WO2011158420A1 - 高電圧電子機器用ケーブル - Google Patents

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真利子 斉藤
昌啓 箕輪
山口　雅光
一朗 野口
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昭和電線ケーブルシステム株式会社
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Definitions

  • the outer diameter is thin and lightweight, and (ii) flexibility and movement It is required to be able to withstand bending, (iii) to have a small capacitance and to follow repeated application of high voltage, and (iv) to have heat resistance that can withstand the heat generation of the X-ray tube portion.
  • these EP rubber compositions have a problem that the withstand voltage characteristic is not sufficient because the volume resistivity has a large temperature dependency, and the volume resistivity decreases greatly as the temperature rises. That is, in the above cable, when the conductor temperature rises due to energization, the temperature of the high-voltage insulator in the vicinity thereof rises, but the high-pressure insulator is made of an EP rubber composition having a large temperature dependency of electrical resistivity. Therefore, the volume resistivity of the high voltage insulator near the conductor is lowered. As a result, the electric field concentrates near the interface between the external semiconductive layer and the high voltage insulator, and dielectric breakdown is likely to occur.
  • the high-voltage electronic device cable of one embodiment of the present invention includes an inner semiconductive layer, a high-voltage insulator, an outer semi-conductive layer, a shielding layer, and a sheath in this order on the outer periphery of the wire core.
  • temperature dependence parameter D R obtained by the formula is of an insulating composition is 1.0 or less.
  • D R log R 23 ° C.- log R 90 ° C. (However, R 23 ° C. is the volume resistivity ( ⁇ ⁇ cm) at 23 ° C., and R 90 ° C. is the volume resistivity ( ⁇ ⁇ cm) at 90 ° C.)
  • R 23 ° C. is 1.0 ⁇ 10 14 ⁇ ⁇ cm or more and 1.0 ⁇ 10 18 ⁇ ⁇ cm or less.
  • the olefin polymer includes ethylene propylene rubber.
  • the olefin polymer is crosslinked.
  • reference numeral 11 denotes a wire core.
  • the wire core portion 11 is formed by twisting two wires of the low-voltage wire core 12 and two wires of the high-voltage wire core 13 having the same diameter as or smaller than the outer diameter of the low-voltage wire core 12.
  • the low-voltage core 12 includes, for example, a conductor 12a having a cross-sectional area of 1.8 mm 2 formed by gathering 19 tin-plated annealed copper wires having a diameter of 0.35 mm, and a polytetrafluoroethylene provided on the conductor 12a.
  • the insulator 12b is 0.25 mm thick.
  • An inner semiconductive layer 14, a high voltage insulator 15, and an outer semiconductive layer 16 are provided in this order on the outer periphery of the wire core portion 11.
  • the inner semiconductive layer 14 and the outer semiconductive layer 16 are made of, for example, a semiconductive tape made of a nylon base material, a polyester base material or the like, and / or a semiconductive rubber plastic such as a semiconductive ethylene propylene rubber. It is formed by extrusion coating.
  • the high-pressure insulator 15 contains 0.5 to 10 parts by mass of dry silica having a specific surface area of 150 m 2 / g or more and 250 m 2 / g or less by nitrogen gas adsorption method (BET method) with respect to 100 parts by mass of the olefin polymer. It is comprised with the insulating composition.
  • the average primary particle size of the dry silica is preferably 7 nm or more and 20 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 15 nm or less. When the average primary particle size of the dry silica is outside the above range, it becomes difficult to disperse and a desired volume resistivity cannot be obtained.
  • the average primary particle size of this dry silica is determined by measurement with a transmission electron microscope.
  • the pH of the 4% aqueous dispersion of dry silica is preferably 4 or more and 4.5 or less. Outside the above range, cross-linking inhibition of the insulator occurs, and the heat resistance and mechanical properties may not be sufficiently improved. Moreover, since a desired insulator cannot be obtained, a desired volume resistivity may not be obtained.
  • dry silica used in the present invention include, for example, a specific surface area (BET method) of 200 m 2 / g, an average primary particle size of 12 nm, and a pH of a 4% aqueous dispersion commercially available from Nippon Aerosil Co., Ltd. And 4.2 fumed silica Aerosil 200 (trade name).
  • Insulating compositions are temperature-dependent parameter D R obtained by the following equation (1) is 1.0 or less, preferably 0.5 or less. If the temperature dependency parameter D R exceeds the above range, it is impossible to sufficiently improve the withstand voltage characteristics of the cable.
