耐放射線ケーブル
【課題】耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブルを提供する。
【解決手段】本発明に係る耐放射線ケーブル１は、導体１０と、ハロゲン系難燃剤を含んで導体１０上に設けられる内層絶縁体２２とハロゲン系難燃剤を含んで、内層絶縁体２２の導体１０の反対側に設けられる外層絶縁体２４とを備え、内層絶縁体２２に含まれるハロゲン系難燃剤の量は、外層絶縁体２４に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少ない。
【解決手段】本発明に係る耐放射線ケーブル１は、導体１０と、ハロゲン系難燃剤を含んで導体１０上に設けられる内層絶縁体２２とハロゲン系難燃剤を含んで、内層絶縁体２２の導体１０の反対側に設けられる外層絶縁体２４とを備え、内層絶縁体２２に含まれるハロゲン系難燃剤の量は、外層絶縁体２４に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少ない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐放射線ケーブルに関する。特に、本発明は、耐放射線性、耐水性に優れた耐放射線ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ：ＢＷＲ）、又は加圧水型原子炉（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ：ＰＷＲ）等の原子力発電所（原発）において用いられる電線及びケーブル類は、所定の運転条件で稼働される各原子炉の定常運転時に熱及び放射線に曝されると共に、冷却材の喪失事故、火災等が発生した場合にも熱及び放射線に同時に曝される。また、４０年間、原子炉が運転した後、想定される冷却材喪失事故（Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｃｏｏｌａｎｔ Ａｃｃｉｄｅｎｔ：ＬＯＣＡ）の発生時には、電線及びケーブル類が熱、放射線、及び熱水に同時に曝されても、これらの電線及びケーブル類が、予め規定されたケーブル機能を一定期間保持できる性能を有することが要求される。更に、原子炉の通常運転時の万一の火災を想定して、垂直トレイに敷設されたケーブル火災を模擬した高度な難燃性が、これらの電線及びケーブル類に要求される。すなわち、原子力発電所において用いられる電線及びケーブル類は、これらの事故等を想定して高い難燃性及び耐放射線性が要求される。
【０００３】
従来の電線及びケーブルのシース材料として、機械的特性を保持しつつ、耐熱性、耐放射線性、及び難燃性を備えさせることを目的として、ポリクロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）等の塩素を含む高分子材料が用いられている。そして、ＣＲからなるシース材料は、主としてＢＷＲ用（要求耐熱性：１２１℃×７日、要求耐放射線性：７６０ｋＧｙ）に用いられ、ＣＳＭからなるシース材料は、主としてＰＷＲ用（要求耐熱性：１４０℃×９日、要求耐放射線性：２ＭＧｙ）に用いられている。なお、塩素等のハロゲンを含む高分子化合物からなる材料が熱及び放射線に曝されると、ハロゲンを含む化合物、例えば、塩化水素、臭化水素等が当該材料から脱離する。この場合に、当該材料中にはイオン性成分であるハロゲン化物が含まれることとなる。
【０００４】
従来、塩化ビニル系グラフトマーと当該塩化ビニル系グラフトマー１００重量部あたり炭酸カルシウム及び水酸化マグネシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種１０〜７０重量部、焼成クレー及び焼成シリカからなる群から選ばれた少なくとも１種３〜５０重量部、並びに難燃剤とからなり、かつ酸素指数が少なくとも２７である難燃性組成物が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の難燃性組成物は、上記のような構成を備えるので、耐アーク火花性に優れると共に、各種機器の盤内配線用の被覆材として用いることができる。
【０００６】
また、ケーブル被覆材料の評価方法として、ケーブル被覆材料に熱及び放射線を同時に与えることは特殊な装置を要する点で困難であるので、通常、熱劣化後、放射線を照射する手法（逐次劣化法）が用いられている。また、放射線を照射した後、熱劣化させる手法（逆逐次法）も考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１６１８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ハロゲンを含む難燃性組成物は、想定される冷却材喪失事故が発生した場合に熱水及び放射線に曝されると、ハロゲンの脱離反応により生じたイオン性成分が熱水を吸水して膨潤する。しかし、特許文献１に記載の難燃性組成物は、耐放射線性が要求される用途を認知しておらず、ＢＷＲ用のシース材料、又はＰＷＲ用のシース材料としてそのまま用いることはできない。すなわち、特許文献１に記載の難燃性組成物をシース材料として用いたケーブルは、熱水、熱、及び放射線に曝されると、シース材料中に発生したイオン性成分によって熱水を吸水して膨潤する。更に、水の存在下でイオン性成分がシース材料中に含まれることによりシース材料にイオン導電性が発現するので、シース材料の絶縁性が大幅に低下する場合がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、導体と、ハロゲン系難燃剤を含んで導体上に設けられる内層絶縁体と、ハロゲン系難燃剤を含んで内層絶縁体の導体の反対側に設けられる外層絶縁体とを備え、内層絶縁体に含まれるハロゲン系難燃剤の量は、外層絶縁体に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少ない耐放射線ケーブルが提供される。
【００１１】
また、上記耐放射線ケーブルは、外層絶縁体は、内層絶縁体より厚く形成されてもよい。
【００１２】
また、上記耐放射線ケーブルは、内層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を１０重量部未満含んで形成され、外層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を２０重量部以上含んで形成されてもよい。
【００１３】
また、上記耐放射線ケーブルは、内層絶縁体は、酸素指数が２４未満であり、外層絶縁体は、酸素指数が２４以上であってもよい。
【００１４】
また、上記耐放射線ケーブルは、内層絶縁体の厚さと外層絶縁体の厚さとの合計をＴとし、内層絶縁体の厚さをｔ１とし、外層絶縁体の厚さをｔ２とした場合、ｔ１とｔ２とは、Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２（但し、０．１≦ｘ≦０．４）の関係を満たしてもよい。
【００１５】
また、上記耐放射線ケーブルは、内層絶縁体及び外層絶縁体はそれぞれ、加硫されて形成されてもよい。
【００１６】
また、本発明は、上記目的を達成するため、導体と、ハロゲン系難燃剤を含んで導体上に設けられる内層絶縁体と、ハロゲン系難燃剤を含んで内層絶縁体の導体の反対側に設けられる外層絶縁体とを備え、内層絶縁体に含まれるハロゲン系難燃剤の量は、外層絶縁体に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少ない複数のコアと、複数のコアが撚り合わされて形成される撚り合わせ線の外周に、加硫されて形成されるシースとを備える耐放射線ケーブルが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る耐放射線ケーブルによれば、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図６】本発明の実施例に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図７】ＢＷＲ用ＬＯＣＡ模擬試験の条件を示す図である。
【図８】ＰＷＲ用ＬＯＣＡ模擬試験の条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面を示す。
【００２０】
（耐放射線ケーブル１の構成の概要）
本発明の第１の実施の形態に係る耐放射線性ケーブル１は、導体１０と、導体１０上にハロゲン系難燃剤を含んで設けられる内層絶縁体２２と、内層絶縁体２２の導体１０の反対側にハロゲン系難燃剤を含んで設けられる外層絶縁体２４とを備える。すなわち、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１は、導体１０上に多層構造（例えば、第１の実施の形態では２層構造）の絶縁体を備えて形成される。
【００２１】
具体的に第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１は、導体１０と、導体１０を被覆する内層絶縁体２２と、内層絶縁体２２を被覆する外層絶縁体２４と、外層絶縁体２４を被覆するシース３０とを備えており、内層絶縁体２２は導体１０と外層絶縁体２４との間に設けられ、導体１０と外層絶縁体２４との双方に直接接している。また、内層絶縁体２２に添加されるハロゲン系難燃剤の量は、外層絶縁体２４に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少なくなる量である。
【００２２】
導体１０は、所定径を有する銅又は銅合金等の金属材料から形成される。そして、内層絶縁体２２は、内層絶縁体２２を構成する材料を導体１０の外周に押出被覆することにより形成される。また、外層絶縁体２４は、外層絶縁体２４を構成する材料を内層絶縁体２２の外周に押出被覆することにより形成される。同様に、シース３０は、シース３０を構成する材料を外層絶縁体２４の外周に押出被覆することにより形成される。
【００２３】
なお、耐放射線ケーブルの評価方法において、逆逐次法による評価は、逐次法による評価に比べて、その評価結果が示すケーブルの評価は劣る。すなわち、被覆材料を逆逐次法により評価した場合に、逐次法による評価よりも顕著に劣化していることを示す評価になる。この理由は、本発明者の検討の結果、以下の理由であるとの知見が得られた。
【００２４】
すなわち、耐放射線ケーブルのシースを構成する被覆材料を逆逐次法により評価すると、逆逐次法においては放射線（γ線）を被覆材料に照射した後に熱劣化を実施することとなる。その結果、放射線照射によって被覆材料中に発生したラジカルが、その後の熱劣化において被覆材料に加えられる熱により活発に動いてラジカルによる脱塩化作用が促進される結果となる。そして、この脱塩化作用によって被覆材料に含まれる化合物（例えば、難燃剤として用いるハロゲン系難燃剤）からハロゲン化物（例えば、塩化水素、臭化水素）が脱離する。
【００２５】
脱離したハロゲン化物はイオン性成分であるので、被覆材料中には多量のイオン性成分が含まれることとなる。この状態で被覆材料が熱水に曝されると、被覆材料は熱水を吸水して膨潤する。更に、水の存在下において被覆材料中でイオン性成分が電離して、イオンが被覆材料中を移動しやすくなることに起因してイオン導電性が生じるので、被覆材料の絶縁性が大幅に低下する。すなわち、熱水に曝された場合の被覆材料の耐水性が悪化しやすくなる。このような現象が発生すると、被覆材料の耐水性が低下するという知見を本発明者は得た。
【００２６】
そこで、本発明者は、図１に示すように、導体１０を被覆する絶縁体を内層絶縁体２２と内層絶縁体２２より厚さの厚い外層絶縁体２４との少なくとも２層から形成すると共に、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４のそれぞれにおいて脱塩化作用によるイオン性成分の発生量を調整することにより、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が熱水に曝された場合の内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４の絶縁性の低下を抑制しつつ、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４における難燃性の維持を図ることができるとの知見を得たものである。
【００２７】
以下、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１の各構成の詳細を説明する。
【００２８】
（内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４）
内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４はそれぞれ、非ハロゲン系ポリマとハロゲン系難燃剤とを含んで形成される。具体的に、内層絶縁体２２は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を１０重量部未満含んで形成される。一方、外層絶縁体２４は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を２０重量部以上含んで形成される。これにより、内層絶縁体２２は、酸素指数が２４未満となり、外層絶縁体２４は、酸素指数が２４以上となる。
【００２９】
更に、外層絶縁体２４は、内層絶縁体２２より厚く形成される。具体的に、内層絶縁体２２の厚さと外層絶縁体２４の厚さとの合計をＴとして、内層絶縁体２２の厚さをｔ１、外層絶縁体２４の厚さをｔ２とした場合、ｔ１とｔ２とが、Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２（但し、０．１≦ｘ≦０．４）を満たすように、内層絶縁体２２の厚さ、及び外層絶縁体２４の厚さが設定される。
【００３０】
内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を構成する非ハロゲン系ポリマとしては、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン（ＰＥ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、天然ゴム（ＮＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマ（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等を用いることができる。非ハロゲン系ポリマは、上記各ポリマを単独又は２種類以上をブレンドして用いることができる。更に、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４は、非ハロゲン系ポリマを加硫（架橋）させて形成される。
