JP6334539B2 - 修飾エチレン系ポリマー組成物およびそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2012年9月25日付で出願された米国特許仮出願第61/705,348号の有益性を請求する。
(1)低密度ポリエチレン(「LDPE」)、線状低密度ポリエチレン(「LLDPE」)、超低密度ポリエチレン(「VLDPE」)、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択されるエチレン系熱可塑性ポリマーと、
(2)エチレン−α−ブテンコポリマー、エチレン−α−ヘキセンコポリマー、エチレン−α−オクテンコポリマー、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択されるオレフィン系熱可塑性エラストマーと、
を含む組成物であって、
前記組成物は、−20℃で750メガパスカル(「MPa」)以下の引張弾性率(E’)を有し、前記ポリマー組成物は60℃で少なくとも20MPaのE’を有する。
(1)コアと、
(2)前記コアを少なくとも部分的に取り囲むジャケットと、
を含む被覆導体を含む組成物であって、
前記ジャケットが、エチレン系熱可塑性ポリマーとオレフィン系熱可塑性エラストマーとを含むポリマー組成物から少なくとも部分的に構成される、組成物である。
上述のとおり、本明細書中で記載されるポリマー組成物の1成分はエチレン系熱可塑性ポリマーである。本明細書中で用いられる場合、「エチレン系」ポリマーは、他のコモノマーも用いられる可能性があるが、主(すなわち、50重量パーセント(「重量%」)より多い)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。当該技術分野で知られているように、「熱可塑性」ポリマーは、特徴的には加熱するとより柔らかくなる非架橋ポリマーである。したがって、様々な実施形態において、エチレン系熱可塑性ポリマーは非架橋である。「ポリマー」は、同じ種類または異なる種類のモノマーを反応(すなわち、重合)させることによって調製される高分子化合物を意味する。「ポリマー」は、ホモポリマーおよびインターポリマーを包含する。「インターポリマー」は、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されるポリマーを意味する。この総称は、コポリマー(通常、2つの異なる種類のモノマー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2より多い異なる種類のモノマーから調製されるポリマー(例えば、ターポリマー(3つの異なる種類のモノマー)およびテトラポリマー(4つの異なる種類のモノマー))を包含する。
適用において、上記ポリマー組成物を使用して、成形品を製造することができる。そのような物品としては、限定されるものではないが、電力もしくは通信ケーブルジャケット、または電力もしくは通信ケーブル絶縁製品を挙げることができる。様々な方法を用いて、電力もしくは通信ケーブルジャケット、または電力もしくは通信ケーブル絶縁製品などの物品を製造することができる。好適な従来技術には、限定されるものではないが、押出によるワイヤーコーティングが含まれる。そのような技術は一般的に周知である。
密度
密度は、ASTM D792にしたがって測定する。
メルトインデックス、すなわちI2をASTM D1238、条件190℃/2.16kgにしたがって測定し、10分あたりに溶出されるグラム数で報告する。I10をASTM D1238、条件190℃/10kgにしたがって測定し、10分あたりに溶出されるグラム数で報告する。
TA Instruments Inc.によって製造されるDMA Q800を使用して圧縮成形されたプラークを試験することによって、引張弾性率(E’)(別称、ヤング率の実成分または弾性成分)を測定する。サンプルを一端で固定クランプ上に取り付け、一方、他端を可動クランプ上に取り付ける、シングルカンチレバー機構(single cantilever setup)を用いて動的機械分析(「DMA」)曲げ試験法を使用してデータを集める。次いで可動クランプで、試験中0.025%の小さな歪み率(%)を適用することにより正弦運動でサンプルを曲げる。曲げ運動の周波数は1Hzである。サンプルは、曲げられている間に、1分につき3℃の増加率により−30℃から+90℃までの温度傾斜プログラムを経る。結果として得られる測定値を次いで標準的コンピュータソフトウェアによって処理し、E’(およびE”、粘性類似体)データを記録する。
E”=(応力/歪み)sin(δ)
E*(ω)=E’(ω)+iE”(ω)
実施例1(比較例) ポリ塩化ビニルの引張弾性率
2つのポリ塩化ビニル(「PVC」)サンプル(CS1およびCS2;それぞれ100重量%PVC)を−20℃、20℃、および60℃での引張弾性率について上記試験法にしたがって分析する。用いられる柔軟性PVCサンプルは1.35g/ccの密度および79.9のショアA硬度を有するPVC製品である。結果を下表1に提供する。
