JPH0711071A - 低電圧用ケーブル - Google Patents

低電圧用ケーブル

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JPH0711071A
JPH0711071A JP6043294A JP4329494A JPH0711071A JP H0711071 A JPH0711071 A JP H0711071A JP 6043294 A JP6043294 A JP 6043294A JP 4329494 A JP4329494 A JP 4329494A JP H0711071 A JPH0711071 A JP H0711071A
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magnesium hydroxide
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JP6043294A
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Jinder Jow
ジンダー・ジョウ
Sundaresan Ramachandran
スンダレサン・ラマチャンドラン
Michael J Keogh
マイケル・ジョン・キーオー
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Union Carbide Chemicals and Plastics Technology LLC
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低電圧ケーブル構造において絶縁材として有
用な、極度に湿潤な環境に耐え得る絶縁材についてのＵ
Ｌ−８３、ＵＬ−４４及びその他の工業的性能要求に適
する組成物を提供すること。 【構成】 （ｉ）０．９１５グラム／立方センチメート
ル以下の密度を有する線状ポリエチレン； （ｉｉ）０．９１６〜０．９２５グラム／立方センチメ
ートルの範囲の密度を有する線状ポリエチレンに不飽和
脂肪族二酸無水物をグラフトした線状ポリエチレン（該
グラフトしたポリエチレンは、成分（ｉ）１００重量部
に対して約４０〜４００重量部の量で存在する）；及び （ｉｉｉ）水酸化マグネシウム１００重量部当り約０．
１〜４重量部の有機リン酸エステル又はその塩で表面処
理した水酸化マグネシウム（該水酸化マグネシウムは、
成分（ｉ）１００重量部に対して約９０〜４００重量部
の量で存在する）。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術の分野】この発明は、低電圧用ケーブル、特にそ
のケーブルの絶縁層に関する。
【０００２】
【発明の背景】典型的な低電圧用ケーブルは、ポリマー
材料によって絶縁された金属導線から構成される。これ
らの要素は、一般に、撚られて心線を形成し、他のポリ
マー外装又は外被材料により保護される。ある場合に
は、包装材料を心線と外装との間に挿入することにより
追加の保護が与えられる。
【０００３】Underwriters Laboratories により承認さ
れた低電圧用ケーブルを有するためには、絶縁は、１５
又は４５ミルの層当り６００ボルトのストレスにおける
７５℃の温度等の、特定の電気的ストレスの下での高温
における長期の「湿潤」電気的特性に関する厳重な試験
をパスしなければならない。水中での浸漬期間は、最低
１２週間である。この試験は、Underwriters Laborator
ies 83 (UL-83)、 10版、 1991年 9月25日改訂の第30.1〜
30.4節に記載されている。
【０００４】この過酷な試験に適する絶縁材は、水にさ
らされたときにポリマー構造中の電荷種（charge speci
es）の移動（即ち、導電性）を増しそれ故絶縁抵抗（Ｉ
Ｒ）を低下させる傾向を有する高充填ケーブルより明ら
かに首尾よく湿潤適用を扱うことが出来るということ
は、当業者には明白であろう。しかしながら、ケーブル
がＵＬ−８３試験に適するだけでなく、その上、ケーブ
ルを架橋するならばＵＬ−４４要求性能にも適すること
が期待される。優れた耐燃性、低発煙性、低腐蝕性及び
低毒性が、悪化した水条件にさらされる低電圧用ケーブ
ルについての工業的性能要求に加わる。
【０００５】
【発明の開示】それ故、この発明の目的は、低電圧ケー
ブル構造において絶縁材として有用な、極度に湿潤な環
境に耐え得る絶縁材についての、ＵＬ−８３、ＵＬ−４
