JP7410889B2

JP7410889B2 - ケーブル被覆用のポリマー化合物及びその製造プロセス

Info

Publication number: JP7410889B2
Application number: JP2020570054A
Authority: JP
Inventors: エッセガー、モハメッド; シン、アヌリマ
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2024-01-10
Anticipated expiration: 2039-05-20
Also published as: CN112262443A; WO2019240913A1; JP2021527312A; MX2020013420A; EP3807908A1; US20210151215A1; KR20210020936A; CN112262443B; EP3807908B1; BR112020025442A2; KR102716633B1; CA3102547A1

Description

電力ケーブルまたは通信ケーブルのなどのケーブルは、金属ワイヤーまたはガラスファイバーなどの内部伝導要素、および遮蔽および保護目的の１つ以上の外部層を含む１種の伝導体である。ケーブルの最外層は、典型的には、外部シースまたは外被と称される保護層である。

ケーブル外被製造用のエチレン系ポリマーが知られている。ケーブル外被に使用するためのエチレン系ポリマーは、広い加工温度範囲での良好な押出特性などの良好な加工性を有する必要がある。さらに、このようなエチレン系ケーブル外被は、一般的には、良好な機械的特性を有する必要がある。しかしながら、液相重合エチレン系樹脂（ＳＰ樹脂）から作製されるケーブル外被化合物は、押出装置でうまく加工されず、より広い分子量分布（ＭＷＤ）の気相重合樹脂（ＧＰ樹脂）に基づく等価化合物と比較した場合、典型的な押出ライン速度で許容できない表面平滑性をもたらす。

したがって、適切な加工性ならびに適切な機械的特性および性能特性を維持しながら、ケーブル外被用途での使用に利用可能なポリマー樹脂の種類を多様化および拡大することが望まれている。

一実施形態は、被覆伝導体であって、
伝導体と、
前記伝導体を少なくとも部分的に取り囲むポリマー組成物と、を備え、
前記ポリマー組成物は、
広い分子量分布（「広ＭＷＤ」）の高密度エチレン系ポリマーと、
狭い分子量分布（「狭ＭＷＤ」）の線状低密度エチレン系ポリマーと、を含み、
前記広ＭＷＤ高密度エチレン系ポリマーは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて少なくとも５０重量パーセントの量で前記ポリマー組成物中に存在し、
前記狭ＭＷＤ線状低密度エチレン系ポリマーは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて少なくとも２０重量パーセントの量で前記ポリマー組成物中に存在し、
前記ポリマー組成物は、少なくとも０．９５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

別の実施形態は、伝導体外被を製造するためのプロセスであって、このプロセスは、
広い分子量分布（「広ＭＷＤ」）の高密度エチレン系ポリマーと狭い分子量分布（「狭ＭＷＤ」）の線状低密度エチレン系ポリマーをブレンドして、ポリマー組成物を形成することと、
前記ポリマー組成物の少なくとも一部を毎秒１．０２メートルを超える速度で伝導体上に押し出し、それにより前記伝導体外被を形成することと、を含み、
前記広ＭＷＤ高密度エチレン系ポリマーは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて少なくとも５０重量パーセントの量で前記ポリマー組成物中に存在し、
前記狭ＭＷＤ線状低密度エチレン系ポリマーは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて少なくとも２０重量パーセントの量で前記ポリマー組成物中に存在し、
前記ポリマー組成物は、少なくとも０．９５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

本開示の様々な実施形態は、ケーブルなどの被覆伝導体で使用するためのポリマー組成物に関する。ポリマー組成物は、広い分子量分布（「広ＭＷＤ」）の高密度エチレン系ポリマーと、狭い分子量分布（「狭ＭＷＤ」）の線状低密度エチレン系ポリマーとを含む。ポリマー組成物は、充填剤などの１つ以上の添加剤をさらに含むことができる。

