JP2016521305A

JP2016521305A - シリコーン及び脂肪酸アミドスリップ剤を有するポリマー組成物

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Publication number: JP2016521305A
Application number: JP2016508951A
Authority: JP
Inventors: ブオ・チェン; モハメド・エセギエ; ジェフリー・エム・コーゲン; チェスター・ジェイ・クミーク; アニー・エル・フローリー; サスワティ・プジャリ
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2034-04-03
Also published as: BR112015019360A2; BR112015019360B1; CN105122111A; WO2014172105A1; CA2908971A1; KR102183373B1; MX2015014641A; JP6438458B2; EP2987015A1; EP2987015B1; CN105122111B; CA2908971C; US20160060476A1; US9701859B2; KR20150143486A

Abstract

シリコーン及び脂肪酸アミドを含むスリップ剤を有するポリマー組成物。かかるポリマー組成物は、シリコーンまたは脂肪酸アミドのいずれかを単独で含有するポリマー組成物と比較した時、より低い摩擦係数を示すことができる。かかるポリマー組成物は、例えば、ワイヤー及びケーブル外皮を含む各種製造物品での使用に適する。【選択図】なし

Description

関連出願
本出願は、２０１３年４月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／８１２，７５４号の利益を主張する。

本発明の各種実施形態は、シリコーン及び脂肪酸アミドを含むスリップ剤を有するケーブル外皮ポリマー組成物に関する。

緒言
ケーブル外皮化合物とケーブルダクトを作製するために使用される材料との間の摩擦により、ケーブル設置中に、ダクトを通して容易に引き出すことができ、または通風できるケーブルの長さが制限される。特に、エチレン系ポリマーを使用して作製したケーブル外皮には、ケーブル設置中に、ダクト内の他のケーブル、またはダクト材料自体との摩擦に起因する問題点がある場合がある。この問題に対処するために、スリップ剤が開発されているが、依然として進歩が望まれている。

１つの実施形態は、ケーブル外皮ポリマー組成物であり、該組成物は、
（ａ）エチレン系ポリマーと、
（ｂ）スリップ剤と、を含み
該スリップ剤はシリコーン及び脂肪酸アミドを含み、
該シリコーン及び該脂肪酸アミドは、成分（ａ）及び（ｂ）の総重量を基準として、０．３５〜３．０重量パーセントの範囲の総量で存在する。

本発明の各種実施形態は、エチレン系ポリマー及びスリップ剤を含むポリマー組成物であって、前記スリップ剤がシリコーン及び脂肪酸アミドを含むものに関する。かかるポリマー組成物は、ケーブル外皮などの、ワイヤー及びケーブルコーティングを作製するためのコーティング組成物での使用に適する場合がある。

エチレン系ポリマー
上述したように、本明細書で記載されるポリマー組成物の１成分は、エチレン系ポリマーである。本発明で使用する場合、「エチレン系」ポリマーは、他のコモノマーを用いてもよいが、主要（例えば、５０重量パーセント（「重量％」）を超える）モノマー成分として、エチレンモノマーから調製されるポリマーである。「ポリマー」は、同一のまたは異なる種類のモノマーを反応させること（例えば、重合）により調製される高分子化合物を意味し、ホモポリマー及びインターポリマーを含む。「インターポリマー」は、少なくとも２つの異なるモノマー種を重合することにより調製されるポリマーを意味する。この一般的な用語は、コポリマー（通常、２つの異なるモノマー種から調製されるポリマーを表すために用いられる）、及び３つ以上の異なるモノマー種から調製されるポリマー（例えば、ターポリマー（３つの異なるモノマー種）及びテトラポリマー（４つの異なるモノマー種））を含む。

各種実施形態において、エチレン系ポリマーはエチレンホモポリマーである場合がある。本発明で使用する場合、「ホモポリマー」は、単一モノマー種から誘導される繰返し単位を含むポリマーを意味するが、連鎖移動剤などの、ホモポリマーの調製に使用される他の成分の残留量を除外しない。

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、α−オレフィン含有量が、インターポリマーの全重量を基準として、少なくとも１重量％、少なくとも５重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２０重量％、または少なくとも２５重量％である、エチレン／アルファ−オレフィン（「α−オレフィン」）インターポリマーである場合がある。これらのインターポリマーは、α−オレフィン含有量が、インターポリマーの全重量を基準として、５０重量％未満、４５重量％未満、４０重量％未満、または３５重量％である場合がある。α−オレフィンは、Ｃ_３−２０（すなわち、３〜２０の炭素原子を有する）直鎖状、分枝状または環状α−オレフィンである場合がある。Ｃ_３−２０α−オレフィンの例としては、プロペン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、及び１−オクタデセンが挙げられる。また、α−オレフィンは、シクロヘキサンまたはシクロペンタンなどの環状構造を有し、３シクロヘキシル−１−プロペン（アリルシクロヘキシル）及びビニルシクロヘキサンなどのα−オレフィンになる場合がある。実例となるエチレン／α−オレフィンインターポリマーとしては、エチレン／プロピレン、エチレン／１−ブテン、エチレン／１−ヘキセン、エチレン／１−オクテン、エチレン／プロピレン／１−オクテン、エチレン／プロピレン／１−ブテン、及びエチレン／１−ブテン／１−オクテンが挙げられる。

