(57)【要約】【課題】良好な機械的特性および電気的特性を有し、かつ、優れた耐トラッキング性が長期間安定して保持される電線・ケーブルを提供する。【解決手段】最外層に、プラズマ重合により形成された、フッ素系高分子などからなる撥水性高分子膜１３を有する耐トラッキング性電線・ケーブルである。【選択図】図１
2009070610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最外層に、プラズマ重合により形成された撥水性高分子膜を有することを特徴とする耐トラッキング性電線・ケーブル。
【請求項２】
前記撥水性高分子膜は、フッ素系高分子またはシリコーン系高分子からなる被膜であることを特徴とする請求項１記載の耐トラッキング性電線・ケーブル。
【請求項３】
前記撥水性高分子膜は、テトラフルオロエチレン、トリフルオロメタンおよびテトラフルオロメタンの群から選ばれる少なくとも１種と、アルゴンおよび／または窒素ガスの混合ガスをプラズマ重合させて形成された膜であることを特徴とする請求項１記載の耐トラッキング性電線・ケーブル。
【請求項４】
前記撥水性高分子膜は、テトラフルオロエチレンをプラズマ重合させて形成された膜であることを特徴とする請求項１記載の耐トラッキング性電線・ケーブル。
【請求項５】
前記撥水性高分子膜は、厚さが０．０１μｍ〜０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の耐トラッキング性電線・ケーブル。
【請求項６】
前記撥水性高分子膜は、オレフィン系ゴムまたは樹脂からなる絶縁性被覆の表面に設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の耐トラッキング性電線・ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐トラッキング性電線・ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
架空高圧配電用電線（ＯＣ、ＯＥなど）、高圧引下用電線（ＰＤＣ、ＰＤＰなど）、架空低圧配電用電線（ＯＷなど）、低圧引下用電線（ＤＶなど）などの屋外に布設される電線・ケーブルにおいては、絶縁体や絶縁シースの表面に降雨などにより水分が付着すると、それらの表面に沿って漏れ電流が流れ、発生したジュール熱による水分の蒸発に伴って表面が局部的に乾燥し、電気抵抗の高い部分が生成する結果、電界の不整が生じ、シンチレーションと称する微小発光を伴う局部的な微小放電が発生し、この放電に伴う熱により絶縁材料の一部が炭化され、この炭化が累積して導電路が形成され、やがて絶縁破壊に至るトラッキング現象を生じることがあった。この現象は、塩分を含んだ塵埃が付着するとより発生しやすくなり、したがって、海岸近くなどの塩害を受けやすい地域に布設された電線・ケーブルでは特に顕著にみられた。トラッキング現象が発生すると、短期間のうちに絶縁破壊を生じるため、電線・ケーブルを頻繁に交換する必要が生じる。
【０００３】
このようなトラッキング現象の発生を防止するため、従来、絶縁体に耐トラッキング性効果を有する無機充填剤を配合したり、絶縁体表面にフッ素樹脂やシリコーン樹脂などの撥水性の被覆を設けることにより塩分や水分の付着を防止するなどの対策が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００４】
しかしながら、前者では、無機充填剤の配合により、引張強さなどの機械的特性や交流破壊電圧などの電気的特性が低下するおそれがあった。これに対し後者では、そのような耐トラッキング性を有する添加剤を配合することによる特性の低下は見られないものの、絶縁体や絶縁シースと撥水性被覆との密着性が不十分で、耐トラッキング性を長期間に亘って保持することが困難であるという問題があった。
【特許文献１】特開２００１−５２５３５号公報
【特許文献２】特開２００７−２０４６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、良好な機械的特性および電気的特性を有し、かつ、優れた耐トラッキング性が長期間安定して保持される電線・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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る耐トラッキング性電線・ケーブルは、最外層に、プラズマ重合により形成された撥水性高分子膜を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様に係る耐トラッキング性電線・ケーブルによれば、良好な機械的特性および電気的特性を有し、かつ、優れた耐トラッキング性が長期間安定して保持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明は図面に基づいて行うが、それらの図面は単に図解のために提供されるものであって、本発明はそれらの図面により何ら限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態に係る耐トラッキング性電線を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態の耐トラッキング性電線１０は、軟銅線などからなる導体１１上に、絶縁体層１２および撥水性高分子膜１３を順に被覆した構造を有する。