【００３１】
（ハロゲン系難燃剤）
ハロゲン系有機難燃剤としてのハロゲン系難燃剤は、例えば、塩素系難燃剤及び臭素系難燃剤を用いる。塩素系難燃剤は、例えば、塩素化パラフィン、パークロロペンタデカンを用いることができる。臭素系難燃剤は、例えば、ヘキサブロモベンゼン、ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、エチレンビス・ジブロモノルボルナンジカルボキシイミド、エチレンビス・テトラブロモフタルイミド、ジブロモエチル・ジブロモシクロヘキサン、ジブロモネオペンチルグリコール、トリブロモフェノール、トリブロモフェノールアリルエーテル、テトラビスフェノールＡ誘導体、テトラビスフェノールＳ、テトラデカブロモ・ジフェノキシベンゼン、トリス−（２，３−ジブロモプロピル−１）−イソシアヌレート、２，２’−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２’ビス（４−ヒドロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、ペンタブロモフェノール、ペンタブロモトルエン、ペンタブロモシクロドデカン、ジブロモネオペンチルグリコールテトラカルボナート、ビス（トリブロモフェニル）フマルアミド、Ｎ−メチルヘキサブロモジフェニルアミン等を用いることができる。
【００３２】
また、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４の難燃性を更に向上させることを目的として、ハロゲン系難燃剤と共に、三酸化アンチモン、ホウ酸亜鉛等の無機系難燃剤を併用することもできる。
【００３３】
（シース３０）
第１の実施の形態に係るシース３０は、ハロゲン系ポリマ（塩素系ポリマ）、例えば、ポリクロロプレン、クロロスルフォン化ポリエチレン、又は塩素化ポリエチレン等の塩素を含むハロゲン系ポリマから形成される。シース３０は、ハロゲン系ポリマを加硫（架橋）させて形成される。
【００３４】
ポリクロロプレンは、例えば、ドライタイプ（固形）のポリクロロプレンを用いる。ポリクロロプレンは、重合時における分子量、均一性、及び安定性の調整剤の種類により、イオウ変性タイプと非イオウ変性タイプとに大別される。イオウ変性タイプのポリクロロプレンは、イオウ又はチラウムジスルフィド等のイオウ化合物が高分子構造中に取り込まれたハロゲン系ポリマを用いることができる。また、非イオウ変性タイプのポリクロロプレンは、いわゆるメルカプタン変性されたポリクロロプレンを用いることができる。
【００３５】
また、ポリクロロプレンは、低温に放置すると弾性を喪失して剛性が増加する。これは、ポリクロロプレンのセグメントが所定の方向に規則正しく配列して結晶構造を形成することに起因するものであり、この現象をポリマの結晶化という。ポリクロロプレンは、結晶化のし易さによって種々分類されており、結晶化し難いポリクロロプレンから結晶化しやすいポリクロロプレンの順に並べると以下の通りになる（下記名称は、いずれもデュポンエラストマー社製ネオプレン（登録商標）の製品名である）。なお、第１の実施の形態に係るシース３０には、下記いずれのポリクロロプレンも用いることができる。
ＧＲＴ、ＷＤ、ＷＲＴ、ＷＸＪ、ＷＫ＜ＧＮ、ＧＳ、ＧＮＡ、ＷＢ、ＷＸ＜Ｗ、ＷＭ−１、ＷＨＶ＜ＨＣ、ＡＤ、ＡＧ、ＣＧ
【００３６】
クロロスルフォン化ポリエチレンは、原料としてのポリエチレンを所定の溶媒（例えば、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン等の有機溶媒）に溶解して、溶媒に溶解したポリエチレンを塩素化、及びクロロスルフォン化することにより製造される。クロロスルフォン化ポリエチレンは、基本骨格としての主鎖に二重結合を有さない。したがって、クロロスルフォン化ポリエチレンは、耐オゾン性に優れると共に、絶縁性を示す。
【００３７】
また、クロロスルフォン化ポリエチレンは、架橋することもできる。例えば、パーオキサイド、受酸体／イオウ含有促進剤、又はマレイミド／架橋助剤＋受酸体等を用いて、クロロスルフォン化ポリエチレンを架橋できる。なお、塩素含有量が２９％から４３％程度のグレードのクロロスルフォン化ポリエチレンがあり、第１の実施の形態においては、塩素含有量がいずれのクロロスルフォン化ポリエチレンを用いてもよい。
【００３８】
塩素化ポリエチレンは、以下のようにして形成される。まず、粉末の線状ポリエチレンを準備する。線状ポリエチレンは、低密度のポリエチレン（例えば、９１０ｋｇ／ｍ３から９３０ｋｇ／ｍ３程度）から高密度のポリエチレン（例えば、９３０ｋｇ／ｍ３から９７０ｋｇ／ｍ３程度）を含む。続いて、粉末の線状ポリエチレンを水に懸濁分散させて水性懸濁とする。次に、原料としてのポリエチレンの結晶の融点近傍の温度において、この水性懸濁に塩素ガスを吹き込む。これにより、第１の実施の形態に係る塩素化ポリエチレンが形成される。
【００３９】
形成される塩素化ポリエチレンは、水性懸濁に塩素ガスを吹き込んで塩素ガスとポリエチレンとを反応させる化学反応が不均一系の化学反応であるので、非晶性のゴム状の塩素化ポリエチレンと、半結晶性及び結晶性のプラスチック状の塩素化ポリエチレンとを含む熱可塑性エラストマーとして形成される。第１の実施の形態に係る塩素化ポリエチレンの塩素化度は、２５％から４５％の塩素化度の塩素化ポリエチレンを用いることができる。ここで、ゴム弾性を有する塩素化ポリエチレンを用いる場合、塩素化度が３０％から４０％の塩素化ポリエチレンを用いることが好ましい。
【００４０】
塩素化ポリエチレンは、他のハロゲン系ポリマとしてのＣＲ及びＣＳＭと比較して、分子鎖中に二重結合が存在せず、分子鎖中の塩素原子、すなわち側鎖基としてのクロロ基の分布がランダムであり、更に分子量が高分子量であることに起因して、熱的に安定であり、耐候性に優れると共に、難燃性が高いという特性を有する。
【００４１】
（架橋方法）
内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４、並びにシース３０の加硫（架橋）方法は、各ポリマに適した架橋方法を採用する。具体的に、ポリエチレン系ポリマ、ＥＰゴム（ＥＰゴムの例として、ＥＰＭ：エチレンとプロピレンとの共重合体、ＥＰＤＭ：ＥＰＭに更に第３の成分を含ませた共重合体が挙げられる）、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＥＡ等から内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を形成した場合、パーオキサイド架橋を採用する。また、ＮＲ、ＩＩＲ、ＮＢＲ等から内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を形成した場合、イオウ加硫を採用する。また、ＥＰゴムのうち、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ターポリマ「ＥＰＴ」ということもある）については、パーオキサイド架橋、イオウ架橋のいずれも採用することができる。
【００４２】
なお、パーオキサイドによる架橋反応を実施するときに、架橋反応時において発生する重合体のラジカル切断を抑制して架橋効率を向上させる作用を有する架橋助剤を併用することが望ましい。架橋助剤としては、トリアリルシアヌレート（Ｔｒｉａｌｌｙｌ ｃｙａｎｕｒａｔｅ：ＴＡＣ）、トリアリルイソシアヌレート（Ｔｒｉａｌｌｙｌ ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ：ＴＡＩＣ）、又はトリメチロールプロパントリメタクリレート（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ：ＴＭＰＴ）等の多官能モノマーを用いることができる。
【００４３】
また、ハロゲン系ポリマとしてのポリクロロプレンを用いる場合、金属酸化物を架橋剤として用いることができる。金属酸化物は、例えば、マグネシア、亜鉛華、リサージ、鉛丹、ハイドロタルサイト等を用いることができる。また、金属酸化物と所定の促進剤とを併用することもできる。ここで、シース３０に耐水性を備えさせることを考慮して、金属酸化物としては、リサージ、鉛丹、又はハイドロタルサイト等と所定の促進剤とを併用することが好ましい。
【００４４】
ハロゲン系ポリマとしてクロロスルフォン化ポリエチレンを用いる場合、ポリクロロプレンと同様の金属酸化物を架橋剤として用いることができる。なお、シース３０に耐水性を備えさせることを考慮して、金属酸化物としてはリサージ、鉛丹、ハイドロタルサイト等と所定の促進剤とを併用することが好ましい。リサージ、鉛丹、ハイドロタルサイト等と促進剤とを併用すると、加硫反応により生成する金属塩化物の水に対する溶解度が小さいので、吸水し難いためである。
【００４５】
また、クロロスルフォン化ポリエチレンをパーオキサイド架橋で架橋することもできる。クロロスルフォン化ポリエチレンをパーオキサイド架橋で架橋させた場合、金属酸化物の使用量を低減でき、金属酸化物による吸水を抑制できるので、耐水性が更に優れたシース３０を提供できる。なお、パーオキサイド架橋を採用する場合、上述した架橋助剤を併用することが好ましい。
【００４６】
また、塩素化ポリエチレンを用いる場合、チオ尿素類、アミン類、又はパーオキサイドなどを架橋剤として用いることができる。塩素化ポリエチレンの架橋には、貯蔵性、引張強さ、及び耐熱性等の観点から、パーオキサイド架橋を採用することが好ましい。
【００４７】
更に、第１の実施の形態に係る内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に対して、老化防止剤及び加工助剤を用いることができる。
【００４８】
（老化防止剤）
老化防止剤は、耐熱性を維持する機能と耐放射線性を発揮する機能とを内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に付与する。老化防止剤は、フェノール系の一次老化防止剤、又はアミン系の一次老化防止剤を用いることができる。また、老化防止剤は、イオウ系の二次老化防止剤、又はリン系の二次老化防止剤を用いることもできる。具体的に、第１の実施の形態に係る老化防止剤は、一次老化防止剤としてのアミン系老化防止剤を用いる。また、老化防止剤は、アミン系老化防止剤と他の老化防止剤とを併用することもできる。
【００４９】
老化防止剤は、耐放射線性を内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４に付与すべく、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を構成する非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対して、２重量部以上添加する。また、老化防止剤は、耐放射線性の効果の向上の飽和、及びコスト面を考慮して、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対する添加量を、１５重量部程度までの範囲に設定することが望ましい。同様に、老化防止剤は、耐放射線性をシース３０に付与すべく、シース３０を構成するハロゲン系ポリマ１００重量部に対して、２重量部以上添加する。そして、老化防止剤は、耐放射線性の効果の向上の飽和、及びコスト面を考慮して、ハロゲン系ポリマ１００重量部に対する添加量を、１５重量部程度までの範囲に設定することが望ましい。
【００５０】
フェノール系の一次老化防止剤には、分子中に存在する水酸基（−ＯＨ基）の数によってモノフェノール系、ビスフェノール系、及びポリフェノール系のそれぞれに分類される。
【００５１】
モノフェノール系の一次老化防止剤は、例えば、２，６’−ジ−ｔｅｒ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒ−ブチル−４−エチルフェノール、又はモノ（α−メチルベンジル）フェノール等を用いることができる。また、ビスフェノール系の一次老化防止剤は、例えば、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒ−ブチルフェノール）、ジ（α−メチルベンジル）フェノール等を用いることができる。更に、ポリフェノール系の一次老化防止剤は、例えば、２，５’−ジ−ｔｅｒ−ブチルハイドロキノン、２，５’−ジ−ｔｅｒ−アミルハイドロキノン、トリ（α−メチルベンジル）フェノール、ｐ−クレゾール、又はジシクロペンタジエン等を用いることができる。
【００５２】
アミン系の老化防止剤としては、キノリン系の老化防止剤と、芳香族第二級アミン系の老化防止剤を用いることができる。キノリン系の老化防止剤は、例えば、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、又は６−エトキシ−１，２−ジヒドロ−２，２，４−トリメチルキノリン等を用いることができる。芳香族第二級アミン系の老化防止剤は、例えば、フェニル−１−ナフチルアミン、アルキル化ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α、α−ジメチルベンジル）ジエニルアミン、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、又はＮ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン等を用いることができる。
【００５３】
イオウ系の二次老化防止剤には、ベンゾイミダゾール系、ジチオカルバミン酸塩系、及びチオウレア系のそれぞれに分類される二次老化防止剤が存在する。ベンゾイミダゾール系の二次老化防止剤は、例えば、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトメチルベンゾイミダゾール、又は２−メルカプトベンゾイミダゾールの亜鉛塩等を用いることができる。また、ジチオカルバミン酸塩系の二次老化防止剤は、例えば、ジエチルジチオカルバミン酸ニッケル、又はジブチルジチオカルバミン酸ニッケル等を用いることができる。更に、チオウレア系の二次老化防止剤は、例えば、１，３−ビス（ジメチルアミノプロピル）−２−チオ尿素、又はトリブチルチオ尿素等を用いることができる。
【００５４】
リン系の二次老化防止剤は、亜リン酸系として、例えば、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト等を用いることができる。
【００５５】
（加工助剤）
