(57)【要約】  本発明は電力ケーブルに関するものである。具体的に、本発明は環境に優しく、耐熱性及び機械的強度に優れるとともに、これらの物性とトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）関係にある耐寒性、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、敷設性、作業性などに優れた絶縁材料からなる絶縁層を有する電力ケーブルに関するものである。
2021528551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース樹脂としてポリプロピレン樹脂又はヘテロポリプロピレン樹脂を含み、
下記の式１によって定義された脆化温度（Ｔｂ）が−３５℃以下であり、
［数１］
Ｔｂ＝Ｔｈ＋△Ｔ［（Ｓ／１００）−（１／２）］
前記式１で、Ｔｈは前記ベース樹脂を含むケーブル絶縁層から採取した長さ３６．０ｍｍ〜４０．０ｍｍ、幅５．６ｍｍ〜６．４ｍｍ、厚さ１．８ｍｍ〜２．２ｍｍの試片５個をＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがって２３℃、５０％の相対湿度下で４０時間以上放置し、−４０℃で５℃の間隔で温度を上げるか下げながら温度別に２．５〜３．５分間放置した後、ストライキングエッジ（ｓｔｒｉｋｉｎｇ  ｅｄｇｅ）を用いて１８００〜２２００ｍｍ／ｓの速度で前記試片の表面に対して９０°の方向に打撃した結果、５個試片の全てが破壊されるか５個試片の全ての表面に肉眼で観察可能なクラックが発生する最高温度（℃）であり、
△ＴはＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがう温度別実験の際に変化させる所定の温度間隔であり、
ＳはＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがって−４０℃から△Ｔの間隔で温度を上げるか下げながら前記のように実験した結果、前記５個試片の全てが破壊されないか５個試片の全ての表面に肉眼で観察可能なクラックが発生しない最低温度（℃）から前記Ｔｈまでの温度別実験で５個試片の中で破壊されるか表面に肉眼で観察可能なクラックが発生した試片の百分率の総和であり、
下記の式２によって定義されたキシレン不溶性が１０％以下である、絶縁組成物。
［数２］
キシレン不溶性＝（キシレン溶媒での溶出後の絶縁試片の質量／溶出前の絶縁試片の質量）×１００
前記式２で、前記キシレン溶媒での溶出後の絶縁試片の質量は、０．３ｇの絶縁試片をキシレン溶媒に浸した後、６時間の間に１５０℃以上で沸かしてから常温まで冷却させた後、絶縁試片を取り出し、また１５０℃のオーブンで４時間乾燥させ、常温まで冷却させた後に測定した絶縁試片の質量である。
【請求項２】
前記脆化温度（Ｔｂ）が−８０〜−３５℃であることを特徴とする、請求項１に記載の絶縁組成物。
【請求項３】
前記絶縁組成物から形成された絶縁試片は、規格ＡＳＴＭ  Ｄ７９０にしたがって測定した常温での曲げ弾性率が５０〜１，２００ＭＰａであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の絶縁組成物。
【請求項４】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂は、結晶性ポリプロピレンマトリックス内にゴムプロピレン共重合体が分散されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の絶縁組成物。
【請求項５】
前記結晶性ポリプロピレンマトリックスは、プロピレン単独重合体、プロピレン共重合体又はこれらの両者を含むことを特徴とする、請求項４に記載の絶縁組成物。
【請求項６】
前記ゴムプロピレン共重合体は、エチレン及び１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテンなどのＣ４−１２アルファ−オレフィンからなる群から選択される１種以上のコモノマーを含むことを特徴とする、請求項４に記載の絶縁組成物。
【請求項７】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定した融点（Ｔｍ）が１４０〜１７０℃であり、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定した融解エンタルピーが２０〜８５Ｊ／ｇであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の絶縁組成物。
【請求項８】
１８０℃で１０分間予熱した前記ベース樹脂を１０分間２０ＭＰａで押圧してから冷却させて製造した厚さ１ｍｍの試片を２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張ったときの伸び率が５％になる地点での引張強度が０．７〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ２であり、ショアＤ硬度が２５〜７０であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の絶縁組成物。
【請求項９】
前記絶縁組成物は、前記ベース樹脂１００重量部を基準に、０．１〜０．５重量部の核剤（ｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）をさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の絶縁組成物。
【請求項１０】
前記絶縁組成物は、前記ベース樹脂１００重量部を基準に、１〜１０重量部の絶縁油をさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の絶縁組成物。
【請求項１１】
前記絶縁組成物は、その総重量を基準に、酸化防止剤、衝撃補助剤、熱安定剤、造核剤及び酸スカベンジャー（ａｃｉｄ  ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ）からなる群から選択される１種以上のその他の添加剤０．００１〜１０重量％をさらに含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の絶縁組成物。
【請求項１２】
前記ベース樹脂は、前記ベース樹脂１００重量部を基準に、ポリプロピレン樹脂（Ａ）３０〜７０重量部及びポリプロピレンマトリックス内にプロピレン共重合体が分散されたヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）７０〜３０重量部を含むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の絶縁組成物。
【請求項１３】
前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）は下記のａ）〜ｉ）の条件を全部満たすことを特徴とする、請求項１２に記載の絶縁組成物。
ａ）密度が０．８７〜０．９２ｇ／ｃｍ３（ＩＳＯ  １１８８３にしたがって測定）、
ｂ）溶融流速（ＭＦＲ）が１．７〜１．９ｇ／１０分（ＩＳＯ  １１３３にしたがって２３０℃で２．１６ｋｇの荷重下で測定）、
ｃ）引張弾性率が９３０〜９８０ＭＰａ（１ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｄ）降伏引張応力が２２〜２７ＭＰａ（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｅ）降伏引張変形率が１３〜１５％（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｆ）０℃及び２３℃でのシャルピー（ｃｈａｒｐｙ）衝撃強度がそれぞれ１．８〜２．１ｋＪ／ｍ２及び５．５〜６．５ｋＪ／ｍ２、
ｇ）熱変形温度が６．８〜７．２℃（０．４５ＭＰａで測定）、
ｈ）Ｖｉｃａｔ軟化点が１３１〜１３６℃（規格Ａ５０にしたがって５０℃／ｈ及び１０Ｎで測定）、及び
ｉ）ショアＤ硬度が６３〜７０（ＩＳＯ  ８６８にしたがって測定）。
【請求項１４】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）は下記の条件ａ）〜ｊ）を全て満たすことを特徴とする、請求項１２に記載の絶縁組成物。
ａ）密度が０．８６〜０．９０ｇ／ｃｍ３（ＩＳＯ  １１８８３にしたがって測定）、
ｂ）溶融流速（ＭＦＲ）が０．１〜１．０ｇ／１０分（ＩＳＯ  １１３３にしたがって２３０℃で２．１６ｋｇの荷重下で測定）、
