JPH11111061A - ケーブル及び難燃性ポリマー組成物 - Google Patents

ケーブル及び難燃性ポリマー組成物

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JPH11111061A
JPH11111061A JP20810598A JP20810598A JPH11111061A JP H11111061 A JPH11111061 A JP H11111061A JP 20810598 A JP20810598 A JP 20810598A JP 20810598 A JP20810598 A JP 20810598A JP H11111061 A JPH11111061 A JP H11111061A
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copolymer
cable
propylene
flame
weight
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JP20810598A
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Luca Castellani
ルカ・カステラーニ
Grizante Eduardo Redondo
エドゥアルド・レドンド・グリッツァンテ
Antonio Zaopo
アントニオ・ツァオポ
Enrico Albizzati
エンリコ・アルビッツァーティ
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Pirelli Cavi e Sistemi SpA
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リサイクル可能なケーブルを提供する。 【解決手段】 特に送電用、電気通信用又はデータ伝送
用のケーブル1、あるいは送電/電気通信用の複合ケー
ブルの複数の被覆層3、4、5の中の少なくとも1つの
被覆層がリサイクル可能な材料から構成される。このリ
サイクル可能な材料はハロゲンを含んでおらず、優れた
機械的及び電気的性質を有している。リサイクル可能な
材料はポリマー混合物から構成されている。このポリマ
ー混合物は(a)プロピレンの結晶性ホモポリマー又は
結晶性コポリマーと、(b)3から12の炭素原子を有
する少なくとも1つのα-オレフィン、及び、選択に応
じて採用されるジエンを含むエチレンのエラストマ性コ
ポリマーとを含んでいる。コポリマー(b)は30%よ
りも小さな200%永久伸び値(ASTM規格D412
に従って20℃で1分間にわたって測定した)を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも1つの
被覆層がリサイクル可能な材料から構成されており、該
リサイクル可能な材料がハロゲンを含まず優れた機械的
及び電気的性質を有する材料である、特に、送電用、電
気通信用又はデータ伝送用のケーブル、あるいは、送電
/電気通信用の複合ケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】現在、製造の際に又は使用時に環境に対
して有害ではなく、その使用寿命が終わった時点で容易
にリサイクルすることのできる材料から構成されてい
て、環境に極めて優しい製品に対する需要が非常に高
い。しかしながら、エコロジカルな(生態学的に適し
た)材料を使用しようとすると、常に、コストを許容限
度内に維持すると同時に、通常の材料のパフォーマンス
(性能)と少なくとも同等のレベルのパフォーマンスを
保証し、且つ、いずれにしても、通常の大部分の使用条
件下で満足すべきパフォーマンスを保証しなければなら
ない。
【0003】ケーブル、特に送電用ケーブルの分野にお
いては、導線を包囲する種々の被覆は、通常、架橋性の
ポリマー材料、特に、押出作業の間に適正に架橋された
ポリエチレン又はエチレンのコポリマーから構成されて
おり、これにより、連続的な使用において加熱され、ま
た、過負荷電流の条件の下でも、満足すべき機械的なパ
フォーマンスを与えると同時に、高レベルの可撓性を維
持する。そのような材料は架橋されており、従って、リ
サイクルすることができない。その理由は、そのような
材料は、熱可塑性に欠け、従って、その使用寿命が終わ
った時点で、焼却によって廃棄することしかできないか
らである。また、場合によっては、外側の保護シース
(保護被覆)は、ポリ塩化ビニル(PVC)から構成さ
れいる。ポリ塩化ビニルは、無機充填剤を含有する架橋
ポリオレフィン(例えば、無機充填剤を含有するエチレ
ン−プロピレンゴム)から通常の方法(例えば、比重差
又は密度差による水中における分離方法)によって分離
することが困難であり、また、PVCは、燃焼によって
極めて有害な塩素化生成物を発生するので、架橋ポリオ
レフィンと一緒に焼却することもできない。
【0004】国際特許公開 96/23311号(WO 96/2331
1)は、低電圧高電流ケーブルを記載しており、このケ
ーブルにおいては、絶縁被覆(すなわち、内側シース及
び外側シース)は、カーボンブラックを添加することに
よって黒く着色された非架橋性の同じポリマー系材料か
ら形成されている。同じ基材を用いることにより、異な
る材料を分離することを必要とせずに、リサイクルする
ことができる。
【0005】国際特許出願 96/23311号(WO 96/2331
1)は、低電圧高電流ケーブルを記載しており、このケ
ーブルにおいては、絶縁被覆、内側シース及び外側シー
スは、カーボンブラックを添加することによって黒く着
色された同じ非架橋性ポリマー系の材料から形成されて
いる。同じ材料を用いることによって、異なる材料を分
離することなくリサイクルを行うことが可能になる。7
0℃よりも低い温度で使用されるポリマー材料として、
ポリエチレンが示唆されており、一方、90℃の最大使
用温度を必要とする場合には、ポリエチレン、及び、エ
チレン/プロピレンのコポリマー又はターポリマー(E
PR又はEPDMゴム)から成る二相系混合物から構成
される熱可塑性エラストマーが示唆されている。後者の
クラスのポリマーの範囲内では、モンサント社(Monsa
nto)の市販のポリプロピレン系の熱可塑性エラストマ
ーである製品「サントプレーン(Santoprene:登録商
標)」、及び、エチレン/プロピレンのエラストマー相
の含量が25重量%よりも大きく、例えば、43重量%
のエチレン/プロピレン・ゴムを含み、反応器の中で得
られるヘテロ相プロピレンコポリマー(BASFの製品
ネボレン(Nevolen:登録商標)2912HX)が特に
注目される。いずれにしても、プロピレン/EPR又は
EPDM混合物に関しては、通常のバナジウム及び/又
