再表 2020-204013 電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープ、電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法および電力ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

【公報種別】再公表特許(A1)

(11)【国際公開番号】WO/0

(43)【国際公開日】2020年10月8日

【発行日】2021年4月30日

(54)【発明の名称】電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープ、電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法および電力ケーブル

(51)【国際特許分類】

   H01B 17/56 20060101AFI20210402BHJP

   C08L 23/06 20060101ALI20210402BHJP

   C08L 23/26 20060101ALI20210402BHJP

   H02G 15/10 20060101ALI20210402BHJP

   H02G 1/14 20060101ALI20210402BHJP

【ＦＩ】

   H01B17/56 A

   C08L23/06

   C08L23/26

   H02G15/10

   H02G1/14

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】28

【出願番号】特願2020-544681(P2020-544681)

(21)【国際出願番号】PCT/0/0

(22)【国際出願日】2020年3月30日

(11)【特許番号】特許第6831948号(P6831948)

(45)【特許公報発行日】2021年2月17日

(31)【優先権主張番号】特願2019-69323(P2019-69323)

(32)【優先日】2019年3月29日

(33)【優先権主張国】JP

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100205659

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 拓也

(74)【代理人】

【識別番号】100114292

【弁理士】

【氏名又は名称】来間 清志

(72)【発明者】

【氏名】三枝 哲也

(72)【発明者】

【氏名】金谷 考洋

【テーマコード（参考）】

4J002

5G333

5G355

5G375

【Ｆターム（参考）】

4J002BB031

4J002BB092

4J002BB212

4J002FD070

4J002FD140

4J002GJ02

4J002GL00

4J002GM00

4J002GQ01

5G333AA03

5G333AB01

5G333CB15

5G333CC04

5G333DA14

5G355AA03

5G355BA01

5G355BA11

5G355CA15

5G355CA22

5G375AA02

5G375AA04

5G375BA26

5G375BB44

5G375CA02

5G375CA12

5G375CB03

5G375CB04

(57)【要約】

親水性の高いポリエチレンを用いた場合であっても、融着部分への局所的な割れが起こり難い電力ケーブルの接続部被覆用の絶縁テープと、これを用いた絶縁被覆形成方法および電力ケーブルを提供する。
絶縁テープは、親水性を付与する分子によって少なくとも一部が変性されたポリエチレンと、酸化防止剤と、架橋剤とを含む樹脂材料からなり、酸化防止剤の分子量が１９０以上１０５０未満であり、酸化防止剤の含有量が、ポリエチレン１００質量部に対して０．０５質量部以上０．８質量部以下であり、テープ厚みが５０μｍ以上２５０μｍ以下である。また、電力ケーブル１は、複数の電力ケーブルの導体１１ａ，１１ｂを露出させた端部同士を導体接続した接続部１７１と、接続部１７１の外周に対して上述の絶縁テープを少なくとも巻回および架橋して、接続部１７１の外面に形成してなる絶縁被覆１７３とを有する接続構造部１７を備える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

親水性を付与する分子によって少なくとも一部が変性されたポリエチレンと、酸化防止剤と、架橋剤とを含む樹脂材料からなる、電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープであって、
前記酸化防止剤の分子量が、１９０以上１０５０未満の範囲であり、
前記酸化防止剤の含有量が、前記ポリエチレン１００質量部に対して、０．０５質量部以上０．８質量部以下の範囲であり、
テープ厚みが５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲である、電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープ。

【請求項2】

前記親水性を付与する分子が、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物および不飽和ジカルボン酸の誘導体の群から選択される少なくとも１種である、請求項１に記載の電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープ。

【請求項3】

複数の電力ケーブルの導体を露出させた端部同士を導体接続した接続部の外周に、請求項１または２に記載の絶縁テープを巻回して前記接続部の外面に絶縁被覆を形成するテープ巻回工程と、
前記絶縁被覆を形成した前記接続部に、３００ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下の圧力および１４０℃以上２８０℃以下の温度で加圧加熱処理を施して、前記絶縁被覆中のポリエチレンを架橋させる架橋工程と
を含む、電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法。

【請求項4】

前記テープ巻回工程は、前記絶縁テープを前記接続部外面の巻回位置に案内するテープガイドを備えた巻回装置を用い、前記絶縁テープを巻回する際の前記テープガイドの表面温度を３０℃以下に制御して行う、請求項３に記載の電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法。

【請求項5】

前記テープ巻回工程後、前記架橋工程前に、前記絶縁被覆を形成した前記接続部を、４０℃以上１３０℃以下で加熱する予備加熱工程をさらに有する、請求項３または４に記載の電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法。

【請求項6】

複数の電力ケーブルの導体を露出させた端部同士を導体接続した接続部と、
前記接続部の外周に対して、請求項１または２に記載の絶縁テープを、少なくとも巻回および架橋して、前記接続部の外面に形成してなる絶縁被覆と
を有する接続構造部を備える、電力ケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力ケーブルの接続部の被覆に用いられる絶縁テープと、前記絶縁テープを用いた電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法と、前記絶縁テープを用いて形成される絶縁被覆を有する電力ケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

電力用の送配電ケーブルとしては、導体の周囲を覆う絶縁体として、架橋ポリエチレンを含む樹脂材料を導体上に押出成形することで導体を被覆する、ＣＶケーブルが広く用いられている。これらＣＶケーブルの接続部は、導体を露出させた端部同士を溶接して接続した後、通常のケーブル部分と同様に、内部半導電層、絶縁層、外部半導電層などを導体上に形成することで構成されている。このうち、絶縁層を形成する方法としては、ケーブル部分の絶縁層と同様の樹脂からなる絶縁テープを巻回することで、絶縁被覆を形成する方法が挙げられる。

【0003】

このＣＶケーブルは、長期間にわたり運用されるものであるため、樹脂の劣化による絶縁破壊が起こらないことが求められる。ここで、絶縁破壊の原因としては、絶縁層内に生じる水トリーが挙げられる。水トリーは、ＣＶケーブルの絶縁層内に存在するボイドや異物を起点として樹脂の劣化部位が樹状に広がる現象であり、この劣化部位が広がることで絶縁破壊が引き起こされる。

【0004】

水トリーは、ＣＶケーブルへの通電によって架橋ポリエチレンに含まれる水分子が移動し、異物やボイドのような特異点に水分子が集まってコロナ放電が発生することで引き起こされるものであると考えられている。そこで、水トリーを抑制するため、（ａ）水分の侵入を防ぐ、（ｂ）特異点となる異物の混入やボイドの発生を防ぐ、（ｃ）特異点における水の凝集を防ぐ、（ｄ）架橋ポリエチレンの強度を高める、等の観点で研究が進められている。

【0005】

このうち、特異点における水の凝集を防ぐ手法として、添加剤によってポリエチレン樹脂の親水性を高めることで、特異点における水の凝集を緩和して水トリーの成長を抑制する手法が提案されている。例えば、非特許文献１には、架橋性ポリエチレン樹脂（ＸＬＰＥ）に、ＸＬＰＥと相溶性のよい直鎖をもち、かつ、水と結合できる親水基をもつ添加剤を加える手法が記載されている。

【0006】

他方で、水トリーを防ぐためにポリエチレンの親水性を高めようとすると、ポリエチレンに対する添加剤の親和性が低下することで、添加剤が時間とともにポリエチレンから染み出るブリードアウトが発生し易くなる。特に、電力ケーブル接続部に巻回する絶縁テープは、体積に対する表面積の割合が大きいため、樹脂表面へのブリードアウトが顕著となる。

【0007】

このようなブリードアウトによって染み出す添加剤には、酸化防止剤が含まれていることが多い。そこで、酸化防止剤のポリエチレンからのブリードアウトを低減させるために、分子体積が大きく樹脂内部の移動度が低い酸化防止剤を用いることが検討されている。その一例として、特許文献１には、耐熱性に優れ、かつ耐ブリード性にも優れた酸化防止剤として、多環式化合物であるｐ−フェニルフェノール類環状体を含有してなる耐ブリード性酸化防止剤が記載されている。また、特許文献２には、成形品の長期使用時における表面へのブリードアウトを低減させることが可能な酸化防止剤として、ポリカーボネート分子の末端にヒンダードフェノールを有する高分子型酸化防止剤が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開昭６２−２２７９８８号公報

