特許 7247721 電気絶縁組成物および電力ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-20

(45)【発行日】2023-03-29

(54)【発明の名称】電気絶縁組成物および電力ケーブル

(51)【国際特許分類】

   C08L 23/04 20060101AFI20230322BHJP

   C08K 5/01 20060101ALI20230322BHJP

   C08K 5/20 20060101ALI20230322BHJP

   C08K 5/14 20060101ALI20230322BHJP

   H01B 3/44 20060101ALI20230322BHJP

   H01B 9/00 20060101ALI20230322BHJP

【ＦＩ】

C08L23/04

C08K5/01

C08K5/20

C08K5/14

H01B3/44 F

H01B3/44 P

H01B9/00 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019071785

(22)【出願日】2019-04-04

(65)【公開番号】P2020169281

(43)【公開日】2020-10-15

【審査請求日】2021-09-21

(73)【特許権者】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100187643

【弁理士】

【氏名又は名称】白鳥 昌宏

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 智

(72)【発明者】

【氏名】山崎 孝則

【審査官】今井 督

(56)【参考文献】

【文献】特開平０１－２４６７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２９５６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２８８６２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｌ ２３／００－ ２３／３６

Ｃ０８Ｋ ３／００－ １３／０８

Ｈ０１Ｂ ３／００－ ３／５６

Ｈ０１Ｂ ９／００－ ９／０６

ＣＡＰｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくともいずれかからなるベース樹脂を１００質量部と、
α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、
を有し、
前記脂肪酸アミドの含有量に対する、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量の比率は、０．５超１５未満である
電気絶縁組成物。

【請求項2】

前記ベース樹脂、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に直接的に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、２００μｍ未満である
請求項１に記載の電気絶縁組成物。

【請求項3】

低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくともいずれかからなるベース樹脂を１００質量部と、
α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、
を有し、
前記ベース樹脂、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に直接的に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、２００μｍ未満である
電気絶縁組成物。

【請求項4】

前記ベース樹脂、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に直接的に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、２００個／ｃｍ^３未満である
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。

【請求項5】

低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくともいずれかからなるベース樹脂を１００質量部と、
α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、
を有し、
前記ベース樹脂、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に直接的に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、２００個／ｃｍ^３未満である
電気絶縁組成物。

【請求項6】

前記脂肪酸アミドは、脂肪酸モノアミドからなる
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。

【請求項7】

前記脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸アミドからなる
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。

【請求項8】

有機過酸化物を含む架橋剤を有する
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。

【請求項9】

前記ベース樹脂は、架橋されている
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電気絶縁組成物。

【請求項10】

導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくともいずれかからなるベース樹脂を１００質量部と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成され、
前記電気絶縁組成物中の前記脂肪酸アミドの含有量に対する、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量の比率は、０．５超１５未満である
電力ケーブル。

【請求項11】

導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくともいずれかからなるベース樹脂を１００質量部と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成され、
前記電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に直接的に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、２００μｍ未満である
電力ケーブル。

【請求項12】

導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、低密度ポリエチレンおよび直鎖状低密度ポリエチレンのうち少なくともいずれかからなるベース樹脂を１００質量部と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成され、
前記電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に直接的に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、２００個／ｃｍ^３未満である
電力ケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、電気絶縁組成物および電力ケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

ポリエチレンは絶縁性に優れることから、電力ケーブルなどにおいて、絶縁層を構成する電気絶縁組成物のベース樹脂として広く用いられている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭５７－６９６１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

電力ケーブルが湿潤環境下または浸水環境下において課電されると、絶縁層中に水トリーが発生する可能性がある。このため、絶縁層の水トリー耐性を向上させることが求められる。

【0005】

本開示の目的は、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることができる技術を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様によれば、
ポリエチレンを含むベース樹脂を１００質量部と、
α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、
を有する
電気絶縁組成物が提供される。

【0007】

本開示の他の態様によれば、
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、ポリエチレンを含むベース樹脂を１００質量部と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成される
電力ケーブルが提供される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の一実施形態に係る電力ケーブルの軸方向に直交する模式的断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
＜発明者等の得た知見＞
まず、発明者等の得た知見について概略を説明する。

【0011】

電力ケーブルは、例えば、湿潤環境下または浸水環境下に布設されることがある。このような環境下では、電力ケーブルの絶縁層に所定の電界が印加されると、絶縁層中に水トリーが発生する可能性がある。絶縁層中に水トリーが発生すると、電力ケーブルの絶縁性が低下するおそれがある。

【0012】

水トリーは、例えば、以下のようなメカニズムにより発生する。すなわち、湿潤環境下または浸水環境下では、電力ケーブルの絶縁層内に水が浸入しうる。電力ケーブルの課電中において絶縁層内に水が浸入すると、絶縁層中の局所的な電界集中が生じた部分において、水が凝集する。局所的な電界集中部としては、例えば、絶縁層中のボイド、異物、および、絶縁層と半導電層との界面不整部などが挙げられる。このような局所的な電界集中部に水が凝集すると、凝集した水の圧力上昇に起因して、当該水凝集部分の周辺に力学的な歪みが生じる。その結果、樹木状または蝶ネクタイ状の水トリーが絶縁層中に発生する。

【0013】

従来では、電力ケーブルの絶縁層中における水トリーの発生を抑制するため、例えば、上述の特許文献１などのように様々な技術が検討されてきた。

【0014】

しかしながら、近年では、湿潤環境下または浸水環境下に布設される電力ケーブルに対して求められる仕様が厳しくなっている。または、湿潤環境下または浸水環境下に布設される電力ケーブルの構成を簡略化し、電力ケーブルのコストを削減することが求められている。これらのため、水トリー耐性を従来よりもさらに向上させた電力ケーブルが望まれている。

【0015】

そこで、本発明者等は、電力ケーブルの絶縁層を構成する電気絶縁組成物中に添加する材料について検討を行った。具体的には、電気絶縁組成物中に添加する様々な材料の中から、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドと、を検討した。検討の結果、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体、または脂肪酸アミドのうちいずれかを添加することにより、絶縁層中の水トリーの発生個数密度を低減させることができることが分かった。

【0016】

本発明者等のさらなる鋭意検討の結果、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドと、の両方を添加することにより、水トリー耐性を顕著に向上させることができることを見出した。具体的には、絶縁層中に発生する水トリーの最大長さを短くさせることができるとともに、絶縁層中の水トリーの発生個数密度を顕著に低減させることができることを見出した。

