JP6429123B2 - 送電ケーブル - Google Patents
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Description
本発明は、半導電性樹脂組成物およびそれを用いた送電ケーブルに関する。
送電ケーブルは、例えば、複数の導体を撚り合わせた撚り線と、撚り線の外周を被覆するように絶縁層と遮蔽層（例えばワイヤーシールド）と外被層（シース）とをこの順で備えている。一般に、撚り線の外周には複数の導体を撚り合わせることで凹凸が形成されるので、撚り線の外周に設けられる絶縁層にも凹凸が形成される。この絶縁層の外周に遮蔽層を直接設けると、絶縁層と遮蔽層との界面には絶縁層の凹凸により空隙が形成されてしまう。
このような送電ケーブルに高電圧を印加すると、空隙で部分放電が発生するおそれがある。部分放電は、送電ケーブルの近傍の空気をイオン化させることにより絶縁層の劣化を促進し、絶縁破壊を生じさせる。
このような送電ケーブルに高電圧を印加すると、空隙で部分放電が発生するおそれがある。部分放電は、送電ケーブルの近傍の空気をイオン化させることにより絶縁層の劣化を促進し、絶縁破壊を生じさせる。
そこで、高電圧が印加される高圧用の送電ケーブル、例えば高速鉄道などの車輌に用いられる特別高圧ケーブルには、部分放電を抑制するため、絶縁層と遮蔽層との間に半導電層（外部半導電層）が設けられる。外部半導電層は、絶縁層の表面にある凹凸を埋めて部分放電の発生を抑制する。また、外部半導電層は、導電性付与剤を含有する半導電性樹脂組成物で形成されており、絶縁層の表面電位を均一化することにより部分放電を抑制する。
外部半導電層は、部分放電を抑制する観点から、絶縁層の表面の凹凸を埋めて絶縁層と密着している必要がある。一方、外部半導電層には、送電ケーブルの端末加工時に、絶縁層を傷つけることなく、絶縁層から容易に剥離できることが要求されている。したがって、絶縁層と良好に密着し、送電ケーブルの端末加工時には絶縁層から容易に剥離できる外部半導電層が望まれている。
このような外部半導電層を形成する半導電性樹脂組成物のベース樹脂には、絶縁層を形成する樹脂（例えば、エチレンプロピレンゴム等）に対して過度に密着することなく、適度な密着性を有する熱可塑性樹脂が用いられている。例えば、外部半導電層を形成する熱可塑性樹脂として、酢酸ビニルを１０質量％以上４０質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
しかしながら、特許文献１の熱可塑性樹脂は絶縁層を形成する樹脂との密着性が高いので、特許文献１に示す半導電性樹脂組成物で形成される外部半導電層は絶縁層から容易に剥離できないことがある。そのため、特許文献１に示す送電ケーブルでは端末加工しにくいといった問題がある。
そこで、本発明は、絶縁層から容易に剥離できる外部半導電層を形成可能な半導電性樹脂組成物、およびこれを用いた送電ケーブルを提供することを目的とする。
本発明の一態様によれば、
導体と、前記導体の外周を囲うように設けられる絶縁層と、前記絶縁層の外周を囲うように設けられる半導電層と、を備え、前記半導電層は、溶解度パラメータSP値が9.3（cal/cm3）1/2 以上10.1（cal/cm3）1/2以下である熱可塑性樹脂、導電性付与剤および可塑剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記可塑剤を３質量部以上２０質量部以下含有する半導電性樹脂組成物で形成されており、前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムで形成されており、前記熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３．４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体であり、前記可塑剤は、トリメリット酸エステル類、アジピン酸エステル類またはリン酸エステル類の少なくとも１つである、送電ケーブルが提供される。
導体と、前記導体の外周を囲うように設けられる絶縁層と、前記絶縁層の外周を囲うように設けられる半導電層と、を備え、前記半導電層は、溶解度パラメータSP値が9.3（cal/cm3）1/2 以上10.1（cal/cm3）1/2以下である熱可塑性樹脂、導電性付与剤および可塑剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記可塑剤を３質量部以上２０質量部以下含有する半導電性樹脂組成物で形成されており、前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムで形成されており、前記熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３．４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体であり、前記可塑剤は、トリメリット酸エステル類、アジピン酸エステル類またはリン酸エステル類の少なくとも１つである、送電ケーブルが提供される。
本発明によれば、絶縁層から容易に剥離できる外部半導電層を形成可能な半導電性樹脂組成物、およびこれを用いた送電ケーブルが得られる。
［本発明者らが得た知見］
本発明の一実施形態の説明に先立ち、本発明者が得た知見について説明をする。
本発明の一実施形態の説明に先立ち、本発明者が得た知見について説明をする。
上述したように、酢酸ビニル含量が１０質量％以上４０質量％以下であるＥＶＡを含む半導電性樹脂組成物で形成される外部半導電層を、エチレンプロピレンゴムで形成される絶縁層の外周に設ける場合、外部半導電層と絶縁層との密着性が高い傾向にある。そのため、外部半導電層を絶縁層から容易に剥離することが困難である。つまり、絶縁層から外部半導電層を剥離するときの剥離強度が高い。
剥離強度が高い要因としては、上述のＥＶＡと、絶縁層を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が小さいことが考えられる。溶解度パラメータSP値は、Ｆｅｄｏｒｓ法により分子構造から算出され、物質（樹脂）の蒸発エネルギーおよびモル体積から算出される値であり、樹脂の極性の指標となる。一般に、樹脂と樹脂との極性の差（溶解度パラメータSP値の差）が小さいと、２つの樹脂同士の親和性が高くなり、それらの密着性が大きくなることが知られている。
上述のＥＶＡは溶解度パラメータSP値が8.7（cal/cm3）1/2以上9.2（cal/cm3）1/2以下程度であるため、ＥＶＡとエチレンプロピレンゴム（溶解度パラメータSP値8.2（cal/cm3）1/2）との溶解度パラメータＳＰ値の差が0.5（cal/cm3）1/2以上1.0（cal/cm3）1/2以下程度となる。
上述のＥＶＡは溶解度パラメータSP値が8.7（cal/cm3）1/2以上9.2（cal/cm3）1/2以下程度であるため、ＥＶＡとエチレンプロピレンゴム（溶解度パラメータSP値8.2（cal/cm3）1/2）との溶解度パラメータＳＰ値の差が0.5（cal/cm3）1/2以上1.0（cal/cm3）1/2以下程度となる。
溶解度パラメータSP値の差が0.5（cal/cm3）1/2以上1.0（cal/cm3）1/2以下程度では、外部半導電層を容易に剥離できるような剥離強度が得られないことから、本発明者らは、溶解度パラメータSP値より高い熱可塑性樹脂を用いて、外部半導電層を形成して検討を行った。ところが、このような熱可塑性樹脂を用いるだけでは、剥離強度を十分に低減できないことが分かった。
そこで、本発明者らは、外部半導電層の剥離強度をさらに低減する方法について検討を行った。その結果、半導電性樹脂組成物に、溶解度パラメータSP値の高い熱可塑性樹脂を用いると共に、可塑剤を多量に含有させるとよいとの知見を見出した。可塑剤は、樹脂の破断伸びを向上させ、樹脂成形体に可撓性を付与するものである。一般に、可塑剤の含有量は、可塑剤のブリードを抑制する観点から、少量がよいと考えられていた。ブリードとは、樹脂組成物に含有させた可塑剤が、樹脂組成物で形成された樹脂成形体の表面に溶出することであり、樹脂成形体をべたつかせて取り扱い性などを低下させる要因となる。
しかしながら、多量の可塑剤を含有させた半導電性樹脂組成物で外部半導電層を形成すると、外部半導電層と絶縁層との界面に可塑剤をブリードさせることで、外部半導電層と絶縁層との密着を抑制することができる。つまり、ブリードさせた可塑剤を外部半導電層と絶縁層との間に介在させることで、外部半導電層と絶縁層との過度な密着を抑制することができる。これにより、絶縁層から外部半導電層を剥離するときの剥離強度を低減することができる。また、可塑剤を外部半導電層からブリードさせているものの、外部半導電層が外被層などで被覆されるため、可塑剤が送電ケーブルの表面にブリードすることで取り扱い性が低下してしまうおそれがない。本発明は、上述の知見に基づいて成されたものである。
＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について説明する。
以下、本発明の一実施形態について説明する。
（１）半導電性樹脂組成物
本実施形態の半導電性樹脂組成物には、熱可塑性樹脂と導電性付与剤と可塑剤とが含有されている。以下、半導電性樹脂組成物に含有される各成分について説明する。
本実施形態の半導電性樹脂組成物には、熱可塑性樹脂と導電性付与剤と可塑剤とが含有されている。以下、半導電性樹脂組成物に含有される各成分について説明する。
（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂は、半導電性樹脂組成物のベース樹脂である。
本実施形態の熱可塑性樹脂は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である。この熱可塑性樹脂は、溶解度パラメータSP値が大きいため、絶縁層を形成する熱可塑性樹脂との極性の差が大きくなるような樹脂である。例えば、絶縁層がエチレンプロピレンゴム（溶解度パラメータSP値８．２(cal/cm3)1/2）で形成される場合、本実施形態の熱可塑性樹脂とエチレンプロピレンゴムとの溶解度パラメータSP値の差が少なくとも１.１(cal/cm3)1/2となる。熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2未満であると、絶縁層を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が小さくなるため、外部半導電層が絶縁層に過度に密着して形成され、外部半導電層の剥離強度が高くなってしまう。また、外部半導電層と絶縁層との界面に可塑剤をブリードさせにくくなるので、外部半導電層の剥離強度を低減できなくなってしまう。一方、熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が１０.１(cal/cm3)1/2を超えると、絶縁層を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が大きくなりすぎるため、部分放電を抑制できる程度に外部半導電層を絶縁層に密着させることができなくなる。
熱可塑性樹脂は、半導電性樹脂組成物のベース樹脂である。
本実施形態の熱可塑性樹脂は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である。この熱可塑性樹脂は、溶解度パラメータSP値が大きいため、絶縁層を形成する熱可塑性樹脂との極性の差が大きくなるような樹脂である。例えば、絶縁層がエチレンプロピレンゴム（溶解度パラメータSP値８．２(cal/cm3)1/2）で形成される場合、本実施形態の熱可塑性樹脂とエチレンプロピレンゴムとの溶解度パラメータSP値の差が少なくとも１.１(cal/cm3)1/2となる。熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2未満であると、絶縁層を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が小さくなるため、外部半導電層が絶縁層に過度に密着して形成され、外部半導電層の剥離強度が高くなってしまう。また、外部半導電層と絶縁層との界面に可塑剤をブリードさせにくくなるので、外部半導電層の剥離強度を低減できなくなってしまう。一方、熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が１０.１(cal/cm3)1/2を超えると、絶縁層を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が大きくなりすぎるため、部分放電を抑制できる程度に外部半導電層を絶縁層に密着させることができなくなる。
熱可塑性樹脂としては、外部半導電層が燃焼した際に有毒ガスを発生させない観点から、ハロゲンを含まない熱可塑性樹脂を用い、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（溶解度パラメータSP値９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下）を用いる。ＥＶＡは、エチレンユニットと酢酸ビニルユニットからなり、酢酸ビニルユニットの比率（いわゆるＶＡ量）により溶解度パラメータSP値を変更できる。具体的には、ＥＶＡのＶＡ量を４４質量％以上とすることにより、ＥＶＡの溶解度パラメータSP値を９.３(cal/cm3)1/2とすることができる。一方、ＥＶＡのＶＡ量を８３．４質量％以下とすることにより、ＥＶＡの溶解度パラメータSP値を１０．１(cal/cm3)1/2以下とすると共に、ガラス転移温度が高くなることによる耐寒性低下を抑制することができる。
（可塑剤）
可塑剤は、半導電性樹脂組成物の破断伸びを向上させ、外部半導電層に可撓性を付与する。また、可塑剤は、外部半導電層と絶縁層との界面に適度にブリードさせることで、外部半導電層の剥離強度を低減させる。さらに、可塑剤は、加熱した際の半導電性樹脂組成物の粘度を低減し、その押出成形性を向上させる。
可塑剤は、半導電性樹脂組成物の破断伸びを向上させ、外部半導電層に可撓性を付与する。また、可塑剤は、外部半導電層と絶縁層との界面に適度にブリードさせることで、外部半導電層の剥離強度を低減させる。さらに、可塑剤は、加熱した際の半導電性樹脂組成物の粘度を低減し、その押出成形性を向上させる。
可塑剤としては、トリメリット酸エステル類、アジピン酸エステル類、リン酸エステル類を用いる。
これらは１種を用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの可塑剤は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜変更して用いるとよい。これらは、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下の熱可塑性樹脂と適度な相溶性を有しており、半導電性樹脂組成物に多量に含有させた場合に適度にブリードしやすい。さらに、所定の耐熱性を有しており、半導電性樹脂組成物の耐熱性を維持させることができる。
これらは１種を用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらの可塑剤は、熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜変更して用いるとよい。これらは、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下の熱可塑性樹脂と適度な相溶性を有しており、半導電性樹脂組成物に多量に含有させた場合に適度にブリードしやすい。さらに、所定の耐熱性を有しており、半導電性樹脂組成物の耐熱性を維持させることができる。
可塑剤の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して３質量部以上２０質量部以下、好ましくは５質量部以上１５質量部以下、さらに好ましくは１０質量部以上１５質量部以下である。可塑剤の含有量が３質量部未満であると、可塑剤が外部半導電層の表面へブリードしにくくなり、外部半導電層の剥離強度を十分に低減できない。一方、可塑剤の含有量が２０質量部を超えると、外部半導電層の剥離強度が低減しすぎるばかりか、外部半導電層の機械的強度が低下してしまう。
（導電性付与剤）
導電性付与剤は、半導電性樹脂組成物に導電性を付与する。導電性付与剤としては、例えば導電性カーボンを用いることができる。この導電性カーボンは、粒子径が小さい、比表面積が大きい、ストラクチャー（粒子の形）が大きい、表面化合物が少ない、といった特徴を有している。導電性カーボンは、少量の添加により導電性を付与できるため、多量に添加する必要がなく、半導電性樹脂組成物の粘度を過度に向上させるおそれがない。
導電性カーボンとしては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラック等がある。具体的には、東海カーボン株式会社製のシーストＧ１１６（登録商標）、ケッチェンブラックインターナショナル株式会社製のケッチェンブラックＥＣ（登録商標）、電気化学工業株式会社製のアセチレンブラック（登録商標）等が挙げられる。なお、導電性カーボンは１種を用いてもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。
導電性付与剤は、半導電性樹脂組成物に導電性を付与する。導電性付与剤としては、例えば導電性カーボンを用いることができる。この導電性カーボンは、粒子径が小さい、比表面積が大きい、ストラクチャー（粒子の形）が大きい、表面化合物が少ない、といった特徴を有している。導電性カーボンは、少量の添加により導電性を付与できるため、多量に添加する必要がなく、半導電性樹脂組成物の粘度を過度に向上させるおそれがない。
