は単量体のsp値により異るが
グラフト共重合体の5〜50%が好ましい。 又、グラフト共重合体に本発明の効果を損わな
い範囲で塩素化ポリエチレン、アクリルゴム、エ
チレン・プロピレンゴム、エチレン共重合体及び
ポリスチレン等のゴム又はプラスチツクを併用し
てもよい。 導電性フイラー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一
般的であり、添加量はグラフト共重合体100重量
部に対して20〜100重量部でよい。 架橋剤としてはジクミルパーオキサイド、1,
3−ビス(t−ブチルパーオキシ・イソプロピ
ル)ベンゼン、2,5−ジメチル(t−ブチル−
パーオキシ)ヘキシン−3等の有機過酸化物が一
般的である。尚、架橋手段としては架橋剤の添加
以外に電子線等の高エネルギー線放射線の照射に
よる架橋でも差しつかえない。 又、本発明の電力ケーブルの絶縁体層に用いら
れるオレフイン重合体としては例えばポリエチレ
ン、エチレン・プロピレン共重合体等のポリマー
と架橋剤とからなるものである。この絶縁体層は
通常、その上に被覆される半導電性組成物の架橋
の際に同時に架橋される。 本発明の高電圧ケーブルは例えば第1図に示す
ように、導体1上に例えばカーボンを含むポリエ
チレン等の内部半導電層2、絶縁体3及び外部半
導電層4が順次押出被覆され、その上に遮蔽銅テ
ープ5、押えテープ6、シース7が施され構成さ
れている。これらの半導電層2,4はコロナ放電
による絶縁劣化を防止するために、絶縁体3と空
隙なく十分に密着していることが必要である。 本発明の電力ケーブルは、外部半導電層として
特定のものを使用するため、かかる半導電層と絶
縁体層との密着性が適度であり、ケーブル同士の
接続の際に外部半導電層と絶縁体層との剥離が容
易である。 一方、従来使用されている材料を用いた外部半
導電層を有する電力ケーブルは外部半導電層が絶
縁体と適度に密着して剥離が不可能であり、その
ために外部半導電層をナイフ等で削りとつた後
に、更にサンドペーパー等により絶縁体表面を平
滑に仕上げなくてはならず、作業に多くの時間と
熟練を必要とする。 次に、本発明の特徴を明らかにするために実施
例を挙げて具体的に説明する。尚、実施例、比較
例中の部数は全て重量部を示す。 実施例1〜3、比較例1〜4 表1に示す配合の外部半導電層を有する33KV
架橋ポリエチレン絶縁ビニルシース電力ケーブル
(100mm3×1芯)を押出機を用いて成形した後水
蒸気架橋で試作した。 表1に実施例及び比較例のケーブルでの諸物性
を示す。尚、諸物性の試験方法を次に示す。 溶解度係数(sp値) Encyclopedia of Polymer Science and
Technology(Wiley Inter Science社発行)によ
るポリマーsp値を用いた。共重合体のsp値は組成
比による加成性を仮定して計算した。 剥離性 IPCEA S−66−524に準じて、長さ30cmの試
料ケーブルの外部半導電層に12.7mm(1/2インチ)
中の切れ目を入れ、ケーブル軸に対して直角に引
張試験機で750mm/分速度で剥離試験を行ない測
定した。剥離強度0.5〜2.5Kgを良とした。 体積固有抵抗 体積固有抵抗はIPCEA S−66−524に準じて、
長さ30cmの試料ケーブルを用いて測定した。 銅テープ腐食性試験 シース層を取除いた試料ケーブルを30cm切り取
り、105℃に調整した熱風乾燥機に30日間入れて
促進試験を行ない、外部半導電層上の遮蔽銅テー
プの腐食による変色状況を目視観察した。 判定規準は比較例2に比べて同等以上を良、以
下を不良とした。 耐寒性 ケーブルに押出しする以前の表1に示した配合
物を200℃で15分間プレス架橋して得られたシー
トを用いてJIS K−6301に準じて測定した。尚、
−15℃以下を合格とした。 押出加工性 ケーブルに押出しする以前の表1に示した配合
物をブラベンダープラフトグラフにかけ、160℃
×60r.p.m.の条件でトルクを追跡し最大ピークに
なるまでの時間を加硫時間として測定した。加硫
時間が15分以上なら良とした。この条件なら実用
の押出成型条件でもスコーチすることがない。 ムーニー粘度 JIS K−6300に準じて測定した。 熱分解開始温度 示差熱天秤により次の条件で測定した。尚、1
%減量した時の温度を熱分解開始温度とした。 雰囲気 窒素ガス 30ml/分 昇温速度 20℃/分 試料量 10±1mg
【表】
【表】
第1図は本発明の電力ケーブルの部分剥離斜視
図である。 1……導体、2……内部半導電層、3……絶縁
体、4……外部半導電層、5……遮蔽銅テープ、
6……押えテープ、7……シース層。
図である。 1……導体、2……内部半導電層、3……絶縁
体、4……外部半導電層、5……遮蔽銅テープ、
6……押えテープ、7……シース層。
Claims (1)
- 1 オレフイン系重合体からなる絶縁体層上に外
部半導電層を形成してなる電力ケーブルにおい
て、該半導電層が溶解度係数8.6〜9.4、ムーニー
粘度10〜40及び熱分解開始温度が315℃以上であ
るアクリルグラフト酢酸ビニル・エチレン共重合
体に導電性フイラー、架橋剤を配合した半導電性
組成物からなることを特徴とする架橋ポリオレフ
イン絶縁電力ケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5389283A JPS59181416A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 架橋ポリオレフイン絶縁電力ケ−ブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5389283A JPS59181416A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 架橋ポリオレフイン絶縁電力ケ−ブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59181416A JPS59181416A (ja) | 1984-10-15 |
| JPH0259565B2 true JPH0259565B2 (ja) | 1990-12-12 |
Family
ID=12955370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5389283A Granted JPS59181416A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 架橋ポリオレフイン絶縁電力ケ−ブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59181416A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016170994A (ja) * | 2015-03-13 | 2016-09-23 | 日立金属株式会社 | 送電ケーブル |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5389283A patent/JPS59181416A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59181416A (ja) | 1984-10-15 |
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