JPH05271492A - 電気ケーブル用絶縁組成物 - Google Patents

電気ケーブル用絶縁組成物

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JPH05271492A
JPH05271492A JP5000760A JP76093A JPH05271492A JP H05271492 A JPH05271492 A JP H05271492A JP 5000760 A JP5000760 A JP 5000760A JP 76093 A JP76093 A JP 76093A JP H05271492 A JPH05271492 A JP H05271492A
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ethylene
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copolymer
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JP5000760A
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Jean Michel Chabagno
ジヤン・ミシエル・シヤバニヨ
Gerard Junca
ジエラール・ジユンカ
Philippe Montagne
フイリツプ・モンターニユ
Jean Pourtau
ジヤン・プルトー
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Arkema France SA
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Elf Atochem SA
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 エチレン−アルキルアクリレート又はエチレ
ン−ビニルアセテートコポリマーと、エチレン−アルキ
ルアクリレート−無水マレイン酸ターポリマー又はエチ
レン−ビニルアセテート−無水マレイン酸ターポリマー
と、通常の添加剤(例えば架橋剤)とを含んでいる電気
ケーブル用絶縁組成物、電気ケーブルの絶縁外装の製造
での該組成物の使用、及び得られる絶縁外装を提供す
る。 【効果】 水分樹枝現象の発生及び生長がかなり抑制さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電気ケーブル用、特に中
電圧電気ケーブル用絶縁体に関する。この絶縁体は、エ
チレン/アクリル酸誘導体のコポリマーと、過酸化物で
架橋させたエチレン/アクリル酸誘導体/無水マレイン
酸のターポリマーとの混合物からなっている。
【0002】
【従来の技術】中電圧電気ケーブルに出現する主な欠陥
の1つは、水分樹枝(water trees)の形成
である。この水分樹枝は、架橋ポリエチレンで絶縁させ
たケーブルに現れる妨害現象である。この現象は一般に
2つの形態で、即ち蝶ネクタイ樹枝又はほつれた若しく
は開放型(ガス抜きされた樹枝(vented tre
e))とも称される半蝶ネクタイ樹枝状で生じ得る。水
分樹枝の形成は、交番電界と水の組合せの存在を必要と
する。これは絶縁上の欠陥から生じ、絶縁体内で生長し
て、最後には絶縁体を破壊する。水分樹枝の寿命は非常
に変動し得、数カ月から数年である。樹枝の一生は、潜
伏期間、生長期間及び破壊を引き起こす電気的樹枝への
変化期間の3段階に区別され得る。水分樹枝の構造は顕
微鏡では、多少相互に接続された微細流路アセンブリと
して認められる。
【0003】これらの欠点を克服するためにまず、親水
性材料を、樹枝の出現及び生長を遅らせる架橋ポリエチ
レンと組み合わせて使用することが推奨された。次に、
シラン型化合物又はエチレンとアルキルアクリレート
(例えばエチルアクリレート若しくはブチルアクリレー
ト)とのコポリマーがこれらのポリエチレンと組み合わ
せて使用された。従って、日本国特許出願公開第02
311121号は、エチレン−アクリレートコポリマ
ー、エチレン−アクリル酸コポリマー、マレイン酸でグ
ラフトしたエチレン−ビニルアセテートコポリマー又は
マレイン酸でグラフトしたエチレン−アクリレートコポ
リマーとポリエチレンとの混合物をケーブル用電気絶縁
体として説明している。
【0004】しかしながら実際には、水分樹枝が形成さ
れたために電気ケーブルの破壊があまりにも頻繁に発生
し続けるので、以前から推奨されているこの解決法が全