【特許文献2】特開平０９−０４０９４８号公報

【非特許文献】

【0009】

【非特許文献1】福田暉夫、「ＣＶケーブル絶縁体の水トリー防止材料」電気学会誌、第１０８巻第５号、昭和６３年、ｐ．３８９−３９６

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ポリエチレンを加熱によって架橋させる際に、ブリードアウトによってポリエチレンの表面に添加剤が染み出ていると、樹脂の表面に残った添加剤がポリエチレンの融着および架橋を阻害するため、ポリエチレンの融着部分に局所的な割れが生じる。このような局所的な割れは、酸化防止剤が染み出たときに、特に生じ易いものであった。

【0011】

特に、電力ケーブルの接続部に、テープ化された樹脂からなる絶縁テープを巻回して絶縁被覆を形成する場合では、架橋後に得られる絶縁被覆に、このような局所的な割れが生じ易かった。例えば、図２に示す巻回装置２は、導体１１の周囲に取り付けた巻回装置２のテープガイド２２に、リール２１から引き出した絶縁テープ２０を通した後、巻回装置２を導体１１の周囲で回転させることで、絶縁テープ２０を導体上に巻回するものである。この巻回装置２では、絶縁テープ２０の表面にブリードアウトした添加剤が、テープガイド２２に掻き取られて蓄積された後、纏まって絶縁テープ２０の表面に移ることで、局所的に添加剤が多く付着した箇所が生じるため、得られる絶縁被覆に局所的な割れを引き起こしていた。

【0012】

ここで、ポリエチレンの表面にブリードアウトした添加剤（酸化防止剤）は、架橋時の加熱によってポリエチレンに再吸収される場合があるが、特許文献１および２に記載されるような高分子型の酸化防止剤を用いた場合は、架橋時の加熱によってポリエチレンに再吸収されにくいため、表面に残留している酸化防止剤によって、局所的な割れが生じていた。

【0013】

本発明の目的は、電力ケーブルの絶縁被覆を、親水性の高いポリエチレンを含む樹脂材料を用いて形成した場合であっても、未融着部分の発生を抑制して、絶縁被覆の内部に局所的な樹脂割れを起こり難くした絶縁テープ、電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法および電力ケーブルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0014】

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、絶縁層における未融着による割れを抑えるには、樹脂材料内に、移動が容易ではない高分子量の添加剤（酸化防止剤）を含ませるよりも、樹脂材料内の移動が容易でブリードアウトしやすいものの、樹脂材料内に再吸収されやすい低分子量の添加剤を含ませることが効果的であることを見出した。特に、酸化防止剤として１９０以上１０５０未満の分子量を有するものを用いるとともに、酸化防止剤の含有量を所定の範囲内にすることで、絶縁テープの表面にブリードアウトした酸化防止剤が、ポリエチレンを架橋させる際の加熱や、その前に行われる予備加熱によって、ポリエチレンに再吸収されることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成させるに至った。

【0015】

すなわち、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）親水性を付与する分子によって少なくとも一部が変性されたポリエチレンと、酸化防止剤と、架橋剤とを含む樹脂材料からなる、電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープであって、前記酸化防止剤の分子量が、１９０以上１０５０未満の範囲であり、前記酸化防止剤の含有量が、前記ポリエチレン１００質量部に対して、０．０５質量部以上０．８質量部以下の範囲であり、テープ厚みが５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲である、電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープ。
（２）前記親水性を付与する分子が、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物および不飽和ジカルボン酸の誘導体の群から選択される少なくとも１種である、上記（１）に記載の電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープ。
（３）複数の電力ケーブルの導体を露出させた端部同士を導体接続した接続部の外周に、上記（１）または（２）に記載の絶縁テープを巻回して前記接続部の外面に絶縁被覆を形成するテープ巻回工程と、前記絶縁被覆を形成した前記接続部に、３００ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下の圧力および１４０℃以上２８０℃以下の温度で加圧加熱処理を施して、前記絶縁被覆中のポリエチレンを架橋させる架橋工程とを含む、電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法。
（４）前記テープ巻回工程は、前記絶縁テープを前記接続部外面の巻回位置に案内するテープガイドを備えた巻回装置を用い、前記絶縁テープを巻回する際の前記テープガイドの表面温度を３０℃以下に制御して行う、上記（３）に記載の電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法。
（５）前記テープ巻回工程後、前記架橋工程前に、前記絶縁被覆を形成した前記接続部を４０℃以上１３０℃以下で加熱する予備加熱工程をさらに有する、上記（３）または（４）に記載の電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法。
（６）複数の電力ケーブルの導体を露出させた端部同士を導体接続した接続部と、前記接続部の外周に対して、上記（１）または（２）に記載の絶縁テープを、少なくとも巻回および架橋して、前記接続部の外面に形成してなる絶縁被覆とを有する接続構造部を備える、電力ケーブル。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、水トリーの発生を抑えるために親水性の高いポリエチレンを用い、かつ酸化防止剤が樹脂材料の表面にブリードアウトするような場合であっても、架橋時には酸化防止剤が再び樹脂材料中に溶け込んで絶縁テープ間に残留しないため、絶縁テープの巻回により形成された絶縁被覆の融着や架橋の妨げにならない。それにより、融着部分への局所的な割れが起こり難く、また、ＣＶケーブルへの長期使用に耐える耐久性を有する、電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープと、それを用いた絶縁被覆形成方法および電力ケーブルが得られる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明に係る電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法について説明する図である。このうち、図１（ａ）は、端部の導体を露出させた２本の電力ケーブルの端部同士を向かい合わせた分離状態で示す断面図である。また、図１（ｂ）は、導体を露出させた端部同士を導体接続させた状態を示す断面図である。また、図１（ｃ）は、接続部の外周に内部半導電層を形成させた状態を示す断面図である。また、図１（ｄ）は、接続部の内部半導電層の外周に、絶縁テープを巻回して絶縁被覆を形成した状態を示す断面図である。また、図１（ｅ）は、絶縁テープの外周に外部半導電層を形成した状態を示す断面図である。

【図2】電力ケーブルの接続部に絶縁テープを巻回する巻回装置を説明する図である。このうち、図２（ａ）は、電力ケーブルおよび巻回装置を模式的に示す斜視図である。また、図２（ｂ）は、電力ケーブルおよび巻回装置を模式的に示す断面図である。

【図3】本発明に係る電力ケーブルとその接続部を説明する図である。このうち、図３（ａ）は、電力ケーブルおよびその接続部の構造を模式的に示す断面図である。また、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ´線上の断面図である。また、図３（ｃ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ´線上の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。

【0019】

＜電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープ＞
本発明の電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープは、親水性を付与する分子によって少なくとも一部が変性されたポリエチレン（Ａ）と、酸化防止剤（Ｂ）と、架橋剤（Ｃ）とを含む樹脂材料からなる、電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープであって、酸化防止剤（Ｂ）の分子量が、１９０以上１０５０未満の範囲であり、酸化防止剤（Ｂ）の含有量が、ポリエチレン（Ａ）１００質量部に対して、０．０５質量部以上０．８質量部以下の範囲であり、かつテープ厚みが５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲である。

【0020】

本実施形態に係る電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープ（以下、「絶縁テープ」という場合がある。）によれば、水トリーの発生を抑えるために親水性の高いポリエチレンを用いた場合であっても、絶縁テープの表面にブリードアウトした酸化防止剤が、ポリエチレンを架橋させる際の加熱によってポリエチレンに再吸収されるため、融着部分への局所的な割れを起こり難くすることができる。また、必要に応じて架橋前に予備加熱を行うことで、酸化防止剤のポリエチレンへの再吸収を促進して、融着部分への局所的な割れをより起こり難くすることができる。

