JP6445485B2 - 半導電性樹脂組成物及びこれを用いた電力ケーブル - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る電力ケーブルの一実施形態を示す部分側面図である。図2は、図1のII−II線に沿った断面図である。図1及び図2に示すように、電力ケーブル10は、導体1と、導体1を包囲するように設けられる絶縁層2と、絶縁層2を包囲するように設けられる半導電層3とを備えている。
上述したようにベース樹脂は、エチレン酢酸ビニル共重合体(以下、単に「EVA」と呼ぶ)のみからなる。この場合、ベース樹脂がEVA及びEVA以外の樹脂の混合樹脂で構成される場合に比べて、ベース樹脂がカーボンを多量に配合することが容易であり、且つより優れた耐熱老化性を半導電性樹脂組成物に付与できる。
Y≧43926X−2.391 ・・・(1)
カーボンは、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、カーボンとしては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、サーマルブラック及びケッチェンブラックなどが挙げられる。中でも、カーボンとしては、ファーネスブラックが好ましい。この場合、電力ケーブル10の半導電層3においてカーボンがファーネスブラック以外のカーボンで構成される場合と比べて、電力ケーブル10の芯出しを行う際に、半導電層3を絶縁層2から容易に剥離することが可能となる。
次に、上述した電力ケーブル10の製造方法について説明する。
まず導体1を準備する。導体1は、1本の素線のみで構成されてもよく、複数本の素線を束ねて構成されたものであってもよい。また、導体1は、導体径や導体の材質などについて特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜定めることができる。
次に、導体1を包囲するように絶縁層2を形成する。絶縁層2に用いる絶縁体は特に限定されるものではないが、このような絶縁体としては、例えばポリオレフィン系樹脂を含む絶縁性樹脂組成物等を用いることができる。
次に、絶縁層2を包囲するように半導電層3を形成する。半導電層3は、例えばEVAのみからなる原料樹脂と、カーボンとを含む原料を混練し、チューブ状の混練物を押し出して絶縁層2上に連続的に被覆した後、原料樹脂を架橋させることで形成することができる。このとき、架橋は、原料樹脂を架橋して得られるベース樹脂のゲル分率が17%以上となるように行われる。
100℃に加熱したオイルロール(製品名「オイルロール152Φ×390L」、大竹機械工業社製)で原料樹脂を溶融させ、原料樹脂100質量部に対してカーボン、老化防止剤及び架橋助剤を、表1〜3に示す配合量(単位は質量部)で配合し、十分に混練した後、温度を90℃程度まで低下させ、架橋剤を表1〜3に示す配合量(単位は質量部)で配合して原料を得た。そして、この原料を混練して混練物を得た。
EVA1:商品名「エバフレックスEV150」、三井デュポンポリケミカル社製、酢酸ビニル含量:33%
EVA2:商品名「エバフレックスV523」、三井デュポンポリケミカル社製、酢酸ビニル含量:33%
ニトリルブタジエンゴム(NBR):商品名「Nipol DN219」、日本ゼオン社製
ファーネスブラック、商品名「トーカブラック#5500」、東海カーボン社製、平均粒径:25nm
老化防止剤1:レスヒンダードフェノール系老化防止剤、商品名「ノクラック300」、大内新興化学工業社製
老化防止剤2:ヒンダードフェノール系老化防止剤、商品名「イルガノックス1010」、BASF社製
TAIC(トリアリルイソシアヌレート)、商品名「タイク」、日本化成社製
DCP(ジクミルパーオキサイド)、商品名「パーカドックスBC−FF」、化薬アクゾ社製
上記のようにして得られた実施例1〜10及び比較例1〜4の半導電性樹脂組成物のシートについて、以下のようにして抵抗、耐熱老化性、機械的特性及び柔軟性の評価を行った。また、実施例1〜10及び比較例1〜4の混練物については、以下のようにして加工性の評価を行った。
抵抗の評価は体積抵抗率に基づいて行った。体積抵抗率は以下のようにして測定した。すなわち、上記のようにして得られた実施例1〜10及び比較例1〜4の半導電性樹脂組成物のシートを20mm×80mmの寸法に切断し、シートの両端に幅5mmずつ導電塗料で電極を形成し、90℃に設定した恒温槽において、携帯用ホイートストンブリッジ(製品名:「275597」、横河電機製作所製)を用いて体積抵抗率の測定を行った。結果を表1〜3に示す。なお、体積抵抗率の合格基準は下記の通りとした。