く申し分ないとは言えないことが判明した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は正に、
水分樹枝現象の発生及び生長を遥かに遅らせるように電
気ケーブル用絶縁組成物を改良することであった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の絶縁体は、エチ
レン−アルキルアクリレート又はエチレン−ビニルアセ
テートコポリマーと、エチレン−アルキルアクリレート
−無水マレイン酸ターポリマー又はエチレン−ビニルア
セテート−無水マレイン酸ターポリマーとの混合物を含
んでいる組成物である。
【0007】本発明の混合物では、50〜99重量%の
コポリマーと50〜1重量%のターポリマーとが、好ま
しくは80〜99重量部のコポリマーと1〜20重量部
のターポリマーとが存在し得る。
【0008】実際には、本発明の混合物の特性を改良す
るために、ターポリマーのメルトインデックス(MI)
がコポリマーのメルトインデックス以上であることが推
奨されることも判明した。
【0009】コポリマー又はターポリマーの場合、アル
キルアクリレートをメチルアクリレート、エチルアクリ
レート又はブチルアクリレートの中から選択するのが好
ましい。
【0010】前述した如きエチレン−アルキルアクリレ
ート及びエチレン−ビニルアセテートのコポリマー及び
ターポリマーは、公知の市販品である。
【0011】混合物で使用され得るコポリマーは好まし
くは、アルキルアクリレート又はビニルアセテート含量
の少ないコポリマーである。アルキルアクリレート又は
ビニルアセテートの重量は、コポリマーの全重量に対し
て有利には0.5〜10%、好ましくは2〜5%であ
る。
【0012】混合物で使用され得るターポリマーでのア
ルキルアクリレート又はビニルアセテートの重量は、タ
ーポリマーの全重量に対して一般に5〜40%、好まし
くは10〜20%であり、無水マレイン酸の重量はター
ポリマーの全重量に対して有利には0.1〜10%、好
ましくは0.1〜5%である。
【0013】通常の添加剤(例えば酸化防止剤及び/又
は架橋剤として使用される遊離基開始剤)を本発明の組
成物に加えてもよい。
【0014】例えばフランス特許公開第2,498,6
09号に記載の如き方法を使用して、本発明の範囲内で
使用され得るターポリマーを製造することができる。同
特許は実際、少なくとも1種の遊離基開始剤の存在下で
実施するエチレンとアクリル(メタクリル)酸エステル
と無水マレイン酸との混合物の高圧共重合によって、ア
クリレート(メタクリレート)から得られる単位と無水
マレイン酸から得られる単位とを含んでいるラジカルエ
チレンターポリマーを製造する方法を説明している。
【0015】このようなラジカルエチレンターポリマー
の製造方法は、ヨーロッパ特許公開第0,174,24
4号及びヨーロッパ特許公開第0,177,378号に
も記載され得る。
【0016】当業者によく知られている従来の任意の手
段によって、例えば押出し機でコポリマーとターポリマ
ーとを配合することができる。
【0017】
【実施例】本発明の組成物の有利で全く予期しない特性
を実証し得る樹枝の老化試験及び生長測定を以下の条件
下で実施した。
【0018】添付図面を参照してこれらの試験の実験方
法を更に詳しく説明する。
【0019】水分樹枝の調査は、成形によって欠陥を人
工的に発生させた試料10内での樹枝12の発生を高周
波高電圧印加の作用下で促すことからなる原理に基づい
ている。
【0020】可動テーブル16に固定された試料担体1
4は、樹枝を表示するための小型ビデオカメラ20に結
合された顕微鏡18の対物レンズの正面を移動する。樹
枝現象をより簡単に表示し得る照射装置22も備わって
いる。カメラ20は、樹枝12の寸法を測定し得るソフ
トウェア制御式画像処理ボードを介してマイクロコンピ
ューター24に結合されている。
【0021】導電液体(H2O+NaCl)で充填され
た試料10は、溶液に浸漬した白金電極26を介して1
500ヘルツで7000Vの交流高電圧を受ける。これ
らの電極自体は、変圧器30に接続された導電ロッド2
8から給電を受ける。
【0022】経時的にプログラミングされた試料10の
移動によって、樹枝の発生速度を規定することができ
る。
【0023】添付図面に示すように、試料10は、該試
料10、特に試料10の点32に及ぶ電界Eに対して平
行な及び垂直な方向で並進運動を受ける。完全に信頼で
きる条件下で、特に試料の移動及び試料の光学焦点調整
を制御する第1のソフトウェアの開発によって、これら
の実験を実施することができた。第2のソフトウェアに
よって、観察された樹枝の画像の処理と、得られた値の
