架橋ポリエチレン電線・ケーブル及び絶縁体用樹脂組成物
【課題】シュリンクバックの抑制を図ることと、材料選定の自由度を高めることの両方を可能とした架橋ポリエチレン電線・ケーブル及び絶縁体用樹脂組成物を提供する。
【解決手段】架橋ポリエチレンケーブル１は、導体２を被覆する絶縁体３が複数層からなるとともに、導体２に接する絶縁体３の下層５がポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなる絶縁体用樹脂組成物からなり、ポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であり、さらに、下層５の厚みが０．０５〜０．３ｍｍとなる。
【解決手段】架橋ポリエチレンケーブル１は、導体２を被覆する絶縁体３が複数層からなるとともに、導体２に接する絶縁体３の下層５がポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなる絶縁体用樹脂組成物からなり、ポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であり、さらに、下層５の厚みが０．０５〜０．３ｍｍとなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架橋ポリエチレン電線・ケーブルと、この架橋ポリエチレン電線・ケーブルの絶縁体として用いる絶縁体用樹脂組成物とに関する。
【背景技術】
【０００２】
架橋ポリエチレンケーブル（や架橋ポリエチレン電線）は、電気的特性、機械的特性、化学的特性、耐熱性、布設工事性等が優れることが知られている。従って、高電圧用電力ケーブルとして従来より広く用いられている。架橋ポリエチレンケーブルは、高価な架橋設備を必要としないという利点から、水架橋による架橋ポリエチレン絶縁被覆層（絶縁体）の架橋方法が採用されている。
【０００３】
水架橋法で問題となることは、押出及び冷却過程で発生するポリエチレン絶縁被覆層の大きな収縮の問題である。具体的に説明すると、シラン架橋性ポリエチレン組成物を押出機により厚肉の未架橋ポリエチレン絶縁被覆層として押し出し被覆すると、この押し出し被覆の後に未架橋ポリエチレン絶縁被覆層が長さ方向に大きく収縮してしまう現象（シュリンクバックと言われる）が発生する。これが押出及び冷却過程で発生するポリエチレン絶縁被覆層の大きな収縮の問題である。
【０００４】
厚肉の架橋ポリエチレンケーブルは、収縮量が大きくなることから、使用中にヒートサイクルを受けた場合に、端末に突き出し現象が起きてしまうことになる。この突き出し現象が起きると、端末においては浸水が生じ易い状態になり、これが問題となってしまう。
【０００５】
尚、上記問題等に関しては、下記特許文献１に、結晶化温度が異なる二種類の低密度ポリエチレンをブレンドしてなるシラン架橋性ポリエチレン組成物を絶縁被覆層に用いる架橋ポリエチレン電線・ケーブルの技術として開示されている。特許文献１の従来技術は、上記二種類の低密度ポリエチレンのブレンド量を調節してシュリンクバックを抑制することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１２６５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の従来技術にあっては、シュリンクバックを抑制することができるものの、使用可能な絶縁体用樹脂組成物が限定されてしまうという問題点を有している。言い換えれば、シュリンクバックを抑制するために材料選定の自由度が低くなってしまうという問題点を有している。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、シュリンクバックの抑制を図ることと、材料選定の自由度を高めることの両方を可能とした架橋ポリエチレン電線・ケーブル及び絶縁体用樹脂組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の架橋ポリエチレン電線・ケーブルは、導体を被覆する絶縁体が複数層からなるとともに、前記導体に接する前記絶縁体の下層がポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなる絶縁体用樹脂組成物からなり、前記ポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であり、さらに、前記下層の厚みが０．０５〜０．３ｍｍとなることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴を有する本発明によれば、絶縁体を複数層で構成し、そして、絶縁体の下層の樹脂組成物によってシュリンクバックの抑制を図ることが可能になる。また、絶縁体を複数層で構成することで、絶縁体の上層は、例えば耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレンのものでも形成することが可能になる。本発明によれば、導体との滑り抵抗が大きくなるような樹脂組成物によって絶縁体の下層が形成される。また、加熱変形にも配慮した樹脂組成物によって絶縁体の下層が形成される。
【００１０】
本発明において、絶縁体は二層構造、又は三層構造となる。尚、三層構造の場合であって中間層に例えば外観の悪い樹脂等を使用すれば、安価設計をすることが可能になる。ポリオレフィンは上記の四つの樹脂が対象であり、これらは横並びでどれを選んでも変わりがない。
