(57)【要約】      （修正有）【課題】エネルギー及び通信ケーブルに関し、外部から加えられた力による損傷から該ケーブルを保護するずり粘稠化組成物を含むケーブルを提供する。【解決手段】ずり粘稠化液体が下記態様の少なくとも一つでケーブルジャケット内に収容され：Ａ）前記ケーブルジャケットがポリマー材料を含み、このポリマー材料内に前記ずり粘稠化流体が分散している、又は、Ｂ）ポリマーケーブルジャケットと共押出しされ、又はポリマージャケットに積層され、又はポリマーケーブルジャケット上に積層されたポリマー材料内に前記ずり粘稠化流体が分散している又は、Ｃ）前記ずり粘稠化流体が前記ケーブル内の層上の被覆物として不連続層を形成している、又は前記ケーブルの内部成分を包んだものとして基材の中に含浸されている、前記ずり粘稠化流体がせん断応力が上昇するにつれて、大きい、時には不連続な粘度の上昇を示す流体組成物である、前記ケーブル。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルジャケット内に収容されたずり粘稠化流体で取り囲まれた導体を含むケーブル
。
【請求項２】
前記ずり粘稠化流体がキャリア流体と粒子を含み、前記粒子が、鉱物酸化物、金属炭酸
塩又は有機ポリマーの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のケーブル。
【請求項３】
前記鉱物酸化物が二酸化ケイ素である、請求項２に記載のケーブル。
【請求項４】
前記金属炭酸塩が炭酸カルシウムである、請求項２に記載のケーブル。
【請求項５】
前記有機ポリマーが、ポリスチレン又はポリメチルメタクリレートの少なくとも１つで
ある、請求項２に記載のケーブル。
【請求項６】
前記粒子の大きさが約１ミクロン未満である、請求項２に記載のケーブル。
【請求項７】
前記導体が銅又はアルミニウムを含む、請求項６に記載のケーブル。
【請求項８】
前記導体が少なくとも１つの光ファイバーストランドを含む、請求項６に記載のケーブ
ル。
【請求項９】
前記キャリア流体が水を含む、請求項６に記載のケーブル。
【請求項１０】
前記キャリア流体が有機である、請求項６に記載のケーブル。
【請求項１１】
前記キャリア流体が、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、エタノール、又
はシリコンベース流体の少なくとも１つである、請求項１０に記載のケーブル。
【請求項１２】
前記ケーブルが、半導体シールド、絶縁体及び金属テープシールドの少なくとも１つを
さらに含む、請求項６に記載のケーブル。
【請求項１３】
前記ジャケット、半導体シールド、絶縁体及び金属テープシールドの少なくとも１つが
、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリマーフルオロカーボ
ン、ポリウレタン及びポリシロキサンの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載のケー
ブル。
【請求項１４】
発泡性絶縁体組成物であって、この発泡した絶縁体に十分な変形を加えるとずり粘稠化
挙動をもたらすずり粘稠化液体を含む、発泡性絶縁体組成物。
【請求項１５】
ケーブル構造であって、このケーブルに難燃性を与えるために必要な充填材系が、部分
的又は全体的にずり粘稠化流体中に組み込まれている、ケーブル構造。
【請求項１６】
ケーブル構造であって、このケーブルに難燃性を与えるために必要な充填材系によって
ずり粘稠化流体が補充されている、ケーブル構造。
【請求項１７】
前記ケーブルジャケットがポリマー材料を含み、この材料内に前記ずり粘稠化流体が分
散している、請求項１に記載のケーブル。
【請求項１８】
ポリマーケーブルジャケットと共押出しされ、又はポリマーケーブルジャケットに積層
され、又はポリマーケーブルジャケット上に被覆されたポリマー材料内に前記ずり粘稠化
流体が分散している、請求項１に記載のケーブル。
【請求項１９】
