JP4713061B2 - 複合絶縁体／ジャケットを有する光ファイバ海底リピーターケーブル及びそのための組成物 - Google Patents
複合絶縁体／ジャケットを有する光ファイバ海底リピーターケーブル及びそのための組成物 Download PDFInfo
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Description
本発明は、一体化された絶縁体及びジャケットを有する光ファイバ海底リピーターケーブル及びそのための組成物に関する。
海底通信ケーブルは、１５０年以上の間使用されてきた。以前は、そのようなケーブルは電気信号として情報を伝達したが、より最近は，情報を光信号として伝達する光ファイバの需要がますます高まってきた。
一般的に、光学海底ケーブルは、通常は、周囲の絶縁体及び外部ジャケットにより保護された光ファイバの束を約１５〜２０のファイバまで含む。ケーブルに十分な機械的強度を付与するために、通常、それは強化されている、すなわち、それは金属のワイヤ、好ましくはスチールワイヤを含み、これらは光ファイバ束を取り囲むようにその構造に取り込まれている。
長距離、例えば大陸間を繋ぐ光ファイバ海底ケーブルにおいて、光学信号は通常、距離が増加するにつれ減衰する。これを克服するために、信号は一定の間隔、例えば１０〜１２キロメートルごとに、増幅される。該信号の増幅は、リピーターと呼ばれる水中の増幅器により行われる。１つのリピーターは、１０〜１２キロメートルごとに、光ファイバケーブルと一緒に付与される。そのようなケーブルは光ファイバ海底リピーターケーブルと呼ばれる。リピーターは直流電流（ＤＣ）、典型的には最大電圧が約10ｋＶである、により系の末端から作動される。リピーターにＤＣを供給するために、別のＤＣケーブルが必要である。
しかし、別のＤＣケーブルを海底の光ファイバケーブルに付与するかわりに、光ファイバケーブルに、光ファイバ束を取り囲み保護する導電性金属、好ましくは銅のチューブの形で中央に高圧導電体を付与することにより、ＤＣケーブルは光ファイバケーブルと統合される。前述されたワイヤ強化は銅チューブの外側に配置され、全体の集合体は、一つの絶縁体及びジャケット層に一体化され得るような絶縁層及び外部ジャケットにより取り囲まれる。
光ファイバ海底リピーターケーブルは、光信号を長距離にわたって伝達できる上、ケーブルの製造、敷設、及び操作の過酷さに対処するために他の幾つかの特性を有していなければならない。
従って、船から海底ケーブルを敷設する間、ケーブルは厳しい機械的応力にさらされる。より詳細には、船の上では水平にコイル状に巻かれているケーブルは、キャタピラーにより引っ張られ、海中に計測しながら出されるとき、ねじられる。ケーブルは次に重力により海底に沈む。海底に安全に留まるために、ケーブルの浮力はできるだけ小さくなければならない。さらに、ケーブルは、たとえば岩及び砂の浸食による動きに対して良好な耐剥離性を有していなければならない。ケーブルは、もちろん塩水による浸食に対してもまた耐性であるべきである。
これらは非常に過度な要求である。それらを満足するために、絶縁体／ジャケット組成物は重要な性質の組合せを有するべきである。従って、製造の容易のために、それは良好な加工性を有するべきであり、すなわち押出しが容易であるべきである。ケーブルの使用中の応力及び環境の影響に耐えるために、該組成物は高い環境応力亀裂抵抗（ＥＳＣＲ）を有するべきである。塩水によるケーブルの金属部品の腐食を防ぐために、該組成物は良好なバリヤー特性を有するべきである。ケーブルの敷設及び使用中の摩滅に耐えるために、該組成物は高い耐剥離性を有するべきである。さらに、良好な電気的特性をケーブルに与えるために、該組成物は高い清浄性、すなわち関係のない物質例えば粒子の低い含有量を有するべきである。さらに、ケーブルは２０年より長い耐用年数を有するように設計されるべきである。このことは、一体化された絶縁体及びジャケットの１つの破れが長さ全体の機能不全を引き起こすという点において、技術的な挑戦を提示するものである。その結果、システムがサービスに戻され得る前に、損害を受けた領域は海床から回収され、外洋で修理が行われなければならない。
一体化された絶縁体及びジャケットの大きさは、必要とされる機械的保護のレベル、使用される電圧、及び完成したケーブルの取り扱い特性、例えば貯蔵及び敷設のための特性、により決定される。一般的に、一体化された絶縁体及びジャケットは、約３〜７ｍｍの厚さ、通常約５ｍｍの厚さを有し、ユニモーダルのポリエチレン、より詳細には、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）で製造されている。
