(57)【要約】      （修正有）【課題】柔軟性に優れ、高い誘電率を有する高誘電率絶縁ゴムおよびこれを利用した電力ケーブル接続部を提供する。【解決手段】少なくとも、ＥＰゴム、高誘電率フィラー、およびシアノエチル化樹脂を含有することを特徴とする高誘電率絶縁ゴムが、柔軟性に優れ、高い誘電率を有し、これを電力ケーブルの接続部に使用した場合、取り扱い性が向上することを見出した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、エチレンプロピレンゴム、高誘電率フィラー、およびシアノエチル化樹脂を含有することを特徴とする高誘電率絶縁ゴム。
【請求項２】
前記シアノエチル化樹脂が、エチレンプロピレンゴム１００重量部に対し５０〜２００重量部含有することを特徴とする請求項１に記載の高誘電率絶縁ゴム。
【請求項３】
高誘電率絶縁ゴム中の前記シアノエチル化樹脂含有量が、５〜６０ｗｔ％であることを特徴とする、請求項１に記載の高誘電率絶縁ゴム。
【請求項４】
前記高誘電率フィラーが、チタン酸バリウム系セラミックスであることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載の高誘電率絶縁ゴム。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載した高誘電率絶縁ゴムを用いることを特徴とする電力ケーブル接続部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高誘電率絶縁ゴムおよびこれを使用した電力ケーブルの接続部、終端部、および電界緩和を行うために用いられるテープ、チューブ等の電力ケーブル用部品に関するものであり、少なくとも高誘電率フィラーと高誘電率のシアノエチル化樹脂をエチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）に充填することで、誘電率と機械的特性を向上させるものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力機器において、取り扱い性を改善するため小型化することが行われている。小型化の方法としては、絶縁材料の耐電圧特性を向上させたり、電界緩和層を導入し絶縁部への印加ストレスを低減する方法などが用いられている。このうち電界緩和層では、１）誘電率の高いベースゴムを使用する方法、２）ベースゴムへ高誘電率フィラーを充填する方法、３）ベースゴムへ絶縁抵抗の低下を引き起こさない程度にカーボン粒子を充填する方法が採られている。
【０００３】
しかしながら、上記１）の方法では、現行のＥＰゴムに比べて高価なフッ素ゴムを使用しなければならない。上記２）の方法では、高誘電率フィラーの添加量の増加にともなって誘電率は高くなるものの、ゴムの柔軟性が低下してしまう。また、上記３）の方法では、カーボン粒子の添加量の増加にともなって絶縁抵抗が低下してしまうため誘電率の向上に限界がある。
【特許文献１】特許第３０２９２０３号
【特許文献２】特開２００４−２７７４４７
【特許文献３】特開平８−２２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明における課題は、ベースゴムとして安価で入手の容易なＥＰゴムを使用し、柔軟性に優れ、高い誘電率を有する高誘電率絶縁ゴムおよびこれを利用した電力ケーブルの接続部を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、少なくとも、ＥＰゴム、高誘電率フィラー、およびシアノエチル化樹脂を含有することを特徴とする高誘電率絶縁ゴムが、柔軟性に優れ、高い誘電率を有することを見出した。
【発明の効果】
【０００６】
本発明における、少なくとも、ＥＰゴム、高誘電率フィラー、およびシアノエチル化樹脂を含有することを特徴とする高誘電率絶縁ゴムは、電界緩和効果が高く、柔軟性に優れている。また、本発明の高誘電率絶縁ゴムは、誘電率が高いため、電力ケーブル接続部等において電界緩和層として使用した場合、従来に比べ少ない使用量で済み、接続部を小型軽量化することが可能である。また、本発明の高誘電率絶縁ゴムは、柔軟性に優れているため、電力ケーブルの接続部に使用した場合、取り扱い性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明について詳細に説明する。
【０００８】
本発明におけるＥＰゴムは、エチレン、プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、あるいはエチレン、プロピレン、ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）のいずれであってもよい。このうち、ＥＰＤＭのジエン成分としては、エチリデンノルボルネン（ＥＮＢ）、１，４−ヘキサジエン（１，４−ＨＤ）、ジシクロペンタジエン等が挙げられる。