ｃ）破断時の引張応力が１０ＭＰａ以上（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｄ）破断時の引張変形率が４５０％以上（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｅ）曲げ強度が９５〜１０５ＭＰａ、
ｆ）−４０℃でのノッチアイゾット（ｎｏｔｃｈｅｄ  ｉｚｏｄ）衝撃強度がそれぞれ６．８〜７．２ｋＪ／ｍ２、
ｇ）熱変形温度が３８〜４２℃（０．４５ＭＰａで測定）、
ｈ）Ｖｉｃａｔ軟化点が５５〜５９℃（規格Ａ５０にしたがって５０℃／ｈ及び１０Ｎで測定）、
ｉ）ショアＤ硬度が２５〜３５（ＩＳＯ  ８６８にしたがって測定）、及び
ｊ）融点が１５５〜１７０℃。
【請求項１５】
前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）は、単量体総重量を基準に、エチレン単量体含量が１〜１０重量％であるランダムプロピレン−エチレン共重合体であり、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）に含まれた前記ポリプロピレンマトリックスはプロピレン単独重合体であることを特徴とする、請求項１２に記載の絶縁組成物。
【請求項１６】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）に含まれた前記プロピレン共重合体は、単量体総重量を基準に、エチレン単量体含量が２０〜５０重量％であり、プロピレン−エチレンゴム（ＰＥＲ）粒子を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の絶縁組成物。
【請求項１７】
前記プロピレン共重合体の含量は、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の総重量を基準に、６０〜８０重量％であることを特徴とする、請求項１６に記載の絶縁組成物。
【請求項１８】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定した融解エンタルピーが１５〜４０Ｊ／ｇであることを特徴とする、請求項１６に記載の絶縁組成物。
【請求項１９】
導体と、
前記導体を包む内部半導電層と、
前記内部半導電層を包み、請求項１又は２の絶縁組成物から形成された絶縁層と、を含む、電力ケーブル。
【請求項２０】
前記ケーブルにおいて、絶縁層の厚さは下記の式３によるｔｍｉｎの５．５〜８４．０倍であることを特徴とする、請求項１９に記載の電力ケーブル。
［数３］
ｔｍｉｎ＝２．５Ｕｏ／絶縁試片に対する絶縁破壊電界
前記式３で、
Ｕｏは規格ＩＥＣ  ６０８４０による電圧テストの基準電圧であり、
前記絶縁試片に対する絶縁破壊電界は前記複数の絶縁試片のそれぞれの両端に電極を接触させた後、電圧を印加し、前記複数の絶縁試片に対する絶縁破壊確率が６３．２％の場合に印加された電圧による電界（ｋＶ／ｍｍ）である。
【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ものである。具体的に、本発明は環境に優しくて耐熱性及び機械的強度に優れるとともに、これらの物性とトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）関係にある耐寒性、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、敷設性、作業性などに優れた絶縁材料からなる絶縁層を有する電力ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な電力ケーブルは導体とこれを包む絶縁層とを含み、前記導体と絶縁層との間に内部半導電層、前記絶縁層を包む外部半導電層、前記外部半導電層を包むシース層などをさらに含むことができる。
【０００３】
最近、増加する電力需要に応じて高容量ケーブルの開発が要求されており、このためには、機械的、電気的特性に優れた絶縁層を製造するための絶縁材料が必要な状況になった。
【０００４】
従来、前記絶縁材料を構成する基材樹脂として、ポリエチレン、エチレン／プロピレン弾性共重合体（ＥＰＲ）、エチレン／プロピレン／ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）などのポリオレフィン系高分子を架橋させたものが一般的に使われて来た。このような従来の架橋樹脂は、甚だしくは高温下でも優れた柔軟性及び満足な電気的強度、機械的強度などを維持するからである。
【０００５】
しかし、絶縁材料を構成する基材樹脂として使われて来た前記架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）などは架橋型であるから前記架橋ポリエチレンなどの樹脂から製造された絶縁層を含むケーブルなどの寿命が尽きれば、前記絶縁層を構成する樹脂の再活用ができなく、焼却で廃棄するしかないから、環境に優しくない。
【０００６】
また、シース層の材料としてポリビニルクロリド（ＰＶＣ）を使う場合、これを前記絶縁材料を構成する架橋ポリエチレン（ＸＬＰＥ）などから分離することが困り、焼却の際に有毒性塩素化物質が生成されるなど、環境に優しくない欠点がある。
【０００７】
一方、非架橋型の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）又は低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）は、これから製造された絶縁層を含むケーブルなどの寿命が尽きれば前記絶縁層を構成する樹脂の再活用が可能であるなど、環境に優しいが、架橋型のポリエチレン（ＸＬＰＥ）に比べて耐熱性が劣等であり、低い運転温度によってその用途が非常に制限的な欠点がある。
【０００８】
一方、高分子自体の融点が１６０℃以上であり、架橋しなくても耐熱性に優れて環境に優しいポリプロピレン樹脂を基材樹脂として使うことを考慮することができる。ただ、前記ポリプロピレン樹脂は高い剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）による不十分な耐寒性、柔軟性、屈曲性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）などによって、これから製造される絶縁層を含むケーブルの敷設作業の際に作業性が落ち、その用途が制限される問題がある。
【０００９】
したがって、環境に優しくて製造コストが安いだけでなく、耐熱性及び機械的強度とこれらとトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）関係にある耐寒性、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、敷設性、作業性などを同時に満たすことができる電力ケーブルが切実に要求されている実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は環境に優しい電力ケーブルを提供することをその目的とする。
【００１１】
また、本発明は、耐熱性及び機械的強度とこれらとトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）関係にある耐寒性、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、敷設性、作業性などを同時に満たすことができ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】
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明は、
導体と、前記導体を包む内部半導電層と、前記内部半導電層を包む絶縁層とを含む電力ケーブルであって、前記絶縁層は、ベース樹脂としてポリプロピレン樹脂又はヘテロポリプロピレン樹脂を含む絶縁組成物から形成され、下記の式１によって定義される脆化温度（Ｔｂ）が−３５℃以下であり、
［数１］
Ｔｂ＝Ｔｈ＋△Ｔ［（Ｓ／１００）−（１／２）］
前記式１で、
前記式１で、
