(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体層と、
該中心導体層の外部に位置する内部半導電層と、
該内部半導電層の外部に位置する絶縁層と、
該絶縁層の外部に位置する外部半導電層と、
該外部半導電層の外部に位置し、複数の金属ワイヤからなる金属層と、
該金属層の外部に位置する水密層と、
該水密層の外部に位置する接着層と、
該接着層の外部に位置するジャケット層とを含み、
前記外部半導電層と前記金属層との間に位置した第１半導電層と、
前記金属層と前記水密層との間に位置した第２半導電層と、
前記水密層と前記接着層との間に位置した接着補助層とをさらに含む、電力ケーブルであって、
前記接着補助層を形成する接着剤は、オレフィンと極性単量体との共重合又はブレンド樹脂を含む電力ケーブル。
【請求項２】
前記水密層の厚さは０．１〜０．２５mmであり、前記接着補助層の厚さは０．０５〜０．０９mmであることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル。
【請求項３】
前記極性単量体は、ビニルアセテート又はビニルバーサテートのビニルエステル単量体、メタクリル酸、アクリル酸、マレイン酸又はイタコン酸のビニル−不飽和カルボン酸単量体、（メタ）アクリレート又はアルキル（メタ）アクリレートのアクリル系単量体であることを特徴とする請求項１記載の電力ケーブル。
【請求項４】
前記オレフィンと前記極性単量体とのランダム共重合樹脂は、エチレンアクリル酸（ＥＡＡ）、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、又はエチレンブチルアクリレート（ＥＢＡ）であることを特徴とする請求項３記載の電力ケーブル。
【請求項５】
前記極性単量体の含量は、前記ランダム共重合樹脂の総重量を基準として、５〜２０重量％であることを特徴とする請求項４記載の電力ケーブル。
【請求項６】
前記水密層は、前記金属層と同じ系列の金属素材を含むことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の電力ケーブル。
【請求項７】
前記水密層は銅（Ｃｕ）を含むことを特徴とする請求項６記載の電力ケーブル。
【請求項８】
前記水密層は、前記接着補助層が積層された金属テープが縦添えされて形成され、両端が重なり合うことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の電力ケーブル。
【請求項９】
前記水密層の両端が重なり合う重畳領域でホットメルト（hot melt）接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項８記載の電力ケーブル。
【請求項１０】
中心導体層と、
該中心導体層の外部に位置する内部半導電層と、
該内部半導電層の外部に位置する絶縁層と、
該絶縁層の外部に位置する外部半導電層と、
該外部半導電層の外部に位置し、複数の金属ワイヤからなる金属層と、
該金属層の外部に位置する水密層と、
該水密層の外部に位置する接着層と、
前記水密層と前記接着層との間に位置した接着補助層と、
該接着層の外部に位置するジャケット層とを含む、電力ケーブルであって、
前記水密層は、前記接着補助層が積層された金属テープが縦添えされて形成され、両端が重なり合い、
前記水密層の両端が重なり合う重畳領域でホットメルト（hot melt）接着剤によって接着されており、
前記ホットメルト接着剤は、８０℃以上のクリープ抵抗温度（creep resistance temperature）及び軟化点（softening temperature）を有する電力ケーブル。
【請求項１１】
前記ホットメルト接着剤は、ポリアミド樹脂、ポリエチレンビニルアセテート樹脂、又はこれらの全てを含むことを特徴とする請求項１０記載の電力ケーブル。
【請求項１２】
前記接着層は、密度が０．９３以上であり、結晶化度が５０％を超えることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の電力ケーブル。
【請求項１３】
前記接着層は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂を含むことを特徴とする請求項１２記載の電力ケーブル。
【請求項１４】
前記接着層は、水分移動経路を形成可能な添加剤を含まないことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の電力ケーブル。
【請求項１５】
前記接着層の厚さは１〜５mmであることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の電力ケーブル。
【請求項１６】
前記接着層の厚さは１〜３mmであることを特徴とする請求項１５記載の電力ケーブル。
【請求項１７】
中心導体層と、
該中心導体層の外部に位置する内部半導電層と、
該内部半導電層の外部に位置する絶縁層と、
該絶縁層の外部に位置する外部半導電層と、
該外部半導電層の外部に位置し、複数の金属ワイヤからなる金属層と、
該金属層の外部に位置する水密層と、
該水密層の外部に位置する接着層と、
該接着層の外部に位置するジャケット層とを含む、電力ケーブルであって、
