JPH07130221A - 電気絶縁用ポリエチレン体 - Google Patents

電気絶縁用ポリエチレン体

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JPH07130221A
JPH07130221A JP27716893A JP27716893A JPH07130221A JP H07130221 A JPH07130221 A JP H07130221A JP 27716893 A JP27716893 A JP 27716893A JP 27716893 A JP27716893 A JP 27716893A JP H07130221 A JPH07130221 A JP H07130221A
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JP
Japan
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polyethylene
molecular weight
low
polyethylene material
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP27716893A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Shimoura
斉 下浦
Masaki Kawahigashi
正記 川東
Hiroshi Kato
寛 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐インパルス破壊特性が改善された電気絶縁
用ポリエチレン体を提供すること。 【構成】 非架橋または架橋した低密度ポリエチレン体
に含まれている重量平均分子量2000以下の全低分子
量ポリエチレン成分の少なくとも一部が、該低密度ポリ
エチレン体中より除去されてなることを特徴とする電気
絶縁用ポリエチレン体。 【効果】 本発明の電気絶縁用低密度ポリエチレン体
は、非改質ポリエチレン体に比べてたとえば約40 kV/
mm以上もの高い耐インパルス破壊特性有する。従ってそ
れは、超高電圧用電力ケーブルの絶縁体として頗る有用
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐インパルス破壊特性
に優れた電気絶縁用ポリエチレン体に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】近時における益々増大する電力需要か
ら、電力ケーブル、変圧器などの各種電気機器の稼働電
圧を一層高めて電力損を減少しようとする要求がある。
その場合、機器の電気絶縁層は、従来以上の耐電圧特
性、特に耐インパルス破壊特性が要求される。高圧電気
機器の絶縁体として、耐電圧特性、製造コスト、成型加
工性、その他の面を総合して、現時点において最もよく
使用されているのはポリエチレン、就中、低密度ポリエ
チレンである。ところで通常の、たとえば現在市販され
ている低密度ポリエチレン、及びその架橋体は、インパ
ルス破壊特性において、必ずしも十分とは言えない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、時代
の趨勢に応えるべく、耐インパルス破壊特性が改善され
た電気絶縁用ポリエチレン体を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の電気絶縁用ポリ
エチレン体は、非架橋または架橋した低密度ポリエチレ
ン体に含まれている重量平均分子量2000以下の全低
分子量ポリエチレン成分の少なくとも一部が、該低密度
ポリエチレン体中より除去されてなることを特徴とす
る。
【0005】
【作用】市販の低密度ポリエチレンには、低分子量のポ
リエチレン成分が比較的多量に含まれている。また、低
密度ポリエチレンを架橋すると、一部のポリエチレン分
子の分解によって新たに低分子量成分が生じる。本発明
者らの研究によれば、それら低分子量成分、特に重量平
均分子量2000以下のポリエチレン成分の存在は、ポ
リエチレンのインパルス破壊特性に悪影響すること、並
びにそれらをたとえ一部でも除去すると、耐インパルス
破壊特性が改善されることが判明した。本発明は、かか
る新知見に基づいて完成したものである。
【0006】本発明の電気絶縁用ポリエチレン体は、市
販の電気用低密度ポリエチレンなど、従来周知の各種の
低密度ポリエチレンの非架橋体または架橋体を後記する
方法で改質することにより得ることができる。改質の対
象とされるポリエチレンは、既成型体であってもよく、
ペレットや粉末のような未成型体であってもよい。既成
型体の場合は、改質を経たあと成型してもよく、あるい
は再成型されることなく実用に供し得る場合もある。一
方、未成型体の場合は、改質を経たあと通常の方法によ
り所望の形状に成型あるいは成型架橋される。
【0007】非架橋体、架橋体、あるいは既成型体、未
