(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体、内部半導電層及び絶縁体を必須の構成要素として有する電力ケーブルにおいて、上記内部半導電層が、（１）数平均分子量が３×１０４以上であるか、または重量平均分子量が３×１０５以上であるエチレン−酢酸ビニル共重合体及び（２）上記エチレン酢酸ビニル共重合体１００重量部に対し、体積抵抗率が常温において５０００Ω・ｃｍ以下になるような割合の半導電性カーボンブラックを必須の成分として含有する半導電性樹脂組成物によって構成され、上記絶縁体がポリプロピレン１〜２５重量％及びエチレン・ブテン−１共重合体９９〜７５重量％を含有し、且つ密度が０．９２０ｇ／ｃｍ３以下の非架橋タイプのポリマ組成物によって構成されることを特徴とする電力ケーブル。
【請求項２】
上記絶縁体が、（１）ポリプロピレン１〜２５重量％及びエチレン・ブテン−１共重合体９９〜７５重量％を含有し、且つ密度が０．９２０ｇ／ｃｍ３以下のポリマ組成物及び（２）上記ポリマ組成物１００〜６０重量部に対し４０重量部以下の割合の高圧ラジカル重合ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンエチルアクリレート共重合体、エチレンブチルアクリレート共重合体、エチレンメタクリレート共重合体、エチレンメチルメタクリレート共重合体、エチレンプロピレンゴム、エチレンブテンゴム、エチレンオクテンゴム、水添スチレンブタジエンゴム及び水添スチレンブタジエンスチレンゴムから選ばれる１種類または２種類以上のポリマ含有する樹脂組成物によって構成される請求項１記載の電力ケーブル。
【請求項３】
上記半導電性樹脂組成物が、エチレン−酢酸ビニル共重合体９９〜５０重量部に対し１〜５０重量部となる割合の融点１２０℃以上のポリオレフィンであって高密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン及びポリプロピレンから選ばれた１種類または２種類以上から成るポリオレフィンを含有する半導電性樹脂組成物によって構成されることを特徴とする請求項１または２記載の電力ケーブル。
【請求項４】
上記半導電性樹脂組成物が、さらに上記エチレン−酢酸ビニル共重合体及び上記融点１２０℃以上のポリオレフィンの混合物１００重量部に対し１〜２０重量部の割合の２００℃における揮発量が２％未満の炭化水素系ワックスを含有する請求項１〜３のいずれか１に記載の電力ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電力ケーブル，特にリサイカブル電力ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来におけるこの種の電力ケーブルの代表的なものとしては、導体上に、プラスチックにカーボンブラックの如き半導電性材料を高配合した樹脂組成物を押出し被覆し、さらにその上に架橋ポリエチレン絶縁体を形成した電力ケーブルが有る（図１参照）。
【０００３】
しかしながら、この様な従来の電力ケーブルをリサイクルしようとした場合、絶縁体に使用されている架橋ポリエチレンは熱可塑性を有しないため、分離回収してもそのままリサイクル出来ず、サーモリサイクルする他に方法がなかった。しかも、従来の電力ケーブルの構造においては、内部半導電層に含まれる半導電性材料が不可避的に絶縁体に付着するので、絶縁体のみを内部半導電層の構成成分から分離して回収することは出来ず、この点から絶縁体材料としてのリサイクル（マテリアルリサイクル）は不可能であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は上記の問題点を有効に解決するために案出されたものである。
【０００５】
本発明の目的は、簡単に人の力でも絶縁体より剥がすことが可能で、回収に要する作業時間を短縮することが出来、リサイクル作業性の高いフリスト内部半導電層を有する電力ケーブルを提供することにある。
【０００６】
