(57)【要約】  電気ケーブル付属品のための半導体絶縁遮へい物を製造するための方法を提供する。本方法は、電気ケーブル付属品に関して望みの輪郭形状を有する基板を提供することを含む。次に、基板をエラストマー半導体材料で被覆して、被覆された基板を形成する。次に、エラストマー絶縁誘電体材料を被覆された基板の周りに成形し、エラストマー半導体材料とエラストマー絶縁誘電体材料とを、化学的接着によってエラストマー半導体材料をエラストマー絶縁誘電体材料に到達させるのに十分な熱と圧力を加えることによって硬化させる。
2005515742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ケーブル付属品のための半導体遮へい物を製造する方法であって、
電気ケーブル付属品に関して望みの輪郭形状を有する基板を提供する工程と、
基板をエラストマー半導体材料で被覆して、被覆された基板を形成する工程と、
被覆された基板の周りに未硬化のエラストマー絶縁誘電体材料を成形する工程と、
化学的接着によってエラストマー半導体材料をエラストマー絶縁誘電体材料に到達させるために十分な熱と圧力を加えることによって、エラストマー半導体材料とエラストマー絶縁誘電体材料とを硬化させる工程とを含む方法。
【請求項２】
最外半導体ジャケットを付着させる工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
被覆された基板の上に事前成形された半導体ジャケットを付着させ、被覆された基板と外側ジャケットとの間に空間を残す工程と、
外側ジャケットの上に型を位置付ける工程と、
外側ジャケットと被覆された基板との間の空間に未硬化の絶縁誘電体材料を適用することによって、被覆された基板の周りに未硬化の絶縁誘電体材料を成形する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
型の内側表面を未硬化の半導体ジャケット材料で被覆する工程と、
被覆された基板の上に型を位置付けて、型の被覆された内側表面と被覆された基板との間に空間を残す工程と、
半導体ジャケット材料と被覆された基板との間の空間の中に未硬化の絶縁誘電体材料を適用することによって、被覆された基板の周りに未硬化のエラストマー絶縁誘電体材料を成形する工程と、
半導体ジャケット材料、エラストマー絶縁誘電体材料、およびエラストマー半導体材料を同時に硬化させる工程とをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記エラストマー半導体材料が溶媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記溶媒を、被覆された基板の周りに未硬化の絶縁誘電体材料を成形する前に蒸発させる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記基板が、鋼、ステンレス鋼、アルムニウム、およびポリテトラフルオロエチレンのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記エラストマー半導体材料が触媒を含まない、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記の未硬化の誘電体材料が触媒を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記触媒が過酸化物を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
電気ケーブルを遮へいするための製造物品であって、エラストマー半導体材料の周りにエラストマー絶縁誘電体材料を成形して、エラストマー絶縁誘電体材料とエラストマー半導体材料とを同時に硬化させることによって、エラストマー絶縁誘電体材料に到達させてこれと化学的に接着したエラストマー半導体材料を含む、製造物品。
【請求項１２】
遮へいケーブル付属品であって、
被覆形成されたエラストマー半導体材料部分と、
前記エラストマー半導体材料部分の周りに成形されたエラストマー絶縁誘電体材料部分とを含み、