前記ジャケット層は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂を含み、厚さが５〜７．５mmである電力ケーブル。
【請求項１８】
中心導体層と、
該中心導体層の外部に位置する内部半導電層と、
該内部半導電層の外部に位置する絶縁層と、
該絶縁層の外部に位置する外部半導電層と、
該外部半導電層の外部に位置し、複数の金属ワイヤからなる金属層と、
該金属層の外部に位置する水密層と、
該水密層の外部に位置する接着層と、
該接着層の外部に位置するジャケット層とを含み、
前記外部半導電層と前記金属層との間に位置した第１半導電層と、
前記金属層と前記水密層との間に位置した第２半導電層と、
前記水密層と前記接着層との間に位置した接着補助層とをさらに含む、電力ケーブルであって、
前記接着補助層は、前記電力ケーブルをｐＨ８．５及び温度８０℃の塩基性水溶液に７日間浸水させた後に測定した前記水密層に対する前記ジャケット層の剥離力の残率を７０％以上とする接着力を有する接着剤を含む電力ケーブル。
【請求項１９】
前記ケーブルに対する外部衝撃を吸収する緩衝層を、前記水密層と前記接着層との間にさらに含むことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の電力ケーブル。
【請求項２０】
導体層、前記導体層を覆う内部半導電層、前記内部半導電層を覆う絶縁層、前記絶縁層を覆う外部半導電層、及び前記外部半導電層の外部を取り囲む金属層を含む電力ケーブルの製造方法であって、
前記金属層の外部に、接着補助層が上部面に積層された金属テープを縦添えし、前記金属テープの縦添えされる両端の重畳部を接着することによって水密層を形成する水密層形成ステップと、
前記接着補助層の外部に、前記接着補助層の融点以上の押出温度で接着層を押出する接着層形成ステップと、
前記接着層の外部に、前記接着層の融点以上の押出温度でジャケット層を押出するジャケット層形成ステップとを含み、
前記水密層形成ステップにおいて、前記重畳部は、８０℃以上のクリープ抵抗温度又は軟化点を有するホットメルト接着剤で接着される電力ケーブルの製造方法。
【請求項２１】
前記水密層形成ステップの前に、第１半導電テープで前記外部半導電層を取り囲む第１半導電層を形成する第１半導電層形成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０記載の電力ケーブルの製造方法。
【請求項２２】
前記水密層形成ステップの前に、第２半導電テープで前記金属層を取り囲む第２半導電層を形成する第２半導電層形成ステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０又は２１記載の電力ケーブルの製造方法。
【請求項２３】
導体層、前記導体層を覆う内部半導電層、前記内部半導電層を覆う絶縁層、前記絶縁層を覆う外部半導電層、及び前記外部半導電層の外部を取り囲む金属層を含む電力ケーブルの製造方法であって、
前記金属層の外部に、接着補助層が上部面に積層された金属テープを縦添えし、前記金属テープの縦添えされる両端の重畳部を接着することによって水密層を形成する水密層形成ステップと、
前記接着補助層の外部に、前記接着補助層の融点以上の押出温度で接着層を押出する接着層形成ステップと、
前記接着層の外部に、前記接着層の融点以上の押出温度でジャケット層を押出するジャケット層形成ステップとを含み、
前記接着層形成ステップにおいて、密度が０．９３以上であり、結晶化度が５０％を超える樹脂の押出によって前記接着層が形成される電力ケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，電力ケーブルに関する。具体的に，本発明は，従来の電力ケーブルに比べて軽量であり，耐食性に優れ，外部の物理的衝撃及び温度変化にも層間接着力が維持されて剥離が効果的に抑制される水密層を有する電力ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
海底ケーブル，地中ケーブルなどの電力ケーブルは，一般に，外部からの水分の浸透を抑制する水密層を含む。
【０００３】
図１は，米国特許公報第４，４７２，５９７号に開示された電力ケーブルの断面構造を概略的に示すものである。図１に示すように，従来の電力ケーブルは，導体１，内部半導電層２，絶縁層３，外部半導電層４，金属遮蔽層５，伝導性テープ層８，水密層７，外部ジャケット６の順にこれらの構成を含む構造を有する。
【０００４】
ここで，前記水密層７として，アルミニウム箔（Aluminum foil）の両面にポリエチレンがコーティングされたアルミニウム積層テープが使用される場合，前記アルミニウム箔は腐食に脆弱であるため，前記外部ジャケット６を通過した水分によって損傷してしまい，ケーブルの寿命が短縮されることがある。
【０００５】
一方，図２は，米国特許公報第４，５０１，９２８号に開示された電力ケーブルの断面構造を概略的に示すものである。図２に示すように，従来の電力ケーブルは，導体１’，内部半導電層２’，絶縁層３’，外部半導電層４’，金属遮蔽層５’，半導電テープ６’，水密層７’，外部ジャケット８’の順にこれらの構成を含む構造を有する。
【０００６】
ここで，前記水密層７’として，鉛箔（Lead foil）の両面にポリエチレン，ポリ塩化ビニルなどがコーティングされた鉛積層テープが使用される場合，前記鉛箔は重量が重くなるため，ケーブルの軽量性を低下させることがある。