広ＭＷＤのエチレン系ポリマー
上記のように、本開示のポリマー組成物は、広ＭＷＤのエチレン系ポリマーを含む。本明細書に記載の「エチレン系ポリマー」は、（重合性モノマーの総量に基づいて）５０重量パーセント超の重合エチレンモノマーを含有するポリマーを示し、任意選択で、少なくとも１つのコモノマーを含有し得る。エチレン系ポリマーには、エチレンホモポリマー、およびエチレンコポリマー（エチレンおよび１つ以上のコモノマーに由来する単位を意味する）が含まれる。「エチレン系ポリマー」および「ポリエチレン」という用語は、互換的に使用され得る。エチレン系ポリマー（ポリエチレン）の非限定的な例としては、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（「ＵＬＤＰＥ」）、超低密度ポリエチレン（「ＶＬＤＰＥ」）、多成分エチレン系コポリマー（「ＥＰＥ」）、エチレン／α－オレフィンマルチブロックコポリマー（オレフィンブロックコポリマー（「ＯＢＣ」）としても知られる）、シングルサイト触媒線状低密度ポリエチレン（「ｍ－ＬＬＤＰＥ」）、実質的に線状または線状のプラストマー／エラストマー、中密度ポリエチレン（「ＭＤＰＥ」）、および高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）が挙げられる。概して、ポリエチレンは、チーグラーナッタ触媒などの不均一触媒システム、４族遷移金属およびメタロセン、非メタロセン金属中心、ヘテロアリール、ヘテロ原子アリールオキシエーテル、ホスフィンイミンなどの配位子構造を含む均一触媒システムを用いて、気相流動床反応器、液相スラリープロセス反応器、または液相溶液プロセス反応器で製造することができる。不均一系触媒および／または均一系触媒の組み合わせもまた、単一反応器または二重反応器の構成のいずれかに使用することができる。

本明細書で「広ＭＷＤ」という用語は、少なくとも５５のＩ_２１／Ｉ_２メルトインデックス比を有するポリマーを示すために使用される。様々な実施形態において、広ＭＷＤのエチレン系ポリマーは、少なくとも６０、少なくとも６５、または５５から１００、５５から９０、６０から８０、または６５から７５の範囲のＩ_２１／Ｉ_２メルトインデックス比を有することができる。メルトインデックスは、ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠して決定される。ここで、Ｉ_２１は１９０℃において２１．６キログラムの重りを使用して決定され、Ｉ_２は１９０℃において２．１６キログラムの重りを使用して決定される。

本明細書で有用な広ＭＷＤのエチレン系ポリマーは、高密度エチレン系ポリマー（「ＨＤＰＥ」）である。ＨＤＰＥは、ＡＳＴＭＤ７９２に準拠して決定される、０．９４０ｇ／ｃｍ^３超の密度を有するエチレン系ポリマーである。１つ以上の実施形態では、広ＭＷＤのＨＤＰＥは、少なくとも０．９４５ｇ／ｃｍ^３、少なくとも０．９５０ｇ／ｃｍ^３、０．９５０から０．９８５ｇ／ｃｍ^３、０．９５５から０．９７０ｇ／ｃｍ^３、０．９５５から０．９６５ｇ／ｃｍ^３、０．９６０から０．９６３ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有することができる。

様々な実施形態において、広ＭＷＤのＨＤＰＥは、ＡＳＴＭＤ－１２３８（１９０℃／２．１６ｋｇ）に準拠して決定される、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～最大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分の範囲のＩ_２メルトインデックスを有し得る。広ＭＷＤのＨＤＰＥは、４０ｇ／１０分、または４５ｇ／１０分、または５０ｇ／１０分、または５５ｇ／１０分～最大８０ｇ／１０分、７５ｇ／１０分７０ｇ／１０分、６５ｇ／１０分、または６０ｇ／１０分の範囲のＩ_２１メルトインデックスを有し得る。

様々な実施形態において、広ＭＷＤのＨＤＰＥは、単峰性ポリマーである。「単峰性ポリマー」は、分子量分布を示すゲル浸透クロマトグラフィー（「ＧＰＣ」）で１つの明瞭なピークを有するポリマーである。

本明細書での使用に適した広ＭＷＤＨＤＰＥは、上記の特性を有するポリエチレンを調製するための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によって調製することができる。様々な実施形態において、広ＭＷＤＨＤＰＥは、酸化クロム触媒を使用する気相重合によって調製することができる。

市販の広ＭＷＤＨＤＰＥの例としては、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（米国ミシガン州ミッドランド）から入手可能なＵＮＩＶＡＬ（商標）ＤＭＤＡ－６４００ＮＴ７が挙げられるが、これに限定されない。