はチタン系のチーグラー・ナッタ触媒を用いて得られ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題及び課題を解決するため
の手段】本件出願人は、非架橋性であり従ってサイクル
可能であると共に、通常の使用条件に適した機械的及び
電気的性質を有するポリマー材料から形成された被覆を
備えたケーブルを得る際の技術的な問題は、ポリエチレ
ンの結晶性ホモポリマー又は結晶性コポリマーを、非架
橋性材料の試験片に引張力を与えた後の永久ひずみであ
る永久伸びの値が低いことによって示されるように、架
橋反応を必要とすることなく高い弾性回復力を有するエ
チレンのエラストマ性コポリマーと混合して使用するこ
とに依存していることを見い出した。また、本件出願人
は、非架橋性材料における上述の高い弾性回復力は、エ
チレン、並びに、α-オレフィン、及び、選択に応じて
採用されるジエンから成るコポリマーによって得られる
ことを見い出した。上記コポリマーは、例えば、メタロ
セン触媒の如きシングル・サイト触媒(single-site ca
talyst)の存在下での相当するモノマーの共重合反応に
よって得ることのできるような、高度に規則的な構造を
有している。
【0007】すなわち、本件出願人は、特に、破断伸
び、破断応力及び引張応力の如き機械的性質という意味
において、また、特に、吸収性に関する電気的性質とい
う意味においての、両方の意味において優れたパフォー
マンスが、ケーブルの少なくとも1つの被覆層に関する
非架橋性の基材として、下に定義する混合物を用いるこ
とによって得ることができる、ことを見い出した。すな
わち、そのような混合物は、プロピレンの結晶性ホモポ
リマー又は結晶性コポリマーと、少なくとも1つのα-
オレフィン、及び、選択に応じて採用されるジエンコモ
ノマーを含むエチレンのエラストマ性コポリマーとを含
んでいる。このエラストマ性コポリマーは、30%より
も小さく、25%よりも小さいのが好ましい、200%
永久伸び値を有している。
【0008】従って、第1の特徴によれば、本発明は、
導線と、1又はそれ以上の被覆層とを備え、これら被覆
層の中の少なくとも1つの被覆層は、非架橋性のポリマ
ー基材として、(a)プロピレンの結晶性ホモポリマー
又は結晶性コポリマーと、(b)3から12の炭素原子
を有する少なくとも1つのα-オレフィン、及び、選択
に応じて採用されるジエンを含むエチレンのエラストマ
性コポリマーとから成る混合物から構成されている、ケ
ーブルに関する。上記コポリマー(b)は、30%より
も小さく、25%よりも小さいのが好ましい、200%
永久伸び値(ASTM規格D412に従って20℃で1
分間にわたって測定される)を有するという特徴を備え
ている。
【0009】別の特徴によれば、本発明は、導線と、1
又はそれ以上の被覆層とを備えており、これら被覆層の
中の少なくとも1つの被覆層は、電気絶縁性を有すると
共に、非架橋性のポリマー基材として上に定義した混合
物から構成されている、ケーブルに関する。
【0010】本発明の別の特徴によれば、本発明は、導
線と、1又はそれ以上の被覆層とを備えており、これら
被覆層の中の少なくとも1つの被覆層は、半導体の性質
を有すると共に、非架橋性のポリマー基材として上に定
義した混合物から構成されている、ケーブルに関する。
【0011】本発明の別の特徴によれば、本発明は、導
線と、1又はそれ以上の被覆層とを備えており、これら
被覆層の中の少なくとも1つの被覆層は、外側の保護シ
ースであると共に、非架橋性のポリマー基材として上に
定義した混合物から構成されている、ケーブルに関す
る。
【0012】本発明の別の特徴によれば、本発明は、導
線と、1又はそれ以上の被覆層とを備えており、上記被
覆層のポリマー基材の全重量の少なくとも70%、好ま
しくは少なくとも90%が、上に定義した混合物から構
成されている、ケーブルに関する。
【0013】上記永久伸びは、非架橋性材料の弾性回復
力の目安を与える。永久伸びは、試験材料の試験片に引
張力を加え、所定期間にわたって200%の伸びを得
る。応力を取り除いた後に、最初の寸法に対するパーセ
ンテージとして表される上記試験片の永久ひずみを測定
する。永久伸びが小さければ小さいほど、その材料の弾
性は良好である。
【0014】上記エラストマ性コポリマー(b)は、モ
ノマーの単位鎖の領域規則性すなわちレジオレギュラリ
ティ(regioregularity)が高いという特徴を備えてい
る。すなわち、α-オレフィンがプロピレンである場合
には、上述のエラストマ性コポリマーは、ある量の−C
2−基を−(CH2n−の順に有している。nは、偶
数であり、上記ある量は、−CH2−基の全量に対する
値であって、一般的には、5モル%よりも少なく、1モ
ル%よりも小さいのが好ましい。この量は、13C−NM
R分析を用いて周知の技術によって決定することができ
る。
【0015】上記エラストマ性コポリマー(b)は、一
般的に、35J/gよりも小さい融解エンタルピー(3
0J/gよりも小さいのが好ましい)を有し、一方、2
0℃のペンタン中の溶解度が、一般的に、80重量%よ
りも大きいことを特徴としている。上記コポリマー
(b)の固有粘度は、一般的に、1.0dl/gよりも大
きく、2.0dl/gよりも大きいのが好ましい(135
℃のテトラリンの中で決定した)。一方、125℃にお
けるムーニー粘度(ASTM規格D1646に従って測
定した)ML(1+4)は、一般的に、10よりも大き
く、20から90であるのが好ましい。エラストマ性コ
ポリマー(b)の分子量分布は、一般的に狭く、分子量
分布指数(重量平均分子量(Mw)と数平均分子量
(Mn)との間の比として定義される)MWD(=Mw
n)は、一般的に、5よりも小さく、3よりも小さい
のが好ましい(ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)
で決定した)。
【0016】そのような特性を有するエチレン/α-オ
レフィン又はエチレン/α-オレフィン/ジエンのコポ
リマーは、エチレンと、α-オレフィン、及び、選択に
応じて採用されるジエンとを、例えば、国際特許公開 9
3/19107号(WO 93/19107)及び欧州特許第 632065号
(EP-A-632065)に記載されているようなメタロセン
触媒の如きシングル・サイト触媒の存在下で共重合させ
ることにより、得ることができる。オレフィンを重合す
るために使用される上述のメタロセン触媒は、選択に応
じて置換される2つのシクロペンタジエニル配位子を含
む、通常はIV族の遷移金属(特に、チタン、ジルコニ
ウム又はハフニウム)の配位錯体であって、例えば、ア
ラムオキサン(alumoxane)、好ましくは、メチルアラ
ムオキサン(methylalumoxane)、又は、ホウ素化合物
の如き助触媒と組み合わせて使用される(例えば、J.
