KR20210003821A - Resin composition, inorganic filler, DC power cable, and method for producing DC power cable - Google Patents
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Abstract
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물로서, 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, 수지 조성물 중의 무기 충전제의 함유량은, 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만이다.A resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler, wherein the inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer circumference of the core portion, The content of the inorganic filler is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass, and the volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
Description
본 개시는, 수지 조성물, 무기 충전제, 직류 전력 케이블, 및 직류 전력 케이블의 제조 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a resin composition, an inorganic filler, a DC power cable, and a method for producing a DC power cable.
본 출원은, 2018년 4월 20일 출원된 일본 출원 「특원 2018-081547」, 및 2018년 11월 16일 출원된 일본 출원 「특원 2018-215560」에 기초하는 우선권을 주장하고, 상기 일본 출원에 기재된 모든 기재 내용을 원용하는 것이다.This application claims priority based on the Japanese application ``Japanese Patent Application No. 2018-081547'' filed on April 20, 2018, and the Japanese application ``Japanese Application No. 2018-215560'' filed on November 16, 2018, All the stated contents are used.
근래에는, 직류 송전 용도에 있어서, 고체 절연 직류 전력 케이블(이하, 「직류 전력 케이블」이라고 약칭한다)이 개발되고 있다. 직류 전력 케이블에서는, 고전압 인가 시에 절연층 내에 공간 전하가 생성되어, 절연층의 직류 특성(체적 저항률, 직류 파괴 전계 강도 및 공간 전하 특성 등)이 저하될 가능성이 있다.In recent years, in DC power transmission applications, solid insulated DC power cables (hereinafter, abbreviated as "DC power cables") have been developed. In a DC power cable, there is a possibility that space charges are generated in the insulating layer when a high voltage is applied, and the direct current characteristics (volume resistivity, DC breakdown electric field strength, space charge characteristics, etc.) of the insulating layer are deteriorated.
그래서, 직류 전력 케이블의 절연층 내에 있어서의 공간 전하의 축적을 억제하기 위해, 당해 절연층을 구성하는 수지 조성물에는, 카본 블랙이나 산화 마그네슘(MgO) 등의 유극성의 무기 충전제가 첨가되는 경우가 있다(예를 들어 특허문헌 1).Therefore, in order to suppress the accumulation of space charges in the insulating layer of the direct current power cable, the resin composition constituting the insulating layer may be added with a polar inorganic filler such as carbon black or magnesium oxide (MgO). Yes (for example, Patent Document 1).
본 개시의 일 태양에 의하면, According to an aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
수지 조성물이 제공된다.A resin composition is provided.
본 개시의 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 체적 저항률은, 1×1015Ω·cm 이상인 A DC power cable having an insulating layer formed by using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to a thickness of 0.15 mm. When the sheet of the insulating layer having a thickness is formed, the volume resistivity of the sheet of the insulating layer measured under the conditions of a temperature of 90° C. and a DC electric field of 80 kV/mm is 1×10 15 Ω·cm or more.
수지 조성물이 제공된다. A resin composition is provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 250kV/mm 이상인 A DC power cable having an insulating layer formed using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to obtain 0.15 mm. When the sheet of the insulating layer having a thickness is formed, the dielectric breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer measured under the condition of a temperature of 90° C. is 250 kV/mm or more.
수지 조성물이 제공된다.A resin composition is provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성하고, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 상기 절연층의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 경우에, V0을 상기 시트에 인가한 전압(kV)으로 하고, T를 상기 시트의 두께(mm)로 하고, E1을 상기 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)로 했을 때의, 하기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만인 A DC power cable having an insulating layer formed using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to obtain 0.15 mm. When a sheet of the insulating layer having a thickness is formed, and a DC electric field of 50 kV/mm is applied to the sheet of the insulating layer under conditions of a temperature of 30° C. and atmospheric pressure, V 0 is applied to the sheet (kV) When T is the thickness (mm) of the sheet, and E 1 is the maximum electric field inside the sheet (kV/mm), the electric field enhancement coefficient FEF obtained by the following equation (1) is , Less than 1.15
수지 조성물이 제공된다.A resin composition is provided.
FEF=E1/(V0/T) ···(1) FEF=E 1 /(V 0 /T) ···(1)
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
적어도 MgO를 포함하는 무기 충전제Inorganic filler containing at least MgO
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
X선 광전자 분광법에 의해 상기 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 상기 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
수지 조성물이 제공된다.A resin composition is provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
무기 충전제로서, As an inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주를 덮도록 설치되는 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed to cover the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
무기 충전제가 제공된다.Inorganic fillers are provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
무기 충전제로서, As an inorganic filler,
X선 광전자 분광법에 의해 상기 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 상기 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
무기 충전제가 제공된다.Inorganic fillers are provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
직류 전력 케이블이 제공된다.DC power cables are provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 체적 저항률은, 1×1015Ω·cm 이상인 After immersing the DC power cable in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, when the insulating layer of the DC power cable is cut off to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, the temperature is 90° C. and The volume resistivity of the sheet of the insulating layer measured under the condition of a direct current electric field of 80 kV/mm is 1×10 15 Ω·cm or more.
직류 전력 케이블이 제공된다. DC power cables are provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 250kV/mm 이상인 When the direct current power cable is immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulating layer of the direct current power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, a temperature of 90° C. The dielectric breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer measured under conditions is 250 kV/mm or more.
직류 전력 케이블이 제공된다. DC power cables are provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성하고, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 상기 절연층의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 경우에, V0을 상기 시트에 인가한 전압(kV)으로 하고, T를 상기 시트의 두께(mm)로 하고, E1을 상기 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)로 했을 때의, 상기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만인 After immersing the DC power cable in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, the insulating layer of the DC power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, and at a temperature of 30° C. and atmospheric pressure. When a direct current electric field of 50 kV/mm is applied to the sheet of the insulating layer under conditions, V 0 is the voltage applied to the sheet (kV), T is the thickness of the sheet (mm), and E 1 is The electric field enhancement coefficient FEF calculated by the above equation (1) when the maximum electric field inside the sheet (kV/mm) is less than 1.15
직류 전력 케이블이 제공된다.DC power cables are provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 적어도 MgO를 포함하는 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler containing at least MgO,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
X선 광전자 분광법에 의해 해당 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of the photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 해당 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
직류 전력 케이블이 제공된다.DC power cables are provided.
본 개시의 또 다른 태양에 의하면, According to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물을 준비하는 공정과, A step of preparing a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 수지 조성물을 이용하여, 도체의 외주에 절연층을 형성하는 공정Process of forming an insulating layer on the outer circumference of a conductor by using the resin composition
을 구비하고, And,
상기 수지 조성물을 준비하는 공정은, The process of preparing the resin composition,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖는 상기 무기 충전제를 준비하는 공정과, A step of preparing the inorganic filler having a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion,
상기 무기 충전제의 함유량을, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하가 되도록, 상기 수지 조성물을 혼합하는 공정The step of mixing the resin composition so that the content of the inorganic filler is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass.
을 갖고, Have,
상기 무기 충전제를 준비하는 공정에서는, In the step of preparing the inorganic filler,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율을, 10% 이상 50% 미만으로 하는 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
직류 전력 케이블의 제조 방법이 제공된다.A method of manufacturing a DC power cable is provided.
[도 1] 본 개시의 일 실시형태에 따른 무기 충전제를 나타내는 모식적 단면도이다.
[도 2] 본 개시의 일 실시형태에 따른 직류 전력 케이블의 축방향에 직교하는 모식적 단면도이다.
[도 3] 무기 충전제 A를 나타내는 주사형 전자현미경상의 모식도이다.
[도 4a] X선 광전자 분광법에 의해 무기 충전제를 측정했을 때의 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
[도 4b] 푸리에 변환 적외 분광법에 의해 측정한 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.1 is a schematic cross-sectional view showing an inorganic filler according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a schematic cross-sectional view orthogonal to the axial direction of a DC power cable according to an embodiment of the present disclosure.
Fig. 3 is a schematic diagram of an inorganic filler A on a scanning electron microscope.
Fig. 4A is a diagram showing the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler when the inorganic filler is measured by X-ray photoelectron spectroscopy.
Fig. 4b is a diagram showing the infrared absorption spectrum of an inorganic filler measured by Fourier transform infrared spectroscopy.
[본 개시가 해결하려고 하는 과제][Problems to be solved by this disclosure]
본 개시의 목적은, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.An object of the present disclosure is to provide a technique capable of suppressing a decrease in direct current characteristics of an insulating layer due to long-term immersion.
[본 개시의 효과][Effect of this disclosure]
본 개시에 의하면, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[본 개시의 실시형태의 설명][Description of the embodiment of the present disclosure]
<발명자들이 얻은 지견><knowledge obtained by the inventors>
우선, 발명자들이 얻은 지견에 대해 개략을 설명한다.First, the knowledge obtained by the inventors will be outlined.
절연층 중에 전술한 무기 충전제를 분산시키는 것에 의해, 절연층 중에 생성된 공간 전하를 각각의 무기 충전제에 트랩시킬 수 있다. 이것에 의해, 절연층 중의 국소적인 공간 전하의 축적을 억제할 수 있다.By dispersing the above-described inorganic filler in the insulating layer, the space charge generated in the insulating layer can be trapped by each inorganic filler. Accordingly, it is possible to suppress the accumulation of local space charges in the insulating layer.
절연층 중에 첨가되는 무기 충전제로서는, 예를 들어, 수산화 마그네슘(Mg(OH)2)을 소성하는 것에 의해 형성된 MgO를 이용하는 경우가 있다. As the inorganic filler added to the insulating layer, for example, MgO formed by firing magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ) may be used.
여기에서, Mg(OH)2에 의한 공간 전하의 트랩 능력은, MgO의 그것보다도 낮다. 이 때문에, 종래에는, 무기 충전제 중의 Mg(OH)2의 함유량을 줄이기 위해, 원료로서의 Mg(OH)2를 완전히 소성시키고 있었다. 한편, 이하에 있어서, Mg(OH)2를 완전히 소성시키는 것에 의해 형성된 무기 충전제를 「완전 소성 충전제」라고 부른다.Here, the trapping ability of space charges by Mg(OH) 2 is lower than that of MgO. For this reason, conventionally, in order to reduce the Mg (OH) 2 in the content of the inorganic filler, and was completely burning the Mg (OH) 2 as a raw material. In the following, the inorganic filler formed by completely firing Mg(OH) 2 is referred to as "completely fired filler".
그렇지만, 발명자들은, 예의 검토의 결과, 완전 소성 충전제를 절연층 중에 첨가한 직류 전력 케이블에서는, 장기에 걸쳐 침수되었을 때에, 절연층의 직류 특성이 저하될 가능성이 있다고 하는 신규 과제를 발견했다.However, the inventors have found a novel problem that, as a result of intensive examination, in a DC power cable in which a completely plastic filler is added to an insulating layer, there is a possibility that the direct current characteristics of the insulating layer may decrease when immersed for a long period of time.
완전 소성 충전제에서는, 제조 과정에서 Mg(OH)2가 완전히 소성됨으로써, Mg(OH)2의 전체가 MgO로 변화한다. 이 때, 완전 소성 충전제의 표면에는, MgO의 결정면에 상당하는 평활면이 형성된다.In the completely calcined filler, Mg(OH) 2 is completely calcined during the manufacturing process, so that the entire Mg(OH) 2 is changed to MgO. At this time, a smooth surface corresponding to the crystal surface of MgO is formed on the surface of the completely plastic filler.
당해 완전 소성 충전제를 절연층 중에 첨가한 직류 전력 케이블이 장기에 걸쳐 침수되면, 직류 전력 케이블의 표면측으로부터 절연층 중에 침투한 수분이, 완전 소성 충전제의 표면에 흡착되어, 완전 소성 충전제의 표면을 구성하는 MgO를 Mg(OH)2로 변질시킨다. 이 때, 완전 소성 충전제의 표면이 전술한 바와 같이 평활하게 되어 있기 때문에, 완전 소성 충전제의 표면 전체에 수분이 전파되기 쉬워, 당해 표면 전체가 Mg(OH)2로 빨리 변질되어 버릴 가능성이 있다.When the DC power cable in which the fully fired filler is added to the insulation layer is submerged for a long period of time, moisture that has penetrated into the insulation layer from the surface side of the DC power cable is adsorbed to the surface of the completely fired filler, thereby damaging the surface of the completely fired filler Constituent MgO is transformed into Mg(OH) 2 . At this time, since the surface of the completely calcined filler is smoothed as described above, moisture is liable to propagate over the entire surface of the completely calcined filler, and there is a possibility that the entire surface is rapidly deteriorated to Mg(OH) 2 .
완전 소성 충전제의 표면 전체가 Mg(OH)2로 변화하면, Mg(OH)2에 의한 공간 전하의 트랩 능력이 낮은 것에 기인하여, 완전 소성 충전제의 표면에 공간 전하를 충분히 트랩시킬 수 없게 된다. 이 때문에, 절연층 중에 국소적인 공간 전하의 축적이 생겨, 절연층의 직류 특성이 저하되어 버릴 가능성이 있다.When the entire surface of the fully plastic filler is changed to Mg (OH) 2, due to the trap capacity of the space charge due to the Mg (OH) 2 low, it can not be sufficiently trapped space charge on the surface of a perfectly plastic filler. For this reason, there is a possibility that local space charge is accumulated in the insulating layer, and the direct current characteristic of the insulating layer is deteriorated.
