(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック溶融押出フィルムにクラフト紙を貼り合わせてなる油浸絶縁用プラスチックラミネート紙において、
クラフト紙が、低気密度かつ低密度の層および高気密度かつ高密度の層の２層以上の紙からなる多重紙であり、低気密度かつ低密度の層が丸網抄紙からなり、高気密度かつ高密度の層が長網抄紙からなり、低気密度かつ低密度の層が２層以上の場合には丸網抄紙の繊維配列方向はすべて同じとされ、クラフト紙を、低気密度かつ低密度の層がプラスチックフィルム面に接するようにプラスチック溶融押出フィルムの両面に貼り合わせたことを特徴とする油浸絶縁用プラスチックラミネート紙。
【請求項２】
多重紙が低気密度かつ低密度の層および高気密度かつ高密度の層の２層の紙からなる二重紙であることを特徴とする請求項１記載の油浸絶縁用プラスチックラミネート紙。
【請求項３】
請求項１または２記載の油浸絶縁用プラスチックラミネート紙を油浸絶縁体として用いたことを特徴とする電力ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＯＦケーブルなどの電力ケーブルの油浸絶縁体に用いられる油浸絶縁用プラスチックラミネート紙（以下、プラスチックラミネート紙と略記する。）およびこれを用いた電力ケーブルに関し、特に、優れた機械特性を有し、ケーブル製造時などに破断が起きにくいプラスチックラミネート紙およびこれを用いた電力ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦケーブルなどの電力ケーブルの油浸絶縁体を構成するプラスチックラミネート紙として、現在、ポリプロピレンフィルムの両面にクラフト紙を貼り合わせたポリプロピレンラミネート紙が汎用されている。これは、このポリプロピレンラミネート紙が従来のクラフト紙に比べて誘電特性、絶縁破壊特性が優れているためである。
この種のプラスチックラミネート紙としては、気密度の異なる２層以上の紙からなるクラフト紙をプラスチックフィルムにラミネートしたものが知られている。
【０００３】
このようなプラスチックラミネート紙を用いた電力ケーブルを製造する際には、まず、押出機のＴ型ダイスから溶融プラスチックフィルムを押し出し、フィルムが溶融状態にあるうちに、クラフト紙をプラスチックフィルムに沿わせ、これらを加圧ロールで圧着して貼り合わせ、プラスチックラミネート紙を作製する。次いで、このプラスチックラミネート紙を、紙裁ち機を用いてテープ状に裁断し、このテープ状のラミネート紙を、紙巻き機を用いて導体上に直接または遮断層等を介して多数回巻き付けて絶縁体とし、この絶縁体上に遮断層、シース、防食層等を被覆するとともに、絶縁体に絶縁油を含浸し、上記電力ケーブルを得る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記プラスチックラミネート紙においては、次のような問題があった。このラミネート紙を用いて上記電気ケーブルを製造する際には、ラミネート紙を紙裁ち機を用いてテープ状に裁断するときに、このラミネート紙が紙裁ち機の刃によって裁断方向に引っ張られ、これによって裁断方向に対し交差する方向に破断してしまうことがあった。破断が生じた場合には、破断部分の修繕に手間がかかり、電力ケーブルの製造効率が低下する不都合があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、優れた機械特性を有し、ケーブル製造時等に破断することがないプラスチックラミネート紙およびこれを用いた電力ケーブル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】
本発明のプラスチックラミネート紙は、クラフト紙が、低気密度かつ低密度の層および高気密度かつ高密度の層の２層以上の紙からなる多重紙であり、低気密度かつ低密度の層が丸網抄紙からなり、高気密度かつ高密度の層が長網抄紙からなり、低気密度かつ低密度の層が２層以上の場合には丸網抄紙の繊維配列方向はすべて同じとされ、クラフト紙を、低気密度かつ低密度の層がプラスチックフィルム面に接するようにプラスチック溶融押出フィルムの両面に貼り合わせたことを特徴とするものである。