光ファイバ海底リピーターケーブルの最大の可能な長さを増加させることが必要である。そのような長さの増加は、中央の銅導電体の、小さいけれども有限である抵抗により引き起こされる伝達電圧の損失を増加させる。最も遠いリピーターにおいて必要とされる最小電圧を補償し達成するために、入力電圧レベルは増加される必要がある。
しかし、現在の技術では、電圧レベルを増加させると、絶縁体の厚さにおける等しい増加が必要とされる。例えば、長さを２倍に増加させることは、電圧の２倍の増加を必要とし、もし現在の設計応力が用いられると、絶縁する厚さの２倍の増加をもたらす。その結果、ケーブルの体積の増加は、ケーブル敷設船内に貯蔵することが可能である長さの減少にいたる。ケーブルの取り扱いは、結果として生じる最小曲げ半径（ケーブル直径の１０〜２０倍のオーダー）の増加、及び海水中における増加される浮力によりさらに複雑化される(絶縁体／ジャケットは１ｇ／ｃｍ3より小さい密度のポリマーを含み、絶縁体／ジャケットの割合が大きいほど、ケーブルの浮力は大きくなるだろう)。
このように、ケーブルの他の性質を弱めずに、増加された最大ケーブル長を許す光ファイバ海底リピーターケーブルに対する需要がある。
上述された問題点を除去又は軽減し、優れた特性を有し、最大ケーブル長、即ちリピーター鎖の合計の長さの増加を許す光ファイバ海底リピーターケーブルを提供することが本発明の目的である。
上記の目的は、絶縁体／ジャケット層の従来のユニモーダルのエチレンポリマーをマルチモーダル例えばバイモーダルのポリオレフィンにより置換することにより達成され得る。
本発明は、従って一体化された絶縁体及びジャケットを有する光ファイバ海底リピーターケーブルを提供することであり、
該一体化された絶縁体及びジャケットは、マルチモーダルのポリエチレンを含むこと、ここで、マルチモーダルのポリエチレンが、少なくとも２段階におけるエチレンの重合化により得られたものであり、０．９１５〜０．９５５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．２〜３．０ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）を有し、該マルチモーダルのポリエチレンは少なくとも第１及び第２のポリエチレン画分を含み、該第１画分は、（ａ）０．９３０〜０．９７５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び５０〜２０００ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）又は（ｂ）０．８８〜０．９３ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．０１〜０．８ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）のいずれかを有する、及び
該一体化された絶縁体及びジャケットは、物質の試料１ｋｇ中に０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子をもたないこと
を特徴とする。
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該一体化された絶縁体及びジャケットは、物質の試料１ｋｇ中に０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子をもたないこと
を特徴とする。
本発明はさらに、光ファイバ海底リピーターケーブルの複合絶縁体／ジャケットのための組成物を提供し、
該組成物は、マルチモーダルなポリエチレンを含むこと、ここで、マルチモーダルなポリエチレンが、少なくとも２段階における少なくとも１のエチレンの重合化により得られ、０．９１５〜０．９５５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．２〜３．０ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）を有し、該マルチモーダルのポリエチレンが少なくとも第１及び第２のポリエチレン画分を含み、該第１画分は、（ａ）０．９３０〜０．９７５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び５０〜２０００ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）又は（ｂ）０．８８〜０．９３ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．０１〜０．８ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）のいずれかを有する、及び