４及びその他の工業的性能要求に適する組成物を提供す
ることである。他の目的及び利点は、下記により明らか
となるであろう。
【０００６】この発明によって、上記の目的に適する組
成物が発見された。この組成物は、下記を含む： （ｉ）０．９１５グラム／立方センチメートル以下の密
度を有する線状ポリエチレン； （ｉｉ）０．９１６〜０．９２５グラム／立方センチメ
ートルの範囲の密度を有する線状ポリエチレンに不飽和
脂肪族二酸無水物をグラフトした線状ポリエチレン（該
グラフトしたポリエチレンは、成分（ｉ）１００重量部
に対して約４０〜４００重量部の量で存在する）；及び （ｉｉｉ）水酸化マグネシウム１００重量部当り約０．
１〜４重量部の有機リン酸エステル又はその塩で表面処
理した水酸化マグネシウム（該水酸化マグネシウムは、
成分（ｉ）１００重量部に対して約９０〜４００重量部
の量で存在する）。
【０００７】
【好適具体例の説明】成分（ｉ）及び（ｉｉ）に有用な
ポリエチレンは、エチレンと１種以上の３〜１２炭素原
子（好ましくは、３〜８炭素原子）を有するアルファ−
オレフィンとのコポリマーである。成分（ｉ）のポリエ
チレンの密度は、０．９１５グラム／立方センチメート
ル以下であり、好ましくは、約０．８６０〜０．９１０
グラム／立方センチメートルである。成分（ｉｉ）のポ
リエチレンの密度は、グラフト前には、０．９１６〜
０．９２５グラム／立方センチメートルの範囲にある。
両ポリエチレンは線状である。これらのエチレンコポリ
マーを製造するのに有用なアルファ−オレフィンは、プ
ロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１
−ペンテン及び１−オクテンである。例えば、ポリエチ
レンを、（ｉ）クロム及びチタンを含む触媒、（ｉｉ）
マグネシウム、チタン、ハロゲン及び電子供与体を含む
触媒、又は（ｉｉｉ）バナジウム、電子供与体、アルキ
ルアルミニウムハロゲン化物改質剤及びハロカーボン促
進剤を含む触媒の存在下で製造することが出来る。この
コポリマーを作るための触媒及び方法は、米国特許第
４，１０１，４４５号及び４，３０２，５６５号並びに
欧州特許出願第１２０５０１号に記載されている。
【０００８】成分（ｉ）のポリエチレンのメルトインデ
ックスは、約０．１〜２０グラム／１０分、好ましく
は、約０．３〜５グラム／１０分の範囲であってよい。
メルトインデックスは、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８、条件
Ｅ（１９０℃で測定）に従って測定する。成分（ｉｉ）
のポリエチレンのメルトインデックスは、グラフト前に
おいて、約０．５〜２０グラム／１０分、好ましくは、
約１〜１０グラム／１０分の範囲であってよい。何れか
のポリエチレンのエチレン以外のコモノマーに起因する
部分は、コポリマーの重量に対して約１〜４９重量パー
セント、好ましくは、約１５〜４０重量パーセントの範
囲にある。
【０００９】成分（ｉｉ）のポリエチレンは、成分
（ｉ）のポリエチレンの１００重量部に対して約４０〜
４００重量部の量で、好ましくは、約４０〜１４０重量
部の量で存在してよい。
【００１０】一般に、不飽和脂肪族二酸無水物を種々の
ポリオレフィンにグラフトする。これらの無水物は、４
〜２０炭素原子、好ましくは４〜１０炭素原子を有して
よい。この発明に有用な無水物の例は、無水マレイン
酸、無水イタコン酸及びナド酸無水物である。好適無水
物は、無水マレイン酸である。過剰の無水物は、もしグ
ラフト後に存在するならば、約２００〜２５０℃の範囲
の温度における脱揮発（devolatilization）によって除
去することが出来る。
【００１１】このグラフトは、有機過酸化物触媒、即
ち、遊離基発生剤、例えば、ジクミルペルオキシド、ラ
ウロイルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ｔ−
ブチルペルベンゾエート、ジ（ｔ−ブチル）ペルオキシ
ド、クメンヒドロペルオキシド、２，５−ジメチル−
２，５−ジ（ｔ−ブチル−ペルオキシ）ヘキシン−３、
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチル−ペルオキ
シ）ヘキサン、ｔ−ブチルヒドロペルオキシド、イソプ
ロピルペルカーボネート及びα，α’−ビス（ｔ−ブチ
ルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼンを用いて達成す
る。この有機過酸化物触媒は、無水物と共に加えてよ
