以下に、本発明の実施の形態にかかる海� ��ソリッドケーブルとその製造方法について� ��明する。なお、図面の説明においては、同� ��要素には同一符号を付し、重複する説明を� ��略する。また、図面の寸法比率は、説明の� ��のと必ずしも一致していない。図1は、海底 ソリッドケーブルCが布設された状態の説明� �である。図示のように、この海底ソリッド� �ーブルCは、海底に布設される海底側部分Bと 、少なくとも一部が陸上に布設される陸上側 部分Aと、が接続部FJを介して接続されて構成 される。この海底ソリッドケーブルCを構成� �るソリッドケーブルは、例えば図2に示すよ� ��に構成される。即ち、中心から順に、導体1 、内部半導電層2、油浸絶縁層(以下、絶縁層� ��いう)3、外部半導電層4、金属シース5、防食 層6等で構成される。

 ここで、絶縁層は、樹脂フィルムを含む絶� ��テープを導体の外側に巻回して構成される� ��絶縁テープには、ポリオレフィン系樹脂フ� ��ルムの片側又は両側にクラフト紙をラミネ� ��トした複合テープが好適に用いられる。ま� ��、ポリオレフィン系樹脂フィルムの両側に� ��ラフト紙をラミネートした複合テープとポ� ��オレフィン系樹脂フィルム単独の絶縁テー� ��とを交互に巻回して絶縁層を形成したり、� ��リオレフィン系樹脂フィルムの片側にクラ� ��ト紙をラミネートした複合テープとクラフ� ��紙とを交互に巻回して絶縁層を形成するこ� ��もできる。この複合テープとしては、樹脂� ��ィルムであるPP(ポリプロピレン)フィルム3a� ��両面(又は片面)にクラフト紙3bを一体化させ てテープ状にしたPPLP(登録商標,Polypropylene Lam inated Paper)が挙げられる
(図2の部分拡大図参照)。

 絶縁層に含浸される絶縁油には、中粘度� ��又は高粘度油が利用できる。中粘度油は、6 0℃での粘度が10cst以上500cst未満の絶縁油であ る。中粘度油の代表例としては、ポリブテン が挙げられる。その他、中粘度絶縁油として は、ポリスチレン系絶縁油、鉱油、アルキル ベンゼン主体の合成油、重質アルキレート或 いはこれらの1種以上を含む混合等が挙げら� �る。

 高粘度油は、60℃での粘度が500cst以上、� �に1000 cst以上の絶縁油である。高粘度油の� �表例としては、ナフテン系油が挙げられる� �より具体的には、例えばT2015(ダセック社 商 品名)を挙げることができる。このT2015の粘度 は、60℃にて1200cst、比重は、0.93(5℃)であり� �直流海底ソリッドケーブルの絶縁油として� �績がある。

 このような構成の海底ソリッドケーブルC は、例えば次のような工程で製造される。ま ず、導体1の外周を内部半導電層2で覆い、内� ��半導電層2の外周に絶縁テープを巻回して絶 縁層3を形成した後、外部半導電層4を形成し� ��、ケーブルコアとする。絶縁層3を形成する 際、後述するように、樹脂フィルムの絶縁油 による膨潤量を考慮して、絶縁層3の形成条� �を選択する。このケーブルコアをタンク(図� ��省略)内に巻き取り、絶縁層3中の水分を除� �するために真空加熱乾燥する。次いで、タ� �ク内に絶縁油を導入して所定の温度にて絶� �層3に加圧含浸させる。一般に、含浸温度を� ��くするほど、絶縁油の粘度が低下するため� ��浸させやすくなり含浸時間が短くなり、樹� ��フィルムの膨潤量が大となるので絶縁テー� ��層間の面圧が大となって、油垂れを発生し� ��くくすることができる。しかし、過度に含� ��温度を高くすると、樹脂フィルムの膨潤量� ��過大となり、クラフト紙部分が過度に圧縮� ��れるため、含浸通路が塞がれ油含浸時間が� ��くなる。一方、油含浸温度が低いと、粘度� ��低下せず油を含浸させにくくなり、かつ絶� ��層の樹脂フィルムが殆ど膨潤しないため、� ��垂れが発生しやすくなる。含浸温度は、こ� ��らの点を考慮して適切に選択すればよい。� ��の加圧含浸後、絶縁テープの樹脂フィルム� ��膨潤させて、含浸通路の狭小化を行う。そ� ��て、絶縁油の含浸されたケーブルコアに金� ��シース5を被せ、その外側に防食層6を被せ� �。特に、渚近傍で傾斜面に敷設される陸上� �部分Aのケーブルとして、含浸通路の狭小化� ��行ったソリッドケーブルを配することが油� ��れ抑制や絶縁特性の向上の点で好適である� ��

