JPH05128914A - 電気絶縁用ポリプロピレンおよびその製造方法 - Google Patents
電気絶縁用ポリプロピレンおよびその製造方法Info
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- JPH05128914A JPH05128914A JP31836491A JP31836491A JPH05128914A JP H05128914 A JPH05128914 A JP H05128914A JP 31836491 A JP31836491 A JP 31836491A JP 31836491 A JP31836491 A JP 31836491A JP H05128914 A JPH05128914 A JP H05128914A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ポリプロピレンに重量平均分子量１０万以
上、６０Hzにおける極性誘電率が２．０〜２．４である
ポリマーを添加して結晶化してなることを特徴とする電
気絶縁用ポリプロピレン。 【効果】 インパルス破壊電界強度に優れた電気絶縁用
ポリプロピレンが提供され、ひいてはより高性能で信頼
性の高いケーブル絶縁体が提供される。
上、６０Hzにおける極性誘電率が２．０〜２．４である
ポリマーを添加して結晶化してなることを特徴とする電
気絶縁用ポリプロピレン。 【効果】 インパルス破壊電界強度に優れた電気絶縁用
ポリプロピレンが提供され、ひいてはより高性能で信頼
性の高いケーブル絶縁体が提供される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気絶縁用ポリプロピレ
ンおよびその製造方法に関する。
ンおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術・発明が解決しようとする課題】ポリプロ
ピレンは単独で、または低密度架橋ポリエチレン等との
ブレンドポリマーとして、例えば高電圧用ケーブルや機
器の電気絶縁材料として使用されている。ところが、通
常の手段で得られるポリプロピレンはインパルス破壊電
界強度が十分とはいえず、これを電気絶縁材料用として
高電圧で使用した場合、絶縁破壊が起こりやすい等の不
都合が生じる。従って、インパルス破壊電界強度に優れ
た、より高性能で信頼性の高い電気絶縁用ポリプロピレ
ンの出現が待望されている。
ピレンは単独で、または低密度架橋ポリエチレン等との
ブレンドポリマーとして、例えば高電圧用ケーブルや機
器の電気絶縁材料として使用されている。ところが、通
常の手段で得られるポリプロピレンはインパルス破壊電
界強度が十分とはいえず、これを電気絶縁材料用として
高電圧で使用した場合、絶縁破壊が起こりやすい等の不
都合が生じる。従って、インパルス破壊電界強度に優れ
た、より高性能で信頼性の高い電気絶縁用ポリプロピレ
ンの出現が待望されている。
【０００３】
【課題を解決するための手段】本発明はポリプロピレン
に重量平均分子量１０万以上、６０Hzにおける誘電率が
２．０〜２．４であるポリマーを配合して結晶化してな
ることを特徴とする電気絶縁用ポリプロピレンに関す
る。また、本発明はポリプロピレンと重量平均分子量１
０万以上、６０Hzにおける誘電率が２．０〜２．４であ
るポリマーよりなる溶融物を等温結晶化した後、冷却す
ることを特徴とする電気絶縁用ポリプロピレンの製造方
法に関する。
に重量平均分子量１０万以上、６０Hzにおける誘電率が
２．０〜２．４であるポリマーを配合して結晶化してな
ることを特徴とする電気絶縁用ポリプロピレンに関す
る。また、本発明はポリプロピレンと重量平均分子量１
０万以上、６０Hzにおける誘電率が２．０〜２．４であ
るポリマーよりなる溶融物を等温結晶化した後、冷却す
ることを特徴とする電気絶縁用ポリプロピレンの製造方
法に関する。
