WO2024042775A1 - 樹脂組成物および電力ケーブル - Google Patents

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WO2024042775A1
WO2024042775A1 PCT/JP2023/015740 JP2023015740W WO2024042775A1 WO 2024042775 A1 WO2024042775 A1 WO 2024042775A1 JP 2023015740 W JP2023015740 W JP 2023015740W WO 2024042775 A1 WO2024042775 A1 WO 2024042775A1
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less
viscosity
resin composition
shear rate
power cable
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PCT/JP2023/015740
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Inventor
智 山▲崎▼
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住友電気工業株式会社
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L23/18—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons having four or more carbon atoms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables

Definitions

  • the present disclosure relates to a resin composition and a power cable.
  • crosslinked polyethylene has excellent insulation properties, it has been widely used as a resin component constituting an insulating layer in power cables and the like (for example, Patent Document 1).
  • propylene resin at least one of a rubber material and an elastomer
  • the rubber material and elastomer have at least two units of ethylene, propylene, butylene, hexene, isoprene, octene and styrene;
  • the viscosity at a high shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 100 s -1 is 200 Pa-s or more and 5000 Pa-s or less, and the viscosity at a low shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 1 s -1 is 7000 Pa-s or more and 50,000 Pa-s.
  • the elastic modulus is 150 MPa or more and 700 MPa or less, It is a resin composition.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view orthogonal to the axial direction of a DC power cable according to an embodiment of the present disclosure.
  • propylene-based resins resins containing propylene
  • resin components constituting the insulating layer Even if propylene resin is non-crosslinked, it can satisfy the insulation properties required for power cables. That is, it is possible to achieve both insulation properties and recyclability. Furthermore, by using a propylene resin, handling, processability, and ease of manufacture can be improved.
  • the inventors investigated using propylene-based resin as the resin component constituting the insulating layer it was confirmed that the outer diameter of the insulating layer tends to be uneven in the cross section and longitudinal direction of the power cable. . This is because the resin component sag due to its own weight while extruding the molten resin component as an insulating layer and cooling it, making it impossible to maintain and fix the desired shape.
  • An object of the present disclosure is to provide a technique for improving the uniformity of the outer diameter of a power cable when using a resin composition containing a propylene-based resin.
  • the uniformity of the outer diameter of a power cable can be improved when a resin composition containing a propylene resin is used.
  • the insulating layer is formed of crosslinked polyethylene
  • a resin component containing polyethylene and a crosslinking agent is extruded as the insulating layer, and then, for example, a cable is introduced into a crosslinked pipe, and the resin component is heated in a high temperature environment to crosslink it.
  • the cable is introduced into, for example, a cooling tank to cool the insulating layer and the like.
  • the viscosity of the resin component increases during the crosslinking process, the shape of the insulating layer is easily maintained, and the shape can be fixed by cooling.
  • crosslinking can suppress the sag of the resin component and the accompanying variation in the outer diameter of the power cable.
  • the insulating layer is formed from a propylene resin
  • crosslinking treatment is not performed, so cooling is performed after extruding the resin component.
  • the insulating layer is gradually cooled from the surface side to the inside. Therefore, while the shape of the surface side of the insulating layer is fixed by cooling, the inside may be in a state where it can melt and flow at high temperature.
  • the viscosity of the resin component cannot be increased. As a result, the resin component constituting the insulating layer may sag due to its own weight until the inside of the insulating layer cools and its shape is fixed.
  • the thickness of the insulating layer may become non-uniform in the outer circumferential direction in the cross section of the power cable, and may also become non-uniform in the longitudinal direction of the power cable.
  • the resin component tends to drip downward in the cross section of the power cable
  • the resin component tends to drip downwards in the cross section of the power cable. It may tend to sag downwards in the longitudinal direction. If the thickness of the insulating layer becomes non-uniform in the outer peripheral direction or longitudinal direction of the cross section, there will be places where the insulating property is locally low, and the desired insulating property may not be achieved.
  • the dripping of the resin component becomes more pronounced as the thickness of the insulating layer increases, and as the ratio of the thickness of the insulating layer to the outer diameter of the conductor increases, the more uniform the outer diameter of the power cable becomes. tends to decline.
  • the present inventors focused on the viscosity of a resin composition containing a propylene resin when it is melted, and conducted studies.
  • the viscosity of resin components varies greatly depending on the shear rate, and tends to have a low viscosity at high shear rates and a high viscosity at low shear rates.
  • the shear rate is high at the stage of melt-kneading and extruding a resin composition, and the viscosity of the resin composition tends to be low.
  • the shear rate is low and the viscosity of the resin composition tends to be high in the stage before cooling.
  • the present inventors investigated the viscosity of the resin composition at high shear rate and low shear rate, and found that by configuring the resin composition so that each viscosity was within a predetermined range, extrudability was improved. It has been found that it is possible to achieve both this and the suppression of sagging during cooling and fixing of the shape. It has been found that such a resin composition can improve the uniformity of the outer diameter of a power cable.
  • power cables are required to have a predetermined insulation property, and in order to meet this requirement, we have found that it is advisable to adjust the viscosity and elastic modulus of the resin composition to a predetermined range at each of the above-mentioned shear rates.
  • the resin composition according to one embodiment of the present disclosure is propylene resin, at least one of a rubber material and an elastomer;
  • the rubber material and elastomer have at least two units of ethylene, propylene, butylene, hexene, isoprene, octene and styrene;
  • the viscosity at a high shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 100 s -1 is 200 Pa-s or more and 5000 Pa-s or less, and the viscosity at a low shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 1 s -1 is 7000 Pa-s or more and 50,000 Pa-s.
  • the elastic modulus is 150 MPa or more and 700 MPa or less. According to this configuration, it is possible to stably extrude the resin composition with a uniform thickness, and to suppress shape deformation in the molten state.
  • a power cable according to another aspect of the present disclosure, a conductor; an insulating layer coated on the outer periphery of the conductor and formed from a resin composition,
  • the resin composition is propylene resin, at least one of a rubber material and an elastomer;
  • the rubber material and elastomer have at least two units of ethylene, propylene, butylene, hexene, isoprene, octene and styrene;
  • the viscosity of the resin composition at a high shear rate at a temperature of 190° C.
  • a shear rate of 100 s ⁇ 1 is 200 Pa ⁇ s or more and 5000 Pa ⁇ s or less, and a viscosity of 7000 Pa ⁇ s at a low shear rate at a temperature of 190° C. and a shear rate of 1 s ⁇ 1 . s or more and 50,000 Pa ⁇ s or less
  • the elastic modulus is 150 MPa or more and 700 MPa or less. According to this configuration, it is possible to suppress variations in the outer diameter of the cross section of the power cable in both the outer circumferential direction and the longitudinal direction.
  • the heat of fusion of the resin composition is 60 J/g or more and 100 J/g or less. According to this configuration, fluctuations in the outer diameter can be suppressed more reliably.
  • the melting point of the resin composition is 140°C or more and 150°C or less. According to this configuration, fluctuations in the outer diameter can be suppressed more reliably.
  • the propylene resin has a viscosity of 100 Pa ⁇ s or more and 6,000 Pa ⁇ s or less at the high shear rate, and a viscosity of 500 Pa ⁇ s to 50,000 Pa ⁇ s at the low shear rate. According to this configuration, fluctuations in the outer diameter can be suppressed more reliably.
  • the rubber material and elastomer have a viscosity of 300 Pa ⁇ s or more and 7000 Pa ⁇ s or less at the high shear rate, and a viscosity of 4000 Pa ⁇ s or more and 80000 Pa ⁇ s or less at the low shear rate. According to this configuration, fluctuations in the outer diameter can be suppressed more reliably.
  • the thickness of the insulating layer is 4 mm or more, and the ratio of the outer diameter of the power cable to the outer diameter of the conductor is 4 or less. According to this configuration, even if the insulating layer is formed thick, variation in the outer diameter can be suppressed more reliably.
  • the resin composition of the present embodiment includes a propylene resin and at least one of a rubber material and an elastomer, and the mixing of these components increases the viscosity of the resin composition at high and low shear rates.
  • the elastic modulus is adjusted to fall within a predetermined range.
  • the viscosity of the resin composition is 200 Pa ⁇ s or more and 5000 Pa ⁇ s or less at a high shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 100 s -1 , and a low shear viscosity at a temperature of 190°C and a shear rate of 1 s -1 .
  • the viscosity at speed is 7,000 Pa ⁇ s or more and 50,000 Pa ⁇ s or less.
  • the elastic modulus of the resin composition is configured to be 150 MPa or more and 700 MPa or less.
  • Propylene resin is the base polymer of the resin composition.
  • propylene-based resins include propylene homopolymers (hereinafter also referred to as homo-PP) and propylene random polymers (hereinafter also referred to as random PP).
  • homo-PP contains propylene units
  • random PP has propylene units and ethylene units.
  • the propylene resin may be random PP. Since random PP contains ethylene units, the amount of crystals is lower than that of homo-PP, but it is difficult to generate coarse crystals during cooling, and it is difficult to suppress the decline in insulation properties caused by cracks caused by coarse crystals. can. In other words, random PP can provide higher insulation than homo-PP.
  • the content of ethylene units in the random PP may be, for example, 0.5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the content of ethylene units in the random PP may be, for example, 0.5% by mass or more and 15% by mass or less.
  • stereoregularity of the propylene resin examples include isotactic, syndiotactic, and atactic.
  • the stereoregularity is not particularly limited, but may be isotactic. Isotactic stereoregularity makes it possible to suppress a decrease in melting point in the resin composition. As a result, it is possible to stably realize non-crosslinked or slightly crosslinked use.
  • the viscosity of the propylene resin at high shear rate and low shear rate is not particularly limited.
  • the viscosity at high shear rate may be 100 Pa ⁇ s or more and 6000 Pa ⁇ s or less.
  • the viscosity at low shear rate may be 500 Pa ⁇ s or more and 50,000 Pa ⁇ s or less.
  • propylene resin one type having a viscosity within a predetermined range at high shear rate or low shear rate may be used alone, or two or more types having different viscosities may be used in combination. From the viewpoint of adjusting the viscosity of the resin composition within a predetermined range, two or more types may be used in combination.
  • the elastic modulus of the propylene resin is preferably 600 MPa or more and 1200 MPa or less from the viewpoint of adjusting the elastic modulus of the resin composition within a predetermined range.
  • the elastic modulus indicates a storage elastic modulus at 25° C. measured by dynamic mechanical analysis (DMA). Specifically, the target resin sample was subjected to 0.08% expansion and contraction (stretching vibration with an amplitude of 0.08% was applied), and the temperature was raised from -50°C to 100°C. Meanwhile, measure the storage modulus of the resin sample. At this time, the measurement frequency is set to 10 Hz. Further, the temperature increase rate is set to 10° C./min. Then, the storage modulus at 25°C is determined.
  • DMA dynamic mechanical analysis
  • resin components such as propylene resins have different viscosity curves depending on their physical properties such as melting point, heat of fusion, and molecular weight.
  • the physical property values of the propylene resin can be set as follows.
  • the melting point of the propylene resin is not particularly limited, but may be 160°C or higher and 175°C or lower if it is a propylene homopolymer (homo PP), or 140°C or higher and 150°C if it is a propylene random polymer (random PP). It may be the following. According to such a propylene-based resin, the viscosity of the resin composition can be easily adjusted to a predetermined range. Furthermore, by increasing the melting point of the resin composition, the heat resistance temperature of the insulating layer can be improved. Thereby, even if the insulating layer is non-crosslinked, high insulation properties can be stably maintained in a high-temperature environment.
  • the heat of fusion of the propylene resin is not particularly limited, but it may be 100 J/g or more and 120 J/g or less in the case of homo-PP, or 90 J/g or more and 105 J/g or less in the case of random PP. .
  • the viscosity of the resin composition can be easily adjusted to a predetermined range, and the heat resistance temperature of the insulating layer can be improved to stably maintain high insulation properties of the insulating layer in a high-temperature environment. be able to.
  • the melting point and the heat of fusion are measured as follows.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the temperature is raised from room temperature (normal temperature, for example 27°C) to 220°C at a rate of 10°C/min.
  • a DSC curve can be obtained by plotting the amount of heat absorbed per unit time (heat flow) against the temperature.
  • the temperature at which the amount of heat absorbed per unit time in the sample reaches its maximum (peak) is defined as the "melting point (melting peak temperature)".
  • the value (J /g) is the "heat of fusion”. Note that the degree of crystallinity (%) of the sample can be determined based on the heat of fusion of the sample and the theoretical value of the heat of fusion of a perfectly crystalline body.
  • Propylene resin has a predetermined molecular weight distribution, and the wider the molecular weight distribution, that is, the larger the ratio of weight average molecular weight (Mw) to number average molecular weight (Mn) in the molecular weight distribution, the higher the shear rate.
  • Mw/Mn may be 3.0 or more and 8.0 or less, or 3.5 or more and 7.0 or less.
  • the number average molecular weight Mn may be, for example, 60,000 or more and 150,000 or less.
  • the weight average molecular weight Mw may be, for example, 210,000 or more and 1,000,000 or less.
  • Rubber material or elastomer controls the crystal growth of propylene resin in the resin composition and imparts flexibility to the insulating layer.
  • rubber materials and elastomers are mixed with propylene-based resin, there is a risk that the viscosity of the resin composition at each shear rate may change.
  • the insulating layer can have a predetermined flexibility. can be given gender.
  • the rubber material or elastomer of this embodiment contains at least two of ethylene, propylene, butene, hexene, isoprene, octene, and styrene.
  • the viscosity of the rubber material or elastomer at high and low shear rates is not particularly limited.
  • the viscosity at high shear rate may be 300 Pa ⁇ s or more and 7000 Pa ⁇ s or less. Further, the viscosity at low shear rate may be 4000 Pa ⁇ s or more and 80000 Pa ⁇ s or less.
  • the viscosity at high shear rate may be 500 Pa ⁇ s or more and 5000 Pa ⁇ s or less, and the viscosity at low shear rate may be 10000 Pa ⁇ s or more and 70000 Pa ⁇ s or less.
