JPS5952485B2 - 電気用物品 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コンデンサ、電気ケーブル等絶縁膜を用いた
電気用物品において電気物品中への絶縁油、絶縁ガス等
の絶縁性媒体の含浸性を向上さ。

せ、電気用物品中でのコロナ放電劣化による寿命の低下
を防止した低誘電損失の電気用物品を提供することにあ
る。電気用物品の絶縁膜、特にコンデンサーにおいては
小型化、耐高電圧化、大容量化等が目標とさ。

れている。このためには高い絶縁破壊電圧、低い誘電体
損失係数を示す材料であつて、かつ絶縁油汚染度の小さ
い材料であることが必要である。これらの要求に対して
、従来用いられてきた絶縁膜としての紙が、順次ポリプ
ロピレンフィルムに代えられてきた。しかしながらポリ
プロピレンフィルムを用いた場合には絶縁媒体の含浸性
が良くないためにその用途に限界があつた。絶縁媒体の
含浸性が悪いと絶縁媒体の電気緩和効果が失われるので
その実用性が低下するからであると考えられている。ま
た、絶縁媒体の含浸性を改善するため、フィルムの表面
にエンボス加工を行なつて表面凹凸を付したり、フィル
ムと不織布とを複合したり、することが試みられている
がかかる絶縁膜は製造工程が複雑であるという欠点を有
する。

本発明者らはかかるポリプロピレン等のフィルムの問題
点を改良することにより高絶縁性でしかも絶縁媒体含浸
性が良好なフィルムを供給することを目的として研究し
て本発明に到達したものである。

即ち本発明はアイソタクチックポリプロピレンとメルト
インデックスが０．０３以下のポリエレンとを９９：
１〜８０：２０（重量比）で混合した混合重合体からな
り表面がフィフリル化した状態である配合フィルムが、
絶縁媒体を含浸した電気用物品の絶縁膜の一部または全
部を構成したことを特徴とする電気用物品を提供するこ
とにある。

本発明において用いる絶縁膜は、アイソタクチックポリ
プロピレンとメルトインデックス（以下Ｍ−］と記す）
が０．０３以下のポリエチレンと９９■１〜８０：２０
（重量比）で混合した混合重合体から製造され、表面が
フィフリル化した状態である配向フィルムである。

かかるフィルムは上記二種の重合体を溶融押出しして未
延伸フィルムを得、少なくとも１軸延伸、好ましくは同
時もしくは逐次２軸延伸をすることにより表面がフィフ
リル化した状態として得ることができる。延伸倍率は、
均一な膜厚のフィルムを得ることができる範囲であれば
限定的ではない。通常の延伸倍率は、１軸延伸の場合は
縦方向に１２０〜１５５℃の温度で３．８倍〜１０倍横
方向に１３５℃〜１５５℃で５〜１２倍程度である。か
かるフイルムの製造に用いるアイソタクチツクポリプロ
ピレンとＭ−１０．０３以下のポリエチレンとの混合比
率は前者対後者＝９９：１〜８０：２０（重量比）の範
囲内であるが、好ましくは９５：５〜８５：１５である
。

Ｍ−１が０．０３以下のポリエチレンの混合量が１（重
量）％未満となると絶縁媒体（絶縁油あるいは絶縁ガス
）の含浸性が悪化する。またポリエチレンの混合量が２
０（重量）％を越えると、得られたフイルムの表面フィ
フリルが過大となり、突起物が形成されてコロナ放電開
始電圧が低下してしまう。本発明において用いるアイソ
タクチツクポリプロピレンは通常市販のものを広く用い
ることができ、固有粘度（テトラリン１３５℃中で測定
）は通常１．８〜３．０である。

実用的には固有粘度１．８〜２．６の範囲のものを用い
ればよい。また、アイソタクチツク指数は８５％以上で
あるのが好ましく、９３％以上であるのが実用的である
。さらに、ポリプロピレン中に不純物の含有は少ないの
が好適で、ポリプロピレン中に灰分が４００（重量）Ｐ
ｐｍ以下〔好ましくは１００（重量）Ｐｐｍ以下〕、絶
縁油可溶ポリマー量３（重量）％以下、絶縁油可溶添加
剤量０．３（重量）％以下〔好ましくは０．１５（重量
）％以下〕であるのが実用上好ましい。なおアイソタク
チツクポリプロピレンには若干のエチレンが共重合した
状態のプロピレン−エチレン共重合体．をも含むもので
ある。一方、本発明において用いるＭ−１０．０３以下
のポリエチレンは密度０．９３１〜０．９５５ｇ／ＣＩ
Ｉｌ２のものが一般に用いられる。