【０００７】
また，従来の電力ケーブルに適用された前記水密層７，７’は，前記外部ジャケット６，８’との接着力が不十分であるため，外部の物理的衝撃及び温度変化によって前記水密層７，７’と前記外部ジャケット６，８’とが互いに剥離してしまうという問題がある。
【０００８】
したがって，従来の電力ケーブルに比べ軽量であり，耐食性が向上し，外部の物理的衝撃及び温度変化にも層間接着力が維持されて剥離を効果的に抑制する水密層を有する電力ケーブルが切実に要求されているのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は，従来の電力ケーブルに比べて軽量である電力ケーブルを提供することを目的とする。
【００１０】
また，本発明は，耐食性が向上し，外部の物理的衝撃及び温度変化にも層間接着力が維持されて剥離を効果的に抑制する水密層を有する電力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】
【００１１】
上記課題を解決するために，本発明は，
中心導体層；前記中心導体層を覆う内部半導電層；前記内部半導電層を覆う絶縁層；前記絶縁層を覆う外部半導電層；前記外部半導電層の外部に位置し，複数の金属ワイヤからなる金属層；前記金属層の外部を取り囲む水密層；前記水密層の外部を取り囲む接着層；及び前記接着層の外部を取り囲むジャケット層を含む電力ケーブルを提供する。
【００１２】
ここで，前記外部半導電層と前記金属層との間に位置した第１半導電層；前記金属層と前記水密層との間に位置した第２半導電層；及び前記水密層と前記接着層との間に位置した接着補助層をさらに含むことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００１３】
また，前記水密層の厚さは０．１〜０．２５mmであり，前記接着補助層の厚さは０．０５〜０．０９mmであることを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００１４】
そして，前記接着補助層を形成する接着剤は，オレフィンと極性単量体との共重合又はブレンド樹脂を含むことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００１５】
さらに，前記極性単量体は，ビニルアセテート又はビニルバーサテートのビニルエステル単量体，メタクリル酸，アクリル酸，マレイン酸又はイタコン酸のビニル−不飽和カルボン酸単量体，（メタ）アクリレート又はアルキル（メタ）アクリレートのアクリル系単量体であることを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００１６】
一方，前記オレフィンと極性単量体とのランダム共重合樹脂は，エチレンアクリル酸（ＥＡＡ），エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ），又はエチレンブチルアクリレート（ＥＢＡ）であることを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００１７】
ここで，前記極性単量体の含量は，前記ランダム共重合樹脂の総重量を基準として，５〜２０重量％であることを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００１８】
そして，前記水密層は両端が重なり合うことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００１９】
ここで，前記水密層の両端が重なり合う重畳領域で前記水密層の両端の下部面と上部面はホットメルト（hot melt）接着剤によって接着されていることを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２０】
また，前記ホットメルト接着剤は，８０℃以上のクリープ抵抗温度（creep resistance temperature）及び軟化点（softening temperature）を有することを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２１】
そして，前記ホットメルト接着剤は，ポリアミド樹脂，ポリエチレンビニルアセテート樹脂，又はこれらの全てを含むことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２２】
一方，前記接着層は，密度が０．９３以上であり，結晶化度が５０％を超える樹脂を含むことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２３】
ここで，前記接着層は，高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂を含むことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２４】
また，前記接着層は，水分移動経路を形成可能な添加剤を含まないことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２５】
そして，前記接着層の厚さは１〜３mmであることを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２６】
