(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の素線（１１ａ）からなる導体（１１）のその各素線（１１ａ、１１ａ）間に電気絶縁性水密材（１２）を充填し、その導体（１１）の外周面にポリエチレン製絶縁体（１３）を被覆した水密型ポリエチレン絶縁電線（Ｐ）であって、
上記各素線（１１ａ）表面に上記水密材（１２）との密着性を高める表面処理剤（１４）が塗布され、前記水密材（１２）には熱可塑性の電気絶縁性樹脂が使用されており、
かつ、上記水密材（１２）は、その構成樹脂の融点が何れも６０℃を超えるものであって、その６０℃における硬度がデュロメータＴＹＰＥ：Ａで４０以上あるものとして、上記ポリエチレン製絶縁体（１３）が６０℃以上の高温になった場合において、前記ポリエチレン製絶縁体（１３）の皮剥ぎをする際、前記高温により、上記導体（１１）と前記ポリエチレン製絶縁体（１３）の一体化の維持が失われること、又はポリエチレン製絶縁体（１３）の剛性低下によって、電線皮剥ぎ器（Ａ）の回転につれて、その剥ぎ取り部（ａ）の両側の前記ポリエチレン製絶縁体（ｂ）が供回りすることを抑制するようにしたことを特徴とする水密型ポリエチレン絶縁電線。
【請求項２】
上記ポリエチレン（１３）には、上記水密材（１２）が熱可塑性の樹脂からなる水密型ポリエチレン絶縁電線から回収・改質した再生ポリエチレンを使用したことを特徴とする請求項１に記載の水密型ポリエチレン絶縁電線。
【請求項３】
上記表面処理剤（１４）が、ベンゾトリアゾールと、エポキシ系可塑剤、残部が溶剤からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の水密型ポリエチレン絶縁電線。
【請求項４】
上記表面処理剤（１４）のベンゾトリアゾールを０．１〜１０重量％、エポキシ系可塑剤を０．０５〜１０重量％としたことを特徴とする請求項３に記載の水密型ポリエチレン絶縁電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の素線からなる導体のその各素線間に水密材を充填し、その導体の外周面にポリエチレンを被覆した水密型ポリエチレン絶縁電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の水密型ポリエチレン絶縁電線（ＯＥ−Ｗ）は、図３に示すように、複数の素線１ａを撚り合わせた導体１のその周囲及び各素線１ａ、１ａ間に水密材２を充填し、その導体１（水密材２）の外周面にポリエチレン３を被覆したものが一般的であり、屋外配線用として使用される（特許文献１  段落０００２  図１参照）。
【特許文献１】特開２００６−３２８１５２号公報
【０００３】
その屋外配線における架線工事の際、一の水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐと他の水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐ又は他の絶縁電線とを電気的に接続するため、上記ポリエチレン被覆からなる絶縁体３を剥ぎ取って導体１を露出させる皮剥作業を伴う。その皮剥作業は、例えば、図４に示す電線皮剥ぎ器Ａによって行う。
【０００４】
この電線皮剥ぎ器Ａは、２つ割りの円筒状挟持部２１の各片にアーム２２を設けるとともに、その挟持部２１の一片に剥ぎ取り刃２３を設けたものであり、まず、同図（ａ）の開いた状態で絶縁電線Ｐを挟持部２１に入れて挟み、つづいて、剥ぎ取り刃２３を絶縁電線Ｐの絶縁体３に食い込ませ（同図（ｂ））、その状態において、絶縁電線Ｐに対して電線皮剥ぎ器Ａを同図（ｂ）矢印のように回すと、同図（ｃ）に示すように、剥ぎ取り刃２３が回転につれてその幅分（剥ぎ取り刃２３の食い込んでいる部分）ａの絶縁体３を剥ぎ取る。
【０００５】