【００１１】
本発明においてポリオレフィンの融点を９０〜１１０℃に設定したのは、導体との滑り抵抗を大きくするためである。また、融点は低い方が良く、使用時（上限９０℃：電気用品法で使用温度は９０℃の設計となる。架橋ポリエチレンケーブルは、加熱変形試験温度が１２０℃と規定されており、実際の使用温度にかかわらず融点９０℃未満は不可となる）の安全性（樹脂の変形等）を配慮したためである。
【００１２】
本発明においてポリオレフィンのゲル分率を１０〜４０％に設定したのは、下層に接する外層との滑り抵抗を大きくするため（上限値）である。また、耐熱性に配慮したため（下限値）である。
【００１３】
本発明において外層に適用可能な樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）の中の一つ又は二つ以上の混合物が挙げられるものとする。上記樹脂の中では、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）が耐熱性の面で良好であり、これが好ましい樹脂であるものとする。この他、特に限定するものではないが、密度０．９３０ｇ／ｍｍ３以下が好ましいものとする。
【００１４】
本発明において下層の厚みを０．０５〜０．３ｍｍに設定したのは、０．０５ｍｍを下回ると導体との滑り抵抗に影響を来たし、これによってシュリンクバックの発生可能性があるからである。また、０．３ｍｍを超えるとケーブルとしての耐熱性に影響を来す恐れがあるからである。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の本発明の絶縁体用樹脂組成物は、ポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなり、導体に接触する絶縁体の下層として用いられる絶縁体用樹脂組成物であって、前記ポリオレフィンは、低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であることを特徴としている。
【００１６】
このような特徴を有する本発明によれば、導体に接触する絶縁体の下層として好適な絶縁体用樹脂組成物になる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載された本発明によれば、シュリンクバックの抑制を図ることと、材料選定の自由度を高めることの両方を可能とした架橋ポリエチレン電線・ケーブルを提供することができるという効果を奏する。
【００１８】
請求項２に記載された本発明によれば、架橋ポリエチレン電線・ケーブルのシュリンクバック抑制を図ることと、材料選定の自由度を高めることの両方を可能とした絶縁体用樹脂組成物を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す架橋ポリエチレンケーブルの断面図である。
【００２０】
図１において、本発明の架橋ポリエチレンケーブル１は、導体２と、この導体２の外側に押し出されて被覆をする絶縁体３と、さらに絶縁体３の外側に押し出されて被覆をするシース４とを備えて構成されている。絶縁体３は、導体２に接するように形成される下層５と、この下層５の外側となる上層６との二層構造となっている。
【００２１】
下層５は、本発明の絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を用いてこれを押し出しすることにより形成されている。下層５は、０．０５〜０．３ｍｍの厚みで形成されている（この厚みは本発明の特徴の一つであるものとする）。上層６は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレンの絶縁層となっている（詳細な説明は省略する）。絶縁体３は、従来同様に、電気的特性、機械的特性、化学的特性、耐熱性、布設工事性等を確保することができるようになっている。
【００２２】
下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）は、ポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなるものであって、上記のポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％となっている（融点及びゲル分率は本発明の特徴の一つであるものとする）。
【００２３】
融点を９０〜１１０℃に設定したのは、導体２との滑り抵抗を大きくするためであり、また、使用時の安全性（樹脂の変形等）を配慮したためである。ゲル分率を１０〜４０％に設定したのは、下層５に接する外層６との滑り抵抗を大きくするため（上限値）であり、また、耐熱性に配慮したため（下限値）である。
【００２４】
下層５の厚みを０．０５〜０．３ｍｍに設定したのは、０．０５ｍｍを下回ると導体２との滑り抵抗に影響を来たすからであり、また、０．３ｍｍを超えるとケーブルとしての耐熱性に影響を来す恐れがあるからである。
【００２５】
このような本発明の架橋ポリエチレンケーブル１にあっては、耐熱性を損なわずにシュリンクバックを良好に抑制することができるようになっている。また、架橋ポリエチレンケーブル１にあっては、絶縁体３を二層構造（下層５を備えれば三層構造でも可能）にすることによって、上層６の方で材料選定の自由度を従来よりも格段に高めることができるようになっている。
