JPS6288213A

JPS6288213A - 電気ケ−ブル及びその製造方法

Info

Publication number: JPS6288213A
Application number: JP22964485A
Authority: JP
Inventors: 利夫丹羽
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1985-10-15
Filing date: 1985-10-15
Publication date: 1987-04-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、絶縁体が２層構造で、内層絶縁体が有機過酸
化物架橋型ポリオレフィンで、外Ｎ絶縁体が有機シラン
架橋型ポリオレフィンである電気ケーブル、及びその製
造方法に関するものである。

〈従来の技術〉従来、電気ケーブルの製造においては、絶縁体の架橋に
際して、種々の架橋方法が提案されているが、有機過酸
化物による架橋若しくは有機シランによる架橋が常用さ
れている。

なかでも、有機過酸化物架橋は最も一般的で、絶縁体と
してポリエチレン、ＥＰゴム等の如きポリオレフィンを
対象としたものが多い。

一方、有機シラン架橋の場合は、絶縁体厚の薄い領域で
多用されている。と言うのは、絶縁体厚が厚くなると（
３ｍｍ以上）、架橋に長時間を嬰し、実用的でなくなる
からである。つまり、シラン架橋の場合、水分の存在に
より反応が促進されるため、絶縁体厚が厚くなると、水
分が絶縁体深部に届きにくくなり、この水分の浸透速度
によって、架橋反応が律速されるからである。

このように絶縁体厚が厚くなると、上記有機過酸化物架
橋の場合でも、シラン架橋程ではないが、やはり架橋時
間が長くなる。と言うのは、この架橋の場合、ある一定
量の熱エネルギーが必要で、絶縁体の厚肉化に伴い熱伝
達が悪化し、架橋効率が低下するからである。

従って、有機過酸化物架橋と薙も、絶縁体の厚肉品に対
しては、無条件に適用できるわけではない。

〈発明が解決しようとする問題点〉つまり、従来方法によると、いずれの場合でも、絶縁体
厚が厚くなると、架橋時間が長くなるという問題があっ
て、生産性が悪かった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたも
のである。

く問題点を解決するための手段及びその作用）か＼る本
発明の特徴とする点は、絶縁体を２層構造とし、各層を
異なる架橋方法で架橋させたことにあり、これを具体化
した本発明の一つは、導体上の絶縁体が２層構造で、内
層絶縁体が有機過酸化物架橋型ポリオレフィンからなり
、外層絶縁体が有機シラン架橋型ポリオレフィンからな
る電気ケーブルにあり、更に本発明のもう一つは、導体
上に有機過酸化物架橋型ポリオレフィンを押出し被覆し
た後、有機ソラン架橋型ポリオレフィンを押出し被覆し
、その際、上記導体を１４０　’Ｃ以上に加熱しつつ外
層より３Ｋｇ／ｃｍ２以上の外圧で加圧する電気ケーブ
ルの製造方法にある。

尚、本発明のケーブルでは、必要により、内部半導電層
及び／又は外部半導電層を設けることは何等差し支えな
い。

次に、上記本発明の電気ケーブル及びその製造方法につ
いて、更に詳説する。

先ず、本電気ケーブルの場合、導体を１４０　’Ｃ以上
に加熱する。この加熱は導体が押出機を通過する以前で
も、或いは絶縁体の被覆された通過後でも、更には前後
の両方で行ってもよい。要するに、最初の架橋（有機過
酸化物架橋）には少なくとも１４０℃以上の加熱温度が
好ましいからである。つまり、１４０℃未満でも過酸化
物架橋は徐々にではあるが進行するものの、長時間を要
し、実際には、１４０　’ｃ以上でないと実用にならな
いからである。

絶縁体の内層部をなす有機過酸化物架橋型ポリオレフィ
ンの押出湯度は、有機過酸化物の種類とその使用量にも
依るが、通常、その１分半減期温度が２０℃以下である
ことが好ましい。２０”Ｃを越える温度では、押出工程
中に架橋が押出機内で進行し、長時間運転が不可能とな
ることがある。

従って、より広くは３０℃以下であればよい。

一方、絶縁体の外層部をなす有機シラン架橋型ポリオレ
フィンは１５０℃以上で押し出す。この有機シラン架橋
型ポリオレフィンの場合、二つのタイプの使用が可能で
あって、その一つは予め有機シランとポリオレフィンを
グラフト化させた所謂グラフトマーを使用する場合であ
り、もう一つは押出工程中でポリオレフィンと有機シラ
ンとを混合し、グラフト化させつつ押出す場合である。