  • the viscosity at high shear rate may be 1000 Pa.s or more and 6000 Pa.s or less, and the viscosity at low shear rate may be 5000 Pa.s or more and 50000 Pa.s or less.
  • the viscosity of the resin composition can be easily adjusted to a desired range when mixed with a propylene resin.
  • the melting point of the rubber material or elastomer is not particularly limited. Rubber materials generally do not have a melting point because no endothermic peak is detected in DSC measurements.
  • the elastomer may not have a melting point, or even if it does have a melting point, the melting point may be 100°C or less.
  • the heat of fusion of the rubber material or elastomer is not particularly limited.
  • the heat of fusion of the rubber material is nil because the melting point cannot be measured.
  • the heat of fusion of the elastomer may be 50 J/g or less, or 30 J/g or less.
  • the elastic modulus (25° C.) of the rubber material or elastomer is not particularly limited, but may be 1 MPa or more and 200 MPa or less from the viewpoint of adjusting the elastic modulus of the resin composition within a predetermined range.
  • the elastic modulus of rubber materials and elastomers may vary greatly depending on the presence or absence of styrene. Specifically, when it does not contain styrene, the higher the molecular weight, the higher the elastic modulus tends to be, and when it contains styrene, the higher the molecular weight, the lower the elastic modulus tends to be.
  • the molecular weight distribution of rubber materials and elastomers can change the viscosity at each shear rate, similar to propylene-based resins.
  • Mw/Mn may be 1.0 or more and 3.0 or less, or 1.0 or more and 2.5 or less.
  • the number average molecular weight Mn may be, for example, 70,000 or more and 250,000 or less.
  • the weight average molecular weight Mw may be, for example, 70,000 or more and 600,000 or less.
  • the rubber material a copolymer obtained by copolymerizing at least any two of ethylene, propylene, butene, hexene, and octene may be used.
  • the rubber material may be a copolymer containing propylene from the viewpoint of compatibility with the propylene resin.
  • the copolymer containing propylene for example, ethylene propylene rubber (EPR) can be used.
  • the ethylene content of EPR may be, for example, 20% by mass or more, 40% by mass or more, or 55% by mass or more. If the ethylene content is less than 20% by mass, the crystallization of the propylene resin may not be sufficiently controlled, and the insulation properties may deteriorate. On the other hand, by setting the ethylene content to 20% by mass or more, crystallization of the propylene resin due to EPR can be sufficiently controlled while obtaining the softening effect due to EPR. As a result, deterioration in insulation properties can be suppressed. Furthermore, the ethylene content may be 40% by mass or more, or 55% by mass or more. Thereby, crystallization can be controlled more stably, and deterioration in insulation properties can be stably suppressed.
  • the rubber material may be, for example, a copolymer that does not contain propylene.
  • the copolymer not containing propylene for example, very low density polyethylene (VLDPE) can be used from the viewpoint of easy availability.
  • VLDPE very low density polyethylene
  • examples of VLDPE include PE composed of ethylene and 1-butene, PE composed of ethylene and 1-octene, and the like. According to the copolymer that does not contain propylene, crystallization of the propylene resin can be stably controlled.
  • the density of VLDPE is, for example, 0.855 g/cm 3 or more and 0.890 g/cm 3 or less.
  • a styrenic thermoplastic elastomer containing styrene as a hard segment and at least one of ethylene, propylene, butene, isoprene, etc. as a soft segment can be used.
  • styrene thermoplastic elastomers can be dispersed in resin compositions to control the crystal growth of propylene resins, impart flexibility to insulating layers, and contribute to adjusting the viscosity of resin compositions.
  • thermoplastic elastomers trap electrons with their aromatic rings to form a stable resonance structure, and as an elastomer, they suppress the occurrence of mechanical stress cracks in the insulating layer. It also contributes to improving tree tolerance.
  • styrenic thermoplastic elastomer examples include styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer, styrene-isoprene-styrene copolymer (SIS), hydrogenated styrene-isoprene-styrene copolymer, Examples include hydrogenated styrene butadiene rubber, hydrogenated styrene isoprene rubber, and styrene ethylene butylene olefin crystal block copolymer. Two or more of these may be used in combination.
  • hydrolysis here means adding hydrogen to a double bond.
  • hydrogenated styrene-butadiene-styrene block copolymer means a polymer in which hydrogen is added to the double bonds of a styrene-butadiene-styrene block copolymer. Note that no hydrogen is added to the double bond of the aromatic ring of styrene.
  • Hydrodrogenated styrene butadiene styrene block copolymer can be translated as styrene ethylene butylene styrene block copolymer (SEBS).
  • the styrenic thermoplastic elastomer may be one that does not contain a double bond in its chemical structure.
  • the resin component may be thermally degraded during molding of the resin composition, and the properties of the resulting insulating layer may be deteriorated.
  • a material that does not contain double bonds has high resistance to thermal deterioration, so that the properties of the insulating layer can be maintained at a higher level.
  • the styrene content in the styrenic thermoplastic elastomer is not particularly limited, but from the viewpoint of controlling crystal growth of the propylene resin and softening the insulating layer, it may be 5% by mass or more and 35% by mass or less.
  • the resin composition may contain, for example, an antioxidant, a copper damage inhibitor, a lubricant, and a colorant.
  • the resin composition may have a small content of an additive that functions as a nucleating agent that generates propylene crystals, or may be substantially free of such an additive.
  • the content of the additive that functions as a nucleating agent is, for example, 1 part by mass when the total of the resin component containing the propylene resin and at least one of a rubber material and an elastomer is 100 parts by mass. It may be less than 0 parts by mass.
  • the resin composition may contain an inorganic filler, but from the viewpoint of adjusting the viscosity at high and low shear rates to a predetermined range, the amount added may be small, or no filler may be added.
  • the resin composition is formed by mixing the above-mentioned propylene resin and at least one of a rubber material and an elastomer, and by mixing these components, the temperature of the resin composition is 190 ° C.
  • the viscosity at a high shear rate at a shear rate of 100 s ⁇ 1 is 200 Pa ⁇ s or more and 5000 Pa ⁇ s or less, and the viscosity at a low shear rate at a temperature of 190° C. and a shear rate of 1 s ⁇ 1 is 7000 Pa ⁇ s or more and 50,000 Pa ⁇ s or less.
  • Propylene resins, rubber materials, and elastomers each have their own unique viscosity curves.
  • the viscosity curve is a curve in which the horizontal axis represents shear rate and the vertical axis represents viscosity, and the viscosity decreases as the shear rate increases.
  • This viscosity curve has a unique shape depending on the molecular weight, molecular weight distribution, melting point, heat of fusion, etc. of the resin component.
  • the viscosity curves will differ not only when the types of propylene resins, rubber materials, and elastomers are different, but also when the same propylene resin has different physical properties such as molecular weight distribution and melting point.
  • the slope of the viscosity curve and the viscosity range that can be obtained at high and low shear rates are different.
  • the viscosity of the resin composition at each shear rate is adjusted to fall within a predetermined range.
  • a resin composition if the viscosity at a high shear rate is less than 200 Pa ⁇ s, the shape may not be maintained when the molten resin composition is extruded, and it may not be possible to mold it as an insulating layer. On the other hand, if the viscosity at a high shear rate exceeds 5000 Pa ⁇ s, the pressure when extruding the resin composition will be high and the extrusion amount will not be stable, so it may not be possible to extrude the resin composition with a uniform thickness. be. In this regard, by adjusting the viscosity at high shear rates within the range of 200 Pa ⁇ s to 5000 Pa ⁇ s, it is possible to extrude the molten resin composition with a uniform thickness while maintaining its shape. becomes. The viscosity at high shear rates may be between 800 Pa ⁇ s and 3000 Pa ⁇ s.
  • the extruded resin composition tends to sag due to its own weight, resulting in uneven thickness of the insulating layer and uneven outer diameter of the power cable.
  • the viscosity at a low shear rate exceeds 50,000 Pa ⁇ s, the viscosity at a high shear rate will also increase, so as mentioned above, the extrusion amount of the resin composition will become unstable, and the insulating layer will have a uniform thickness.
  • the viscosity at low shear rate may be between 10,000 Pa ⁇ s and 30,000 Pa ⁇ s.
  • the ratio of viscosity at high shear rate to viscosity at low shear rate is not particularly limited, but when the viscosity at high shear rate is A and the viscosity at low shear rate is B, B/A is 10 or more. It may be 250 or less. The larger this ratio is, the more the molten resin composition can be extruded at a lower pressure, and the more the shape of the resin composition after extrusion can be maintained.
  • Elastic modulus of resin composition The resin composition is formed by mixing the above-mentioned propylene resin and at least one of a rubber material and an elastomer, and the mixing of these components increases the elastic modulus of the resin composition. It is configured to have a pressure of 150 MPa or more and 700 MPa or less. Propylene resins, rubber materials, and elastomers have different moduli of elasticity, and the modulus of elasticity of the resin composition changes depending on the amount of these ingredients. Therefore, the elastic modulus of the resin composition is an index of the ratio (composition) of each component.
  • the viscosity at each shear rate is within the above range, and the elastic modulus is within the above range, so that the insulating layer has uniform outer diameter and is required for cables such as insulation. It is possible to satisfy various characteristics.
  • (1-6) Melting point and heat of fusion of the resin composition The melting point and heat of fusion of the resin composition change depending on the proportions of the propylene resin, rubber material, and elastomer. It serves as an indicator.
  • propylene resin has a relatively high melting point
  • rubber materials and elastomers either do not have a melting point, or even if they do have a melting point, their melting point is low.
  • propylene resin has high crystallinity and a high heat of fusion
  • rubber materials and elastomers have low crystallinity or are amorphous and have a low heat of fusion. Therefore, the melting point and heat of fusion of the resin composition tend to be lower than the melting point and heat of fusion that the propylene resin inherently has.
  • the melting point and heat of fusion of the resin composition are not particularly limited, but from the viewpoint of mixing each component in an appropriate ratio and keeping the viscosity at a high shear rate and a low shear rate within a predetermined range, the melting point and heat of fusion may be within the following ranges. There may be.
  • the melting point of the resin composition may be 158° C. or higher and 168° C. or lower if homo-PP is included as the propylene-based resin. Further, if random PP is included as the propylene resin, the temperature may be 140° C. or higher and 150° C. or lower.
  • the heat of fusion of the resin composition may be 75 J/g or more and 110 J/g or less if the propylene resin contains homoPP. Further, if random PP is included as the propylene resin, the amount may be 60 J/g or more and 100 J/g or less.
  • the viscosity and elastic modulus at high and low shear rates can be improved. can be adjusted within a predetermined range.
  • Resin composition The ratio (composition) of each component contained in the resin composition is determined so that the viscosity and elastic modulus at high shear rate and low shear rate are within the predetermined ranges. It may be adjusted as appropriate depending on the type of resin, rubber material, and elastomer. For example, each component may be mixed so that the melting point and heat of fusion of the resin composition fall within the above-mentioned ranges. Specifically, in the resin composition, the addition ratio of the propylene resin may be 50% by mass or more. In addition, the propylene resin may be a combination of two or more components having different viscosities, melting points, heat of fusion, and molecular weight distributions. Regarding rubber materials and elastomers, two or more components having different physical property values may be used in combination.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view orthogonal to the axial direction of the power cable according to the present embodiment.
  • the power cable 10 of this embodiment is configured as a so-called solid insulated power cable. Moreover, the power cable 10 of this embodiment is configured to be installed, for example, on land (inside a conduit), underwater, or on the bottom of the water. Note that the power cable 10 is used for, for example, alternating current.
  • the power cable 10 includes, for example, a conductor 110, an inner semiconducting layer 120, an insulating layer 130, an outer semiconducting layer 140, a shielding layer 150, and a sheath 160.
  • the conductor 110 is configured by twisting together a plurality of conductor core wires (conductive core wires) containing, for example, pure copper, copper alloy, aluminum, or aluminum alloy.
  • Internal semiconducting layer 120 is provided to cover the outer periphery of conductor 110 . Further, the internal semiconducting layer 120 has semiconductivity and is configured to suppress electric field concentration on the surface side of the conductor 110.
  • the internal semiconductive layer 120 is made of, for example, an ethylene-based copolymer such as ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, ethylene-butyl acrylate copolymer, and ethylene-vinyl acetate copolymer, or an olefin.
  • the material contains at least one of the elastomer, the above-mentioned rubber material, propylene resin, etc., and conductive carbon black.
  • the insulating layer 130 is provided so as to cover the outer periphery of the internal semiconductive layer 120, and is formed from the resin composition described above.
  • the insulating layer 130 is formed by extruding a resin composition, for example.
  • the external semiconducting layer 140 is provided to cover the outer periphery of the insulating layer 130. Further, the external semiconducting layer 140 has semiconductivity and is configured to suppress electric field concentration between the insulating layer 130 and the shielding layer 150.
  • the outer semiconducting layer 140 is made of the same material as the inner semiconducting layer 120, for example.
  • the shielding layer 150 is provided to cover the outer periphery of the outer semiconducting layer 140.
  • the shielding layer 150 is configured, for example, by winding a copper tape, or as a wire shield formed by winding a plurality of annealed copper wires or the like. Note that a tape made of rubberized cloth or the like may be wound around the inside or outside of the shielding layer 150.
  • Sheath 160 is provided to cover the outer periphery of the shielding layer 150.
  • Sheath 160 is made of polyvinyl chloride or polyethylene, for example.
  • the power cable 10 of this embodiment may have a metal water shielding layer such as a so-called aluminum sheathing or a steel wire armoring on the outside of the shielding layer 150. good.
  • the power cable 10 of the present embodiment has the above-mentioned water tree suppressing effect, and therefore has a metal water shielding layer such as a so-called aluminum sheathing on the outside of the shielding layer 150. It doesn't have to be. That is, the power cable 10 of this embodiment may be configured with a non-complete water-shielding structure.
