JP2023067990A - 低煙火炎低減ケーブル - Google Patents

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Abstract

【課題】電気伝導性要素のために良い絶縁を提供しながら良い燃焼性能及び低発煙の両方を有するケーブルの需要が増大している。【解決手段】良好な燃焼性能を有し且つ発煙が低減されたケーブルが提供される。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年７月１４日に出願された米国仮特許出願第６２／５３２，５０７号に基づく優先権を主張する。この出願はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、低煙難燃ケーブルの分野に関する。
本発明が属する分野の状況をより完全に説明するために、いくつかの特許及び刊行物が本明細書で引用される。これらの特許及び刊行物のそれぞれの開示全体は、参照により本明細書に援用される。
電気又は信号を伝導するためのケーブルは、日常生活の一部であり、本質的に広く普及している。ケーブルの一般的な構造物は、絶縁材料によって囲まれ、そして次にジャケット材料によって囲まれる、中心の電気又は光伝導性要素又はワイヤーである。絶縁材料は、特に、中心要素が電気伝導性である時に、高い体積抵抗率を有するように選択される。ジャケット材料は、低摩耗、又は心地よい触感及び外観などの、最終使用者が望む様々な特性を有するように選択することができる。コポリエーテルエステルなどの熱可塑性エラストマーは、それらの融通性及び概して高い抵抗率のために一般的なコーティング材料である。
米国特許第８，５３６，４４９号明細書には、ジャケットが、（Ａ）熱可塑性コポリエステルエラストマー及び／又はコポリアミドエラストマー、（Ｂ）ホスフィン酸及び／又はジホスフィン酸の金属塩及び／又はそのポリマー、（Ｃ）難燃剤成分として窒素－含有難燃剤相乗剤及び／又はリン／窒素含有難燃剤、並びに（Ｄ）塩基性及び両性酸化物、水酸化物、炭酸塩、ケイ酸塩、ホウ酸塩、錫酸塩、混合酸化物－水酸化物、酸化物－水酸化物－炭酸塩、水酸化物－ケイ酸塩及び水酸化物－ホウ酸塩、及びそれらの混合物から選択される無機化合物を含有する難燃剤組成物から製造される電子装置用の絶縁ワイヤーが記載されている。ケーブルは、良い燃焼性能を有すると言われている。
多くの既存のケーブルは、電気抵抗並びに耐溶融性及び耐燃性などの良い燃焼性能を有する。それにもかかわらず、電気伝導性要素のために良い絶縁を提供しながら良い燃焼性能及び低発煙の両方を有するケーブルの需要が増大している。これらの特性は、住環境及び労働環境において存在しているケーブル及び車又は他の輸送形態におけるケーブルに特に重要である。
したがって、第１の態様において、
（１）電気又は光伝導性要素と、
（２）伝導性要素を囲む絶縁層であって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラムを含む絶縁層と、
（３）絶縁層を囲むジャケットであって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラム、並びに少なくとも１つの無機水酸化物を含むジャケットとを含むケーブルが提供される。
第２の態様において、絶縁層及びジャケットを伝導性要素の周りに押し出す工程を含むケーブルを製造するための方法が本明細書において提供される。
第３の態様において、
（１）本明細書に記載されるようなケーブルと、
（２）ケーブルを電気及び／又は電子装置に及び／又は電源若しくは光源に接続するための１つ又は２つの接続要素とを含む接続ケーブルが本明細書において提供される。
第４の態様において、本明細書に記載されるケーブルを含む電子装置が本明細書において提供される。
本発明者は驚くべきことに、良い燃焼性能及び低発煙、並びに良い絶縁性能を有するケーブルが以下の構造を使用して得ることができることを見出した：
（１）電気又は光伝導性要素、
（２）伝導性要素を囲む絶縁層であって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラムを含む絶縁層、
（３）絶縁層を囲むジャケットであって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラム、並びに少なくとも１つの無機水酸化物を含むジャケット。
電気又は電子伝導のために、ケーブルは、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、又はメラミン、又はメレム、又はメラムを含む絶縁層によって囲まれる、中心に通っている電気伝導性要素（ワイヤー）と、絶縁層を囲むジャケットであって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、又はメラミン、又はメレム、又はメラム、並びに無機水酸化物を含むジャケットとを含む。
ワイヤーは任意の電気伝導性材料から製造されてもよい。典型的な材料は銅である。
光信号伝導のために、ケーブルは、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、又はメラミン、又はメレム、又はメラムを含む絶縁層によって囲まれる、中心に通っている光ファイバーと、絶縁層を囲むジャケットであって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、又はメラミン、又はメレム、又はメラム、並びに無機水酸化物を含むジャケットとを含む。
ワイヤー又は光ファイバーは、１つ又は複数のワイヤー又は光ファイバーであってもよい。それらはさらに、伝導性要素と絶縁材料との間に適合する他の材料で巻回されるか又は外装されてもよい。同様に、絶縁層は、絶縁層とジャケット層との間に適合する他の材料で巻回されるか又は外装されてもよい。例えばガラス繊維又はアスベストなどの巻回材料及び外装材料もまた、燃焼及び発煙に対して耐性であるのが好ましい。
絶縁層及びジャケットは両方とも、コポリエーテルエステルを含む。絶縁層及びジャケットにおいて使用されるコポリエーテルエステルは、同一であっても異なっていてもよい。好ましいコポリエーテルエステルは、エステル結合を介して頭－尾結合した複数の繰り返し長鎖エステル単位及び短鎖エステル単位を有するコポリマーであり、前記長鎖エステル単位は式（Ａ）：