Ｔｈは前記ベース樹脂を含むケーブル絶縁層から採取した長さ３６．０ｍｍ〜４０．０ｍｍ、幅５．６ｍｍ〜６．４ｍｍ、厚さ１．８ｍｍ〜２．２ｍｍの試片５個をＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがって２３℃、５０％の相対湿度下で４０時間以上放置し、−４０℃で５℃の間隔で温度を上げるか下げながら温度別に２．５〜３．５分間放置した後、ストライキングエッジ（ｓｔｒｉｋｉｎｇ  ｅｄｇｅ）を用いて１８００〜２２００ｍｍ／ｓの速度で前記試片の表面に対して９０°の方向に打撃した結果、５個試片の全てが破壊されるか５個試片の全ての表面に肉眼で観察可能なクラックが発生する最高温度（℃）であり、
△ＴはＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがう温度別実験の際に変化させる所定の温度間隔であり、
ＳはＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがって−４０℃から△Ｔの間隔で温度を上げるか下げながら前記のように実験した結果、前記５個試片の全てが破壊されないか５個試片の全ての表面に肉眼で観察可能なクラックが発生しない最低温度（℃）から前記Ｔｈまでの温度別実験で５個試片の中で破壊されるか表面に肉眼で観察可能なクラックが発生した試片の百分率の総和であり、
下記の式２によって定義されたキシレン不溶性が１０％以下である、絶縁組成物。
【００１３】
［数２］
キシレン不溶性＝（キシレン溶媒での溶出後の絶縁試片の質量／溶出前の絶縁試片の質量）×１００
前記式２で、
前記キシレン溶媒での溶出後の絶縁試片の質量は、０．３ｇの絶縁試片をキシレン溶媒に浸した後、６時間の間に１５０℃以上で沸かしてから常温まで冷却させた後、絶縁試片を取り出し、また１５０℃のオーブンで４時間乾燥させ、常温まで冷却させた後に測定した絶縁試片の質量である。
【００１４】
ここで、前記脆化温度（Ｔｂ）が−８０〜−３５℃であることを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００１５】
また、前記絶縁組成物から形成された絶縁試片は規格ＡＳＴＭ  Ｄ７９０にしたがって測定した常温での曲げ弾性率が５０〜１，２００ＭＰａであることを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００１６】
ここで、前記ケーブルにおいて、絶縁層の厚さは下記の式３によるｔｍｉｎの５．５〜８４．０倍であることを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００１７】
［数３］
ｔｍｉｎ＝２．５Ｕｏ／絶縁試片に対する絶縁破壊電界
前記式３で、
Ｕｏは規格ＩＥＣ  ６０８４０による電圧テストの基準電圧であり、
前記絶縁試片に対する絶縁破壊電界は前記複数の絶縁試片のそれぞれの両端に電極を接触させた後、電圧を印加し、前記複数の絶縁試片に対する絶縁破壊確率が６３．２％の場合に印加された電圧による電界（ｋＶ／ｍｍ）である。
【００１８】
一方、前記ヘテロポリプロピレン樹脂は結晶性ポリプロピレンマトリックス内にゴムプロピレン共重合体が分散されたことを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００１９】
ここで、前記結晶性ポリプロピレンマトリックスはプロピレン単独重合体又はプロピレン共重合体又はこれらの両者を含むことを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００２０】
また、前記ゴムプロピレン共重合体は、エチレン及び１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテンなどのＣ４−１２アルファ−オレフィンからなる群から選択される１種以上のコモノマーを含むことを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００２１】
そして、前記ヘテロポリプロピレン樹脂は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定した融点（Ｔｍ）が１４０〜１７０℃であり、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定した融解エンタルピーが２０〜８５Ｊ／ｇであることを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００２２】
また、１８０℃で１０分間予熱した前記ベース樹脂を１０分間２０ＭＰａで押圧してから冷却させて製造した厚さ１ｍｍの試片を２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張ったとき、伸び率が５％になる地点での引張強度が０．７〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ２であり、ショアＤ硬度が２５〜７０であることを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００２３】
一方、前記絶縁層は、前記ベース樹脂１００重量部を基準に、０．１〜０．５重量部の核剤（ｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）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。
【００２４】
また、前記絶縁層は、前記ベース樹脂１００重量部を基準に、１〜１０重量部の絶縁油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。
【００２５】
そして、前記絶縁層は、前記絶縁層の総重量を基準に、酸化防止剤、衝撃補助剤、熱安定剤、造核剤及び酸スカベンジャー（ａｃｉｄ  ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ）からなる群から選択される１種以上のその他の添加剤０．００１〜１０重量％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。
【００２６】
一方、前記ベース樹脂は、前記ベース樹脂１００重量部を基準に、ポリプロピレン樹脂（Ａ）３０〜７０重量部及びポリプロピレンマトリックス内にプロピレン共重合体が分散されたヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）７０〜３０重量部を含むことを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００２７】
ここで、前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）は下記のａ）〜ｉ）の条件を全部満たすことを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００２８】
ａ）密度が０．８７〜０．９２ｇ／ｃｍ３（ＩＳＯ  １１８８３にしたがって測定）、
ｂ）溶融流速（ＭＦＲ）が１．７〜１．９ｇ／１０分（ＩＳＯ  １１３３にしたがって２３０℃で２．１６ｋｇの荷重下で測定）、
ｃ）引張弾性率が９３０〜９８０ＭＰａ（１ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｄ）降伏引張応力が２２〜２７ＭＰａ（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｅ）降伏引張変形率が１３〜１５％（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｆ）０℃及び２３℃でのシャルピー（ｃｈａｒｐｙ）衝撃強度がそれぞれ１．８〜２．１ｋＪ／ｍ２及び５．５〜６．５ｋＪ／ｍ２、
ｇ）熱変形温度が６．８〜７．２℃（０．４５ＭＰａで測定）、
ｈ）Ｖｉｃａｔ軟化点が１３１〜１３６℃（規格Ａ５０にしたがって５０℃／ｈ及び１０Ｎで測定）、及び
ｉ）ショアＤ硬度が６３〜７０（ＩＳＯ  ８６８にしたがって測定）。
【００２９】
また、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）は下記の条件ａ）〜ｊ）を全部満たすことを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００３０】
ａ）密度が０．８６〜０．９０ｇ／ｃｍ３（ＩＳＯ  １１８８３にしたがって測定）、
ｂ）溶融流速（ＭＦＲ）が０．１〜１．０ｇ／１０分（ＩＳＯ  １１３３にしたがって２３０℃で２．１６ｋｇの荷重下で測定）、
ｃ）破断時の引張応力が１０ＭＰａ以上（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｄ）破断時の引張変形率が４５０％以上（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、