  • the specific dimensions of the power cable 10 are not particularly limited, for example, the diameter of the conductor 110 is 5 mm or more and 60 mm or less, and the thickness of the internal semiconductive layer 120 is 0.5 mm or more and 3 mm or less.
  • the thickness of the insulating layer 130 is 3 mm or more and 35 mm or less
  • the thickness of the outer semiconducting layer 140 is 0.5 mm or more and 3 mm or less
  • the thickness of the shielding layer 150 is 0.1 mm or more and 5 mm or less.
  • the thickness of the sheath 160 is 1 mm or more.
  • the outer diameter of the power cable 10 is, for example, 15 mm or more and 170 mm or less.
  • the AC voltage applied to the power cable 10 of this embodiment is, for example, 20 kV or more.
  • the resin composition of this embodiment according to the resin composition of this embodiment, sagging of the insulating layer 130 is suppressed and its shape is easily maintained. Therefore, even if the insulating layer 130 is formed thicker than the outer diameter of the conductor 110 and the outer diameter of the power cable 10 is increased, shape deformation and outer diameter fluctuation of the insulating layer 130 can be suppressed.
  • the thickness of the insulating layer 130 may be 4 mm or more, and the ratio of the outer diameter of the power cable 10 to the outer diameter of the conductor 110 may be 4 or less.
  • the thickness of the insulating layer 130 may be 13 mm or less. Further, the ratio of the outer diameter of the power cable 10 to the outer diameter of the conductor 110 may be 4 or less. Further, the outer diameter of the conductor 110 may be in a range such that the cross-sectional area of the conductor 110 is 8 mm 2 or more and 900 mm 2 or less.
  • a small variation in the outer diameter in a cross section means that in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the power cable 10, the difference between the maximum value and the minimum value of the outer diameter in the outer circumferential direction is small.
  • the ratio of the major axis to the minor axis (A 1 /B 1 ) is 1. It may be .3 or less, or it may be 1.25 or less. Note that the lower limit of the ratio is 1.
  • a small change in the outer diameter in the longitudinal direction means that the difference in outer diameter between the two points in the cross section of the power cable 10 spaced apart in the longitudinal direction is small.
  • the short axis at one point is A 2 and the long axis at the other point is B 2 (A 2 ⁇ B 2 ).
  • the ratio (B 2 /A 2 ) of the major axis B 2 at the other point to the minor axis A 2 at one point may be 1.3 or less, or 1.25 or less. Note that the lower limit of the ratio is 1.
  • the insulation thickness may be locally thinner and may be smaller than the insulation (apparent breakdown voltage) at the predetermined thickness. It may happen.
  • the outer diameter of the power cable 10 can be made uniform, and in particular, the thickness of the insulating layer 130 can be made uniform, so that insulation at the designed thickness can be more reliably ensured. can.
  • the AC breakdown electric field strength of the insulating layer 130 at room temperature is, for example, 60 kV/mm or more.
  • an AC voltage of 10 kV at a commercial frequency (for example, 60 Hz) is applied for 10 minutes to a 0.2 mm thick sample taken from the insulating layer 130, and then the voltage is increased in steps of 1 kV for 10 minutes.
  • the AC breakdown electric field is 60 kV/mm or more when applied under conditions in which divided electricity is repeatedly applied.
  • step will be abbreviated as "S”.
  • a propylene resin, at least one of a rubber material and an elastomer, and other additives (antioxidants, etc.) as needed are mixed (kneaded) using a mixer to form a mixed material.
  • a mixer examples include an open roll, a Banbury mixer, a pressure kneader, a single-shaft mixer, and a multi-shaft mixer.
  • the propylene resin, rubber material, and elastomer are mixed in a predetermined ratio so that the resin composition has a viscosity at a high shear rate and a low shear rate, respectively, within a predetermined range.
  • each component may be mixed so that the melting point, heat of fusion, etc. of the resin composition fall within a predetermined range.
  • the mixed material is granulated using an extruder.
  • a pellet-shaped resin composition that will constitute the insulating layer 130 is formed. Note that the steps from mixing to granulation may be performed all at once using a twin-screw extruder with a high kneading effect.
  • the above-mentioned resin composition is extruded so as to cover the outer periphery of the conductor 110 with a thickness of 3 mm or more.
  • the viscosity of the resin composition at a high shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 100 s -1 is 200 Pa ⁇ s or more and 5000 Pa ⁇ s or less, the resin composition can be stably extruded at a constant thickness. I can do it.
  • the insulating layer 130 is formed by cooling the extruded resin composition.
  • the viscosity of the resin composition at a low shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 1 s -1 is 7000 Pa ⁇ s or more and 50000 Pa ⁇ s or less, so the shape of the resin composition is not fixed by cooling.
  • the resin composition can be prevented from flowing and dripping. That is, it is possible to fix the extruded resin composition while maintaining its shape.
  • the insulating layer 130 can be formed uniformly both in the outer peripheral direction of the cross section and in the longitudinal direction of the power cable 10.
  • the inner semiconducting layer 120, the insulating layer 130, and the outer semiconducting layer 140 are formed simultaneously using, for example, a three-layer coextruder.
  • a composition for an internal semiconductive layer is charged into extruder A, which forms the internal semiconductive layer 120, of the three-layer coextruder.
  • the above pelletized resin composition is charged into extruder B for forming the insulating layer 130.
  • the set temperature of extruder B is set to a temperature higher than the desired melting point by a temperature of 10° C. or more and 50° C. or less.
  • the set temperature may be adjusted as appropriate based on the linear speed and extrusion pressure.
  • a composition for an outer semiconducting layer containing the same material as the resin composition for an inner semiconducting layer charged into the extruder A is charged into an extruder C that forms the outer semiconducting layer 140.
  • the extruded material is cooled, for example, with water.
  • a cable core composed of the conductor 110, the inner semiconducting layer 120, the insulating layer 130, and the outer semiconducting layer 140 is formed.
  • a shielding layer 150 is formed on the outside of the outer semiconducting layer 140, for example by wrapping copper tape.
  • a sheath 160 is formed around the outer periphery of the shielding layer 150 by charging vinyl chloride into an extruder and extruding it.
  • the power cable 10 as a solid insulated power cable is manufactured.
  • the resin composition of this embodiment has a viscosity of 200 Pa ⁇ s to 5000 Pa ⁇ s at a high shear rate. Thereby, when melting and extruding the resin composition, it is possible to stably extrude the resin composition with a uniform thickness while maintaining the extruded shape. Further, the viscosity at low shear rate is 7000 Pa ⁇ s to 50000 Pa ⁇ s. This prevents the resin composition from sagging due to its own weight until the extruded resin composition is cooled and its shape is fixed, making it easier to maintain the extruded shape. As described above, although the resin composition of this embodiment has excellent extrusion moldability, it is difficult to flow in a molten state and is difficult to deform.
  • the insulating layer 130 when forming the insulating layer 130 of the power cable 10, the insulating layer 130 has a uniform thickness both in the outer peripheral direction of the cross section and in the longitudinal direction of the power cable 10. It can be formed at any time. As a result, fluctuations in the outer diameter of the power cable 10 in the cross-sectional and longitudinal directions can be reduced. Specifically, in the cross section of the power cable 10, the ratio of the maximum value of the outer diameter (lengthwise axis) to the minimum value of the outer diameter (shorter axis) in the outer circumferential direction can be set to 1.3 or less. Furthermore, in the cross section of two points spaced apart in the longitudinal direction of the power cable 10, the ratio of the short axis at one point to the long axis at the other point can be 1.3 or less.
  • an elastic modulus may be 150 MPa or more and 700 MPa or less. Therefore, in the insulating layer 130, the AC breakdown electric field strength can be maintained high, and a predetermined insulation property can be ensured. Specifically, the AC breakdown electric field strength can be set to 60 kV/mm or more.
  • the resin composition can suppress excessive crystal growth of the propylene resin during the cooling process from a molten state. Thereby, a high level of insulation and flexibility can be obtained in a well-balanced manner in the insulating layer 130.
  • the melting point of the resin composition may be 140° C. to 150° C. if it contains random PP, or 158° C. to 168° C. if it contains homo PP. Further, the heat of fusion may be 60 J/g to 100 J/g if random PP is included, and 75 J/g to 110 J/g if homo PP is included.
  • the addition ratio of the propylene resin, the rubber material, and the elastomer can be set within an appropriate range, and the resin composition can be used at high and low shear rates. The viscosity can be reliably adjusted within the above range. Furthermore, a higher level of insulation and flexibility can be achieved in a well-balanced manner in the insulating layer 130.
  • the thickness of the insulating layer 130 is 4 mm or more, and the ratio of the outer diameter of the power cable 10 to the outer diameter of the conductor 110 is 4 or less; Even if the insulating layer 130 is formed to be thicker than the outer diameter, variation in the outer diameter can be suppressed to a small level.
  • the uniformity of the outer diameter can be increased by making the ratio of the major axis to the minor axis small, for example, 1.3 or less, in the cross section of the power cable 10.
  • the processing time for connecting the power cable 10 can be shortened. Furthermore, when the power cable 10 is connected to the connection member, gaps at the connection point can be suppressed, and the connection can be made more reliably.
  • the resin composition molded body serving as the insulating layer is mechanically mixed and extruded.
  • the resin composition molded body is not polymerized and extruded. There may be.
  • the power cable 10 may have a simple water-blocking layer because it has the above-mentioned remarkable water tree suppression effect.
  • the simple water-blocking layer is made of, for example, a metal laminate tape.
  • a metal laminate tape has a metal layer made of, for example, aluminum or copper, and an adhesive layer provided on one or both sides of the metal layer.
  • the metal laminate tape is, for example, wrapped vertically so as to surround the outer periphery of the cable core (the outer periphery of the outer semiconductive layer).
  • the water-blocking layer may be provided outside the shielding layer, or may also serve as the shielding layer. With such a configuration, the cost of the power cable 10 can be reduced.
  • the power cable 10 may be configured as a so-called overhead wire (overhead insulated wire).
  • the viscosity at high shear rate is 100 Pa-s or more and 6000 Pa-s or less
  • the viscosity at low shear rate is 500 Pa-s or more and 50,000 Pa-s or less
  • the melting point is 140°C or more and 145°C or less
  • the heat of fusion is 90 J/g or more and 105 J/g or less
  • elastic modulus of 600 MPa or more and 1200 MPa or less ratio of weight average molecular weight (Mw) to number average molecular weight (Mn) Mw/Mn of 3.0 or more and 8.0 or less, Mn of 60,000 or more 150,000, and a plurality of types of propylene random polymers having Mw in the range of 210,000 to 1,000,000 and different from each other were prepared.
  • the viscosity at high shear rate is 500 Pa-s or more and 5000 Pa-s or less
  • the viscosity at low shear rate is 10,000 Pa-s or more and 70,000 Pa-s or less
  • there is no melting point or heat of fusion and the elastic modulus is 1 MPa-200 MPa.
  • a plurality of different types of EPR and VLDPE with Mw/Mn in the range of 1.0 to 3.0, Mn in the range of 70,000 to 250,000, and Mw in the range of 70,000 to 600,000 were prepared.
  • the elastomer has a viscosity of 1000 Pa-s or more and 6000 Pa-s or less at high shear rate, a viscosity of 5000 Pa-s or more and 50000 Pa-s or less at low shear rate, a melting point of 30°C or more and 80°C or less, and a heat of fusion of 5 J/s.
  • the resin was prepared.
  • propylene resins with physical property values within the above ranges are used alone or in combination of two or more, and rubber materials and elastomers with physical property values within the above ranges are used.
  • One type or two or more types were used.
  • materials A to E shown in Table 1 were prepared by appropriately changing the ratio of each component so that the resulting resin composition had a predetermined viscosity.
  • the addition ratio of the propylene resin was adjusted to be 50% by mass or more of the resin composition.
  • material E was prepared by further adding 5 parts by mass of an inorganic filler to 100 parts by mass of the resin component.
  • the melting points and heat of fusion of Materials A to E were determined by DSC measurement. DSC measurements were performed in accordance with JIS-K-7121 (1987). Specifically, a PerkinElmer DSC8500 (input compensation type) was used as the DSC device. The reference sample was, for example, ⁇ -alumina. The mass of the measurement sample was 8 to 10 g. In the DSC device, the temperature was raised from room temperature (27°C) to 220°C at a rate of 10°C/min. Thereby, a DSC curve was obtained by plotting the amount of endotherm (heat flow) per unit time versus temperature.
  • the temperature at which the amount of heat absorbed per unit time in each measurement sample was maximum was defined as the "melting point.”
  • the "heat of fusion” was determined by determining the area of the region surrounded by the melting peak and the baseline in the DSC curve.
  • viscosity The viscosity at each shear rate of materials A to E was determined using a rotary rheometer (“MCR302” manufactured by Anton Paar) at 190°C using jig PP-12 at a shear rate of 0.001 s - Measurements were made by varying the shear rate from 1 to 1000 s -1 .
  • the elastic modulus of Materials A to E was measured by dynamic mechanical analysis (DMA). Specifically, first, press sheets for evaluation were produced from each material. The storage modulus of the press sheet was measured while increasing the temperature from -50°C to 100°C with 0.08% expansion and contraction applied to the press sheet. Moreover, the measurement frequency was set to 10 Hz. Further, the temperature increase rate was set to 10° C./min. As a result of the measurement, the storage modulus at 25°C was determined.
  • DMA dynamic mechanical analysis
  • Example 1 Specifically, as shown in Table 2 below, first, a conductor with a cross-sectional area of 2500 mm 2 (conductor diameter approximately 56.4 mm) was prepared. After preparing the conductor, a resin composition for the inner semiconducting layer containing an ethylene-ethyl acrylate copolymer, the above-mentioned material A as the resin composition for forming the insulating layer, and a resin composition similar to the resin composition for the inner semiconducting layer are added. and an outer semiconducting layer resin composition consisting of the materials were respectively put into extruders A to C.
  • the respective extrudates from extruders A to C were led to a common head, and an inner semiconducting layer, an insulating layer and an outer semiconducting layer were simultaneously extruded from the inside to the outside around the outer periphery of the conductor.
