电气绝缘组合物及电力缆线的制作方法

1.本公开涉及电气绝缘组合物及电力缆线。
2.本专利申请要求基于2019年4月4日提出的日本专利申请“日本特愿2019
‑
071786”的优先权，并且援引了所述日本专利申请所记载的全部记载内容。


背景技术：

3.由于聚乙烯的绝缘性优异，因此在电力缆线等中，被广泛用作构成绝缘层的电气绝缘组合物的基础树脂(例如，专利文献1)。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本特开昭57
‑
69611号公报


技术实现要素：

7.根据本公开的一个方式，提供一种电气绝缘组合物，具备:
8.包括65质量份以上98质量份以下的聚乙烯、以及2质量份以上35质量份以下的含苯乙烯树脂的共计为100质量份的基础树脂；以及
9.0.05质量份以上1.0质量份以下的脂肪酸酰胺。
10.根据本公开的另一方式，提供一种电力缆线，包括
11.导体；以及
12.被设置为覆盖所述导体的外周的绝缘层，
13.所述绝缘层由具有基础树脂和脂肪酸酰胺的电气绝缘组合物构成，所述基础树脂包括65质量份以上98质量份以下的聚乙烯、以及2质量份以上35质量份以下的含苯乙烯树脂共计为100质量份，所述脂肪酸酰胺为0.05质量份以上1.0质量份以下。
附图说明
14.[图1]为本公开的一个实施方式涉及的电力缆线的与轴向垂直的示意性剖面图。
具体实施方式
[0015]
本发明所要解决的课题
[0016]
当电力缆线在湿润环境下或在浸水环境下被供电时，可能会在绝缘层中产生水树。因此，需要提高绝缘层的耐水树性。
[0017]
本公开的目的在于提供一种能够确保缆线的各种性能并且提高耐水树性的技术。
[0018]
发明效果
[0019]
根据本公开，能够确保缆线的各种性能并且提高耐水树性。
[0020]
[本公开的实施方式的说明]
[0021]
＜发明人获得的发现＞
[0022]
首先，对发明人获得的发现进行概括说明。
[0023]
电力缆线有时会布设在(例如)湿润环境下或浸水环境下。在这样的环境下，当对电力缆线的绝缘层施加规定的电场时，可能会在绝缘层中产生水树。若在绝缘层中产生水树，则电力缆线的绝缘性可能下降。
[0024]
水树是通过(例如)以下这样的机制产生的。即，在湿润环境下或浸水环境下，水可渗入电力缆线的绝缘层内。在向电力缆线供电中，当水渗入绝缘层内时，在绝缘层中产生的局部电场集中的部分，水发生聚集。作为局部的电场集中部，例如可列举出绝缘层中的空隙、异物、以及绝缘层与半导电层的界面不规则部分等。当水聚集在这样的局部电场集中部时，由于聚集后的水的压力升高，从而在该水聚集部分的周边产生力学应变。结果，在绝缘层中产生树枝状或蝶形领带状的水树。
[0025]
在现有技术中，为了抑制在电力缆线的绝缘层中产生水树，例如，如上述专利文献1等那样对各种技术进行了研究。
[0026]
然而，近年来，对在湿润环境下或浸水环境下布设的电力缆线所要求的规格变得严格。或者，要求简化在湿润环境下或浸水环境下布设的电力缆线的结构，以降低电力缆线的成本。因此，期望一种电力缆线，其与现有的电力缆线相比耐水树性得以进一步提高。
[0027]
因此，本发明人对在构成电力缆线的绝缘层的电气绝缘组合物中添加的材料进行了研究。具体而言，从在电气绝缘组合物中所添加的各种材料当中，对含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺进行了研究。研究结果表明，通过添加含苯乙烯树脂或脂肪酸酰胺中的任意一者，可以降低绝缘层中的水树的产生个数密度。
[0028]
本发明人进一步深入研究的结果发现，通过添加含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺这两者，从而可以显著地提高耐水树性。具体而言，发现可以缩短在绝缘层中所产生的水树的最大长度，并且可以显著地降低绝缘层中的水树的产生个数密度。
[0029]
本公开基于发明人获得的上述发现。
[0030]
＜本公开的实施方式＞
[0031]
接下来，列出本公开的实施方式并对其进行说明。
[0032]
[1]本公开的一个方式涉及的电气绝缘组合物，具有:
[0033]
包括65质量份以上98质量份以下的聚乙烯、以及2质量份以上35质量份以下的含苯乙烯树脂的共计为100质量份的基础树脂；以及
[0034]
0.05质量份以上1.0质量份以下的脂肪酸酰胺。
[0035]
根据该构成，可以确保缆线的各种性能，并且可以显著地提高耐水树性。
[0036]
[2]在上述[1]所记载的电气绝缘组合物中，
[0037]
在将具有所述基础树脂以及所述脂肪酸酰胺的电气绝缘组合物浸渍在常温的1当量浓度nacl水溶液中的状态下，当对所述电气绝缘组合物施加1000小时的商用频率4kv/mm的交流电场时，
[0038]
在所述电气绝缘组合物中所产生的水树的最大长度小于200μm。
[0039]
根据该构成，可以稳定地抑制由水树引起的绝缘层的绝缘破坏。
[0040]
[3]在上述[1]或[2]所记载的电气绝缘组合物中，
[0041]
在将具有所述基础树脂和所述脂肪酸酰胺的电气绝缘组合物浸渍在常温的1当量浓度nacl水溶液中的状态下，当对所述电气绝缘组合物施加1000小时的商用频率4kv/mm的
交流电场时，
[0042]
在所述电气绝缘组合物中所产生的长度为30μm以上的水树的产生个数浓度小于200个/cm3。
[0043]
根据该构成，能够稳定地抑制由水树引起的绝缘层的绝缘破坏。
[0044]
[4]在上述[1]～[3]中任一项所记载的电气绝缘组合物中，
[0045]
所述含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率小于45质量％。
[0046]
根据该构成，可以充分地缩短水树的最大长度。此外，能够充分地减小介电损耗。此外，可以充分地提高机械性能(拉伸强度和拉伸伸长率)。
[0047]
[5]在上述[1]～[4]中任一项所记载的电气绝缘组合物中，
[0048]
相对于100质量份的所述基础树脂，所述基础树脂中的苯乙烯的总含量为0.15质量份以上11质量份以下。
[0049]
根据该构成，通过将苯乙烯总含量设为0.15质量份以上，可以充分地获得由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果。通过将苯乙烯总含量设为11质量份以下，可以充分地减小介电损耗，并且可以充分地提高机械性能(拉伸强度和拉伸伸长率)。
[0050]
[6]在上述[1]～[5]中任一项所记载的电气绝缘组合物中，
[0051]
所述基础树脂中的苯乙烯的总含量相对于所述脂肪酸酰胺的含量之比为1.5以上110以下。
[0052]
根据该构成，可以充分地获得由脂肪酸酰胺和含苯乙烯树脂这两者所带来的显著的抑制水树的效果。此外，可以稳定地抑制介电损耗的增加和机械性能的降低(拉伸强度的降低以及拉伸伸长率的缩小)。
[0053]
[7]在上述[1]～[6]中任一项所记载的电气绝缘组合物中，
[0054]
进一步包括0.1质量份以上10质量份以下的α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体。
[0055]
根据该构成，除了由含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺这两者所带来的抑制水树的效果以外，还可以更稳定地抑制在绝缘层中产生水树。
[0056]
[8]在上述[1]～[7]中任一项所记载的电气绝缘组合物中，
[0057]
所述脂肪酸酰胺由脂肪酸单酰胺构成。
[0058]
根据该构成，可以通过极性基团来提高水的局部集中抑制效果。
[0059]
[9]在上述[1]～[8]中任一项所记载的电气绝缘组合物中，
[0060]
所述脂肪酸酰胺由不饱和脂肪酸酰胺构成。
[0061]
根据该构成，电子可以被分散的不饱和键(双键)捕获，从而可以抑制局部电场集中。
[0062]
[10]在上述[1]～[9]中任一项所记载的电气绝缘组合物中，
[0063]
具有包含有机过氧化物的交联剂。
[0064]
根据该构成，可以通过交联剂使基础树脂交联。由此，可以提高电气绝缘组合物的机械性能和电气性能。
[0065]
[11]在上述[1]～[9]中任一项所记载的电气绝缘组合物中，所述基础树脂被交联。
[0066]
根据该构成，可以提高电气绝缘组合物的机械性能和电气性能。
[0067]
[12]本公开的其他方式涉及的电力缆线，包括:
[0068]
导体；以及
[0069]
被设置为覆盖所述导体的外周的绝缘层，
[0070]
所述绝缘层由包括基础树脂和脂肪酸酰胺的电气绝缘组合物构成，所述基础树脂包括65质量份以上98质量份以下的聚乙烯、以及2质量份以上35质量份以下的含苯乙烯树脂共计为100质量份，所述脂肪酸酰胺为0.05质量份以上1.0质量份以下。