ｅ）曲げ強度が９５〜１０５ＭＰａ、
ｆ）−４０℃でのノッチアイゾット（ｎｏｔｃｈｅｄ  ｉｚｏｄ）衝撃強度がそれぞれ６．８〜７．２ｋＪ／ｍ２、
ｇ）熱変形温度が３８〜４２℃（０．４５ＭＰａで測定）、
ｈ）Ｖｉｃａｔ軟化点が５５〜５９℃（規格Ａ５０にしたがって５０℃／ｈ及び１０Ｎで測定）、
ｉ）ショアＤ硬度が２５〜３５（ＩＳＯ  ８６８にしたがって測定）、及び
ｊ）融点が１５５〜１７０℃。
そして、前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）は、単量体総重量を基準に、エチレン単量体含量が１〜１０重量％であるランダムプロピレン−エチレン共重合体であり、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）に含まれた前記ポリプロピレンマトリックスはプロピレン単独重合体であることを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００３１】
また、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）に含まれた前記プロピレン共重合体は、単量体総重量を基準に、エチレン単量体含量が２０〜５０重量％であり、プロピレン−エチレンゴム（ＰＥＲ）粒子を含むことを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００３２】
ここで、前記プロピレン共重合体の含量は、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の総重量を基準に、６０〜８０重量％であることを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【００３３】
また、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）は、示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定した融解エンタルピーが１５〜４０Ｊ／ｇであることを特徴とする、電力ケーブルを提供する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による電力ケーブルは、絶縁層素材として非架橋プロピレン重合体を採択することにより、環境に優しくて耐熱性及び機械的強度に優れた効果を現す。
【００３５】
また、本発明による電力ケーブルは、絶縁層素材及びその脆性温度を精密に制御することにより、剛性の高いプロピレン重合体からなる絶縁層を適用するにもかかわらず、耐寒性、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、敷設性、作業性などを同時に満たすことができる優れた効果を現す。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明による電力ケーブルの一実施例の横断面構造を概略的に示す図である。
【図２】図１に示した電力ケーブルの階段式横断面構造を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。しかし、本発明はここで説明する実施例に限定されず、他の形態に具体化することもできる。むしろ、ここで開示する実施例は開示の内容が徹底的で完全になるように、そして当業者に本発明の思想を充分に伝達するために提供するものである。明細書全般にわたって同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
【００３８】
図１及び２は本発明による電力ケーブルの一実施例の横断面図及び階段式横断面斜視図をそれぞれ示す。
【００３９】
図１及び図２に示すように、本発明による電力ケーブルは、銅、アルミニウムなどの伝導性物質からなる導体１０、絶縁性高分子などからなる絶縁層３０、前記導体１０を包み、前記導体１０と前記絶縁層３０との間の空気層をなくし、局部的な電界集中を緩和させるなどの役割を果たす内部半導電層２０、ケーブルの遮蔽役割及び絶縁層３０に均等な電界がかかるようにする役割を果たす外部半導電層４０、ケーブル保護のためのシース層５０などを含むことができる。
【００４０】
前記導体１０、絶縁層３０、半導電層２０、４０、シース層５０などの規格はケーブルの用途、送電圧などによって多様であり、前記絶縁層３０、半導電層２０、４０及びシース層５０を構成する材料は互いに同じか異なることができる。
【００４１】
前記導体１０は、電力ケーブルの耐寒性、柔軟性、屈曲性、敷設性、作業性などを向上させる側面で、複数の素線が撚り合わせられた撚線からなることができ、特に複数の素線が前記導体１０の円周方向に配列されることによって形成された複数の導体層を含むことができる。
【００４２】
本発明による電力ケーブルの絶縁層３０は、ホモポリプロピレン樹脂又はヘテロポリプロピレン樹脂又はこれらの全部を含む非架橋熱可塑性樹脂を含む絶縁組成物から形成されることができる。
【００４３】
ここで、前記ヘテロポリプロピレン樹脂は、２個以上の樹脂、具体的に結晶性樹脂及びゴム樹脂を全部含むヘテロポリプロピレン樹脂を含むことができ、例えば、結晶性ポリプロピレン樹脂とゴムプロピレン共重合体のブレンド樹脂又は結晶性ポリプロピレン樹脂とゴムプロピレン共重合体が一緒に重合して、結晶性ポリプロピレンマトリックス樹脂内にゴムプロピレン共重合体が分散されたヘテロポリプロピレン樹脂を含むことができる。
【００４４】
ここで、前記ホモポリプロピレン樹脂又は前記結晶性ポリプロピレン（マトリックス）樹脂は、プロピレン単独重合体及び／又はプロピレン共重合体を含むことができ、好ましくはプロピレン単独重合体を含むことができ、より好ましくはプロピレン単独重合体のみ含むことができる。前記プロピレン単独重合体は、単量体総重量を基準に、９９重量％以上、好ましくは９９．５重量％以上のプロピレンの重合によって形成されるポリプロピレンを意味する。
【００４５】
前記ホモポリプロピレン樹脂又は前記結晶性ポリプロピレン（マトリックス）樹脂は、通常の立体特異的チーグラーナッタ（Ｚｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ）触媒、メタロセン触媒、拘束幾何触媒、他の有機金属又は配位触媒の下で重合されることができ、好ましくはチーグラーナッタ触媒又はメタロセン触媒の下で重合されることができる。ここで、前記メタロセンはシクロペンタジエンと遷移金属がサンドイッチ構造に結合した新しい有機金属化合物であるビス（シクロペンタジエニル）金属の総称であり、最も簡単な構造の一般式はＭ（Ｃ５Ｈ５）２（ここで、ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｚｒ、Ｈｆなど）である。前記メタロセン触媒の下で重合されたポリプロピレンは触媒残量が約２００〜７００ｐｐｍと低いから、前記触媒残量によって前記ポリプロピレンを含む絶縁組成物の電気的特性が低下することを抑制するか最小化することができる。
【００４６】
一方、前記結晶性ポリプロピレンマトリックス樹脂内に分散されるか前記結晶性ポリプロピレン樹脂とブレンドされるゴムプロピレン共重合体は実質的に非晶性である。前記ゴムプロピレン共重合体はエチレン及び１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテンなどのＣ４−１２アルファオレフィンからなる群から選択される１種以上のコモノマーを含むことができる。
【００４７】
前記ゴムプロピレン共重合体は単量体プロピレン−エチレンゴム（ＰＥＲ）又はプロピレン−エチレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）であることができる。
【００４８】
本発明において、前記ゴムプロピレン共重合体の粒子サイズはマイクロサイズ又はナノサイズであることができる。前記ゴムプロピレン共重合体のこのような粒子サイズは前記結晶性ポリプロピレンマトリックス内での前記ゴムプロピレン共重合体の均一な分散を保障し、これを含む絶縁層の衝撃強度を改善させることができる。また、前記粒子サイズは前記粒子によって始まる亀裂の危険要因を減少させるとともに、既に形成された亀裂又はクラックを中断させる可能性を向上させる。
【００４９】