いずれの場合も、押出湯度が１５０　”Ｃ未満であると
具合が悪い。と言うのは、前者にあっては、グラフトマ
ーの粘性が低温では大きく、押出機の負荷が増大するか
らであり、又後者にあっては、押出中でのグラフト化反
応が低温では十分達成されないからである。

このようにして得られた２層押出構造の絶縁体はその２
Ｎ化により、単独構造の絶縁体に比較して、内外各層の
厚さは薄く、而も、内層部の有機過酸化物架橋型ポリオ
レフィンは加熱導体及び外層からの伝熱と外層部自体の
保温効果により、過酸化物架橋に必要な熱エネルギーが
十分に得られ、極めてスムーズに架橋されと、推論され
る。又外層部の有機シラン架橋型ポリオレフィンにあっ
ては、２層化による薄肉構造により、このシラン架橋に
必要な水分の浸透性がよく、又内層の過酸化物架橋時に
発生すると考えられる微遣水分の供給や、外部半導電層
側からの微量水分の移行等が加わって、やはり極めてス
ムーズに架橋されると、推論される。

この架橋の際、外圧は好ましくは３　Ｋ　ｇ　／　ｃ　
ｍ２以上であることが望ましい。３ＫＨ／ｃｍ２未満で
あると、形成された絶縁体にボイド（気泡）が生じ易く
、部分放電による電気特性の低下が起こるからである。

従って、より好ましくは５Ｋｇ／ｃｍ”程度がよい。こ
の加圧により、ボイドのない電気特性の優れた絶縁体が
得られる。

上記本発明で使用されるポリオレフィンとしては、ポリ
エチレン（ＬＤＰＥ、、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ）　、Ｅ
Ｐゴムの他、エチレン系コポリマー、例エバＥ　Ｖ　Ａ
、　Ｅ　Ｅ　Ａ、エチレン・α−オレフィンコポリマー
、エチレン・ブテン−１−コポリマー等のものが挙げら
れるが、これらのものに限定されるものではない。

これらのポリオレフィンに添加される有機過酸化物とし
ては、特に限定されないが、ジクミルペルオキシド、α
α′ビス（ｔ−ブチルペルオキシ・イソプロピル）ヘン
ゼン、ｎ−ブチル、４．４ビス（ｔ−ブチルペルオキシ
）ハレラート、２゜５ジメチル−２，５ジ（ｔ−ブチル
ペルオキシ）ヘキシン３、Ｌブチルペルオキシヘンゾエ
ート、ｔブチルクミルペルオキシド、ジ−ｔ−ブチルペ
ルオキシド等が使用される。

又、有機シランとしては、通常のシラン架橋の際に用い
られる有機シランであれば、特に限定されず、例えば、
ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン
、Ｔ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリ
ス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン等が用いられる。

〈実施例〉［１）断面積１５０ｍｍ”の軟銅撚緑導体上に内部半導
電層、絶縁体、外部半導電層を夫々１ｍｍ、３ｍｍ、、
０．５ｍｍの各厚さで設けてなる電カケープルにおいて
、実施例■ 内層絶縁体を２ｍｍ厚の打機過酸化物含有ポリエチレン
とし、外層絶縁体を１ｍｍ厚の有機シラングシフト化ポ
リエチレンとした。

比較例■ 絶縁体全層を３ｍｍ厚の有機過酸化物含存ポリエチレン
とした。

比較例■ 絶縁体全層を３ｍｍ厚の有機シラングラフト化ポリエチ
レンとした。

製造条件■ 上記各ケーブルの製造は、押出後、３ｙｌ加熱により導
体を１５０℃に加熱し、この加熱を２０分間続け、且つ
この際、外周より１５０℃、圧力４゜３Ｋｇ／ｃｍ２の
飽和水蒸気加圧下で連続架橋させて行った。

このときの各ケーブル絶縁体の架橋に必要な時間（架橋
所要時間）を比較したところ、実施例■：比較例■：比
較例■＝１：２：４で、実施例■の場合、架橋所要時間
が短く、その生産性が格段に優れていることが分かる。

又得られたケーブルの交流長時間破壊特性は全試料とも
に１００ＫＶ以上の良好な値を示した。ボイド調査のた
め、絶縁体層を０．５ｍｍ厚のスライス片として、夫々
２０枚切り出し、ボイドを調べたが、５０μｍ以上のボ
イドは見られなかった。