【0017】

本開示は、発明者等が見出した上述の知見に基づくものである。

【0018】

＜本開示の実施態様＞
次に、本開示の実施態様を列記して説明する。

【0019】

［１］本開示の一態様に係る電気絶縁組成物は、
ポリエチレンを含むベース樹脂を１００質量部と、
α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、
を有する。
この構成によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。

【0020】

［２］上記［１］に記載の電気絶縁組成物において、
前記ベース樹脂、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、２００μｍ未満である。
この構成によれば、水トリーに起因した絶縁層の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。

【0021】

［３］上記［１］又は［２］に記載の電気絶縁組成物において、
前記ベース樹脂、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、２００個／ｃｍ^３未満である。
この構成によれば、水トリーに起因した絶縁層の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。

【0022】

［４］上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記脂肪酸アミドは、脂肪酸モノアミドからなる。
この構成によれば、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させることができる。

【0023】

［５］上記［１］～［４］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸アミドからなる。
この構成によれば、分散された不飽和結合部（二重結合）に電子をトラップさせることができ、局所的な電界集中を抑制することができる。

【0024】

［６］上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
有機過酸化物を含む架橋剤を有する。
この構成によれば、架橋剤によりベース樹脂を架橋させることができる。これにより、電気絶縁組成物の機械特性および電気特性を向上させることができる。

【0025】

［７］上記［１］～［５］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記ベース樹脂は、架橋されている。
この構成によれば、電気絶縁組成物の機械特性および電気特性を向上させることができる。

【0026】

［８］上記［１］～［７］のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物において、
前記脂肪酸アミドの含有量に対する、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量の比率は、０．５超１５未満である。
この構成によれば、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を充分に得ることができる。また、誘電正接の上昇と、絶縁層の引張特性の低下（引張強度の低下および引張伸びの短縮）と、を安定的に抑制することができる。

【0027】

［９］本開示の他の態様に係る電力ケーブルは、
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、ポリエチレンを含むベース樹脂を１００質量部と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成される。
この構成によれば、ケーブル諸特性を確保しつつ、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。

【0028】

［本開示の実施形態の詳細］
次に、本開示の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0029】

＜本開示の一実施形態＞
（１）電気絶縁組成物
本実施形態の電気絶縁組成物は、後述する電力ケーブル１０の絶縁層１３０を構成する材料であり、例えば、ベース樹脂と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドと、その他の添加剤と、を有している。

【0030】

なお、本実施形態でいう「電気絶縁組成物」とは、例えば、後述の架橋剤を含まず未架橋の状態の組成物、後述の架橋剤を含み未架橋の状態の組成物、および架橋された状態の組成物を含んでいる。

【0031】

（ベース樹脂）
ベース樹脂（ベースポリマ）とは、電気絶縁組成物の主成分を構成する樹脂成分のことをいう。本実施形態のベース樹脂は、例えば、ポリエチレンを含んでいる。

【0032】

ベース樹脂を構成するポリエチレンとしては、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ：密度０．９１ｇ／ｃｍ^３以上０．９３ｇ／ｃｍ^３未満）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ：密度０．９４５ｇ／ｃｍ^３以下）中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ：密度０．９３ｇ／ｃｍ^３以上０．９４２ｇ／ｃｍ^３未満）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ：密度０．９４２ｇ／ｃｍ^３以上）などが挙げられる。これらの中でも、ＬＤＰＥおよびＬＬＤＰＥのうち少なくともいずれかが好ましい。これにより、電力ケーブルの絶縁性を向上させつつ機械特性を向上させることができる。

【0033】

（α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体）
電気絶縁組成物中にα－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を添加することにより、電気絶縁組成物の押出工程において局所的なスコーチ（やけ）の発生を抑制することができる。また、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体が有する芳香環に電子をトラップさせ、安定的な共鳴構造を形成することができる。これらにより、絶縁層１３０中の水トリーの発生を抑制することができる。なお、以下において、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を「不飽和二量体」と略すことがある。

【0034】

α－芳香族置換α－メチルアルケンの単量体は、例えば、以下の式（１）で表される。

【0035】

【化1】

【0036】

ただし、Ｒは、アリール基、アルカリール基、ハロゲン置換アリール基、またはハロゲン置換アルカリール基のうちいずれかである。なお、ここでいう「アルカリール基」とは、１または複数のアルキル基に結合した１または複数のアリール基の組み合わせをいう。

【0037】

具体的には、α－芳香族置換α－メチルアルケンの単量体としては、例えば、α－メチルスチレン、パラ－メチル－α－メチルスチレン、パラ－イソプロピル－α－メチルスチレン、メタ－メチル－α－メチルスチレン、メタ－エチル－α－メチルスチレン、ａｒ－ジメチル－α－メチルスチレン、ａｒ－クロル－α－メチルスチレン、ａｒ－クロル－ａｒ－メチル－α－メチルスチレン、ａｒ－ジエチル－α－メチルスチレン、ａｒ－メチル－ａｒ－イソプロピル－α－メチルスチレン等が挙げられる。

【0038】

α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体としては、例えば、α－メチルスチレンの不飽和二量体（２，４－ジフェニル－４－メチル－１－ペンテン）が挙げられる。なお、α－メチルスチレンの不飽和二量体と、それ以外の不飽和二量体とのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

【0039】

本実施形態では、電気絶縁組成物中におけるα－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量は、ベース樹脂１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上１０質量部以下である。

【0040】

不飽和二量体の含有量が０．１質量部未満であると、不飽和二量体による水トリー抑制効果が充分に得られない可能性がある。これに対し、不飽和二量体の含有量を０．１質量部以上とすることで、不飽和二量体による水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、不飽和二量体の含有量が１０質量部超であると、ベース樹脂が架橋し難くなり、電気絶縁組成物のゲル分率が低下する。このため、所定の交流電界を印加したときの誘電正接が上昇したり、絶縁層１３０の引張特性が低下したりする（引張強度の低下および引張伸びの短縮のうち少なくともいずれかが生じる）可能性がある。これに対し、不飽和二量体の含有量を１０質量部以下とすることで、所定量のベース樹脂を架橋させ、電気絶縁組成物のゲル分率の低下を抑制することができる。これにより、所定の交流電界を印加したときの誘電正接の上昇を抑制することができ、絶縁層１３０の引張特性の低下（引張強度の低下および引張伸びの短縮）を抑制することができる。

【0041】

（脂肪酸アミド）
電気絶縁組成物中に脂肪酸アミドを添加することにより、脂肪酸アミドを滑剤として作用させ、絶縁層１３０の押出工程における電気絶縁組成物の流動性を向上させることができる。また、脂肪酸アミドを分散させることで、分散された極性基（親水基）によって電気絶縁組成物中の局所的な水の集中を抑制することができる。これにより、絶縁層１３０中の水トリーの発生を抑制することができる。