前記ずり粘稠化流体が、該ケーブル内の不連続層である、請求項１に記載のケーブル。
【請求項２０】
前記ずり粘稠化流体が、前記ケーブルジャケット以外の該ケーブルの１つ以上の成分の
回りに巻き付けられたテープ又は布上に支持されている、請求項１９に記載のケーブル。
【請求項２１】
前記ずり粘稠化流体が、ルーズファイバーの層内又はヤーン若しくはより糸内に支持さ
れている、請求項１に記載のケーブル。
【請求項２２】
前記ヤーン若しくはより糸が、該ケーブルの他の構造成分内に含まれる、請求項２１に
記載のケーブル。
【請求項２３】
前記他の構造成分が、コア管及びバッファー管の少なくとも１つである、請求項２２に
記載のケーブル。
【請求項２４】
前記ずり粘稠化流体が、該ケーブルのチャネル内でルーズかつ拘束されずに分散してい
る、請求項１に記載のケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はケーブルに関する。一局面では、本発明はエネルギー及び通信ケーブルに関し
、別の局面では、本発明は、外部から加えられた力による損傷から該ケーブルを保護する
方法に関する。さらに別の用途では、本発明はずり粘稠化組成物を含むケーブルに関する
。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー及び通信伝送ケーブルは、ショベル、トラック及び他の道具、さらに弾丸、
矢、及び他の投射物による破壊を含む多くの異なる手段によって損傷を受けやすい。ケー
ブルは、厚い絶縁プラスチック層、金属外装層等を用いてこのような損傷に耐えるように
デザインされる。１つのデザインは、ＵＳＰ４，７８９，５８９、５，８４１，０７２及
び７，１０５，７４９で教示されているもののような、導体素子の回りの絶縁及び／又は
保護被覆の二層又は多層化である。別のデザインは、ポリマー被覆金属遮蔽及び外装製品
、例えばＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＺＥＴＡＢＯＮ（商
標）金属外装製品を含む。このデザインの１つの変形は、金属層を発泡ポリマー層、例え
ば発泡ポリプロピレン層で置き換えることである。
【０００３】
さらに別のデザインは、ＵＳＰ６，７１４，７０７、６，４９６，６２９及び５，５０
５，７７３で教示されているもののようなチキソトロピーの防水ゲルを含むバッファー管
の使用である。さらに別のデザインは、ＵＳＰ５，４３３，８７２で教示されているもの
のようなケーブル充填材料としてのグリース組成物の使用である。これらのグリース組成
物は、少なくとも４，０００の分子量を有するポリオールと、このポリオールにシックニ
ングを付与する物質、例えばコロイド粒子とを含む。米国特許出願公開２００４／００６
３８１２Ａ１は、ミクロスフェアと、油性基剤及び有機ポリマーゲル化剤を含むゲルとの
分散系であるケーブル充填材料を教示する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの現存する耐損傷技術と同様の効果があり、さらに有効な系が望ましい。損傷ケ
ーブルを修理及び／又は交換するには費用がかかり、時間を集約的に用い、損傷ケーブル
の使用の損失に伴う費用及び不便さは相当であろうし、ケーブル、例えば、高エネルギー
電力ケーブルを損傷することから招かれ得る人的傷害及び財産損失はすさまじいだろう。
結果として、外部から加えられた力に極端な抵抗性を示す自由な材料又は拘束された材料
をケーブルデザインに組み込む能力は、ケーブル保護技術における大きな進歩であろう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、本発明は、ケーブルジャケット内に収容されたずり粘稠化流体系で取
り囲まれた導体を含むケーブルである。電気又は光を伝導するように導体をデザインする
ことができ、ずり粘稠化流体系は、キャリア流体又は低粘度流体中に懸濁している粒子の
