(57)【要約】【課題】優れた耐加熱変形特性および優れた低温脆化特性を確保しながら、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制することができる導電性熱可塑性樹脂組成物、及び、これを用いたケーブルを提供すること。【解決手段】エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体と、炭素材料とを含む導電性熱可塑性樹脂組成物であって、炭素材料の比表面積が６００ｍ２／ｇ以上であり、且つ、導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積が１２０ｍ２／ｇ以上であり、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体中の（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率が２０質量％以上であり、導電性熱可塑性樹脂組成物中のエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が１１〜８３質量％である導電性熱可塑性樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体と、炭素材料とを含む導電性熱可塑性樹脂組成物であって、
前記炭素材料の比表面積が６００ｍ２／ｇ以上であり、
且つ、前記導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積が１２０ｍ２／ｇ以上であり、
前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体中の（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率が２０質量％以上であり、
前記導電性熱可塑性樹脂組成物中の前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が１１〜８３質量％である導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項２】
さらにポリ塩化ビニル樹脂を含む請求項１に記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項３】
前記ポリ塩化ビニル樹脂と前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の合計１００質量％中における前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が３５質量％以上１００質量％未満である、請求項２に記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項４】
さらに可塑剤を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項５】
前記導電性熱可塑性樹脂組成物中の前記可塑剤の含有率が３４〜３８質量％である、請求項４に記載の導電性熱可塑性樹脂組成物。
【請求項６】
少なくとも１本の導線と、
前記導線を包囲する導電層と、
を備え、
前記導電層が請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電性熱可塑性樹脂組成物からなるケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性熱可塑性樹脂組成物、及び、ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力ケーブルや急速充電器のリードケーブルなどのケーブルにおいては、導線と導線を包囲する絶縁層との間、及び、絶縁層の外側などに、半導電層などの導電層が設けられることがある。
【０００３】
このような導電層の材料として、例えば下記引用文献１には、エチレン系共重合体に、１０００ｍ２／ｇ以上の比表面積を有するカーボンブラックを配合してなる電力ケーブルの半導電層用樹脂組成物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９８０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ケーブルの導電層には、十分な耐加熱変形特性を有することが求められる。これは以下の理由によるものである。すなわち、ケーブルの導電層の耐加熱変形特性が不十分であると、ケーブルに含まれる導電層が荷重を受けた際に潰れ、このことがケーブル特性に悪影響を与えるおそれがあるためである。特にケーブルが高温の地域に敷設される場合や、電気自動車の急速充電器に接続されるリードケーブルである場合には、ケーブルの導電層が十分な耐加熱変形特性を有することが望ましい。
【０００６】
また、ケーブルの導電層には、十分な低温脆化特性を有することが求められる。これは以下の理由によるものである。すなわち、ケーブルは低温環境下で使用される場合もあり、そのような環境下においても、ケーブルの導電層としての機能を維持する必要があるからである。特にケーブルが、キャブタイヤケーブル、電気自動車の急速充電器に接続されるリードケーブル、風力発電用ケーブルなど、寒冷地での使用が想定され且つ繰り返し屈曲や捻回を受けるケーブルである場合には、ケーブルの導電層が十分な低温脆化特性を有することが望ましい。
【０００７】
また、ケーブルの導電層は、通常、樹脂組成物のペレットを押出機によって押出成形することにより製造される。押出機におけるホッパー、フィーダー等の樹脂供給部は、通常、押出機からの熱伝導により加熱されている。したがって、ケーブルの導電層を製造する際、押出機における樹脂供給部において樹脂組成物のペレットが加熱され、樹脂組成物のペレット同士がブロッキングする場合がある。この場合、樹脂供給部はブロッキングしたペレットによって詰まるため、ペレットを押出機に供給することが困難になる。したがって、ケーブルの導電層の製造に用いる樹脂組成物のペレットは、ブロッキングが十分に抑制されたものであることが求められる。
【０００８】