  • D R log R 23 ° C. ⁇ log R 90 ° C. (1) (However, R 23 ° C. is the volume resistivity ( ⁇ ⁇ cm) at 23 ° C., and R 90 ° C. is the volume resistivity ( ⁇ ⁇ cm) at 90 ° C. These volume resistivity is specified in JIS K 6271. (Measured by the double ring electrode method.)
  • the insulating composition preferably has a type A durometer hardness of 90 or less as measured according to JIS K 6253. More preferably, it is 80 or less, and it is still more preferable that it is 65 or less. If the type A durometer hardness exceeds 90, the flexibility and handleability of the cable will decrease.
  • the cable for high-voltage electronic equipment shown in FIG. 3 is an example of a so-called single-core cable, where the wire core portion 11 is composed only of the bare conductor 13a, and the internal semiconductivity is formed on the wire core portion 11 (bare conductor 13a).
  • the layer 14, the high-voltage insulator 15, the outer semiconductive layer 16, the shielding layer 17, and the sheath 18 are provided in this order.
  • Example 1 Two low-voltage wire cores in which a conductor having a cross-sectional area of 1.8 mm 2 formed by gathering 19 tin-plated annealed copper wires having a diameter of 0.35 mm is coated with an insulator having a thickness of 0.25 mm made of polytetrafluoroethylene. Then, two high-voltage wire cores made of bare conductors having a cross-sectional area of 1.25 mm 2 formed by twisting 50 tin-plated annealed copper wires having a diameter of 0.18 mm were twisted to form a wire core portion. A semiconductive tape made of a nylon base material was wrapped around the outer periphery of the wire core to provide an internal semiconductive layer having a thickness of about 0.5 mm.
  • EPDM trade name Mitsui EPT # 1045 manufactured by Mitsui Chemicals
  • specific surface area BET method 200 m 2 / g, pH 4.2, average primary particle size 12 nm
  • dry silica a Insulation composition prepared by uniformly kneading 0.5 parts by mass and 2.5 parts by weight of dicumyl peroxide (DCP) with a mixing roll is extrusion coated and then heated and crosslinked to give a thickness of 2
  • DCP dicumyl peroxide
  • a 7 mm high voltage insulator was formed.