【０００４】本発明は、本発明者らによって得られた下
記の新知見に基づいて完成されたものである。ポリプロ
ピレンは高結晶性ポリマーであり、これを溶融状態から
冷却、特に徐冷すれば、ラメラが核を中心として放射状
に成長し、１００〜２００μｍ程度の球晶が生成する。
そして、多数の核から球晶が充分成長すると、球晶間に
衝突が起こって球晶界面が形成される。本発明者等は、
上記の従来法にて得られたポリプロピレン結晶をインパ
ルス破壊させたところ、インパルス破壊は球晶界面を通
っており、球晶界面が電気的弱点部であること知見し
た。
記の新知見に基づいて完成されたものである。ポリプロ
ピレンは高結晶性ポリマーであり、これを溶融状態から
冷却、特に徐冷すれば、ラメラが核を中心として放射状
に成長し、１００〜２００μｍ程度の球晶が生成する。
そして、多数の核から球晶が充分成長すると、球晶間に
衝突が起こって球晶界面が形成される。本発明者等は、
上記の従来法にて得られたポリプロピレン結晶をインパ
ルス破壊させたところ、インパルス破壊は球晶界面を通
っており、球晶界面が電気的弱点部であること知見し
た。
【０００５】次に、ポリプロピレンをパラフィンのよう
な低分子量化合物を添加して結晶化すると球晶界面が明
確になり、添加量の増大につれて球晶界面に形成される
不純物（添加剤）がより顕著化すること、およびこの場
合破壊経路が専ら球晶界面を通過することを見いだし
た。他方、上記特定の性質を有するポリマーを添加して
結晶化すると、添加量の増大に伴い球晶界面が不明確化
し、ついには球晶界面が消失すると共に、その破壊経路
が球晶核を貫くに至ることを見いだした。本発明で使用
される上記特性を有するポリマーはポリプロピレン中で
移動しにくく、ポリプロピレン結晶化後も球晶内に留ま
り結果的にポリプロピレン中に均一に分散された形態を
保持するするために球晶界面が不明確化した結果、弱点
部が消失してインパルス破壊電界強度が高まるものと思
われる。これに対して、パラフィンのような低分子量化
合物はポリプロピレン中での拡散による移動性が高いた
めポリプロピレンの結晶化段階で球晶の成長につれ、そ
の内部から容易に排斥され、球晶界面に集積され、球晶
界面をより弱体化させるものと思われる。
な低分子量化合物を添加して結晶化すると球晶界面が明
確になり、添加量の増大につれて球晶界面に形成される
不純物（添加剤）がより顕著化すること、およびこの場
合破壊経路が専ら球晶界面を通過することを見いだし
た。他方、上記特定の性質を有するポリマーを添加して
結晶化すると、添加量の増大に伴い球晶界面が不明確化
し、ついには球晶界面が消失すると共に、その破壊経路
が球晶核を貫くに至ることを見いだした。本発明で使用
される上記特性を有するポリマーはポリプロピレン中で
移動しにくく、ポリプロピレン結晶化後も球晶内に留ま
り結果的にポリプロピレン中に均一に分散された形態を
保持するするために球晶界面が不明確化した結果、弱点
部が消失してインパルス破壊電界強度が高まるものと思
われる。これに対して、パラフィンのような低分子量化
合物はポリプロピレン中での拡散による移動性が高いた
めポリプロピレンの結晶化段階で球晶の成長につれ、そ
の内部から容易に排斥され、球晶界面に集積され、球晶
界面をより弱体化させるものと思われる。
【０００６】本発明において使用されるポリマーの重量
平均分子量は１０万以上である。その好ましい重量平均
分子量はポリマーの種類によって異なるが、好ましくは
１２万以上、さらに好ましくは１５万以上、特に好まし
くは２５万以上であり、その上限は通常４０万程度であ
る。また、当該ポリマーの６０Hzにおける誘電率は２．
０〜２．４、好ましくは２．０〜２．３、さらに好まし
くは２．０〜２．２である。誘電率はＪＩＳ Ｋ６７６
０によって測定したものである。さらに、当該ポリマー
の結晶化度は１０〜５０％、好ましくは２０〜４５％、
