(57)【要約】【課題】海風の強い海岸地域、すなわち塩害発生地域でも長期間使用できる耐トラッキング性能に優れたリサイクル絶縁電線、すわなち、架橋ポリオレフィン（系）廃材を用いて絶縁層を形成した絶縁電線およびその製造方法を提供する。【解決手段】導体を絶縁層で被覆した絶縁電線の製造方法であって、架橋ポリオレフィン（系）樹脂の廃材を再生処理してゲル分率５〜１０％、ＭＦＲが０．１〜１０ｇ／ｍｉｎの再生材とし、該再生材と再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂とを、再生材が全樹脂量に対し３０質量％以下となる範囲で混合して再生材混合樹脂を得て、該再生材混合樹脂で絶縁層を形成することを特徴とする絶縁電線の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体を絶縁層で被覆した絶縁電線の製造方法であって、架橋ポリオレフィン（系）樹脂の廃材を再生処理してゲル分率５〜１０％、ＭＦＲが０．１〜１０ｇ／ｍｉｎの再生材とし、該再生材と再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂とを、再生材が全樹脂量に対し３０質量％以下となる範囲で混合して再生材混合樹脂を得て、該再生材混合樹脂で絶縁層を形成することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
【請求項２】
前記架橋ポリオレフィン（系）廃材の再生処理を、処理温度２５０℃〜４００℃、剪断速度２００ｓｅｃ−１以上で行うことを特徴とする請求項１に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁層に含まれる樹脂を架橋処理することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の絶縁電線の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法で製造された絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁電線に関するものであり、更に詳しくは架橋ポリオレフィン類を再生利用する方法とそれにより得られた耐トラッキング性能を向上した絶縁電線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁電線は、銅またはアルミ等の導体の外周にポリ塩化ビニルやポリエチレン、架橋ポリエチレン等からなる絶縁層で被覆したものである。
ところで近年、資源リサイクルの重要性が叫ばれている中、これら絶縁電線やケーブルも、使用後には、回収して導体と被覆廃材に分離し、被覆廃材をリサイクルすることが求められている。
この被覆廃材が、ポリ塩化ビニルやポリエチレンである場合は、これらが熱可塑性樹脂であり再成形加工が容易であるためリサイクルが容易であるが、架橋ポリエチレンである場合は、架橋による三次元構造で加熱溶融できず再成形加工が困難であるためリサイクル化が遅れていた。
しかし、近年、関係者の努力により、架橋ポリエチレン廃材を絶縁層に利用できる段階まで、リサイクル技術が進歩してきた。
【０００３】
架橋ポリエチレン絶縁電線のリサイクル技術としては、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術により、電線等に使用された架橋ポリエチレン廃材をリサイクル、再利用して電気特性および強度・伸びに優れた電線被覆材を実現するという目標は基本的に実現できる。
ところで、この特許文献１の技術を用いて製造した絶縁電線は、通常レベルの用途には問題ないものの、過酷な環境下で使用すると必ずしも満足できるものではなかった。そのため架橋ポリエチレン廃材を再利用し、かつ、性能を高めて使用可能範囲を拡げた過酷な環境下での使用に耐える絶縁電線の開発が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６６２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、海風の強い海岸地域、すなわち塩害発生地域でも長期間使用できる耐トラッキング性能に優れたリサイクル絶縁電線、すわなち、架橋ポリオレフィン（系）廃材を用いて絶縁層を形成した絶縁電線およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は下記手段によって達成された。