この剥ぎ取り作業の際、絶縁体３と水密材２の接合力が弱いと、絶縁体３のみが剥がれ、水密材２が導体１上に残り、電線接続作業に支障が出る。このため、一般的な水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐは、上記絶縁体３と水密材２を融着した構造としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、屋外配線された水密型ポリエチレン絶縁電線は、夏の炎天下では、その絶縁体３が６０℃以上の高温となり、その絶縁体３の硬度（剛性）が低下する。この剛性の低下のため、上記架線工事における絶縁体３の剥ぎ取り作業の際、上記電線皮剥ぎ器Ａの回転につれて剥ぎ取り部ａの両側の絶縁体ｂが供回りして、円滑な剥ぎ取りができない場合がある（図４（ｃ）参照）。
【０００７】
また、近年のリサイクル気運の高まりの下、各種の絶縁電線Ｐにおいても例外でない。このため、この水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐにおいても、そのリサイクルの一つとして、上記ポリエチレン被覆からなる絶縁体３のリサイクルが考えられる。
その絶縁体３をリサイクルする際、使用済水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐから回収した絶縁体３には、上述のように、絶縁体３と水密材２を融着させていることから、導体1周囲の水密材２が混入している。
【０００８】
例えば、図２に示す、１９本の銅素線（径：２ｍｍφ）１ａを同心撚りした公称断面積６０ｍｍ2の水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐにおいて、その各寸法が図示の通りの場合、この使用済水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐから絶縁体３を皮剥ぎして回収すると、図中、導体１の外接円（鎖線）の外側部分２ａ及びその外接円と最外層素線１ａで囲まれた部分２ｂの水密材２（点加入部分）が絶縁体３とともに剥ぎ取られる。
その剥ぎ取られる厚み（水密材２の外接円（鎖線）から外周までの厚みの部分２ａ）を、実質的な上限値と考えられる０．１ｍｍと仮定し、外接円と最外層素線１ａで囲まれた部分２ｂの水密材２も完全に剥ぎ取られるとすると、その剥ぎ取った絶縁体３への水密材２（２ａ＋２ｂ）の混入率は、表１に示す値となる。このため、以下は、使用済水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐから絶縁体３を皮剥ぎして回収する際の一般的な絶縁体３への水密材２の混入率を１９ｖｏｌ％とする。
【０００９】
【表１】
0005360859.tif 000002
【００１０】
この水密材２の混入した絶縁体（ポリエチレン）３は、その混入していないポリエチレンに対してその特性が大きく異なる。このため、従来では、その使用済水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐの絶縁体３のリサイクルはなされていない。
【００１１】
この発明は、上記の実情に鑑み、高温下での絶縁体の剥ぎ取り作業を円滑化し、併せて、使用済ポリエチレン絶縁電線Ｐの絶縁体を使用して、新たに、使用可能な水密型ポリエチレン絶縁電線を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を達成するために、この発明は、まず、導体素線に、その表面に水密材との密着性を高める表面処理剤が塗布されたものとしたのである。
導体素線と水密材の密着性が高まれば、高温下での絶縁体の剥ぎ取り作業においても、水密材を介して導体と絶縁体の一体化が維持されるため、上記皮剥ぎ器の回転につれての剥ぎ取り部ａ両側の絶縁体ｂの供回りが生じにくく、円滑な剥ぎ取りを行うことができる。
【００１３】
つぎに、この発明は、水密材には、元来から良好な電気絶縁性を有する熱可塑性のもの、例えば、ＥＶＡ(エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂)、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂)、ＥＭＡ（エチレン−メチルアクリレート共重合樹脂)、ＥＭＭＡ（エチレン−メチルメタクリレート共重合樹脂)等を主成分とするものを使用することとしたのである。