〔中粘度油を含浸させる場合〕
 陸上側部分Aに中粘度油を含浸させる場合、 その陸上側部分Aは、高低差のある場所に配� �され、外気の温度変化の影響を直接受ける� �め、特にケーブル軸方向下方への油垂れが� �生しやすい環境条件下にある。従って、ケ� �ブル使用時に油垂れを発生しにくくするた� �の配慮が求められる。そこで、PPLPの膨潤特� ��(厚さ増加率)を予め測定しておき、その膨� �特性を考慮して、油含浸後に絶縁層3が最適� ��面圧となるように、絶縁層3の形成条件を適 切に選択することができる。例えば(1)絶縁テ ープを巻回する際の張力(巻回張力)を調整し� ��り、(2)絶縁油を含浸させる温度(油含浸温度 )と膨潤特性との関係を把握しておき、ケー� �ル製造時の油含浸温度を調整すればよい。� �潤特性とは、油の温度と、その温度で絶縁� �に油を含浸させる前後における樹脂フィル� �の厚さの増加率との関係をいい、その増加� �={(油含浸膨潤後の絶縁テープの厚み-油含浸� ��の絶縁テープの厚み)/油含浸前の絶縁テー� �の厚み}×100とする。

 巻回張力は、巻回時に絶縁テープの破断� ��起きたり、巻回後の絶縁層に巻き乱れが生� ��ないような範囲内で適宜に選択することが� ��きる。通常、巻回張力が大になると、絶縁� ��3における絶縁テープ層同士の面圧が大にな り、巻回張力が小になると同面圧が小になる 。しかし、面圧は、PPLPの膨潤特性によって� �影響されるため、上述のように、予め把握� �た膨潤特性を勘案した上で、適切な巻回張� �が選択されることが好ましい。通常の含浸� �度では、ポリブテン油に対するPPLPの膨潤量� ��、低いため、PPLPが膨潤することによって油 の含浸が妨げられることは殆どない。但し、 含浸温度条件によっては、PPLPの膨潤量が大� �なって面圧が過大になることがある。その� �うな場合には、巻回張力を低下させるか、� �含浸温度を低下させるか、その双方を調整� �るか、の何れかを選択すればよい。従って� �適切な面圧を得るためには、PPLPの膨潤特性� ��温度依存性を勘案した上で巻回張力や油含� ��温度を適切に調整するのが好ましい。

〈ヒートサイクルによる油移動試験〉
 油垂れの状態を模擬的に把握するために、� ��ートサイクルによる油移動試験を行った(図 3Aおよび図3B参照)。この試験では、図3Bに示� �ように、まず絶縁テープと同一のラミネー� �構造で、シート状の素材をパイプ材12のまわ りに巻き付けて絶縁層13を形成する。次に、� ��の絶縁層13の上部に油溜め部14を設けて下方 を開放の状態とする。そして、所定のヒート サイクル下で、油溜め部14に満たした油の移� ��状態(下方向への)を測定することで油の移� �特性を評価するものである。この試験では� �テストピースとして2種の絶縁テープの素材� ��用いた。即ち、PPフィルムの両面にクラフ� �紙を貼り付けたシート状素材(PPLP)のPP比率(� �さ)が小さいAと、PP比率(厚さ)が大きいBの2種 の素材を用いる。それぞれの素材からなるテ ストピースにポリブテンを含浸させた状態に て、油溜め部14に同ポリブテンを溜めて、常� ��(20~25℃)と高温(80℃)の間でヒートサイクル� �繰り返し、油面の変化(減少)を測定した。