【0042】

脂肪酸アミドとしては、例えば、飽和脂肪酸モノアミド、不飽和脂肪酸モノアミド、飽和脂肪酸ビスアミドおよび不飽和脂肪酸ビスアミドが挙げられる。

【0043】

具体的には、飽和脂肪酸モノアミドとしては、例えば、ラウリル酸アミド、パルチミン酸アミド、ステアリン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミドなどが挙げられる。

【0044】

不飽和脂肪酸モノアミドとしては、例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。

【0045】

飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－ジステアリルアジピン酸アミドなどが挙げられる。

【0046】

不飽和脂肪酸ビスアミドとしては、例えば、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－ジオレイルアジピン酸アミド、Ｎ，Ｎ’－ジオレイルセバシン酸アミドなどが挙げられる。

【0047】

なお、これらの脂肪酸アミドのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

【0048】

本実施形態では、電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、例えば、脂肪酸モノアミドであることが好ましい。これにより、脂肪酸アミドの極性を向上させることができる。その結果、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させることができる。

【0049】

また、本実施形態では、電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、例えば、不飽和脂肪酸アミドであることが好ましい。これにより、分散された不飽和結合部（二重結合）に電子をトラップさせることができ、局所的な電界集中を抑制することができる。

【0050】

本実施形態では、電気絶縁組成物中における脂肪酸アミドの含有量は、ベース樹脂１００質量部に対して、例えば、０．０５質量部以上１．０質量部以下である。

【0051】

脂肪酸アミドの含有量が０．０５質量部未満であると、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果が充分に得られない可能性がある。これに対し、脂肪酸アミドの含有量を０．０５質量部以上とすることで、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、脂肪酸アミドの含有量が１．０質量部超であると、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因して、絶縁層１３０の表面に脂肪酸アミドが析出してしまう可能性がある。なお、この現象を「ブルーム」という。これに対し、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部以下とすることで、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームの発生を抑制することができる。

【0052】

本実施形態では、脂肪酸アミドと、上述したα－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体と、の両方を添加することで、これらの相乗的作用によって、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。

【0053】

本実施形態では、脂肪酸アミドの含有量Ａに対する、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量Ｂの比率Ｂ／Ａ（以下、含有量比率Ｂ／Ａともいう）は、例えば、０．５超１５未満であることが好ましく、２以上９未満であることがより好ましい。

【0054】

含有量比率Ｂ／Ａが０．５以下であると、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性が充分に得られない可能性がある。これに対し、含有量比率Ｂ／Ａを０．５超とすることで、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を充分に得ることができる。さらに含有量比率Ｂ／Ａを２以上とすることで、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を安定的に得ることができる。

【0055】

一方で、含有量比率Ｂ／Ａが１５以上であると、脂肪酸アミドによる流動性向上効果が充分に得られない可能性がある。このため、不飽和二量体を均一に分散させることが困難となり、ゲル分率の向上が困難となる可能性がある。また、含有量比率Ｂ／Ａが１５以上であると、脂肪酸アミドの極性基による水の局所集中抑制効果が充分に得られない可能性がある。これに対し、含有量比率Ｂ／Ａを１５未満とすることで、脂肪酸アミドによる流動性向上効果を充分に得ることができる。これにより、不飽和二量体を均一に分散させることができ、ゲル分率を安定的に向上させることができる。その結果、誘電正接の上昇と、絶縁層１３０の引張特性の低下（引張強度の低下および引張伸びの短縮）と、を安定的に抑制することができる。また、含有量比率Ｂ／Ａを１５未満とすることで、脂肪酸アミドの極性基による水の局所集中抑制効果を充分に得ることができる。これにより、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を充分に得ることができる。さらに含有量比率Ｂ／Ａを９未満とすることで、誘電正接の上昇と、絶縁層１３０の引張特性の低下（引張強度の低下および引張伸びの短縮）と、を確実に抑制することができる。また、含有量比率Ｂ／Ａを９未満とすることで、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を安定的に得ることができる。

【0056】

（架橋剤）
本実施形態では、電気絶縁組成物のベース樹脂は、例えば、架橋剤により架橋されることが好ましい。これにより、電気絶縁組成物の機械特性（引張特性など）および電気特性を向上させることができる。

【0057】

電気絶縁組成物中に添加される架橋剤としては、例えば、有機過酸化物が用いられる。具体的には、有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、１－（２－ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシイソプロピル）－１－イソプロピルベンゼン、１－（２－ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシイソプロピル）－３－イソプロピルベンゼン、１，３－ビス－（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ－イソプロピル）ベンゼン、２，５－ジメチル－２．５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５－ジメチル－２，５－（ｔｅｒｔ－ブチルパーオキシ）－ヘキシン－３等が挙げられる。なお、これらのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

【0058】

（その他の添加剤）
電気絶縁組成物は、例えば、酸化防止剤をさらに含んでいてもよい。

【0059】

酸化防止剤としては、例えば、４，４’－チオビス－（６－ｔ－ブチル－３－メチルフェノール）、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－［（オクチルチオ）メチル］－ｏ－クレゾール、２，４－ビス－（ｎ－オクチルチオ）－６－（４－ヒドロキシ－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あるいはＣ１４）チオプロピオニルオキシ｝－５－ｔ－ブチルフェニル］スルフィド等が挙げられる。なお、これらのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

【0060】

なお、電気絶縁組成物は、滑剤として、上述の脂肪酸アミド以外の滑剤を含んでいてもよい。また、電気絶縁組成物は、例えば、着色剤をさらに含んでいてもよい。

【0061】

（２）電力ケーブル
次に、図１を用い、本実施形態の電力ケーブルについて説明する。図１は、本実施形態に係る電力ケーブルの軸方向に直交する断面図である。

【0062】

本実施形態の電力ケーブル１０は、いわゆる固体絶縁電力ケーブルとして構成されている。また、本実施形態の電力ケーブル１０は、例えば、水中または水底に布設されるよう構成されている。なお、電力ケーブル１０は、例えば、交流に用いられる。

【0063】

具体的には、電力ケーブル１０は、例えば、導体１１０と、内部半導電層１２０と、絶縁層１３０と、外部半導電層１４０と、遮蔽層１５０と、シース１６０と、を有している。

【0064】

本実施形態の電力ケーブル１０は、上述の顕著な水トリー抑制効果を有していることで、例えば、遮蔽層１５０よりも外側に、いわゆるアルミ被などの金属製の遮水層を有していない。つまり、本実施形態の電力ケーブル１０は、非完全遮水構造により構成されている。