【０００９】
本発明における高誘電率フィラーとしては、セラミックス粉末が好ましく、Ｍｇ２ＳｉＯ４、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＴｉＯ２、ＺｎＴｉＯ３、Ｚｎ２ＴｉＯ４、ＴｉＯ２、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＳｒＺｒＯ３、ＢａＴｉ２Ｏ５、ＢａＴｉ４Ｏ９、Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０、Ｂａ２（Ｔｉ，Ｓｎ）９Ｏ２０、ＺｒＴｉＯ４、（Ｚｒ，Ｓｒ）ＴｉＯ４、ＢａＮｄ２Ｔｉ５Ｏ１４、ＢａＳｍ２ＴｉＯ１４、Ｂｉ２Ｏ３ＢａＯＮｄ２Ｏ３ＴｉＯ２、（Ｂｉ２Ｏ３，ＰｂＯ）ＢａＯＮｄ２Ｏ３ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｔｉ２Ｏ７、Ｎｄ２Ｔｉ２Ｏ７、（Ｌｉ，Ｓｍ）ＴｉＯ３、Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｎｄ２／３）Ｏ３、Ｓｒ（Ｚｎ１／３Ｎｄ２／３）Ｏ３等を用いることができる。特に、ＢａＴｉＯ３、（Ｂａ，Ｐｂ）ＴｉＯ３、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ３、（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３等のチタン酸バリウム系セラミックスが好ましい。
【００１０】
本発明における高誘電率フィラーは、単結晶であっても多結晶であってもよい。本発明における高誘電率フィラーは、平均粒径で０．０１〜１００μｍものもが好ましく、平均粒径０．０１〜１０μｍのものが特に好ましい。平均粒径が０．０１μｍより小さい場合、比表面積が大きくなり高充填化が困難となる。一方、平均粒径が１００μｍより大きい場合、ＥＰゴム中で沈降し易く均一に分散することが困難となる。
【００１１】
本発明における高誘電率フィラーの配合量は、ＥＰゴム１００重量部に対し、３００〜７００重量部が好ましい。高誘電率フィラーの配合量が、ＥＰゴム１００重量部に対し３００重量部より少ないと、絶縁ゴムの誘電率を十分に高めることができない場合がある。一方、高誘電率フィラーの配合量が、ＥＰゴム１００重量部に対し７００重量部より多いと、混練が難しくなるだけでなく、絶縁ゴムの破断伸びが低下し実用上問題となる場合がある。また、絶縁ゴムの機械的強度を考えた場合、高誘電率フィラーの配合量は、ＥＰゴム１００重量部に対し３００〜５００重量部とすることがより好ましい。
【００１２】
本発明におけるシアノエチル化樹脂としては、シアノエチル化プルラン、シアノエチル化セルロース、シアノエチル化ポリビニルアルコール、シアノエチル化デンプン等が挙げられる。その中でも特にシアノエチル化プルランが好ましい。
【００１３】
本発明におけるシアノエチル化樹脂の配合量は、ＥＰゴム１００重量部に対し５０〜２００重量部であることが好ましい。
【００１４】
また、本発明において、高誘電率絶縁ゴム中のシアノエチル化樹脂の含有量は５〜６０ｗｔ％がより好ましい。シアノエチル化樹脂の含有量が、５ｗｔ％よりも少ないと絶縁ゴムの誘電率を十分に高めることができない場合がある。一方、シアノエチル化樹脂の含有量が、６０ｗｔ％よりも多いと絶縁ゴムの破断伸びが低下し実用上問題となる場合がある。
【００１５】
本発明における高誘電率絶縁ゴムの作製方法としては、ＥＰゴム、高誘電率フィラー、シアノエチル化樹脂、および架橋剤の混合物を均一に混練した後架橋する。また、本発明における高誘電率絶縁ゴムは、所望により酸化防止剤、プロセスオイル等を添加して作製してもよい。
【００１６】
本発明における架橋剤としては、ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、１，３−ビス−（ターシャルブチルパーオキシ−イソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ターシャルブチルパーオキシ）ヘキサン等の有機過酸化物を用いることができる。なかでも、ジクミルパーオキサイトが特に好ましい。
【００１７】
本発明において、上記混合物を混練する方法としては、ロールミル、バンバリーミキサー、ニーダ等が挙げられる。
【００１８】
以下、本発明の一実施例を記載する。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）