[0071]
根据该构成，可以确保电缆的各种性能并且可以显著地提高耐水树性。
[0072]
[本公开的具体实施方式]
[0073]
接下来，以下参照附图的同时对本公开的一个实施方式进行说明。需要说明的是，本公开不限于这些例子，而是由权利要求书的范围所表示，并且旨在包含在与权利要求书的范围等同的含义及范围内的所有变化。
[0074]
＜本公开的一个实施方式＞
[0075]
(1)电气绝缘组合物
[0076]
本实施方式的电气绝缘组合物是构成后述的电力缆线10的绝缘层130的材料，具有(例如)基础树脂、脂肪酸酰胺以及其他添加剂。
[0077]
需要说明的是，在本实施方式中所说的“电气绝缘组合物”(例如)包括：不包含后述的交联剂且处于未交联状态的组合物、包含后述的交联剂且处于未交联状态的组合物、以及处于交联状态的组合物。
[0078]
(基础树脂)
[0079]
基础树脂(基础聚合物)是指构成电气绝缘组合物的主成分的树脂成分。本实施方式的基础树脂包含(例如)聚乙烯和含苯乙烯树脂。
[0080]
作为构成基础树脂的聚乙烯，例如可列举出低密度聚乙烯(ldpe：密度0.91g/cm3以上且小于0.93g/cm3)、直链状低密度聚乙烯(lldpe：密度0.945g/cm3以下)、中密度聚乙烯(mdpe：密度0.93g/cm3以上且小于0.942g/cm3)、高密度聚乙烯(hdpe：密度0.942g/cm3以上)等。在它们之中，优选ldpe和lldpe中的至少任一者。由此，可以提高电力缆线的绝缘性能并且可以提高机械性能。
[0081]
构成基础树脂的“含苯乙烯树脂”是指在至少一部分中包含苯乙烯的聚合物，也可称为苯乙烯类热塑性弹性体。
[0082]
由于基础树脂包括含苯乙烯树脂，因此可以使电子被苯乙烯所具有的芳环捕获，从而形成稳定的共振结构。此外，通过使含苯乙烯树脂作为弹性体而起作用，可以抑制机械应力裂纹的产生。由此，可以抑制在后述的绝缘层130中产生水树。
[0083]
具体地，作为含苯乙烯树脂，例如可列举出苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯异戊二烯苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯异戊二烯苯乙烯共聚物、氢化苯乙烯丁二烯橡胶、氢化苯乙烯异戊二烯橡胶、苯乙烯乙烯丁烯烯烃结晶嵌段共聚物等。在它们之中，可以将2种以上组合使用。
[0084]
需要说明的是，在此所说的“氢化”是指在双键中加氢。例如，“氢化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物”是指在苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的双键中添加氢后的聚合物。应当注意，在苯乙烯所具有的芳环的双键中不添加氢。可以将“氢化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物”称为苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯嵌段共聚物。
[0085]
当将基础树脂的总含量设为100质量份时，基础树脂中的聚乙烯的含量为(例如)65质量份以上98质量份以下，基础树脂中的含苯乙烯树脂的含量为(例如)2质量份以上35质量份以下。
[0086]
当含苯乙烯树脂的含量小于2质量份时，可能无法充分地获得由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果。与此相对，通过将含苯乙烯树脂的含量设为2质量份以上，可以充分地获得由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果。另一方面，当含苯乙烯树脂的含量超过35质量份时，苯乙烯的芳环捕获了过多的电子，对于交流电场的损耗可能增大。因此，介电损耗可能变大。此外，当含苯乙烯树脂的含量超过35质量份时，作为硬段的聚苯乙烯嵌段相对于作为软段的聚烯烃嵌段而言相对过量地增加。因此，机械性能可能会降低(产生拉伸强度的降低以及拉伸伸长率的缩小中的至少任一者)。与此相对，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，可以抑制苯乙烯的芳环捕获过多的电子，并且可以抑制对于交流电场的损耗的增大。由此，能够减小介电损耗。此外，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，从而可以抑制作为硬段的聚苯乙烯嵌段相对过量的增加。由此，可以抑制机械性能的降低(拉伸强度的降低以及拉伸伸长率的缩小)。
[0087]
在本实施方式中，含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率(以下，也简称为“苯乙烯含有率”)优选为(例如)小于45质量％。需要说明的是，“含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率”是指在1分子含苯乙烯树脂中所包含的苯乙烯的质量比。
[0088]
当苯乙烯含有率为45质量％以上时，聚乙烯与含苯乙烯树脂的相容性下降。当相容性下降时，作为硬段的聚苯乙烯嵌段可能产生相对致密的部分。因此，在产生水树的情况下，在聚苯乙烯嵌段相对致密的部分中，不能充分地抑制应力裂纹，可能无法充分地得到抑制水树扩散的效果。结果，可能不能充分地缩短水树的最大长度。此外，当苯乙烯含有率为45质量％以上时，电子捕获局部地发生在苯乙烯的芳环上，可能不能充分地减小对于交流电场的损耗。因此，可能不能使介电损耗足够小。此外，当苯乙烯含有率为45质量％以上时，作为硬段的聚苯乙烯嵌段相对地增加。因此，可能不能充分提高机械性能(拉伸强度和拉伸伸长率中的至少任一者)。
[0089]
与此相对，通过使苯乙烯含有率小于45质量％，能够抑制聚乙烯与含苯乙烯树脂的相容性的下降。通过抑制相容性的下降，从而可以抑制在作为硬段的聚苯乙烯嵌段中产生相对致密的部分。由此，可以均匀地抑制电气绝缘组合物中的应力裂纹，并且可以抑制水树的扩散。结果，可以充分地缩短水树的最大长度。此外，通过使苯乙烯含有率小于45质量％，可以抑制电子捕获局部发生在苯乙烯的芳环上，从而充分地减小对于交流电场的损耗。由此，可以充分减小介电损耗。此外，通过使苯乙烯含有率小于45质量％，可以抑制作为硬段的聚苯乙烯嵌段的相对增加。由此，可以充分地提高机械性能(拉伸强度和拉伸伸长率)。
[0090]
需要说明的是，对于含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率的下限值没有特别的限定。然而，从有效地显现出由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果的观点出发，含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率优选为(例如)5质量％以上。
[0091]
此外，在本实施方式中，相对于100质量份的基础树脂，基础树脂中的苯乙烯的总含量(以下，也简称为“苯乙烯总含量”)优选为(例如)0.15质量份以上11质量份以下。
[0092]
当苯乙烯总含量小于0.15质量份时，可能无法充分地获得由含苯乙烯树脂所带来
的抑制水树的效果。与此相对，通过将苯乙烯总含量设为0.15质量份以上，可以充分地获得由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果。另一方面，当苯乙烯总含量超过11质量份时，由于苯乙烯的芳环上的电子捕获增加，因此可能无法充分地减小对于交流电场的损耗。因此，可能无法充分地减小介电损耗。此外，当苯乙烯总含量超过11质量份时，作为硬段的聚苯乙烯嵌段相对于作为软段的聚烯烃嵌段而言相对地增加。因此，可能无法充分地提高机械性能(拉伸强度以及拉伸伸长率中的至少任一者)。与此相对，通过将苯乙烯总含量设为11质量份以下，可以充分地减小由苯乙烯的芳环上的电子捕获引起的对于交流电场的损耗。由此，可以充分地减小介电损耗。此外，通过将苯乙烯总含量设为11质量份以下，可以抑制作为硬段的聚苯乙烯嵌段的相对增加。由此，可以充分地提高机械性能(拉伸强度和拉伸伸长率)。
[0093]
(脂肪酸酰胺)
[0094]
通过在电气绝缘组合物中添加脂肪酸酰胺，使脂肪酸酰胺起到润滑剂的作用，从而可以提高在绝缘层130的挤出步骤中的电气绝缘组合物的流动性。此外，通过使脂肪酸酰胺分散，从而可以通过分散的极性基团(亲水基团)来抑制电气绝缘组合物中局部的水的聚集。由此，可以抑制在绝缘层130中产生水树。
[0095]