【0065】

（導体（導電部））
導体１１０は、例えば、純銅、銅合金、アルミニウム、またはアルミニウム合金等を含む複数の導体芯線（導電芯線）を撚り合わせることにより構成されている。

【0066】

（内部半導電層）
内部半導電層１２０は、導体１１０の外周を覆うように設けられている。また、内部半導電層１２０は、半導電性を有し、導体１１０の表面側における電界集中を抑制するよう構成されている。内部半導電層１２０は、例えば、エチレン－エチルアクリレート共重合体、エチレン－メ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、およびエチレン－酢酸ビニル共重合体等のうち少なくともいずれかと、導電性のカーボンブラックと、を含んでいる。

【0067】

（絶縁層）
絶縁層１３０は、内部半導電層１２０の外周を覆うように設けられ、上述した電気絶縁組成物により構成されている。絶縁層１３０は、例えば、上述のように、電気絶縁組成物が押出成形された後に加熱されることにより架橋されている。

【0068】

（外部半導電層）
外部半導電層１４０は、絶縁層１３０の外周を覆うように設けられている。また、外部半導電層１４０は、半導電性を有し、絶縁層１３０と遮蔽層１５０との間における電界集中を抑制するよう構成されている。外部半導電層１４０は、例えば、内部半導電層１２０と同様の材料により構成されている。

【0069】

（遮蔽層）
遮蔽層１５０は、外部半導電層１４０の外周を覆うように設けられている。遮蔽層１５０は、例えば、銅テープを巻回することにより構成されるか、或いは、複数の軟銅線等を巻回したワイヤシールドとして構成されている。なお、遮蔽層１５０の内側や外側に、ゴム引き布等を素材としたテープが巻回されていてもよい。

【0070】

（シース）
シース１６０は、遮蔽層１５０の外周を覆うように設けられている。シース１６０は、例えば、ポリ塩化ビニルまたはポリエチレンにより構成されている。

【0071】

（水トリー耐性）
本実施形態では、上述のように、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドとの両方が絶縁層１３０中に添加されていることで、絶縁層１３０の水トリー耐性が顕著に向上している。

【0072】

具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物を、常温（２７℃）の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、電気絶縁組成物に対して商用周波数（例えば６０Ｈｚ）４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、例えば、２００μｍ未満、好ましくは１８０μｍ以下である。これにより、水トリーに起因した絶縁層１３０の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。

【0073】

なお、電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、小さければ小さいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態では、上述の試験によって所定量の水トリーが発生しうることから、電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、例えば、３０μｍ以上となる。

【0074】

また、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物を、常温（２７℃）の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、電気絶縁組成物に対して商用周波数（例えば６０Ｈｚ）４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、例えば、２００個／ｃｍ^３未満、好ましくは１５０個／ｃｍ^３以下である。これにより、水トリーに起因した絶縁層１３０の絶縁破壊を安定的に抑制することができる。

【0075】

なお、水トリーの発生個数濃度は、低ければ低いほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態では、上述の試験によって所定量の水トリーが発生しうることから、水トリーの発生個数濃度は、例えば、１０個／ｃｍ^３以上となる。

【0076】

（ゲル分率（架橋度））
本実施形態では、上述のように、絶縁層１３０は、例えば、架橋されている。また、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物中において、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量を１０質量部以下とすることで、電気絶縁組成物のゲル分率の低下が抑制されている。

【0077】

具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物のゲル分率は、例えば、６８％超、好ましくは７０％以上、より好ましくは７４％以上である。

【0078】

なお、電気絶縁組成物のゲル分率は、高ければ高いほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、電気絶縁組成物がα－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を所定量含むことから、電気絶縁組成物のゲル分率は、例えば、９５％以下となる。

【0079】

（誘電正接）
ここで、電気絶縁組成物に交流電界を印加すると、損失が生じうる。交流電界を印加したときの損失は、例えば、漏れ電流による損失、誘電分極にもとづく損失、及び部分放電にもとづく損失などである。このような損失に起因して、電流位相は、理想的な電気絶縁組成物に流れる無損失電流よりも遅れる。この場合の遅れ角δを誘電損角といい、正接を誘電正接（ｔａｎδ）という。

【0080】

本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物のゲル分率が上述のように所定値以上であることで、誘電正接が小さくなる。

【0081】

具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物に対して９０℃で９ｋＶ／ｍｍの交流電界を印加したときの誘電正接は、例えば、０．０５％以下である。

【0082】

なお、誘電正接は、小さければ小さいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、誘電損失は、例えば、０．００１％以上となる。

【0083】

（交流破壊電界）
本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物のゲル分率が上述のように所定値以上であることで、所定の交流破壊電界が確保されている。

【0084】

具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物の、常温（２７℃）において測定した交流破壊電界は、例えば、５５ｋＶ／ｍｍ以上、好ましくは６１ｋＶ／ｍｍ超、より好ましくは６４ｋＶ／ｍｍ以上である。

【0085】

なお、交流破壊電界は、大きければ大きいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、交流破壊電界は、例えば、１００ｋＶ／ｍｍ以下となる。

【0086】

（引張特性）
本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物のゲル分率が上述のように所定値以上であることで、電気絶縁組成物の引張特性を向上させることができる。

【0087】

具体的には、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物の引張強度は、例えば、１２．５ＭＰａ以上、好ましくは１４ＭＰａ以上である。

【0088】

なお、電気絶縁組成物の引張強度は、高ければ高いほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、引張強度は、例えば、５０ＭＰａ以下となる。

【0089】

また、本実施形態では、絶縁層１３０を構成する電気絶縁組成物の引張伸びは、例えば、３５０％以上、好ましくは３８０％超、より好ましくは４３０％以上である。

【0090】

なお、電気絶縁組成物の引張伸びは、大きければ大きいほどよいため、限定されるものではない。しかしながら、本実施形態の電気絶縁組成物では、引張伸びは、例えば、１０００％以下となる。

【0091】

このように、本実施形態では、所定の引張特性を確保することができる。これにより、電力ケーブル１０が伸縮したり屈曲したりする環境下であっても、電力ケーブル１０を好適に布設することができる。具体的には、本実施形態の電力ケーブル１０を、例えば、水中で浮体式の水上設備に対して屈曲可能に接続されるアレイケーブル（ダイナミックケーブル、ライザーケーブル）に適用することが可能となる。

【0092】

（ブルーム）
本実施形態では、上述のように、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部以下とすることで、絶縁層１３０の表面において、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームが検出されない。