物質の試料１ｋｇ中に０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子をもたないことを特徴とする。
該組成物は、マルチモーダルなポリエチレンを含むこと、ここで、マルチモーダルなポリエチレンが、少なくとも２段階における少なくとも１のエチレンの重合化により得られ、０．９１５〜０．９５５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．２〜３．０ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）を有し、該マルチモーダルのポリエチレンが少なくとも第１及び第２のポリエチレン画分を含み、該第１画分は、（ａ）０．９３０〜０．９７５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び５０〜２０００ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）又は（ｂ）０．８８〜０．９３ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．０１〜０．８ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）のいずれかを有する、及び
物質の試料１ｋｇ中に０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子をもたないことを特徴とする。
さらに、本発明の独特の特徴及び利点は、以下の記載及び添付された請求項から明らかになるだろう。
本発明の理解を容易にするために、詳細な記述が以下に与えられる。
まず、明細書及び請求項において使用される幾つかの用語及び表現が定義される。
ポリマーの様式（ｍｏｄａｌｉｔｙ）は、ポリマーの分子量分布の構造、すなわち分子量の関数としての分子数を示す曲線の外観を意味する。曲線が１つの最大を示すならば、該ポリマーはユニモーダルとよばれ、もし該曲線が、２以上の最大値を示し、ポリマーが２以上の画分からなっているならば、該ポリマーは「バイモーダル」、「マルチモーダル」などと呼ばれる。以下において、分子量分布曲線が、１より多い最大値を有する全てのポリマーは、「マルチモーダル」と呼ばれる。
加工性は本明細書において、ＭＰａで表される所与の圧力における、ｋｇ／ｈで表される押出し出力に換算して定義される。使用される押出し機は、Ｎｏｋｉａ−Ｍａｉｌｌｅｆｅｒ型の一軸スクリュー押出機であり、Ｌ／Ｄ比は２４／１であり、直径は６０ｍｍであり、１８０℃において運転する。出力が所与の押出し機圧力においてできるだけ高ければ有利である。
環境応力亀裂耐性（ＥＳＣＲ）、即ち、機械的応力及び界面活性剤の形における試薬の作用下、亀裂の生成に対するポリマーの耐性は、ＡＳＴＭ Ｄ１６９３Ａにおいて測定され、使用される試薬は10％のＩｇｅｐａｌ ＣＯ−６３０である。結果は、時間単位で表される所与の時間後の亀裂の入った試料棒の割合として示される。Ｆ２０は、例えば２０％の試料棒が示された時間後に亀裂が入ったことを意味する。
メルトフローレート（ＭＦＲ）は、ＩＳＯ １１３３に従って決定され、以前使用されていた「メルトインデックス」と等価である。メルトフローレートは、ｇ／１０分において示され、流動性、従ってポリマーの加工性の指標である。メルトフローレートが高いほど、ポリマーの粘度は低い。メルトフローレートは１９０℃において、かつ２．１ｋｇの荷重において測定される（ＭＦＲ2；ＩＳＯ １１３３，条件Ｄ）
バリアー特性は、ＡＳＴＭ Ｆ １２４９に従って、水蒸気の伝播速度に換算して測定される。
耐剥離性は、ＤＩＮ ５３５０５（３秒）に従ってショアＤ硬度として測定される。
ポリマーの強度の尺度として、ＩＳＯ ５２７に従って、降伏強さ並びに５０ｍｍ／分の引張りにおける降伏伸びが測定される。