記憶と、樹枝の発生速度の計算とを自動的に実施するこ
とが可能となった。更には、ソフトウェアによって電界
に平行な方向及び垂直な方向で経時的に観察された樹枝
の長さと生長速度とに対応するグラフを自動的に作成す
ることが可能となった。これらのグラフは添付の図4〜
図7に示す。
【0024】以下の実施例は本発明を非制限的に例示し
ている。
【0025】全ての試料を以下のように製造した。
【0026】−樹枝生長を抑制するブレンドの配合の一
部を形成する全ての成分を従来型押出し機に導入して、
100℃で押出しした。
【0027】−得られた粒子を出発材料として、Rot
ovapor内にて90℃で4時間、2%ジクミルパー
オキシド(dicumyl peroxide)を含浸
させた。
【0028】−次いでジクミルパーオキシドを含浸させ
た粒子を、プレス成形用に製造した型内でプレス成形し
て(25バール、180℃で10分)、図2に示すよう
な試験部品を製造した。
【0029】−この試験部品がその底部に、その周辺に
樹枝12が発生する地点32を含んでいることをチェッ
クした。
【0030】−ジクミルパーオキシドの分解によって発
生する任意の極性揮発成分を抽出するために、真空下、
炉(70℃)内で1週間ガス抜きした。
【0031】次いで試料を試験ベンチ上に置き、そこ
で、図3に示すように電界に平行及び垂直に発生する樹
枝の生長を測定した。
【0032】以下の表Iは、前述した条件下で得られる
本発明の組成物1〜4を示している。
【0033】表IIは、従来技術の組成物5〜7、特に
組成物7の場合は日本国特許出願公開第02 3111
21号を説明している。
【0034】比率は組成物全体の重量%で表す。
【0035】
【表1】
【0036】略字の意味は以下の通りである。
【0037】−E/MA:エチレン−メチルアクリレー
トコポリマー;MI=2; −E/VA:エチレン−ビニルアセテートコポリマー;
MI=2; −E/BA/MAnh:エチレン−ブチルアクリレート
−無水マレイン酸ターポリマー;MF=40; −E/VA/MAnh:エチレン−ビニルアセテート−
無水マレイン酸ターポリマー;MI=7; −Irganox*1081:2,2’−チオビス(4
−tert−ブチル−3 −メチルフェノール)〔酸化防止剤〕; −Dicup**:ジクミルパーオキシド
【0038】
【表2】
【0039】−PE:ポリエチレン;MI=2; −E/EA:エチレン/エチルアクリレートコポリマ
ー; −Santonox***:4,4’−チオビス(6−
tert−ブチル−3−メチルフェノール)〔酸化防止
剤〕; 組成物1〜7の場合について、前述した条件下で樹枝の
老化試験及び生長測定を実施した。
【0040】平行方向での樹枝の経時的な長さ及び生長
速度について得られた結果を図4及び図5のダイアグラ
ムにプロットし、電界に垂直な方向での樹枝の発生に対
応する同一パラメータを図6及び図7にプロットした。
【0041】これらのダイアグラムを分析することによ
って、本発明の均質な組成物群を従来技術の組成物と区
別することができる。
【0042】本発明の組成物で生じる樹枝の長さは、従
来技術の組成物で生じる樹枝の長さの1.6〜7分の1
である。
【0043】同様に、本発明の組成物の場合、樹枝の生
長速度は著しく減少した。
【0044】電界に平行な樹枝の生長で認められたこれ
らの改良は、この同じ電界に垂直な樹枝の生長の場合に
は特に予期しないものである。添付の図6及び図7に示
すダイアグラムは、本発明の組成物と従来技術の組成物
との相違を明確に示している。
【0045】このような特性によって、電気ケーブルの
絶縁外装の製造に本発明の組成物を使用することが有利
になる。
【0046】これらの外装を当業者に知られている通常
の技術、例えば成形及び/又は押出しによって製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】樹枝の調査を実施した装置の概略図である。
【図2】樹枝の発生を促進する成形上の欠陥を含んでい
る試料を示す図である。
【図3】樹枝が発生する図2の試料の地点の拡大図であ
る。
【図4】従来技術の組成物と比べて、本発明の多数の組
成物例で得られる結果を示す図である。
【図5】従来技術の組成物と比べて、本発明の多数の組
成物例で得られる結果を示す図である。
【図6】従来技術の組成物と比べて、本発明の多数の組
成物例で得られる結果を示す図である。
【図7】従来技術の組成物と比べて、本発明の多数の組
成物例で得られる結果を示す図である。
【符号の説明】
10 試料 12 樹枝 14 担体 16 可動テーブル 18 顕微鏡 20 ビデオカメラ