  • the thicknesses of the inner semiconducting layer, the insulating layer, and the outer semiconducting layer were 1.0 mm, 24 mm, and 1.0 mm, respectively, and the insulation coating thickness was 26 mm.
  • Sample 1 of a power cable (cable outer diameter: 108.4 mm) was manufactured, which had a conductor, an inner semiconducting layer, an insulating layer, and an outer semiconducting layer from the center to the outer periphery. Note that, when the conductor diameter is X and the outer diameter of the power cable (cable outer diameter) is Y, the ratio (Y/X) of the cable outer diameter to the conductor diameter was 1.9.
  • the resin composition for forming the insulating layer was changed from material A to material B, and a power cable was produced with the same cable configuration.
  • Samples 2 to 11 In Samples 2 to 11, as shown in Table 2 below, the electric power was the same as in Sample 1, except that Material A or Material B was used as the resin composition for forming the insulating layer, and the conductor diameter and insulation coating thickness were changed. Cables were produced and samples 2 to 11 were obtained. In each sample, the thickness of the inner semiconducting layer and the outer semiconducting layer was the same, and the thickness of the insulating coating was changed as appropriate by adjusting the thickness of the insulating layer.
  • Samples 12-14 In addition, as shown in Table 3 below, in Samples 12 to 14, Materials C to E were used as resin compositions for forming the insulating layer, and the conductor diameter and insulation coating thickness were changed as appropriate. A power cable was made in the same manner as above.
  • the uniformity of the outer diameter in the cross section was evaluated as follows. Specifically, select any one point in the longitudinal direction of the power cable, measure the outer diameter in the outer circumferential direction of the cross section, find the major axis (maximum value) and the minor axis (minimum value), and calculate the difference between the minor axis and the minor axis. The ratio of the major axis was calculated. The smaller this ratio is, the smaller the variation in the outer diameter in the cross section is.
  • the uniformity of the outer diameter in the longitudinal direction was evaluated as follows. Specifically, we selected two points 5 m apart in the longitudinal direction of the power cable, measured the major axis and minor axis at each point, and calculated the ratio of the major axis at one point to the minor axis at the other point. did. The smaller this ratio is, the smaller the variation in the outer diameter in the longitudinal direction is.
  • the insulation was evaluated using an AC breakdown test. Specifically, a measurement sample with a thickness of 0.2 mm was cut out from the insulating layer of the prepared sample. After that, at room temperature (27°C), apply an AC voltage of commercial frequency (for example, 60 Hz) at 10 kV for 10 minutes to the measurement sample with a thickness of 0.2 mm, and then increase the voltage in steps of 1 kV and apply the voltage for 10 minutes. It was applied under repeated conditions. The electric field strength was measured when the inner sample suffered dielectric breakdown. As a result, cases where the AC breaking strength was 60 kV/mm or more were evaluated as good.
  • an AC voltage of commercial frequency for example, 60 Hz
  • material B has a viscosity of 1000 Pa ⁇ s at a high shear rate, which is within the range of 200 Pa ⁇ s to 5000 Pa ⁇ s. It was confirmed that it could be extruded stably depending on the thickness. On the other hand, since the viscosity at a low shear rate was 5,000 Pa ⁇ s, which was less than 7,000 Pa ⁇ s, Material B was likely to flow and sag after extrusion until its shape was fixed by cooling. Therefore, when material B is used, it is presumed that the insulating layer deforms until its shape is fixed, and the outer diameter of the power cable changes accordingly.
  • material A not only has a low viscosity at high shear rates and excellent extrudability, but also has a high viscosity at low shear rates compared to material B, and is difficult to flow in a molten state. Therefore, material A can suppress outer diameter fluctuations compared to material B.
  • material E contains an inorganic filler and has a high viscosity at both high and low shear rates, making the extrudability of the resin composition unstable, especially in the longitudinal direction. It was confirmed that the variation in the outer diameter becomes large.
  • propylene resin at least one of a rubber material and an elastomer
  • the rubber material and elastomer have at least two units of ethylene, propylene, butylene, hexene, isoprene, octene and styrene;
  • the viscosity at a high shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 100 s -1 is 200 Pa-s or more and 5000 Pa-s or less, and the viscosity at a low shear rate at a temperature of 190°C and a shear rate of 1 s -1 is 7000 Pa-s or more and 50,000 Pa-s.
  • the elastic modulus is 150 MPa or more and 700 MPa or less, Resin composition.
  • a conductor (Additional note 2) a conductor; an insulating layer coated on the outer periphery of the conductor and formed from a resin composition,
  • the resin composition is propylene resin, at least one of a rubber material and an elastomer;
  • the rubber material and elastomer have at least two units of ethylene, propylene, butylene, hexene, isoprene, octene and styrene;
  • the viscosity of the resin composition at a high shear rate at a temperature of 190° C.
  • a shear rate of 100 s ⁇ 1 is 200 Pa ⁇ s or more and 5000 Pa ⁇ s or less, and a viscosity of 7000 Pa ⁇ s at a low shear rate at a temperature of 190° C. and a shear rate of 1 s ⁇ 1 . s or more and 50,000 Pa ⁇ s or less,
  • the elastic modulus is 150 MPa or more and 700 MPa or less, power cable.
  • the heat of fusion of the resin composition is 60 J/g or more and 100 J/g or less, Power cable described in Appendix 2.
  • the melting point of the resin composition is 140°C or more and 150°C or less, The power cable described in Appendix 2 or 3.
  • the thickness of the insulating layer is 4 mm or more, and the ratio of the outer diameter of the power cable to the outer diameter of the conductor is 4 or less. Power cables described in any one of appendices 2 to 6.
  • the propylene resin has an elastic modulus of 600 MPa or more and 1200 MPa or less, Power cables described in any one of appendices 2 to 7.
  • the propylene resin has a viscosity of 100 Pa ⁇ s or more and 6000 Pa ⁇ s or less at the high shear rate, and a viscosity of 500 Pa ⁇ s to 50,000 Pa ⁇ s or less at the low shear rate. Power cables described in any one of appendices 2 to 8.
  • the propylene resin has a melting point of 140° C. or more and 150° C. or less, and a heat of fusion of 90 J/g or more and 105 J/g or less. Power cables described in any one of Appendices 2 to 9.
  • the propylene resin has a ratio Mw/Mn of 3.0 or more and 8.0 or less, where Mw is the weight average molecular weight and Mn is the number average molecular weight in the molecular weight distribution.
  • Mw is the weight average molecular weight
  • Mn is the number average molecular weight in the molecular weight distribution.
  • the rubber material and elastomer have a viscosity of 300 Pa ⁇ s or more and 7000 Pa ⁇ s or less at the high shear rate, and a viscosity of 4000 Pa ⁇ s or more and 80000 Pa ⁇ s or less at the low shear rate.
  • the rubber material and elastomer have an elastic modulus of 1 MPa or more and 200 MPa or less, The power cable described in any one of appendices 2 to 12.