【0093】

（具体的寸法等）
電力ケーブル１０における具体的な各寸法としては、特に限定されるものではないが、例えば、導体１１０の直径は５ｍｍ以上６０ｍｍ以下であり、内部半導電層１２０の厚さは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、絶縁層１３０の厚さは１ｍｍ以上３５ｍｍ以下であり、外部半導電層１４０の厚さは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、遮蔽層１５０の厚さは１ｍｍ以上５ｍｍ以下であり、シース１６０の厚さは１ｍｍ以上である。本実施形態の電力ケーブル１０に適用される交流電圧は、例えば２０ｋＶ以上である。

【0094】

（３）電力ケーブルの製造方法
次に、本実施形態の電力ケーブルの製造方法について説明する。以下、ステップを「Ｓ」と略す。

【0095】

（Ｓ１００：電気絶縁組成物準備工程）
まず、電気絶縁組成物を準備する。

【0096】

本実施形態では、ポリエチレンを含むベース樹脂と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドと、その他の添加剤（架橋剤、酸化防止剤等）と、をバンバリミキサやニーダなどの混合機により混合（混練）し、混合材を形成する。このとき、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量を、ベース樹脂１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上１０質量部以下とする。また、脂肪酸アミドの含有量を、ベース樹脂１００質量部に対して、例えば、０．０５質量部以上１．０質量部以下とする。

【0097】

混合材を形成したら、当該混合材を押出機により造粒する。これにより、絶縁層１３０を構成することとなるペレット状の電気絶縁組成物が形成される。なお、混練作用の高い２軸型の押出機を用いて、混合から造粒までの工程を一括して行ってもよい。

【0098】

（Ｓ２００：導体準備工程）
一方で、複数の導体芯線を撚り合わせることにより形成された導体１１０を準備する。

【0099】

（Ｓ３００：ケーブルコア形成工程（押出工程））
電気絶縁組成物準備工程Ｓ１００および導体準備工程Ｓ２００が完了したら、３層同時押出機のうち、内部半導電層１２０を形成する押出機Ａに、例えば、エチレン－エチルアクリレート共重合体と、導電性のカーボンブラックとが予め混合された内部半導電層用組成物を投入する。

【0100】

絶縁層１３０を形成する押出機Ｂに、上記したペレット状の電気絶縁組成物を投入する。

【0101】

外部半導電層１４０を形成する押出機Ｃに、押出機Ａに投入した内部半導電層用電気絶縁組成物と同様の材料を含む外部半導電層用組成物を投入する。

【0102】

次に、押出機Ａ～Ｃからのそれぞれの押出物をコモンヘッドに導き、導体１１０の外周に、内側から外側に向けて、内部半導電層１２０、絶縁層１３０および外部半導電層１４０を同時に押出す。

【0103】

押出後、窒素ガスなどにより加圧された架橋管内において、赤外線ヒータによる輻射により加熱したり、高温の窒素ガスまたはシリコーン油等の熱媒体を通じて熱伝達させたりすることにより、少なくとも絶縁層１３０を架橋させる。その後、架橋後のケーブルコアを、例えば、水により冷却する。

【0104】

以上のケーブルコア形成工程Ｓ３００により、導体１１０、内部半導電層１２０、絶縁層１３０および外部半導電層１４０により構成されるケーブルコアが形成される。

【0105】

（Ｓ４００：遮蔽層形成工程）
ケーブルコアを形成したら、外部半導電層１４０の外側に、例えば銅テープを巻回することにより遮蔽層１５０を形成する。

【0106】

（Ｓ５００：シース形成工程）
遮蔽層１５０を形成したら、押出機に塩化ビニルを投入して押出すことにより、遮蔽層１５０の外周に、シース１６０を形成する。

【0107】

以上により、固体絶縁電力ケーブルとしての電力ケーブル１０が製造される。

【0108】

（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。

【0109】

（ａ）本実施形態では、電気絶縁組成物中にα－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を添加することで、電気絶縁組成物の押出工程において局所的なスコーチ（やけ）の発生を抑制することができる。これにより、スコーチに起因した局所的な電界集中部の形成を抑制することができる。また、電気絶縁組成物中にα－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を添加することで、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体が有する芳香環に電子をトラップさせ、安定的な共鳴構造を形成することができる。これにより、電子の局所的な偏りを抑制することができ、すなわち、局所的な電界集中部の形成を抑制することができる。局所的な電界集中部の形成を抑制することで、電界集中部における水の凝集を抑制することができる。これにより、水凝集部に起因した力学的な歪みの発生を抑制することができる。その結果、絶縁層１３０中における水トリーの発生を抑制することができる。

【0110】

（ｂ）本実施形態では、電気絶縁組成物中に脂肪酸アミドを添加することで、脂肪酸アミドを滑剤として作用させ、絶縁層１３０の押出工程における電気絶縁組成物の流動性を向上させることができる。これにより、電気絶縁組成物中の各材料を均一に分散させることができる。電気絶縁組成物中において脂肪酸アミドを均一に分散させることで、脂肪酸アミドが有する極性基（親水基）を分散させることができる。これにより、電気絶縁組成物中に侵入した水を極性基によって分散させ、電気絶縁組成物中における局所的な水の集中を抑制することができる。局所的な水の集中を抑制することで、水集中部（水凝集部）に起因した力学的な歪みの発生を抑制することができる。その結果、絶縁層１３０中の水トリーの発生を抑制することができる。

【0111】

（ｃ）本実施形態によれば、上述の（ａ）および（ｂ）の相乗的な効果により、水トリー耐性を顕著に向上させることができる。

【0112】

ここで、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体、または脂肪酸アミドのうちいずれか一方のみを電気絶縁組成物中に添加した場合では、絶縁層１３０中の水トリーの発生個数密度がある程度低減するが、絶縁層１３０中に発生する水トリーの最大長さは短くならない可能性がある。

【0113】

これに対し、本実施形態では、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体と、脂肪酸アミドとの両方を電気絶縁組成物中に添加することで、上述の（ａ）および（ｂ）の相乗的な効果を得ることができる。すなわち、脂肪酸アミドの添加により、電気絶縁組成物の流動性を向上させ、電気絶縁組成物中においてα－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を均一に分散させることができる。不飽和二量体を均一に分散させることで、不飽和二量体が有する芳香環による電子トラップ効果を均一に発現させることができ、局所的な電界集中部の形成を安定的に抑制することができる。さらに、電気絶縁組成物中に侵入した水を、脂肪酸アミドが有する極性基によって分散させることで、局所的な電界集中部に水が集中する確率を低減させることができる。これにより、絶縁層１３０中における水トリーの発生を安定的に抑制することができる。その結果、本実施形態では、絶縁層１３０中に発生する水トリーの最大長さを短くさせることができるとともに、絶縁層１３０中の水トリーの発生個数密度を顕著に低減させることができる。