본 개시는, 발명자들이 발견한 상기 신규 과제에 기초하는 것이다.The present disclosure is based on the novel problem discovered by the inventors.
<본 개시의 실시태양><Embodiment of the present disclosure>
다음에, 본 개시의 실시태양을 열기하여 설명한다.Next, an embodiment of the present disclosure is opened and described.
[1] 본 개시의 일 태양에 따른 수지 조성물은, [1] The resin composition according to an aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만이다.The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
이 구성에 의하면, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.According to this configuration, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[2] 본 개시의 다른 태양에 따른 수지 조성물은, [2] The resin composition according to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 체적 저항률은, 1×1015Ω·cm 이상이다.A DC power cable having an insulating layer formed using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to obtain 0.15 mm. When the sheet of the insulating layer having a thickness is formed, the volume resistivity of the sheet of the insulating layer measured under the conditions of a temperature of 90° C. and a DC electric field of 80 kV/mm is 1×10 15 Ω·cm or more.
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.With this configuration as well, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[3] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 수지 조성물은, [3] The resin composition according to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 250kV/mm 이상이다.A DC power cable having an insulating layer formed by using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to a thickness of 0.15 mm. When the sheet of the insulating layer having a thickness is formed, the dielectric breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer measured under the condition of a temperature of 90°C is 250 kV/mm or more.
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.With this configuration as well, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[4] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 수지 조성물은, [4] The resin composition according to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성하고, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 상기 절연층의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 경우에, V0을 상기 시트에 인가한 전압(kV)으로 하고, T를 상기 시트의 두께(mm)로 하고, E1을 상기 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)로 했을 때의, 하기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만인 A DC power cable having an insulating layer formed using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to obtain 0.15 mm. When a sheet of the insulating layer having a thickness is formed, and a DC electric field of 50 kV/mm is applied to the sheet of the insulating layer under conditions of a temperature of 30° C. and atmospheric pressure, V 0 is applied to the sheet (kV) When T is the thickness (mm) of the sheet, and E 1 is the maximum electric field inside the sheet (kV/mm), the electric field enhancement coefficient FEF obtained by the following equation (1) is , Less than 1.15
수지 조성물.Resin composition.
FEF=E1/(V0/T) ···(1) FEF=E 1 /(V 0 /T) ···(1)
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.With this configuration as well, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[5] 상기 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물에 있어서, [5] In the resin composition according to any one of [1] to [4],
상기 피복부의 표면은, 상기 복수의 MgO 입자의 외형을 따른 요철을 갖고 있어도 된다. The surface of the covering portion may have irregularities along the outer shape of the plurality of MgO particles.
이 구성에 의하면, 직류 전력 케이블이 장기에 걸쳐 침수되었을 경우에, 절연층 중에 침투한 수분에 기인한 MgO로부터 Mg(OH)2로의 변질을 늦출 수 있다.According to this configuration, when the DC power cable is submerged for a long period of time, it is possible to slow the deterioration from MgO to Mg(OH) 2 due to moisture penetrating into the insulating layer.
[6] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 수지 조성물은, [6] The resin composition according to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
적어도 MgO를 포함하는 무기 충전제Inorganic filler containing at least MgO
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
X선 광전자 분광법에 의해 상기 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 상기 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만이다.The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.Even with this configuration, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[7] 상기[1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물에 있어서, [7] In the resin composition according to any one of [1] to [6],
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 원료로 하여 소성한 무기 분말이어도 된다.The inorganic filler may be an inorganic powder fired using Mg(OH) 2 as a raw material.
이것에 의해, 핵부 및 피복부를 갖는 무기 충전제를 용이하게 형성할 수 있다.Thereby, an inorganic filler having a core portion and a covering portion can be easily formed.
[8] 상기[1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물에 있어서, [8] In the resin composition according to any one of [1] to [7],
상기 무기 충전제의 체적 평균 입경은, 5μm 이하여도 된다.The volume average particle diameter of the inorganic filler may be 5 μm or less.
이것에 의해, 무기 충전제에 의한 직류 특성의 향상 효과를 안정적으로 얻을 수 있다.Thereby, the effect of improving the direct current characteristic by an inorganic filler can be obtained stably.
[9] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 무기 충전제는, [9] Inorganic filler according to another aspect of the present disclosure,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만이다.The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
이 구성에 의하면, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.According to this configuration, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[10] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 무기 충전제는, [10] The inorganic filler according to another aspect of the present disclosure,
X선 광전자 분광법에 의해 상기 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 상기 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만이다.The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.Even with this configuration, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[11] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 직류 전력 케이블은, [11] A DC power cable according to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만이다.The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
이 구성에 의하면, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.According to this configuration, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[12] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 직류 전력 케이블은, [12] A DC power cable according to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 체적 저항률은, 1×1015Ω·cm 이상이다.When the direct current power cable is immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulating layer of the direct current power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, the temperature is 90° C. and The volume resistivity of the sheet of the insulating layer measured under the condition of a direct current electric field of 80 kV/mm is 1×10 15 Ω·cm or more.
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.Even with this configuration, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[13] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 직류 전력 케이블은, [13] A DC power cable according to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 250kV/mm 이상이다.After immersing the DC power cable in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, the insulation layer of the DC power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm. The dielectric breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer measured under the conditions is 250 kV/mm or more.
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.With this configuration as well, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[14] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 직류 전력 케이블은, [14] A DC power cable according to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성하고, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 상기 절연층의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 경우에, V0을 상기 시트에 인가한 전압(kV)으로 하고, T를 상기 시트의 두께(mm)로 하고, E1을 상기 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)로 했을 때의, 상기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만이다.After immersing the DC power cable in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, the insulation layer of the DC power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, and the temperature is 30° C. and atmospheric pressure. When a DC electric field of 50 kV/mm is applied to the sheet of the insulating layer under conditions, V 0 is the voltage applied to the sheet (kV), T is the thickness of the sheet (mm), and E 1 is The electric field enhancement coefficient FEF calculated by the above formula (1) when the maximum electric field inside the sheet (kV/mm) is used is less than 1.15.
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.With this configuration as well, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[15] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 직류 전력 케이블은, [15] A DC power cable according to another aspect of the present disclosure,
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 적어도 MgO를 포함하는 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler containing at least MgO,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
X선 광전자 분광법에 의해 해당 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of the photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 해당 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만이다.The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
이 구성에 의해서도, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.Even with this configuration, it becomes possible to suppress a decrease in the direct current characteristics of the insulating layer due to long-term immersion.
[16] 본 개시의 또 다른 태양에 따른 직류 전력 케이블의 제조 방법은, [16] A method of manufacturing a DC power cable according to another aspect of the present disclosure,
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물을 준비하는 공정과, A step of preparing a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 수지 조성물을 이용하여, 도체의 외주에 절연층을 형성하는 공정Process of forming an insulating layer on the outer circumference of a conductor by using the resin composition
을 구비하고, And,
상기 수지 조성물을 준비하는 공정은, The process of preparing the resin composition,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖는 상기 무기 충전제를 준비하는 공정과, A step of preparing the inorganic filler having a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion,
상기 무기 충전제의 함유량을, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하가 되도록, 상기 수지 조성물을 혼합하는 공정The step of mixing the resin composition so that the content of the inorganic filler is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass.
을 갖고, Have,
상기 무기 충전제를 준비하는 공정에서는, In the step of preparing the inorganic filler,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율을, 10% 이상 50% 미만으로 한다.The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
이 구성에 의하면, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제한 직류 전력 케이블을 얻는 것이 가능해진다.According to this configuration, it becomes possible to obtain a DC power cable in which a decrease in the DC characteristics of the insulating layer due to long-term immersion is suppressed.
[본 개시의 실시형태의 상세][Details of the embodiment of the present disclosure]
다음에, 본 개시의 일 실시형태를, 이하에 도면을 참조하면서 설명한다.Next, an embodiment of the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
<본 개시의 일 실시형태><An embodiment of the present disclosure>
(1) 수지 조성물(1) resin composition
본 실시형태의 수지 조성물은, 후술하는 직류 전력 케이블(10)의 절연층(130)을 구성하는 재료이며, 예를 들어, 베이스 수지와, 무기 충전제(200)와, 가교제와, 그 외의 첨가제를 포함하고 있다.The resin composition of this embodiment is a material constituting the insulating
(베이스 수지)(Base resin)
베이스 수지(베이스 폴리머)란, 수지 조성물의 주성분을 구성하는 수지 성분을 말한다. 본 실시형태의 베이스 수지는, 예를 들어, 폴리올레핀을 포함하고 있다. 베이스 수지를 구성하는 폴리올레핀으로서는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리프로필렌에 에틸렌-프로필렌 고무를 분산 혹은 공중합시킨 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 폴리에틸렌이 바람직하다. 한편, 이들 중 2종 이상을 조합하여 이용해도 된다.The base resin (base polymer) refers to a resin component constituting the main component of the resin composition. The base resin of this embodiment contains polyolefin, for example. Examples of the polyolefin constituting the base resin include polyethylene, polypropylene, an ethylene-α-olefin copolymer, and a thermoplastic elastomer obtained by dispersing or copolymerizing an ethylene-propylene rubber in polypropylene. Among these, polyethylene is preferable. In addition, two or more of these may be used in combination.
베이스 수지를 구성하는 폴리에틸렌으로서는, 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 등을 들 수 있다. 또한, 이들 폴리에틸렌은, 예를 들어, 직쇄상 또는 분기상의 어느 것이어도 된다.Examples of the polyethylene constituting the base resin include low-density polyethylene (LDPE), medium-density polyethylene (MDPE), and high-density polyethylene (HDPE). In addition, these polyethylenes may be linear or branched, for example.
또한, 베이스 수지는, 예를 들어, 폴리올레핀에 극성기를 그래프트한 변성 폴리올레핀이나, 올레핀과 극성 모노머의 공중합체를 포함하고 있어도 된다. 이것에 의해, 극성을 갖는 무기 충전제(200)와 베이스 수지의 상용성(밀착성)을 향상시켜, 무기 충전제(200)의 분산성을 향상시킬 수 있다.Further, the base resin may contain, for example, a modified polyolefin obtained by grafting a polar group onto a polyolefin, or a copolymer of an olefin and a polar monomer. Thereby, the compatibility (adhesion) of the
폴리올레핀에 극성기를 그래프트한 변성 폴리올레핀으로서는, 예를 들어, 무수 말레산 변성 폴리에틸렌 등을 들 수 있다.Examples of the modified polyolefin obtained by grafting a polar group onto the polyolefin include maleic anhydride modified polyethylene.
올레핀과 극성 모노머의 공중합체로서는, 예를 들어, 에틸렌-에틸 아크릴레이트(에틸렌-아크릴산 에틸) 공중합체, 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-뷰틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-글라이시딜 메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다. 한편, 이들 중 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.As a copolymer of an olefin and a polar monomer, for example, an ethylene-ethyl acrylate (ethylene-ethyl acrylate) copolymer, an ethylene-methyl acrylate copolymer, an ethylene-butyl acrylate copolymer, an ethylene-methyl methacrylate copolymer Coalescence, ethylene-glycidyl methacrylate copolymer, etc. are mentioned. In addition, you may use combining two or more types of these.