製造条件■ 上記製造条件■の水蒸気加圧のみを変え、２００℃の窒
素ガス雰囲気下で架橋させた。このときの加圧力は８．
６．４．３．２）＜ｇ／ｃｍ２の各値とした。

その結果は、加圧力に関係なく、上記各ケーブルの架橋
所要時間は、実施例■：比較例■：比較例■＝２：３：５以上で、やはり実施例■の場合が生産性に優れていることが
分かる。

しかし、加圧力が２　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”で得た実
施例■と比較例■のケーブルの場合、絶縁体中（実施例
■では内層部）に５０〜７０μｍのボイドが数個存在し
た。比較例■及び実施例■の外層部には大きなボイドは
なかった。このことは、有機過酸化物の分解時に生成す
るガスによりボイドが生ずることを意味し、その防止に
は３　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　”以上の外圧が必要である
ことが分かる。

（ＩＩ）断面積２５０ｍｍ２の軟胴撚線導体上に内部半
導電層、絶縁体、外部半導電層を夫々１ｍｍ、５ｍｍ、
０．５ｍｍの各厚さで設けてなる電カケープルにおいて
、実施例■ 内層絶縁体を３ｍｍ厚の有機過酸化物含有ポリエチレン
とし、外層絶縁体を２ｍｍ厚の有機シラングラフト化ポ
リエチレンとした。

比較例■ 絶縁体全層を５ｍｍ厚の有機過酸化物含有ポリエチレン
とした。

比較例■ 絶縁体全層を５ｍｍ厚の有機シラングラフト化ポリエチ
レンとした。

製造条件■ 上記ＣＩ）の製造条件Ｉと同一条件で各ケーブルを製造
したところ、架橋所要時間は、実施例■：比較例■：比
較例■＝１：１５で、やはり実施例■の場合が生産性に
優れていることが分かる。全試料と右、ボイドの発生は
なく、交流長時間破壊特性は１５０　　ＫＶ以上で良好
であった。

（ＴＩＩ〕断面積２５０ｍｍ２の軟銅撚線導体上に内部
半導Ｈ１絶縁体、外部半導電層を夫々１ｍｍ、３ｍｍ、
０．５ｍｍの各厚さで設けてなる電カケープルにおいて
、実施例■ 内層絶縁体を２ｍｍ厚の有機過酸ｌヒ物含有ＥＰゴム絶
忌コンパウンドとし、外層絶縁体を１ｍｍ厚の有機シラ
ングラフト化ＥＰゴム絶８１コンパウンドとした。

比較例■ 絶縁体全層を３ｍｍ厚のを機過酸化物含頁ＥＰゴム絶縁
コンパウンドとした。

比較例■ 絶縁体全層を３ｍｍ厚の有機シラングラフト化ＥＰゴム
絶縁コンパウンドとした。

製造条件■ 上記各ケーブルの製造は、押出被覆後、２００℃の蒸気
中で連続架橋させると共に、超音波を外周より照射し、
導体を１４５℃まで加熱させて行った。

このときの各ケーブル絶縁体の架橋所要時間は、実施例
■：比較例■：比較例■＝３　：　５　：　６で、ポリ
エチレンの場合に比べて、実施例■ではや＼優位性が低
下しているものの、なお生産性に優れていることが分か
る。

〔ｒｖ〕上記ＣＩ）の製造条件■で得た実施例■と比較
例■の各ケーブルを長期浸水課通電（Ｉ　ＫＨ２、ｌｏ
ＫＶ課電１ケ月）を行った。

その結果、交流破壊電圧の低下率は、実施例■−２５％比較例■＝４０％であって、特性低下の変化が実施例■で少なく、電気特
性にも優れたケーブルであることが分かる。

〈発明の効果〉以上の説明から明らかなように、本発明の電気ケーブル
及びその製造方法によれば、絶縁体が２層構造で、内層
絶縁体を有機過酸化物架橋型ポリオレフィンとし、外層
絶縁体を有機シラン架橋型ポリオレフィンとするもので
あるため、単独構造の絶縁体に比較して、架橋所要時間
が短くて済み、その分、ケーブル生産性のが可能となる
り、又電気特性的にも優れたケーブルを得ることができ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、導体上の絶縁体が２層構造で、内層絶縁体が有
機過酸化物架橋型ポリオレフィンからなり、外層絶縁体
が有機シラン架橋型ポリオレフィンからなることを特徴
とする電気ケーブル。
（２）、導体上に有機過酸化物架橋型ポリオレフィンを
押出し被覆した後、有機シラン架橋型ポリオレフィンを
押出し被覆し、その際、上記導体を１４０℃以上に加熱
しつつ外層より３Ｋｇ／ｃｍ＾２以上の外圧で加圧する
ことを特徴とする電気ケーブルの製造方法。