水密材に熱硬化性樹脂を使用すれば、その粘弾性を広い温度範囲で確保できるが、熱硬化性樹脂の混入したポリエチレンは押出成型時において溶融しないので、押出表面にブツブツが発生し絶縁電線の絶縁体として使用することは困難である。このため、水密材には押出成型時において溶融する熱可塑性樹脂を使用する。
【００１４】
また、水密材として、この良好な電気絶縁性を有する材料を主成分とするものとしたのは、ポリエチレンからなる絶縁体に混入しても、耐電圧等の絶縁電線の絶縁体に要求される一般特性には問題がないことを下記表２で示す実験などによって得たからである。
さらに、このような熱可塑性の水密材は、最大１９ｖｏｌ％内では、ポリエチレンからなる絶縁体に混入しても、その外観、引張強度等の機械的強度に支障がないことを同表２で示す実験などによって得たからである。
その表２において、電気絶縁性はプレスシートによる体積抵抗率でもって評価し、押出外観はラボテスト押出機によるベルト押出し試料の外観でもって評価し、引張特性はプレスシートからJIS-3号ダンベルによる打ち抜きでもって評価し、水密材混入率はいずれも19vol%である。
【００１５】
【表２】
0005360859.tif 000003
【００１６】
また、上記のように、絶縁体は高温（例えば６０℃）になると、その絶縁体の硬度（剛性）が低下するため、上記の絶縁体の剥ぎ取り作業の際、絶縁体ｂの供回りが生じ、この現象は、特に水密材が混入した絶縁体において顕著になる。
このとき、何らかの方法で導体と水密材の接合力を高めた上で水密材に硬質のものを使用すれば、その絶縁体の剛性の低下を補うことができ、その供回りを抑制できると同時に雨水浸入防止性を確保できる。
しかし、導体と水密材の接合力が弱いままに硬質水密材を使用したのでは硬質であるが故の粘弾性の乏しさから、水密型ポリエチレン絶縁電線の雨水浸入防止性（水密性）の確保が困難となる。
これに対し、上述のように、この発明は、導体素線に、その表面に水密材との密着性を高める表面処理剤を塗布されたものとしたので、導体素線は水密材との密着強度が高いものとなり、その導体素線間の水密性（雨水浸入防止性）は、水密材の粘弾性に依存する割合が低下する。このため、水密材に硬質な樹脂を採用しても、導体素線間の水密性（雨水浸入防止性）を確保することができる。
【００１７】
上記課題を解決した発明の構成としては、複数の素線からなる導体のその各素線間に電気絶縁性水密材を充填し、その導体の外周面にポリエチレンを被覆した水密型ポリエチレン絶縁電線において、前記各素線表面に前記水密材との密着性を高める表面処理剤が塗布され、その水密材には熱可塑性の電気絶縁性樹脂が使用された構成を採用することができる。
【００１８】
この構成の水密型ポリエチレン絶縁電線は、その絶縁体をリサイクルする際、水密材が回収した絶縁体に混入するが、上述のように、その水密材がポリエチレンからなる絶縁体に混入しても、その外観、電気特性、引張強度等の機械的強度に支障がないため、リサイクルの支障とならない。
このため、この構成の水密型ポリエチレン絶縁電線は、その構成の使用済水密型ポリエチレン絶縁電線から回収・改質した再生ポリエチレンを使用した絶縁体とすることができる。
【００１９】
ここで、上述のように、上記水密材に硬質のものを使用すれば、その水密材が混入した絶縁体の剛性の低下を補うため、絶縁体の皮剥ぎ作業におけるその供回りを抑制できる。このため、その供回りを回避できる水密材の硬度を、使用態様に基づき適宜に設定すればよい。
【００２０】
例えば、屋外配線における架線工事は、上述のように、夏場の炎天下が最も厳しい環境であって、その環境下では、絶縁体は６０℃程の高温となる。このため、この最も厳しい環境下の作業でも、皮剥ぎ作業における絶縁体の供回りが生じないようにするためには、水密材は、まず、その温度、６０℃では溶融しない融点が６０℃を超える（複数の樹脂を配合して使用する場合には、そのいずれの樹脂の融点も６０℃を超える）樹脂を使用し、つぎに、その６０℃においても、供回りをしない高い硬度を有するものとする。
すなわち、上記の構成において、上記水密材は、その構成樹脂の融点が何れも６０℃を超えるものであって、その６０℃における硬度がデュロメータＴＹＰＥ：Ａで４０以上あるものとすることができる。好ましくは４８以上とする。