第１の実施の形態に係る加工助剤は、内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０を製造する場合における混練、又は押出時の加工性を安定させる配合剤としての機能と、耐放射線性を内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に付与する耐放射線性付与剤（アンチラッド）としての機能とを有する。加工助剤は、例えば、石油系油（すなわち、プロセス油）、又は芳香環（ベンゼン環）を含むエステル系可塑剤を用いることができる。
【００５６】
プロセス油は、例えば、ゴム材料等に添加されるパラフィン系油、アロマチック系油、又はナフテン系油等を用いることができる。エステル系可塑剤は、例えば、ポリ塩化ビニル等に添加されるフタル酸ビス（２−エチルヘキシル）（Ｄｉｏｃｔｙｌ ｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＤＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（Ｄｉｉｓｏｎｏｎｙｌ ｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＤＩＮＰ）、フタル酸ジイソデシル（Ｄｉｉｓｏｄｅｃｙｌ ｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＤＩＤＰ）、又はトリメリット酸トリ−２−エチルヘキシル（Ｔｒｉｏｃｔｙｌ ｔｒｉｍｅｌｌｉｔａｔｅ)：ＴＯＴＭ）等の芳香環を分子中に有した可塑剤を用いることができる。
【００５７】
ここで、ベンゼン環化合物を多く含む化合物は耐放射線性に優れているので、第１の実施の形態に係る加工助剤として用いるのが好ましく、例えば、アロマチック系油としての鉱油を加工助剤として用いることができる。第１の実施の形態において、加工助剤は、アロマチック系油を単独で用いる。また、加工助剤は、アロマチック系油又はエステル系可塑剤のいずれかを単独で用いるか、若しくは、アロマチック系油等のプロセス油及び／又はエステル系可塑剤の中から複数の化合物を選択して混合した混合物を用いることができる。
【００５８】
また、放射線環境下において優れた耐水性を内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に付与すべく、非晶質無機材料と補強材との双方を、内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０を構成するポリマに添加することができる。具体的には、以下に示す非晶質無機材と補強材とを内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０を構成するポリマのそれぞれに添加することができる。
【００５９】
（非晶質無機材）
非晶質無機材は、放射線の照射に起因する脱塩化作用によってシース３０を構成するハロゲン系ポリマから発生するイオン性成分を捕捉する。具体的に、非晶質無機材としては、焼成クレーを用いる。焼成クレーは、含水ケイ酸アルミニウムを主成分とする無機材料であって、クレーを所定の温度（例えば、６００℃以上８００℃以下の温度）下で焼成することにより得られる。クレーが焼成されると、当該クレーが含有する結晶水が放出され、結晶構造が崩壊する（非晶質となる）ことによって、活性が向上したイオン性成分捕捉効果を有する焼成クレーとなる。なお、クレーが焼成されて含有結晶水が放出されると、クレー中には多数の孔（すなわち、結晶水が存在していた領域が孔、空孔となる）が生成してクレーは多孔質化する。この多数の孔に、孔径より小さいサイズのイオン性物質、臭い成分等が捕捉される。第１の実施の形態において「活性が向上」するとは、クレーが多孔質化することによってイオン性物質等を捕捉する状態になることをいう。第１の実施の形態においては、逆逐次法試験による脱塩化作用によりイオン性成分が多量に発生した場合でも、焼成クレーがイオン性成分を効果的に捕捉することにより、シース３０に優れた耐水性を付与することができる。また、優れたイオン性成分捕捉効果を得ることを目的として、光散乱法又は回折法による平均結晶粒径が２．０μｍ以下の粒径を有する焼成クレーを用いることが好ましい。
【００６０】
焼成クレーとしては、例えば、ＳＡＮＴＩＴＯＮＥ−Ｗ、ＳＰ３３、ＷＨＩＴＥＴＥＸ Ｎｏ．５（いずれもＥｎｇｅｌｈａｒｄ Ｍｉｎｅｒａｌｓ社製）、Ｐｏｌｙｆｉｌ−７０、Ｐｏｌｙｆｉｌ−８０（いずれもＪ． Ｍ． Ｈｕｂｅｒ社製）等を用いることができる。また、焼成クレーの表面に所定の表面処理を施した表面処理済み焼成クレーを用いることもできる。例えば、ＴＲＡＮＳＬＩＮＫ−３７（ビニルシランで表面処理）、ＴＲＡＮＳＬＩＮＫ−７７（ビニルシランで表面処理）、ＴＲＡＮＳＬＩＮＫ−４４５（アミノシランで表面処理）、ＡＴＴＡＧＥＬ−３６、ＡＴＴＡＧＥＬ−４０、ＡＴＴＡＧＥＬ−５０（いずれもＥｎｇｅｌｈａｒｄ Ｍｉｎｅｒａｌｓ社製）、Ｎｕｌｏｋ−３２１（アミノシランで表面処理）、Ｎｕｌｏｋ−３９０（アミノシランで表面処理）、Ｎｕｃａｐ−１００（メルカプトシランで表面処理）、Ｎｕｃａｐ−１９０（メルカプトシランで表面処理）、Ｎｕｃａｐ−２００（メルカプトシランで表面処理）（いずれもＨｕｂｅｒ社製）等を用いることができる。
【００６１】
（補強材）
補強材は、絶縁性を有すると共に内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０の機械的強度を補強する機能を有する。第１の実施の形態において補強材は、カーボンブラックを用いる。カーボンブラックは製造方法によってその種類が分類される。具体的に、カーボンブラックには、チャンネル式、ファーネス式、アセチレン式、及びサーマル式のカーボンブラックが存在する。第１の実施の形態においては、絶縁性を有するカーボンブラックとして、ファーネス式、及びサーマル式のカーボンブラックを用いる。また、第１の実施の形態においては、優れた補強効果を得ることができると共に、水の侵入により内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０が膨潤することを抑制でき、内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に十分な耐水性を付与することを目的として、電子顕微鏡法による平均粒径が２００ｎｍ以下のカーボンブラックを用いる。
【００６２】
ファーネス式のカーボンブラックとしては、例えば、ＳＡＦ、ＳＡＦ−ＨＳ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＩＳＡＦ−ＬＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ−ＦＳ、Ｎ−３５１、ＨＡＦ−ＬＳ、Ｎ−３７５、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＦＥＦ−ＨＳ、ＳＲＦ、ＳＲＦ−ＬＭ、ＳＲＦ−ＬＳ、ＧＰＦ、又はＥＣＦ等のタイプを用いることができる。一方、サーマル式のカーボンブラックとしては、ＦＴ又はＭＴ等を用いることができる。そして、ファーネス式のカーボンブラック又はサーマル式のカーボンブラックのいずれかを単独で補強材として用いることができる。また、ファーネス式のカーボンブラック及びサーマル式のカーボンブラックから選択される少なくとも２種類のカーボンブラックを混合して併用することもできる。
【００６３】
（その他の配合剤等）
例えば、ゴム材料の合成等において用いられる滑剤、充填剤、着色剤等を更に配合剤として用いることができる。なお、非ハロゲン系ポリマ及びハロゲン系ポリマの架橋方法、非ハロゲン系ポリマ及びハロゲン系ポリマに所定の配合剤を物理的に混合する混練技術、並びにシースを構成する材料を所定形状に形成する押出技術等は通常の方法を採用することができる。
【００６４】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１は、内層絶縁体２２に含まれるハロゲン系難燃剤の量を外層絶縁体２４に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少なくしたので、熱、放射線照射によりハロゲン系難燃剤の一部からハロゲン化水素が発生した場合であっても、内層絶縁体２２から発生するハロゲン化水素の量を外層絶縁体２４から発生するハロゲン化水素の量より少なくできる。これにより、第１の実施の形態においては、外部環境に曝されやすい外層絶縁体２４が含み得るハロゲン化水素の量を少なくできるので、難燃性、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブル１を提供できる。
【００６５】
また、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１は、内層絶縁体２２の厚さを外層絶縁体２４の厚さより薄くしたので、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が熱水を吸水しても、内層絶縁体２２のイオン導電性を外層絶縁体２４のイオン導電性より低くでき、導体１０に接している内層絶縁体２２の絶縁性の低下を抑制できる。すなわち、内層絶縁体２２の厚さと外層絶縁体２４の厚さとの合計をＴとし、内層絶縁体２２の厚さをｔ１とし、外層絶縁体２４の厚さをｔ２とした場合、ｔ１とｔ２とが、Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２（但し、０．１≦ｘ≦０．４）を満たすようにしたので、耐放射線ケーブル１は、耐電圧試験、及び厳しい難燃性試験の双方に耐えることができる。
【００６６】
換言すれば、導体１０を被覆する絶縁体を内層絶縁体２２と外層絶縁体２４との２層構造にして外層絶縁体２４の厚さを内層絶縁体２２の厚さより厚くすると共に、外層絶縁体２４中に含まれる難燃剤の量を内層絶縁体２２中に含まれる難燃剤の量より多くしたので、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１を熱、放射線（γ線）に暴露した後、ＬＯＣＡ模擬試験により高温の熱水に曝した場合、及び高熱下、放射線下の厳しい環境下に曝した場合のいずれであっても、耐放射線ケーブル１の難燃性、耐放射線性、耐水性、及び絶縁性を維持することができる。
【００６７】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
【００６８】
第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ａは、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１とは、複数の導体１０を備えている点を除いて耐放射線ケーブル１と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００６９】
第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ａは、複数本の導体１０と、複数本の導体１０の周囲に設けられる内層絶縁体２２と、内層絶縁体２２の外周に設けられる外層絶縁体２４と、外層絶縁体２４を被覆するシース３０とを備える。第２の実施の形態においては、複数本の導体１０が撚り合わされている。図２では、一例として７本の導体１０を用いている。なお、導体１０の本数は７本に限られず、耐放射線ケーブル１ａの用途に応じて、ｎ本（但し、ｎは２以上の整数）の導体１０を用いることができる。
【００７０】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
【００７１】
第３の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ｂは、第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ａと異なり、複数の導体１０のそれぞれに内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が被覆され、かつ、介在物４０を介してテープ５０が施されている点を除いて耐放射線ケーブル１ａと略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００７２】
耐放射線ケーブル１ｂは、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が外周に被覆された導体１０を複数本（例えば、３本）有してなる３線心（以下、「コア」ということがある）と、３線心と共に撚り合わされる介在物４０と、介在物４０の外部に施される押え巻きテープとしてのテープ５０と、テープ５０を被覆するシース３０とを備える。第３の実施の形態においては、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を、第１の実施の形態に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４から形成する。
【００７３】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
【００７４】
第４の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ｃは、第３の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ｂと異なり、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４で被覆された導体１０を有する撚り合わせ電線としての撚り対線６０から構成される点を除いて耐放射線ケーブル１ｂと略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００７５】
耐放射線ケーブル１ｃは、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が外周に被覆された導体１０を複数本（例えば、２本）有してなる第１の２線心及び第２の２線心と、第１の２線心と第２の２線心とを撚り合わせて形成される撚り対線６０と、撚り対線６０を被覆する金属材料からなるシールド層７０と、シールド層７０を被覆するシース３０とを備える。第４の実施の形態においては、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を、第１の実施の形態に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４から形成する。
【００７６】
［第５の実施の形態］
