(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
前記導体の外周を囲うように設けられ、熱可塑性樹脂を含有する絶縁性樹脂組成物からなる絶縁層と、
前記絶縁層の外周を囲うように設けられる半導電層と、を備え、
前記半導電層は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である熱可塑性樹脂、導電性付与剤および粘度調整剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下含有する半導電性樹脂組成物で形成されている、送電ケーブルであって、
前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムで形成され、
前記半導電層を構成する熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３.４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体であり、
前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値と、前記絶縁層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値との差が１．１(cal/cm3)1/2以上である送電ケーブル。
【請求項２】
前記半導電層は、前記半導電層を前記絶縁層から剥離するときの剥離強度が１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となるように構成されている、請求項１に記載の送電ケーブル。
【請求項３】
前記半導電層は、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下となるように構成されている、請求項２に記載の送電ケーブル。
【請求項４】
前記粘度調整剤は、分岐状炭化水素、飽和環状炭化水素または直鎖状炭化水素の少なくとも１つであり、温度１００℃における粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃ以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の送電ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導電性樹脂組成物を用いた送電ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
送電ケーブルは、例えば、導体の外周を被覆するように絶縁層、遮蔽層（シールド層）および外被層（シース）をこの順で備えている。一般に、絶縁層は表面に微細な凹凸を有しているため、絶縁層にシールド層が直接設けられる場合、絶縁層とシールド層との界面には絶縁層の凹凸により空隙が形成されることがある。絶縁層とシールド層との界面に空隙が形成されていると、送電ケーブルに高電圧を印加した際に、空隙で部分放電が発生するおそれがある。部分放電は、送電ケーブルの近傍の空気をイオン化させることにより絶縁層の劣化を促進し、絶縁破壊を生じさせる。
【０００３】
そこで、高電圧が印加される高圧用の送電ケーブル、例えば高速鉄道などの車輌に用いられる特別高圧ケーブルには、部分放電を抑制するため、絶縁層とシールド層との界面に半導電層（外部半導電層）が設けられる。外部半導電層は、絶縁層の表面にある凹凸を埋めて、部分放電を発生させる要因となる空隙の形成を抑制する。また、外部半導電層は、導電性付与剤を含有する半導電性樹脂組成物で形成されており、絶縁層の表面電位を均一化することにより部分放電を抑制する。
【０００４】
外部半導電層は、部分放電を抑制する観点から、絶縁層の表面の凹凸を埋めて絶縁層と密着している必要がある。一方、外部半導電層は送電ケーブルの端末加工時に剥ぎ取ることから、外部半導電層には、絶縁層を傷つけることなく、絶縁層から容易に剥離できることが要求されている。したがって、絶縁層と良好に密着し、送電ケーブルの端末加工時には絶縁層から容易に剥離できる外部半導電層が望まれている。
【０００５】
このような外部半導電層を形成する半導電性樹脂組成物のベース樹脂には、絶縁層を形成する樹脂（例えば、エチレンプロピレンゴム等）に対して過度に密着することなく、適度な密着性を有する熱可塑性樹脂が用いられている。例えば、外部半導電層を形成する熱可塑性樹脂として、酢酸ビニルを１０質量％以上４０質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３０２８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の熱可塑性樹脂は絶縁層を形成する樹脂との密着性が高いため、特許文献１に示す半導電性樹脂組成物で形成される外部半導電層は絶縁層から容易に剥離させることが困難である。そのため、特許文献１に示す送電ケーブルでは、外部半導電層を剥離させにくく、端末加工性が低いといった問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、絶縁層から容易に剥離できる外部半導電層を形成可能な半導電性樹脂組成物を用いた送電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】
本発明の一態様によれば、