また、上記多重紙が、低気密度かつ低密度の層および高気密度かつ高密度の層の２層の紙からなる二重紙であることが好ましい。
本発明の電力ケーブルは、上記プラスチックラミネート紙を油浸絶縁体として用いたことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明のプラスチックラミネート紙の一例を示すもので、ここに示すプラスチックラミネート紙２は、プラスチックフィルム３と、その両面に貼り合わされた二重クラフト紙１、１からなるものである。
二重クラフト紙１は、気密度および密度の異なる２つの層１ａ、１ｂからなるものである。低気密度かつ低密度の第１の層１ａは、丸網抄紙からなるものとされる。丸網抄紙は、丸網抄紙機によって抄紙されたものであり、大部分の繊維の配列方向が一方向に向いており、引張強度、伸び、ヤング率などの機械特性が、この配列方向において特に優れており、この方向に対し交差する方向においてやや劣るという特徴がある。
高気密度かつ高密度の第２の層１ｂは、長網抄紙からなるものとされる。長網抄紙は、長網抄紙機によって抄紙されたものであり、繊維の配列方向が縦、横両方向にほぼ均等に向いており、その機械特性は、丸網抄紙に比べて縦方向と横方向との間で差が少なく、均質である特徴がある。
また、これら層１ａ、１ｂとしては、乾式法で抄紙された乾式抄紙を用いてもよいし、湿式法で抄紙された湿式抄紙を用いてもよいが、層１ａと層１ｂとの間の接着強度を高めるため、湿式抄紙を用いるのがより好ましい。
【０００７】
丸網抄紙の層１ａの気密度は、２０００ガーレ秒以下、好ましくは２０ガーレ秒以下とされるのが望ましい。この気密度が２０００ガーレ秒を越えると、プラスチックフィルムとの接着性が劣り不都合となる。また、丸網抄紙の層１ａの密度は、０．７ｇ／ｃｍ3以下、好ましくは０．６ｇ／ｃｍ3以下、さらに好ましくは０．５〜０．６ｇ／ｃｍ3の範囲とされる。この密度が０．７ｇ／ｃｍ3を越えると、プラスチックフィルム３との接着性が劣り、不都合となる。
【０００８】
長網抄紙の層１ｂの気密度は、１００００ガーレ秒以上、好ましくは３００００ガーレ秒以上とされるのが好ましく、１００００ガーレ秒未満の気密度では油浸絶縁体としたときのインパルス絶縁耐圧が低下し、不都合となる。また、長網抄紙の層１ｂの密度は、０．７ｇ／ｃｍ3以上、好ましくは０．８５ｇ／ｃｍ3以上とされるのが好ましく、この密度が０．７ｇ／ｃｍ3未満であると、その引張強度が不足し、引張力が加えられたときに破断しやすくなる。
【０００９】
二重クラフト紙１の厚みは特に限定されないが、通常、２０〜１００μｍの範囲とされる。低気密度かつ低密度の層１ａの厚みは少なくとも５μｍ以上とされ、好ましくは５〜３０μｍの範囲とされる。一方、高気密度かつ高密度の層１ｂの厚みは、少なくとも１５μｍ以上とされ、好ましくは１５〜７０μｍの範囲とされる。層１ａの厚みが５μｍ未満では、プラスチックフィルムとの十分な接着強度が得られず、層１ｂの厚みが１５μｍ未満では、インパルス絶縁耐圧が低下する。
また、丸網抄紙の層１ａの厚みに対する長網抄紙の層１ｂの厚みの比は、０．８〜３．０程度とするのが好ましい。この比が０．８未満であると、丸網抄紙の層１ａの割合が大きくなり、縦方向と横方向との機械特性の差が大きくなり、機械特性に劣る方向に応力が加わった際に破断しやすくなるため好ましくない。また、この比が３．０を越えると、長網抄紙の層１ｂの割合が大きくなり、裁断時に破断が生じやすくなるため好ましくない。
【００１０】
また、上記二重クラフト紙１としては、誘電特性が良好な脱イオン水洗低損失紙が望ましく、水浸液導電率（ＪＩＳ−Ｃ−２１１１による）が１５μＳ／ｃｍ以下の低伝導性であるものが好ましい。
このような二重クラフト紙１は、抄紙の際に、フィブリル化度の異なるパルプを２段に重ねて抄紙する方法などによって製造される。
【００１１】
二重クラフト紙１は、低気密度かつ低密度の層１ａがプラスチックフィルム３に接し、高気密度かつ高密度の層１ｂが表面に露出するように組み合わされてプラスチックフィルム３と貼り合わされている。このように、プラスチックフィルム３に接する側の層１ａが低気密度であると、この層が多孔性であり表面凹凸が大きいため、プラスチックフィルムとの貼り合わせ時において溶融フィルムの侵入がより良好となって接着強度が高められる。
