(57)【要約】【課題】水トリー耐性を向上させる。【解決手段】密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３以下である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する、電気絶縁組成物である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する、
電気絶縁組成物。
【請求項２】
前記ベース樹脂１００質量部に対してα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下さらに含有する、
請求項１に記載の電気絶縁組成物。
【請求項３】
前記電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さが２００μｍ未満である、
請求項１又は２に記載の電気絶縁組成物。
【請求項４】
前記電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記架橋物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度が２００個／ｃｍ３未満である、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。
【請求項５】
前記第２のポリエチレンの融点が５５℃以上１００℃以下である、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。
【請求項６】
前記脂肪酸アミドは、不飽和基を有する、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。
【請求項７】
前記脂肪酸アミドは、モノアミドである、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。
【請求項８】
有機過酸化物を含む架橋剤をさらに含有する、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。
【請求項９】
前記ベース樹脂は、架橋されている、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。
【請求項１０】
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する電気絶縁組成物により構成される、
電力ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気絶縁組成物および電力ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
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、絶縁層を構成する電気絶縁組成物のベース樹脂として広く用いられている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−６９６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電力ケーブルが湿潤環境下または浸水環境下において課電されると、絶縁層中に水トリーが発生する可能性がある。このため、絶縁層の水トリー耐性を向上させることが求められる。
【０００５】
本開示の目的は、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様によれば、
密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する、
電気絶縁組成物が提供される。
【０００７】
本開示の他の態様によれば、
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する電気絶縁組成物により構成される、
電力ケーブルが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の一実施形態に係る電力ケーブルの軸方向に直交する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［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。
【００１１】
電力ケーブルは、例えば、湿潤環境下または浸水環境下に布設されることがある。このような環境下では、電力ケーブルの絶縁層に所定の電界が印加されると、絶縁層中に水トリーが発生する可能性がある。絶縁層中に水トリーが発生すると、電力ケーブルの絶縁性が低下するおそれがある。
【００１２】
水トリーは、例えば、以下のようなメカニズムにより発生する。すなわち、湿潤環境下または浸水環境下では、電力ケーブルの絶縁層内に水が浸入しうる。電力ケーブルの課電中において絶縁層内に水が浸入すると、絶縁層中で局所的な電界集中が生じた部分において、水が凝集する。局所的な電界集中部としては、例えば、絶縁層中のボイド、異物、および、絶縁層と半導電層との界面不整部などが挙げられる。このような局所的な電界集中部に水が凝集すると、凝集した水の圧力上昇に起因して、当該水凝集部分の周辺に力学的な歪みが生じる。その結果、樹木状または蝶ネクタイ状の水トリーが絶縁層中に発生する。
【００１３】
従来では、電力ケーブルの絶縁層中における水トリーの発生を抑制するため、例えば、上述の特許文献１などのように様々な技術が検討されてきた。
【００１４】
しかしながら、近年では、湿潤環境下または浸水環境下に布設される電力ケーブルに対して求められる仕様が厳しくなっている。または、湿潤環境下または浸水環境下に布設される電力ケーブルの構成を簡略化し、電力ケーブルのコストを削減することが求められている。これらのため、水トリー耐性を従来よりもさらに向上させた電力ケーブルが望まれている。
【００１５】
そこで、本発明者等は、水トリー耐性をより向上すべく、電力ケーブルの絶縁層を構成する電気絶縁組成物に使用する材料について検討を行った。具体的には、電気絶縁組成物を構成する様々な材料の中から、ベース樹脂とそれに添加する滑剤について検討を行った。検討の結果、ベース樹脂として、密度の異なる少なくとも２種類のポリエチレンを併用するとともに、滑剤として脂肪酸アミドを使用するとよいことが分かった。このような組成とすることにより、絶縁層の水トリー耐性を顕著に向上できることを見出した。
【００１６】
本開示は、発明者等が見出した上述の知見に基づくものである。
【００１７】
＜本開示の実施態様＞
次に、本開示の実施態様を列記して説明する。
【００１８】
［１］本開示の一態様に係る電気絶縁組成物は、
密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する。
この構成によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。
【００１９】
［２］上記［１］に記載の電気絶縁組成物において、
前記ベース樹脂１００質量部に対してα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下さらに含有する。
この構成によれば、水トリー耐性をより向上させることができる。
【００２０】
［３］上記［１］又は［２］に記載の電気絶縁組成物において、
前記電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さが２００μｍ未満である。
この構成によれば、水トリーに起因した絶縁層の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。
【００２１】
［４］上記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記架橋物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度が２００個／ｃｍ３未満である。
