JP6960418B2 - 溶接線および突起を有さない半導体シールド - Google Patents
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Description
(A)0.90グラム毎立方センチメートル(g/cc)超の密度および190℃/2.16kgで20グラム毎10分(g/10分)超のメルトインデックスを有する非極性エチレン系ポリマーと、
(B)エチレンおよび4〜20個の炭素原子を有する不飽和アルキルエステルからなる極性ポリマーと、
(C)アセチレンカーボンブラックと、
(D)硬化剤と、を含む組成物であって、
(1)組成物が相分離構造を有し、(2)極性ポリマーに対する非極性ポリマーの重量比が0.25〜4であることを条件とする組成物である。
定義
米国特許実務の目的のため、任意の参照される特許、特許出願、または刊行物の内容は、特に定義の開示(本開示に具体的に提供されるあらゆる定義と矛盾しない程度に)および当該技術分野における一般的知識に関して、それらの全体が参照により組み込まれる(またはその同等の米国版が参照によりそのように組み込まれる)。
本発明の実践において使用される非極性エチレン系ポリマーは、炭化水素であり、エチレン、3〜12個の炭素原子、好ましくは4〜8個の炭素原子を有する1種以上の少量のα−オレフィン、および任意選択でジエンを含む、または本質的にそれらからなる。α−オレフィンの限定されない例は、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテンおよび1−オクテンである。任意選択のジエンの限定されない例は、イソプレン、1,3−ブタジエン、1,5−シクロオクタジエン等である。α−オレフィンコモノマーは、コポリマーの重量を基準として25重量%以下、典型的には1〜25重量%未満、または5〜20重量%の量でコポリマー中に存在し得る。任意選択のジエンは、存在する場合、典型的には、コポリマーの重量を基準として10重量%以下、典型的には1重量%〜5重量%未満、または1〜3重量%の量でコポリマー中に存在する。非極性エチレン系ポリマーの残りは、当然ながらエチレンである。エチレン系ポリマーは、エラストマー、フレキソマーおよびプラストマーを含む。
極性ポリマーは、本質的にエチレンおよび不飽和アルキルエステルからなる。エチレンおよび不飽和アルキルエステルのコポリマーは、一般に、高圧法によって作製される。Introduction to Polymer Chemistry,Stille,Wiley and Sons,New York,1962、149〜151頁には、従来の高圧プロセスが記載されている。高圧プロセスは、典型的には、管状反応器または撹拌式オートクレーブ内で行われるフリーラジカル開始重合である。攪拌式オートクレーブ内では、圧力は典型的には10,000〜30,000psi(68.95〜206.8メガパスカル(MPa))の範囲であり、温度は通常175〜250℃の範囲内であり、管状反応器内では、圧力は典型的には25,000〜45,000psi(172.4〜310.3MPa)の範囲であり、温度は200〜350℃の範囲内である。
本発明の実践において使用されるアセチレンカーボンブラックは、アセチレンの発熱分解によって形成される。一実施形態において、それは100グラム当たり150〜200ミリリットル(ml/100g)、より典型的には160〜190ml/100g、さらにより典型的には165〜185ml/100gのDBP(ジフェニルフタレート)吸収値を有する(ASTM D2414−09a、Standard Test Method for Carbon Black−Oil Absorption Number(OAN)に従って測定される)。一実施形態において、アセチレンカーボンブラックは、典型的には、0.2〜0.4グラム/ミリリットル(g/ml)、より典型的には0.25〜0.4g/ml、さらにより典型的には0.28〜0.36g/mlの見掛けの密度範囲を有する(ASTM D1513−05e1、Standard Test Method for Carbon Black,Pelleted−Pour Densityに従って測定される)。一実施形態において、アセチレンカーボンブラックは、典型的には、85〜105ミリグラム/グラム(mg/g)、より典型的には90〜100mg/g、さらにより典型的には92〜96mg/gのヨウ素吸収範囲を有する(ASTM D1510−09b、Standard Test Method for Carbon Black−Iodine Absorption Numberに従って測定される)。アセチレンカーボンブラックは、典型的には、組成物の重量を基準として30〜38重量%、または30〜36重量%、または30〜34重量%の量で存在する。
本発明の組成物は架橋され得る。これは、硬化剤、典型的には有機過酸化物または照射により従来の方法で達成されるが、前者が好ましい。使用される有機過酸化物の量は、典型的には、複合材の重量を基準として0.1〜2.0重量%、または0.5〜2.0重量%、または0.5〜1重量%の範囲内である。有機過酸化物架橋温度は、典型的には、125〜250℃の範囲内、より典型的には135〜210℃の範囲内である。