【００２６】
以下、下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）について詳細に説明する。
【実施例】
【００２７】
下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）の配合例を挙げると、表１に示す如く、ポリオレフィンとしての低密度ポリエチレンが１００重量部（ｐｈｒ）に対して、シラン化合物としてのビニルトリメトキシシランが０．５〜１．５重量部、ラジカル発生剤としてのジクミルパーオキサイドが０．０２〜０．１５重量部、シラノール縮合触媒としてのジブチル錫ジウラレートが０．０５〜０．３重量部、酸化防止剤としてのテトラキス［メチレン−３（３．５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート］メタンが０．０５〜０．３重量部となる配合になっている。
【００２８】
上記低密度ポリエチレンとしては、三井化学（株）製のウルトゼックスが例えば用いられるものとする。また、上記ビニルトリメトキシシランとしては、信越化学（株）製のＫＢＭ１００３が例えば用いられるものとする。また、上記ジクミルパーオキサイドとしては、三井石油化学（株）製の三井ＤＣＰが例えば用いられるものとする。また、上記ジブチル錫ジラウレートとしては、旭電化工業（株）製のＢＴ−１１が例えば用いられるものとする。また、上記テトラキス〔メチレン−３（３．５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート〕メタンとしては、チバスペシャルティ・ケミカルズ（株）製のイルガノックス１０１０が例えば用いられるものとする。
【００２９】
【表１】
【００３０】
本発明の具体的な実施例を説明するとともに、実施例と比較例とを比較する。実施例１〜３、比較例１〜４とも上記架橋ポリエチレンケーブル１の構成で製造し、これを比較するものとする。下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）の配合に関しては、表１の配合に基づくものとする。先ず、表１及び表２を参照する。
【００３１】
実施例１
実施例１は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３２】
実施例２
実施例２は、融点が９５℃でゲル分率が２５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３３】
実施例３
実施例３は、融点が１０５℃でゲル分率が３５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３４】
比較例１
比較例１は、融点が８５℃でゲル分率が２５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３５】
比較例２
比較例２は、融点が１２５℃でゲル分率が２５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３６】
比較例３
比較例３は、融点が１２５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３７】
比較例４
比較例４は、融点が１１５℃でゲル分率が４５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３８】
実施例１〜３と比較例１〜４との比較評価として、シュリンクバック、耐熱性（加熱変形）に係る各試験を実施して評価をする。
【００３９】
シュリンクバックに係る試験は、ＩＥＣ６０８１１−１−３に規定があり、試験としては、１３０℃×１時間加熱前後での標線間距離を測定して収縮率を算出するものである。尚、収縮率はシュリンクバック（シュリンクバック量）と同じであり、算出式は、シュリンクバック量＝（加熱前の標線間距離−加熱後の標線間距離）／加熱前の標線間距離＊１００（％）で表される。シュリンクバックは、この規格が４％以下であるが、ここでは２％以下の場合に合格で『○』、これ以外の２％を超える場合に不合格で『×』の判定をするものとする。
【００４０】
耐熱性（加熱変形）に係る試験は、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ ３００５を行うものとする（１２０℃で１時間加熱前後の変形率で規定）。耐熱性（加熱変形）は、加熱変形率の規格が４０％以下であるが、ここでは３０％以下の場合に合格で『○』、これ以外の３０％を超える場合に不合格で『×』の判定をするものとする。
【００４１】
評価は、上記のシュリンクバック、耐熱性（加熱変形）に係る試験の両方が合格の場合に良好な結果であるとして『○』、これ以外の場合に『×』の評価をするものとする。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２の評価結果によれば、本発明に関する実施例１〜３は、シュリンクバック、耐熱性（加熱変形）の判定が全て合格で、評価が『○』という良好な結果が得られている。これに対して比較例１〜４は、耐熱性（加熱変形）の判定が不合格、若しくはシュリンクバックの判定が不合格で、結果、『×』の評価となっている。
【００４４】