導体と、前記導体の外周を囲うように設けられ、熱可塑性樹脂を含有する絶縁性樹脂組成物からなる絶縁層と、前記絶縁層の外周を囲うように設けられる半導電層と、を備え、前記半導電層は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である熱可塑性樹脂、導電性付与剤および粘度調整剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下含有する半導電性樹脂組成物で形成されている、送電ケーブルであって、前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムで形成され、前記半導電層を構成する熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３.４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体であり、前記半導電層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値と、前記絶縁層を形成する熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値との差が１．１(cal/cm3)1/2以上である送電ケーブルが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、絶縁層から容易に剥離できる外部半導電層を形成可能な半導電性樹脂組成物を用いた送電ケーブルが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る送電ケーブルの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
上述したように、酢酸ビニル含量が１０質量％４０質量％以下であるＥＶＡを含む半導電性樹脂組成物で形成される外部半導電層を、エチレンプロピレンゴムで形成される絶縁層の外周に設ける場合、外部半導電層と絶縁層との密着性が高い傾向にある。そのため、外部半導電層を絶縁層から容易に剥離させることが困難である。つまり、絶縁層から外部半導電層を剥離させるときの剥離強度が高い。
【００１４】
剥離強度が高い要因としては、上述のＥＶＡと、絶縁層を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が小さいことが考えられる。溶解度パラメータSP値は、Ｆｅｄｏｒｓ法により分子構造から算出され、物質（樹脂）の蒸発エネルギーおよびモル体積から算出される値であり、樹脂の極性の指標となる。一般に、樹脂と樹脂との極性の差（溶解度パラメータSP値の差）が小さいと、２つの樹脂同士の親和性が高くなり、それらの密着性が大きくなることが知られている。上述のＥＶＡは溶解度パラメータSP値が８.７(cal/cm3)1/2以上９.２(cal/cm3)1/2以下であるため、ＥＶＡとエチレンプロピレンゴム（溶解度パラメータSP値８．２(cal/cm3)1/2）との溶解度パラメータSP値の差が０.５(cal/cm3)1/2以上１.０(cal/cm3)1/2以下となる。
【００１５】
溶解度パラメータSP値の差が０.５(cal/cm3)1/2以上１.０(cal/cm3)1/2以下では、外部半導電層を容易に剥離できるような剥離強度が得られないことから、本発明者らは、溶解度パラメータSP値のより高い熱可塑性樹脂を用いて、外部半導電層を形成して検討を行った。ところが、このような熱可塑性樹脂を用いるだけでは、剥離強度を十分に低減できないことが分かった。
【００１６】
そこで、本発明者らは、外部半導電層の剥離強度をさらに低減する方法について検討を行った。その結果、半導電性樹脂組成物に、溶解度パラメータSP値の高い熱可塑性樹脂を用いると共に、粘度調整剤を多量に含有させるとよいとの知見を見出した。粘度調整剤は、熱可塑性樹脂を低粘度化することで導電性付与剤の熱可塑性樹脂への分散を促進させると共に、熱可塑性樹脂を潤滑化させることで半導電性樹脂組成物の押出成形性を向上させるものである。
【００１７】
一般に、粘度調整剤の添加量は、粘度調整剤のブリードを抑制する観点から、少量がよいと考えられていた。ブリードとは、樹脂組成物に含有させた粘度調整剤が、樹脂組成物で形成された樹脂成形体の表面に溶出することであり、樹脂成形体をべたつかせて取り扱い性などを低下させてしまう。
【００１８】
しかしながら、外部半導電層では、粘度調整剤をブリードさせることによって、絶縁層との密着性を抑制することができる。具体的には、外部半導電層からブリードした粘度調整剤は、絶縁層と外部半導電層との界面に侵入して、絶縁層と外部半導電層との過度な密着を抑制する。この結果、絶縁層から外部半導電層を剥離させるときの剥離強度を低減させることができる。しかも、外部半導電層は外被層などで被覆されているので、粘度調整剤が送電ケーブルの表面にブリードして送電ケーブルの取り扱い性が低下してしまうおそれがない。
【００１９】
本発明は、上述の知見に基づいて成されたものである。
【００２０】
＜本発明の一実施形態＞
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００２１】
（１）半導電性樹脂組成物
本実施形態の半導電性樹脂組成物には、熱可塑性樹脂と導電性付与剤と粘度調整剤とが含有されている。以下、各成分について説明する。
【００２２】
（熱可塑性樹脂）
熱可塑性樹脂は、半導電性樹脂組成物のベース樹脂である。
【００２３】