各種実施形態において、エチレン系ポリマーを、単独でまたは１つ以上の他の種類のエチレン系ポリマーと組み合わせて（例えば、モノマー組成及び含有量、触媒式調製法などが互いに異なる、２つ以上のエチレン系ポリマーのブレンド）、使用することができる。エチレン系ポリマーのブレンドを用いる場合、ポリマーは、いかなる反応器内または反応器後工程のいずれによってもブレンドすることができる。

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、低密度ポリエチレン（「ＬＤＰＥ」）である場合がある。ＬＤＰＥは一般に、高度な分枝状エチレンホモポリマーであり、高圧法により調製することができる（例えば、ＨＰ−ＬＤＰＥ）。本明細書での使用に適するＬＤＰＥは、密度が０．９１〜０．９４ｇ／ｃｍ^３の範囲にある場合がある。各種実施形態において、エチレン系ポリマーは、密度が少なくとも０．９１５ｇ／ｃｍ^３で、０．９４ｇ／ｃｍ^３未満、または０．９３ｇ／ｃｍ^３未満の高圧ＬＤＰＥである。本明細書で提供するポリマー密度は、ＡＳＴＭインターナショナル（「ＡＳＴＭ」）法Ｄ７９２に従って測定される。本明細書での使用に適するＬＤＰＥは、メルトインデックス（Ｉ_２）が、２０ｇ／１０分未満であるか、もしくは０．１〜１０ｇ／１０分、０．５〜５ｇ／１０分、１〜３ｇ／１０分の範囲にあるか、またはＩ_２が２ｇ／１０分である。本明細書で提供するメルトインデックスは、ＡＳＴＭ法Ｄ１２３８に従って測定される。特に明記しない限り、メルトインデックスは１９０℃及び２．１６Ｋｇ（例えば、Ｉ_２）で、測定される。一般に、ＬＤＰＥは広範な分子量分布（「ＭＷＤ」）を有し、結果として多分散指数（「ＰＤＩ」、重量平均分子量と数平均分子量比率の比率）が比較的大きくなる。

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、直鎖状低密度ポリエチレン（「ＬＬＤＰＥ」）であることができる。ＬＬＤＰＥは一般に、不均質な分布のコモノマー（例えば、α−オレフィンモノマー）を有するエチレン系ポリマーであり、短鎖分枝を特徴とする。例えば、ＬＬＤＰＥは、エチレンと、上述したα−オレフィンモノマーのうちの1つ以上などのα−オレフィンモノマーとのコポリマーである場合がある。本明細書での使用に適するＬＬＤＰＥは、密度が０．９１６〜０．９２５ｇ／ｃｍ^３の範囲にある場合がある。本明細書での使用に適するＬＬＤＰＥは、メルトインデックス（Ｉ_２）が１〜２０ｇ／１０分、または３〜８ｇ／１０分の範囲にある場合がある。

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、超低密度ポリエチレン（「ＶＬＤＰＥ」）である場合がある。さらに、ＶＬＤＰＥは、かかる技術分野において、超低密度ポリエチレンまたはＵＬＤＰＥとして知られている場合がある。ＶＬＤＰＥは一般に、コモノマー（例えば、α−オレフィンモノマー）の分布が不均質であるエチレン系ポリマーであり、短鎖分枝を特徴とする。例えば、ＶＬＤＰＥは、エチレンとα−オレフィンモノマー（例えば、１つ以上の上述したこれらのα−オレフィンモノマー）のコポリマーである場合がある。本明細書での使用に適するＶＬＤＰＥは、密度が０．８７〜０．９１５ｇ／ｃｍ^３の範囲にある場合がある。本明細書での使用に適するＶＬＤＰＥは、メルトインデックス（Ｉ_２）が０．１〜２０ｇ／１０分、または０．３〜５ｇ／１０分の範囲にある場合がある。

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ」）である場合がある。ＭＤＰＥは、密度が一般に、０．９３０〜０．９４５ｇ／ｃｍ^３の範囲にあるエチレン系ポリマーである。一実施形態において、ＭＤＰＥは、密度が０．９３９〜０．９４３ｇ／ｃｍ^３の範囲にある。ＭＤＰＥは、メルトインデックス（Ｉ_２）が、０．１〜５ｇ／１０分、０．５〜１．０ｇ／１０分、または０．６〜０．８ｇ／１０分の範囲にある場合がある。