しかし、上記特許文献１に記載の半導電層用樹脂組成物は、十分な耐加熱変形特性および十分な低温脆化特性を有し、かつ、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制できるものとは言えず、さらなる改善の余地があった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、優れた耐加熱変形特性および優れた低温脆化特性を確保しながら、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制することができる導電性熱可塑性樹脂組成物、及び、これを用いたケーブル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】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するため、熱可塑性樹脂と炭素材料とを含む導電性熱可塑性樹脂組成物について、熱可塑性樹脂の種類及び含有率並びに炭素材料の比表面積及び含有率に着目して鋭意研究を重ねた。その結果、本発明者は、導電性熱可塑性樹脂組成物がエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体を含み、導電性熱可塑性樹脂組成物中のエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が特定の範囲であり、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体中の（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率が特定の範囲であり、また、炭素材料が特定の範囲の比表面積を有し、炭素材料の比表面積と導電性熱可塑性樹脂組成物中の炭素材料の含有率に基づいて求められるパラメータが特定の範囲の値である場合に、上記課題を解決できることを見出した。
【００１１】
すなわち、本発明は、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体と、炭素材料とを含む導電性熱可塑性樹脂組成物であって、前記炭素材料の比表面積が６００ｍ２／ｇ以上であり、且つ、前記導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積が１２０ｍ２／ｇ以上であり、前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体中の（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率が２０質量％以上であり、前記導電性熱可塑性樹脂組成物中の前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が１１〜８３質量％である導電性熱可塑性樹脂組成物である。
【００１２】
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、優れた耐加熱変形特性および優れた低温脆化特性を確保しながら、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制することができる。
【００１３】
本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物が優れた耐加熱変形特性を確保することができる理由について、本発明者は以下のように推察している。
【００１４】
すなわち、炭素材料粒子は凝集して凝集構造（ストラクチャー）を形成している。そして、本発明において、炭素材料の比表面積が大きいのは、このストラクチャーが大きい、即ち発達しているからである。そして、このように、導電性熱可塑性樹脂組成物に含まれる炭素材料が十分に大きいストラクチャーを有するため、導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積が十分に大きくなる場合、導電性熱可塑性樹脂組成物中で、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、炭素材料により擬似的に架橋された状態となる。この作用により、導電性熱可塑性樹脂組成物は優れた耐加熱変形特性を確保することができるのではないか、と本発明者は推察している
【００１５】
また、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物が優れた低温脆化特性を確保することができる理由について、本発明者は以下のように推察している。
【００１６】
すなわち、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体を含む。そして、導電性熱可塑性樹脂組成物中において、このエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体が他の成分に何らかの作用を及ぼす結果、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は優れた低温脆化特性を確保するものになるのではないか、と本発明者は推察している。
【００１７】
また、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物をペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制することができる理由について、本発明者は以下のように推察している。
【００１８】
すなわち、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物においてはエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体中の（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率が小さい。すなわち導電性熱可塑性樹脂組成物中の極性基の含有率が小さい。したがって、極性基間の相互作用による樹脂の接着が十分に抑制される。この作用により、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制することができるのではないか、と本発明者は推察している。
【００１９】
上記導電性熱可塑性樹脂組成物においては、さらに塩化ビニル樹脂を含むことが好ましい。
【００２０】
この場合、導電性熱可塑性樹脂組成物は、より優れた耐加熱変形特性を有するものになる。なお、導電性熱可塑性樹脂組成物が塩化ビニル樹脂を含む場合でも、導電性熱可塑性樹脂組成物中において、ポリ塩化ビニル樹脂の分子鎖間にエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体が入り込む。その結果、ポリ塩化ビニル樹脂の分子鎖間の分子間力が適度に弱められるため、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は優れた低温脆化特性を確保することが可能になる。
【００２１】
上記導電性熱可塑性樹脂組成物においては、前記ポリ塩化ビニル樹脂と前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の合計１００質量％中における前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が３５質量％以上１００質量％未満であることが好ましい。
【００２２】