また、ポリエチレン中に不純物の含有は少ないのが好適
で、ポリエチレン中に灰分が４００（重量）Ｐｐｍ以下
〔好ましくは１００（重量）Ｐｐｍ以下〕、絶縁油可溶
ポリマー量が１０（重量）％以下、絶縁油可溶添加剤量
は１．０（重量）％であるのが実用上好ましい。

かかる、本発明で用いる配向されたフイルムはその表面
が、細かい筋状束が任意の方向に湾曲集合し該筋状束か
ら更に細かいフィフリル状のひげのような形態を示すフ
ィフリル構造である。

その一例の顕微鏡写真を第１図、第２図に示す。上記配
向されたフイルムは、コンデンサ、電気ケーブル等の絶
縁膜として電気用物品を形成し、この電気用物品に絶縁
媒体を含浸した状態で本発明の電気用物品を形成する。
絶縁媒体は、絶縁油あるいは絶縁気体であるが特に本発
明に用いる絶縁膜は油含浸性が優れているので絶縁油を
絶縁媒体として用いる電気用物品であるのがその効果を
大きく発揮する。

絶縁油とｌしては鉱油、シリコーン油、アルキルベンゼ
ン、流動パラフイン、高圧絶縁油（ＪＩＳ規格）、合成
油例えばＫＩＳ絶縁オイル（呉羽化学社製：商品名）、
ポリイソブチレン、綿実油等を例示することができる。
絶縁気体としては沸化硫黄を実用例として示すことがで
きる。かかる本発明の電気用物品は表面がフィフリル化
した状態であるの配向フイルム（ごより絶縁膜が形成さ
れているため絶縁媒体の誘電体間、および電極一誘電体
間の含浸性を著しく高め、従つて絶縁媒体の含浸工程を
、短時間で終らせることができる。

また含浸後の電気用物品の絶縁性の信頼度が高く、コロ
ナ放電による劣化または損傷が著しく低下する。本発明
における各種特性値の測定方法は次の通りである。

（１）ＭＩ（メルトインデツクス） ポリエチレンをＪＩＳＫ６７６Ｏにより１９０℃で２１
６ｋｇの荷重で溶融押出した場合の流量をｇ／１０分で
表示した数値である。

（２）灰分 試料約４０ｇを白金ルツボにとり、電気炉で８００℃で
焼いた後の灰分を秤量する（３）絶縁油可溶ポリマー量 試料約４０ｇを１００℃のアルキルベンゼン溶媒中に３
００時間浸漬しフイルム重量を処理前後で測定し下式に
よつて計算する。

（４）絶縁油可溶添加剤量 ８０℃の絶縁油中にフイルムを浸漬し溶出量の経時変化
が飽和に達した時点の溶出量をガスクロマトグラフ法で
求めて可溶添加剤量とした。

（５）コロナ放電開始電圧（０ＳＶ）試料を用いて容量
０．５μＦのコンデンサーを作り、これにアルキルベン
ゼンを含浸させたコンデンサに２０℃、６０ＨＺの交流
電圧を印加し、放電開始電圧が時間と共に増加するのを
測定し飽和電圧に達した電圧をもつてコロナ放電開始電
圧とした。

（７）容積効率 コンデンサ又はケーブル等の電気物品に於いて一定の誘
電体及び電極を含めた総体積中に収容しうる静電容量と
か送電電気容量を云う。

（８）ＡＣ破壊強度試料を２０℃６０ＨＺの交流電圧を
印加し１００点測定した極少値の分布を求め、平均破壊
電圧を求めた。

（９）Ｔａｎδ 試料を５０℃のアルキルベンゼン中に浸漬しＪＩＳＣ２
３２Ｏに準拠して行ない、６０ＨＺＩＫＶの電圧で印加
して高圧シューリンクブリッジで測定した複合誘電体損
失である。

（代）インパルス強度 アルキルベンゼン含浸状態での板状試料につき２０℃で
測定した。

０１）耐油性 高圧絶縁油ＪＩＳｌ号を用い８０℃３０日間、真空状態
に保つて膨潤度を測定したものである。

Ｑ２）透気度 試料フイルムを３枚重ねて０．０５ｋｇ／ＣＯｌ２の面
圧を作用させて直径Ｍｍのわくに取りつけた。

一方比較品として市販コンデンサ紙（１８μ）を３枚重
ねて上記と同様のわくに取りつけた。各々の一面に０．
１ｋｇ／ＣＩｎ２（ゲージ）圧の気体を供給し反対面側
に透過した気体の圧力を受けて天ピンの左右に圧力を伝
達しその透過気体量の差を定性的に測定した。実施例
１ 固有粘度２．２（１３５℃テトラリン溶液）アイソタク
テイツクインデツクス９６％のアイソタクテイツクポリ
プロピレン９５（重量）％とＭ−１０．００５密度０．
９４５ｇ／ＣＩＩｌ２の線状高分子量ポリエチレン５（
重量）％とを粉体状で混合し、溶融混練後直径２．５ｍ
ｍのストランドに成型し、長さ約３ｍｍの円筒形ペレツ
トを作つた。