作为脂肪酸酰胺，例如可列举出饱和脂肪酸单酰胺、不饱和脂肪酸单酰胺、饱和脂肪酸双酰胺及不饱和脂肪酸双酰胺。
[0096]
具体地，作为饱和脂肪酸单酰胺，例如可列举出月桂酸酰胺、棕榈酸酰胺、硬脂酸酰胺、羟基硬脂酸酰胺等。
[0097]
作为不饱和脂肪酸单酰胺，例如可列举出油酸酰胺、芥酸酰胺等。
[0098]
作为饱和脂肪酸双酰胺，例如可列举出亚甲基双硬脂酸酰胺、亚乙基双癸酸酰胺、亚乙基双月桂酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双羟基硬脂酸酰胺、亚乙基双廿二酸酰胺、六亚甲基双硬脂酸酰胺、六亚甲基双羟基硬脂酸酰胺、n,n
’‑
二硬脂酰己二酸酰胺等。
[0099]
作为不饱和脂肪酸双酰胺，例如可列举出亚乙基双油酸酰胺、亚乙基双芥酸酰胺、六亚甲基双油酸酰胺、n,n
’‑
二油烯基己二酸酰胺、n,n
’‑
二油烯基癸二酸酰胺等。
[0100]
需要说明的是，在这些脂肪酸酰胺中，也可以将2种以上组合使用。
[0101]
在本实施方式中，在电气绝缘组合物中添加的脂肪酸酰胺优选为(例如)脂肪酸单酰胺。即，脂肪酸酰胺优选(例如)具有1个酰胺基。由此，可以提高脂肪酸酰胺的极性。结果，通过极性基团可以提高水的局部集中抑制效果。
[0102]
此外，在本实施方式中，在电气绝缘组合物中添加的脂肪酸酰胺优选为(例如)不饱和脂肪酸酰胺。即，脂肪酸酰胺优选具有(例如)不饱和键(不饱和基团、双键)。由此，分散的不饱和键可以捕获电子，从而可以抑制局部的电场集中。
[0103]
在本实施方式中，相对于100质量份的基础树脂，电气绝缘组合物中的脂肪酸酰胺的含量为(例如)0.05质量份以上1.0质量份以下。
[0104]
当脂肪酸酰胺的含量小于0.05质量份时，可能无法充分地获得由脂肪酸酰胺产生的抑制水树的效果。与此相对，通过将脂肪酸酰胺的含量设为0.05质量份以上，可以充分地获得由脂肪酸酰胺所带来的抑制水树的效果。另一方面，当脂肪酸酰胺的含量超过1.0质量份时，由于基础树脂与脂肪酸酰胺的相容性差异，可能会在绝缘层130的表面析出脂肪酸酰胺。需要说明的是，该现象称为“起霜”。与此相对，通过将脂肪酸酰胺的含量设为1.0质量份
以下，从而可以抑制由基础树脂与脂肪酸酰胺的相容性差异而引起的起霜的产生。
[0105]
在本实施方式中，通过添加脂肪酸酰胺和上述含苯乙烯树脂这两者，从而可以通过它们的协同作用来显著地提高耐水树性。
[0106]
在本实施方式中，基础树脂中的苯乙烯的总含量b相对于脂肪酸酰胺的含量a之比b/a(以下，也称为含量比b/a)优选为(例如)1.5以上110以下，更优选为2.4以上105以下。
[0107]
当含量比b/a小于1.5时，可能无法充分地获得由脂肪酸酰胺和含苯乙烯树脂这两者所带来的显著抑制水树的效果。与此相对，通过将含量比b/a设为1.5以上，可以充分地获得由脂肪酸酰胺和含苯乙烯树脂这两者所带来的显著抑制水树的效果。此外，通过将含量比b/a设为2.4以上，从而可以稳定地获得由脂肪酸酰胺和含苯乙烯树脂这两者所带来的显著抑制水树的效果。
[0108]
另一方面，当含量比b/a超过110时，可能无法充分地获得由脂肪酸酰胺产生的流动性提高效果。因此，可能难以使聚苯乙烯嵌段均匀地分散。此外，当含量比b/a超过110时，可能无法充分地获得由脂肪酸酰胺的极性基团所带来的水的局部集中抑制效果。与此相对，通过将含量比b/a设为110以下，可以充分地获得由脂肪酸酰胺带来的流动性提高效果。由此，可以使聚苯乙烯嵌段均匀地分散。其结果，可以稳定地抑制介电损耗的增加和机械性能的降低(拉伸强度的降低和拉伸伸长率的缩小)。此外，通过将含量比b/a设为110以下，可以充分地获得由脂肪酸酰胺的极性基团产生的水的局部集中抑制效果。由此，可以充分地获得由脂肪酸酰胺和含苯乙烯树脂这两者所带来的显著抑制水树的效果。此外，通过将含量比b/a设为105以下，可以可靠地抑制介电损耗的增加和机械性能的降低(拉伸强度的下降和拉伸伸长率的缩小)。此外，可以进一步充分地获得由脂肪酸酰胺和含苯乙烯树脂这两者所带来的抑制水树的显著效果。
[0109]
(α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体)
[0110]
在本实施方式中，电气绝缘组合物还可以具有(例如)α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体。
[0111]
通过在电气绝缘组合物中添加α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体，可以抑制在电气绝缘组合物的挤出步骤中局部的焦化(烧焦)的产生。此外，与含苯乙烯树脂同样的原理，电子被α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体所具有的芳环所捕获，从而可以形成稳定的共振结构。由此，可以稳定地抑制在绝缘层130中产生水树。需要说明的是，以下，有时将α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体简称为“不饱和二聚体”。
[0112]
α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的单体由(例如)下式(1)表示。
[0113]
[化学式1]
[0114][0115]
其中，r为芳基、烷芳基、卤素取代的芳基、或卤素取代的烷芳基中的任一者。需要说明的是，在此所说的“烷芳基”是指键合有1个或多个烷基的1个或多个芳基的组合。
[0116]
具体地，作为α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的单体，可以列举出(例如)α
‑
甲基苯乙烯、
对甲基
‑
α
‑
甲基苯乙烯、对异丙基
‑
α
‑
甲基苯乙烯、间甲基
‑
α
‑
甲基苯乙烯、间乙基
‑
α
‑
甲基苯乙烯、ar
‑
二甲基
‑
α
‑
甲基苯乙烯、ar
‑
氯
‑
α
‑
甲基苯乙烯、ar
‑
氯
‑
ar
‑
甲基
‑
α
‑
甲基苯乙烯、ar
‑
二乙基
‑
α
‑
甲基苯乙烯、ar
‑
甲基
‑
ar
‑
异丙基
‑
α
‑
甲基苯乙烯等。在它们之中，也可以将2种以上组合使用。
[0117]
作为α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体，可以列举出(例如)α
‑
甲基苯乙烯的不饱和二聚体(2,4
‑
二苯基
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯)。需要说明的是，可以将α
‑
甲基苯乙烯的不饱和二聚体以及除此以外的其它不饱和二聚体中的2种以上组合使用。
[0118]
在本实施方式中，相对于100质量份的基础树脂，电气绝缘组合物中的α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体的含量为(例如)0.1质量份以上10质量份以下。
[0119]
当不饱和二聚体的含量小于0.1质量份时，可能无法充分地获得由不饱和二聚体产生的抑制水树的效果。与此相对，通过将不饱和二聚体的含量设为0.1质量份以上，从而可以充分地获得由不饱和二聚体产生的抑制水树的效果。另一方面，当不饱和二聚体的含量超过10质量份时，基础树脂难以交联，电气绝缘组合物的凝胶分率降低。因此，在施加规定的交流电场时，介电损耗可能会增加，或者绝缘层130的拉伸性能可能降低。与此相对，通过将不饱和二聚体的含量设为10质量份以下，可以使规定量的基础树脂交联，从而可以抑制电气绝缘组合物的凝胶分率的降低。由此，可以抑制在施加规定的交流电场时介电损耗的增加，并且可以抑制绝缘层130的拉伸性能的降低。
[0120]
(交联剂)
[0121]
在本实施方式中，电气绝缘组合物的基础树脂优选(例如)被交联剂交联。由此，可以提高电气绝缘组合物的机械性能(拉伸性能等)和电气性能。
[0122]
作为在电气绝缘组合物中添加的交联剂，可以使用(例如)有机过氧化物。具体地，作为有机过氧化物，例如可列举出：二枯基过氧化物、1
‑
(2
‑
叔丁基过氧异丙基)
‑1‑
异丙基苯、1
‑
(2
‑
叔丁基过氧异丙基)
‑3‑
异丙基苯、1,3
‑
双
‑
(叔丁基过氧异丙基)苯、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二(叔丁基过氧)己烷、2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
(叔丁基过氧)
‑
己炔
‑
3等。需要说明的是，在它们之中，可以将2种以上组合使用。
[0123]
(其他添加剂)
[0124]
电气绝缘组合物还可以包含(例如)抗氧化剂。
[0125]
