JPH05258612A - 電線・ケーブル用電気絶縁物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】絶縁体中のボイドや異物、並びに絶縁体と半導
電層界面の不整といった欠陥が存在していたとしてもボ
ウタイトリーの発生を十分抑止することができ、かつブ
ルームの生じない絶縁体の提供。 【構成】ポリエチレンまたはエチレン系共重合体、ある
いはこれらの混合物１００重量部に対し、次式 【数１】 を有するアミノシランを０．００５〜１．０重量部添加
してなる組成物を、架橋処理してなることを特徴とする
電線・ケーブル用電気絶縁物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の対象】この発明は、架橋ポリエチレン絶縁電力
ケーブル等の絶縁体内に発生する水トリー、特にボウタ
イトリーの発生を大幅に抑止することのできる電気絶縁
物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】架橋ポリエチレンは高度の電気絶縁性を
有することから、電線・ケーブル用電気絶縁体として多
く使用されている。

【０００３】しかし、架橋ポリエチレン絶縁電線・ケー
ブルを湿潤な環境下で使用すると、水トリーと呼ばれる
電気化学的劣化が発生し、電気絶縁性能が著しく低下す
る。このために、その発生の抑止については架橋ポリエ
チレン絶縁電線・ケーブルが本格的な実用化を見るに至
って以来、長年の課題とされていた。

【０００４】数多くの基礎的あるいは実課電での研究の
結果、水トリーは次のような機構により発生すると考え
られている。架橋ポリエチレン絶縁体中のボイド，異
物，並びに絶縁体と半導電層界面の異物や突起等に水が
凝集すると、非極性の架橋ポリエチレンは水との親和性
が低いため、凝集した水の圧力上昇によってその周辺に
力学的ひずみを生じ、水トリーの発生に至る。

【０００５】水トリーの発生を防止するために、レジン
の細心にわたる品質管理や製造ラインのクリーンルーム
化等の電線・ケーブル製造技術の改善、あるいは絶縁体
中への極性基の導入による親水性の向上などの手段が講
じられ、水トリーの発生は着実に抑止されつつある。

【０００６】しかしながら、前記の各方面にわたる努力
が重ねられているにもかかわらず、今日の技術では水ト
リーの発生を皆無にできる段階までには至っていない。
このため、鋭意その発生の抑止対策についての検討が進
められているのが実情である。

【０００７】

【発明の目的】本発明はこのような実情に鑑みてなされ
たもので、絶縁体中にボイド，異物並びに絶縁体と半導
電層との界面における不整といった欠陥が不可避的に存
在していても、水トリーの発生を大幅に抑止できる新規
の電線・ケーブル用電気絶縁体を提供することを目的と
する。

【０００８】

【発明の要点】この発明は、ポリエチレンまたはエチレ
ン系共重合体、あるいはこれらの混合物１００重量部に
対し、次式

【０００９】

【数１】

【００１０】（ここで、Ｒ¹ ，Ｒ² ，Ｒ³ ，Ｒ⁴ ，
Ｒ⁵ ，Ｒ⁶ の合計炭素数は８個以上で、Ｒ¹ ，Ｒ² は水
素、またはフェニル基並びに置換フェニル基を除く炭化
水素基の中から選ばれる。なお、Ｒ¹ ，Ｒ² ，Ｒ³ ，Ｒ
⁴ ，Ｒ⁵ ，Ｒ⁶ の構造中には一部酸素，窒素，硫黄，硅
素等の原子、またはこれらからなる原子団が入っても支
障はない。）を有するアミノシランを０．００５〜１．
０重量部添加してなる組成物を、架橋処理してなること
を特徴とするもので、耐水トリー性、特に耐ボウタイト
リー性を大幅に向上させたものである。

【００１１】ここで、Ｒ¹ ，Ｒ² にフェニル基並びに置
換フェニル基を導入した化合物を除外したのは、これら
の化合物はアミノ基の効果が弱く、十分なボウタイトリ
ー発生抑止効果が得られないからである。

【００１２】また、合計炭素数を８個以上としたのは、
８個未満ではポリエチレンまたはエチレン系共重合体、
あるいはこれらの混合物との相溶性が低く、表面に析出
してしまうからである。なお、総炭素数の上限は特に規
定しないが、５０個程度までが望ましい。

【００１３】さらに添加量を０．００５重量部〜１．０
重量部としたのは、これらの添加量が０．００５重量部
未満では、目的とするボウタイトリー発生抑止効果が不
十分であり、１．０重量部を越えると相溶性の上限から
絶縁体表面に析出し（この現象をブルームという）、製
品の品質を低下させてしまうからである。

【００１４】上記シランの具体例として、Ｎ−（２−ア
ミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラ
ン，Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメ
チルジメトキシシラン，３−アミノプロピルトリエトキ
シシラン等が挙げられる。また、これらの化合物を数種
組み合わせて使用してもよい。