M.S.-Rev. Macromol.Chem.Phys.,C34(3),439
−514(1994);J.Organometallic Chemistry,479
(1994),1-29;あるいは、米国特許第 5,272,236号、
米国特許第 5,414,040号、及び、米国特許第 5,229,478
号、又は、国際公開 93/19107号(WO 93/19107)及び
欧州特許第 632,065号(EP-A-632065)を参照)。ま
た、本発明の上記コポリマー(b)を得るのに適する触
媒は、例えば、欧州特許第 416,815号(EP-416,815)
及び欧州特許第 418,044号(EP-418,044)に記載され
る、いわゆる「固定形状触媒(Constrained Geometry
Catalysts)」である。
【0017】「α-オレフィン」という用語は、組成式
CH2=CH−Rを有するオレフィンを意味しており、
上式において、Rは、1から10の炭素原子を有する直
鎖アルキル基又は分岐アルキル基である。α-オレフィ
ンは、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-
メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-ドデ
セン等から選択される。プロピレンが特に好ましい。
【0018】ジエンコモノマーが存在する場合には、上
記アルキル基は、一般的に、4から20の炭素原子を有
しており、直鎖型の共役又は非共役ジオレフィン(例え
ば、1,3-ブタジエン、1,4-ヘキサジエン又は 1,6-オク
タジエン)、及び、単環式又は多環式のジエン(例え
ば、1,4-シクロヘキサジエン、5-エチリデン-2-ノルマ
ル・ボルネン(norbornene)、5-メチレン-2-ノルマル
・ボルネン等)から選択されるのが好ましい。
【0019】本発明に従って使用することのできる上記
エラストマ性コポリマー(b)は、一般的に、35〜9
0モル%のエチレンと、10〜65モル%のα-オレフ
ィン(プロピレンであるのが好ましい)と、0〜10モ
ル%のジエン(1,4-ヘキサジエン又は 5-エチリデン-2-
ノルマル・ボルネンであるのが好ましい)とから構成さ
れている。α-オレフィンがプロピレンである場合に
は、上記コポリマー(b)は、55〜80重量%(好ま
しくは、65〜75重量%)のエチレンと、20〜45
重量%(好ましくは、25〜35重量%)のプロピレン
と、0〜10重量%(好ましくは、0〜5重量%)のジ
エン(5-エチレン-2-ノルマル・ボルネンであるのが好
ましい)とから構成されている。
【0020】α-オレフィンがプロピレンである場合に
は、上記プロピレンの単量体は、複数のトリアッド(tr
iad)の形態であって、その量は、一般的に、プロピレ
ンの全量に対して4モル%と50モル%との間でであ
り、そのようなトリアッドの少なくとも70%は、13
−NMR分析によって示されるアイソタクチック構造で
ある。
【0021】上述の結晶性プロピレンのホモポリマー又
はコポリマー(a)は、一般的に、75J/gよりも大
きな融解エンタルピー(85J/gよりも大きいのが好
ましい)を有している。上記ホモポリマー又はコポリマ
ーは、以下の(1)〜(5)のホモポリマー又はコポリ
マーから選択することができる。
【0022】(1) 80よりも大きなアイソタクチッ
ク指数(90よりも大きいのが好ましく、95よりも大
きいのが更に好ましい)を有するプロピレン・アイソタ
クチックホモポリマー; (2) メタロセン触媒を用いて得ることができ、90
%よりも大きな5価元素mmmm含量(13C−NMR
分析によって決定される)を有する、プロピレンホモポ
リマー; (3) エチレン、及び/又は、4から10の炭素原子
を有するα-オレフィンを含み、エチレン及び/又はα-
オレフィンの全含量が10モル%よりも小さい、プロピ
レンの結晶性コポリマー; (4) プロピレン、及び、エチレン及び/又は4から
10の炭素原子を有するα-オレフィンを含むプロピレ
ンの混合物をブロック重合することにより得ることがで
き、80よりも大きなアイソタクチック指数を有する少
なくとも70重量%のポリプロピレンホモポリマー又は
プロピレン/エチレンの結晶性コポリマーを含み、残り
が、30から70重量%のプロピレン含量を有するエチ
レン/プロピレンのエラストマーコポリマーから構成さ
れている、プロピレンの不均質コポリマー; (5) メタロセン触媒を用いて得ることができ、シン
ジオタクチック構造を有する、プロピレンの結晶性ホモ
ポリマー又は結晶性コポリマー。
【0023】本発明によれば、上述のエチレン/α-オ
レフィン又はエチレン/α-オレフィン/ジエンのエラ
ストマ性コポリマー(b)は、所定量のプロピレンの結
晶性ホモポリマー又は結晶性コポリマーと混合された状
態で存在している。上記所定量は、その結果生ずるポリ
マー混合物が、十分な可撓性を有し、特に、少なくとも
100%(好ましくは、少なくとも200%)の破断伸
びの値(CEI規格20−34、セクション5.1に従
って測定される)を有するように、また、10MPa未
満(好ましくは、7MPa未満)の20%引張応力値
(CEI規格20−34、セクション5.1に従って測
定される)を有するように、選択される。
【0024】一般的に、上述の特性は、10から60重
量%(好ましくは、20から50重量%)のプロピレン
の結晶性ホモポリマー又は結晶性コポリマー(a)と、
40から90重量%(好ましくは、50から80重量
%)のエラストマ性コポリマー(b)とを含む混合物を
用いることによって、得ることができる。上記パーセン
テージは、ポリマー成分(a)及び(b)の全重量に対
する値である。
【0025】本発明によれば、上に定義した非架橋性の
ポリマー混合物を用いることにより、引張応力、並び
に、破断伸び及び破断応力という両方の意味で優れた機