この構成によれば、水トリーに起因した絶縁層の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。
【００２２】
［５］上記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記第２のポリエチレンの融点が５５℃以上１００℃以下である。
この構成によれば、少ない含有量で水トリー耐性を向上できるので、第１のポリエチレンの比率を高くして、ケーブル諸特性をより向上させることができる。
【００２３】
［６］上記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記脂肪酸アミドは、不飽和基を有する。
この構成によれば、分散された不飽和結合部（二重結合）に電子をトラップさせることができ、局所的な電界集中を抑制することができる。
【００２４】
［７］上記［１］〜［６］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記脂肪酸アミドは、モノアミドである。
この構成によれば、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させることができる。
【００２５】
［８］上記［１］〜［７］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
有機過酸化物を含む架橋剤をさらに含有する。
この構成によれば、架橋剤によりベース樹脂を架橋させることができる。これにより、電気絶縁組成物の機械特性および電気特性を向上させることができる。
【００２６】
［９］上記［１］〜［８］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記ベース樹脂は、架橋されている。
この構成によれば、電気絶縁組成物の機械特性および電気特性を向上させることができる。
【００２７】
［１０］本開示の他の態様に係る電力ケーブルは、
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する電気絶縁組成物により構成される。
この構成によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。
【００２８】
［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。
【００２９】
＜本開示の一実施形態＞
（１）電気絶縁組成物
本実施形態の電気絶縁組成物は、後述する電力ケーブル１０の絶縁層１３０を構成する材料であり、例えば、ベース樹脂と、脂肪酸アミドと、必要に応じて、その他の添加剤と、を有している。
【００３０】
なお、本実施形態でいう「電気絶縁組成物」とは、例えば、後述の架橋剤を含まず未架橋の状態の組成物、後述の架橋剤を含み未架橋の状態の組成物、および架橋された状態の組成物を含んでいる。
【００３１】
（ベース樹脂）
ベース樹脂（ベースポリマ）とは、電気絶縁組成物の主成分を構成する樹脂成分のことをいう。本実施形態のベース樹脂は、密度の異なる少なくとも２つのポリエチレンを含む。具体的には、密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレン（以下、単に第１ＰＥともいう）と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレン（以下、単に第２ＰＥともいう）とを含む。
【００３２】
電気絶縁組成物に、密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを添加することにより、電力ケーブルにおける絶縁層の絶縁性や機械特性を向上させ、また誘電正接を低く抑えることができる。しかも、密度が相対的に低い第２のポリエチレンと混合したときに、第２ＰＥによる効果をより高く引き出すことができる。
【００３３】
第１のポリエチレンとしては、密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満となるものであれば特に限定されず、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ：密度０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ：密度０．９４５ｇ／ｃｍ３以下）などを用いることができる。この中でも、ＬＤＰＥが好ましい。ＬＤＰＥによれば、他の密度を有するポリエチレンと比べて、絶縁層において絶縁性や機械特性などのケーブル特性とともに、水トリー耐性をより高くすることができる。
【００３４】
電気絶縁組成物に、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレン（第２ＰＥ）を第１のポリエチレン（第１ＰＥ）とともに添加することにより、絶縁層の絶縁性や機械特性を向上させるだけでなく、絶縁層において機械的なストレスクラックの発生を抑制することができる。これにより、絶縁層の水トリー耐性を向上させることができる。
【００３５】
第２ＰＥとしては、密度が上記範囲内のものであれば特に限定されず、例えば超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）を用いることができる。結晶性は特に限定されず、高結晶性および低結晶性のいずれでも用いることができる。具体的には、融点が５５℃以上１２５℃以下となるような結晶性を有するＶＬＤＰＥを用いることができる。第２ＰＥとしては、絶縁層に要求される特性に応じて、所定の結晶性を有するものを用いるとよい。具体的には、絶縁層の水トリー耐性を向上させる観点からは、融点が１１５℃以上１２５℃以下となる高結晶性のＶＬＤＰＥよりも、融点が５５℃以上１００℃以下となる低結晶性のＶＬＤＰＥがより好ましい。低結晶性のＶＬＤＰＥによれば、高結晶性のものと比較して、少ない含有量で絶縁層の水トリー耐性を向上できる。しかも、電気絶縁組成物に占めるＶＬＤＰＥの比率を低くして、より密度の高い第１ＰＥの比率を高くできるので、絶縁層の絶縁性や機械特性をより向上できるだけでなく、誘電正接を低く抑えることができる。一方で、絶縁層の加工性の観点からは、第２ＰＥとしては、低結晶性よりも高結晶性のものが好ましい。なお、第２のポリエチレンの融点は、示差走査熱量測定で測定された値である。
【００３６】
ベース樹脂における第１ＰＥおよび第２ＰＥの各含有量は、その合計が１００質量部となるように、第１ＰＥが４０質量部以上９０質量部以下、第２ＰＥが１０質量部以上６０質量部以下である。絶縁層のケーブル特性と水トリー耐性とを高い水準でバランスよく得る観点からは、第１ＰＥが６０質量部〜９０質量部以下、第２ＰＥが１０質量部〜４０質量部以下であることが好ましい。なお、第２ＰＥは、その融点によって含有量を適宜変更してもよい。例えば、第２ＰＥの融点が１１５℃以上１２５℃以下である場合は、１０質量部以上６０質量部とするとよい。また例えば、その融点が５５℃以上１００℃以下と低い場合は、絶縁層１３０の潰れ性を考慮し、１０質量部以上４０質量部とすることが好ましい。
【００３７】
（脂肪酸アミド）
電気絶縁組成物中に脂肪酸アミドを添加することにより、脂肪酸アミドを滑剤として作用させ、絶縁層１３０の押出工程における電気絶縁組成物の流動性を向上させることができる。これにより、上述した第１および第２のポリエチレンを均一に分散させることができる。また、脂肪酸アミドを分散させることで、分散された極性基（親水基）によって電気絶縁組成物中の局所的な水の集中を抑制することができる。これにより、絶縁層１３０中の水トリーの発生を抑制することができる。
【００３８】
脂肪酸アミドとしては、例えば、飽和脂肪酸モノアミド、不飽和脂肪酸モノアミド、飽和脂肪酸ビスアミドおよび不飽和脂肪酸ビスアミドが挙げられる。
【００３９】
具体的には、飽和脂肪酸モノアミドとしては、例えば、ラウリル酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。
【００４０】