【００１２】
プラスチックフィルム３としては、ポリプロピレン、ポリ−４−メチルペンテン−１、ポリブテン−１、ポリエチレンなどの無極性ポリオレフィンやテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体などのフッ素樹脂からなる厚さ２０〜１５０μｍのものが用いられる。これらのプラスチックのなかでも、ポリプロピレンホモポリマー、好ましくはメルトインデックスが５〜５０ｇ／分の比較的溶融粘度の低いポリプロピレンホモポリマーからなるフィルムがクラフト紙との接着性が高くなり、しかも得られるラミネート紙の絶縁特性も良好となって好ましい。
このようなプラスチックラミネート紙２の全厚みは、１００〜３００μｍの範囲とされるが、用途等によってはこの範囲外であってもよい。
【００１３】
また、本発明の電力ケーブルは、上述のプラスチックラミネート紙２を導体上に直接または遮断層等を介して多数回巻回して絶縁体とし、この絶縁体上に遮断層、シース、防食層等を被覆するとともに、絶縁体にポリブテン油やアルキルベンゼン油などの絶縁油を含浸したものとされる。絶縁油として、低粘度のものを用い、大気圧以上の圧力で絶縁油を常時加圧するようにすればＯＦケーブルが得られる。
【００１４】
上記プラスチックラミネート紙２を用いた電力ケーブルを製造するには、例えば次のようにする。まず、押出機のＴ型ダイスから溶融プラスチックフィルムを押し出し、フィルムが溶融状態にあるうちに、二重クラフト紙１を該プラスチックフィルムの両面に沿わせ、これらを加圧ロールで圧着して貼り合わせ、幅７０ｃｍ、長さ２０００ｍ程度のプラスチックラミネート紙２の原反を作製する。この際、二重クラフト紙１を、低気密度かつ低密度の層１ａがプラスチックフィルム３に接し、高気密度かつ高密度の層１ｂが表面に露出するようにフィルム３に貼り合わせる。
このようにして作製したプラスチックラミネート紙２を、紙裁ち機を用いて幅２０〜３０ｍｍ程度のテープ状に裁断する。裁断の際、丸網抄紙の層１ａの繊維配列方向を裁断方向と一致させることによって、プラスチックラミネート紙２は上記裁断方向以外の方向に破断しにくくなり、破断を生じることなく裁断される。
【００１５】
このテープ状のラミネート紙２を、紙巻き機を用いて導体上に直接または遮断層等を介して多数回巻き付けて絶縁体とする。この巻き付けの際、紙巻き機によって、ラミネート紙２に多方向に引張力が加わることがあるが、ラミネート紙２が、縦方向と横方向との間で引張強度、ヤング率、伸び等の機械特性に差が少ない長網抄紙の層１ｂを有するものであるため、いずれの方向の力に対しても高強度であり、かつ均質なものとなり、破断が生じることがなく、また一部分のみが過度に伸びることによる巻き乱れ、しわが発生することがない。
次いで、この絶縁体上に遮断層、シース、防食層等を被覆するとともに、絶縁体にポリブテン油やアルキルベンゼン油などの絶縁油を含浸し、上記電力ケーブルを得る。
【００１６】
上記構成のプラスチックラミネート紙２にあっては、このラミネート紙２に用いられる二重クラフト紙１の第１の層１ａとして、大部分の繊維の配列方向が一方向に向いた丸網抄紙を用いたので、この二重クラフト紙１を用いたプラスチックラミネート紙２を裁断する際に、この丸網抄紙の層１ａの繊維の配列方向を裁断方向に合わせることによって、プラスチックラミネート紙２が裁断方向に交差する方向に破断するのを防ぐことができる。
また、第２の層１ｂとして、繊維の配列方向が縦、横両方向に向いた長網抄紙を用いたので、その機械特性を縦方向、横方向ともに優れ、均質なものとすることができる。よって、プラスチックラミネート紙２を導体上に巻き付けて油浸絶縁体を形成する際に、ラミネート紙２に多方向の引張力が加わっても、これが破断したり、巻き乱れ、しわが生じるのを防ぐことができる。
このように、上記プラスチックラミネート紙２にあっては、ケーブル製造性を向上させ、ケーブル製造効率を高めることができる。
【００１７】