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ」）である場合がある。ＨＤＰＥは、密度が０．９４０ｇ／ｃｍ^３より大きいエチレン系ポリマーである。一実施形態において、ＨＤＰＥは、ＡＳＴＭＤ−７９２に従って測定した場合、密度が０．９４５〜０．９７ｇ／ｃｍ^３である。ＨＤＰＥは、融解温度のピークが、少なくとも１３０℃または１３２〜１３４℃にある場合がある。ＨＤＰＥは、メルトインデックス（Ｉ_２）が、０．１ｇ／１０分、または０．２ｇ／１０分、または０．３ｇ／１０分、または０．４ｇ／１０分から、５．０ｇ／１０分、または４．０ｇ／１０分、または３．０ｇ／１０分、または２．０ｇ／１０分、または１．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分までの範囲にある場合がある。さらに、ＨＤＰＥは、ゲル透過クロマトグラフィーで測定した場合、ＰＤＩが１．０〜３０．０の範囲内、または２．０〜１５．０の範囲内にある。

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、上述したエチレン系ポリマーのうちのいずれか２つ以上の混合物を含む場合がある。

エチレン系ポリマーを調製するために使用する製造プロセスは、幅広く、多種多様であり、かかる技術分野において知られている。従来のまたは以後発見される、上記性質を有するエチレン系ポリマーを製造するための製造プロセスのいずれも、本明細書で記載されるエチレン系ポリマーを調製するために用いてよい。一般的に、重合は、Ｚｉｅｇｌｅｒ−ＮａｔｔａまたはＫａｍｉｎｓｋｙ−Ｓｉｎｎ型重合反応としてかかる技術分野で知られている条件、すなわち、０〜２５０℃または３０℃もしくは２００℃の温度、かつ、大気圧〜１０，０００気圧（１．０１３メガパスカル（「ＭＰａ」））の圧力、で実施することができる。ほとんどの重合反応において、用いる触媒と重合性化合物のモル比は、１０−１２：１〜１０１：１または１０−９：１〜１０−５：１である。

好適な市販のエチレン系ポリマーの例としては、ＤＧＤＡ−６３１８ＢＫ、ＤＨＤＡ−６５４８ＢＫ、ＤＨＤＡ−８８６４ＢＫ、及びＤＦＤＧ−６０５９ＢＫ（全て、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ、ＵＳＡから入手可能）が挙げられるが、これらに限定されない。

一実施形態において、エチレン系ポリマーは、ポリマー組成物中に、５０〜９９．９重量％、７５〜９９．８重量％、または９７〜９９．６５重量％の範囲の量で存在する場合がある。一実施形態において、エチレン系ポリマーは、ポリマー組成物中に、上述のスリップ剤及びエチレン系ポリマーの総重量を基準として９７〜９９．６５重量％、９７．５〜９９．５重量％、９８．０〜９９．０重量％、または９８．２５〜９８．７５重量％の範囲の量で存在する場合がある。

スリップ剤
上述したように、本明細書で記載されるポリマー組成物はさらに、スリップ剤を含む。使用したスリップ剤は、シリコーン及び脂肪酸アミドを含む。

本発明で使用する場合、「シリコーン」は、一般にシロキサン系モノマー残基繰返し単位含むポリマーを意味する。本発明で使用する場合、「シロキサン」は、構造：

を有するモノマー残基繰り返し単位を意味し、式中、Ｒ^１及びＲ^２は独立して、水素またはヒドロカルビル部分である。シリコーンはさらに、

（これは、シリコーン化学で「Ｑ」基として知られている）、または、

（これは、シリコーン化学で「Ｔ」基として知られている）などの枝分かれ部位を含んでもよい。

本発明で使用する場合、用語「ヒドロカルビル」は、炭化水素（例えば、エチルなどのアルキル基、またはフェニルなどのアリール基）から水素原子を除去することにより形成された１価の基を意味する。１つ以上の実施形態において、シロキサンモノマー残基は、同じまたは異なったアルキル、アリール、アルカリル、またはアラルキル部分を有する、ジアルキル、ジアリール、ジアルカリル、またはジアラルキルシロキサンのいずれかである場合がある。一実施形態において、Ｒ^１及びＲ^２のそれぞれは独立して、Ｃ_１〜Ｃ_２０、Ｃ_１〜Ｃ_１２、またはＣ_１〜Ｃ_６アルキル、アリール、アルカリル、またはアラルキル部分である。各種実施形態において、Ｒ^１及びＲ^２は、同じまたは異なる炭素原子数を有する場合がある。各種実施形態において、Ｒ^１及びＲ^２のそれぞれのヒドロカルビル基は、飽和かつ任意に直鎖であるアルキル基である。さらに、かかる実施形態のＲ^１及びＲ^２のそれぞれのアルキル基は、同じである場合がある。Ｒ^１及びＲ^２での使用に適するアルキル基の非限定例としては、メチル、エチル、１−プロピル、２−プロピル、１−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、またはこれらのうちの２つ以上の混合物が挙げられる。

さらに、本明細書で用いるシリコーンは、２５℃の密度が、０．９〜１ｇ／ｍＬ、または０．９５〜０．９８ｇ／ｍＬの範囲にある場合がある。さらに、本明細書で用いるシリコーンは、２５℃の動粘度が１０×１０^６〜５０×１０^６センチストーク（「ｃＳｔ」）である場合がある。シリコーンの粘度は、本明細書ではＡＳＴＭＤ４４５に従って測定される。