  • the rubber material and elastomer have a ratio Mw/Mn of 1.0 or more and 3.0 or less, where Mw is the weight average molecular weight and Mn is the number average molecular weight in the molecular weight distribution.
  • Mw is the weight average molecular weight
  • Mn is the number average molecular weight in the molecular weight distribution.
  • Power cable 110 Conductor 120 Inner semiconducting layer 130 Insulating layer 140 Outer semiconducting layer 150 Shielding layer 160 Sheath

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Abstract

プロピレン系樹脂と、ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、を含み、ゴム材料およびエラストマは、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つの単位を有し、温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であり、弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下である、樹脂組成物。

Description

樹脂組成物および電力ケーブル
　本出願は、２０２２年８月２６日出願の日本国出願「特願２０２２－１３４９３２」に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての記載内容を援用するものである。
　本開示は、樹脂組成物および電力ケーブルに関する。
　架橋ポリエチレンは絶縁性に優れることから、電力ケーブルなどにおいて、絶縁層を構成する樹脂成分として広く用いられてきた（例えば、特許文献１）。
特開昭５７－６９６１１号公報
　本発明の一態様によれば、
　プロピレン系樹脂と、
　ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、を含み、
　前記ゴム材料およびエラストマは、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つの単位を有し、
　温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であり、
　弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下である、
　樹脂組成物である。
図１は、本開示の一実施形態に係る直流電力ケーブルの軸方向に直交する模式的断面図である。
（本開示が解決しようとする課題）
　経年劣化した架橋ポリエチレンは、リサイクルできず、焼却するしかなかった。このため、環境への影響が懸念されていた。
　そこで、近年では、絶縁層を構成する樹脂成分として、プロピレンを含む樹脂（以下、「プロピレン系樹脂」ともいう）が注目されている。プロピレン系樹脂は非架橋であっても、電力ケーブルとして求められる絶縁性を満たすことができる。すなわち、絶縁性とリサイクル性とを両立することができる。さらに、プロピレン系樹脂を用いることで、取り扱い性、加工性、および製造容易性を向上させることができる。
　ただし、発明者等は、絶縁層を構成する樹脂成分としてプロピレン系樹脂を用いた検討を行ったところ、絶縁層の外径が電力ケーブルの断面および長手方向で不均一となりやすいことが確認された。これは、溶融させた樹脂成分を絶縁層として押出し冷却させるまでの間に樹脂成分が自重により垂れてしまい、所望の形状を維持固定できないためである。
　本開示の目的は、プロピレン系樹脂を含む樹脂組成物を使用したときに電力ケーブルの外径の均一性を向上させる技術を提供することである。
（本開示の効果）
　本開示によれば、プロピレン系樹脂を含む樹脂組成物を使用したときに電力ケーブルの外径の均一性を向上させることができる。
＜本開示の実施形態の説明＞
（発明者等の得た知見）
　まず、発明者等の得た知見について概略を説明する。
　上述した樹脂成分の垂れによる外径の不均一さは、架橋ポリエチレンよりもプロピレン系樹脂の場合により顕著に生じる。
　絶縁層を架橋ポリエチレンで形成する場合、ポリエチレンおよび架橋剤を含む樹脂成分を絶縁層として押出した後、例えば架橋管にケーブルを導入し、高温環境下で樹脂成分を加熱させて架橋させる。架橋後、ケーブルを例えば冷却槽などに導入し絶縁層などを冷却させる。この場合、架橋過程で樹脂成分の粘度が高くなるため、絶縁層の形状が維持されやすく、冷却によりその形状を固定させることができる。つまり、架橋により、樹脂成分の垂れ、それに伴う電力ケーブルの外径変動を抑制することができる。
　これに対して、絶縁層をプロピレン系樹脂で形成する場合、架橋処理を行わないため、樹脂成分を押し出した後、冷却を行うことになる。このとき、絶縁層の表面側から内部へと徐々に冷却させることになる。そのため、絶縁層の表面側は冷却により形状が固定される一方で、内部が高温で溶融流動可能な状態が生じうる。しかも、架橋処理を行わないため樹脂成分の粘度を上昇させることができない。この結果、絶縁層の内部が冷却して形状が固定するまでの間に、絶縁層を構成する樹脂成分が自重によって垂れてしまうことがある。この垂れにともない、絶縁層は電力ケーブルの断面においてその外周方向で厚さが不均一となり、また電力ケーブルの長手方向でも厚さが不均一となることがある。例えば横型押出機で水平方向に電力ケーブルを搬送する場合であれば、電力ケーブルの断面で下側方向に樹脂成分が垂れやすく、縦型押出機で垂直方向に搬送する場合であれば、電力ケーブルの長手方向の下側に垂れやすいことがある。絶縁層の厚さが断面の外周方向や長手方向で不均一となると、絶縁性が局所的に低くなる箇所が生じ、所望の絶縁性を実現できないことがある。
　樹脂成分の垂れは、絶縁層の厚さが大きくなるほど、また導体の外径に対して絶縁層の厚さの比率が大きくなるほど、より顕著に生じるため、電力ケーブルの外径の均一性がより低下しやすくなる。
　本発明者等は上述した課題を解決すべく、プロピレン系樹脂を含む樹脂組成物について溶融させたときの粘度に着目し、検討を行った。
　一般的に、樹脂成分はせん断速度によって粘度が大きく変動し、高せん断速度では低粘度、低せん断速度では高粘度となる傾向がある。電力ケーブルの作製においては、樹脂組成物を溶融混練して押し出す段階ではせん断速度が高く、樹脂組成物の粘度は低くなる傾向がある。一方、樹脂組成物の押出後、冷却させるまでの段階ではせん断速度が低く、樹脂組成物の粘度が高くなる傾向がある。
　このことから、本発明者等は、樹脂組成物について高せん断速度および低せん断速度それぞれでの粘度を検討したところ、各粘度が所定範囲となるように樹脂組成物を構成することで、押出性と冷却して形状を固定するまでの間の垂れの抑制とを両立できることを見出した。このような樹脂組成物によれば、電力ケーブルの外径の均一性を向上できることを見出した。
　また、電力ケーブルには所定の絶縁性が要求され、これを満たす観点からは樹脂組成物において上述の各せん断速度での粘度とともに弾性率を所定範囲に調整するとよいことを見出した。
　本開示は、上記知見に基づいて成されたものである。
（本開示の実施形態）
　次に、本開示の実施態様を列記して説明する。
［１］本開示の一態様に係る樹脂組成物は、
　プロピレン系樹脂と、
　ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、を含み、
　前記ゴム材料およびエラストマは、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つの単位を有し、
　温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であり、
　弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下である。
　この構成によれば、樹脂組成物を均一な厚さで安定して押し出せるとともに、溶融した状態での形状変形を抑制することができる。
［２］本開示の他の態様に係る電力ケーブルは、
　導体と、
　前記導体の外周に被覆され、樹脂組成物から形成される絶縁層と、を備え、
　前記樹脂組成物は、
　プロピレン系樹脂と、
　ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、を含み、
　前記ゴム材料およびエラストマは、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つの単位を有し、
　前記樹脂組成物の温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であり、
　弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下である。
　この構成によれば、電力ケーブルの断面の外周方向と長手方向のそれぞれでの外径変動を抑制することができる。
［３］上記［２］に記載の電力ケーブルにおいて、
　前記樹脂組成物の融解熱量は、６０Ｊ／ｇ以上１００Ｊ／ｇ以下である。
　この構成によれば、外径変動をより確実に抑制することができる。
［４］上記［２］または［３］に記載の電力ケーブルにおいて、
　前記樹脂組成物の融点は、１４０℃以上１５０℃以下である。
　この構成によれば、外径変動をより確実に抑制することができる。
［５］上記［２］～［４］のいずれか１つに記載の電力ケーブルにおいて、
　前記プロピレン系樹脂は、前記高せん断速度での粘度が１００Ｐａ・ｓ以上６０００Ｐａ・ｓ以下、前記低せん断速度での粘度が５００Ｐａ・ｓ～５００００Ｐａ・ｓ以下である。
　この構成によれば、外径変動をより確実に抑制することができる。
［６］上記［２］～［５］のいずれか１つに記載の電力ケーブルにおいて、
　前記ゴム材料およびエラストマは、前記高せん断速度での粘度が３００Ｐａ・ｓ以上７０００Ｐａ・ｓ以下、前記低せん断速度での粘度が４０００Ｐａ・ｓ以上８００００Ｐａ・ｓ以下である。
　この構成によれば、外径変動をより確実に抑制することができる。
［７］上記［２］～［６］のいずれか１つに記載の電力ケーブルにおいて、
　長手方向に垂直な断面において、短径に対する長径の比率が１．３以下である。
　この構成によれば、外径変動をより確実に抑制することができる。
［８］上記［２］～［７］のいずれか１つに記載の電力ケーブルにおいて、
　長手方向に離間する２点の断面において、一方の点における短径に対するもう一方の点における長径の比率が１．３以下である。
　この構成によれば、外径変動をより確実に抑制することができる。
［９］上記［２］～［８］のいずれか１つに記載の電力ケーブルにおいて、
　前記絶縁層の厚さは４ｍｍ以上であって、前記導体の外径に対する前記電力ケーブルの外径の比率が４以下である。
　この構成によれば、絶縁層を厚く形成した場合であっても、外径変動をより確実に抑制することができる。
（本開示の実施形態の詳細）
　次に、本開示の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
（本開示の一実施形態）
（１）樹脂組成物
　本実施形態の樹脂組成物は、プロピレン系樹脂とゴム材料およびエラストマの少なくとも１つとを含み、これら成分の混合により樹脂組成物の高せん断速度および低せん断速度での粘度と弾性率とが所定範囲となるように調整されている。具体的には、樹脂組成物の粘度として、温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下となるように構成されている。また、樹脂組成物の弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下となるように構成されている。
　以下、樹脂組成物の構成成分、その組成、および樹脂組成物の粘度や弾性率などの物性値について詳述する。
（１－１）プロピレン系樹脂
　プロピレン系樹脂は、樹脂組成物のベースポリマである。プロピレン系樹脂としては、例えば、プロピレン単独重合体（以下、ホモＰＰともいう）やプロピレンランダム重合体（以下、ランダムＰＰともいう）などが挙げられる。ホモＰＰはプロピレン単位を含み、ランダムＰＰはプロピレン単位とエチレン単位とを有する。絶縁層においてより高い絶縁性を得る観点からは、プロピレン系樹脂はランダムＰＰであってもよい。ランダムＰＰは、エチレン単位を含むため、ホモＰＰと比較して結晶量が低くなるものの、冷却の際に粗大結晶を生成しにくく、粗大結晶による割れに起因する絶縁性の低下を抑制することができる。つまり、ランダムＰＰは、ホモＰＰと比較して高い絶縁性を得ることができる。
　ランダムＰＰにおけるエチレン単位の含有量は、例えば、０．５質量％以上１５質量％以下であるとよい。エチレン単位の含有量を０．５質量％以上とすることで、粗大結晶の生成を抑制しやすく、絶縁性を高く維持することができる。一方で、エチレン単位の含有量を１５質量％以下とすることで、融点の低下を抑制し、非架橋または微架橋での使用を安定的に実現することができる。
　なお、プロピレン系樹脂の立体規則性としてはアイソタクチック、シンジオタクチックおよびアタクチックなどが挙げられる。立体規則性は特に限定されないが、アイソタクチックであってもよい。立体規則性がアイソタクチックであることにより、樹脂組成物において、融点の低下を抑制することができる。その結果、非架橋または微架橋での使用を安定的に実現することができる。
　プロピレン系樹脂の高せん断速度および低せん断速度での粘度は、特に限定されない。高せん断速度での粘度は１００Ｐａ・ｓ以上６０００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。低せん断速度での粘度は５００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。このような粘度を有することで、樹脂組成物において所定の粘度に調整しやすい。樹脂組成物のベースポリマであるプロピレン系樹脂の粘度を上記範囲とすることにより、エラストマなどと混合して樹脂組成物を調製したときに、樹脂組成物における各粘度を上記範囲により確実に調整することが可能となる。
　なお、プロピレン系樹脂としては、高せん断速度や低せん断速度での粘度が所定範囲となるものを１種単独で使用してもよく、粘度が異なる２種以上を併用してもよい。樹脂組成物での粘度を所定範囲に調整する観点からは２種以上を併用してもよい。
　また、プロピレン系樹脂の弾性率は、樹脂組成物の弾性率を所定範囲に調整する観点からは６００ＭＰａ以上１２００ＭＰａ以下であるとよい。ここで弾性率は、動的粘弾性測定（ＤＭＡ：Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ．　Ａｎａｌｙｓｉｓ）により測定される２５℃での貯蔵弾性率を示す。具体的には、対象の樹脂試料に対して０．０８％の伸縮を加えた状態（振幅が０．０８％である伸縮振動を印加した状態）で、－５０℃から１００℃まで昇温させながら、樹脂試料の貯蔵弾性率を測定する。このとき、測定周波数を１０Ｈｚとする。また、昇温速度を１０℃／ｍｉｎとする。そして、２５℃での貯蔵弾性率を求める。
　また、後述するように、プロピレン系樹脂などの樹脂成分は、例えば融点や融解熱量、分子量などの物性値によって、取り得る粘度カーブが異なる。本実施形態において、樹脂組成物の粘度を所定範囲に調整する観点からは、プロピレン系樹脂の各物性値を以下のように設定することができる。
　プロピレン系樹脂の融点は特に限定されないが、プロピレン単独重合体（ホモＰＰ）であれば１６０℃以上１７５℃以下であってもよく、プロピレンランダム重合体（ランダムＰＰ）であれば１４０℃以上１５０℃以下であってもよい。このようなプロピレン系樹脂によれば、樹脂組成物の粘度を所定範囲に調整しやすい。しかも、樹脂組成物の融点を高くして、絶縁層の耐熱温度を向上することができる。これにより、絶縁層が非架橋の場合であっても、高温環境下で高い絶縁性を安定して維持することができる。
　プロピレン系樹脂の融解熱量は特に限定されないが、ホモＰＰであれば１００Ｊ／ｇ以上１２０Ｊ／ｇ以下であってもよく、もしくはランダムＰＰであれば９０Ｊ／ｇ以上１０５Ｊ／ｇ以下であってもよい。このようなプロピレン系樹脂によれば、樹脂組成物の粘度を所定範囲に調整しやすく、また絶縁層の耐熱温度を向上させて絶縁層の高温環境下での高い絶縁性を安定して維持させることができる。
　なお、本明細書において融点および融解熱量は以下のように測定される。
　まず、試料について、例えばＪＩＳ－Ｋ－７１２１（１９８７年）に準拠して示差走査熱量測定（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ）を行う。具体的には、ＤＳＣ装置において、室温（常温、例えば２７℃）から２２０℃まで１０℃／分で昇温させる。これにより、温度に対する、単位時間当たりの吸熱量（熱流）をプロットすることで、ＤＳＣ曲線が得られる。このとき、試料における単位時間当たりの吸熱量が極大（ピーク）になる温度を「融点（融解ピーク温度）」とする。また、このとき、試料の吸熱が全て樹脂成分によって行われると仮定し、室温から２２０℃までの試料の吸熱量（Ｊ）を試料中の樹脂成分全体の質量（ｇ）で除した値（Ｊ／ｇ）を「融解熱量」とする。なお、試料の融解熱量と完全結晶体の融解熱量の理論値とに基づいて、試料の結晶化度（％）を求めることができる。