(무기 충전제)(Inorganic filler)
무기 충전제(200)는, 절연층(130) 중의 공간 전하를 트랩하여, 절연층(130) 중의 공간 전하의 국소적인 축적을 억제하도록 작용한다. 이것에 의해, 절연층(130)의 직류 특성을 향상시킬 수 있다. 한편, 여기에서 말하는 「절연층(130)의 직류 특성」이란, 절연층(130)의 체적 저항률, 직류 파괴 전계 강도, 공간 전하 특성 등을 의미한다.The
여기에서, 도 1을 이용하여 본 실시형태의 수지 조성물 중에 포함되는 무기 충전제(200)에 대해 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 무기 충전제를 나타내는 단면도이다.Here, the
본 실시형태의 무기 충전제(200)는, 예를 들어, Mg(OH)2를 원료로 하여 소성하는 것에 의해 형성되고, 적어도 MgO를 포함하는 입자상 재료이다. 원료로서의 Mg(OH)2는, 예를 들어, 해수 자원(해수 유래 원료) 또는 광물 등으로부터 얻어지거나, 수중 불꽃 방전법에 의해 생성되거나 한다. 한편, 이들 중, 해수 자원으로부터의 Mg(OH)2를 원료로 하여 소성하는 것에 의해 무기 충전제를 형성하는 방법을 「해수법」이라고 부르는 경우가 있다. 당해 형성 방법에 대해서는, 후술한다.The
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 무기 충전제(200)는, 예를 들어, 핵부(210)와, 피복부(230)를 갖고 있다.As shown in FIG. 1, the
핵부(210)는, 예를 들어, 무기 충전제(200)의 중심부를 구성하고, Mg(OH)2를 주성분으로서 포함하고 있다. 구체적으로는, 핵부(210)는, 예를 들어, 입자상으로 구성되고, 즉, Mg(OH)2 입자(220)로 이루어져 있다. 핵부(210)는, 단일의 Mg(OH)2 입자(220)로 이루어져 있어도 되고, 혹은, 응집한 복수의 Mg(OH)2 입자(220)로 이루어져 있어도 된다. 한편, Mg(OH)2 입자(220)는, Mg(OH)2를 주성분으로서 포함하고 있으면, 예를 들어, MgO나 불가피 불순물을 포함하고 있어도 된다.The
피복부(230)는, 예를 들어, 핵부(210)의 외주를 덮도록 설치되는 복수의 MgO 입자(240)를 포함하고 있다. 구체적으로는, 복수의 MgO 입자(240)의 각각은, 예를 들어, 주성분으로서 MgO를 포함하고 있다. 복수의 MgO 입자(240)의 각각은, 예를 들어, 미세한 입자상으로 구성되고, 핵부(210)보다도 작다. 피복부(230)는, 예를 들어, 미세한 복수의 MgO 입자(240)가 핵부(210)의 외주에 응집하여 밀착되는 것에 의해 구성되어 있다. 이것에 의해, 피복부(230)의 표면에, 복수의 MgO 입자의 외형을 따른 미세한 요철을 형성할 수 있다. 그 결과, 직류 전력 케이블(10)이 장기에 걸쳐 침수되었을 경우에, 절연층(130) 중에 침투한 수분에 기인한 MgO로부터 Mg(OH)2로의 변질을 늦출 수 있다. 한편, 여기에서 말하는 직류 전력 케이블(10)이 장기에 걸쳐 침수되었을 경우에 있어서의 절연층(130)의 내성을, 이하에서는, 「절연층(130)의 장기 내수성」이라고 하는 경우가 있다.The covering
본 실시형태에서는, 피복부(230)는, 예를 들어, 핵부(210)의 외주 전체를 덮도록 설치되어 있다. 즉, Mg(OH)2가 포함되는 핵부(210)는, 피복부(230)의 내측에 숨어, 무기 충전제(200)의 표면에 노출되어 있지 않다. 이것에 의해, 무기 충전제(200)에 의한 공간 전하의 트랩 능력을 충분히 확보할 수 있다.In this embodiment, the covering
한편, 각각의 MgO 입자(240)는, 주성분으로서 MgO를 포함하고 있으면, 예를 들어, Mg(OH)2나 불가피 불순물을 포함하고 있어도 된다.On the other hand, each
여기에서, 본 실시형태의 무기 충전제(200)가 전술한 바와 같이 핵부(210)와 피복부(230)를 갖고 있는 것은, 이하의 측정에 의해 확인할 수 있다.Here, it can be confirmed by the following measurement that the
도 3은, 후술하는 실시예에 있어서의 무기 충전제 A를 나타내는 주사형 전자 현미경상(SEM: Scanning Electron Microscope)의 모식도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 무기 충전제(200)의 SEM상을 관찰하면, 무기 충전제(200)의 입자 형상이나 표면 상태를 확인할 수 있다. 구체적으로는, 무기 충전제(200)의 1입자당의 표면측에, 복수의 미소 입자가 응집하여 밀착되어 있는 상태를 확인할 수 있다. 당해 미소 입자가 MgO 입자(240)에 상당함을, 예를 들어, 이하의 측정으로 확인할 수 있다.3 is a schematic diagram of a scanning electron microscope image (SEM: Scanning Electron Microscope) showing the inorganic filler A in Examples described later. As shown in FIG. 3, when the SEM image of the
X선 광전자 분광(XPS: X-ray Photoelectron Spectroscopy)법에 의해, 무기 충전제(200)의 표면측의 조성 분석을 행할 수 있다. 구체적으로는, XPS법에서는, 무기 충전제(200)에 대해서 X선을 조사하고, 그것에 의해 생긴 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정한다.The composition analysis on the surface side of the
도 4a는, X선 광전자 분광법에 의해 무기 충전제를 측정했을 때의 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 4a에 나타내는 바와 같이, 50eV 부근에 있어서 Mg의 2p 궤도에 관련되는 내로 스캔 스펙트럼(narrow scan spectrum)을 측정하면, MgO에서 유래하는 피크(49eV 부근)가 나타나는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크(47eV 부근)가 나타나지 않는다. 이것으로부터, 무기 충전제(200)의 표층 중, 표면으로부터의 깊이가 0nm 이상 3nm 이하인 위치에서, 광전자가 외부로 방출되는 영역에는, MgO만이 존재하고, Mg(OH)2가 존재하고 있지 않음을 확인할 수 있다. 한편, 발명자들은, 표면을 강제적으로 Mg(OH)2로 변화시킨 MgO 분말의 XPS 측정을 행한 바, Mg(OH)2에서 유래하는 피크가 47eV 부근에 있음을 확인하고 있다.4A is a diagram showing the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler when the inorganic filler is measured by X-ray photoelectron spectroscopy. As shown in FIG. 4A, when a narrow scan spectrum related to the 2p orbit of Mg is measured near 50 eV, a peak derived from MgO (near 49 eV) appears, whereas in Mg(OH) 2 The derived peak (near 47 eV) does not appear. From this, it was confirmed that only MgO was present and Mg(OH) 2 was not present in the region where photoelectrons were emitted to the outside at a position in the surface layer of the
또한, 푸리에 변환 적외 분광(FTIR: Fourier Transform Infrared Spectroscopy)법에 의해, 무기 충전제(200) 내의 작용기의 정보를 얻을 수 있다. 구체적으로는, FTIR법 중의 투과법에 의해, 무기 충전제(200)에 적외광을 조사하고, 무기 충전제(200)를 투과한 적외광에 기초하여, 해당 무기 충전제(200)의 적외 흡수 스펙트럼을 측정한다.Further, information on functional groups in the
도 4b는, 푸리에 변환 적외 분광법에 의해 측정한 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도 4b에 나타내는 바와 같이, 3700cm-1 부근에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크(OH기에 유래하는 피크)가 나타난다. 이것으로부터, 무기 충전제(200)의 내측의 적어도 일부에, Mg(OH)2가 존재하고 있음을 확인할 수 있다.4B is a diagram showing an infrared absorption spectrum of an inorganic filler measured by Fourier transform infrared spectroscopy. As shown in Fig. 4B, a peak derived from Mg(OH) 2 (peak derived from an OH group) appears near 3700 cm -1 . From this, it can be confirmed that Mg(OH) 2 is present in at least a part of the inner side of the
이상으로부터, 무기 충전제(200)가, 전술한 바와 같이, Mg(OH)2를 포함하는 핵부(210)와, 핵부(210)의 외주를 덮도록 설치되는 복수의 MgO 입자(240)를 포함하는 피복부(230)를 갖고 있음을 확인할 수 있다.From the above, the
본 실시형태에서는, 무기 충전제(200)의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율(이하, 「Mg(OH)2의 체적 분율」이라고 약칭하는 경우가 있다)은, 예를 들어, 10% 이상 50% 미만이다. 한편, 여기에서 말하는 「무기 충전제(200)의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율」이란, 무기 충전제(200)의 1입자의 체적에 대해서, 해당 무기 충전제(200)의 1입자 중에서 Mg(OH)2가 차지하는 체적의 비율을 의미하고 있다.In this embodiment, the volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler 200 (hereinafter, sometimes abbreviated as ``the volume fraction of Mg(OH) 2 '') is, for example, 10% It is less than 50%. On the other hand, the "volume fraction of Mg(OH) 2 in 1 particle of the
무기 충전제(200)의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 예를 들어, 무기 충전제(200)의 강열 감량에 기초하여 구할 수 있다. 여기에서 말하는 「무기 충전제(200)의 강열 감량」이란, 무기 충전제(200)를 가열함으로써, 무기 충전제(200)에 포함되는 Mg(OH)2가 이하의 반응식으로 MgO로 변질되었을 때의, 무기 충전제(200)의 질량의 감소율이다.The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the
Mg(OH)2→MgO+H2O Mg(OH) 2 →MgO+H 2 O
한편, 무기 충전제(200)의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율을, 전술한 무기 충전제(200)의 강열 감량에 기초하여 구했을 경우에는, 복수의 무기 충전제(200)의 입자에 있어서의 Mg(OH)2의 체적 분율을 평균화한 값이 구해진다. 즉, 당해 구해지는 Mg(OH)2의 체적 분율은, 무기 충전제(200)의 1입자의 체적의 평균치에 대한 Mg(OH)2의 체적의 평균치의 비율에 상당한다.On the other hand, when the volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the
Mg(OH)2의 체적 분율이 10% 미만이면, 무기 충전제(200)의 표면에 충분한 요철을 형성할 수 없어, 무기 충전제(200)의 표면이 평활에 가까워진다. 이 때문에, 무기 충전제(200)에 의한 공간 전하의 트랩 능력이 충분히 얻어지지 않을 가능성이 있다. 또한, 절연층(130)의 장기 내수성을 발휘할 수 없을 가능성이 있다. 이에 반해, Mg(OH)2의 체적 분율을 10% 이상으로 함으로써, 무기 충전제(200)의 표면에 미세한 요철을 형성할 수 있다. 이것에 의해, 무기 충전제(200)에 의한 공간 전하의 트랩 능력을 충분히 얻을 수 있다. 또한, 절연층(130)의 장기 내수성을 향상시킬 수 있다.When the volume fraction of Mg(OH) 2 is less than 10%, sufficient unevenness cannot be formed on the surface of the
한편으로, Mg(OH)2의 체적 분율이 50% 이상이면, 무기 충전제(200)의 표층측에 있어서의 MgO의 비율이 감소한다. 이 때문에, 절연층(130)의 직류 파괴 전계 강도가 초기(침수시키지 않는 시점)부터 저하될 가능성이 있다. 이 인과 관계에 대해서는, 상세가 불명하지만, 이하의 메커니즘이 상정된다. Mg(OH)2의 체적 분율이 50% 이상이면, 핵부(210) 중의 Mg(OH)2의 부분이 무너지기 쉽기 때문에, 무기 충전제(200)의 입자가 붕괴되기 쉬워진다. 무기 충전제(200)의 입자가 붕괴되면, 붕괴 입자가 분산 불량을 생기게 하고, 당해 붕괴 입자가 국소적으로 집합한 스폿이 절연층(130) 중에 형성된다. 붕괴 입자가 국소적으로 집합하면, 붕괴 입자의 국소적인 집합 스폿이, 절연층(130) 전체를 보았을 때의 이상점(이물)으로서 행동한다. 그 결과, 절연층(130)의 직류 파괴 전계 강도가 초기부터 저하되어 버릴 가능성이 있다. 이에 반해, Mg(OH)2의 체적 분율을 50% 미만으로 함으로써, 무기 충전제(200)의 표층측에 있어서의 MgO의 비율을 소정치 이상으로 할 수 있다. 이것에 의해, 무기 충전제(200)의 붕괴를 억제할 수 있어, 붕괴 입자의 국소적인 집합을 억제할 수 있다. 그 결과, 절연층(130)의 직류 파괴 전계 강도가 초기부터 저하되는 것을 억제할 수 있다.On the other hand, when the volume fraction of Mg(OH) 2 is 50% or more, the proportion of MgO in the surface layer side of the
본 실시형태에서는, 수지 조성물 중의 무기 충전제(200)의 함유량은, 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 예를 들어, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이다.In this embodiment, the content of the
무기 충전제(200)의 함유량이 0.1질량부 미만이면, 무기 충전제(200)에 트랩되지 않는 공간 전하가 증가한다. 이 때문에, 절연층(130)의 체적 저항률이 저하될 가능성이 있다. 또한, 직류 전력 케이블(10)이 장기에 걸쳐 침수되었을 때에, 무기 충전제(200)의 1입자당에 영향을 주는 수분량이 과도하게 많아진다. 이 때문에, 절연층(130)의 장기 내수성이 저하될 가능성이 있다. 이에 반해, 무기 충전제(200)의 함유량을 0.1질량부 이상으로 함으로써, 무기 충전제(200)에 트랩되지 않는 공간 전하의 증가를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 절연층(130)의 체적 저항률의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 직류 전력 케이블(10)이 장기에 걸쳐 침수되었을 때에, 무기 충전제(200)의 1입자당에 영향을 주는 수분량의 과도한 증가를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 절연층(130)의 장기 내수성을 향상시킬 수 있다.When the content of the
한편으로, 무기 충전제(200)의 함유량이 5질량부 초과이면, 수지 조성물에 의한 성형성이 저하되어, 절연층(130) 중의 무기 충전제(200)의 분산성이 저하된다. 이 때문에, 절연층(130) 중에, 무기 충전제(200)가 상대적으로 적은 영역이 생길 가능성이 있다. 그 결과, 절연층(130)의 직류 파괴 전계 강도가 저하되거나, 절연층(130)의 장기 내수성이 저하되거나 할 가능성이 있다. 이에 반해, 무기 충전제(200)의 함유량을 5질량부 이하로 함으로써, 수지 조성물에 의한 성형성을 향상시킬 수 있어, 절연층(130) 중의 무기 충전제(200)의 분산성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 절연층(130) 중에 무기 충전제(200)가 상대적으로 적은 영역이 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 절연층(130)의 직류 파괴 전계 강도의 저하를 억제할 수 있어, 절연층(130)의 장기 내수성의 저하를 억제할 수 있다.On the other hand, when the content of the
본 실시형태에서는, 무기 충전제(200)의 체적 평균 입경(MV: Mean Volume Diameter)은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 5μm 이하, 바람직하게는, 1μm 이하이다.In this embodiment, the volume average particle diameter (MV: Mean Volume Diameter) of the
한편, 여기에서 말하는 「체적 평균 입경(MV)」은, 입자의 입자경을 di, 입자의 체적 Vi로 했을 때, 이하의 식으로 구해진다.On the other hand, the "volume average particle diameter (MV)" referred to herein is obtained by the following equation when the particle diameter of the particle is d i and the volume V i of the particle.