不飽和脂肪酸モノアミドとしては、例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。
【００４１】
飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルアジピン酸アミドなどが挙げられる。
【００４２】
不飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。
【００４３】
なお、これらの脂肪酸アミドのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００４４】
本実施形態では、脂肪酸アミドは、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させる観点からは、１つのアミド基を有するとよく、モノアミドであることが好ましい。具体的には、飽和脂肪酸モノアミドまたは不飽和脂肪酸モノアミドであることが好ましい。一方、脂肪酸アミドは、絶縁層において電子をトラップして局所的な電界集中を抑制する観点からは、不飽和基（二重結合）を有するとよい。具体的には、不飽和脂肪酸モノアミドまたは不飽和脂肪酸ビスアミドであることが好ましい。これらの中でも、極性基による水の局所集中と不飽和基による電界集中とを両立して抑制できることから、不飽和脂肪酸モノアミドが特に好ましい。
【００４５】
本実施形態では、電気絶縁組成物中における脂肪酸アミドの含有量は、ベース樹脂１００質量部に対して、例えば、０．０５質量部以上１．０質量部以下である。
【００４６】
脂肪酸アミドの含有量が０．０５質量部未満であると、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果が充分に得られない可能性がある。これに対し、脂肪酸アミドの含有量を０．０５質量部以上とすることで、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、脂肪酸アミドの含有量が１．０質量部超であると、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因して、絶縁層１３０の表面に脂肪酸アミドが析出してしまう可能性がある。なお、この現象を「ブルーム」という。これに対し、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部以下とすることで、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームの発生を抑制することができる。
【００４７】
（その他の添加剤）
電気絶縁組成物は、上述したベース樹脂および脂肪酸アミド以外に、必要に応じて、その他の添加剤をさらに含有してもよい。他の添加剤としては、例えば、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体や架橋剤、酸化防止剤などを用いることができる。
【００４８】
（α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体）
電気絶縁組成物中にα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を添加することにより、電気絶縁組成物の押出工程において局所的なスコーチ（やけ）の発生を抑制することができる。また、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体が有する芳香環に電子をトラップさせ、安定的な共鳴構造を形成することができる。これにより、絶縁層１３０中の水トリーの発生を抑制することができる。しかも、本実施形態では、脂肪酸アミドを添加しているので、不飽和二量体と脂肪酸アミドとの相乗的作用により、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。なお、以下において、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を「不飽和二量体」と略すことがある。
【００４９】
α−芳香族置換α−メチルアルケンの単量体は、例えば、以下の式（１）で表される。
【００５０】
【化１】
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【００５１】
ただし、Ｒは、アリール基、アルカリール基、ハロゲン置換アリール基、またはハロゲン置換アルカリール基のうちいずれかである。なお、ここでいう「アルカリール基」とは、１または複数のアルキル基に結合した１または複数のアリール基の組み合わせをいう。
【００５２】
具体的には、α−芳香族置換α−メチルアルケンの単量体としては、例えば、α−メチルスチレン、パラ−メチル−α−メチルスチレン、パラ−イソプロピル−α−メチルスチレン、メタ−メチル−α−メチルスチレン、メタ−エチル−α−メチルスチレン、ａｒ−ジメチル−α−メチルスチレン、ａｒ−クロル−α−メチルスチレン、ａｒ−クロル−ａｒ−メチル−α−メチルスチレン、ａｒ−ジエチル−α−メチルスチレン、ａｒ−メチル−ａｒ−イソプロピル−α−メチルスチレン等が挙げられる。
【００５３】
α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体としては、例えば、α−メチルスチレンの不飽和二量体（２，４−ジフェニル−４−メチル−１−ペンテン）が挙げられる。なお、α−メチルスチレンの不飽和二量体と、それ以外の不飽和二量体とのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量は、特に限定されないが、過度に少ないと、電気絶縁組成物におけるスコーチや、絶縁層中での水トリーの発生を十分に抑制できない可能性がある。一方、過度に多いと、電気絶縁組成物を架橋させにくくなり、絶縁層の架橋度（ゲル分率）が低下することがある。その結果、絶縁層に所定の交流電界を印加したときの誘電正接が上昇したり、絶縁層１３０の引張特性が低下したりする（引張強度の低下および引張伸びの短縮のうち少なくともいずれかが生じる）可能性がある。そのため、スコーチや水トリーの発生を抑制するとともに、絶縁層のゲル分率を高く維持する観点からは、不飽和二量体の含有量は、ベース樹脂１００質量部に対して０．１質量部以上１０質量部以下であることが好ましく、０．３質量部以上８質量部以下であることがより好ましい。このような含有量とすることにより、所定の交流電界を印加したときの誘電正接の上昇を抑制することができ、絶縁層１３０の引張特性の低下（引張強度の低下および引張伸びの短縮）を抑制することができる。
【００５５】
（架橋剤）
本実施形態では、電気絶縁組成物のベース樹脂は、例えば、架橋剤により架橋されることが好ましい。これにより、電気絶縁組成物の機械特性（引張特性など）および電気特性を向上させることができる。
【００５６】
電気絶縁組成物中に添加される架橋剤としては、例えば、有機過酸化物が用いられる。具体的には、有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、１−（２−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）−１−イソプロピルベンゼン、１−（２−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）−３−イソプロピルベンゼン、１，３−ビス−（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ−イソプロピル）ベンゼン、２，５−ジメチル−２．５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチル−２，５−（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）−ヘキシン−３等が挙げられる。なお、これらのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５７】
