(57)【要約】【課題】長期にわたり水トリー特性のよい水中モータ用電線を提供する。【解決手段】銅線１２の外周にエナメル被覆１３が施された導体１４と、該導体１４の外周に設けられた絶縁被覆層１５とを備え、該絶縁被覆層１５は、ポリエチレンを主体とした組成物からなり、該組成物は非架橋であるものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅線の外周にエナメル被覆が施された導体と、該導体の外周に設けられた絶縁被覆層とを備え、該絶縁被覆層は、ポリエチレンを主体とした組成物からなり、該組成物は非架橋であることを特徴とする水中モータ用電線。
【請求項２】
上記絶縁被覆層を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、融点１２０℃以上のポリエチレンを主体とすることを特徴とする請求項１記載の水中モータ用電線。
【請求項３】
上記絶縁被覆層を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、イオン重合法で重合された直鎖状低密度ポリエチレンとラジカル重合法で重合された低密度ポリエチレンとがそれぞれ９５／５質量部から７０／３０質量部の範囲でブレンドされた組成物であることを特徴とする請求項１又は２記載の水中モータ用電線。
【請求項４】
上記絶縁被覆層を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、ポリエチレンの１００質量部に対して芳香環を有する酸化防止剤が０．１質量部以上添加されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の水中モータ用電線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長期にわたり水トリー特性のよい水中モータ用電線であって、特に放射線環境下で使用される水中モータ用電線に関する。
【背景技術】
【０００２】
水中モータのコイル（巻線）等には、水中モータ用電線が使用される。水中モータ用電線は、その名称が示すように、水中にて使用することを目的とする電線であり、導体を覆う絶縁被覆層を有する。水中に浸漬した巻線は、浸漬時間の経過に伴い絶縁被覆層の分子間に、過分の水分を含有した状態となる。水分を含有した絶縁被覆層と導体（金属；例えば銅）とが直接触れると、水中モータ運転時の電圧印加により導体表面から巻線の外周に向かって絶縁被覆層に銅イオンが析出・拡散する。さらに、この銅イオンを起因として絶縁被覆層中に水トリーが発生し、この水トリーが巻線の絶縁性の劣化・絶縁破壊の原因となる。
【０００３】
したがって、従来、水中モータ用電線は、導体の外周に銅イオンの析出・拡散を防止する皮膜として導体遮蔽絶縁層（例えば、エナメル樹脂によるエナメル層；エナメル被覆とも言う）が設けられている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
一方、水中モータ用電線の絶縁被覆層の材料としては、耐熱性を向上させるために、架橋ポリエチレンを適用することがある。
【０００５】
架橋ポリエチレンは、ポリエチレンの分子間に橋架け（架橋）を行い、網状の分子構造としたもので、架橋の方法は種々あるが、熱化学架橋方式の場合はポリエチレン中に架橋剤として有機過酸化物、例えば、ジクミルパーオキサイド
【０００６】
【化１】
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【０００７】
を添加し、熱処理によって化学反応を起こさせることによって架橋を行う。この結果、架橋後の絶縁被覆層である架橋ポリエチレン中には、上記化学反応に伴う架橋分解残渣（例えば、クミルアルコール
【０００８】
【化２】
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【０００９】
、アセトフェノン
【００１０】
【化３】
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【００１１】
、α−メチルスチレン
【００１２】
【化４】
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【００１３】
）が存在する。
【００１４】
【特許文献１】特開平５−３２５６５３号公報
【特許文献２】特開昭６１−１１４４１０号公報
【特許文献３】特開平４−８７２２２号公報
【特許文献４】特開平８−１１１１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、現在、水中モータ用電線は、長寿化が求められる傾向があり、さらなる耐水トリー性の向上が求められている。耐水トリー性の向上（水トリー特性の向上ともいう）とは、水トリーを発生しにくくすることを言う。
【００１６】
前述のように、架橋ポリエチレン等からなる絶縁被覆層と導体が直接触れる状態では、水中に浸漬されると、絶縁被覆層中に銅イオンが析出・拡散し、それに伴い水トリーが発生・成長し、短時間絶縁破壊の原因となる。この対策として導体と絶縁被覆層との間に導体遮蔽層としてエナメル層が設けられている。
【００１７】
しかし、絶縁被覆層のポリエチレンを化学架橋方式で架橋し、導体遮蔽絶縁層にエナメルを適用した水中モータ用電線では、長時間の使用によっては、エナメル樹脂層の分子間への架橋分解残渣の浸透によりエナメルが膨潤し、エナメル層にクレージングが生じ、水中モータ用電線の耐水トリー性に影響を与える恐れがある。これは、上記架橋分解残渣がベンゼン環（芳香環の一種）を持ち、かつ、分子量が小さいため、同じくベンゼン環（芳香環の一種）を持ったエナメル樹脂の分子間に浸透しやすいためである。
