专利名称：绝缘电缆及其制造方法
技术领域：
本发明涉及绝缘电缆及其制造方法，更详细而言，本发明涉及能够适合用作光伏电缆(solar cable)的以双层结构的绝缘层被覆的绝缘电缆及其制造方法。
背景技术：
目前，出于对能源资源的枯竭或大气中的(X)2增加这样的环境问题和能源问题的高涨的关心，人们期望开发洁净的能源，其中，使用太阳能电池的太阳光发电系统作为新能源而被推进实用化。用于这样的太阳光发电系统的光伏电缆(太阳光发电集电电缆)以在室外环境中的使用为前提，所以在TUV规格(即，在欧洲销售时所要求的安全规格)中，要求其为二重绝缘电线。作为二重绝缘电线，可以列举(例如)专利文献1记载的电缆。该电缆是出于在汽车、铁路、航空、宇航等各工业领域的应用目的而开发，所以适于在室外使用。
现有技术文献
专利文献1 日本特开2001-155554号公报发明内容
发明所要解决的问题
但是，作为光伏电缆使用的电线，除了为适于在室外使用的二重绝缘电线以外，还需要满足所有以下项目，这些项目不仅包括关于导体所要求的项目，还包括对于外皮的要求项目(即，对物理特性(伸长、抗张力、老化后的伸长残率和抗张力残率)、阻燃性、耐热性、低温抗冲击性规定的项目。从而，不能将专利文献1记载的二重绝缘电线等现有电线直接转用作光伏电缆。
本发明鉴于光伏电缆的上述背景而提出，其目的在于提供被认可能够用作符合 TUV规格要求的光伏电缆的绝缘电缆及其制造方法。
解决问题的手段
本发明者们为了实现上述目的而反复进行深入研究，结果发现，在以双层结构的绝缘树脂层被覆导体而成的绝缘电缆中，将内侧绝缘层的树脂和外侧绝缘层的树脂设为相同组成，且该树脂的组成为特定的组成，进而将绝缘树脂层交联，由此可实现上述目的，直到完成本发明。
S卩，本发明的绝缘电缆为以双层结构的绝缘树脂层被覆导体而成的绝缘电缆，所述双层结构的绝缘树脂层具备内侧绝缘树脂层和设于所述内侧绝缘树脂层的外周的外侧绝缘树脂层，该绝缘电缆的特征在于，所述内侧绝缘树脂层和所述外侧绝缘树脂层由相同组成的绝缘树脂形成，所述绝缘树脂含有金属氢氧化物(A)和基体树脂(B)，且所述金属氢氧化物㈧和所述基体树脂⑶的质量比㈧/ (B) = 1. 4 2. 5，同时含有防氧化剂(C)，且所述防氧化剂(C)相对所述基体树脂(B)的质量比为0. 03 0. 2，所述基体树脂(B)含有熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)，且所述熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和所述熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)的3质量比(D)/(E) = 50/50 85/15，所述双层结构的绝缘树脂层是被交联的(权利要求1)。
另外，本发明的绝缘电缆的适宜方案的特征在于，在所述内侧绝缘树脂层的外周面涂布有脱模剂(权利要求2)。
本发明的绝缘电缆的制造方法包括在导体周边挤出包覆绝缘树脂而形成内侧绝缘树脂层的第一工序、在所述内侧绝缘树脂层周边挤出包覆绝缘树脂而形成外侧绝缘树脂层的第二工序、以及将形成的内侧绝缘树脂层和外侧绝缘树脂层交联的第三工序；该制造方法的特征在于，所述内侧绝缘树脂层和所述外侧绝缘树脂层由相同组成的绝缘树脂形成，所述绝缘树脂含有金属氢氧化物(A)和基体树脂(B)，且所述金属氢氧化物(A)和所述基体树脂⑶的质量比(A)/(B) = 1.4 2. 5，同时含有防氧化剂(C)，且所述防氧化剂(C) 相对所述基体树脂(B)的质量比为0.03 0.2，所述基体树脂(B)含有熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)，且所述熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和所述熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)的质量比(D)/(E)= 50/50 85/15 (权利要求3)。