Figure 2023067990000001
で表され、及び前記短鎖エステル単位は、式（Ｂ）：
Figure 2023067990000002
で表される（式中、
Ｇは、約４００～約６０００の間の数平均分子量を好ましくは有するポリ（アルキレンオキシド）グリコールから末端ヒドロキシル基を除去した後に残っている二価基であり；Ｒは、約３００未満の分子量を有するジカルボン酸からカルボキシル基を除去した後に残っている二価基であり；及びＤは、好ましくは約２５０未満の分子量を有するジオールからヒドロキシル基を除去した後に残っている二価基であり；及び前記コポリエーテルエステルは好ましくは、約１５～約９９ｗｔ．％の短鎖エステル単位と約１～約８５ｗｔ．％の長鎖エステル単位とを含有する）。
本明細書で用いる場合、ポリマー鎖中の単位に適用されるような用語「長鎖エステル単位」は、長鎖グリコールとジカルボン酸との反応生成物を意味する。好適な長鎖グリコールは、末端（又はできる限り末端に近い）ヒドロキシ基を有し、且つ約４００～約６０００及び好ましくは約６００～約３０００の数平均分子量を有するポリ（アルキレンオキシド）グリコールである。好ましいポリ（アルキレンオキシド）グリコールは、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（トリメチレンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレオキシド）グリコール、ポリ（エチレンオキシド）グリコール、これらのアルキレンオキシドのコポリマーグリコール、及びエチレンオキシド－キャップトポリ（プロピレンオキシド）グリコールなどのブロックコポリマーを含む。これらのグリコールの２種以上の混合物を使用することができる。
コポリエーテルエステルのポリマー鎖中の単位に適用されるような用語「短鎖エステル単位」は、低分子量化合物又はポリマー鎖単位を意味する。それらは、低分子量ジオール又はジオールの混合物をジカルボン酸と反応させて、上の式（Ｂ）で表されるエスエル単位を形成することによって製造される。コポリエーテルエステルを製造するための使用に好適な短鎖エステル単位を形成するために反応する低分子量ジオールの中には、非環式、脂環式及び芳香族ジヒドロキシ化合物が含まれる。好ましい化合物は、エチレン、プロピレン、イソブチレン、テトラメチレン、１，４－ペンタメチレン、２，２－ジメチルトリメチレン、ヘキサメチレン及びデカメチレングリコール、ジヒドロキシシクロヘキサン、シクロヘキサンジメタノール、レゾルシノール、ヒドロキノン、１，５－ジヒドロキシナフタレンなどの約２～１５個の炭素原子のジオールである。とりわけ好ましいジオールは、２～８個の炭素原子を含有する脂肪族ジオールであり、より好ましいジオールは、１，４－ブタンジオールである。
特に好ましい実施形態において、絶縁層及びジャケット層の両方において使用されるコポリエーテルエステルは、
テレフタル酸又はその活性形態、例えば、ジメチルテレフタレート、
１，３－プロパンジオール及び／又は１，４ブタンジオール、好ましくは１，４－ブタンジオールなどのジオール、及び
ポリ（トリメチレンエーテル）グリコール及び／又はポリ（テトラメチレンエーテル）グリコール、好ましくはポリ（テトラメチレンエーテル）グリコールなどのポリ（アルキレンエーテル）グリコールから製造される。
特に好ましいコポリエーテルエステルは、以下の特性を有する：
１．ポリエーテルブロックセグメントとして約１０００ｇ／モルの平均分子量を有する約４４．９重量パーセントのポリ（テトラメチレンオキシド）を含むコポリエーテルエステルエラストマーであって、重量百分率がコポリエーテルエステルエラストマーの総重量を基準としており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位がポリブチレンテレフタレート及びポリブチレンイソフタレートセグメントである、コポリエーテルエステルエラストマー。
２．ポリエーテルブロックセグメントとして約２０００ｇ／モルの平均分子量を有する約７２．５重量パーセントのポリ（テトラメチレンオキシド）を含むコポリエーテルエステルエラストマーであって、重量百分率がコポリエーテルエステルエラストマーの総重量を基準としており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位がポリブチレンテレフタレートセグメントである、コポリエーテルエステルエラストマー。
特に好ましいコポリエーテルエステルエラストマーの短鎖エステル単位の重量パーセントは、コポリエーテルエステルエラストマーの総重量に基づいて好ましくは１５～９９ｗｔ％、より好ましくは２０～９５ｗｔ％である。
コポリマーの共重合繰り返し単位の量に対して使用されるとき、重量百分率は、コポリマーの総重量に基づいている。本明細書中で用いられるとき、重量百分率は相補的であり、例えば、与えられたコポリマーの共重合繰り返し単位の重量百分率の総計は１００ｗｔ％である。
絶縁層のために使用される材料は、コポリエーテルエステル成分の他に、メラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム（シアメルロトリアミド）及び／又はメラム［（Ｎ２－（４，６－ジアミノ－１，３，５－トリアジン－２－イル）－１，３，５－トリアジン－２，４，６－トリアミン）］を含む。
絶縁層内のメラミンシアヌレート、メラミン、メレム及びメラムの全含有量は、材料又は絶縁層の総重量に基づいて好ましくは１０～２５ｗｔ％の間である。
好ましい実施形態において、絶縁層内のメラミンシアヌレート、メラミン、メレム及びメラムの全含有量は、材料又は絶縁層の総重量に基づいて２０ｗｔ％である。
好ましい絶縁層は、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレートを含む。
絶縁層は、他の添加剤をさらに含んでもよい。特に好ましい絶縁層は、式（ＩＩＩ）のホスフィナート、式（ＩＶ）のジスホスフィナート
Figure 2023067990000003