比較例１〜４の分析をすると、先ず比較例１は、融点が本発明の特徴とする９０〜１１０℃の範囲に入らない８５℃であることから、耐熱性（加熱変形）の判定が不合格であり、結果、『×』の評価となっている。次に、比較例２及び比較例３は、融点が本発明の特徴とする９０〜１１０℃の範囲に入らない１２５℃であることから、シュリンクバックの判定が不合格であり、結果、『×』の評価となっている。最後に、比較例４は、融点が本発明の特徴とする９０〜１１０℃の範囲に入らない１１５℃であるとともに、ゲル分率が本発明の特徴とする１０〜４０％の範囲に入らない４５％であることから、シュリンクバックの判定が不合格であり、結果、『×』の評価となっている。
【００４５】
続いて表３を参照しながら更に実施例と比較例とを比較する。実施例４及び５、比較例５及び６とも上記架橋ポリエチレンケーブル１の構成で製造し、下層５の厚みを変えてこれを比較するものとする。下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）の配合に関しては、表１の配合に基づくものとする。
【００４６】
実施例４
実施例４は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。下層の厚みは０．１０ｍｍである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００４７】
実施例５
実施例５は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。下層の厚みは０．２５ｍｍである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００４８】
比較例５
比較例５は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。下層の厚みは０．０３ｍｍである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００４９】
比較例６
比較例６は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。下層の厚みは０．３５ｍｍである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００５０】
下層の厚みを変えた実施例４及び５と比較例５及び６との比較評価として、上記のシュリンクバック、耐熱性（加熱変形）に係る各試験を実施して評価をする。
【００５１】
【表３】
【００５２】
表３の評価結果によれば、本発明に関する実施例４及び５は、シュリンクバック、耐熱性（加熱変形）の判定が全て合格で、評価が『○』という良好な結果が得られている。これに対して比較例５及び６は、シュリンクバックの判定が不合格、若しくは耐熱性（加熱変形）の判定が不合格で、結果、『×』の評価となっている。
【００５３】
比較例５及び６の分析をすると、融点が本発明の特徴とする９０〜１１０℃の範囲に入り、ゲル分率も本発明の特徴とする１０〜４０％の範囲に入っているが、『×』の評価となっている。これは下層の厚みの影響によるもので、下層の厚みが０．０５ｍｍを下回ると導体との滑り抵抗に影響を来たし、これによってシュリンクバックの判定が不合格になるからである。また、下層の厚みが０．３ｍｍを超えるとケーブルとしての耐熱性に影響を来す恐れがあり、これによって耐熱性（加熱変形）の判定が不合格になるからである。従って、このような分析から融点やゲル分率の他に下層の厚みも本発明の重要な特徴であることが分かる。
【００５４】
以上、本発明の架橋ポリエチレンケーブル１は、導体２を被覆する絶縁体３が複数層からなるとともに、導体２に接する絶縁体３の下層５がポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなる絶縁体用樹脂組成物からなり、ポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であり、さらに、下層５の厚みが０．０５〜０．３ｍｍとなる特徴を有することから、シュリンクバックの抑制を図ることができるとともに、材料選定の自由度を高めることができるという効果を奏する（尚、以上の説明は、シース４を含む架橋ポリエチレンケーブル１の説明であったが、シース４を含まない絶縁電線、すなわち架橋ポリエチレン電線（図示省略）であっても上記と同じ効果を奏するのは言うまでもない）。
【００５５】
その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施の形態を示す架橋ポリエチレンケーブルの断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 架橋ポリエチレンケーブル
２ 導体
３ 絶縁体
４ シース
５ 下層
６ 上層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架橋ポリエチレン電線・ケーブルと、この架橋ポリエチレン電線・ケーブルの絶縁体として用いる絶縁体用樹脂組成物とに関する。
【背景技術】
【０００２】
架橋ポリエチレンケーブル（や架橋ポリエチレン電線）は、電気的特性、機械的特性、化学的特性、耐熱性、布設工事性等が優れることが知られている。従って、高電圧用電力ケーブルとして従来より広く用いられている。架橋ポリエチレンケーブルは、高価な架橋設備を必要としないという利点から、水架橋による架橋ポリエチレン絶縁被覆層（絶縁体）の架橋方法が採用されている。
【０００３】