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
【００７７】
第５の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ｄは、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１と異なり、発泡樹脂層８０で被覆された導体１０が、シールド層７０により被覆され、シールド層７０が内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４により被覆される点を除いて耐放射線ケーブル１と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００７８】
耐放射線ケーブル１ｄは、導体１０と、導体１０を被覆する発泡樹脂からなる発泡樹脂層８０と、発泡樹脂層８０を被覆する金属材料からなるシールド層７０と、シールド層７０を被覆する内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４とを備える。発泡樹脂層８０は、絶縁性を有する発泡樹脂から形成される。そして、第５の実施の形態においては、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が、第１の実施の形態に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４から形成されてシースとしての機能を奏する。第５の実施の形態においては、内層絶縁体２２は、導体１０に直接は接せずに、発砲樹脂層８０及びシールド層７０を介して導体１０の外周に設けられる。
【実施例】
【００７９】
図６は、本発明の実施例に係る耐放射線ケーブルの断面を示す。
【００８０】
実施例に係る耐放射線ケーブル１ｅは、導体１０と導体１０の外周に設けられる内層絶縁体２２と内層絶縁体２２の外周に設けられる外層絶縁体２４とを有する２本の線材を撚り合わせた撚り対線と、撚り対線の周囲に設けられるテープ５０と、テープ５０の外周に設けられるシース３０とを備える。また、撚り対線とテープ５０との間には介在物４０が設けられる。なお、後述するが、１種類の絶縁体のみ用いている比較例（比較例１及び３）に係る耐放射線ケーブルは、内層絶縁体２２と外層絶縁体２４との２層構造ではなく、導体１０の外周に１層の絶縁体を設けた構成である。
【００８１】
具体的には、まず、表１に示す化合物の配合による絶縁体（絶縁対Ａ及び絶縁対Ｂ）と、表２に示す化合物の配合によるシース材料（シース−１、及びシース−２）とを準備した。ここで、表１の絶縁体Ａは内層絶縁体２２用の絶縁体であり、絶縁体Ｂは外層絶縁体２４用の絶縁体である。また、表２のシース材料はシース３０用の材料である。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を構成する材料として、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＴ３０４５、三井化学製）を用い、アミン系の老化防止剤として、Ｖｕｌｋａｎｏｘ（登録商標） ＤＤＡ（Ｂａｙｅｒ製）を用いた。また、加工助剤としてのアロマチック系油は、ダイアナプロセスオイルＡＨ−１６（出光興産製）を用いた。更に、タルクとして、ハイフィラー＃１６（土屋カオリン製）を用いると共に、臭素系の難燃剤として、サイテックス８０１０（アルベマール浅野製）を用いた。
【００８５】
また、シースを構成するシース材料としては、２種類を準備した。すなわち、シース−１として、ハロゲン系ポリマとしてのポリクロロプレン（ショウプレンＷ（登録商標）、昭和電工社製）を用いた。また、シース−２として、ハロゲン系ポリマとしてのクロロスルフォン化ポリエチレン（ハイパロン４０（登録商標）、デュポンエラストマー社製）を用いた。また、シース−１においては、加硫促進剤としてテトラメチルチラウムモノスルフィド（促進剤ＴＳ）を用い、シース−２においては、加硫促進剤としてジペンタメチレンチラウムテトラスルフィド（促進剤ＴＲＡ）及びジベンゾチアゾリルジスルフィド（促進剤ＤＭ）を用いた。
【００８６】
また、シース−１及びシース−２共に、加工助剤としてのアロマチック系油は、ダイアナプロセスオイルＡＨ−１６（出光興産製）を用いた。更に、老化防止剤として、アミン系の老化防止剤であるＶｕｌｋａｎｏｘ（登録商標） ＤＤＡ（Ｂａｙｅｒ製）を用いた。また、炭酸カルシウムとして、ソフトン１２００（備北粉化工業製）を用いた。
【００８７】
（耐放射線ケーブルの製造）
本実施例及び比較例に係る耐放射線ケーブルは、以下のようにして製造した。まず、表１に示す各化合物を実施例及び比較例毎に秤量した。次に、実施例及び比較例毎に、架橋剤を除く各化合物を、Ｎｏ．３バンバリーミキサーを用いて混練して第１のコンパウンドを得た（例えば、実施例１に係る第１のコンパウンド、実施例２に係る第１のコンパウンド等）。
【００８８】
続いて、約６０℃に保持した５０リッターニーダー中において、得られた第１のコンパウンドに架橋剤を添加すると共に混合した。これにより、実施例及び比較例に係る耐放射線性ケーブルの内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４用の第２のコンパウンドをそれぞれ製造した（例えば、実施例１に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４用の第２コンパウンド、実施例２に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４用の第２のコンパウンド等）。
【００８９】
また、難燃ＥＰゴム絶縁線心を用意した。難燃ＥＰゴム絶縁線心は、断面積が２．０ｍｍ２の銅導体の表面に、表１に示す配合比で配合して得られた絶縁体Ａと絶縁体Ｂとを銅導体側からこの順になるように同時押し出し被覆した後（被覆後の絶縁体Ａ及び絶縁対Ｂの合計厚さ：０．８ｍｍ）、約１９０℃の高圧蒸気で被覆した絶縁体Ａ及び絶縁対Ｂを架橋して製造した。なお、絶縁体Ａの厚さと絶縁体Ｂの厚さとの比は、表３に示す比とした。そして、２本の難燃ＥＰゴム絶縁線心を撚り合わせて撚合わせ絶縁電線（コア）を製造した。
【００９０】
一方、表２に示す各化合物を実施例及び比較例毎に秤量して、絶縁体Ａ及び絶縁体Ｂの製造方法と同様にして、シース−１及びシース−２用の第２のコンパウンドをそれぞれ製造した。そして、撚合わせ絶縁電線（コア）の周囲に、９０ｍｍ押出機を用いて、シース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドを押し出し被覆した。すなわち、実施例及び比較例のそれぞれ毎に、撚合わせ絶縁電線（コア）の表面にシース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドを被覆した。
【００９１】
続いて、シース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドを押し出し被覆した撚合わせ絶縁電線（コア）の表面に、約２００℃の加圧ソルト（溶融塩）を接触させることによりシース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドを架橋させた。これにより、撚合わせ絶縁電線（コア）の周囲にシース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドが架橋してなるシースが形成され、実施例及び比較例のそれぞれ毎に、外径１０．５ｍｍφの耐放射線ケーブルが得られた。
【００９２】
表３に、実施例１〜５、及び比較例１〜５のそれぞれの耐放射線ケーブルにおける、内層絶縁体２２である絶縁体Ａ、外層絶縁体２４である絶縁体Ｂ、並びにシース３０であるシース−１及びシース−２の組合せを示す。更に、表３においては、以下に説明する特性試験の試験結果を示す。なお、表３において「○」は、選択した材料を示す。すなわち、例えば、実施例１においては、絶縁体Ａ−１、絶縁体Ｂ−１、及びシース−１に「○」が記載されている。これは、実施例１においてはこれらの材料を用いて耐放射線ケーブルを製造したことを示している。
【００９３】
【表３】
【００９４】
（耐放射線性ケーブルの特性試験）
得られた耐放射線ケーブルに対して、以下に示す各項目についての試験を実施して総合評価した。
【００９５】
試験（Ａ）新ＶＴＦＴ試験：ＩＥＥＥ Ｓｔｄ．１２０２−１９９１に従って実施した。具体的に、長さが２．４ｍの実施例１〜５、比較例１〜５それぞれに係る耐放射線ケーブル３本を一束として、この束を８束、垂直トレイに設置して試験を実施した。
【００９６】
試験（Ｂ）ＬＯＣＡ模擬試験：長さ約３ｍの実施例１〜５、比較例１〜５それぞれに係る耐放射線ケーブルを用いて、下記の条件でＬＯＣＡ模擬試験用の試料を作製した。
（１）ＢＷＲ用（ＭＭ−ＰＮ）：１２１℃、７日の熱老化後、６０Ｃｏ・γ線にて４ｋＧｙ／ｈの線量率で７６０ｋＧｙ照射した。
（２）ＰＷＲ用（ＭＭ−ＰＨ）：１４０℃、９日の熱老化後、６０Ｃｏ・γ線にて４ｋＧｙ／ｈの線量率で２ＭＧｙ照射した。
【００９７】
図７は、ＢＷＲ用ＬＯＣＡ模擬試験の条件を示し、図８は、ＰＷＲ用ＬＯＣＡ模擬試験の条件を示す。
【００９８】
ＬＯＣＡ模擬試験においては、図７及び図８に示すようなＢＷＲ用、ＰＷＲ用それぞれのＬＯＣＡ模擬試験の条件で高圧蒸気に実施例及び比較例に係る耐放射線ケーブルをそれぞれ暴露する高圧蒸気暴露試験を実施した後、シースの膨潤の程度をそれぞれ目視観察した。更に、耐放射線ケーブルの外径の４０倍の径を有するマンドレルに実施例及び比較例に係る耐放射線ケーブルそれぞれを巻き付け、耐放射線ケーブルの両端を除く部分を常温の水中に１時間放置した後、耐電圧試験（２．６ｋＶ−５分間）を実施した。この結果、絶縁性を保持した耐放射線ケーブルを合格とした。
【００９９】
なお、図８において「注１」は、立ち上がり時間は１分以内であることを示す。また、「注２」は、Ｈ３ＢＯ３（２０００〜３０００ｐｐｍ）＋ＮａＯＨ（ＰＨ８．５〜１０）である。
【０１００】
表３を参照すると、実施例１〜５に係る耐放射線ケーブル１ｅはいずれも、試験（Ａ）及び試験（Ｂ）の双方に合格しており、総合判定も合格であった。一方、比較例においては、難燃性の低い絶縁体Ａ−１のみを用いて導体１０の外周を被覆した比較例１ではＬＯＣＡ試験に合格したものの、新ＶＴＦＴ試験は不合格であった。また、実施例３、実施例４、及び比較例２はそれぞれ、難燃性が比較的高い絶縁体Ａ−２と難燃性が高い絶縁体Ｂ−１との組み合わせであるが、内層絶縁体２２である絶縁体Ａ‐２の厚さと、外層絶縁体２４である絶縁体Ｂ−１の厚さとの割合が５／９５である比較例２の場合、新ＶＴＦＴ試験に合格するもののＬＯＣＡ試験は不合格であった。
【０１０１】
また、比較例３は、絶縁体Ｂ−２のみを用いて導体１０の外周を被覆した構成を有する耐放射線ケーブルである。比較例３に係る耐放射線ケーブルは、新ＶＴＦＴ試験は合格であったが、ＬＯＣＡ試験は不合格であった。更に、比較例４に係る耐放射線ケーブルは、内層絶縁体である絶縁体Ａ−３の酸素指数が２５であることに起因して、ＬＯＣＡ試験が不合格であった。また、比較例５に係る耐放射線ケーブルは、外層絶縁体である絶縁体Ｂ−３の酸素指数が２２であることに起因して、新ＶＴＦＴ試験が不合格であった。
【０１０２】
以上の実施例１〜５における試験結果が示すように、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を１０重量部未満含んで形成される内層絶縁体２２と、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を２０重量部以上含んで形成される外層絶縁体２４とを備え、内層絶縁体２２の厚さと外層絶縁体２４の厚さとの合計をＴとし、内層絶縁体２２の厚さをｔ１とし、外層絶縁体２４の厚さをｔ２とした場合、ｔ１とｔ２とが、Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２（但し、０．１≦ｘ≦０．４）の関係を満たすようにすることで、難燃性、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブルを提供できることが示された。
【０１０３】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ 耐放射線ケーブル
１０ 導体
２２ 内層絶縁体
２４ 外層絶縁体
３０ シース
４０ 介在物
５０ テープ
６０ 撚り対線
７０ シールド層
８０ 発泡樹脂層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐放射線ケーブルに関する。特に、本発明は、耐放射線性、耐水性に優れた耐放射線ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
沸騰水型原子炉（Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ：ＢＷＲ）、又は加圧水型原子炉（Ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ：ＰＷＲ）等の原子力発電所（原発）において用いられる電線及びケーブル類は、所定の運転条件で稼働される各原子炉の定常運転時に熱及び放射線に曝されると共に、冷却材の喪失事故、火災等が発生した場合にも熱及び放射線に同時に曝される。また、４０年間、原子炉が運転した後、想定される冷却材喪失事故（Ｌｏｓｓ ｏｆ Ｃｏｏｌａｎｔ Ａｃｃｉｄｅｎｔ：ＬＯＣＡ）の発生時には、電線及びケーブル類が熱、放射線、及び熱水に同時に曝されても、これらの電線及びケーブル類が、予め規定されたケーブル機能を一定期間保持できる性能を有することが要求される。更に、原子炉の通常運転時の万一の火災を想定して、垂直トレイに敷設されたケーブル火災を模擬した高度な難燃性が、これらの電線及びケーブル類に要求される。すなわち、原子力発電所において用いられる電線及びケーブル類は、これらの事故等を想定して高い難燃性及び耐放射線性が要求される。
【０００３】
従来の電線及びケーブルのシース材料として、機械的特性を保持しつつ、耐熱性、耐放射線性、及び難燃性を備えさせることを目的として、ポリクロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）等の塩素を含む高分子材料が用いられている。そして、ＣＲからなるシース材料は、主としてＢＷＲ用（要求耐熱性：１２１℃×７日、要求耐放射線性：７６０ｋＧｙ）に用いられ、ＣＳＭからなるシース材料は、主としてＰＷＲ用（要求耐熱性：１４０℃×９日、要求耐放射線性：２ＭＧｙ）に用いられている。なお、塩素等のハロゲンを含む高分子化合物からなる材料が熱及び放射線に曝されると、ハロゲンを含む化合物、例えば、塩化水素、臭化水素等が当該材料から脱離する。この場合に、当該材料中にはイオン性成分であるハロゲン化物が含まれることとなる。