作为抗氧化剂，例如可列举出4,4
’‑
硫代双
‑
(6
‑
叔丁基
‑3‑
甲基苯酚)、2,2
‑
硫代
‑
二亚乙基双[3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯]、季戊四醇
‑
四[3
‑
(3,5
‑
二
‑
叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸酯、2,4
‑
双
‑
[(辛硫基)甲基]
‑
邻甲酚、2,4
‑
双
‑
(正辛硫基)
‑6‑
(4
‑
羟基
‑
3,5
‑
二叔丁基苯胺基)
‑
1,3,5
‑
三嗪、双[2
‑
甲基
‑4‑
{3
‑
正烷基(c12或c14)硫代丙酰氧基}
‑5‑
叔丁基苯基]硫化物等。另外，在它们之中，也可以将2种以上组合使用。
[0126]
需要说明的是，作为润滑剂，电气绝缘组合物也可以包含除了上述脂肪酸酰胺以外的润滑剂。此外，电气绝缘组合物还可以包含(例如)着色剂。
[0127]
(2)电力缆线
[0128]
接下来，使用图1，对本实施方式的电力缆线进行说明。图1是本实施方式涉及的电力缆线的与轴向垂直的剖面图。
[0129]
本实施方式的电力缆线10被构成为所谓的固体绝缘电力缆线。此外，本实施方式
的电力缆线10被构成为(例如)布设在水中或水底。需要说明的是，电力缆线10用于(例如)交流电。
[0130]
具体地，电力缆线10(例如)具有：导体110、内部半导电层120、绝缘层130、外部半导电层140、遮蔽层150、以及外皮160。
[0131]
由于本实施方式的电力缆线10具有上述显著的抑制水树的效果，因此在(例如)遮蔽层150更外侧没有所谓的铝罩等金属制的水遮挡层。也就是说，本实施方式的电力缆线10由非完全遮水结构构成。
[0132]
(导体(导电部))
[0133]
导体110是通过捻合包含(例如)纯铜、铜合金、铝或铝合金等的多条导体芯线(导电芯线)而构成的。
[0134]
(内部半导电层)
[0135]
内部半导电层120设置为覆盖导体110的外周。此外，内部半导电层120具有半导电性，并且以抑制导体110的表面侧的电场集中的方式而构成。内部半导电层120包括(例如)乙烯
‑
丙烯酸乙酯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸甲酯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸丁酯共聚物以及乙烯
‑
乙酸乙烯酯共聚物等中的至少任一者、以及导电性碳黑。
[0136]
(绝缘层)
[0137]
绝缘层130设置为覆盖内部半导电层120的外周，并且由上述电气绝缘组合物构成。绝缘层130通过(例如)如上所述那样将电气绝缘组合物挤出成型然后对其进行加热而交联。
[0138]
(外部半导电层)
[0139]
外部半导电层140设置为覆盖绝缘层130的外周。此外，外部半导电层140具有半导电性，并且以抑制绝缘层130与遮蔽层150之间的电场集中的方式而构成。外部半导电层140由(例如)与内部半导电层120同样的材料构成。
[0140]
(遮蔽层)
[0141]
遮蔽层150设置为覆盖外部半导电层140的外周。遮蔽层150是通过(例如)缠绕铜带而构成的，或者被构成为通过缠绕多条软铜线等而得的屏蔽线。另外，可以在遮蔽层150的内侧或外侧缠绕以胶布等为原材料的带。
[0142]
(外皮)
[0143]
外皮160设置为覆盖遮蔽层150的外周。外皮160由(例如)聚氯乙烯或聚乙烯构成。
[0144]
(耐水树性)
[0145]
在本实施方式中，如上所述的那样，通过在绝缘层13中添加含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺这两者，从而显著提高绝缘层130的耐水树性。
[0146]
具体地，在本实施方式中，在将构成绝缘层130的电气绝缘组合物浸渍在常温(27℃)的1当量浓度nacl水溶液中的状态下，当对电气绝缘组合物施加1000小时的商用频率(例如，60hz)4kv/mm的交流电场时，在电气绝缘组合物中产生的水树的最大长度(例如)小于200μm，优选为小于120μm，更优选为100μm以下。由此，可以稳定地抑制由水树引起的绝缘层130的绝缘破坏。
[0147]
需要说明的是，在电气绝缘组合物中产生的水树的最大长度越小越好，因此没有限制。然而，在本实施方式中，由于没有出现水树，因此在电气绝缘组合物中产生的水树的
最大长度为(例如)0μm以上。
[0148]
此外，在本实施方式中，在将构成绝缘层130的电气绝缘组合物浸渍在常温(27℃)的1当量浓度nacl水溶液中的状态下，当对电气绝缘组合物施加1000小时的商用频率(例如，60hz)4kv/mm的交流电场时，在电气绝缘组合物中产生的长度为30μm以上的水树的产生个数浓度为(例如)小于200个/cm3，优选为100个/cm3以下，更优选为60个/cm3以下。由此，能够稳定地抑制由水树引起的绝缘层130的绝缘破坏。
[0149]
需要说明的是，水树的产生个数浓度越低越好，因此没有限制。然而，在本实施方式中，由于没有出现水树，因此水树的产生个数浓度为(例如)0个/cm3以上。
[0150]
(凝胶分率(交联度))
[0151]
在本实施方式中，如上所述的那样，例如，绝缘层130被交联。此外，在构成绝缘层130的电气绝缘组合物中，通过不包含α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体、或者将α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体的含量设为10质量份以下，从而能够抑制电气绝缘组合物的凝胶分率的降低。
[0152]
具体地，在本实施方式中，构成绝缘层130的电气绝缘组合物的凝胶分率(例如)超过68％，优选为70％以上，更优选为74％以上。
[0153]
需要说明的是，电气绝缘组合物的凝胶分率越高越好，因此没有限制。然而，在本实施方式中，电气绝缘组合物的凝胶分率为(例如)95％以下。
[0154]
(介电损耗)
[0155]
在此，当将交流电场施加于电气绝缘组合物时，可能会产生损耗。施加交流电场时的损耗包括(例如)由漏电流引起的损耗、基于介电极化的损耗、以及基于部分放电的损耗等。由于这样的损耗，电流相位滞后于理想的流向电气绝缘组合物的无损耗电流。此时的延迟角δ称为介电损耗角，正切称为介电损耗角正切(tanδ)。
[0156]
在本实施方式中，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，从而可以抑制介电损耗的增加。
[0157]
具体地，在本实施方式中，在90℃、商用频率(例如，60hz)、9kv/mm的条件下，对构成绝缘层130的电气绝缘组合物施加交流电场时的介电损耗为(例如)0.05％以下，优选为0.04％以下。
[0158]
需要说明的是，介电损耗越小越好，因此没有限制。然而，在本实施方式的电气绝缘组合物中，介电损耗为(例如)0.001％以上。
[0159]
(交流破坏电场)
[0160]
在本实施方式中，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，从而确保规定的交流破坏电场。
[0161]
具体地，在本实施方式中，在常温(27℃)及商用频率(例如，60hz)的条件下测量的、构成绝缘层130的电气绝缘组合物的交流破坏电场为(例如)55kv/mm以上，优选为58kv/mm以上。
[0162]
需要说明的是，交流破坏电场越大越好，因此没有限制。然而，在本实施方式的电气绝缘组合物中，交流破坏电场为(例如)100kv/mm以下。
[0163]
(拉伸性能(机械性能))
[0164]
在本实施方式中，通过包含作为弹性体的含苯乙烯树脂，可以提高电气绝缘组合
物的拉伸强度。
[0165]
具体地，在本实施方式中，构成绝缘层130的电气绝缘组合物的拉伸强度为(例如)12.5mpa以上，优选为14mpa以上，更优选为17mpa以上。
[0166]
需要说明的是，电气绝缘组合物的拉伸强度越高越好，因此没有限制。然而，在本实施方式的电气绝缘组合物中，拉伸强度为(例如)50mpa以下。
[0167]
此外，在本实施方式中，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，可以确保电气绝缘组合物的拉伸伸长率。
[0168]
具体地，在本实施方式中，构成绝缘层130的电气绝缘组合物的拉伸伸长率为(例如)350％以上，优选为430％以上。
[0169]
需要说明的是，电气绝缘组合物的拉伸伸长率越大越好，因此没有限制。然而，在本实施方式的电气绝缘组合物中，拉伸伸长率为(例如)1000％以下。
