JP2020532626A - 光ファイバケーブル構成要素のためのポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2017年9月6日に出願された米国仮出願第62/554,771号の利益を主張する。
ポリブチレンテレフタレートと、
低密度ポリエチレン、ポリオレフィンエラストマー、およびそれらの混合物からなる群から選択される低密度ポリオレフィンと、
マレイン化エチレン系ポリマーと、を含む、ポリマー組成物。
ポリマー組成物のPBT成分は、当技術分野で既知であるか、または今後発見される任意のPBTであり得る。ポリマー組成物のPBT成分は、当技術分野で既知であるか、または今後発見される任意の方法で調製され得る。
上記のように、本明細書に記載のポリマー組成物の1つの成分は、低密度ポリオレフィンである。低密度ポリオレフィンは、低密度ポリエチレン、ポリオレフィンエラストマー、およびそれらの混合物からなる群から選択される。本明細書で使用される「低密度」ポリオレフィンは、0.93g/cm3未満の密度を有する。本明細書で提供されるポリマー密度は、ASTM International(「ASTM」)方法D792、試験方法Aに従って判定される。様々な実施形態では、低密度ポリオレフィンは、0.928g/cm3未満、0.925g/cm3未満、0.923g/cm3未満、または0.920g/cm3未満の密度を有することができる。「ポリオレフィン」は、主にアルファオレフィンモノマーから調製されたポリマーであるが、非アルファオレフィンコモノマーを含んでもよい。本明細書で使用される「ポリマー」は、同じまたは異なるタイプのモノマーを反応(すなわち、重合)することにより調製される高分子化合物を意味し、ホモポリマーおよびインターポリマーを含む。「インターポリマー」とは、少なくとも2つの異なるモノマータイプの重合により調製されたポリマーを意味する。この一般的な用語には、コポリマー(通常、2つの異なるモノマータイプから調製されるポリマーを指すために用いられる)、および3つ以上の異なるモノマータイプ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タイプ)およびクオーターポリマー(4つの異なるモノマータイプ))が含まれる。本明細書で使用される「ホモポリマー」は、単一のモノマータイプに由来する繰り返し単位を含むポリマーを指すが、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排除しない。
上記のように、ポリマー組成物は、マレイン化エチレン系ポリマーをさらに含む。本明細書で使用される「マレイン化」という用語は、無水マレイン酸モノマーを組み込むために変性されたポリマー(例えば、エチレン系ポリマー)を示す。無水マレイン酸は、当技術分野において既知であるか、または今後発見される任意の方法によってエチレン系ポリマーに組み込むことができる。例えば、無水マレイン酸をエチレンおよび他のモノマー(存在する場合)と共重合させて、ポリマー骨格に組み込まれた無水マレイン酸残基を有するインターポリマーを調製することができる。代替的に、無水マレイン酸をエチレン系ポリマーにグラフト重合することができる。共重合およびグラフト重合の技術は、当技術分野において既知である。
1つ以上の実施形態では、ポリマー組成物は、任意選択的に、高密度エチレン系ポリマーをさらに含むことができる。そのような高密度エチレン系ポリマーには、中密度ポリエチレンおよび高密度ポリエチレンが含まれる。
様々な実施形態では、ポリマー組成物は、ガラスファイバまたはナノ複合材を含む様々な鉱物充填剤などの1つ以上の粒子状充填剤を含むことができる。充填剤、特により高いアスペクト比(長さ/厚さ)を提供する細長い粒子または小板状の粒子を含む充填剤は、弾性率および押出後の収縮特性を改善し得る。様々な実施形態において、1つ以上の充填剤は、20μm未満、10μm未満、または5μm未満のメジアンサイズまたはd50%を有することができる。好適な充填剤は、ポリマー組成物中の湿潤または分散を促進するために表面処理されてもよい。好適な充填剤の具体例には、炭酸カルシウム、シリカ、石英、溶融石英、タルク、雲母、粘土、カオリン、ウォラストナイト、長石、水酸化アルミニウム、カーボンブラック、およびグラファイトが含まれるが、これらに限定されない。充填剤は、ポリマー組成物の全重量に基づいて、2〜30重量%、または5〜30重量%の範囲の量でポリマー組成物に含まれてもよい。