また、本発明の目的は、リサイクル作業性の高い内部半導電層有し、絶縁体材料に半導電性材料を付着せしめることなく絶縁体のみを確実に回収し、絶縁体材料のグレードを落とすことなく再度絶縁体として利用出来るリサイクル（マテリアルリサイクル）性の高い電力ケーブルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の電力ケーブルは、導体上に（１）数平均分子量が３×１０4 以上であるか、または重量平均分子量が３×１０5 以上であるエチレン−酢酸ビニル共重合体及び（２）上記エチレン酢酸ビニル共重合体１００重量部に対し、体積抵抗率が常温において５０００Ω・ｃｍ以下になるような割合の半導電性カーボンブラックを必須の成分として含有する半導電性樹脂組成物によってフリスト型に構成された内部半導電層及び非架橋タイプの樹脂によって構成される絶縁体が形成されたケーブルとされる。
【０００８】
本発明の上記半導電性樹脂組成物は、上記酢酸ビニル共重合体及び上記半導電性カーボンブラックに加えて、上記酢酸ビニル共重合体９９〜５０重量部に対し１〜５０重量部となる割合の融点１２０℃以上のポリオレフィンであって高密度ポリエチレン，直鎖状ポリエチレン及びポリプロピレンから選ばれる１種類または２種類以上から成るポリオレフィンを含有せしめることが好ましい。さらに、本発明の上記半導電性樹脂組成物は、上記酢酸ビニル共重合体、上記半導電性カーボンブラック及び上記融点１２０℃以上のポリオレフィンに加えて、上記エチレン−酢酸ビニル共重合体及び上記融点１２０℃以上のポリオレフィンの合量１００重量部に対し１〜２０重量部の割合の２００℃での揮発量が２％未満の炭化水素系ワックスを含有せしめることがより好ましい。
【０００９】
本発明の上記絶縁体に用いられる非架橋タイプの樹脂としては、ポリプロピレン１〜２５重量％及びエチレン・ブテン−１共重合体９９〜７５重量％を含有し、且つ密度が０．９２０ｇ／ｃｍ3 以下のポリマ組成物から成る樹脂が好ましく、さらに、上記非架橋タイプの樹脂としては、上記ポリプロピレン及び上記エチレン・ブテン−１共重合体に加えて、上記ポリマ組成物（上記プロピレン及び上記エチレン・ブテン−１共重合体の合量）１００〜６０重量部に対し４０重量部以下の割合の高圧ラジカル重合ポリエチレン，エチレン酢酸ビニル共重合体，エチレンエチルアクリレート共重合体，エチレンブチルアクリレート共重合体，エチレンメタクリレート共重合体，エチレンメチルメタクリレート共重合体，エチレンプロピレンゴム、エチレンブテンゴム，エチレンオクテンゴム，水添スチレンブタジエンゴム及び水添スチレンブタジエンスチレンゴムから選ばれる１種類または２種類以上のポリマを配合せしめた非架橋タイプの樹脂がより好ましい。
【００１０】
本発明における、半導電性樹脂組成物の成分としての、エチレン−酢酸ビニル共重合体としては高分子量の共重合体、即ち、浸透圧法により測定した３×１０4 以上、光散乱法により測定した重量平均分子量が３×１０5 以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体が用いられるが、その理由は、酢酸ビニルの濃度を極端に高めることなく著しく半導電層−絶縁体間の剥離性を向上させ得ることに有り、これは酢酸ビニル成分による溶解パラメータの差の拡大によるだけでなく、絶縁体と半導電層界面におけるポリマの分子拡散を抑制する効果により剥離性が向上するためと考えられる。また、このようなエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニルの濃度としては、示差走査熱量計（ＤＳＣ）の結晶融解ピークから求めた融点が６０〜８０℃となる如き濃度が望ましい。ここで、融点を６０〜８０℃としたのは、融点が６０℃未満では、ケーブルのコアをドラムに多段に巻いた場合の変形が大きくなり、また銅テープや、銅のワイヤの腐食も大きくなるためであり、一方、融点が８０℃を超えると、分子量を上記のように規定しても、剥離強度が高くなって、剥離性が不十分となってしまうためである。
【００１１】
本発明における、上記の如き高分子量のエチレン−酢酸ビニル共重合体としては、例えば多段重合技術により合成される分子量の大きい共重合体から選択されたものが挙げられる。