各種実施形態において、シリコーンは、ポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）、ポリ（エチル−メチルシロキサン）、及びこれらの混合物からなる群から選択される場合がある。さらに、シリコーンは、２つ以上の種類のシリコーンである場合がある。ある種の実施形態において、シリコーンはＰＤＭＳである。さらに、シリコーンは、ビニル及び／またはヒドロキシル基などの種々の末端基を含有する場合がある。１つ以上の実施形態において、シリコーンはヒドロキシル末端処理される。一実施形態において、シリコーンは、ヒドロキシル末端ＰＤＭＳである。

好適な市販のシリコーンの一例としては、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ、ＵＳＡ）製のＭＢ５０−３１４（ＨＤＰＥポリマー中の超高分子量のヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサンの５０：５０マスターバッチ）が挙げられるが、これに限定されない。

他の実施形態において、シリコーンは、オレフィン／シリコーン共重合体の形態で存在する場合がある。オレフィン／シリコーン共重合体の市販例としては、ＭｉｔｓｕｉＦｉｎｅＣｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．（Ｔｏｋｙｏ、ＪＰ）製のＥＸＦＯＬＡ（商標）が挙げられるが、これらに限定されない。

上述したように、スリップ剤はさらに、脂肪酸アミドを含む。「脂肪酸アミド」は、構造：

を有する分子を意味し、式中、ＲはＣ_３〜Ｃ_２７アルキル部分である。各種実施形態において、ＲはＣ_１１〜Ｃ_２５、またはＣ_１５〜Ｃ_２３アルキル部分である場合がある。一実施形態において、ＲはＣ_２１アルキル部分である。かかる実施形態のいずれにおいても、Ｒは飽和、モノ−不飽和、またはポリ不飽和である場合がある。一実施形態において、Ｒはモノ−不飽和である。使用に適した脂肪酸アミドの具体例としては、エルクアミド、オレアミド、パルミトアミド、ステアルアミド、及びベヘンアミドが挙げられるが、これらに限定されない。さらに、脂肪酸アミドは、２つ以上の脂肪酸アミドの混合物である場合がある。一実施形態において、脂肪酸アミドはエルクアミドである。

一実施形態において、シリコーン及び脂肪酸アミドは、スリップ剤及びエチレン系ポリマーの総重量を基準として、０．３５〜３．０重量％、０．５〜２．５重量％、０．７５〜２．０重量％、または１．０〜１．５重量％の範囲の総量で存在する場合がある。さらに、シリコーン及び脂肪酸アミドは、１：２５〜２：１、１：２０〜２：３、または１：６〜１：２の範囲の脂肪酸アミドとシリコーンの重量比で存在する場合がある。各種実施形態において、シリコーンは、スリップ剤及びエチレン系ポリマーの総重量を基準として、０．２５〜２．９重量％、または０．２５〜２．０重量％の範囲の個々の量で存在する場合がある。さらに、脂肪酸アミドは、スリップ剤及びエチレン系ポリマーの総重量を基準として、０．１〜１．５重量％、０．１〜１．０重量％、または０．１〜０．５重量％の範囲の個々の量で存在する場合がある。

追加のスリップ剤成分は、任意にシリコーン及び脂肪酸アミドに含まれてよい。かかる任意のスリップ剤成分としては、可塑剤、有機アミン、二塩基性エステル、ステアリン酸塩、硫酸塩、脂肪酸、鉱油、植物油、これらのうちの２つ以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されない。かかる追加のスリップ剤成分は、スリップ剤の総重量を基準として、多くとも５０重量％、多くとも２５重量％、多くとも１５重量％、多くとも１０重量％、または多くとも５重量％の量で存在する場合がある。一実施形態において、スリップ剤は、他のスリップ剤成分を全く含有しないか、または実質的に含有しない（例えば、１０ｐｐｍｗ未満）。したがって、ある種の実施形態において、スリップ剤は基本的に、上述したシリコーン及び脂肪酸アミドからなる。他の各種実施形態において、スリップ剤は、上述したシリコーン及び脂肪酸アミドからなる。

添加剤
ポリマー組成物は任意に、ケーブル外皮で一般に使用される非導電性カーボンブラックを含有する場合がある。カーボンブラック成分は、上述したように、純粋な、または前もって混合するマスターバッチの一部として、エチレン系ポリマー及びスリップ剤と混ぜ合わせることができる。各種実施形態において、組成物中のカーボンブラックの量が、ポリマー組成物の総重量を基準として、ゼロより大きく（＞０）、典型的には１から、より典型的には２から、３重量％までである場合がある。通常のカーボンブラックの非限定例としては、ＡＳＴＭＮ５５０、Ｎ４７２、Ｎ３５１、Ｎ１１０及びＮ６６０で記載されるグレードの、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、及びアセチレンブラックが挙げられる。好適なカーボンブラックの他の非限定例としては、Ｃａｂｏｔ製の商標ＣＳＸ（登録商標）、ＥＬＦＴＥＸ（登録商標）、ＭＯＧＵＬ（登録商標）、ＭＯＮＡＲＣＨ（登録商標）、及びＲＥＧＡＬ（登録商標）で販売されているようなものが挙げられる。