  • a semiconductive tape made of a nylon base material was wound on the high voltage insulator to provide an external semiconductive layer having a thickness of about 0.15 mm.
  • the capacitance and withstand voltage characteristics were measured or evaluated by the methods described below.

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Abstract

　細径で、かつ優れた耐電圧特性を有する高電圧電子機器用ケーブルを提供する。線心部１１外周に、内部半導電層１４、高圧絶縁体１５、外部半導電層１６、遮蔽層１７、およびシース１８を順に備える高電圧電子機器用ケーブルであって、高圧絶縁体１５が、次式で求められる温度依存性パラメータＤＲが１．０以下である絶縁性組成物で構成されている。　ＤＲ＝ｌｏｇ Ｒ２３℃－ｌｏｇ Ｒ９０℃ （但し、Ｒ２３℃は２３℃における体積抵抗率（Ω・ｃｍ）、Ｒ９０℃は９０℃における体積抵抗率（Ω・ｃｍ）である。）

Description

高電圧電子機器用ケーブル
　本発明は、医療用ＣＴ（computerized tomography）装置やレントゲン装置などの高電圧電子機器に用いられるケーブルに関する。
　医療用ＣＴ装置やレントゲン装置などの高電圧電子機器用として高電圧直流電圧が課電されるケーブルにおいては、（ｉ）外径が細く軽量であること、（ii）可撓性が良好で移動・屈曲に耐えられること、（iii）静電容量が小さく、高電圧の繰り返し課電に追従できること、（iv）Ｘ線管球部の発熱に耐え得る耐熱性を有することなどが要求される。
　かかる高電圧電子機器用ケーブル（例えば、レントゲンケーブル）としては、低圧線心の２条と裸導体の１～２条とを撚り合わせ、この上に内部半導電層を設け、さらにこの上に、高圧絶縁体、外部半導電層、遮蔽層およびシースを順に設けてなるものが知られている。高圧絶縁体には、軽量で柔軟性があり、かつ電気特性が比較的良好なＥＰゴム（エチレンプロピレンゴム）をベースとした組成物が使用されている（例えば、特許文献１参照）。
　最近では、低誘電率（２.３程度）のＥＰゴム組成物が実用化され、これを高圧絶縁体の材料として用いた、より細径で静電容量の小さい高電圧電子機器用ケーブルが開発されてきている。
　しかしながら、これらのＥＰゴム組成物は体積抵抗率の温度依存性が大きく、温度が上昇すると体積抵抗率が大きく低下するため、耐電圧特性が十分ではないという問題があった。すなわち、上記ケーブルにおいては、通電により導体温度が上昇すると、その近傍の高圧絶縁体の温度が上昇するが、高圧絶縁体には電気抵抗率の温度依存性の大きいＥＰゴム組成物が使用されているため、導体近傍の高圧絶縁体の体積抵抗率が低下する。その結果、外部半導電層と高圧絶縁体との界面付近に電界が集中し、絶縁破壊が生じやすくなる。この現象は交流電力ケーブルでも生ずるが、高電圧電子機器用ケーブルのような直流電力ケーブルの場合に特に大きな問題となる。低誘電率のＥＰゴム組成物に使用により細径化を図ったケーブルでは、高圧絶縁体の厚さが薄いため、さらに大きな問題となる。このため、体積抵抗率の温度依存性の小さい絶縁材料が要望されている。
特開２００２－２４５８６６号公報
　本発明は、体積抵抗率の温度依存性が小さい絶縁材料を使用することにより、細径であっても優れた耐電圧特性を有する高電圧電子機器用ケーブルを提供することを目的とする。
　本発明の一態様の高電圧電子機器用ケーブルは、線心部外周に、内部半導電層、高圧絶縁体、外部半導電層、遮蔽層、およびシースを順に備え、前記高圧絶縁体は、次式で求められる温度依存性パラメータＤＲが１．０以下である絶縁性組成物で構成されている。
　ＤＲ＝ｌｏｇ Ｒ２３℃－ｌｏｇ Ｒ９０℃
（但し、Ｒ２３℃は２３℃における体積抵抗率（Ω・ｃｍ）、Ｒ９０℃は９０℃における体積抵抗率（Ω・ｃｍ）である。）
　本発明の他の態様では、Ｒ２３℃が１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下である。
　本発明の他の態様では、高圧絶縁体が、オレフィン系ポリマー１００質量部に対し、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカを０．５質量部以上１０質量部以下含有する絶縁性組成物で構成されている。
　本発明の他の態様では、乾式シリカの平均一次粒径が、７ｎｍ以上２０ｎｍ以下である。
　本発明の他の態様では、乾式シリカの４％水分散液のｐＨが、４以上４．５以下である。
　本発明の他の態様では、乾式シリカは、フュームドシリカである。
　本発明の他の態様では、オレフィン系ポリマーは、エチレンプロピレンゴムを含む。
　本発明の他の態様では、オレフィン系ポリマーが架橋されている。
　本発明の他の態様は、外径が１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の細径高電圧電子機器用ケーブルである。
