JP6558564B2

JP6558564B2 - 送電ケーブル

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Publication number: JP6558564B2
Application number: JP2015050244A
Authority: JP
Inventors: 瀬戸川　晃; 晃瀬戸川; 龍太郎菊池
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2015-03-13
Filing date: 2015-03-13
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2035-03-13
Also published as: CN106205847A; JP2016170993A

Description

本発明は、送電ケーブルに関する。

送電ケーブルは、例えば、導体の外周を被覆するように絶縁層、遮蔽層（シールド層）および外被層（シース）をこの順で備えている。一般に、絶縁層は表面に微細な凹凸を有しているため、絶縁層にシールド層が直接設けられる場合、絶縁層とシールド層との界面には絶縁層の凹凸により空隙が形成されることがある。絶縁層とシールド層との界面に空隙が形成されていると、送電ケーブルに高電圧を印加した際に、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、絶縁層とシールド層との界面に半導電層（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、部分放電を発生させる要因となる空隙の形成を抑制する。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、外部半導電層は送電ケーブルの端末加工時に剥ぎ取ることから、外部半導電層には、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）。

特開２００１−３０２８５６号公報

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性が低いといった問題がある。

そこで、本発明は、上記課題を解決し、端末加工性に優れる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、熱可塑性樹脂を含有する絶縁性樹脂組成物からなる絶縁層と、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、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下、導電性付与剤を４０質量部以上８０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、前記絶縁層と前記半導電層との界面には前記粘度調整剤がブリードしている送電ケーブルであって、前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムからなり、前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂は、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からなり、前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm ³ ) ^1/2 以上１０．１(cal/cm ³ ) ^1/2 以下であり、前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値と、前記絶縁層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値との差が１．１(cal/cm³)^1/2以上である送電ケーブルが提供される。

本発明によれば、端末加工性に優れる送電ケーブルが得られる。

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、酢酸ビニルを１０質量％以上４０質量％以下含有する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ため、外部半導電層を絶縁層から容易に剥離させ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させるときの剥離強度が高い。

外部半導電層の剥離強度を低減させる方法について本発明者らが検討を行ったところ、外部半導電層を形成する半導電性樹脂組成物に、パラフィンワックスなどの粘度調整剤を多量に含有させるとよいとの知見が見出された。

一般に、粘度調整剤は、半導電性樹脂組成物を低粘度化させて、半導電性樹脂組成物を押し出すときの押出成形性を向上させるものである。従来、粘度調整剤の添加量は、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粘度調整剤が、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。

半導電性樹脂組成物に多量の粘度調整剤を含有させると、絶縁層の外周に外部半導電層を形成したときに、絶縁層と外部半導電層との界面に粘度調整剤をブリードさせることができる。つまり、粘度調整剤を絶縁層と外部半導電層との界面に介在させることができる。これにより、絶縁層と外部半導電層との過度な密着を抑制し、絶縁層から外部半導電層を剥離させるときの剥離強度を低減させることができる。

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。

（１）送電ケーブルの構成
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。

（導体）
図１に示すように、本実施形態の送電ケーブル１は、導体１０を備えている。導体１０としては、例えば、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、又はこれらを撚り合わせた撚り線を用いることができる。導体１０の外径は、送電ケーブル１の用途に応じて適宜変更することができる。

（内部半導電層）
導体１０の外周を囲うように、内部半導電層１１が設けられている。例えば、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は、後述する絶縁層１２に密着して設けられ、絶縁層１２の表面の凹凸を埋めて部分放電を抑制するためのものである。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、従来公知の半導電性樹脂組成物で形成されている。内部半導電層１１を形成する半導電性樹脂組成物は、例えば、ベース樹脂と導電性付与剤とを含有している。内部半導電層１１を形成するベース樹脂としては、後述する絶縁層１２との密着性を確保する観点から、例えば、エチレンプロピレンゴムやブチルゴムなどの熱可塑性樹脂を用いるとよい。なお、内部半導電層１１を形成する半導電性樹脂組成物には、必要に応じて架橋剤、架橋助剤および老化防止剤などのその他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で形成される以外に、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で形成されてもよい。