更に好ましくは３０〜４５％である。結晶化度はＡＳＴ
Ｍ Ｄ １５０５による密度から算出したものである。
平均分子量は１０万以上である。その好ましい重量平均
分子量はポリマーの種類によって異なるが、好ましくは
１２万以上、さらに好ましくは１５万以上、特に好まし
くは２５万以上であり、その上限は通常４０万程度であ
る。また、当該ポリマーの６０Hzにおける誘電率は２．
０〜２．４、好ましくは２．０〜２．３、さらに好まし
くは２．０〜２．２である。誘電率はＪＩＳ Ｋ６７６
０によって測定したものである。さらに、当該ポリマー
の結晶化度は１０〜５０％、好ましくは２０〜４５％、
更に好ましくは３０〜４５％である。結晶化度はＡＳＴ
Ｍ Ｄ １５０５による密度から算出したものである。
【０００７】かかるポリマーとしては、好ましくは炭素
数４〜１２のα−オレフィンとエチレンとの共重合体
（例えば、タフマー：三井石油科学工業社製等）、低密
度ポリエチレン（例えば、ＺＦ−３０Ｒ：三菱油化社製
等）等が例示される。
数４〜１２のα−オレフィンとエチレンとの共重合体
（例えば、タフマー：三井石油科学工業社製等）、低密
度ポリエチレン（例えば、ＺＦ−３０Ｒ：三菱油化社製
等）等が例示される。
【０００８】炭素数４〜１２のα−オレフィンとエチレ
ンとの共重合体におけるα−オレフィンの好ましい炭素
数は６〜１０、さらに好ましくは８〜９である。当該共
重合体の好ましい重量平均分子量は１２万以上、さらに
好ましくは１５万以上であり、その上限は通常３０万程
度である。密度は、通常０．８８５〜０．９１０、好ま
しくは０．８８８〜０．９００、さらに好ましくは０．
８８９〜０．８９５であり、メルトインデックス（ｇ／
１０分）は、通常２．５〜５、好ましくは３〜４．５、
さらに好ましくは３．２〜４である。なお、メルトイン
デックスはＪＩＳ Ｋ ６７６０Ｋの方法によって測定
したものである（以下、同様）。
ンとの共重合体におけるα−オレフィンの好ましい炭素
数は６〜１０、さらに好ましくは８〜９である。当該共
重合体の好ましい重量平均分子量は１２万以上、さらに
好ましくは１５万以上であり、その上限は通常３０万程
度である。密度は、通常０．８８５〜０．９１０、好ま
しくは０．８８８〜０．９００、さらに好ましくは０．
８８９〜０．８９５であり、メルトインデックス（ｇ／
１０分）は、通常２．５〜５、好ましくは３〜４．５、
さらに好ましくは３．２〜４である。なお、メルトイン
デックスはＪＩＳ Ｋ ６７６０Ｋの方法によって測定
したものである（以下、同様）。
【０００９】低密度ポリエチレンの好ましい重量平均分
子量は１５万以上、さらに好ましくは２５万以上であ
り、その上限は通常４０万程度である。密度は、通常
０．９１５〜０．９２５、好ましくは０．９１８〜０．
９２３、さらに好ましくは０．９２０〜０．９２２であ
り、メルトインデックスは、通常０．７〜２．５、好ま
しくは０．８〜２．３、さらに好ましくは１〜２であ
る。
子量は１５万以上、さらに好ましくは２５万以上であ
り、その上限は通常４０万程度である。密度は、通常
０．９１５〜０．９２５、好ましくは０．９１８〜０．
９２３、さらに好ましくは０．９２０〜０．９２２であ
り、メルトインデックスは、通常０．７〜２．５、好ま
しくは０．８〜２．３、さらに好ましくは１〜２であ
る。
【００１０】ポリプロピレンに対する当該ポリマーの配
合割合は、ポリマーの種類によって変わりうるが、ポリ
プロピレン１００重量部に対して、通常５〜９０、好ま
しくは１０〜８０、さらに好ましくは１０〜７０であ
り、より具体的には、例えば炭素数４〜１２のα−オレ
フィンとエチレンとの共重合体の場合には５〜３０重量
部、好ましくは１０〜２５、さらに好ましくは１０〜１
５重量部であり、低密度ポリエチレンの場合には４０〜
９０重量部、好ましくは５０〜８０、さらに好ましくは
６０〜７０重量部である。
合割合は、ポリマーの種類によって変わりうるが、ポリ