械的性質を有している、リサイクル可能で可撓性を有す
る被覆を得ることができる。すなわち、連続的な使用に
関しては90℃であり、また、過負荷電流の場合には1
30℃である加熱条件の下で、現在市販されている架橋
性ポリエチレン系の被覆の代表的なパフォーマンスに比
肩しうる機械的なパフォーマンスを得ることが可能であ
り、これにより、上述の混合物は、低電圧用ケーブルに
適しているばかりではなく、中電圧及び高電圧用のケー
ブルにも適している。
【0026】上述の機械的性質には、乾燥条件、及び、
特にケーブルが水中に浸漬している場合の両方の条件の
下で、絶縁定数(Ki)及び誘電損失(tanδ)の如き優
れた電気的性質が伴う。すなわち、本発明の非架橋性材
料は、非常に低い吸水指数を有していることが判明し
た。その吸水指数は、従来のバナジウム又はチタンのチ
ーグラー・ナッタ触媒によって得られるポリプロピレン
/EPR又はEPDMゴム混合物を用いて得ることがで
きるものよりも小さい。
【0027】絶縁材料が低い吸水性を有するということ
は、誘電損失を顕著に減少させ、従って、特に大規模の
送電を行う間に、低いエネルギ消散レベルを達成するこ
とを可能にする。低電圧高電流の送電を行う場合には、
低い吸水性が、絶縁材料の電気抵抗の過度の低下を防止
し、従って、電気的なパフォーマンスの過度の低下を防
止する。
【0028】本発明のポリマー混合物は、また、その機
械的性質及び弾性を許容できない程度に低下させること
なく、無機充填剤を含むことができ、特に、破断伸びを
100%よりも十分に高く維持することができる。従っ
て、高い可撓性及び高い機械的な強度に恵まれた難燃性
を有する組成物を製造することが可能である。本件出願
人は、また、上記混合物は、混合プロセスの終わりに充
填された系に対して測定された低いトルク値が示すよう
に、容易に処理できることを見い出した。上記トルク値
は、無機充填剤を含まない混合物と比較して実質的に変
わりがない。
【0029】従って、別の特徴によれば、本発明は、難
燃性を有するポリマー組成物に関し、このポリマー組成
物は、以下の(a)乃至(c)の成分を含む。 (a) プロピレンの結晶性ホモポリマー又は結晶性コ
ポリマー; (b) 3から12の炭素原子を有する少なくとも1つ
のα-オレフィン、及び、選択に応じて採用されるター
モノマーとしての少量のジエンを含み、30%よりも小
さい(25%よりも小さいのが好ましい)200%永久
伸び値(ASTM規格D412に従って20℃で1分間
にわたって測定された)を有することを特徴とする、エ
チレンのエラストマ性コポリマー; (c) 難燃性を与えるような量の無機充填剤。
【0030】更に、本発明は、導線と、1又はそれ以上
の被覆層とを備え、これら被覆層の中の少なくとも1つ
の被覆層は、上に定義した難燃性を有するポリマー組成
物から構成されている、ケーブルをその別の特徴として
いる。
【0031】上記無機充填剤は、一般的に、無機酸化物
であり、水化物又は水酸化物の形態であるのが好まし
い。適宜な化合物の例は、アルミニウム、ビスマス、コ
バルト、鉄、マグネシウム、チタン又は亜鉛の酸化物、
相当する水酸化物、あるいは、これらの混合物である。
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、及び、アル
ミナの三水化物(Al23・3H2O)、あるいは、これ
らの混合物が特に好ましい。CoO、TiO2、Sb23
ZnO、Fe23、CaCO3又はこれらの混合物の如き1
又はそれ以上の無機酸化物又は塩を上述の化合物に少量
(一般的には、25重量%未満)加えると効果的であ
る。上述の金属水酸化物、特に、マグネシウム及びアル
ミニウムの水酸化物は、0.1から100μm(好ましく
は、0.5から10μm)の範囲とすることのできる粒子
径を有する粒子の形態で使用するのが好ましい。水酸化
物の場合には、これら水酸化物は、被覆された粒子の形
態として使用するのが効果的である。通常は、8から2
4の炭素原子を含む飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸、及
び、その金属塩が、被覆材料として使用され、例えば、
オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステア
リン酸、ラウリン酸、ステアリン酸又はオレイン酸のマ
グネシウム塩又は亜鉛塩等を用いることができる。
【0032】難燃性を与えるのに適した無機充填剤の量
は、広い範囲で変化することができ、一般的には、その
組成物の全重量に対して、10重量%と80重量%との
間であり、30重量%と70重量%との間であるのが好
ましい。
【0033】当業界で周知の物質、例えば、シラン化合
物、又は、少なくとも1つのエチレン不飽和物を有する
カルボン酸誘導体から選択された表面処理剤を上記混合
物に添加して、無機充填剤とポリマーマトリックスとの
間の相溶性を高めることができる。
【0034】上述の目的に適するシラン化合物の例は、
γ-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、メチルトリス(2-メトキシエ
トキシ)シラン、ジメチルジエトキシシラン、ビニルト
リス(2-メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリメトキ
シシラン、ビニルトリエトキシシラン、オクチルトリエ
トキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、イソブ
チルトリメトキシシラン、及び、これらの混合物であ
る。
【0035】エチレン不飽和物を含み表面処理剤として
効果的に使用することのできるカルボン酸誘導体は、例
えば、不飽和カルボン酸無水物(不飽和ジカルボン酸無
水物が好ましい)であるが、マレイン酸無水物が特に好