ここで、前記ヘテロポリプロピレン樹脂は、融点（Ｔｍ）が１４０〜１７０℃（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定）であり、融解エンタルピーが２０〜８５Ｊ／ｇ（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定）であることができる。
【００５０】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂の融解エンタルピーが２０Ｊ／ｇ未満の場合、結晶のサイズが小さくて結晶化度が低いことを意味し、ケーブルの耐熱性、機械的強度などが低下する反面、８５Ｊ／ｇを超える場合、結晶のサイズが大きくて結晶化度が高いことを意味し、前記絶縁層３０の電気的特性が低下することができる。
【００５１】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂は非架橋型であるにもかかわらず、自体融点が高くて十分な耐熱性を発揮することにより、連続使用温度が向上した電力ケーブルを提供することができるだけでなく、非架橋型なので再活用が可能であるなど、環境に優しい優れた効果を現す。一方、従来の架橋型の樹脂は再活用が難しくて環境に優しくないだけでなく、絶縁層３０の形成時に架橋結合又はスクーチ（ｓｃｏｒｃｈ）が早期に発生すれば均一な生産能力を発揮することができないなど、長期押出性の低下を引き起こすことができる。
【００５２】
本発明において、前記絶縁層３０を形成する絶縁組成物は、これから形成された絶縁試片の下記の式１によって定義される脆化温度（ｂｒｉｔｌｅｎｅｓｓ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；Ｔｂ）を−３５℃以下、例えば−８０〜−３５℃に制御することにより、耐熱性及び機械的強度に優れるとともに、これらの物性とトレードオフ（ｔｒａｄｅ−ｏｆｆ）関係にある耐寒性、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、敷設性、作業性などに優れることができる。
【００５３】
［数１］
Ｔｂ＝Ｔｈ＋△Ｔ［（Ｓ／１００）−（１／２）］
前記式１で、
Ｔｈは、前記ベース樹脂を含むケーブル絶縁層から採取した長さ３６．０ｍｍ〜４０．０ｍｍ、幅５．６ｍｍ〜６．４ｍｍ、厚さ１．８ｍｍ〜２．２ｍｍの試片５個をＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがって、２３℃、５０％相対湿度下で４０時間以上放置し、−４０℃から５℃の間隔で温度を上げるか下げながら温度別に２．５〜３．５分間放置した後、ストライキングエッジ（ｓｔｒｉｋｉｎｇ  ｅｄｇｅ）を用いて１８００〜２２００ｍｍ／ｓの速度で前記試片の表面に対して９０°の方向に打撃した結果、５個試片の全部が破壊されるか５個試片の全部の表面に肉眼で観察可能なクラックが発生する最高温度（℃）であり、
△Ｔは、ＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがう温度別実験の際に変化させる一定した温度間隔であり、
Ｓは、ＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがって−４０℃から△Ｔ、例えば５℃の間隔で温度を上げるか下げながら前記のように実験した結果、前記５個試片の全部が破壊されないか５個試片の全部の表面に肉眼で観察可能なクラックが発生しない最低温度（℃）から前記Ｔｈまでの温度別実験で５個試片の中で破壊されるか表面に肉眼で観察可能なクラックが発生した試片の百分率の総和である。
【００５４】
ここで、試片が破壊されるとは試片が２個以上の切れに分離されることを意味し、クラックは試片が破壊されなかったが表面に割れ目や亀裂が発生したことを意味する。
【００５５】
実際に、前記脆化温度を測定及び計算した例示は下記の通りである。
【００５６】
ＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがって−４０℃で耐寒打撃試験を遂行した結果、５個の試片の中で３個が破壊され、１個にクラックが発生し、５℃ずつ温度を上げながら同じ試験を遂行した結果、−３５℃で破壊２個及びクラック０個、−３０℃で破壊０個及びクラック０個が現れるので、５個試片の全部が破壊されないか５個試片の全部の表面に肉眼で観察可能なクラックが発生しない最低温度は−３５℃である。
【００５７】
また、−４０℃から５℃ずつ温度を下げながらＡＳＴＭ  Ｄ７４６による耐寒打撃試験を遂行した結果、−４５℃で破壊４個及びクラック１個が現れたことから試片５個が全部損傷されたので、５個試片の全部が破壊されるか５個試片の全部の表面に肉眼で観察可能なクラックが発生する最高温度（Ｔｈ）は−４５℃である。
【００５８】
これに基づき、温度別破壊及びクラック数、そしてこれによる試片の損傷数／総数の百分率は下記の表１に示した通りであり、これによる百分率の総和（Ｓ）は２２０である。
【００５９】
【表１】
2021528551.tif 000003
【００６０】
したがって、式１によって定義された脆化温度（Ｔｂ＝Ｔｈ＋△Ｔ＊［（Ｓ／１００）−（１／２）］）は−４５＋５＊［２２０／１００−１／２］＝−３６．５℃になる。ここで、前記脆化温度（Ｔｂ）が−８０℃未満の場合、耐寒性は優れるが機械的特性が十分でないから、ケーブルの製造の際に押され現象又は保管の際にケーブル積層による押され現象によってケーブル構造が円形を維持しにくく、これによりケーブルの電気的特性が大きく低下することができる反面、−３５℃を超える場合、耐寒性が極めて低下することができる。
【００６１】
本発明において、前記絶縁層３０を形成する絶縁組成物は、これから形成された絶縁試片のキシレン不溶性（Ｘｙｌｅｎｅ  Ｉｎｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ）が１０％以下であり、常温での曲げ弾性率が５０〜１，２００ＭＰａ（規格ＡＳＴＭ  Ｄ７９０にしたがって測定）、好ましくは２００〜１，０００ＭＰａであることができる。
【００６２】
ここで、前記キシレン不溶性（Ｘｙｌｅｎｅ  Ｉｎｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ）は下記の式２によって計算することができる。
【００６３】
［数２］
キシレン不溶性＝（キシレン溶媒での溶出後の絶縁試片の質量／溶出前の絶縁試片の質量）×１００
前記式２で、
前記キシレン溶媒での溶出後の絶縁試片の質量は、０．３ｇの絶縁試片をキシレン溶媒に浸した後、６時間の間に１５０℃以上で沸かしてから常温まで冷却させた後、絶縁試片を取り出し、また１５０℃のオーブンで４時間乾燥させ、常温まで冷却させた後に測定した絶縁試片の質量である。
【００６４】
すなわち、キシレン溶媒での溶出後の絶縁試片の質量は当該絶縁試片からキシレン溶媒に溶出するゴムポリプロピレン共重合体が除去されて残った結晶性ポリプロピレンマトリックス、その他の添加剤の総質量に相当し、よって前記キシレン不溶性が１０％を超える場合、すなわち前記絶縁試片内の結晶性部分の含量が過度なとき、前記絶縁層３０の柔軟性、耐寒性、敷設性、作業性などが大きく低下することができる。
【００６５】
一方、規格ＡＳＴＭ  Ｄ７９０にしたがって測定した曲げ弾性率は直方体状の絶縁試片を２個の支持台上に置き、前記２個の支持台間の前記絶縁試片の中間部分に荷重を印加しながら絶縁試片の表面に破断が発生するか５．０％の変形が起こる時点に印加された荷重を測定することによって測定することができる。また、前記絶縁試片の常温での曲げ弾性率が５０ＭＰａ未満の場合、前記絶縁層３０の耐熱性、機械的特性などが十分でないことがある反面、１，２００ＭＰａを超える場合、前記絶縁層３０の柔軟性、耐寒性、敷設性、作業性などが大きく低下することができる。
【００６６】
本発明において、前記絶縁層３０を形成する絶縁組成物のキシレン不溶性と曲げ弾性率が前述したような範囲を満たすことを前提として、前記絶縁層３０の厚さはａ×ｔｍｉｎによって精密に設計することができる。ここで、ａは５．５〜８４．０であり、ｔｍｉｎは下記の式３によって定義することができる。
【００６７】
［数３］
ｔｍｉｎ＝２．５Ｕｏ／絶縁試片に対する絶縁破壊電界
前記式３で、
Ｕｏは規格ＩＥＣ  ６０８４０による電圧テストの基準電圧で、下記の表２に示した通りであり、
絶縁試片に対する絶縁破壊電界は、ケーブルの絶縁層から採取した複数、例えば２０個の絶縁試片のそれぞれの両端に電極を接触させた後、電圧を印加し、複数の絶縁試片に対する絶縁破壊確率が６３．２％の場合に印加された電圧による電界（ｋＶ／ｍｍ）を意味する。
【００６８】
【表２】
2021528551.tif 000004
【００６９】