［式中、Ｒ1及びＲ2は同一であるか又は異なっており、Ｒ1及びＲ2のそれぞれは水素、直鎖、分岐状、若しくは環状Ｃ1～Ｃ6アルキル基、又はＣ6～Ｃ10アリールであり；Ｒ3は直鎖又は分岐状Ｃ1～Ｃ10アルキレン基、Ｃ6～Ｃ10アリーレン基、Ｃ6～Ｃ12アルキル－アリーレン基、又はＣ6～Ｃ12アリール－アルキレン基であり；Ｍは、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、アンチモンイオン、錫イオン、ゲルマニウムイオン、チタンイオン、鉄イオン、ジルコニウムイオン、セリウムイオン、ビスマスイオン、ストロンチウムイオン、マンガンイオン、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びそれらの組合せから選択され；ｍ、ｎ、及びｘはそれぞれ、１～４（両端を含む）の同一であるか又は異なる整数である］、及びそれらの組合せ又はポリマーからなる群から選択される非ハロゲン化難燃剤をさらに含む。
一実施形態において、ハロゲンを含有しない難燃剤は、アルミニウムメチルエチルホスフィナート、アルミニウムジエチルホスフィナート、次亜リン酸アルミニウム、及びそれらの組合せ又は２つ以上からなる群から選択されるか、或いは少なくとも１つのハロゲンを含有しない難燃剤はアルミニウムメチルエチルホスフィナート又はアルミニウムジエチルホスフィナートである。特に好ましいのはアルミニウムジエチルホスフィナートである。
好ましい絶縁層には、限定されないが、以下に記載されるものが含まれる：
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート；
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート及びアルミニウムジエチルホスフィナート
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート、アルミニウムジエチルホスフィナート及びポリホスホネート；
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート、アルミニウムジエチルホスフィナート及びコポリホスホネート－ポリカーボネート；
コポリエーテルエステル及びメレム；
コポリエーテルエステル、メレム及びアルミニウムジエチルホスフィナート；
コポリエーテルエステル、メレム、アルミニウムジエチルホスフィナート及びポリホスホネート；
コポリエーテルエステル、メレム、アルミニウムジエチルホスフィナート及びコポリホスホネート－ポリカーボネート；
より好ましい絶縁層には、限定されないが、以下に記載されるものが含まれる：
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％）及びアルミニウムジエチルホスフィナート
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート及びポリホスホネート；
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート及びコポリホスホネート－ポリカーボネート；
コポリエーテルエステル及びメレム（５～３０ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル、メレム（５～３０ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％）及びアルミニウムジエチルホスフィナート；
コポリエーテルエステル、メレム（５～３０ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート及びポリホスホネート。
コポリエーテルエステル、メレム（５～３０ｗｔ％、好ましくは約２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート及びコポリホスホネート－ポリカーボネート；
より特に好ましい絶縁層には、限定されないが、以下に記載されるものが含まれる：
コポリエーテルエステル（６０～９０ｗｔ％、好ましくは８０ｗｔ％）及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（６０～９０ｗｔ％、好ましくは７４ｗｔ％）、メラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）及びアルミニウムジエチルホスフィナート（１～１０ｗｔ％、好ましくは５ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（６０～９０ｗｔ％、好ましくは７４ｗｔ％）、メラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート（１～１０ｗｔ％、好ましくは５ｗｔ％）及びポリホスホネート（０．２５～２ｗｔ％、好ましくは１ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（６０～９０ｗｔ％、好ましくは７４ｗｔ％）、メラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート（１～１０ｗｔ％、好ましくは５ｗｔ％）及びコポリホスホネート－ポリカーボネート（０．２５～２ｗｔ％、好ましくは１ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（６０～９０ｗｔ％、好ましくは７４ｗｔ％）及びメレム（５～３０ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（６０～９０ｗｔ％、好ましくは７４ｗｔ％）、メレム（５～３０ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）及びアルミニウムジエチルホスフィナート（１～１０ｗｔ％、好ましくは５ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（６０～９０ｗｔ％、好ましくは７４ｗｔ％）、メレム（５～３０ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート（１～１０ｗｔ％、好ましくは５ｗｔ％）及びポリホスホネート（０．２５～２ｗｔ％、好ましくは１ｗｔ％）。