ましい。また、ポリオレフィンを相溶剤として使用する
ことができる。そのようなポリオレフィンは、選択に応
じてエチレン不飽和物を含むことができる。上記ポリオ
レフィンには、少なくとも1つのエチレン不飽和物を有
する上述のカルボン酸誘導体との反応により、カルボキ
シル基がグラフトされている。
【0036】上記表面処理剤は、シラン型、あるいは、
カルボン酸型のいずれでも、上述の目的のために使用す
ることができ、あるいは、上述の混合物のポリマー成分
の少なくとも一つにグラフトすることができる。
【0037】上記混合物に添加される表面処理剤の量
は、使用する表面処理剤のタイプ、及び、添加する無機
充填剤の量に主として依存して変化し、一般的には、基
材となるポリマー混合物の全重量に対して、0.05重
量%と30重量%との間であり、0.1重量%と20重
量%との間であるのが好ましい。
【0038】抗酸化剤、充填剤、処理助補助剤、潤滑
剤、顔料、無水遅延添加剤等の如き他の通常の成分は、
ポリマー基材に添加することができる。半導体層3、5
の場合には、ポリマー材料は、このポリマー材料に半導
体の性質を与える(すなわち、室温において5Ω・m未
満の抵抗率を得る)ような量のカーボンブラックで充填
されるのが好ましい。
【0039】通常の適宜な抗酸化剤は、例えば、重合さ
れたトリメチルジヒドロキノリン、4,4'-チオビス(3-
メチル-6-第三ブチル)フェノール;ペンタエリトリル
−テトラ(3-(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシフェニ
ル)プロピオン酸、2,2'-チオジエチレン−ビス[3-
(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオ
ン酸]等、あるいは、これらの混合物である。
【0040】本発明に使用することのできる他の充填剤
としては、例えば、ガラス粒子、ガラス繊維、焼成カオ
リン、タルク等、あるいは、これらの混合物を挙げるこ
とができる。通常、ポリマー基材に添加される処理助補
助剤は、例えば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン
酸亜鉛、ステアリン酸、パラフィンろう、シリコーンゴ
ム等、あるいは、これらの混合物である。
【0041】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明を更に詳細
に説明する。図1を参照すると、電気ケーブル1は、導
線2と、半導体特性を有する内側層3と、絶縁性を有す
る中間層4と、半導体特性を有する外側層5と、スクリ
ーン6と、外側シース7とを備えている。
【0042】導線2は、一般的に、銅又はアルミニウム
から形成されるのが好ましい複数の金属線から構成され
ており、これら金属線は通常の技術を用いて互いに編組
みされている。
【0043】層3、4、5の中の少なくとも1つの層
(少なくとも絶縁層4であるのが好ましい)は、非架橋
性のポリマー基材としてのポリプロピレンから構成され
ており、このポリプロピレンは、上述のように、少なく
とも1つのα-オレフィン、及び、選択に応じて採用さ
れるジエンを含むコポリマーと混合されている。本発明
の好ましい実施例においては、絶縁層及び半導体層3、
4、5は総て、非架橋性のポリマー基材として上に定義
したポリマー混合物から構成されている。
【0044】一般的には螺旋状に巻かれた導電線又はス
トリップから構成されるスクリーン6は、通常、外側の
半導体層5の周囲に設けられる。このスクリーンは、次
に、シース7で被覆される。このシース7は、ポリ塩化
ビニル(PVC)、非架橋性のポリエチレン(PE)の
如き熱可塑性材料から構成されるが、ポリプロピレン
と、エチレン/α-オレフィン又はエチレン/α-オレフ
ィン/ジエンのエラストマ性コポリマーとを含む上述の
混合物から構成されるのが好ましい。
【0045】図1は、本発明のケーブルの一つの好まし
い実施例だけを示している。本発明の範囲から逸脱する
ことなく、当業界で周知の適宜な変更を加えることがで
きることは、明らかであろう。すなわち、本発明のリサ
イクル可能なポリマー混合物は、電気通信ケーブル又は
データ伝送ケーブル、あるいは、送電/電気通信用の複
合ケーブルを被覆するためにも効果的に使用することが
できる。
【0046】本発明に従って使用されるポリマー材料
(EPDM1)の性質、及び、比較の目的のために使用
される材料(EPDM2及びPP/EPR混合物)の性
質が、表1に示されている。融解エンタルピーとして、
10℃/分の走査速度でDSCによって得た二次融解値
(ΔH2m)を示している。メルトフローインデックス
(MFI)は、ASTM規格D1238/Lに従って、
230℃、21.6Nで測定した。分子量分布指数の値
は、GPCによって決定した。13C−NMR分析に基づ
いて周知の技術に従って逆数を計算した。
【0047】
【表1】
【0048】PP 1(モプレン(Moplen:Montellの
登録商標))EP 2S30B:プロピレン/エチレン
の結晶性コポリマー; PP 2(モプレン(Moplen:Montellの登録商標))
T30S:アイソタクチックポリプロピレン(ホモポリ
マー); EPDM 1:欧州特許第 632,065号(EP-A-632,06
5)に記載される如きメタロセン触媒によって得られ、
70/27/3の重量比を有する、エチレン/プロピレ
ン/5-エチリデン-2-ノルマル・ボルネンのエラストマ
性ターポリマー(固有粘度(135℃のテトラリンの中
で測定した)=5.1;ムーニー粘度(ASTMのD1
646に従って125℃で測定した)ML(1+4)=
25); EPDM 2:ノルデル(Nordel:ダウ-デュポン社の
登録商標)2722:バナジウムのチーグラー・ナッタ
触媒によって得られ、72/24/4の重量比を有す