另外，本发明的绝缘电缆的制造方法的适宜方案的特征在于，在所述第一工序中， 在形成的内侧绝缘树脂层的外周面涂布脱模剂(权利要求4)。
发明效果
根据本发明，在具有双层结构的绝缘树脂层(其内侧绝缘树脂层和外侧绝缘树脂层由相同组成的绝缘树脂形成)的绝缘电缆中，该绝缘树脂含有含有金属氢氧化物(A)和基体树脂(B)，且所述金属氢氧化物(A)和所述基体树脂(B)的质量比(A)/(B) = 1.4 2.5，同时含有防氧化剂(C)，且所述防氧化剂(C)相对所述基体树脂⑶的质量比为 0. 03 0.2，所述基体树脂(B)含有熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和熔点为70°C 以上的超低密度聚乙烯(E)，且所述熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和所述熔点为 70°C以上的超低密度聚乙烯(E)的质量比(D)/(E) = 50/50 85/15，进而所述双层结构的绝缘树脂层是被交联的，由此能够提供在根据TUV规格对光伏电缆的外皮要求的项目(物理特性、阻燃性、耐热性、低温抗冲击性)方面优异的绝缘电缆及其制造方法。
图1是示出本发明绝缘电缆的一例的剖面立体示意图。
符号说明
1 绝缘电缆
10 导体
20 内侧绝缘树脂层
30 外侧绝缘树脂层具体实施方式
1.绝缘电缆
下面，参照附图对本发明的绝缘电缆进行详细说明。图1是示出本发明绝缘电缆的一例的剖面立体示意图。绝缘电缆1具有由双层结构的绝缘树脂层被覆导体10而成的形状，其中所述双层结构的绝缘树脂层具备内侧绝缘树脂层20和设于内侧绝缘树脂层20的外周的外侧绝缘树脂层30。优选在内侧绝缘树脂层20的表面涂布脱模剂。通过在中间设置脱模剂，在连接上连接器等的情况下，易于在需要残留内侧层的情况下只除去外侧层。 另外，该二重构造的绝缘树脂层全部交联。通过将绝缘树脂层交联，可以提高阻燃性或耐热性。
此外，在太阳光发电系统中，通常将1.5m左右长度的绝缘电缆两根一组进行使用。
对于构成导体10的一根导体的尺寸，优选截面积为2. 0 10. Omm2,而导体外径可以设为2. Omm 4. 5mm。导体的材质可以为(例如)软铜。
如果考虑TUV规格值，则内侧绝缘树脂层20的厚度优选为0. 5 1. 5mm,另外外侧绝缘树脂层30的厚度也优选为0. 5 1. 5mm。通过将厚度设为0. 5mm以上，可以得到充分的机械特性，通过将厚度设为1. 5mm以下，可以在绝缘材料的使用中易于抑制浪费。绝缘电缆1的成品外径优选为3. 0 10. 5mm。
形成内侧绝缘树脂层20和外侧绝缘树脂层30的绝缘树脂具有相同的组成。该绝缘树脂含有金属氢氧化物(A)和基体树脂(B)，且金属氢氧化物(A)和基体树脂(B)的质量比(A)/(B) = 1.4 2. 5。作为阻燃剂配合有金属氢氧化物，适宜使用(例如)氢氧化镁或氢氧化铝。通过将金属氢氧化物和基体树脂的配合比设为上述值，不对成形时的挤出性或绝缘树脂的拉伸伸长带来不利影响，能够得到期望的阻燃性。优选对金属氢氧化物进行表面处理。表面处理方法可以列举脂肪酸处理、乙烯基硅烷处理、氨基硅烷处理等。另外，也可以列举在与树脂混炼时在未处理的金属氢氧化物中将甲基丙烯酰基硅烷、乙烯基硅烷等硅烷偶联材料整体掺混(integral blend)的方法。其中，特别优选使用乙烯基硅烷处理过的金属氢氧化物的方法、和将乙烯基硅烷、甲基丙烯酰基硅烷整体掺混的方法。