【0021】

［樹脂材料］
絶縁テープを構成する樹脂材料は、ポリエチレン（Ａ）と、酸化防止剤（Ｂ）と、架橋剤（Ｃ）とを含む。

【0022】

（ポリエチレン（Ａ））
ポリエチレン（Ａ）としては、親水性を付与する分子によって少なくとも一部が変性されたものを用い、より具体的には、親水性を付与する分子によって変性された変性ポリエチレン（Ａ１）だけでもよく、あるいは、この変性ポリエチレン（Ａ１）と未変性のポリエチレン（Ａ２）を併用してもよい。これにより、樹脂材料に高い親水性を持たせることができるため、絶縁テープによって形成される絶縁層への水トリーの発生を抑えることができる。

【0023】

このうち、変性ポリエチレン（Ａ１）は、親水性基を含む分子を結合させることで変性されたポリエチレンである。このような変性ポリエチレン（Ａ１）を用いることで、直流電流の空間電荷の蓄積を抑えることができるため、絶縁テープによって形成される絶縁被覆における絶縁破壊を低減することができる。

【0024】

ここで、親水性基を含む分子としては、エーテル類、アルコール類、エステル類、カルボン酸類などが挙げられる。その中でも、不飽和ジカルボン酸、不飽和ジカルボン酸無水物および不飽和ジカルボン酸の誘導体の群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

【0025】

親水性基を含む分子のうち、不飽和ジカルボン酸の一例としては、マレイン酸、フマル酸、およびイタコン酸などが挙げられる。また、不飽和ジカルボン酸無水物の一例としては、無水マレイン酸、および無水イタコン酸などが挙げられる。また、不飽和ジカルボン酸の誘導体の一例としては、不飽和ジカルボン酸のモノメチルエステル、モノエチルエステル、ジエチルエステル、アミド、およびイミドなどが挙げられる。これらの中でも、少量の添加によってポリエチレンに親水性を付与することができるため、分子量当たりのカルボニル基の比率が最も高い無水マレイン酸を用いることが最も好ましい。

【0026】

他方で、親水性基を含む分子によって変性される前のポリエチレンとしては、比重が０．９００以上０．９４０以下であり、分岐構造を有する低密度ポリエチレン、または直鎖状低密度ポリエチレンとアルケンとのコポリマーを含むことが好ましい。このような低密度ポリエチレンを用いることで、絶縁テープの柔軟性が高められるため、電力ケーブルへの巻回を行い易くすることができる。また、低密度ポリエチレンの融点は、９０℃以上１３０℃以下が好ましく、１００℃以上１２０℃以下がより好ましい。

【0027】

なお、本明細書における「融点」は、ＪＩＳ Ｋ７１２１−１９８７の示差走査熱量測定法によって測定される融点である。

【0028】

変性ポリエチレン（Ａ１）としては、上述のようにポリエチレンを変性させることで得られるもののほか、市販の樹脂を用いることもできる。例えば、ハイミラン（エチレン−メタクリル酸共重合体、三井・デュポン ポリケミカル株式会社製）、ニュクレル（エチレン−メタクリル酸共重合体、デュポン株式会社製）、ＳＣＯＮＡ ＴＳＰＥ（無水マレイン酸変性低密度ポリエチレン、ＢＹＫ株式会社製）、オレヴァックＧ（無水マレイン酸変性低密度ポリエチレン、アルケマ株式会社製）、モディック（無水マレイン酸変性低密度ポリエチレン、三菱化学株式会社製）などを好適に用いることができる。

【0029】

変性ポリエチレン（Ａ１）の比重は、０．８９０以上０．９５０以下が好ましく、０．９００以上０．９４０以下がより好ましく、０．９１０以上０．９３０以下がより好ましい。また、変性ポリエチレン（Ａ１）の融点は、９０℃以上１３５℃未満が好ましく、１００℃以上１２０℃以下がより好ましい。

【0030】

他方で、未変性のポリエチレン（Ａ２）としては、比重が０．９００以上０．９４０以下の分岐構造を有するポリエチレンである、低密度ポリエチレン、または直鎖状低密度ポリエチレンとアルケンとのコポリマーを含むことが好ましい。未変性のポリエチレン（Ａ２）として低密度ポリエチレンを含むことで、絶縁テープの柔軟性が高められるため、電力ケーブルへの巻回を行い易くすることができる。

【0031】

未変性のポリエチレン（Ａ２）の比重は、０．９００以上０．９４０以下が好ましく、０．９１０以上０．９３０以下がより好ましい。また、未変性のポリエチレン（Ａ２）の融点は、９０℃以上１３０℃以下が好ましく、１００℃以上１２０℃以下がより好ましい。

【0032】

ポリエチレン（Ａ）を構成する変性ポリエチレン（Ａ１）と未変性のポリエチレン（Ａ２）の割合について、ポリエチレン（Ａ）の全量が変性ポリエチレン（Ａ１）であってもよい。しかしながら、添加剤との混錬などの作業を行い易くし、且つ親水性基の濃度を適度に調整する観点では、変性ポリエチレン（Ａ１）１質量部に対し、未変性ポリエチレン（Ａ２）を２質量部以上２０質量部以下の割合で配合することが好ましい。

【0033】

（酸化防止剤（Ｂ））
酸化防止剤（Ｂ）は、老化防止剤とも呼ばれ、絶縁テープや、絶縁テープによって形成される絶縁被覆が、熱や空気中の酸素によって劣化するのを防ぐ作用を有するものであり、分子量が１９０以上１０５０未満のものを用いる。

【0034】

ここで、酸化防止剤（Ｂ）として、分子量が１９０以上のものを用いることで、樹脂材料を溶融混錬する際に、酸化防止剤の大気中への揮発が抑えられるため、絶縁テープに含まれる酸化防止剤の量を適切にコントロールすることができる。したがって、ケーブル通電時の発熱による樹脂の酸化劣化を抑えることで耐熱老化性を高め、それによりケーブル寿命を延ばすことができる。 よって、酸化防止剤（Ｂ）の分子量は、１９０以上が好ましく、３００以上がより好ましく、３５０以上がさらに好ましい。

【0035】

他方で、酸化防止剤（Ｂ）として、分子量が１０５０未満のものを用いる場合、酸化防止剤（Ｂ）の樹脂材料内での移動度が高まるため、酸化防止剤（Ｂ）が樹脂材料からブリードアウトし易くなる。しかしながら、分子量が１０５０未満の酸化防止剤は、ブリードアウトしても、ポリエチレンを架橋させる際の加熱や、架橋前に、必要に応じて行う予備加熱によってポリエチレン内に容易に再吸収されるため、ケーブルに巻回された絶縁テープを架橋する際に、絶縁テープの層間に残留する酸化防止剤を少なくすることができる。したがって、絶縁層の融着部分への局所的な割れを起こり難くすることができる。よって、酸化防止剤（Ｂ）の分子量は、１０５０未満が好ましく、８００以下がより好ましく、７００以下がさらに好ましい。

【0036】

酸化防止剤（Ｂ）としては、フェノール系、リン系、硫黄系、アミン系、ヒドラジン系およびアミド系のうち１種以上に属する酸化防止剤、ならびにその誘導体が含まれる。ここで、酸化防止剤の誘導体には、上述の酸化防止剤が酸化された後の化学種が含まれる。特に、酸化防止剤（Ｂ）としては、フェノール系酸化防止剤またはアミン系酸化防止剤と、リン酸系酸化防止剤または硫黄系酸化防止剤とを含有することが好ましい。

【0037】

特に、フェノール系酸化防止剤としては、分子量が１９０以上のものを含むことが好ましく、３００以上のものを含むことがより好ましい。他方で、フェノール系酸化防止剤としては、分子量が８００以下のものを含むことが好ましく、６００以下のものを含むことがより好ましい。