前記エラストマー半導体材料部分と前記絶縁誘電体材料部分は同時に硬化されて、化学的接着によって前記エラストマー半導体材料部分の前記エラストマー絶縁誘電体材料部分への到達を実施する、遮へいケーブル付属品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遮へいされた電気ケーブル付属品に関する。さらに特定すれば、本発明は、中・高圧電気ケーブル付属品に対して幾何学的電気応力制御および遮へいを提供するために有用な、半導体遮へい物を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁界における高・中圧電気ケーブルの終端および接続には、電気的遮へいまたは応力制御が必要である。エラストマー・ケーブル付属品の幾何学的電気応力制御および／または遮へいは一般に、下記の２つの方法の１つによって達成することができる。
【０００３】
１つの方法では、エラストマー半導体幾何学的応力制御インサートを、１つの製造作業で事前成形する。次にこのインサートを第２の成形作業でエラストマー絶縁誘電体に接合する。この方法にはいくつかの欠点がある。事前成形された半導体構成部分は、名目上は０．０２０インチ（０．５１ｍｍ）またはそれ以上の厚さを有する。したがって、これらの構成部分のフラッシュをトリミングして清浄化しなければならない。またこれらの構成部分を、二次成形および接合工程に順応させるために特に貯蔵しなければならない。より厚い事前成形された半導体構成部分は、最終製品に望ましくない物理的特徴を与えることがある。これらの特徴にはより高い弾性率が含まれ、この結果、より剛性の最終製品となる。これは、製品が半径方向にかなり拡張して、弾性率を制御しなければならない広範囲のケーブル付属品において特に重要である。
【０００４】
別の方法は、エラストマー絶縁誘電体を一工程で成形して、第２工程で半導体被覆剤を塗布することを含む。この半導体被覆剤は、はけ塗り、浸漬、または噴霧などの従来型の技法で塗布することができる。この技法もまたいくつかの欠点がある。不規則な内部表面への二次被覆剤の塗布は、効果的に達成することが非常に困難であり、塗布はコスト高である。エラストマー半導体被覆剤とエラストマー絶縁誘電体との間の化学的橋架け結合（化学的接着）は、次いで被覆剤が二次作業中に熱および／または圧力を使用して硬化または加硫されない限り、満足に達成することはできない。これらの構成部分の貯蔵期間は、被覆剤が触媒を含む反応系である点で制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、信頼性がより高く、達成のために費用効果がより高いエラストマー電気ケーブル付属品のための被覆および塗布方法を提供することが望ましい。
【０００６】
［目的］
本発明は、中・高圧電気ケーブル付属品に対して電気応力制御および遮へいを提供するために有用な半導体遮へい物を製造するための方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１態様では、電気ケーブル付属品のための半導体遮へい物を製造するための方法が提供される。この方法は、電気ケーブル付属品に関して望みの形状を有する基板を提供することを含む。次に基板をエラストマー半導体材料で被覆して、被覆された基板を形成する。基板は、エラストマー半導体材料が硬化中に接着しない材料でなければならない。基板材料の例としては、鋼、ステンレス鋼、アルムニウム、およびポリテトラフルオロエチレンがある。エラストマー半導体材料の構成物質は懸濁溶液の中に懸濁することができ、この場合、エラストマー半導体被覆剤を処理加工の前に乾燥できるようにすることが好ましい。次にエラストマー絶縁誘電体材料を被覆された基板の周りに成形し、エラストマー半導体材料とエラストマー絶縁誘電体材料とを、化学的接着によってエラストマー半導体材料をエラストマー絶縁誘電体材料に到達させるのに十分な熱と圧力を加えることによって硬化させる。
【０００８】
好ましい実施形態では、方法はさらに、最外半導体ジャケットを付着させる工程を含む。より好ましくは、本発明は、被覆された基板の上に事前成形された半導体ジャケットを付着させて、被覆された基板と外側ジャケットとの間に空間を残すこと、外側ジャケットの上に型を位置付けること、および未硬化の絶縁誘電体材料を外側ジャケットと被覆された基板との間の空間に適用することによって、被覆された基板の周りに未硬化の絶縁誘電体材料を成形することを含む。
【０００９】
別の実施形態では、外側ジャケットを、型の内側表面を半導体ジャケット材料で被覆することによって付着させる。次に型を被覆された基板の上に位置付けて、型の内側表面と被覆された基板との間に空間を残す。半導体ジャケット材料と被覆された基板との間の空間の中に未硬化の絶縁誘電体材料を適用することによって、未硬化のエラストマー絶縁誘電体材料を被覆された基板の周りに成形する。次に、半導体ジャケット材料、エラストマー絶縁誘電体材料、およびエラストマー半導体材料を同時に硬化させる。