水架橋法で問題となることは、押出及び冷却過程で発生するポリエチレン絶縁被覆層の大きな収縮の問題である。具体的に説明すると、シラン架橋性ポリエチレン組成物を押出機により厚肉の未架橋ポリエチレン絶縁被覆層として押し出し被覆すると、この押し出し被覆の後に未架橋ポリエチレン絶縁被覆層が長さ方向に大きく収縮してしまう現象（シュリンクバックと言われる）が発生する。これが押出及び冷却過程で発生するポリエチレン絶縁被覆層の大きな収縮の問題である。
【０００４】
厚肉の架橋ポリエチレンケーブルは、収縮量が大きくなることから、使用中にヒートサイクルを受けた場合に、端末に突き出し現象が起きてしまうことになる。この突き出し現象が起きると、端末においては浸水が生じ易い状態になり、これが問題となってしまう。
【０００５】
尚、上記問題等に関しては、下記特許文献１に、結晶化温度が異なる二種類の低密度ポリエチレンをブレンドしてなるシラン架橋性ポリエチレン組成物を絶縁被覆層に用いる架橋ポリエチレン電線・ケーブルの技術として開示されている。特許文献１の従来技術は、上記二種類の低密度ポリエチレンのブレンド量を調節してシュリンクバックを抑制することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−１２６５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の従来技術にあっては、シュリンクバックを抑制することができるものの、使用可能な絶縁体用樹脂組成物が限定されてしまうという問題点を有している。言い換えれば、シュリンクバックを抑制するために材料選定の自由度が低くなってしまうという問題点を有している。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、シュリンクバックの抑制を図ることと、材料選定の自由度を高めることの両方を可能とした架橋ポリエチレン電線・ケーブル及び絶縁体用樹脂組成物を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の本発明の架橋ポリエチレン電線・ケーブルは、導体を被覆する絶縁体が複数層からなるとともに、前記導体に接する前記絶縁体の下層がポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなる絶縁体用樹脂組成物からなり、前記ポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であり、さらに、前記下層の厚みが０．０５〜０．３ｍｍとなることを特徴としている。
【０００９】
このような特徴を有する本発明によれば、絶縁体を複数層で構成し、そして、絶縁体の下層の樹脂組成物によってシュリンクバックの抑制を図ることが可能になる。また、絶縁体を複数層で構成することで、絶縁体の上層は、例えば耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレンのものでも形成することが可能になる。本発明によれば、導体との滑り抵抗が大きくなるような樹脂組成物によって絶縁体の下層が形成される。また、加熱変形にも配慮した樹脂組成物によって絶縁体の下層が形成される。
【００１０】
本発明において、絶縁体は二層構造、又は三層構造となる。尚、三層構造の場合であって中間層に例えば外観の悪い樹脂等を使用すれば、安価設計をすることが可能になる。ポリオレフィンは上記の四つの樹脂が対象であり、これらは横並びでどれを選んでも変わりがない。
【００１１】
本発明においてポリオレフィンの融点を９０〜１１０℃に設定したのは、導体との滑り抵抗を大きくするためである。また、融点は低い方が良く、使用時（上限９０℃：電気用品法で使用温度は９０℃の設計となる。架橋ポリエチレンケーブルは、加熱変形試験温度が１２０℃と規定されており、実際の使用温度にかかわらず融点９０℃未満は不可となる）の安全性（樹脂の変形等）を配慮したためである。
【００１２】
本発明においてポリオレフィンのゲル分率を１０〜４０％に設定したのは、下層に接する外層との滑り抵抗を大きくするため（上限値）である。また、耐熱性に配慮したため（下限値）である。
【００１３】
本発明において外層に適用可能な樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）の中の一つ又は二つ以上の混合物が挙げられるものとする。上記樹脂の中では、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）が耐熱性の面で良好であり、これが好ましい樹脂であるものとする。この他、特に限定するものではないが、密度０．９３０ｇ／ｍｍ３以下が好ましいものとする。
【００１４】
本発明において下層の厚みを０．０５〜０．３ｍｍに設定したのは、０．０５ｍｍを下回ると導体との滑り抵抗に影響を来たし、これによってシュリンクバックの発生可能性があるからである。また、０．３ｍｍを超えるとケーブルとしての耐熱性に影響を来す恐れがあるからである。
【００１５】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の本発明の絶縁体用樹脂組成物は、ポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなり、導体に接触する絶縁体の下層として用いられる絶縁体用樹脂組成物であって、前記ポリオレフィンは、低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であることを特徴としている。