（絶縁層）
内部半導電層１１を囲うように、絶縁層１２が設けられている。例えば、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し、エチレンプロピレンゴムを用いる。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）
絶縁層１２を囲うように、外部半導電層１３が設けられている。例えば、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は、内部半導電層１１と同様に絶縁層１２の表面の凹凸を埋めて部分放電を抑制するためのものである。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、詳細を後述するように、熱可塑性樹脂１００質量部に対して粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下と、導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下と、を含有する半導電性樹脂組成物で形成されている。つまり、外部半導電層１３は、ブリードが生じるような量の粘度調整剤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、粘度調整剤は、外部半導電層１３からブリードして外部半導電層１３と絶縁層１２との界面２０に介在している。ブリードした粘度調整剤は、界面２０の全体または一部に存在することで、外部半導電層１３の絶縁層１２への過度な密着を抑制している。これにより、外部半導電層１３は、絶縁層１２から剥離させるときの剥離強度が低くなるように構成されている。

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１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ、より好ましくは１５Ｎ／１２．７ｍｍ以上２５Ｎ／１２．７ｍｍ以下である。剥離強度が１０Ｎ／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してしまい、外部半導電層１３の部分放電を抑制する効果を得られないおそれがある。剥離強度が５０Ｎ／１２．７ｍｍを超えると、外部半導電層１３を剥離させるときに外部半導電層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。

外部半導電層１３は、導電性付与剤の分散性に優れる半導電性樹脂組成物から形成されており、体積抵抗率が１０²Ω・ｃｍ以上１０⁵Ω・ｃｍ以下となる。

（外部半導電層を形成する半導電性樹脂組成物）
外部半導電層１３を形成する半導電性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下と、導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下と、を含有している。以下、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。この熱可塑性樹脂としては、ハロゲンを含まないものであれば、特に限定されない。外部半導電層１３の絶縁層１２との密着性をさらに抑制する観点からは、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以下である熱可塑性樹脂を用いることができる。

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）が大きくなるほど、２つの樹脂同士の密着性が小さくなる。本実施形態では、熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値を９.３(cal/cm³)^1/2以上とすることで、例えば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）で形成される絶縁層１２との溶解度パラメータSP値の差を１.１(cal/cm³)^1/2以上とすることができ、外部半導電層１３の絶縁層１２との密着をさらに抑制できる。また、界面２０での密着を抑制することで、界面２０への粘度調整剤のブリードを促進させることができる。こられの作用が相まって、外部半導電層１３の剥離強度をさらに低減することができる。一方、熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値を１０．１(cal/cm³)^1/2以下とすることで、外部半導電層１３と絶縁層１２とを、部分放電を抑制できる程度に適度に密着させることができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ＶＡ量４４.０質量％以上８３.４質量％以下の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）、あるいはアクリロニトリル量１２.８質量％以上２８.６質量％以下のニトリルゴム（ＮＢＲ）（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。この中でもＥＶＡが好ましい。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４４.０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以上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、ＥＶＡのガラス転移温度が高くなることでＥＶＡの耐寒性が低下してしまうことを抑制することができる。

ニトリルゴム（ＮＢＲ）は、ブタジエンユニットとアクリロニトリルユニットからなり、アクリロニトリルユニットの比率（いわゆるＡＮ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、ＮＢＲのＡＮ量を１２.８質量％以上とすることにより、ＮＢＲの溶解度パラメータSP値を９.３(cal/cm³)^1/2以上とすることができ、ＮＢＲのＡＮ量を２８.６質量％以下とすることにより、ＮＢＲの溶解度パラメータSP値を１０.１(cal/cm³)^1/2以下とすることができる。

なお、溶解度パラメータSP値の高い熱可塑性樹脂は、硬質であり、粘度が高いため、半導電性樹脂組成物を押し出すときの押出成形性を低下させるおそれがある。押出成形性が低くなると、半導電性樹脂組成物を均一な被覆厚で押し出せず、均一な厚さの外部半導電層１３を形成することが困難となる。また別の問題として、溶解度パラメータSP値の高い熱可塑性樹脂は、硬質であるため、導電性付与剤を分散させにくい。導電性付与剤の分散性が低くなると、熱可塑性樹脂に添加して分散させる際に導電性付与剤が凝集する場合があり、半導電性樹脂組成物の導電性の調整が困難となる。この点、本実施形態では、後述する粘度調整剤を半導電性樹脂組成物に多量に含有させることで、溶解度パラメータSP値が高い熱可塑性樹脂を用いることによる押出成形性の低下や導電性付与剤の分散性の低下を抑制することができる。