MV=Σ(Vidi)/ΣVi MV=Σ(V i d i )/ΣV i
한편, 체적 평균 입경의 측정에는, 동적 광산란식 입자경·입도 분포 측정 장치가 이용된다.On the other hand, for the measurement of the volume average particle diameter, a dynamic light scattering particle diameter/particle size distribution measuring device is used.
무기 충전제(200)의 체적 평균 입경이 5μm 초과이면, 절연층(130) 중에 무기 충전제(200)를 균일하게 분산시키는 것이 곤란해질 가능성이 있다. 이 때문에, 무기 충전제(200)에 의한 직류 특성의 향상 효과가 얻어지기 어려워질 가능성이 있다. 이에 반해, 무기 충전제(200)의 체적 평균 입경을 5μm 이하로 함으로써, 절연층(130) 중에 무기 충전제(200)를 균일하게 분산시킬 수 있다. 이것에 의해, 무기 충전제(200)에 의한 직류 특성의 향상 효과를 안정적으로 얻을 수 있다. 더욱이, 무기 충전제(200)의 체적 평균 입경을 1μm 이하로 함으로써, 절연층(130) 중에 무기 충전제(200)를 균일하게 분산시키는 것이 용이해진다. 이것에 의해, 무기 충전제(200)에 의한 직류 특성의 향상 효과를 더욱 안정적으로 얻을 수 있다.If the volume average particle diameter of the
한편, 무기 충전제(200)의 체적 평균 입경의 하한치에 대해서도, 특별히 한정되는 것은 아니다. 단, Mg(OH)2를 원료로 하여 소성하는 것에 의해 무기 충전제(200)를 안정적으로 형성하는 관점에서는, 무기 충전제(200)의 체적 평균 입경은, 예를 들어, 0.1μm 이상, 바람직하게는 0.5μm 이상이다.On the other hand, the lower limit of the volume average particle diameter of the
한편, 본 실시형태에서는, 피복부(230)가 갖는 MgO 입자(240)의 입자경은, 예를 들어, 전술한 Mg(OH)2의 체적 분율에 의존하고 있다. 무기 충전제(200)의 소성 상태가 완전 소성 상태에 가까워, Mg(OH)2의 체적 분율이 작아지면, MgO 입자(240)의 입자경이 커진다. 한편으로, 무기 충전제(200)의 소성 상태가 불완전한 상태이며, Mg(OH)2의 체적 분율이 커지면, MgO 입자(240)의 입자경이 작아진다. 구체적으로는, Mg(OH)2의 체적 분율이 29.2%일 때에, MgO 입자(240)의 입자경은, 예를 들어, 0.01μm 정도가 된다. 한편, 여기에서 말하는 MgO 입자(240)의 입자경은, SEM상에 있어서 측정한 MgO 입자(240)의 입자경의 평균치이다.On the other hand, in the present embodiment, the particle diameter of the
또한, 무기 충전제(200) 중 적어도 일부는, 실레인 커플링제에 의해 표면 처리되어 있어도 된다. 이것에 의해, 무기 충전제(200)와 베이스 수지의 계면의 밀착성을 향상시킬 수 있어, 절연층(130)의 기계 특성이나 저온 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, at least a part of the
실레인 커플링제로서는, 예를 들어, 바이닐트라이메톡시실레인, 바이닐트라이에톡시실레인, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트라이메톡시실레인, 3-글라이시독시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-글라이시독시프로필트라이메톡시실레인, 3-글라이시독시프로필메틸다이에톡시실레인, 3-글라이시독시프로필트라이에톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필메틸다이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필메틸다이에톡시실레인, 3-메타크릴옥시프로필트라이에톡시실레인, 3-아크릴옥시프로필트라이메톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸다이메톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트라이메톡시실레인, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트라이에톡시실레인, 3-아미노프로필트라이메톡시실레인, 3-아미노프로필트라이에톡시실레인, 3-트라이에톡시실릴-N-(1,3-다이메틸뷰틸리덴)프로필아민 등을 들 수 있다. 한편, 이들 중 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.As a silane coupling agent, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldi Methoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldi Methoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxy Silane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2-(aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2-(aminoethyl) -3-Aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N-(1,3-dimethylbutylidene ) Propylamine, etc. are mentioned. In addition, you may use combining two or more types of these.
(가교제)(Crosslinking agent)
가교제는, 예를 들어, 유기 과산화물이다. 유기 과산화물로서는, 예를 들어, 다이큐밀 퍼옥사이드, 2,5-다이메틸-2,5-다이(t-뷰틸퍼옥시)헥세인, 1,3-비스(t-뷰틸퍼옥시아이소프로필)벤젠 등을 들 수 있다. 한편, 이들 중 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.The crosslinking agent is, for example, an organic peroxide. As the organic peroxide, for example, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane, 1,3-bis(t-butylperoxyisopropyl)benzene And the like. In addition, you may use combining two or more types of these.
(그 외의 첨가제)(Other additives)
수지 조성물은, 예를 들어, 산화 방지제와 활제를 추가로 포함하고 있어도 된다.The resin composition may further contain an antioxidant and a lubricant, for example.
산화 방지제로서는, 예를 들어, 2,2-싸이오-다이에틸렌비스[3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실 3-(3,5-다이-t-뷰틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,4-비스-[(옥틸싸이오)메틸]-o-크레졸, 2,4-비스-(n-옥틸싸이오)-6-(4-하이드록시-3,5-다이-t-뷰틸아닐리노)-1,3,5-트라이아진, 비스[2-메틸-4-{3-n-알킬(C12 혹은 C14)싸이오프로피온일옥시}-5-t-뷰틸페닐]설파이드, 및 4,4'-싸이오비스(3-메틸-6-t-뷰틸페놀) 등을 들 수 있다. 한편, 이들 중 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.As an antioxidant, for example, 2,2-thio-diethylenebis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], pentaerythrityl-tetrakis [3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], octadecyl 3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, 2,4-bis-[(octylthio)methyl]-o-cresol, 2,4-bis-(n-octylthio)-6-(4-hydroxy-3,5-di-t-butyl Anilino)-1,3,5-triazine, bis[2-methyl-4-{3-n-alkyl (C12 or C14)thiopropionyloxy}-5-t-butylphenyl]sulfide, and 4 , 4'-thiobis(3-methyl-6-t-butylphenol), etc. are mentioned. In addition, you may use combining two or more types of these.
활제는, 무기 충전제의 응집을 억제함과 함께, 절연층(130)의 압출 성형 시의 수지 조성물의 유동성을 향상시키도록 작용한다. 본 실시형태의 활제는, 예를 들어, 지방산 금속염 또는 지방산 아마이드 등이다. 지방산 금속염으로서는, 예를 들어, 스테아르산 마그네슘, 스테아르산 아연, 스테아르산 알루미늄, 몬탄산 마그네슘 등을 들 수 있다. 또한, 지방산 아마이드로서는, 예를 들어, 올레산 아마이드 또는 스테아르산 아마이드 등을 들 수 있다. 한편, 이들 중 2종류 이상을 조합하여 이용해도 된다.The lubricant works to improve the fluidity of the resin composition during extrusion molding of the insulating
한편, 수지 조성물은, 예를 들어, 착색제를 추가로 포함하고 있어도 된다.On the other hand, the resin composition may further contain, for example, a colorant.
(2) 직류 전력 케이블(2) DC power cable
다음에, 도 2를 이용하여 본 실시형태의 직류 전력 케이블에 대해 설명한다. 도 2는, 본 실시형태에 따른 직류 전력 케이블의 축방향에 직교하는 단면도이다.Next, a DC power cable of this embodiment will be described with reference to FIG. 2. 2 is a cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the DC power cable according to the present embodiment.
본 실시형태의 직류 전력 케이블(10)은, 이른바 고체 절연 직류 전력 케이블로서 구성되고, 예를 들어, 도체(110)와, 내부 반도전층(120)과, 절연층(130)과, 외부 반도전층(140)과, 차폐층(150)과, 시스(160)를 갖고 있다.The
(도체(도전부))(Conductor (conductive part))
도체(110)는, 예를 들어, 순구리, 구리 합금, 알루미늄, 또는 알루미늄 합금 등으로 이루어지는 복수의 도체 심선(도전 심선)을 연합(撚合)하는 것에 의해 구성되어 있다.The
(내부 반도전층)(Internal semiconducting layer)
내부 반도전층(120)은, 도체(110)의 외주를 덮도록 설치되어 있다. 또한, 내부 반도전층(120)은, 반도전성을 가져, 도체(110)의 표면측에 있어서의 전계 집중을 억제하도록 구성되어 있다. 내부 반도전층(120)은, 예를 들어, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-뷰틸 아크릴레이트 공중합체, 및 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체 등 중 적어도 어느 하나와, 도전성의 카본 블랙을 포함하고 있다.The inner
(절연층) (Insulation layer)
절연층(130)은, 내부 반도전층(120)의 외주를 덮도록 설치되어 있다. 절연층(130)은, 상기한 본 실시형태의 수지 조성물을 압출 성형하고, 가열에 의해 가교되어 있다. 즉, 절연층을 구성하는 수지 조성물 중의 베이스 수지로서의 폴리에틸렌은, 가교 폴리에틸렌이 되어 있다. 한편, 수지 조성물 중에 미가교의 폴리에틸렌이 포함되어 있어도 된다.The insulating
(외부 반도전층)(External semiconducting layer)
외부 반도전층(140)은, 절연층(130)의 외주를 덮도록 설치되어 있다. 또한, 외부 반도전층(140)은, 반도전성을 가져, 절연층(130)과 차폐층(150) 사이에 있어서의 전계 집중을 억제하도록 구성되어 있다. 외부 반도전층(140)은, 예를 들어, 내부 반도전층(120)과 마찬가지의 재료에 의해 구성되어 있다.The outer
(차폐층)(Shielding layer)
차폐층(150)은, 외부 반도전층(140)의 외주를 덮도록 설치되어 있다. 차폐층(150)은, 예를 들어, 구리 테이프를 권회(卷回)하는 것에 의해 구성되거나, 혹은, 복수의 연동선 등을 권회한 와이어 실드로서 구성되어 있다. 한편, 차폐층(150)의 내측이나 외측에, 고무 인포(引布) 등을 소재로 한 테이프가 권회되어 있어도 된다.The
(시스)(Cis)
시스(160)는, 차폐층(150)의 외주를 덮도록 설치되어 있다. 시스(160)는, 예를 들어, 폴리염화 바이닐 또는 폴리에틸렌에 의해 구성되어 있다.The
(장기 내수성) (Long-term water resistance)
이상과 같이 구성되는 직류 전력 케이블(10)에서는, 절연층(130) 중에 첨가되는 무기 충전제(200)가, Mg(OH)2를 포함하는 핵부(210)와, 핵부(210)의 외주를 덮도록 설치되는 복수의 MgO 입자(240)를 포함하는 피복부(230)를 갖고 있음으로써, 예를 들어, 이하와 같은 절연층(130)의 장기 내수성이 얻어진다.In the
직류 전력 케이블(10)을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블(10)의 절연층(130)을 깎아썰기함으로써, 0.15mm의 두께를 갖는 절연층(130)의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 절연층(130)의 시트의 체적 저항률은, 예를 들어, 1×1015Ω·cm 이상이다.After immersing the
또한, 전술한 침수 후에, 절연층(130)의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 절연층(130)의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 예를 들어, 250kV/mm 이상이다.In addition, when the sheet of the insulating
또한, 전술한 침수 후에, 절연층(130)의 시트를 형성했을 경우에, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 절연층(130)의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 때의, 하기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만이다.In addition, when the sheet of the insulating
FEF=E1/(V0/T) ···(1) FEF=E 1 /(V 0 /T) ···(1)
(단, V0은 절연층(130)의 시트에 인가한 전압(kV)이고, T는 절연층(130)의 시트의 두께(mm)이며, E1은 절연층(130)의 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)이다.)(However, V 0 is the voltage applied to the sheet of the insulating layer 130 (kV), T is the thickness of the sheet of the insulating layer 130 (mm), E 1 is the inside of the sheet of the insulating
(구체적 치수 등)(Specific dimensions, etc.)
직류 전력 케이블(10)에 있어서의 구체적인 각 치수로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 도체(110)의 직경은 5mm 이상 60mm 이하이고, 내부 반도전층(120)의 두께는 1mm 이상 3mm 이하이며, 절연층(130)의 두께는 1mm 이상 35mm 이하이고, 외부 반도전층(140)의 두께는 1mm 이상 3mm 이하이며, 차폐층(150)의 두께는 1mm 이상 5mm 이하이고, 시스(160)의 두께는 1mm 이상이다. 본 실시형태의 직류 전력 케이블(10)에 적용되는 직류 전압은, 예를 들어 80kV 이상 600kV 이하이다.Specific dimensions of the
(3) 직류 전력 케이블의 제조 방법(3) Method of manufacturing DC power cable
다음에, 본 실시형태의 직류 전력 케이블의 제조 방법에 대해 설명한다. 이하, 스텝을 「S」라고 약칭한다.Next, a method of manufacturing the DC power cable of the present embodiment will be described. Hereinafter, the step is abbreviated as "S".