14のサンプル(S1〜S14)および1つの比較サンプル(CS3)を下表2で記載する組成にしたがって調製する。S1〜S14を以下の手順にしたがって調製する。実験室用電気バッチミキサーはローラーブレードを備えている。ミキサーはC.W. Brabender製造のPrep−Mixer(登録商標)であり、350mLの容量を有する2つの加熱ゾーンから構成される3ピースデザインを有するミキサー/測定ヘッドを備えている。ミキサー温度を180℃に設定し、この温度まで予熱する。あらかじめ測定されたベース樹脂(エチレン系熱可塑性ポリマー)をボウルに15rpmで完全に流動(full flux)するようになるまで供給する。次いでオレフィン系熱可塑性エラストマー、続いて抗酸化剤を、15rpmで完全に流動するまで添加する。油を、妥当な場合は15rpmの速度でゆっくりと添加してポリマー中に充分に組み入れる。次いで、速度を40rpmまであげる。全化合物を40rpmで5分間混合し、除去する。
6つのサンプル(S15〜S20)および比較サンプル(CS4)を下表4で記載する組成にしたがって調製する。S15〜S20を実施例2で上述する同じ方法にしたがって調製する。この実施例で用いられるLDPEはThe Dow Chemical Companyによって製造されるDYNK−2である。DYNK−2は0.919〜0.922g/cm3の範囲の密度、および0.18〜0.22g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)を有する。ENGAGE(商標)7467、プロセス油、および抗酸化剤成分の各々は実施例2で上述したものと同じである。
6つのサンプル(S21〜S26)および比較サンプル(CS5)を下表6で記載する組成にしたがって調製する。S21〜S26を実施例2で上述する同じ方法にしたがって調製する。この実施例で用いるVLDPEは、The Dow Chemical Company, Midland, MI, USA.から入手可能なDFDB−1085 NTである。DFDB−1085 NTは0.883〜0.886g/cm3の範囲の密度、および0.60〜0.90g/10分のメルトインデックス(I2)を有する。ENGAGE(商標)7467、プロセス油、および抗酸化剤成分の各々は実施例2で前述したものと同じである。
4つの比較サンプル(CS6〜CS9)を下表8で記載した組成にしたがって調製する。CS6〜CS9を実施例2で上述した同じ方法にしたがって調製する。この実施例で使用するエチレンエチルアクリレート(「EEA」)ポリマーは、The Dow Chemical Company, Midland, MI, USAから入手可能なAMPLIFY(商標)EA 103機能性ポリマーである。EEAは0.930g/cm3の密度、および18.0〜21.0g/10分のメルトインデックス(I2)を有する。この実施例で用いられるエチレンビニルアセテート(「EVA」)ポリマーは、The Dow Chemical Company, Midland, MI, USA.によって製造されるDXM−264である。EVAは、0.935g/cm3の密度、および41〜55g/10分のメルトインデックス(I2)を有する。LDPE、LLDPE、および抗酸化剤成分の各々は、実施例2および3で上述されるものと同じである。
なお、本発明には、以下の態様が含まれることを付記する。
〔1〕
(1)低密度ポリエチレン(「LDPE」)、線状低密度ポリエチレン(「LLDPE」)、超低密度ポリエチレン(「VLDPE」)、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択されるエチレン系熱可塑性ポリマーと、
(2)エチレン−α−ブテンコポリマー、エチレン−α−ヘキセンコポリマー、エチレン−α−オクテンコポリマー、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択されるオレフィン系熱可塑性エラストマーと
を含むポリマー組成物であって、
前記ポリマー組成物が−20℃で750メガパスカル(「MPa」)以下の引張弾性率(E’)を有し、前記ポリマー組成物が60℃で少なくとも20MPaのE’を有する、ポリマー組成物。
〔2〕
(1)コアと、
(2)前記コアを少なくとも部分的に取り囲むジャケットと、
を有する被覆導体を含み、
前記ジャケットが、エチレン系熱可塑性ポリマーとオレフィン系熱可塑性エラストマーとを含むポリマー組成物から少なくとも部分的に構成される、組成物。
〔3〕
前記エチレン系熱可塑性ポリマーが、LDPE、LLDPE、VLDPE、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択され、前記オレフィン系熱可塑性エラストマーがエチレン−α−オレフィンインターポリマーである、〔2〕に記載の組成物。
〔4〕