【００１８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、長期にわたり水トリー特性のよい水中モータ用電線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために本発明は、銅線の外周にエナメル被覆が施された導体と、該導体の外周に設けられた絶縁被覆層とを備え、該絶縁被覆層は、ポリエチレンを主体とした組成物からなり、該組成物は非架橋であるものである。
【００２０】
上記絶縁被覆層を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、融点１２０℃以上のポリエチレンを主体としてもよい。
【００２１】
上記絶縁被覆層を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、イオン重合法で重合された直鎖状低密度ポリエチレンとラジカル重合法で重合された低密度ポリエチレンとがそれぞれ９５／５質量部から７０／３０質量部の範囲でブレンドされた組成物であってもよい。
【００２２】
上記絶縁被覆層を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、ポリエチレンの１００質量部に対して芳香環を有する酸化防止剤が０．１質量部以上添加されていてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２４】
（１）長期にわたり水トリー特性が良い。
【００２５】
（２）放射線環境下での使用においても長期にわたり水トリー特性がよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２７】
図１に示されるように、本発明に係る水中モータ用電線１１は、銅線１２の外周にエナメル被覆（エナメル層ともいう）１３が施された導体１４と、該導体１４の外周に設けられた絶縁被覆層１５とを備え、該絶縁被覆層１５は、ポリエチレンを主体とした組成物からなり、該組成物は非架橋であるものである。
【００２８】
この構成により、熱化学架橋方式による架橋が不要となり、架橋剤として有機過酸化物を添加する必要がなく、架橋分解残渣が残らない。このため、有機過酸化物の架橋分解残渣による水トリー特性への影響を低減し、長期にわたり水トリー特性を向上できる。具体的には、絶縁被覆層１５中に水トリーが発生しにくくなる。
【００２９】
絶縁被覆層１５を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、融点１２０℃以上のポリエチレンを主体とすることが望ましい。
【００３０】
これは、絶縁被覆層１５を構成する組成物を非架橋とすることで、耐熱性が低下するが、融点が１２０℃以上のポリエチレンを主体とした組成物を絶縁被覆層１５に用いることで、成型後の加熱変形を小さく抑えることができる。
【００３１】
絶縁被覆層１５を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、イオン重合法で重合された直鎖状低密度ポリエチレンとラジカル重合法で重合された低密度ポリエチレンとがそれぞれ９５／５質量部から７０／３０質量部の範囲でブレンドされた組成物であることが望ましい。
【００３２】
これは、直鎖状低密度ポリエチレンが低密度ポリエチレンと比較して融点が高いという性質を持つためである。組成物の１００質量部に５質量部以上の低密度ポリエチレンを含める理由は、所定水準の溶融粘度（０．５〜５．０ｇ／１０ｍｉｎ）を確保（０．５ｇ／１０ｍｉｎ未満では流動性が悪く、押出外観が悪くなり、５．０ｇ／１０ｍｉｎを超えると流動性が大きすぎて樹脂が垂れやすいため）し、それによって組成物に対して、直鎖状低密度ポリエチレン単独よりも良好な成形性を与えるためである。また、低密度ポリエチレンの配合量を組成物の１００質量部に対して３０質量部以下に限定する理由は、所定水準の融点を確保（融点を高くするの意）し、それによって成型後の絶縁被覆層１５の加熱変形を小さく抑えるためである。
【００３３】
絶縁被覆層１５を構成するポリエチレンを主体とした組成物は、ポリエチレンの１００質量部に対して芳香環を有する酸化防止剤が０．１質量部以上添加されていることが望ましい。
【００３４】
これは、絶縁被覆層１５の耐熱老化性を向上させる（熱によって老化しにくくなる）ためである。さらに、芳香環を有する酸化防止剤を添加することにより、γ線を始めとする放射線のエネルギを芳香環のπ電子共役系により吸収し、絶縁被覆層１５の耐放射線劣化特性を向上させる（放射線によって劣化しにくくなる）ためである。酸化防止剤の添加量が０．５重量部より多いと、ブルーム現象（酸化防止剤がポリエチレンの表面に析出する）が生じるため、添加量は０．５質量部以下が好ましい。
【００３５】
芳香環を有する酸化防止剤としては、２，２−チオ−ジエチレンビス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、ペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］、オクタデシル３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、２，４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキシン−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−トリアジン、ビス［２−メチル−４−［３−ｎ−アルキル（Ｃ１２またはＣ１４）チオプロピオニルオキシ］−５−ｔ−ブチルフェニル］スルフィド、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）から選ばれる一種または二種以上を用いることができる。