さらに，前記ジャケット層は，高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂を含み，厚さが５〜７．５mmであることを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２７】
一方，前記接着補助層は，前記電力ケーブルをｐＨ８．５及び温度８０℃の塩基性水溶液に７日間浸水させた後に測定した前記水密層に対する前記ジャケット層の剥離力の残率を７０％以上とする接着力を有する接着剤を含むことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２８】
そして，前記ケーブルに対する外部衝撃を吸収する緩衝層を，前記水密層と前記接着層との間にさらに含むことを特徴とする電力ケーブルを提供する。
【００２９】
一方，導体層，前記導体層を覆う内部半導電層，前記内部半導電層を覆う絶縁層，前記絶縁層を覆う外部半導電層，及び前記外部半導電層の外部を取り囲む金属層を含む電力ケーブルの製造方法であって，前記金属層の外部に，接着補助層が上部面に形成された金属テープを縦添えし，前記金属テープの縦添えされる両端の重畳部を接着することによって水密層を形成する水密層形成ステップ，前記接着補助層の外部に，前記接着補助層の融点以上の押出温度で接着層を押出する接着層形成ステップ，及び前記接着層の外部に，前記接着層の融点以上の押出温度でジャケット層を押出するジャケット層形成ステップを含む電力ケーブルの製造方法を提供する。
【００３０】
ここで，前記水密層形成ステップの前に，第１半導電テープで前記外部半導電層を取り囲む第１半導電層を形成する第１半導電層形成ステップをさらに含むことを特徴とする電力ケーブルの製造方法を提供する。
【００３１】
また，前記水密層形成ステップの前に，第２半導電テープで前記金属層を取り囲む第２半導電層を形成する第２半導電層形成ステップをさらに含むことを特徴とする電力ケーブルの製造方法を提供する。
【００３２】
そして，前記水密層形成ステップにおいて，前記重畳部は，８０℃以上のクリープ抵抗温度又は軟化点を有するホットメルト接着剤で接着されることを特徴とする電力ケーブルの製造方法を提供する。
【００３３】
さらに，前記接着層形成ステップにおいて，密度が０．９３以上であり，結晶化度が５０％を超える樹脂の押出によって前記接着層が形成されることを特徴とする電力ケーブルの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明に係る電力ケーブルは，軽量素材からなる水密層を含むことによって従来の電力ケーブルに比べて軽量であるという優れた効果を奏する。
【００３５】
本発明に係る電力ケーブルは，耐食性に優れた素材からなる水密層を含むことによって水密層の腐食が抑制されるという優れた効果を奏する。
【００３６】
本発明に係る電力ケーブルは，水密層と外部ジャケットとの接着力を向上させ，前記水密層と前記外部ジャケットとの接着力を低下させる主な原因である水分浸透を効果的に抑制することができる接着層をさらに含むことによって，外部の物理的衝撃及び温度変化にも水密層の剥離を効果的に抑制し，結局，水密層の機能維持及びケーブルの寿命短縮の抑制という優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】従来の電力ケーブルの実施例に関する断面構造を概略的に示す図である。
【図２】従来の電力ケーブルの他の実施例に関する断面構造を概略的に示す図である。
【図３】本発明に係る電力ケーブルの実施例に関する断面構造を概略的に示す横断面図である。
【図４】本発明に係る電力ケーブルの実施例に関する断面構造を概略的に示す縦断面図である。
【図５】図４での水密層の重畳部分の断面構造を概略的に拡大して示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下，本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。しかし，本発明は，ここで説明された実施例に限定されず，他の形態に具体化されてもよい。むしろ，ここで紹介される実施例は，開示された内容が徹底かつ完全になるように，また，当業者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために提供されるものである。明細書全体において同一の参照符号は同一の構成要素を示す。
【００３９】
図３及び図４は，本発明に係る電力ケーブルの実施例に関する断面構造を概略的に示すものである。図３及び図４に示すように，本発明に係る電力ケーブルは，中心導体層１０，前記中心導体層１０を覆う内部半導電層２０，前記内部半導電層２０を覆う絶縁層３０，前記絶縁層３０を覆う外部半導電層４０，前記外部半導電層４０の外部に位置し，複数の金属ワイヤからなる金属層５０，前記金属層５０の外部を取り囲む水密層６０，前記水密層６０の外部を取り囲む接着層７０，及び前記接着層７０の外部を取り囲むジャケット層８０を含むことができる。
【００４０】
また，本発明に係る電力ケーブルは，前記外部半導電層４０と前記金属層５０との間に位置した第１半導電層４５，前記金属層５０と前記水密層６０との間に位置した第２半導電層５５，前記水密層６０と前記接着層７０との間に位置した接着補助層６５などをさらに含むことができる。
【００４１】