この場合、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は、より優れた低温脆化特性を確保することができ、かつペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングをより十分に抑制することができる。
【００２３】
上記導電性熱可塑性樹脂組成物は、さらに可塑剤を含むことが好ましい。
【００２４】
この場合、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は、より優れた低温脆化特性を確保することができる。
【００２５】
上記導電性熱可塑性樹脂組成物は、可塑剤を含み、前記導電性熱可塑性樹脂組成物中の前記可塑剤の含有率が３４〜３８質量％であることが好ましい。
【００２６】
この場合、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は、さらに優れた低温脆化特性を確保することができる。
【００２７】
また、本発明は、少なくとも１本の導線と、前記導線を包囲する導電層と、を備え、前記導電層が上記の導電性熱可塑性樹脂組成物からなるケーブルである。
【００２８】
本発明のケーブルは、導電層が上記の導電性熱可塑性樹脂組成物からなるため、優れた耐加熱変形特性および優れた低温脆化特性を確保することができる。
【００２９】
なお、本発明において、炭素材料の比表面積はＢＥＴ法により測定されるものである。
【００３０】
また、本発明において、導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積とは、以下の式によって定義されるものである。
［導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積（ｍ２／ｇ）］
＝［炭素材料の比表面積（ｍ２／ｇ）］×［導電性熱可塑性樹脂組成物中の炭素材料の含有率（質量％）］×（１／１００）
【００３１】
本発明によれば、優れた耐加熱変形特性および優れた低温脆化特性を確保しながら、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制することができる導電性熱可塑性樹脂組成物、及び、これを用いたケーブルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明のケーブルの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明のケーブルの第２実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図１及び図２を用いて詳細に説明する。
【００３４】
［第１実施形態］
まず本発明のケーブルの第１実施形態について図１を用いて説明する。図１は本発明のケーブルの第１実施形態としての電力ケーブルの断面図である。
【００３５】
図１に示すように、ケーブル１００は、導線１と、導線１を包囲する内部半導電層２と、内部半導電層２を包囲する絶縁層３と、絶縁層３を包囲する外部半導電層４と、外部半導電層４を包囲するシース５とを備えている。
【００３６】
ここで、内部半導電層２及び外部半導電層４は、導電性熱可塑性樹脂組成物からなり、この導電性熱可塑性樹脂組成物は、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体と、炭素材料とを含む。そして、炭素材料の比表面積が６００ｍ２／ｇ以上であり、且つ、導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積が１２０ｍ２／ｇ以上である。また、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体中の（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率が２０質量％以上であり、導電性熱可塑性樹脂組成物中の前記エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が１１〜８３質量％である。
【００３７】
内部半導電層２及び外部半導電層４は、上記導電性熱可塑性樹脂組成物からなるため、優れた耐加熱変形特性および優れた低温脆化特性を確保することができる。このため、ケーブル１００が荷重を受けた際に、内部半導電層２及び外部半導電層４が潰れにくくなり、ケーブル１００の特性に悪影響が生じることを十分に抑制できる。また、ケーブル１００が低温環境下に設置された場合でも、内部半導電層２及び外部半導電層４の機能の低下を十分に抑制することができる。
【００３８】
次に、上述したケーブル１００の製造方法について説明する。
【００３９】
＜導線＞
まず導線１を準備する。導線１は、１本の素線のみで構成されてもよく、複数本の素線を束ねて構成されたものであってもよい。また、導線１は、導体径や導体の材質などについて特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜定めることができる。
【００４０】
＜内部半導電層及び外部半導電層＞
次に、内部半導電層２及び外部半導電層４を形成するための導電性熱可塑性樹脂組成物を準備する。この導電性熱可塑性樹脂組成物は、上述したように、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体と、炭素材料とを含む。
【００４１】
（エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体）
上記導電性熱可塑性樹脂組成物に含まれるエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、エチレンと（メタ）アクリル酸エステルとの共重合体であれば特に限定されるものではない。上記（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチルなどが挙げられる。これらは１種類単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中では、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルが好ましく用いられる。
【００４２】
エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体中の（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率は２０質量％以上である。（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率が２０質量％未満である場合、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は十分な低温脆化特性を確保することができない。（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率は２２質量％以上であることが好ましく、２４質量％以上であることがさらに好ましい。