組合せである。ケーブルジャケットはいずれの適切な材料、例えば、金属、プラスチック
等からも作られ、多くの場合、ポリオレフィンのようなポリマー材料から作られる。ケー
ブルは、１つ以上の絶縁層、コア又はバッファー管構造、半導体シールド、強化ワイヤー
又は要素、及び金属テープシールド等の他の構造成分を含むことができる。
【０００６】
ずり粘稠化流体をケーブル内に分散させる方法は広範に変化し得る。一実施形態では、
ケーブルジャケットのポリマーマトリックスを用いてずり粘稠化流体を分散させる。別の
実施形態では、ケーブルジャケットと共押出しされ、又はケーブルジャケットで被覆され
、又はケーブルジャケットと積層されたポリマーマトリックス内にずり粘稠化流体を分散
させる。当該実施形態では、ジャケットは外層、すなわち環境にさらされる層として存在
し、ずり粘稠化流体を含むポリマーマトリックスは内層、すなわちケーブルの内側に面す
る層として存在する。さらに別の実施形態では、ずり粘稠化流体は、例えば、バッファー
管若しくは半導体外被のような、ケーブル内の別の層上の被覆物として、ケーブル内で拘
束されているか、又はテープ若しくは布上に支持されて、ケーブルの１つ以上の内部成分
の回りに巻き付けられている、非ポリマーの不連続な層を構成する。さらに別の実施形態
では、ずり粘稠化流体が、引張り強さ等のケーブル特性を向上させるためにケーブルデザ
インに別の方法で存在するファイバー又はヤーンを含むケーブル成分内に含まれる。当該
実施形態では、該ヤーン又はファイバーをケーブル構造内にルーズに含めることができ、
或いはコア管又はバッファー管のような他の構造成分内に含めることができる。さらに別
の実施形態では、ずり粘稠化流体は、ケーブル内の１つ以上のチャネルを満たすルーズ又
は非拘束流体である。
【０００７】
別の実施形態では、本発明は、ケーブル内の絶縁層として使用される発泡又は海綿状ポ
リマー系の濫用又は衝撃抵抗を強化するためのずり粘稠化流体の使用である。ずり粘稠化
流体をポリマーマトリックス内又は発泡ポリマーのセル内に包めることができる。発泡ポ
リマー系を含むケーブル絶縁層は信号減衰を減らすことができ、ケーブルに物理的性能を
付加することもできる。
【０００８】
別の実施形態では、本発明は、高品質のチャー形成難燃剤系であって、難燃剤の性能に
必要な充填材系が、部分的若しくは全体的にずり粘稠化流体成分中に組み込まれているか
、又は二者択一的に、ずり粘稠化流体内の充填材によって補充されている、チャー形成難
燃剤系を形成するためのずり粘稠化流体の使用である。難燃剤ポリマー組成物は多くの場
合ケーブルの内外層中又は火災時にケーブル若しくは周囲環境への損傷に対して保護する
ための成分中で使用される。難燃剤系にずり粘稠化材料を使用すると、ずり粘稠化反応を
誘導する環境下で該系の優れた性能をもたらすことができる。この実施形態のケーブルは
、難燃剤とずり粘稠化の両機能性を特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
「ケーブル」、「電力ケーブル」、「伝送線」及び同様の用語は、保護ジャケット又は
シース内の少なくとも１つのワイヤー又は光ファイバーを意味する。典型的に、ケーブル
は、典型的に通常の保護ジャケット又はシース中の一緒に結合した２つ以上のワイヤー又
は光ファイバーである。ジャケットの内側の個々のワイヤー又はファイバーは裸でよく、
又は被覆又は絶縁されていてよい。結合ケーブルは電気ワイヤーと光ファイバーを両方含
有し得る。低電圧、中電圧及び高電圧用途に合わせてケーブル等をデザインすることがで
きる。典型的なケーブルデザインは、ＵＳＰ５，２４６，７８３、６，４９６，６２９及
び６，７１４，７０７で例証されている。
【００１０】
「ずり粘稠化流体」、「極端なずり粘稠化流体」、「ＳＴＦ」、「ＥＳＴＦ」及び同様
の用語は、せん断応力が上昇するにつれて、大きい、時には不連続な粘度の上昇を示す液
体組成物を意味する。ずり粘稠化流体は、他成分に加えて、これらの他成分が、増加する