（１）導体を絶縁層で被覆した絶縁電線の製造方法であって、架橋ポリオレフィン（系）樹脂の廃材を再生処理してゲル分率５〜１０％、ＭＦＲが０．１〜１０ｇ／ｍｉｎの再生材とし、該再生材と再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂とを、再生材が全樹脂量に対し３０質量％以下となる範囲で混合して再生材混合樹脂を得て、該再生材混合樹脂で絶縁層を形成することを特徴とする絶縁電線の製造方法。
（２）前記架橋ポリオレフィン（系）廃材の再生処理を、処理温度２５０℃〜４００℃、剪断速度２００ｓｅｃ−１以上で行うことを特徴とする（１）に記載の絶縁電線の製造方法。
（３）前記絶縁層に含まれる樹脂を架橋処理することを特徴とする（１）または（２）に記載の絶縁電線の製造方法。
（４）（１）〜（３）のいずれか１項に記載の方法で製造された絶縁電線。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、架橋ポリオレフィン（系）廃材を絶縁電線の絶縁層に利用しても、絶縁電線に要求される電気的特性および機械的特性を有し、しかも高い耐トラッキング性能を発揮し、塩害を受けやすい地域を通して架線しても塩害問題を発生することのない絶縁電線を得ることを可能とする。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の絶縁電線およびその製造方法では、まず、架橋ポリオレフィン（系）廃材を再生処理し、ゲル分率５〜１０％、ＭＦＲ（メルトフローレート）が０．１〜１０ｇ／ｍｉｎの再生材とする。次いで、この再生材を、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂と混合して、再生材混合樹脂にする。混合割合は、混合樹脂中の全樹脂量に対し再生材が３０質量％以下になるようにする。
このように調製した再生材混合樹脂を、銅、アルミニウム等で形成された導体上に押出被覆して、絶縁層とし、絶縁電線を得る。
【０００９】
本発明で再利用する架橋ポリオレフィン（系）廃材は、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及びポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂あるいはエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体及びエチレン−（メタ）アクリル酸共重合体のポリオレフィン系樹脂から選ばれた樹脂の架橋体の廃材である。これらは１種もしくは２種以上の混合物であっても良い。
本発明で用いる架橋ポリオレフィン（系）廃材の発生源には、例えば、電線の被覆や、給水用、給湯用、屋内暖房用のパイプ、または各種発泡体などが挙げられるが、特に限定されるものではない。また回収された廃材の使用年数は関係なく、極端に劣化が進んだものでも支障はない。
本発明の絶縁電線に用いられる架橋ポリオレフィン（系）廃材はどのような架橋処理を行ったものでもよく、例えば、有機過酸化物やシラン化合物、電子線などによって架橋されたもの（架橋体）を使用することができる。
【００１０】
本発明には、上記の架橋ポリオレフィン（系）廃材を再生処理した再生材を使用する。
本発明に用いられる再生材の再生処理方法は、再生材のゲル分率５〜１０％、ＭＦＲが０．１〜１０ｇ／ｍｉｎになるものであれば特に制限はないが、例えば、同方向噛み合い型二軸押出機で適切な条件のもと架橋を切断する熱可塑化処理する方法などが利用できる。
【００１１】