 その結果を、図3A中に、素材Aを▲印、素� ��Bを●印で示す。図3Aの横軸は、ヒートサイ� ��ル数を示し、縦軸は、油面の変化を示す。� ��3Aから明らかなように、PP比率が小さい素材 Aでは、油面の変化が顕著であり、PP比率が大 きい素材Bでは、油面の変化が少ないことが� �る。これにより、PP比率の低い方が、ヒート サイクルによってケーブル長手方向に油が移 動しやすいことが示唆される。従って、油垂 れを発生させにくくするための絶縁層3の形� �条件として、絶縁テープのPP比率を高くする ことが好ましい。例えば、PPフィルムの両面� ��クラフト紙がラミネートされた複合テープ( PPLP)を用いる場合、PPLP全体の厚さに対するPP� ��ィルムの厚さの比率を、例えば60%~90%に設定 するのが好ましい。このように適切な素材を 選択した後に、上述のように、巻回張力や油 含浸温度等を適切に選択すればよい。

 例えば、油含浸温度が比較的に低い場合( 例えば100℃以下)には、絶縁テープの膨潤量� �僅少で絶縁テープ間の面圧値に殆ど影響を� �ぼさない。そのため、絶縁テープの巻回張� �を適切に選択することによって、最も簡易� �つ確実に最適な面圧を確保することができ� �。即ち、巻回時の張力の選択に際しては、� �縁テープの巻回工程及び巻取工程で技術的� �問題がない範囲で許容される最大の張力で� �縁テープを巻回するのが好ましい。技術的� �問題がない範囲とは、ケーブル製造工程で� �縁テープの座屈や破れ、皺等が発生したり� �ケーブルが固すぎて曲げにくく巻き取れな� �なる等のトラブルが生じない範囲をいう。� �れらは、ケーブルのサイズ(径、長さ)や使用 する絶縁油の種類等により経験的に得ること ができる。特に、上述したヒートサイクルに よる油移動試験の結果を参考にしてPP比や巻� ��張力を決定することが好適である。

 また、油含浸温度は、絶縁層3の性能が低 下(劣化)しない範囲で選択されるべきであり� ��絶縁層3がポリオレフィン系の樹脂フィルム を含む場合、それらの油中融点を考慮して最 高許容温度が決定される。ポリエチレンの油 中融点は、110℃程度、ポリプロピレンでは、 130℃~140℃である。絶縁油としてポリブテン� �の中粘度油を用いる場合、温度を高くすれ� �粘度が低下するため、絶縁層3への含浸が容� ��となりより、短い時間で含浸させることが� ��きるが、温度を下げるための時間が長くか� ��る。従って、含浸が容易となる範囲内ので� ��るだけ低い温度で含浸させるのが好ましい� ��そこで、油含浸温度と絶縁テープの膨潤特� ��(厚さ増加率)の関係を考慮して、適切な面� �を得られるように、油含浸温度(と含浸時間) を選択すれば、ケーブル使用時に油垂れしな い海底ソリッドケーブルを得ることができる 。PPフィルムを含む絶縁テープにポリブテン� ��含浸させる場合、その含浸温度は、例えば1 20℃以下に設定することができる。このよう� ��好ましい含浸温度の選択のためにも、上述� ��ようなヒートサイクルによる油移動試験を� ��考にすることができる。

