JPH03255143A - 半導電性組成物 - 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、架橋ポリエチレンなどを絶縁体とする固体絶
縁ケーブルの内部半導電層及び外部半導電層として好適
な半導電性組成物に関する。

（従来の技術） 架橋ポリエチレンなどを絶縁体とする、いわゆるＣｖケ
ーブルに用いられる内部及び外部半導電層は、高分子基
材にカーボンブラックを配合したものが一般に用いられ
る。この時に、高分子基材としては、カーボンブラ・７
りを高濃度に充填する必要から、エチレン−酢酸ビニル
共重合体（以下、ＥＶＡという）が最も多くの場合に用
いられており、その他に、エチレン−エチルアクリレー
ト共重合体（以下、ＥＥＡという）などが用いられてい
る（特開昭６３−２０５３４０号公報）。

（発明が解決しようとする課題〉 従来、この種の半導電性組成物は、高分子基材としての
ＥＶＡないしＥＥＡがその重合時に生しる非常に高分子
量化した成分（ポリマーゲル）を含むこと、及びＥＶＡ
ないしＥＥＡとカーボンブラックを混合する時に、カン
ボンブラックの分散不良が生しることの２つの理由によ
り、ケーブルに被覆した時に、絶縁層と半導電層との界
面に小さい突起が生しるという問題があった。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、半
導電層を構成する高分子基材として、密度が０．９ｇ／
ｃ＋＋！以下のエチレン−炭素数４以上のα−オレフィ
ン系共重合体（以下、エチレンα−オレフィン系共重合
体と称する）にエチレンアクリル酸アルキル系共重合体
を混合した特定のオレフィン系重合体ブレンドを用いる
ことにより、絶縁層と半導を層との界面に小さい突起が
生しないことを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は： ■　密度が０．９ｇ／ｃｍ２以下のエチレン−炭素数４
以上のα−オレフィン系共重合体５〜８０重量部とエチ
レン−アクリル酸アルキル系共重合体９５〜２０重量部
とを含む高分子基材に、カーボンブラックを配合してな
る、半導電性組成物を提供するものであり、また ■　カーボンブラックが、アセチレンブラックである点
にも特徴があり、さらに ■　エチレン−アクリル酸アルキル系共重合体のメルト
フローレートが、３０ｇ／１０分以下である点にも特徴
がある。

さらに、本発明を具体的に説明する。

本発明に使用するエチレン−α−オレフィン系共重合体
としては、密度が０．９ｇ／ｃｍ２！以下であって、か
つエチレンと、ブテン−１，ヘキセン１．４−メチルペ
ンテン−１などの炭素数４以上のα−オレフィンとの共
重合体が挙げられが、エチレンとブテン−】との共重合
体が好ましく使用される。

また、上記二元共重合体の他に、上記共重合体の機能を
損なわない範囲の少量で１，４−へキサジエン、ジシク
ロペンタジェンなどのジエン類や塩化ビニル、スチレン
などの他のオレフィン系化合物をコモノマーとして共重
合した共重合体も使用可能である。

該共重合体の密度が０．９ｇ／ｃｍ２以上では、その重
合時にポリマーゲルの生成が多くなり、小突起の形成が
出来易くなる。

本発明に使用するエチレン−アクリル酸アルキル系共重
合体としては、該共重合体中のアクリル酸アルキル単位
の含有量が１〜３５重量％、好ましくは２〜２５重量％
の範囲のものであり、かつエチレン−アクリル酸アルキ
ル共重合体、並びにその機能を損なわない範囲の少量で
該共重合成分に他の第３のオレフィン系化合物（例えば
、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリル酸、マレイン酸、
無水マレイン酸など）を共重合したものも含まれる。

また、共重合成分である該アクリル酸アルキルとして、
アクリル酸メチル、エチル、イソプロピル、ヘキシルな
どを挙げることができ、特にエチレン−アクリル酸エチ
ル共重合体が好ましく使用できる。

さらに、上記エチレン−アクリル酸アルキル系共重合体
は、そのメルトフローレート（以下、ＭＦＲという）が
１９０’Ｃで荷重２，１６０ｇ下で３０　ｇ　／　１０
分以下のものが望ましく、特に好ましくは０．　５〜２
５　ｇ　／　Ｉ　Ｏ分程度である。

そのＭＦＲが、３０ｇ／１０分を越えると、小突起が出
来易くなる。

半導電層を構成する高分子基材の構成化としては、エチ
レン−α−オレフィン系共重合体５〜８０重量部、好ま
しくは１０〜７０重量部とエチレン−アクリル酸アルキ
ル系共重合体９５〜２０重量部、好ましくは９０〜３０
重量部とを主体とするブレンドが望ましい。