　プロピレン系樹脂は所定の分子量分布を有しており、分子量分布の幅が広くなるほど、つまり、分子量分布における重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比率が大きくなるほど、高せん断速度での粘度と低せん断速度での粘度との差が大きくなる傾向がある。プロピレン系樹脂の各せん断速度での粘度を上記範囲内に満たす観点からは、Ｍｗ／Ｍｎが３．０以上８．０以下であってもよく、もしくは３．５以上７．０以下であってもよい。また、数平均分子量Ｍｎは例えば６００００以上１５００００以下であってもよい。また、重量平均分子量Ｍｗは例えば２１００００以上１００００００以下であってもよい。
（１－２）ゴム材料・エラストマ
　ゴム材料やエラストマは、樹脂組成物においてプロピレン系樹脂の結晶成長を制御し、絶縁層に柔軟性を付与する。ゴム材料やエラストマは、プロピレン系樹脂との混合により樹脂組成物の各せん断速度での粘度を変動させるおそれがあるが、所定の粘度範囲となるように混合することで、絶縁層に所定の柔軟性を付与することができる。本実施形態のゴム材料又はエラストマは、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つを含む。
　ゴム材料やエラストマの高せん断速度および低せん断速度での粘度は、特に限定されない。高せん断速度での粘度は３００Ｐａ・ｓ以上７０００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。また、低せん断速度での粘度は４０００Ｐａ・ｓ以上８００００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。もしくは、ゴム材料について、高せん断速度での粘度は５００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下であってもよく、低せん断速度での粘度は１００００Ｐａ・ｓ以上７００００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。エラストマについて、高せん断速度での粘度は１０００Ｐａ・ｓ以上６０００Ｐａ・ｓ以下であってもよく、低せん断速度での粘度は５０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。このような粘度を有するゴム材料又はエラストマによれば、プロピレン系樹脂と混合したときに樹脂組成物の各粘度を所望の範囲に調整しやすくできる。
　ゴム材料やエラストマの融点は特に限定されない。ゴム材料は、一般的にＤＳＣ測定で吸熱量のピークが検出されないため、融点を持たない。エラストマは融点を持たなくてもよく、融点を持つとしても、その融点は１００℃以下であってもよい。
　ゴム材料やエラストマの融解熱量は特に限定されない。ゴム材料の融解熱量は、融点を測定できないため、なしとなる。エラストマの融解熱量は、５０Ｊ／ｇ以下であってもよく、３０Ｊ／ｇ以下であってもよい。
　ゴム材料やエラストマの弾性率（２５℃）は特に限定されないが、樹脂組成物の弾性率を所定範囲に調整する観点からは、１ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下であってもよい。なお、ゴム材料やエラストマは、スチレンの有無により弾性率が大きく変動することがある。具体的には、スチレンを含まない場合は分子量が高くなるほど弾性率が高くなる傾向があり、スチレンを含む場合は分子量が高くなるほど弾性率が低くなる傾向がある。
　ゴム材料やエラストマの分子量分布は、プロピレン系樹脂と同様、各せん断速度での粘度を変動させることがある。ゴム材料やエラストマにおいて各せん断速度での粘度範囲を満たす観点からはＭｗ／Ｍｎが１．０以上３．０以下であってもよく、もしくは１．０以上２．５以下であってもよい。また、数平均分子量Ｍｎは例えば７００００以上２５００００以下であってもよい。また、重量平均分子量Ｍｗは例えば７００００以上６０００００以下であってもよい。
　具体的には、ゴム材料としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ヘキセンおよびオクテンのうち少なくともいずれか２つを共重合した共重合体を用いてもよい。
　ゴム材料は、プロピレン系樹脂との相溶性の観点から、プロピレンを含む共重合体であってもよい。プロピレンを含む共重合体としては、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ：Ｅｔｈｙｌｅｎｅ　Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ　Ｒｕｂｂｅｒ）を用いることができる。
　ＥＰＲのエチレン含有量は、例えば、２０質量％以上であってもよく、４０質量％以上であってもよく、５５質量％以上であってもよい。エチレン含有量が２０質量％未満であると、プロピレン系樹脂の結晶化を十分に制御できず、絶縁性が低下する可能性がある。これに対し、エチレン含有量を２０質量％以上とすることで、ＥＰＲによる柔軟化効果を得つつ、ＥＰＲによるプロピレン系樹脂の結晶化を十分に制御することができる。その結果、絶縁性の低下を抑制することができる。さらに、エチレン含有量を４０質量％以上としてもよく、５５質量％以上としてもよい。これにより結晶化をより安定して制御することができ、絶縁性の低下を安定的に抑制することができる。
　一方、ゴム材料は、例えば、プロピレンを含まない共重合体であってもよい。プロピレンを含まない共重合体としては、例えば、容易入手性の観点から、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ：　Ｖｅｒｙ　Ｌｏｗ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）などを用いることができる。ＶＬＤＰＥとしては、例えば、エチレンおよび１－ブテンにより構成されるＰＥ、エチレンおよび１－オクテンにより構成されるＰＥなどが挙げられる。プロピレンを含まない共重合体によれば、プロピレン系樹脂の結晶化を安定して制御することができる。なお、ＶＬＤＰＥの密度は、例えば、０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である。
　また、エラストマとしては、例えばハードセグメントとしてスチレンを、ソフトセグメントとして、エチレン、プロピレン、ブテンおよびイソプレンなどの少なくとも１つを含むスチレン系熱可塑性エラストマを用いることができる。スチレン系熱可塑性エラストマは、ゴム材料と同様、樹脂組成物に分散してプロピレン系樹脂の結晶成長を制御し絶縁層に柔軟性を付与したり、樹脂組成物の各粘度の調整に寄与したりする成分である。さらにスチレン系熱可塑性エラストマは、芳香環により電子をトラップして安定的な共鳴構造を形成したり、エラストマとして絶縁層における機械的なストレスクラックの発生を抑制したりすることで、絶縁層の水トリー耐性の向上にも寄与する。
　スチレン系熱可塑性エラストマとしては、例えば、スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、水素化スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体、スチレンイソプレンスチレン共重合体（ＳＩＳ）、水素化スチレンイソプレンスチレン共重合体、水素化スチレンブタジエンラバー、水素化スチレンイソプレンラバー、スチレンエチレンブチレンオレフィン結晶ブロック共重合体などが挙げられる。これらのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
　なお、ここでいう「水素化」とは、二重結合に水素を添加したことを意味する。例えば、「水素化スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体」とは、スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体の二重結合に水素を添加したポリマを意味する。なお、スチレンが有する芳香環の二重結合には水素が添加されていない。「水素化スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体」は、スチレンエチレンブチレンスチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）と言い換えることができる。
　スチレン系熱可塑性エラストマとしては、化学構造中に二重結合を含まない物であってもよい。二重結合を有する物を用いた場合、樹脂組成物の成形時などで樹脂成分が熱劣化することがあり、得られる絶縁層の特性を低下させることがある。この点、二重結合を含まない物によれば、熱劣化の耐性が高いので、絶縁層の特性をより高く維持することができる。
　スチレン系熱可塑性エラストマにおけるスチレン含量は、特に限定されないが、プロピレン系樹脂の結晶成長の制御、および絶縁層の柔軟化という観点からは、５質量％以上３５質量％以下であってもよい。
（１－３）その他の添加剤
　樹脂組成物は、上述の樹脂成分のほかに、例えば、酸化防止剤、銅害防止剤、滑剤および着色剤を含んでいてもよい。
　ただし、樹脂組成物は、例えば、プロピレンの結晶を生成する核剤として機能する添加剤の含有量が少なくてもよく、このような添加剤を実質的に含まなくてもよい。具体的には、核剤として機能する添加剤の含有量は、例えば、プロピレン系樹脂と、ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つとを含む樹脂成分の合計を１００質量部としたときに、１質量部未満であってもよく、０質量部であってもよい。これにより、核剤を起因とした想定外の異常な結晶化の発生を抑制し、結晶量を容易に制御することができる。
　樹脂組成物は、無機充填剤を含んでもよいが、高せん断速度および低せん断速度での粘度を所定範囲に調整する観点からは添加量が少なくてもよく、無添加であってもよい。
（１－４）樹脂組成物の粘度
　樹脂組成物は、上述したプロピレン系樹脂とゴム材料およびエラストマの少なくとも１つとを混合して形成され、これら成分の混合により、樹脂組成物の温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下となる。
　プロピレン系樹脂、ゴム材料およびエラストマはそれぞれ固有の粘度カーブを有する。粘度カーブとは、横軸がせん断速度、縦軸が粘度を示し、せん断速度が大きくなるにしたがい粘度が小さくなる右肩下がりのカーブである。この粘度カーブは、樹脂成分の分子量や分子量分布、融点、融解熱量などに応じてそれぞれ固有の形状となる。プロピレン系樹脂、ゴム材料およびエラストマなどの種類が異なる場合だけでなく、同じプロピレン系樹脂でも分子量分布や融点など物性値が異なる場合でも、粘度カーブも異なることになる。粘度カーブの違いから、粘度カーブの傾きや、高せん断速度や低せん断速度で取り得る粘度範囲などが異なる。本実施形態では、粘度カーブの異なるプロピレン系樹脂、ゴム材料およびエラストマを混合することで、樹脂組成物において各せん断速度での粘度が所定範囲となるように調整している。
　樹脂組成物において、高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ未満となると、溶融させた樹脂組成物を押出したときに形状を維持できず、絶縁層として成形できないことがある。一方、高せん断速度での粘度が５０００Ｐａ・ｓを超えると、樹脂組成物の押し出す際の圧力が高くなり、押出量が安定しないため、樹脂組成物を均一な厚さで押し出すことができないことがある。この点、高せん断速度での粘度を２００Ｐａ・ｓ～５０００Ｐａ・ｓの範囲内に調整することで、溶融させた樹脂組成物を、形状を維持しつつ、また均一な厚さで押し出すことが可能となる。高せん断速度での粘度は、８００Ｐａ・ｓ～３０００Ｐａ・ｓであってもよい。
　低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ未満となると、押出した樹脂組成物が自重により垂れやすくなるため、絶縁層の厚さが不均一となり、電力ケーブルの外径も不均一となる。一方、低せん断速度での粘度が５００００Ｐａ・ｓを超えると、それにともない高せん断速度での粘度も高くなるため、上述したように樹脂組成物の押出量が不安定となり、絶縁層を均一な厚さで形成できないことがある。この点、低せん断速度での粘度を７０００Ｐａ・ｓ～５００００Ｐａ・ｓの範囲内に調整することで、押出した樹脂組成物の垂れを抑制し、電力ケーブルの外径の均一性を高めることができる。低せん断速度での粘度は、１００００Ｐａ・ｓ～３００００Ｐａ・ｓであってもよい。
　高せん断速度での粘度と低せん断速度での粘度との比率は、特に限定されないが、高せん断速度での粘度をＡ、低せん断速度での粘度をＢとしたとき、Ｂ／Ａは１０以上２５０以下であってもよい。この比率が大きくなるほど、溶融した樹脂組成物をより低圧で押し出しすることができ、また押出後の樹脂組成物の形状をより維持させることができる。
　なお、高せん断速度および低せん断速度での粘度は、後述の実施例に示すような手順により測定した。
（１－５）樹脂組成物の弾性率
　樹脂組成物は、上述したプロピレン系樹脂とゴム材料およびエラストマの少なくとも１つとを混合して形成され、これら成分の混合により、樹脂組成物の弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下となるように構成されている。プロピレン系樹脂やゴム材料、エラストマは異なる弾性率を有し、これらの配合量に応じて樹脂組成物の弾性率が変化する。そのため、樹脂組成物の弾性率は、各成分の比率（組成）の指標となる。この点、樹脂組成物において、各せん断速度での粘度が上記範囲内となるとともに、弾性率が上記範囲内となることで、絶縁層において外径の均一性とともに絶縁性などのケーブルに要求される諸特性を満たすことができる。
（１－６）樹脂組成物の融点および融解熱量
　樹脂組成物の融点および融解熱量は、プロピレン系樹脂やゴム材料、エラストマの各配合量に応じて変化するため、各成分の比率（組成）の指標となるものである。
　プロピレン系樹脂は比較的融点が高い一方、ゴム材料やエラストマは融点を持たない、もしくは持つとしても融点が低い。また、プロピレン系樹脂は、結晶性が高く、その融解熱量は高い一方、ゴム材料やエラストマは結晶性が低い、もしくは非晶性であって、その融解熱量は低い。そのため、樹脂組成物の融点や融解熱量はそれぞれ、プロピレン系樹脂が本来有する融点や融解熱量よりも低くなる傾向がある。
　樹脂組成物の融点および融解熱量は特に限定されないが、各成分を適切な比率で混合し、高せん断速度および低せん断速度での粘度を所定範囲とする観点からは、それぞれ以下のような範囲であってもよい。
　具体的には、樹脂組成物の融点は、プロピレン系樹脂としてホモＰＰを含む場合であれば、１５８℃以上１６８℃以下であってもよい。また、プロピレン系樹脂としてランダムＰＰを含む場合であれば、１４０℃以上１５０℃以下であってもよい。
　また樹脂組成物の融解熱量は、プロピレン系樹脂としてホモＰＰを含む場合であれば、７５Ｊ／ｇ以上１１０Ｊ／ｇ以下であってもよい。また、プロピレン系樹脂としてランダムＰＰを含む場合であれば、６０Ｊ／ｇ以上１００Ｊ／ｇ以下であってもよい。
　樹脂組成物の融点および融解熱量の少なくとも１つが上記範囲となるように、プロピレン系樹脂やゴム材料、エラストマを所定の比率で混合することにより、高せん断速度および低せん断速度での粘度と弾性率とを所定範囲に調整することが可能となる。
（１－７）樹脂組成
　樹脂組成物に含まれる各成分の比率（組成）は、樹脂組成物において高せん断速度および低せん断速度での粘度と弾性率とがそれぞれ所定範囲となるよう、プロピレン系樹脂、ゴム材料およびエラストマの種類に応じて適宜調整するとよい。例えば、樹脂組成物の融点および融解熱量が上述した範囲となるように、各成分を混合するとよい。具体的には、樹脂組成物において、プロピレン系樹脂の添加比率は５０質量％以上であってもよい。また、プロピレン系樹脂は、粘度や融点、融解熱量、分子量分布が互いに異なる成分を２種以上併用してもよい。ゴム材料やエラストマについても、上記物性値が互いに異なる成分を２種以上併用してもよい。
（２）電力ケーブル
　次に、図１を用い、本実施形態の電力ケーブルについて説明する。図１は、本実施形態に係る電力ケーブルの軸方向に直交する断面図である。
　本実施形態の電力ケーブル１０は、いわゆる固体絶縁電力ケーブルとして構成されている。また、本実施形態の電力ケーブル１０は、例えば、陸上（管路内）、水中または水底に布設されるよう構成されている。なお、電力ケーブル１０は、例えば、交流に用いられる。
　具体的には、電力ケーブル１０は、例えば、導体１１０と、内部半導電層１２０と、絶縁層１３０と、外部半導電層１４０と、遮蔽層１５０と、シース１６０と、を有している。
（導体（導電部））
　導体１１０は、例えば、純銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金等を含む複数の導体芯線（導電芯線）を撚り合わせることにより構成されている。