前記中心導体層１０は，銅又はアルミニウム，好ましくは銅からなる単線，又は複数の導線を撚り合わせた撚線からなることができ，前記中心導体層１０の直径，撚線を構成する素線の直径などを含む規格は，これを含む電力ケーブルの送電圧，用途などによって異なってもよく，通常の技術者によって適切に選択されてもよい。例えば，本発明に係る電力ケーブルが海底ケーブルのように布設性，可撓性などが要求される用途に使用される場合，前記中心導体層１０は，単線よりは柔軟性に優れた撚線からなることが好ましい。
【００４２】
前記内部半導電層２０は，前記中心導体層１０と前記絶縁層３０との間に配置されることによって，前記中心導体層１０と前記絶縁層３０との層間剥離を誘発する空気層をなくし，局部的な電界集中を緩和させるなどの機能を行う。一方，前記外部半導電層４０は，前記絶縁層３０に均等な電界がかかるようにする機能，局部的な電界集中の緩和，及び外部からケーブル絶縁層を保護する機能を行う。
【００４３】
通常，前記内部半導電層２０及び外部半導電層４０は，ベース樹脂にカーボンブラック，カーボンナノチューブ，カーボンナノプレート，グラファイトなどの伝導性粒子が分散している半導電組成物の押出によって形成され，前記ベース樹脂は，前記半導電層２０，４０と前記絶縁層３０との層間接着力のために，前記絶縁層３０を形成する絶縁組成物のベース樹脂と同じ系列のオレフィン樹脂，例えば，オレフィンとアクリル系単量体の共重合樹脂，特に，エチレンブチルアクリレート（ＥＢＡ），エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）などを使用することが好ましい。
【００４４】
前記内部及び外部半導電層２０，４０の厚さは，ケーブルの送電圧に応じて異なってもよく，例えば，３４５ｋＶの電力ケーブルの場合，前記内部半導電層２０の厚さは１．６〜１．８mmであってもよく，前記外部半導電層４０の厚さは１．０２〜２．５４mmであってもよい。
【００４５】
前記絶縁層３０は，例えば，ベース樹脂として，ポリエチレン，ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂であってもよく，好ましくは，ポリエチレン樹脂を含む絶縁組成物の押出によって形成されてもよい。
【００４６】
前記ポリエチレン樹脂は，超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ），低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ），線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ），中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ），高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ），又はこれらの組み合わせであってもよい。また，前記ポリエチレン樹脂は，単独重合体，エチレンとプロピレン，１−ブテン，１−ペンテン，１−ヘキセン，１−オクテンなどのα−オレフィンとのランダム又はブロック共重合体，又はこれらの組み合わせであってもよい。
【００４７】
また，前記絶縁層３０を形成する絶縁組成物は架橋剤を含むことによって，前記絶縁層３０は，押出時又は押出後，別途の架橋工程によって架橋ポリオレフィン（ＸＬＰＯ），好ましくは架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）からなることができる。また，前記絶縁組成物は，酸化防止剤，押出性向上剤，架橋助剤などのその他の添加剤をさらに含むことができる。
【００４８】
前記架橋剤は，前記ポリオレフィンの架橋方式に応じて，シラン系架橋剤，又はジクミルペルオキシド，ベンゾイルペルオキシド，ラウリルペルオキシド，ｔ−ブチルクミルペルオキシド，ジ（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン，２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン，ジ−ｔ−ブチルペルオキシドなどの有機過酸化物系架橋剤であってもよい。ここで，前記架橋剤は，前記ベース樹脂１００重量部を基準として１〜５重量部含まれてもよい。
【００４９】
前記絶縁層３０の厚さは，電力ケーブルの送電圧に応じて異なってもよく，例えば，３４５ｋＶの電力ケーブルの場合，前記絶縁層３０の厚さは２７．４５〜３４．５５mmであってもよい。
【００５０】
前記金属層５０は，金属，好ましくは銅からなる複数の中性線によって形成され，その下部に第１半導電テープが横巻きされて形成された第１半導電層４５，上部に第２半導電テープが横巻きされて形成された第２半導電層５５が形成され得，海底のような苛酷な環境条件下でケーブルを保護する機能を行う。
【００５１】
前記第１半導電層４５は，前記金属層５０の荷重による前記絶縁層３０の変形を抑制するための緩衝を行い，前記第２半導電層５５は，前記金属層５０のバインディングを行う。また，前記第１及び第２半導電層４５，５５は，湿潤膨潤テープであってもよく，このような場合，水分を遮断する遮水機能を並行することができる。前記第１及び第２半導電テープの厚さは，例えば，約２００〜１，０００μmであってもよい。
【００５２】