【００１０】
絶縁体層１２は、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、メタロセン触媒によりエチレンにプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどのα−オレフィンや環状オレフィンなどを共重合させたメタロセンポリエチレン、エチレン・プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）、エチレン・プロピレン・ジエンコポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン・アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン・メタクリル酸エチル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリプロピレン、ポリイソブチレンなどの１種以上を含むオレフィン系ゴムまたは樹脂材料を、導体１１上に押出被覆することにより形成される。オレフィン系ゴムまたは樹脂材料には、通常配合される酸化防止剤などの添加剤が配合されていてもよい。絶縁体層１２は、また、そのようなゴムまたは樹脂材料中のポリマー成分を架橋させて構成してもよい。架橋方法としては、予めオレフィン系ゴムまたは樹脂のコンパウンド中に架橋剤を添加しておき、被覆と同時または被覆後に加熱架橋させる化学架橋法、電子線などの放射線照射による放射線架橋法、シラン化合物をポリオレフィンにグラフトさせた後、これにシラノール縮合触媒を添加し、成形後、水分の存在化で架橋させるシラン架橋法などを用いることができる。
【００１１】
絶縁体層１２は、その他、シリコーンゴム、クロロプレンゴム、天然ゴム、ブチルゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴムなどにより構成することもできる。しかしながら、次述する撥水性高分子膜１３との密着性の観点からは、前記したオレフィン系ゴムまたは樹脂（架橋物を含む）で構成することが好ましい。
【００１２】
撥水性高分子膜１３は、絶縁体層１２上にプラズマ重合により形成される。撥水性高分子膜１３を形成する際に使用する原料モノマー（反応ガス）としては、テトラフルオロエチレン、トリフルオロメタンおよびテトラフルオロメタンの群から選ばれる少なくとも１種と、アルゴンおよび／または窒素ガスの混合ガスなどが例示される。プラズマ重合法によれば、トリフルオロメタンのような反応性二重結合や反応基を有さないモノマーも、直接高分子化することができる。
【００１３】
撥水性高分子膜１３を構成する成分としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、テトラフルオロエチレン・ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロエチレン共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）などのフッ素系高分子などが挙げられる。
【００１４】
この撥水性高分子膜１３の厚さは、０．０１μｍ〜０．１ｍｍの範囲とすることが好ましく、０．１μｍ〜１０μｍの範囲とすることがより好ましい。厚さが０．０１μｍ未満では、耐トラッキング性が不十分となり、逆に０．１ｍｍを超えると、過度のプラズマ反応により撥水性高分子膜１３の生成時に、絶縁体層１２の劣化を招くおそれがある。撥水性高分子膜１３の厚さは、原料モノマーの種類に応じてプラズマ条件（反応器の種類、モノマーの流量、放電電力、放電周波数、反応器内の圧力など）を適宜選択、設定することにより調整することができる。
【００１５】
プラズマ重合により撥水性高分子膜１３を汎用のプラズマ重合装置を用いて形成する場合の一般的なプラズマ条件は次のとおりである。
放電電力：          １ｋＷ〜３０ｋＷ
放電周波数：        １０ＭＨｚ〜５ＧＨｚ
反応器内圧力：      大気圧
温度：              常温
【００１６】
撥水性高分子膜１３は、フッ素原子が多いほど撥水性が優れるため好ましい。撥水性高分子膜１３の厚さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などにより測定される。
【００１７】
本実施形態の耐トラッキング性電線においては、絶縁体層１２上に最外層としてプラズマ重合により形成された撥水性高分子膜１３が設けられており、この撥水性高分子膜１３は絶縁体層１２との密着性に優れるため、長期間に亘って優れた耐トラッキング性が保持される。しかも、撥水性高分子膜１３の形成によって、絶縁体層１２の特性が低下することがないため、良好な機械的特性および電気的特性を有している。
【００１８】
図２は、本発明の他の実施形態に係る耐トラッキング性ケーブルを示す断面図である。なお、重複する説明を避けるため、前述した実施の形態と共通する点については説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００１９】