【００１２】
本発明における、半導電性樹脂成分としての、エチレン酢酸ビニル共重合体は、上記融点１２０℃以上のポリオレフィンに加えて、上記エチレン−酢酸ビニル重合体及び上記融点１２０℃以上のポリオレフィンの合量１００重量部に対し、２００℃での揮発量が２％未満の炭化水素系ワックス１〜２０重量部を配合することがより好ましいが、その理由は、これにより、半導電性樹脂組成物の粘度を下げ、加工性を改良することが出来るためである。但し、熱重量解析（ＴＧＡ）により、常温から５℃／ｍｉｎの速度で２００℃に昇温させて測定した重量減少（揮発量）が２％以上のものは、押出被覆に際して発泡が起こり、半導電層の内部にボイドが生成したり、絶縁体との界面に剥離が生じるという問題が出るために好ましくない。
【００１３】
本発明における、上記の如き炭化水素系ワックスとしては、分子量が１００００以下で、低分子量の高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体などのエチレン系ポリマやポリプロピレン等から選択されたものが挙げられる。
【００１４】
本発明の、上記絶縁体を構成するポリマ組成物におけるポリプロピレン及びエチレン・ブテン−１共重合体の割合として、ポリプロピレンの比率を１〜２５重量％にすることが好ましいのは、１％未満では、水トリーの抑制が小さいためであり、また２５％を超えると耐水トリー性が悪くなるためである。同様に、上記ポリマ組成物の密度を０．９２０ｇ／ｃｍ3 以下とすることが好ましい理由は、従来の絶縁体に使用される架橋ポリエチレンと同等の耐熱性をもちながら、架橋ポリエチレンより可撓性が良好なポリマ組成物を得るためであり、また、この値を超えると水トリーの抑止力が小さくなる傾向があるためである。
【００１５】
本発明の、上記絶縁体を構成するポリプロピレン（１〜２５重量％）及びエチレン・ブテン−１共重合体（９９〜７５重量％）を含むポリマ組成物は、さらに、ポリプロピレン及びエチレン・ブテン−１共重合体の合量１００〜６０重量部に対して、高圧ラジカル重合ポリエチレン，エチレン酢酸ビニル共重合体，エチレンエチルアクリレート共重合体，エチレンブチルアクリレート共重合体，エチレンメタクリレート共重合体，エチレンメチルメタクリレート共重合体，エチレンプロピレンゴム、エチレンブテンゴム，エチレンオクテンゴム，水添スチレンブタジエンゴム及び水添スチレンブタジエンスチレンゴムから選ばれる１種類または２種類以上のポリマを４０重量部以下の割で混和されることが好ましいが、その理由は耐水トリー性の向上がみられるためであり、また、上記混和量が４０重量部を超えると押出し外観が悪くなる傾向が有るためである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図４は、本発明に係る電力ケーブルの一形態の断面概略説明図であり、図５及び図６は夫々図４に示される電力ケーブルより遂次に導体及び内部半導電層を取り出した状態の概略説明図である。また、図１、図２及び図３は従来技術による電力ケーブルについての概略説明図であって、夫々図４、図５及図６に対応している。さらにまた、図７は、本発明に係る電力ケーブルの他の一形態の概略説明図である。
【００１７】
図４に示される本発明に係る電力ケーブル例においては、導体１、導体１上の押出し形成された内部半導電層（フリストタイプ半導電性樹脂組成物）２ｂ、内部半導電性２ｂ上に形成された絶縁体（非架橋タイプ樹脂）３ｂ及びその上のＰＶＣシース４から構成される。図５に示される如く、図４に示される電力ケーブルより導体１を取り出し、次いで図６に示される如く内部半導電層（フリストタイプ半導電性樹脂層）２ｂを取り出した状態において、絶縁体（非架橋タイプ樹脂）３ｂの内側に内部半導電層（半導電性樹脂組成物）２ｂの付着が全く認められない。
【００１８】
これに対し、図１に示される如き従来技術による電力ケーブルより、導体１を取り出し（図２）、次いで内部半導電層（半導電性樹脂組成物）２ａ取り出した状態における架橋ポリエチレン絶縁体３ａの内側に内部半導電層（半導電性樹脂組成物）２ａの一部が付着し残留する。
【００１９】