【００４３】
但し、（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率は４０質量％以下であることが好ましい。この場合（メタ）アクリル酸エステル単位の含有率が４０質量％を超える場合に比べて、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体をより安価で入手することができる。したがって、上記導電性熱可塑性樹脂組成物の製造コストを下げることができる。
【００４４】
上述したように、上記導電性熱可塑性樹脂組成物中のエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率は１１〜８３質量％である。エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が１１質量％未満である場合、導電性熱可塑性樹脂組成物は十分な低温脆化特性を確保することができない。また、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が８３質量％より大きい場合、導電性熱可塑性樹脂組成物は十分な耐加熱変形特性を確保することができない。
【００４５】
上記導電性熱可塑性樹脂組成物中のエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率は１１〜４１質量％であることが好ましく、２０〜４０質量％であることがより好ましい。
【００４６】
（ポリ塩化ビニル樹脂）
上記導電性熱可塑性樹脂組成物には、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体以外の熱可塑性樹脂がさらに含まれていてもよい。エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体以外の熱可塑性樹脂としては、例えばポリ塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、変性ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。これらは１種類が単独で又は２種以上が組み合わせて含まれていてもよい。これらの中でも、ポリ塩化ビニル樹脂が好ましい。この場合、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体以外の熱可塑性樹脂がポリ塩化ビニル樹脂以外のものである場合に比べて、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は、可塑剤を安定に樹脂内に保持でき、可塑剤の飛散や外部への移行を防止できる。またこの場合、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は、より優れた耐加熱変形特性を確保できる。
【００４７】
エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体以外の熱可塑性樹脂がポリ塩化ビニル樹脂である場合、ポリ塩化ビニル樹脂の平均重合度は、特に限定されるものではないが、９００〜５０００であることが好ましい。ポリ塩化ビニル樹脂の平均重合度が９００以上である場合、平均重合度が９００未満である場合に比べ、導電性熱可塑性樹脂組成物はより優れた耐加熱変形特性を確保することができる。また、平均重合度が５０００以下である場合、平均重合度が５０００を超える場合に比べ、ポリ塩化ビニル樹脂の溶融粘度が低くなり、溶融混練が容易になる。したがってこの場合、導電性熱可塑性樹脂組成物の製造効率が優れたものになる。
【００４８】
ポリ塩化ビニル樹脂の平均重合度は１０００〜４０００であることがより好ましく、１１００〜３０００であることがさらに好ましい。
【００４９】
なお、「平均重合度」とは、ＪＩＳ  Ｋ６７２０−２に準拠して測定したポリ塩化ビニル樹脂の比粘度をＪＩＳ  Ｋ６７２０−１に準拠して推定換算した平均重合度を言う。
【００５０】
また、導電性熱可塑性樹脂組成物に平均重合度の異なる２種以上のポリ塩化ビニル樹脂が含まれる場合、ポリ塩化ビニル樹脂の平均重合度は、それぞれのポリ塩化ビニル樹脂の平均重合度の加重平均により算出される。
【００５１】
上記導電性熱可塑性樹脂組成物においては、ポリ塩化ビニル樹脂とエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の合計１００質量％中におけるエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が３５質量％以上１００質量％未満であることが好ましい。エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が３５質量％以上である場合、含有率が３５質量％未満である場合に比べて、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は、より優れた低温脆化特性を確保することができ、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングをより十分に抑制することができる。また、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率が１００質量％未満である場合、含有率が１００質量％である場合に比べて、導電性熱可塑性樹脂組成物が可塑剤を安定に樹脂内に保持でき、可塑剤の飛散や外部への移行を防止できる。ポリ塩化ビニル樹脂とエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の合計１００質量％中におけるエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率は４０〜９５質量％であることがより好ましく、５０〜９０質量％であることがさらに好ましい。
【００５２】
（炭素材料）
上記導電性熱可塑性樹脂組成物に含まれる炭素材料は、上記導電性熱可塑性樹脂組成物に十分な導電性を付与するものであればよく、特に限定されるものではない。炭素材料としては、例えばカーボンブラック、グラファイト、グラッシーカーボン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブなどが挙げられる。これらは１種類単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中ではカーボンブラックが特に好ましい。
【００５３】
