JPH07288032A

JPH07288032A - 電線・ケーブル用半導電性樹脂組成物

Info

Publication number: JPH07288032A
Application number: JP6078488A
Authority: JP
Inventors: Shinya Morishita; 信哉森下; Takanori Yamazaki; 孝則山崎
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【構成】ポリオレフィンまたはオレフィン系共重合
体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と次式【化１】（式中、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た基を示
す。）を有するアクリルアミド、あるいはその４級塩と
からなる電線・ケーブル用半導電性樹脂組成物。導電性
付与剤およびアクリルアミドなどの添加量は、ポリオレ
フィンまたはオレフィン系共重合体、あるいはこれらの
混合物 100重量部に対し、40重量部以上および 0.005〜
1.0 重量部であることが好ましい。【効果】水トリーの発生を大幅に抑止することがで
き、かつブルームの生じない電線・ケーブル用半導電性
樹脂組成物を実現することが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、架橋ポリエチレン絶縁
電力ケーブル等の内外半導電層の形成に有効で、かつ絶
縁体との界面に発生する水トリーの発生を大幅に抑止す
ることのできる半導電性樹脂組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】架橋ポリエチレン絶縁電線・ケーブルの
半導電層と絶縁体との界面の平滑性、密着性は電線・ケ
ーブルの信頼性向上の点で重要であり、界面不整が存在
すると局部的に高電界が形成され、コロナ放電、あるい
は潤滑な環境下での使用時に発生する水トリーと呼ばれ
る電気化学的劣化のため、電気絶縁性能が著しく低下す
る。

【０００３】このような問題に対して、従来より半導電
層の構造と材料の双方からの検討の結果、毛羽立ちの多
い半導電性布テープに代わる押出型半導電層が開発され
た。押出型半導電層の原料樹脂としては、一般にはエチ
レン−酢酸ビニル共重合体、またはエチレン−エチルア
クリレート共重合体が主に用いられている。

【０００４】また、原料樹脂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、絶縁体と内外半導電層
の同時押出といった電線・ケーブル製造技術の改善が講
じられ、水トリーの発生は着実に抑止されつつある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、電線・ケーブルの水トリーの発生を大幅に抑止
できる電線・ケーブル用半導電性樹脂組成物を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の電線・ケーブル用半導電性樹脂組成物は、
ポリオレフィンまたはオレフィン系共重合体、あるいは
これらの混合物と導電性付与剤と次式

【０００８】

【化１】

【０００９】（式中、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
れた基を示す。なお、Ｒ¹，Ｒ²の構造中には一部酸
素，窒素，硫黄，珪素等の原子、またはこれらからなる
原子団が入っても支障はない。）を有するアクリルアミ
ド、あるいはその４級塩とからなるものである。

【００１０】また、ポリオレフィンまたはオレフィン系
共重合体、あるいはこれらの混合物100重量部に対し、
導電性付与剤40重量部以上と前記化１の式を有するアク
リルアミド、あるいはその４級塩を 0.005〜1.0 重量部
添加してなる組成物を、架橋処理したものである。

【００１１】さらに、ポリオレフィンまたはオレフィン
系共重合体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と
次式

【００１２】

【化２】

【００１３】（式中、Ｒ³は炭化水素基、Ｒ⁴，Ｒ⁵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た基を示す。なお、Ｒ⁴，Ｒ⁵の
構造中には一部酸素，窒素，硫黄，珪素等の原子、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
するアミノアルキルアクリレート、あるいはその４級塩
とからなるものである。

【００１４】さらにまた、ポリオレフィンまたはオレフ
ィン系共重合体、あるいはこれらの混合物 100重量部に
対し、導電性付与剤40重量部以上と前記化２の式を有す
るアミノアルキルアクリレート、あるいはその４級塩を
0.005〜1.0 重量部添加してなる組成物を、架橋処理し
たものである。

【００１５】

【作用】半導電性樹脂組成物に、アクリルアミド、アミ
ノアルキルアクリレート又はこれらの４級塩を含有させ
ることにより、アクリルアミド、アミノアルキルアクリ
レートなどの化合物中のアミノ基が水トリーの発生を抑
止する効果を有するので、水トリーの発生を十分抑止す
ることが可能となる。

【００１６】本発明で用いる原料樹脂（ポリオレフィン
またはオレフィン系共重合体、あるいはこれらの混合
物）としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体，エチレ
ン−エチルアクリレート共重合体等エチレンを過半に含
むポリオレフィン、あるいはこれらに低密度ポリエチレ
ン，中密度ポリエチレン，高密度ポリエチレン，エチレ
ン−プロピレン共重合体等のうち１種、または２種以上
を組み合わせたブレンド物などが該当する。

【００１７】導電性付与剤としては、ファーネスブラッ
ク，アセチレンブラック等のカーボンブラックが適して
おり、原料樹脂 100重量部に対して40重量部以上添加し
なければ、必要とされる導電性が得られない。

【００１８】前記化１の式を有するアクリルアミド、前
記化２の式を有するアミノアルキルアクリレート又はこ
れらの４級塩の具体例としては、N-メチルアクリルアミ
ド，N-イソプロピルアクリルアミド，N,N-ジメチルアク
リルアミド，N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミ
ド，N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート等が挙げら
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。