前記押出機で処理する際の再生処理条件は、上記の再生材のゲル分率が５〜１０％、ＭＦＲが０．１〜１０ｇ／ｍｉｎとなるように適宜調整できるが、好ましい処理温度は２５０℃〜４００℃であり、好ましい剪断速度は２００ｓｅｃ−１以上である。なお、本発明における剪断速度とは、押出機のスクリューエレメント最外周部の周速度（ｍｍ／ｓ）をスクリューとバレルとのクリアランス（ｍｍ）で除した数値をいう。
【００１２】
再生材のゲル分率、ＭＲＦが前記範囲内であるとすることにより、本発明の目的とする絶縁電線の耐トラッキング性が得られる。
【００１３】
前記再生材は再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂と混合する。
本発明において、再生材とともに混合するポリオレフィン（系）樹脂としては、通常絶縁電線に使用しているポリオレフィン樹脂またはポリオレフィン系樹脂を利用できる。ポリオレフィン樹脂としては、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及びポリプロピレン等がある。ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体及びエチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等がある。中でも高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンもしくは低密度ポリエチレンの使用が好ましい。これらは１種もしくは２種以上を混合して用いてもよい。
【００１４】
再生材とポリオレフィン（系）樹脂との混合比は、全樹脂量（再生材とポリオレフィン（系）樹脂の合計量）に対し再生材を３０質量％以下（ただし、０は含まない）である。再生材の配合量を３０質量％以下にすると、絶縁電線の耐トラッキング性が良好である。
【００１５】
本発明の絶縁電線の製造には、一般的に使用されている押出機を使用することが出来る。また本発明における絶縁電線の絶縁層を形成する再生材混合樹脂には、通常樹脂に添加される酸化防止剤、紫外線吸収剤などの添加剤を必要に応じて適量添加することも出来る。また、上記の再生材混合樹脂は、導体上に直接被覆しても良いし、半導体層など別の層を介して被覆しても良い。
【００１６】
前記再生材混合樹脂は、導体上に押出被覆後架橋されてもよい。架橋方法としては通常の架橋方法を適宜選択すればよく、特に限定しないが、例えば、有機過酸化物を添加した組成物を電線に被覆したのち加熱処理する「過酸化物架橋方法」、シラン化合物と架橋助剤を添加した組成物を電線に被覆したのち水分により架橋させる「シラン架橋方法」、電子線照射による「電子線架橋方法」などが挙げられる。
【実施例】
【００１７】
以下に本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１８】
下記の架橋ポリオレフィン（系）廃材、その再生材及びポリオレフィン（系）樹脂を使用した。
〔架橋ポリオレフィン（系）廃材〕
有機過酸化物により架橋された屋外用架橋ポリエチレン電線被覆廃材を１０ｍｍ以下のサイズに粉砕したもの。なお、屋外用架橋ポリエチレン電線被覆廃材は、撤去された絶縁電線から、有機過酸化物により架橋されたものを選別したが、わずかにこの方法以外で架橋された電線被覆廃材も混入している。この影響で、後述する再生材のゲル分率、ＭＲＦが変化する。
〔再生材〕
上記の架橋ポリエチレン廃材を同方向噛み合い型二軸押出機を用い、処理温度は３００℃、剪断速度は２２００〜２３００ｓｅｃ−１として再生処理を行って再生材を得た。なお、ゲル分率およびＭＦＲの測定方法は以下の方法で測定した。
（ゲル分率）
ゲル分率は、定法に従って、加温したキシレンに試料を入れ、溶解せずに残った試料の質量を測定し、これと試験前の試料の質量との比をゲル分率とした。具体的な方法は、ＪＩＳ  Ｃ  ３００５中の「４．２５架橋度」によった。
（ＭＦＲ）
ＪＩＳ  Ｋ７２１０により、１９０℃×２．１６ｋｇで測定した。
〔ポリオレフィン（系）樹脂〕
ポリエチレン樹脂、ＮＵＣＧ９３０１（ダウ・ケミカル（株）製）
【００１９】
（絶縁電線の製造）