【００１６】
このような特徴を有する本発明によれば、導体に接触する絶縁体の下層として好適な絶縁体用樹脂組成物になる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載された本発明によれば、シュリンクバックの抑制を図ることと、材料選定の自由度を高めることの両方を可能とした架橋ポリエチレン電線・ケーブルを提供することができるという効果を奏する。
【００１８】
請求項２に記載された本発明によれば、架橋ポリエチレン電線・ケーブルのシュリンクバック抑制を図ることと、材料選定の自由度を高めることの両方を可能とした絶縁体用樹脂組成物を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形態を示す架橋ポリエチレンケーブルの断面図である。
【００２０】
図１において、本発明の架橋ポリエチレンケーブル１は、導体２と、この導体２の外側に押し出されて被覆をする絶縁体３と、さらに絶縁体３の外側に押し出されて被覆をするシース４とを備えて構成されている。絶縁体３は、導体２に接するように形成される下層５と、この下層５の外側となる上層６との二層構造となっている。
【００２１】
下層５は、本発明の絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を用いてこれを押し出しすることにより形成されている。下層５は、０．０５〜０．３ｍｍの厚みで形成されている（この厚みは本発明の特徴の一つであるものとする）。上層６は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレンの絶縁層となっている（詳細な説明は省略する）。絶縁体３は、従来同様に、電気的特性、機械的特性、化学的特性、耐熱性、布設工事性等を確保することができるようになっている。
【００２２】
下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）は、ポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなるものであって、上記のポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％となっている（融点及びゲル分率は本発明の特徴の一つであるものとする）。
【００２３】
融点を９０〜１１０℃に設定したのは、導体２との滑り抵抗を大きくするためであり、また、使用時の安全性（樹脂の変形等）を配慮したためである。ゲル分率を１０〜４０％に設定したのは、下層５に接する外層６との滑り抵抗を大きくするため（上限値）であり、また、耐熱性に配慮したため（下限値）である。
【００２４】
下層５の厚みを０．０５〜０．３ｍｍに設定したのは、０．０５ｍｍを下回ると導体２との滑り抵抗に影響を来たすからであり、また、０．３ｍｍを超えるとケーブルとしての耐熱性に影響を来す恐れがあるからである。
【００２５】
このような本発明の架橋ポリエチレンケーブル１にあっては、耐熱性を損なわずにシュリンクバックを良好に抑制することができるようになっている。また、架橋ポリエチレンケーブル１にあっては、絶縁体３を二層構造（下層５を備えれば三層構造でも可能）にすることによって、上層６の方で材料選定の自由度を従来よりも格段に高めることができるようになっている。
【００２６】
以下、下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）について詳細に説明する。
【実施例】
【００２７】
下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）の配合例を挙げると、表１に示す如く、ポリオレフィンとしての低密度ポリエチレンが１００重量部（ｐｈｒ）に対して、シラン化合物としてのビニルトリメトキシシランが０．５〜１．５重量部、ラジカル発生剤としてのジクミルパーオキサイドが０．０２〜０．１５重量部、シラノール縮合触媒としてのジブチル錫ジウラレートが０．０５〜０．３重量部、酸化防止剤としてのテトラキス［メチレン−３（３．５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート］メタンが０．０５〜０．３重量部となる配合になっている。
【００２８】
上記低密度ポリエチレンとしては、三井化学（株）製のウルトゼックスが例えば用いられるものとする。また、上記ビニルトリメトキシシランとしては、信越化学（株）製のＫＢＭ１００３が例えば用いられるものとする。また、上記ジクミルパーオキサイドとしては、三井石油化学（株）製の三井ＤＣＰが例えば用いられるものとする。また、上記ジブチル錫ジラウレートとしては、旭電化工業（株）製のＢＴ−１１が例えば用いられるものとする。また、上記テトラキス〔メチレン−３（３．５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシ−フェニル）プロピオネート〕メタンとしては、チバスペシャルティ・ケミカルズ（株）製のイルガノックス１０１０が例えば用いられるものとする。
【００２９】
【表１】
【００３０】