図７に示される本発明に係る電力ケーブルの他の一例においては、導体１、内部半導電層（フリストタイプ半導電層）２ｂ、絶縁体（非架橋タイプ樹脂）３ｂ、外部半導電層（フリストタイプ半導電性樹脂組成物）５及びＰＶＣシース４によって電力ケーブルが構成される。
【００２０】
本発明の好適な実施の形態は、上記の如き半導電性樹脂組成物によって構成される内部半導電層及び上記の如き非架橋型樹脂で構成される絶縁体を組合せた電力ケーブルであって、以下の実施例中に比較例と対比しつつ例示される。
【００２１】
【実施例】
（実施例及び比較例）
図４に示される如き電力ケーブルを導体１上に、半導電性樹脂組成物（下記のＣ群、Ｄ群、Ｅ群、Ｆ群）を用いて内部半導電層２を押出して形成し、その上に非架橋タイプの樹脂（下記のＡ群、Ｂ群、比較群）を用いて絶縁体３を施し、さらにその上にＰＶＣシース４を被覆して製造した。なお、非架橋タイプの樹脂（下記のＡ群、Ｂ群）と半導電性樹脂組成物（Ｃ群、Ｄ群、Ｅ群）を組合せて得られた電力ケーブルが本発明に係るフリスト型内部半導電層付リサイカブル電力ケーブルの実施例であり、また、非架橋タイプの樹脂（Ａ群、Ｂ群）と下記Ｆ群の半導電性樹脂組成物を組合せて得られた電力ケーブルが比較例である。また、非架橋タイプの樹脂（下記のＡ群、Ｂ群）と比較のための絶縁体材料（比較群）の特性が比較される。
【００２２】
ここにおいて、導体１の導体断面積は６０ｍｍ2 、内部半導電層厚（図６中のｔ1 ）は０．７ｍｍ、絶縁体厚（図６中のｔ2 ）は４．５ｍｍとした。
【００２３】
（１）絶縁体用の非架橋タイプの樹脂の調製
Ａ群：ポリプロピレン１〜２５％とエチレン・ブテン１共重合体９９〜７５％を混和してなる密度が０．９２０ｇ／ｃｍ3 以下のポリマ組成物を調製した。その組成及び特性は、表１に示される。
【００２４】
Ｂ群：ポリプロピレン１〜２５％とエチレン・ブテン１共重合体９９〜７５％を混和してなる密度が０．９２０ｇ／ｃｍ3 以下のポリマ組成物１００〜６０重量部に対し、高圧ラジカル重合ポリエチレン，エチレン酢酸ビニル共重合体，エチレンプロピレンゴム，エチレンオクテン−１共重合体又は水添スチレンブタジエンゴムを４０重量部以下混和したポリマ組成物を調製した。その組成及び特性は、表１中に示される。
【００２５】
比較群：比較のための組成物を調製した。その組成及び特性は、表１中に示される。
【００２６】
（２）内部半導電層用の半導電性樹脂組成物の調製
Ｃ群：数平均分子量が３×１０4 以上または、重量平均分子量が３×１０5 以上で、融点が６０〜８０℃であるエチレン−酢酸ビニル共重合体１００重量部に対し、体積抵抗率が常温で５０００Ω・ｃｍ以下になるように半導電性カーボンブラックを配合した半導電性樹脂組成物を調製した。その組成は表２中に示される。
【００２７】
Ｄ群：上記のエチレン−酢酸ビニル共重合体９９〜５０重量部に対し、融点１２０℃以上のポリオレフィン、即ち高密度ポリエチレン，直鎖状ポリエチレン又はポリプロピレンを１〜５０重量部混和し半導電性カーボンブラックを配合した半導電性樹脂組成物を調製した。その組成は表２中に示される。
【００２８】
Ｅ群：上記のエチレン−酢酸ビニル共重合体９９〜５０重量部に対し、融点１２０℃以上の高密度ポリエチレンを配合し、さらに上記エチレン−酢酸ビニル共重合体及び融点１２０℃以上の高密度ポリエチレンの合量１００重量部に対し、２００℃での揮発量が２％未満の炭化水素ワックスを１〜２０重量部配合し、半導電性カーボンブラックを配合した半導電性樹脂組成物を調製した。その組成は表２中に示される。
【００２９】
Ｆ群：比較のための組成物を調製した。その組成は表３中に示される。
【００３０】
（３）剥離強度試験
上記方法で製造した電力ケーブル（図４）の導体１を取り除き（図５）内部半導電層２ｂを絶縁体３ｂより剥がす（図６）際の強度（剥離強度）をＡＥＩＣ−ＣＳ５（SPECIFICATIONS FOR CROSS-LINKED POLYETHYLENE INSULATED SHIELDED POWER CABLES PATED 5 THROGH 46KV) に準拠して常温で測定した。この方法で、０．５〜４ｋｇ／ 1/2インチの剥離強度によって内部半導電層が剥離され、且つ図６のように絶縁体に内部半導電層成分の付着がないものを○とし、内部半導電層が０．５〜４ｋｇ／ 1/2インチで剥離できないものを×とした。試験結果は表４中に示される。