成型体の各種の形態につき改質を行うにせよ、出発物質
たる低密度ポリエチレンとしては、たとえば市販の通常
低密度ポリエチレンが該当するが、密度が0.87〜
0.925、就中0.89〜0.92のものであって、
特にメトルインデックスが0.5〜5.0、就中0.7
〜2.5、破断点伸びは400〜800、就中500〜
700であるものが好ましい。なお上記した密度、メル
トインデックス、及び破断点伸びは、JIS K676
0の方法によって測定した値である。したがって、高圧
法低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン(L
LDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)とし
て市販されているものなどが対象とされる。これらの低
密度ポリエチレンは、単独であるいは二種以上の混合物
であってもよい。
【0008】更に、被改質ポリエチレン体は、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、加工助剤、銅害防止剤、難燃剤等の
プラスチックに通常使用される各種添加剤が配合されて
いてもよい。被改質ポリエチレン架橋体としては、たと
えば有機過酸化物による化学架橋法、電子線や紫外線な
どの照射による照射架橋方法にて架橋されたものであっ
てよい。その架橋度は特に制限はないが、JIS C3
005によって測定したゲル分率が60重量%以上、好
ましくは75重量%以上である。化学架橋法を採用する
場合の架橋剤としては、ジクミルパーオキサイド、α,
α’−ビス(t−ブチルパーオキシ−p−イソプロピ
ル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブ
チルパーオキシ)−ヘキシン−3、などが好ましく用い
得る。その使用量は、ポリエチレン100重量部あた
り、0.5〜3.5重量部、好ましくは1.5〜2.5
重量部である。また、架橋促進剤を用いる場合は、トリ
アリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジ
アリルフタレート、ジエチレングリコール ジメタクリ
レート、ペンタエリスリトール テトラメタクリレート
など多官能性不飽和化合物が好ましい。その使用量はポ
リエチレン100重量部あたり、0.1〜5.0重量部
である。
【0009】低分子量ポリエチレン成分を除去する方法
は、特に制限はない。除去法を例示すると、ポリエチレ
ンの良溶媒、たとえばトルエンやキシレン、にて被改質
ポリエチレン体を膨潤し、次いで溶媒に溶解した低分子
量成分を該溶媒と一緒に膨潤体より除去する方法、良溶
媒を用いて被改質ポリエチレン体から低分子量成分をソ
ックスレー抽出する方法、あるいは被改質ポリエチレン
体が未架橋である場合、それを良溶媒溶液となし、次い
で該溶液をポリエチレンの貧溶媒、たとえばメタノール
やエタノール、と混合して高分子量ポリエチレン成分の
みを再沈澱させる方法、などである。また、ポリエチレ
ンの製造段階において、低分子量成分をフラクショネー
ションなどの方法で除去してもよい。上記膨潤法の具体
的な方法を一例として示すと、被改質低密度ポリエチレ
ン体を40〜100℃、就中70〜80℃のキシレン中
に30〜360分、好ましくは120〜360分浸漬し
て膨潤し、次いで脱溶剤と同時に低分子量成分を系外に
抽出除去する。
【0010】本発明においては前記した通り、低分子量
ポリエチレン成分の少なくとも一部が除去されれば効果
があり、概して低分子量ポリエチレン成分の除去量に比
例してインパルス破壊特性の改善効果が大きくなる。而
して重量平均分子量2000以下の全低分子量ポリエチ
レン成分の少なくとも50重量%、特に少なくとも90
重量%、更には少なくとも95重量%が低密度ポリエチ
レン体中より除去されることが好ましい。あるいは、被
改質ポリエチレン体中に残存する低分子量ポリエチレン
成分の最小重量平均分子量が1000以上、特に200
0以上となることが好ましい。なお本発明においては、
ある重量平均分子量の低分子量ポリエチレン成分の含有
量が、後記する方法で測定して検出されない場合をもっ
て非存在と判定されてよい。 〔低分子量ポリエチレン成分の含有量の定量方法〕改質
されたポリエチレン体の5重量%キシレン溶液を調整
し、それを被検体としてGPC(ゲル・パーミエーショ
ン・クロマトグラフィ)法により定量する。
【0011】かくして処理されて得られた乾燥ポリエチ
レン体は、未架橋未成型である場合には、通常の市販ポ
リエチレンと同様の方法で実用に供することができる。
即ち、必要に応じて所望の配合剤、たとえば架橋剤、架
橋助剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加工助剤、銅害防
止剤、難燃剤等のプラスチックに通常使用される各種添
加剤を二本ロールやヘンシェルミキサーなどにより混合
して組成物とし、押出成型、射出成型、鋳型、その他の