前に示されたように、本発明の一体化された絶縁体及びジャケットは、マルチモーダルのポリオレフィンを含むという事実により識別される。「ポリオレフィン」により、オレフィンホモポリマー又はコポリマーが意味される。オレフィンモノマーは好ましくはエチレン又はプロピレンから選択される。オレフィンモノマーがエチレンであるとき、コモノマーは、好ましくは３〜１２の炭素原子を有するα―オレフィン、より好ましくは１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、及び１−オクテンから選択される。オレフィンモノマーがプロピレンであるとき、コモノマーは好ましくはエチレン、及び４〜１２の炭素原子を有するα−オレフィンから選択され、より好ましくは、エチレン、１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、及び１−オクテンから選択される。
「ポリエチレン」又は「エチレン（コ）ポリマー」により、エチレンホモポリマー又はコポリマーが意味される。同様に、「ポリプロピレン」又は「プロピレン（コ）ポリマー」によりプロピレンホモポリマー又はコポリマーが意味される。
マルチモーダル、特にバイモーダルのポリオレフィン、好ましくはマルチモーダルのポリエチレンを２以上の直列に結合された反応器において製造することが従来から公知である。この先行技術の例として、欧州特許出願公開第０４０９９２号、０４１７９６号、０２２３７６号、及び国際特許出願公開第９２／１２１８２号が挙げられ、これらは、マルチモーダルのポリマーの製造に関して参照することにより本明細書に取り入れられる。これらの参考文献に従うと、重合段階のそれぞれ及び全ての段階が液相、スラリー、又は気相において行われることができる。
本発明に従い、主要な重合段階は好ましくはスラリー重合化／気相重合化又は気相重合化／気相重合化の組合せとして行われ得る。スラリー重合化は、好ましくは所謂ループ反応器において行われる。攪拌されたタンク反応器においてスラリー重合化を用いることは、本発明においては好ましくない、なぜならそのような方法は、該発明の組成物の製造のために十分に柔軟性があるわけではなく、かつ溶解度の問題を含むからである。改良された性質を有する本発明の組成物を製造するために、柔軟な方法が必要とされる。この理由のために、ループ反応器／気相反応器又は気相反応器／気相反応器の組合せにおいて少なくとも２の主要な重合化段階において、該組成物が製造されることが好ましい。該組成物は２の主要な重合化段階において製造されることが特に好ましく、その場合、最初の段階はスラリー重合化としてループ反応器において行われ、第２の段階は気相重合化として気相反応器において行われる。所望により、主要な重合化段階の前に予備重合化が先に行われ得、その場合、ポリマーの合計量の２０重量％まで、好ましくは１〜１０重量％までが製造される。一般的に、この技術は、複数の連続する重合化反応器における単一サイト触媒又はチーグラーナッタ触媒を利用する重合化によりマルチモーダルのポリマー混合物を与える。例えばバイモーダルのポリエチレン、これは本発明によると好ましいポリマーであるが、の製造において、最初のポリエチレン画分は、モノマー組成、水素ガス圧力、温度、圧力などに関してある条件下、最初の反応器において製造される。最初の反応器における重合化の後、製造されたポリマーを含む反応混合物は、第二の反応器へ供給され、そこで、異なる条件下においてさらに重合化が起こる。通常、メルトフローレートが高く（低分子量の）かつコモノマーの付加が普通又は少ない、又はそのような付加が全くない、最初のポリマー画分が最初の反応器において製造されるのに対し、低メルトフローレート（高分子量の）かつコモノマーの付加が多い第２のポリマー画分が第２の反応器において製造される。コモノマーとして、通常、１２までの炭素原子を有する他のオレフィン、例えば、３〜１２の炭素原子を有するα―オレフィン、例えばプロペン、ブテン、４−メチル−１−ペンテン、ヘキセン、オクテン、デセンなどがエチレンの共重合において使用される。生成する最終生成物は、２つの反応器からのポリマー画分のよく混じった混合物からなり、これらのポリマー画分の異なる分子量分布曲線は、２の最大値を有する分子量分布曲線を一緒に形成する、すなわち該最終生成物は、バイモーダルのポリマー混合物である。マルチモーダル、特にバイモーダルのポリマー、好ましくはエチレンポリマー及びその製造は、先行技術に属するので、詳細な説明は本明細書においては必要ではないが、上述の明細書に参照がなされる。
直列に接続された対応する数の反応器における２以上のポリマー画分の製造において、メルトフローレート、密度及びその他の特性が除去された物質上で直接測定できるのは、最初の反応器段階において製造された画分の場合、及び最終生成物の場合のみであることは指摘されるべきである。第１の段階に続く反応器の段階において製造されるポリマー画分の対応する性質は、それぞれの反応器段階に導入された物質及びそれぞれの反応器段階から出された物質の対応する値に基づいて間接的に決定され得るだけである。
