(57)【要約】【課題】内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入した再生材を再利用可能な構造の電線を提供する。【解決手段】導体１１と、導体１１の外周部に設けられ、再生材混合樹脂からなる再生材層１２と、再生材層１２の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂からなる絶縁層１４と、絶縁層１４の外周部に設けられるシース１７と、を備えることを特徴とする電線１Ａである。再生材層１２の外側に絶縁層１４があるため、電線１Ａ全体で耐圧性、絶縁抵抗といった電気的性能を充分に確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、
前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、
前記再生材層の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂からなる絶縁層と、
シースを備えることを特徴とする電線。
【請求項２】
請求項１の電線であって、
前記再生材層の外周を再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂からなる半導電樹脂組成物製の半導電性被覆層で覆ったことを特徴とする電線。
【請求項３】
導体と、
前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、
前記再生材層の外周部に設けられるシースと、を備え、
前記再生材又は再生材混合樹脂の体積抵抗率が２．５×１０１５［Ω／ｍ］以上であることを特徴とする電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるリサイクル材を用いた電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
電線として、（１）導体の外周を絶縁層で被覆した絶縁電線、（２）絶縁電線を絶縁線心としこれをさらにシースで被覆した電力ケーブル、（３）導体の外周に内部半導電層を設け、内部半導電層の外周を絶縁層で被覆し、絶縁層の外周に外部半導電層、遮蔽層、シースを設けた電力ケーブル、等が知られている。
【０００３】
また、（１）の絶縁電線や（２）の電力ケーブルの絶縁層に使用された架橋ポリオレフィン（系）樹脂の廃材を熱可塑化可能に再生した再生材（いわゆるリサイクル材）と、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂とを混合した再生材混合樹脂で再び絶縁体を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−６６２６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、（３）の電力ケーブルの絶縁層の再利用をする場合、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入してしまうのを避けることができない。内部半導電層や外部半導電層は架橋ポリオレフィン（系）樹脂等にカーボン等を配合して半導電性にした材料からなるため、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入した再生材を熱可塑化処理すると、再生材の体積抵抗率ρが低下し、かつ体積抵抗率にバラツキが生じる。このため、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入する可能性のある再生材の再利用の障害になっていた。
【０００６】
本発明の課題は、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入した可能性のある再生材でも再利用可能な構造の電線を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、導体と、前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、前記再生材層の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂からなる絶縁層と、シースを備えることを特徴とする電線である。
【０００８】
本願において、再生材とは、架橋ポリオレフィン（系）樹脂の廃材を熱可塑化可能に再生したものである。
本願において、架橋ポリオレフィン（系）樹脂は、ポリオレフィン樹脂またはポリオレフィン系樹脂から選ばれた１種または２種以上の樹脂を架橋したものである。架橋ポリオレフィン（系）樹脂はどのような架橋方法によるものでもよく、例えば、有機過酸化物やシラン化合物の架橋剤を用いて架橋したもの、電子線などによって架橋したもの等を使用することができる。
本願において、ポリオレフィン（系）樹脂とは、ポリオレフィン樹脂と、ポリオレフィン系樹脂とを含む意味で用いている。
ポリオレフィン樹脂としては、例えば、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体等が挙げられる。
本願において、再生材混合樹脂とは、再生材と再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂とを混合したものである。再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂としては、架橋されたことのない樹脂であれば種々のものを用いることができるが、製造後一度も成形されたことのない樹脂（いわゆるバージン材）が好適に用いられる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、導体と、前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、前記再生材層の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂からなる半導電樹脂組成物で形成した半導電性被覆層と、前記半導電性被覆層の外周部に設けられ、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂からなる絶縁層と、シースを備えることを特徴とする電線である。
【００１０】