コポリエーテルエステル（６０～９０ｗｔ％、好ましくは７４ｗｔ％）、メレム（５～３０ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート（１～１０ｗｔ％、好ましくは５ｗｔ％）及びコポリホスホネート－ポリカーボネート（０．２５～２ｗｔ％、好ましくは１ｗｔ％）；
特に好ましい絶縁層には、限定されないが、以下のものが含まれる：
コポリエーテルエステル（８０ｗｔ％）及びメラミンシアヌレート（２０ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（７４ｗｔ％）、メラミンシアヌレート（２０ｗｔ％）及びアルミニウムジエチルホスフィナート（５ｗｔ％）
コポリエーテルエステル（７４ｗｔ％）、メラミンシアヌレート（２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート（５ｗｔ％）及びポリホスホネート（１ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（７４ｗｔ％）、メラミンシアヌレート（２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート（５ｗｔ％）及びコポリホスホネート－ポリカーボネート（１ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（７４ｗｔ％）及びメレム（２０ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（７４ｗｔ％）、メレム（２０ｗｔ％）及びアルミニウムジエチルホスフィナート（５ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル（７４ｗｔ％）、メレム（２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート（５ｗｔ％）及びポリホスホネート（１ｗｔ％）。
コポリエーテルエステル（７４ｗｔ％）、メレム（２０ｗｔ％）、アルミニウムジエチルホスフィナート（５ｗｔ％）及びコポリホスホネート－ポリカーボネート（１ｗｔ％）。
絶縁層又はジャケット層の成分の量に対して使用されるとき、重量百分率は絶縁層又はジャケット層の総重量に基づいている。或いは、重量百分率は、絶縁層の組成物又はジャケット層の組成物の総重量に基づいている。本明細書中で用いられるとき、重量百分率は相補的であり、例えば、与えられた層又は組成物の成分の重量パーセントの総計は１００ｗｔ％である。
コポリエーテルエステル成分の他に、ジャケット層のために使用される材料は、メラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム（シアメルロトリアミド）及び／又はメラム［（Ｎ２－（４，６－ジアミノ－１，３，５－トリアジン－２－イル）－１，３，５－トリアジン－２，４，６－トリアミン）］、並びに少なくとも１つの無機水酸化物を含む。
ジャケット層内のメラミンシアヌレート、メラミン、メレム及びメラムの全含有量は、材料又はジャケット層の総重量に基づいて好ましくは１０～２５ｗｔ％の間である。
好ましい実施形態において、ジャケット層内のメラミンシアヌレート、メラミン、メレム及びメラムの全含有量は、材料又はジャケット層の総重量に基づいて２０ｗｔ％又は約２０ｗｔ％である。
ジャケット層は、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレートを含み、さらに無機水酸化物を含む。二価及び三価カチオンの水酸化物が好ましい。二価金属の水酸化物の例には、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウムが含まれ、水酸化マグネシウムが特に好ましい。三価金属の水酸化物の例には、水酸化アルミニウムが含まれる。水酸化物の代替物として、他の炭酸塩、塩基性及び両性酸化物、錫酸塩及びそれらの混合物をジャケット層のための難燃剤混合物において使用することができる。
２つ以上の無機水酸化物をジャケット層において使用することができ、水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムとの組合せが特に好ましい。
無機水酸化物は好ましくは、ジャケット層の総重量に基づいて４～２５ｗｔ％、より好ましくは８～２２ｗｔ％の濃度でジャケット層において使用される。
好ましい実施形態において、ジャケット層は、ジャケット層の総重量に基づいて４～１０ｗｔ％の水酸化マグネシウム、より好ましくは５～８ｗｔ％の水酸化マグネシウムを含む。
別の好ましい実施形態において、ジャケット層は、ジャケット層の総重量に基づいて８～２０ｗｔ％の水酸化アルミニウム、より好ましくは１０～１５ｗｔ％の水酸化アルミニウムを含む。
別の好ましい実施形態において、ジャケット層は、水酸化アルミニウムと水酸化マグネシウムとの混合物、好ましくは４～１０ｗｔ％の水酸化マグネシウム、より好ましくは５～８ｗｔ％の水酸化マグネシウム及び８～２０ｗｔ％の水酸化アルミニウム、より好ましくは１０～１５ｗｔ％の水酸化アルミニウムを含む。特に好ましいのは６～７ｗｔ％の水酸化マグネシウム及び１２～１４ｗｔ％の水酸化アルミニウムである。これらの好ましい及びより好ましい重量百分率はジャケット層の総重量に基づいている。
好ましいジャケット層には、限定されないが、以下に記載されるものが含まれる：
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート、及び無機水酸化物；
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート及び水酸化アルミニウム；
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート及び水酸化マグネシウム；
コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム。
より好ましいジャケット層には、限定されないが、以下に記載されるものが含まれる：