応力に対する該流体のずり粘稠化反応を実質的に妨げない程度まで、該流体のずり粘稠化
挙動に役立つ１種以上の充填材を含むことができる。
【００１１】
この発明の実施で使用するずり粘稠化流体は当技術分野で周知であり、米国特許出願公
開ＵＳ２００５／０２６６７４８Ａ１で一般的に記載されている。これらの流体は、典型
的に溶媒中に懸濁している粒子の組合せである。使用する粒子は、種々の材料、例えば、
限定するものではないが、二酸化ケイ素等の鉱物酸化物、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩
、又はポリスチレン若しくはポリメチルメタクリレート等の有機ポリマー、又はエマルシ
ョン重合製ポリマーから調製され得る。粒子を溶液中で安定化することができ、或いは電
荷、ブラウン運動、吸着界面活性剤、及び吸着ポリマー若しくはグラフトポリマー、高分
子電解質、高分子両性電解質、又はオリゴマーによって分散させることができる。粒子の
形状として、球形粒子、楕円形粒子、又は円板様若しくは粘土粒子が挙げられる。粒子は
合成材料及び／又は天然に存在する鉱物でよい。また、粒子は大きさ及び形状について単
分散、二分散、又は多分散でよい。
【００１２】
粒子サイズは便利に変化し得るが、典型的に、ＳＴＦが接触しているケーブル成分間、
例えば導体と半導体シールド、絶縁体と半導体シールドの間等に存在し得るいずれの隙間
をも満たすようにケーブル構造内に粒子を容易に組み込めるように、粒子サイズは約１ミ
クロン（μｍ）未満、好ましくは約０．５ミクロン未満、さらに好ましくは約０．２５ミ
クロン未満である。
【００１３】
使用するキャリア流体は、静電的に安定化された粒子又はポリマー安定化粒子のために
は事実上水性でよく（すなわち、塩化ナトリウムのような塩、及びｐＨを調節するための
バッファーを添加したか又は添加しない水）、或いは有機（例えば、エチレングリコール
、ポリエチレングリコール、エタノール）、又はシリコンベース（例えば、シリコン油、
フェニルトリメチコーン）でよい。キャリア流体は、キャリア流体の適合性混合物で構成
されていてもよく、自由な界面活性剤、ポリマー、及びオリゴマーを含んでよい。キャリ
ア流体は、供給中にケーブル及び懸濁している粒子にとって不可欠なままであるように、
好ましくは環境に安定である。
【００１４】
粒子はキャリア流体中に懸濁しており、ずり粘稠化特性を有する流体を生成しなければ
ならない。ずり粘稠化はダイラタント反応を必要としない。すなわち、ずり粘稠化は、乾
燥粉末でしばしば観察され、時には大きい粒子、例えば１００ミクロンより大きいサイズ
の粒子の懸濁液で観察されるような体積の増加を伴わないだろう。流体を第２のキャリア
流体で希釈してもよい。
【００１５】
外部から加えられた力からケーブルを保護するため、機械的手段による変形が該材料を
ずり粘稠化し、ひいてはケーブルの最内成分を損傷から保護するように、好ましくはずり
粘稠化流体をケーブルの最外層の直下に配置する。ケーブル製造中に注入によって流体を
ルーズに適用してよく、或いは最外層、又は外装層、又は別の内層に流体を拘束させるこ
とできる。ＳＴＦを多くの可能な基材、例えばプラスチック、布等の１つの中に含浸させ
てから、これを用いて例えば中心管、コア管、バッファー管、単線、より二線ワイヤー等
のケーブルの内部成分を拘束又は巻き付けることもできる。ずり粘稠化流体を用いて、ケ
ーブル内部の個々の成分の周囲の隙間、又は該ケーブルデザインの複数の内層間の空間を
満たすか又はあふれさせることもできる。
【００１６】
ケーブルは、その究極的な最終用途、例えば、電力伝送、通信、地上又は地下、海底等
に適した１つ以上の構造材料を含むことができ、ケーブルはいずれの適切な構造をも取る
ことができる。ケーブルを構成することができる代表的ポリマーとして、ポリオレフィン
、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリマーフルオロカーボン、ポリウレタン