 そして、絶縁油を絶縁テープに含浸させ� ��後、絶縁テープを膨潤させるために、油含� ��温度より高い温度に絶縁テープを更に加熱� ��るようにしてもよい。このようにすれば、� ��浸後の加熱によって、絶縁テープの樹脂フ� ��ルムを膨潤させることができるため、その� ��潤代を考慮して、油含浸温度を適宜に低く� ��定することができる。これにより、絶縁油� ��絶縁層3に含浸させやすくなり、かつ含浸後 に絶縁層の温度が低下するまでに要する時間 を短くしてトータルでの油含浸時間を短縮化 することができる。ポリプロピレンフィルム を含む絶縁テープにポリブテンを含浸させる 場合、例えば油含浸温度を100℃以下に設定し て、油含浸後に110℃あるいは120℃に更に加熱 するようにしてもよい。ちなみに、PP比70%のP PLPのポリブテン(グレードHV-15)に対する膨潤� �性の測定例では、初期値に対する厚さ増加� �は、100℃で+0.92%、120℃では、+2.20%であった� �

 或いは、油含浸後の膨潤代を考慮して、� ��の分だけ、巻回張力を低く設定するように� ��てもよい。これにより、巻回張力の選択幅� ��広くなり、絶縁テープに座屈や破れ、皺等� ��発生させない適切な張力の選択が可能とな� ��。例えば絶縁テープに大きな張力を作用さ� ��ると、座屈や破れ、皺等のトラブルが発生� ��やすくなるため、絶縁テープに所要の張力� ��作用させることが困難になることがある。� ��のような場合に、トラブルを発生させない� ��囲の適切な張力で絶縁テープを巻回した後� ��ましい温度で油を含浸させ、更に、上述の� ��うに、後の加熱によって所要の面圧を確保� ��ることができる。このようにすれば、トー� ��ルでの油含浸時間も短くて済む。

 更に、絶縁層3に絶縁油を含浸させる際の 油含浸温度に応じて、巻回張力を調整するよ うにしてもよい。油含浸温度に応じて、絶縁 テープの膨潤量が変化するため、その膨潤特 性を考慮して、巻回張力を調整することによ って、より適切な面圧を確保することができ る。

 このように、中粘度油の場合は、高粘度� ��に比べて絶縁層への含浸が比較的容易に行� ��る。そのため、絶縁テープ同士を密着させ� ��ために、比較的高い巻回張力で絶縁層を形� ��しておいても、絶縁油の含浸通路は、確保� ��きる。但し、絶縁油の含浸条件によっては� ��中粘度油でも含浸しにくい場合があり、そ� ��場合は、後に「高粘度油を含浸させる場合� ��で述べるように、絶縁層の形成条件を調整� ��て、予め含浸通路を広めに採ることが好ま� ��い。

〔高粘度油を含浸させる場合〕
 ケーブル長さ方向に高低差があると共に、� ��気の温度変化の影響を直接受ける陸上側部� ��Aに高粘度油を含浸させる場合、安定した高 い絶縁性能が求められ、ケーブル使用時に絶 縁層3中の絶縁テープの層間にボイドを発生� �せないようにするための配慮が求められる� �そこで、PPLPの膨潤特性(厚さ増加率)を予め� �定しておき、その膨潤特性を考慮して、絶� �層3の形成条件を選択することが望ましい。P PLPの膨潤特性については、中粘度油の場合と 同様に定義される。

 例えばT2015(ダセック社 商品名)等の高粘� ��油を絶縁層3に含浸させる場合、含浸時に、 絶縁層3中に油の含浸通路を形成するために� �絶縁層3を形成する絶縁テープのPPフィルム� �膨潤を低く抑え、低膨潤させることができ� �含浸温度で、絶縁層3に高粘度油を含浸させ� ��。そして、含浸後、前記含浸温度よりも高� ��温度で絶縁層3を加熱して、PPフィルムを高� ��潤させることにより、含浸通路を狭小化す� ��ようにすることが好ましい。具体的には、� ��粘度油を含浸させる際の含浸温度を例えば1 00℃程度に設定すれば、絶縁テープの膨潤を� ��く抑えることができる(低膨潤)。従って、� �たる含浸通路となるクラフト紙がPPフィルム で圧縮されないようにでき、高粘度油でも含 浸しやすい含浸通路を確保して、高粘度油の 含浸が容易となる。そして、高粘度油を含浸 させた後では、絶縁層3を例えば120℃程度に� �熱すれば、絶縁テープのPPフィルムが高膨潤 するため、含浸通路を狭小化することができ る。このような状態では、ケーブル使用時に 絶縁油が絶縁層の径方向に移動することが抑 制されるため、ボイドの発生が殆どなく、金 属シースの温度が80℃程度の温度になっても� ��高粘度油は、ほとんど移動することはなく� ��絶縁特性が安定して向上する。より具体的� ��は、絶縁テープ同士は、厚さ方向に密着さ� ��、絶縁テープを構成するPPフィルムは、高� �度油によって膨潤され、クラフト紙は、絶� �油に含浸されている。その結果、絶縁テー� �層間に実質的に絶縁油のみからなる隙間は� �存在しない。これにより、高い絶縁特性を� �保することができる。