プロピレン１００重量部に対して、通常５〜９０、好ま
しくは１０〜８０、さらに好ましくは１０〜７０であ
り、より具体的には、例えば炭素数４〜１２のα−オレ
フィンとエチレンとの共重合体の場合には５〜３０重量
部、好ましくは１０〜２５、さらに好ましくは１０〜１
５重量部であり、低密度ポリエチレンの場合には４０〜
９０重量部、好ましくは５０〜８０、さらに好ましくは
６０〜７０重量部である。
【００１１】本発明において原料ポリプロピレンのメル
トインデックスは３〜１１、就中５〜７であることが、
密度は０．９０５〜０．９１５、就中０．９０８〜０．
９１２であることが、且つ破断点伸びは３５０〜５５０
％、就中４５０〜５００であることが好ましい。破断点
伸びはＡＳＴＭ Ｄ６３８にて測定したものである。
トインデックスは３〜１１、就中５〜７であることが、
密度は０．９０５〜０．９１５、就中０．９０８〜０．
９１２であることが、且つ破断点伸びは３５０〜５５０
％、就中４５０〜５００であることが好ましい。破断点
伸びはＡＳＴＭ Ｄ６３８にて測定したものである。
【００１２】本発明におけるポリプロピレンの結晶化方
法は、例えば次の通りにして行われる。まず、ポリプロ
ピレンに前記ポリマーを添加して混練する。次に混練物
を溶融して溶融ポリプロピレンを得る。その際、ポリプ
ロピレンと前記ポリマーとの混練は、通常１７０〜１９
０℃、好ましくは１７５〜１８５℃にてロールミル等に
よって行われる。溶融は、通常圧縮成型器中で１７０〜
１９０℃、好ましくは１７５〜１８５℃にて行われる。
溶融時間は通常１０〜２０分程度である。
法は、例えば次の通りにして行われる。まず、ポリプロ
ピレンに前記ポリマーを添加して混練する。次に混練物
を溶融して溶融ポリプロピレンを得る。その際、ポリプ
ロピレンと前記ポリマーとの混練は、通常１７０〜１９
０℃、好ましくは１７５〜１８５℃にてロールミル等に
よって行われる。溶融は、通常圧縮成型器中で１７０〜
１９０℃、好ましくは１７５〜１８５℃にて行われる。
溶融時間は通常１０〜２０分程度である。
【００１３】かくして得た溶融ポリプロピレンは、例え
ば９０〜１５０℃、好ましくは１００〜１４０℃、さら
に好ましくは１２０〜１３０℃にて、通常０．２５〜１
時間、好ましくは０．５〜０．７５時間等温結晶化して
から３０〜−１０℃、２５℃〜−５℃、最も好適には０
℃程度に急冷することによって製造される。
ば９０〜１５０℃、好ましくは１００〜１４０℃、さら
に好ましくは１２０〜１３０℃にて、通常０．２５〜１
時間、好ましくは０．５〜０．７５時間等温結晶化して
から３０〜−１０℃、２５℃〜−５℃、最も好適には０
℃程度に急冷することによって製造される。
【００１４】
【効果】本発明の電気絶縁用ポリプロピレンのインパル
ス破壊電界強度は、従来の結晶ポリプロピレンに比べて
１．６倍程度優れている。
ス破壊電界強度は、従来の結晶ポリプロピレンに比べて
１．６倍程度優れている。
【００１５】
実施例１ 密度０．９１ｇ／cm3 、メルトインデックス７．０、破
断点伸び５００％のアイソタクティクポリプロピレンを
使用した。当該ポリプロピレンにタフマーをブレンド率
０〜１００重量％でブレンドしたものを１８０℃でロー
ルミルを使用して混練し、圧縮成型器中で一旦溶融（１
８０℃）後、１３０℃で６０分間等温結晶化してから０
℃水で急冷してポリプロピレンを結晶化させた。これを
圧縮成型して０．３ｍｍ厚シートとした。タフマーの重
量平均分子量は１７万、６０Hzにおける誘電率は２．
１、密度は０．８９、メルトインデックス（ｇ／１０
分）は３．６、結晶化度は３０％である。
断点伸び５００％のアイソタクティクポリプロピレンを
使用した。当該ポリプロピレンにタフマーをブレンド率
０〜１００重量％でブレンドしたものを１８０℃でロー
ルミルを使用して混練し、圧縮成型器中で一旦溶融（１
８０℃）後、１３０℃で６０分間等温結晶化してから０