　本発明の一態様によれば、細径であっても優れた耐電圧特性を有する高電圧電子機器用ケーブルを得ることができる。
本発明の高電圧電子機器用ケーブルの一実施形態を示す横断面図である。 本発明の高電圧電子機器用ケーブルの他の実施形態を示す横断面図である。 本発明の高電圧電子機器用ケーブルのさらに他の実施形態を示す横断面図である。
　図１は、本発明の一実施形態に係る高電圧電子機器用ケーブルを示す横断面図である。
　図１において、１１は、線心部を示している。この線心部１１は、低圧線心１２の２条と、低圧線心１２の外径と同径かもしくはそれより小径の高圧線心１３の２条とを撚り合わせて構成されている。低圧線心１２は、例えば直径０．３５ｍｍのすずめっき軟銅線を１９本集合撚りしてなる断面積が１．８ｍｍ２の導体１２ａと、この導体１２ａ上に設けられた、例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂からなる、例えば厚さが０．２５ｍｍの絶縁体１２ｂとから構成される。高圧線心１３は、例えば直径０．１８ｍｍのすずめっき軟銅線を５０本集合撚りしてなる断面積が１．２５ｍｍ２の裸導体１３ａから構成される。裸導体１３ａ上には、場合により、半導電性の被覆が設けられていてもよい。
　この線心部１１の外周には、内部半導電層１４、高圧絶縁体１５および外部半導電層１６が順に設けられている。内部半導電層１４および外部半導電層１６は、例えばナイロン基材、ポリエステル基材などからなる半導電性テープの巻き付け、および／または、半導電性エチレンプロピレンゴムなどの半導電性ゴム・プラスチックの押出被覆により形成されている。
　高圧絶縁体１５は、オレフィン系ポリマー１００質量部に対し、窒素ガス吸着法（ＢＥＴ法）による比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカを０．５～１０質量部含有する絶縁性組成物で構成されている。
　オレフィン系ポリマーとしては、エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）などのエチレンプロピレンゴム、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（LＬＤＰＥ）などのポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン・アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン・メタクリル酸エチル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリイソブチレンなどが例示される。また、メタロセン触媒によりエチレンにプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどのα－オレフィンや環状オレフィンなどを共重合させたものなども使用することができる。これらは単独または混合して使用される。オレフィン系ポリマーとしては、なかでもエチレン・プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）などのエチレンプロピレンゴムが好ましい。その他のオレフィン系ポリマーはエチレンプロピレンゴムとの併用成分としての使用が好ましい。オレフィン系ポリマーは、エチレンプロピレンゴムであることがより好ましく、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）であることがより一層好ましい。エチレン・プロピレン・ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）の具体例としては、三井ＥＰＴ（三井化学社製　商品名）、エスプレンＥＰＤＭ（住友化学社製　商品名）などが挙げられる。
　乾式シリカは、比表面積（ＢＥＴ法）が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下の範囲のものであれば、特に制限なく使用される。このような乾式シリカを配合することにより、温度依存性の小さい絶縁特性（特に、体積抵抗率）を有する絶縁性組成物が得られる。乾式シリカの比表面積（ＢＥＴ法）は、１８０ｍ２／ｇ以上２２０ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１９０ｍ２／ｇ以上２１０ｍ２／ｇ以下であることがより好ましく、２００ｍ２／ｇであるとより一層好ましい。
　乾式シリカの平均一次粒径は７ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上１５ｎｍ以下であることがより好ましい。乾式シリカの平均一次粒径が上記範囲外では、分散し難い状態となり所望の体積抵抗率が得られない。この乾式シリカの平均一次粒径は、透過型電子顕微鏡による測定によって求められる。
　乾式シリカの４％水分散液のｐＨが４以上４．５以下であることが好ましい。上記範囲外では絶縁体の架橋阻害が発生し、耐熱性や機械的特性を十分に向上させることができないおそれがある。また、所望の絶縁体を得ることができないために所望の体積抵抗率を得ることができないおそれがある。