い。
【００１２】グラフト温度は、約１００〜３００℃、好
ましくは、約１５０〜２００℃の範囲であってよい。無
水マレイン酸をポリエチレン上にグラフトするための典
型的手順は、米国特許第４，５０６，０５６号に記載さ
れている。
【００１３】グラフトは、無水物、有機過酸化物触媒及
び有機溶媒の溶液を粒子形態のポリエチレンに加えるこ
とによっても達成することが出来る。この有機過酸化物
触媒は、有機溶媒に可溶性である。反応に不活性な種々
の有機溶媒を用いることが出来る。有用な有機溶媒の例
は、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケ
トン、３−ペンタノン及びその他のケトンである。過酸
化物及び無水物を可溶化し且つ適当な脱揮発条件下でよ
く除去される他のキャリアー溶媒を用いることも出来
る。アセトンは、非グラフト無水物又は無水物副生物等
の残留物の剥離剤として作用するので好適な溶媒であ
る。
【００１４】この無水物溶液は、溶液の全重量に対し
て、約１０〜５０重量パーセントの無水物、約０．０５
〜５重量パーセントの有機過酸化物触媒、及び約５０〜
９０重量パーセントの有機溶媒を含んでよい。ある好適
溶液は、約２０〜４０パーセントの無水物、約０．１〜
２パーセントの過酸化物及び約６０〜８０パーセントの
溶媒を含む。
【００１５】無水物グラフトした成分（ｉｉ）のポリエ
チレンは、１００重量部の成分（ｉｉ）のポリエチレン
当り約０．０５〜５重量部の無水物を含んでよく、好ま
しくは、１００重量部の成分（ｉｉ）のポリエチレン当
り約０．１〜２重量部の無水物を含む。
【００１６】水酸化マグネシウムは、ワイヤー及びケー
ブル適用において、伝統的に用いられているものであ
る。ある好適な水酸化マグネシウムは、次の特徴を有す
る：（ａ）３．０×１０-3を超えない（１０１）方向の
歪、（ｂ）８００オングストロームを超える（１０１）
方向の微結晶寸法、及び（ｃ）２０平方メートル／グラ
ムより小さい表面積（ＢＥＴ法により測定）。
【００１７】好適な水酸化マグネシウム及びその製造方
法は、米国特許第４，０９８，７６２号に開示されてい
る。水酸化マグネシウムの好適特性は、ＢＥＴ法で測定
した表面積が、１０平方メートル／グラムより小さいこ
とである。
【００１８】この組成物において用いられる水酸化マグ
ネシウムの量は、成分（ｉ）のポリエチレン１００重量
部当り約９０〜４００重量部の水酸化マグネシウムの範
囲、好ましくは、成分（ｉ）のポリエチレン１００重量
部当り約１９０〜３４０重量部の水酸化マグネシウムの
範囲であってよい。
【００１９】この水酸化マグネシウムは、表面を有機リ
ン酸エステル又はその塩（約１０〜３０炭素原子、好ま
しくは、約１２〜２０炭素原子を有する）で処理されて
いる。この塩は、例えば、アルコールリン酸エステルの
ジアルコールアミン塩又はアルキル金属塩であってよ
い。これらの塩は、下記の式により表すことが出来る：
【化１】 （ＲＯ）n （ＰＯ）［ＯＨＨＮ（Ｒ’ＯＨ）2 ］3-n （式中、Ｒは１０〜３０炭素原子を有するアルキル又は
アルキレンであり、Ｒ’は１〜６炭素原子を有するアル
キルであり、各Ｒ及びＲ’は同じであっても異なっても
よく、ｎは１又は２である）及び
【化２】（ＲＯ）n （ＰＯ）［ＯＭ］3-n （式中、Ｒ及びｎは上記の通りであり、Ｍはアルカリ金
属又は水素であり、各Ｍは同じであっても異なってもよ
い）。
【００２０】適当な有機リン酸エステルの更なる例は、
ラウリルアルコールリン酸エステルのナトリウム塩、ス
テアリルアルコールリン酸ジエステル及びモノエステル
のジエタノールアミン塩、エルシルアルコールリン酸エ
ステルのナトリウム塩、アラルキルアルコールリン酸エ
ステルのジエタノールアミン塩（ここに、アラルキルは
１５〜２５炭素原子を有する）、ジステアリルアルコー
ルリン酸エステルのナトリウム塩及びオレイルアルコー
ルリン酸エステルのジエタノールアミン塩である。有機
リン酸エステルは、欧州特許出願０ ３５６ １３９に
記載されている。エステルの量は、水酸化マグネシウム
１００重量部当り約０．１〜４重量部、好ましくは約
０．１５〜２．５重量部のエステルの範囲内であってよ
い。
【００２１】種々の伝統的添加物を伝統的な量でこの発
明の組成物に加えてよい。典型的な添加物は、抗酸化
剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、染料、種々の充
填剤（カーボンブラック及びケイ酸アルミニウムを含