【0038】

フェノール系酸化防止剤の具体例としては、イルガノックス２４５（Ethylene bis(oxyethylene) bis-(3-(5-tert-butyl-4-hydroxy-m-tolyl)propionate)、分子量５８７）、イルガノックス２５９（Hexamethylene bis(3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)、分子量６３９）、イルガノックス５６５（2,6-Di-tert-butyl-4-(4,6-bis(octylthio)-1,3,5-triazin-2-ylamino)phenol、分子量５８９）、イルガノックス１０３５（Thiodiethylene bis[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-phenyl)propionate]、分子量６４３）、イルガノックス１０７６（Octadecyl-3-(3,5 -di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionate、分子量５３１）、イルガノックス１０９８（N,N'-hexane-1,6-diylbis(3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenylpropionamide))、分子量６３７）、イルガノックス１２２２（Hexamethylene bis(3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)、分子量３５６）、イルガノックス１３３０（3,3´,3´´,5,5´,5´´-Hexa-tert-butyl-.alpha,.alpha´,.alpha´´-(mesitylene-2,4,6-triyl)tri-p-cresol、分子量７７５）、イルガノックス１４２５（Calcium bis[3,5-di(tert-butyl)-4-hydroxybenzyl(ethoxy) phosphinate]、分子量６９３）、イルガノックス３１１４（1,3,5-Tris(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione、分子量７８４）、イルガノックス１５２０（4,6-Bis(octylthiomethyl)-o-cresol、分子量４２５）、イルガノックス１１３５（Benzenepropanoic acid, 3,5-bis (1,1-dimethyl-ethyl)-4-hydroxy-C7-C9 branched alkyl esters、分子量３９０）、イルガノックス１１４１（Pentaerythritol tetrakis(3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)、分子量３４６）、（以上いずれもＢＡＳＦ社製）、スミライザーＢＨＴ（Butylated Hydroxytoluene、分子量２２０）、スミライザー ＭＤＰ−Ｓ（2,2'-Methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol)、分子量３４１）、スミライザーＧＡ−８０（3,9-Bis{2-[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)-propionyloxy]-1,1-dimethylethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane、分子量７４１）、スミライザーＢＢＭ−Ｓ（4,4'-Butylidenebis（6-tert-butyl-3-methylphenol）、分子量３８３）、スミライザーＷＸ−Ｒ（4,4'-Thiobis(2-tert-butyl-5-methylphenol)、分子量３５８）、スミライザーＧＭ（(2-tert-Butyl-6-(3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylbenzyl)-4- methylphenyl acrylate)、分子量３９５）、 （以上いずれも住友化学社製）、アデカスタブＡＯ−２０（1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione、分子量７８４）、アデカスタブＡＯ−３０（4,4',4''-(1-methylpropanyl-3-ylidene)tris(6-tert-butyl-m-cresol)、分子量５４５）、アデカスタブＡＯ−４０（6,6'-di-tert-butyl-4,4'-butylidenedi-m-cresol、分子量３８３）、アデカスタブＡＯ−５０（Octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate、分子量５３１）、アデカスタブＡＯ−８０（3,9-Bis{2-[3-(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)propionyloxy]-1,1-dimethylethyl}-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane、分子量７４１）、アデカスタブＡＯ−３３０（1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylmethyl)-2,4,6-trimethylbenzene、分子量７７５）、（以上ＡＤＥＫＡ社製）、ノクラック３００（４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、分子量３５９、大内新興化学工業社製）等が挙げられる。

【0039】

また、リン酸系酸化防止剤としては、分子量が３００以上のものを含むことが好ましく、５００以上のものを含むことがより好ましい。他方で、リン酸系の酸化防止剤としては、分子量が１０５０未満のものを含むことが好ましい。

【0040】

リン系酸化防止剤の具体例としては、イルガフォス１６８（Tris(2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphite、分子量６４７）、イルガフォスＰ−ＥＰＱ（1,1'-Biphenyl-4,4'-diylbis(phosphonous acid)tetrakis(2,4-ditert-butylphenyl) ester、分子量１０３５）、イルガフォス１２６（3,9-Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane、分子量６０４）、（以上いずれもＢＡＳＦ社製）、スミライザーＢＢＭ−Ｓ（4,4'-Butylidenebis（6-tert-butyl-3-methylphenol）、分子量３８３）、（住友化学社製）、アデカスタブＰＥＰ−４Ｃ（Bis (nonylphenyl) pentaerythritol diphosphite、分子量６３３）、アデカスタブＰＥＰ−８（3,9-Bis(octadecyloxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane、分子量７３３）、アデカスタブＰＥＰ−３６（3,9-Bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane、分子量６３３）、アデカスタブＨＰ−１０（2,2'-Methylenebis(4,6-di-tert-butylphenyl) 2-ethylhexyl phosphite、分子量５８３）、アデカスタブ１１７８（Tris(nonylphenyl) phosphite、分子量６８９）、アデカスタブ２１１２（Tris(2,4-ditert-butylphenyl) phosphite、分子量６４７）、アデカスタブＣ（2-Ethylhexyl diphenyl phosphite、分子量３４６）、アデカスタブ１３５ Ａ（Isodecyl diphenyl phosphite、分子量３７４）、アデカスタブ３０１０（Triisodecyl phosphite、分子量５０３）、（以上いずれもＡＤＥＫＡ社製）等が挙げられる。

【0041】

また、硫黄系酸化防止剤としては、分子量が３００以上のものを含むことが好ましく、４００以上のものを含むことがより好ましい。他方で、硫黄系酸化防止剤としては、分子量が１０００以下のものを含むことが好ましく、８００以下のものを含むことがより好ましい。

【0042】

硫黄系酸化防止剤の具体例としては、イルガノックスＰＳ８００ＦＬ（Didodecyl-3,3′-thiodipropionate、分子量５１５）、イルガノックスＰＳ８０２ＦＬ（3,3′-Thiodipropionic acid dioctadecylester、分子量６８３）、（以上ＢＡＳＦ社製）、スミライザーＷＸ（4,4'-Thiobis(2-tert-butyl-5-methylphenol)、分子量３５９）（住友化学社製）、アデカスタブＡＯ−５０３（Di(tridecyl) 3,3'-thiodipropionate、分子量５４３）、アデカスタブＡＯ−２３ （ビス〔2-メチル-4-{3-n-アルキル(C12又はC14)チオプロピオニルオキシ}-5tert-ブチルフェニル〕スルフィド、分子量約９００、ＡＤＥＫＡ社製）等が挙げられる。

【0043】

酸化防止剤（Ｂ）としては、これらの化合物のうち２種以上を併用してもよい。また、酸化防止剤（Ｂ）に、分子量が１９０未満である他の酸化防止剤や、分子量が１０５０以上である他の酸化防止剤を併用してもよい。

【0044】

これらの酸化防止剤（Ｂ）の中では、芳香族化合物が好ましく、ベンゼン環に１個以上の分枝アルキル基が結合した構造を分子内に有する化合物がより好ましく、ベンゼン環に１個以上のｔ−ブチル基が結合した構造を分子内に有する化合物がさらに好ましい。酸化防止剤（Ｂ）がこのような構造を有することで、酸化防止剤の分子による立体障害が適度に大きくなるため、酸化防止剤（Ｂ）の酸化反応速度を適度に保つことができる。

【0045】

樹脂材料における酸化防止剤（Ｂ）の合計含有量の下限は、ポリエチレン（Ａ）１００質量部に対して０．０５質量部であり、好ましくは０．２質量部であり、さらに好ましくは０．３質量部である。これにより、樹脂材料の原料を混練するときにスコーチの発生を低減することができ、また、絶縁テープを架橋して得られる絶縁層の耐熱老化性を高めることができる。他方で、樹脂材料における酸化防止剤（Ｂ）の合計含有量の上限は、ポリエチレン（Ａ）１００質量部に対して０．８質量部であり、好ましくは０．６質量部である。これにより、樹脂架橋時に発生する水分量を減少させることができ、また、樹脂架橋体からのブリードも減少させることができる。

【0046】

加えて、架橋剤（Ｃ）１００質量部に対する酸化防止剤（Ｂ）の合計含有量が、５質量部以上５０質量部以下であることがより好ましい。

【0047】

なお、酸化防止剤（Ｂ）は、分子量が１９０以上１０５０未満の範囲である酸化防止剤のみであるのが好ましいが、酸化防止剤に占める質量割合が５０％以内であれば、分子量が上記適正範囲外である酸化防止剤を含んでいてもよい。また、分子量が１９０以上１０５０未満の範囲である酸化防止剤のうち、多環式化合物からなる酸化防止剤は、含有量が少ないことが好ましい。多環式化合物は、分子量が小さくても立体障害が大きいため、樹脂材料からブリードアウトすると、ポリエチレンを架橋させる際の加熱や、その前に行われる予備加熱によっても、ポリエチレン内に再吸収させることが困難になる。したがって、多環式化合物の含有量は、酸化防止剤に占める質量割合が５０％以内であることがより好ましい。