【実施例】
【００３６】
表１のように、実施例１〜９及び比較例１、２の水中モータ用電線を作製した。各水中モータ用電線は、導体１２としての直径約４．５ｍｍの銅線の外周に、
【００３７】
【化５】
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【００３８】
の構造を有するエポキシ樹脂を主体とする塗料を繰り返し塗布し、焼き付けて厚さ約０．０６ｍｍのエナメル被覆１３を形成した。この導体１４の外周に、表１に示される成分（配合単位は質量部）を配合した各組成物を厚さ１．５ｍｍで押出被覆することにより、本発明の絶縁被覆層１５（実施例１〜９の場合）及び従来の絶縁被覆層（比較例１、２の場合）を形成した。その後、架橋が必要な比較例１、２に関しては、有機過酸化物を添加し連続的に高圧水蒸気による加熱により化学架橋を施した。このようにして、実施例１〜９及び比較例１、２の水中モータ用電線を完成した。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
実施例１〜９、比較例１、２の各水中モータ用電線をそれぞれ、巻線形成時の曲げ半径（Ｒ＝約３０ｍｍ）に成型したサンプルを各々２０個作製した。
【００４１】
表１の評価欄に示した評価内容は、各水中モータ用電線のサンプルに対する特性試験結果をまとめたものである。
【００４２】
エナメル層クラック数の評価として、各サンプルを７０℃の水中に４００００時間浸漬した後、巻線の絶縁被覆層を剥ぎ取り、曲げ部におけるエナメル被覆を拡大鏡で調べた。クレージングは長時間でクラックへと成長するため、各々のサンプルにおいて確認されたクラック数の平均値を評価した。
【００４３】
押出成型性（押出性）の評価として、押し出した絶縁被覆層の表面を目視で観察評価し、良（表面が平滑なもの）は○、不良（表面に凹凸を有するもの）は×とした。
【００４４】
加熱変形の評価として、実施例１〜９、比較例１、２の絶縁被覆層と同一配合の組成物により試験シートを成型により作製した。比較例１、２においては試験シートに加熱架橋を施した。各試験シートについて、１２０℃の条件下で、幅３０ｍｍ、Ｒ１０ｍｍの圧子によりシート厚方向に２０Ｎの加重を３０分間加え、その後のシート厚の最小値を測定し、初期の試験シートの厚さ（１２０℃で加重を加える直前に常温で測定）に対する変化率で評価を行った。変化率が１０％未満は良であり、○を表１中に記入し、変化率が１０％以上は不良であり、×を表１に記入した。
【００４５】
ボウタイトリー特性の評価は、各サンプルを９０℃の温水に浸漬し、導体と水との間に５０Ｈｚで３ｋＶの交流電流を５００日間印加して行った。５００日後、絶縁被覆層の断面を薄くスライスしてメチレンブルー水溶液で煮沸染色し、光学顕微鏡を用いてボウタイトリー長さを計測し、２００μｍ以上のボウタイトリーの発生数を計数した。
【００４６】
発生数が１．０×１０3（個／ｍ3）以上であれば不良と判定して表１中に×印を記入し、発生数が１．０×１０2（個／ｍ3）より多く１．０×１０3（個／ｍ3）より少ないときは良と判定して表１中に△印を記入し、発生数が１．０×１０2（個／ｍ3）以下であれば優良と判定して表１中に○印を記入した。
【００４７】
耐放射線劣化特性の評価は、各サンプルにγ線（照射線量１．０ＭＧｙ）を照射した後、上記ボウタイトリー特性の試験を行い、同様の評価を行った。
【００４８】
表１の評価欄に示したように、有機過酸化物の添加がない非架橋の実施例１〜９の水中モータ用電線１１は、長期使用を想定した場合でもエナメル被覆１３にクラックが発生していない。比較例１、２の水中モータ用電線は、長期使用を想定した場合、エナメル被覆にクラックが発生している。
【００４９】
また、直鎖状低密度ポリエチレンを組成物の１００質量部に対して７０質量部以上ブレンドした実施例１〜８の水中モータ用電線１１は、直鎖状低密度ポリエチレンを組成物の１００質量部に対して７０質量部より少なくブレンドした実施例９の水中モータ用電線１１に比べて、絶縁被覆層１５の加熱変形性が良好である。
【００５０】
また、芳香環を有する酸化防止剤を添加した実施例１〜６、８、９の水中モータ用電線１１は、実施例７の水中モータ用電線１１に比べて、γ線照射後のボウタイトリー数が少なく、さらに０．１質量部以上の芳香環を有する酸化防止剤を添加した実施例１〜３、６、８、９の水中モータ用電線１１は、実施例４、５に比べてγ線照射後のボウタイトリー数がより少ない。
【００５１】
以上により、水中モータ用電線に本発明の絶縁被覆層１５を用いることにより、長期にわたり水トリー特性を向上させることができ、さらに、耐放射線劣化特性の良い水中モータ用電線が得られることが証明された。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態を示す水中モータ用電線の断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１  水中モータ用電線
１２  銅線
１３  エナメル被覆
１４  導体
１５  絶縁被覆層
【図１】
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