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、及び無機水酸化物；
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、及び水酸化アルミニウム；
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、及び水酸化マグネシウム；
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム。
より好ましいジャケット層には、限定されないが、以下に記載されるものが含まれる：
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、及び無機水酸化物（４～２５ｗｔ％、より好ましくは８～２２ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、及び水酸化アルミニウム（８～２０ｗｔ％、より好ましくは１０～１５ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、及び水酸化マグネシウム（４～１０ｗｔ％の水酸化マグネシウム、より好ましくは５～８ｗｔ％）；
コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート（１０～２５ｗｔ％、好ましくは２０ｗｔ％）、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウム、好ましくは総計２０ｗｔ％、特に好ましくは４～１０ｗｔ％の水酸化マグネシウム、より好ましくは５～８ｗｔ％の水酸化マグネシウム及び８～２０ｗｔ％の水酸化アルミニウム、より好ましくは１０～１５ｗｔ％の水酸化アルミニウム。
特に好ましい絶縁層には、限定されないが、以下のものが含まれる：
好ましい絶縁層１
ポリエーテルブロックセグメントとして約２０００ｇ／モルの平均分子量を有する共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）約７２．５ｗｔ％を含むコポリエーテルエステルエラストマー７８．２９ｗｔ％、共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）の重量百分率はコポリエーテルエステルエラストマーの総重量に基づいており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位はポリブチレンテレフタレートセグメントである；
２０ｗｔ％のメラミンシアヌレート；
１．１０ｗｔ％の酸化防止剤；
０．３０ｗｔ％のヒンダードアミン光安定剤；
０．３１ｗｔ％の１つ又は複数の紫外線安定剤。
好ましい絶縁層２
ポリエーテルブロックセグメントとして約２０００ｇ／モルの平均分子量を有する共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）約７２．５ｗｔ％を含むコポリエーテルエステルエラストマー７２．２９ｗｔ％、共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）の重量百分率はコポリエーテルエステルエラストマーの総重量に基づいており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位はポリブチレンテレフタレートセグメントである；
２０ｗｔ％のメラミンシアヌレート；
５ｗｔ％のアルミニウムジエチルホスフィナート；
１ｗｔ％のポリホスホネート；
１．１０ｗｔ％の酸化防止剤；
０．３０ｗｔ％のヒンダードアミン光安定剤；
０．３１ｗｔ％の１つ又は複数の紫外線安定剤。
好ましい絶縁層３
ポリエーテルブロックセグメントとして約２０００ｇ／モルの平均分子量を有する共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）約７２．５重量パーセントを含むコポリエーテルエステルエラストマー７２．２９ｗｔ％、共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）の重量百分率はコポリエーテルエステルエラストマーの総重量に基づいており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位はポリブチレンテレフタレートセグメントである；
５ｗｔ％のアルミニウムジエチルホスフィナート；
１ｗｔ％のポリホスホネート；
２０ｗｔ％のメレム；
１．１０ｗｔ％の酸化防止剤；
０．３０ｗｔ％のヒンダードアミン光安定剤；
０．３１ｗｔ％の１つ又は複数の紫外線安定剤。
特に好ましいジャケット層には、限定されないが、以下のものが含まれる：
好ましいジャケット層１
ポリエーテルブロックセグメントとして約２０００ｇ／モルの平均分子量を有する共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）約７２．５ｗｔ％を含むコポリエーテルエステル５１．０９ｗｔ％、共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）の重量百分率はコポリエーテルエステルエラストマーの総重量に基づいており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位はポリブチレンテレフタレートセグメントである；
２０ｗｔ％のメラミンシアヌレート；
６．８０ｗｔ％の水酸化マグネシウム；
１３．５０ｗｔ％の水酸化アルミニウム；
０．３０ｗｔ％のステアリン酸；
０．３０ｗｔ％の酸化防止剤；
０．３０ｗｔ％のヒンダードアミン光安定剤；
０．３１ｗｔ％の１つ又は複数の紫外線安定剤；
７．４０ｗｔ％の着色剤。
好ましいジャケット層２
ポリエーテルブロックセグメントとして約１０００ｇ／モルの平均分子量を有する共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）約４４．９ｗｔ％を含むコポリエーテルエステル３０．０９ｗｔ％、共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）の重量百分率はコポリエーテルエステルエラストマーの総重量に基づいており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位は、ポリブチレンテレフタレート及びポリブチレンイソフタレートセグメントである；