【００１９】ここで、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ⁴，Ｒ⁵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
水トリー発生抑止効果が得られないからである。なお、
総炭素数の上限は特に規定しないが、30個程度までが望
ましい。

【００２０】アクリルアミド、アミノアルキルアクリレ
ート又はこれらの４級塩の添加量は、原料樹脂 100重量
部に対して 0.005〜0.1 重量部にすることが好ましい。
これらの添加量は 0.005重量部未満では、目的とする水
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コンパウンディングしたペレット
の表面に析出し（この現象をブルームという）、ペレッ
トの保存性や取扱性を低下させてしまうからである。

【００２１】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。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。

【００２２】尚、本発明では前記成分の他に必要に応じ
て、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。

【００２３】

【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。

【００２４】先ず、表１の実施例１〜６及び比較例１〜
６の各欄に示す配合成分に従って各種の電線・ケーブル
用半導電性樹脂組成物を作製した。これら組成物を、 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。

【００２５】これを、低密度ポリエチレン（密度 0.920
g/cm³，メルトインデックス1.0g/10min)100重量部とジ
クミルパーオキサイド2.0 重量部と 4,4'-チオビス（6-
ターシャリーブチル -3- メチル）フェノール0.2 重量
部とを配合してなる絶縁層組成物と共に、外径３mmの導
体上に半導電層の厚さが0.5mm 、絶縁層の厚さが２mmと
なるように同時押出法により押出被覆し、図１に示すよ
うに導体１上に内部半導電層２、絶縁層３および外部半
導電層４を形成した。続いて、これに加熱媒体として窒
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、これを加圧冷却して架橋ポリエチレン絶縁ケ
ーブルを得た。

【００２６】次に、このようにして作製した各種ケーブ
ルについて以下に示す評価（水トリー発生数、ブルー
ム、体積抵抗率）を行い、その結果を表１の下欄に示
す。

【００２７】水トリー発生数の評価については、前述の
ようにして作製した試料（ケーブル）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500 日
間印加した後、内部半導電層と絶縁層との界面近傍を薄
くスライスしてメチレンブルー水溶液で煮沸染色し、光
学顕微鏡を用いて水トリー発生の有無とその個数を計数
した。

【００２８】ブルームの有無については、ケーブルを作
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、その表面を観察し、目視によって評価した。

【００２９】体積抵抗率については、作製したケーブル
を用いて測定し、常温で 5.0×10³Ω・cm以下，90℃で
5.0×10⁴Ω・cm以下のものを○、これらの値を越える
ものを×とした。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１は、特許請求の範囲の欄に示した本発
明に係る実施例１〜６、および比較例１〜６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。

【００３２】表１から明らかなように、本発明に係る実
施例１〜６の試料では、いずれも水トリーの発生が十分
抑止されていると共に、ブルームの発生も認められなか
った。

【００３３】これに対し、アクリルアミド、アミノアル
キルアクリレート又はこれらの４級塩を含まない比較例
１、あるいはそれら化合物の添加量が規定量未満の比較
例２，４は水トリーの発生数が多かった。また、それら
化合物の添加量が規定量を越えた比較例３，５ではブル
ームが見られた。さらに、導電性付与剤の添加量が規定
量未満の比較例６は体積抵抗率の評価で×となった。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によって水
トリーの発生を十分抑止することができ、かつブルーム
の生じない電線・ケーブル用半導電性樹脂組成物を実現
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導電性樹脂組成物を用いた電力ケー
ブルの一実施例を示す横断面図である。

【符号の説明】

１導体２内部半導電層３絶縁層４外部半導電層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリオレフィンまたはオレフィン系共重
合体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と次式【化１】（式中、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た基を示
す。）を有するアクリルアミド、あるいはその４級塩と
からなることを特徴とする電線・ケーブル用半導電性樹
脂組成物。
【請求項２】ポリオレフィンまたはオレフィン系共重
合体、あるいはこれらの混合物 100重量部に対し、導電
性付与剤40重量部以上と次式【化１】（式中、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た基を示
す。）を有するアクリルアミド、あるいはその４級塩を
0.005〜1.0 重量部添加してなる組成物を、架橋処理し
たことを特徴とする電線・ケーブル用半導電性樹脂組成
物。
【請求項３】ポリオレフィンまたはオレフィン系共重
合体、あるいはこれらの混合物と導電性付与剤と次式【化２】（式中、Ｒ³は炭化水素基、Ｒ⁴，Ｒ⁵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
ら選ばれた基を示す。）を有するアミノアルキルアクリ
レート、あるいはその４級塩とからなることを特徴とす
る電線・ケーブル用半導電性樹脂組成物。
【請求項４】ポリオレフィンまたはオレフィン系共重
合体、あるいはこれらの混合物 100重量部に対し、導電
性付与剤40重量部以上と次式【化２】（式中、Ｒ³は炭化水素基、Ｒ⁴，Ｒ⁵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
ら選ばれた基を示す。）を有するアミノアルキルアクリ
レート、あるいはその４級塩を 0.005〜1.0 重量部添加
してなる組成物を、架橋処理したことを特徴とする電線
・ケーブル用半導電性樹脂組成物。