　上述したように、乾式シリカの配合量は、オレフィン系ポリマー１００質量部に対し、０．５質量部以上１０質量部以下であり、好ましくは１質量部以上５質量部以下である。配合量が上記範囲未満であるか、または上記範囲を超えると、組成物の体積抵抗率の温度依存性が大きくなって、ケーブルの耐電圧特性を改善することができないおそれがある。
　本発明において使用される乾式シリカの好ましい具体例としては、例えば日本アエロジル社から市販されている、比表面積（ＢＥＴ法）２００ｍ２／ｇ、平均一次粒径１２ｎｍ、４％水分散液のｐＨが４．２のフュームドシリカのアエロジル２００（商品名）などが挙げられる。
　高圧絶縁体１５は、上記オレフィン系ポリマーに乾式シリカを混合して絶縁性組成物を調製し、得られた絶縁性組成物を内部半導電層１４上に押出被覆するか、あるいはテープ状に成形したものを巻き付けることにより形成される。オレフィン系ポリマーと乾式シリカとの混合方法は、特に限定されるものではなく、例えばバンバリーミキサー、タンブラー、加圧ニーダ、混練押出機、ミキシングローラなどの通常の混練機を用いて均一に混練する方法を用いることができる。
　絶縁性組成物は、被覆後もしくは成形後にポリマー成分を架橋させることが、耐熱性や機械的特性を向上させる観点から好ましい。架橋方法としては、予め絶縁性組成物に架橋剤を添加しておき、成形後に架橋させる化学架橋法や、電子線照射による電子線架橋法などが挙げられる。化学架橋法に用いる架橋剤としては、ジクミルパーオキサイド、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルパーオキサイド、２，５－ジメチルー２，５－ジ－（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５－ジメチルー２，５－ジ－（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）ヘキシン－３、１，３－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）－３，３，５－トリメチルシクロヘキサン、ｎ－ブチル－４，４－ビス（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）バレレート、ベンゾイルオキサイド、２，４－ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ｔｅｒｔ－ブチルクミルパーオキサイドなどが挙げられる。
　架橋の度合いは、ゲル分率で５０％以上が好ましく、６５％以上がより好ましい。ゲル分率が上記範囲未満であると、耐熱性や機械的特性を十分に向上させることができない。このゲル分率は、ＪＩＳ　Ｃ　３００５に規定の架橋度試験方法に基づき測定される。
　絶縁性組成物には、上記成分の他、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて、乾式シリカ以外の無機充填剤、加工助剤、架橋助剤、難燃剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、軟化剤、可塑剤、滑剤、その他の添加剤を配合することができる。
　絶縁性組成物は、次式（１）で求められる温度依存性パラメータＤＲが１．０以下であり、好ましくは０．５以下である。温度依存性パラメータＤＲが上記範囲を超えると、ケーブルの耐電圧特性を十分に改善することができない。
　ＤＲ＝ｌｏｇ Ｒ２３℃－ｌｏｇ Ｒ９０℃　　　　　　　…（１）
（但し、Ｒ２３℃は２３℃における体積抵抗率（Ω・ｃｍ）、Ｒ９０℃は９０℃における体積抵抗率（Ω・ｃｍ）である。これらの体積抵抗率は、ＪＩＳ　Ｋ　６２７１に規定する二重リング電極法により測定される。）
　２３℃における体積抵抗率Ｒ２３℃は、１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。体積抵抗率Ｒ２３℃が、１．０×１０１４Ω・ｃｍ未満では所望の絶縁機能を得ることは困難である。特に外径が１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の細径高電圧電子機器用ケーブルを得るためには、上記範囲の体積抵抗率を有することが必要となる。
　絶縁性組成物は、また、ＪＩＳ　Ｋ　６２５３により測定されるタイプＡデュロメータ硬さが、９０以下であることが好ましい。より好ましくは８０以下であり、６５以下であるとより一層好ましい。タイプＡデュロメータ硬さが９０を超えると、ケーブルの可撓性および取り扱い性が低下する。
　絶縁性組成物は、さらに、高圧シェーリングブリッジ法により、１ｋＶ、周波数５０Ｈｚの条件で測定される誘電率が、２．８以下であることが好ましい。より好ましくは２．６以下であり、２．４以下であるとより一層好ましい。誘電率が２.８を超えると、ケーブルの細径化が困難になる。
　内部半導電層１４の外径は、例えば５．０ｍｍとされ、高圧絶縁体１５および外部半導電層１６は、それぞれ、例えば３．０ｍｍ厚さおよび０．２ｍｍ厚さに被覆される。