[0170]
这样，在本实施方式中，可以确保规定的拉伸性能。由此，即使在电力缆线10伸缩或弯曲的环境下，也能适当地布设电力缆线10。具体地，本实施方式的电力缆线10可以应用于(例如)在水中可弯曲地连接至浮体式的水上设备的阵列缆线(动态缆线、立管缆线)。
[0171]
(起霜)
[0172]
在本实施方式中，如上所述的那样，通过将脂肪酸酰胺的含量设为1.0质量份以下，从而在绝缘层130的表面不会检测到由基础树脂与脂肪酸酰胺的相容性差异而引起的起霜。
[0173]
(具体尺寸等)
[0174]
作为电力缆线10的具体的各尺寸，并没有特别的限定，例如，导体110的直径为5mm以上60mm以下，内部半导电层120的厚度为0.5mm以上3mm以下，绝缘层130的厚度为1mm以上35mm以下，外部半导电层140的厚度为0.5mm以上3mm以下，遮蔽层150的厚度为1mm以上5mm以下，外皮160的厚度为1mm以上。本实施方式的电力缆线10所使用的交流电压为(例如)20kv以上。
[0175]
(3)电力缆线的制造方法
[0176]
接下来，对本实施方式的电力缆线的制造方法进行说明。以下，将步骤简称为“s”。
[0177]
(s100：电气绝缘组合物准备步骤)
[0178]
首先，准备电气绝缘组合物。
[0179]
在本实施方式中，采用班伯里混合机、捏合机等混合机来混合(混炼)包含聚乙烯和含苯乙烯树脂的基础树脂、脂肪酸酰胺以及其他添加剂(交联剂、抗氧化剂等)，以形成混合材料。此时，当将基础树脂的总含量设为100质量份时，将基础树脂中的聚乙烯的含量设为(例如)65质量份以上98质量份以下，将基础树脂中的含苯乙烯树脂的含量设为(例如)2质量份以上35质量份以下。此外，相对于100质量份的基础树脂，将脂肪酸酰胺的含量设为(例如)0.05质量份以上1.0质量份以下。
[0180]
需要说明的是，在这种情况下，还可以添加α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体。在这种情况下，相对于100质量份的基础树脂，将α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体的含量设为(例如)0.1质量份以上10质量份以下。
[0181]
在形成混合材料之后，采用挤出机将该混合材料造粒。由此，形成了作为构成绝缘层130的粒状的电气绝缘组合物。需要说明的是，可以使用混炼作用高的双轴型的挤出机，
一并进行从混合至造粒的步骤。
[0182]
(s200：导体准备步骤)
[0183]
另一方面，准备导体110，该导体110是通过捻合多条导体芯线而形成的。
[0184]
(s300：形成缆芯的步骤(挤出步骤))
[0185]
在电气绝缘组合物准备步骤s100以及导体准备步骤s200结束之后，在3层同时挤出机中，在用于形成内部半导电层120的挤出机a中投入(例如)预先混合乙烯
‑
丙烯酸乙酯共聚物和导电性碳黑而得的内部半导电层用组合物。
[0186]
向用于形成绝缘层130的挤出机b中投入上述粒状的电气绝缘组合物。
[0187]
在用于形成外部半导电层140的挤出机c中，投入包含与投入到挤出机a中的内部半导电层用电气绝缘组合物同样的材料的外部半导电层用组合物。
[0188]
接下来，将来自挤出机a～c的各个挤出物导向至共用头，在导体110的外周从内侧向外侧同时挤出内部半导电层120、绝缘层130、及外部半导电层140。
[0189]
挤出后，在由氮气等加压的交联管内，通过红外线加热器的辐射进行加热，或者通过高温氮气或硅油等热介质以进行热传递，从而至少使绝缘层130交联。随后，例如用水冷却交联后的缆芯。
[0190]
通过以上的缆芯形成步骤s300，从而形成了由导体110、内部半导电层120、绝缘层130及外部半导电层140构成的缆芯。
[0191]
(s400：遮蔽层形成步骤)
[0192]
在形成了缆芯之后，通过在外部半导电层140的外侧缠绕(例如)铜带，从而形成遮蔽层150。
[0193]
(s500：外皮形成步骤)
[0194]
在形成了遮蔽层150之后，通过向挤出机中投入氯乙烯并挤出，从而在遮蔽层150的外周形成外皮160。
[0195]
如上所述，制造了作为固体绝缘电力缆线的电力缆线10。
[0196]
(4)本实施方式的效果
[0197]
根据本实施方式，获得了以下所示的1个或多个效果。
[0198]
(a)在本实施方式中，通过将含苯乙烯树脂作为基础树脂添加到电气绝缘组合物中，从而使电子被苯乙烯所具有的芳环捕获，可以形成稳定的共振结构。由此，可以抑制电子的局部的不均匀存在，即，可以抑制局部的电场集中部的形成。通过抑制局部的电场集中部的形成，可以抑制电场集中部中水的聚集。由此，可以抑制由水的聚集部引起的力学应变的发生。其结果，可以抑制在绝缘层130中产生水树。
[0199]
此外，在本实施方式中，通过将含苯乙烯树脂作为基础树脂添加到电气绝缘组合物中，从而可以使含苯乙烯树脂作为弹性体起作用。通过使含苯乙烯树脂作为弹性体起作用，即使在电气绝缘组合物中产生了上述水的聚集部，也可以缓和由水的聚集部引起的力学应变。由此，在电气绝缘组合物中，可以抑制产生机械应力裂纹。其结果，可以抑制水树的扩散和发展。
[0200]
(b)在本实施方式中，通过在电气绝缘组合物中添加脂肪酸酰胺，从而使脂肪酸酰胺作为润滑剂起作用，可以提高绝缘层130的挤出步骤中的电气绝缘组合物的流动性。由此，可以使电气绝缘组合物中的各材料均匀地分散。通过使脂肪酸酰胺均匀地分散在电气
绝缘组合物中，可以使脂肪酸酰胺所具有的极性基团(亲水基团)分散。由此，通过极性基团使进入到电气绝缘组合物中的水分散，可以抑制电气绝缘组合物中的局部的水的集中。通过抑制局部的水的集中，可以抑制由水的集中部(水聚集部)引起的力学应变。其结果，可以抑制在绝缘层130中产生水树。
[0201]
(c)根据本实施方式，通过上述(a)和(b)的协同作用，可以显著地提高耐水树性。
[0202]
在此，当仅将含苯乙烯树脂或脂肪酸酰胺中的任一者添加到电气绝缘组合物中的情况下，虽然绝缘层130中的水树的产生个数密度一定程度地降低，但是绝缘层130中所产生的水树的最大长度可能不会缩短。
[0203]
与此相对，在本实施方式中，通过将含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺这两者添加到电气绝缘组合物中，从而可以获得上述(a)和(b)的协同效果。即，通过添加脂肪酸酰胺，提高了电气绝缘组合物的流动性，从而可以使含苯乙烯树脂所具有的聚苯乙烯嵌段均匀地分散在电气绝缘组合物中。
[0204]
通过均匀地分散聚苯乙烯嵌段，可以均匀地显示出苯乙烯所具有的芳环对电子的捕获作用，并且可以稳定地抑制局部电场集中部的形成。此外，通过脂肪酸酰胺所具有的极性基团使进入到电气绝缘组合物中的水分散，从而可以降低水集中在局部电场集中部的概率。由此，可以稳定地抑制在绝缘层130中产生水树。
[0205]
此外，通过均匀地分散作为硬段的聚苯乙烯嵌段和作为软段的聚烯烃嵌段，从而在电气组合物中可以均匀地抑制机械应变裂纹。由此，可以稳定地抑制水树的扩散和发展。
[0206]
根据这些结果，在本实施方式中，可以使绝缘层130中产生的水树的最大长度变短，并且可以显著地降低在绝缘层130中的水树的产生个数密度。
[0207]
通过这样显著地提高耐水树性，可以合适地应用于经常暴露在水中的水中缆线或水底缆线。此外，通过显著地提高耐水树性，从而可以简化电力缆线10的遮水层的结构。例如，可以不要遮水层，或者简单地构成遮蔽层。其结果，可以降低电力缆线10的成本。
[0208]
(d)通过将含苯乙烯树脂的含量设为2质量份以上，可以充分地获得由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果。另一方面，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，可以抑制苯乙烯的芳环过多地捕获电子，并且可以抑制对于交流电场的损耗的增加。由此，能够减小介电损耗。此外，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，可以抑制作为硬段的聚苯乙烯嵌段相对过度地增加。由此，可以抑制机械性能的降低(拉伸强度的降低和拉伸伸长率的缩小)。
[0209]
(e)通过将脂肪酸酰胺的含量设为0.05质量份以上，从而可以充分地获得由脂肪酸酰胺所带来的抑制水树的效果。另一方面，通过将脂肪酸酰胺的含量设为1.0质量份以下，从而可以抑制由基础树脂与脂肪酸酰胺的相容性差异而引起的起霜。
[0210]
根据本实施方式，如上述(a)～(e)所述，可以确保缆线的各种性能(电气性能、拉伸性能、抑制起霜性能)，并且提高耐水树性。
[0211]