ポリマー組成物は任意に、１つ以上の追加の添加剤を含有する場合があり、これらは一般に、純粋なまたはマスターバッチの一部として、通常の量で加えられる。かかる添加剤としては、難燃剤、加工助剤、核剤、発泡剤、架橋剤、充填剤、顔料または染料、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線安定剤（紫外線吸収剤を含む）、粘着付与剤、スコーチ防止剤、帯電防止剤、可塑剤、潤滑剤、粘性調整剤、アンチブロッキング剤、界面活性剤、エクステンダーオイル、酸捕捉剤、金属不活性化剤、加硫剤などが挙げられるが、これらに限定されない。

難燃剤の非限定例としては、アルミニウム水酸化物及び水酸化マグネシウムが挙げられるが、これらに限定されない。

加工助剤の非限定例としては、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、エチレンオキシドのポリマー、エチレンオキシドとプロピレンオキシドのコポリマー、木蝋、石油ワックス、非イオン性界面活性剤、及びＤｕｐｏｎｔＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＥｌａｓｔｏｍｅｒｓＬＬＣ製のＶＩＴＯＮ（登録商標）またはＤｙｎｅｏｎＬＬＣ製のＤＹＮＡＭＡＲ（商標）などのフルオロエラストマーが挙げられるが、これらに限定されない。

核剤の非限定例としては、ＭｉｌｌｉｋｅｎＣｈｅｍｉｃａｌｓ（Ｓｐａｒｔａｎｂｕｒｇ、Ｓ．Ｃ．）製のＨＹＰＥＲＦＯＲＭ（登録商標）ＨＰＮ−２０Ｅ（ステアリン酸亜鉛との１，２シクロヘキサンジカルボン酸カルシウム塩）が挙げられるが、これに限定されない。

充填剤の非限定例としては、クレー、沈殿シリカ及びケイ酸塩、ヒュームドシリカ、二硫化モリブデン及び硫酸バリウムなどの金属硫化物及びケイ酸塩、ホウ酸バリウム及びホウ酸亜鉛などの金属ホウ酸塩、アルミニウム無水物などの金属無水物、粉砕したミネラル、ならびにエチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴム（「ＥＰＤＭ」）及びエチレン−プロピレンゴム（「ＥＰＲ」）などのエラストマー系ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない。存在する場合、充填剤は一般に、ポリマー組成物の総重量を基準として、通常の量、例えば５重量％以下〜５０重量％以上、で添加される。

化合物
上述したポリマー組成物は、任意の好適な方法により作製することができる。例えば、スリップ剤、及び任意の添加剤（例えば、カーボンブラック、充填剤など）を、エチレン系ポリマーを含有する溶解物に加えることができる。成分を配合、ブレンドすること、例えば、ＢａｎｂｕｒｙまたはＢｏｌｌｉｎｇの内部ミキサーなどの内部バッチミキサーを使用すること、により実施することができる。あるいは、Ｆａｒｒｅｌ連続ミキサー、ＷｅｒｎｅｒａｎｄＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒツインスクリューミキサー、またはＢｕｓｓ混練連続押出成形機などの連続シングルまたはツインスクリューミキサーを使用することができる。

スリップ剤及び任意の添加剤は、単独（純粋）でまたは予混合マスターバッチとして、エチレンポリマー組成物に導入することができる。かかるマスターバッチは一般に、スリップ剤及び任意の添加剤を、ポリエチレンなどの不活性プラスチック樹脂に分散させることにより形成される。マスターバッチは溶融混合方法により都合良く形成される。

ポリマー組成物
得られたポリマー組成物は、ケーブル外皮を形成するために用いることができるが、摩擦係数が低い場合がある。「外皮」は、ケーブルまたは他の種類のコーティングされた導体の最も外部のコーティングまたは層を意味する。一実施形態において、ポリマー組成物は、摩擦係数が０．１５以下、もしくは０．１５未満、０．１４未満、または０．１３未満である。摩擦係数は、ＡＳＴＭＤ１８９４に従って測定される。摩擦係数測定のために用いた基材は、ＤＯＷＨＤＰＥＤＧＤＢ−２４８０ＮＴであり、これは、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ、ＵＳＡ）製高密度ポリエチレンである。各種実施形態において、ポリマー組成物は、摩擦係数が０．０８〜０．１５、０．０９〜０．１５、または０．１０〜０．１５の範囲にある場合がある。