、ポリシロキサン等が挙げられ、ケーブルは、ＵＳＰ５，２４６，７８３、６，４９６，
６２９及び６，７１４，７０７で例証されている当該デザインのようないくつかの異なる
デザインのいずれの１つをも取ることができる。
【００１７】
別の実施形態では、ずり粘稠化流体を発泡性絶縁体組成物に添加して、その発泡プロセ
スが、発泡材料を含むセル壁にずり粘稠化流体を与えて、発泡材料内でずり粘稠化挙動を
もたらすようにすることができる。ずり粘稠化は、泡の望ましいサイズと分布を達成する
ために有効な系を提供すると同時に弾力性のある保護発泡層をも提供する。別の実施形態
では、ずり粘稠化流体を発泡材料のセル内部に添加することによって、発泡材料の保護特
性を高める。
【００１８】
いずれの発泡組成物、例えば、ポリウレタン、ポリオレフィン等にもずり粘稠化流体を
含めることができ、いずれの発泡方法、例えば、化学的又は物理的膨張剤、架橋又は非架
橋等を使用する当該方法でもずり粘稠化流体を使用することができる。代表的な発泡組成
物及び方法は、ＵＳＰ５，２８８，７６２、５，３４０，８４０、５，３６９，１３６、
５，３８７，６２０及び５，４０７，９６５並びにＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｐｏｌｙｍ
ｅｒ  Ｆｏａｍｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｄ．Ｋｌｅｍｐｎｅｒ及びＫ．Ｃ．
Ｆｒｉｓｃｈ編、Ｈａｎｓｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｍｕｎｉｃｈ、Ｖｉｅｎｎａ、
Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、Ｂａｒｃｅｌｏｎａ（１９９１）に記載されている。これらの発泡組
成物におけるずり粘稠化流体の使用量及び使用法並びに発泡方法は、十分に当業者のスキ
ルの範囲内である。
【００１９】
さらに別の実施形態では、ずり粘稠化系は難燃剤系（室温又は燃焼温度で流体である材
料によってもたらされるマトリックスを有する）中の成分であり得る。これらの系は、ハ
ロゲン化及び非ハロゲン化充填材を含むことができ、両方とも火災条件下でケーブルのチ
ャー形成性能に寄与する、都合のよい大きさ及びナノサイズである。
【００２０】
難燃剤とずり粘稠化流体の使用によって難燃性又は耐火性を与えることができるポリマ
ーの非限定例として、ポリオレフィン（ＷＯ２００６０２６２５６に列挙されたものを含
む）、ポリアミド、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ポリ
エステル、又はさらにシラン官能基、エポキシ官能基、若しくは水の存在下で反応して該
ポリマー樹脂を架橋する他の官能基を含むこのようなポリマーが挙げられる。
【００２１】
代表的な難燃剤及び充填材として、タルク、炭酸カルシウム、有機粘土、ガラスファイ
バー、大理石粉塵、セメント粉塵、長石、シリカ又はガラス、ヒュームドシリカ、シリケ
ート、アルミナ、種々のリン化合物、臭化アンモニウム、三酸化アンチモニー、三酸化ア
ンチモニー、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、硫酸バリウム、シリコーン、ケイ酸アルミニウム、
ケイ酸カルシウム、酸化チタン、ガラスミクロスフェア、チョーク、マイカ、粘土、珪灰
石、オクタモリブデン酸アンモニウム、膨張化合物、膨張可能グラファイト、及びこれら
の材料の２種以上の混合物が挙げられる。充填材は、例えばシラン、脂肪酸等の種々の表
面被覆又は処理を有するか又は含んでよい。塩化パラフィン等のハロゲン化炭化水素、ペ
ンタブロモトルエン、デカブロモジフェニルオキシド、デカブロモジフェニルエタン、エ
チレン−ビス（テトラブロモフタラミド）、デクロランプラス（dechlorane plus）及び
他のハロゲン含有難燃剤等のハロゲン化芳香族化合物を含むハロゲン化有機化合物。当業