【0048】

（架橋剤（Ｃ））
架橋剤（Ｃ）は、ポリエチレン（Ａ）を架橋することで、樹脂材料の機械特性および耐熱性を高めるとともに、隣接する絶縁テープを結合する作用を有する。

【0049】

架橋剤（Ｃ）としては、加熱したときに熱分解によってラジカルを生成する有機過酸化物を含有することが好ましい。

【0050】

架橋剤（Ｃ）の具体例としては、ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、ベンゾイルパーオキサイド、ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、ブチルパーアセテート、ｔｅｒｔ−ブチルパーベンゾエート、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサンなどが挙げられる。その中でも、ＤＣＰを含有することが好ましい。また、架橋剤（Ｃ）として、これらの化合物のうち２種以上を組み合わせて含有してもよい。

【0051】

架橋剤（Ｃ）の配合量の下限は、ポリエチレン（Ａ）１００質量部に対して、０．１質量部以上であることが好ましく、０．５質量部以上であることがより好ましい。これにより、ポリエチレン（Ａ）の架橋によって、樹脂材料の機械特性および耐熱性を高めることができる。他方で、架橋剤（Ｃ）の配合量の上限は、ポリエチレン（Ａ）１００質量部に対して、５質量部であることが好ましく、３質量部であることがより好ましい。これにより、得られる樹脂材料を混練する際や押出成形する際における、異常架橋による電気特性の低下を抑えることができる。

【0052】

（その他の成分（Ｄ））
本実施形態に係る絶縁テープを構成する樹脂材料には、必要に応じて、他の成分を含んでもよい。例えば、水分吸収剤、熱安定剤、光安定剤、難燃剤、軟化剤、充填剤、着色剤、溶剤、顔料、染料、蛍光体等の各種の添加剤を加えてもよい。

【0053】

［絶縁テープの性状］
本実施形態に係る絶縁テープは、電力ケーブルの接続部の被覆に用いられるものである。より具体的には、複数の電力ケーブルの導体を露出させた端部同士を導体接続した接続部の外周に巻回して絶縁被覆を形成するのに用いられる。

【0054】

本実施形態に係る絶縁テープのテープ厚みは、接続部に巻回する際の巻回数を少なくするとともに、絶縁テープを架橋して得られる絶縁層の耐熱老化性を高めるため、５０μｍ以上が好ましく、７０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上がさらに好ましい。他方で、絶縁テープのテープ厚みの上限は、接続部に巻回し易くするため、２５０μｍ以下が好ましく、１５０μｍ以下がより好ましい。特に、本実施形態に係る絶縁テープは、樹脂材料の表面へのブリードアウトが起こり易い、テープ厚みが２５０μｍ以下の場合において、再吸収性を高めていないテープとの樹脂割れ発生数の差が顕著となる。

【0055】

また、本実施形態に係る絶縁テープのテープ幅は、滑らかな巻回表面を形成するため、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下が好ましい。

【0056】

［絶縁テープの製法］
本実施形態に係る絶縁テープの製造方法は、特に限定されないが、例えば、上述のポリエチレン（Ａ）、酸化防止剤（Ｂ）および架橋剤（Ｃ）を所定の割合で含有する原料を混練する混練工程と、混練工程で混練された樹脂を押出成形してテープを形成する成形工程と、を有する方法により絶縁テープを作製することができる。

【0057】

（混練工程）
ここで、絶縁テープの原料について行う混練工程としては、上述したポリエチレン（Ａ）に、酸化防止剤（Ｂ）および架橋剤（Ｃ）を添加した後に溶融させて混練する工程が挙げられる。混練工程における混練温度は、ポリエチレン（Ａ）の融点より高く１３５℃以下の温度で行うことが好ましい。より具体的には、均一なペースト状の樹脂材料を得るため、混練温度は、ポリエチレン（Ａ）の融点より高いことが好ましい。また、架橋剤（Ｃ）の熱分解によるポリエチレン（Ａ）の架橋を避けるため、混練工程における混練温度は、１３５℃以下にすることが好ましく、１３０℃未満にすることがより好ましい。

【0058】

本実施形態における混練工程では、巨視的に見て均質な樹脂材料を得られればよく、混練工程によって得られる樹脂材料では、ポリエチレン（Ａ）の一部が溶融せずにペースト内に分散していてもよい。

【0059】

また、本実施形態における混練工程では、混練する際の発熱によって架橋剤（Ｃ）が熱分解することを防ぐため、先にポリエチレン（Ａ）および酸化防止剤（Ｂ）を混練した後で成形してペレットを作製し、得られるペレットに架橋剤（Ｃ）を添加し、ペレットと架橋剤（Ｃ）を撹拌しながら架橋剤（Ｃ）を融解させることで、ペレット中のポリエチレン（Ａ）に架橋剤（Ｃ）を吸収させてもよい。

【0060】

（成形工程）
混練により得られる樹脂材料について行う成形工程としては、例えば所定の厚さのフィルムを形成した後、所定のテープ幅になるようにスリット加工を行うことが挙げられる。混練により得られる樹脂材料からフィルムを形成する手段としては、押出成形の手段を用いることができる。より具体的には、インフレーション法、Ｔダイ法、キャスト法、カレンダー法などを用いることができ、その中でもインフレーション法を用いることが好ましい。

【0061】

また、成形工程における成形温度は、ポリエチレン（Ａ）の融点より高く、かつ１３５℃以下の成形温度で行うことが好ましい。より具体的には、樹脂材料の成形を可能にする観点から、成形温度は、ポリエチレン（Ａ）の融点より高いことが好ましい。また、架橋剤（Ｃ）の熱分解によるポリエチレン（Ａ）の架橋を避けるため、成形温度は、１３５℃以下にすることが好ましい。

【0062】

なお、混練工程および成形工程は、別個の工程として行わなくてもよく、例えば同一の装置を用いて、絶縁テープの原料を溶融混練押出しすることにより、または絶縁テープの原料を溶融させて押出すことにより行ってもよい。

【0063】

＜電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法＞
本実施形態に係る電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法は、複数の電力ケーブルの導体を露出させた端部同士を導体接続した接続部の外周に、上述の絶縁テープを巻回して前記接続部の外面に絶縁被覆を形成するテープ巻回工程と、前記絶縁被覆を形成した前記接続部に、３００ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下の圧力および１４０℃以上２８０℃以下の温度で加圧加熱処理を施して、前記絶縁被覆中のポリエチレンを架橋させる架橋工程とを含む。

【0064】

本実施形態に係る絶縁被覆形成方法によることで、絶縁テープの表面にブリードアウトした酸化防止剤がポリエチレンに再吸収されるため、形成される絶縁被覆の内部での割れの発生を起こり難くすることができる。

【0065】

図１は、本発明に係る絶縁被覆形成方法について説明する図である。図１では、銅やアルミニウムなどの金属または合金からなる導体１１ａの周囲に、内部半導電層１２ａ、絶縁層１３ａ、外部半導電層１４ａ、金属遮蔽層１５ａおよびシース１６ａが順に積層された電力ケーブル１０ａと、導体１１ａと同様の金属または合金からなる導体１１ｂの周囲に、内部半導電層１２ｂ、絶縁層１３ｂ、外部半導電層１４ｂ、金属遮蔽層１５ｂおよびシース１６ｂが順に積層された電力ケーブル１０ｂとを接続する場合を例として示す。

【0066】

（接続部の形成）
接続させる複数の電力ケーブル１０ａ、１０ｂは、図１（ａ）に示すように、各々端部の導体１１ａ、１１ｂを露出させる。ここで、導体１１ａ、１１ｂを露出させる長さの合計寸法（Ｅ１＋Ｅ２）は、絶縁テープを巻回し易くするため、絶縁テープの幅よりも広くすることが好ましい。

【0067】

ここで、絶縁層１３ａ、１３ｂが親水性の高い樹脂からなる場合、特に、絶縁層１３ａ、１３ｂが親水性の高い分子によって少なくとも一部が変性された変性ポリエチレン樹脂からなる場合には、導体１１ａ、１１ｂとともに絶縁層１３ａ、１３ｂも露出させることが好ましい。露出させた絶縁層１３ａ、１３ｂにも絶縁テープを巻回積層することで、絶縁層１３ａ、１３ｂと絶縁テープとの密着性が高められるため、これらの界面部分における樹脂割れを生じ難くすることができる。