本実施形態の熱可塑性樹脂は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である。この熱可塑性樹脂は、溶解度パラメータSP値が大きいため、絶縁層を形成する熱可塑性樹脂との極性の差が大きくなるような樹脂である。例えば、絶縁層がエチレンプロピレンゴム（溶解度パラメータSP値８．２(cal/cm3)1/2）で形成される場合、本実施形態の熱可塑性樹脂とエチレンプロピレンゴムとの溶解度パラメータSP値の差が少なくとも１.１(cal/cm3)1/2となる。熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2未満であると、絶縁層を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が小さくなるため、外部半導電層が絶縁層に過度に密着して形成され、外部半導電層の剥離強度が高くなってしまう。また、外部半導電層と絶縁層との界面に粘度調整剤をブリードさせにくくなるので、外部半導電層の剥離強度を低減できなくなってしまう。一方、熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が１０.１(cal/cm3)1/2を超えると、絶縁層を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が大きくなりすぎるため、部分放電を抑制できる程度に外部半導電層を絶縁層に密着させることができなくなる。
【００２４】
熱可塑性樹脂としては、外部半導電層が燃焼した際に有毒ガスを発生させない観点から、ハロゲンを含まない熱可塑性樹脂を用いているとよい。例えば、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）（溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下）、あるいはニトリルゴム（ＮＢＲ）（溶解度パラメータSP値９．６(cal/cm3)1/2）等を用いるとよい。これらの熱可塑性樹脂の１種類を用いてもよく、あるいは２種類以上を併用してもよい。この中でもＥＶＡが好ましい。ＥＶＡは、エチレンユニットと酢酸ビニルユニットからなり、酢酸ビニルユニットの比率（いわゆるＶＡ量）により溶解度パラメータSP値を変更できる。具体的には、ＥＶＡのＶＡ量を４４.０質量％以上とすることにより、ＥＶＡの溶解度パラメータSP値を９.３(cal/cm3)1/2以上とすることができる。一方、ＥＶＡのＶＡ量を８３.４質量％以下とすることにより、ＥＶＡの溶解度パラメータSP値を１０.１(cal/cm3)1/2以下とすると共に、ＥＶＡのガラス転移温度が高くなることでＥＶＡの耐寒性が低下してしまうことを抑制することができる。
【００２５】
なお、ＳＰ値の高い熱可塑性樹脂は、硬質であり、粘度が高いため、半導電性樹脂組成物を押し出すときの押出成形性を低下させるおそれがある。半導電性樹脂組成物の押出成形性が低くなると、半導電性樹脂組成物を均一な被覆厚で押し出せず、外部半導電層を均一な厚さで形成することが困難となる。また別の問題として、ＳＰ値の高い熱可塑性樹脂は、硬質であるため、導電性付与剤を分散させにくい。導電性付与剤の分散性が低くなると、熱可塑性樹脂に分散させる際に導電性付与剤が凝集する場合があり、半導電性樹脂組成物の導電性を調整することが困難となる。この点、本実施形態では、後述する粘度調整剤を多量に用いることで、半導電性樹脂組成物の押出成形性の低下や導電性付与剤の分散性の低下を抑制することができる。
【００２６】
（粘度調整剤）
粘度調整剤は、熱可塑性樹脂を低粘度化させることで導電性付与剤の熱可塑性樹脂への分散を促進させると共に、熱可塑性樹脂を潤滑化させることで半導電性樹脂組成物の押出成形性を向上させる。また、粘度調整剤は、半導電性樹脂組成物が外部半導電層に形成されたときには、外部半導電層の内周面にブリードし、外部半導電層と絶縁層との過度な密着を抑制する。
【００２７】
粘度調整剤としては、例えば半導電性樹脂組成物の成形温度（８０℃以上１１０℃以下）付近に融点を有し、１００℃での粘度が好ましくは２０ｍｍ2／ｓｅｃ以下、より好ましくは５ｍｍ2／ｓｅｃ以上１５ｍｍ2／ｓｅｃ以下であるものを用いることができる。粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃを超えると、半導電性樹脂組成物の粘度を十分に低減できず、押出成形性を向上できないおそれがある。この結果、半導電性樹脂組成物を均一な被覆厚で押し出して均一な厚さの外部半導電層を形成することが困難となる。なお、粘度調整剤の粘度は、ＪＩＳ  Ｋ２２８３に準拠して測定されたものである。
【００２８】
粘度調整剤としては、例えば、分岐状炭化水素、飽和環状炭化水素または直鎖状炭化水素を用いることができる。これらの中から１種類を用いてもよく、または２種類以上を併用してもよい。具体的には、パラフィンワックスやマイクロクリスタリンワックスなどが挙げられる。パラフィンワックスは、炭素数１８以上３０以下の直鎖状炭化水素であり、融点が４０℃以上７０℃以下のものである。マイクロクリスタリンワックスは、炭素数３６以上７０以下の分岐状炭化水素または飽和環状炭化水素であり、融点が６０℃以上９０℃以下のものである。
【００２９】
粘度調整剤の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、１０質量部以上３０質量部以下、好ましくは１０質量部以上２５質量部以下、より好ましくは１０質量部以上２０質量部以下である。粘度調整剤の含有量が１０質量部未満であると、粘度調整剤がブリードしにくくなり、外部半導電層の剥離強度を低減させることができない。粘度調整剤が３０質量部を超えると、外部半導電層の剥離強度が低くなりすぎるため、外部半導電層１３が外部応力で剥離してしまう。
【００３０】
（導電性付与剤）
導電性付与剤は、熱可塑性樹脂に分散されて導電性を付与するものである。導電性付与剤は、表面にＯＨ基を有しており、導電性付与剤同士で凝集しやすいので、熱可塑性樹脂へ均一に分散しにくい。しかも、ＳＰ値が高く硬質な熱可塑性樹脂では、導電性付与剤が凝集しやすく、その分散性はより低下する。この点、本実施形態では、半導電性樹脂組成物に粘度調整剤を多量に含有させて低粘度化させているので、熱可塑性樹脂への導電性付与剤の分散性を向上させている。