(S100: 수지 조성물 준비 공정)(S100: resin composition preparation step)
우선, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물을 준비한다. 당해 수지 조성물 준비 공정 S100은, 예를 들어, 무기 충전제 준비 공정 S120과 혼합 공정 S140을 갖고 있다.First, a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler is prepared. The said resin composition preparation process S100 has an inorganic filler preparation process S120 and a mixing process S140, for example.
(S120: 무기 충전제 준비 공정)(S120: inorganic filler preparation process)
예를 들어, 해수법에 의해 무기 충전제(200)를 형성한다.For example, the
구체적으로는, 예를 들어, 해수로부터 추출한 마그네슘염 수용액 등의 마그네슘 원료와, 수산화 칼슘 등의 알칼리를 용액 반응시킴으로써, 전구체로서의 Mg(OH)2의 슬러리를 생성한다. Mg(OH)2의 슬러리를 생성하면, 당해 Mg(OH)2 슬러리를 여과 및 수세함으로써, Mg(OH)2의 웨트 케이크를 생성한다. Mg(OH)2의 웨트 케이크를 생성하면, Mg(OH)2의 웨트 케이크를 건조시켜, 소정의 온도에서 소성한다. 이것에 의해, 무기 충전제(200)의 미분말이 생성된다.Specifically, for example, a magnesium raw material such as an aqueous magnesium salt solution extracted from seawater is reacted with an alkali such as calcium hydroxide to produce a slurry of Mg(OH) 2 as a precursor. When a slurry of Mg(OH) 2 is produced, the Mg(OH) 2 slurry is filtered and washed with water to produce a wet cake of Mg(OH) 2 . When a wet cake of Mg(OH) 2 is formed, the wet cake of Mg(OH) 2 is dried and fired at a predetermined temperature. Thereby, fine powder of the
여기에서, 전술한 Mg(OH)2의 웨트 케이크를 소정의 온도에서 소성할 때에, Mg(OH)2의 웨트 케이크를 구성하는 Mg(OH)2 입자는, 해당 입자의 외주측으로부터 서서히 탈수 반응이 진행되어, MgO로 변질되어 간다. 이 때, Mg(OH)2 입자 전체를 완전히 MgO로 변질시키는 것은 아니고, 당해 변질의 도중에 소성을 멈춘다. 이것에 의해, Mg(OH)2 입자의 외주측만을 MgO로 변화시키면서, Mg(OH)2 입자의 중심측의 적어도 일부에 Mg(OH)2를 잔존시킬 수 있다. 그 결과, Mg(OH)2를 포함하는 핵부(210)와, 핵부(210)의 외주를 덮도록 설치되는 복수의 MgO 입자(240)를 포함하는 피복부(230)를 갖는 무기 충전제(200)를 형성할 수 있다.Here, when firing a wet cake of the two above-mentioned Mg (OH) at a predetermined temperature, Mg (OH) Mg (OH) constituting the wet cake of 22 particles, gradually dehydration from the outer circumferential side of the particle This advances and changes to MgO. At this time, the entire Mg(OH) 2 particle is not completely transformed into MgO, and firing is stopped in the middle of the alteration. As a result, by varying the outer peripheral side only of Mg (OH) 2 particles of MgO, it may be the remaining Mg (OH) Mg (OH) 2 on at least a portion of the center of the second particles. As a result, the
또한, 이 때, 소성 조건(소성 온도, 소성 시간 등)을 조정함으로써, 무기 충전제(200)의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율을, 예를 들어, 10% 이상 50% 미만으로 한다.In addition, at this time, by adjusting the firing conditions (firing temperature, firing time, etc.), the volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the
무기 충전제(200)를 생성하면, 무기 충전제(200) 중 적어도 일부를, 실레인 커플링제에 의해 표면 처리해도 된다.When the
더욱이, 소정의 분쇄 처리를 행함으로써, 무기 충전제(200)의 체적 평균 입경을 조정해도 된다. 이 때, 무기 충전제(200)의 체적 평균 입경을, 예를 들어, 5μm 이하, 바람직하게는, 1μm 이하로 한다.Further, by performing a predetermined pulverization treatment, the volume average particle diameter of the
(S140: 혼합 공정)(S140: mixing process)
폴리에틸렌을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제(200)와, 유기 과산화물 로 이루어지는 가교제와, 그 외의 첨가제(산화 방지제, 활제 등)를 밴버리 믹서나 니더 등의 혼합기로 혼합(혼련)하여, 혼합재를 형성한다. 혼합재를 형성하면, 당해 혼합재를 압출기로 조립(造粒)한다. 이것에 의해, 절연층(130)을 구성하게 되는 펠릿상의 수지 조성물이 형성된다. 한편, 혼련 작용이 높은 2축형의 압출기를 이용하여, 혼합으로부터 조립까지의 공정을 일괄하여 행해도 된다.A base resin containing polyethylene, an
(S200: 도체 준비 공정)(S200: conductor preparation process)
한편으로, 복수의 도체 심선을 연합하는 것에 의해 형성된 도체(110)를 준비한다.On the one hand, a
(S300: 케이블 코어 형성 공정(압출 공정))(S300: cable core forming process (extrusion process))
다음에, 3층 동시 압출기 중, 내부 반도전층(120)을 형성하는 압출기 A에, 예를 들어, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체와, 도전성의 카본 블랙이 미리 혼합된 내부 반도전층용 수지 조성물을 투입한다.Next, among the three-layer co-extruders, in extruder A forming the inner
절연층(130)을 형성하는 압출기 B에, 상기한 펠릿상의 수지 조성물을 투입한다.In the extruder B forming the insulating
외부 반도전층(140)을 형성하는 압출기 C에, 압출기 A에 투입한 내부 반도전층용 수지 조성물과 마찬가지의 재료로 이루어지는 외부 반도전층용 수지 조성물을 투입한다.In the extruder C that forms the outer
다음에, 압출기 A∼C로부터의 각각의 압출물을 코먼 헤드로 유도하고, 도체(110)의 외주에, 내측으로부터 외측을 향해, 내부 반도전층(120), 절연층(130) 및 외부 반도전층(140)을 동시에 압출한다. 그 후, 질소 가스 등으로 가압된 가교관 내에서, 적외선 히터에 의한 복사에 의해 가열하거나, 고온의 질소 가스 또는 실리콘유 등의 열 매체를 통해서 열전달시키거나 하는 것에 의해, 절연층(130)을 가교시킨다. 이것에 의해, 도체(110), 내부 반도전층(120), 절연층(130) 및 외부 반도전층(140)에 의해 구성되는 케이블 코어가 형성된다.Next, each extrudate from extruders A to C is guided to a common head, and on the outer periphery of the
(S400: 차폐층 형성 공정) (S400: shielding layer forming process)
다음에, 외부 반도전층(140)의 외측에, 예를 들어 구리 테이프를 권회하는 것에 의해 차폐층(150)을 형성한다.Next, the
(S500: 시스 형성 공정)(S500: sheath formation process)
다음에, 압출기에 염화 바이닐을 투입하고 압출하는 것에 의해, 차폐층(150)의 외주에, 시스(160)를 형성한다.Next, vinyl chloride is put into the extruder and extruded to form a
이상에 의해, 고체 절연 직류 전력 케이블로서의 직류 전력 케이블(10)이 제조된다.As described above, the
(4) 본 실시형태에 따른 효과(4) Effects according to this embodiment
본 실시형태에 의하면, 이하에 나타내는 하나 또는 복수의 효과를 발휘한다.According to this embodiment, one or more effects shown below are exhibited.
(a) 절연층(130) 중에 첨가되는 무기 충전제(200)는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부(210)와, 핵부(210)의 외주를 덮도록 설치되는 복수의 MgO 입자(240)를 포함하는 피복부(230)를 갖고 있다. 이것에 의해, 피복부(230)의 표면에, 복수의 MgO 입자(240)의 외형을 따른 미세한 요철을 형성할 수 있다. 피복부(230)의 표면에 미세한 요철을 형성함으로써, 직류 전력 케이블(10)이 장기에 걸쳐 침수되었을 경우에, 절연층(130) 중에 침투한 수분에 기인한 MgO로부터 Mg(OH)2로의 변질을, 무기 충전제(200)의 표면의 극히 일부에서만 생기게 하여, 무기 충전제(200)의 표면 전체가 Mg(OH)2로 변질될 때까지의 기간을 길게 할 수 있다. 즉, 무기 충전제(200)의 표면에 있어서, MgO로 이루어지는 부분을 장기에 걸쳐 잔존시킬 수 있다.(a) The
직류 전력 케이블(10)이 장기에 걸쳐 침수되었을 경우에도, 무기 충전제(200)의 표면에 MgO로 이루어지는 부분을 잔존시킴으로써, 무기 충전제(200)에 의한 공간 전하의 트랩 능력을 유지시킬 수 있다. 이것에 의해, 절연층(130) 중에 국소적인 공간 전하의 축적이 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 장기의 침수에 기인한 절연층(130)의 직류 특성의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.Even when the
(b) 무기 충전제(200)의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만이다. Mg(OH)2의 체적 분율을 10% 이상으로 함으로써, 무기 충전제(200)의 표면에 미세한 요철을 형성할 수 있다. 이것에 의해, 무기 충전제(200)에 의한 공간 전하의 트랩 능력을 충분히 얻을 수 있다. 또한, 절연층(130)의 장기 내수성을 향상시킬 수 있다. 또한, Mg(OH)2의 체적 분율을 50% 미만으로 함으로써, 무기 충전제(200)의 표층측에 있어서의 MgO의 비율을 소정치 이상으로 할 수 있다. 이것에 의해, 절연층(130)의 직류 파괴 전계 강도가 초기부터 저하되는 것을 억제할 수 있다.(b) The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the
(c) 수지 조성물 중의 무기 충전제(200)의 함유량은, 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이다. 무기 충전제(200)의 함유량을 0.1질량부 이상으로 함으로써, 무기 충전제(200)에 트랩되지 않는 공간 전하의 증가를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 절연층(130)의 체적 저항률의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 직류 전력 케이블(10)이 장기에 걸쳐 침수되었을 때에, 무기 충전제(200)의 1입자당에 영향을 주는 수분량의 과도한 증가를 억제할 수 있다. 이것에 의해, 절연층(130)의 장기 내수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 무기 충전제(200)의 함유량을 5질량부 이하로 함으로써, 수지 조성물에 의한 성형성을 향상시킬 수 있어, 절연층(130) 중의 무기 충전제(200)의 분산성을 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 절연층(130) 중에 무기 충전제(200)가 상대적으로 적은 영역이 생기는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 절연층(130)의 직류 파괴 전계 강도의 저하를 억제할 수 있어, 절연층(130)의 장기 내수성의 저하를 억제할 수 있다.(c) The content of the
(d) 피복부(230)는, 핵부(210)의 외주 전체를 덮도록 설치되어 있다. 즉, Mg(OH)2가 포함되는 핵부(210)는, 피복부(230)의 내측에 숨어, 무기 충전제(200)의 표면에 노출되어 있지 않다. 여기에서, 전술한 바와 같이, Mg(OH)2에 의한 공간 전하의 트랩 능력은, MgO의 그것보다도 낮다. 이 때문에, 본 실시형태와 같이 Mg(OH)2가 포함되는 핵부(210)를 무기 충전제(200)의 표면에 노출시키지 않음으로써, 무기 충전제(200)에 의한 공간 전하의 트랩 능력을 충분히 확보할 수 있다.(d) The covering
(e) Mg(OH)2에 대한 MgO의 접착성이 높기 때문에, 피복부(230)를 구성하는 복수의 MgO 입자(240)를 핵부(210)에 대해서 강고하게 밀착시킬 수 있다. 이것에 의해, 당해 무기 충전제(200)를 포함하는 수지 조성물을 혼합하거나, 당해 수지 조성물에 의해 절연층(130)을 압출 성형하거나 했다고 해도, 핵부(210)로부터의 MgO 입자(240)의 이산을 억제할 수 있다. 핵부(210)로부터의 MgO 입자(240)의 이산을 억제함으로써, 피복부(230)의 표면에, 복수의 MgO 입자(240)의 외형을 따르도록 형성된 미세한 요철을 유지하여, Mg(OH)2가 포함되는 핵부(210)의 노출을 억제할 수 있다. 그 결과, 다양한 공정을 거쳤다고 해도, 무기 충전제(200)에 의한 공간 전하의 트랩 능력을 충분히 확보할 수 있다.(e) Since the adhesion of MgO to Mg(OH) 2 is high, the plurality of
(f) 무기 충전제(200)는, Mg(OH)2를 원료로 하여 소성하는 것에 의해 형성된다. 이것에 의해, 핵부(210) 및 피복부(230)를 갖는 무기 충전제(200)를 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 「기상법」과 비교하여, 염가로 무기 충전제(200)를 형성할 수 있다.(f) The
한편, 「기상법」에 의한 무기 충전제의 형성 방법으로서는, 우선, 금속 Mg를 가열하여, Mg의 증기를 발생시킨다. Mg의 증기를 발생시키면, Mg의 증기와 산소 함유 가스를 접촉시키는 것에 의해, Mg의 증기를 산화시킨다. 이것에 의해, MgO로 이루어지는 무기 충전제의 미분말이 생성된다. 기상법에서는, 고순도의 MgO가 얻어지지만, 비용이 높아진다. 한편, 기상법으로부터 형성되는 무기 충전제에는, Mg(OH)2는 포함되지 않는다.On the other hand, as a method for forming an inorganic filler by the "gas phase method", first, metal Mg is heated to generate Mg vapor. When the vapor of Mg is generated, the vapor of Mg is oxidized by bringing the vapor of Mg into contact with the oxygen-containing gas. Thereby, fine powder of the inorganic filler made of MgO is produced. In the gas phase method, MgO of high purity is obtained, but the cost is high. On the other hand, Mg(OH) 2 is not contained in the inorganic filler formed by the gas phase method.