狭ＭＷＤのエチレン系ポリマー
上記のように、本開示のポリマー組成物は、狭ＭＷＤのエチレン系ポリマーを含む。「狭ＭＷＤ」という用語は、本明細書では、５０以下のＩ_２１／Ｉ_２メルトインデックス比を有するポリマーを示すために使用される。様々な実施形態において、狭ＭＷＤのエチレン系ポリマーは、４５以下、４０以下、または２０から５０、２５から４５、３０から４０、または３５から４０の範囲のＩ_２１／Ｉ_２メルトインデックス比を有することができる。

本明細書で有用な狭ＭＷＤエチレン系ポリマーは、線状低密度エチレン系ポリマー（「ＬＬＤＰＥ」）である。ＬＬＤＰＥは、一般に、不均一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、短鎖分岐によって特徴付けられる。例えば、ＬＬＤＰＥは、Ｃ_３からＣ_２０のα－オレフィンコモノマー等の、エチレンモノマーとα－オレフィンモノマーとのコポリマーであり得る。Ｃ_３からＣ_２０のα－オレフィンの例として、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、および１－オクタデセンが挙げられる。α－オレフィンは、シクロヘキサンまたはシクロペンタン等の環状構造も有し、３－シクロヘキシル－１－プロペン（アリルシクロヘキサン）およびビニルシクロヘキサン等のα－オレフィンをもたらし得る。一実施形態では、狭ＭＷＤＬＬＤＰＥは、エチレンと、１－ブテン、１－ヘキセン、および１－オクテンからなる群から選択されるα－オレフィンとのコポリマーである。好ましい実施形態では、狭ＭＷＤＬＬＤＰＥは、エチレンと１－ヘキセンのコポリマーである。

本明細書での使用に適した狭ＭＷＤＬＬＤＰＥは、０．９１０から０．９２５ｇ／ｃｍ^３、０．９１５から０．９２５ｇ／ｃｍ^３、０．９１７から０．９２３ｇ／ｃｍ^３、または０．９１８から０．９２０ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有することができる。本明細書での使用に適した狭ＭＷＤＬＬＤＰＥは、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～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分の範囲のＩ_２メルトインデックスを有することができ、１０．０ｇ／１０分、または１５．０ｇ／１０分、または２０．０ｇ／１０分、または２５ｇ／１０分、または３０ｇ／１０分～５０ｇ／１０分、または４５ｇ／１０分、または４０ｇ／１０分の範囲のＩ_２１メルトインデックス比を有することができる。

様々な実施形態において、狭ＭＷＤＬＬＤＰＥは、単峰性ポリマーである。

本明細書での使用に適した狭ＭＷＤＬＬＤＰＥは、上記の特性を有するポリエチレンを調製するための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によって調製することができる。様々な実施形態において、狭ＭＷＤＬＬＤＰＥは、チーグラーナッタ触媒を使用する液相重合によって調製することができる。

市販の狭ＭＷＤＬＬＤＰＥ（エチレン／１－ヘキサンコポリマー）の例としては、ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙ（米国ミシガン州ミッドランド）から入手可能なＤＯＷＬＥＸ（商標）２６４５Ｇが挙げられるが、これに限定されない。
ポリマー組成物

上記のように、広ＭＷＤの高密度エチレン系ポリマーと、狭ＭＷＤの線状低密度エチレン系ポリマーと、を含むポリマー組成物が提供される。広ＭＷＤのＨＤＰＥは、ポリマー組成物の総重量に基づいて、少なくとも５０重量パーセント（「重量％」）の量で、または５０～７０重量％、または５２～６７重量％の範囲でポリマー組成物中に存在することができる。狭ＭＷＤＬＬＤＰＥは、少なくとも２５重量パーセントの量で、または２５～４５重量％、または２８～４２重量％の範囲でポリマー組成物中に存在することができる。