エチレン−α−オレフィン系共重合体の混合量が５重量
部未満では、ブレンドするエチレン−アクリル酸アルキ
ル系共重合体から生ずるポリマーゲルが多くなり、半導
電層に突起を形成するようになり、またカーボンの分散
性も悪くなる。

また、エチレン−α−オレフィン系共重合体の混合量が
８０重量部を越えると、半導電層が粘着性の高いものと
なって取り扱い難いものとなる。

半導電層を構成する上記高分子基材には、前記エチレン
−α−オレフィン系共重合体とエチレンアクリル酸アル
キル系共重合体との他に、これらの機能を損なわない範
囲の少量で他のポリオレフィン系材料、例えばポリエチ
レン、エチレン酢酸ビニル系共重合体などを含ませても
よい。

このような高分子基材に半導電性を付与するためには、
カーボンブラック、例えば導電性カーボンブラックを配
合する必要がある。

このカーボンブラックとしては、前述の小突起の低減の
ためには、アセチレンブラックが特に好ましく使用でき
る。

このカーボンブラックの配合量は、半導電層に要求され
るｉｔ性を考慮して決定されるが、一般には上記高分子
基材１００重量部当たり３０〜９０重量部が用いられる
。

本発明の半導電性＆ｌｌ威物酸物、必要に応じて滑剤、
酸化防止剤、充填剤、架橋剤、架橋助剤などの種々の添
加剤を配合することができる。

特に、滑剤としては、例えばステアリン酸、ステアリン
酸亜鉛などを；酸化防止剤としては、例えば４．４゛−
チオビス（６−１−ブチル−３メチルフエノール）など
を；充填剤としては、炭酸カルシウム、クレー、マグネ
シア、酸化亜鉛などを；架橋剤としては、ジク耐ルバー
オキサイド、２．５−ジメチル−２５−ジ（ｔ−ブチル
パーオキシ）ヘキシン−３などの有機過酸化物系架橋剤
を；架橋助剤としては、トリアリルイソシアヌレート、
トリアリルシアヌレート、テトラアリルオキシエタン、
ｍ−フェニレンビスマレイミドなどが好ましく使用でき
る。

そして、このような組成の本発明の半導電性組成物を用
いて半導電層を形成するには、例えば押出被覆法などを
適用して行うことができる。

この際に、上記有機過酸化物などを用いる化学架橋で架
橋させても、あるいは場合により電離性放射線による架
橋を行ってもよい。

（作用） ■　本発明において、密度が０．９ｇ／ｃＪ以下のエチ
レン−炭素数４以上のα−オレフィン系共重合体を用い
たので、ポリマーゲルの形成が従来（７）ＥＶＡ、　Ｅ
ＥＡ等と比べて少なく、かつカーボンの配合時にカーボ
ンの分散不良が生じにくい。

■　一方、エチレン−アクリル酸アルキル系共重合体を
用いたので、エチレン−α−オレフィン系共重合体のみ
を用いたのでは、得られた半導電性組成物で半導電層を
形成した場合に、非常に粘着性が高くなり実用上取り扱
いにくい問題点が回避される。

また、ＥＶＡを用いずに、エチレン−アクリル酸アルキ
ル系共重合体を選択したので、ＥＶＡとエチレン−α−
オレフィン系共重合体とを混合した場合に小突起の個数
が増加するのに比較して、そのような現象が生しない。

その機構は、未だ判っていないが、ＥＶＡ又はエチレン
−アクリル酸アルキル系共重合体と、エチレン−α−オ
レフィン系共重合体との相溶性の差に起因するものと考
えられる。

■　本発明において、使用するカーボンブラックとして
は、アセチレンブラックであることが望ましい。

その理由は、最も汎用のオイルを原料とするファーネス
ブランクは、原料中に不純物が多いことから、高分子基
材中に配合した場合に分散不良となり易い成分が多く、
かつ小突起が出来易いためである。

■　エチレン−アクリル酸アルキル系共重合体のＶＦＲ
は、３０以下、好ましくは０．　５〜２５のイ直が望ま
しい。

このＭＦＲが３０を越え、ＭＦＲが大きくなると（すな
わち、分子量が低くなると）、小突起が出来やすい。

この理由は、混合時にエチレン−α−オレフィン系共重
合体とエチレン−アクリル酸アルキル系共重合体との粘
度が違いすぎるために両者の分散が悪くなるとか、ある
いはエチレン−アクリル酸アルキル系共重合体の分子量
が低くいために、その重合時にポリマーゲルが生し易（
なるためと考えられる。