<본 개시의 다른 실시형태><Another embodiment of the present disclosure>
이상, 본 개시의 실시형태에 대해 구체적으로 설명했지만, 본 개시는 전술한 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경 가능하다.As mentioned above, although the embodiment of this disclosure was demonstrated concretely, this disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various changes are possible within the range not deviating from the gist.
전술한 실시형태에서는, 수지 조성물이, Mg(OH)2를 원료로 하여 소성하는 것에 의해 형성되는 무기 충전제(200)를 갖는 경우에 대해 설명했지만, 수지 조성물이, 기상법으로부터 형성되는 MgO로 이루어지는 무기 충전제를 추가로 갖고 있어도 된다.In the above-described embodiment, the case where the resin composition has the
전술한 실시형태에서는, 수지 조성물이 MgO를 포함하는 무기 충전제(200)를 갖는 경우에 대해 설명했지만, 수지 조성물은, 카본 블랙으로 이루어지는 무기 충전제를 추가로 갖고 있어도 된다.In the above-described embodiment, the case where the resin composition has the
전술한 실시형태에서는, 무기 충전제(200)가 실레인 커플링제에 의해 표면 처리되어 있다고 했지만, 무기 충전제(200)는, 실레인 커플링제에 의해 표면 처리되어 있지 않아도 된다. 또는, 무기 충전제(200)는, 실레인 커플링제에 의해 표면 처리되어 있는 분말과, 표면 처리되어 있지 않은 분말을 혼합시킨 것이어도 된다.In the above-described embodiment, it was said that the
실시예Example
다음에, 본 개시에 따른 실시예를 설명한다. 이들 실시예는 본 개시의 일례이며, 본 개시는 이들 실시예에 의해 한정되지 않는다.Next, an embodiment according to the present disclosure will be described. These examples are examples of the present disclosure, and the present disclosure is not limited by these examples.
(1) 직류 전력 케이블의 샘플에 대해(1) Samples of DC power cables
(1-1) 수지 조성물의 준비(제조)(1-1) Preparation of resin composition (production)
이하의 배합제를 밴버리 믹서에 의해 혼합하고, 압출기로 조립함으로써, 펠릿상의 수지 조성물을 제조했다. 여기에서는, 무기 충전제가 상이한 9개의 수지 조성물을 제조했다.The following compounding agents were mixed with a Banbury mixer and granulated with an extruder to prepare a pellet-shaped resin composition. Here, nine resin compositions having different inorganic fillers were produced.
(베이스 수지) (Base resin)
저밀도 폴리에틸렌(LDPE)(밀도 d=0.920, MFR=1g/10min) 100질량부 100 parts by mass of low-density polyethylene (LDPE) (density d=0.920, MFR=1g/10min)
(무기 충전제) (Inorganic filler)
이하의 무기 충전제 A∼F 중 어느 하나를 이용했다.Any one of the following inorganic fillers A to F was used.
무기 충전제 A: 체적 평균 입경 0.5μm, Mg(OH)2 체적 분율 29.2% Inorganic filler A: volume average particle diameter 0.5 μm, Mg(OH) 2 volume fraction 29.2%
무기 충전제 B: 체적 평균 입경 3.5μm, Mg(OH)2 체적 분율 29.2% Inorganic filler B: volume average particle diameter 3.5 μm, Mg(OH) 2 volume fraction 29.2%
무기 충전제 C: 체적 평균 입경 3.5μm, Mg(OH)2 체적 분율 12.0% Inorganic filler C: volume average particle diameter 3.5 μm, Mg(OH) 2 volume fraction 12.0%
무기 충전제 D: 체적 평균 입경 3.5μm, Mg(OH)2 체적 분율 52.9% Inorganic filler D: volume average particle diameter 3.5 μm, Mg(OH) 2 volume fraction 52.9%
무기 충전제 E: 체적 평균 입경 3.5μm, Mg(OH)2 체적 분율 7.3% Inorganic filler E: volume average particle diameter 3.5 μm, Mg(OH) 2 volume fraction 7.3%
(가교제) (Crosslinking agent)
2,5-다이메틸-2,5-다이(t-뷰틸퍼옥시)헥세인 1.3질량부 1.3 parts by mass of 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane
(그 외 첨가제) (Other additives)
활제: 올레산 아마이드 소정량 Lubricant: Oleic acid amide prescribed amount
산화 방지제: 4,4'-싸이오비스(3-메틸-6-t-뷰틸페놀) 소정량 Antioxidant: 4,4'-thiobis (3-methyl-6-t-butylphenol) predetermined amount
(1-2) 직류 전력 케이블의 샘플의 제조(1-2) Preparation of samples of DC power cables
다음에, 직경이 14mm인 희박 구리 합금제의 도체 심선을 연합하는 것에 의해 형성된 도체를 준비했다. 도체를 준비하면, 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체를 포함하는 내부 반도전층용 수지 조성물과, 전술 (1-1)에서 준비한 절연층용의 수지 조성물과, 내부 반도전층용 수지 조성물과 마찬가지의 재료로 이루어지는 외부 반도전층 수지 조성물을 각각 압출기 A∼C에 투입했다. 압출기 A∼C로부터의 각각의 압출물을 코먼 헤드로 유도하고, 도체의 외주에, 내측으로부터 외측을 향해, 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 동시에 압출했다. 이 때, 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층의 두께를, 각각, 1mm, 14mm, 1mm로 했다. 그 후, 전술한 압출 성형물을 약 250℃에서 가열함으로써, 절연층용의 수지 조성물을 가교시켰다. 그 결과, 중심으로부터 외주를 향해, 도체, 내부 반도전층, 절연층 및 외부 반도전층을 갖는 직류 전력 케이블의 샘플을 제조했다.Next, a conductor formed by joining a conductor core wire made of a lean copper alloy having a diameter of 14 mm was prepared. When the conductor is prepared, the resin composition for the inner semiconducting layer containing an ethylene-ethyl acrylate copolymer, the resin composition for the insulating layer prepared in (1-1) above, and the same material as the resin composition for the inner semiconducting layer. The external semiconducting layer resin composition was put into extruders A to C, respectively. Each extruded product from extruders A to C was guided to a common head, and an inner semiconducting layer, an insulating layer, and an outer semiconducting layer were simultaneously extruded on the outer periphery of the conductor, from the inside to the outside. At this time, the thicknesses of the inner semiconducting layer, the insulating layer, and the outer semiconducting layer were set to 1 mm, 14 mm, and 1 mm, respectively. Thereafter, the above-described extruded product was heated at about 250° C. to crosslink the resin composition for an insulating layer. As a result, a sample of a DC power cable having a conductor, an inner semiconducting layer, an insulating layer, and an outer semiconducting layer was prepared from the center toward the outer periphery.
이상의 공정에 의해, 무기 충전제가 상이한 9개의 수지 조성물의 각각을 이용하여 직류 전력 케이블의 샘플 1∼9를 제조했다.By the above process,
(2) 직류 전력 케이블의 샘플의 평가(2) Evaluation of samples of DC power cables
직류 전력 케이블의 샘플 1∼9의 각각에 있어서, 이하의 초기 평가 및 장기 침수 평가를 행했다.In each of
(2-1) 초기 평가(2-1) Initial evaluation
(샘플 가공)(Sample processing)
직류 전력 케이블의 샘플 1∼9의 각각을 외주면으로부터 깎아썰기함으로써, 0.15mm의 두께를 갖는 절연층의 시트를 형성했다.Each of the
(체적 저항률)(Volume resistivity)
상기한 절연층의 시트를 온도 90℃의 실리콘 오일 중에 침지시키고, 직경 25mm의 평판 전극을 이용하여, 80kV/mm의 직류 전계를 절연층의 시트에 인가함으로써, 체적 저항률을 측정했다. 당해 체적 저항률이 1×1015Ω·cm 이상인 경우를 양호로서 평가했다.The volume resistivity was measured by immersing the sheet of the insulating layer described above in silicone oil at a temperature of 90°C, and applying a direct current electric field of 80 kV/mm to the sheet of the insulating layer using a flat electrode having a diameter of 25 mm. The case where the volume resistivity was 1×10 15 Ω·cm or more was evaluated as good.
(직류 파괴 전계 강도)(DC breakdown electric field strength)
상기한 절연층의 시트를 온도 90℃의 실리콘 오일 중에 침지시키고, 직경 25mm의 평판 전극을 이용하여, 4kV/min의 속도로 인가 전압을 상승시켰다. 절연층의 시트가 절연 파괴에 이르렀을 때에, 이 때에 인가하고 있던 전압을 시트 두께로 나누어 계산함으로써, 해당 절연층의 시트의 직류 파괴 전계 강도를 구했다. 당해 직류 파괴 전계 강도가 250kV/mm 이상인 경우를 양호로서 평가했다.The above-described sheet of the insulating layer was immersed in silicone oil at a temperature of 90°C, and a flat electrode having a diameter of 25 mm was used to increase the applied voltage at a rate of 4 kV/min. When the sheet of the insulating layer reached dielectric breakdown, the voltage applied at this time was divided by the sheet thickness to calculate the DC breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer. The case where the DC breakdown electric field strength was 250 kV/mm or more was evaluated as good.
(공간 전하 특성)(Space charge characteristics)
펄스 정전 응력법(PEA법: Pulsed Electro-Acoustic Method)에 의한 공간 전하 측정 장치(파이브라보사제)를 이용하여, 절연층의 시트의 공간 전하 특성을 평가했다. 구체적으로는, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서, 절연층의 시트에 대해서 50kV/mm의 직류 전계를 1시간에 걸쳐 연속적으로 인가하여, 당해 시트의 내부의 최대 전계를 측정했다. 이 때, 전술한 식(1)에 의해, 전계 강조 계수 FEF를 구했다. 당해 전계 강조 계수 FEF가 1.15 미만인 경우를 A(양호)로서, FEF가 1.15 이상인 경우를 B(불량)로서 평가했다.The space charge characteristics of the sheet of the insulating layer were evaluated using a space charge measuring device (manufactured by Fibrabo) by the pulsed electrostatic stress method (PEA method: Pulsed Electro-Acoustic Method). Specifically, a direct current electric field of 50 kV/mm was continuously applied over 1 hour to the sheet of the insulating layer under conditions of a temperature of 30° C. and atmospheric pressure, and the maximum electric field inside the sheet was measured. At this time, the electric field enhancement coefficient FEF was determined by the above-described equation (1). The case where the electric field enhancement coefficient FEF was less than 1.15 was evaluated as A (good), and the case where the FEF was 1.15 or more was evaluated as B (defective).
(2-2) 장기 침수 평가(2-2) Long-term immersion evaluation
(침수 시험 및 샘플 가공)(Immersion test and sample processing)
직류 전력 케이블의 샘플 1∼9의 각각을 길이 500mm로 절단하고, 절단 케이블의 단부(端部)로부터 물이 침투하지 않도록, 당해 단부를 실리콘 고무로 밀폐(봉지)했다. 그 후, 당해 절단 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시켰다. 한편, 절단 케이블의 단부를 침지시키지 않는 상태로 했다. 침지 후, 절단 케이블의 중앙부를 외주면으로부터 깎아썰기함으로써, 0.15mm의 두께를 갖는 절연층의 시트를 형성했다.Each of the
(체적 저항률, 직류 파괴 전계 강도, 공간 전하 특성)(Volume resistivity, DC breakdown electric field strength, space charge characteristics)
상기한 침지 후의 절연층의 시트에 대해, 초기 평가와 마찬가지로, 체적 저항률, 직류 파괴 전계 강도 및 공간 전하 특성의 평가를 행했다.The volume resistivity, direct current breakdown electric field strength, and space charge characteristics were evaluated in the same manner as the initial evaluation for the sheet of the insulating layer after immersion described above.
(3) 결과(3) result
직류 전력 케이블의 샘플의 평가를 행한 결과를 이하의 표 1에 나타낸다. 한편, 표 1에 있어서, 배합제의 함유량의 단위는, 「질량부」이다. 또한, 무기 충전제의 체적 평균 입경을 「MV」라고 기재하고, 무기 충전제에 있어서의 Mg(OH)2의 체적 분율을 「Mg(OH)2VF」라고 기재하고 있다. 또한, 초기 평가의 결과를 「초기」라고 기재하고, 침수 평가의 결과를 「침수 후」라고 기재하고 있다.The results of evaluating samples of the DC power cable are shown in Table 1 below. In addition, in Table 1, the unit of content of a compounding agent is "mass part." In addition, the volume average particle diameter of the inorganic filler is described as "MV", and the volume fraction of Mg(OH) 2 in the inorganic filler is described as "Mg(OH) 2 VF". In addition, the result of the initial evaluation is described as "initial", and the result of the immersion evaluation is described as "after immersion".
(샘플 6)(Sample 6)
Mg(OH)2의 체적 분율이 50% 이상인 무기 충전제 D를 이용한 샘플 6에서는, 직류 파괴 전계 강도가 초기부터 250kV/mm 미만이었다. 당해 샘플 6에서는, 무기 충전제의 입자가 붕괴하고 있었기 때문에, 붕괴 입자의 국소적인 집합 스폿이 형성되고 있었다고 생각된다.In Sample 6 using the inorganic filler D having a volume fraction of Mg(OH) 2 of 50% or more, the DC breakdown electric field strength was less than 250 kV/mm from the beginning. In the sample 6, since the particles of the inorganic filler were disintegrating, it is considered that local gathering spots of the disintegrating particles were formed.