【００３１】
導電性付与剤としては、例えば導電性カーボンを用いることができる。この導電性カーボンは、粒子径が小さい、比表面積が大きい、ストラクチャー（粒子の形）が大きい、表面化合物が少ない、といった特徴を有している。導電性カーボンは、少量の添加により導電性を付与できるため、多量に添加する必要がなく、半導電性樹脂組成物の粘度を過度に向上させるおそれがない。導電性カーボンとしては、特に限定されず、公知のものを用いることができる。例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラック等がある。具体的には、東海カーボン株式会社製のシーストＧ１１６（登録商標）、ケッチェンブラックインターナショナル株式会社製のケッチェンブラックＥＣ（登録商標）、電気化学工業株式会社製のアセチレンブラック（登録商標）等が挙げられる。なお、導電性カーボンは１種を用いてもよく、あるいは２種以上を併用してもよい。
【００３２】
導電性付与剤の含有量は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、４０質量部以上８０質量部以下である。導電性付与剤の含有量が４０質量部未満となると、導電性付与剤の含有量が少なく、外部半導電層に要求される導電性（例えば、体積抵抗率で１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下）を満たすことが困難となる。一方、８０質量部を超えると、半導電性樹脂組成物の粘度が過度に高くなるため、押出成形性が低下することになる。
【００３３】
（その他の添加剤）
本実施形態の半導電性樹脂組成物には、必要に応じて架橋剤、架橋助剤、老化防止剤、滑剤、操作油、耐オゾン防止剤、紫外線防止剤、難燃剤、充填剤、帯電防止剤、粘着防止剤などのその他の添加剤が含有されていてもよい。外部半導電層の耐変形性を向上させる観点からは、架橋剤が含有されていることが好ましい。耐変形性を向上させることにより、外部半導電層を剥離する際の破壊を抑制することができる。架橋剤としては、例えば、α，α'−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼン（日本油脂株式会社製のパーブチルＰ）、ジクミルパーオキシド（日本油脂株式会社製のパークミルＤ）などの有機過酸化物を用いることができる。
【００３４】
（２）半導電性樹脂組成物の製造方法
本実施形態の半導電性樹脂組成物は、上述の熱可塑性樹脂、導電性付与剤、粘度調整剤、必要に応じてその他添加剤を混合し、混練することにより形成される。各成分の添加順序は、特に限定されない。本実施形態では、溶解度パラメータSP値が高く硬い熱可塑性樹脂を用いているが、粘度調整剤を多量に添加しているため、熱可塑性樹脂を低粘度化し、導電性付与剤を良好に分散させることができる。なお、混練は、ミキシングロール、バンバリミキサ、ブラベンダープラストグラフ、加圧型ニーダーなどのバッチ式混練機や単軸または２軸押出機を用いて、同時的あるいは逐次的に行うことができる。混練の際の加熱温度は、熱可塑性樹脂の融点以上（例えば８０℃以上１１０℃以下）とする。
【００３５】
（３）送電ケーブルの構成
次に、本発明の一実施形態に係る送電ケーブルについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る送電ケーブルの断面図である。
【００３６】
（導体）
図１に示すように、本実施形態の送電ケーブル１は、導体１０を備えている。導体１０としては、例えば、低酸素銅や無酸素銅等からなる銅線、銅合金線、銀等からなる他の金属線等、又はこれらを撚り合わせた撚り線を用いることができる。導体１０の外径は、送電ケーブル１の用途に応じて適宜変更することができる。
【００３７】
（内部半導電層）
導体１０の外周を囲うように、内部半導電層１１が設けられている。例えば、内部半導電層１１は、導体１０の外周を被覆するように設けられている。内部半導電層１１は、後述する絶縁層１２に密着して設けられ、絶縁層１２の表面の凹凸を埋めて部分放電を抑制するためのものである。内部半導電層１１の厚さは、例えば、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００３８】
内部半導電層１１は、従来公知の半導電性樹脂組成物で形成されている。内部半導電層１１を形成する半導電性樹脂組成物は、例えば、ベース樹脂と導電性付与剤とを含有している。内部半導電層１１を形成するベース樹脂としては、後述する絶縁層１２との密着性を確保する観点から、例えば、エチレンプロピレンゴムやブチルゴムなどの熱可塑性樹脂を用いるとよい。なお、内部半導電層１１を形成する半導電性樹脂組成物には、必要に応じて架橋剤、架橋助剤および老化防止剤などのその他添加剤が含有されていてもよい。また、内部半導電層１１は、半導電性樹脂組成物で形成される以外に、例えばスフ製の基布に導電性ブチルゴムを塗布した半導電性布テープを巻き付けることで形成されてもよい。
【００３９】
（絶縁層）
内部半導電層１１を囲うように、絶縁層１２が設けられている。例えば、絶縁層１２は、内部半導電層１１の外周を被覆するように設けられている。絶縁層１２の厚さは、例えば、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。
【００４０】