導電性カーボンとしては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラック等がある。具体的には、東海カーボン株式会社製のシーストＧ１１６（登録商標）、ケッチェンブラックインターナショナル株式会社製のケッチェンブラックＥＣ（登録商標）、電気化学工業株式会社製のアセチレンブラック（登録商標）等が挙げられる。なお、導電性カーボンは１種を用いてもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。
導電性付与剤の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、４０質量部以上８０質量部以下である。導電性付与剤の含有量が４０質量部未満となると、導電性付与剤の含有量が少なく、外部半導電層に要求される導電性（例えば、体積抵抗率で１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下）を満たすことが困難となる。一方、８０質量部を超えると、半導電性樹脂組成物の粘度が過度に高くなるため、押出成形性が低下することになる。
（粘度調整剤）
半導電性樹脂組成物には、さらに粘度調整剤が含有されることが好ましい。粘度調整剤は、熱可塑性樹脂を低粘度化させることで導電性付与剤の熱可塑性樹脂への分散を促進させる。また、半導電性樹脂組成物を製造するときや押し出すときの加熱の際、半導電性樹脂組成物の粘度を低減させて押出成形性を向上させる。さらに、その含有量によっては、可塑剤と同様に外部半導電層の表面にブリードするものと考えられ、外部半導電層の剥離強度をさらに低減させることができる。
半導電性樹脂組成物には、さらに粘度調整剤が含有されることが好ましい。粘度調整剤は、熱可塑性樹脂を低粘度化させることで導電性付与剤の熱可塑性樹脂への分散を促進させる。また、半導電性樹脂組成物を製造するときや押し出すときの加熱の際、半導電性樹脂組成物の粘度を低減させて押出成形性を向上させる。さらに、その含有量によっては、可塑剤と同様に外部半導電層の表面にブリードするものと考えられ、外部半導電層の剥離強度をさらに低減させることができる。
粘度調整剤の含有量は、半導電性樹脂組成物の押出成形性を向上させると共に、外部半導電層の剥離強度を低減させる観点からは、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、可塑剤と粘度調整剤との合計で、好ましくは１０質量部以上３０質量部以上、より好ましくは１５質量部以上２５質量部以下である。合計の含有量が１０質量部未満であると、粘度調整剤の含有量が少なくなるため、外部半導電層の剥離強度を十分に低減できないばかりか、半導電性樹脂組成物の粘度を低減して押出成形性を向上できないおそれがある。一方、３０質量部を超えると、粘度調整剤の含有量が多すぎるため、外部半導電層の機械的強度が低下するおそれがある。
したがって、粘度調整剤を上記範囲内で含有させることで、外部半導電層の剥離強度をさらに低減させることができる。さらに、半導電性樹脂組成物の１３０℃でのムーニー粘度を５０以下に低減し、その押出成形性を向上させることができる。つまり、半導電性樹脂組成物を押し出す際の押出負荷を抑制することができる。
したがって、粘度調整剤を上記範囲内で含有させることで、外部半導電層の剥離強度をさらに低減させることができる。さらに、半導電性樹脂組成物の１３０℃でのムーニー粘度を５０以下に低減し、その押出成形性を向上させることができる。つまり、半導電性樹脂組成物を押し出す際の押出負荷を抑制することができる。
粘度調整剤としては、例えば半導電性樹脂組成物の成形温度（８０℃以上１１０℃以下）付近に融点を有し、１００℃での粘度が好ましくは２０ｍｍ2／ｓｅｃ以下、より好ましくは５ｍｍ2／ｓｅｃ以上１５ｍｍ2／ｓｅｃ以下であるものを用いることができる。
粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃを超えると、半導電性樹脂組成物の粘度を十分に低減できず、押出成形性を向上できないおそれがある。この結果、半導電性樹脂組成物を均一な被覆厚で押し出して均一な厚さの外部半導電層を形成することが困難となる。なお、粘度調整剤の粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３に準拠して測定されたものである。
粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃを超えると、半導電性樹脂組成物の粘度を十分に低減できず、押出成形性を向上できないおそれがある。この結果、半導電性樹脂組成物を均一な被覆厚で押し出して均一な厚さの外部半導電層を形成することが困難となる。なお、粘度調整剤の粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３に準拠して測定されたものである。
粘度調整剤としては、例えば、分岐状炭化水素、飽和環状炭化水素または直鎖状炭化水素を用いることができる。これらの中から１種を用いてもよく、２種以上を併用してもよい。具体的には、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスなどを用いることができる。パラフィンワックスは、炭素数１８以上３０以下の直鎖状炭化水素であり、融点が４０℃以上７０℃以下程度のものである。
マイクロクリスタリンワックスは、炭素数３６以上７０以下程度の分岐状炭化水素または飽和環状炭化水素であり、融点が６０℃以上９０℃以下程度のものである。
マイクロクリスタリンワックスは、炭素数３６以上７０以下程度の分岐状炭化水素または飽和環状炭化水素であり、融点が６０℃以上９０℃以下程度のものである。
（その他の添加剤）
本実施形態の半導電性樹脂組成物には、必要に応じて架橋剤、架橋助剤、老化防止剤、滑剤、操作油、耐オゾン防止剤、紫外線防止剤、難燃剤、充填剤、帯電防止剤、粘着防止剤などのその他の添加剤が含有されていてもよい。
外部半導電層の耐変形性を向上させる観点からは、架橋剤が含有されていることが好ましい。耐変形性を向上させることにより、外部半導電層を剥離する際の破壊を抑制することができる。架橋剤としては、例えば、α，α'−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼン（日本油脂株式会社製のパーブチルＰ）ジクミルパーオキシド（日本油脂株式会社製のパークミルＤ）などの有機過酸化物を用いることができる。
本実施形態の半導電性樹脂組成物には、必要に応じて架橋剤、架橋助剤、老化防止剤、滑剤、操作油、耐オゾン防止剤、紫外線防止剤、難燃剤、充填剤、帯電防止剤、粘着防止剤などのその他の添加剤が含有されていてもよい。
外部半導電層の耐変形性を向上させる観点からは、架橋剤が含有されていることが好ましい。耐変形性を向上させることにより、外部半導電層を剥離する際の破壊を抑制することができる。架橋剤としては、例えば、α，α'−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼン（日本油脂株式会社製のパーブチルＰ）ジクミルパーオキシド（日本油脂株式会社製のパークミルＤ）などの有機過酸化物を用いることができる。
（２）半導電性樹脂組成物の製造方法
本実施形態の半導電性樹脂組成物は、上述の熱可塑性樹脂、導電性付与剤、可塑剤、必要に応じて粘度調整剤やその他添加剤を混合し、加熱しながら混練することにより成形される。各成分の添加順序は、特に限定されない。
なお、混練は、ミキシングロール、バンバリミキサ、ブラベンダープラストグラフ、加圧型ニーダーなどのバッチ式混練機や単軸または２軸押出機を用いて、同時的あるいは逐次的に行うことができる。混練の際の加熱温度は、熱可塑性樹脂の融点以上（例えば８０℃以上１１０℃以下）とする。
本実施形態の半導電性樹脂組成物は、上述の熱可塑性樹脂、導電性付与剤、可塑剤、必要に応じて粘度調整剤やその他添加剤を混合し、加熱しながら混練することにより成形される。各成分の添加順序は、特に限定されない。
なお、混練は、ミキシングロール、バンバリミキサ、ブラベンダープラストグラフ、加圧型ニーダーなどのバッチ式混練機や単軸または２軸押出機を用いて、同時的あるいは逐次的に行うことができる。混練の際の加熱温度は、熱可塑性樹脂の融点以上（例えば８０℃以上１１０℃以下）とする。
（３）送電ケーブルの構成
次に、本発明の一実施形態に係る送電ケーブルについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る送電ケーブルの断面図である。
次に、本発明の一実施形態に係る送電ケーブルについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る送電ケーブルの断面図である。