基体树脂(B)含有熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)，且为熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯⑶和熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)的质量比(D)/(E) = 50/50 85/15。如果熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯的含有质量比不足15，则被覆材料的抗张力不充分；如果熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯的含有质量比超过50，则被覆材料的拉伸及低温抗冲击性不充分。本文中，所谓 “超低密度聚乙烯”，是指密度为0.85 0.91的聚乙烯。通过使用超低密度聚乙烯，与使用高密度聚乙烯或低密度聚乙烯的情况不同，物理特性，特别是拉伸性能良好。
另外，向本发明的绝缘电缆的绝缘树脂中添加相对基体树脂(B)以质量比为0. 03 以上的防氧化剂(C)。由此，耐热性及老化后的机械特性提高，可以得到这样的电缆，该电缆满足按照TUV规格要求的电缆的被覆材料的老化后的机械特性及耐热性。
作为防氧化剂可以使用受阻酚系防氧化剂。该情况下，若并用硫酯系防氧化剂则可进一步提高绝缘树脂的耐热性，因此优选。除此之外，可以使用硫系防氧化剂。该情况下， 若使用大致同质量的锌化合物则可进一步提高绝缘树脂的耐热性，因此优选。该锌化合物不是防氧化剂。对于锌化合物，可列举氧化锌、硼酸锌等。
也可以组合使用上述三种防氧化剂及锌化合物。由于提高耐热性的机理各自不同，所以通过组合使用可得到协同效果。即使过多添加防氧化剂，由于耐热性提高效果饱和，防氧化剂在绝缘树脂的表面渗出，因此对于各防氧化剂，优选相对基体树脂的添加质量比不超过0. 2。
也可以向本发明的绝缘电缆的绝缘树脂添加酸改性的树脂。酸改性的树脂可以列举由马来酸酐、丙烯酸改性的低密度聚乙烯、直链低密度聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、 乙烯丙烯酸乙酯共聚物、超低密度聚乙烯、EP橡胶、EPDM、SEBS等。通过添加这些酸改性的树脂，可以形成抗张力或低温抗冲击性更优异的绝缘电缆。
本发明的绝缘电缆的绝缘树脂还优选含有润滑剂、碳、交联助剂，另外，根据需要也可以单独或组合两种以上含有以下物质增塑剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、防老化剂、填充剂、加工性改良剂硅烷剂、其他改质剂等。
作为在内侧绝缘树脂层20的表面涂布的脱模剂，可以列举(例如)滑石等无机粉末或分散有多氢氧化物的水分散液、分散有层状硅酸盐的乙醇等，其中，优选滑石。
2.绝缘电缆的制造方法
技术领域：
本发明的绝缘电缆的制造方法包含在导体周边挤出包覆绝缘树脂而形成内侧绝缘树脂层的第一工序；在涂布脱模剂后的内侧绝缘树脂层周边挤出包覆绝缘树脂而形成外侧绝缘树脂层的第二工序；将形成的内侧绝缘树脂层和外侧绝缘树脂层交联的第三工序。 另外，在上述第一工序中，优选在形成的内侧绝缘树脂层的外周面涂布脱模剂。以上说明的本发明的绝缘电缆可以由任意方法制造，但优选使用该制造方法制造。
第一工序或第二工序的挤出包覆可以如下进行，S卩，将用辊、封闭式混合机、挤出机等混炼绝缘树脂得到的颗粒化合物和导体或内侧绝缘树脂层被覆后的导体通过设有十字头模的已公知的电线用挤出机进行电线被覆挤出成形。
第三工序的交联根据采用的交联装置不同而采用不同的方法，优选通过电子射线、Y射线等电离放射线的放射交联。在放射电离放射线的情况下，向将绝缘电线的总线的一部分置入照射器运行的绝缘电线照射电离放射线。当对在绝缘树脂含有的金属氢氧化物进行乙烯基硅烷处理时，可以进一步提高交联后的绝缘树脂的机械强度及耐热性。