【０００４】
従来、塩化ビニル系グラフトマーと当該塩化ビニル系グラフトマー１００重量部あたり炭酸カルシウム及び水酸化マグネシウムからなる群から選ばれた少なくとも１種１０〜７０重量部、焼成クレー及び焼成シリカからなる群から選ばれた少なくとも１種３〜５０重量部、並びに難燃剤とからなり、かつ酸素指数が少なくとも２７である難燃性組成物が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１に記載の難燃性組成物は、上記のような構成を備えるので、耐アーク火花性に優れると共に、各種機器の盤内配線用の被覆材として用いることができる。
【０００６】
また、ケーブル被覆材料の評価方法として、ケーブル被覆材料に熱及び放射線を同時に与えることは特殊な装置を要する点で困難であるので、通常、熱劣化後、放射線を照射する手法（逐次劣化法）が用いられている。また、放射線を照射した後、熱劣化させる手法（逆逐次法）も考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−１６１８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ハロゲンを含む難燃性組成物は、想定される冷却材喪失事故が発生した場合に熱水及び放射線に曝されると、ハロゲンの脱離反応により生じたイオン性成分が熱水を吸水して膨潤する。しかし、特許文献１に記載の難燃性組成物は、耐放射線性が要求される用途を認知しておらず、ＢＷＲ用のシース材料、又はＰＷＲ用のシース材料としてそのまま用いることはできない。すなわち、特許文献１に記載の難燃性組成物をシース材料として用いたケーブルは、熱水、熱、及び放射線に曝されると、シース材料中に発生したイオン性成分によって熱水を吸水して膨潤する。更に、水の存在下でイオン性成分がシース材料中に含まれることによりシース材料にイオン導電性が発現するので、シース材料の絶縁性が大幅に低下する場合がある。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記目的を達成するため、導体と、ハロゲン系難燃剤を含んで導体上に設けられる内層絶縁体と、ハロゲン系難燃剤を含んで内層絶縁体の導体の反対側に設けられる外層絶縁体とを備え、内層絶縁体に含まれるハロゲン系難燃剤の量は、外層絶縁体に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少ない耐放射線ケーブルが提供される。
【００１１】
また、上記耐放射線ケーブルは、外層絶縁体は、内層絶縁体より厚く形成されてもよい。
【００１２】
また、上記耐放射線ケーブルは、内層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を１０重量部未満含んで形成され、外層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を２０重量部以上含んで形成されてもよい。
【００１３】
また、上記耐放射線ケーブルは、内層絶縁体は、酸素指数が２４未満であり、外層絶縁体は、酸素指数が２４以上であってもよい。
【００１４】
また、上記耐放射線ケーブルは、内層絶縁体の厚さと外層絶縁体の厚さとの合計をＴとし、内層絶縁体の厚さをｔ１とし、外層絶縁体の厚さをｔ２とした場合、ｔ１とｔ２とは、Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２（但し、０．１≦ｘ≦０．４）の関係を満たしてもよい。
【００１５】
また、上記耐放射線ケーブルは、内層絶縁体及び外層絶縁体はそれぞれ、加硫されて形成されてもよい。
【００１６】
また、本発明は、上記目的を達成するため、導体と、ハロゲン系難燃剤を含んで導体上に設けられる内層絶縁体と、ハロゲン系難燃剤を含んで内層絶縁体の導体の反対側に設けられる外層絶縁体とを備え、内層絶縁体に含まれるハロゲン系難燃剤の量は、外層絶縁体に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少ない複数のコアと、複数のコアが撚り合わされて形成される撚り合わせ線の外周に、加硫されて形成されるシースとを備える耐放射線ケーブルが提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る耐放射線ケーブルによれば、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブルを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図６】本発明の実施例に係る耐放射線ケーブルの断面図である。
【図７】ＢＷＲ用ＬＯＣＡ模擬試験の条件を示す図である。
【図８】ＰＷＲ用ＬＯＣＡ模擬試験の条件を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面を示す。
【００２０】
（耐放射線ケーブル１の構成の概要）
本発明の第１の実施の形態に係る耐放射線性ケーブル１は、導体１０と、導体１０上にハロゲン系難燃剤を含んで設けられる内層絶縁体２２と、内層絶縁体２２の導体１０の反対側にハロゲン系難燃剤を含んで設けられる外層絶縁体２４とを備える。すなわち、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１は、導体１０上に多層構造（例えば、第１の実施の形態では２層構造）の絶縁体を備えて形成される。
【００２１】
具体的に第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１は、導体１０と、導体１０を被覆する内層絶縁体２２と、内層絶縁体２２を被覆する外層絶縁体２４と、外層絶縁体２４を被覆するシース３０とを備えており、内層絶縁体２２は導体１０と外層絶縁体２４との間に設けられ、導体１０と外層絶縁体２４との双方に直接接している。また、内層絶縁体２２に添加されるハロゲン系難燃剤の量は、外層絶縁体２４に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少なくなる量である。
【００２２】
導体１０は、所定径を有する銅又は銅合金等の金属材料から形成される。そして、内層絶縁体２２は、内層絶縁体２２を構成する材料を導体１０の外周に押出被覆することにより形成される。また、外層絶縁体２４は、外層絶縁体２４を構成する材料を内層絶縁体２２の外周に押出被覆することにより形成される。同様に、シース３０は、シース３０を構成する材料を外層絶縁体２４の外周に押出被覆することにより形成される。
【００２３】
なお、耐放射線ケーブルの評価方法において、逆逐次法による評価は、逐次法による評価に比べて、その評価結果が示すケーブルの評価は劣る。すなわち、被覆材料を逆逐次法により評価した場合に、逐次法による評価よりも顕著に劣化していることを示す評価になる。この理由は、本発明者の検討の結果、以下の理由であるとの知見が得られた。
【００２４】
すなわち、耐放射線ケーブルのシースを構成する被覆材料を逆逐次法により評価すると、逆逐次法においては放射線（γ線）を被覆材料に照射した後に熱劣化を実施することとなる。その結果、放射線照射によって被覆材料中に発生したラジカルが、その後の熱劣化において被覆材料に加えられる熱により活発に動いてラジカルによる脱塩化作用が促進される結果となる。そして、この脱塩化作用によって被覆材料に含まれる化合物（例えば、難燃剤として用いるハロゲン系難燃剤）からハロゲン化物（例えば、塩化水素、臭化水素）が脱離する。
【００２５】
脱離したハロゲン化物はイオン性成分であるので、被覆材料中には多量のイオン性成分が含まれることとなる。この状態で被覆材料が熱水に曝されると、被覆材料は熱水を吸水して膨潤する。更に、水の存在下において被覆材料中でイオン性成分が電離して、イオンが被覆材料中を移動しやすくなることに起因してイオン導電性が生じるので、被覆材料の絶縁性が大幅に低下する。すなわち、熱水に曝された場合の被覆材料の耐水性が悪化しやすくなる。このような現象が発生すると、被覆材料の耐水性が低下するという知見を本発明者は得た。
【００２６】
そこで、本発明者は、図１に示すように、導体１０を被覆する絶縁体を内層絶縁体２２と内層絶縁体２２より厚さの厚い外層絶縁体２４との少なくとも２層から形成すると共に、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４のそれぞれにおいて脱塩化作用によるイオン性成分の発生量を調整することにより、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が熱水に曝された場合の内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４の絶縁性の低下を抑制しつつ、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４における難燃性の維持を図ることができるとの知見を得たものである。
【００２７】
以下、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１の各構成の詳細を説明する。
【００２８】
（内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４）
内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４はそれぞれ、非ハロゲン系ポリマとハロゲン系難燃剤とを含んで形成される。具体的に、内層絶縁体２２は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を１０重量部未満含んで形成される。一方、外層絶縁体２４は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を２０重量部以上含んで形成される。これにより、内層絶縁体２２は、酸素指数が２４未満となり、外層絶縁体２４は、酸素指数が２４以上となる。
【００２９】
更に、外層絶縁体２４は、内層絶縁体２２より厚く形成される。具体的に、内層絶縁体２２の厚さと外層絶縁体２４の厚さとの合計をＴとして、内層絶縁体２２の厚さをｔ１、外層絶縁体２４の厚さをｔ２とした場合、ｔ１とｔ２とが、Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２（但し、０．１≦ｘ≦０．４）を満たすように、内層絶縁体２２の厚さ、及び外層絶縁体２４の厚さが設定される。
【００３０】
内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を構成する非ハロゲン系ポリマとしては、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン（ＰＥ）、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン・メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン・エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、天然ゴム（ＮＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエンターポリマ（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）等を用いることができる。非ハロゲン系ポリマは、上記各ポリマを単独又は２種類以上をブレンドして用いることができる。更に、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４は、非ハロゲン系ポリマを加硫（架橋）させて形成される。
【００３１】
（ハロゲン系難燃剤）
ハロゲン系有機難燃剤としてのハロゲン系難燃剤は、例えば、塩素系難燃剤及び臭素系難燃剤を用いる。塩素系難燃剤は、例えば、塩素化パラフィン、パークロロペンタデカンを用いることができる。臭素系難燃剤は、例えば、ヘキサブロモベンゼン、ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、エチレンビス・ジブロモノルボルナンジカルボキシイミド、エチレンビス・テトラブロモフタルイミド、ジブロモエチル・ジブロモシクロヘキサン、ジブロモネオペンチルグリコール、トリブロモフェノール、トリブロモフェノールアリルエーテル、テトラビスフェノールＡ誘導体、テトラビスフェノールＳ、テトラデカブロモ・ジフェノキシベンゼン、トリス−（２，３−ジブロモプロピル−１）−イソシアヌレート、２，２’−ビス（４−ヒドロキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、２，２’ビス（４−ヒドロキシエトキシ−３，５−ジブロモフェニル）プロパン、ペンタブロモフェノール、ペンタブロモトルエン、ペンタブロモシクロドデカン、ジブロモネオペンチルグリコールテトラカルボナート、ビス（トリブロモフェニル）フマルアミド、Ｎ−メチルヘキサブロモジフェニルアミン等を用いることができる。
【００３２】
また、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４の難燃性を更に向上させることを目的として、ハロゲン系難燃剤と共に、三酸化アンチモン、ホウ酸亜鉛等の無機系難燃剤を併用することもできる。
【００３３】
（シース３０）
第１の実施の形態に係るシース３０は、ハロゲン系ポリマ（塩素系ポリマ）、例えば、ポリクロロプレン、クロロスルフォン化ポリエチレン、又は塩素化ポリエチレン等の塩素を含むハロゲン系ポリマから形成される。シース３０は、ハロゲン系ポリマを加硫（架橋）させて形成される。
【００３４】
ポリクロロプレンは、例えば、ドライタイプ（固形）のポリクロロプレンを用いる。ポリクロロプレンは、重合時における分子量、均一性、及び安定性の調整剤の種類により、イオウ変性タイプと非イオウ変性タイプとに大別される。イオウ変性タイプのポリクロロプレンは、イオウ又はチラウムジスルフィド等のイオウ化合物が高分子構造中に取り込まれたハロゲン系ポリマを用いることができる。また、非イオウ変性タイプのポリクロロプレンは、いわゆるメルカプタン変性されたポリクロロプレンを用いることができる。
【００３５】