［粘度調整剤］
粘度調整剤は、半導電性樹脂組成物を低粘度化させることによって、半導電性樹脂組成物の押出成形性や、導電性付与剤の半導電性樹脂組成物への分散性を向上させるものである。また、粘度調整剤は、外部半導電層１３から界面２０にブリードし、外部半導電層１３の絶縁層１２との密着を抑制する。

粘度調整剤の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、１０質量部以上３０質量部以下、好ましくは１０質量部以上２５質量部以下、より好ましくは１０質量部以上２０質量部以下である。粘度調整剤の含有量が１０質量部未満であると、粘度調整剤が界面２０へブリードしにくくなり、外部半導電層１３の剥離強度を低減させることができない。粘度調整剤が３０質量部を超えると、外部半導電層１３の剥離強度が低くなりすぎるため、外部半導電層１３が外部応力で剥離してしまう。

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、ＪＩＳＫ２２８３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℃以下のものである。

［導電性付与剤］
導電性付与剤は、熱可塑性樹脂に分散されて導電性を付与するものである。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。

［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。

なお、上述の半導電性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、粘度調整剤、導電性付与剤、必要に応じて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形成される。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。

（遮蔽層）
遮蔽層１４（以下、シールド層１４ともいう）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。

（２）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。

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。

（ａ）本実施形態の送電ケーブル１によれば、外部半導電層１３が、熱可塑性樹脂１００質量部に対して粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下と、導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下と、を含有する半導電性樹脂組成物で形成されている。外部半導電層１３に粘度調整剤を含有させることによって、外部半導電層１３と絶縁層１２との界面２０には粘度調整剤がブリードしている。ブリードした粘度調整剤は界面２０の全体または一部に存在することで、外部半導電層１３と絶縁層１２との過度な密着を抑制できる。これにより、外部半導電層１３を絶縁層１２から剥離させるときの剥離強度を低減させることができる。したがって、本実施形態の送電ケーブル１は、外部半導電層１３を容易に剥離させることができるので、端末加工性に優れている。

（ｂ）本実施形態によれば、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。

このような熱可塑性樹脂は、外部半導電層１３と絶縁層１２との溶解度パラメータSP値の差を大きくさせることができるので、外部半導電層１３の絶縁層１２との密着をさらに抑制し、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。しかも、界面２０での密着を抑制することにより、界面２０への粘度調整剤のブリードを促進できる。こられの作用が相まって、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、熱可塑性樹脂は、エチレン酢酸ビニル共重合体である。特に酢酸ビニルを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。このような熱可塑性樹脂は、絶縁層１２との極性の差が大きく、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。

（ｄ）本実施形態によれば、粘度調整剤は、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は、半導電性樹脂組成物の粘度を低減させることで、半導電性樹脂組成物の押出成形性、および導電性付与剤の分散性を向上させることができる。

（ｅ）本実施形態によれば、外部半導電層１３は、多量の粘度調整剤を含有して押出成形性に優れる半導電性樹脂組成物で形成されるため、外部半導電層１３は均一な被覆厚を有する。また、外部半導電層１３は、多量の粘度調整剤を含有して導電性付与剤の分散性に優れる半導電性樹脂組成物から形成されるため、所定量の導電性付与剤により体積抵抗率が１０²Ω・ｃｍ以上１０⁵Ω・ｃｍ以下となる。

（ｆ）本実施形態によれば、外部半導電層１３の剥離強度は低減されている。具体的には、絶縁層１２がエチレンプロピレンゴムで形成される場合、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。

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。

（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。

（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。

（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）

（Ｂ）粘度調整剤として次のものを用いた。
・（ｂ１）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）
・（ｂ２）マイクロクリスタリンワックス（融点８８℃、粘度１４．３ｍｍ²／ｓｅｃ（１００℃））：「マイクロクリスタリンワックスＨｉ−Ｍｉｃ１０９０」（ＪＸ日航日石株式会社製）