（実施例） 本発明を以下の実施例により詳細に説明するが、これら
は本発明の範囲を制限しない。

１４ｍａ＋”の撚り線導体上に１ｍｎ厚の内部半導電層
、３ｍｍ厚のＸＬＰＥ　（低密度ポリエチレン）絶縁層
、及びＩＩＩＩＩｇ−の第１表に示す配合の外部半導電
層を順次押出被覆し、赤外線ヒーターで１４０°Ｃで加
熱し、モデルケーブルを作製した。

これらのモデルケーブルからＩＩＩＩｌ厚のスライス片
を切り出し、光学顕微鏡で絶縁層と外部導電層の界面を
観察した。

その結果、見つかった高さ１０μｍ以上の小突起を、比
較例１を１とした相対数で第１表に示す。

また、出来上がったケーブル表面の粘着性を触感で調べ
、同様に第１表に示した。

なお、実施例で使用した各材料は以下の通りである。

ＥＶＡ：三井・デュポンポリケミカル製、エバフレック
スＥＶ４５０　（ＭＦＲ１５）ＥＥＡ−１：三井・デュ
ポンポリケミカル製、エバフレックスＡ−７０７（ＭＦ
Ｒ２５）ＥＥＡ−２：三井・デュポンポリケミカル製、
エバフレックスＡ−７０１（ＭＦＲ５）ＥＥＡ−３：三
井・デュポンポリケミカル製、エバフレックスＡ−７０
４（ＭＦＲ２７５）共重合体−１：エチレンとブテン−
１との共重合物　（密度０．９００ｇ／ｃｆｆｌ、　Ｍ
ＦＲＯ，８）共重合体−２：エチレンとブテン−１との
共重合物　（密度０．９０７ｇ／ｃｍ２、　ＭＦＲ０，
９）アセチレンブラック：１！Ｘ気化学■製、デンカブ
ラック、 ファーネスブラック：東海カーボン■製、ジーストＳ○
、 酸化防止剤：住友化学■製、スミライザーＷｘ−Ｒ。

滑剤：　　　　　　　ステアリン酸亜鉛、有機過酸化物
二日本油脂■製、ジクミルパーオキサイド。

比較例１〜２と実施例１とを比較すると、ＥＶＡ、ある
いはＥＥＡ単独使用と比べて、ＥＥＡとエチレン−炭素
数４以上のα−オレフィンの共重合体で密度０．９ｇ／
ｃｍ２以下とのブレンドを高分子基材として用いると、
絶縁層と半導電層との界面の小突起数が非常に少なくな
るのが判る。

しかし、比較例４のように、ＥＥＡに混合するエチレン
−α−オレフィン共重合体の量が少ないブレンドでは、
上記の効果が殆どないことが判る。

次に、比較例７と実施例１とを比較すると、アセチレン
ブラックを配合する実施例１が界面の小突起数が非常に
少なくて、アセチレンブラックの使用が望ましいことが
判る。

また、実施例１．３と比較例６とを比較すると、使用す
るＥＥＡのＭＦＲ値は２５以下程度に低いことが望まし
いことが判る。

さらに、実施例４の結果を他の実施例と比べると、有機
過酸化物による架橋を施してもその効果に変わりがない
ことが判る。

さらに、実施例１と比較例８とを比較すると、エチレン
−α−オレフィン共重合体の密度は、０゜９ｇ／ｃｍ２
以下が良いことが判る。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の半導電性組成物では、Ｃ
Ｖケーブルの絶縁体と半導電層との間に存在する小突起
数を減らすことが出来る。

従って、特に、超高圧ＣＶケーブルの分野において、そ
の半導電層用に用いれば初期及び長期のケーブル性能を
向上できる。

３９７

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）密度が０．９ｇ／ｃｍ＾２以下のエチレン−炭素
   数４以上のα−オレフィン系共重合体５〜８０重量部と
   エチレン−アクリル酸アルキル系共重合体９５〜２０重
   量部とを含む高分子基材に、カーボンブラックを配合し
   てなることを特徴とする、半導電性組成物。
2. （２）カーボンブラックが、アセチレンブラックである
   ことを特徴とする、請求項（１）記載の半導電性組成物
   。
3. （３）エチレン−アクリル酸アルキル系共重合体のメル
   トフローレートが、３０ｇ／１０分以下であることを特
   徴とする、請求項（１）ないし（２）記載の半導電性組
   成物。