(샘플 7)(Sample 7)
Mg(OH)2의 체적 분율이 10% 미만인 무기 충전제 E를 이용한 샘플 7에서는, 공간 전하 특성이 초기부터 B였다. 당해 샘플 7에서는, 무기 충전제의 표면에 충분한 요철이 형성되어 있지 않았기 때문에, 무기 충전제에 의한 공간 전하의 트랩 능력을 충분히 얻을 수 없었다고 생각된다.In Sample 7 using the inorganic filler E in which the volume fraction of Mg(OH) 2 was less than 10%, the space charge characteristic was B from the beginning. In the sample 7, since sufficient irregularities were not formed on the surface of the inorganic filler, it is considered that the ability to trap space charges by the inorganic filler could not be sufficiently obtained.
또한, 샘플 7에서는, 침수 후의 직류 파괴 전계 강도가 250kV/mm 미만이며, 침수 후의 공간 전하 특성이 B였다. 당해 샘플 7에서는, 전술한 바와 같이 무기 충전제의 표면에 충분한 요철이 형성되어 있지 않았기 때문에, 무기 충전제의 표면 전체가 Mg(OH)2로 빨리 변질되어 버렸다고 생각된다. 이 때문에, 절연층의 장기 내수성이 얻어지지 않았다고 생각된다.In addition, in Sample 7, the DC breakdown electric field strength after immersion was less than 250 kV/mm, and the space charge characteristic after immersion was B. In this sample 7, since sufficient unevenness was not formed on the surface of the inorganic filler as described above, it is considered that the entire surface of the inorganic filler was quickly deteriorated to Mg(OH) 2 . For this reason, it is thought that long-term water resistance of an insulating layer was not obtained.
(샘플 8)(Sample 8)
무기 충전제 A의 함유량을 0.1질량부 미만으로 한 샘플 8에서는, 체적 저항률이 초기부터 1×1015Ω·cm 미만이었다. 당해 샘플 8에서는, 무기 충전제의 함유량이 적었기 때문에, 무기 충전제에 트랩되지 않는 공간 전하가 증가하고 있었다고 생각된다. 이 때문에, 절연층의 체적 저항률이 저하되었다고 생각된다.In Sample 8 in which the content of the inorganic filler A was less than 0.1 parts by mass, the volume resistivity was less than 1×10 15 Ω·cm from the beginning. In the sample 8, since the content of the inorganic filler was small, it is considered that the space charge not trapped by the inorganic filler was increasing. For this reason, it is considered that the volume resistivity of the insulating layer has decreased.
또한, 샘플 8에서는, 침수 후의 체적 저항률, 직류 파괴 전계 강도 및 공간 전하 특성이 모두 불량이었다. 당해 샘플 8에서는, 직류 전력 케이블이 장기에 걸쳐 침수되었을 때에, 무기 충전제의 1입자당에 영향을 주는 수분량이 과도하게 많아졌다고 생각된다. 이 때문에, 절연층의 장기 내수성이 저하되었다고 생각된다.In addition, in Sample 8, the volume resistivity after immersion, the DC breakdown electric field strength, and the space charge characteristics were all poor. In the sample 8, when the DC power cable was submerged for a long period of time, it is considered that the amount of moisture that affects per particle of the inorganic filler increased excessively. For this reason, it is considered that the long-term water resistance of the insulating layer has decreased.
(샘플 9)(Sample 9)
무기 충전제 A의 함유량을 5질량부 초과로 한 샘플 9에서는, 직류 파괴 전계 강도가 초기부터 250kV/mm 미만이었다. 또한, 샘플 9에서는, 침수 후의 체적 저항률 및 직류 파괴 전계 강도가 불량이었다.In Sample 9 in which the content of the inorganic filler A was more than 5 parts by mass, the DC breaking electric field strength was less than 250 kV/mm from the beginning. In addition, in Sample 9, the volume resistivity and DC breakdown electric field strength after immersion were poor.
당해 샘플 9에서는, 무기 충전제 A의 함유량이 많았기 때문에, 수지 조성물의 성형성이 저하되어, 절연층 중의 무기 충전제의 분산성이 저하되고 있었다고 생각된다. 이 때문에, 절연층 중에 무기 충전제가 상대적으로 적은 영역이 생기고 있었다고 생각된다. 그 결과, 절연층의 직류 파괴 전계 강도가 초기부터 저하되거나, 절연층의 장기 내수성이 저하되거나 했다고 생각된다.In the sample 9, since the content of the inorganic filler A was large, the moldability of the resin composition was lowered, and it is considered that the dispersibility of the inorganic filler in the insulating layer was lowered. For this reason, it is thought that the area|region with relatively few inorganic fillers was generated in the insulating layer. As a result, it is thought that the DC breakdown electric field strength of the insulating layer is lowered from the beginning, or the long-term water resistance of the insulating layer is lowered.
(샘플 1∼5)(Samples 1-5)
Mg(OH)2의 체적 분율이 10% 이상 50% 미만인 무기 충전제 A∼C의 어느 하나를 이용하고, 무기 충전제의 함유량을 0.1질량부 이상 5질량부 이하로 한 샘플 1∼5에서는, 초기의 체적 저항률, 직류 파괴 전계 강도 및 공간 전하 특성이 모두 양호하고, 침수 후의 체적 저항률, 직류 파괴 전계 강도 및 공간 전하 특성도 모두 양호했다.In
당해 샘플 1∼5에서는, Mg(OH)2의 체적 분율을 50% 미만으로 함으로써, 무기 충전제의 표층측에 있어서의 MgO의 비율을 소정치 이상으로 할 수 있었다. 이것에 의해, 무기 충전제의 붕괴를 억제할 수 있어, 붕괴 입자의 국소적인 집합을 억제할 수 있었다. 그 결과, 샘플 1∼5에서는, 절연층의 직류 파괴 전계 강도가 초기부터 저하되는 것을 억제할 수 있었음을 확인했다.In the
또한, 당해 샘플 1∼5에서는, Mg(OH)2의 체적 분율을 10% 이상으로 함으로써, 무기 충전제의 표면에 미세한 요철이 형성되고 있었다(도 3 참조). 이것에 의해, 샘플 1∼5에서는, 무기 충전제에 의한 공간 전하의 트랩 능력을 충분히 얻을 수 있어, 초기부터 공간 전하 특성을 향상시킬 수 있었음을 확인했다.In addition, in the
또한, 당해 샘플 1∼5에서는, 무기 충전제의 표면에 미세한 요철이 형성되고 있었음으로써, 장기 침수 시에, 무기 충전제의 표면 전체가 Mg(OH)2로 변질되는 것을 늦출 수 있어, 무기 충전제의 표면에 MgO로 이루어지는 부분을 잔존시킬 수 있었다. 이것에 의해, 샘플 1∼5에서는, 장기의 침수에 기인한 절연층의 직류 특성의 저하를 억제할 수 있었음을 확인했다.In addition, in the
또한, 당해 샘플 1∼5에서는, 무기 충전제의 함유량을 0.1질량부 이상으로 함으로써, 무기 충전제(200)에 트랩되지 않는 공간 전하의 증가를 억제할 수 있었다. 이것에 의해, 샘플 1∼5에서는, 초기부터 절연층의 체적 저항률의 저하를 억제할 수 있었음을 확인했다.In addition, in the
또한, 당해 샘플 1∼5에서는, 무기 충전제의 함유량을 0.1질량부 이상으로 함으로써, 직류 전력 케이블이 장기에 걸쳐 침수되었을 때에, 무기 충전제의 1입자당에 영향을 주는 수분량의 과도한 증가를 억제할 수 있었다. 이것에 의해, 샘플 1∼5에서는, 절연층의 장기 내수성을 향상시킬 수 있었음을 확인했다.In addition, in the
또한, 당해 샘플 1∼5에서는, 무기 충전제의 함유량을 5질량부 이하로 함으로써, 수지 조성물에 의한 성형성을 향상시킬 수 있어, 절연층 중의 무기 충전제의 분산성을 향상시킬 수 있었다. 이것에 의해, 절연층 중에 무기 충전제가 상대적으로 적은 영역이 생기는 것을 억제할 수 있었다. 그 결과, 샘플 1∼5에서는, 절연층의 직류 파괴 전계 강도의 저하를 억제할 수 있어, 절연층의 장기 내수성의 저하를 억제할 수 있었음을 확인했다.In addition, in the
<본 개시의 바람직한 태양><Preferred aspect of the present disclosure>
이하, 본 개시의 바람직한 태양을 부기한다.Hereinafter, a preferred aspect of the present disclosure is added.
(부기 1)(Annex 1)
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
수지 조성물. Resin composition.
(부기 2) (Annex 2)
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 체적 저항률은, 1×1015Ω·cm 이상인 A DC power cable having an insulating layer formed using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to obtain 0.15 mm. When the sheet of the insulating layer having a thickness is formed, the volume resistivity of the sheet of the insulating layer measured under the conditions of a temperature of 90° C. and a DC electric field of 80 kV/mm is 1×10 15 Ω·cm or more.
수지 조성물. Resin composition.
(부기 3) (Annex 3)
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 250kV/mm 이상인 A DC power cable having an insulating layer formed by using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to a thickness of 0.15 mm. In the case of forming a sheet of the insulating layer having a thickness, the dielectric breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer measured under the condition of a temperature of 90°C is 250 kV/mm or more.
수지 조성물. Resin composition.
(부기 4) (Annex 4)
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
무기 충전제Inorganic filler
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성하고, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 상기 절연층의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 경우에, V0을 상기 시트에 인가한 전압(kV)으로 하고, T를 상기 시트의 두께(mm)로 하고, E1을 상기 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)로 했을 때의, 하기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만인 A DC power cable having an insulating layer formed using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to obtain 0.15 mm. When a sheet of the insulating layer having a thickness is formed, and a DC electric field of 50 kV/mm is applied to the sheet of the insulating layer under conditions of a temperature of 30° C. and atmospheric pressure, V 0 is applied to the sheet (kV) When T is the thickness (mm) of the sheet, and E 1 is the maximum electric field inside the sheet (kV/mm), the electric field enhancement coefficient FEF obtained by the following equation (1) is , Less than 1.15
수지 조성물.Resin composition.
FEF=E1/(V0/T) ···(1)FEF=E 1 /(V 0 /T) ···(1)
(부기 5) (Annex 5)
상기 피복부의 표면은, 상기 복수의 MgO 입자의 외형을 따른 요철을 갖는 The surface of the covering portion has irregularities along the outer shape of the plurality of MgO particles.
부기 1 내지 부기 4 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.The resin composition according to any one of
(부기 6)(Annex 6)
상기 피복부에 있어서의 상기 복수의 MgO 입자는, 상기 핵부의 외주에 응집하여 밀착되어 있는 The plurality of MgO particles in the covering portion are aggregated and adhered to the outer periphery of the core portion.
부기 1 내지 부기 5 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.The resin composition according to any one of
(부기 7)(Annex 7)
상기 피복부는, 상기 핵부의 외주 전체에 설치되는 The covering portion is installed on the entire outer periphery of the
부기 1 내지 부기 6 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.The resin composition according to any one of
(부기 8) (Annex 8)
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, A base resin containing polyolefin,
적어도 MgO를 포함하는 무기 충전제Inorganic filler containing at least MgO
를 갖는 수지 조성물로서, As a resin composition having,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
X선 광전자 분광법에 의해 상기 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 상기 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
수지 조성물. Resin composition.
(부기 9) (Annex 9)
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 원료로 하여 소성된 무기 분말인 The inorganic filler is an inorganic powder calcined using Mg(OH) 2 as a raw material.
부기 1 내지 부기 8 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.The resin composition according to any one of
(부기 10)(Annex 10)
상기 무기 충전제의 체적 평균 입경은, 5μm 이하인 The volume average particle diameter of the inorganic filler is 5 μm or less.
부기 1 내지 부기 9 중 어느 하나에 기재된 수지 조성물.The resin composition according to any one of
(부기 11)(Annex 11)
무기 충전제로서, As an inorganic filler,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, A core portion containing Mg(OH) 2 ,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
를 갖고, Have,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
무기 충전제. Inorganic filler.
(부기 12) (Annex 12)
무기 충전제로서, As an inorganic filler,
X선 광전자 분광법에 의해 상기 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 상기 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
무기 충전제. Inorganic filler.
(부기 13) (Annex 13)
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며, The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
직류 전력 케이블. DC power cable.
(부기 14) (Annex 14)
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 체적 저항률은, 1×1015Ω·cm 이상인 After immersing the DC power cable in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, when the insulating layer of the DC power cable is cut off to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, the temperature is 90° C. and The volume resistivity of the sheet of the insulating layer measured under the condition of a direct current electric field of 80 kV/mm is 1×10 15 Ω·cm or more.
직류 전력 케이블. DC power cable.
(부기 15)(Annex 15)
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 250kV/mm 이상인 When the direct current power cable is immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulating layer of the direct current power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, a temperature of 90° C. The dielectric breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer measured under conditions is 250 kV/mm or more.
직류 전력 케이블. DC power cable.
