（１）架橋低煙ゼロハロゲンポリエチレン（XLPE）断熱材:
XLPE絶縁材は、ポリエチレン（PE）とエチレン酢酸ビニル（EVA）を基材とし、ハロゲンフリー難燃剤、潤滑剤、酸化防止剤などの各種添加剤を加えて、配合・造粒工程を経て製造されます。照射処理後、PEは線状分子構造から三次元構造へと変化し、熱可塑性材料から不溶性の熱硬化性プラスチックへと変化します。
XLPE絶縁ケーブルは、通常の熱可塑性PEと比較していくつかの利点があります。
1. 熱変形に対する耐性の向上、高温下での機械的特性の向上、環境応力亀裂および熱老化に対する耐性の向上。
2. 化学的安定性と耐溶剤性が向上し、低温流動が低減され、電気特性が維持されます。長期使用温度は125℃～150℃に達します。架橋処理後、PEの短絡温度は250℃まで上昇し、同じ厚さのケーブルで大幅に高い電流容量を実現できます。
3. XLPE絶縁ケーブルは、優れた機械的特性、防水性、耐放射線性も備えているため、電気機器の内部配線、モーターリード線、照明リード線、自動車用低電圧信号制御線、機関車用配線、地下鉄ケーブル、環境に優しい鉱山用ケーブル、船舶用ケーブル、原子力発電所用1Eグレードケーブル、水中ポンプケーブル、送電ケーブルなど、さまざまな用途に適しています。
XLPE絶縁材料の開発における現在の方向性としては、放射線架橋PE電力ケーブル絶縁材料、放射線架橋PE架空線絶縁材料、および放射線架橋難燃性ポリオレフィン被覆材料が挙げられる。
（２）架橋ポリプロピレン（XL-PP）断熱材:
ポリプロピレン（PP）は一般的なプラスチックとして、軽量、豊富な原料、コスト効率、優れた耐薬品性、成形の容易さ、リサイクル性などの特性を備えています。しかしながら、強度が低い、耐熱性が低い、収縮変形が大きい、クリープ耐性が低い、低温脆性、耐熱性および耐酸素性が低いといった欠点も抱えています。これらの欠点により、ケーブル用途での使用が制限されていました。研究者たちは、ポリプロピレン材料の総合的な性能を向上させるために改良に取り組んでおり、放射線架橋改質ポリプロピレン（XL-PP）はこれらの欠点を効果的に克服しています。
XL-PP絶縁電線は、UL VW-1難燃性試験およびUL規格150℃電線規格に適合しています。実際のケーブル用途では、ケーブル絶縁層の性能を調整するために、EVAはPE、PVC、PPなどの材料と混合されることがよくあります。
放射線架橋PPの欠点の1つは、分解反応による不飽和末端基の形成と、刺激された分子と大きな分子のフリーラジカルとの間の架橋反応との間で競合反応が生じることである。研究によると、PPの放射線架橋において、ガンマ線照射を用いた場合、分解反応と架橋反応の比率は約0.8であることが示されている。PPで効果的な架橋反応を実現するには、放射線架橋用の架橋促進剤を添加する必要がある。さらに、有効な架橋厚さは、照射中の電子ビームの透過能力によって制限される。照射によってガスや発泡が発生するが、これは薄い製品の架橋には有利である一方、厚肉ケーブルの使用を制限する。
（３）架橋エチレン酢酸ビニル共重合体（XL-EVA）絶縁材：
ケーブルの安全性に対する需要の高まりに伴い、ハロゲンフリー難燃性架橋ケーブルの開発が急速に進展している。ビニルアセテートモノマーを分子鎖に導入したEVAは、PEに比べて結晶性が低く、柔軟性、耐衝撃性、充填剤との適合性、およびヒートシール性が向上している。一般的に、EVA樹脂の特性は分子鎖中のビニルアセテートモノマーの含有量に依存する。ビニルアセテート含有量が多いほど、透明性、柔軟性、および靭性が向上する。EVA樹脂は充填剤との適合性と架橋性に優れているため、ハロゲンフリー難燃性架橋ケーブルにおいてますます普及が進んでいる。
ビニルアセテート含有量が約12～24%のEVA樹脂は、電線やケーブルの絶縁材として一般的に使用されています。実際のケーブル用途では、ケーブル絶縁層の性能を調整するために、EVAはPE、PVC、PPなどの材料と混合されることがよくあります。EVA成分は架橋反応を促進し、架橋後のケーブル性能を向上させます。
（４）架橋エチレンプロピレンジエンモノマー（XL-EPDM）絶縁材：
XL-EPDMは、エチレン、プロピレン、および非共役ジエンモノマーからなる三元共重合体であり、放射線照射によって架橋されています。XL-EPDMケーブルは、ポリオレフィン絶縁ケーブルと一般的なゴム絶縁ケーブルの利点を兼ね備えています。
1. 柔軟性、弾力性、高温での非接着性、長期老化耐性、および過酷な気候（-60℃～125℃）に対する耐性。
2. オゾン耐性、紫外線耐性、電気絶縁性能、および化学腐食に対する耐性。
3．耐油性および耐溶剤性は、一般的なクロロプレンゴム絶縁材と同等である。一般的な熱押出成形装置で製造できるため、コスト効率に優れている。
XL-EPDM絶縁ケーブルは、低電圧電力ケーブル、船舶用ケーブル、自動車用点火ケーブル、冷凍コンプレッサー用制御ケーブル、鉱山用移動ケーブル、掘削装置、医療機器など、幅広い用途に使用されています。
XL-EPDMケーブルの主な欠点としては、耐引裂性が低いこと、接着性および自己接着性が弱いことが挙げられ、これらは後工程に影響を与える可能性がある。
（５）シリコーンゴム絶縁材
シリコーンゴムは、柔軟性とオゾン、コロナ放電、難燃性に優れた特性を持ち、電気絶縁材として理想的な材料です。電気業界における主な用途は電線・ケーブルです。シリコーンゴム製の電線・ケーブルは、高温環境や過酷な条件下での使用に特に適しており、標準的なケーブルに比べて寿命が大幅に長くなります。一般的な用途としては、高温モーター、変圧器、発電機、電子機器・電気機器、輸送車両の点火ケーブル、船舶用電力・制御ケーブルなどが挙げられます。
現在、シリコーンゴム絶縁ケーブルの架橋は、一般的に大気圧下での熱風または高圧蒸気を用いて行われています。シリコーンゴムの架橋に電子ビーム照射を用いる研究も進められていますが、ケーブル業界ではまだ広く普及していません。近年の照射架橋技術の進歩により、シリコーンゴム絶縁材料において、より低コストで効率的かつ環境に優しい代替手段が提供されています。電子ビーム照射やその他の放射線源を用いることで、シリコーンゴム絶縁体の効率的な架橋が可能となり、架橋の深さや程度を制御することで、特定の用途要件を満たすことができます。
したがって、シリコーンゴム絶縁材料への放射線架橋技術の応用は、電線・ケーブル業界において大きな可能性を秘めている。この技術は、生産コストの削減、生産効率の向上、そして環境への悪影響の低減に貢献することが期待される。今後の研究開発の進展により、シリコーンゴム絶縁材料への放射線架橋技術の利用がさらに促進され、電気業界における高温・高性能電線・ケーブルの製造において、より幅広い用途への適用が可能となるだろう。これにより、様々な用途分野において、より信頼性が高く耐久性に優れたソリューションが提供されることになる。
投稿日時：2023年9月28日