上述したように、炭素材料の比表面積は６００ｍ２／ｇ以上である。炭素材料の比表面積が６００ｍ２／ｇ未満である場合、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は十分な耐加熱変形特性および十分な低温脆化特性を確保することができない。
【００５４】
炭素材料の比表面積は７００ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、１０００ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。
【００５５】
但し、炭素材料の比表面積は１３５０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。この場合、比表面積が１３５０ｍ２／ｇを超える場合に比べて、導電性熱可塑性樹脂組成物の加工性がより向上する。
【００５６】
また、上述したように、導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積は１２０ｍ２／ｇ以上である。導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積が１２０ｍ２／ｇ未満である場合、上記導電性熱可塑性樹脂組成物は十分な耐加熱変形特性を確保することができない。
【００５７】
導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積は１３０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、１４０ｍ２／ｇ以上であることがより好ましい。
【００５８】
但し、導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積は２６５ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。この場合、導電性熱可塑性樹脂組成物単位質量当たりの比表面積が２６５ｍ２／ｇを超える場合に比べて、導電性熱可塑性樹脂組成物の加工性がより向上する。
【００５９】
（可塑剤）
導電性熱可塑性樹脂組成物は、可塑剤を含むことが好ましい。この場合、導電性熱可塑性樹脂組成物はより優れた低温脆化特性を確保することができる。可塑剤としては、例えばフタル酸ジイソノニル、フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）などのフタル酸エステル、アジピン酸エステル、トリメリット酸エステル、低分子ポリエステル、リン酸エステル、クエン酸エステル、エポキシ系可塑剤、セバシン酸エステル、アゼライン酸エステル、マレイン酸エステル、安息香酸エステルなどが挙げられる。これらは１種類が単独で含まれていても又は２種以上が組み合わせて含まれていてもよい。
【００６０】
導電性熱可塑性樹脂組成物中の可塑剤の含有率は３４〜３８質量％であることが好ましい。可塑剤の含有率が３４〜３８質量％である場合、含有率が上記範囲を外れる場合に比べて、上記導電性熱可塑性樹脂組成物はより優れた低温脆化特性を確保することができる。
【００６１】
導電性熱可塑性樹脂組成物は、安定剤、難燃剤、充填材、表面処理剤、ドリップ防止剤、加工助剤、活剤、老化防止剤、架橋剤、架橋助剤、スコーチ防止剤などを必要に応じてさらに含んでもよい。
【００６２】
導電性熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂、炭素材料および必要に応じて各種添加剤を混練することにより得ることができる。混練は、例えばバンバリーミキサ、タンブラ、加圧ニーダ、混練押出機、二軸押出機、ミキシングロール等の混練機で行うことができる。
【００６３】
こうして導電性熱可塑性樹脂組成物が得られる。この導電性熱可塑性樹脂組成物は、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制することができる。したがって、導電性熱可塑性樹脂組成物のペレットをケーブルの内部半導電層２または外部半導電層４に押出成形する際、押出機におけるホッパー、フィーダー等の樹脂供給部におけるペレットの詰まりを十分に防止することができる。
【００６４】
（絶縁層及びシース）
次に、絶縁層３及びシース５を形成するための絶縁材料を用意する。この絶縁材料は絶縁性を示すものであればよい。このような絶縁材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ブタジエン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、塩素化ポリエチレン樹脂（ＣＰＥ）、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ポリエステル樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）及び天然ゴム（ＮＲ）などを用いることができる。これらは１種類単独で又は２種以上を組み合せて用いることが可能である。
【００６５】
そして、例えば共押出成形法により、導線１が、内部半導電層２を形成するための導電性熱可塑性樹脂組成物、絶縁層３を形成するための絶縁材料、外部半導電層４を形成するための導電性熱可塑性樹脂組成物、及びシース５を形成するための絶縁材料で順次被覆された状態とする。
【００６６】
以上のようにしてケーブル１００が得られる。
【００６７】
［第２実施形態］
次に、本発明のケーブルの第２実施形態について図２を用いて説明する。図２は本発明のケーブルの第２実施形態としての電気自動車の急速充電器に接続されるケーブルの断面図である。
【００６８】
図２に示すように、ケーブル２００は、集合ケーブル２１０と、集合ケーブル２１０を包囲するように設けられる導電層２２０と、導電層２２０を包囲するように設けられるシース２３０とを備えている。集合ケーブル２１０は、２本のパワー線２４０と、２組の信号線２５０、２６０とを備えている。パワー線２４０は、導線１と導線１を包囲する絶縁層２４１とで構成され、信号線２５０は、導線１及び導線１を包囲する絶縁層２５１で構成される２本の絶縁電線２５２と、２本の絶縁電線２５２を包囲する介材２５３とを有している。信号線２６０は、７本の絶縁電線２５２と、７本の絶縁電線２５２を包囲する介材２６３とで構成されている。そして、２本のパワー線２４０及び２組の信号線２５０，２６０は撚り合わされてメッシュテープ（図示せず）などで巻かれている。ここで、絶縁層２４１及び絶縁層２５１の材料は、例えば上記絶縁層３と同じ材料で構成される。また介材２５３，２６３は例えばジュートなどからなる。
【００６９】
導電層２２０の材料は、上記導電性熱可塑性樹脂組成物からなる。またシース２３０の材料は例えば上記シース５と同じ材料で構成される。
【００７０】
