電線・ケーブルの絶縁体

なぜ架橋ポリエチレン（XLPE）が電線・ケーブルの絶縁材として主流となっているのか

架橋ポリエチレン（XLPE）は、低・中・高電圧電力ケーブルの絶縁材料として、PVCや従来のPEに取って代わり、広く採用されるようになりました。 架橋プロセスにより、熱可塑性PEは三次元ネットワーク構造へと変化し、非架橋PEでは得られない優れた耐熱性、機械的強度、耐薬品性、および長期的な信頼性を実現します。

有機過酸化物は、押出成形温度で分解してフリーラジカルを生成し、PE鎖間に炭素-炭素架橋を形成するため、XLPE絶縁体における業界標準の架橋剤となっています。本記事では、過酸化物の選定、架橋反応の動力学、および電線・ケーブルメーカー向けの適用ガイドラインについて解説します。

XLPE架橋プロセスの概要

XLPE用主要過酸化物グレード

1. ジクミル過酸化物（Perodox DCP）

XLPEの架橋用過酸化物として最も広く使用されている。1時間半減期温度が約171°Cであり、一般的なCV（連続加硫）チューブの温度範囲（160～190°C）とよく合致している。

• 形態：粉末、顆粒、または不活性充填剤に被覆されたもの
• 使用量：1.5～2.5 phr（樹脂100部あたり）
• 用途：低・中電圧電力ケーブル（35 kV以下）

2. 2,5-ジメチル-2,5-ジ（tert-ブチルペルオキシ）ヘキサン（Perodox 101）

優れたスコーチ安全性を持つ二官能性ジアルキル過酸化物です。その対称的な構造により、1分子あたり2つのラジカル発生部位があり、架橋の深い浸透が求められる厚い絶縁壁に対して非常に高い効率を発揮します。

• 形態：液体（注入が容易）
• 添加量：1.0～2.0 phr
• 用途：中・高電圧ケーブル（35 kV以上）；シラン-XLPE二重硬化システム

3. ターシャリ-ブチル・クミル過酸化物（Perodox 119）

分解温度が低く（1時間半減期（t_½）で約162°C）、熱に敏感な絶縁コンパウンドや低温のCVプロセスに適しています。

架橋性能指標

よくある質問

Q: XLPE絶縁体にとって最適な過酸化物の添加量はどれくらいですか？
A: 一般的な添加量は、有効過酸化物で1.5～2.5 phrです。高電圧ケーブルではゲル含有量が高くなるため、添加量を若干増やす必要がある場合があります。本格的な生産に入る前に、実験室でのMDR（ムービングダイレオメーター）によるスクリーニングを強く推奨します。

Q: XLPE には、有機過酸化物の代わりにアゾ系開始剤を使用できますか？
A: いいえ。アゾ系開始剤はより低い温度（70～100°C）で分解し、窒素ガスの副生成物を残します。これにより絶縁体に空隙が生じ、誘電特性が著しく低下します。 有機過酸化物は、XLPE電力ケーブル用に業界で承認されている唯一の架橋剤です。

Q：不完全な架橋に起因する「ケーブル故障」をどのように防止すればよいですか？
A: 生産バッチごとに、ASTM D2765に準拠してゲル含有量を監視してください。CVチューブの温度が均一に制御されていることを確認してください。プロセス温度において分解動態が実証されている過酸化物を使用してください。Perodox DCPおよびPerodox 101は、XLPE用途において業界で実績があります。

Q：過酸化物架橋ケーブルはリサイクル可能ですか？
A：熱架橋されたXLPEは溶融加工できません。ただし、粉砕されたXLPEは、新しいコンパウンドの充填材として、あるいは絶縁用途以外の用途に使用できます。これは、ケーブルの持続可能性に向けた研究開発の活発な分野です。

Do Sender XLPE架橋ソリューション

山東Do Sender Chemicals Co., Ltd.は、XLPE電線・ケーブルの絶縁材向けに特別に設計されたPerodox®ブランドの有機過酸化物を供給しています。当社の技術チームは、世界中のケーブルメーカーに対し、MDRスコーチ安全性分析、ゲル含有量の最適化、および現場サポートを提供しています。すべての製品は、IEC、REACH、およびISO 9001規格に準拠しています。

お客様のケーブルの電圧クラス、絶縁体厚さ、およびCVプロセスパラメータに基づいた、カスタマイズされたXLPE架橋配合については、当社の技術チームまでお問い合わせください。