水密材の構成樹脂の融点が何れも６０℃を超えるものであれば、６０℃を超えた高温下で電線皮剥ぎ器を回転させて絶縁体の皮剥ぎをしても、導体と絶縁体の一体化が維持されるため（一体化の維持が失われることなく）、その剥ぎ取り部の両側の絶縁体が供回りしにくくなる。硬度がデュロメータＴＹＰＥ：Ａで４０未満であれば、水密材の混入した絶縁体の皮剥ぎは、供回りをして皮剥ぎ作業に支障をきたす。同４０以上であれば、水密材の混入した絶縁体の皮剥ぎは、少し供回りはするが、皮剥ぎ作業は可能である。また、同４８以上であれば水密材の混入した絶縁体の皮剥ぎは、ほとんど供回りがなく皮剥ぎ作業ができる。
【００２１】
なお、水密材の混入していない絶縁体は、水密材の混入している絶縁体に比べ高温化による剛性の低下が小さいため、硬度の低い軟質の水密材を使用しても、供回りは小さく、皮剥ぎは可能であるが、水密材の混入している絶縁体であっても、その水密材に上記の硬質のものを使用すれば、供回りはほとんどなく、皮剥ぎ作業性は容易となる。このことから、絶縁体の皮剥ぎ作業にすこぶる円滑さを望まなければ、水密材に硬質なものを必ずしも使用する必要はない（軟質なものを適宜に使用し得る）。
【００２２】
上記表面処理剤は、使用する水密材との密着性を高めるものであれば、何れでも良いが、例えば、ベンゾトリアゾール（その誘導体（ベンゾトリアゾール誘導体）及び混合物（ベンゾトリアゾールとベンゾトリアゾール誘導体の混合物）を含む）、エポキシ系可塑剤、残部が溶剤からなるものを採用する（特許文献２  特許請求の範囲参照）。
すなわち、ベンゾトリアゾールは、銅加工品に防錆剤として塗布されることがあり、これ自体も銅と水密材の接着力を高める効果を有するが、一定量以上に添加量を多くしても、接着力のさらなる向上は得られない。しかし、ベンゾトリアゾールにエポキシ系可塑剤を添加すると、エポキシ系可塑剤が金属、ポリオレフィン、いずれに対しても親和性が強いエポキシ基を有しており、またベンゾトリアゾールと異なり常温で液体であるために、ベンゾトリアゾールの皮膜に浸入し、ベンゾトリアゾールだけを用いた場合に比べ、より接着力を向上させることを見出した。この発見に基づき、表面処理剤に、ベンゾトリアゾール、エポキシ系可塑剤、残部が溶剤からなるものを採用できるとしたのである。
【特許文献２】特公平０３−７１５１６号公報
【００２３】
その混合割合は、ベンゾトリアゾール：０．１〜１０重量％、より好ましくは０．２〜５重量％、エポキシ系可塑剤：０．０５〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％とする。
ベンゾトリアゾール：０．１重量％未満では、接着力が不足し、１０重量％以上では、接着力が飽和する。同０．２〜５重量％では、接着力の向上効果とコストバランスが良い。
エポキシ系可塑剤：０．０５重量％未満では接着力が不足し、１０重量％以上では、接着力が飽和し、さらに過剰に添加すると、過剰な可塑剤が液体皮膜を形成するため、却って接着力が低下する。また、過剰な可塑剤が製造工程中のガイドローラ等の接触部材に付着するため、好ましくない。同０．１〜５重量％では、接着力の向上効果とコストバランスが良く、可塑剤の付着も少ない。
【発明の効果】
【００２４】
この発明は、以上の構成とすることにより、高温下での絶縁体の剥ぎ取り作業における供回りを防止し得るものとすることができるとともに、使用済となってもその絶縁体を新たな水密型ポリエチレン絶縁電線の絶縁体として使用して、さらに、使用可能な水密型ポリエチレン絶縁電線を得ることができる。また、その再生絶縁体を使用した水密型ポリエチレン絶縁電線もその絶縁体を再使用できる。このため、水密型ポリエチレン絶縁電線の絶縁体のクローズドリサイクルを構築できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１に一実施形態を示し、この実施形態は、図３で示した従来と同様な構成の水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐであって、１９本の銅素線（径：２ｍｍφ）１１ａから構成される公称断面積６０ｍｍ2の同心撚りの丸撚り導体１１の間（内部）及び表面（周り）に、表３に示す硬質水密材１２を充填し、その外周に、さらにポリエチレン絶縁体１３を被覆した水密型ポリエチレン絶縁電線Ｐである。なお、比較用として、同表３に示す軟質水密材も作った。表中の「水密材」は、何れもカーボンブラック：０．２ＰＨＲ（Ｐ＝per、Ｈ＝hundred、R＝resin）、酸化防止剤：０．１ＰＨＲを含む。この実施例では、軟質水密材１２は、６０℃における硬度がデュロメータＴＹＰＥ：Ａで４０未満、硬質水密材１２は、６０℃における硬度がデュロメータＴＹＰＥ：Ａで４０以上を言う。