1つ以上の実施形態では、本明細書に開示されるポリマー組成物の成分は、溶融ブレンドのためにバッチまたは連続ミキサーに添加することができる。成分は、他の成分とブレンドするために、任意の順序、または最初に1つ以上のマスターバッチを調製して添加することができる。添加剤は、通常、バルク樹脂および/または充填剤に添加される前に、1つ以上の他の成分とブレンドされる。一実施形態では、予め調製されたマスターバッチを使用せずに、添加剤を調合ラインに直接添加することができる。典型的に、溶融ブレンドは、最高融点ポリマーよりも高い温度で行われるが、最高調合温度285℃よりも低くなる。溶融ブレンドされた組成物は、押出機または射出成形機に送達されるか、ダイを通過して所望の物品に成形されるか、または次の成形または加工ステップに供給するための材料の保管または調製のためにペレット、テープ、ストリップまたはフィルム、または他の形態に変換される。任意選択的に、ペレットまたは何らかの類似の構成に成形された場合、ペレットなどを粘着防止剤でコーティングして、保管中の取り扱いを容易にすることができる。
様々な実施形態では、本明細書に記載のポリマー組成物から作製され、少なくとも1つの光ファイバ伝送媒体を組み込んだ少なくとも1つの押出し光学保護構成要素を含む光ファイバケーブルを調製することができる。
密度
23℃でASTMD792に従って密度を判定する。
ポリオレフィンのメルトインデックス、またはI2は、ASTMD1238、条件190℃/2.16kgに従って測定され、10分あたりの溶出グラム数で報告される。ポリブチレンテレフタレートについては、同じ条件ただし、250℃の温度により使用される。
引張弾性率、降伏点ひずみ、破壊点ひずみ、および耐グリース性のすべての標本は、最初に混合材料(またはPBTのみ)を真空オーブンで70℃で16時間乾燥させ、その後、押出機またはBrabenderバッチミキサーで配合し、250℃のWabashプレスで、予熱5分間、3,000psiで5分間、10,000psiで5分間成形(ポリエチレンを除く。この場合、Wabashプレスは190℃に設定)し、次に、水冷プラテンの間で圧力下で冷却してプラークにした。次に、成形されたプラークを適切なサイズの標本に切断した。
ASTMD638 Type V引張試験に従って、引張弾性率、降伏点ひずみ、破壊点ひずみ、降伏点応力、および破壊点応力を判定する。引張特性は、新鮮なサンプルならびに、LA444光学グリースで80℃で16日間エージングした一部のサンプルについて、耐グリース性を測定した以下に説明する方法で測定する。
これらの研究に使用される光学グリースはLA444である。時間とともに各サンプルの重量増加を測定することにより、ゲル吸収を判定する。各材料または組成物の5本の引張棒の重さを量り、過剰なゲルを含むLA444光学グリースの片側に完全に浸し、80℃の空気オーブンに16日間保持する。引張棒をきれいに拭き取り、再計量してグリースの吸収量を計算する。
室温(21℃)でエージングした後、押出されたサンプルの収縮を測定する。各材料について、少なくとも4つのサンプルが測定される。サンプルを真っ直ぐに保つためのスチールVチャネルと、初期長さ測定のマーキングに使用する定規を使用して、4フィートの試験標本を調製する。次に、導体の一方の端をクランプ固定し、導体のもう一方の端を軽く引くか引っ張って、ポリマーチューブを銅から分離することにより、導体を引き伸ばす。得られたポリマーチューブは、21℃で1日間エージングされる。サンプルの長さは、1日間と7日間で測定される。エージングした標本をVチャネルに載置し、長さの変化を+/−0.0005インチの解像度のキャリパー器具を使用して測定する。平均収縮値が報告される。これとは別に、サンプルあたり1フィートの長さの6個の標本を95℃で4時間エージングし、同じ方法で収縮を測定する。
高温(95℃)で4時間エージングした後、押出されたサンプルの収縮を測定する。各材料について、少なくとも4つのサンプルが測定される。サンプルを真っ直ぐに保つためのスチールVチャネルと、1フィート初期長さ測定に使用する定規を使用して、4フィートの試験標本を準備する。次に、導体の一方の端をクランプ固定し、導体のもう一方の端を軽く引くか引っ張って、ポリマーチューブを銅から分離することにより、導体を引き伸ばす。得られたポリマーチューブを1つの足部分に切断し、95℃で4日間エージングした。サンプルの長さは、標本を室温(21℃)まで少なくとも4時間冷却した後に測定する。エージングした標本をVチャネルに載置し、長さの変化を+/−0.0005インチの解像度のキャリパー器具を使用して測定する。
加工性の評価は、内部で開発された溶融破壊試験を使用して実行される。この試験は、Brabenderシングルスクリュー押出機(Maddock混合セクションと0.060インチオリフィスストランドダイを取り付けた25L/D PEスクリュー)を運転し、速度を上げながら水浴に溶融物を引き込むことからなる。10RPMの押出スクリュー速度で試験を開始し、破壊が発生するか、最大テークオフ速度(230フィート/分)に達するまで、ストランドのテークオフ速度を徐々に上げる。その後、破壊が発生するか、最低5RPM、つまり最低の安定した押出機スループットに達するまで、スクリュー速度を低下させる。これらの条件下で破損しないか、または100フィート/分超の溶融破壊速度を有する配合物は合格とみなされる。