(f)在本实施方式中，含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率优选小于45质量％。通过使苯乙烯含有率小于45质量％，从而能够抑制聚乙烯与含苯乙烯树脂的相容性的下降。通过抑制相容性的下降，可以抑制作为硬段的聚苯乙烯嵌段产生相对致密的部分。由此，可以均匀地抑制电气绝缘组合物中的应力裂纹，并且抑制水树的扩散。其结果，可以充分地缩短水树的最大长度。此外，通过使苯乙烯含有率小于45质量％，从而可以抑制苯乙烯的芳香环
上电子捕获的局部不均匀存在，从而可以充分地减小对交流电场的损耗。由此，可以充分地减小介电损耗。此外，通过使苯乙烯含有率小于45质量％，从而可以抑制作为硬段的聚苯乙烯嵌段的相对增加。由此，可以充分地提高机械性能(拉伸强度和拉伸伸长率)。
[0212]
(g)在本实施方式中，相对于100质量份的基础树脂，基础树脂中的苯乙烯的总含量优选为(例如)0.15质量份以上11质量份以下。通过将苯乙烯总含量设为0.15质量份以上，能够充分地获得由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果。另一方面，通过将苯乙烯总含量设为11质量份以下，可以充分地减小由苯乙烯的芳环上的电子捕获而引起的对交流电场的损耗。由此，可以充分地减小介电损耗。此外，通过使苯乙烯总含量为11质量份以下，可以抑制作为硬段的聚苯乙烯嵌段的相对增加。由此，可以充分地提高机械性能(拉伸强度和拉伸伸长率)。
[0213]
(h)在本实施方式中，通过在电气绝缘组合物中添加α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体，从而可以抑制在电气绝缘组合物的挤出步骤中产生局部的焦化(烧焦)。由此，可以抑制由焦化导致的局部的电场集中部的形成。此外，通过在电气绝缘组合物中添加α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体，根据与含苯乙烯树脂相同的原理，使电子被α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体所具有的芳环捕获，从而可以抑制局部电场集中部的形成。通过抑制局部电场集中部的形成，可以抑制电场集中部中水的聚集。由此，可以抑制由水的聚集部引起的力学应变。其结果，除了含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺这两者所带来的抑制水树的效果以外，还能更稳定地抑制在绝缘层130中产生水树。
[0214]
(i)通过将α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体的含量设为0.1质量份以上，可以充分地获得由不饱和二聚体产生的抑制水树的效果。另一方面，通过将不饱和二聚体的含量设为10质量份以下，使规定量的基础树脂交联，从而可以抑制电气绝缘组合物的凝胶分率的降低。由此，可以抑制在施加了规定的交流电场时介电损耗的增加，从而可以抑制绝缘层130的拉伸性能的降低。
[0215]
(j)在电气绝缘组合物中添加的脂肪酸酰胺优选为脂肪酸单酰胺。由此，可以提高脂肪酸酰胺的极性。通过提高脂肪酸酰胺的极性，从而可以通过极性基团来提高水的局部集中抑制效果。其结果，能够稳定地抑制在绝缘层130中产生水树。
[0216]
(k)在电气绝缘组合物中添加的脂肪酸酰胺优选为不饱和脂肪酸酰胺。由此，可以使电子被分散的不饱和键(双键)捕获，并且可以抑制局部的电场集中。通过抑制局部的电场集中部的形成，可以抑制电场集中部中水的聚集。其结果，可以稳定地抑制在绝缘层130中产生水树。
[0217]
＜本公开的其他实施方式＞
[0218]
以上，对本公开的实施方式进行了具体的说明，但是本公开不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。
[0219]
在上述实施方式中，对基础树脂包含聚乙烯的情况进行了说明，但是本公开不限于这种情况。例如，基础树脂可以包含乙烯共聚物。作为乙烯共聚物，例如可列举出乙烯
‑
丙烯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸甲酯共聚物、乙烯
‑
丙烯酸乙酯共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯酯共聚物等。在它们之中，可以将2种以上组合使用。通过使基础树脂包含乙烯共聚物，在将电气绝缘组合物混合时，能够提高含苯乙烯树脂、脂肪酸酰胺及α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体的分散性。
[0220]
在上述实施方式中，对电力缆线10不具有遮水层的情况进行了说明，但是本公开不限于这种情况。由于电力缆线10具有上述显著的抑制水树的效果，因此其可以具有简易的遮水层。具体地，简易的遮水层由(例如)金属层压带制成。金属层压带具有(例如)由铝或铜等构成的金属层、以及设置在金属层的一面或两面的粘接层。例如，将金属层压带纵向缠绕以包围缆芯的外周(比外部半导电层更靠外的外周)。另外，该遮水层也可以设置在遮蔽层的更外侧，或者也可以兼作遮蔽层。通过这样的结构，可以降低电力缆线10的成本。
[0221]
在上述实施方式中，对电力缆线10被构成为布设在水中或水底的情况进行了说明，但是本公开不限于这种情况。例如，电力缆线10也可以被构成为所谓的架空电线(架空绝缘电线)。
[0222]
实施例
[0223]
接下来，说明本公开涉及的实施例。这些实施例是本公开的一个示例。本公开并不限于这些实施例。
[0224]
(1)电气绝缘组合物的准备
[0225]
采用开放式辊将以下试样a1～a14、b1～b11各个材料在120℃下混合，以得到电气绝缘组合物。
[0226]
[试样a1～a14]
[0227]
(基础树脂)共计100质量份
[0228]
低密度聚乙烯(ldpe)(密度d＝0.92g/cm3、mfr＝1.0g/10min)：65质量份以上98质量份以下
[0229]
含苯乙烯树脂：2质量份以上35质量份以下
[0230]
·
苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(sbs)(密度d＝0.95g/cm3、mfr＝2.6g/10min、苯乙烯含有率40质量％)
[0231]
·
氢化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(sebs：苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯嵌段共聚物)(密度d＝0.91g/cm3、mfr＝5g/10min、苯乙烯含有率30质量％)
[0232]
·
氢化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(sebs)(密度d＝0.89g/cm3、mfr＝4.5g/10min、苯乙烯含有率12质量％)
[0233]
·
氢化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(sebs)(密度d＝0.93g/cm3、mfr＝3.0g/10min、苯乙烯含有率43质量％)
[0234]
(脂肪酸酰胺)
[0235]
硬脂酸酰胺、油酸酰胺、芥酸酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺、亚乙基双油酸酰胺：0.1质量份
[0236]
(不饱和二聚体)
[0237]
α
‑
甲基苯乙烯的不饱和二聚体(2,4
‑
二苯基
‑4‑
甲基
‑1‑
戊烯)：0.3质量份(仅试样a9)
[0238]
(交联剂)
[0239]
二枯基过氧化物：2质量份，或者
[0240]
2,5
‑
二甲基
‑
2,5
‑
二(叔丁基过氧基)己烷：1.3质量份
[0241]
(抗氧化剂)
[0242]
4,4
’‑
硫代双
‑
(6
‑
叔丁基
‑3‑
甲基苯酚)：0.2质量份
[0243]
[试样b1]
[0244]
在基础树脂中不包含含苯乙烯树脂而聚乙烯的含量为100质量份，并且不含脂肪酸酰胺，除了这些方面以外，以与试样a3同样的方式进行制作。
[0245]
[试样b2]
[0246]
除了不包含脂肪酸酰胺这方面以外，以与试样a3同样的方式进行制作。
[0247]
[试样b3]
[0248]
在基础树脂中不包括含苯乙烯树脂而聚乙烯的含量为100质量份，除了这方面以外，以与试样a3同样的方式进行制作。
[0249]
[试样b4]
[0250]
除了含苯乙烯树脂的含量为1.5质量份这方面以外，以与试样a3同样的方式进行制作。
[0251]
[试样b5]
[0252]