本発明において、ケーブルの絶縁層３０の厚さが前述したａ×ｔｍｉｎを超える場合、ケーブル絶縁層の厚さがあまりにも大きくなってケーブルの敷設性、作業性などが不必要に低下することができる反面、ａ×ｔｍｉｎ未満の場合、ケーブル絶縁層の絶縁耐力の不十分によって絶縁破壊による寿命短縮の問題が発生することができる。
【００７０】
本発明において、前記絶縁層３０を形成する絶縁組成物は、核剤（ｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）をさらに含むことができる。前記核剤はソルビトール（ｓｏｒｂｉｔｏｌ）系核剤であることができる。すなわち、前記核剤はソルビトール系核剤であり、例えば１，３：２，４−ビス（３，４−ジメチルジベンジリデン）ソルビトール（１，３：２，４−Ｂｉｓ（３，４−ｄｉｍｅｔｈｙｌｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ）Ｓｏｒｂｉｔｏｌ）、ビス（ｐ−メチルジベンジリデン）ソルビトール（Ｂｉｓ（ｐ−ｍｅｔｈｙｌｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ）Ｓｏｒｂｉｔｏｌ）、置換ジベンジリデンソルビトール（Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ  Ｄｉｂｅｎｚｙｌｉｄｅｎｅ  Ｓｏｒｂｉｔｏｌ）、これらの混合物であることができる。
【００７１】
前記核剤は、ケーブルの押出し工程で急冷しなくても前記非架橋熱可塑性樹脂の硬化を促進してケーブルの生産性を向上させるだけでなく、前記非架橋熱可塑性樹脂の硬化時に生成される結晶のサイズを小さく、好ましくは１〜１０μｍに制限することにより、製造される絶縁層の電気的特性を向上させることができ、さらに前記結晶が生成される結晶化サイトを多数形成させて結晶化度を増加させることにより、前記絶縁層の耐熱性、機械的強度なども同時に向上させる優れた効果を発揮する。
【００７２】
前記核剤は溶融温度が高いから約２３０℃の高温で射出及び押出し加工を行わなければならなく、２以上のソルビトール系核剤を組み合わせて使うことが好ましい。２個以上の相異なるソルビトール系核剤を組み合わせて使用する場合、低温でも核剤の発現性が高くなることができる。
【００７３】
前記核剤は、前記非架橋熱可塑性樹脂１００重量部を基準に、０．１〜０．５重量部含むことができる。前記核剤の含量が０．１重量部未満の場合、大きな結晶サイズ、例えば１０μｍを超える結晶サイズ及び不均一な結晶分布によって前記非架橋熱可塑性樹脂及びこれを含む絶縁層の耐熱性、電気的強度及び機械的強度が低下することができる反面、前記核剤の含量が０．５重量部を超える場合、余りにも小さい結晶サイズ、例えば１μｍ未満の結晶サイズによって前記結晶と前記樹脂の非晶性部分との間の表面の界面積の増加によって前記非架橋熱可塑性樹脂及びこれを含む絶縁層の交流絶縁破壊（ＡＣ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｂｒｅａｋｄｏｗｎ；ＡＣＢＤ）特性、インパルス（ｉｍｐｕｌｓｅ）特性などが低下することができる。
【００７４】
本発明において、前記絶縁層３０を形成する絶縁組成物は絶縁油をさらに含むことができる。
【００７５】
前記絶縁油は、鉱油、合成油などを使うことができる。特に、前記絶縁油は、ジベンジルトルエン、アルキルベンゼン、アルキルジフェニルエタンのような芳香族炭化水素化合物からなる方向族系オイル、パラフィン系炭化水素化合物からなるパラフィン系オイル、ナフテン系炭化水素化合物からなるナフテン系オイル、シリコン油などを使うことができる。
【００７６】
一方、前記絶縁油の含量は、前記非架橋熱可塑性樹脂１００重量部を基準に、１〜１０重量部、好ましくは１〜７．５重量部であることができ、前記絶縁油の含量が１０重量部を超える場合、導体１０上に絶縁層３０を形成する押出し過程で前記絶縁油が溶出する現象が発生してケーブルの加工が難しくなる問題が発生することができる。
【００７７】
前記絶縁油は、前述したように、剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）が高くて柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）がちょっと低いポリプロピレン樹脂を基材樹脂とする絶縁層３０の柔軟性、屈曲性などをさらに改善することによってケーブルの敷設作業を容易にするとともに、前記ポリプロピレン樹脂が本質的に有する優れた耐熱性、機械的及び電気的特性を維持又は改善させる卓越した効果を現す。特に、前記絶縁油は、前記ポリプロピレン樹脂がメタロセン触媒下で重合される場合、多少狭い分子量分布によってちょっと低下した加工性を補充する優れた効果を現す。
【００７８】
さらに、前記絶縁層３０を形成する絶縁組成物は、（Ａ）ポリプロピレン樹脂と（Ｂ）ポリプロピレンマトリックス内にプロピレン共重合体が分散されたヘテロ樹脂を含む非架橋熱可塑性樹脂をベース樹脂として含むことができる。
【００７９】
前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）は、プロピレン単独重合体及び／又はプロピレン共重合体、好ましくはプロピレン共重合体を含むことができる。前記プロピレン単独重合体は、単量体の総重量を基準に、９９重量％以上、好ましくは９９．５重量％以上のプロピレンの重合によって形成されるポリプロピレンを意味する。
【００８０】
前記プロピレン共重合体は、プロピレンとエチレン又は炭素数４〜１２のα−オレフィン、例えば１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン及びこれらの組合せから選択されるコモノマーなど、好ましくはエチレンとの共重合体を含むことができる。プロピレンとエチレンを共重合させれば堅くて柔軟な性質を現すからである。
【００８１】
前記プロピレン共重合体は、ランダムプロピレン共重合体及び／又はブロックプロピレン共重合体を含むことができ、好ましくはランダムプロピレン共重合体を含むことができ、より好ましくはランダムプロピレン共重合体のみ含むことができる。前記ランダムプロピレン共重合体はプロピレン単量体と他のオレフィン単量体が任意に交互に配列されてなるプロピレン共重合体を意味する。前記ランダムプロピレン共重合体は、総単量体重量を基準に、１〜１０重量％、好ましくは１〜５重量％、より好ましくは３〜４重量％のエチレン単量体を含むランダムプロピレン共重合体が好ましい。
【００８２】
前記ランダムプロピレン共重合体は、好ましくは密度が０．８７〜０．９２ｇ／ｃｍ３（ＩＳＯ  １１８８３にしたがって測定）、溶融流速（ＭＦＲ）が１．７〜１．９ｇ／１０分（ＩＳＯ  １１３３にしたがって２３０℃で２．１６ｋｇの荷重下で測定）、引張弾性率が９３０〜９８０ＭＰａ（１ｍｍ／分の引張速度で測定）、引張応力が２２〜２７ＭＰａ（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、引張変形率が１３〜１５％（５０ｍｍ／分の引張速度で測定）、０℃及び２３℃でのシャルピー衝撃強度がそれぞれ１．８〜２．１ｋＪ／ｍ２及び５．５〜６．５ｋＪ／ｍ２、熱変形温度が６．８〜７．２℃（０．４５ＭＰａで測定）、Ｖｉｃａｔ軟化点が１３１〜１３６℃（規格Ａ５０にしたがって５０℃／ｈ及び１０Ｎで測定）、ショアＤ硬度が６３〜７０（ＩＳＯ  ８６８にしたがって測定）であることができる。
【００８３】
前記ランダムプロピレン共重合体は、形成される絶縁層３０の引張強度などの機械的強度を向上させることができ、透明度が高くて透明な成形品用に適し、結晶化温度（Ｔｃ）が相対的に高くてケーブル製造のための前記絶縁層３０の押出後の冷却時にかかる時間を縮めることによりケーブルの製造収率を向上させるとともに、前記絶縁層３０の収縮率及び加熱変形性を最小化することができ、相対的に低い単価によってケーブル製造コストを節減することができる利点がある。
【００８４】
前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）は、重量平均分子量（Ｍｗ）が２００，０００〜４５０，０００であることができる。また、前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）は、融点（Ｔｍ）が１４０〜１７５℃（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定）、融解エンタルピーが５０〜１００Ｊ／ｇ（ＤＳＣで測定）、室温での曲げ強度が３０〜１，０００ＭＰａ、好ましくは６０〜１，０００ＭＰａ（ＡＳＴＭ  Ｄ７９０にしたがって測定）であることができる。