る、エチレン/プロピレン/ジエンのエラストマ性ター
ポリマー(ムーニー粘度(ASTMのD1646に従っ
て125℃で測定した)ML(1+4)=25);PP
/EPR混合物(ハイファックス(Hifax:Montellの
登録商標)CA12A:チタンのチーグラー・ナッタ触
媒(カタロイ(Catalloy):Techniqueの登録商標)
によって得られ、40重量%の結晶性ポリプロピレン
(ホモポリマー)と、60重量%のエチレン/プロピレ
ン・ゴム(60/40の重量比)とから構成され、n-
ヘキサンで抽出した後のエラストマー成分が表1に示す
特徴を備えている、反応器混合物。
【0049】表1のポリマー材料を用いて、表2に示す
混合物を形成した。混合物1、1a、3及び3aは、容
積の95%まで充填されたブラベンダー(ミキサー(混
合室の容積:80cm3)の中で調製された。混合操作
は、170℃の温度で10分間の全時間にわたって行っ
た(ロータ速度:40rpm)。混合操作の最後に、最終
的なトルク(表2に示す)を上述の条件下で測定した。
【0050】混合物2、4及び5は、20mmの直径を有
するブラベンダー型二重反転式ツインスクリュウ・ミキ
サーの中で、50rpmのロータ速度及びそれぞれの温度
プロフィール(第1のゾーン=100℃、第2のゾーン
=160℃、第3のゾーン=190℃、第4のゾーン=
190℃)を用いて調製した。
【0051】充填された系に関して、以下のものを用い
た。ハイドロファイ(Hydrofy:登録商標)GS-1.
5:ステアリン酸で被覆されたシーマ社(SIMA)の
Mg(OH)2(平均粒子径=2μm;比表面積=11m2
/g);ロードルジル(Rhodorsil:登録商標)MF1
75U:処理助補助剤/潤滑剤の役割を果たすローネ・
ポーレン社(Rhone-Poulenc)製のシリコーンゴム。
【0052】以下のものを抗酸化剤として使用した。イ
ルガノックス(Irganox:登録商標)1010:ペンタ
エリトリール・テトラ[3-(3,5-ジ第三ブチル-4-ヒド
ロキシフェニル)プロピオン酸](チバ・ガイギー社
(Ciba-Geigy));イルガノックス(Irganox:登録
商標)PS802 FL:ジステアリン酸・チオジプロ
ピオン酸(DSTDP)(チバ・ガイギー社)。
【0053】各組成物又は成分は、phr(すなわち、
ポリマーマトリックス100部当たりの重量部)として
表2に示されている。
【0054】上述のようにして得た混合物を、190〜
195℃の温度で5分間にわたって予熱した後に同じ温
度及び200バールの圧力で圧縮成形することによって
得た1mm厚さの板から取った試験片に関して、CEI規
格20−34、セクション5.1に従って機械的な引張
強度試験を行った。クランプの引張速度は、混合物1、
1a、3及び3aに関しては250mm/分であり、混合
物2、4及び5に関しては50mm/分であった。その結
果を表2に示す。
【0055】70℃における吸水性の測定は、最初に、
真空乾燥器の中で90℃で24時間にわたって調整した
試験片又は標本(80mm×4mm×1mm)に対して行っ
た。その試験は、上記試験片を15cmの最低深さを有す
る水の中に浸漬させることによって、70℃の空気乾燥
器の中で行った。カールフィッシャー滴定装置を用いて
含水率を測定した。
【0056】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】中電圧に特に適した本発明の電気ケーブルの斜
視図である。
【符号の説明】
1 電気ケーブル 2 導線 3 内側層 4 中間層 5 外側層 6 スクリーン 7 シース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01B 7/34 H01B 7/34 B (71)出願人 591011856 Pirelli Cavi e Sist emi S.p.A (72)発明者 エドゥアルド・レドンド・グリッツァンテ イタリア共和国ミラノ,20052 モンツァ, ヴィア・アーダ・ネグリ 5 (72)発明者 アントニオ・ツァオポ イタリア共和国 20100 ミラノ,ヴィ ア・エルレ・チチェリ・ヴィスコンティ 10 (72)発明者 エンリコ・アルビッツァーティ イタリア共和国ノヴァーラ,28041 アロ ーナ,ヴィア・ローマ 64

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導線と、1又はそれ以上の被覆層とを備
    えるケーブルであって、前記被覆層の中の少なくとも1
    つの被覆層は非架橋性のポリマー基材としての混合物か
    ら構成されており、該混合物は、(a)プロピレンの結
    晶性ホモポリマー又は結晶性コポリマーと、(b)3か
    ら12の炭素原子を有する少なくとも1つのα-オレフ
    ィン、及び、選択に応じて採用されるジエンを含む、エ
    チレンのエラストマ性コポリマーとを含んでおり、前記
    コポリマー(b)は、30%よりも小さい200%永久
    伸び値(ASTM規格D412に従って20℃で1分間
    にわたって測定した)を有すること、を特徴とするケー
    ブル。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のケーブルにおいて、前
    記コポリマー(b)は、25%よりも小さい200%永
    久伸び値を有すること、を特徴とするケーブル。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載のケーブルにおい
    て、前記被覆層の中の少なくとも1つの被覆層が電気絶
    縁性を有しており、非架橋性のポリマー基材として前記
    (a)及び(b)から成る混合物から構成されているこ
    と、を特徴とするケーブル。
  4. 【請求項4】 請求項1又は2に記載のケーブルにおい