除了含苯乙烯树脂的含量为38质量份这方面以外，以与试样a3同样的方式进行制作。
[0253]
[试样b6]
[0254]
除了使用以下的含苯乙烯树脂这方面以外，以与试样a3同样地方式进行制作。
[0255]
·
氢化苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(sebs)(密度d＝0.97g/cm3、mfr＝2.0g/10min、苯乙烯含有率67质量％)：20质量份
[0256]
[试样b7]
[0257]
除了基础树脂中的苯乙烯的总含量为0.12质量份这方面以外，以与试样a7同样的方式进行制作。
[0258]
[试样b8]
[0259]
除了基础树脂中的苯乙烯的总含量为12.9质量份这方面以外，以与试样a8同样的方式进行制作。
[0260]
[试样b9]
[0261]
除了苯乙烯含有率为67质量％的sebs的含量为10质量份这方面以外，以与试样b6同样的方式进行制作。
[0262]
[试样b10]
[0263]
除了脂肪酸酰胺的含量为0.02质量份这方面以外，以与试样a3同样的方式进行制作。
[0264]
[试样b11]
[0265]
除了脂肪酸酰胺的含量为1.5质量份这方面以外，以与试样a3同样的方式进行制作。
[0266]
(2)评价
[0267]
使用上述电气绝缘组合物，根据各评价而制备绝缘片，并进行了各评价。
[0268]
(评价1：耐水树性)
[0269]
在形成了上述电气绝缘组合物之后，通过压制成型在120℃下压制电气绝缘组合物10分钟，制作了2片厚度为1mm的绝缘片。在制备了绝缘片之后，将规定的半导电片夹在2片绝缘片之间，从而形成了层叠片。形成了层叠片之后，通过压制成型在180℃下压制层叠
片30分钟，使绝缘片中的基础树脂交联。在使绝缘片交联之后，在半导电片上形成布线。
[0270]
接下来，在将层叠片浸渍在常温(27℃)的1当量浓度nacl水溶液中的状态下，对半导电片与水溶液之间的绝缘片施加60hz4kv/mm的交流电场1000小时。
[0271]
在施加预定的交流电场之后，对层叠片进行干燥，用亚甲基蓝水溶液一边将层叠片煮沸一边染色。将层叠片染色之后，将层叠片沿层叠方向(即，与层叠片的主表面垂直的方向)切成30μm的厚度，从而形成了观察用切片。之后，采用光学显微镜对观察用切片进行观察，在观察用切片的绝缘片中，观察到了在半导电片的沿表面方向或者与半导电片的主表面垂直的方向上产生的水树。此时，测量在绝缘片中产生的水树的最大长度。此外，测量在绝缘片中产生的长度30μm以上的水树的产生个数浓度。需要说明的是，在后述表1和表2中，“水树的最大长度”是在随机抽取的10个观察用切片中，将最长的水树的长度四舍五入而求出的，此外，“水树的产生个数浓度”是将随机抽取的10个观察用切片中的水树的产生个数浓度的平均值四舍五入而求出的。
[0272]
需要说明的是，作为参考，在现有的耐水树性评价中，制备具有由规定的电气绝缘组合物构成的绝缘层的电力缆线，并将电力缆线浸渍于水中，从而进行水树的评价。此时，在电力缆线的绝缘层的外侧设置有遮蔽层和外皮。因此，绝缘层没有直接与水接触。与此相对，在本实施例中，如上所述，将层叠片直接浸渍在预定的水溶液中，从而进行水树的评价。因此，绝缘片与水溶液直接接触。因此，与使用现有的电力缆线的评价相比，本实施例的耐水树性的评价是在更严酷的条件下进行的。
[0273]
(评价2：介电损耗)
[0274]
在形成上述电气绝缘组合物之后，通过压制成型在180℃下压制电气绝缘组合物30分钟，从而制备了具有0.2mm厚度的绝缘片。此时，通过将绝缘片在180℃下压制30分钟，从而使绝缘片的基础树脂交联。
[0275]
接下来，使用西林电桥，在90℃、商用频率(例如，60hz)、9kv/mm的条件下对绝缘片施加交流电场，从而测量介电损耗。
[0276]
(评价3：交流破坏电场)
[0277]
制备了与上述评价2同样的绝缘片。接下来，在常温(27℃)和商用频率(例如，60hz)的条件下，对绝缘片施加5kv的交流电压1分钟。之后，对绝缘片的交流电压每1kv地升压，并且重复对绝缘片施加交流电压1分钟的循环。然后，测量在绝缘片中产生绝缘破坏时的电场。
[0278]
(评价4：凝胶分率(交联度))
[0279]
在形成上述电气绝缘组合物之后，通过压制成型在180℃下压制电气绝缘组合物30分钟，从而制作了具有1mm厚度的绝缘片。在这种情况下，通过将绝缘片在180℃下压制30分钟，从而使绝缘片的基础树脂交联。
[0280]
在制备了绝缘片之后，根据jis c3005来测量凝胶分率。具体地，首先，测量绝缘片的质量。接下来，将绝缘片浸渍在规定的溶剂(例如，热二甲苯)中，使绝缘片溶解。此时，绝缘片当中基础树脂交联了的部分作为凝胶不会溶解而是残留了下来。在使绝缘片溶解之后，测量了未溶解而残留的凝胶的质量。其结果，通过计算残留的凝胶的质量相对于溶解前的绝缘片的质量之比(％)，从而求出“凝胶分率”。
[0281]
(评价5：拉伸性能)
[0282]
制作了与上述评价4相同的绝缘片。接下来，根据jis c3005来测量绝缘片的拉伸强度和拉伸伸长率。具体地，通过使用jis
‑
3号哑铃，以200mm/min的拉伸速度拉伸绝缘片，从而测量绝缘片的拉伸强度和拉伸伸长率。
[0283]
(评价6：起霜)
[0284]
将电气绝缘组合物的粒料在80℃的恒温槽内保持10天后，通过目视观察其表面。通过观察粒料，对在粒料表面有无起霜进行了评价。将没有产生起霜的情况设为“a”，将产生了起霜的情况设为“b”。
[0285]
(3)结果
[0286]
使用下表1和表2，对各试样的评价结果进行说明。需要注意的是，在下表1和表2中，各配合剂的含量的单位是“质量份”。此外，在表1和表2中，含苯乙烯树脂中的括号内的“st”是指苯乙烯含有率。
[0287]
[0288][0289]
如表2所示，在没有添加含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺这两者的试样b1中，水树的产生个数浓度高，并且水树的最大长度也长。此外，在仅添加有含苯乙烯树脂的试样b2中，水树的产生个数浓度比试样b1低，水树的最大长度比试样b1稍短，但是水树的最大长度长。此外，在仅添加有脂肪酸酰胺的试样b3中，水树的产生个数浓度比试样b1低，但是水树的最大长度与试样b1同样长。
[0290]
与此相对，如表1所示，在添加有含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺这两者的试样a1～a14中，水树的产生个数浓度显著低于试样b1～b3，为60个/cm3以下。此外，在试样a1～a14
中，水树的最大长度比试样b1～b3短，为100μm以下。
[0291]
根据这些结果确认了：通过添加含苯乙烯树脂和脂肪酸酰胺这两者，可以根据它们的协同效果而缩短在绝缘层中产生的水树的最大长度，并且可以显著地降低绝缘层中的水树的产生个数密度。
[0292]
此外，如表2所示，在含苯乙烯树脂的含量小于2质量份的试样b4(以及b7)中，水树的产生个数浓度虽然低于试样b1，但是为200个/cm3以上。此外，在试样b4中，水树的最大长度虽然比试样b1～b3中的每一个都短，但是为120μm以上。
[0293]
与此相对，如表1所示，在含苯乙烯树脂的含量为2质量份以上的试样a1～a14中，水树的产生个数浓度显著低于试样b4。此外，在试样a1～a14中，水树的最大长度比试样b4更短。
[0294]
根据这些结果确认了：通过将含苯乙烯树脂的含量设为2质量份以上，可以充分地获得由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果。
[0295]
此外，如表2所示，在含苯乙烯树脂的含量超过35质量份的试样b5中，介电损耗大，并且拉伸伸长率短。
[0296]
与此相对，如表1所示，在含苯乙烯树脂的含量为35质量份以下的试样a1～a14中，介电损耗小于试样b5，为0.05％以下。此外，在试样a1～a14中，拉伸伸长率大于试样b5，为430％以上。
[0297]
根据这些结果，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，可以抑制电子被苯乙烯的芳环过多地捕获，并且可以抑制对于交流电场的损耗的增大。由此确认了能够减小介电损耗。此外，通过将含苯乙烯树脂的含量设为35质量份以下，可以抑制作为硬链段的聚苯乙烯嵌段的相对过量地增加。由此，确认了可以抑制拉伸伸长率的缩短。
[0298]
此外，如表2所示，在含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率为45质量％以上的试样b6和b9中，虽然水树的最大长度在上述规定范围内(小于200μm)，但是接近于其上限。此外，在试样b6和b9中，介电损耗虽然在上述规定范围内(0.05％以下)，但为其上限。此外，在试样b6和b9中，虽然拉伸伸长率在上述规定范围内(350％以上)，但是为其下限或接近于其下限。