マルチモーダルのポリマー自体及びその製造自体は公知ではあるが、従前はそのようなマルチモーダルのポリマーを光ファイバ海底リピーターケーブルの一体化された絶縁体及びジャケットのための組成物として使用することは知られていなかった。とりわけ、本発明において必要とされるような、特異的な値の密度、メルトフローレート及び清浄さを有するマルチモーダルのポリマーをこの文脈において使用することは従前は公知ではない。
上に暗示されたように、本発明に従う一体化された絶縁体及びジャケットにおけるマルチモーダルのポリマーはバイモーダルのポリオレフィンであることが好ましい。このバイモーダルポリオレフィンが上のように、直列に接続された２以上の重合化反応器において、異なる重合化条件下における重合化により製造されることもまた好ましい。このようにして得られた反応条件に関する柔軟性のために、１、２以上のオレフィンモノマーの重合化としては、重合化がループ反応器／気相反応器、気相反応器／気相反応器、又はループ反応器／ループ反応器において行われることが最も好ましく、異なる重合化段階は、変動するコモノマーの含有量を有する。好ましい２段階法における重合化条件は、普通のあるいは低いコモノマーの濃度を有する，これが好ましい、あるいはコモノマーの濃度を全く有しない比較的低分子量のポリマー画分が１の段階、連鎖移動剤（水素ガス）の高い濃度のために好ましくは第１段階、において製造されて、コモノマーのより多い含有量を有する高分子量ポリマー画分はもう１つの段階、好ましくは第２段階において製造されるように、選択されるのが好ましい。
好ましくは、本発明に従うマルチモーダルのポリオレフィンは、マルチモーダルのポリプロピレン、これが最も好ましい、又はマルチモーダルのポリエチレンである。
上の内容を鑑み、本発明に従う好ましいマルチモーダルのポリエチレンはエチレンとブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン又は１−オクテンとの高分子量ポリマーを混合された低分子量エチレンホモポリマーからなる。
本発明に従うマルチモーダルのポリオレフィンにおける個々のポリマーの性質は、最終的なマルチモーダルのポリオレフィンが約０．９１５〜０．９５５ｇ／ｃｍ3の密度、好ましくは約０．９２０〜０．９５０ｇ／ｃｍ3、及び約０．２〜３．０ｇ／１０分、好ましくは約０．２〜２．０ｇ／１０分のメルトフローレートを有するように選択されることが特に好ましい。本発明に従うと、これは好ましくは、約０．９３０〜０．９７５ｇ／ｃｍ３、好ましくは約０．９５５〜０．９７５ｇ／ｃｍ3の密度及び約５０〜２０００ｇ／１０分、好ましくは約１００〜１０００ｇ／１０分、最も好ましくは約２００〜６００ｇ／１０分のメルトフローレートを有する最初のポリオレフィン画分及び、マルチモーダルのポリオレフィンが上に示された密度及びメルトフローレートを得るようなそのような密度及びそのようなメルトフローレートを有する第２のポリオレフィン画分を少なくとも含むマルチモーダルのポリオレフィンにより達成される。
マルチモーダルのポリオレフィンがバイモーダルである、すなわち２つのポリオレフィン画分の混合物（最初のオレフィンポリマー及び第２のオレフィンポリマー）であり、最初のポリオレフィン画分は第１の反応器において製造され、上に示したような密度及びメルトフローレートを有するならば、第２の反応段階において製造される第２のポリオレフィン画分の密度及びメルトフローレートは、前に示されたように、第２反応器の段階に供給された物質の値及び第２の反応器から放出された物質の値に基づいて間接的に決定され得る。
マルチモーダルのポリオレフィン及び最初のポリオレフィン画分が、上の値の密度及びメルトフローレートを有する場合、計算は、第２の段階で製造された第２のポリオレフィン画分は、約０．８８〜０．９３ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．９１〜０．９３ｇ／ｃｍ3のオーダーの密度及び約０．０１〜０．８ｇ／１０分、好ましくは約０．０５〜０．３ｇ／１０分のオーダーのメルトフローレートを有することを示す。