電気絶縁組成物中に添加される酸化防止剤としては、例えば、４，４’−チオビス−（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，４−ビス−［（オクチルチオ）メチル］−ｏ−クレゾール、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、ビス［２−メチル−４−｛３−ｎ−アルキル（Ｃ１２あるいはＣ１４）チオプロピオニルオキシ｝−５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド等が挙げられる。なお、これらのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５８】
なお、電気絶縁組成物は、滑剤として、上述の脂肪酸アミド以外の滑剤を含んでいてもよい。また、電気絶縁組成物は、例えば、着色剤をさらに含んでいてもよい。
【００５９】
（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。
【００６０】
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、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。
【００６１】
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。
【００６２】
本実施形態の電力ケーブル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、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る。
【００６３】
（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。
【００６４】
（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。
【００６５】
（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、上述した電気絶縁組成物により構成されている。絶縁層１３０は、例えば、上述のように、電気絶縁組成物が押出成形された後に加熱されることにより架橋されている。
【００６６】
（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。
【００６７】
（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。
【００６８】
（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。
【００６９】
（水トリー耐性）
本実施形態では、上述のように、絶縁層１３０が、第１および第２のＰＥを所定の比率で含むベース樹脂に対して脂肪酸アミドを含有することにより、絶縁層１３０の水トリー耐性が顕著に向上している。この結果、絶縁層１３０での水トリーの発生個数濃度を低く維持できるとともに、発生する水トリーの長さを短くすることができる。
【００７０】
具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物を、常温（２７℃）の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、電気絶縁組成物に対して商用周波数（例えば６０Ｈｚ）４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、例えば、２００μｍ未満、好ましくは１８０μｍ以下である。これにより、水トリーに起因した絶縁層１３０の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。
【００７１】
なお、電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、小さければ小さいほどよいため、限定されるものではない。水トリーが発生しない場合は水トリーの最大長さは０μｍとなる。
【００７２】
また、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物を、常温（２７℃）の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、電気絶縁組成物に対して商用周波数（例えば６０Ｈｚ）４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、例えば、２００個／ｃｍ３未満、好ましくは１５０個／ｃｍ３以下、より好ましくは１００個／ｃｍ３以下である。これにより、水トリーに起因した絶縁層１３０の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。
【００７３】
なお、水トリーの発生個数濃度は、低ければ低いほどよいため、限定されるものではない。水トリーが発生しない場合は発生個数濃度は０個／ｃｍ３となる。
【００７４】
（ゲル分率（架橋度））
本実施形態では、上述のように、絶縁層１３０は、例えば、架橋されている。絶縁層１３０の架橋度は、特に限定されないが、絶縁性や機械特性を高く維持しつつ、後述の誘電正接を小さく抑える観点からは、ゲル分率で７５％以上であることが好ましい。なお、電気絶縁組成物のゲル分率は、高ければ高いほどよいため、限定されるものではないが、例えば９５％以下である。
【００７５】
（誘電正接）
本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物のゲル分率が上述のように所定値以上であることで、誘電正接が小さくなる。
【００７６】
ここで、電気絶縁組成物に交流電界を印可すると、損失が生じうる。交流電界を印加したときの損失は、例えば、漏れ電流による損失、誘電分極にもとづく損失、及び部分放電にもとづく損失などである。このような損失に起因して、電流位相は、理想的な電気絶縁組成物に流れる無損失電流よりも遅れる。この場合の遅れ角δを誘電損角といい、正接が誘電正接（ｔａｎδ）という。
【００７７】
具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物に対して９０℃で９ｋＶ／ｍｍの交流電界を印加したときの誘電正接は、例えば、０．０４％以下である。
【００７８】
なお、誘電正接は、小さければ小さいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、誘電損失は、例えば、０．００１％以上となる。
【００７９】
（交流破壊電界）
本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物のゲル分率が上述のように所定値以上であることで、絶縁性を高く維持することができ、所定の交流破壊電界が確保されている。
【００８０】
具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物の、常温（２７℃）において測定した交流破壊電界は、例えば、６５ｋＶ／ｍｍ以上であることが好ましい。
【００８１】
なお、交流破壊電界は、大きければ大きいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、交流破壊電界は、例えば、１００ｋＶ／ｍｍ以下となる。
【００８２】
（引張特性）
本実施形態では、絶縁層１３０は、上述した電気絶縁組成物から構成され、好ましくはさらに架橋されることで、機械特性として高い引張特性を有する。
【００８３】
具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物の引張強度は、例えば、１２ＭＰａ以上である。
【００８４】
なお、電気絶縁組成物の引張強度は、高ければ高いほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、引張強度は、例えば、５０ＭＰａ以下となる。