絶縁層１２は、熱可塑性樹脂を含有する絶縁性樹脂組成物で形成されている。絶縁層１２を形成する熱可塑性樹脂としては、外部半導電層１３に用いる熱可塑性樹脂との溶解度パラメータSP値の差が少なくとも１.１(cal/cm3)1/2となるような樹脂を選択し、エチレンプロピレンゴムを用いる。なお、絶縁層１２には、架橋剤、架橋助剤、老化防止剤などのその他の添加剤が含有されていてもよい。
【００４１】
（外部半導電層）
絶縁層１２を囲うように、外部半導電層１３が設けられている。例えば、外部半導電層１３は、絶縁層１２の外周を被覆するように設けられている。外部半導電層１３は、内部半導電層１１と同様に絶縁層１２の表面の凹凸を埋めて部分放電を抑制するためのものである。外部半導電層１３の厚さは、例えば、０．３ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
【００４２】
外部半導電層１３は、絶縁層１２を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が大きくなるような熱可塑性樹脂を含有する半導電性樹脂組成物で形成されている。そのため、外部半導電層１３は、絶縁層１２と過度に密着することなく絶縁層１２の外周に設けられている。また、外部半導電層１３は多量の粘度調整剤を含有しており、外部半導電層１３と絶縁層１２との界面２０には、外部半導電層１３に含有されていた粘度調整剤がブリードしている。ブリードした粘度調整剤が界面２０の全体または一部に存在するため、外部半導電層１３は、粘度調整剤が絶縁層１２との界面に介在した状態で絶縁層１２の外周に設けられている。これにより、外部半導電層１３は、絶縁層１２と過度に密着することなく、絶縁層１２から剥離するときの剥離強度が低くなるように構成されている。なお、粘度調整剤が界面２０にブリードすることは、外部半導電層１３が絶縁層１２と過度に密着しにくい熱可塑性樹脂で形成されて界面２０での密着性が小さいために促進されるものと考えられる。
【００４３】
外部半導電層１３の剥離強度は、絶縁層１２がエチレンプロピレンゴムで形成される場合、好ましくは１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下、より好ましくは１５Ｎ／１２．７ｍｍ以上２５Ｎ／１２．７ｍｍ以下である。剥離強度が１０Ｎ／１２．７ｍｍ未満となると、外部半導電層１３が振動や加工時の曲げなどの外部応力で剥離するおそれがある。一方、剥離強度が５０Ｎ／１２．７ｍｍを超えると、外部半導電層１３の密着が強すぎるため、外部半導電層１３を剥離する際に外部半導電層１３自体が破壊されたり、絶縁層１２が破壊されたりするおそれがある。なお、剥離強度は、後述する実施例において具体的に説明する。
【００４４】
外部半導電層１３は、導電性付与剤の分散性に優れる半導電性樹脂組成物から形成されており、外部半導電層１３の体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下となる。
【００４５】
外部半導電層１３は、多量の粘度調整剤を含有し、押出成形性に優れる半導電性樹脂組成物で形成されているため、被覆厚が均一となる。
【００４６】
なお、粘度調整剤は、外部半導電層１３の内側および外側の表面にブリードするものの、外部半導電層１３が後述する遮蔽層１４および外被層１５で被覆されているので、送電ケーブル１の表面まではブリードしにくくなっている。そのため、粘度調整剤のブリードにより送電ケーブル１の取り扱い性が低下することを抑制することができる。
【００４７】
（遮蔽層）
遮蔽層１４（以下、シールド層１４ともいう）は、外部半導電層１３の外周に設けられ、電流が導体１０を流れる際に発生するノイズを遮蔽するものである。シールド層１４は、可撓性を得るため、例えば軟銅線などの素線を複数編み込むことにより形成される。
【００４８】
（外被層）
外被層１５（以下、シース１５ともいう）は、シールド層１４の外周に設けられ、導体１０や絶縁層１２などを被覆保護するものである。シース１５は、従来公知の樹脂組成物から形成され、例えば塩化ビニル樹脂から構成される。
【００４９】
（４）送電ケーブルの製造方法
送電ケーブル１は、例えば以下のように製造することができる。まず、導体１０を準備して、導体１０の外周上に内部半導電層１１用の半導電性樹脂組成物を押し出して内部半導電層１１を形成する。そして、内部半導電層１１を架橋させる。例えば有機過酸化物を用いて架橋させる場合、内部半導電層１１を高温（１４０℃以上１９０℃以下）で高圧（１．３ＭＰａ）の水蒸気内に１５分間、曝すことにより行う。続いて、内部半導電層１１の外周に絶縁層１２用の樹脂組成物を押し出して絶縁層１２を形成し、絶縁層１２を架橋させる。続いて、絶縁層１２の外周に外部半導電層１３用の半導電性樹脂組成物を押し出して外部半導電層１３を形成し、外部半導電層１３を架橋させる。その後、外部半導電層１３の外周にシールド層１４およびシース１５を設けることで本実施形態の送電ケーブル１を得る。
【００５０】
上述したように、内部半導電層１１、絶縁層１２および外部半導電層１３は、順次押出被覆して形成してもよいが、３層を同時に押し出して形成してもよい。
【００５１】
＜本発明の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。
【００５２】
（ａ）本実施形態によれば、半導電性樹脂組成物は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下の熱可塑性樹脂と、熱可塑性樹脂１００質量部に対して１０質量部以上３０質量部以下の粘度調整剤とを含有している。半導電性樹脂組成物は、絶縁層１２を形成する樹脂との溶解度パラメータSP値の差が大きくなるような熱可塑性樹脂を含有しているので、外部半導電層１３を絶縁層１２と過度に密着させることなく形成することができる。また、半導電性樹脂組成物は、ブリードするような多量の粘度調整剤を含有しているので、外部半導電層１３を形成したときに絶縁層１２との界面２０に粘度調整剤をブリードさせて、外部半導電層１３と絶縁層１２との過度な密着を抑制することができる。したがって、本実施形態の半導電性樹脂組成物によれば、絶縁層１２から剥離するときの剥離強度が低く、端末加工時に容易に剥離することができる外部半導電層１３を形成することができる。