本実施形態の送電ケーブル１は、導体１０の外周上に、内部半導電層１１、絶縁層１２、外部半導電層１３、遮蔽層１４（以下、シールド層１４ともいう）および外被層１５（以下、シース１５ともいう）を備えている。
以下、送電ケーブル１の各構成について説明する。なお、外部半導電層１３以外については、従来公知の構成とすることができる。
（導体）
導体１０としては、例えば、複数の金属線を撚り合わせた撚り線を用いることができる。撚り線を構成する金属線としては、低酸素銅や無酸素銅等からなる銅線、銅合金線、銀等からなる他の金属線等を用いることができる。導体１０の導体径は特に限定されず、用途に応じて最適な数値が適宜選択される。なお、図１では、６本の金属線からなる撚り線の場合を図示するが、金属線の本数はこれに限定されず、１本の単線、または２本以上の撚り線とすることができる。
導体１０としては、例えば、複数の金属線を撚り合わせた撚り線を用いることができる。撚り線を構成する金属線としては、低酸素銅や無酸素銅等からなる銅線、銅合金線、銀等からなる他の金属線等を用いることができる。導体１０の導体径は特に限定されず、用途に応じて最適な数値が適宜選択される。なお、図１では、６本の金属線からなる撚り線の場合を図示するが、金属線の本数はこれに限定されず、１本の単線、または２本以上の撚り線とすることができる。
（内部半導電層）
内部半導電層１１は、導体１０の外周を被覆するように設けられている。内部半導電層１１の厚さは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
内部半導電層１１は、導体１０の外周を被覆するように設けられている。内部半導電層１１の厚さは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
内部半導電層１１は、熱可塑性樹脂および導電性付与剤を含有する半導電性樹脂組成物で形成されている。内部半導電層１１を形成する熱可塑性樹脂としては、絶縁層１２との良好な密着性を得る観点から、絶縁層１２の熱可塑性樹脂と同系統のものが用いられる。例えば、絶縁層１２にエチレンプロピレンゴムやポリエチレンが用いられる場合、エチレンプロピレンゴムやブチルゴムなどが用いられる。なお、内部半導電層１１には、架橋剤、架橋助剤、老化防止剤などのその他の添加剤が含有されていてもよい。また、内部半導電層１１は、半導電性樹脂組成物を押し出して成形する以外に、例えばスフ製の基布に導電性ブチルゴムを塗布した半導電性布テープを巻き付けることにより形成することもできる。
（絶縁層）
絶縁層１２は、内部半導電層１１の外周を被覆するように設けられている。絶縁層１２の厚さは、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。
絶縁層１２は、内部半導電層１１の外周を被覆するように設けられている。絶縁層１２の厚さは、例えば３ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。
絶縁層１２は、熱可塑性樹脂を含有する絶縁性樹脂組成物で形成されている。絶縁層１２を形成する熱可塑性樹脂としては、外部半導電層１３に用いる熱可塑性樹脂との溶解度パラメータSP値の差が少なくとも１．１(cal/cm3)1/2となるような樹脂を選択する。例えば、エチレンプロピレンゴムやポリエチレンなどを用いることができる。これらの中でもエチレンプロピレンゴムが好ましい。絶縁層１２は、内部半導電層１１の熱可塑性樹脂と同程度の極性を有するものから形成されているため、内部半導電層１１と良好に密着する。なお、絶縁層１２には、架橋剤、架橋助剤、老化防止剤などのその他の添加剤が含有されていてもよい。
（外部半導電層）
外部半導電層１３は、絶縁層１２の外周を被覆するように設けられている。外部半導電層１３の厚さは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
外部半導電層１３は、絶縁層１２の外周を被覆するように設けられている。外部半導電層１３の厚さは、例えば０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
外部半導電層１３は、絶縁層１２を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が大きくなるような熱可塑性樹脂を含有する半導電性樹脂組成物で形成されている。そのため、外部半導電層１３は、絶縁層１２と過度に密着することなく絶縁層１２の外周に設けられている。また、外部半導電層１３は多量の可塑剤を含有しており、外部半導電層１３と絶縁層１２との界面２０には、外部半導電層１３に含有されていた可塑剤がブリードしている。ブリードした可塑剤が界面２０の全体または一部に存在するため、外部半導電層１３は、可塑剤が絶縁層１２との界面に介在した状態で絶縁層１２の外周に設けられている。これにより、外部半導電層１３は、絶縁層１２と過度に密着することなく、絶縁層１２から剥離するときの剥離強度が低くなるように構成されている。なお、可塑剤が界面２０にブリードすることは、外部半導電層１３が絶縁層１２と過度に密着しにくい熱可塑性樹脂で形成されて界面２０での密着性が小さいために促進されるものと考えられる。
外部半導電層１３の剥離強度は、絶縁層１２がエチレンプロピレンゴムで形成される場合、好ましくは５Ｎ／１２．７ｍｍ以上３０Ｎ／１２．７ｍｍ以下、より好ましくは１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上２５Ｎ／１２．７ｍｍ以下である。剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍ未満となると、外部半導電層１３が振動や加工時の曲げなどの外部応力で剥離するおそれがある。一方、剥離強度が３０Ｎ／１２．７ｍｍを超えると、外部半導電層１３の密着が強すぎるため、外部半導電層１３を剥離する際に外部半導電層１３自体が破壊されたり、絶縁層１２が破壊されたりするおそれがある。なお、剥離強度は、後述する実施例において具体的に説明する。
外部半導電層１３は、導電性付与剤が良好に分散している半導電性樹脂組成物で形成されている。このため、その体積抵抗率は１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下となる。
外部半導電層１３は、可塑剤により所望の破断伸びを有するため、剥離する際に破断しにくい。外部半導電層１３の剥離強度が大きい場合、剥離する際に外部半導電層１３自体が破壊し、剥離性が低下することもあるが、本実施形態では、所望の破断伸びが付与されているため、剥離性の低下が抑制される。
なお、可塑剤は、外部半導電層１３の内側および外側の表面にブリードするものの、外部半導電層１３が後述するシールド層１４およびシース１５で被覆されているので、送電ケーブル１の表面まではブリードしにくくなっている。そのため、可塑剤のブリードにより送電ケーブル１の取り扱い性が低下することを抑制することができる。
（シールド層）
シールド層１４は、外部半導電層１３の外周に設けられ、電流が導体１０を流れる際に発生するノイズを遮蔽するものである。シールド層１４は、可撓性を得るため、例えば軟銅線などの素線を複数編み込むことにより形成される。
シールド層１４は、外部半導電層１３の外周に設けられ、電流が導体１０を流れる際に発生するノイズを遮蔽するものである。シールド層１４は、可撓性を得るため、例えば軟銅線などの素線を複数編み込むことにより形成される。
（シース）
シース１５は、シールド層１４の外周に設けられ、導体１０や絶縁層１２などを被覆保護するものである。シース１５は、従来公知の樹脂組成物から形成され、例えば塩化ビニル樹脂から構成される。
シース１５は、シールド層１４の外周に設けられ、導体１０や絶縁層１２などを被覆保護するものである。シース１５は、従来公知の樹脂組成物から形成され、例えば塩化ビニル樹脂から構成される。
（４）送電ケーブルの製造方法
送電ケーブル１は、例えば以下のように製造することができる。まず、導体１０を準備して、導体１０の外周上に内部半導電層１１用の半導電性樹脂組成物を押し出して内部半導電層１１を形成する。そして、内部半導電層１１を架橋させる。例えば有機過酸化物を用いて架橋させる場合、内部半導電層１１を高温（１４０℃以上１９０℃以下）で高圧（１．３ＭＰａ）の水蒸気内に１５分間、曝すことにより行う。続いて、内部半導電層１１の外周に絶縁層１２用の樹脂組成物を押し出して絶縁層１２を形成し、絶縁層１２を架橋させる。続いて、絶縁層１２の外周に外部半導電層１３用の半導電性樹脂組成物を押し出して外部半導電層１３を形成し、外部半導電層１３を架橋させる。その後、外部半導電層１３の外周にシールド層１４およびシース１５を設けることで本実施形態の送電ケーブル１を得る。