また、ポリクロロプレンは、低温に放置すると弾性を喪失して剛性が増加する。これは、ポリクロロプレンのセグメントが所定の方向に規則正しく配列して結晶構造を形成することに起因するものであり、この現象をポリマの結晶化という。ポリクロロプレンは、結晶化のし易さによって種々分類されており、結晶化し難いポリクロロプレンから結晶化しやすいポリクロロプレンの順に並べると以下の通りになる（下記名称は、いずれもデュポンエラストマー社製ネオプレン（登録商標）の製品名である）。なお、第１の実施の形態に係るシース３０には、下記いずれのポリクロロプレンも用いることができる。
ＧＲＴ、ＷＤ、ＷＲＴ、ＷＸＪ、ＷＫ＜ＧＮ、ＧＳ、ＧＮＡ、ＷＢ、ＷＸ＜Ｗ、ＷＭ−１、ＷＨＶ＜ＨＣ、ＡＤ、ＡＧ、ＣＧ
【００３６】
クロロスルフォン化ポリエチレンは、原料としてのポリエチレンを所定の溶媒（例えば、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン等の有機溶媒）に溶解して、溶媒に溶解したポリエチレンを塩素化、及びクロロスルフォン化することにより製造される。クロロスルフォン化ポリエチレンは、基本骨格としての主鎖に二重結合を有さない。したがって、クロロスルフォン化ポリエチレンは、耐オゾン性に優れると共に、絶縁性を示す。
【００３７】
また、クロロスルフォン化ポリエチレンは、架橋することもできる。例えば、パーオキサイド、受酸体／イオウ含有促進剤、又はマレイミド／架橋助剤＋受酸体等を用いて、クロロスルフォン化ポリエチレンを架橋できる。なお、塩素含有量が２９％から４３％程度のグレードのクロロスルフォン化ポリエチレンがあり、第１の実施の形態においては、塩素含有量がいずれのクロロスルフォン化ポリエチレンを用いてもよい。
【００３８】
塩素化ポリエチレンは、以下のようにして形成される。まず、粉末の線状ポリエチレンを準備する。線状ポリエチレンは、低密度のポリエチレン（例えば、９１０ｋｇ／ｍ３から９３０ｋｇ／ｍ３程度）から高密度のポリエチレン（例えば、９３０ｋｇ／ｍ３から９７０ｋｇ／ｍ３程度）を含む。続いて、粉末の線状ポリエチレンを水に懸濁分散させて水性懸濁とする。次に、原料としてのポリエチレンの結晶の融点近傍の温度において、この水性懸濁に塩素ガスを吹き込む。これにより、第１の実施の形態に係る塩素化ポリエチレンが形成される。
【００３９】
形成される塩素化ポリエチレンは、水性懸濁に塩素ガスを吹き込んで塩素ガスとポリエチレンとを反応させる化学反応が不均一系の化学反応であるので、非晶性のゴム状の塩素化ポリエチレンと、半結晶性及び結晶性のプラスチック状の塩素化ポリエチレンとを含む熱可塑性エラストマーとして形成される。第１の実施の形態に係る塩素化ポリエチレンの塩素化度は、２５％から４５％の塩素化度の塩素化ポリエチレンを用いることができる。ここで、ゴム弾性を有する塩素化ポリエチレンを用いる場合、塩素化度が３０％から４０％の塩素化ポリエチレンを用いることが好ましい。
【００４０】
塩素化ポリエチレンは、他のハロゲン系ポリマとしてのＣＲ及びＣＳＭと比較して、分子鎖中に二重結合が存在せず、分子鎖中の塩素原子、すなわち側鎖基としてのクロロ基の分布がランダムであり、更に分子量が高分子量であることに起因して、熱的に安定であり、耐候性に優れると共に、難燃性が高いという特性を有する。
【００４１】
（架橋方法）
内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４、並びにシース３０の加硫（架橋）方法は、各ポリマに適した架橋方法を採用する。具体的に、ポリエチレン系ポリマ、ＥＰゴム（ＥＰゴムの例として、ＥＰＭ：エチレンとプロピレンとの共重合体、ＥＰＤＭ：ＥＰＭに更に第３の成分を含ませた共重合体が挙げられる）、ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＥＡ等から内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を形成した場合、パーオキサイド架橋を採用する。また、ＮＲ、ＩＩＲ、ＮＢＲ等から内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を形成した場合、イオウ加硫を採用する。また、ＥＰゴムのうち、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ターポリマ「ＥＰＴ」ということもある）については、パーオキサイド架橋、イオウ架橋のいずれも採用することができる。
【００４２】
なお、パーオキサイドによる架橋反応を実施するときに、架橋反応時において発生する重合体のラジカル切断を抑制して架橋効率を向上させる作用を有する架橋助剤を併用することが望ましい。架橋助剤としては、トリアリルシアヌレート（Ｔｒｉａｌｌｙｌ ｃｙａｎｕｒａｔｅ：ＴＡＣ）、トリアリルイソシアヌレート（Ｔｒｉａｌｌｙｌ ｉｓｏｃｙａｎｕｒａｔｅ：ＴＡＩＣ）、又はトリメチロールプロパントリメタクリレート（Ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ ｔｒｉａｃｒｙｌａｔｅ：ＴＭＰＴ）等の多官能モノマーを用いることができる。
【００４３】
また、ハロゲン系ポリマとしてのポリクロロプレンを用いる場合、金属酸化物を架橋剤として用いることができる。金属酸化物は、例えば、マグネシア、亜鉛華、リサージ、鉛丹、ハイドロタルサイト等を用いることができる。また、金属酸化物と所定の促進剤とを併用することもできる。ここで、シース３０に耐水性を備えさせることを考慮して、金属酸化物としては、リサージ、鉛丹、又はハイドロタルサイト等と所定の促進剤とを併用することが好ましい。
【００４４】
ハロゲン系ポリマとしてクロロスルフォン化ポリエチレンを用いる場合、ポリクロロプレンと同様の金属酸化物を架橋剤として用いることができる。なお、シース３０に耐水性を備えさせることを考慮して、金属酸化物としてはリサージ、鉛丹、ハイドロタルサイト等と所定の促進剤とを併用することが好ましい。リサージ、鉛丹、ハイドロタルサイト等と促進剤とを併用すると、加硫反応により生成する金属塩化物の水に対する溶解度が小さいので、吸水し難いためである。
【００４５】
また、クロロスルフォン化ポリエチレンをパーオキサイド架橋で架橋することもできる。クロロスルフォン化ポリエチレンをパーオキサイド架橋で架橋させた場合、金属酸化物の使用量を低減でき、金属酸化物による吸水を抑制できるので、耐水性が更に優れたシース３０を提供できる。なお、パーオキサイド架橋を採用する場合、上述した架橋助剤を併用することが好ましい。
【００４６】
また、塩素化ポリエチレンを用いる場合、チオ尿素類、アミン類、又はパーオキサイドなどを架橋剤として用いることができる。塩素化ポリエチレンの架橋には、貯蔵性、引張強さ、及び耐熱性等の観点から、パーオキサイド架橋を採用することが好ましい。
【００４７】
更に、第１の実施の形態に係る内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に対して、老化防止剤及び加工助剤を用いることができる。
【００４８】
（老化防止剤）
老化防止剤は、耐熱性を維持する機能と耐放射線性を発揮する機能とを内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に付与する。老化防止剤は、フェノール系の一次老化防止剤、又はアミン系の一次老化防止剤を用いることができる。また、老化防止剤は、イオウ系の二次老化防止剤、又はリン系の二次老化防止剤を用いることもできる。具体的に、第１の実施の形態に係る老化防止剤は、一次老化防止剤としてのアミン系老化防止剤を用いる。また、老化防止剤は、アミン系老化防止剤と他の老化防止剤とを併用することもできる。
【００４９】
老化防止剤は、耐放射線性を内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４に付与すべく、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を構成する非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対して、２重量部以上添加する。また、老化防止剤は、耐放射線性の効果の向上の飽和、及びコスト面を考慮して、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対する添加量を、１５重量部程度までの範囲に設定することが望ましい。同様に、老化防止剤は、耐放射線性をシース３０に付与すべく、シース３０を構成するハロゲン系ポリマ１００重量部に対して、２重量部以上添加する。そして、老化防止剤は、耐放射線性の効果の向上の飽和、及びコスト面を考慮して、ハロゲン系ポリマ１００重量部に対する添加量を、１５重量部程度までの範囲に設定することが望ましい。
【００５０】
フェノール系の一次老化防止剤には、分子中に存在する水酸基（−ＯＨ基）の数によってモノフェノール系、ビスフェノール系、及びポリフェノール系のそれぞれに分類される。
【００５１】
モノフェノール系の一次老化防止剤は、例えば、２，６’−ジ−ｔｅｒ−ブチル−４−メチルフェノール、２，６−ジ−ｔｅｒ−ブチル−４−エチルフェノール、又はモノ（α−メチルベンジル）フェノール等を用いることができる。また、ビスフェノール系の一次老化防止剤は、例えば、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔｅｒ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔｅｒ−ブチルフェノール）、４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔｅｒ−ブチルフェノール）、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔｅｒ−ブチルフェノール）、ジ（α−メチルベンジル）フェノール等を用いることができる。更に、ポリフェノール系の一次老化防止剤は、例えば、２，５’−ジ−ｔｅｒ−ブチルハイドロキノン、２，５’−ジ−ｔｅｒ−アミルハイドロキノン、トリ（α−メチルベンジル）フェノール、ｐ−クレゾール、又はジシクロペンタジエン等を用いることができる。
【００５２】
アミン系の老化防止剤としては、キノリン系の老化防止剤と、芳香族第二級アミン系の老化防止剤を用いることができる。キノリン系の老化防止剤は、例えば、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリン、又は６−エトキシ−１，２−ジヒドロ−２，２，４−トリメチルキノリン等を用いることができる。芳香族第二級アミン系の老化防止剤は、例えば、フェニル−１−ナフチルアミン、アルキル化ジフェニルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、４，４’−ビス（α、α−ジメチルベンジル）ジエニルアミン、ｐ−（ｐ−トルエンスルホニルアミド）ジフェニルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−ｐ−フェニレンジアミン、又はＮ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン等を用いることができる。
【００５３】
イオウ系の二次老化防止剤には、ベンゾイミダゾール系、ジチオカルバミン酸塩系、及びチオウレア系のそれぞれに分類される二次老化防止剤が存在する。ベンゾイミダゾール系の二次老化防止剤は、例えば、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトメチルベンゾイミダゾール、又は２−メルカプトベンゾイミダゾールの亜鉛塩等を用いることができる。また、ジチオカルバミン酸塩系の二次老化防止剤は、例えば、ジエチルジチオカルバミン酸ニッケル、又はジブチルジチオカルバミン酸ニッケル等を用いることができる。更に、チオウレア系の二次老化防止剤は、例えば、１，３−ビス（ジメチルアミノプロピル）−２−チオ尿素、又はトリブチルチオ尿素等を用いることができる。
【００５４】
リン系の二次老化防止剤は、亜リン酸系として、例えば、トリス（ノニルフェニル）ホスファイト等を用いることができる。
【００５５】
（加工助剤）
第１の実施の形態に係る加工助剤は、内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０を製造する場合における混練、又は押出時の加工性を安定させる配合剤としての機能と、耐放射線性を内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に付与する耐放射線性付与剤（アンチラッド）としての機能とを有する。加工助剤は、例えば、石油系油（すなわち、プロセス油）、又は芳香環（ベンゼン環）を含むエステル系可塑剤を用いることができる。
【００５６】
プロセス油は、例えば、ゴム材料等に添加されるパラフィン系油、アロマチック系油、又はナフテン系油等を用いることができる。エステル系可塑剤は、例えば、ポリ塩化ビニル等に添加されるフタル酸ビス（２−エチルヘキシル）（Ｄｉｏｃｔｙｌ ｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＤＯＰ）、フタル酸ジイソノニル（Ｄｉｉｓｏｎｏｎｙｌ ｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＤＩＮＰ）、フタル酸ジイソデシル（Ｄｉｉｓｏｄｅｃｙｌ ｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＤＩＤＰ）、又はトリメリット酸トリ−２−エチルヘキシル（Ｔｒｉｏｃｔｙｌ ｔｒｉｍｅｌｌｉｔａｔｅ)：ＴＯＴＭ）等の芳香環を分子中に有した可塑剤を用いることができる。
【００５７】
ここで、ベンゼン環化合物を多く含む化合物は耐放射線性に優れているので、第１の実施の形態に係る加工助剤として用いるのが好ましく、例えば、アロマチック系油としての鉱油を加工助剤として用いることができる。第１の実施の形態において、加工助剤は、アロマチック系油を単独で用いる。また、加工助剤は、アロマチック系油又はエステル系可塑剤のいずれかを単独で用いるか、若しくは、アロマチック系油等のプロセス油及び／又はエステル系可塑剤の中から複数の化合物を選択して混合した混合物を用いることができる。
【００５８】
また、放射線環境下において優れた耐水性を内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に付与すべく、非晶質無機材料と補強材との双方を、内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０を構成するポリマに添加することができる。具体的には、以下に示す非晶質無機材と補強材とを内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０を構成するポリマのそれぞれに添加することができる。