[0299]
与此相对，如表1所示，在含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率小于45质量％的试样a1～a14中，水树的最大长度比试样b6和b9的每一个都更短，为100μm以下。此外，在试样a1～a14中，介电损耗比试样b6和b9的每一个都小，为0.04％以下。此外，在试样a1～a14中，拉伸伸长率比试样b6和b9的每一个都长，为430％以上。
[0300]
根据这些结果，通过使苯乙烯含有率小于45质量％，可以均匀地抑制电气绝缘组合物中的应力裂纹，抑制水树的扩散。结果确认了可以充分地缩短水树的最大长度。此外，通过使苯乙烯含有率小于45质量％，可以抑制在苯乙烯的芳香环上的电子捕获的局部不均匀存在，从而充分地减小对交流电场的损耗。由此确认了可以充分地减小介电损耗。此外，通过使苯乙烯含有率小于45质量％，可以抑制作为硬链段的聚苯乙烯嵌段相对地增加。由此确认了可以充分地延长拉伸伸长率。
[0301]
此外，如表2所示，在基础树脂中的苯乙烯的总含量小于0.15质量份的试样b7中，水树的产生个数浓度虽然比试样b1～b3每一个都低，但是为200个/cm3以上。此外，在试样b7中，水树的最大长度虽然比试样b1～b3每一个都短，但是为200μm以上。需要说明的是，据
认为，在试样b7中含苯乙烯树脂的含量小于2质量份也是耐水树性低的一个原因。
[0302]
与此相对，如表1所示，在基础树脂中的苯乙烯的总含量为0.15质量份以上的试样a1～a14中，水树的产生个数浓度显著低于试样b7。此外，在试样a1～a14中水树的最大长度比试样b7更短。
[0303]
根据这些结果确认了：通过将基础树脂中的苯乙烯的总含量设为0.15质量份以上，可以充分地获得由含苯乙烯树脂所带来的抑制水树的效果。
[0304]
此外，如表2所示，在基础树脂中的苯乙烯的总含量超过11质量份的试样b8中，虽然介电损耗在上述规定范围内(0.05％以下)，但是为其上限。此外，在试样b8中，虽然拉伸伸长率在上述规定范围内(350％以上)，但是为其下限。
[0305]
与此相对，如表1所示，在基础树脂中的苯乙烯的总含量为11质量份以下的试样a1～a14中，介电损耗小于试样b8，为0.04％以下。此外，在试样a1～a14中，拉伸伸长率大于试样b8，为430％以上。
[0306]
根据这些结果，通过将基础树脂中的苯乙烯的总含量设为11质量份以下，可以充分地减小由苯乙烯的芳香环上的电子捕获引起的对于交流电场的损耗。由此确认了可以充分地减小介电损耗。此外，通过将苯乙烯总含量设为11质量份以下，可以抑制作为硬段的聚苯乙烯嵌段的相对增加。由此确认了可以充分地延长拉伸伸长率。
[0307]
此外，如表2所示，在脂肪酸酰胺的含量小于0.05质量份的试样b10中，虽然水树的产生个数浓度低于试样b1，但是为200个/cm3以上。此外，在试样b10中，水树的最大长度虽然比试样b1～b3的每一个稍短，但是超过了200μm。
[0308]
与此相对，如表1所示，在脂肪酸酰胺的含量为0.05质量份以上的试样a1～a14中，水树的产生个数浓度显著低于试样b10。此外，在试样a1～a14中，水树的最大长度比试样b10短。
[0309]
根据这些结果确认了，通过将脂肪酸酰胺的含量设为0.05质量份以上，可以充分地获得由脂肪酸酰胺所带来的抑制水树的效果。
[0310]
此外，如表2所示，在脂肪酸酰胺的含量超过1.0质量份的试样b11中，产生了起霜。
[0311]
与此相对，如表1所示，在脂肪酸酰胺的含量为1.0质量份以下的试样a1～a14中，没有产生起霜。
[0312]
根据这些结果确认了：通过将脂肪酸酰胺的含量设为1.0质量份以下，从而能够抑制由基础树脂与脂肪酸酰胺的相容性的差异引起的起霜。
[0313]
此外，如表1所示，在试样a1～a14中，基础树脂中的苯乙烯的总含量b相对于脂肪酸酰胺的含量a之比b/a为1.5以上110以下。如上所述可以确认：通过将含量比b/a设为1.5以上，可以稳定地获得由脂肪酸酰胺和含苯乙烯树脂这两者所带来的显著的抑制水树的效果。此外，通过将含量比b/a设为110以下，从而可以使聚苯乙烯嵌段均匀地分散。结果确认了稳定地抑制介电损耗的增加和拉伸伸长率的缩短。此外还确认了：通过将含量比b/a设为110以下，可以通过脂肪酸酰胺的极性基团带来的抑制水的局部集中的效果，充分地获得由脂肪酸酰胺和含苯乙烯树脂这两者所带来的显著的抑制水树的效果。
[0314]
如上所述，根据试样a1～a14，可以确认在使绝缘片与水溶液直接接触的严苛条件下，显著的抑制水树的效果。由此确认了：通过制造具有由试样a1～a14各个电气绝缘组合物构成的绝缘层的电力缆线，从而可以稳定地抑制绝缘层中的水树的产生。
[0315]
＜本公开的优选方式＞
[0316]
以下，列出本公开的优选方式。
[0317]
(附记1)
[0318]
一种电气绝缘组合物，具有：
[0319]
包括65质量份以上98质量份以下的聚乙烯、以及2质量份以上35质量份以下的含苯乙烯树脂的合计为100质量份的基础树脂；以及
[0320]
0.05质量份以上1.0质量份以下的脂肪酸酰胺。
[0321]
(附记2)
[0322]
根据附记1所述的电气绝缘组合物，其中，在将具有所述基础树脂和所述脂肪酸酰胺的电气绝缘组合物浸渍在常温的1当量浓度nacl水溶液中的状态下，对所述电气绝缘组合物施加1000小时的商用频率4kv/mm的交流电场时，
[0323]
在所述电气绝缘组合物中产生的水树的最大长度小于200μm。
[0324]
(附记3)
[0325]
根据附记1或附记2所述的电气绝缘组合物，其中，在将具有所述基础树脂和所述脂肪酸酰胺的电气绝缘组合物浸渍在常温的1当量浓度nacl水溶液中的状态下，对所述电气绝缘组合物施加1000小时的商用频率4kv/mm的交流电场时，
[0326]
在所述电气绝缘组合物中产生的长度为30μm以上的水树的产生个数浓度小于200个/cm3。
[0327]
(附记4)
[0328]
根据附记1至附记3中任一项所述的电气绝缘组合物，其中，所述含苯乙烯树脂中的苯乙烯的含有率小于45质量％。
[0329]
(附记5)
[0330]
根据附记1至附记4中任一项所述的电气绝缘组合物，其中，相对于100质量份的所述基础树脂，所述基础树脂中的苯乙烯的总含量为0.15质量份以上11质量份以下。
[0331]
(附记6)
[0332]
根据附记1至附记5中任一项所述的电气绝缘组合物，其中，所述基础树脂中的苯乙烯的总含量相对于所述脂肪酸酰胺的含量之比为1.5以上110以下。
[0333]
(附记7)
[0334]
根据附记1至附记6中任一项所述的电气绝缘组合物，其中，还包括0.1质量份以上10质量份以下的α
‑
芳香族取代α
‑
甲基烯烃的不饱和二聚体。
[0335]
(附记8)
[0336]
根据附记1至附记7中任一项所述的电气绝缘组合物，其中，所述脂肪酸酰胺为脂肪酸单酰胺。
[0337]
(附记9)
[0338]
根据附记1至附记8中任一项所述的电气绝缘组合物，其中，所述脂肪酸酰胺为不饱和脂肪酸酰胺。
[0339]
(附记10)
[0340]
根据附记1至附记9中任一项所述的电气绝缘组合物，其中，包括具有有机过氧化物的交联剂。
[0341]
(附记11)
[0342]
根据附记1至附记9中任一项所述的电气绝缘组合物，其中，所述基础树脂被交联。
[0343]
(附记12)
[0344]
一种电力缆线，其包括
[0345]
导体；以及
[0346]
被设置为覆盖所述导体的外周的绝缘层，
[0347]
所述绝缘层由具有基础树脂和脂肪酸酰胺的电气绝缘组合物树脂构成，所述基础树脂包括65质量份以上98质量份以下的聚乙烯、以及2质量份以上35质量份以下的含苯乙烯树脂共计为100质量份，所述脂肪酸酰胺为0.05质量份以上1.0质量份以下。
[0348]
(附记13)
[0349]
一种电力缆线的制造方法，其包括
[0350]
准备电气绝缘组合物的步骤；以及
[0351]
使用所述电气绝缘组合物以覆盖导体的外周的方式形成绝缘层的步骤，
[0352]
在准备所述电气绝缘组合物的步骤中，将包括65质量份以上98质量份以下的聚乙烯、以及2质量份以上35质量份以下的含苯乙烯树脂的合计为100质量份的基础树脂、与0.05质量份以上1.0质量份以下的脂肪酸酰胺混合，形成所述电气绝缘组合物。
[0353]
符号说明
[0354]
10 电力缆线
[0355]
110 导体
[0356]
120 内部半导电层
[0357]
130 绝缘层
[0358]
140 外部半导电层
[0359]
150 遮蔽层
[0360]
160 外皮