【００８５】
また、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物の引張伸びは、例えば、５５０％以上である。
【００８６】
なお、電気絶縁組成物の引張伸びは、大きければ大きいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、引張伸びは、例えば、１０００％以下となる。
【００８７】
このように、本実施形態では、所定の引張特性を確保することができる。これにより、電力ケーブル１０が伸縮したり屈曲したりする環境下であっても、電力ケーブル１０を好適に布設することができる。具体的には、本実施形態の電力ケーブル１０を、例えば、水中で浮体式の水上設備に対して屈曲可能に接続されるアレイケーブル（ダイナミックケーブル、ライザーケーブル）に適用することが可能となる。
【００８８】
（ブルーム）
本実施形態では、上述のように、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部以下とすることで、絶縁層１３０の表面において、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームが検出されない。
【００８９】
（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１ｍｍ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１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、シース１６０の厚さは１ｍｍ以上である。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。
【００９０】
（３）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。
【００９１】
（Ｓ１００：電気絶縁組成物準備工程）
まず、電気絶縁組成物を準備する。
【００９２】
本実施形態では、第１および第２のポリエチレンを含むベース樹脂と、脂肪酸アミドと、その他の添加剤とを、上述した所定の組成となるように混合し、その混合物をバンバリミキサやニーダなどの混合機により混合（混練）し、混合材を形成する。
【００９３】
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電気絶縁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。
【００９４】
（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。
【００９５】
（Ｓ３００：ケーブルコア形成工程（押出工程））
電気絶縁組成物準備工程Ｓ１００および導体準備工程Ｓ２００が完了したら、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、エチレン−エチルアクリレート共重合体と、導電性のカーボンブラックとが予め混合された内部半導電層用組成物を投入する。
【００９６】
絶縁層１３０を形成する押出機Ｂに、上記したペレット状の電気絶縁組成物を投入する。
【００９７】
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電気絶縁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。
【００９８】
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。
【００９９】
押出後、窒素ガスなどにより加圧された架橋管内において、赤外線ヒータによる輻射により加熱したり、高温の窒素ガスまたはシリコーン油等の熱媒体を通じて熱伝達させたりすることにより、少なくとも絶縁層１３０を架橋させる。その後、架橋後のケーブルコアを、例えば、水により冷却する。
【０１００】
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。
【０１０１】
（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。
【０１０２】
（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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【０１０５】
（ａ）本実施形態では、電気絶縁組成物のベース樹脂として、密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１ＰＥを４０質量部〜９０質量部と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２ＰＥを１０質量部〜６０質量部とを合計で１００質量部となるように使用している。密度が相対的に高い第１ＰＥによれば、絶縁層１３０の絶縁性や機械特性を向上させ、また誘電正接を低く抑えることができる。一方、密度が相対的に低い第２ＰＥによれば、絶縁性や機械特性を向上させるだけでなく、絶縁層１３０における機械的なストレスクラックの発生を抑制することができる。具体的には、絶縁層１３０において電界が局所的に集中して水が凝集する場合あっても、水の凝集による力学的な歪みの発生を抑制して、絶縁層１３０への水の浸透を抑制することができる。その結果、絶縁層１３０中における水トリーの発生を抑制することができる。そして、第１および第２のＰＥを所定の組成で混合することで、絶縁性や機械特性、誘電正接などのケーブルに要求されるケーブル諸特性と、水トリー耐性とを高い水準でバランスよく得ることができる。
【０１０６】
（ｂ）本実施形態では、電気絶縁組成物中に脂肪酸アミドを添加することで、脂肪酸アミドを滑剤として作用させ、絶縁層１３０の押出工程における電気絶縁組成物の流動性を向上させることができる。これにより、電気絶縁組成物中の第１および第２のＰＥやその他の添加剤などを均一に分散させて、各ＰＥによる効果を相乗的に得ることができる。また、電気絶縁組成物中において脂肪酸アミドを均一に分散させることで、脂肪酸アミドが有する極性基（親水基）を分散させることができる。極性基を分散させることで、水が局所的に集中することを抑制できるので、絶縁層への水の浸透を低減し、水の集中に起因する絶縁層での力学的な歪みを抑制することができる。その結果、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、水トリーの発生を抑制することができる。
【０１０７】
（ｃ）本実施形態によれば、上述の（ａ）および（ｂ）の相乗的な効果により、絶縁層の水トリー耐性を顕著に向上させることができ、水トリーの発生個数濃度を低減するとともに、水トリーの最大長さを短くすることができる。
【０１０８】
ここで、ベース樹脂として第１および第２のＰＥを併用せずにいずれか一方のみを使用したり、脂肪酸アミドを添加しなかったりする場合では、絶縁層１３０中の水トリーの発生個数濃度をある程度の範囲に低減できるが、水が局所的に集中して浸透することで、水トリーの最大長さが大きくなることがある。
【０１０９】
これに対し、絶縁層１３０を上述したように構成することで、（ａ）および（ｂ）の相乗的な効果を得ることができる。すなわち、脂肪酸アミドにより、絶縁層１３０に対して水が局所的に引き寄せられないようにすることで、水の局所的な集中と、それに起因する絶縁層での力学的な歪みの発生とを抑制することができる。また、ベース樹脂として第１および第２のＰＥを所定の比率で併用することにより、水の局所的な集中が生じたとしても、絶縁層１３０において、力学的な歪みによる機械的なストレスクラックの発生を抑制することができる。その結果、絶縁層１３０において、水トリーの発生個数濃度を顕著に低減させるとともに、水トリーの最大長さを大幅に短くすることができる。
【０１１０】