（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）

架橋剤（Ｄ）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）

上記材料を用いて、実施例１〜７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。

実施例１では、表１に示すように、（Ａ）熱可塑性樹脂として（ａ１）ＶＡ量８０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータSP値１０.１(cal/cm³)^1/2）１００質量部に対して、（Ｂ）粘度調整剤の（ｂ１）パラフィンワックスを１８質量部と、（Ｃ）導電性付与剤の（ｃ１）カーボンブラックを６０質量部と、（Ｄ）架橋剤の有機過酸化物を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２〜９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１〜９の半導電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１〜９では、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。

（５）評価方法
製造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、および外部半導電層の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１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／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、体積抵抗率が１０²Ω・ｃｍ以上１０⁵Ω・ｃｍ以下であればよい。

（６）評価結果
表１に示すように、実施例１〜９では、剥離強度、剥離状態、体積抵抗率が良好であることが確認された。実施例１〜５によれば、（Ａ）熱可塑性樹脂として溶解度パラメータSP値の高い熱可塑性樹脂を用いるほど、剥離強度を低減できることが分かる。また、実施例６，７によれば、（Ｃ）導電性付与剤の含有量を４５質量部、７５質量部に適宜変更しても、剥離強度を１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下の範囲にできることが分かる。また、実施例８によれば、（Ｂ）粘度調整剤の種類を（ｂ１）パラフィンワックスから（ｂ２）マイクロクリスタリンワックスに変更しても、実施例３と同様の結果が得られることが分かる。また、実施例７によれば、（Ｃ）導電性付与剤の種類を変更しても、実施例３と同様の結果が得られることが分かる。なお、実施例１〜９のいずれにおいても、半導電性樹脂組成物の押出成形性が良いため、外部半導電層の被覆厚が均一であることが確認された。

比較例１，３では、（Ｂ）粘度調整剤の含有量を５質量部と少なくしたため、剥離強度が５５Ｎ／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。一方、比較例２，４では、（Ｂ）粘度調整剤の含有量を３５質量部と多くしたため、剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍと低く、外部半導電層と絶縁層とを適度に密着できないことが確認された。

比較例５，７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、外部半導電層の体積抵抗率が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６，８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、外部半導電層の体積抵抗率が１０²Ω・ｃｍ未満となってしまうことが確認された。

比較例９では、（Ａ）熱可塑性樹脂として溶解度パラメータSP値の低いものを用いたため、剥離強度が５５Ｎ／１２．７ｍｍ又は６０Ｎ／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。

以上により、本発明によれば、多量の粘度調整剤を含有する半導電性樹脂組成物で外部半導電層を形成することにより、外部半導電層と絶縁層との界面に粘度調整剤をブリードさせて、外部半導電層の剥離強度を低減させることができる。

＜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。

［付記１］
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、熱可塑性樹脂を含有する絶縁性樹脂組成物からなる絶縁層と、
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、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下、導電性付与剤を４０質量部以上８０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、前記絶縁層と前記半導電層との界面には前記粘度調整剤がブリードしている送電ケーブルであって、
前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムからなり、
前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂は、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からなり、
前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値と、前記絶縁層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値との差が１．１(cal/cm ³ ) ^1/2 以上である送電ケーブルが提供される。

［付記２］
付記１の送電ケーブルにおいて、好ましくは、
前記半導電層を形成す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以上１０．１(cal/cm³)^1/2以下である。

［付記３］
付記１又は２の送電ケーブルにおいて、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のいずれかの送電ケーブルにおいて、好ましくは、
前記半導電層は、前記半導電層を前記絶縁層から剥離するときの剥離強度が１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となるように構成されている。

［付記５］
付記１〜４のいずれかの送電ケーブルにおいて、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

Claims

導体と、
前記導体の外周を囲うように設けられ、熱可塑性樹脂を含有する絶縁性樹脂組成物からなる絶縁層と、
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、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下、導電性付与剤を４０質量部以上８０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、前記絶縁層と前記半導電層との界面には前記粘度調整剤がブリードしている送電ケーブルであって、
前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムからなり、
前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂は、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からなり、
前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm ³ ) ^1/2 以上１０．１(cal/cm ³ ) ^1/2 以下であり、
前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値と、前記絶縁層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値との差が１．１(cal/cm³)^1/2以上である送電ケーブル。
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、請求項１に記載の送電ケーブル。
前記半導電層は、前記半導電層を前記絶縁層から剥離するときの剥離強度が１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となるように構成されている、請求項１又は請求項２に記載の送電ケーブル。
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、請求項１〜３のいずれかに記載の送電ケーブル。