む）、スリップ剤、難燃剤、安定剤、架橋剤、ハロゲン
掃去剤、発煙阻止剤、架橋促進剤、加工助剤（例えば、
金属カルボン酸塩）、潤滑剤、可塑剤及び粘度調節剤で
ある。一般に、これらの添加物は、充填剤及び難燃剤
（これらは６０重量部まで又はそれより多い量で存在し
得る）を除いて、成分（ｉ）のポリエチレン１００重量
部当り約０．１〜５重量部の量で組成物に導入する。
【００２２】この絶縁は、銅等の金属若しくは炭素から
なる電気導線又は、例えば、ファイバーオプチックス適
用において用いるガラス若しくはプラスチックフィラメ
ント等の通信媒体との組合せにおいて有用である。この
明細書中で言及する特許その他の刊行物を参考としてこ
こに援用する。この発明を下記の実施例によって説明す
る。
【００２３】
【実施例】実施例１〜５ ポリエチレンＩ（ＰＥＩ）は、０．９００グラム／立方
センチメートルの密度及び０．４グラム／１０分のメル
トインデックスを有するエチレン及び１−ブテンの線状
コポリマーである。
【００２４】ポリエチレンＩＩ（ＰＥＩＩ）は、０．９
１７グラム／立方センチメートルの密度及び１．４グラ
ム／１０分のメルトインデックスを有するエチレン及び
１−ヘキセンのマレイン酸化線状コポリマーである。こ
のポリエチレンは、上記の手順によりポリエチレン１０
０重量部当り０．３重量部の無水マレイン酸をグラフト
されている。
【００２５】水酸化マグネシウムＩ（ＭＨＩ）は、水酸
化マグネシウムの重量に対して２重量パーセントのジス
テアリルアルコールリン酸エステルのジエタノールアミ
ン塩で表面処理されている。
【００２６】水酸化マグネシウムＩＩ（ＭＨＩＩ）は、
水酸化マグネシウムの重量に対して０．２５重量パーセ
ントのオレイン酸で表面処理されている。
【００２７】水酸化マグネシウムＩＩＩ（ＭＨＩＩＩ）
は、表面処理してない。
【００２８】抗酸化剤Ｉは、テトラキス［メチレン
（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシヒドロシン
ナメート）］メタンであり、組成物の重量に対して０．
２重量パーセントの量で存在する。
【００２９】抗酸化剤ＩＩは、ジステアリルチオジプロ
ピオネートであり、組成物の重量に対して０．２重量パ
ーセントの量で存在する。
【００３０】変数及び結果を表に示す。量は、組成物の
重量に対する重量パーセントである。１５ミルの絶縁層
を有する１４ＡＷＧ充実銅ワイヤーに対するＵＬ−８３
の最小性能要求は次の通りである：引張強さ２０００ps
i （１４０ｋｇ／ｃｍ2 ）、伸び率１５０パーセント、
湿潤ＩＲ０．１１５メガオーム／１０００フィート（３
７７オーム／メートル）。かかるワイヤーを、実施例１
〜５の組成物を絶縁層として用いて製造する。これらの
絶縁ワイヤーを、次いで、それらがＵＬ−８３の最小性
能要求に適合するかどうかを見るために試験する。
【００３１】
【表１】 表Ｉ 実施例 １ ２ ３ ４ ５ ＰＥＩ 39.60 29.60 17.60 39.60 39.60 ＰＥＩＩ ----- 12.00 24.00 ----- ----- ＭＨＩ 60.00 58.00 58.00 ----- ----- ＭＨＩＩ ----- ----- ----- 60.00 ----- ＭＨＩＩＩ ----- ----- ----- ----- 60.00
【００３２】
【表２】 表ＩＩ 実施例 １ ２ ３ ４ ５ Ｔ／Ｅ 1650/ 2615/ 3345/ 1850/ 1840/ (psi/%) 175 355 245 200 170 湿潤ＩＲ (MΩ/ 1000ft) 週 1 22500 2700 1200 0 <0.025 2 16500 900 405 非絶縁 非絶縁 3 13500 750 315 4 11700 1200 225 5 10500 600 218 6 10050 300 210 7 9300 300 210 8 5400 120 255 9 7800 120 210 10 7800 90 135 11 6900 120 120 12 7200 210 95 13 7050 210 105
【００３３】注釈： １．Ｔ／Ｅ（psi ／％）＝１番目の数は、引張強さであ
りポンド／平方インチで示してある；２番目の数は、伸
び率でありパーセントで示してある。両者は、ＡＳＴＭ
Ｄ−４１２の下で測定した。 ２．湿潤ＩＲ（ＭΩ／１０００ft）＝湿潤絶縁抵抗（メ
ガオーム／１０００フィート）。試験を、上記のＵＬ−
８３にて示す。 ３．用語「非絶縁」は、この組成物がこの時点において
