(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニトリルゴム及び水素添加ニトリルゴム又は水素添加ニトリルゴムと、アクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの混合物であって、ニトリルゴム及び水素添加ニトリルゴム又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの質量比が95／５〜５／95である混合物に、組成物総質量を基準として５〜20wt％のカーボンブラックを配合してなる組成物より形成され、厚み方向の誘電率が10〜50である電界緩和用テープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧電力ケーブルの接続部分や末端部分において、電界緩和のために用いられるテープに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高圧電力ケーブルの接続部分や末端部分では、高電界下にさらされると電気ストレスが集中することにより絶縁破壊に至ることがある。この高圧電力ケーブルにおける電気ストレスを緩和するため、電界緩和テープを用いることが知られている。図１は、電気ストレスが集中する高圧電力ケーブルの末端部分の構造の一例を示しており、１は高圧電力ケーブルであり、この高圧電力ケーブル１は、その末端部分の被覆材が順次取り除かれ、外部半導体層２、絶縁層３及びケーブル導体４がそれぞれ露出している。そして外部半導体層２から絶縁層３にわたって、高誘電率の電界緩和テープ５が巻回されている。このような従来の電界緩和テープ及びその組成物は米国特許番号3349164号明細書、特開昭56−13605号、特開平４−77532号、特開平４−180947号、特開平６−25462号、特開平７−157600号の各明細書に開示されている。
【０００３】
現在市販されている電界緩和テープ（３Ｍ社製2220テープ）は、バッキングにアルミニウムフレークを配合した塩化ビニル樹脂を用い、粘着面にアクリロニトリルゴム製マスチックを用いた２層構造のテープである。しかしながら、このテープは、バッキングに塩化ビニル樹脂を使用しているため、塩素を含有しており、廃棄し燃焼すると、有害ガスが発生したり、またいわゆるダイオキシンの発生源となり得る問題があり、エコ製品としての基準を満たすことができない。また、粘着面がパテ状になっているため、セパレータとテープ側面に剥離紙が必要であるという問題もある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ハロゲンや鉛等の環境負荷物質を使用することなく、かつ自己融着性を示すためパテ層を排除することができ、従ってセパレータが不要となり、ゴミの削減を可能とする、環境に優しい電界緩和テープを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明によれば、ニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの混合物であって、ニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの質量比が95／５〜５／95である混合物に、組成物総質量を基準として５〜20wt％のカーボンブラックを配合してなる組成物より、厚み方向の誘電率が10〜50である電界緩和用テープを形成する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の電界緩和テープは、ニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの混合物を主成分とする。ニトリルゴムはアクリロニトリルとブタジエンの共重合体であり、水素添加ニトリルゴムはニトリルゴムを水素化したものである。ニトリルゴム及び水素添加ニトリルゴムは極性基であるＣＮ基を有しているため、耐油性や高誘電率性を発現し、ニトリルゴム及び水素添加ニトリルゴム中の結合アクリロニトリル量が多いほど耐油性や誘電率性は高くなり、一方耐寒性は低下する。従って、使用するニトリルゴム及び水素添加ニトリルゴム中の結合アクリロニトリル量は17〜50％であることが好ましい。
【０００７】