送電ケーブル１は、例えば以下のように製造することができる。まず、導体１０を準備して、導体１０の外周上に内部半導電層１１用の半導電性樹脂組成物を押し出して内部半導電層１１を形成する。そして、内部半導電層１１を架橋させる。例えば有機過酸化物を用いて架橋させる場合、内部半導電層１１を高温（１４０℃以上１９０℃以下）で高圧（１．３ＭＰａ）の水蒸気内に１５分間、曝すことにより行う。続いて、内部半導電層１１の外周に絶縁層１２用の樹脂組成物を押し出して絶縁層１２を形成し、絶縁層１２を架橋させる。続いて、絶縁層１２の外周に外部半導電層１３用の半導電性樹脂組成物を押し出して外部半導電層１３を形成し、外部半導電層１３を架橋させる。その後、外部半導電層１３の外周にシールド層１４およびシース１５を設けることで本実施形態の送電ケーブル１を得る。
上述したように、内部半導電層１１、絶縁層１２および外部半導電層１３は、順次押出被覆して形成してもよいが、３層を同時に押し出して形成してもよい。
＜本発明の実施形態に係る効果＞
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
（ａ）本実施形態によれば、半導電性樹脂組成物は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下の熱可塑性樹脂と、熱可塑性樹脂１００質量部に対して３質量部以上２０質量部以下の可塑剤とを含有している。半導電性樹脂組成物によれば、絶縁層１２を形成する樹脂との溶解度パラメータＳＰ値の差が大きくなるような溶解度パラメータＳＰ値を有する熱可塑性樹脂を含有しているので、外部半導電層１３を絶縁層１２と過度に密着させることなく形成することができる。また、半導電性樹脂組成物によれば、ブリードが生じるような多量の可塑剤を含有しているので、外部半導電層１３を形成したときに絶縁層１２との界面２０に可塑剤をブリードさせて、外部半導電層１３と絶縁層１２との過度な密着を抑制することができる。したがって、本実施形態の半導電性樹脂組成物によれば、絶縁層１２から剥離するときの剥離強度が低減されており、端末加工時に容易に剥離することができる外部半導電層１３を形成することができる。
（ｂ）本実施形態によれば、半導電性樹脂組成物は、さらに粘度調整剤を含有し、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、粘度調整剤および可塑剤を合計で１０質量部以上３０質量部以下含有することが好ましい。粘度調整剤は、半導電性樹脂組成物を調製するときや押し出すときの加熱の際に、半導電性樹脂組成物の粘度を低減して押出成形性を向上させることができる。例えば、半導電性樹脂組成物の１３０℃でのムーニー粘度を５０以下にすることができる。これにより、被覆厚の均一な外部半導電層１３を形成することができる。また、粘度調整剤は、可塑剤と同様に外部半導電層１３と絶縁層１２との界面２０にブリードすることで、外部半導電層１３の剥離強度をさらに低減させることができる。
（ｃ）本実施形態によれば、粘度調整剤は、分岐状炭化水素、飽和環状炭化水素または直鎖状炭化水素の少なくとも１つであり、温度１００℃における粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃ以下であることが好ましい。このような粘度調整剤によれば、半導電性樹脂組成物の粘度をより低減し、押出成形性をさらに向上させることができる。
（ｄ）本実施形態によれば、可塑剤は、トリメリット酸エステル類、アジピン酸エステル類またはリン酸エステル類の少なくとも１つあることが好ましい。これらの可塑剤は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である熱可塑性樹脂と適度な相溶性を有しており、多量に含有させた場合に適度にブリードしやすい。さらに、これらの可塑剤は、耐熱性を有しており、半導電性樹脂組成物の耐熱性を維持させることができる。
（ｅ）本実施形態によれば、熱可塑性樹脂は、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンメチルアクリレート共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体およびニトリルゴムから選ばれる１種または２種以上であることが好ましく、酢酸ビニル量が４４．０質量％以上８３．４質量％以下となるエチレン酢酸ビニル共重合体であることがより好ましい。このような熱可塑性樹脂によれば、絶縁層１２を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差を大きくできるため、外部半導電層１３を絶縁層１２から剥離するときの剥離強度をより低減させることができる。
（ｆ）本実施形態によれば、送電ケーブル１は、絶縁層１２から剥離するときの剥離強度が低減された外部半導電層１３を備えている。そのため、送電ケーブル１は、外部半導電層１３を絶縁層１２から容易に剥離しやすく、端末加工性に優れている。具体的には、絶縁層１２がエチレンプロピレンから形成される場合、外部半導電層１３を絶縁層１２から幅１２．７ｍｍで剥離するときの剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍ以上３０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となる。また、外部半導電層１３は、導電性付与剤の分散性に優れているため、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下となる。
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
（１）内部半導電層用の半導電性樹脂組成物の調製
まず、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調製した。具体的には、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して、導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下と、有機過酸化物や酸化防止剤などの添加剤とを加え、バンバリミキサで混練することで、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調整した。
まず、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調製した。具体的には、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して、導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下と、有機過酸化物や酸化防止剤などの添加剤とを加え、バンバリミキサで混練することで、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調整した。
（２）絶縁層用の樹脂組成物の調製
続いて、絶縁層用の絶縁性樹脂組成物を調製した。具体的には、溶解度パラメータSP値が８．２(cal/cm3)1/2であるエチレンプロピレンゴム１００質量部に対して、クレーを３０質量部以上７０質量部以下と、有機過酸化物や酸化防止剤などの添加剤とを加え、バンバリミキサで混練することで、絶縁層用の樹脂組成物を調整した。
続いて、絶縁層用の絶縁性樹脂組成物を調製した。具体的には、溶解度パラメータSP値が８．２(cal/cm3)1/2であるエチレンプロピレンゴム１００質量部に対して、クレーを３０質量部以上７０質量部以下と、有機過酸化物や酸化防止剤などの添加剤とを加え、バンバリミキサで混練することで、絶縁層用の樹脂組成物を調整した。
（３）外部半導電層用の半導電性樹脂組成物の調製
続いて、外部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調製した。実施例および比較例において用いた材料は次の通りである。
続いて、外部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調製した。実施例および比較例において用いた材料は次の通りである。
（Ａ）熱可塑性樹脂として、酢酸ビニル含量（ＶＡ量）が異なり、溶解度パラメータＳＰ値が異なるエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を用いた。