前記金属層５０の厚さは，例えば，約２．２〜２．４mmであってもよく，前記第１及び第２半導電層４５，５５の厚さは，例えば，約０．８５〜０．９５mmであってもよい。
【００５３】
前記水密層６０は，金属，好ましくは前記金属層５０と同じ系列の金属素材，例えば，銅からなることができ，特に，銅テープによって形成されてもよい。前記水密層６０は，前記ジャケット層８０を介して浸透した水分が前記絶縁層３０に浸透することを抑制する機能を行う。また，前記水密層６０は，前記金属層５０と同じ系列の金属素材，例えば，銅（Ｃｕ）からなる場合，前記水密層６０と前記金属層５０との間のガルバニック腐食（galvanic corroision）を抑制することができるだけでなく，前記水密層６０が前記金属層５０の電気的特性を補助することができる。
【００５４】
ここで，前記水密層６０を形成する銅テープは，従来のアルミニウム箔層に比べて耐食性に優れ，従来の鉛箔層に比べて軽量であるという利点があり，その厚さは，例えば，約０．１〜０．２５mmであってもよい。
【００５５】
図５は，図４での水密層６０の重畳部分６１の断面構造を概略的に拡大して示すものである。
【００５６】
図４及び図５に示すように，前記水密層６０は，さらに優れた水密特性を具現するために，両端が重なり合ってもよく，前記重畳領域で重なり合う前記水密層の両端の下部面と上部面は，ホットメルト（hot melt）接着剤６２によって緊密に接着され得る。前記ホットメルト接着剤６２は，水や溶剤を全く使用せず，１００％熱可塑性樹脂を使用して高温で液状で被着剤に塗布及び圧着後，数秒内に冷却固化しながら接着力を発揮する熱溶融接着剤である。
【００５７】
前記ホットメルト接着剤６２は，他の溶剤型接着剤や水分散型接着剤などに比べて，乾燥過程が不要であり，作業空間が小さく，接着速度が速いという特徴がある。また，前記ホットメルト接着剤の素材は，例えば，ポリウレタン，ポリアミド，ポリエステル，ポリエチレンビニルアセテート，ゴムなどであってもよく，一般的にワックス，粘着剤，可塑剤，充填剤，酸化防止剤などをさらに含むことができる。
【００５８】
前記ホットメルト接着剤６２は，好ましくは，電力ケーブルに使用されるために，８０℃以上のクリープ抵抗温度（creep resistance temperature）及び軟化点（softening temperature）を有するポリアミド系列からなることが好ましく，例えば，ヘンケル（Henkel）社によって市販されているＱ８７４０又はＱ６２３９を購入して使用することができる。
【００５９】
図５に示すように，前記水密層６０上には接着補助層６５を形成することができる。前記水密層６０と前記接着層７０との接着が容易ではないことがあるため，前記接着層７０との接着が容易な樹脂からなる接着補助層６５を前記水密層６０，例えば，銅テープ上に積層（lamination）する。前記接着補助層６５の厚さは，例えば，約０．０５〜０．０９mmであってもよい。
【００６０】
前記接着補助層６５の積層方法は，特に制限されず，例えば，蒸着（vapor deposition），電着（electro deposition），押出などの方法を用いることができる。前記接着補助層６５は，ケーブルの外部から衝撃が加わったり，温度が急激に変化したりする苛酷な条件下でも，前記水密層６０と前記ジャケット層８０との緊密な接着を維持する機能，及び前記水密層６０を形成する銅テープなどの腐食を抑制する機能を行う。
【００６１】
ここで，前記接着補助層６５は，前記電力ケーブルをｐＨ８．５及び温度８０℃の塩基性水溶液に７日間浸水させた後に測定した前記水密層６０に対する前記ジャケット層８０の剥離力の残率を７０％以上とする接着力を有する接着剤からなることができる。前記剥離力の残率とは，前記電力ケーブルの浸水前の前記水密層６０に対する前記ジャケット層８０の剥離力の初期値に対する，前記電力ケーブルの浸水後の前記水密層６０に対する前記ジャケット層８０の剥離力の値の比率を意味する。
【００６２】
前記剥離力の残率が７０％未満である場合，前記ケーブルの外部から衝撃が加わったり，温度が急激に変化したりする苛酷な条件下で，前記水密層６０と前記ジャケット層８０との緊密な接着を維持することができない。
【００６３】
例えば，前記接着補助層６５は，アクリル系樹脂，オレフィン系樹脂，好ましくは，オレフィンと極性単量体とのランダム共重合樹脂をベース樹脂として含む接着剤で形成されてもよい。前記接着補助層６５は，噴霧，含浸，押出などの通常のコーティング工程により形成されてもよい。
【００６４】
前記極性単量体は，ビニルアセテート，ビニルバーサテートなどのビニルエステル単量体；メタクリル酸，アクリル酸，マレイン酸，イタコン酸などのビニル−不飽和カルボン酸単量体；（メタ）アクリレート，アルキル（メタ）アクリレートなどのアクリル系単量体など，又はこれらの組み合わせを含むことができ，前記極性単量体の含量は，樹脂の総重量を基準として５〜２０重量％，好ましくは５〜１５重量％であってもよい。
【００６５】
好ましくは，前記接着補助層６５を形成する接着剤のベース樹脂は，エチレンアクリル酸（ＥＡＡ），エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ），エチレンブチルアクリレート（ＥＢＡ）などであってもよい。
【００６６】