ポリエーテルブロックセグメントとして約２０００ｇ／モルの平均分子量を有する共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）約７２．５ｗｔ％を含むコポリエーテルエステル２０ｗｔ％、共重合ポリ（テトラメチレンオキシド）の重量百分率はコポリエーテルエステルエラストマーの総重量に基づいており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位はポリブチレンテレフタレートセグメントである。
２０ｗｔ％のメラミンシアヌレート；
６．８０ｗｔ％の水酸化マグネシウム；
１３．５０ｗｔ％の水酸化アルミニウム；
０．３０ｗｔ％のステアリン酸；
１．０ｗｔ％の、ビニル基を有するポリジメチルシロキサン；
０．３０ｗｔ％の酸化防止剤；
０．３０ｗｔ％のヒンダードアミン光安定剤；
０．３１ｗｔ％の１つ又は複数の紫外線安定剤；
７．４０ｗｔ％の着色剤。
ジャケットと絶縁層との好ましい組合せには、限定されないが、以下のものが含まれる：
好ましいジャケット層１と好ましい絶縁層１、２又は３のうちの任意の１つ；
好ましいジャケット層２と好ましい絶縁層１、２又は３のうちの任意の１つ；
絶縁層及びジャケット層は、ガラス繊維及び／又は炭素繊維などの無機充填剤と、アラミド繊維などの有機充填剤とをさらに含んでもよい。
絶縁層及びジャケットは、安定剤、酸化防止剤、金属不活性化剤、加工助剤、潤滑剤、ドリップ防止剤、改質剤、着色剤、充填剤及び補強剤、耐衝撃性改良剤、流動向上添加剤、帯電防止剤、結晶化促進剤、粘度調整剤、核剤、引っ掻き及び擦傷改質剤、接着性改質剤及びポリマー配合技術において公知のその他の加工助剤などの添加剤をさらに含んでもよい。
全ての添加剤、特に、メラミンシアヌレート、メレム、メラム及び無機水酸化物などの難燃剤添加剤は、コートされる粒子、例えばコーティングとコアとを有し、コアが難燃剤添加剤を含む粒子の形態であってもよい。コーティングは、オルガノシラン、エステル、ポリオール、二無水物、エポキシ、若しくはジカルボン酸；又はこれらのコーティング材料の２つ以上の混合物；又は当業者に公知の任意の粒子コーティングを含むことができる。そのような場合、コーティングの量は、一般に、コートされる粒子の総重量を基準として約０．１～約６ｗｔ％の範囲であるであろう。
いくつかの実施形態において、エポキシ化合物を絶縁層に添加して耐加水分解性を改良することができる。
製造方法
また、本発明は、本明細書に記載されるケーブルの製造方法を提供する。製造方法において、絶縁層とジャケットとが伝導性要素の周りに押し出される。押出は同時押出によるものであってもよく、その場合、２つの層は同時に押し出されるか、或いはそれは単層押出によるものであってもよく、その場合、層は別々に押し出される。絶縁層とジャケット層との間に付加的な外装を含むことが望ましいとき、単層押出が好ましい。
１．単層押出（並列工程において材料の単層を押し出す）、それは、絶縁材料をコア伝導性要素上に押し出す工程と、その後に、ジャケット材料をこのように形成された絶縁ワイヤーの上に押し出す工程とを必要とする。絶縁ワイヤーを囲む編組があってもよく、ジャケット材料を、編組上に直接に押し出すことができる。
２．同時押出（材料の複数層を同時に押し出す）。動的押出が含まれる。
本明細書に記載されるケーブルは、長さ１２５ｍｍ×幅１３ｍｍ及び厚さ１．６又は０．８ｍｍの寸法を有する試験検体を使用して、ＵＬ９４試験標準、２０ｍｍ垂直燃焼試験に従って測定されるときＶ２以上の等級を有する良い燃焼性能を示す。
ケーブルは、矩形プラックの形状の試験検体を使用して、ＡＳＴＭ Ｅ６６２有炎法に従って測定されるとき、低発煙を示す。
ケーブルは、５０未満、より好ましくは３０未満、特に好ましくは２０未満の「Ｄｓ ３６０秒」を有する。ケーブルは、２５０未満、より好ましくは２２０未満、特に好ましくは２００未満の「Ｄｓ ｍａｘ」を有する。
以下の実施例は、本発明をさらに詳細に説明するために提供される。本発明を実施するために現在想定されている好ましい態様を示すこれらの実施例は、本発明を例示することを意図され、それを限定することは意図されない。
材料
実施例において使用される材料のために用いられる略語を表１に記載する。
Figure 2023067990000004
ＴＰＥ１：ポリエーテルブロックセグメントとして約１０００ｇ／モルの平均分子量を有するポリ（テトラメチレンオキシド）約４４．９重量パーセントを含むコポリエーテルエステルエラストマーであって、重量百分率がコポリエーテルエステルエラストマーの総重量を基準としており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位がポリブチレンテレフタレート及びポリブチレンイソフタレートセグメントである、コポリエーテルエステルエラストマー。
ＴＰＥ２：ポリエーテルブロックセグメントとして約２０００ｇ／モルの平均分子量を有するポリ（テトラメチレンオキシド）約７２．５重量パーセントを含むコポリエーテルエステルエラストマーであって、重量百分率がコポリエーテルエステルエラストマーの総重量を基準としており、コポリエーテルエステルの短鎖エステル単位はポリブチレンテレフタレートセグメントである、コポリエーテルエステルエラストマー。
絶縁層とジャケット材料
本発明の難燃性ポリマー組成物及び比較用組成物を以下のように調製した：表２及び３に記載された量の上述の材料を二軸スクリュー押出機内で溶融ブレンドした。配合され、溶融ブレンドされた混合物をレース又はストランドの形態で押出し、水槽内で冷却し、粒体に細断し、吸湿を防ぐために密封アルミニウム内張り袋内に置いた。
試験方法
難燃性