・（ａ１）ＶＡ量８０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値１０．１(cal/cm3)1/2）：「レバプレン８００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ２）ＶＡ量７０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．８(cal/cm3)1/2）：「レバプレン７００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ３）ＶＡ量６０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．６(cal/cm3)1/2）：「レバプレン６００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ４）ＶＡ量５０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．４(cal/cm3)1/2）：「レバプレン５００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ５）ＶＡ量４６質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．３(cal/cm3)1/2）：「ＥＶ４５ＬＸ」（三井・デュポンポリケミカル株式会社製）
・（ａ６）ＶＡ量３３質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．１(cal/cm3)1/2）：「ＥＶ１５０」（三井・デュポンポリケミカル株式会社製）
・（ａ１）ＶＡ量８０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値１０．１(cal/cm3)1/2）：「レバプレン８００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ２）ＶＡ量７０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．８(cal/cm3)1/2）：「レバプレン７００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ３）ＶＡ量６０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．６(cal/cm3)1/2）：「レバプレン６００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ４）ＶＡ量５０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．４(cal/cm3)1/2）：「レバプレン５００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ５）ＶＡ量４６質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．３(cal/cm3)1/2）：「ＥＶ４５ＬＸ」（三井・デュポンポリケミカル株式会社製）
・（ａ６）ＶＡ量３３質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータＳＰ値９．１(cal/cm3)1/2）：「ＥＶ１５０」（三井・デュポンポリケミカル株式会社製）
（Ｂ）可塑剤として次のものを用いた。
・（ｂ１）トリメリット酸トリオクチル（ＴＯＴＭ）：「トリメックスＴ−０８」（花王株式会社製）
・（ｂ２）アジピン酸ジイソデシル（ＤＩＤＡ）（田岡化学工業社製）
・（ｂ３）リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）（大八化学工業社製）
・（ｂ１）トリメリット酸トリオクチル（ＴＯＴＭ）：「トリメックスＴ−０８」（花王株式会社製）
・（ｂ２）アジピン酸ジイソデシル（ＤＩＤＡ）（田岡化学工業社製）
・（ｂ３）リン酸トリクレシル（ＴＣＰ）（大八化学工業社製）
（Ｃ）導電性付与剤として次のものを用いた。
・（ｃ１）カーボンブラック（平均粒径３８ｎｍ）：「デンカブラック」（デンカ株式会社製）
・（ｃ２）カーボンブラック（平均粒径３８ｎｍ）：「シーストＧ１１６」（東海カーボン株式会社製）
・（ｃ１）カーボンブラック（平均粒径３８ｎｍ）：「デンカブラック」（デンカ株式会社製）
・（ｃ２）カーボンブラック（平均粒径３８ｎｍ）：「シーストＧ１１６」（東海カーボン株式会社製）
（Ｄ）粘度調整剤として次のものを用いた。
・パラフィンワックス（融点５８℃、粘度３．９ｍｍ2／ｓｅｃ（１００℃））：「パラフィンワックス１３５」（ＪＸ日航日石株式会社製）
・パラフィンワックス（融点５８℃、粘度３．９ｍｍ2／ｓｅｃ（１００℃））：「パラフィンワックス１３５」（ＪＸ日航日石株式会社製）
架橋剤として次のものを用いた。
・有機過酸化物：「パーブチルＰ」（日油株式会社製）
・有機過酸化物：「パーブチルＰ」（日油株式会社製）
上記材料を用いて、実施例１〜１４の半導電性樹脂組成物を調製した。
調製条件を以下の表１に示す。
調製条件を以下の表１に示す。
実施例１では、表１に示すように、（Ａ）熱可塑性樹脂としての（ａ１）ＶＡ量８０質量％のＥＶＡ１００質量部に対して、（Ｂ）可塑剤としての（ｂ１）ＴＯＴＭを１０質量部と、導電性付与剤としての（ｃ１）カーボンブラックを６０質量部と、架橋剤としての有機過酸化物を２質量部とを添加し、バンバリミキサで混練することによって、実施例１の半導電性樹脂組成物を調製した。実施例２〜１４では、表1に示すように調製条件を適宜変更した以外は、実施例１と同様に半導電性樹脂組成物を調製した。
また、上記材料を用いて、比較例１〜１３性樹脂組成物を調製した。調製条件を以下の表２に示す。比較例１〜１３は、表２に示すように調製条件を適宜変更した以外は、実施例１と同様に半導電性樹脂組成物を調製した。
（４）評価用送電ケーブルの製造
本実施例では、送電ケーブルを模擬した評価用送電ケーブルを製造した。
上記で調製した内部半導電層用の半導電性樹脂組成物、絶縁層用の樹脂組成物および外部半導電層用の半導電性樹脂組成物の各成分をそれぞれ押出機に供給した。これらの各成分について、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を８５℃、絶縁層用の樹脂組成物を６０℃、外部半導電層用の半導電性樹脂組成物を８０℃でそれぞれ加熱し混練した後、導体としての銅線（断面積９５ｍｍ2）の外周に、内部半導電層の厚さが１ｍｍ、絶縁層の厚さが９ｍｍ、外部半導電層の厚さが１ｍｍとなるように３層同時押出した。続いて、押し出した各成分を架橋することにより、導体の外周に内部半導電層、絶縁層および外部半導電層をこの順に積層させた評価用送電ケーブルを製造した。
本実施例では、送電ケーブルを模擬した評価用送電ケーブルを製造した。
上記で調製した内部半導電層用の半導電性樹脂組成物、絶縁層用の樹脂組成物および外部半導電層用の半導電性樹脂組成物の各成分をそれぞれ押出機に供給した。これらの各成分について、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を８５℃、絶縁層用の樹脂組成物を６０℃、外部半導電層用の半導電性樹脂組成物を８０℃でそれぞれ加熱し混練した後、導体としての銅線（断面積９５ｍｍ2）の外周に、内部半導電層の厚さが１ｍｍ、絶縁層の厚さが９ｍｍ、外部半導電層の厚さが１ｍｍとなるように３層同時押出した。続いて、押し出した各成分を架橋することにより、導体の外周に内部半導電層、絶縁層および外部半導電層をこの順に積層させた評価用送電ケーブルを製造した。
（５）評価方法
評価用送電ケーブルについて、外部半導電層の密着性および電気特性を評価した。
評価用送電ケーブルについて、外部半導電層の密着性および電気特性を評価した。
（外部半導電層の密着性）
外部半導電層の密着性については、絶縁層から外部半導電層を剥離するときの剥離強度により評価した。具体的には、評価用送電ケーブルをカッターで縦割りし、幅１２．７ｍｍ、長さ約１５ｃｍ程度の試験片を３つ作製した。この各試験片に対して、ショッパー型引張試験機により剥離試験を実施し、５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で銅線から外部半導電層を剥離するときの剥離強度を測定した。
なお、本実施例では、測定した剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍ以上３０Ｎ／１２．７ｍｍ以下であれば、外部半導電層を容易に剥離できることを示す。
また、剥離したときの外部半導電層の剥離状態を観察した。外部半導電層について、絶縁層に適度に密着すると共に良好に剥離する場合を「Ａ」、密着性が大きすぎて絶縁層が破壊する場合を「Ｂ」、密着性が大きすぎて外部半導電層が破壊する場合を「Ｃ」、密着性が小さすぎる場合を「Ｄ」とした。
外部半導電層の密着性については、絶縁層から外部半導電層を剥離するときの剥離強度により評価した。具体的には、評価用送電ケーブルをカッターで縦割りし、幅１２．７ｍｍ、長さ約１５ｃｍ程度の試験片を３つ作製した。この各試験片に対して、ショッパー型引張試験機により剥離試験を実施し、５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で銅線から外部半導電層を剥離するときの剥離強度を測定した。