上記ケーブル２００においては、導電層２２０が上記導電性熱可塑性樹脂組成物からなるため、上記導電層２２０は、優れた耐加熱変形特性および優れた低温脆化特性を確保することができる。このため、ケーブル２００によれば、導電層２２０が荷重を受けても潰れにくくなり、電気特性の低下を十分に抑制することができる。また、ケーブル２００が低温環境下に設置された場合でも、導電層２２０の機能の低下を十分に抑制することができる。
【００７１】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第１実施形態では、ケーブル１００の内部半導電層２及び外部半導電層４が本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物で構成されているが、内部半導電層２及び外部半導電層４のうち一方は、本発明の要件を満たさない一般的な導電性熱可塑性樹脂組成物で構成され、もう一方のみが本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物で構成されていてもよい。
【実施例】
【００７２】
以下、本発明の内容を、実施例を挙げてより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００７３】
＜導電性熱可塑性樹脂組成物およびケーブルの作製＞
導電性熱可塑性樹脂組成物の原料としては、以下のものを使用した。
（１）ポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）
ＰＶＣ−１：平均重合度１０００（大洋塩ビ社製、商品名「ＴＨ−１０００」）
ＰＶＣ−２：平均重合度１３５０（大洋塩ビ社製、商品名「ＴＨ−１４００」）
ＰＶＣ−３：平均重合度２０００（大洋塩ビ社製、商品名「ＴＨ−２０００」）
ＰＶＣ−４：平均重合度２８００（大洋塩ビ社製、商品名「ＴＨ−２８００」）
ＰＶＣ−５：平均重合度４５００（大洋塩ビ社製、商品名「ＴＵ−４００」）
ＰＶＣ−６：平均重合度８００（大洋塩ビ社製、商品名「ＴＨ−８００」）
【００７４】
（２）エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体
（２−１）エチレン−アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）
ＥＥＡ−１：アクリル酸エチル（ＥＡ）単位の含有率３５質量％（日本ユニカー社製、商品名「ＮＵＣ６９４０」）
ＥＥＡ−２：ＥＡ単位の含有率２５質量％（日本ポリエチレン社製、商品名「レスクパールＡ４２５０」）
ＥＥＡ−３：ＥＡ単位の含有率２３質量％（日本ユニカー社製、商品名「ＮＵＣ６５１０」）
ＥＥＡ−４：ＥＡ単位の含有率２０質量％（日本ポリエチレン社製、商品名「レスクパールＡ４２００」）
ＥＥＡ−５：ＥＡ単位の含有率１６質量％（三井・デュポン  ポリケミカル社製、商品名「エルバロイ２１１６」）
（２−２）エチレン−アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）
ＥＭＡ−１：アクリル酸メチル（ＭＡ）単位の含有率２５質量％（三井・デュポン  ポリケミカル社製、商品名「エルバロイ１１２５」）
ＥＭＡ−２：ＭＡ単位の含有率２０質量％（日本ポリエチレン社製、商品名「レスクパールＥＢ１４０Ｆ」）
ＥＭＡ−３：ＭＡ単位の含有率１８質量％（三井・デュポン  ポリケミカル社製、商品名「エルバロイ１２１８」）
（２−３）エチレン−アクリル酸ブチル共重合体（ＥＢＡ）
ＥＢＡ−１：アクリル酸ブチル（ＢＡ）含有率２７質量％（三井・デュポン  ポリケミカル社製、商品名「エルバロイ３４２７」）
ＥＢＡ−２：ＢＡ含有率１７質量％（三井・デュポン  ポリケミカル社製、商品名「エルバロイ３１１７」）
（３）エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）
ＥＶＡ（三井・デュポン  ポリケミカル社製、商品名「エバフレックスＥＶ４５ＬＸ」）
【００７５】
（４）炭素材料
炭素材料−１：アセチレンブラック、比表面積６８ｍ２／ｇ、吸油量（ＤＢＰ吸油量）１２５ｍＬ／１００ｇ（電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」）
炭素材料−２：カーボンブラック、比表面積２５４ｍ２／ｇ、吸油量（ＤＢＰ吸油量）１７４ｍＬ／１００ｇ（キャボット社製、商品名「バルカンＸＣ−７２」）
炭素材料−３：ケッチェンブラック、比表面積８００ｍ２／ｇ、吸油量（ＤＢＰ吸油量）３６０ｍＬ／１００ｇ（ライオン社製、商品名「ＥＣ３００Ｊ」）
炭素材料−４：ケッチェンブラック、比表面積１３００ｍ２／ｇ、吸油量（ＤＢＰ吸油量）４９５ｍＬ／１００ｇ（ライオン社製、商品名「ＥＣ６００ＪＤ」）
【００７６】
（５）充填剤
炭酸カルシウム：比表面積１．４ｍ２／ｇ、平均粒子径１．７μｍ、吸油量（ＤＢＰ吸油量）３０ｍｌ／１００ｇ（日東粉化社製、商品名「ＮＣＣ−Ｐ」）
【００７７】
（６）可塑剤
可塑剤−１：フタル酸ジイソノニル（ジェイ・プラス社製、商品名「ＤＩＮＰ」）
可塑剤−２：フタル酸ジ（２−エチルヘキシル）（ジェイ・プラス社製、商品名「ＤＯＰ」）
【００７８】
（７）安定剤
Ｃａ／Ｚｎ系安定剤（水澤化学工業社製、商品名「スタビネックスＮＬ２２１−５」、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ハイドロタルサイトなど、多種を配合したもの）
【００７９】
（実施例１〜５７１及び比較例１〜９７）
上記の熱可塑性樹脂、炭素材料、充填剤、可塑剤及び安定剤を表１〜５７に示す割合で配合し、バンバリーミキサを用いて１８０℃で１５分間混練することにより、実施例１〜５７１及び比較例１〜９７の導電性熱可塑性樹脂組成物を得た。表１〜５７において、ポリ塩化ビニル樹脂、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、炭素材料、充填剤、可塑剤及び安定剤の配合量の単位は質量部である。また、表１〜５７において「エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体含有率（質量％）」とは、ポリ塩化ビニル樹脂とエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の合計１００質量％中におけるエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体の含有率のことを示す。
【００８０】
一方、パワー線２本及び通信線２組を撚り合わせてメッシュテープで巻いてなる集合ケーブルを用意した。ここで、２本のパワー線としてはそれぞれ、外径８．８９ｍｍ、絶縁厚が１．７１ｍｍのものを用い、２組の通信線としては、外径１．１ｍｍ、絶縁厚０．５７ｍｍの線を２本撚り合わせてジュートで包囲してなる通信線１組と、外径１．１ｍｍ、絶縁厚０．５７ｍｍの線７本のうち１，６の線を撚り合わせてジュートで包囲してなる通信線１組とを用いた。