理論に束縛されるものではないが、シリコーン及び脂肪酸アミドを組み合わせてスリップ剤として用いる場合、本出願の発明者は、驚異的かつ相乗効果を見いだしている。特に、シリコーン及び脂肪酸アミドを組み合わせることにより、摩擦係数が、シリコーンまたは脂肪酸アミドのいずれかを単独のスリップ剤として使用する場合より、さらにポリマー組成物中のスリップ剤の総量が一定に保持される場合より小さいポリマー組成物を提供する。したがって、各種実施形態において、ポリマー組成物は、摩擦係数が第１の比較組成物及び第２の比較組成物の両方より小さい場合があり、第１の比較組成物は、スリップ剤が完全にシリコーンからなることを除いて、ポリマー組成物と同一の組成を有し、第２の比較組成物は、スリップ剤が完全に脂肪酸アミドからなることを除いて、ポリマー組成物と同一の組成を有し、ポリマー組成物、第１の比較組成物、及び第２の比較組成物のそれぞれにおけるスリップ剤の総量が同じである。

製造物品
一実施形態において、本発明のポリマー組成物は、ケーブル、ワイヤー、または導体に、外装または絶縁層として、既知の量及び既知の方法で、例えば、米国特許第５，２４６，７８３号、米国特許第６，７１４，７０７号、米国特許第６，４９６，６２９号、及び米国特許出願第２００６／００４５４３９号に記載の装置及び方法を用いて、適用することができる。一般的に、ポリマー組成物は、ケーブルコーティングダイを装着した反応器−押出成形機で調製され、組成物の成分が配合された後、ケーブルまたは導体がダイを通って引き出される時、組成物はケーブルまたは導体上に押出加工される。硬化は反応器−押出成形機で開始してもよい。

本発明のポリマー組成物から作製可能である他の製造物品としては、ファイバー、リボン、シート、テープ、チューブ、パイプ、目詰め材、シール、ガスケット、ホース、発泡体、フットウェアベローズ、ボトル、及びフィルムが挙げられる。これらの物品は、既知の装置及び手法を使用して製造することができる。

定義
本発明で使用する場合、用語「及び／または」は、２つ以上のアイテムの一覧で使用される時、列挙したアイテムの任意の１つを、それ自体で用いることができ、または列挙したアイテムの２つ以上を任意の組合せで用いることができることを意味する。例えば、組成物が、成分Ａ、Ｂ、及び／またはＣを含有すると記載される場合、前記組成物はＡ単独で、Ｂ単独で、Ｃ単独で、ＡとＢを組み合わせて、Ａ及びＣを組み合わせて、Ｂ及びＣを組み合わせて、またはＡ、Ｂ、及びＣを組み合わせて含有する場合がある。

「ワイヤー」は、導電性の金属の単一ストランド、例えば、銅もしくはアルミニウムまたは光ファイバー単一ストランドを意味する。

「ケーブル」及び「パワーケーブル」は、シース内の少なくとも１つのワイヤーまたは光ファイバー、例えば、絶縁被覆または保護用外側の外皮を意味する。通常は、ケーブルは、典型的には、一般的な絶縁被覆及び／または保護外皮中の、１つに束ねた２つ以上のワイヤーまたは光ファイバーである。外装内部の個々のワイヤーまたはファイバーは、むきだしで、覆われて、または絶縁されていてよい。結合ケーブルは、電気ワイヤー及び光ファイバーの両方を含有してよい。ケーブルは、低、中、及び／または高電圧用途用に設計することができる。典型的なケーブル設計は、米国特許第５，２４６，７８３号、同第６，４９６，６２９号、及び同第６，７１４，７０７号で説明されている。

「導体」は、熱、光、及び／または電気を伝える１つ以上のワイヤーまたはファイバーを意味する。導体は、単一ワイヤー／ファイバーまたはマルチワイヤー／ファイバーであってよく、ストランドの形態またはチューブの形態であってよい。好適な導体の非限定例としては、銀、金、銅、カーボン、及びアルミニウムなどの金属が挙げられる。導体は、ガラスまたはプラスチックのいずれかで作製された光ファイバーであってもよい。

「残基」は、モノマーについて言及する時、別のモノマーまたはコモノマー分子と重合され、ポリマー分子を生じた結果として、ポリマー分子に属するモノマー分子の部分を意味する。

試験方法
摩擦係数
摩擦係数（「ＣＯＦ」）はＡＳＴＭＤ１８９４に従って、摩擦計を用いて測定される。サンプルのＣＯＦが測定される基材は、商標名ＤＧＤＢ−２４８０ＮＴのＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ、ＵＳＡ）製の高密度ポリエチレンである。各サンプルについて、新しい基材を使用し、ＣＯＦにおける表面摩耗の効果を実証するために、試験は４０サイクル繰り返す。下表中で報告されたデータは、４０番目のサイクルで得られた値である。