なお、本実施例では、測定した剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍ以上３０Ｎ／１２．７ｍｍ以下であれば、外部半導電層を容易に剥離できることを示す。
また、剥離したときの外部半導電層の剥離状態を観察した。外部半導電層について、絶縁層に適度に密着すると共に良好に剥離する場合を「Ａ」、密着性が大きすぎて絶縁層が破壊する場合を「Ｂ」、密着性が大きすぎて外部半導電層が破壊する場合を「Ｃ」、密着性が小さすぎる場合を「Ｄ」とした。
（外部半導電層の電気特性）
外部半導電層の電気特性については、外部半導電層の体積抵抗率により評価した。具体的には長さ８０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片を作製し、ＪＩＳＫ７１９４に従い、９点測定で２３±２℃の室内で評価した。
外部半導電層においては、部分放電を抑制する観点から、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下であるとよい。
外部半導電層の電気特性については、外部半導電層の体積抵抗率により評価した。具体的には長さ８０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片を作製し、ＪＩＳＫ７１９４に従い、９点測定で２３±２℃の室内で評価した。
外部半導電層においては、部分放電を抑制する観点から、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下であるとよい。
（６）評価結果
表１に示すように、実施例１では、外部半導電層の剥離強度が１５Ｎ／１２．７ｍｍであるため、絶縁層から外部半導電層を容易に剥離することができ、また剥離したときの剥離状態がＡ（良好）であることが確認された。また、外部半導電層中に導電性付与剤を良好に分散できているので、外部半導電層の体積抵抗率が７×１０3Ω・ｃｍであることが確認された。また、半導電性樹脂組成物の粘度（１３０℃でのムーニー粘度）が５０以下であり、半導電性樹脂組成物の押出成形性が良好であることから、外部半導電層の被覆厚を均一できることが確認された。
表１に示すように、実施例１では、外部半導電層の剥離強度が１５Ｎ／１２．７ｍｍであるため、絶縁層から外部半導電層を容易に剥離することができ、また剥離したときの剥離状態がＡ（良好）であることが確認された。また、外部半導電層中に導電性付与剤を良好に分散できているので、外部半導電層の体積抵抗率が７×１０3Ω・ｃｍであることが確認された。また、半導電性樹脂組成物の粘度（１３０℃でのムーニー粘度）が５０以下であり、半導電性樹脂組成物の押出成形性が良好であることから、外部半導電層の被覆厚を均一できることが確認された。
実施例２，３，４，５は、実施例１における（Ａ）熱可塑性樹脂の種類を変更した例である。
実施例２では（ａ２）ＶＡ量７０質量％のＥＶＡを、実施例３では（ａ３）ＶＡ量６０質量％のＥＶＡを、実施例４（a４）実施例５（a５）は各々ＶＡ量５０，４６質量％のＥＶＡを用いた。
実施例１と同様に、剥離強度、剥離状態、体積抵抗率が良好であり、外部半導電層の被覆厚が均一であることが確認された。
実施例２では（ａ２）ＶＡ量７０質量％のＥＶＡを、実施例３では（ａ３）ＶＡ量６０質量％のＥＶＡを、実施例４（a４）実施例５（a５）は各々ＶＡ量５０，４６質量％のＥＶＡを用いた。
実施例１と同様に、剥離強度、剥離状態、体積抵抗率が良好であり、外部半導電層の被覆厚が均一であることが確認された。
実施例６，７は、実施例３における（ｃ１）カーボンブラックの含有量を４５質量部、７５質量部に変更した例である。実施例６，７によれば、（ｃ１）カーボンブラックの含有量を変更して体積抵抗率を調整しても、実施例１と同様に剥離強度を低減できることが確認された。
実施例８，９は、実施例３における（ｂ１）ＴＯＴＭを、（ｂ２）ＤＩＤＡ又は（ｂ３）ＴＣＰに変更した例である。実施例８，９によれば、（ｂ１）ＴＯＴＭを用いた実施例３と同様に良好な結果が得られることが確認された。
実施例１０は、実施例３の（ｃ１）カーボンブラックを（ｃ２）カーボンブラックに変更した例である。実施例１０によれば、（Ｃ）導電性付与剤の種類によらず、良好な結果が得られることが確認された。
実施例１１〜１４は、（Ｄ）粘度調整剤としてのパラフィンワックスをさらに添加し、その含有量を１質量部、１０質量部とした例である。実施例１３〜１４においては、TOTMの含有量を10質量部から１５質量部に変更した例である。実施例１１〜１４によれば、パラフィンワックス添加、TOTM増量により剥離強度をより低減できることが確認された。
表２に示すように、比較例１〜３は、実施例３おける（Ｂ）可塑剤の含有量を１質量部とし、（Ｂ）可塑剤の種類を（ｂ１）ＴＯＴＭ、（ｂ２）ＤＩＤＡ又は（ｂ３）ＴＣＰに適宜変更した例である。比較例１では、（Ｂ）可塑剤の含有量を少なくしすぎたため、外部半導電層の剥離強度が５０Ｎ／１２．７ｍｍと高く、外部半導電層を良好に剥離できないことが確認された。また、外部半導電層を剥離したとき、絶縁層が破壊されて剥離状態が不良（剥離状態Ｂ）であることが確認された。これは、外部半導電層と絶縁層との界面に（Ｂ）可塑剤を十分にブリードさせることができないためと考えられる。比較例１と同様に、比較例２，３では剥離強度が高くなることが確認された。
比較例４〜６は、実施例３における（Ｂ）可塑剤の含有量を２５質量部とし、（Ｂ）可塑剤の種類を（ｂ１）ＴＯＴＭ、（ｂ２）ＤＩＤＡ又は（ｂ３）ＴＣＰに適宜変更した例である。比較例４〜６では、（Ｂ）可塑剤の含有量を多くしすぎたため、外部半導電層の剥離強度が４Ｎ／１２．７ｍｍと低くなってしまい、部分放電を抑制できる程度に外部半導電層を絶縁層に密着できない（剥離状態Ｄ）ことが確認された。
比較例７〜１０は、（Ｃ）導電性付与剤の含有量を３０質量部または９０質量部とした例である。比較例７，８では、（Ｃ）導電性付与剤の含有量を３０質量部と少なくしたため、体積抵抗率が１０5Ω・ｃｍよりも大きくなってしまうことが確認された。一方、比較例９，１０では、（Ｃ）導電性付与剤の含有量を９０質量部と多くしたため、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ未満となることが確認された。つまり、比較例７〜１０では、外部半導電層に要求される電気特性を満足しないことが分かる。
比較例１１は、実施例３の（Ａ）熱可塑性樹脂の種類を変更した例である。比較例１１では、（ａ４）ＶＡ量３３質量％のＥＶＡを用いたため、外部半導電層の剥離強度が５５Ｎ／１２．７ｍｍと高く、外部半導電層を容易に剥離できないことが確認された。これは、絶縁層を形成するエチレンプロピレンゴムと、外部半導電層を形成する熱可塑性樹脂との溶解度パラメータの差が０．４と小さくなったためと考えられる。
比較例１２では、（Ｂ）可塑剤の含有量を３質量部として、（Ｂ）可塑剤と（Ｄ）粘度調整剤との合計の添加量を１０質量部未満とした例である。比較例１２では、界面に（Ｂ）可塑剤および（Ｄ）粘度調整剤を十分にブリードさせることができないため、外部半導電層の剥離強度が４０Ｎ／１２．７ｍｍと高く、外部半導電層を良好に剥離できないことが確認された。また、外部半導電層を剥離したとき、絶縁層が破壊されて剥離状態が不良（剥離状態Ｂ）であることが確認された。
比較例１３では、（Ｂ）可塑剤の含有量を３０質量部として、（Ｂ）可塑剤と（Ｄ）粘度調整剤との合計の添加量を３０質量部より多くした例である。比較例１３では、界面に（Ｂ）可塑剤および（Ｄ）粘度調整剤が過度にブリードしたためか、外部半導電層の剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍよりも低くなってしまい、部分放電を抑制できる程度に外部半導電層を絶縁層に密着できない（剥離状態Ｄ）ことが確認された。
以上により、本発明の半導電性樹脂組成物によれば、溶解度パラメータＳＰ値の高い熱可塑性樹脂と可塑剤や粘度調整剤を含有させることにより、絶縁層から容易に剥離できる外部半導電層を形成できる。
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
［付記１］
本発明の一態様によれば、
熱可塑性樹脂と導電性付与剤と可塑剤とを含有し、
前記熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下であり、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下と、前記可塑剤を３質量部以上２０質量部以下と、を含有する、半導電性樹脂組成物が提供される。
本発明の一態様によれば、
熱可塑性樹脂と導電性付与剤と可塑剤とを含有し、
前記熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下であり、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下と、前記可塑剤を３質量部以上２０質量部以下と、を含有する、半導電性樹脂組成物が提供される。