前に示されたように、段階の順序は反対にされてもよく、そのことは、もし最終的なマルチモーダルのポリオレフィが、約０．９１５〜０．９５５ｇ／ｃｍ3、好ましくは約０．９２０〜０．９５０ｇ／ｃｍ3の密度及び約０．２〜３．０ｇ／１０分、好ましくは約０．２〜２．０ｇ／１０分のメルトフローレートを有し、最初の段階で製造される最初のポリオレフィン画分が約０．８８〜０．９３ｇ／ｃｍ3、好ましくは約０．９１〜０．９３ｇ／ｃｍ3の密度及び約０．０１〜０．８ｇ／１０分、好ましくは約０．０５〜０．３ｇ／１０分のメルトフローレートを有するならば、２段階法の第２の段階で製造される第２のポリオレフィン画分は、上のような計算に従うと、約０．９３〜０．９７５ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．９５５〜０．９７５ｇ／ｃｍ3のオーダーの密度及び約５０〜２０００ｇ／１０分、好ましくは約１００〜１０００ｇ／１０分、最も好ましくは約２００〜６００ｇ／１０分のメルトフローレートを有するはずである。しかし本発明に従うオレフィンポリマー混合物の製造における段階のこの順序は、より好ましくない。
本発明に従う一体化された絶縁体及びジャケットの性質を最適化するために、マルチモーダルのポリオレフィン中の個々のポリマー画分は、個々のポリマー画分により寄与される目標とされる性質が最終的なオレフィンマルチモーダルのポリオレフィンにおいてもまた達成されるような重量比において存在するべきである。その結果、個々のポリマー画分は、マルチモーダルのポリオレフィンの性質に影響を与えないような少量、例えば約１０重量％以下において存在するべきではない。より特定的には、高メルトフローレート（低分子量）を有するポリオレフィン画分の量は、マルチモーダルのポリオレフィンの少なくとも２５重量％であるが、７５重量％以下、好ましくはマルチモーダルのポリオレフィンの３５〜５５重量％であり、そうすることにより最終生成物の性質を最適化することが好ましい。
本発明に従う一体化された絶縁体及びジャケット及びより詳細には、そのためのマルチモーダルのポリオレフィンの重要な特性は、その高清浄性である。高清浄性は、一体化された絶縁体及びジャケットの良好な電気特性に寄与し、その結果、絶縁破壊が起きる前まで電場で表わされる高い操作応力に耐えることができる。現在の光ファイバ海底リピーターケーブルの一体化された絶縁体及びジャケットは典型的には約２ｋＶ／ｍｍの最大電場レベルに耐えるが、このレベルは、本発明に従う新しい清浄なマルチモーダルのポリオレフィン物質を有する一体化された絶縁体及びジャケットを用いれば約１０ｋＶ／ｍｍまで増加されることができると考えられる。これは、約５ｍｍの一体化された絶縁体及びジャケットの持続された厚さで、電圧は約５０ｋＶまで増加されその結果、最大又は合計距離が５倍増加される得ることを意味する。このことは、光ファイバ海底リピーターケーブルの分野における重要な技術進歩を構成する。
先に述べたように、一体化された絶縁体及びジャケットは上で定義されたマルチモーダルのポリオレフィンを含む。これは、一体化された絶縁体及びジャケットは実質的にマルチモーダルのポリオレフィンでできていることを意味する。好ましくは、一体化された絶縁体及びジャケットはマルチモーダルのポリオレフィンからなる。いかなる場合においても、マルチモーダルのポリオレフィンの清浄性は一体化された絶縁体及びジャケットの清浄性にとって決定的である。
本発明のマルチモーダルのポリオレフィン物質の清浄性は、重要な特性であり、物質中の汚染物質の欠如に関して定義される。汚染物質は、生成物の処方に固有ではない、７０μｍより大きい任意の寸法を有する粒子である。１００μｍより大きい酸化ポリオレフィン粒子もまた、もし周囲に対して鋭い境目を示すならば、汚染物質と考えられる。先に述べたように、マルチモーダルのポリオレフィンは、1ｋｇの物質の試料中に０．５ｍｍより大きい粒子を含むべきではない。好ましくは１ｋｇのマルチモーダルのポリオレフィンの試料は０．２ｍｍ、より好ましくは０．１μｍより大きい任意の寸法を有する粒子を含まず、その場合には、該マルチモーダルのポリオレフィンは超清浄と呼ばれる。
マルチモーダルのポリオレフィンの清浄度の測定は、マルチモーダルのポリオレフィンの０．５ｍｍ厚のテープを押出し、該テープを、光源及び敏感な検出器に基づく自動汚染検出器を用いて調べるすることにより行われることができる。汚染物質が記録されたら、テープは自動的に汚染物質の近辺において印をつけられる。押出しが完了した後、テープは手動で汚染の印がないか検査し、各汚染物質は個別に特定され、測定される。各汚染物質の最長の寸法が、測定顕微鏡を用いておよそ100倍の倍率において測定される。検査された各テープの量は1ｋｇの重量を有するべきである。
１．７ｇ／１０分のＭＦＲ２及び０．９４２ｇ／ｃｍ３の密度を有する本発明の一体化された絶縁体及びジャケットのための好ましいマルチモーダルのポリオレフィンを検査したところ、テープは以下の清浄性を示した：