(부기 16) (Annex 16)
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고, The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성하고, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 상기 절연층의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 경우에, V0을 상기 시트에 인가한 전압(kV)으로 하고, T를 상기 시트의 두께(mm)로 하고, E1을 상기 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)로 했을 때의, 하기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만인 After immersing the DC power cable in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, the insulating layer of the DC power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, and at a temperature of 30° C. and atmospheric pressure. When a direct current electric field of 50 kV/mm is applied to the sheet of the insulating layer under conditions, V 0 is the voltage applied to the sheet (kV), T is the thickness of the sheet (mm), and E 1 is The electric field enhancement factor FEF obtained by the following equation (1) when the maximum electric field inside the sheet (kV/mm) is less than 1.15
직류 전력 케이블.DC power cable.
FEF=E1/(V0/T) ···(1) FEF=E 1 /(V 0 /T) ···(1)
(부기 17)(Annex 17)
도체와, Conductor,
상기 도체의 외주에 설치된 절연층Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
을 구비하는 직류 전력 케이블로서, As a DC power cable having a,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 적어도 MgO를 포함하는 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고, The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler containing at least MgO,
상기 무기 충전제는, The inorganic filler,
X선 광전자 분광법에 의해 해당 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고, When the energy spectrum of the photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 해당 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고, When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
직류 전력 케이블. DC power cable.
(부기 18) (Annex 18)
폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물을 준비하는 공정과, A step of preparing a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
상기 수지 조성물을 이용하여, 도체의 외주에 절연층을 형성하는 공정Process of forming an insulating layer on the outer circumference of a conductor by using the resin composition
을 구비하고, And,
상기 수지 조성물을 준비하는 공정은, The process of preparing the resin composition,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖는 상기 무기 충전제를 준비하는 공정과, A step of preparing the inorganic filler having a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion,
상기 무기 충전제의 함유량을, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하가 되도록, 상기 수지 조성물을 혼합하는 공정The step of mixing the resin composition so that the content of the inorganic filler is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass.
을 갖고, Have,
상기 무기 충전제를 준비하는 공정에서는, In the step of preparing the inorganic filler,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율을, 10% 이상 50% 미만으로 하는 The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
직류 전력 케이블의 제조 방법.Method of manufacturing a DC power cable.
(부기 19)(Annex 19)
상기 무기 충전제를 준비하는 공정에서는, In the step of preparing the inorganic filler,
Mg(OH)2를 원료로 하여 소성하는 것에 의해 상기 무기 충전제를 형성하는 Mg(OH) 2 to form the inorganic filler by firing as a raw material
부기 18에 기재된 직류 전력 케이블의 제조 방법.A method of manufacturing a DC power cable as described in Appendix 18.
10 직류 전력 케이블
110 도체
120 내부 반도전층
130 절연층
140 외부 반도전층
150 차폐층
160 시스
200 무기 충전제
210 핵부
220 Mg(OH)2 입자
230 피복부
240 MgO 입자10 DC power cable
110 conductor
120 inner semiconducting layer
130 insulation layer
140 outer semiconducting layer
150 shielding layer
160 sheath
200 inorganic filler
210 Nuclear Department
220 Mg(OH) 2 particles
230 sheath
240 MgO particles
Claims (16)
무기 충전제
를 갖는 수지 조성물로서,
상기 무기 충전제는,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부
를 갖고,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인
수지 조성물. A base resin containing polyolefin,
Inorganic filler
As a resin composition having,
The inorganic filler,
A core portion containing Mg(OH) 2 ,
A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
Have,
The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
Resin composition.
무기 충전제
를 갖는 수지 조성물로서,
상기 무기 충전제는,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부
를 갖고,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 체적 저항률은, 1×1015Ω·cm 이상인
수지 조성물. A base resin containing polyolefin,
Inorganic filler
As a resin composition having,
The inorganic filler,
A core portion containing Mg(OH) 2 ,
A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
Have,
A DC power cable having an insulating layer formed using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to obtain 0.15 mm. When the sheet of the insulating layer having a thickness is formed, the volume resistivity of the sheet of the insulating layer measured under the conditions of a temperature of 90° C. and a DC electric field of 80 kV/mm is 1×10 15 Ω·cm or more.
Resin composition.
무기 충전제
를 갖는 수지 조성물로서,
상기 무기 충전제는,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부
를 갖고,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 250kV/mm 이상인
수지 조성물. A base resin containing polyolefin,
Inorganic filler
As a resin composition having,
The inorganic filler,
A core portion containing Mg(OH) 2 ,
A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
Have,
A DC power cable having an insulating layer formed by using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to a thickness of 0.15 mm. When the sheet of the insulating layer having a thickness is formed, the dielectric breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer measured under the condition of a temperature of 90° C. is 250 kV/mm or more.
Resin composition.
무기 충전제
를 갖는 수지 조성물로서,
상기 무기 충전제는,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부
를 갖고,
상기 수지 조성물을 이용하여 절연층을 형성한 직류 전력 케이블을 제작하고, 상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 상기 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성하고, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 상기 절연층의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 경우에, V0을 상기 시트에 인가한 전압(kV)으로 하고, T를 상기 시트의 두께(mm)로 하고, E1을 상기 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)로 했을 때의, 하기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만인
수지 조성물.
FEF=E1/(V0/T) ···(1) A base resin containing polyolefin,
Inorganic filler
As a resin composition having,
The inorganic filler,
A core portion containing Mg(OH) 2 ,
A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
Have,
A DC power cable having an insulating layer formed by using the resin composition was prepared, and the DC power cable was immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulation layer of the DC power cable was cut to a thickness of 0.15 mm. When a sheet of the insulating layer having a thickness is formed, and a DC electric field of 50 kV/mm is applied to the sheet of the insulating layer under conditions of a temperature of 30° C. and atmospheric pressure, the voltage (kV) applied to the sheet is V 0 When T is the thickness (mm) of the sheet, and E 1 is the maximum electric field inside the sheet (kV/mm), the electric field enhancement coefficient FEF calculated by the following equation (1) is , Less than 1.15
Resin composition.
FEF=E 1 /(V 0 /T) ···(1)
상기 피복부의 표면은, 상기 복수의 MgO 입자의 외형을 따른 요철을 갖는
수지 조성물.The method according to any one of claims 1 to 4,
The surface of the covering portion has irregularities along the outer shape of the plurality of MgO particles.
Resin composition.
적어도 MgO를 포함하는 무기 충전제
를 갖는 수지 조성물로서,
상기 무기 충전제는,
X선 광전자 분광법에 의해 상기 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 상기 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인
수지 조성물.A base resin containing polyolefin,
Inorganic filler containing at least MgO
As a resin composition having,
The inorganic filler,
When the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
Resin composition.
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 원료로 하여 소성된 무기 분말인
수지 조성물.The method according to any one of claims 1 to 6,
The inorganic filler is an inorganic powder calcined using Mg(OH) 2 as a raw material.
Resin composition.
상기 무기 충전제의 체적 평균 입경은, 5μm 이하인
수지 조성물.The method according to any one of claims 1 to 7,
The volume average particle diameter of the inorganic filler is 5 μm or less.
Resin composition.
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와,
상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부
를 갖고,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인
무기 충전제.As an inorganic filler,
A core portion containing Mg(OH) 2 ,
A covering portion including a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion
Have,
The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
Inorganic filler.
X선 광전자 분광법에 의해 상기 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 상기 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인
무기 충전제.As an inorganic filler,
When the energy spectrum of photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
Inorganic filler.
상기 도체의 외주에 설치된 절연층
을 구비하는 직류 전력 케이블로서,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고,
상기 수지 조성물 중의 상기 무기 충전제의 함유량은, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하이며,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인
직류 전력 케이블. Conductor,
Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
As a DC power cable having a,
The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
The content of the inorganic filler in the resin composition is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass,
The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
DC power cable.
상기 도체의 외주에 설치된 절연층
을 구비하는 직류 전력 케이블로서,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃ 및 직류 전계 80kV/mm의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 체적 저항률은, 1×1015Ω·cm 이상인
직류 전력 케이블. Conductor,
Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
As a DC power cable having a,
The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
When the direct current power cable is immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulating layer of the direct current power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, the temperature is 90° C. and The volume resistivity of the sheet of the insulating layer measured under the condition of a direct current electric field of 80 kV/mm is 1×10 15 Ω·cm or more.
DC power cable.
상기 도체의 외주에 설치된 절연층
을 구비하는 직류 전력 케이블로서,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성했을 경우에, 온도 90℃의 조건하에서 측정한 상기 절연층의 시트의 절연 파괴 전계 강도는, 250kV/mm 이상인
직류 전력 케이블. Conductor,
Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
As a DC power cable having a,
The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
When the direct current power cable is immersed in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, and then the insulating layer of the direct current power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, a temperature of 90° C. The dielectric breakdown electric field strength of the sheet of the insulating layer measured under conditions is 250 kV/mm or more.
DC power cable.
상기 도체의 외주에 설치된 절연층
을 구비하는 직류 전력 케이블로서,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고,
상기 무기 충전제는, Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖고,
상기 직류 전력 케이블을 온도 40℃의 수조 내에 30일간 침지시킨 후에, 해당 직류 전력 케이블의 상기 절연층을 깎아썰기함으로써 0.15mm의 두께를 갖는 상기 절연층의 시트를 형성하고, 온도 30℃ 및 대기압의 조건하에서 상기 절연층의 시트에 50kV/mm의 직류 전계를 인가했을 경우에, V0을 상기 시트에 인가한 전압(kV)으로 하고, T를 상기 시트의 두께(mm)로 하고, E1을 상기 시트의 내부의 최대 전계(kV/mm)로 했을 때의, 하기의 식(1)에 의해 구해지는 전계 강조 계수 FEF는, 1.15 미만인
직류 전력 케이블.
FEF=E1/(V0/T) ···(1) Conductor,
Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
As a DC power cable having,
The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
The inorganic filler has a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles disposed on the outer periphery of the core portion,
After immersing the DC power cable in a water bath at a temperature of 40° C. for 30 days, the insulation layer of the DC power cable is cut to form a sheet of the insulating layer having a thickness of 0.15 mm, and the temperature is 30° C. and atmospheric pressure. When a DC electric field of 50 kV/mm is applied to the sheet of the insulating layer under conditions, V 0 is the voltage applied to the sheet (kV), T is the thickness of the sheet (mm), and E 1 is The electric field enhancement factor FEF obtained by the following equation (1) when the maximum electric field inside the sheet (kV/mm) is less than 1.15
DC power cable.
FEF=E 1 /(V 0 /T) ···(1)
상기 도체의 외주에 설치된 절연층
을 구비하는 직류 전력 케이블로서,
상기 절연층은, 폴리올레핀을 포함하는 베이스 수지와, 적어도 MgO를 포함하는 무기 충전제를 갖는 수지 조성물에 의해 구성되고,
상기 무기 충전제는,
X선 광전자 분광법에 의해 해당 무기 충전제의 표면측으로부터 방출되는 광전자의 에너지 스펙트럼을 측정했을 때에, MgO에서 유래하는 피크를 나타내는 데 반해, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내지 않고,
푸리에 변환 적외 분광법에 의해 해당 무기 충전제를 투과한 적외광에 기초하여 상기 무기 충전제의 적외 흡수 스펙트럼을 측정했을 때에, Mg(OH)2에서 유래하는 피크를 나타내고,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율은, 10% 이상 50% 미만인
직류 전력 케이블. Conductor,
Insulation layer installed on the outer periphery of the conductor
As a DC power cable having,
The insulating layer is composed of a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler containing at least MgO,
The inorganic filler,
When the energy spectrum of the photoelectrons emitted from the surface side of the inorganic filler was measured by X-ray photoelectron spectroscopy, a peak derived from MgO was shown, whereas a peak derived from Mg(OH) 2 was not shown,
When the infrared absorption spectrum of the inorganic filler was measured based on the infrared light transmitted through the inorganic filler by Fourier transform infrared spectroscopy, a peak derived from Mg(OH) 2 was shown,
The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
DC power cable.
상기 수지 조성물을 이용하여, 도체의 외주에 절연층을 형성하는 공정
을 구비하고,
상기 수지 조성물을 준비하는 공정은,
Mg(OH)2를 포함하는 핵부와, 상기 핵부의 외주에 설치된 복수의 MgO 입자를 포함하는 피복부를 갖는 상기 무기 충전제를 준비하는 공정과,
상기 무기 충전제의 함유량을, 상기 베이스 수지를 100질량부로 했을 때에, 0.1질량부 이상 5질량부 이하가 되도록, 상기 수지 조성물을 혼합하는 공정
을 갖고,
상기 무기 충전제를 준비하는 공정에서는,
상기 무기 충전제의 1입자 중의 Mg(OH)2의 체적 분율을, 10% 이상 50% 미만으로 하는
직류 전력 케이블의 제조 방법.A step of preparing a resin composition having a base resin containing polyolefin and an inorganic filler,
Process of forming an insulating layer on the outer circumference of a conductor by using the resin composition
And,
The process of preparing the resin composition,
A step of preparing the inorganic filler having a core portion containing Mg(OH) 2 and a covering portion containing a plurality of MgO particles installed on the outer periphery of the core portion,
The step of mixing the resin composition so that the content of the inorganic filler is 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less when the base resin is 100 parts by mass.
Have,
In the step of preparing the inorganic filler,
The volume fraction of Mg(OH) 2 in one particle of the inorganic filler is 10% or more and less than 50%.
Method of manufacturing a DC power cable.
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