このように水トリー耐性を顕著に向上させることで、常時水にさらされる水中ケーブルまたは水底ケーブルに好適に適用することができる。また、水トリー耐性を顕著に向上させることで、電力ケーブル１０の遮水層の構成を簡略化することができる。例えば、遮水層をなくしたり、遮蔽層を簡易的に構成したりすることができる。その結果、電力ケーブル１０のコストを削減することができる。
【０１１１】
（ｄ）脂肪酸アミドの含有量を０．０５質量部以上とすることで、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部以下とすることで、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームの発生を抑制することができる。
【０１１２】
本実施形態によれば、上述の（ａ）〜（ｄ）のように、ケーブル諸特性（電気特性、引張特性、ブルーム抑制特性）を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることが可能となる。
【０１１３】
（ｅ）本実施形態では、電気絶縁組成物中にα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体をさらに添加することが好ましい。不飽和二量体によれば、電気絶縁組成物の押出工程において局所的なスコーチ（やけ）の発生を抑制することができる。これにより、スコーチに起因した局所的な電界集中部の形成を抑制することができる。また、電気絶縁組成物中にα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を添加することで、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体が有する芳香環に電子をトラップさせ、安定的な共鳴構造を形成することができる。これにより、電子の局所的な偏りを抑制することができ、すなわち、局所的な電界集中部の形成を抑制することができる。局所的な電界集中部の形成を抑制することで、電界集中部における水の凝集を抑制することができる。これにより、水凝集部に起因した力学的な歪みの発生を抑制することができる。その結果、絶縁層１３０中における水トリーの発生を抑制することができる。
【０１１４】
α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体の含有量を０．１質量部以上とすることで、不飽和二量体による水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、不飽和二量体の含有量を１０質量部以下とすることで、所定量のベース樹脂を架橋させ、電気絶縁組成物のゲル分率の低下を抑制することができる。これにより、所定の交流電界を印加したときの誘電正接の上昇を抑制することができ、絶縁層１３０の引張特性の低下を抑制することができる。
【０１１５】
（ｆ）本実施形態では、第２のポリエチレンの融点が５５℃以上１００℃以下であることが好ましい。このような融点を有する第２ＰＥによれば、低結晶性であるため、少ない含有量でも、絶縁層１３０の水トリー耐性を向上させることができる。しかも、その含有量を減らした分、第１ＰＥの比率を高くできるので、絶縁層１３０の絶縁性や機械特性をより向上できるだけでなく、誘電正接を低く抑えることができる。
【０１１６】
（ｇ）また本実施形態では、第２のポリエチレンの融点が１１５℃以上１２５℃以下であることが好ましい。第２ＰＥとして、結晶性が比較的高いものを使用することにより、電気絶縁組成物の加工性を高めることができる。これにより、例えば絶縁層１３０を均一な厚さに形成したり、形成しやすくすることで生産効率を高めたりすることができる。
【０１１７】
（ｈ）電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、１つのアミド基を有するモノアミドであることが好ましい。モノアミドによれば、２つのアミド基を有するビスアミドと比べて、脂肪酸アミドの極性を向上させることができる。脂肪酸アミドの極性を向上させることで、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させることができる。その結果、絶縁層１３０中の水トリーの発生を安定的に抑制することができる。
【０１１８】
（ｉ）電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、不飽和基を有することが好ましい。このような脂肪酸アミドによれば、分散された不飽和結合部（二重結合）に電子をトラップさせることができ、局所的な電界集中を抑制することができる。局所的な電界集中部の形成を抑制することで、電界集中部における水の凝集を抑制することができる。その結果、絶縁層１３０中の水トリーの発生を安定的に抑制することができる。
【０１１９】
＜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。
【０１２０】
上述の実施形態では、ベース樹脂がポリエチレンを含む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、ベース樹脂は、エチレン共重合体を含んでいてもよい。エチレン共重合体としては、例えば、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−メチルアクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−酢酸ビニル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。ベース樹脂がエチレン共重合体を含むことで、電気絶縁組成物の混合時に、α−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体および脂肪酸アミドの分散性を向上させることができる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
上述の実施形態では、電力ケーブル１０が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。
【実施例】
【０１２３】
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。
【０１２４】
（１）電気絶縁組成物の準備
本実施例では、電気絶縁材料の材料として以下をそれぞれ用いた。
【０１２５】
ベース樹脂を構成するポリエチレンとして、以下を用いた。
・低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ、密度ｄ＝０．９２０ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ＝１ｇ／１０ｍｉｎ）
・超低密度ポリエチレン１（ＶＬＤＰＥ１、密度ｄ＝０．８５７ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ＝１ｇ／１０ｍｉｎ、ｍｐ＝３８℃）
・超低密度ポリエチレン２（ＶＬＤＰＥ２、密度ｄ＝０．８８５ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ＝１ｇ／１０ｍｉｎ、ｍｐ＝７７℃）
・超低密度ポリエチレン３（ＶＬＤＰＥ３、密度ｄ＝０．８６６ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ＝１ｇ／１０ｍｉｎ、ｍｐ＝１２１℃）
・超低密度ポリエチレン４（ＶＬＤＰＥ４、密度ｄ＝０．９０２ｇ／ｃｍ３、ＭＦＲ＝１ｇ／１０ｍｉｎ、ｍｐ＝１０４℃）
【０１２６】
脂肪酸アミドとして以下を用いた。
・ステアリン酸アミド
・オレイン酸アミド
・エルカ酸アミド
・エチレンビスステアリン酸アミド
・エチレンビスオレイン酸アミド
【０１２７】
不飽和二量体として以下を用いた。
・αーメチルスチレン二量体
【０１２８】
架橋剤として以下を用いた。
・ジクミルパーオキサイド
・２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン
【０１２９】
酸化防止剤として以下を用いた。
・４，４’−チオビス−（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）
【０１３０】
（試料Ａ１〜Ａ５）
試料Ａ１は、下記表１に示すように、第１のポリエチレンとしてＬＤＰＥを８０質量部、第２のポリエチレンとしてＶＬＤＰＥ２を２０質量部、脂肪酸アミドとしてステアリン酸アミドを０．１質量部、架橋剤としてジクミルパーオキサイドを２質量部、酸化防止剤として４，４’−チオビス−（６−ｔ−ブチル−３−メチルフェノール）を０．２質量部、とを混合して、オープンロールにて１２０℃で混錬することで作製した。試料Ａ２〜Ａ５は、脂肪酸アミドの種類を変更した以外は、試料Ａ１と同様に作製した。なお、以下の表１において、配合剤の含有量の単位は、「質量部」である。
【０１３１】
（試料Ａ６、Ａ７）
試料Ａ６、Ａ７は、第２のポリエチレンの種類を、ＶＬＤＰＥ２からＶＬＤＰＥ１又はＶＬＤＰＥ３にそれぞれ変更した以外は、試料Ａ３と同様に作製した。
【０１３２】
（試料Ａ８〜Ａ１１）
試料Ａ８、Ａ９は、第１および第２のポリエチレンの比率を８０：２０から、９０：１０、もしくは４０：６０に変更した以外は、試料Ａ６と同様に作製した。
試料Ａ１０、Ａ１１は、第１および第２のポリエチレンの比率を８０：２０から、９０：１０、もしくは４０：６０に変更した以外は、試料Ａ７と同様に作製した。
【０１３３】
（試料Ａ１２、Ａ１３）
試料Ａ１２は、試料Ａ３に不飽和二量体を追加した以外は、試料Ａ３と同様に作製した。
試料Ａ１３は、架橋剤の種類を変更した以外は、試料Ａ３と同様に作製した。
【０１３４】
【表１】
2020169282.tif 000004
【０１３５】
（試料Ｂ１）
試料Ｂ１は、下記表２に示すように、第２のポリエチレンを併用せず、第１のポリエチレンとしてＬＤＰＥのみを使用した以外は、試料Ａ３と同様に作製した。なお、以下の表２において、配合剤の含有量の単位は、「質量部」である。
【０１３６】
（試料Ｂ２、Ｂ３）
試料Ｂ２、Ｂ３は、第１および第２のポリエチレンの比率を８０：２０から、９３：７、もしくは３５：６５に変更した以外は、試料Ａ３と同様に作製した。
【０１３７】
（試料Ｂ４、Ｂ５）
試料Ｂ４は、第２のポリエチレンの代わりに、密度が０．９０２ｇ／ｃｍ３のＶＬＤＰＥ４を用いた以外は、試料Ａ３と同様に作製した。
試料Ｂ５は、ＶＬＤＰＥ４の添加量を５５質量部、ＬＤＰＥの添加量を４５質量部に変更した以外は、試料Ｂ４と同様に作製した。
【０１３８】
（試料Ｂ６、Ｂ７）
試料Ｂ６、Ｂ７はそれぞれ、脂肪酸アミドの添加量を０．０２質量部、１．５質量部に変更した以外は、試料Ａ３と同様に作製した。
【０１３９】
【表２】
2020169282.tif 000005
【０１４０】
（２）評価
上述の電気絶縁組成物を用い、各評価に応じて絶縁シートを作製し、各評価を行った。
【０１４１】
（評価１：水トリー耐性）
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により１２０℃において１０分、電気絶縁組成物をプレスすることで、１ｍｍの厚さを有する絶縁シートを２枚作製した。絶縁シートを作製したら、所定の半導電シートを２枚の絶縁シートで挟み、積層シートを形成した。積層シートを形成したら、プレス成型により１８０℃において３０分、積層シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。絶縁シートを架橋させたら、半導電シートに対して配線を形成した。
【０１４２】
次に、積層シートを常温（２７℃）の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、半導電シートと水溶液との間の絶縁シートに対して６０Ｈｚ４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加した。
【０１４３】
所定の交流電界の印加後、積層シートを乾燥させ、メチレンブルー水溶液で積層シートを煮沸染色した。積層シートを染色したら、積層シートを積層方向（すなわち積層シートの主面直交方向）に沿って３０μｍの厚さでスライスし、観察用スライス片を形成した。その後、観察用スライス片を光学顕微鏡により観察することで、観察用スライス片の絶縁シートにおいて、半導電シートの沿面方向または半導電シートの主面直交方向に発生した水トリーを観察した。このとき、絶縁シート中に発生した水トリーの最大長さを計測した。また、絶縁シート中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度を計測した。なお、後述の表１および表２では、「水トリーの最大長さ」は、無作為に抽出した１０個の観察用スライス片において最も長かった水トリーの長さを四捨五入して求め、また、「水トリーの発生個数濃度」は、無作為に抽出した１０個の観察用スライス片における水トリーの発生個数濃度の平均値を四捨五入して求めた。
【０１４４】
なお、参考までに、従来の水トリー耐性の評価では、所定の電気絶縁組成物からなる絶縁層を有する電力ケーブルを作製し、電力ケーブルを水に浸漬させて、水トリーの評価を行っていた。このとき、電力ケーブルの絶縁層の外側には遮蔽層およびシースを設けていた。このため、絶縁層は直接水に接することがなかった。これに対し、本実施例では、上述のように、積層シートを所定の水溶液に直接浸漬させて、水トリーの評価を行った。このため、絶縁シートを水溶液に直接接触させた。したがって、本実施例における水トリー耐性の評価は、従来の電力ケーブルを用いた評価と比べて、厳しい条件で行ったことになる。
【０１４５】
（評価２：誘電正接）
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により１８０℃において３０分、電気絶縁組成物をプレスすることで、０．２ｍｍの厚さを有する絶縁シートを作製した。このとき、１８０℃において３０分、絶縁シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。
【０１４６】
次に、シェーリングブリッジを用い、絶縁シートに対して９０℃で９ｋＶ／ｍｍの交流電界を印加し、誘電正接を測定した。
【０１４７】
（評価３：交流破壊電界）
上述の評価２と同様の絶縁シートを作製した。次に、常温（２７℃）において、絶縁シートに対して５ｋＶの交流電圧を１分課電した。その後、絶縁シートに対する交流電圧を１ｋＶずつ昇圧し、絶縁シートに対して交流電圧を１分課電するサイクルを繰り返した。そして、絶縁シートにおいて絶縁破壊が生じたときの電界を測定した。
【０１４８】
（評価４：ゲル分率（架橋度））
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により１８０℃において３０分、電気絶縁組成物をプレスすることで、１ｍｍの厚さを有する絶縁シートを作製した。このとき、１８０℃において３０分、絶縁シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。
【０１４９】
絶縁シートを作製したら、ＪＩＳ  Ｃ３００５に準拠してゲル分率を測定した。具体的には、まず、絶縁シートの質量を測定した。次に、絶縁シートを所定の溶剤（例えば熱キシレン）へ浸漬し、絶縁シートを溶解させた。このとき、絶縁シートのうちベース樹脂が架橋された部分は、ゲルとして溶解せずに残存した。絶縁シートを溶解させたら、溶解せずに残存したゲルの質量を測定した。その結果、溶解前の絶縁シートの質量に対する、残存したゲルの質量の比率（％）を算出することで、「ゲル分率」を求めた。
【０１５０】
（評価５：引張特性）
上述の評価４と同様の絶縁シートを作製した。次に、ＪＩＳ  Ｃ３００５に準拠して、絶縁シートの引張強度および引張伸びを測定した。具体的には、ＪＩＳ−３号ダンベルを用い、２００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度において絶縁シートを引っ張ることで、絶縁シートの引張強度および引張伸びを測定した。