℃水で急冷してポリプロピレンを結晶化させた。これを
圧縮成型して０．３ｍｍ厚シートとした。タフマーの重
量平均分子量は１７万、６０Hzにおける誘電率は２．
１、密度は０．８９、メルトインデックス（ｇ／１０
分）は３．６、結晶化度は３０％である。
【００１６】実施例２ タフマーの代わりに低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を
ブレンド率０〜１００重量％にて加える以外は実施例１
と同様にしてポリプロピレンを結晶化させた。圧縮成型
形状は０．３ｍｍ厚シートである。当該低密度ポリエチ
レンの重量平均分子量は約２６万、６０Hzにおける誘電
率は２．３、メルトインデックス（ｇ／１０分）は１．
１、結晶化度は４４．４％、密度は約０．９２０であ
る。
ブレンド率０〜１００重量％にて加える以外は実施例１
と同様にしてポリプロピレンを結晶化させた。圧縮成型
形状は０．３ｍｍ厚シートである。当該低密度ポリエチ
レンの重量平均分子量は約２６万、６０Hzにおける誘電
率は２．３、メルトインデックス（ｇ／１０分）は１．
１、結晶化度は４４．４％、密度は約０．９２０であ
る。
【００１７】実験例１ 上記で得た試料についてインパルス破壊試験を行った。
即ち、図３に示す改良型ＭｃＫｅｏｗｎ電極系にて、１
×４０μｓｅｃの負極性インパルス標準波を予想破壊電
圧の７０％値を初期値として、５ｋＶ／３回印加のステ
ップ昇圧方式で課電した。試料厚は０．３ｍｍである。
なお、インパルス耐圧値は１条件につき１０試料のデー
タを採取し、ワイプル解析の後、破壊確率６３．３％に
おける破壊値をもって、その試料のインパルス耐圧値と
した。このようにして測定したインパルス破壊電界強度
〔ＩｍｐＢＤＳ（ｋＶ／ｍｍ）〕の測定結果は、図１、
図２および表１に示した通りである。
即ち、図３に示す改良型ＭｃＫｅｏｗｎ電極系にて、１
×４０μｓｅｃの負極性インパルス標準波を予想破壊電
圧の７０％値を初期値として、５ｋＶ／３回印加のステ
ップ昇圧方式で課電した。試料厚は０．３ｍｍである。
なお、インパルス耐圧値は１条件につき１０試料のデー
タを採取し、ワイプル解析の後、破壊確率６３．３％に
おける破壊値をもって、その試料のインパルス耐圧値と
した。このようにして測定したインパルス破壊電界強度
〔ＩｍｐＢＤＳ（ｋＶ／ｍｍ）〕の測定結果は、図１、
図２および表１に示した通りである。
【００１８】
【表１】
【００１９】比較例１ 実施例１で使用したポリプロピレンを単独で成形器中
で、一旦溶融（１８０℃）後、１４０℃、３時間にて等
温結晶化後、２５℃に２時間放置してポリプロピレンを
結晶化させた。当該結晶ポリプロピレン結晶のインパル
ス破壊電界強度は１２０ｋＶ／ｍｍであった。
で、一旦溶融（１８０℃）後、１４０℃、３時間にて等
温結晶化後、２５℃に２時間放置してポリプロピレンを
結晶化させた。当該結晶ポリプロピレン結晶のインパル
ス破壊電界強度は１２０ｋＶ／ｍｍであった。
【００２０】比較例２ 実施例１におけるタフマーの代わりに重量平均分子量３
千で誘導電率２．３のポリエチレン（ＡＣポリエチレン
６１７Ａ：アライドケミカル社製）を０〜３０ｐｈｒ添
加したが強度は２０〜３０ｋＶ／ｍｍ低下するだけであ
った。
千で誘導電率２．３のポリエチレン（ＡＣポリエチレン
６１７Ａ：アライドケミカル社製）を０〜３０ｐｈｒ添
加したが強度は２０〜３０ｋＶ／ｍｍ低下するだけであ
った。
【図１】インパルス電界破壊強度の測定結果を示す図で
ある。
ある。
【図２】インパルス電界破壊強度の測定結果を示す図で
ある。
ある。
【図３】インパルス破壊試験を行うための改良型ＭｃＫ
ｅｏｗｎ電極系を示す図である。
ｅｏｗｎ電極系を示す図である。
１ ２５mmφ鋼球 ２ ポリエチレン胴体 ３ シリコン油 ４ エポキシ樹脂 ５ 試料
Claims (3)
- 【請求項１】 ポリプロピレンに重量平均分子量１０万