    て、前記被覆層の中の少なくとも1つの被覆層が半導体
    特性を有しており、非架橋性のポリマー基材として前記
    (a)及び(b)から成る混合物から構成されているこ
    と、を特徴とするケーブル。
  5. 【請求項5】 請求項1又は2に記載のケーブルにおい
    て、前記被覆層の中の少なくとも1つの被覆層が外側の
    保護シースであり、非架橋性のポリマー基材として前記
    (a)及び(b)から成る混合物から構成されているこ
    と、を特徴とするケーブル。
  6. 【請求項6】 請求項1又は2に記載のケーブルにおい
    て、前記被覆層のポリマー基材の全重量の少なくとも7
    0重量%が、前記(a)及び(b)から成る混合物から
    構成されていること、を特徴とするケーブル。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載のケーブルにおいて、前
    記被覆層のポリマー基材の全重量の少なくとも90重量
    %が、前記(a)及び(b)から成る混合物から構成さ
    れていること、を特徴とするケーブル。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載のケー
    ブルにおいて、前記エラストマ性コポリマー(b)は、
    35J/gよりも小さい融解エンタルピーを有している
    こと、を特徴とするケーブル。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至8のいずれかに記載のケー
    ブルにおいて、前記コポリマー(b)は、1.0dl/g
    よりも大きい固有粘度(135℃のテトラリンの中で決
    定される)を有していること、を特徴とするケーブル。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載のケーブルにおいて、
    前記コポリマー(b)は、2.0dl/gよりも大きい固
    有粘度(135℃のテトラリンの中で決定される)を有
    していること、を特徴とするケーブル。
  11. 【請求項11】 請求項1乃至8のいずれかに記載のケ
    ーブルにおいて、前記コポリマー(b)は、125℃に
    おいて10よりも大きいムーニー粘度(ASTM規格D
    1646に従って測定される)ML(1+4)を有して
    いること、を特徴とするケーブル。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載のケーブルにおい
    て、前記コポリマー(b)は、125℃において20か
    ら90のムーニー粘度ML(1+4)を有しているこ
    と、を特徴とするケーブル。
  13. 【請求項13】 請求項1乃至12のいずれかに記載の
    ケーブルにおいて、前記コポリマー(b)は、5よりも
    小さい分子量分布指数を有していること、を特徴とする
    ケーブル。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載のケーブルにおい
    て、前記コポリマー(b)は、3よりも小さい分子量分
    布指数を有していること、を特徴とするケーブル。
  15. 【請求項15】 請求項1乃至14のいずれかに記載の
    ケーブルにおいて、前記コポリマー(b)は、シングル
    ・サイト触媒の存在下で、エチレンと、α-オレフィ
    ン、及び、選択に応じて採用されるジエンとを重合反応
    させることによって得ることができること、を特徴とす
    るケーブル。
  16. 【請求項16】 請求項15に記載のケーブルにおい
    て、前記シングル・サイト触媒は、メタロセン触媒であ
    ること、を特徴とするケーブル。
  17. 【請求項17】 請求項15に記載のケーブルにおい
    て、前記シングル・サイト触媒は固定形状触媒であるこ
    と、を特徴とするケーブル。
  18. 【請求項18】 請求項1乃至17のいずれかに記載の
    ケーブルにおいて、前記コポリマー(b)は、35〜9
    0モル%のエチレンと、10〜65モル%のα-オレフ
    ィンと、0〜10モル%のジエンとを含むこと、を特徴
    とするケーブル。
  19. 【請求項19】 請求項1乃至18のいずれかに記載の
    ケーブルにおいて、前記コポリマー(b)の中のα-オ
    レフィンは、プロピレンであること、を特徴とするケー
    ブル。
  20. 【請求項20】 請求項19に記載のケーブルにおい
    て、前記コポリマー(b)は、55〜80重量%のエチ
    レンと、20〜45重量%のプロピレンと、0〜10重
    量%のジエンとを含むこと、を特徴とするケーブル。
  21. 【請求項21】 請求項20に記載のケーブルにおい
    て、前記コポリマー(b)は、65〜75重量%のエチ
    レンと、25〜35重量%のプロピレンと、0〜5重量
    %のジエンとを含むこと、を特徴とするケーブル。
  22. 【請求項22】 請求項1乃至21のいずれかに記載の
    ケーブルにおいて、前記プロピレンの結晶性ホモポリマ
    ー又は結晶性コポリマー(a)は、75J/gよりも大
    きい融解エンタルピーを有していること、を特徴とする
    ケーブル。
  23. 【請求項23】 請求項22に記載のケーブルにおい
    て、前記プロピレンの結晶性ホモポリマー又は結晶性コ
    ポリマー(a)は、85J/gよりも大きい融解エンタ
    ルピーを有していること、を特徴とするケーブル。
  24. 【請求項24】 請求項1乃至23のいずれかに記載の
    ケーブルにおいて、前記コポリマー(b)は、所定量の
    プロピレンの結晶性ホモポリマー又は結晶性コポリマー