【0068】

次いで、図１（ｂ）に示すように、導体１１ａ、１１ｂの端部同士を導体接続する。導体接続の方法としては、例えば溶接を用いることができ、導体接続によって接続部（溶接部）１７１が形成される。

【0069】

（内部半導電層の形成）
形成された接続部１７１の外周には、図１（ｃ）に示すように、内部半導電層１７２を形成してもよい。内部半導電層１７２は、例えば、架橋性樹脂、導電性カーボンブラック、酸化防止剤、および架橋剤を含む半導電性の樹脂組成物から形成される。このうち、架橋性樹脂としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、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およびエチレン−ブチルアクリレート共重合体から選択される一種以上の樹脂が挙げられる。

【0070】

内部半導電層１７２は、例えば樹脂を成形することで得ることができ、より具体的には、導体１１ａ、１１ｂの表面に樹脂を押し出し成形することで行ってもよく、導体１１ａ、１１ｂを金型に差し込んで金型に樹脂を注入することで行ってもよく、また、樹脂をテープ状に成型して導体１１ａ、１１ｂの表面に巻回してもよい。さらには、接続部１７１を形成する前の導体１１ａ、１１ｂのいずれかに、加熱により収縮するチューブを予め差し込んでおき、接続部１７１を形成した後で加熱してチューブを収縮させることによって内部半導電層１７２を形成することもできる。

【0071】

（テープ巻回工程）
次いで、図１（ｄ）に示すように、複数の電力ケーブル１０ａ、１０ｂの導体１１ａ、１１ｂを露出させた端部同士を導体接続して形成される接続部１７１の外周に形成した内部半導電層１７２の外周に、さらに上述の絶縁テープを巻回することで、接続部１７１および内部半導電層１７２の外周全体を覆う範囲にわたって絶縁被覆１７３を形成する。

【0072】

この絶縁テープを巻回する際は、テープの層間に空気が入らないように、十分な張力をかけて巻き付けることが望ましい。絶縁テープに十分な張力をかけて巻き付けるため、図２に示すような、絶縁テープ２０を接続部１７１の外面の巻回位置（図示せず）に案内するテープガイド２２を備えた巻回装置２を用いることができる。この巻回装置２では、リール２１から引き出される絶縁テープ２０を、テープガイド２２を通して、接続部１７１の外面に形成された内部半導電層１７２、および電力ケーブル１０ａおよび１０ｂの露出させた内部半導電層１２a、１２ｂの外周に巻回積層するため、巻回装置２を導体１１の周囲を回転させることで、絶縁テープに張力をかけながら巻回することができる。しかし、このタイプの巻回装置２では、絶縁テープ２０とテープガイド２２との接触により、絶縁テープ２０の内部から表面上にブリードアウトすることによって付着していた酸化防止剤などの添加物が、テープガイド２２に掻き取られて付着・蓄積し、テープガイド２２に蓄積した添加物は、ある一定量を超えると、絶縁テープ２０の表面上に付着して絶縁被覆１７３に巻き込まれる傾向がある。ここで、添加物の付着・蓄積は、テープガイド２２の表面温度が摩擦などにより上昇するときに起こり易くなる。

【0073】

本発明によれば、テープガイド２２に付着した添加物が、テープガイド２２を通過する絶縁テープ２０の表面に付着し、この添加物が付着した状態の絶縁テープ２０を巻回することによって形成される絶縁被覆１７３に巻き込まれても、その後の加熱によってポリエチレンに再吸収させることは可能である。しかしながら、テープガイド２２の表面温度を３０℃以下に調整し、より好ましくは２５℃以下に調整することが、ポリエチレンへのブリードの低減によって絶縁テープ２０の融着部分への割れをより低減できる点で、より好ましい。

【0074】

ここで、テープガイド２２の表面温度を調整する手段としては、特に限定されないが、例えば冷風をテープガイド２２に当てることによる空冷や、ヒートシンクを設置するなどの手段を用いることができる。

【0075】

（外部半導電層の形成）
絶縁テープ２０の巻回によって形成された絶縁被覆１７３の周囲には、図１（ｅ）に示すように、外部半導電層１７４を形成してもよい。外部半導電層１７４は、内部半導電層１７２と同様に、半導電性の樹脂組成物から形成される。

【0076】

外部半導電層１７４は、内部半導電層１７２と同様に、例えば樹脂を成形することで得ることができる。また、外部半導電層１７４は、接続部１７１を形成する前の電力ケーブル１０ａ、１０ｂのいずれかに、加熱により収縮する外部半導電層形成用チューブを予め差し込んでおき、接続部１７１の外周上に、内部半導電層１７２および絶縁被覆１７３を順次形成した後に、前記チューブを接続部１７１の外周位置まで移動させ、その後、加熱して前記チューブを収縮させて形成してもよい。

【0077】

（予備加熱工程）
絶縁被覆１７３を形成し、さらに必要に応じて外部半導電層１７４を形成した接続部１７１に対して、４０℃以上１３０℃以下の温度に加熱する予備加熱工程を行うことが好ましい。これにより、架橋前の絶縁テープ２０が加熱されることで、絶縁テープ２０の表面にブリードしている酸化防止剤などの添加物がポリエチレンにより再吸収され易くなるため、絶縁テープ２０の融着部分への割れをより低減することができる。

【0078】

予備加熱工程における加熱温度は、添加物のポリエチレンへの再吸収を促進させるため、４０℃以上が好ましく、５０℃以上がより好ましい。他方で、予備加熱工程における加熱温度は、ブリードした添加剤が再吸収される前にポリエチレンが架橋するのを防ぐ観点から、１３０℃以下が好ましく、１２０℃以下がより好ましい。

【0079】

予備加熱工程における加熱時間は、添加物がポリエチレンに再吸収されるのに要する時間を考慮して、１分以上が好ましく、３分以上がより好ましい。他方で、予備加熱工程における加熱時間の上限は、特に限定されないが、生産性の観点から、例えば１０分以下としてもよい。

【0080】

（架橋工程）
次いで、絶縁被覆１７３を形成した接続部１７１に、３００ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下の圧力および１４０℃以上２８０℃以下の温度で加圧加熱処理を施して、絶縁被覆１７３に含まれるポリエチレンを架橋させる架橋工程を行う。これにより、絶縁テープ２０の表面にブリードしている酸化防止剤などの添加物がポリエチレンに再吸収されるとともに、隣接する絶縁テープ２０に含まれるポリエチレンが架橋剤の作用によって架橋されるため、絶縁被覆１７３のうち、特に絶縁テープ２０が融着している部分への割れを低減することができる。また、ポリエチレンの架橋により、絶縁被覆１７３を構成している樹脂材料の機械特性および耐熱性を高めることができる。

【0081】

架橋工程では、絶縁テープ２０を巻回した部分を圧力容器で密閉し、ガスを充填して加圧した状態で加圧加熱処理を行うことで、加熱によってガス化する揮発性の低分子化合物を樹脂材料に吸収させる。このとき、加圧加熱処理を行う際の圧力は、３００ｋＰａ以上が好ましく、４００ｋＰａ以上がより好ましい。また、圧力容器の密閉部シールの破壊を防ぐ観点から、加圧加熱処理を行う際の圧力は、１０００ｋＰａ以下が好ましい。

【0082】

架橋工程で加圧加熱処理を行う際の加熱温度は、架橋剤の作用による架橋反応を促進させるため、１４０℃以上が好ましく、１６０℃以上がより好ましい。他方で、架橋工程で加圧加熱処理を行う際の加熱温度は、ポリエチレンの熱分解を防ぐ観点から、２８０℃以下が好ましく、２６０℃以下がより好ましい。

【0083】

（金属遮蔽層および防食シースの形成）
架橋後の絶縁被覆１７３の周囲には、金属遮蔽層および防食シース（ともに図示せず）を設けてもよい。金属遮蔽層としては、例えば鉛や銅、アルミニウムからなるものを用いることができる。また、防食シースとしては、例えば塩化ビニルやポリエチレン、ナイロンからなるものを用いることができる。