【００５９】
（非晶質無機材）
非晶質無機材は、放射線の照射に起因する脱塩化作用によってシース３０を構成するハロゲン系ポリマから発生するイオン性成分を捕捉する。具体的に、非晶質無機材としては、焼成クレーを用いる。焼成クレーは、含水ケイ酸アルミニウムを主成分とする無機材料であって、クレーを所定の温度（例えば、６００℃以上８００℃以下の温度）下で焼成することにより得られる。クレーが焼成されると、当該クレーが含有する結晶水が放出され、結晶構造が崩壊する（非晶質となる）ことによって、活性が向上したイオン性成分捕捉効果を有する焼成クレーとなる。なお、クレーが焼成されて含有結晶水が放出されると、クレー中には多数の孔（すなわち、結晶水が存在していた領域が孔、空孔となる）が生成してクレーは多孔質化する。この多数の孔に、孔径より小さいサイズのイオン性物質、臭い成分等が捕捉される。第１の実施の形態において「活性が向上」するとは、クレーが多孔質化することによってイオン性物質等を捕捉する状態になることをいう。第１の実施の形態においては、逆逐次法試験による脱塩化作用によりイオン性成分が多量に発生した場合でも、焼成クレーがイオン性成分を効果的に捕捉することにより、シース３０に優れた耐水性を付与することができる。また、優れたイオン性成分捕捉効果を得ることを目的として、光散乱法又は回折法による平均結晶粒径が２．０μｍ以下の粒径を有する焼成クレーを用いることが好ましい。
【００６０】
焼成クレーとしては、例えば、ＳＡＮＴＩＴＯＮＥ−Ｗ、ＳＰ３３、ＷＨＩＴＥＴＥＸ Ｎｏ．５（いずれもＥｎｇｅｌｈａｒｄ Ｍｉｎｅｒａｌｓ社製）、Ｐｏｌｙｆｉｌ−７０、Ｐｏｌｙｆｉｌ−８０（いずれもＪ． Ｍ． Ｈｕｂｅｒ社製）等を用いることができる。また、焼成クレーの表面に所定の表面処理を施した表面処理済み焼成クレーを用いることもできる。例えば、ＴＲＡＮＳＬＩＮＫ−３７（ビニルシランで表面処理）、ＴＲＡＮＳＬＩＮＫ−７７（ビニルシランで表面処理）、ＴＲＡＮＳＬＩＮＫ−４４５（アミノシランで表面処理）、ＡＴＴＡＧＥＬ−３６、ＡＴＴＡＧＥＬ−４０、ＡＴＴＡＧＥＬ−５０（いずれもＥｎｇｅｌｈａｒｄ Ｍｉｎｅｒａｌｓ社製）、Ｎｕｌｏｋ−３２１（アミノシランで表面処理）、Ｎｕｌｏｋ−３９０（アミノシランで表面処理）、Ｎｕｃａｐ−１００（メルカプトシランで表面処理）、Ｎｕｃａｐ−１９０（メルカプトシランで表面処理）、Ｎｕｃａｐ−２００（メルカプトシランで表面処理）（いずれもＨｕｂｅｒ社製）等を用いることができる。
【００６１】
（補強材）
補強材は、絶縁性を有すると共に内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０の機械的強度を補強する機能を有する。第１の実施の形態において補強材は、カーボンブラックを用いる。カーボンブラックは製造方法によってその種類が分類される。具体的に、カーボンブラックには、チャンネル式、ファーネス式、アセチレン式、及びサーマル式のカーボンブラックが存在する。第１の実施の形態においては、絶縁性を有するカーボンブラックとして、ファーネス式、及びサーマル式のカーボンブラックを用いる。また、第１の実施の形態においては、優れた補強効果を得ることができると共に、水の侵入により内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０が膨潤することを抑制でき、内層絶縁体２２、外層絶縁体２４、及びシース３０に十分な耐水性を付与することを目的として、電子顕微鏡法による平均粒径が２００ｎｍ以下のカーボンブラックを用いる。
【００６２】
ファーネス式のカーボンブラックとしては、例えば、ＳＡＦ、ＳＡＦ−ＨＳ、ＩＳＡＦ、Ｎ−３３９、ＩＳＡＦ−ＬＳ、ＨＡＦ、ＨＡＦ−ＦＳ、Ｎ−３５１、ＨＡＦ−ＬＳ、Ｎ−３７５、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＦＥＦ−ＨＳ、ＳＲＦ、ＳＲＦ−ＬＭ、ＳＲＦ−ＬＳ、ＧＰＦ、又はＥＣＦ等のタイプを用いることができる。一方、サーマル式のカーボンブラックとしては、ＦＴ又はＭＴ等を用いることができる。そして、ファーネス式のカーボンブラック又はサーマル式のカーボンブラックのいずれかを単独で補強材として用いることができる。また、ファーネス式のカーボンブラック及びサーマル式のカーボンブラックから選択される少なくとも２種類のカーボンブラックを混合して併用することもできる。
【００６３】
（その他の配合剤等）
例えば、ゴム材料の合成等において用いられる滑剤、充填剤、着色剤等を更に配合剤として用いることができる。なお、非ハロゲン系ポリマ及びハロゲン系ポリマの架橋方法、非ハロゲン系ポリマ及びハロゲン系ポリマに所定の配合剤を物理的に混合する混練技術、並びにシースを構成する材料を所定形状に形成する押出技術等は通常の方法を採用することができる。
【００６４】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１は、内層絶縁体２２に含まれるハロゲン系難燃剤の量を外層絶縁体２４に含まれるハロゲン系難燃剤の量より少なくしたので、熱、放射線照射によりハロゲン系難燃剤の一部からハロゲン化水素が発生した場合であっても、内層絶縁体２２から発生するハロゲン化水素の量を外層絶縁体２４から発生するハロゲン化水素の量より少なくできる。これにより、第１の実施の形態においては、外部環境に曝されやすい外層絶縁体２４が含み得るハロゲン化水素の量を少なくできるので、難燃性、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブル１を提供できる。
【００６５】
また、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１は、内層絶縁体２２の厚さを外層絶縁体２４の厚さより薄くしたので、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が熱水を吸水しても、内層絶縁体２２のイオン導電性を外層絶縁体２４のイオン導電性より低くでき、導体１０に接している内層絶縁体２２の絶縁性の低下を抑制できる。すなわち、内層絶縁体２２の厚さと外層絶縁体２４の厚さとの合計をＴとし、内層絶縁体２２の厚さをｔ１とし、外層絶縁体２４の厚さをｔ２とした場合、ｔ１とｔ２とが、Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２（但し、０．１≦ｘ≦０．４）を満たすようにしたので、耐放射線ケーブル１は、耐電圧試験、及び厳しい難燃性試験の双方に耐えることができる。
【００６６】
換言すれば、導体１０を被覆する絶縁体を内層絶縁体２２と外層絶縁体２４との２層構造にして外層絶縁体２４の厚さを内層絶縁体２２の厚さより厚くすると共に、外層絶縁体２４中に含まれる難燃剤の量を内層絶縁体２２中に含まれる難燃剤の量より多くしたので、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１を熱、放射線（γ線）に暴露した後、ＬＯＣＡ模擬試験により高温の熱水に曝した場合、及び高熱下、放射線下の厳しい環境下に曝した場合のいずれであっても、耐放射線ケーブル１の難燃性、耐放射線性、耐水性、及び絶縁性を維持することができる。
【００６７】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
【００６８】
第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ａは、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１とは、複数の導体１０を備えている点を除いて耐放射線ケーブル１と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００６９】
第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ａは、複数本の導体１０と、複数本の導体１０の周囲に設けられる内層絶縁体２２と、内層絶縁体２２の外周に設けられる外層絶縁体２４と、外層絶縁体２４を被覆するシース３０とを備える。第２の実施の形態においては、複数本の導体１０が撚り合わされている。図２では、一例として７本の導体１０を用いている。なお、導体１０の本数は７本に限られず、耐放射線ケーブル１ａの用途に応じて、ｎ本（但し、ｎは２以上の整数）の導体１０を用いることができる。
【００７０】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
【００７１】
第３の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ｂは、第２の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ａと異なり、複数の導体１０のそれぞれに内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が被覆され、かつ、介在物４０を介してテープ５０が施されている点を除いて耐放射線ケーブル１ａと略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００７２】
耐放射線ケーブル１ｂは、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が外周に被覆された導体１０を複数本（例えば、３本）有してなる３線心（以下、「コア」ということがある）と、３線心と共に撚り合わされる介在物４０と、介在物４０の外部に施される押え巻きテープとしてのテープ５０と、テープ５０を被覆するシース３０とを備える。第３の実施の形態においては、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を、第１の実施の形態に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４から形成する。
【００７３】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
【００７４】
第４の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ｃは、第３の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ｂと異なり、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４で被覆された導体１０を有する撚り合わせ電線としての撚り対線６０から構成される点を除いて耐放射線ケーブル１ｂと略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００７５】
耐放射線ケーブル１ｃは、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が外周に被覆された導体１０を複数本（例えば、２本）有してなる第１の２線心及び第２の２線心と、第１の２線心と第２の２線心とを撚り合わせて形成される撚り対線６０と、撚り対線６０を被覆する金属材料からなるシールド層７０と、シールド層７０を被覆するシース３０とを備える。第４の実施の形態においては、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を、第１の実施の形態に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４から形成する。
【００７６】
［第５の実施の形態］
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る耐放射線ケーブルの断面の概要を示す。
【００７７】
第５の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１ｄは、第１の実施の形態に係る耐放射線ケーブル１と異なり、発泡樹脂層８０で被覆された導体１０が、シールド層７０により被覆され、シールド層７０が内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４により被覆される点を除いて耐放射線ケーブル１と略同一の構成を備える。よって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００７８】
耐放射線ケーブル１ｄは、導体１０と、導体１０を被覆する発泡樹脂からなる発泡樹脂層８０と、発泡樹脂層８０を被覆する金属材料からなるシールド層７０と、シールド層７０を被覆する内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４とを備える。発泡樹脂層８０は、絶縁性を有する発泡樹脂から形成される。そして、第５の実施の形態においては、内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４が、第１の実施の形態に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４から形成されてシースとしての機能を奏する。第５の実施の形態においては、内層絶縁体２２は、導体１０に直接は接せずに、発砲樹脂層８０及びシールド層７０を介して導体１０の外周に設けられる。
【実施例】
【００７９】
図６は、本発明の実施例に係る耐放射線ケーブルの断面を示す。
【００８０】
実施例に係る耐放射線ケーブル１ｅは、導体１０と導体１０の外周に設けられる内層絶縁体２２と内層絶縁体２２の外周に設けられる外層絶縁体２４とを有する２本の線材を撚り合わせた撚り対線と、撚り対線の周囲に設けられるテープ５０と、テープ５０の外周に設けられるシース３０とを備える。また、撚り対線とテープ５０との間には介在物４０が設けられる。なお、後述するが、１種類の絶縁体のみ用いている比較例（比較例１及び３）に係る耐放射線ケーブルは、内層絶縁体２２と外層絶縁体２４との２層構造ではなく、導体１０の外周に１層の絶縁体を設けた構成である。
【００８１】
具体的には、まず、表１に示す化合物の配合による絶縁体（絶縁対Ａ及び絶縁対Ｂ）と、表２に示す化合物の配合によるシース材料（シース−１、及びシース−２）とを準備した。ここで、表１の絶縁体Ａは内層絶縁体２２用の絶縁体であり、絶縁体Ｂは外層絶縁体２４用の絶縁体である。また、表２のシース材料はシース３０用の材料である。
【００８２】
【表１】
【００８３】
【表２】
【００８４】