（内部半導電層）
　内部半導電層１２０は、導体１１０の外周を覆うように設けられている。また、内部半導電層１２０は、半導電性を有し、導体１１０の表面側における電界集中を抑制するよう構成されている。内部半導電層１２０は、例えば、エチレン－エチルアクリレート共重合体、エチレン－メチルアクリレート共重合体、エチレン－ブチルアクリレート共重合体、およびエチレン－酢酸ビニル共重合体等のエチレン系共重合体、オレフィン系エラストマ、上述したゴム材料、プロピレン系樹脂などのうち少なくともいずれかと、導電性のカーボンブラックと、を含んでいる。
（絶縁層）
　絶縁層１３０は、内部半導電層１２０の外周を覆うように設けられ、上述した樹脂組成物から形成される。絶縁層１３０は、例えば、樹脂組成物を押出して成形されている。
（外部半導電層）
　外部半導電層１４０は、絶縁層１３０の外周を覆うように設けられている。また、外部半導電層１４０は、半導電性を有し、絶縁層１３０と遮蔽層１５０との間における電界集中を抑制するよう構成されている。外部半導電層１４０は、例えば、内部半導電層１２０と同様の材料により構成されている。
（遮蔽層）
　遮蔽層１５０は、外部半導電層１４０の外周を覆うように設けられている。遮蔽層１５０は、例えば、銅テープを巻回することにより構成されるか、或いは、複数の軟銅線等を巻回したワイヤシールドとして構成されている。なお、遮蔽層１５０の内側や外側に、ゴム引き布等を素材としたテープが巻回されていてもよい。
（シース）
　シース１６０は、遮蔽層１５０の外周を覆うように設けられている。シース１６０は、例えば、ポリ塩化ビニルまたはポリエチレンにより構成されている。
　なお、本実施形態の電力ケーブル１０は、水中ケーブルまたは水底ケーブルであれば、遮蔽層１５０よりも外側に、いわゆるアルミ被などの金属製の遮水層や、鉄線鎧装を有していてもよい。一方で、本実施形態の電力ケーブル１０は、上述の水トリー抑制効果を有していることで、例えば、遮蔽層１５０よりも外側に、いわゆるアルミ被などの金属製の遮水層を有していなくてもよい。つまり、本実施形態の電力ケーブル１０は、非完全遮水構造により構成されていてもよい。
（具体的寸法等）
　電力ケーブル１０における具体的な各寸法としては、特に限定されるものではないが、例えば、導体１１０の直径は５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であり、内部半導電層１２０の厚さは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、絶縁層１３０の厚さは３ｍｍ以上３５ｍｍ以下であり、外部半導電層１４０の厚さは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、遮蔽層１５０の厚さは０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、シース１６０の厚さは１ｍｍ以上である。電力ケーブル１０の外径は、例えば１５ｍｍ以上１７０ｍｍ以下である。本実施形態の電力ケーブル１０に適用される交流電圧は、例えば２０ｋＶ以上である。
　上述したように、絶縁層１３０の厚さが大きいほど、特に導体１１０の外径に対して絶縁層１３０の厚さの比率が高くなるほど、絶縁層１３０が形状変形しやすくなる。この点、本実施形態の樹脂組成物によれば、絶縁層１３０の垂れを抑制し、その形状を維持させやすい。そのため、導体１１０の外径に対して絶縁層１３０を厚く形成し、電力ケーブル１０の外径を大きくした場合であっても、絶縁層１３０の形状変形や外径変動を抑制することができる。例えば、絶縁層１３０の厚さが４ｍｍ以上であって、導体１１０の外径に対する電力ケーブル１０の外径の比率が４以下であってもよい。外径変動を抑制する観点から、絶縁層１３０の厚さは１３ｍｍ以下であってもよい。また、導体１１０の外径に対する電力ケーブル１０の外径の比率は４以下であってもよい。また、導体１１０の外径は、導体１１０の断面積で８ｍｍ２以上９００ｍｍ２以下となるような範囲であってもよい。
（３）ケーブル諸特性
　本実施形態では、絶縁層１３０を所定の樹脂組成物で形成することにより、以下のケーブル諸特性が確保されている。
（外径の均一性）
　本実施形態の電力ケーブル１０は、絶縁層１３０の垂れが抑制されるため、断面および長手方向のそれぞれで外径の変動が少ない。
　断面での外径変動が少ないとは、電力ケーブル１０の長手方向に垂直な断面において、その外周方向での外径の最大値と最小値との差が小さいことを示す。具体的には、断面における長径（外径の最大値）をＡ１、短径（外径の最小値）をＢ１としたとき、短径に対する長径の比率（Ａ１／Ｂ１）が１．３以下であってもよく、１．２５以下であってもよい。なお、比率の下限値は１である。
　長手方向での外径変動が少ないとは、電力ケーブル１０の長手方向に離間する２点の断面において、２点間での外径の差が小さいことを示す。具体的には、長手方向に５ｍ離間した２点の外径を比較したとき、一方の点における短径をＡ２、もう一方の点における長径をＢ２（Ａ２＜Ｂ２）としたとき、一方の点における短径Ａ２に対するもう一方の点における長径Ｂ２の比率（Ｂ２／Ａ２）は１．３以下であってもよく、１．２５以下であってもよい。なお、比率の下限値は１である。
（絶縁性）
　電力ケーブル１０では、絶縁層１３０を所定の設計厚さで形成したときに、局所的に絶縁厚が薄くなることがあり、所定厚さでの絶縁性（見かけ上の絶縁破壊電圧）よりも小さくなることがある。この点、本実施形態では、電力ケーブル１０の外径を均一に、特に絶縁層１３０の厚さを均一に形成することができるので、設計厚さでの絶縁性をより確実に確保することができる。具体的には、常温（例えば２７℃）における絶縁層１３０の交流破壊電界強度は、例えば、６０ｋＶ／ｍｍ以上である。より具体的には、常温において、絶縁層１３０から採取した０．２ｍｍ厚のサンプル試料に対して商用周波数（例えば６０Ｈｚ）の交流電圧を１０ｋＶで１０分課電した後、１ｋＶごとに昇圧し１０分課電することを繰り返す条件下で印加したときの、交流破壊電界は、６０ｋＶ／ｍｍ以上である。
（４）電力ケーブルの製造方法
　次に、本実施形態の電力ケーブルの製造方法について説明する。以下、ステップを「Ｓ」と略す。
（Ｓ１００：樹脂組成物準備工程）
　まず、絶縁層１３０を形成するための樹脂組成物を準備する。
　本実施形態では、プロピレン系樹脂と、ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、必要に応じて、その他の添加剤（酸化防止剤等）と、を混合機により混合（混練）し、混合材を形成する。混合機としては、例えばオープンロール、バンバリーミキサ、加圧ニーダ、単軸混合機、多軸混合機等が挙げられる。
　このとき、樹脂組成物において、高せん断速度および低せん断速度での粘度がそれぞれ所定範囲となるように、プロピレン系樹脂やゴム材料、エラストマを所定の比率で混合する。例えば、樹脂組成物の融点や融解熱量などが所定範囲となるように各成分を混合するとよい。
　混合材を形成したら、当該混合材を押出機により造粒する。これにより、絶縁層１３０を構成することとなるペレット状の樹脂組成物が形成される。なお、混練作用の高い２軸型の押出機を用いて、混合から造粒までの工程を一括して行ってもよい。
（Ｓ２００：導体準備工程）
　一方で、複数の導体芯線を撚り合わせることにより形成された導体１１０を準備する。
（Ｓ３００：ケーブルコア形成工程（押出工程、絶縁層形成工程））
　樹脂組成物準備工程Ｓ１００および導体準備工程Ｓ２００が完了したら、上述の樹脂組成物を、導体１１０の外周を３ｍｍ以上の厚さで被覆するように押し出す。このとき、樹脂組成物の温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下であるため、樹脂組成物を一定の厚さで安定して押し出すことができる。
　続いて、押出した樹脂組成物を冷却させることにより、絶縁層１３０を形成する。この冷却の際、樹脂組成物の温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であるため、冷却により樹脂組成物の形状が固定されるまでの間に樹脂組成物が流動し垂れることを抑制することができる。つまり、押出した樹脂組成物の形状を維持したまま固定させることができる。その結果、絶縁層１３０を、断面の外周方向および電力ケーブル１０の長手方向のそれぞれで均一に形成することができる。
　また、このとき、本実施形態では、例えば、３層同時押出機を用いて、内部半導電層１２０、絶縁層１３０および外部半導電層１４０を同時に形成する。
　具体的には、３層同時押出機のうち、内部半導電層１２０を形成する押出機Ａに、例えば、内部半導電層用組成物を投入する。
　絶縁層１３０を形成する押出機Ｂに、上記したペレット状の樹脂組成物を投入する。なお、押出機Ｂの設定温度は、所望の融点よりも１０℃以上５０℃以下の温度だけ高い温度に設定する。線速および押出圧力に基づいて、設定温度を適宜調節してもよい。
　外部半導電層１４０を形成する押出機Ｃに、押出機Ａに投入した内部半導電層用樹脂組成物と同様の材料を含む外部半導電層用組成物を投入する。
　次に、押出機Ａ～Ｃからのそれぞれの押出物をコモンヘッドに導き、導体１１０の外周に、内側から外側に向けて、内部半導電層１２０、絶縁層１３０および外部半導電層１４０を同時に押出す。これにより、ケーブルコアとなる押出材が形成される。
　その後、押出材を、例えば、水により冷却する。
　以上のケーブルコア形成工程Ｓ３００により、導体１１０、内部半導電層１２０、絶縁層１３０および外部半導電層１４０により構成されるケーブルコアが形成される。
（Ｓ４００：遮蔽層形成工程）
　ケーブルコアを形成したら、外部半導電層１４０の外側に、例えば銅テープを巻回することにより遮蔽層１５０を形成する。
（Ｓ５００：シース形成工程）
　遮蔽層１５０を形成したら、押出機に塩化ビニルを投入して押出すことにより、遮蔽層１５０の外周に、シース１６０を形成する。
　以上により、固体絶縁電力ケーブルとしての電力ケーブル１０が製造される。
（５）本実施形態のまとめ
　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）本実施形態の樹脂組成物は、高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ～５０００Ｐａ・ｓである。これにより、樹脂組成物を溶融させて押し出す際に、押出形状を維持しつつ、均一な厚さで安定して押し出すことができる。また、低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ～５００００Ｐａ・ｓである。これにより、押出した樹脂組成物を冷却してその形状を固定するまでの間に樹脂組成物の自重による垂れを抑制し、押出形状を維持しやすい。このように本実施形態の樹脂組成物は、押出成形性に優れながらも、溶融した状態で流動しにくく、形状変形しにくい。
（ｂ）本実施形態の樹脂組成物によれば、電力ケーブル１０の絶縁層１３０を形成したときに、絶縁層１３０を、その断面の外周方向と電力ケーブル１０の長手方向のそれぞれで均一な厚さに形成することができる。この結果、電力ケーブル１０において断面および長手方向で外径の変動を小さくすることができる。具体的には、電力ケーブル１０の断面において、その外周方向で外径の最小値（短径）に対する外径の最大値（長径）の比率を１．３以下とすることができる。また、電力ケーブル１０の長手方向に離間する２点の断面において、一方の点における短径に対するもう一方の点における長径の比率を１．３以下とすることができる。
（ｃ）また、本実施形態の樹脂組成物によれば、弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下となるように構成されている。そのため、絶縁層１３０において、交流破壊電界強度を高く維持することができ、所定の絶縁性を確保することができる。具体的には、交流破壊電界強度を６０ｋＶ／ｍｍ以上とすることができる。
（ｄ）樹脂組成物はプロピレン系樹脂とともにゴム材料およびエラストマの少なくとも一方を含むことで、溶融した状態から冷却させる過程でプロピレン系樹脂の過度な結晶成長を抑制することができる。これにより、絶縁層１３０において絶縁性および柔軟性を高い水準でバランスよく得ることができる。
（ｅ）また樹脂組成物における融点は、ランダムＰＰを含む場合であれば１４０℃～１５０℃、ホモＰＰを含む場合であれば１５８℃～１６８℃であってもよい。また、その融解熱量は、ランダムＰＰを含む場合であれば６０Ｊ／ｇ～１００Ｊ／ｇ、ホモＰＰを含む場合であれば７５Ｊ／ｇ～１１０Ｊ／ｇであってもよい。樹脂組成物において、融点および融解熱量の少なくとも１つが所定範囲を満たすことにより、プロピレン系樹脂、ゴム材料およびエラストマの添加比率を適切な範囲に設定することができ、高せん断速度および低せん断速度での粘度を上記範囲により確実に調整することができる。しかも、絶縁層１３０において絶縁性および柔軟性をより高い水準でバランスよく得ることができる。
（ｆ）また樹脂組成物によれば、絶縁層１３０の厚さを４ｍｍ以上、かつ導体１１０の外径に対して電力ケーブル１０の外径の比率が４以下となるように、つまり導体１１０の外径に対して絶縁層１３０を厚くなるように形成した場合であっても、外径変動を小さく抑制することができる。
（ｇ）また樹脂組成物によれば、電力ケーブル１０の作製の際、縦型押出機を用いた場合に特に生じやすい長手方向での外径変動や、横型押出機を用いた場合に特に生じやすい断面の外周方向での外径変動をそれぞれ抑制することができる。
（ｈ）また樹脂組成物によれば、電力ケーブル１０の断面において長径と短径との比率を小さく、例えば１．３以下とすることで、外径の均一性を高くすることができるので、電力ケーブル１０を接続処理するときの処理時間を短縮することができる。また電力ケーブル１０を接続部材に接続したときに接続箇所での空隙を抑制し、より確実に接続を行うことができる。
＜本開示の他の実施形態＞
　以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
　上述の実施形態では、絶縁層としての樹脂組成物成形体は、メカニカル的に混合され押出成形されたものである場合について説明したが、樹脂組成物成形体は、重合され押出成形されたものであってもよい。
　上述の実施形態では、電力ケーブル１０が遮水層を有していなくてもよい場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。電力ケーブル１０は、上述の顕著な水トリー抑制効果を有していることで、簡易的な遮水層を有していてもよい。具体的には、簡易的な遮水層は、例えば、金属ラミネートテープからなる。金属ラミネートテープは、例えば、アルミまたは銅等からなる金属層と、金属層の片面または両面に設けられる接着層と、を有している。金属ラミネートテープは、例えば、ケーブルコアの外周（外部半導電層よりも外周）を囲むように縦添えにより巻き付けられる。なお、当該遮水層は、遮蔽層よりも外側に設けられていてもよいし、遮蔽層を兼ねていてもよい。このような構成により、電力ケーブル１０のコストを削減することができる。
　上述の実施形態では、電力ケーブル１０が陸上、水中または水底に布設されるよう構成される場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。例えば、電力ケーブル１０は、いわゆる架空電線（架空絶縁電線）として構成されていてもよい。
　上述の実施形態では、ケーブルコア形成工程Ｓ３００において３層同時押出を行ったが、１層ずつ押出てもよい。
　次に、本開示に係る実施例を説明する。これらの実施例は本開示の一例であって、本開示はこれらの実施例により限定されない。
（１）材料
　絶縁層を形成するための樹脂組成物として、以下の表１に示す材料Ａ～材料Ｅを準備した。材料Ａ～材料Ｅの調製には、各成分として以下を用いた。
　プロピレン系樹脂としては、高せん断速度での粘度が１００Ｐａ・ｓ以上６０００Ｐａ・ｓ以下、低せん断速度での粘度が５００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下、融点が１４０℃以上１４５℃以下、融解熱量が９０Ｊ／ｇ以上１０５Ｊ／ｇ以下、弾性率が６００ＭＰａ以上１２００ＭＰａ以下、重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）との比率Ｍｗ／Ｍｎが３．０以上８．０以下、Ｍｎが６００００～１５００００、Ｍｗが２１００００～１００００００の範囲内にあって互いに異なる複数種類のプロピレンランダム重合体を準備した。
　ゴム材料としては、高せん断速度での粘度が５００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、低せん断速度での粘度が１００００Ｐａ・ｓ以上７００００Ｐａ・ｓ以下、融点および融解熱量はなし、弾性率が１ＭＰａ～２００ＭＰａ、Ｍｗ／Ｍｎが１．０～３．０、Ｍｎが７００００～２５００００、Ｍｗが７００００～６０００００の範囲内にあって互いに異なる複数種類のＥＰＲやＶＬＤＰＥを準備した。