【００８５】
前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）は非架橋型であるにもかかわらず、自体融点が高くて十分な耐熱性を発揮することによって連続使用温度が向上した電力ケーブルを提供することができるだけではなく、非架橋型なので再活用が可能であるなど、環境に優しい優れた効果を現す。一方、従来の架橋型の樹脂は再活用が難しくて環境に優しくないだけでなく、絶縁層３０の形成時に架橋結合又はスクーチ（ｓｃｏｒｃｈ）が早期に発生すれば均一な生産能力を発揮することができないなど、長期押出性の低下を引き起こすことができる。
【００８６】
前記ポリプロピレンマトリックス内にプロピレン共重合体が分散されたヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）において、前記ポリプロピレンマトリックスは前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）と同じか異なることができ、好ましくはプロピレン単独重合体を含むことができ、より好ましくはプロピレン単独重合体のみ含むことができる。
【００８７】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）において、前記ポリプロピレンマトリックス内に分散されたプロピレン共重合体（以下、‘分散されたプロピレン共重合体’と言う）は実質的に非晶性である。ここで、プロピレン共重合体が非晶性であるというのは融解エンタルピーが１０Ｊ／ｇ未満の残留結晶度を有することを意味する。前記分散されたプロピレン共重合体は、エチレン及び１−ブテン、１−ペンテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテンなどのＣ４−８アルファ−オレフィンからなる群から選択される１種以上のコモノマーを含むことができる。
【００８８】
前記分散されたプロピレン共重合体は、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の総重量を基準に、６０〜９０重量％、好ましくは６５〜８０重量％であることができる。ここで、前記分散されたプロピレン共重合体の含量が６０重量％未満の場合、形成される絶縁層３０の柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、耐寒性などが十分でない反面、９０重量％を超える場合、絶縁層３０の耐熱性、機械的強度などが十分でないことができる。
【００８９】
前記分散されたプロピレン共重合体は、単量体総重量を基準に、２０〜５０重量％、好ましくは３０〜４０重量％のエチレン単量体を含むプロピレン−エチレンゴム（ＰＥＲ）又はプロピレン−エチレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）であることができる。前記エチレン単量体の含量が２０重量％未満の場合、形成される絶縁層３０の柔軟性、屈曲性、耐衝撃性は優れるが耐寒性などが十分でない反面、５０重量％を超える場合、絶縁層３０の耐寒性、耐熱性及び機械的強度は優れるが柔軟性などは低下することができる。
【００９０】
本発明において、前記分散されたプロピレン共重合体の粒子サイズは１μｍ以下、好ましくは０．９μｍ以下、より好ましくは０．８μｍ以下であることができる。前記分散されたプロピレン共重合体のこのような粒子サイズは前記ポリプロピレンマトリックス内での前記分散されたプロピレン共重合体の均一な分散を保障し、これを含む絶縁層の衝撃強度を改善させることができる。また、前記粒子サイズは前記粒子によって始まる亀裂の危険要因を減少させるとともに、既に形成された亀裂又はクラックを中断させる可能性を向上させる。
【００９１】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）は、好ましくは２．１６ｋｇの荷重及び２３０℃でＩＳＯ  １１３３にしたがって測定された溶融流速（ＭＦＲ；ｍｅｌｔｉｎｇ  ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）が０．１〜１．０ｇ／１０分、好ましくは０．８ｇ／１０分、破断時の引張応力が１０ＭＰａ以上、破断時の引張変形率が４５０％以上、曲げ強度が９５〜１０５ＭＰａ、−４０℃で測定したノッチアイゾット（ｎｏｔｃｈｅｄ  ｉｚｏｄ）衝撃強度が６．８〜７．２ｋＪ／ｍ２、熱変形温度が３８〜４２℃（０．４５ＭＰａで測定）、Ｖｉｃａｔ軟化点が５５〜５９℃（Ａ５０にしたがって５０℃／ｈ及び１０Ｎで測定）、ショアＤ硬度が２５〜３５（ＩＳＯ  ８６８にしたがって測定）、融点（Ｔｍ）が１５５〜１７０℃（示差走査熱量測定法（ＤＳＣ）で測定）、融解エンタルピーが１５〜４０Ｊ／ｇ（ＤＳＣで測定）であることができる。
【００９２】
また、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の密度は、ＩＳＯ  １１８８３にしたがって測定する場合、０．８６〜０．９０ｇ／ｃｍ３、好ましくは０．８８ｇ／ｃｍ３であることができ、前記密度は絶縁層３０の特性、例えば衝撃強度及び収縮特性に影響を及ぼす。
【００９３】
前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）は非架橋ポリプロピレンを含むので、再活用が可能であるなど、環境に優しいとともに、耐熱性に優れたポリプロピレンマトリックスによって形成される絶縁層３０の耐熱性を向上させることができ、前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）の剛性（ｒｉｇｉｄｉｔｙ）によって低下した絶縁層３０の耐寒性、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、敷設性、作業性などを向上させることができる。
【００９４】
特に、前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）と前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の重量比（Ａ：Ｂ）は３：７〜７：３、好ましくは５：５であることができる。前記重量比が３：７未満の場合、形成される絶縁層３０の引張強度などの機械的強度が十分でないことができ、７：３を超える場合、絶縁層３０の柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、耐寒性などが十分でないことができる。
【００９５】
本発明による電力ケーブルの絶縁層３０に含まれる非架橋熱可塑性樹脂は、優れた耐熱性、機械的強度などを有する前記ポリプロピレン樹脂（Ａ）と優れた耐熱性、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、耐寒性、敷設性、作業性などを有する前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の組合せ及びこれらの相溶性によってトレードオフ関係にある前記特性、すなわち耐熱性、機械的強度、柔軟性、屈曲性、耐衝撃性、耐寒性、敷設性、作業性などを同時に得ることができる優れた効果を現す。
【００９６】
本発明において、前記絶縁層３０は、酸化防止剤、衝撃補助剤、熱安定剤、造核剤、酸スカベンジャー（ａｃｉｄ  ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ）などのその他の添加剤をさらに含むことができる。前記その他の添加剤は、その類型によって、前記絶縁層３０の総重量を基準に、０．００１〜１０重量％の含量で添加することができる。
【００９７】
一方、前記内部半導電層２０は、前記ポリプロピレンマトリックス内にプロピレン共重合体が分散されたヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）と他のヘテロ樹脂（Ｂ’）のブレンド樹脂をベース樹脂として含むことができる。ここで、前記ヘテロ樹脂（Ｂ’）もポリプロピレンマトリックス内にプロピレン共重合体が分散されたヘテロ樹脂であるが、前記ポリプロピレンマトリックスがプロピレンランダム共重合体を含むことにより、前記ヘテロ樹脂（Ｂ’）は前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）に比べて低い融点と高い溶融流速（ＭＦＲ）を有する。例えば、前記ヘテロ樹脂（Ｂ’）の融点は１４０〜１５０℃であり、２．１６ｋｇの荷重及び２３０℃でＩＳＯ  １１３３にしたがって測定された溶融流速（ＭＦＲ；ｍｅｌｔｉｎｇ  ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）は６〜８ｇ／１０分であることができる。