燃焼性試験は、ＵＬ９４試験標準、２０ｍｍ垂直燃焼試験に従って行った。試験検体は、長さ１２５ｍｍ×幅１３ｍｍ及び厚さ１．６又は０．８ｍｍの寸法を有するテストバーの形態で組成物を射出成形することによって形成された。射出成形の前に、上述の方法に従って調製された難燃剤組成物の粒体を乾燥させて、０．０８パーセント未満の水分レベルを有する粒状組成物をもたらした。難燃性試験が行われる前に、試験検体を４８時間にわたり２３°Ｃ及び５０％の相対湿度で状態調節した。試験検体を、検体の下端が乾燥した吸収性脱脂綿の水平層の３００ｍｍ上にあるように検体の縦軸を垂直にして固定した。２０ｍｍ高さの青炎をもたらすバーナーを、１０秒間にわたり検体の下縁の中間点に炎が中心で適用されるように置いた。１０秒間にわたる検体への炎の適用後、バーナーを試料から引き離し、残炎時間、ｔ１を測定した。試験検体の残炎が停止したとき、バーナーを追加の１０秒間にわたり検体の真下に再び置いた。炎を次に試験検体から引き離し、第２残炎時間、ｔ２を測定した。燃焼中の材料の挙動に基づいて、材料を試験仕様書に従ってＶ－０、Ｖ－１又はＶ－２として分類した。Ｖ－０は最も良い難燃性能であり、Ｖ－１は中間であり、Ｖ－２は最も要求の厳しくない仕様である。組成物が最も要求の厳しくない分類の評価基準を満たすことができなかったとき（Ｖ－２）、それは表において「不合格」と記録される。
材料の燃焼性能は表３に記載される。
発煙方法
装置及び設定方法：表２に記載される組成物からの発煙を標準法ＡＳＴＭ Ｅ６６２有炎法に従って測定した。長さ７５ｍｍ×幅７５ｍｍ、及び厚さ２又は１ｍｍを有する寸法の矩形プラックの形状の試験検体は、得られたままの押出材料から成形された。試験はＮＢＳ煙室内で実施された。単独の材料組成物の発煙性能を試験するために、厚さ２ｍｍのプラックを使用した。ジャケット及び絶縁材料の組合せの発煙性能を試験するために、絶縁材料の厚さ１ｍｍのプラックをジャケット材料の２ｍｍプラックの後ろに置いた。結果は、特定光学濃度、Ｄｓとして表される。Ｄｓの値が大きくなればなるほど、与えられた時間において生じる煙はより多くなる。
煙室試験は、特定光学濃度対時間の曲線をもたらす。「Ｄｓ ３６０秒」は、３６０秒後の特定光学濃度である。「Ｄｓ ｍａｘ」は、４０分までの実験時間について測定された最大特定光学濃度である。単独の材料についてと組合せの材料についてとの発煙性能は表３に記載されている。
体積抵抗率
成形されたプラックの体積抵抗率を以下のように測定した：試験検体は、長さ１００ｍｍ×幅１００ｍｍ、厚さ２．０ｍｍの寸法を有するプラックの形態で組成物を射出成形することによって組成物から形成された。
２３℃の空気中での体積抵抗率：プラックを成形後に室温で少なくとも１６時間静置させた。このようなプラックからの体積抵抗率は、それぞれの読み取りの前に６０秒間５００Ｖの直流電位を印加することによってＩＥＣ ６００９３に従って室温の空気中で測定された。それぞれの読み取りの時間は６０秒であった。体積抵抗率の測定値は表３に記載されている。
Figure 2023067990000005
Figure 2023067990000006
「煙濃度 ジャケット及び絶縁層」での「ジャケット」の欄において、結果はジャケット材料の二重層についてであり、すなわち、ジャケット材料は、絶縁層及びジャケット層として両方で使用される。
一般的には、５０未満のＤｓ ３６０秒を有する材料又は材料の組合せは許容範囲である。
一般的には、２５０未満のＤｓ ｍａｘを有する材料又は材料の組合せは許容範囲である。
「材料低下」という表示は、検体が分解するほどにまで材料が燃焼及び溶融することを意味する。これは、容認できない性能を示す。
表３の結果は驚くべきことに、絶縁材料Ｅ１、Ｅ２及びＥ３は容認できない煙濃度の結果しか生じないが、それらがジャケットと組み合わせられるとき、Ｄｓ ３６０秒はすぐれており、Ｄｓ ｍａｘは十分に容認できる範囲内（＜２５０）であることを示す。
本発明のある種の好ましい実施形態を上で説明し、具体的に例示してきたが、本発明をそのような実施形態に限定することは意図されない。以下の特許請求の範囲に示されるような本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく、様々な修正形態がなされ得る。
以下、本明細書に記載の主な発明について列記する。
（Ｉ）
（１）電気又は光伝導性要素と、
（２）前記伝導性要素を囲む絶縁層であって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラムを含む絶縁層と、
（３）前記絶縁層を囲むジャケットであって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラム、並びに少なくとも１つの無機水酸化物を含むジャケットとを含むケーブル。
（ＩＩ）
前記絶縁層内のメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラムの全含有量が、前記絶縁層の総重量に基づいて１０～２５ｗｔ％の間である、（Ｉ）に記載のケーブル。
（ＩＩＩ）
前記絶縁層が前記コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレートを含む、（Ｉ）又は（ＩＩ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（ＩＶ）
前記絶縁層が、前記コポリエーテルエステル及びメレムを含む、（Ｉ）、（ＩＩ）又は（ＩＩＩ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（Ｖ）
前記絶縁層がアルミニウムジエチルホスフィナートをさらに含む、（Ｉ）～（ＩＶ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（ＶＩ）
前記絶縁層がポリホスホネートをさらに含む、（Ｉ）～（Ｖ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（ＶＩＩ）
前記絶縁層がコポリホスホネート－ポリカーボネートをさらに含む、（Ｉ）～（ＶＩ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（ＶＩＩＩ）
ジャケット層内のメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラムの全含有量が、前記ジャケット層の総重量に基づいて１０～２５ｗｔ％の間である、（Ｉ）～（ＶＩＩ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（ＩＸ）