次の実施例では、以下の材料が用いられる。
以下の表1に示す配合を使用して、4つの比較サンプル(CS1〜CS4)と2つのサンプル(S1およびS2)を調製する。2つ以上の構成要素を含むすべてのサンプルは、Brabender Plasticorderのすべての構成要素をローラーローターとブレンドすることによって調製される。ブレンドは、245℃の温度設定値を使用して溶融混合される。材料を25rpmでミキサーに添加し、速度を50rpmに上げる。次に、材料を、さらに5分間、50rpmで流す。得られたブレンドはミキサーから除去される。
上記の例1で示したブレンド手順と、以下の表3で示した配合を使用して、13個のサンプル(S3〜S14)を調製する。
上記の例1で示したブレンド手順と、以下の表5で示した配合を使用して、10個のサンプル(S15〜S24)を調製する。
上記の試験方法セクションで説明した溶融破壊試験を使用して、CS1〜CS3およびS1〜S14を分析する。結果を以下の表7に供する。
上記の試験方法セクションで説明した溶融破壊試験を使用して、S15〜S24を分析する。結果を以下の表8に供する。
Claims (10)
- ポリマー組成物であって、
ポリブチレンテレフタレートと、
低密度ポリエチレン、ポリオレフィンエラストマー、およびそれらの混合物からなる群から選択される、低密度ポリオレフィンと、
マレイン化エチレン系ポリマーと、を含む、ポリマー組成物。 - 少なくとも0.940g/cm3の密度を有する高密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、またはそれらの2つ以上の組み合わせから選択される追加の成分をさらに含む、請求項1に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリブチレンテレフタレートが、2.16kgの重量を使用して250℃で測定したときに、10g/10分超のメルトインデックスを有する、請求項1または請求項2のいずれかに記載のポリマー組成物。
- 前記マレイン化エチレン系ポリマーが、少なくとも0.930g/cm3の密度を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリマー組成物。
- 前記マレイン化エチレン系ポリマーが、少なくとも0.94g/cm3の密度を有する高密度ポリエチレンであり、前記マレイン化エチレン系ポリマーの全重量に基づいて少なくとも0.5重量パーセントの無水マレイン酸含有量を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物が、前記エチレン系ポリマーを含み、前記エチレン系ポリマーが、0.928g/cm3未満の密度、および2.16Kgの重量を使用して190℃で測定したとき、少なくとも2.0g/10分のメルトインデックスを有する高圧、低密度ポリエチレンである、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物が、前記ポリオレフィンエラストマーを含み、前記ポリオレフィンエラストマーが、前記ポリオレフィンエラストマーの全重量に基づいて50重量パーセント超のプロピレン含有量を有するプロピレン系ポリオレフィンエラストマーであり、前記ポリオレフィンエラストマーが、0.90g/cm3以下の密度を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリブチレンテレフタレートが、前記ポリブチレンテレフタレートと、前記低密度ポリオレフィンと、前記マレイン化エチレン系ポリマーとの合計重量に基づいて、15〜85重量パーセントの範囲の量で存在し、前記低密度ポリオレフィンが、前記ポリブチレンテレフタレートと、前記低密度ポリオレフィンと、前記マレイン化エチレン系ポリマーとの合計重量に基づいて、10〜45重量パーセントの範囲の量で存在し、前記マレイン化エチレン系ポリマーが、前記ポリブチレンテレフタレートと、前記低密度ポリオレフィンと、前記マレイン化エチレン系ポリマーとの合計重量に基づいて、0超〜25重量パーセントの範囲の量で存在する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリマー組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の前記ポリマー組成物を含む、押出光ケーブル保護構成要素。
- 光ファイバケーブルであって、
(a)請求項9に記載の押出光ファイバケーブル保護構成要素と、
(b)少なくとも1つの光ファイバ伝送媒体と、を含む、光ファイバケーブル。
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