テープ１：０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子は０であり、０．２〜０．５ｍｍの寸法を有する粒子は０であり、及び０．１〜０．２ｍｍの寸法を有する粒子は１であった。
テープ２：０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子は０であり、０．２〜０．５ｍｍの寸法を有する粒子は０であり、及び０．１〜０．２ｍｍの寸法を有する粒子は２であった。
テープ１：０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子は０であり、０．２〜０．５ｍｍの寸法を有する粒子は０であり、及び０．１〜０．２ｍｍの寸法を有する粒子は１であった。
テープ２：０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子は０であり、０．２〜０．５ｍｍの寸法を有する粒子は０であり、及び０．１〜０．２ｍｍの寸法を有する粒子は２であった。
本発明の特に好ましい面に従うと、マルチモーダルのポリオレフィンの要求される清浄度は、マルチモーダルのポリオレフィンの製造後、マルチモーダルのポリオレフィンをろ過することにより確保／増加され得る。これは、４０〜２５０μｍ、好ましくは４０〜１００μｍのフィルター孔を有するフィルターを通してマルチモーダルのポリオレフィンを通過させることにより達成される。濾過は、好ましくは、ダイスに接続された適切なフィルターを用いて押出し機を通してマルチモーダルのポリオレフィンを押出すことにより行われる。フィルターは固定型、即ち押出しダイスに恒久的に固定されたものであるか、又は交換型、即ち２つの交換フィルター、ダイスを通過して連続的に動くフィルター、又は市販のフィルターの任意の他のタイプのものであり得る。
本発明のマルチモーダルのポリオレフィンの濾過はその良好な加工性により容易化されると理解される。一体化された絶縁体及びジャケット用の従来のユニモーダルのポリエチレンは上に定義されたように、約２５ＭＰａの押出し圧力において約２０ｋｇ／ｈの加工性を有するが、１．７ｇ／１０分のＭＦＲ２及び０．９４２ｇ／ｃｍ３の密度を有する本発明の一体化された絶縁体及びジャケット用の好ましいマルチモーダルのポリオレフィンは、約２５ＭＰａの押出し圧力において約６０ｋｇ／ｈの出力を有する。良好な加工性を達成するという観点では、マルチモーダルのポリオレフィンは少なくとも１．５ｇ／１０分のＭＦＲ２を有することが好ましい。これは、上に述べた、マルチモーダルのポリオレフィンの濾過をもまた容易にする。
本発明のマルチモーダルのポリオレフィンの清浄度の一部として、慣用の安定化剤例えば抗酸化剤及び光安定化剤を除いて、それは添加剤を全く含まないことは事実である。本発明のマルチモーダルのポリオレフィンの安定化剤は、マルチモーダルのポリオレフィンのせいぜい１重量％、好ましくはせいぜい０．５重量％、及び最も好ましくは約０．１重量％の慣用の量において添加される。
本発明の一体化された絶縁体及びジャケット用のマルチモーダルのポリオレフィンのもう１つの重要な面は、上において定義されたように、良好な環境応力亀裂耐性（ＥＳＣＲ）を有することである。従って本発明に従うマルチモーダルのポリオレフィンは好ましくは以下のＥＳＣＲ特性を有する：Ｆ１０＞１５００時間、より好ましくは＞８００時間；Ｆ１＞７００時間、より好ましくは＞３０００時間である。
前に示されたように、ケーブルの金属部品の塩水による腐食を防ぐために、本発明の組成物は良好なバリヤー特性を有するべきである。より詳細には、ＡＳＴＭ Ｆ １２４９に従って測定された水蒸気透過速度が４．５ｇ／ｍ2／２４時間より低いことが好ましい。
また、良好な耐剥離性もまた本発明に従うケーブルにとって重要である。本発明のケーブルの組成物は、耐剥離性としてＤＩＮ ５３５０５に従って測定して、５５より大きいショアＤ硬度（３秒）を有することが好ましい。さらに、１秒におけるショア硬度：３秒におけるショア硬度の比、すなわち
が好ましくは１．０５より大きいべきである。
本発明のケーブルの組成物のさらに重要な性質は、降伏強さ及び５０ｍｍ／分における降伏伸びとして測定されたその強度である。好ましくは、降伏強さは１８ＭＰａより高く、降伏伸びは10％より大きい。
Claims (12)
- 一体化された絶縁体及びジャケットを有する光ファイバ海底リピーターケーブルであって、