ポリマー組成物は、ケーブル外被配合物に通常含まれる１つまたは複数の添加剤をさらに含むことができる。様々な実施形態において、ポリマー組成物は、カーボンブラックを含むことができ、これは、１重量％、または２重量％、または３重量％、または５重量％～７重量％、または９重量％、または１０重量％のカーボンブラックの量で存在し得る。適切なカーボンブラックの非限定的な例は、ＤＦＮＡ－００３７ＢＫである。適切な添加剤の非限定的なさらなる例としては、酸化防止剤、着色剤、紫外線（ＵＶ）吸収剤または安定剤、ブロッキング防止剤、強化剤、難燃剤、相溶化剤、可塑剤、充填剤、加工助剤、およびこれらの組み合わせが挙げられる。

一実施形態では、ポリマー組成物は、酸化防止剤を含む。好適な酸化防止剤の非限定的な例としては、フェノール系酸化防止剤、チオ系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、およびヒドラジン系金属不活性化剤が挙げられる。さらなる実施形態では、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、０．１重量％、または０．２重量％～０．３重量％の量で存在する、ＬＯＷＩＮＯＸ（商標）ＴＢＭ－６などの酸化防止剤を含む。

一実施形態では、ポリマー組成物は、充填剤を含む。適切な充填剤の非限定的な例としては、炭酸カルシウム、酸化亜鉛、ホウ酸亜鉛、モリブデン酸亜鉛、硫化亜鉛、有機粘土、およびこれらの組み合わせが挙げられる。充填剤は、難燃特性を有していても、または有していなくてもよい。

一実施形態では、ポリマー組成物は、加工助剤を含む。好適な加工助剤の非限定的な例は、油、有機酸（ステアリン酸など）、および有機酸の金属塩（ステアリン酸亜鉛など）を含む。さらなる実施形態では、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、０．０１重量％、または０．０２重量％～０．１重量％、または０．０５重量％の量で存在する、ＤＹＮＡＭＡＲＦＸ５９１２などの加工助剤を含む。

一実施形態では、ブレンドした組成物は、プロピレンを欠いているか、そうでなければプロピレンを含まない。

ポリマー組成物は、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ポリマー配合方法によって調製することができる。一実施形態では、ポリマー組成物は、広ＭＷＤＨＤＰＥと、狭ＭＷＤＬＬＤＰＥと、上記の添加剤のいずれか１つまたは複数をブレンドすることによって調製することができる。一実施形態では、このブレンドは、溶融ブレンドによって行われる。「溶融ブレンド」は、それによって少なくとも２つの成分が組み合わされるか、そうでなければ一緒に混合され、成分のうちの少なくとも１つが溶融状態にあるプロセスである。溶融ブレンドは、バッチ混合、押出ブレンド、押出成形、およびこれらの任意の組み合わせによって達成することができる。

得られるポリマー組成物は、少なくとも０．９５ｇ／ｃｍ^３の量、または０．９５１～０．９６５ｇ／ｃｍ^３、または０．９５３～０．９６０ｇ／ｃｍ^３、または０．９５３～０．９５８ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有することができる。

得られるポリマー組成物は、０．１から２ｇ／１０分、０．２から１．５ｇ／１０分、または０．５から１．０ｇ／１０分の範囲のＩ_２メルトインデックスを有することができる。さらに、ポリマー組成物は、３５から６０ｇ／１０分、または４０から５５ｇ／１０分の範囲のＩ_２１メルトインデックスを有することができる。ポリマー組成物は、３０から８０、３５から７５、４０から７０、または４５から６５の範囲のＩ_２１／Ｉ_２メルトインデックス比を有することができる。

得られるポリマー組成物は、２０から４０メガパスカル（「ＭＰａ」）、または１５から３５ＭＰＡの範囲の引張強度を有することができる。さらに、得られるポリマー組成物は、７００から１，１００パーセント、または８００から１，０００パーセントの範囲の引張伸びを有することができる。引張特性は、以下の「試験方法」セクションで詳述されている試験方法に従って決定される。

得られるポリマー組成物は、少なくとも５００時間、少なくとも５５０時間、少なくとも６００時間、少なくとも６５０時間、または少なくとも７００時間のＦ２０環境応力亀裂耐性（「ＥＳＣＲ」）を有することができる。ＥＳＣＲは、以下の「試験方法」セクションで詳述されている試験方法に従って決定される。
被覆伝導体