【0114】

このように水トリー耐性を顕著に向上させることで、常時水にさらされる水中ケーブルまたは水底ケーブルに好適に適用することができる。また、水トリー耐性を顕著に向上させることで、電力ケーブル１０の遮水層の構成を簡略化することができる。例えば、遮水層をなくしたり、遮蔽層を簡易的に構成したりすることができる。その結果、電力ケーブル１０のコストを削減することができる。

【0115】

（ｄ）α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量を０．１質量部以上とすることで、不飽和二量体による水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、不飽和二量体の含有量を１０質量部以下とすることで、所定量のベース樹脂を架橋させ、電気絶縁組成物のゲル分率の低下を抑制することができる。これにより、所定の交流電界を印加したときの誘電正接の上昇を抑制することができ、絶縁層１３０の引張特性の低下（引張強度の低下および引張伸びの短縮）を抑制することができる。

【0116】

（ｅ）脂肪酸アミドの含有量を０．０５質量部以上とすることで、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果を充分に得ることができる。一方で、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部以下とすることで、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームの発生を抑制することができる。

【0117】

本実施形態によれば、上述の（ａ）～（ｅ）のように、ケーブル諸特性（電気特性、引張特性、ブルーム抑制特性）を確保しつつ、水トリー耐性を向上させることが可能となる。

【0118】

（ｆ）電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、脂肪酸モノアミドであることが好ましい。これにより、脂肪酸アミドの極性を向上させることができる。脂肪酸アミドの極性を向上させることで、極性基による水の局所集中抑制効果を向上させることができる。その結果、絶縁層１３０中の水トリーの発生を安定的に抑制することができる。

【0119】

（ｇ）電気絶縁組成物中に添加される脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸アミドであることが好ましい。これにより、分散された不飽和結合部（二重結合）に電子をトラップさせることができ、局所的な電界集中を抑制することができる。局所的な電界集中部の形成を抑制することで、電界集中部における水の凝集を抑制することができる。その結果、絶縁層１３０中の水トリーの発生を安定的に抑制することができる。

【0120】

＜本開示の他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

【0121】

上述の実施形態では、ベース樹脂がポリエチレンを含む場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。例えば、ベース樹脂は、エチレン共重合体を含んでいてもよい。エチレン共重合体としては、例えば、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－メチルアクリレート共重合体、エチレン－エチルアクリレート共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体などが挙げられる。これらのうち２種類以上を組み合わせて用いてもよい。ベース樹脂がエチレン共重合体を含むことで、電気絶縁組成物の混合時に、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および脂肪酸アミドの分散性を向上させることができる。

【0122】

上述の実施形態では、電力ケーブル１０が遮水層を有していない場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。電力ケーブル１０は、上述の顕著な水トリー抑制効果を有していることで、簡易的な遮水層を有していてもよい。具体的には、簡易的な遮水層は、例えば、金属ラミネートテープからなる。金属ラミネートテープは、例えば、アルミまたは銅等からなる金属層と、金属層の片面または両面に設けられる接着層と、を有している。金属ラミネートテープは、例えば、ケーブルコアの外周（外部半導電層よりも外周）を囲むように縦添えにより巻き付けられる。なお、当該遮水層は、遮蔽層よりも外側に設けられていてもよいし、遮蔽層を兼ねていてもよい。このような構成により、電力ケーブル１０のコストを削減することができる。

【0123】

上述の実施形態では、電力ケーブル１０が水中または水底に布設されるよう構成される場合について説明したが、本開示はこの場合に限られない。例えば、電力ケーブル１０は、いわゆる架空電線（架空絶縁電線）として構成されていてもよい。

【実施例】

【0124】

次に、本開示に係る実施例を説明する。これらの実施例は本開示の一例であって、本開示はこれらの実施例により限定されない。

【0125】

（１）電気絶縁組成物の準備
以下の試料Ａ１～Ａ８、Ｂ１～Ｂ７のそれぞれの材料をオープンロールによって１２０℃において混合し、電気絶縁組成物を得た。

【0126】

［試料Ａ１～Ａ８］
（ベース樹脂）
低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）：
（密度ｄ＝０．９２ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ＝１．０ｇ／１０ｍｉｎ） １００質量部
（不飽和二量体）
α－メチルスチレンの不飽和二量体（２，４－ジフェニル－４－メチル－１－ペンテン）：０．１２質量部以上８質量部以下
（脂肪酸アミド）
ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド：０．０６質量部以上０．９質量部以下
（架橋剤）
ジクミルパーオキサイド：２質量部、または
２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン：１．３質量部
（酸化防止剤）
４，４’－チオビス－（６－ｔ－ブチル－３－メチルフェノール）：０．２質量部

【0127】

［試料Ｂ１］
不飽和二量体および脂肪酸アミドを含まない点を除いて、試料Ａ３と同様に作製した。
［試料Ｂ２］
脂肪酸アミドを含まない点を除いて、試料Ａ３と同様に作製した。
［試料Ｂ３］
不飽和二量体を含まない点を除いて、試料Ａ３と同様に作製した。
［試料Ｂ４］
不飽和二量体の含有量が０．０５質量部である点を除いて、試料Ａ３と同様に作製した。
［試料Ｂ５］
不飽和二量体の含有量が１２質量部である点を除いて、試料Ａ３と同様に作製した。
［試料Ｂ６］
脂肪酸アミドの含有量が０．０２質量部である点を除いて、試料Ａ３と同様に作製した。
［試料Ｂ７］
脂肪酸アミドの含有量が１．５質量部である点を除いて、試料Ａ３と同様に作製した。

【0128】

（２）評価
上述の電気絶縁組成物を用い、各評価に応じて絶縁シートを作製し、各評価を行った。

【0129】

（評価１：水トリー耐性）
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により１２０℃において１０分、電気絶縁組成物をプレスすることで、１ｍｍの厚さを有する絶縁シートを２枚作製した。絶縁シートを作製したら、所定の半導電シートを２枚の絶縁シートで挟み、積層シートを形成した。積層シートを形成したら、プレス成型により１８０℃において３０分、積層シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。絶縁シートを架橋させたら、半導電シートに対して配線を形成した。

【0130】

次に、積層シートを常温（２７℃）の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、半導電シートと水溶液との間の絶縁シートに対して６０Ｈｚ４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加した。