前記接着層７０は，前記水密層６０と前記ジャケット層８０とを接着する機能を行い，前記ジャケット層８０を通過した水分を遮断して，前記水分によって前記水密層６０に対する前記接着層７０の剥離力が低下することを抑制する機能を行う。
【００６７】
ここで，前記接着層７０は，密度が０．９３以上，例えば，０．９３〜０．９７であり，結晶化度が５０％超，例えば，５０％超９０％以下である樹脂からなることができ，これによって，融点が１００℃以上，例えば，１００〜１４０℃であってもよい。
【００６８】
前記接着層７０は，前記高密度及び前記高結晶化度，そして，前記ジャケット層８０とは異なり，水分移動経路を形成するカーボンブラックなどの添加剤が添加されないことによって遮水性が向上し，水分の浸透によって前記水密層６０に対する前記接着層７０の剥離力が低下することを抑制することができる。
【００６９】
また，前記接着層７０の厚さは１〜５mm，好ましくは１〜３mmであってもよい。ここで，前記接着層７０の厚さが１mm未満である場合，十分な遮水性を有することができないため，水分の浸透によって前記水密層６０に対する前記接着層７０の剥離力が低下することがある一方，前記接着層７０の厚さが５mmを超える場合，前記電力ケーブルの全体的な直径が不必要に増加するようになり，また，押出後の冷却時に徐々に冷却されることによって，前記金属層５０を形成する複数の中性線の突出形状が前記ジャケット層８０の表面に現れることがある。
【００７０】
前記接着層７０は，前記水密層６０及び前記ジャケット層８０との緊密な接着のために，前記水密層６０及び前記ジャケット層８０を形成する樹脂と同じ系列の樹脂，例えば，エチレン単独重合体又は共重合体，好ましくは高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂からなることができる。
【００７１】
前記ジャケット層８０は，ポリエチレン，ポリビニルクロライド，ポリウレタンなどを含むことができ，前記接着層７０との緊密な接着力を維持するために，前記接着層７０を構成する樹脂と同じ系列の樹脂，例えば，ポリエチレン樹脂からなることが好ましく，ケーブルの最外郭に配置される層であるので，機械的強度を考慮すると，高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）樹脂からなることがより好ましい。また，前記ジャケット層８０は，前記電力ケーブルの色相を具現するために，カーボンブラックなどの添加剤を少量，例えば，２〜３重量％含むことができる。
【００７２】
前記ジャケット層８０は，外部からケーブルに衝撃が加わる場合，前記衝撃を吸収して前記接着層７０との緊密な接着を維持するためには，例えば，５〜８mmの厚さを有することが好ましい。
【００７３】
上述したように，本発明に係る電力ケーブルは，水密層６０の基底層を，従来の鉛に比べて軽量であり，従来のアルミニウムに比べて耐食性に優れた銅テープで形成することによって，従来の電力ケーブルに比べて軽量であり，耐食性に優れる。
【００７４】
また，前記水密層６０を形成する接着補助層６５の接着力を精密に制御し，前記水密層６０と前記ジャケット層８０とを接着する接着層７０の密度及び結晶化度，そして，前記接着層７０の厚さを精密に制御することによって，外部の物理的衝撃及び温度変化にもケーブルを構成する層間接着を緊密に維持することができるという優れた効果を奏する。
【００７５】
本発明に係る電力ケーブルは，前記ケーブルに対する外部の衝撃から前記水密層６０を保護し，前記外部の衝撃が加わった場合にも前記水密層６０と接着層７０との接着力を維持できるようにする緩衝層（図示せず）をさらに含むことができる。
【００７６】
前記緩衝層は，前記水密層６０と前記接着層７０との間に配置されて，前記ケーブルに対する外部衝撃を吸収することによって，前記水密層６０，特に銅テープの損傷を防止し，層間剥離を抑制する機能を行う。
【００７７】
特に，前記ケーブルに対する外部衝撃が，前記緩衝層によって吸収可能な程度を超える場合，前記衝撃の一部が前記水密層６０，特に前記銅テープに伝達されることによって，前記銅テープに部分的に陥没部が形成され，前記陥没部は，外部から浸透した水分がケーブルの長手方向に移動する通路となり得るが，前記緩衝層は，前記接着層７０に比べて軟質の樹脂を含むことによって，前記陥没部を埋めて水分がケーブルの長手方向に移動することを抑制する機能をさらに行うことができる。
【００７８】
一方，前記緩衝層を有していない従来の電力ケーブルは，その布設時に外部から衝撃が加わるとき，その衝撃が水密層に伝達されてしまい，層間剥離が起こることがあり，特に，前記水密層に陥没部が形成される場合，前記陥没部は，外部から浸透した水分が長手方向に移動する通路となり得る。
【００７９】
前記緩衝層は，ケーブルの運転時に発生する熱に耐えられるように，融点が８０℃以上であり，密度は０．８５〜０．９４，そして，硬度（shore A）は６５以上である樹脂を含むことが好ましい。前記緩衝層を構成する樹脂の密度が０．８５未満であり，硬度（shore A）が６５未満である場合，ケーブルに対する外部衝撃を十分に吸収することができない一方，密度が０．９４を超える場合，外部衝撃によって前記銅テープに形成され得る陥没部を十分に埋めることができない。
【００８０】
前記緩衝層は，前記水密層６０，特に接着補助層６５と前記接着層７０との間に配置されるので，層間剥離を抑制するためには，前記緩衝層に含まれる樹脂は，前記接着補助層６５に含まれる樹脂と前記接着層７０に含まれる樹脂との接着が有利であり，且つ混用性があることが好ましい。