前記ジャケット層が前記コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート及び前記無機水酸化物を含む、（Ｉ）～（ＶＩＩＩ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（Ｘ）
前記無機水酸化物が、前記ジャケット層の総重量に基づいて８～２２ｗｔ％の濃度で存在している、（Ｉ）～（ＩＸ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（ＸＩ）
前記無機水酸化物が、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムとの混合物からなる群から選択される、（Ｉ）～（Ｘ）のいずれか一項に記載のケーブル。
（ＸＩＩ）
（１）電気又は光伝導性要素と、
（２）前記伝導性要素を囲む絶縁層であって、前記絶縁層の総重量に基づいて前記コポリエーテルエステル５０～８５ｗｔ％及びメラミンシアヌレート１０～２５ｗｔ％を含む絶縁層と、
（３）前記絶縁層を囲むジャケット層であって、ジャケット層の総重量に基づいて前記コポリエーテルエステル５０～８５ｗｔ％及びメラミンシアヌレート１０～２５ｗｔ％、並びに少なくとも１つの無機水酸化物を含むジャケット層とを含む（Ｉ）に記載のケーブルであり、
任意選択的に、前記無機水酸化物が、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムとの混合物から選択される、ケーブル。
（ＸＩＩＩ）
前記絶縁層及び前記ジャケット層を前記電気又は光伝導性要素の周りに押し出す工程を含む、（Ｉ）～（ＸＩＩ）のいずれか一項に記載のケーブルを製造するための方法。
（ＸＩＶ）
（１）（Ｉ）～（ＸＩＩ）のいずれか一項に記載のケーブルと、
（２）前記ケーブルを電気及び／又は電子装置に及び／又は電源に接続するための１つ又は２つの接続要素とを含む接続ケーブル。
（ＸＶ）
（Ｉ）～（ＸＩＩ）のいずれか一項に記載のケーブルを含む電子装置。

Claims (15)

  1. （１）電気又は光伝導性要素と、
    （２）前記伝導性要素を囲む絶縁層であって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラムを含む絶縁層と、
    （３）前記絶縁層を囲むジャケットであって、コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラム、並びに少なくとも１つの無機水酸化物を含むジャケットとを含むケーブル。
  2. 前記絶縁層内のメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラムの全含有量が、前記絶縁層の総重量に基づいて１０～２５ｗｔ％の間である、請求項１に記載のケーブル。
  3. 前記絶縁層が前記コポリエーテルエステル及びメラミンシアヌレートを含む、請求項１又は２のいずれか一項に記載のケーブル。
  4. 前記絶縁層が、前記コポリエーテルエステル及びメレムを含む、請求項１、２又は３のいずれか一項に記載のケーブル。
  5. 前記絶縁層がアルミニウムジエチルホスフィナートをさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のケーブル。
  6. 前記絶縁層がポリホスホネートをさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のケーブル。
  7. 前記絶縁層がコポリホスホネート－ポリカーボネートをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のケーブル。
  8. ジャケット層内のメラミンシアヌレート、及び／又はメラミン、及び／又はメレム及び／又はメラムの全含有量が、前記ジャケット層の総重量に基づいて１０～２５ｗｔ％の間である、請求項１～７のいずれか一項に記載のケーブル。
  9. 前記ジャケット層が前記コポリエーテルエステル、メラミンシアヌレート及び前記無機水酸化物を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のケーブル。
  10. 前記無機水酸化物が、前記ジャケット層の総重量に基づいて８～２２ｗｔ％の濃度で存在している、請求項１～９のいずれか一項に記載のケーブル。
  11. 前記無機水酸化物が、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムとの混合物からなる群から選択される、請求項１～１０のいずれか一項に記載のケーブル。
  12. （１）電気又は光伝導性要素と、
    （２）前記伝導性要素を囲む絶縁層であって、前記絶縁層の総重量に基づいて前記コポリエーテルエステル５０～８５ｗｔ％及びメラミンシアヌレート１０～２５ｗｔ％を含む絶縁層と、
    （３）前記絶縁層を囲むジャケット層であって、ジャケット層の総重量に基づいて前記コポリエーテルエステル５０～８５ｗｔ％及びメラミンシアヌレート１０～２５ｗｔ％、並びに少なくとも１つの無機水酸化物を含むジャケット層とを含む請求項１に記載のケーブルであり、
    任意選択的に、前記無機水酸化物が、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムとの混合物から選択される、ケーブル。
  13. 前記絶縁層及び前記ジャケット層を前記電気又は光伝導性要素の周りに押し出す工程を含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載のケーブルを製造するための方法。
  14. （１）請求項１～１２のいずれか一項に記載のケーブルと、
    （２）前記ケーブルを電気及び／又は電子装置に及び／又は電源に接続するための１つ又は２つの接続要素とを含む接続ケーブル。
  15. 請求項１～１２のいずれか一項に記載のケーブルを含む電子装置。
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