ベースゴムとしてＥＰＤＭ（三井化学製：ＥＰＴ３０４５）１００重量部、シアノエチル化樹脂としてシアノエチル化プルラン（信越化学工業製：ＣＲ−Ｓ）５０重量部、高誘電率フィラーとしてチタン酸バリウム系セラミックス（ＢａＴｉＯ３）（富士チタン製：ＢＴ−２０６、ε＝１８０００）３００重量部、ヒンダードフェノール系酸化防止剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製：イルガノックス１０１０）０．５重量部、およびパラフィン系プロセスオイル（サンオイル社製：サンパー２２８０）３０重量部をロールミルにて均一になるまで混練した。これに、架橋剤のＤＣＰ３重量部を添加し、さらにロールミルにて均一になるまで混練した。これを金型に入れ、１６０℃、７５ｋｇｆ／ｃｍ２で４０分間熱プレスを行い架橋させ、厚さ１ｍｍと２ｍｍのシートサンプル２種を作製した。作製したシートの比重を測定し、その結果を表１に示した。
【００２０】
誘電率測定試験
上記シートサンプルから、誘電率測定用試験片１００×１００×１ｍｍを作製した。ＪＩＳ  Ｋ６２７１規定の二重リング電極法に基づき、誘電正接測定器（総研電気社製：ＤＡＣ−ＩＭ−Ｄ１）を使用して、５００Ｖ、５０Ｈｚにて測定を行った。結果を表１に示した。
【００２１】
引張試験
上記シートサンプルから、厚さ２ｍｍのＪＩＳ  Ｋ６２５１規定の３号ダンベル試験片を作製した。ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠し、引張試験装置（東洋精機製作所製  ストログラフＲ−１）を使用して測定した。その結果を表１に示した。
【表１】
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【００２２】
（実施例２〜９）
表１に示した配合の材料を用いた他は、実施例１と同様にして実施例２〜９の高誘電率絶縁ゴムを作製し、誘電率測定試験、引張試験を行った。その結果を表１に示した。
【００２３】
（実施例１０〜１１）
シアノエチル化樹脂として、シアノエチル化デンプン（日澱化學社製：ＶＩＳＧＵＭ１２）を使用し、表１に示した配合の材料を用いた他は、実施例１と同様にして実施例１０〜１１の高誘電率絶縁ゴムを作製し、誘電率測定試験、引張試験を行った。その結果を表１に示した。
【００２４】
（比較例１〜９）
表１に示した配合の材料を用いた他は、実施例１と同様にして比較例１〜７の高誘電率絶縁ゴムを作製し、誘電率測定試験、引張試験を行った。その結果を表１に示した。
【００２５】
表１より、高誘電率樹脂であるシアノエチル化樹脂と高誘電率フィラーを併用した本実施例１〜１１は、高誘電率絶縁ゴムの誘電率を著しく増大させることができる。また、本実施例１〜９の結果が示すように、ＥＰゴム、シアノエチル化樹脂、高誘電率フィラーの配合量を変更することによって、高誘電率絶縁ゴムの誘電率および破断伸びを調節することができる。さらに、シアノエチル化デンプンを使用した実施例１０〜１１では、誘電率を著しく増大させることができる。
【００２６】
実施例２は、比較例４に比べて少ない高誘電率フィラー量で、同じ誘電率を得ることができた。また、実施例２は、比較例４に比べて破断伸びが大きく、比重も小さくすることができた。
【００２７】
比較例２〜４、および比較例５〜９の結果が示すように、単に高誘電率フィラー、あるいはシアノエチル化樹脂の配合量を増やすだけでは、絶縁ゴムの誘電率を大幅に増大させることはできなかった。
【００２８】
以上をまとめると、本発明の高誘電率絶縁ゴムは、誘電率を著しく増大することが可能である。また、高誘電率フィラーの配合量を少なくすることができるため、組成物を容易に混練することができるばかりでなく、前記フィラー配合に伴う破断伸びの低下、比重の増大、機械的強度の低下をおさえることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本願実施例および比較例における、ＢａＴｉＯ３の配合量と誘電率の関係を示したグラフである。
【図２】図２は、本願実施例および比較例における、ＢａＴｉＯ３の配合量と破断伸びの関係を示したグラフである。
【図３】図３は、本願実施例および比較例における、シアノエチル化樹脂（ＣＲ−Ｓ）の配合量と誘電率の関係を示したグラフである。
【図４】図４は、本願実施例および比較例における、シアノエチル化樹脂（ＣＲ−Ｓ）の配合量と破断伸びの関係を示したグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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