【0084】

＜電力ケーブル＞
本実施形態に係る電力ケーブル１は、例えば上述の方法によって得られるものであり、図３（ａ）に示されるように、複数の電力ケーブルの導体１１ａ，１１ｂを露出させた端部同士を導体接続した接続部１７１と、接続部１７１の外周上に対して直接または内部半導電層１７２を介して間接的に、上述の絶縁テープを少なくとも巻回および架橋して、接続部１７１の外面（側）に形成してなる絶縁被覆１７３とを有する接続構造部１７を備えるものである。

【0085】

この電力ケーブル１は、図３（ｂ）に示すように、導体１１ａの外周に、内部半導電層１２ａ、絶縁層１３ａ、外部半導電層１４ａ、金属遮蔽層１５ａ、シース１６ａが順に積層されてなる複数の電力ケーブル１０ａ，１０ｂを接続してなるものである。そして、その接続部１７１の外周には、例えば図３（ｃ）に示すように、内部半導電層１７２と絶縁被覆１７３、外部半導電層１７４が順に積層されてなり、これらが接続構造部１７を構成していることが好ましい。

【0086】

本実施形態に係る電力ケーブル１によれば、絶縁被覆１７３の耐熱老化性を高められるとともに、絶縁テープの融着部分において局所的な割れを起こり難くすることができるため、ＣＶケーブルとしての長期使用に耐える耐久性と、絶縁の安定性を両立させることができる。

【実施例】

【0087】

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、実施例および比較例について説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

【0088】

［実施例１］
（材料の準備および混練工程）
ポリエチレン（Ａ）として、変性ポリエチレン（Ａ１）である無水マレイン酸変性ポリエチレン「ＳＣＯＮＡ ＴＳＰＥ １１１２ ＧＡＬＬ」（ビックケミー・ジャパン株式会社製、融点１１５〜１３２℃、比重０．８９〜０．９４）５質量部と、未変性のポリエチレン（Ａ２）である低密度ポリエチレン「ＺＦ３０Ｒ」（日本ポリエチレン株式会社製、融点１１０℃、比重０．９２）９５質量部をそれぞれ用いて、これらの含有量の合計を１００質量部とした。

【0089】

ポリエチレン（Ａ）１００質量部に、酸化防止剤（Ｂ）として、リン系酸化防止剤である「イルガフォスＰ−ＥＰＱ」（テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−ビフェニレンジホスホナイト、分子量１０３５、ＢＡＳＦ株式会社製）０．２質量部と、フェノール系酸化防止剤である「イルガノックス１３３０」（２，４，６−トリス（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４’−ヒドロキシベンジル）メシチレン、分子量７７５、ＢＡＳＦ株式会社製）０．２質量部を乾燥状態で混合した後、混練温度１２０℃で１０分間にわたり溶融混練してペレット化した。

【0090】

得られたペレットに、架橋剤（Ｃ）である「パークミルＤ」（ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、日本油脂株式会社製）１．７質量部を常温で混合した後、混合装置の温度を９０℃にして１０分間混合することでＤＣＰをペレットに吸収させ、樹脂材料（融点１１０℃）を得た。

【0091】

（成形工程）
得られた樹脂材料について、インフレーション法を用いて成形工程を行った。より具体的には、樹脂材料をダイから１３０℃で押し出し、フィルム厚さが１００μｍとなるようにしてフィルムを形成した。その後、得られるフィルムをテープ幅２０ｍｍになるようにスリット加工を行い、絶縁テープを得た。

【0092】

（電力ケーブルへの絶縁被覆形成）
絶縁テープと同じ組成を有する絶縁層を有する２本の電力ケーブル１０ａ、１０ｂ（導体断面積２０００ｍｍ^２、内外半導電層厚み各１ｍｍ、絶縁被覆厚み１５ｍｍ）の一端部を略円錐状に切削加工した後、図１（ａ）に示すように、端部の導体１１ａ、１１ｂを露出させた。露出した導体１１ａ、１１ｂを互いに対向させ、導体１１ａ、１１ｂの端部同士を溶接により導体接続させ、図１（ｂ）に示すように接続部１７１を形成した。

【0093】

次いで、図１（ｃ）に示すように、導体が露出している部分の周囲に半導電性の樹脂からなるテープを巻回して厚さ１ｍｍの内部半導電層１７２を形成し、その周囲に、図１（ｄ）に示すように上述の絶縁テープを巻回して厚さ２０ｍｍの絶縁被覆１７３を形成した。絶縁テープを巻回する際は、図２に示すような、テープガイド２２を備えた巻回装置２を用い、テープガイド２２に冷風を当てることで、テープガイド２２の表面温度が２５℃以下になるようにした。

【0094】

ここで、導体１１ａ、１１ｂを導体接続させて接続部１７１を形成する際には、厚さ１ｍｍの半導電性の樹脂からなり、加熱によって収縮するチューブを電力ケーブル１０ａ、１０ｂのいずれかに、加熱により収縮する外部半導電層形成用チューブを予め差し込んでおき、接続部１７１の外周上に、内部半導電層１７２および絶縁被覆１７３を順次形成した後に、前記チューブを接続部１７１の外周位置まで移動させ、その後、加熱して前記チューブを収縮させることによって、外部半導電層１７４を形成した。

【0095】

絶縁被覆１７３および外部半導電層１７４を形成した接続部１７１に対して、空気中で８０℃以上１００℃以下の温度で１０分にわたり予備加熱を行った。その後、窒素雰囲気下で８００ｋＰａの圧力および２２０℃の温度で３時間にわたり加圧加熱処理を行ってポリエチレンを架橋させて、接合された電力ケーブルを得た。

【0096】

［実施例２］
ポリエチレン（Ａ）として、変性ポリエチレン（Ａ１）である無水マレイン酸変性ポリエチレン「ＳＣＯＮＡ ＴＳＰＥ １１１２ ＧＡＬＬ」（ビックケミー・ジャパン株式会社製、融点１１５〜１３２℃、比重０．８９〜０．９４）３０質量部と、未変性のポリエチレン（Ａ２）である低密度ポリエチレン「ＺＦ３０Ｒ」（日本ポリエチレン株式会社製、融点１１０℃、比重０．９２）７０質量部をそれぞれ用いて合計を１００質量部とした以外は、実施例１と同様にして絶縁テープを作製し、電力ケーブルを接合する際の絶縁被覆に用いた。

【0097】

［実施例３］
ポリエチレン（Ａ）として、変性ポリエチレン（Ａ１）であるエチレン−メタクリル酸共重合体「ハイミラン１７０５Ｚｎ」（三井・デュポン ポリケミカル株式会社製、メタクリル酸含有量１５質量％、融点９１℃、比重０．９５）５質量部と、未変性のポリエチレン（Ａ２）である低密度ポリエチレン「ＺＦ３０Ｒ」（日本ポリエチレン株式会社製、融点１１０℃、比重０．９２）９５質量部をそれぞれ用いて合計を１００質量部とした以外は、実施例１と同様にして絶縁テープを作製し、電力ケーブルを接合する際の絶縁被覆に用いた。

【0098】

［実施例４〜１３、比較例１〜６］
酸化防止剤（Ｂ）の種類および含有量、架橋剤（Ｃ）の含有量、絶縁テープのテープ厚み、絶縁テープの巻回装置におけるテープガイド表面の最高温度、予備加熱の有無について表１、２のように変更した以外は、実施例１と同様にして絶縁テープを作製し、電力ケーブルを接続（接合）する際の絶縁被覆に用いた。

【0099】

［評価］
上記の実施例および比較例に係る絶縁テープおよび電力ケーブルを用いて、下記に示す特性評価を行った。各特性の評価条件は下記のとおりである。結果を表１および表２に示す。

【0100】

［１］樹脂割れ
絶縁テープからなる絶縁被覆の樹脂割れについては、電力ケーブルの接続構造部を１０ｍｍ幅の輪切りにし、導体を取り除いて観察試料とした。この試料を１３０℃で１時間加熱すると、絶縁体ポリエチレンの結晶化している部分が非晶化するので透明度が高まるため、観察試料内部の樹脂割れを白い筋として目視で観察することができる。実施例および比較例の電力ケーブルについて、５個の観察試料における樹脂割れの合計個数を求めた。樹脂割れの合計個数は、５個の観察試料に対して５個以下であることが好ましい。