本発明の具体的な実施例を説明するとともに、実施例と比較例とを比較する。実施例１〜３、比較例１〜４とも上記架橋ポリエチレンケーブル１の構成で製造し、これを比較するものとする。下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）の配合に関しては、表１の配合に基づくものとする。先ず、表１及び表２を参照する。
【００３１】
実施例１
実施例１は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３２】
実施例２
実施例２は、融点が９５℃でゲル分率が２５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３３】
実施例３
実施例３は、融点が１０５℃でゲル分率が３５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３４】
比較例１
比較例１は、融点が８５℃でゲル分率が２５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３５】
比較例２
比較例２は、融点が１２５℃でゲル分率が２５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３６】
比較例３
比較例３は、融点が１２５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３７】
比較例４
比較例４は、融点が１１５℃でゲル分率が４５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００３８】
実施例１〜３と比較例１〜４との比較評価として、シュリンクバック、耐熱性（加熱変形）に係る各試験を実施して評価をする。
【００３９】
シュリンクバックに係る試験は、ＩＥＣ６０８１１−１−３に規定があり、試験としては、１３０℃×１時間加熱前後での標線間距離を測定して収縮率を算出するものである。尚、収縮率はシュリンクバック（シュリンクバック量）と同じであり、算出式は、シュリンクバック量＝（加熱前の標線間距離−加熱後の標線間距離）／加熱前の標線間距離＊１００（％）で表される。シュリンクバックは、この規格が４％以下であるが、ここでは２％以下の場合に合格で『○』、これ以外の２％を超える場合に不合格で『×』の判定をするものとする。
【００４０】
耐熱性（加熱変形）に係る試験は、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ ３００５を行うものとする（１２０℃で１時間加熱前後の変形率で規定）。耐熱性（加熱変形）は、加熱変形率の規格が４０％以下であるが、ここでは３０％以下の場合に合格で『○』、これ以外の３０％を超える場合に不合格で『×』の判定をするものとする。
【００４１】
評価は、上記のシュリンクバック、耐熱性（加熱変形）に係る試験の両方が合格の場合に良好な結果であるとして『○』、これ以外の場合に『×』の評価をするものとする。
【００４２】
【表２】
【００４３】
表２の評価結果によれば、本発明に関する実施例１〜３は、シュリンクバック、耐熱性（加熱変形）の判定が全て合格で、評価が『○』という良好な結果が得られている。これに対して比較例１〜４は、耐熱性（加熱変形）の判定が不合格、若しくはシュリンクバックの判定が不合格で、結果、『×』の評価となっている。
【００４４】
比較例１〜４の分析をすると、先ず比較例１は、融点が本発明の特徴とする９０〜１１０℃の範囲に入らない８５℃であることから、耐熱性（加熱変形）の判定が不合格であり、結果、『×』の評価となっている。次に、比較例２及び比較例３は、融点が本発明の特徴とする９０〜１１０℃の範囲に入らない１２５℃であることから、シュリンクバックの判定が不合格であり、結果、『×』の評価となっている。最後に、比較例４は、融点が本発明の特徴とする９０〜１１０℃の範囲に入らない１１５℃であるとともに、ゲル分率が本発明の特徴とする１０〜４０％の範囲に入らない４５％であることから、シュリンクバックの判定が不合格であり、結果、『×』の評価となっている。
【００４５】
続いて表３を参照しながら更に実施例と比較例とを比較する。実施例４及び５、比較例５及び６とも上記架橋ポリエチレンケーブル１の構成で製造し、下層５の厚みを変えてこれを比較するものとする。下層５となる絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）の配合に関しては、表１の配合に基づくものとする。
【００４６】
実施例４
実施例４は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。下層の厚みは０．１０ｍｍである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００４７】
実施例５
実施例５は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。下層の厚みは０．２５ｍｍである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００４８】
比較例５
比較例５は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。下層の厚みは０．０３ｍｍである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００４９】
比較例６