 また、別の方法では、例えば図4のフロー チャートに示すような工程で、例えばT2015(ダ セック社 商品名)等の高粘度油を含浸させて もよい。この場合、絶縁油の含浸時に、絶縁 層3中に油の含浸通路を形成するために、絶� �層3を形成する絶縁テープの水分含有量を調� ��する。即ち、絶縁テープに予め、例えば10� �量%程度の水分を含ませておく(S1)。その水分 は、絶縁テープ中のクラフト紙に吸収される 。その状態で内部半導電層2の外周に絶縁テ� �プを巻回し(S2)、その後のケーブルコアの真� ��乾燥過程で、例えば100℃にて水分を乾燥さ� ��て水分量を数重量%程度に低下させる(S3)。� �れにより、絶縁テープ中のクラフト紙の厚� �の目減り分だけ、絶縁テープ間に、油の含� �通路となる隙間を形成することができる。� �のような含浸通路を絶縁層3内に形成した状� ��にて、高粘度油を含浸させることができる( S4)。そして、含浸終了後には、絶縁層3を、� �えば120℃程度に昇温加熱する(S5)。温度の上� ��に伴い絶縁テープのPPフィルムがさらに膨� �するため、含浸通路が狭小化される。これ� �より、ケーブル使用時にボイド(隙間)の発生 がなく、絶縁特性が安定して向上する。つま り、絶縁油の含浸時には、十分に広い含浸通 路を確保しながら、ケーブル使用時には、含 浸通路を狭小化して絶縁油の移動が抑制でき るという、相反する条件を満足することがで きる。このケーブル使用時に金属シースが80� ��程度の温度になっても、高粘度油がほとん� ��移動しないことは前例と同じである。上述� ��ような水分量を調整するための乾燥過程は� ��通常のソリッドケーブルの製造工程中の真� ��乾燥工程を利用することができるため、別� ��、設備の改良や付加を必要とせず、絶縁層3 の形成条件の設定が容易である。

 尚、本発明は、実施の形態に限定されるこ� ��なく、発明の要旨を逸脱しない限りにおい� ��、適宜、必要に応じて改良、変更等は、自� ��であり、各実施の形態間での構成、方法の� ��み合わせも自由である。例えば、絶縁層の� ��成工程において、絶縁テープの巻回張力の� ��整と絶縁テープの水分量の調整の双方を行� ��ても良い。その他、導体1の撚り合わせ状態 を調整することによっても、絶縁油、特に高 粘度油を含浸させるための隙間を絶縁層中に 形成することができる。より具体的には、撚 り線を緩く撚り合わせた状態の導体1に絶縁� �ープを巻回した後、撚り線を緊張させるよ� �に導体1に張力を作用させる。すると、導体1 の径が縮小するため、絶縁テープ間に隙間を 形成することができる。或いは、加熱により 膨張した状態の導体1に絶縁テープを巻回し� �後、導体1の温度を低下させることにより、� ��体1の径を縮小させれば、絶縁テープ間に絶 縁油を含浸させるための隙間を形成すること ができる。
今回開示された実施の形態および実施例は、 全ての点で例示であって制限的なものではな いと考えられるべきである。本発明の範囲は 、上記した説明で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 び範囲内のすべての変更が含まれることが意 図される。