フロントページの続き (72)発明者 ジエラール・ジユンカ フランス国、64160・モルラ、プラス・ド ウ・ラ・ウルキ・12 (72)発明者 フイリツプ・モンターニユ フランス国、64160・モルラ、リユ・ド ウ・ラ・ルビエール・34 (72)発明者 ジヤン・プルトー フランス国、64000・ポー、ブルバール・ アルザス・ロレーヌ・46・ビス

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン−アルキルアクリレート又はエ
    チレン−ビニルアセテートコポリマーと、ポリマー化合
    物との混合物を含んでいる電気ケーブル用絶縁組成物で
    あって、ポリマー化合物がエチレン−アルキルアクリレ
    ート−無水マレイン酸ターポリマー又はエチレン−ビニ
    ルアセテート−無水マレイン酸ターポリマーであること
    を特徴とする組成物。
  2. 【請求項2】 50〜99重量部のコポリマーと、1〜
    50重量部のターポリマーとを含んでいることを特徴と
    する請求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】 80〜99重量部のコポリマーと、1〜
    20重量部のターポリマーとを含んでいることを特徴と
    する請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 【請求項4】 ターポリマーのメルトインデックスがコ
    ポリマーのメルトインデックス以上であることを特徴と
    する請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 【請求項5】 アルキルアクリレートをメチルアクリレ
    ート、エチルアクリレート及びブチルアクリレートの中
    から選択することを特徴とする請求項1から4のいずれ
    か一項に記載の組成物。
  6. 【請求項6】 コポリマーが、コポリマーの全重量の
    0.5〜10重量%、好ましくは2〜5重量%の少量の
    アルキルアクリレート又はビニルアセテートを含んでい
    ることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記
    載の組成物。
  7. 【請求項7】 ターポリマーが、ターポリマーの全重量
    の5〜40重量%、好ましくは10〜20重量%のアル
    キルアクリレート又はビニルアセテートを含んでいるこ
    とを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の
    組成物。
  8. 【請求項8】 ターポリマーが、ターポリマーの全重量
    の0.1〜5重量%の無水マレイン酸を含んでいること
    を特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の組
    成物。
  9. 【請求項9】 通常の添加剤、特に酸化防止剤及び/又
    は遊離基開始剤を含んでいることを特徴とする請求項1
    から8のいずれか一項に記載の組成物。
  10. 【請求項10】 電気ケーブルの絶縁外装の製造での請
    求項1から9のいずれか一項に記載の組成物の使用。
  11. 【請求項11】 請求項1から9のいずれか一項に記載
    の絶縁組成物からなる電気ケーブルの絶縁外装。
JP5000760A 1992-01-06 1993-01-06 電気ケーブル用絶縁組成物 Pending JPH05271492A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9200035 1992-01-06
FR9200035A FR2685974B1 (fr) 1992-01-06 1992-01-06 Isolant pour cables electriques.

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Publication Number Publication Date
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US (1) US5654062A (ja)
EP (1) EP0551218A1 (ja)
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CA (1) CA2086724A1 (ja)
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