　外部半導電層１６上には、例えばすずめっき軟銅線の編組からなる厚さ０．３ｍｍの遮蔽層１７が設けられ、さらに、その上に例えば軟質塩化ビニル樹脂の押出被覆により厚さ１．０ｍｍのシース１８が設けられている。
　上記高電圧電子機器用ケーブルにおいては、高圧絶縁体１５が、オレフィン系ポリマーに対し、比表面積（ＢＥＴ法）が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカを特定の割合で含有する絶縁性組成物で構成されている。したがって、細径であっても、良好な耐電圧特性を備えることができる。
　これは、比表面積（ＢＥＴ法）が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカの使用により、組成物の体積抵抗率の温度依存性が低下した結果、ケーブルの耐電圧が向上したからと考えられる。
　図２および図３は、それぞれ本発明の高電圧電子機器用ケーブルの他の実施形態を示す横断面図である。
　図２に示す高電圧電子機器用ケーブルは、線心部１１が、低圧線心１２の２条と、低圧線心１２の外径と同径かもしくはそれより小径の高圧線心１３の１条とを撚り合わせて構成されている以外は、図１に示す高電圧電子機器用ケーブルと同様に構成されている。低圧線心１２は、例えば直径０．３５ｍｍのすずめっき軟銅線を１９本集合撚りしてなる断面積が１．８ｍｍ２の導体１２ａと、この導体１２ａ上に設けられた、例えばポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂からなる、例えば厚さが０．２５ｍｍの絶縁体１２ｂとから構成される。また、高圧線心１３は、例えば直径０．１８ｍｍのすずめっき軟銅線を５０本集合撚りしてなる断面積が１．２５ｍｍ２の裸導体１３ａと、この裸導体１３ａ上に、例えば半導電性エチレンプロピレンゴムテープの巻き付けにより形成された半導電性の被覆１３ｂとから構成される。高圧線心１３は、裸導体１３ａのみで構成されていてもよい。
　図３に示す高電圧電子機器用ケーブルは、いわゆる単心型ケーブルの例であり、線心部１１が裸導体１３ａのみで構成され、線心部１１（裸導体１３ａ）上に、内部半導電層１４、高圧絶縁体１５、外部半導電層１６、遮蔽層１７およびシース１８を順に設けた構成となっている。
　これらの高電圧電子機器用ケーブルにおいても、前述した実施形態と同様、細径であっても、良好な耐電圧特性を備えることができる。
　本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であらゆる変形や変更が可能である。
　本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。以下の実施例および比較例で用いた乾式シリカの物性値の測定方法は次の通りである。
［比表面積（ＢＥＴ法）］
　ＤＩＮ６６１３１に基づく窒素ガス吸着量にて測定した。
［ｐＨ］
　試料に蒸留水を加えホモミキサーにて攪拌した分散液のｐＨ値を、ガラス電極ｐＨ計で測定した。
［平均一次粒径］
　透過型電子顕微鏡にて測定した。
実施例１
　直径０．３５ｍｍのすずめっき軟銅線を１９本集合撚りしてなる断面積が１．８ｍｍ２の導体上にポリテトラフルオロエチレンからなる厚さ０．２５ｍｍの絶縁体を被覆した低圧線心２条と、直径０．１８ｍｍのすずめっき軟銅線を５０本集合撚りしてなる断面積が１．２５ｍｍ２の裸導体からなる高圧線心２条とを撚り合わせ、線心部を形成した。その線心部外周にナイロン基材からなる半導電性テープを巻き付けて厚さ約０．５ｍｍの内部半導電層を設けた。
　この内部半導電層上に、ＥＰＤＭ（三井化学社製　商品名 三井ＥＰＴ＃１０４５）１００質量部、比表面積（ＢＥＴ法）２００ｍ２／ｇ、ｐＨ４．２、平均一次粒径１２ｎｍ；乾式シリカ（ａ）と表記）０．５質量部およびジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）２．５重量部をミキシングロールにより均一に混練して調製した絶縁性組成物を押出被覆し、次いで加熱架橋して厚さ２．７ｍｍの高圧絶縁体を形成した。その高圧絶縁体上にナイロン基材からなる半導電性テープを巻き付けて厚さ約０．１５ｍｍの外部半導電層を設けた。この外部半導電層上に、すずめっき軟銅線編組からなる厚さ０．３ｍｍの遮蔽層を設け、その外側に軟質塩化ビニル樹脂シースを押出被覆して外径１３．２ｍｍの高電圧電子機器用ケーブル（レントゲンケーブル）を製造した。
実施例２、３、比較例１～４
　高圧絶縁体の形成材料の組成を表１に示すように変えた以外は実施例１と同様にして高電圧電子機器用ケーブルを製造した。乾式シリカ（ａ）以外に用いた乾式シリカは次の通りである。
　乾式シリカ（ｂ）：比表面積（ＢＥＴ法）１００ｍ２／ｇ、ｐＨ４．２、平均一次粒径　１０ｎｍ
　乾式シリカ（ｃ）：比表面積（ＢＥＴ法）３００ｍ２／ｇ、ｐＨ４．０、平均一次粒径　　１２ｎｍ
　実施例および比較例で得られた各高電圧電子機器用ケーブルについて、下記に示す方法で静電容量および耐電圧特性を測定乃至評価した。
［静電容量］
　高圧シェーリングブリッジ法により、１ｋＶ、周波数５０Ｈｚの条件で測定した。
［耐電圧特性］
　直流電圧２００ｋＶを１０分間印加し、絶縁破壊しなかった場合を合格（○）、絶縁破壊した場合を不合格（×）と判定した。