なお、上記電線の前記絶縁層の外周部に半導電樹脂組成物からなる外部半導電層を設け、外部半導電層の外周部に遮蔽層を設け、遮蔽層の外周部にシースを設けても良い。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、導体と、前記導体の外周部に設けられ、再生材又は再生材混合樹脂からなる再生材層と、前記再生材層の外周部に設けられるシースと、を備え、前記再生材又は再生材混合樹脂の体積抵抗率が２．５×１０１５［Ω／ｍ］以上であることを特徴とする電線である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内部半導電層や外部半導電層の廃材が混入した再生材を再利用可能な構造の電線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電線１Ａを示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る電線１Ｂを示す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る電線１Ｃを示す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る電線１Ｄを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１の実施形態に係る電線１Ａを示す断面図である。図１に示すように、電線１Ａは、導体１１と、再生材層１２と、絶縁層１４と、シース１７とからなる。
導体１１には、例えば銅線、アルミニウム線等を用いることができる。
【００１５】
再生材層１２は、導体１１を覆うように外側に形成される。再生材層１２を形成するには、架橋ポリオレフィン（系）樹脂の廃材を熱可塑化可能に再生した再生材と、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂とを混合した再生材混合樹脂を用いる。
【００１６】
架橋ポリオレフィン（系）廃材は、架橋ポリオレフィン（系）樹脂の廃材である。架橋ポリオレフィン（系）廃材としては、例えば、電線被覆廃材などの配線材の被覆廃材や、一般廃棄物として廃棄される給水用、給湯用、屋内暖房用のパイプ、または各種発泡体などが挙げられる。
【００１７】
ここで、架橋ポリオレフィン（系）廃材を熱可塑化可能に再生し再生材にする方法の一例について説明する。
まず、架橋ポリオレフィン（系）廃材を同方向噛み合い型二軸押出機に投入し、架橋を切断し（熱可塑化処理）、再生材を得る。
【００１８】
熱可塑化処理を行った再生材のゲル分率は４０％以下とすることが好ましく、１０％以下とすることがより好ましい。ここで、ゲル分率とは、加温したキシレンに試料を入れ、溶解せずに残った試料の質量の、元の試料の質量に対する割合である。ゲル分率は、ＪＩＳ  Ｃ  ３００５中の「４．２５架橋度」により測定することができる。
【００１９】
同方向噛み合い型二軸押出機で適切な条件のもとで熱可塑化処理を行うことで、再生材のゲル分率を４０％以下とすることができる。好ましい処理温度は２５０℃〜４００℃、好ましい剪断速度は２００ｓｅｃ−１以上である。ここで、剪断速度とは、同方向噛み合い型二軸押出機のスクリューエレメント最外周部の周速度（ｍｍ／ｓ）をスクリューとバレルとのクリアランス（ｍｍ）で除した数値である。
【００２０】
次に、得られた再生材を、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂と混合して、再生材混合樹脂とする。再生材の混合割合は、全樹脂量の５０質量％以下、好ましくは４０質量％以下とする。ただし、０質量％は含まない。
【００２１】
再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂としては、架橋されたことのない樹脂であれば種々のものを用いることができるが、製造後一度も成形されたことのない樹脂（いわゆるバージン材）が好適に用いられる。この再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂には、ポリオレフィン樹脂またはポリオレフィン系樹脂のうち１種、または２種以上の混合物を使用することができる。この中でも、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンを用いることが好ましい。具体的には、ポリエチレン樹脂（ＮＵＣＧ９３０１、ダウ・ケミカル（株）製）を用いることができる。
【００２２】
絶縁層１４は、再生材層１２を覆うように外側に設けられている。絶縁層１４には、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂が用いられる。
【００２３】
再生材層１２及び絶縁層１４には、通常の絶縁層を形成するのに用いる添加剤を用いることができる。具体的には、架橋剤、架橋助剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等を必要に応じて適量添加することができる。
【００２４】
シース１７は、絶縁層１４を覆うように外側に設けられている。シース１７には、例えば塩化ビニル等を用いることができる。
【００２５】
ここで、電線１Ａの製造方法の一例について説明する。
撤去された電力ケーブルから架橋ポリエチレン製の絶縁層を回収して、これを同方向噛み合い型二軸押出機で、処理温度は３００℃、剪断速度５００ｓｅｃ−１で架橋を切断し、ゲル分率を３５％の再生材とした。前記電力ケーブルは、絶縁層の内外に内部半導電層と外部半導電層を有するもので、前記回収した絶縁層には半導電層が混入していた。
この再生材と再生材ではないポリオレフィン樹脂である低密度ポリエチレンとを重量比50：50で混合してペレット状の再生材混合樹脂を製造した。
こうして得た再生材層１２の材料である再生材混合樹脂を第１の押出機のホッパーに投入した。また、絶縁層１４の材料である再生材ではないポリエチレンからなる樹脂組成物を第２の押出機のホッパーに投入し、両者をクロスヘッドで接続し、再生材混合樹脂を導体１１の周囲に押し出すとともに、その周囲に再生材ではないポリエチレンを押し出した。
【００２６】
以上により、導体１１の外周部に再生材層１２及び絶縁層１４が形成される。その後、絶縁層１４の外周部にシース１７を形成することで、電線１Ａが完成する。
【００２７】
このように製造された電線１Ａの再生材層１２は、体積抵抗率ρが低下し、かつ体積抵抗率にバラツキが生じている。このため、図１に模式的に破線で示すように等電位面Ｌに凹凸の変形が生じる。