絶縁特性を示さないことを意味する。 ４．すべての組成物は、ＶＷ−１等級又は全ワイヤー等
級の何れかでのＵＬ−８３燃焼試験をパスした。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 51/06 ＬＬＥ Ｈ０１Ｂ 7/34 Ｂ 7244−5Ｇ (72)発明者 スンダレサン・ラマチャンドラン アメリカ合衆国ニュージャージー州フレミ ントン、パーク・レイン８ (72)発明者 マイケル・ジョン・キーオー アメリカ合衆国ニュージャージー州ブリジ ウォーター、ジェフリー・レイン13

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下記を含む難燃剤組成物： （ｉ）０．９１５グラム／立方センチメートル以下の密
    度を有する線状ポリエチレン； （ｉｉ）０．９１６〜０．９２５グラム／立方センチメ
    ートルの範囲の密度を有する線状ポリエチレンに不飽和
    脂肪族二酸無水物をグラフトした線状ポリエチレン（該
    ポリエチレンは、成分（ｉ）１００重量部に対して約４
    ０〜４００重量部の量で存在する）；及び （ｉｉｉ）水酸化マグネシウム１００重量部当り約０．
    １〜４重量部の量の有機リン酸エステル又はその塩で表
    面処理した水酸化マグネシウム（該水酸化マグネシウム
    は、成分（ｉ）１００重量部に対して約９０〜４００重
    量部の量で存在する）。
  2. 【請求項２】 成分（ｉ）が約０．１〜２０グラム／１
    ０分の範囲のメルトインデックスを有し、成分（ｉｉ）
    が、グラフト前に、約０．５〜２０グラム／１０分の範
    囲のメルトインデックスを有し且つグラフトした無水物
    の量が成分（ｉｉ）のポリエチレン１００重量部当り約
    ０．０５〜５重量部の範囲である、請求項１に記載の組
    成物。
  3. 【請求項３】 両ポリエチレンがエチレンと３〜１２炭
    素原子を有する１種以上のアルファ−オレフィンとのコ
    ポリマーである、請求項１に記載の組成物。
  4. 【請求項４】 無水物が無水マレイン酸である、請求項
    １に記載の組成物。
  5. 【請求項５】 水酸化マグネシウムがアルコールリン酸
    エステルのジアルコールアミン塩又はアルキル金属塩で
    表面処理されている、請求項１に記載の組成物。
  6. 【請求項６】 下記を含む難燃剤組成物： （ｉ）０．８６０〜０．９１５グラム／立方センチメー
    トルの範囲の密度及び約０．３〜５グラム／１０分の範
    囲のメルトインデックスを有する、エチレンと３〜８炭
    素原子を有する１種以上のアルファ−オレフィンとの線
    状コポリマー、（ｉｉ）０．９１６〜０．９２５グラム
    ／立方センチメートルの範囲の密度及び約１〜１０グラ
    ム／１０分の範囲のメルトインデックスを有する、エチ
    レンと３〜８炭素原子を有する１種以上のアルファ−オ
    レフィンとの線状コポリマーであって、無水マレイン酸
    を該コポリマー１００重量部当り無水マレイン酸約０．
    １〜２重量部の量でグラフトした線状コポリマー（該コ
    ポリマーは成分（ｉ）１００重量部に対して約４０〜１
    ４０重量部の量で存在する）、及び（ｉｉｉ）水酸化マ
    グネシウム１００重量部当りエステル約０．１５〜２．
    ５重量部の量で、アルコールリン酸エステルのジアルコ
    ールアミン塩又はアルカリ金属塩で表面処理した水酸化
    マグネシウム［ここに、水酸化マグネシウムは、次の特
    性を有する：（ａ）３．０×１０-3を超えない（１０
    １）方向の歪；（ｂ）８００オングストロームを超える
    （１０１）方向の微結晶寸法；及び（ｃ）１０平方メー
    トル／グラムより小さい表面積（ＢＥＴ法で測定）］
    （該水酸化マグネシウムは成分（ｉ）１００重量部に対
    して約１９０〜３４０重量部の量で存在する）。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の組成物で絶縁した電気
    導線又は通信媒体を含む製品。
  8. 【請求項８】 請求項６に記載の組成物の１つ以上の層
    で囲まれた電気導線を含む製品。
JP6043294A 1993-06-14 1994-02-18 低電圧用ケーブル Withdrawn JPH0711071A (ja)

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