【0101】

［２］老化残率
絶縁テープからなる絶縁被覆の長期使用に対する耐久性について調べるため、老化残率について測定を行った。ここで、老化残率は、絶縁テープを重ね合わせた後、成形機を用いて９８０ｋＰａの圧力でプレスしながら、２２０℃の温度で３０分にわたり加圧加熱処理を行ってポリエチレンを架橋させて厚さ１ｍｍのシートを得て、得られるシートからダンベル３号に打ち抜いた５個の試験片について、引張り速度２００ｍｍ／分で引張試験を行い、５個の試験片の平均値を老化前の引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）とした。また、同様にシートから成形した５個の試験片について、空気中において１６０℃で４８時間にわたり加熱することで老化させた後に上記と同様に引張試験を行い、５個の試験片の平均値を老化後の引張り強さ（Ｎ／ｍｍ^２）とした。そして、「老化前の引張り強さ」に対する「老化後の引張り強さ」の割合を百分率（％）にして算出し、この割合を加熱による樹脂老化の度合いを示す「老化残率」とした。この「老化残率」は、樹脂の老化によっても引張り強さは低下しないことが好ましいので、数値が大きいことが好ましく、８０％以上であるとより好ましい。

【0102】

【表1】

【0103】

【表2】

【0104】

表１および表２に記載される樹脂材料の調製に用いた各成分の詳細は、以下のとおりである。

【0105】

［ポリエチレン（Ａ）］
・無水マレイン酸変性ポリエチレン「ＳＣＯＮＡ ＴＳＰＥ １１１２ ＧＡＬＬ」（ビックケミー・ジャパン株式会社製、融点１１５〜１３２℃、比重０．８９〜０．９４）
・変性ポリエチレンであるエチレン−メタクリル酸共重合体「ハイミラン１７０５Ｚｎ」（三井・デュポン ポリケミカル株式会社製、融点９１℃、比重０．９５）
・未変性のポリエチレンである低密度ポリエチレン「ＺＦ３０Ｒ」（日本ポリエチレン株式会社製、融点１１０℃、比重０．９２）
［酸化防止剤（Ｂ）］
・リン系酸化防止剤「イルガフォスＰ−ＥＰＱ」（テトラキス（２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−ビフェニレンジホスホナイト、分子量１０３５、ＢＡＳＦ株式会社製）
・フェノール系酸化防止剤「イルガノックス１３３０」（２，４，６−トリス（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４’−ヒドロキシベンジル）メシチレン、分子量７７５、ＢＡＳＦ株式会社製）
・フェノール系酸化防止剤「ノクラック３００」 （４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、分子量３５９、大内新興化学工業株式会社製）
・フェノール系酸化防止剤「スミライザーＢＨＴ」（ブチルヒドロキシトルエン、分子量２２０、住友化学株式会社製）
・フェノール系酸化防止剤「イルガノックス１０１０」（ペンタエリトリトール＝テトラキス［３−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオナート］、分子量１１７８、ＢＡＳＦ株式会社製）
・フェノール系酸化防止剤（ブチルヒドロキシアニソール、分子量１８０）
［架橋剤（Ｃ）］
・架橋剤「パークミルＤ」（ジクミルパーオキサイド（ＤＣＰ）、日本油脂株式会社製）

【0106】

表１および表２の評価結果から、変性ポリエチレン（Ａ１）、酸化防止剤（Ｂ）および架橋剤（Ｃ）を含有し、かつ、酸化防止剤（Ｂ）の分子量および含有量、ならびにテープ厚みが本発明の適正範囲内である実施例１〜１３の絶縁テープは、樹脂割れの合計個数が５個以下であり、老化残率が８０％以上であることが確認された。

【0107】

上記結果より、実施例１〜１３の絶縁テープは、長期使用に対する耐久性が高く、また、絶縁被覆を形成したときに樹脂割れが起こり難いことが確認された。

【0108】

これに対し、比較例１の絶縁テープでは、酸化防止剤（Ｂ）の分子量が１０５０以上の大きな値であったため、絶縁テープから形成される絶縁被覆に樹脂割れが多く生じている点で合格レベルを満たさなかった。

【0109】

また、比較例２の絶縁テープでは、酸化防止剤（Ｂ）の分子量が１９０未満の小さな値であり、また、架橋剤（Ｃ）を含まなかったため、老化残率が低く、長期使用に対する耐久性の面で合格レベルを満たさなかった。

【0110】

また、比較例３の絶縁テープでは、酸化防止剤（Ｂ）の含有量が０．０５質量部未満の少ない量であったため、老化残率が低く、長期使用に対する耐久性の面で合格レベルを満たさなかった。

【0111】

また、比較例４の絶縁テープでは、酸化防止剤（Ｂ）の含有量が０．８質量部を超える多い量であったため、絶縁テープから形成される絶縁被覆に割れが多く生じている点で合格レベルを満たさなかった。

【0112】

また、比較例５、６の絶縁テープでは、テープ厚みが５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲外であったため、絶縁テープから形成される絶縁被覆に割れが多く生じている点で合格レベルを満たさなかった。

【符号の説明】

【0113】

１、１０ａ、１０ｂ 電力ケーブル
１１、１１ａ、１１ｂ 導体
１２、１２ａ、１２ｂ 内部導電体層
１３ａ、１３ｂ 絶縁層
１４ａ、１４ｂ 外部半導電層
１５ａ、１５ｂ 金属遮蔽層
１６ａ、１６ｂ シース
１７ 接続構造部
１７１ 接続部
１７２ 内部半導電層
１７３ 絶縁被覆
１７４ 外部半導電層
２ 巻回装置
２０ 絶縁テープ
２１ リール
２２ テープガイド

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2020年11月30日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

親水性を付与する分子によって少なくとも一部が変性されたポリエチレンと、酸化防止剤と、架橋剤とを含む樹脂材料からなり、前記酸化防止剤の分子量が、１９０以上１０５０未満の範囲であり、前記酸化防止剤の含有量が、前記ポリエチレン１００質量部に対して、０．０５質量部以上０．８質量部以下の範囲であり、かつ、テープ厚みが５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲である、電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープを、複数の電力ケーブルの導体を露出させた端部同士を導体接続した接続部の外周に巻回して前記接続部の外面に絶縁被覆を形成するテープ巻回工程と、
前記絶縁被覆を形成した前記接続部に、３００ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下の圧力および１４０℃以上２８０℃以下の温度で加圧加熱処理を施して、前記絶縁被覆中のポリエチレンを架橋させる架橋工程と
を含み、
前記テープ巻回工程は、前記絶縁テープを前記接続部外面の巻回位置に案内するテープガイドを備えた巻回装置を用い、前記絶縁テープを巻回する際の前記テープガイドの表面温度を３０℃以下に制御して行う、電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法。

【請求項2】

親水性を付与する分子によって少なくとも一部が変性されたポリエチレンと、酸化防止剤と、架橋剤とを含む樹脂材料からなり、前記酸化防止剤の分子量が、１９０以上１０５０未満の範囲であり、前記酸化防止剤の含有量が、前記ポリエチレン１００質量部に対して、０．０５質量部以上０．８質量部以下の範囲であり、かつ、テープ厚みが５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲である、電力ケーブルの接続部被覆用絶縁テープを、複数の電力ケーブルの導体を露出させた端部同士を導体接続した接続部の外周に巻回して前記接続部の外面に絶縁被覆を形成するテープ巻回工程と、
前記絶縁被覆を形成した前記接続部に、３００ｋＰａ以上１０００ｋＰａ以下の圧力および１４０℃以上２８０℃以下の温度で加圧加熱処理を施して、前記絶縁被覆中のポリエチレンを架橋させる架橋工程と
を含み、
前記テープ巻回工程後、前記架橋工程前に、前記絶縁被覆を形成した前記接続部を、４０℃以上１３０℃以下で加熱する予備加熱工程をさらに有する、電力ケーブルの接続部外面への絶縁被覆形成方法。

【国際調査報告】