实施例
下面，通过实施例及比较例对本发明进行更详细的说明，但本发明不限定于这些实施例。
(1)绝缘电缆的制作
对于具备表1所示的组成的双层结构的绝缘树脂层的实施例1 3及比较例1 3的各绝缘电缆，分别制作表1所示的配合(质量份)的电缆(导体剖面积4mm2，导体径 2. 8mm,内侧绝缘层厚度1. 15mm，外侧绝缘层厚度0. 95mm)，提供以下详述的评价。表1示出各例的绝缘电缆的评价。
表 权利要求
1.一种绝缘电缆，其为以双层结构的绝缘树脂层被覆导体而成的绝缘电缆，所述双层结构的绝缘树脂层具备内侧绝缘树脂层和设于所述内侧绝缘树脂层的外周的外侧绝缘树脂层，该绝缘电缆的特征在于，所述内侧绝缘树脂层和所述外侧绝缘树脂层由相同组成的绝缘树脂形成， 所述绝缘树脂含有金属氢氧化物(A)和基体树脂(B)，且所述金属氢氧化物(A)和所述基体树脂(B)的质量比(A)/(B) = 1.4 2. 5，同时含有防氧化剂(C)，且所述防氧化剂 (C)相对所述基体树脂(B)的质量比为0. 03 0. 2，所述基体树脂(B)含有熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)，且所述熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和所述熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)的质量比(D)/(E) = 50/50 85/15， 所述双层结构的绝缘树脂层是被交联的。
2.如权利要求1所述的绝缘电缆，其特征在于， 在所述内侧绝缘树脂层的外周面涂布有脱模剂。
3.—种绝缘电缆的制造方法，其为权利要求1记载的绝缘电缆的制造方法，其包括 在导体周边挤出包覆绝缘树脂而形成内侧绝缘树脂层的第一工序；在所述内侧绝缘树脂层周边挤出包覆绝缘树脂而形成外侧绝缘树脂层的第二工序；以及将形成的内侧绝缘树脂层和外侧绝缘树脂层交联的第三工序；该制造方法的特征在于，所述内侧绝缘树脂层和所述外侧绝缘树脂层由相同组成的绝缘树脂形成，所述绝缘树脂含有金属氢氧化物(A)和基体树脂(B)，且所述金属氢氧化物(A)和所述基体树脂(B)的质量比(A)/(B) = 1.4 2. 5，同时含有防氧化剂(C)，且所述防氧化剂(C)相对所述基体树脂(B)的质量比为0.03 0.2，所述基体树脂(B)含有熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)，且所述熔点为60°C以下的超低密度聚乙烯(D)和所述熔点为70°C以上的超低密度聚乙烯(E)的质量比(D)/(E) = 50/50 85/15。
4.如权利要求3所述的绝缘电缆的制造方法，其特征在于， 在所述第一工序中，在形成的内侧绝缘树脂层的外周面涂布脱模剂。
全文摘要
本发明旨在提供一种绝缘电缆及其制造方法，该绝缘电缆作为光伏电缆在根据TUV规格所要求的项目方面优异。本发明提供以具备内侧绝缘树脂层和外侧绝缘树脂层的双层结构的绝缘树脂层被覆导体而成的绝缘电缆，所述内侧绝缘树脂层和所述外侧绝缘树脂层由相同组成的绝缘树脂形成，所述绝缘树脂含有金属氢氧化物(A)和基体树脂(B)，且质量比(A)/(B)＝1.4～2.5，同时含有防氧化剂(C)，且质量比(C)/(B)＝0.03～0.2，所述基体树脂(B)含有熔点为60℃以下的超低密度聚乙烯(D)和熔点为70℃以上的超低密度聚乙烯(E)，且质量比(D)/(E)＝50/50～85/15，所述双层结构的绝缘树脂层是被交联的。
文档编号H01B3/44GK102543274SQ201110430390
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者八木泽丈, 山崎智 申请人:住友电气工业株式会社