［付記２］
付記１の半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
さらに粘度調整剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記粘度調整剤および前記可塑剤を合計で１０質量部以上３０質量部以下含有する。
付記１の半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
さらに粘度調整剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記粘度調整剤および前記可塑剤を合計で１０質量部以上３０質量部以下含有する。
［付記３］
付記１又は２の半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
前記粘度調整剤は、分岐状炭化水素、飽和環状炭化水素または直鎖状炭化水素の少なくとも１つであり、温度１００℃における粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃ以下である。
付記１又は２の半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
前記粘度調整剤は、分岐状炭化水素、飽和環状炭化水素または直鎖状炭化水素の少なくとも１つであり、温度１００℃における粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃ以下である。
［付記４］
付記１〜３のいずれかの半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
前記可塑剤は、トリメリット酸エステル類、アジピン酸エステル類またはリン酸エステル類の少なくとも１つである。
付記１〜３のいずれかの半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
前記可塑剤は、トリメリット酸エステル類、アジピン酸エステル類またはリン酸エステル類の少なくとも１つである。
［付記５］
付記１〜４のいずれかの半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
前記熱可塑性樹脂は、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンメチルアクリレート共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体またはニトリルゴムの少なくとも１つである。
付記１〜４のいずれかの半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
前記熱可塑性樹脂は、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンメチルアクリレート共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体またはニトリルゴムの少なくとも１つである。
［付記６］
付記５の半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
前記熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３．４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体である。
付記５の半導電性樹脂組成物であって、好ましくは、
前記熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３．４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体である。
［付記７］
導体と、前記導体の外周を囲うように設けられる絶縁層と、
前記絶縁層の外周を囲うように設けられる半導電層と、を備え、
前記半導電層は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である熱可塑性樹脂、導電性付与剤および可塑剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記可塑剤を３質量部以上２０質量部以下含有する半導電性樹脂組成物で形成されている、送電ケーブルが提供される。
導体と、前記導体の外周を囲うように設けられる絶縁層と、
前記絶縁層の外周を囲うように設けられる半導電層と、を備え、
前記半導電層は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である熱可塑性樹脂、導電性付与剤および可塑剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記可塑剤を３質量部以上２０質量部以下含有する半導電性樹脂組成物で形成されている、送電ケーブルが提供される。
［付記８］
付記７の送電ケーブルであって、好ましくは、
前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムから形成されている。
付記７の送電ケーブルであって、好ましくは、
前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムから形成されている。
［付記９］
付記７又は８の送電ケーブルであって、好ましくは、
前記半導電層は、前記絶縁層から幅１２．７ｍｍで剥離するときの剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍ以上３０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となるように構成されている。
付記７又は８の送電ケーブルであって、好ましくは、
前記半導電層は、前記絶縁層から幅１２．７ｍｍで剥離するときの剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍ以上３０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となるように構成されている。
［付記１０］
付記７〜９のいずれかの送電ケーブルであって、好ましくは、
前記半導電層は、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下となるように構成されている。
付記７〜９のいずれかの送電ケーブルであって、好ましくは、
前記半導電層は、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下となるように構成されている。
１ 送電ケーブル
１０ 導体
１１ 内部半導電層
１２ 絶縁層
１３ 外部半導電層
１４ 遮蔽層（シールド層）
１５ 外被層（シース）
２０ 界面
１０ 導体
１１ 内部半導電層
１２ 絶縁層
１３ 外部半導電層
１４ 遮蔽層（シールド層）
１５ 外被層（シース）
２０ 界面
Claims (3)
- 導体と、前記導体の外周を囲うように設けられる絶縁層と、
前記絶縁層の外周を囲うように設けられる半導電層と、を備え、
前記半導電層は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm 3 ) 1/2 以上１０.１(cal/cm 3 ) 1/2 以下である熱可塑性樹脂、導電性付与剤および可塑剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記可塑剤を３質量部以上２０質量部以下含有する半導電性樹脂組成物で形成されており、
前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムで形成されており、
前記熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３．４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体であり、
前記可塑剤は、トリメリット酸エステル類、アジピン酸エステル類またはリン酸エステル類の少なくとも１つである、
送電ケーブル。 - 前記半導電層は、前記絶縁層から幅１２．７ｍｍで剥離するときの剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍ以上３０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となるように構成されている、請求項１に記載の送電ケーブル。
- 前記半導電層は、体積抵抗率が１０ 2 Ω・ｃｍ以上１０ 5 Ω・ｃｍ以下となるように構成されている、請求項１又は２に記載の送電ケーブル。
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