実施例１−組み合わせたエルクアミド及びＰＤＭＳスリップ剤の相乗効果
６つのサンプル（Ｓ１〜Ｓ６）を、以下の表１に示す組成物に従って、高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）中で、エルクアミド及びヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサン（「ＯＨ−ＰＤＭＳ」）スリップ剤を組み合わせることにより調製する。用いたエルクアミドは、ＣｒｏｄａＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＰｌｃ（Ｓｎａｉｔｈ、ＵＫ）製のＣＲＯＤＡＭＩＤＥ（商標）ＥＲである。用いたＯＨ−ＰＤＭＳは、ＤｏｗＣｏｒｎｉｎｇＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ、ＵＳＡ）製の製品名ＭＢ５０−３１４である５０重量％のＯＨ−ＰＤＭＳ及び５０重量％のＨＤＰＥを含有するマスターバッチとして存在する。用いたＨＤＰＥは、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ、ＵＳＡ）製の製品名ＤＧＤＡ−６３１８ＢＫである。サンプルを調製するためには、初めにエルクアミドをＨＤＰＥと好適な容器中で組合せ、続いてＯＨ−ＰＤＭＳマスターバッチを加えた。その後、材料をＢｒａｂｅｎｄｅｒミキサー中で、１７５℃かつ１５ｒｐｍで２０分間混合する。次に、混合物を取り除き、直ちに１０−ミル厚のプラーク中で１８０℃かつ５００ｐｓｉで５分間、２５００ｐｓｉで５分間、圧縮成形し、次に、１０℃／分でゆっくり冷却した。

調製したサンプルＳ１〜Ｓ６のそれぞれについて、２つの対応する比較サンプル（ＣＳ１Ａ及びＢ〜ＣＳ６Ａ及びＢ）を、比較サンプルがそれぞれエルクアミドまたはＯＨ−ＰＤＭＳのいずれかのうちの１つのみを含有すること除いて同じ調製方法を使用して調製する。それぞれの場合に、それぞれの比較サンプルにおけるスリップ剤の総量は、その対応するサンプルにおけるスリップ剤の総量と同じでなければならない。

それぞれのサンプル及び比較サンプルの摩擦係数（「ＣＯＦ」）を上記で与えられた試験方法によって測定する。結果は、以下の表１で与えられる。

表１で明らかなように、スリップ剤の総量を一定に保つ場合、サンプルＳ１〜Ｓ６のそれぞれは、エルクアミドのみ、またはＯＨ−ＰＤＭＳのみを含有するサンプルと比較すると、エルクアミドをＯＨ−ＰＤＭＳと組み合わせることと関連した相乗効果を示す。これは、サンプルのそれぞれが、その対応する、エルクアミドまたはＯＨ−ＰＤＭＳを含有する比較サンプルのどちらかより低いＣＯＦを有するからであり、これは、驚異的、かつ予想外の結果である。

実施例２−ＭＤＰＥ中のエルクアミド及びＰＤＭＳスリップ剤の相乗効果
ＨＤＰＥの代わりに中密度ポリエチレン（「ＭＤＰＥ」）用いることを除いて実施例１の上述した方法で、サンプル（Ｓ８）及び２つの対応する比較サンプル（ＣＳ８Ａ及びＣＳ８Ｂ）を調製する。用いたＭＤＰＥは、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩ、ＵＳＡ）製の製品名ＤｏｗＭＤＰＥＤＨＤＡ−８８６４である。ＯＨ−ＰＤＭＳ及びエルクアミドは、実施例１の上述したものと同じである。上記試験方法のセクションで、提供される手順に従って、Ｓ８、ＣＳ８Ａ、及びＣＳ８ＢをＣＯＦに関して分析する。Ｓ８、ＣＳ８Ａ及びＣＳ８Ｂの組成物及びＣＯＦ値は、以下の表２で与えられる。

実施例１のサンプルと同様に、ＯＨ−ＰＤＭＳ及びエルクアミドを組み合わせることにより、スリップ剤のＯＨ−ＰＤＭＳまたはエルクアミドのみを含有する比較サンプルと比較すると、ＭＤＰＥ中のＣＯＦが相乗的により低くなる。

実施例３−鉱油及びＰＤＭＳスリップ剤（比較）
組み合わせたスリップ剤比較サンプル（ＣＳ９）及び２つの対応する比較サンプル（ＣＳ９Ａ及びＣＳ９Ｂ）を、エルクアミドを鉱油と代えることを除いて実施例１の上述した同じ方法で調製する。この実施例で用いた鉱油は、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（Ｈｏｕｓｔｏｎ、ＴＸ、ＵＳＡ）製のＵｎｉｖｏｌｔＮ６１Ｂである。上記試験方法のセクションで提供された手順に従って、ＣＳ９、ＣＳ９Ａ及びＣＳ９ＢをＣＯＦに関して分析する。ＣＳ９、ＣＳ９Ａ及びＣＳ９Ｂの組成物及びＣＯＦ値は、以下の表３で与えられる。

上記の表３で列挙した結果から理解され得るように、ＣＳ９にスリップ剤を組み込むと、鉱油単独（ＣＳ９Ｂ）と比較して、ＣＯＦがより低くなるが、単独のスリップ剤として使用されたＯＨ−ＰＤＭＳ（ＣＳ９Ａ）と比較した場合、ＣＯＦはより低くならない。したがって、ＯＨ−ＰＤＭＳ及び鉱油を組み合わせると、相乗効果を有するスリップ剤がもたらされない。