【0131】

所定の交流電界の印加後、積層シートを乾燥させ、メチレンブルー水溶液で積層シートを煮沸染色した。積層シートを染色したら、積層シートを積層方向（すなわち積層シートの主面直交方向）に沿って３０μｍの厚さでスライスし、観察用スライス片を形成した。その後、観察用スライス片を光学顕微鏡により観察することで、観察用スライス片の絶縁シートにおいて、半導電シートの沿面方向または半導電シートの主面直交方向に発生した水トリーを観察した。このとき、絶縁シート中に発生した水トリーの最大長さを計測した。また、絶縁シート中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度を計測した。なお、後述の表１および表２では、「水トリーの最大長さ」は、無作為に抽出した１０個の観察用スライス片において最も長かった水トリーの長さを四捨五入して求め、また、「水トリーの発生個数濃度」は、無作為に抽出した１０個の観察用スライス片における水トリーの発生個数濃度の平均値を四捨五入して求めた。

【0132】

なお、参考までに、従来の水トリー耐性の評価では、所定の電気絶縁組成物からなる絶縁層を有する電力ケーブルを作製し、電力ケーブルを水に浸漬させて、水トリーの評価を行っていた。このとき、電力ケーブルの絶縁層の外側には遮蔽層およびシースを設けていた。このため、絶縁層は直接水に接することがなかった。これに対し、本実施例では、上述のように、積層シートを所定の水溶液に直接浸漬させて、水トリーの評価を行った。このため、絶縁シートを水溶液に直接接触させた。したがって、本実施例における水トリー耐性の評価は、従来の電力ケーブルを用いた評価と比べて、厳しい条件で行ったことになる。

【0133】

（評価２：誘電正接）
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により１８０℃において３０分、電気絶縁組成物をプレスすることで、０．２ｍｍの厚さを有する絶縁シートを作製した。このとき、１８０℃において３０分、絶縁シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。

【0134】

次に、シェーリングブリッジを用い、絶縁シートに対して９０℃で９ｋＶ／ｍｍの交流電界を印加し、誘電正接を測定した。

【0135】

（評価３：交流破壊電界）
上述の評価２と同様の絶縁シートを作製した。次に、常温（２７℃）において、絶縁シートに対して５ｋＶの交流電圧を１分課電した。その後、絶縁シートに対する交流電圧を１ｋＶずつ昇圧し、絶縁シートに対して交流電圧を１分課電するサイクルを繰り返した。そして、絶縁シートにおいて絶縁破壊が生じたときの電界を測定した。

【0136】

（評価４：ゲル分率（架橋度））
上述の電気絶縁組成物を形成した後、プレス成型により１８０℃において３０分、電気絶縁組成物をプレスすることで、１ｍｍの厚さを有する絶縁シートを作製した。このとき、１８０℃において３０分、絶縁シートをプレスすることで、絶縁シートのベース樹脂を架橋させた。

【0137】

絶縁シートを作製したら、ＪＩＳ Ｃ３００５に準拠してゲル分率を測定した。具体的には、まず、絶縁シートの質量を測定した。次に、絶縁シートを所定の溶剤（例えば熱キシレン）へ浸漬し、絶縁シートを溶解させた。このとき、絶縁シートのうちベース樹脂が架橋された部分は、ゲルとして溶解せずに残存した。絶縁シートを溶解させたら、溶解せずに残存したゲルの質量を測定した。その結果、溶解前の絶縁シートの質量に対する、残存したゲルの質量の比率（％）を算出することで、「ゲル分率」を求めた。

【0138】

（評価５：引張特性）
上述の評価４と同様の絶縁シートを作製した。次に、ＪＩＳ Ｃ３００５に準拠して、絶縁シートの引張強度および引張伸びを測定した。具体的には、ＪＩＳ－３号ダンベルを用い、２００ｍｍ／ｍｉｎの引張速度において絶縁シートを引っ張ることで、絶縁シートの引張強度および引張伸びを測定した。

【0139】

（評価６：ブルーム）
電気絶縁組成物のペレットを８０℃の恒温槽内に１０日間に保持した後、その表面を目視により観察した。ペレットの観察により、ペレット表面に析出したブルームの有無を評価した。ブルームの発生が無かった場合を「Ａ」とし、ブルームの発生があった場合を「Ｂ」とした。

【0140】

（３）結果
以下の表１および表２を用い、各試料の評価を行った結果を説明する。なお、以下の表１において、配合剤の含有量の単位は、「質量部」である。

【0141】

【表1】

【0142】

【表2】

【0143】

表２に示すように、不飽和二量体および脂肪酸アミドの両方を添加しなかった試料Ｂ１では、水トリーの発生個数濃度が高く、かつ、水トリーの最大長さも長かった。また、不飽和二量体または脂肪酸アミドのうちいずれかのみを添加した試料Ｂ２およびＢ３では、水トリーの発生個数濃度は試料Ｂ１よりも低くなっていたが、水トリーの最大長さは試料Ｂ１と同様に長かった。

【0144】

これに対し、表１に示すように、不飽和二量体および脂肪酸アミドの両方を添加した試料Ａ１～Ａ８では、水トリーの発生個数濃度が、試料Ｂ１～Ｂ３よりも顕著に低くなっており、１５０個／ｃｍ^３以下であった。また、試料Ａ１～Ａ８では、水トリーの最大長さが、試料Ｂ１～Ｂ３よりも短くなっており、１８０μｍ以下であった。

【0145】

これらの結果によれば、不飽和二量体および脂肪酸アミドの両方を添加することで、これらの相乗的な効果により、絶縁層中に発生する水トリーの最大長さを短くさせることができたとともに、絶縁層中の水トリーの発生個数密度を顕著に低減させることができたことを確認した。

【0146】

また、表２に示すように、不飽和二量体の含有量を０．１質量部未満とした試料Ｂ４では、水トリーの発生個数濃度が、試料Ｂ１よりも低くなっていたが、２００個／ｃｍ^３以上であった。また、試料Ｂ４では、水トリーの最大長さが、試料Ｂ１～Ｂ３のそれぞれよりも若干短くなっていたが、２００μｍ超であった。

【0147】

これに対し、表１に示すように、不飽和二量体の含有量を０．１質量部以上とした試料Ａ１～Ａ８では、水トリーの発生個数濃度が、試料Ｂ４よりも顕著に低くなっていた。また、試料Ａ１～Ａ８では、水トリーの最大長さが、試料Ｂ４よりも短くなっていた。