図２に示すように、本実施形態に係る耐トラッキング性電線２０は、軟銅線などからなる導体１１上に、絶縁体層１２および絶縁シース１４を順に被覆し、さらにこの絶縁シース１４上に撥水性高分子膜１３を被覆した構造を有する。
【００２０】
絶縁シース１４には、塩化ビニル樹脂や、オレフィン系ゴムまたは樹脂など、従来からシース材料として一般に使用されているものが使用される。オレフィン系ゴムまたは樹脂は、絶縁体１２を構成するものと同様、化学架橋法、放射線架橋法、シラン架橋法などにより、ポリマー成分が架橋されていてもよい。
【００２１】
このように構成される耐トラッキング性ケーブルにおいても、絶縁シース１４上に最外層としてプラズマ重合により形成された撥水性高分子膜１３が設けられており、この撥水性高分子膜１３は絶縁シース１４との密着性に優れるため、長期間に亘って優れた耐トラッキング性が保持される。しかも、撥水性高分子膜１３の形成によって、絶縁体層１２や絶縁シース１４の特性が低下することがないため、良好な機械的特性および電気的特性を有している。
【００２２】
本発明の耐トラッキング性電線・ケーブルは、屋外に布設される架空高圧配電用電線（ＯＣ、ＯＥなど）、高圧引下用電線（ＰＤＣ、ＰＤＰなど）、架空低圧配電用電線（ＯＷなど）、低圧引下用電線（ＤＶなど）をはじめ、トラッキング現象の発生するおそれのある電線・ケーブルに広く適用することができる。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
断面積５．５ｍｍ２の軟銅撚線導体上に、ポリエチレンに２重量％のジクミルペルオキシド（ＤＣＰ）を配合した絶縁性ポリエチレン組成物を押出被覆し、加熱架橋させて約３．０ｍｍ厚の架橋ポリエチレンからなる絶縁体層を形成した後、表１に示す条件で、プラズマ重合装置を通過させて、絶縁体層表面に５．０μｍ厚の撥水性高分子膜を形成し、高圧引下用架橋ポリエチレン絶縁電線を製造した。
【００２５】
実施例２、３
絶縁体層表面に、表１に示すプラズマ条件で、それぞれ０．５μｍ厚（実施例２）および１０．０μｍ厚（実施例３）の撥水性高分子膜を形成するようにした以外は実施例１と同様にして、高圧引下用架橋ポリエチレン絶縁電線を製造した。
【００２６】
比較例１
断面積５．５ｍｍ２の軟銅撚線導体上に、ポリエチレンに２重量％のジクミルペルオキシド（ＤＣＰ）を配合した絶縁性ポリエチレン組成物を押出被覆し、加熱架橋させて約３．０ｍｍ厚の架橋ポリエチレンからなる絶縁体層を形成し、さらに、その上にテトラフルオロエチレン・ペルフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）を０．０５ｍｍ厚に押出被覆して、高圧引下用架橋ポリエチレン絶縁電線を製造した。
【００２７】
比較例２
断面積５．５ｍｍ２の軟銅撚線導体上に、ポリエチレンに２重量％のジクミルペルオキシド（ＤＣＰ）を配合した絶縁性ポリエチレン組成物を押出被覆し、加熱架橋させて約３．０ｍｍ厚の架橋ポリエチレンからなる絶縁体層を形成し、高圧引下用架橋ポリエチレン絶縁電線を製造した。
【００２８】
上記実施例１〜３および比較例１、２で得られた高圧引下用架橋ポリエチレン絶縁電線について、下記に示す方法で耐トラッキング性および耐久性を評価した。なお、いずれの評価も、得られた電線を、スガ試験機製サンシャインカーボンアーク灯式促進耐候性試験機を使用して、ブラックパネル温度６３℃、降雨時間１８分／１２０分のサイクルで２０００時間、紫外線劣化させた後、実施した。
【００２９】
［耐トラッキング性］
ＪＩＳ  Ｃ  ３００５に準拠して、試験用電線に４ｋＶの交流電圧を印加するとともに、ノズルより塩化ナトリウムを含む試験液を噴霧し（噴霧量０．５ｍｍ／分、噴霧速度３ｍ／秒）、０.５Ａ以上の漏れ電流が２秒以上流れるか、または、試料が燃えるまでの試験液の噴霧回数を求めた。
［耐久性（１）］
自己径×１０の屈曲を５００回加えた後、上記と同様の耐トラッキング試験を行った。
［耐久性（２）］
自己径×１０の屈曲を５００回加えた後、自己径に巻き付け、ヘアクラックの有無を目視にて観察した。
【００３０】
なお、実施例１〜３および比較例１で形成された撥水性高分子膜、ＰＦＡ膜の厚さは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により測定した。
【００３１】
これらの結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2009070610.tif 000003
【００３３】
表１から明らかなように、実施例の高圧引下用架橋ポリエチレン絶縁電線では、良好な耐トラッキング性が長期間安定して保持されることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の電線・ケーブルの一実施形態を示す横断面図である。
【図２】本発明の電線・ケーブルの他の実施形態を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…耐トラッキング性電線、１１…導体、１２…絶縁体層、１３…撥水性高分子膜、１４…絶縁シース、２０…耐トラッキング性ケーブル。
【図１】
2009070610.tif 000004
【図２】
2009070610.tif 000005