　エラストマとしては、高せん断速度での粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上６０００Ｐａ・ｓ以下、低せん断速度での粘度が５０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下、融点が３０℃以上８０℃以下、融解熱量が５Ｊ／ｇ以上５０Ｊ／ｇ以下、弾性率が１ＭＰａ～２００ＭＰａ、Ｍｗ／Ｍｎが１．０～３．０、Ｍｎが７００００～２５００００、Ｍｗが７００００～６０００００の範囲内にあって互いに異なる複数種類のスチレン系樹脂を準備した。
　本実施例では、プロピレン系樹脂として、各物性値が上記範囲内にあるものを１種単独、または２種以上を併用するとともに、ゴム材料やエラストマとして、各物性値が上記範囲内にあるものを１種または２種以上を用いた。そして、得られる樹脂組成物の各粘度が所定値となるように、各成分の比率を適宜変更し、表１に示す材料Ａ～材料Ｅを調製した。ここでは、プロピレン系樹脂の添加比率を樹脂組成物の５０質量％以上となるように調整した。なお、材料Ｅについては、樹脂成分１００質量部に対して無機充填剤を５質量部さらに添加して調製した。
　なお、表１中、材料Ａ～材料Ｅについての融点、融解熱量、高せん断速度での粘度、低せん断速度での粘度、および弾性率はそれぞれ以下のように測定した。
（融点と融解熱量）
　材料Ａ～材料Ｅの融点および融解熱量は、ＤＳＣ測定により求めた。ＤＳＣ測定は、ＪＩＳ－Ｋ－７１２１（１９８７年）に準拠して行った。具体的には、ＤＳＣ装置としては、パーキンエルマー社製ＤＳＣ８５００（入力補償型）を用いた。基準試料は例えばα－アルミナとした。測定試料の質量は、８～１０ｇとした。ＤＳＣ装置において、室温（２７℃）から２２０℃まで１０℃／分で昇温させた。これにより、温度に対する、単位時間当たりの吸熱量（熱流）をプロットすることで、ＤＳＣ曲線を得た。
　このとき、各測定試料における単位時間当たりの吸熱量が極大（最も高いピーク）になる温度を「融点」とした。また、このとき、ＤＳＣ曲線において、融解ピークとベースラインとで囲まれた領域の面積を求めることにより、「融解熱量」を求めた。
（粘度）
　材料Ａ～材料Ｅの各せん断速度での粘度は、回転式レオメーター（アントンパール社製の「ＭＣＲ３０２」）を用い、治具ＰＰ－１２を使用して１９０℃で、せん断速度０．００１ｓ－１から１０００ｓ－１までせん断速度を変えて測定した。
（弾性率）
　材料Ａ～材料Ｅの弾性率は、動的粘弾性測定（ＤＭＡ）により測定した。具体的には、まず、各材料から評価用のプレスシートを作製した。当該プレスシートに対して０．０８％の伸縮を加えた状態で、－５０℃から１００℃まで昇温させながら、プレスシートの貯蔵弾性率を測定した。また、測定周波数を１０Ｈｚとした。また、昇温速度を１０℃／ｍｉｎとした。測定の結果、２５℃における貯蔵弾性率を求めた。
（２）電力ケーブのサンプルの作製
　本実施例では、絶縁層形成用の樹脂組成物として材料Ａ～材料Ｅを用いて電力ケーブルを模したサンプルを作製した。
（サンプル１）
　具体的には、下記表２に示すように、まず、断面積が２５００ｍｍ２（導体径が約５６．４ｍｍ）の導体を準備した。導体を準備したら、エチレン－エチルアクリレート共重合体を含む内部半導電層用樹脂組成物と、絶縁層形成用の樹脂組成物として上述の材料Ａと、内部半導電層用樹脂組成物と同様の材料からなる外部半導電層樹脂組成物と、をそれぞれ押出機Ａ～Ｃに投入した。押出機Ａ～Ｃからのそれぞれの押出物をコモンヘッドに導き、導体の外周に、内側から外側に向けて、内部半導電層、絶縁層および外部半導電層を同時に押出した。このとき、内部半導電層、絶縁層および外部半導電層の厚さを、それぞれ、１．０ｍｍ、２４ｍｍ、１．０ｍｍとし、絶縁被覆厚を２６ｍｍとした。その結果、中心から外周に向けて、導体、内部半導電層、絶縁層および外部半導電層を有する電力ケーブルのサンプル１（ケーブル外径が１０８．４ｍｍ）を製造した。なお、導体径をＸ、電力ケーブルの外径（ケーブル外径）をＹとしたときの、導体径に対するケーブル外径の比率（Ｙ／Ｘ）は、１．９とした。
　また、絶縁層形成用の樹脂組成物を材料Ａから材料Ｂに変更し、同様のケーブル構成にて電力ケーブルを作製した。
（サンプル２～１１）
　サンプル２～１１では、下記表２に示すように、絶縁層形成用の樹脂組成物として材料Ａまたは材料Ｂを用いるとともに、導体径や絶縁被覆厚を変更した以外は、サンプル１と同様に電力ケーブルを作製し、サンプル２～１１を得た。なお、各サンプルでは、内部半導電層および外部半導電層の厚さは同一とし、絶縁被覆厚は、絶縁層の厚さを調整することにより適宜変更した。
（サンプル１２～１４）
　また、サンプル１２～１４では、下記表３に示すように、絶縁層形成用の樹脂組成物として材料Ｃ～材料Ｅを使用するとともに、導体径や絶縁被覆厚を適宜変更した以外は、サンプル１と同様に電力ケーブルを作製した。
（３）評価
　電力ケーブルとして作製したサンプル１～１４について、電力ケーブルの断面での外径の均一性、長手方向での外径の均一性、および絶縁性を評価した。
　断面での外径の均一性は以下により評価した。具体的には、電力ケーブルにおける長手方向の任意の１点を選択し、その断面における外周方向の外径を測定し、長径（最大値）と短径（最小値）とを求め、短径に対する長径の比率を算出した。この比率が小さいほど、断面における外径変動が少ないことを示す。
　長手方向での外径の均一性は以下により評価した。具体的には、電力ケーブルの長手方向に５ｍ離間する２点を選択し、それぞれの点での長径および短径を測定し、一方の点における短径に対するもう一方の点における長径の比率を算出した。この比率が小さいほど、長手方向での外径変動が少ないことを示す。
　絶縁性の評価は、交流破壊試験により行った。具体的には、作製したサンプルの絶縁層から、０．２ｍｍ厚で測定試料を切り出した。その後、常温（２７℃）において、０．２ｍｍ厚の測定試料に対して商用周波数（例えば６０Ｈｚ）の交流電圧を１０ｋＶで１０分課電した後、１ｋＶごとに昇圧し１０分課電することを繰り返す条件下で印加した。内側試料が絶縁破壊したときの電界強度を測定した。その結果、交流破壊強度が６０ｋＶ／ｍｍ以上である場合を良好として評価した。
（４）評価結果
　評価結果を表２および表３にまとめる。
　表２に示すように、サンプル１～１１では、絶縁層形成用の樹脂組成物として材料Ａを用いた場合、材料Ｂを用いた場合と比較して、断面および長手方向のそれぞれで外径の変動が小さくなる傾向があることが確認された。これは、材料Ｂが材料Ａと比較して垂れやすく、形状を維持できないためである。
　具体的には、表１に示すように、材料Ｂは、高せん断速度での粘度が１０００Ｐａ・ｓであって、２００Ｐａ・ｓ～５０００Ｐａ・ｓの範囲内にあるため、樹脂組成物を一定の厚さで安定して押し出せることが確認された。一方、低せん断速度での粘度が５０００Ｐａ・ｓであって７０００Ｐａ・ｓ未満であったため、材料Ｂは、押出後、冷却により形状が固定されるまでの間に流動して垂れやすい。そのため、材料Ｂを用いた場合、絶縁層は形状が固定されるまでに変形し、それにともなって電力ケーブルの外径が変動したものと推測される。材料Ｂでは、サンプル２や８に示すように、絶縁被覆厚が小さい、もしくは導体径Ｘに対するケーブル外形Ｙの比率（Ｙ／Ｘ）が小さい場合であれば、外径変動を抑制できるものの、サンプル１、３～７、９～１１に示すように、絶縁被覆厚が４ｍｍ以上となる、もしくはＹ／Ｘが大きくなると、外径変動がより大きくなることが確認された。
　これに対して、材料Ａは、高せん断速度での粘度が小さく、押出成形性に優れるだけでなく、材料Ｂと比較して低せん断速度での粘度が大きく、溶融状態で流動しにくい。そのため、材料Ａは、材料Ｂと比較して外径変動を抑制することができる。
　また、サンプル２、８、９に示すように、絶縁被覆厚の厚さを小さくした場合は外径変動が生じにくいことが確認された。サンプル７、１０、１１に示すように、導体径に対するケーブル外径の比率が過度に高くなるように電力ケーブルを作製した場合、外径変動が生じやすいことが確認された。さらに、サンプル１、３～６に示すように、材料Ａによれば、絶縁層の厚さを４ｍｍ以上とし、導体径に対するケーブル外径の比率を４以下となるように構成すれば、外径変動を比率で１．３以下に抑制できることが確認された。
　また、サンプル１２に示すように、材料Ｃは、高せん断速度での粘度が過度に大きいため、押出成形性が悪く、絶縁層として成形できないことが確認された。一方、サンプル１３に示すように、材料Ｄは、高せん断速度および低せん断速度での粘度がともに小さすぎたため、形状を安定した状態で押し出せず、また押し出した形状を維持できないため、絶縁層として成形できないことが確認された。
　また、サンプル１４に示すように、材料Ｅは、無機充填剤を含むことで、高せん断速度および低せん断速度での粘度がともに大きいため、樹脂組成物の押出性が安定せず、特に長手方向における外径変動が大きくなることが確認された。
　また、サンプル１～１４のうち、断面および長手方向における外径の均一性が高く、外径変動の比率が１．３以下となる場合に、交流破壊強度が６０ｋＶ／ｍｍ以上となり、高い絶縁性をより確実に得られることが確認された。
＜付記＞
　以下、本開示の態様を付記する。
（付記１）
　プロピレン系樹脂と、
　ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、を含み、
　前記ゴム材料およびエラストマは、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つの単位を有し、
　温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であり、
　弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下である、
　樹脂組成物。
（付記２）
　導体と、
　前記導体の外周に被覆され、樹脂組成物から形成される絶縁層と、を備え、
　前記樹脂組成物は、
　プロピレン系樹脂と、
　ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、を含み、
　前記ゴム材料およびエラストマは、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つの単位を有し、
　前記樹脂組成物の温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であり、
　弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下である、
　電力ケーブル。
（付記３）
　前記樹脂組成物の融解熱量は、６０Ｊ／ｇ以上１００Ｊ／ｇ以下である、
　付記２に記載の電力ケーブル。
（付記４）
　前記樹脂組成物の融点は、１４０℃以上１５０℃以下である、
　付記２又は３に記載の電力ケーブル。
（付記５）
　長手方向に垂直な断面において、短径に対する長径の比率が１．３以下である、
　付記２～４のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記６）
　長手方向に離間する２点の断面において、一方の点における短径に対するもう一方の点における長径の比率が１．３以下である、
　付記２～５のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記７）
　前記絶縁層の厚さは４ｍｍ以上であって、前記導体の外径に対する前記電力ケーブルの外径の比率が４以下である、
　付記２～６のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記８）
　前記プロピレン系樹脂は、弾性率が６００ＭＰａ以上１２００ＭＰａ以下である、
　付記２～７のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記９）
　前記プロピレン系樹脂は、前記高せん断速度での粘度が１００Ｐａ・ｓ以上６０００Ｐａ・ｓ以下、前記低せん断速度での粘度が５００Ｐａ・ｓ～５００００Ｐａ・ｓ以下である、
　付記２～８のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記１０）
　前記プロピレン系樹脂は、融点が１４０℃以上１５０℃以下、融解熱量が９０Ｊ／ｇ以上１０５Ｊ／ｇ以下である、
　付記２～９のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記１１）
　前記プロピレン系樹脂は、分子量分布における重量平均分子量をＭｗ、数平均分子量をＭｎとしたとき、比率Ｍｗ／Ｍｎが３．０以上８．０以下である、
　付記２～１０のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記１２）
　前記ゴム材料およびエラストマは、前記高せん断速度での粘度が３００Ｐａ・ｓ以上７０００Ｐａ・ｓ以下、前記低せん断速度での粘度が４０００Ｐａ・ｓ以上８００００Ｐａ・ｓ以下である、
　付記２～１１のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記１３）
　前記ゴム材料およびエラストマは、弾性率が１ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下である、
　付記２～１２のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記１４）
　前記ゴム材料は融点を持たない、もしくは融点が１００℃以下である、
　付記２～１３のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記１５）
　前記ゴム材料は、融解熱量が５０Ｊ／ｇ以下である、
　付記２～１４のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
（付記１６）
　前記ゴム材料およびエラストマは、分子量分布における重量平均分子量をＭｗ、数平均分子量をＭｎとしたとき、比率Ｍｗ／Ｍｎが１．０以上３．０以下である、
　付記２～１５のいずれか１つに記載の電力ケーブル。
１０　　　電力ケーブル
１１０　　導体
１２０　　内部半導電層
１３０　　絶縁層
１４０　　外部半導電層
１５０　　遮蔽層
１６０　　シース

Claims (9)

  1. 　プロピレン系樹脂と、
    　ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、を含み、
    　前記ゴム材料およびエラストマは、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つの単位を有し、
    　温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であり、
    　弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下である、
    　樹脂組成物。
  2. 　導体と、
    　前記導体の外周に被覆され、樹脂組成物から形成される絶縁層と、を備え、
    　前記樹脂組成物は、
    　プロピレン系樹脂と、
    　ゴム材料およびエラストマの少なくとも１つと、を含み、
    　前記ゴム材料およびエラストマは、エチレン、プロピレン、ブチレン、ヘキセン、イソプレン、オクテンおよびスチレンのうち少なくとも２つの単位を有し、
    　前記樹脂組成物の温度１９０℃、せん断速度１００ｓ－１における高せん断速度での粘度が２００Ｐａ・ｓ以上５０００Ｐａ・ｓ以下、温度１９０℃、せん断速度１ｓ－１における低せん断速度での粘度が７０００Ｐａ・ｓ以上５００００Ｐａ・ｓ以下であり、
    　弾性率が１５０ＭＰａ以上７００ＭＰａ以下である、
    　電力ケーブル。
  3. 　前記樹脂組成物の融解熱量は、６０Ｊ／ｇ以上１００Ｊ／ｇ以下である、
    　請求項２に記載の電力ケーブル。
  4. 　前記樹脂組成物の融点は、１４０℃以上１５０℃以下である、
    　請求項２又は請求項３に記載の電力ケーブル。
  5. 　前記プロピレン系樹脂は、前記高せん断速度での粘度が１００Ｐａ・ｓ以上６０００Ｐａ・ｓ以下、前記低せん断速度での粘度が５００Ｐａ・ｓ～５００００Ｐａ・ｓ以下である、
    　請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
  6. 　前記ゴム材料およびエラストマは、前記高せん断速度での粘度が３００Ｐａ・ｓ以上７０００Ｐａ・ｓ以下、前記低せん断速度での粘度が４０００Ｐａ・ｓ以上８００００Ｐａ・ｓ以下である、
    　請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
  7. 　長手方向に垂直な断面において、短径に対する長径の比率が１．３以下である、
    　請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
  8. 　長手方向に離間する２点の断面において、一方の点における短径に対するもう一方の点における長径の比率が１．３以下である、
    　請求項２から請求項７のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
  9. 　前記絶縁層の厚さは４ｍｍ以上であって、前記導体の外径に対する前記電力ケーブルの外径の比率が４以下である、
    　請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の電力ケーブル。
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