【００８１】
前記緩衝層に含まれる樹脂は，例えば，エチレン共重合体，好ましくは，エチレンブチルアクリレート（ＥＢＡ），エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ），エチレンアクリル酸（ＥＡＡ）などからなる群から選択された１種以上のエチレン共重合体を含むことができ，エチレンと１−ブテン，１−ヘキセン，１−オクテンなどのα−オレフィンとの共重合体やゴム系列も含むことができる。
【００８２】
前記緩衝層の厚さは１〜３mmであってもよい。前記緩衝層は，前記接着層７０の厚さが，後述する通りであることを前提として，その厚さが１mm未満である場合，ケーブルに対する外部衝撃を吸収し，前記外部衝撃によって形成される水密層の陥没部を埋めるのに不十分である一方，前記厚さが３mmを超える場合，ケーブルの外径が不必要に増加することがある。
【００８３】
本発明は，電力ケーブルの製造方法に関する。本発明に係る電力ケーブルの製造方法は，導体層１０，前記導体層１０を覆う内部半導電層２０，前記内部半導電層２０を覆う絶縁層３０，前記絶縁層３０を覆う外部半導電層４０，及び前記外部半導電層４０の外部を取り囲む金属層５０を形成するステップを含み，前記金属層５０の外部に，接着補助層６５が上部面に積層された金属テープを縦添えし，前記金属テープの縦添えされる両端の重畳部を接着することによって水密層６０を形成する水密層形成ステップ，前記接着補助層６５の外部に，前記接着補助層６５の融点以上の押出温度で接着層７０を押出する接着層形成ステップ，及び前記接着層７０の外部に，前記接着層７０の融点以上の押出温度でジャケット層８０を押出するジャケット層形成ステップを含むことができる。
【００８４】
また，本発明に係る電力ケーブルの製造方法は，前記水密層形成ステップの前に，第１半導電テープで前記外部半導電層４０を取り囲む第１半導電層を形成する第１半導電層形成ステップ，前記水密層形成ステップの前に，第２半導電テープで前記金属層５０を取り囲む第２半導電層を形成する第２半導電層形成ステップなどをさらに含むことができる。
【００８５】
さらに，前記水密層形成ステップにおいて，前記重畳部は，８０℃以上のクリープ抵抗温度又は軟化点を有するホットメルト接着剤で接着することができ，前記接着層形成ステップにおいて，密度が０．９３以上であり，結晶化度が５０％を超える樹脂の押出によって前記接着層７０を形成することができる。
【００８６】
［実施例］
１．製造例
プレス温度１６０℃（１０分），冷却温度４０℃（１０分），圧力４，８００kg/m2の条件下で，熱間プレス作業を通じて接着層（密度０．９５６の高密度ポリエチレン），銅テープ，接着補助層（エチレンビニルアセテート），接着層（密度０．９５６の高密度ポリエチレン），及び外部ジャケット（高密度ポリエチレン，カーボンブラック２．５重量％）が順次積層されて形成された実施例１のサンプルシートを製造した。また，下記の表１に記載された接着層試片２つの間にリトマス紙が挿入された実施例及び比較例のサンプルシートを製造した。
【００８７】
【表１】
0006549247.tif 000002
【００８８】
２．物性評価
１）剥離力評価
実施例１のサンプルシートをｐＨ８．５及び温度８０℃の塩基性水溶液に浸水前及び浸水後，銅テープに対する外部ジャケットの剥離力を測定した。剥離力の測定結果は，下記の表２に示す通りである。
【００８９】
【表２】
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【００９０】
前記表２に示すように，本発明に係る実施例１の電力ケーブルは，接着層の遮水性及び接着性に優れるため，浸水後にも水密層と外部ジャケットとの層間接着力が，浸水前と比較して７０％以上に維持されたことが確認された。
【００９１】
２）水分透過評価
実施例２及び３，そして，比較例１〜６の試片をｐＨ８．５及び温度８０℃の塩基性水溶液に浸水させた後，塩基性溶液が接着層試片を透過してリトマス紙を変色させるまでの時間を測定した。評価結果は，下記の表３に示す通りである。
【００９２】
【表３】
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【００９３】
前記表３に示すように，本発明に係る実施例２及び３の接着層は，密度が０．９３以上である樹脂からなっており，特定の値以上の厚さを有するため，遮水性が十分であるものと確認された。
【００９４】
反面，比較例１〜４の接着層は，厚さが閾値未満で遮水性が不十分であり，比較例５及び６の接着層は，これを構成する樹脂の密度が閾値未満で遮水性が不十分であるものと確認された。
【００９５】
本明細書は，本発明の好ましい実施例を参照して説明したが，当該技術分野の当業者は，後述する特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で，本発明を多様に修正及び変更して実施することができる。したがって，変形された実施が基本的に本発明の特許請求の範囲の構成要素を含めば，全て本発明の技術的範疇に含まれるものと解釈しなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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