【０１５１】
（評価６：ブルーム）
電気絶縁組成物のペレットを８０℃の恒温槽内に１０日間に保持した後、その表面を目視により観察した。ペレットの観察により、ペレット表面に析出したブルームの有無を評価した。ブルームの発生が無かった場合を「Ａ」とし、ブルームの発生があった場合を「Ｂ」とした。
【０１５２】
（３）結果
各試料の評価を行った結果を上記表１および表２に示す。
【０１５３】
表２に示すように、試料Ｂ１では、第２のポリエチレンを併用せずに、第１のポリエチレンのみを使用したため、水トリーの発生個数濃度が高く、かつ、水トリーの最大長さも大きいことが確認された。
【０１５４】
これに対し、表１に示すように、第１および第２のポリエチレンを併用するとともに脂肪酸アミドを添加した試料Ａ１〜Ａ１３では、水トリーの発生個数濃度が、試料Ｂ１よりも顕著に低くなっており、２００個／ｃｍ３未満であった。また、試料Ａ１〜Ａ１３では、水トリーの最大長さが試料Ｂ１よりも短くなっており、試料Ｂ１が２７０μｍであるのに対して、２００μｍ以下であることが確認された。
【０１５５】
これらの結果によれば、第１および第２のポリエチレンを併用するとともに脂肪酸アミドを添加することで、これらの相乗的な効果により、絶縁層中に発生する水トリーの最大長さを短くできるとともに、絶縁層中の水トリーの発生個数濃度を顕著に低減できることが確認された。
【０１５６】
また、試料Ａ１〜Ａ５によると、飽和脂肪酸として、不飽和基を有し、かつモノアミドである不飽和脂肪酸モノアミドを用いた試料Ａ２およびＡ３は、飽和脂肪酸アミドを用いた試料Ａ１や、飽和または不飽和の脂肪酸ビスアミドを用いた試料Ａ４やＡ５に比べて、水トリーの発生個数濃度を少なくできるとともに、水トリーの最大長も短くできることが確認された。
【０１５７】
また、試料Ａ３、Ａ６、Ａ７によると、第２のポリエチレンとして、融点が低く、結晶性が低いものを用いるほど、ケーブル諸特性を高く維持しながらも、水トリー耐性を向上できることが確認された。具体的には、水トリーの最大長について、融点が７７℃のＶＬＤＰＥ２を用いた試料Ａ３では５０μｍ、融点が１２１℃のＶＬＤＰＥ３を用いた試料Ａ７では４０μｍであるのに対して、融点が３８℃のＶＬＤＰＥ１を用いた試料Ａ６では、３０μｍであって、最大長さをより短くできることが確認された。また、水トリーの発生個数濃度について、試料Ａ３およびＡ７では５０個／ｃｍ３であるのに対して、試料Ａ６では４０個／ｃｍ３であり、発生個数についてもより少なくできることが確認された。
【０１５８】
また、試料Ａ３、Ａ８およびＡ９、もしくは試料Ａ７、Ａ１０およびＡ１１によると、密度の高い第１のポリエチレンの比率を高くするほど、誘電正接や絶縁性、引張特性などのケーブル諸特性を向上できる一方で、密度の低い第２のポリエチレンの比率を高くするほど、水トリー耐性を高くできることが確認された。
【０１５９】
また、試料Ａ３およびＡ１２によると、不飽和二量体をさらに添加した試料Ａ１２は、無添加の試料Ａ３に比べて、水トリーの最大長さをさらに短く、かつ発生個数濃度をさらに少なくすることが確認された。このことから、不飽和二量体の添加により、水トリー耐性をより向上できることが確認された。
【０１６０】
また、試料Ａ３およびＡ１３によると、架橋剤の種類によらず、ケーブル諸特性および水トリー耐性を高い水準でバランスよく得られることが確認された。
【０１６１】
また、試料Ｂ２およびＢ３によると、第２のポリエチレンの比率が過度に少なかったり、多かったりすることで、試料Ａ３に比べて、水トリー耐性が低かったり、誘電正接や引張特性の点で特性が低かったりすることが確認された。
【０１６２】
また、試料Ｂ４およびＢ５によると、密度が０．９０２ｇ／ｃｍ３であって、第２のポリエチレンよりも密度の高いＶＬＤＰＥ４を用いた場合、水トリー耐性を十分に向上できないことが確認された。
【０１６３】
また、試料Ｂ６およびＢ７によると、脂肪酸アミドの含有量が過度に少ないと、水トリーを十分に抑制できない一方、過度に多くなると、ブルームが発生することが確認された。
【０１６４】
＜本開示の好ましい態様＞
以下、本開示の好ましい態様を付記する。
【０１６５】
（付記１）
密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する、
電気絶縁組成物。
【０１６６】
（付記２）
前記ベース樹脂１００質量部に対してα−芳香族置換α−メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下さらに含有する、
付記１に記載の電気絶縁組成物。
【０１６７】
（付記３）
前記電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さが２００μｍ未満である、
付記１又は付記２に記載の電気絶縁組成物。
【０１６８】
（付記４）
前記電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記架橋物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度が２００個／ｃｍ３未満である、
付記１から付記３のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。
【０１６９】
（付記５）
前記第２のポリエチレンの融点が５５℃以上１００℃以下である、
付記１から付記４のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。
【０１７０】
（付記６）
前記第２のポリエチレンの含有量が１０質量部以上４０質量部以下である、
付記５に記載の電気絶縁組成物。
【０１７１】
（付記７）
前記脂肪酸アミドは、不飽和基を有する、
付記１から付記６のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。
【０１７２】
（付記８）
前記脂肪酸アミドは、モノアミドである、
付記１から付記７のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。
【０１７３】
（付記９）
前記脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸モノアミドである、
付記１から付記８のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。
【０１７４】
（付記１０）
有機過酸化物を含む架橋剤をさらに含有する、
付記１から付記９のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。
【０１７５】
（付記１１）
前記ベース樹脂は、架橋されている、
付記１から付記１０のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。
【０１７６】
（付記１２）
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を含有する電気絶縁組成物により構成される、
電力ケーブル。
【０１７７】
（付記１３）
電気絶縁組成物を準備する工程と、
前記電気絶縁組成物を用い、導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、
を備え、
前記電気絶縁組成物を準備する工程では、
密度が０．９１ｇ／ｃｍ３以上０．９３ｇ／ｃｍ３未満である第１のポリエチレンを４０質量部以上９０質量部以下と、密度が０．８５５ｇ／ｃｍ３以上０．８９０ｇ／ｃｍ３以下である第２のポリエチレンを１０質量部以上６０質量部以下と、を合計で１００質量部含むベース樹脂と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を混合し、前記電気絶縁組成物を形成する、
電力ケーブルの製造方法。
【符号の説明】
【０１７８】
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
【図１】
2020169282.tif 000006