【００１５】ベースレジンとしては、低密度ポリエチレ
ン，中密度ポリエチレンおよびエチレン−プロピレン共
重合体，エチレン−エチルアクリレート共重合体，エチ
レン−酢酸ビニル共重合体等エチレンを過半に含むポリ
オレフィンが該当する。これらのうち１種、または２種
以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１６】架橋剤としては、通常使用されるジクミル
パーオキサイド，１，３−ビス−（ターシャリーブチル
パーオキシ−イソプロピル）ベンゼン，２，５−ジメチ
ル−２，５−ジ−（ターシャリーブチルパーオキシ）−
ヘキシン−３等が挙げられる。

【００１７】架橋法としては、有機過酸化物による化学
架橋の他に、シラン水架橋や電離性放射線によるものが
ある。

【００１８】その他必要によっては、滑剤，着色剤，充
填剤，架橋促進剤等を添加することは一向に差し支えな
い。

【００１９】なお、ボウタイトリーに及ぼす水分の影響
は極めて大きく、気中で課電したケーブルや金属シース
等で遮水したケーブルにもボウタイトリーが見いだされ
る。これらは外部から浸透した水分によるものではな
く、ケーブル製造時に架橋ポリエチレンの内部に含まれ
る微量の水分によるものであると考えられる。このよう
なボウタイトリーに対しても、本発明に係る絶縁体が有
効なトリー抑止効果を発揮することはいうまでもない。

【００２０】

【発明の実施例】以下に本発明についての各実施例およ
び比較例を参照し説明する。

【００２１】表１にそれぞれ示したような配合の電線・
ケーブル用電気絶縁体を調整した。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１に示す配合成分からなる組成物を、１
２０℃に加熱した熱ロールによって混練し、シート状と
したものをペレタイザを用いてペレット化した。

【００２４】これを外径３ｍｍの導体上に、ポリエチレ
ン径半導電層の厚さが０．５ｍｍ，絶縁体の厚さが２ｍ
ｍとなるように同時押出法により押出被覆した。続いて
加熱媒体として窒素ガスを用いた乾式架橋法により、架
橋管内で連続架橋を行った後加圧冷却して絶縁体を得
た。

【００２５】ボウタイトリー発生数の評価については、
上記の方法により作製した電線を９０℃の温水中に浸漬
し、導体と水との間に５０Ｈｚ，３ｋＶの交流電圧を５
００日間印加した後、絶縁体を薄くスライスしてメチレ
ンブルー水溶液で煮沸染色し、光学顕微鏡を用いてボウ
タイトリー発生の有無とその個数を計数した。

【００２６】ブルームの有無については、電線を作製す
る前のペレットを８０℃の恒温槽内に１０日間に保持し
た後、その表面を観察することにより目視によって評価
した。

【００２７】表１は、本発明に係る実施例１〜６、およ
び比較例１〜４について、各供試素材の組成および評価
結果を示したものである。表１から明らかなように、本
発明に係る添加剤を本発明に規定する量だけ添加した実
施例１〜６は、ボウタイトリーの発生が十分抑止されて
いるとともに、ブルームの発生も認められなかった。

【００２８】これに対し、上記添加剤を添加しないもの
（比較例１）、および本発明の規定から除外したアミノ
基にフェニル基を持つ化合物を添加したもの（比較例
２）はボウタイトリーの発生数が非常に多かった。ま
た、本発明に係る添加剤の添加量が規定量未満のもの
（比較例３）はボウタイトリーが多く発生し、規定の添
加量を越えたもの（比較例４）はブルームが見られた。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
絶縁体中のボイドや異物、並びに絶縁体と半導電層界面
の不整といった欠陥が存在していたとしてもボウタイト
リーの発生を十分抑止することができ、かつブルームの
生じない絶縁体を入手することが可能になる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエチレンまたはエチレン系共重合体、
   あるいはこれらの混合物１００重量部に対し、次式 【数１】 （ここで、Ｒ¹ ，Ｒ² ，Ｒ³ ，Ｒ⁴ ，Ｒ⁵ ，Ｒ⁶ の合計
   炭素数は８個以上で、Ｒ¹ ，Ｒ² は水素、またはフェニ
   ル基並びに置換フェニル基を除く炭化水素基の中から選
   ばれる。なお、Ｒ¹ ，Ｒ² ，Ｒ³ ，Ｒ⁴ ，Ｒ⁵ ，Ｒ⁶ の
   構造中には一部酸素，窒素，硫黄，硅素等の原子、また
   はこれらからなる原子団が入っても支障はない。）を有
   するアミノシランを０．００５〜１．０重量部添加して
   なる組成物を、架橋処理してなることを特徴とする電線
   ・ケーブル用電気絶縁物。