組成物に導入され得る従来の添加剤は、酸化防止剤、カップリング剤、紫外線吸収剤または安定剤、帯電防止剤、顔料、染料、核形成剤、強化充填剤またはポリマー添加剤、スリップ剤、可塑剤、加工助剤、潤滑剤、粘度制御剤、粘着付与剤、ブロック防止剤、界面活性剤、エキステンダー油、金属不活性化剤、電圧安定剤、難燃充填剤および添加剤、架橋剤、増強剤、および触媒、ならびに煙抑制剤により例示される。添加剤および充填剤は、組成物の重量を基準として0超から、典型的には0.1〜50重量パーセント以上まで(より大きい量は一般的には充填剤に対するものである)の範囲の量で添加され得る。
本発明の組成物は、相分離構造を有し、すなわち、非極性および極性ポリマーは互いに混ざり合わず、組成物中で主として互いに別個に存在する。典型的には、非極性エチレン系ポリマーは連続相であり、極性ポリマーは分散相であるが、一実施形態において、非極性およびポリマーポリマーは共連続相で存在する。アセチレンカーボンブラックは、典型的および優先的には、非極性連続相にある。
配合は、従来の溶融/ミキサーまたは通常の押出機で、好ましくは一段階で行うことができ、溶融/ミキサーおよび押出機という用語は、本明細書において交換可能に使用される。一般に、導電性シールド組成物は、溶融/ミキサー中で調製され、次いで、ペレタイザーアタッチメントまたはペレット化に適合した押出機を使用してペレット化される。名称が暗に意味するように、溶融/ミキサーおよび押出機の両方は、実際に溶融ゾーンおよび混合ゾーンを有するが、それぞれの様々なセクションは、当業者には異なる名称で知られている。
材料
以下の実施例で使用した材料を表1に記載する。
配合物の全てを配合するために、HAAKE(商標)レオメータミキサーを使用する。一般に、ベース樹脂を最初に添加し、125℃で溶融し、次いでカーボンブラックおよび他の成分を添加し、毎分60回転(rpm)で10分間混合する。
なお、本発明には、以下の実施形態が包含される。
[1](A)0.90g/cc超の密度および190℃/2.16kgで20g/10分超のメルトインデックスを有する非極性エチレン系ポリマーと、
(B)エチレンおよび4〜20個の炭素原子を有する不飽和アルキルエステルからなる極性ポリマーと、
(C)アセチレンカーボンブラックと、
(D)硬化剤と、を含む組成物であって、
(1)前記組成物が相分離構造を有し、(2)極性ポリマーに対する非極性ポリマーの重量比が0.25〜4であることを条件とする組成物。
[2]前記エチレン系ポリマーが、(i)密度90℃以上の融点、および(ii)30%以上の結晶化度の少なくとも1つを有する、前記[1]に記載の組成物。
[3]前記エチレン系ポリマーが、3〜12個の炭素原子のα−オレフィンと、任意選択でジエンとを含む、前記[1]または[2]に記載の組成物。
[4]前記エチレン系ポリマーが、25重量%未満の前記α−オレフィンから誘導されるモノマー単位を含む、前記[3]に記載の組成物。
[5]前記極性ポリマーが、エチレン−エチルアクリレート(EEA)、エチレン−ブチルアクリレート(EBA)、またはエチレン−無水マレイン酸(EMA)のうちの少なくとも1つである、前記[1]に記載の組成物。
[6]前記アセチレンカーボンブラックが、組成物の30〜38重量%を構成する、前記[1]に記載の組成物。
[7]前記相分離構造が、二重浸透相構造である、前記[1]に記載の組成物。
[8]前記[1]に記載の組成物から製造された半導体シールド層。
[9]前記[8]に記載の半導体シールド層を含むケーブル。
Claims (8)
- (A)0.90g/cc超の密度および190℃/2.16kgで20g/10分超のメルトインデックスを有する非極性エチレン系ポリマーと、
(B)エチレンおよび4〜20個の炭素原子を有する不飽和アルキルエステルからなる極性ポリマーと、
(C)アセチレンカーボンブラックと、
(D)硬化剤と、を含む組成物であって、
(1)前記組成物が相分離構造を有し、(2)極性ポリマーに対する非極性ポリマーの重量比が0.25〜4であり、(3)前記エチレン系ポリマーが、(i)90℃超の融点、および(ii)30%以上の結晶化度の少なくとも1つを有することを条件とする組成物。 - 前記エチレン系ポリマーが、3〜12個の炭素原子のα−オレフィンと、任意選択でジエンとを含む、請求項1に記載の組成物。
- 前記エチレン系ポリマーが、25重量%未満の前記α−オレフィンから誘導されるモノマー単位を含む、請求項2に記載の組成物。
- 前記極性ポリマーが、エチレン−エチルアクリレート(EEA)、エチレン−ブチルアクリレート(EBA)、またはエチレン−無水マレイン酸(EMA)のうちの少なくとも1つである、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記アセチレンカーボンブラックが、組成物の30〜38重量%を構成する、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記相分離構造が、二重浸透相構造である、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物から製造された半導体シールド層。
- 請求項7に記載の半導体シールド層を含むケーブル。
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