該ペレツトを２７０℃でＴダイスを用いて溶融押出し厚
さ５００μの未延伸フイルムを製造した。この未配向フ
イルムを１５０℃で５倍縦延伸し、横方向に１５５℃で
８倍延伸し、次いで１６０℃で約１５秒間熱固定した。

こうして得た２軸延伸フイルムは厚さ１２μで表面に球
状フィフリルを有したフイルムであつた。

（ＢＯＰ−Ａ）一方上記と同一の重合体混合物を溶融押
出し成形し厚さ１２０μの未配向フイルムを得、別に上
記のアイソタクテイツクポリプロピレンのみを溶融して
厚さ３８０μに調節して未配向フイルム上に押出ラミネ
ートした。

該複合フイルムを上記と同様の倍率、温度で縦、横両方
向に延伸し１２μの２軸延伸複合フイルムを得た。 （
ＢＯＰ−Ｂ）更に上記アイソタクテイツタポリプロピレ
ンのみを溶融押出し成形し同様の温度、倍率で２軸延伸
して、厚さ１２μのフイルムを得た。 （ＢＯＰ一Ｃ）
これらのフイルムを用いて次のような構成にしてコンデ
ンサを作つた。

フイルム３枚をアルミ箔と重ね合せて巻き回し、絶縁油
に呉羽化学製ＫＩＳ４ＯＯオイルを使用して容量１μＦ
のコンデンサ（各１０個）を作成した。これ等のコンデ
ンサを１００℃の温度に保ち、コロナ放電開始電圧（Ｃ
ＳＶ）及びその寿命を測定した結果を下表に示す。

この結果より本発明のＢＯＰ−Ａ．ＢＯＰ−Ｂ自体かこ
れらを一部使つたＢＯＰ−Ａ／ＢＯＰ−Ｃ／ＢＯＰ−Ａ
のような構成で著しいコロナ放電開始電圧の向上、故障
率の低下等の効果を示した。

また、経日変化についても本発明は１日後ですでに含浸
状態がかなり改善されていることが理解される。実施例
２ アプＶン含有量が３（重量）％アイソタクチツクインデ
ツクス９４％のエチレン−プロピレン共重合体とＭ−１
が０．０２、密度０．９５０ｇ／―のポリエチレンとを
後記の割合で混合し、実施例１と同様の方法で延伸し厚
さ１８μの２軸延伸フイルムを得た。

該フイルムを用いて容量１μＦのコンデンサを製造した
。

含浸油としては呉羽化学製ＫＩＳ４ＯＯオイルを用いた
。含浸油の良否を判定する為にＣＳＶの測定を実施した
。

その結果を次表に示す。

実施例 ３ 実施例１におけるポリプロピレンとポリエチレンとを９
５（重量）％混合して実施例１と同じ倍率、温度で２軸
延伸した後、含浸のしやすさを示す透気度を絶縁紙（コ
ンデンサ紙１２μ）と次表に比較した。

尚ポリエチレンはＭＩの異なるものを用いた。

このものをコンデンサの誘電体として厚さ２５μのフイ
ルムを２枚用いてＡｌ箔と巻回して、前記含浸油を含浸
させて２力月間４．０ＫＶの交流電圧１００℃に保つて
作用させた時点では本発明の範囲の誘電体は故障なく、
Ｍ−１が０．０４以上のものは１０コのコンデンサ中平
均して２〜３コ故障が発生した。実施例 ４ 極限粘度２．４、アイソタクチツクインデツクス９６％
のアイソタクテイツクポリプロピレンとＭ・Ｉが０．０
２密度０．９４８ｇ／Ｃｎｌ２のポリエチレンの両者の
混合割合を９０（重量）％と１０（重量）％をに混合し
、別にアイソタクチツクポリプロピレンのみを用い、実
施例１のＢＯＰ−Ｂと同様の操作、延伸温度、倍率で２
軸延伸し、厚さは上記混合層が７μ、残るアイソタクテ
イツクポリプロピレン層が５３μで合計金厚さが６０μ
の複合フイルムを製造した。

該フイルムとケーブル用絶縁紙（厚さ１２５μ）とを交
互に積層するように巻回したものとの比較を行つた。

（比較例−１）

【図面の簡単な説明】 第１図、第２図は本発明で用いる絶縁膜の顕微鏡写真の
一例を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アイソタクチックポリプロピレンとメルトインデッ
   クスが０．０３以下のポリエチレンとを９９：１〜８０
   ：２０（重量比）で混合した混合重合体からなり表面が
   フィブリル化した状態である。 配向フィルムが、絶縁媒体を含浸した電気用物品の絶縁
   膜の一部または全部を構成したことを特徴とする電気用
   物品。