上述のように、上記ポリマー組成物は、被覆伝導体を作製する際に使用することができる。このプロセスは、毎秒１．０２メートル（ｍ／秒）（毎分２００フィート（フィート／分））を超える速度で、伝導体（または伝導体上の介在層）上にポリマー組成物を押し出すことを含む。得られる伝導体コーティングは、８０μインチ未満、７０μインチ未満、６０μインチ未満、５０μインチ未満、４０μインチ未満、３０μインチ未満、２０μインチ未満、または１５μインチ未満の表面平滑性を有することができ、平滑性の値が低いほど、表面平滑性が向上する。さらに、得られる伝導体コーティングは、１０から８０μインチ、１０から５０μインチ、または１３から３５μインチの範囲の表面平滑性を有することができる。

押出工程は、押出機によって行われる。押出機は、クロスヘッドダイを有し、これは所望の層（壁または被覆）の厚さを提供する。使用することができる押出機の非限定的な例としては、クロスヘッドダイ、冷却機、および連続巻取り装置で改造された単軸スクリュー型がある。典型的な単軸スクリュー型押出機は、その上流端にホッパーを、その下流端にダイを有するものとして記載することができる。ホッパーは、スクリューを含むバレル内に供給する。下流端には、スクリューの端部とダイとの間に、スクリーンパックとブレーカープレートがある。押出機のスクリュー部分は、供給セクション、圧縮セクション、および計量セクションの３つのセクション、ならびに上流から下流にかけての複数のセクションに伴う後部加熱域から前部加熱域までの複数の加熱域に分割されると考えられる。バレルの長さ対直径の比は、１６：１から３０：１の範囲内である。溝付きバレル押出機または二軸スクリュー押出機もまた、芯材被覆プロセスにおいて用いられ得る。外被押出プロセスは、１６０℃、または１８０℃、または２００℃～２２０℃、または２４０℃、または２６０℃の範囲内の温度で行われ得る。クロスヘッドダイは、溶融したポリマー組成物が均一な速度で出て、伝導体に塗布されるように、ポリマー組成物を流動チャネルに分配する。このようにして、ブレンド（溶融ブレンド）および押出しは、同じ単一の押出機で行われる。伝導体は、クロスヘッドの中心を通過し、それが出る際に、ブレンド組成物の均一な層がチューブオン工具の圧力または半圧力のいずれかを用いて円周方向に塗布される。ポリマー組成物（または他の材料）の１つまたは複数の層は、複数のクロスヘッドを使用して塗布することができる。次いで、被覆伝導体を水トラフ内で十分に冷却して、巻取りリール上での塗布されたブレンド組成物層の変形を防ぎ、伝導体外被を得る。

溶融ブレンドは、押出しの前に連続して行われてもよい。あるいは、溶融ブレンドは、押出しと同時に、または実質的に同時に行われてもよい（すなわち、溶融ブレンドおよび押出しは同じ押出機内で行われる）。カーボンブラックは、溶融ブレンド中および／または押出し中に添加され得る。

押出速度は、１．０２ｍ／秒を超える（＞２００フィート／分）。一実施形態では、押出速度は、１．０２ｍ／秒超、または１．１４ｍ／秒、または１．２７ｍ／秒、または１．４０ｍ／秒～１．５２ｍ／秒、または１．６５ｍ／秒である。

一実施形態では、ブレンド組成物からなるケーブル外被は、０．５０８ｍｍ、または０．７６２ｍｍ、または１．０１６ｍｍ、または１．２７ｍｍ～１．５２４ｍｍ、または１．７７８ｍｍ、または２．０３２ｍｍ、または２．２８６ｍｍ、または２．５４ｍｍの厚さを有する。

２ポリマーのポリマー組成物を利用する本プロセスは、同時に、伝導体外被のために許容できる表面平滑性（３０から８０μインチ）を達成し、外被の引張り強さおよび引張り伸びを向上させながら、向上した加工性（すなわち、１．０２ｍ／秒を超えるライン速度で押出する能力）を有利に提供する。さらに、２ポリマーのポリマー組成物は、広ＭＷＤＨＤＰＥ樹脂単独、または広ＭＷＤＨＤＰＥと低濃度（例えば、２０重量％未満）の狭ＭＷＤＬＬＤＰＥとのブレンドと比較して、改善されたＥＳＣＲを示す。
定義