【００２６】
【表３】
0005360859.tif 000004
【００２７】
その各銅素線１１ａには、伸線時、その外全周面全長に亘って、イソプロピロアルコール：９９４ｇに、ベンゾトリアゾール：５ｇとエポキシ系大豆油：１ｇを溶解させた表面処理剤１４を塗布した。
ポリエチレン絶縁体１３は、使用態様に応じ、新品ポリエチレン単体（比較例１、２、実施例１、２）または、実際に架線・使用されていた非水密型ポリエチレン絶縁電線を撤去回収し、その絶縁被覆を、適当量の酸化防止剤を添加して、絶縁電線の絶縁体として支障なく使用できるように改質後、軟質、硬質の水密材（軟質：実施例４、硬質：実施例３、比較例３、４、５）を１９ｖｏｌ％（リサイクル時に混入が予想される最大量）混入したものとした（リサイクルポリエチレン絶縁体とした）。その絶縁体１３の特性を表４に示す。
この表４から理解できるように、混入水密材１２の硬度にかかわらず、その混入後のリサイクル絶縁体（ポリエチレン）１３には同じレベルの硬度の低下が見られる。
【００２８】
【表４】
0005360859.tif 000005
【００２９】
以上の軟質又は硬質水密材１２、リサイクル絶縁体１３から成る実施例１〜４及び比較例１〜５において、図４に示す電線皮剥き器（（株）古川電機製作所製）Ａによる皮剥性及び雨水浸入防止性の結果を表５に示す。
その「皮剥性」は、長さ３００ｍｍの電線Ｐを６０℃の恒温槽に浸し、その１２時間後に取出し、直ちに、電線皮剥き器Ａによる皮剥ぎを行って確認した。その表中、「×」は、「絶縁体１３が電線皮剥き器Ａと供回りして皮剥ぎが困難であったこと」、「◎」は、「その供回りが生じず、円滑な皮剥ぎが行えたこと」を示す。「○」は「その供回りがほとんどなく皮剥ぎ行えたこと」を示す。
また、「雨水浸入防止性」は、長さ２０００ｍｍの電線Ｐの一端に４９ｋＰａの水圧を２４時間加え、他端から漏水の有無を調べた。その表中、「×」は、「漏水があったこと」、「○」は、「漏水がなかったこと」を示す。
【００３０】
【表５】
0005360859.tif 000006
【００３１】
この結果から、導体素線１１ａの表面処理を行い、かつ硬質水密材１２を使用した実施例２〜４は、良好な高温皮剥性及び雨水浸入防止性を確保できたが、その一方を欠如した比較例１〜５においては、「皮剥性」、「雨水浸入防止性」の少なくとも一方において、満足できないものであった。
なお、絶縁体に新品のポリエチレンを使用した場合（実施例１）には、表面処理剤１４を塗布すれば、水密材１２が硬質、軟質どちらでも高温皮剥性及び雨水浸入防止性を確保できるが、表面処理剤と硬質水密材を併用した場合（実施例２）の方がさらに高温皮剥性が円滑となる。
【００３２】
上記各実施例は、ＥＥＡを主成分とする水密材１２の場合であったが、熱可塑性を有し、融点及び硬度が同様な範囲の電気絶縁性樹脂であれば、例えば、上記ＥＶＡ、ＥＭＡ、ＥＭＭＡ等の電気絶縁性樹脂であれば、同様な作用効果を得ることができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】一実施形態の断面図
【図２】水密材混入量算出用説明図
【図３】従来例の断面図
【図４】絶縁電線の皮剥ぎ作用説明図
【符号の説明】
【００３４】
Ａ  電線皮剥ぎ器
Ｐ  水密型ポリエチレン絶縁電線
１、１１  導体
１ａ、１１ａ  導体素線
２、１２  水密材
３、１３  絶縁体
１４  表面処理剤
【図１】
0005360859.tif 000007
【図２】
0005360859.tif 000008
【図３】
0005360859.tif 000009
【図４】
0005360859.tif 000010