また、二重クラフト紙１を、丸網抄紙の層１ａがプラスチックフィルム３に接するようにフィルム３に貼り付けることによって、繊維配列方向以外の方向の機械特性に劣る丸網抄紙の層１ａを補強し、ケーブル製造時のラミネート紙２の破断を一層確実に防ぐことができる。
また、上記例の二重クラフト紙１は、２つの層１ａ、１ｂからなるものとしたが、本発明のクラフト紙は、これに限らず、３層以上の多重紙であってもよい。
【００１８】
以下、具体例を示し、その作用効果を明確にする。
（試験例）
メルトインデックス１５．０ｇ／分、密度０．９０ｇ／ｃｍ3のポリプロピレンを温度２８０度で溶融押出してポリプロピレンフィルムとし、これが溶融状態にあるうちにその両面に厚み４０μｍのクラフト紙を沿わせ、ロール圧着して全厚みが１７０μｍのポリプロピレンラミネート紙を製造した。上記クラフト紙としては、通常の一重紙、および気密度、密度の異なる紙を２枚貼り合わせた二重紙を用いた。これら紙としては、丸網抄紙または長網抄紙を用いた。
【００１９】
クラフト紙として二重紙を用いた場合には、低気密度かつ低密度の層の厚みが１５μｍで、高気密度かつ高密度の層の厚みが２５μｍであり、脱イオン水洗によりＪＩＳ−Ｃ−２１１１による水浸液導電率が５μＳ／ｃｍとされたものを用い、低気密度かつ低密度の層をポリプロピレンフィルム面に、高気密度かつ高密度の層を表面に向けた。また、低気密度かつ低密度の層の気密度を１５ガーレ秒とし、密度を０．６５ｇ／ｃｍ3とした。また高気密度かつ高密度の層の気密度を３００００ガーレ秒とし、密度を０．８５ｇ／ｃｍ3とした。また、クラフト紙として一重紙を用いた場合には、その気密度を５０００ガーレ秒とし、密度を０．７５ｇ／ｃｍ3とした。
【００２０】
上記各ポリプロピレンラミネート紙を、紙裁ち機を用いて幅２０ｍｍ、長さ約２０００ｍのテープ状に裁断し、これを導体上に巻き付け、厚さ約１ｍｍの油浸絶縁体（ＪＩＳ−Ｃ−２３２０、２種１号油含浸）を形成してモデルケーブルを作製した。
このケーブルを作製する際に、裁断時および導体上への巻き付け時のラミネート紙の破断の有無を確認し、全く破断がみられなかった場合を◎とし、わずかであっても破断が観察された場合を○と評価した。
さらに、上記ラミネート紙の縦方向および横方向のヤング率、引張強度、伸びを測定した。ヤング率については、縦方向と横方向のヤング率の比が３．０未満であるときを◎、３．０以上であるときを○と評価した。また、引張強度（ＪＩＳ  Ｃ２１１１に準拠）については、１５ｋｇ／１５ｍｍ幅以上である場合を◎、１５ｋｇ／１５ｍｍ幅未満である場合を○と評価した。また、伸びについては、４％未満である場合を◎、４％以上である場合を○と評価した。また、上記ケーブルの正極性インパルス絶縁破壊電圧（表１中ではImp破壊電圧と略記する）を測定し、これが１３０ｋＶ／ｍｍ以上である場合を◎、１３０ｋＶ／ｍｍ未満である場合を○と評価した。また、これらの試験結果を総合的に判断し、各ラミネート紙を用いて製造したケーブルの順位付けを行った。これらの結果を表１に示す。
【００２１】
【表１】
0003824724.tif 000002
【００２２】
表１の結果から明らかなように、丸網抄紙の層および長網抄紙の層を有するクラフト紙を用い、このクラフト紙を、ポリプロピレンフィルム側を丸網抄紙層とし、表面側を長網抄紙層としてポリプロピレンフィルムに貼り付けたラミネート紙を用いた試験番号１のものは、ラミネート紙の機械特性が良好であり、ケーブル製造時に破断が生じず、しかもこのラミネート紙を用いた絶縁体のインパルス絶縁耐圧が良好であったことがわかる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、優れた機械特性を有し、ケーブル製造時等に破断しにくいプラスチックラミネート紙が得られる。よって、ケーブル製造効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のプラスチックラミネート紙の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・二重クラフト紙
１ａ・・・丸網抄紙の層
１ｂ・・・長網抄紙の層
２・・・プラスチックラミネート紙
３・・・プラスチックフィルム
【図１】
0003824724.tif 000003