    (a)と混合した状態で存在し、前記所定量は、その結
    果生ずるポリマー混合物に十分な可撓性を与えるように
    選択されること、を特徴とするケーブル。
  25. 【請求項25】 請求項24に記載のケーブルにおい
    て、前記コポリマー(b)は、所定量のプロピレンの結
    晶性ホモポリマー又は結晶性コポリマー(a)と混合し
    た状態で存在し、前記所定量は、その結果生ずるポリマ
    ー混合物が、少なくとも100%の破断伸び値(CEI
    規格20−34、セクション5.1に従って測定され
    る)、及び、10MPaよりも小さい20%引張応力値
    (CEI規格20−34、セクション5.1に従って測
    定される)を有するように選択されること、を特徴とす
    るケーブル。
  26. 【請求項26】 請求項25に記載のケーブルにおい
    て、前記コポリマー(b)は、所定量のプロピレンの結
    晶性ホモポリマー又は結晶性コポリマー(a)と混合し
    た状態で存在し、前記所定量は、その結果生ずるポリマ
    ー混合物が、少なくとも200%の破断伸び値(CEI
    規格20−34、セクション5.1に従って測定され
    る)、及び、7MPaよりも小さい20%引張応力値
    (CEI規格20−34、セクション5.1に従って測
    定される)を有するように選択されること、を特徴とす
    るケーブル。
  27. 【請求項27】 請求項1乃至26のいずれかに記載の
    ケーブルにおいて、前記ポリマー混合物は、前記ポリマ
    ー成分(a)及び(b)の全重量に対するパーセンテー
    ジで、10重量%から60重量%のプロピレンの結晶性
    ホモポリマー又は結晶性コポリマー(a)と、40重量
    %から90重量%のエラストマ性コポリマー(b)とを
    含むこと、を特徴とするケーブル。
  28. 【請求項28】 請求項27に記載のケーブルにおい
    て、前記ポリマー混合物は、前記ポリマー成分(a)及
    び(b)の全重量に対するパーセンテージで、20重量
    %から40重量%のプロピレンの結晶性ホモポリマー又
    は結晶性コポリマー(a)と、60重量%から80重量
    %のエラストマ性コポリマー(b)とを含むこと、を特
    徴とするケーブル。
  29. 【請求項29】 難燃性ポリマー組成物であって、
    (a) プロピレンの結晶性ホモポリマー又は結晶性コ
    ポリマーと、(b) 3から12の炭素原子を有する少
    なくとも1つのα-オレフィン、及び、選択に応じて採
    用されるジエンを含み、30%よりも小さい200%永
    久伸び値(ASTM規格D412に従って30℃で1分
    間にわたって測定される)を有する特徴を備えた、エチ
    レンのエラストマ性コポリマーと、(c) 難燃性を与
    えるだけの量の無機充填剤、から構成されること、を特
    徴とする難燃性ポリマー組成物。
  30. 【請求項30】 請求項29に記載の難燃性ポリマー組
    成物において、前記エラストマ性コポリマー(b)は、
    請求項2、あるいは、請求項8乃至21のいずれかの請
    求項によって規定されること、を特徴とする難燃性ポリ
    マー組成物。
  31. 【請求項31】 請求項29に記載の難燃性ポリマー組
    成物において、前記プロピレンの結晶性ホモポリマー又
    は結晶性コポリマー(a)は、請求項22又は請求項2
    3によって規定されること、を特徴とする難燃性ポリマ
    ー組成物。
  32. 【請求項32】 請求項29乃至31のいずれかに記載
    の難燃性ポリマー組成物において、前記エラストマ性コ
    ポリマー(b)は、所定量の前記プロピレンの結晶性ホ
    モポリマー又は結晶性コポリマー(a)と混合した状態
    で存在し、前記所定量は、請求項24乃至28のいずれ
    かの請求項によって規定されること、を特徴とする難燃
    性ポリマー組成物。
  33. 【請求項33】 請求項29乃至32のいずれかに記載
    の難燃性ポリマー組成物において、前記無機充填剤は、
    無機酸化物又は無機水酸化物であること、を特徴とする
    難燃性ポリマー組成物。
  34. 【請求項34】 請求項33に記載の難燃性ポリマー組
    成物において、前記無機充填剤は、水酸化マグネシウ
    ム、水酸化アルミニウム又はアルミナ三水化物(Al2
    3・3H2O)、あるいは、これらの混合物から選択され
    ること、を特徴とする難燃性ポリマー組成物。
  35. 【請求項35】 請求項33又は34に記載の難燃性ポ
    リマー組成物において、前記無機充填剤は、前記ポリマ
    ー混合物の全重量に対して10重量%と80重量%との
    間の量で存在すること、を特徴とする難燃性ポリマー組
    成物。
  36. 【請求項36】 請求項35に記載の難燃性ポリマー組
    成物において、前記無機充填剤は、前記ポリマー混合物
    の全重量に対して30重量%と70重量%との間の量で
    存在すること、を特徴とする難燃性ポリマー組成物。
  37. 【請求項37】 請求項29乃至36のいずれかに記載
    の難燃性ポリマー組成物において、更に、表面処理剤を
    含むこと、を特徴とする難燃性ポリマー組成物。
  38. 【請求項38】 導線と、1又はそれ以上の被覆層とを
    備えるケーブルであって、前記被覆層の中の少なくとも
    1つの被覆層が、請求項29乃至37のいずれかの請求
    項に記載される難燃性ポリマー組成物から構成されるこ
    と、を特徴とするケーブル。
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