【００８１】
そして、得られた導電性熱可塑性樹脂組成物を単軸押出機（Ｌ／Ｄ＝２０、スクリュー形状：フルフライトスクリュー、マース精機社製）に投入し、その押出機からチューブ状の押出物を押し出し、上記集合ケーブル上に、厚さ１．０９ｍｍとなるように導電層を形成した。その後、上記単軸押出機を用いて、上記導電層上に、厚さ２．９５ｍｍとなるように、シースを被覆した。こうして急速充電器用リードケーブルを得た。
【００８２】
【表１】
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【００８３】
【表２】
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【００８４】
【表３】
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【００８５】
【表４】
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【００８６】
【表５】
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【００８７】
【表６】
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【００８８】
【表７】
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【００８９】
【表８】
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【００９０】
【表９】
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【００９１】
【表１０】
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【００９２】
【表１１】
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【００９３】
【表１２】
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【００９４】
【表１３】
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【００９５】
【表１４】
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【００９６】
【表１５】
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【００９７】
【表１６】
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【００９８】
【表１７】
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【００９９】
【表１８】
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【０１００】
【表１９】
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【０１０１】
【表２０】
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【０１０２】
【表２１】
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【０１０３】
【表２２】
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【０１０４】
【表２３】
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【０１０５】
【表２４】
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【０１０６】
【表２５】
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【０１０７】
【表２６】
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【０１０８】
【表２７】
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【０１０９】
【表２８】
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【０１１０】
【表２９】
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【０１１１】
【表３０】
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【０１１２】
【表３１】
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【０１１３】
【表３２】
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【０１１４】
【表３３】
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【０１１５】
【表３４】
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【０１１６】
【表３５】
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【０１１７】
【表３６】
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【０１１８】
【表３７】
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【０１１９】
【表３８】
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【０１２０】
【表３９】
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【０１２１】
【表４０】
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【０１２２】
【表４１】
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【０１２３】
【表４２】
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【０１２４】
【表４３】