比較例６は、融点が９５℃でゲル分率が１５％の低密度ポリエチレンを上記の如く配合した絶縁体用樹脂組成物（下層樹脂組成物）を導体に押し出した後に水架橋してなる絶縁体の下層を有する架橋ポリエチレンケーブルである。下層の厚みは０．３５ｍｍである。絶縁体の上層は、耐熱性の高い一般的な架橋ポリエチレン製である。
【００５０】
下層の厚みを変えた実施例４及び５と比較例５及び６との比較評価として、上記のシュリンクバック、耐熱性（加熱変形）に係る各試験を実施して評価をする。
【００５１】
【表３】
【００５２】
表３の評価結果によれば、本発明に関する実施例４及び５は、シュリンクバック、耐熱性（加熱変形）の判定が全て合格で、評価が『○』という良好な結果が得られている。これに対して比較例５及び６は、シュリンクバックの判定が不合格、若しくは耐熱性（加熱変形）の判定が不合格で、結果、『×』の評価となっている。
【００５３】
比較例５及び６の分析をすると、融点が本発明の特徴とする９０〜１１０℃の範囲に入り、ゲル分率も本発明の特徴とする１０〜４０％の範囲に入っているが、『×』の評価となっている。これは下層の厚みの影響によるもので、下層の厚みが０．０５ｍｍを下回ると導体との滑り抵抗に影響を来たし、これによってシュリンクバックの判定が不合格になるからである。また、下層の厚みが０．３ｍｍを超えるとケーブルとしての耐熱性に影響を来す恐れがあり、これによって耐熱性（加熱変形）の判定が不合格になるからである。従って、このような分析から融点やゲル分率の他に下層の厚みも本発明の重要な特徴であることが分かる。
【００５４】
以上、本発明の架橋ポリエチレンケーブル１は、導体２を被覆する絶縁体３が複数層からなるとともに、導体２に接する絶縁体３の下層５がポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなる絶縁体用樹脂組成物からなり、ポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であり、さらに、下層５の厚みが０．０５〜０．３ｍｍとなる特徴を有することから、シュリンクバックの抑制を図ることができるとともに、材料選定の自由度を高めることができるという効果を奏する（尚、以上の説明は、シース４を含む架橋ポリエチレンケーブル１の説明であったが、シース４を含まない絶縁電線、すなわち架橋ポリエチレン電線（図示省略）であっても上記と同じ効果を奏するのは言うまでもない）。
【００５５】
その他、本発明は本発明の主旨を変えない範囲で種々変更実施可能なことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施の形態を示す架橋ポリエチレンケーブルの断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 架橋ポリエチレンケーブル
２ 導体
３ 絶縁体
４ シース
５ 下層
６ 上層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を被覆する絶縁体が複数層からなるとともに、前記導体に接する前記絶縁体の下層がポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなる絶縁体用樹脂組成物からなり、前記ポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であり、さらに、前記下層の厚みが０．０５〜０．３ｍｍとなる
ことを特徴とする架橋ポリエチレン電線・ケーブル。
【請求項２】
ポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなり、導体に接触する絶縁体の下層として用いられる絶縁体用樹脂組成物であって、
前記ポリオレフィンは、低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％である
ことを特徴とする絶縁体用樹脂組成物。
【請求項１】
導体を被覆する絶縁体が複数層からなるとともに、前記導体に接する前記絶縁体の下層がポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなる絶縁体用樹脂組成物からなり、前記ポリオレフィンが低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％であり、さらに、前記下層の厚みが０．０５〜０．３ｍｍとなる
ことを特徴とする架橋ポリエチレン電線・ケーブル。
【請求項２】
ポリオレフィン、シラン化合物、ラジカル発生剤、シラノール縮合触媒を配合してなり、導体に接触する絶縁体の下層として用いられる絶縁体用樹脂組成物であって、
前記ポリオレフィンは、低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体の中の一つ又は二成分以上の混合物で融点が９０〜１１０℃、ゲル分率が１０〜４０％である
ことを特徴とする絶縁体用樹脂組成物。
【図１】
【公開番号】特開２００８−２３４８８３（Ｐ２００８−２３４８８３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６９８９３（Ｐ２００７−６９８９３）
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【Ｆターム（参考）】
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