実施例４−エポキシ化大豆油及びＰＤＭＳスリップ剤（比較）
組み合わせたスリップ剤比較サンプル（ＣＳ１０）及び２つの対応する比較サンプル（ＣＳ１０Ａ及びＣＳ１０Ｂ）を、エルクアミドをエポキシ化大豆油（「ＥＳＯ」）と代えることを除いて実施例１の上述した同じ方法で調製する。実施例１で用いたＥＳＯは、Ａｒｋｅｍａ，Ｉｎｃ．ＫｉｎｇｏｆＰｒｕｓｓｉａ（ＰＡ，ＵＳＡ）から得た。上記試験方法のセクションで提供された手順に従って、ＣＳ１０、ＣＳ１０Ａ、及びＣＳ１０ＢをＣＯＦに関して分析するＣＳ１０、ＣＳ１０Ａ、及びＣＳ１０Ｂの組成物及びＣＯＦ値は、以下の表４に与えられる。

上記の表４で列挙した結果から理解され得るように、ＣＳ１０にスリップ剤を組み込むと、ＥＳＯ単独（ＣＳ１０Ｂ）と比較して、ＣＯＦがより低くなるが、単独のスリップ剤として使用されたＯＨ−ＰＤＭＳ（ＣＳ１０Ａ）と比較した場合、ＣＯＦはより低くならない。したがって、ＯＨ−ＰＤＭＳ及びＥＳＯを組み合わせると、相乗効果を有するスリップ剤がもたらされない。

Claims

ケーブル外皮ポリマー組成物であって、
（ａ）エチレン系ポリマーと、
（ｂ）スリップ剤と、を含み
該スリップ剤はシリコーン及び脂肪酸アミドを含み、
該シリコーン及び該脂肪酸アミドは、成分（ａ）及び（ｂ）の総重量を基準として、０．３５〜３．０重量パーセントの範囲の総量で存在する、前記ケーブル外被ポリマー組成物。
該シリコーンがポリジメチルシロキサン、ポリ（メチル−エチルシロキサン）、及びこれらの混合物からなる群から選択され、該脂肪酸アミドが、エルクアミド、オレアミド、パルミトアミド、ステアルアミド、ベヘンアミド、及びこれらのうちの２つ以上の混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の前記ケーブル外皮ポリマー組成物。
該シリコーンがヒドロキシル末端ポリジメチルシロキサンであり、該脂肪酸アミドがエルクアミドである、請求項１または請求項２のいずれかに記載の前記ケーブル外皮ポリマー組成物。
該シリコーン及び該脂肪酸アミドが、１：２５〜２：１の範囲の脂肪酸アミド対シリコーンの重量比で存在し、該シリコーンが、成分（ａ）及び（ｂ）の総重量を基準として、０．２５〜２．９重量パーセントの範囲の量で存在し、該脂肪酸アミドが、成分（ａ）及び（ｂ）の総重量を基準として、０．１〜１．５重量パーセントの範囲の量で存在する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の前記ケーブル外皮ポリマー組成物。
該ケーブル外皮ポリマー組成物が、ＡＳＴＭＤ１８９４に従って測定した場合、０．１５未満の摩擦係数を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の前記ケーブル外皮ポリマー組成物。
該ケーブル外皮ポリマー組成物が、第１の比較組成物及び第２の比較組成物の両方よりも低い摩擦係数を有し、該第１の比較組成物が、該スリップ剤が完全に該シリコーンからなることを除いて、該ケーブル外皮ポリマー組成物と同一の組成を有し、該第２の比較組成物が、該スリップ剤が完全に該脂肪酸アミドからなることを除いて、該ケーブル外皮ポリマー組成物と同一の組成を有し、該摩擦係数はＡＳＴＭＤ１８９４に従い測定される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の前記ケーブル外皮ポリマー組成物。
該エチレン系ポリマーが高密度ポリエチレンである、請求項１〜６のいずれか１項に記載の前記ケーブル外皮ポリマー組成物。
該スリップ剤が、該シリコーン及び該脂肪酸アミドからなる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の前記ケーブル外皮ポリマー組成物。
該シリコーン及び該脂肪酸アミドが、成分（ａ）及び（ｂ）の総重量を基準として、０．５〜２．５重量パーセントの範囲の総量で存在し、該シリコーン及び該脂肪酸アミドが、１：２０〜２：３の範囲の脂肪酸アミド対シリコーンの重量比で存在する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の前記ケーブル外皮ポリマー組成物。
製造物品であって、
（ａ）導体と、
（ｂ）該導体を少なくとも部分的に取り囲むコーティングと、を含み
請求項１に記載の該ケーブル外皮ポリマー組成物が該コーティングの少なくとも一部分を構成する、前記製造物品。