再生材およびＮＵＣＧ９３０１を混合して再生材混合樹脂にした。混合比は、それぞれ実施例１〜９、および比較例１〜３において、表１のとおりとした。
さらに、再生材混合樹脂とシラン液（Ａ−１７１（ダウ・ケミカル（株）製）と触媒マスターバッチ（モルデックスＣＭ８４６（アプコ（株）製））とをホッパーから投入し、直径１２０ｍｍ単軸押出機を用いて、ミキシングゾーンを１８０℃以下、グラフト反応ゾーンを２２０℃以下、スクリュー回転数を５０ｒｐｍで設定し、断面積２４０ｍｍ２のアルミ導体に厚さ３ｍｍの肉厚で押出して、樹脂組成物で被覆された難着雪型の絶縁電線を製造した。製造された絶縁電線を、８０℃、２４時間温水バスに浸漬し架橋処理を行った。
シラン液の投入量は再生材混合樹脂１００質量部に対して２．３質量部、触媒マスターバッチの投入量は再生材混合樹脂１００質量部に対して５質量部とした。
【００２０】
【表１】
2010177183.tif 000002
【００２１】
（評価方法）
実施例１〜９および比較例１〜５で製造した絶縁電線の評価は電力用規格Ｃ−２５０屋外用鋼心アルミ導体架橋ポリエチレン絶縁電線（ＡＣＳＲ−ＯＣ）に準拠し以下の方法により測定した。
なお、ＡＣＳＲ−ＯＣの規格値は次の通りである。
絶縁体の引張り強さ  ９．８１ＭＰａ以上
絶縁体伸び          ３５０％
加熱試験            引張伸び、強さとも加熱前の値の８０％以上
耐加熱変形試験      厚さの減少率４０％以下
耐トラッキング      噴霧回数１０１回においても、０．５Ａ以上の電流が
試料表面を流れないか、または燃え上がらないこと
耐電圧              １２，０００Ｖの試験電圧に１分間耐えること        
評価方法
〔引張試験〕
ＪＩＳ  Ｃ３００５による。引張速さは２００ｍｍ／ｍｉｎで行なう。
〔加熱試験〕
ＪＩＳ  Ｃ３００５による。加熱温度は１２０±３℃、９６ｈｒで行う。
〔耐加熱変形試験〕
ＪＩＳ  Ｃ３００５による。加熱温度は１２０±３℃、加える荷重は２０Ｎで行なった。
〔耐トラッキング性試験〕
ＪＩＳ  Ｃ３００５による。塩化ナトリウム水溶液（濃度２ｇ/Ｌ）の噴霧回数は１０１回で行なう。表２中○は、０．５Ａ以上の電流が試料の表面を流れないか、または燃え上がらず、上記規格値が満たされたことを示している。
なお、噴霧回数１０１回後において絶縁層が燃え上がらない場合は、引き続き絶縁層が燃え上がるまで噴霧し、その回数を比較した。
〔耐電圧試験〕
ＪＩＳ  Ｃ３００５による。表２中○は、１２,０００Ｖの試験電圧に１分間耐えて絶縁破壊せず、上記規格値が満たされたことを示している。
（評価結果）
各項目の評価の結果は表２のとおりである。
【００２２】
【表２】
2010177183.tif 000003
【００２３】
実施例１〜９の絶縁電線は、耐トラッキング性試験において、絶縁層が発火するまでの回数が５００以上であった。これに対して、比較例１〜５の絶縁電線は３００回以下であった。
実施例の絶縁電線は、絶縁材料に新材のみを用いた架橋ポリエチレン絶縁電線の耐トラッキング性能（絶縁被覆が発火するまでの回数５００〜７００回）に匹敵している。
この結果から、特定の再生材混合樹脂で絶縁層を形成した実施例１〜９の絶縁電線は、塩害地域に架空されても長期間使用できることが分かる。
本発明の規定する要件を満たさない再生材混合樹脂で絶縁層が形成された比較例の絶縁電線が、耐トラッキング性で３００回以下の噴霧回数になった。このように耐トラッキング性が大きく異なる理由についてはまだ定かではないが、次のように推定している。
まず、再生材の配合量が多い比較例１、ゲル分率が高い比較例２は、強いて言えば、絶縁電線の表面荒れが大きいため、耐トラッキング性能が高くならなかったものと考えられる。
また、ＭＦＲが大きい比較例３、ゲルが低い比較例４、ＭＦＲが小さい比較例５も耐トラッキング性能が高くないが、これらの絶縁電線は、絶縁材料に新材のみを用いたものと比べると、より高い表面光沢を呈しており、この表面状態が、噴霧した水溶液中の塩化ナトリウムが電線表面に残留する量に影響しているものと考えられる。
なお、実施例のものは、何れも、規格を満足する機械特性、耐熱性および耐電圧性を有していた。