ニトリルゴムとしては、ニポール（日本ゼオン社製商品名）、ペルブナンＮＴ（バイエル社製商品名）、ユーロプレンＮ（エニケム社製商品名）等の通常市販されているものを用いることができる。水素添加ニトリルゴムとしては、ゼットポール（日本ゼオン社製商品名）、テルバン（バイエル社製商品名）等の市販製品を用いることができる。例えば、ゼットポールとしては、超高ニトリルタイプ（Zetpol 0020、結合アクリロニトリル量49.2％）、高ニトリルタイプ（Zetpol 1000L、1010、1020、1410、1420、結合アクリロニトリル量44.2％、44.2％、44.2％、43.2％、43.2％）、中高ニトリルタイプ（Zetpol 2000、2000L、2000LL、2010、2010L、2010H、2011、2020、2020L、2030L、いずれも結合アクリロニトリル量36.2％）、耐寒タイプ（Zetpol 3110、3120、4110、4120、3310、4310、結合アクリロニトリル量24.6％、24.6％、16.7％、16.7％、23.6％、18.6％）等を用いることができる。
【０００８】
ニトリルゴムを水素化することにより、ニトリルゴムの耐熱性、耐オゾン性が数段向上しまた引張強度及び耐寒性も向上するため、テープとしたときに低温時においても破断することなく引っ張りながら貼付することができるため、本発明においては水素添加ニトリルゴムを用いることが好ましい。
【０００９】
アクリルゴムとしては、ニポールＡＲ（日本ゼオン社製商品名）、ノックスタイト（ＮＯＫ社製商品名）、AREX（ＪＳＲ社製商品名）、RV2500（日信化学社製商品名）等の通常市販されているものを用いることができる。エチレンアクリルゴムとしては、ベイマック（三井・デュポンポリケミカル社製製品名）、エスプロンＡＲ（住友化学工業社製製品名）等の通常市販されているものを用いることができる。
【００１０】
ニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの混合物中のニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの比率は、質量比で95／５〜５／95、好ましくは70／30である。ニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムが95wt％より多いと組成物の硬さが高くなり、一方５wt％より少ないと逆に組成物が柔らかすぎ、いずれにおいてもテープ製造時のロールシート加工性やテープにしたときの巻き付き性が損なわれる。
【００１１】
このニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの混合物に添加されるカーボンブラックとしては、アセチレンブラック等の導電性カーボンブラックのほかに、補強用カーボンブラックとして使用されているファーネスブラック、サーマルブラック等も使用することができる。これらは２種以上の混合物として用いてもよい。このカーボンブラックの配合量は、組成物の総質量を基準として５〜25wt％である。ニトリルゴム等はもともとある程度の誘電率を有しているが、カーボンブラックをニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの混合物に添加することにより、この誘電率を更に高めることができ、またこのカーボンブラックは物性補強剤としても作用し、伸び、引張り強さ等の物性を補強し、テープとするときの加工性、テープとしての強度を向上させることができる。従って、カーボンブラックの配合量が５％未満ではこれらの効果を発揮しがたく、25％より多いと導電性が生じるため好ましくない。カーボンブラックの粒径は特に制限はないが、他の成分との混合性を考慮すると、平均粒径25〜100μｍであることが好ましい。
【００１２】
ニトリルゴム及び／又は水素添加ニトリルゴムとアクリルゴム及び／又はエチレンアクリルゴムの混合物には、カーボンブラックに加えて、小板状導電性粒子を添加することが好ましい。この小板状導電性粒子は、組成物に容易にかつ均一に分散するのに十分な細かさであり、かつゴムを加硫した場合にガスを発生することなく、さらに得られるテープの物性を損なわないものであり、好ましくは金属薄片であり、より好ましくはアルミニウムフレークもしくは銅フレークである。この小板状導電性粒子を添加することにより、得られるテープの電気的衝撃に対する耐性（耐インパルス性能）を高めることができる。この小板状導電性粒子の配合量は1.0〜3.5wt％であることが好ましい。またこの小板状導電性粒子の平均粒径は25〜30μｍであることが好ましい。
【００１３】
上記成分に加えて、加工助剤、可塑剤、難燃剤、酸化防止剤、着色剤、無機充填材等をさらに添加してもよい。
【００１４】
本発明の電界緩和用テープの製造にあたっては、上記の成分を混合して得られた組成物を通常の成形法、例えばカレンダーロール又は押出成形により、厚さ0.6〜1.2mmのテープ状に成形し、ロール状に巻き取られる。
【００１５】