【００５３】
（ｂ）本実施形態によれば、半導電性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂１００質量部に対して、４０質量部以上８０質量部以下の導電性付与剤を含有している。溶解度パラメータSP値が高い熱可塑性樹脂は硬質であり、導電性付与剤を良好に分散させにくいが、本実施形態では多量の粘度調整剤を含有させることで熱可塑性樹脂への導電性付与剤の分散性を向上させている。これにより、外部半導電層１３の体積抵抗率を１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下とすることができる。
【００５４】
（ｃ）本実施形態によれば、半導電性樹脂組成物は、多量の粘度調整剤を含有し、低粘度であるため、押し出すときの押出成形性に優れている。そのため、半導電性樹脂組成物を均一な厚さで押し出すことができ、厚さの均一な外部半導電層１３を形成することができる。
【００５５】
（ｄ）本実施形態によれば、熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３.４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体である。このような熱可塑性樹脂によれば、絶縁層１２を形成する樹脂とのＳＰ値の差を大きくできるため、外部半導電層１３と絶縁層１２との界面２０での密着を抑制することができる。さらに、界面２０での密着を抑制することで、界面２０への粘度調整剤のブリードを促進させることができる。これらの相乗効果により、外部半導電層１３の剥離強度をさらに低減させることができる。
【００５６】
（ｅ）本実施形態によれば、粘度調整剤は、飽和環状炭化水素または直鎖状炭化水素の少なくとも１つであり、温度１００℃における粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃ以下であることが好ましい。このような粘度調整剤は、半導電性樹脂組成物の粘度を低減させることで、半導電性樹脂組成物の押出成形性、および導電性付与剤の分散性を向上させることができる。
【００５７】
（ｆ）本実施形態によれば、送電ケーブル１は、所定のＳＰ値を有する熱可塑性樹脂と多量の粘度調整剤とを含有する半導電性樹脂組成物で形成される外部半導電層１３を絶縁層１２の外周に備えている。そのため、絶縁層１２と外部半導電層１３との界面２０には、外部半導電層１３からブリードした粘度調整剤が介在している。これにより、絶縁層１２から外部半導電層１３を剥離させるときの剥離強度を低減させることができる。具体的には、絶縁層１２がエチレンプロピレンゴムで形成される場合、外部半導電層１３の剥離強度は、１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となる。したがって、外部半導電層１３は絶縁層１２から容易に剥離させることができるので、送電ケーブル１は端末加工性に優れている。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００５９】
（１）内部半導電層用の半導電性樹脂組成物の調製
まず、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調製した。具体的には、エチレンプロピレンゴム１００質量部に対して、導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下と、有機過酸化物や酸化防止剤などの添加剤とを加え、バンバリミキサで混練することで、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調整した。
【００６０】
（２）絶縁層用の樹脂組成物の調製
続いて、絶縁層用の絶縁性樹脂組成物を調製した。具体的には、溶解度パラメータSP値が８．２(cal/cm3)1/2であるエチレンプロピレンゴム１００質量部に対して、クレーを３０質量部以上７０質量部以下と、有機過酸化物や酸化防止剤などの添加剤とを加え、バンバリミキサで混練することで、絶縁層用の樹脂組成物を調整した。
【００６１】
（３）外部半導電層用の半導電性樹脂組成物の調製
続いて、外部半導電層用の半導電性樹脂組成物を調製した。実施例および比較例において用いた材料は次の通りである。
【００６２】
（Ａ）熱可塑性樹脂として、酢酸ビニル含量（ＶＡ量）が異なり、ＳＰ値が異なるエチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）を用いた。
・（ａ１）ＶＡ量８０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータSP値１０.１(cal/cm3)1/2）：「レバプレン８００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ２）ＶＡ量７０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータSP値９.８(cal/cm3)1/2）：「レバプレン７００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ３）ＶＡ量６０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータSP値９.６(cal/cm3)1/2）：「レバプレン６００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ４）ＶＡ量５０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータSP値９.４(cal/cm3)1/2）：「レバプレン５００ＨＶ」（ランクセス株式会社製）