　これらの結果を、高圧絶縁体の物性（体積抵抗率（２３℃および９０℃）、温度依存性パラメータＤＲ、硬さ、誘電率）とともに表１に示す。高圧絶縁体の物性の測定方法は次の通りである。
［体積抵抗率、温度依存性パラメータＤＲ］
　ケーブルの製造とは別に厚さ０．５ｍｍのシート試料を作製した。この試料に、ＪＩＳ　Ｋ　６２７１に規定する二重リング電極法に基づき、直流５００Ｖの電圧を印加し、１分後の電流値を測定して、体積抵抗率を求めた。９０℃の体積抵抗率については、試料全体が均一に９０℃になるように、試料を同温度に５分間以上保持してから測定した。測定は５回行い、その平均値を求めた。また、このようにして求めた２３℃および９０℃における体積抵抗率の対数ｌｏｇ Ｒ２３℃およびｌｏｇ Ｒ９０℃を求め、前述した式（１）により温度依存性パラメータＤＲを算出した。
［硬さ］
　ケーブルの製造とは別に厚さ２ｍｍのシート試料を作製し、ＪＩＳ　Ｋ　６２５３のタイプＡデュロメータにより測定した。
［誘電率］
　ケーブルの製造とは別に厚さ０．５ｍｍのシート試料を作製し、高圧シェーリングブリッジ法により、１ｋＶ、周波数５０Ｈｚの条件で測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１から明らかなように、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカを０．５～１０質量部配合した絶縁性組成物で高圧絶縁体を形成した実施例では、ケーブル外径１１．５ｍｍという細径にもかかわらず、良好な耐電圧特性を有しており、かつ、ＮＥＭＡ規格（ＸＲ７）の要求性能を満たす静電容量を有していた（ＮＥＭＡ規格（ＸＲ７）の静電容量は、０．１８７μＦ／ｋｍ以下）。これに対し、乾式シリカを過少配合または過剰配合した比較例１～４では、耐電圧特性が不十分であり、また、比表面積が上記範囲外にあるシリカを用いたケーブルでは、その配合量に拘わらず、耐電圧特性が不十分であった。
　本発明においては、高圧絶縁体をオレフィン系ポリマーに窒素ガス吸着法による比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカを特定の割合で含有する絶縁性組成物で構成したことにより、細径で、静電容量が小さく、かつ十分な絶縁性能を備える高電圧電子機器用ケーブルを得ることができる。
　１１…線心部、１２…高圧線心、１２ａ…裸導体、１２ｂ…半導電性の被覆、１３…低圧線心、１３ａ…裸導体、１３ｂ…絶縁体、１４…内部半導電層、１５…高圧絶縁体、１６…外部半導電層、１７…遮蔽層、１８…シース

Claims (9)

  1. 　線心部外周に、内部半導電層、高圧絶縁体、外部半導電層、遮蔽層、およびシースを順に備える高電圧電子機器用ケーブルであって、
    　前記高圧絶縁体が、次式で求められる温度依存性パラメータＤＲが１．０以下である絶縁性組成物で構成されていることを特徴とする高電圧電子機器用ケーブル。
    　　ＤＲ＝ｌｏｇ Ｒ２３℃－ｌｏｇ Ｒ９０℃
    （但し、Ｒ２３℃は２３℃における体積抵抗率（Ω・ｃｍ）、Ｒ９０℃は９０℃における体積抵抗率（Ω・ｃｍ）である。）
  2. 　Ｒ２３℃が１．０×１０１４Ω・ｃｍ以上１．０×１０１８Ω・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の高電圧電子機器用ケーブル。
  3. 　前記高圧絶縁体が、オレフィン系ポリマー１００質量部に対し、比表面積が１５０ｍ２／ｇ以上２５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカを０．５質量部以上１０質量部以下含有する絶縁性組成物で構成されていることを特徴とする請求項１または２のいずれか1項記載の高電圧電子機器用ケーブル。
  4. 　乾式シリカの平均一次粒径が、７ｎｍ以上２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の高電圧電子機器用ケーブル。
  5. 　乾式シリカの４％水分散液のｐＨが、４以上４．５以下である請求項３または４記載の高電圧電子機器用ケーブル。
  6. 　乾式シリカは、フュームドシリカであることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項記載の高電圧電子機器用ケーブル。
  7. 　オレフィン系ポリマーは、エチレンプロピレンゴムを含むことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項記載の高電圧電子機器用ケーブル。
  8. 　オレフィン系ポリマーが架橋されていることを特徴とする請求項３乃至７のいずれか１項記載の高電圧電子機器用ケーブル。
  9. 　外径が１０ｍｍ以上７０ｍｍ以下の細径高電圧電子機器用ケーブルであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項記載の高電圧電子機器用ケーブル。
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