【００９８】
また、前記ベース樹脂１００重量部を基準に、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の含量は５０〜８０重量部、前記ヘテロ樹脂（Ｂ’）の含量は２０〜５０重量部であることができ、追加としてカーボンブラック３５〜７０重量部、酸化防止剤０．２〜３重量部などを含むことができる。
【００９９】
ここで、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の含量が５０重量部未満であり、前記ヘテロ樹脂（Ｂ’）の含量が５０重量部を超える場合、前記内部半導電層２０の耐熱性及び伸び率が大きく低下することができる反面、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の含量が８０重量部を超え、前記ヘテロ樹脂（Ｂ’）の含量が２０重量部未満の場合、前記内部半導電層２０を形成する組成物の粘度上昇によって押出時にスクリュー負荷が上昇して作業性が大きく低下することができる。
【０１００】
また、前記カーボンブラックの含量が３５重量部未満の場合、前記内部半導電層２０の半導電特性が具現されないことがある反面、７０重量部を超える場合、前記内部半導電層２０を形成する組成物の粘度上昇によって押出時にスクリュー負荷が上昇して作業性が大きく低下することができる。
【０１０１】
そして、前記酸化防止剤の含量が０．２重量部未満の場合、前記電力ケーブルが高温環境での長期耐熱性の確保が難しいことがある反面、３重量部を超える場合、前記酸化防止剤が前記内部半導電層２０の表面に白く溶出するブルーミング（ｂｌｏｏｍｉｎｇ）現象が発生して半導電特性が低下することができる。
【０１０２】
一方、前記外部半導電層４０は、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）とエチレン共重合樹脂のブレンド樹脂をベース樹脂として含むことができ、前記エチレン共重合樹脂は、例えば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）、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）、エチレンメチルアクリレート（ＥＭＡ）など又はこれらの配合物を含むことができる。
【０１０３】
ここで、前記ベース樹脂１００重量部を基準に、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の含量が１０〜４０重量部、前記エチレン共重合樹脂の含量が６０〜９０重量部であることができ、カーボンブラック３５〜７０重量部、酸化防止剤０．２〜３重量部などをさらに含むことができる。
【０１０４】
ここで、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の含量が１０重量部未満であり、前記エチレン共重合樹脂の含量が９０重量部を超える場合、前記電力ケーブルが高温環境での耐熱性確保が難しいことがあり、前記絶縁層３０に対する前記外部半導電層４０の密着性が大きく低下することができる反面、前記ヘテロポリプロピレン樹脂（Ｂ）の含量が４０重量部を超え、前記エチレン共重合樹脂の含量が６０重量部未満の場合、前記絶縁層３０に対する前記外部半導電層４０の易剥離性が大きく低下することができる。
【０１０５】
また、前記カーボンブラックの含量が３５重量部未満の場合、前記外部半導電層4０の半導電特性が具現されないことがある反面、７０重量部を超える場合、前記外部半導電層4０を形成する組成物の粘度上昇によって押出の際にスクリュー負荷が上昇して作業性が大きく低下することができる。
【０１０６】
そして、前記酸化防止剤の含量が０．２重量部未満の場合、前記電力ケーブルが高温環境での長期耐熱性確保が難しいことがある反面、３重量部を超える場合、前記酸化防止剤が前記外部半導電層4０の表面に白く溶出するブルーミング（ｂｌｏｏｍｉｎｇ）現象が発生して半導電特性が低下することができる。
【０１０７】
［実施例］
１．製造例
下記の表３に示す構成成分及び含量からなるベース樹脂を１８０℃で１０分間予熱し、２０ＭＰａで１０分間押圧してから冷却させることによって絶縁試片をそれぞれ製造した。また、導体上に前記ベース樹脂が押出しされて絶縁層が形成されたケーブル試片をそれぞれ製造した。表３に記載した含量の単位は重量部である。
【０１０８】
【表３】
2021528551.tif 000005
【０１０９】
−樹脂Ａ：ポリプロピレン樹脂  −樹脂Ｂ：ポリプロピレンマトリックス内にプロピレン共重合体が分散されたヘテロ樹脂
２．物性評価
１）屈曲性評価
前記試片を横×縦×厚＝１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍのサイズに製作し、このように製作された試片の３箇所以上の地点を選択してショアＤ硬度を測定した。
【０１１０】
また、前記試片のサイズを横×縦×厚＝２５０ｍｍ×２５０ｍｍ×１ｍｍのサイズに製造し、このように製造された試片をＡＳＴＭ  Ｄ６３８にしたがって再びダンベル（ｄｕｍｂｂｅｌｌ）試片にし、このダンベル試片を２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張ったとき、伸び率が５％になる地点での引張強度を測定することにより、それぞれの試片の柔軟性及び屈曲性を評価した。
【０１１１】
ここで、前記引張強度が０．７〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ２であり、ショアＤ硬度が３５〜７０の場合、機械的特性及びこれとトレードオフ関係にある柔軟性及び屈曲性が全て優れると評価された。すなわち、前記引張強度が０．７ｋｇｆ／ｍｍ２未満であり、ショアＤ硬度が３５未満の場合、柔軟性及び屈曲性は優れるが、機械的強度が大きく低下し、ケーブルの製造又は敷設の際、押され現象によってケーブル構造が変更され、電気的特性が大きく低下することができる反面、前記引張強度が３．０ｋｇｆ／ｍｍ２を超え、ショアＤ硬度が７０を超える場合、柔軟性及び屈曲性が大きく低下すると評価された。
【０１１２】
２）耐寒性評価
前記ケーブル試片の絶縁層から採取した長さ３６．０ｍｍ〜４０．０ｍｍ、幅５．６ｍｍ〜６．４ｍｍ、厚さ１．８ｍｍ〜２．２ｍｍの試片５個をＡＳＴＭ  Ｄ７４６にしたがって耐寒打撃試験（ＫＳ  ３００４）を遂行した。すなわち、前記試片を２３℃、５０％の相対湿度下で４０時間以上放置し、５℃の間隔で温度を上げるか下げながら温度別に２．５〜３．５分間放置した後、０．５６Ｎ・ｍの力で握って固定した状態で、ストライキングエッジ（ｓｔｒｉｋｉｎｇ  ｅｄｇｅ）を用いて１８００〜２２００ｍｍ／ｓの速度で前記試片の表面に対して９０°の方向に打撃した後、試片の破壊又はクラック発生の有無を観察することにより、前記数学式１による脆化温度（Ｔｂ）を計算した。
【０１１３】
前記物性の評価結果は下記の表４に示す通りである。
【０１１４】
【表４】
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【０１１５】
前記表４に示したように、本発明による実施例１〜４は適切な耐寒性、柔軟性、屈曲性などを保有することによって機械的強度も十分であることが確認されたが、比較例１及び２は不適切なベース樹脂によって耐寒性が大きく低下し、柔軟性及び屈曲性などが大きく低下したことが確認された。本明細書は本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術分野の当業者は以下で開示する特許請求の範囲に記載する本発明の思想及び領域から逸脱しない範疇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であろう。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いずれも本発明の技術的範疇に含まれると見なさなければならない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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