【００３１】
（４）加熱変形試験
また、上記電力ケーブルについて、ＪＩＳ  Ｃ  ３００５に準拠して試験を行い、１２０℃における試料の加熱変形が２５％以下のものを○、２５％を超えるものを▲とした。試験結果は表５中に示される。
【００３２】
（５）体積抵抗率試験
同様に、ＡＥＩＣ−ＣＳ５に準拠して、体積抵抗率が常温で５０００Ω・ｃｍ以下、９０℃で５００００Ω・ｃｍ以下のものを○、この値に入らないものを△とした。試験結果は表６中に示される。
【００３３】
（６）同様に、押出工程において外観が良いものを○、発泡して外観が悪いものを■とした。試験結果は表７中に示される。
【００３４】
（７）総合評価
以上の諸結果について、全ての項目において○のものを合格とし、１つでも×，▲，△，■があれば不合格とした。その評価結果は表８中に示される。
【００３５】
【表１】
0003835048.tif 000002
【００３６】
【表２】
0003835048.tif 000003
【００３７】
【表３】
0003835048.tif 000004
【００３８】
【表４】
0003835048.tif 000005
【００３９】
【表５】
0003835048.tif 000006
【００４０】
【表６】
0003835048.tif 000007
【００４１】
【表７】
0003835048.tif 000008
【００４２】
【表８】
0003835048.tif 000009
【００４３】
表８の結果からも理解されるように、耐熱性、可撓性、耐水トリー性にも優れた絶縁体（Ａ群，Ｂ群）と絶縁体との剥離性に優れ、加熱変形性にも優れる半導電性樹脂組成物（Ｃ群，Ｄ群，Ｅ群）を組み合わせることによって、リサイクル可能な絶縁体が不純物を混入することなく容易に回収出来る電力ケーブルが得られた。
【００４４】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、絶縁体を不純物が付着しない状態で、短時間に容易に分離、回収することが出来る電力ケーブルが提供され、これにより絶縁体を構成する樹脂材料を半導電性樹脂組成物より分離して効果的にリサイクルすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電力ケーブルの断面概略説明図である。
【図２】図１の電力ケーブルより導体を取出した状態説明図である。
【図３】図１の電力ケーブルよりさらに内部半導電層を剥離した状態説明図である。
【図４】本発明に係る電力ケーブルの態様の断面概略説明図である。
【図５】本発明に係る、図４の電力ケーブルより導体を取出した状態説明図である。
【図６】本発明に係る、図４の電力ケーブルよりさらに内部半導電層を剥離した状態説明図である。
【図７】本発明に係る電力ケーブルの他の態様の断面概略説明図である。
【符号の説明】
１  導体
２ａ  内部半導電層（半導電性樹脂組成物）
２ｂ  内部半導電層（フリストタイプ内部半導電層、半導電性樹脂組成物）
３ａ  架橋ポリエチレン絶縁体
３ｂ  非架橋タイプ樹脂絶縁体（非架橋タイプの樹脂）
４  ＰＶＣシース
５  外部半導電層（フリストタイプ外部半導電層、半導電性樹脂組成物）
【図１】
0003835048.tif 000010
【図２】
0003835048.tif 000011
【図３】
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【図４】
0003835048.tif 000013
【図５】
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【図６】
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【図７】
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