内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４を構成する材料として、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＴ３０４５、三井化学製）を用い、アミン系の老化防止剤として、Ｖｕｌｋａｎｏｘ（登録商標） ＤＤＡ（Ｂａｙｅｒ製）を用いた。また、加工助剤としてのアロマチック系油は、ダイアナプロセスオイルＡＨ−１６（出光興産製）を用いた。更に、タルクとして、ハイフィラー＃１６（土屋カオリン製）を用いると共に、臭素系の難燃剤として、サイテックス８０１０（アルベマール浅野製）を用いた。
【００８５】
また、シースを構成するシース材料としては、２種類を準備した。すなわち、シース−１として、ハロゲン系ポリマとしてのポリクロロプレン（ショウプレンＷ（登録商標）、昭和電工社製）を用いた。また、シース−２として、ハロゲン系ポリマとしてのクロロスルフォン化ポリエチレン（ハイパロン４０（登録商標）、デュポンエラストマー社製）を用いた。また、シース−１においては、加硫促進剤としてテトラメチルチラウムモノスルフィド（促進剤ＴＳ）を用い、シース−２においては、加硫促進剤としてジペンタメチレンチラウムテトラスルフィド（促進剤ＴＲＡ）及びジベンゾチアゾリルジスルフィド（促進剤ＤＭ）を用いた。
【００８６】
また、シース−１及びシース−２共に、加工助剤としてのアロマチック系油は、ダイアナプロセスオイルＡＨ−１６（出光興産製）を用いた。更に、老化防止剤として、アミン系の老化防止剤であるＶｕｌｋａｎｏｘ（登録商標） ＤＤＡ（Ｂａｙｅｒ製）を用いた。また、炭酸カルシウムとして、ソフトン１２００（備北粉化工業製）を用いた。
【００８７】
（耐放射線ケーブルの製造）
本実施例及び比較例に係る耐放射線ケーブルは、以下のようにして製造した。まず、表１に示す各化合物を実施例及び比較例毎に秤量した。次に、実施例及び比較例毎に、架橋剤を除く各化合物を、Ｎｏ．３バンバリーミキサーを用いて混練して第１のコンパウンドを得た（例えば、実施例１に係る第１のコンパウンド、実施例２に係る第１のコンパウンド等）。
【００８８】
続いて、約６０℃に保持した５０リッターニーダー中において、得られた第１のコンパウンドに架橋剤を添加すると共に混合した。これにより、実施例及び比較例に係る耐放射線性ケーブルの内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４用の第２のコンパウンドをそれぞれ製造した（例えば、実施例１に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４用の第２コンパウンド、実施例２に係る内層絶縁体２２及び外層絶縁体２４用の第２のコンパウンド等）。
【００８９】
また、難燃ＥＰゴム絶縁線心を用意した。難燃ＥＰゴム絶縁線心は、断面積が２．０ｍｍ２の銅導体の表面に、表１に示す配合比で配合して得られた絶縁体Ａと絶縁体Ｂとを銅導体側からこの順になるように同時押し出し被覆した後（被覆後の絶縁体Ａ及び絶縁対Ｂの合計厚さ：０．８ｍｍ）、約１９０℃の高圧蒸気で被覆した絶縁体Ａ及び絶縁対Ｂを架橋して製造した。なお、絶縁体Ａの厚さと絶縁体Ｂの厚さとの比は、表３に示す比とした。そして、２本の難燃ＥＰゴム絶縁線心を撚り合わせて撚合わせ絶縁電線（コア）を製造した。
【００９０】
一方、表２に示す各化合物を実施例及び比較例毎に秤量して、絶縁体Ａ及び絶縁体Ｂの製造方法と同様にして、シース−１及びシース−２用の第２のコンパウンドをそれぞれ製造した。そして、撚合わせ絶縁電線（コア）の周囲に、９０ｍｍ押出機を用いて、シース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドを押し出し被覆した。すなわち、実施例及び比較例のそれぞれ毎に、撚合わせ絶縁電線（コア）の表面にシース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドを被覆した。
【００９１】
続いて、シース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドを押し出し被覆した撚合わせ絶縁電線（コア）の表面に、約２００℃の加圧ソルト（溶融塩）を接触させることによりシース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドを架橋させた。これにより、撚合わせ絶縁電線（コア）の周囲にシース−１又はシース−２用の第２のコンパウンドが架橋してなるシースが形成され、実施例及び比較例のそれぞれ毎に、外径１０．５ｍｍφの耐放射線ケーブルが得られた。
【００９２】
表３に、実施例１〜５、及び比較例１〜５のそれぞれの耐放射線ケーブルにおける、内層絶縁体２２である絶縁体Ａ、外層絶縁体２４である絶縁体Ｂ、並びにシース３０であるシース−１及びシース−２の組合せを示す。更に、表３においては、以下に説明する特性試験の試験結果を示す。なお、表３において「○」は、選択した材料を示す。すなわち、例えば、実施例１においては、絶縁体Ａ−１、絶縁体Ｂ−１、及びシース−１に「○」が記載されている。これは、実施例１においてはこれらの材料を用いて耐放射線ケーブルを製造したことを示している。
【００９３】
【表３】
【００９４】
（耐放射線性ケーブルの特性試験）
得られた耐放射線ケーブルに対して、以下に示す各項目についての試験を実施して総合評価した。
【００９５】
試験（Ａ）新ＶＴＦＴ試験：ＩＥＥＥ Ｓｔｄ．１２０２−１９９１に従って実施した。具体的に、長さが２．４ｍの実施例１〜５、比較例１〜５それぞれに係る耐放射線ケーブル３本を一束として、この束を８束、垂直トレイに設置して試験を実施した。
【００９６】
試験（Ｂ）ＬＯＣＡ模擬試験：長さ約３ｍの実施例１〜５、比較例１〜５それぞれに係る耐放射線ケーブルを用いて、下記の条件でＬＯＣＡ模擬試験用の試料を作製した。
（１）ＢＷＲ用（ＭＭ−ＰＮ）：１２１℃、７日の熱老化後、６０Ｃｏ・γ線にて４ｋＧｙ／ｈの線量率で７６０ｋＧｙ照射した。
（２）ＰＷＲ用（ＭＭ−ＰＨ）：１４０℃、９日の熱老化後、６０Ｃｏ・γ線にて４ｋＧｙ／ｈの線量率で２ＭＧｙ照射した。
【００９７】
図７は、ＢＷＲ用ＬＯＣＡ模擬試験の条件を示し、図８は、ＰＷＲ用ＬＯＣＡ模擬試験の条件を示す。
【００９８】
ＬＯＣＡ模擬試験においては、図７及び図８に示すようなＢＷＲ用、ＰＷＲ用それぞれのＬＯＣＡ模擬試験の条件で高圧蒸気に実施例及び比較例に係る耐放射線ケーブルをそれぞれ暴露する高圧蒸気暴露試験を実施した後、シースの膨潤の程度をそれぞれ目視観察した。更に、耐放射線ケーブルの外径の４０倍の径を有するマンドレルに実施例及び比較例に係る耐放射線ケーブルそれぞれを巻き付け、耐放射線ケーブルの両端を除く部分を常温の水中に１時間放置した後、耐電圧試験（２．６ｋＶ−５分間）を実施した。この結果、絶縁性を保持した耐放射線ケーブルを合格とした。
【００９９】
なお、図８において「注１」は、立ち上がり時間は１分以内であることを示す。また、「注２」は、Ｈ３ＢＯ３（２０００〜３０００ｐｐｍ）＋ＮａＯＨ（ＰＨ８．５〜１０）である。
【０１００】
表３を参照すると、実施例１〜５に係る耐放射線ケーブル１ｅはいずれも、試験（Ａ）及び試験（Ｂ）の双方に合格しており、総合判定も合格であった。一方、比較例においては、難燃性の低い絶縁体Ａ−１のみを用いて導体１０の外周を被覆した比較例１ではＬＯＣＡ試験に合格したものの、新ＶＴＦＴ試験は不合格であった。また、実施例３、実施例４、及び比較例２はそれぞれ、難燃性が比較的高い絶縁体Ａ−２と難燃性が高い絶縁体Ｂ−１との組み合わせであるが、内層絶縁体２２である絶縁体Ａ‐２の厚さと、外層絶縁体２４である絶縁体Ｂ−１の厚さとの割合が５／９５である比較例２の場合、新ＶＴＦＴ試験に合格するもののＬＯＣＡ試験は不合格であった。
【０１０１】
また、比較例３は、絶縁体Ｂ−２のみを用いて導体１０の外周を被覆した構成を有する耐放射線ケーブルである。比較例３に係る耐放射線ケーブルは、新ＶＴＦＴ試験は合格であったが、ＬＯＣＡ試験は不合格であった。更に、比較例４に係る耐放射線ケーブルは、内層絶縁体である絶縁体Ａ−３の酸素指数が２５であることに起因して、ＬＯＣＡ試験が不合格であった。また、比較例５に係る耐放射線ケーブルは、外層絶縁体である絶縁体Ｂ−３の酸素指数が２２であることに起因して、新ＶＴＦＴ試験が不合格であった。
【０１０２】
以上の実施例１〜５における試験結果が示すように、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を１０重量部未満含んで形成される内層絶縁体２２と、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対しハロゲン系難燃剤を２０重量部以上含んで形成される外層絶縁体２４とを備え、内層絶縁体２２の厚さと外層絶縁体２４の厚さとの合計をＴとし、内層絶縁体２２の厚さをｔ１とし、外層絶縁体２４の厚さをｔ２とした場合、ｔ１とｔ２とが、Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２（但し、０．１≦ｘ≦０．４）の関係を満たすようにすることで、難燃性、耐放射線性、及び耐水性に優れた耐放射線ケーブルを提供できることが示された。
【０１０３】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ 耐放射線ケーブル
１０ 導体
２２ 内層絶縁体
２４ 外層絶縁体
３０ シース
４０ 介在物
５０ テープ
６０ 撚り対線
７０ シールド層
８０ 発泡樹脂層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
ハロゲン系難燃剤を含んで前記導体上に設けられる内層絶縁体と、
ハロゲン系難燃剤を含んで前記内層絶縁体の前記導体の反対側に設けられる外層絶縁体と
を備え、
前記内層絶縁体に含まれる前記ハロゲン系難燃剤の量は、前記外層絶縁体に含まれる前記ハロゲン系難燃剤の量より少ない耐放射線ケーブル。
【請求項２】
前記外層絶縁体は、前記内層絶縁体より厚く形成される請求項１に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項３】
前記内層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対し前記ハロゲン系難燃剤を１０重量部未満含んで形成され、
前記外層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対し前記ハロゲン系難燃剤を２０重量部以上含んで形成される請求項１又は２に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項４】
前記内層絶縁体は、酸素指数が２４未満であり、
前記外層絶縁体は、酸素指数が２４以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項５】
前記内層絶縁体の厚さと前記外層絶縁体の厚さとの合計をＴとし、前記内層絶縁体の厚さをｔ１とし、前記外層絶縁体の厚さをｔ２とした場合、前記ｔ１と前記ｔ２とは、
Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２ （但し、０．１≦ｘ≦０．４）
の関係を満たす請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項６】
前記内層絶縁体及び前記外層絶縁体はそれぞれ、加硫されて形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項７】
導体と、ハロゲン系難燃剤を含んで前記導体上に設けられる内層絶縁体と、ハロゲン系難燃剤を含んで前記内層絶縁体の前記導体の反対側に設けられる外層絶縁体とを備え、前記内層絶縁体に含まれる前記ハロゲン系難燃剤の量は、前記外層絶縁体に含まれる前記ハロゲン系難燃剤の量より少ない複数のコアと、
前記複数のコアが撚り合わされて形成される撚り合わせ線の外周に、加硫されて形成されるシースと
を備える耐放射線ケーブル。
【請求項１】
導体と、
ハロゲン系難燃剤を含んで前記導体上に設けられる内層絶縁体と、
ハロゲン系難燃剤を含んで前記内層絶縁体の前記導体の反対側に設けられる外層絶縁体と
を備え、
前記内層絶縁体に含まれる前記ハロゲン系難燃剤の量は、前記外層絶縁体に含まれる前記ハロゲン系難燃剤の量より少ない耐放射線ケーブル。
【請求項２】
前記外層絶縁体は、前記内層絶縁体より厚く形成される請求項１に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項３】
前記内層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対し前記ハロゲン系難燃剤を１０重量部未満含んで形成され、
前記外層絶縁体は、非ハロゲン系ポリマ１００重量部に対し前記ハロゲン系難燃剤を２０重量部以上含んで形成される請求項１又は２に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項４】
前記内層絶縁体は、酸素指数が２４未満であり、
前記外層絶縁体は、酸素指数が２４以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項５】
前記内層絶縁体の厚さと前記外層絶縁体の厚さとの合計をＴとし、前記内層絶縁体の厚さをｔ１とし、前記外層絶縁体の厚さをｔ２とした場合、前記ｔ１と前記ｔ２とは、
Ｔ＝ｘ・ｔ１＋（１−ｘ）・ｔ２ （但し、０．１≦ｘ≦０．４）
の関係を満たす請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項６】
前記内層絶縁体及び前記外層絶縁体はそれぞれ、加硫されて形成される請求項１〜５のいずれか１項に記載の耐放射線ケーブル。
【請求項７】
導体と、ハロゲン系難燃剤を含んで前記導体上に設けられる内層絶縁体と、ハロゲン系難燃剤を含んで前記内層絶縁体の前記導体の反対側に設けられる外層絶縁体とを備え、前記内層絶縁体に含まれる前記ハロゲン系難燃剤の量は、前記外層絶縁体に含まれる前記ハロゲン系難燃剤の量より少ない複数のコアと、
前記複数のコアが撚り合わされて形成される撚り合わせ線の外周に、加硫されて形成されるシースと
を備える耐放射線ケーブル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１７０７１４（Ｐ２０１０−１７０７１４Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９８４６（Ｐ２００９−９８４６）
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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