・（ａ５）ＶＡ量４６質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータSP値９.３(cal/cm3)1/2）：「ＥＶ４５ＬＸ」（三井・デュポンポリケミカル株式会社製）
・（ａ６）ＶＡ量３３質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータSP値９.１(cal/cm3)1/2）：「ＥＶ１５０」（三井・デュポンポリケミカル株式会社製）
【００６３】
（Ｂ）粘度調整剤として次のものを用いた。
・（ｂ１）パラフィンワックス（融点５８℃、粘度３．９ｍｍ2／ｓｅｃ（１００℃））：「パラフィンワックス１３５」（ＪＸ日航日石株式会社製）
・（ｂ２）マイクロクリスタリンワックス（融点８８℃、粘度１４．３ｍｍ2／ｓｅｃ（１００℃））：「マイクロクリスタリンワックスＨｉ−Ｍｉｃ１０９０」（ＪＸ日航日石株式会社製）
【００６４】
（Ｃ）導電性付与剤として次のものを用いた。
・（ｃ１）カーボンブラック（平均粒径３８ｎｍ）：「デンカブラック」（デンカ株式会社製）
・（ｃ２）カーボンブラック（平均粒径３８ｎｍ）：「シーストＧ１１６」（東海カーボン株式会社製）
【００６５】
架橋剤（Ｄ）として次のものを用いた。
・有機過酸化物：「パーブチルＰ」（日油株式会社製）
【００６６】
上記材料を用いて、実施例１〜９の半導電性樹脂組成物を調製した。調製条件を以下の表１に示す。
【００６７】
【表１】
0006521362.tif 000002
【００６８】
実施例１では、表１に示すように、（Ａ）熱可塑性樹脂として（ａ１）ＶＡ量８０質量％のＥＶＡ（溶解度パラメータSP値１０.１(cal/cm3)1/2）１００質量部に対して、（Ｂ）粘度調整剤の（ｂ１）パラフィンワックスを１８質量部と、（Ｃ）導電性付与剤の（ｃ１）カーボンブラックを６０質量部と、（Ｄ）架橋剤の有機過酸化物を２質量部と、を添加し、バンバリミキサで混練することによって、実施例１の半導電性樹脂組成物を調製した。実施例２〜９では、表１に示すように調製条件を適宜変更した以外は、実施例１と同様に半導電性樹脂組成物を調製した。
【００６９】
また、上記材料を用いて、比較例１〜９の半導電性樹脂組成物を調製した。調製条件を以下の表２に示す。比較例１〜９では、表２に示すように調製条件を適宜変更した以外は、実施例１と同様に半導電性樹脂組成物を調製した。
【００７０】
【表２】
0006521362.tif 000003
【００７１】
（４）評価用送電ケーブルの製造
本実施例では、送電ケーブルを模擬した評価用送電ケーブルを製造した。
上記で調製した内部半導電層用の半導電性樹脂組成物、絶縁層用の樹脂組成物および外部半導電層用の半導電性樹脂組成物の各成分をそれぞれ押出機に供給した。これらの各成分について、内部半導電層用の半導電性樹脂組成物を８５℃、絶縁層用の樹脂組成物を６０℃、外部半導電層用の半導電性樹脂組成物を８０℃でそれぞれ加熱し混練した後、導体としての銅線（断面積９５ｍｍ2）の外周に、内部半導電層の厚さが１ｍｍ、絶縁層の厚さが９ｍｍ、外部半導電層の厚さが１ｍｍとなるように３層同時押出した。続いて、押し出した各成分を架橋することにより、導体の外周に内部半導電層、絶縁層および外部半導電層をこの順に積層させた評価用送電ケーブルを製造した。
【００７２】
（５）評価方法
製造した評価用送電ケーブルについて、外部半導電層の密着性、および外部半導電層の電気特性を評価した。
【００７３】
（外部半導電層の密着性）
外部半導電層の密着性については、絶縁層から外部半導電層を剥離するときの剥離強度により評価した。具体的には、評価用送電ケーブルをカッターで縦割りし、幅１２．７ｍｍ、長さ約１５ｃｍ程度の試験片を３つ作製した。この各試験片に対して、ショッパー型引張試験機により剥離試験を実施し、５００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で銅線から外部半導電層を剥離するときの剥離強度を測定した。なお、本実施例では、測定した剥離強度が１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下であれば、外部半導電層を容易に剥離できることを示す。
また、剥離したときの外部半導電層の剥離状態を観察した。外部半導電層について、絶縁層に適度に密着すると共に良好に剥離する場合を「Ａ」、密着性が大きすぎて絶縁層が破壊する場合を「Ｂ」、密着性が大きすぎて外部半導電層が破壊する場合を「Ｃ」、密着性が小さすぎる場合を「Ｄ」とした。
【００７４】
（外部半導電層の電気特性）
外部半導電層の電気特性については、外部半導電層の体積抵抗率により評価した。具体的には、長さ８０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ１ｍｍの試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ７１９４に従い、９点測定で２３℃±２℃の室内で評価した。外部半導電層においては、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下であればよい。
【００７５】
（６）評価結果