以上のようにして得られる本発明の電界緩和テープは、良好な機械特性、耐熱性及び自己融着性を有しており、さらに10〜50の厚み方向の誘電率を備えている。この誘電率はJIS K 6911に準じて測定される値であり、このような高い誘電率を備えていることにより、図１に示すように、外部半導体層２、絶縁層３及びケーブル導体４がそれぞれ露出している高圧電力ケーブル１の末端部分に、外部半導体層２から絶縁層３にわたって電界緩和テープ５を巻回することにより、優れた電界緩和効果を発揮し、絶縁破壊を防ぐことができる。また、本発明の電界緩和テープは、製造後のロール状に巻かれた状態ではテープ同士は融着しないが、元のテープ巾から２／３程度のテープ巾となるように引張りながら電力ケーブルに巻きつけ、時間がたつとテープ同士が融着し、ケーブルと一体化してテープの状態では剥がすことができなくなるという自己融着性を示す。
【００１６】
【実施例】
以下の表１に示す組成にて、水素添加ニトリルゴム（ゼットポール2000L、日本ゼオン製）とエチレンアクリルゴム（ベイマックDLC、三井デュポン製）の混合物又はニトリルゴム（ニポールDN206、日本ゼオン製）とアクリルゴム（ニポールAR31、日本ゼオン製）の混合物に、加工助剤（アーミン18D、ライオン製）、可塑剤（アデカサイザーRS700、アデカ製）、無機充填材（タルク）、難燃剤（ハイジライトH42M、昭和電工製）及びカーボンブラック（シースト300、東海カーボン製）を添加し、得られた組成物をカレンダーロールすることによって厚さ1.0mm、幅20mmのテープを得た（サンプル１〜７）。これらのサンプルについてJIS K 6911に準じて厚さ方向の誘電率を測定し、また低温性として−３℃に24時間放置後の硬さ変化を観察した。さらに、このテープのロール加工性及び被着体への巻き易さを評価した。これらの結果を表１に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１に示す結果より、いずれのサンプルにおいても誘電率は誘電緩和テープとして使用可能なレベルであったが、ニトリルゴムもしくは水素添加ニトリルゴム単独又はアクリルゴムもしくはエチレンアクリルゴム単独のテープ（サンプル１、５、６及び７）においては加工性に劣り、テープ形成が困難であり、またテープを形成したとしても被着体に巻きつける場合に簡単にのびきってしまい、幅が不均一となりテープとしては使用できなかった。
【００１９】
次に、得られるテープの誘電率とカーボンブラックの配合量の関係を調べるため、表２に示すように、カーボンブラックの配合量を変え、上記と同じ材料及び方法を用いてテープを製造した（サンプル８〜１１）。
【００２０】
【表２】
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【００２１】
表２に示す結果より、カーボンブラックの配合量を増減することによって、得られるテープの誘電率を10〜50に調整することができる。
【００２２】
水素添加ニトリルゴム中の結合アクリロニトリル量の違いが誘電率に与える影響を調べるため（サンプル１２及び１３）、及びアルミニウムフレークの添加の影響を調べるため（サンプル１４）、以下の表３に示す組成にて上記と同様にしてテープを製造し、誘電率を測定した。この結果を表３に示す。
【００２３】
【表３】
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【００２４】
表３に示す結果より、結合アクリロニトリル量の増加に伴い、テープの誘電率も大きくなることがわかった。
【００２５】
上記サンプル１２、１３及び１４について、実際のケーブル（6.6kV CVT EEケーブル38mm2）の両端に図１に示すように１／２重ねで１往復巻きつけ、JCAA（日本電力ケーブル接続技術協会）A301規格に準拠した方法で電気性能を確認した。この結果を表４に示す。
【００２６】
【表４】
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【００２７】
アルミフレークを添加したサンプル１４ではインパルス性能が改良されており、目的とする性能を満足した。また、試験後に端末部を解体し、誘電緩和テープについて観察したところ、テープに自己融着性があることが確認された。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の誘電緩和テープによれば、ハロゲン等の環境負荷物質を含んでいないため、廃棄に伴う環境問題を起こすことがなく、かつ高圧電力ケーブル用の電界緩和テープとして十分な特性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】高圧電力ケーブルの電界緩和末端部を示す図である。
【符号の説明】
１…高圧電力ケーブル
２…外部半導体層
３…絶縁層
４…ケーブル導体
５…電界緩和テープ
【図１】
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