前記被覆導体がドロップワイヤーである、〔2〕または〔3〕のいずれかに記載の組成物。
〔5〕
前記ポリマー組成物が−20℃で750メガパスカル(「MPa」)以下の引張弾性率(E’)を有し、前記ポリマー組成物が60℃で少なくとも20MPaのE’を有する、〔2〕〜〔4〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔6〕
前記ポリマー組成物が650MPa未満の−20℃から60℃の引張弾性率の変化(ΔE’)(−20℃でのE’マイナス60℃でのE’)を示す、〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔7〕
前記ポリマー組成物が−20℃で500MPa以下のE’を有し、前記ポリマー組成物が60℃で少なくとも25MPaのE’を有し、前記ポリマー組成物が500MPa未満の−20℃から60℃のΔE’を有する、〔1〕〜〔6〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔8〕
前記ポリマー組成物が、オレフィン系熱可塑性エラストマーを含まないことを除いては同じポリマー組成物の−20℃でのE’よりも少なくとも25%少ない−20℃でのE’を有する、〔1〕〜〔7〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔9〕
前記ポリマー組成物が前記エチレン系ポリマーを全ポリマー組成物重量基準で25〜85重量パーセントの範囲の量で含み、前記ポリマー組成物が前記オレフィン系熱可塑性ポリマーを全ポリマー組成物重量基準で1〜75重量パーセントの範囲の量で含む、〔1〕〜〔8〕のいずれか1項に記載の組成物。
〔10〕
前記ポリマー組成物がプロセス油を全ポリマー組成物重量基準で1〜30重量パーセントの範囲の量でさらに含む、〔1〕〜〔9〕のいずれかに記載の組成物。
Claims (7)
- (1)0.919〜0.924g/cm 3 の範囲の密度を有する低密度ポリエチレン(「LDPE」)、0.918〜0.922g/cm 3 の範囲の密度を有する線状低密度ポリエチレン(「LLDPE」)、0.883〜0.886g/cm 3 の範囲の密度を有する超低密度ポリエチレン(「VLDPE」)、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択されるエチレン系熱可塑性ポリマーと、
(2)0.854〜0.873g/cm 3 の範囲の密度を有するオレフィン系熱可塑性エラストマーであって、エチレン−α−ブテンコポリマー、エチレン−α−ヘキセンコポリマー、エチレン−α−オクテンコポリマー、およびそれらの2以上の組み合わせからなる群から選択される前記オレフィン系熱可塑性エラストマーと
を含むポリマー組成物であって、
前記ポリマー組成物が−20℃で750メガパスカル(「MPa」)以下の引張弾性率(E’)を有し、前記ポリマー組成物が60℃で少なくとも20MPaのE’を有し、
(i)前記エチレン系熱可塑性ポリマーが前記LDPEまたはLLDPEを含む場合、前記ポリマー組成物は、前記ポリマー組成物の重量に基づき25〜67.9重量%の前記LDPEまたはLLDPEを含み、(ii)前記エチレン系熱可塑性ポリマーが前記VLDPEを含む場合、前記ポリマー組成物は、前記ポリマー組成物の重量に基づき62〜79.9重量%の前記VLDPEを含む、前記組成物。 - (1)コアと、
(2)前記コアを少なくとも部分的に取り囲むジャケットと、
を有する被覆導体を含み、
前記ジャケットが、請求項1に記載のポリマー組成物から少なくとも部分的に構成される、組成物。 - 前記被覆導体がドロップワイヤーである、請求項2に記載の組成物。
- 前記ポリマー組成物が650MPa未満の−20℃から60℃の引張弾性率の変化(ΔE’)(−20℃でのE’マイナス60℃でのE’)を示す、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記ポリマー組成物が−20℃で500MPa以下のE’を有し、前記ポリマー組成物が60℃で少なくとも25MPaのE’を有し、前記ポリマー組成物が500MPa未満の−20℃から60℃のΔE’を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記ポリマー組成物が、オレフィン系熱可塑性エラストマーを含まないことを除いては同じポリマー組成物の−20℃でのE’よりも少なくとも25%少ない−20℃でのE’を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記ポリマー組成物がプロセス油を全ポリマー組成物重量基準で1〜30重量パーセントの範囲の量でさらに含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
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