表１に示すように、実施例１〜９では、剥離強度、剥離状態、体積抵抗率が良好であることが確認された。実施例１〜５によれば、（Ａ）熱可塑性樹脂としてＳＰ値の高い熱可塑性樹脂を用いるほど、剥離強度を低減できることが分かる。また、実施例６，７によれば、（Ｃ）導電性付与剤の含有量を４５質量部、７５質量部に適宜変更しても、実施例３と同様に剥離強度を１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下の範囲にできることが分かる。また、実施例８によれば、（Ｂ）粘度調整剤の種類を（ｂ１）パラフィンワックスから（ｂ２）マイクロクリスタリンワックスに変更しても、実施例３と同様の結果が得られることが分かる。また、実施例９によれば、（Ｃ）導電性付与剤の種類を変更しても、実施例３と同様の結果が得られることが分かる。なお、実施例１〜９のいずれにおいても、半導電性樹脂組成物の押出成形性が良いため、外部半導電層を均一な厚さで形成できることが確認された。
【００７６】
表２に示すように、比較例１，３では、（Ｂ）粘度調整剤の含有量を５質量部と少なくしたため、剥離強度が５５Ｎ／１２．７ｍｍと高く、外部半導電層を良好に剥離できないことが確認された。一方、比較例２，４では、（Ｂ）粘度調整剤の含有量を３５質量部と多くしたため、剥離強度が５Ｎ／１２．７ｍｍと低く、外部半導電層と絶縁層とを適度に密着できないことが確認された。なお、比較例１，３では、（Ｂ）粘度調整剤の含有量が少ないため、半導電性樹脂組成物の押出成形性が低く、外部半導電層を均一な厚さで形成できないことが確認された。
【００７７】
比較例５，７では、（Ｃ）導電性付与剤の含有量を３０質量部と少なくしたため、外部半導電層の体積抵抗率が１０5Ω・ｃｍよりも大きくなってしまうことが確認された。一方、比較例６，８では、（Ｃ）導電性付与剤の含有量を９０質量部と多くしたため、外部半導電層の体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ未満となってしまうことが確認された。
【００７８】
比較例９では、溶解度パラメータSP値が９.１(cal/cm3)1/2である（ａ６）ＶＡ量３３質量％のＥＶＡを用いたため、剥離強度が６０Ｎ／１２．７ｍｍと高いことが確認された。これは、絶縁層を形成するエチレンプロピレンゴム（溶解度パラメータSP値８.２(cal/cm3)1/2）と外部半導電層を形成するＥＶＡ（ＳＰ値９.１(cal/cm3)1/2）との溶解度パラメータSP値の差が０.９(cal/cm3)1/2程度と小さく、外部半導電層が絶縁層に過度に密着されて形成されたためと考えられる。また、外部半導電層と絶縁層との密着性が高く、粘度調整剤が絶縁層と外部半導電層との界面にブリードしにくいためと考えられる。
【００７９】
以上により、本発明によれば、半導電性樹脂組成物に溶解度パラメータSP値が高い熱可塑性樹脂と多量の粘度調整剤とを用いることにより、押出成形性に優れ、絶縁層との密着性および剥離性に優れる外部半導電層を形成できる。
【００８０】
＜本発明の好ましい態様＞
以下に、本発明の好ましい態様について付記する。
【００８１】
［付記１］
本発明の一態様によれば、
熱可塑性樹脂、導電性付与剤および粘度調整剤を含有し、
前記熱可塑性樹脂の溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下であり、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下含有する、半導電性樹脂組成物が提供される。
【００８２】
［付記２］
付記１の半導電性樹脂組成物において、好ましくは、前記熱可塑性樹脂は、エチレン酢酸ビニル共重合体、またはニトリルゴムの少なくとも１つである。
【００８３】
［付記３］
付記２の半導電性樹脂組成物において、好ましくは、前記熱可塑性樹脂は、酢酸ビニルを４４.０質量％以上８３.４質量％以下含有するエチレン酢酸ビニル共重合体である。
【００８４】
［付記４］
付記１〜３のいずれかの半導電性樹脂組成物において、好ましくは、
前記粘度調整剤は、分岐状炭化水素、飽和環状炭化水素または直鎖状炭化水素の少なくとも１つであり、温度１００℃における粘度が２０ｍｍ2／ｓｅｃ以下である。
【００８５】
［付記５］
本発明の他の態様によれば、
導体と、
前記導体の外周を囲うように設けられる絶縁層と、
前記絶縁層の外周を囲うように設けられる半導電層と、を備え、
前記半導電層は、溶解度パラメータSP値が９.３(cal/cm3)1/2以上１０.１(cal/cm3)1/2以下である熱可塑性樹脂、導電性付与剤および粘度調整剤を含有し、前記熱可塑性樹脂１００質量部に対して、前記導電性付与剤を４０質量部以上８０質量部以下、前記粘度調整剤を１０質量部以上３０質量部以下含有する半導電性樹脂組成物で形成されている、送電ケーブルが提供される。
【００８６】
［付記６］
付記５の送電ケーブルにおいて、好ましくは、前記絶縁層がエチレンプロピレンゴムで形成される。
【００８７】
［付記７］
付記５又は６の送電ケーブルにおいて、好ましくは、前記半導電層は、前記半導電層を前記絶縁層から剥離するときの剥離強度が１０Ｎ／１２．７ｍｍ以上５０Ｎ／１２．７ｍｍ以下となるように構成されている。
【００８８】
［付記８］
付記５〜７のいずれかの送電ケーブルにおいて、好ましくは、前記半導電層は、体積抵抗率が１０2Ω・ｃｍ以上１０5Ω・ｃｍ以下となるように構成されている。
【符号の説明】
【００８９】
１  送電ケーブル
１０  導体
１１  内部半導電層
１２  絶縁層
１３  外部半導電層
１４  遮蔽層（シールド層）
１５  外被層（シース）
２０  界面
【図１】
0006521362.tif 000004