方法にて所望形状に成型し、更に必要に応じて前記した
方法などで架橋する。未架橋乃至架橋既成型である場合
には、そのまま使用してよく、未架橋既成型は必要に応
じて照射架橋法などにて架橋してもよい。なお、厚さ1
〜2mmの成型体を電子線照射による架橋の場合は、10
〜50Mrad, 好ましくは20〜40Mrad程度の電子線照
射が好ましい。
【0012】以下、実施例および比較例により本発明を
一層詳細に説明する。以下において特に断らない限り、
部、%は、それぞれ重量部、重量%を意味するものとす
る。
【0013】実施例1〜5、比較例1 密度0.920g/cm3 、メトルインデックス1.1g
/10分、破断点伸び740%の低密度ポリエチレン
(ZF−30R、三菱油化社商品)を80℃のキシレン
に70〜360分間、浸して膨潤した後、大気中でキシ
レンを除去して改質ポリエチレンを得た。改質の程度
は、膨潤条件を変えて調節した。かくして得た各種改質
ポリエチレンにつき、120℃で15分間溶融圧縮成型
して厚さ0.3mmの非架橋ポリエチレンのシート(実施
例1〜5)を得た。又、上記の低密度ポリエチレンを膨
潤処理することなく、上記と同様の方法にて0.3mmの
シート(比較例1)を得た。
【0014】実施例6〜10、比較例2 実施例1〜5、及び比較例1の各シートの調整に用いた
それぞれの改質ポリエチレン100重量部あたりジクミ
ルパーオキサイドを2.0重量部添加し、120〜12
5℃で15分間溶融混合した後、180℃にて15分間
プレス成型し、0.3mm厚の架橋シートを得た。
【0015】上記で得た各シート試料につき、下記の方
法でインパルス破壊試験を行った。表1には、重量平均
分子量2000以下の低分子量ポリエチレン成分量の初
期値に対する改質ポリエチレン中での残存率(残存率と
表示する)、改質ポリエチレン中に残存する低分子量ポ
リエチレン成分の最低重量平均分子量(残存最低重量平
均分子量と表示する)、及びインパルス耐圧値とを示
す。なお、低分子量ポリエチレン成分量は、東ソー社の
高速GPC装置HLC−8020を使用して前記したG
PC法により定量した。また、この方法により検出され
たポリエチレン成分の最低重量平均分子量をもって、残
存最低重量平均分子量とした。インパルス耐圧値は、下
記の方法で測定した。 〔インパルス破壊試験〕改良型マッケオン(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
加のステップアップ昇圧方式で課電した。。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、ワイブル解析の後、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。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により種々
の低密度ポリエチレン体につきそれに含まれている低分
子量ポリエチレン成分を除去することにより、耐インパ
ルス破壊特性が改善されたポリエチレン体を得ることが
でき、それらは、超高電圧用電力ケーブルをはじめ、各
種の電気機器の絶縁体として頗る好適である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非架橋または架橋した低密度ポリエチレ
    ン体に含まれている重量平均分子量2000以下の全低
    分子量ポリエチレン成分の少なくとも一部が、該低密度
    ポリエチレン体中より除去されてなることを特徴とする
    電気絶縁用ポリエチレン体。
  2. 【請求項2】 重量平均分子量1000以下の低分子量
    ポリエチレン成分の全部が該低密度ポリエチレン体中よ
    り除去されてなることを特徴とする請求項1に記載の電
    気絶縁用ポリエチレン体。
JP27716893A 1993-11-05 1993-11-05 電気絶縁用ポリエチレン体 Pending JPH07130221A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018088741A1 (ko) * 2016-11-10 2018-05-17 주식회사 엘지화학 가교 폴리에틸렌 조성물

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018088741A1 (ko) * 2016-11-10 2018-05-17 주식회사 엘지화학 가교 폴리에틸렌 조성물
KR20180052421A (ko) * 2016-11-10 2018-05-18 주식회사 엘지화학 가교 폴리에틸렌 조성물
US10774204B2 (en) 2016-11-10 2020-09-15 Lg Chem, Ltd. Crosslinked polyethylene composition

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