【００２８】
しかし、本発明に係る電線１Ａでは、再生材層１２の外側に絶縁層１４があるため、低圧では等電位面Ｌの変形や、再生材層１２の体積抵抗率ρのばらつきの問題が顕在化することがない。すなわち、再生材層１２の外側に絶縁層１４があるため、電線１Ａ全体では耐圧性、絶縁抵抗といった電気的性能を充分に確保することができる。したがって、この実施形態の構造の電線であれば半導電性材料が混入した可能性のある再生材を用いることもできる。
【００２９】
なお、上記実施形態の電線の再生材層１２は、再生材のみで形成しても良い。
また、再生材層１２、絶縁層１４を形成する樹脂は、架橋させても良い。架橋方法としては、通常の架橋方法を適宜選択すればよい。例えば、有機過酸化物を添加し、押し出した後に加熱処理する「過酸化物架橋方法」、シラン化合物と架橋助剤を添加し、押し出した後に水分により架橋させる「シラン架橋方法」、電子線照射による「電子線架橋方法」などが挙げられる。
【００３０】
〔第２実施形態〕
図２は本発明の第２の実施形態に係る電線１Ｂを示す断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
電線１Ｂは、導体１１、再生材層１２、絶縁層１４、シース１７の他に、絶縁層１４とシース１７との間に、外部半導電層１５、遮蔽層１６をさらに備える。
【００３１】
外部半導電層１５は、絶縁層１４を覆うように外側に設けられており、半導電樹脂組成物からなる。半導電樹脂組成物は、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのポリオレフィン（系）樹脂からなるベース樹脂に、導電性を付与するカーボンブラックや、その他の配合物を適宜混合してなる。ベース樹脂には、ニトリルブタジエンゴムなどを混合しても良い。
【００３２】
カーボンブラックとしては、公知のカーボンブラックであればよく、特に制限はない。例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等を例示することができ、これらを１種あるいは２種以上混合して使用してもよい。
【００３３】
その他の配合物として、半導電樹脂組成物には、架橋剤や、老化防止剤などその他の添加物を配合することができる。老化防止剤としては、一般に使用される老化防止剤を適宜選択して配合することができ、フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系の老化防止剤を配合することが好ましい。また、４，４−チオビス（３−メチルー６−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）は、押出時の樹脂組成物の架橋反応抑制効果がある点で老化防止剤として配合することが好ましい。
【００３４】
遮蔽層１６は、外部半導電層１５を覆うように外側に設けられている。遮蔽層１６は、例えば銅テープを外部半導電層１５の外周部の巻き付けることで形成することができる。
【００３５】
本実施形態においても、再生材層１２の体積抵抗率ρが小さくても、再生材層１２の外側に絶縁層１４があるため、低圧用であれば電線１B全体では耐圧性、絶縁抵抗といった電気的性能を充分に確保することができる。
【００３６】
〔第３実施形態〕
図３は本発明の第３の実施形態に係る電線１Ｃを示す断面図である。なお、第２実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
【００３７】
電線１Ｃは、導体１１、再生材層１２、絶縁層１４、外部半導電層１５、遮蔽層１６、シース１７の他に、再生材層１２と絶縁層１４との間に半導電性被覆層１３をさらに備える。
この実施形態では、再生材層１２を再生材のみで形成してある。
半導電性被覆層１３は半導電樹脂組成物により形成した層で、再生材層１２を覆うように設けられている。半導電樹脂組成物は、前述の外部半導電層１５と同様の材料からなる。
半導電性被覆層１３を形成するには、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂からなる半導電樹脂組成物を用いる。特に成形されたことのない樹脂を用いることが望ましい。
【００３８】
本実施形態においても、再生材層１２の体積抵抗率ρが小さくても、再生材層１２の外側に絶縁層１４があるため、電線１Ａ全体では耐圧性、絶縁抵抗といった電気的性能を充分に確保することができる。
【００３９】
さらに、本実施形態においては、再生材層１２の外側に半導電性被覆層１３を設けたので、再生材の体積抵抗率ρのバラツキによる再生材層１２中の等電位面の凹凸が半導電性被覆層１３で緩和されると共に、再生材層１２の表面の荒れが半導電性被覆層１３によって覆われる。この結果、等電位面が半導電性被覆層１３と絶縁層１４との界面に一致し、等電位面を平滑にすることができる。したがって、多くの導電性材料が混入した可能性のある再生材を用いることができる。
【００４０】
なお、この実施形態の電線では再生材層１２を再生材のみで形成したが、再生材層１２を再生材混合樹脂で形成しても良い。
【００４１】
〔第４実施形態〕
図４は本発明の第４の実施形態に係る電線１Ｄを示す断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成については、同符号を付して説明を割愛する。
電線１Ｄは、導体１１、再生材層１２、シース１７を備えるが、絶縁層１４がない。
【００４２】
本実施形態においては、再生材層１２の材料である再生材混合樹脂の体積抵抗率が２．５×１０１５［Ω／ｍ］以上となるように調節する。体積抵抗率は、再生材と、再生材ではないポリオレフィン（系）樹脂との混合比率により調整することができる。体積抵抗率を２．５×１０１５［Ω／ｍ］以上とすることで、電線１Ｄは全体として一般的な低圧架橋ポリエチレン絶縁ケーブルの絶縁抵抗規格値（ＪＩＳ  Ｃ３６０６等）を満足することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  電線
１１  導体
１２  再生材層
１３  半導電性被覆層
１４  絶縁層
１５  外部半導電層
１６  遮蔽層
１７  シース
Ｌ  等電位面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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