【００１０】
別の好ましい実施形態では、エラストマー半導体材料は触媒を含まない。そうではなく未硬化の絶縁誘電体材料は、硬化工程中にエラストマー半導体材料の中に入ることができる過酸化物などの触媒を含むことができる。
【００１１】
本発明の別の態様では、製造物品が提供される。製造物品としては、エラストマー半導体材料の周りにエラストマー絶縁誘電体材料を成形し、エラストマー絶縁誘電体材料とエラストマー半導体材料とを同時に硬化させることによって、エラストマー絶縁誘電体材料に到達してこれと化学的に接着したエラストマー半導体材料がある。
【００１２】
本発明の別の態様では、遮へいケーブル付属品が提供される。遮へいケーブル付属品は、被覆形成されたエラストマー半導体材料部分と、エラストマー半導体材料部分の周りに成形されたエラストマー絶縁誘電体材料部分とを含む。エラストマー半導体材料部分と絶縁誘電体材料部分は同時に硬化されて、化学的接着によるエラストマー半導体材料部分のエラストマー絶縁誘電体材料部分への到達を実施する。
【００１３】
本発明は、０．０００５インチ（０．０１３ｍｍ）という薄い被覆厚を可能にし、ただ１つの成形動作しか必要としない。さらに、被覆剤を塗布する方法であるために、フラッシュのトリミングまたは清浄化の二次的作業を必要としない。本発明はまた結果的に原料使用の大幅な減少をもたらし、物理的特徴、特に最終製品の弾性率または剛性に対する有害な影響は全くない。本発明は、幾何形状または表面の不規則性に関係なく、中間内部表面からあらゆる内部表面への被覆剤の到達を可能にする。本発明は結果的に、エラストマー絶縁誘電体の硬化と同時に半導体被覆剤の到達と、これに続く架橋とをもたらす。さらにまた、定式化された半導体被覆を触媒なしで行うことができ、これによって最終製品の貯蔵期間を無制限にすることが企画される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、中・高圧電気ケーブル付属品に対して電気応力制御および遮へいを提供するために有用な半導体遮へい物を製造するための方法を提供する。本発明の方法は、被覆剤および絶縁誘電体の硬化中に、従来付着されるエラストマー半導体被覆剤を中間基板からエラストマー絶縁誘電体へ到達させることを含む。
【００１５】
本発明は、エラストマー半導体被覆剤を、被覆剤および絶縁誘電体の硬化中に、中間基板からエラストマー絶縁誘電体へ到達させるエラストマー半導体被覆方法を含む。定式化されたエラストマー半導体被覆剤は、例えばＥＰＤＭエラストマーを含んでもよい。しかし、定式化された被覆剤はシリコン（ＶＭＱ）およびその他のエラストマー重合体を含むこともできる。
【００１６】
本発明において使用されるエラストマー半導体被覆は、定式化において触媒の使用を必要としない。触媒をエラストマー絶縁誘電体の中に備えることもできる。触媒、例えば過酸化物は、成形工程中に到達したエラストマー半導体被覆剤の中に滲み込んで、その結果到達した被覆剤は硬化する。
【００１７】
エラストマー半導体被覆剤の成分は、ボール・ミル、ペブル・ミル、または同様な分散装置の中に直接装荷して、Ｈｅｇｍｅｎ摩砕粉末度２またはそれより細かくなるまで粉砕する。代替案として、これらの成分をＢａｎｂｅｒｒｙミキサまたは類似の内部ミキサによって混合することもできる。成分を懸濁溶媒の中に懸濁させることができる。
【００１８】
図１に示すように、未硬化エラストマー半導体材料を、マンドレルなどの中間基板１２に付着させて、エラストマー半導体被覆剤１０を形成する。基盤１２は、硬化中にエラストマー半導体被覆剤１０が容易に離れる材料から形成される。鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、およびポリテトラフルオロエチレンなどの材料は、効果的な基板になることがわかっている。基板を、処理工程から得られる半導体遮へい物が電気ケーブル付属品に機能的に付着される所望の形状を有するように、電気ケーブル付属品に対して輪郭形成することができる。電気ケーブル付属品の例としては、接続具およびコネクタが挙げられる。
【００１９】
エラストマー半導体被覆剤１０を基板１２に付着させるために、従来型の付着技法を使用することができる。これらの付着技法には、はけ塗り、浸漬、噴霧、ドロー・ダウン、またはローラ塗装が含まれる。いったん付着されると、被覆剤を周囲温度またはより高い温度で空気乾燥させ、懸濁溶媒を除去する。
【００２０】