該一体化された絶縁体及びジャケットは、マルチモーダルのポリエチレンを含むこと、ここで、該マルチモーダルのポリエチレンが、少なくとも２段階におけるエチレンの重合化により得られたものであり、０．９１５〜０．９５５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．２〜３．０ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）を有し、該マルチモーダルのポリエチレンは少なくとも第１及び第２のポリエチレン画分を含み、該第１画分は、（ａ）０．９３０〜０．９７５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び５０〜２０００ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）又は（ｂ）０．８８〜０．９３ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．０１〜０．８ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）のいずれかを有する、及び
該一体化された絶縁体及びジャケットは、１ｋｇの物質の試料中に０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子を含まないこと
を特徴とする光ファイバ海底リピーターケーブル。 - マルチモーダルのポリエチレンが、４０〜２５０μｍのフィルター孔を有するフィルターを通して濾過されたものである、請求項１に記載のケーブル。
- マルチモーダルのポリエチレンがバイモーダルである、請求項１又は２に記載のケーブル。
- 該マルチモーダルのポリエチレンが０．９２０〜０．９５０ｇ／ｃｍ3の密度及び０．２〜２．０ｇ／１０分のＭＦＲ2を有し、第１のポリエチレン画分が０．９５５〜０．９７５ｇ／ｃｍ3の密度及び１００〜１０００ｇ／１０分のＭＦＲ2を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載のケーブル。
- マルチモーダルのポリエチレンが、少なくとも２の段階における、配位触媒されるエチレンの重合化により得られたものであり、該複数の段階の少なくとも１の段階においては、エチレンと３〜１２の炭素原子を有するα−オレフィンコモノマーとの重合化が行われる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のケーブル。
- コモノマーが１−ブテン、１−ヘキセン、４−メチルー１−ペンテン、及び１−オクテンからなる群から選択される、請求項５に記載のケーブル。
- 重合化段階が、スラリー重合化、気相重合化、又はそれらの組み合わせとして行われる、請求項６に記載のケーブル。
- 少なくとも１のループ反応器に続いて少なくとも１の気相反応器がある、ループ反応器／気相反応器工程において重合化が行われる、請求項７に記載のケーブル。
- マルチモーダルのポリエチレンが、Ｆ１０＞８０００時間、Ｆｌ＞７００時間のＡＳＴＭ Ｄ １６９３Ａ（１０％Ｉｇｅｐａｌ）に従う環境応力亀裂耐性（ＥＳＣＲ）を有する、請求項１〜８のいずれか１項に従うケーブル。
- 光ファイバ海底リピーターケーブルの一体化された絶縁体及びジャケットのための組成物であって、
マルチモーダルのポリエチレンを含むこと、ここで、該マルチモーダルのポリエチレンが、少なくとも２段階におけるエチレンの重合化により得られ、０．９１５〜０．９５５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．２〜３．０ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）を有し、該マルチモーダルのポリエチレンが少なくとも第１及び第２のポリエチレン画分を含み、該第１画分は、（ａ）０．９３０〜０．９７５ｇ／ｃｍ 3 の密度及び５０〜２０００ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）又は（ｂ）０．８８〜０．９３ｇ／ｃｍ 3 の密度及び０．０１〜０．８ｇ／１０分のメルトフローレート（ＭＦＲ 2 ）のいずれかを有する、及び
１ｋｇの物質の試料中に０．５ｍｍより大きい寸法を有する粒子を含まないことを特徴とする組成物。 - 該マルチモーダルのポリエチレンが、４０〜２５０μｍのフィルター孔を有するフィルターを通して濾過されたものである、請求項１０に記載の組成物。
- マルチモーダルのポリエチレンがバイモーダルである、請求項１０又は１１に記載の組成物。
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