【0148】

これらの結果によれば、不飽和二量体の含有量を０．１質量部以上とすることで、不飽和二量体による水トリー抑制効果を充分に得ることができたことを確認した。

【0149】

また、表２に示すように、不飽和二量体の含有量を１０質量部超とした試料Ｂ５では、ゲル分率が低かった。このため、試料Ｂ５では、誘電正接が大きく、交流破壊電界が低かった。また、試料Ｂ５では、引張特性が低下していた。

【0150】

これに対し、表１に示すように、不飽和二量体の含有量を１０質量部以下とした試料Ａ１～Ａ８では、ゲル分率が試料Ｂ５よりも高く、７４％以上であった。これにより、試料Ａ１～Ａ８では、誘電正接が試料Ｂ５よりも小さく、０．０５以下であった。また、試料Ａ１～Ａ８では、交流破壊電界が試料Ｂ５よりも高く、６４ｋＶ／ｍｍ以上であった。また、試料Ａ１～Ａ８では、引張特性が試料Ｂ５よりも向上していた。具体的には、試料Ａ１～Ａ８では、引張強度が１４ＭＰａ以上であり、引張伸びが４３０％以上であった。

【0151】

これらの結果によれば、不飽和二量体の含有量を１０質量部以下とすることで、所定量のベース樹脂を架橋させ、電気絶縁組成物のゲル分率の低下を抑制することができたことを確認した。これにより、所定の交流電界を印加したときの誘電正接の上昇を抑制することができ、絶縁層の引張特性の低下を抑制することができたことを確認した。

【0152】

また、表２に示すように、脂肪酸アミドの含有量を０．０５質量部未満とした試料Ｂ６では、水トリーの発生個数濃度が、試料Ｂ１よりも低くなっていたが、２００個／ｃｍ^３以上であった。また、試料Ｂ６では、水トリーの最大長さが、試料Ｂ１～Ｂ３のそれぞれよりも若干短くなっていたが、２００μｍ超であった。

【0153】

これに対し、表１に示すように、脂肪酸アミドの含有量を０．０５質量部以上とした試料Ａ１～Ａ８では、水トリーの発生個数濃度が、試料Ｂ６よりも顕著に低くなっていた。また、試料Ａ１～Ａ８では、水トリーの最大長さが、試料Ｂ６よりも短くなっていた。

【0154】

これらの結果によれば、脂肪酸アミドの含有量を０．０５質量部以上とすることで、脂肪酸アミドによる水トリー抑制効果を充分に得ることができたことを確認した。

【0155】

また、表２に示すように、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部超とした試料Ｂ７では、ブルームが発生していた。

【0156】

これに対し、表１に示すように、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部以下とした試料Ａ１～Ａ８では、ブルームが発生していなかった。

【0157】

これらの結果によれば、脂肪酸アミドの含有量を１．０質量部以下とすることで、ベース樹脂と脂肪酸アミドとの相溶性の違いに起因したブルームの発生を抑制することができたことを確認した。

【0158】

また、表１に示すように、試料Ａ１～Ａ８では、脂肪酸アミドの含有量Ａに対する、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量Ｂの比率Ｂ／Ａが、０．５超１５未満であった。含有量比率Ｂ／Ａを０．５超とすることで、上述のように、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を安定的に得ることができたことを確認した。また、含有量比率Ｂ／Ａを１５未満とすることで、不飽和二量体を均一に分散させることができ、ゲル分率の低下を安定的に抑制することができたことを確認した。その結果、誘電正接の上昇と、絶縁層の引張特性の低下と、を安定的に抑制することができたことを確認した。また、含有量比率Ｂ／Ａを１５未満とすることで、脂肪酸アミドの極性基による水の局所集中抑制効果によって、脂肪酸アミドと不飽和二量体との両方による水トリー抑制効果の顕著性を充分に得ることができたことを確認した。

【0159】

以上のように、試料Ａ１～Ａ８によれば、絶縁シートを水溶液に直接接触させた厳しい条件下において、顕著な水トリー抑制効果を確認することができた。したがって、試料Ａ１～Ａ８のそれぞれの電気絶縁組成物により構成される絶縁層を有する電力ケーブルを製造することで、絶縁層中における水トリーの発生を安定的に抑制することができることを確認した。

【0160】

＜本開示の好ましい態様＞
以下、本開示の好ましい態様を付記する。

【0161】

（付記１）
ポリエチレンを含むベース樹脂を１００質量部と、
α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、
脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、
を有する
電気絶縁組成物。

【0162】

（付記２）
前記ベース樹脂、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生する水トリーの最大長さは、２００μｍ未満である
付記１に記載の電気絶縁組成物。

【0163】

（付記３）
前記ベース樹脂、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体および前記脂肪酸アミドを有する電気絶縁組成物を、常温の１規定ＮａＣｌ水溶液中に浸漬した状態で、前記電気絶縁組成物に対して商用周波数４ｋＶ／ｍｍの交流電界を１０００時間印加したときに、
前記電気絶縁組成物中に発生し３０μｍ以上の長さを有する水トリーの発生個数濃度は、２００個／ｃｍ^３未満である
付記１又は付記２に記載の電気絶縁組成物。

【0164】

（付記４）
前記脂肪酸アミドは、脂肪酸モノアミドからなる
付記１から付記３のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。

【0165】

（付記５）
前記脂肪酸アミドは、不飽和脂肪酸アミドからなる
付記１から付記４のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。

【0166】

（付記６）
有機過酸化物を含む架橋剤を有する
付記１から付記５のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。

【0167】

（付記７）
前記ベース樹脂は、架橋されている
付記１から付記５のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。

【0168】

（付記８）
前記脂肪酸アミドの含有量に対する、前記α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体の含有量の比率は、０．５超１５未満である
付記１から付記７のいずれか１つに記載の電気絶縁組成物。

【0169】

（付記９）
導体と、
前記導体の外周を覆うように設けられる絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、ポリエチレンを含むベース樹脂を１００質量部と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を有する電気絶縁組成物により構成される
電力ケーブル。

【0170】

（付記１０）
電気絶縁組成物を準備する工程と、
前記電気絶縁組成物を用い、導体の外周を覆うように絶縁層を形成する工程と、
を備え、
前記電気絶縁組成物を準備する工程では、
ポリエチレンを含むベース樹脂を１００質量部と、α－芳香族置換α－メチルアルケンの不飽和二量体を０．１質量部以上１０質量部以下と、脂肪酸アミドを０．０５質量部以上１．０質量部以下と、を混合し、前記電気絶縁組成物を形成する
電力ケーブルの製造方法。

【符号の説明】

【0171】

１０ 電力ケーブル
１１０ 導体
１２０ 内部半導電層
１３０ 絶縁層
１４０ 外部半導電層
１５０ 遮蔽層
１６０ シース

【図1】