者は、組成物の所望性能と一致する適切なハロゲン物質を認識して選択するだろう。組成
物は、さらに種々の他の添加剤を含むことができる。湿気硬化性樹脂には、一般的にジブ
チル錫ジラウレート又はジスタノキサン等の湿気硬化触媒を加える。樹脂を架橋するため
に過酸化物又はフリーラジカル開始剤を添加することができる。さらに、所望により顔料
及び充填材を添加してよい。
【００２２】
組成物は、例えば、酸化防止剤（例えば、ヒンダードフェノール、例えば、Ｃｉｂａ  
Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓの登録商標ＩＲＧＡＮＯＸＴＭ１０１０）、亜
リン酸塩（例えば、Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓの登録商標ＩＲ
ＧＡＦＯＳＴＭ１６８）、ＵＶ安定剤、粘着添加剤、光安定剤（例えばヒンダードアミン
）、可塑剤（例えばジオクチルフタレート又はエポキシ化大豆油）、熱安定剤、離型剤、
粘着付与剤（例えば炭化水素粘着付与剤）、ワックス（例えばポリエチレンワックス）、
加工助剤（例えば油、ステアリン酸等の有機酸、有機酸の金属塩）、架橋剤（例えば過酸
化物又はシラン）、着色剤又は顔料のような他の添加剤を、本発明の組成物、及び他の難
燃性添加剤の所望の物理的又は機械的特性を妨げない程度まで含むことができる。上記添
加剤は、当業者に既知の機能的に等価な量で、一般に該組成物の全質量に基づいて約６５
質量％までの量で使用される。
【００２３】
当技術分野で既知のいずれの適切な手段によっても本発明の組成物を加工して物品を製
造することができる。例えば、カレンダー、ブロー成形、キャスティング、押出し又は共
押出し法等の既知の方法によって、組成物をフィルム若しくはシート又は多層構造の１つ
以上の層に加工することができる。ずり粘稠化流体を含む組成物から射出成形、圧縮成形
、押出し又はブロー成形部品を製造することもできる。
【００２４】
前記明細書によって本発明をかなり詳細に記述したが、この詳細は説明の目的のためで
あり、以下に添付する特許請求の範囲に対する限定と解釈すべきでない。全ての米国特許
、許可された米国特許出願及び米国特許出願公開を参考として本明細書で援用する。
【手続補正書】
【提出日】平成25年12月25日(2013.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルジャケット内に収容されたずり粘稠化流体で取り囲まれた導体を含むケーブルであって、前記ずり粘稠化流体が、下記態様の少なくとも一つで前記ケーブルジャケット内に収容され：
Ａ）前記ケーブルジャケットがポリマー材料を含み、このポリマー材料内に前記ずり粘稠化流体が分散している、又は、
Ｂ）ポリマーケーブルジャケットと共押出しされ、又はポリマーケーブルジャケットに積層され、又はポリマーケーブルジャケット上に被覆されたポリマー材料内に前記ずり粘稠化流体が分散している、又は、
Ｃ）前記ずり粘稠化流体が、前記ケーブル内の層上の被覆物として不連続層を形成している、又は、前記ケーブルの内部成分を包むものとして基材の中に含浸されている、
前記ずり粘稠化流体が、せん断応力が上昇するにつれて、大きい、時には不連続な粘度の上昇を示す液体組成物である、前記ケーブル。
【請求項２】
前記ずり粘稠化流体が、キャリア流体と粒子を含み、前記粒子が、鉱物酸化物、金属炭酸塩又は有機ポリマーの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のケーブル。
【請求項３】
前記有機ポリマーが、ポリスチレン又はポリメチルメタクリレートの少なくとも１つである、請求項２に記載のケーブル。
【請求項４】
前記粒子の大きさが１ミクロン未満である、請求項２に記載のケーブル。
【請求項５】
前記導体が少なくとも１つの光ファイバーストランドを含む、請求項４に記載のケーブル。
【外国語明細書】
2014112544000001.pdf