(合格基準)90℃における体積抵抗率が300Ω・cm以下であること
ここで、「300Ω・cm」は、半導電性樹脂組成物によって電力ケーブルの半導電層を形成した場合にこの値を超えると、6.6kVの電圧において放電のリスクが高まることを示す体積抵抗率の値である。
耐熱老化性の評価は、熱老化後の伸び残率に基づいて行った。熱老化後の伸び残率は以下のようにして測定した。すなわち、上記のようにして得られた実施例1〜10及び比較例1〜4の半導電性樹脂組成物のシートをJIS3号スーパーダンベル(ダンベル社製)で打ち抜き、JIS3号ダンベル試験片を作製した。このダンベル試験片について、引張試験機(製品名「STOROGRAPH−R1」、東洋精機製作所製)を用いて引張試験を行い、熱老化前の伸び率を測定した。また、このダンベル試験片を140℃に設定したオーブン(製品名「GEEROVEN」、TOYOSEIKI社製)に7日間保管したものについても、引張試験機(製品名「STOROGRAPH−R1」、東洋精機製作所製)を用いて引張試験を行い、熱老化後の伸び率を測定した。熱老化前の伸び率及び熱老化後の伸び率から下記式に基づいて伸び残率を算出した。
伸び残率(%)=100×熱老化後の伸び率/熱老化前の伸び率
結果を表1〜3に示す。表1〜3において、伸び残率の合格基準は下記の通りとした。なお、引張試験において、引張速度は200mm/minとした。
(合格基準)熱老化後の伸び残率が80%以上であること
加工性の評価は、ムーニー粘度に基づいて行った。ムーニー粘度は、実施例1〜10及び比較例1〜4の半導電性樹脂組成物の作製途中で得られた混練物について、ムーニー粘度計(製品名「SMV−300RT」、株式会社島津製作所製)を用いて測定した。結果を表1〜3に示す。なお、ムーニー粘度試験は、測定温度100℃でL型ロータを用いて、予熱1分、測定時間4分の条件で行った。
機械的特性の評価は、引張強度に基づいて行った。引張強度の測定は以下のようにして行った。すなわち、上記のようにして得られた実施例1〜10及び比較例1〜4の半導電性樹脂組成物のシートをJIS3号スーパーダンベル(ダンベル社製)で打ち抜き、JIS3号ダンベル試験片を作製した。この試験片について、引張試験機(製品名「STOROGRAPH−R1」、東洋精機製作所製)を用いて引張試験を行い、引張強度を測定した。結果を表1〜3に示す。なお、引張試験において、引張速度は200mm/minとした。
柔軟性の評価は、伸び率に基づいて行った。伸び率の測定は以下のようにして行った。すなわち、上記のようにして得られた実施例1〜10及び比較例1〜4の半導電性樹脂組成物のシートをJIS3号スーパーダンベル(ダンベル社製)で打ち抜き、JIS3号ダンベル試験片を作製した。この試験片について、引張試験機(製品名「STOROGRAPH−R1」、東洋精機製作所製)を用いて引張試験を行い、伸び率を測定した。結果を表1〜3に示す。なお、引張試験において、引張速度は200mm/minとした。
2…絶縁層
3…半導電層
10…電力ケーブル
Claims (5)
- エチレン酢酸ビニル共重合体のみからなるベース樹脂と、
カーボンとを含む半導電性樹脂組成物であって、
前記カーボンが前記ベース樹脂100質量部に対して35質量部以上の割合で配合され、
前記エチレン酢酸ビニル共重合体中の酢酸ビニル含量が20〜33質量%であり、
前記ベース樹脂のゲル分率が17〜52%である、半導電性樹脂組成物。 - 前記半導電性樹脂組成物が老化防止剤を更に含み、
前記カーボンが前記ベース樹脂100質量部に対して55質量部以上の割合で配合され、
前記老化防止剤が前記ベース樹脂100質量部に対して1.5質量部以下の割合で配合される、請求項1に記載の半導電性樹脂組成物。 - 前記カーボンが前記ベース樹脂100質量部に対して65質量部以下の割合で配合され、
前記老化防止剤がレスヒンダードフェノール系老化防止剤で構成される、請求項2に記載の半導電性樹脂組成物。 - 前記カーボンがファーネスブラックで構成される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導電性樹脂組成物。
- 導体と、
前記導体を包囲するように設けられる絶縁層と、
前記絶縁層を包囲するように設けられる半導電層とを有し、
前記半導電層が請求項1〜4のいずれか一項に記載の半導電性樹脂組成物で構成される電力ケーブル。
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