以上、６０Hzにおける誘電率が２．０〜２．４であるポ
リマーを添加して結晶化してなることを特徴とする電気
絶縁用ポリプロピレン。 - 【請求項２】 ポリマーが低密度ポリエチレンおよび炭
素数４〜１２のα−オレフィンとエチレンとの共重合体
から選ばれた少なくとも一種である請求項１記載の電気
絶縁用ポリプロピレン。 - 【請求項３】 ポリプロピレンと重量平均分子量１０万
以上、６０Hzにおける誘電率が２．０〜２．４であるポ
リマーよりなる溶融物を等温結晶化した後、冷却するこ
とを特徴とする電気絶縁用ポリプロピレンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31836491A JPH05128914A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電気絶縁用ポリプロピレンおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31836491A JPH05128914A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電気絶縁用ポリプロピレンおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05128914A true JPH05128914A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=18098327
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31836491A Pending JPH05128914A (ja) | 1991-11-05 | 1991-11-05 | 電気絶縁用ポリプロピレンおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05128914A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003502475A (ja) * | 1999-06-11 | 2003-01-21 | クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー | 接着剤組成物および同組成物を含有する保護フィルム |
| KR100536616B1 (ko) * | 1997-07-23 | 2006-07-06 | 피렐리 카비 에 시스테미 소시에떼 퍼 아찌오니 | 폴리프로필렌 및 높은 구조균일성을가진 에틸렌공중합체를 포함하는 무할로겐의 재활용가능한 코팅을 가진 케이블 |
-
1991
- 1991-11-05 JP JP31836491A patent/JPH05128914A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100536616B1 (ko) * | 1997-07-23 | 2006-07-06 | 피렐리 카비 에 시스테미 소시에떼 퍼 아찌오니 | 폴리프로필렌 및 높은 구조균일성을가진 에틸렌공중합체를 포함하는 무할로겐의 재활용가능한 코팅을 가진 케이블 |
| JP2003502475A (ja) * | 1999-06-11 | 2003-01-21 | クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー | 接着剤組成物および同組成物を含有する保護フィルム |
| JP4829446B2 (ja) * | 1999-06-11 | 2011-12-07 | クレイトン・ポリマーズ・リサーチ・ベー・ベー | 接着剤組成物および同組成物を含有する保護フィルム |
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