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【０１２５】
【表４４】
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【０１２６】
【表４５】
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【０１２７】
【表４６】
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【０１２８】
【表４７】
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【０１２９】
【表４８】
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【０１３０】
【表４９】
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【０１３１】
【表５０】
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【０１３２】
【表５１】
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【０１３３】
【表５２】
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【０１３４】
【表５３】
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【０１３５】
【表５４】
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【０１３６】
【表５５】
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【０１３７】
【表５６】
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【０１３８】
【表５７】
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【０１３９】
＜特性評価＞
（耐加熱変形特性）
上記実施例１〜５７１及び比較例１〜９７で得られたリードケーブルから導電層を切り出して、３５ｍｍ×３５ｍｍ×２ｍｍの試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ  ６７２３  ６．５に記載の加熱変形試験（１２０℃、９．８Ｎ荷重、６０分）を行った。そして試験前の試験片の厚さ（試験前厚さ）と試験後の試験片の厚さ（試験後厚さ）から、下記式により加熱変形率（％）を算出した。
加熱変形率（％）
＝［（試験前厚さ）−（試験後厚さ）］／（試験前厚さ）×１００（％）
結果を表１〜５７に示す。耐加熱変形特性については、加熱変形率が１％以下の場合を合格とし、加熱変形率が１％を超える場合を不合格とした。
【０１４０】
（低温脆化特性）
上記実施例１〜５７１及び比較例１〜９７で得られたリードケーブルから導電層を切り出して、３８ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍの試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１６に準拠した脆化試験を行い、脆化温度（℃）を測定した。結果を表１〜５７に示す。なお、表１〜５７において、脆化温度が−６０℃未満である場合は、「−６０↓」と記載した。低温脆化特性については、脆化温度が−５０℃以下である場合を合格とし、脆化温度が−５０℃を超える場合を不合格とした。
【０１４１】
（導電性）
上記実施例１〜５７１及び比較例１〜９７で得られたリードケーブルから導電層を切り出して、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１ｍｍの試験片を作製した。そして、これらの試験片について、体積抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）を測定した。なお、体積抵抗率の測定は、体積抵抗率が１×１０9Ω・ｃｍ以下である場合は、ホイートストンブリッジにより行い、体積抵抗率が１×１０９Ω・ｃｍより大きい場合は、超絶縁計（Ｒ−５０３、川口電機製作所社製、５００Ｖ、１ｍｉｎ値）により行った。体積抵抗率の測定は３０℃で行った。結果を表１〜５７に示す。なお、表１〜５７において、体積抵抗率は、ρの常用対数ｌｏｇρで表示した。
【０１４２】
（ブロッキング）
先ず実施例１〜５７１及び比較例１〜９７の導電性熱可塑性樹脂組成物を、フィーダールーダー押出機（（株）モリヤマ製  ＦＲ３５）で棒状に押し出し、カットし、冷却する方法で、Φ１.５ｍｍ×２ｍｍの円柱形のペレットに成形した。次に、上記のようにして得られたペレットを、内寸直径１０５ｍｍ、内寸高さ２０ｍｍの丸型シャーレに均一に充填し、厚さ１０ｍｍのペレットの層を作製した。次に、ペレットの層の上に直径１００ｍｍ、厚さ２ｍｍの円形ガラス板を配置し、円形ガラス板の上に質量３００ｇの重りを配置してペレットの層に荷重をかけた。そして、ペレットの層に荷重をかけたまま、シャーレを６０℃の恒温槽中に７２時間放置した。次に、シャーレを常温に戻し、重りおよび円形ガラス板を取り除き、シャーレの開放面を下に向け、シャーレ内のペレットを、５ｃｍの高さから平滑なテーブルの上に垂直落下させた。そして、シャーレから落下してきたペレットの状態を目視で確認した。ブロッキングについては、２０個以上のペレットが固着してなる塊があった場合、合格として「○」を、２０個以上のペレットが固着してなる塊が無かった場合、不合格として「×」を表１〜５７に表記した。
【０１４３】
表１〜５７に示すように、実施例１〜５７１の導電性熱可塑性樹脂組成物は、耐加熱変形特性及び低温脆化特性について合格基準に達しており、ペレットに加工した際に、ブロッキングについて合格基準に達していた。一方、比較例１〜９７の導電性熱可塑性樹脂組成物は、耐加熱変形特性又は低温脆化特性について合格基準に達していないか、あるいはペレットに加工した際に、ブロッキングについて合格基準に達していないものであった。
【０１４４】
以上より、本発明の導電性熱可塑性樹脂組成物は、優れた耐加熱変形特性および優れた低温脆化特性を確保しながら、ペレットに加工した際に、ペレットのブロッキングを十分に抑制することができることが確認された。
【符号の説明】
【０１４５】
１…導線
２…内部半導電層（導電層）
４…外部半導電層（導電層）
１００，２００…ケーブル
２２０…導電層
【図１】
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【図２】
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