図２に示すように、硬化の前に、被覆した基板１２を型（図示せず）の中に位置付ける。未硬化エラストマー絶縁誘電体材料１５を被覆された基板１２の周りに成形する。射出成形、トランスファ成形、または圧縮成形などの従来の技術を使用してもよい。エラストマー半導体被覆剤１０とエラストマー絶縁誘電体材料１５とを熱および圧力の下で硬化させると、エラストマー半導体被覆剤１０は、絶縁誘電体材料１５への化学的接着によって、絶縁誘電体材料１５へ到達する。これは例えば、エラストマー半導体被覆剤１０とエラストマー絶縁誘電体材料１５とにおける重合体の架橋によって生ずることができる。エラストマー絶縁誘電体材料１５の成分は、加硫（熱および温度）による硬化工程の後に被覆剤１０と絶縁誘電体材料１５が接着して単一の物理的構造を形成しているように、エラストマー半導体被覆剤１０における成分と融和性のあるものでなければならない。
【００２１】
その他に、半導体被覆剤が、硬化した半導体被覆剤と絶縁誘電体材料の上に最外半導体ジャケット２０を含むように企画される。ある実施形態では、最外半導体ジャケット２０は事前に成形されたジャケットである。
【００２２】
図３は、本発明による好ましい一実施形態を示している。図３では、事前成形された半導体ジャケット２０が、基板１２を被覆する未硬化エラストマー半導体材料１０の上に付着され、被覆剤１０と半導体外部ジャケット２０との間に空間（図示せず）を残している。次に型２２を外側ジャケット２０の上に位置付け、未硬化エラストマー誘電体材料１５を、エラストマー半導体材料１０と外側ジャケット２０との間の空間内に付着させる。未硬化エラストマー絶縁誘電体材料１５の付着は、型２２によって作り出された外側ジャケット２０の中の開口部２４を通じて、例えば射出成形によって行うことができる。次に、エラストマー半導体材料１０と絶縁誘電体材料１５とを、熱と圧力を型に加えることによって硬化させる。
【００２３】
外側ジャケット２０は、エラストマー半導体被覆剤１０と同じく半導体である。したがって、外側ジャケット２０と被覆剤１０とは類似または同じにすることができる。さらにまた、エラストマー半導体被覆剤１０に関連して説明したように、半導体外側ジャケット２０を形成する成分は、エラストマー絶縁誘電体材料１５とエラストマー半導体被覆剤１０との硬化によって、絶縁誘電体材料が外側ジャケット２０ならびにエラストマー半導体被覆剤１０に接着するように、エラストマー絶縁誘電体材料１５の成分と融和性のあるものでなければならない。
【００２４】
別の実施形態では、型２２の内部を、外側ジャケットを形成することになる未硬化半導体材料で被覆することができる。この半導体材料は、基板の被覆に使用するエラストマー半導体材料に類似または同じものにすることができる。加硫によって、外側ジャケット、エラストマー絶縁誘電体材料、および内側エラストマー半導体材料は同時に硬化し、外側ジャケットと誘電体材料との間、ならびに内側半導体材料と誘電体材料との間に接着を起こさせ、これによって単一の物理的構造を形成する。
【００２５】
本発明の別の態様では、製造物品が提供される。製造物品には、エラストマー半導体材料の周りにエラストマー絶縁誘電体材料を成形して、エラストマー絶縁誘電体材料とエラストマー半導体材料とを同時に硬化することによって、エラストマー絶縁誘電体材料に到達してこれに接着したエラストマー半導体材料が含まれる。
【００２６】
本発明の別の態様では、遮へいケーブル付属品が提供される。遮へいケーブル付属品には、被覆形成されたエラストマー半導体材料部分、およびエラストマー半導体材料部分の周りに成形されたエラストマー絶縁誘電体材料部分が含まれる。エラストマー半導体材料部分と絶縁誘電体材料部分とは同時に硬化されて、化学的接着によるエラストマー半導体材料部分のエラストマー絶縁誘電体材料部分への到達を実施する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】付着した半導体被覆剤を有する鋼製マンドレルの平面図である。
【図２】付着した半導体被覆剤と、絶縁誘電体材料と、外側半導体ジャケットとを有する鋼製マンドレルの平面図である。
【図３】本発明の好ましい一実施形態による、半導体被覆剤の上と外側半導体ジャケットの下に絶縁誘電体材料を付着させるために使用される型を含む、図２に示すような平面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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