本明細書における元素周期表への全ての言及は、ＣＲＣＰｒｅｓｓ，Ｉｎｃ．によって２００３年に出版および著作権化されている元素周期表を指すものとする。また、族への全ての参照は、族の番号付けに関してＩＵＰＡＣシステムを使用するこの元素周期表に反映される族とする。反対のことが記載されないか、文脈から示唆されないか、または当該技術分野で慣習的でない限り、全ての部およびパーセントは、重量に基づく。米国の特許実務の目的上、本明細書で参照されるあらゆる特許、特許出願、または刊行物の内容は、特に合成技術、定義（本明細書で提供される任意の定義と矛盾しない範囲まで）、および当該術分野における一般知識の開示に関して、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる（またはそのように、それらの同等の米国版が参照により組み込まれる）。

本明細書に開示される数値範囲は、下限値および上限値からの、それらを含む全ての値を含む。明確な値（例えば、１もしくは２、または３～５、または６、または７）を含有する範囲については、いずれかの２つの明確な数値間の任意の部分範囲が含まれる（例えば、１～２、２～６、５～７、３～７、５～６など）。

別途記載がない限り、文脈から暗黙的に、または本技術分野において慣習的でない限り、全ての試験方法は本開示の出願日の時点で現行のものである。

本明細書で使用される場合、「組成物」という用語は、組成物を含む材料の混合物、ならびに組成物の材料から形成される反応生成物および分解生成物を指す。

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、およびそれらの派生語は、任意の追加の構成要素、ステップ、または手順の存在を、それらが具体的に開示されているか否かにかかわらず、除外することを意図するものではない。いかなる疑念も避けるために、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語の使用を通して特許請求される全ての組成物は、別段矛盾する記述がない限り、ポリマー性かまたは別のものであるかにかかわらず、いかなる追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含んでもよい。対照的に、「から本質的になる」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、任意の以降の記述の範囲から任意の他の成分、ステップ、または手順を除外する。「からなる」という用語は、具体的に描写または列挙されていない任意の成分、ステップ、または手順を排除する。

「伝導体」は、熱、光、および／または電気を伝導するための、１つ以上のワイヤー、または１つ以上のファイバーである。伝導体は、単一ワイヤー／ファイバーもしくは複数ワイヤー／ファイバーであってもよく、または撚線の形態もしくは管状の形態であってもよい。好適な伝導体の非限定的な例としては、炭素、銀、金、銅、およびアルミニウムなどの様々な金属が挙げられる。伝導体はまた、ガラスまたはプラスチックのいずれかから作製された光学ファイバーであり得る。伝導体は、保護シース内に配置されてもされなくてもよい。「ケーブル」は、２つ以上のワイヤー、または２つ以上の光ファイバーが束ねられ、任意選択で、一般的な絶縁被覆内で束ねられている伝導体である。被覆内部の個々のワイヤーまたはファイバーは、露出していても、被覆されていても、または絶縁されてもよい。組み合わせケーブルは、電気ワイヤーおよび光ファイバーの両方を含有し得る。ケーブルは、低、中、および／または高電圧用途のために設計され得る。

「外被」は、伝導体の最も外側の被覆である。

「線状低密度ポリエチレン」（または「ＬＬＤＰＥ」）は、エチレン由来の単位と、少なくとも１つのＣ_３～Ｃ_１０α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_４～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー、または少なくとも１つのＣ_６～Ｃ_８α－オレフィンコモノマー由来の単位とを含む、不均一短鎖分岐分布を含有する線状エチレン／α－オレフィンコポリマーである。ＬＬＤＰＥは、従来のＬＤＰＥとは対照的に、長鎖分岐があるとしてもわずかであることを特徴とする。ＬＬＤＰＥは、０．９１０ｇ／ｃｃ～０．９２５ｇ／ｃｃの密度を有する。ＬＬＤＰＥの非限定的な例としては、ＴＵＦＬＩＮ（商標）ポリエチレン樹脂（ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから入手可能）、ＤＯＷＬＥＸ（商標）ポリエチレン樹脂（ＴｈｅＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから入手可能）、およびＭＡＲＬＥＸ（商標）ポリエチレン（ＣｈｅｖｒｏｎＰｈｉｌｌｉｐｓから入手可能）が挙げられる。

インデックＩ_２１／Ｉ_２または「Ｉ_２１／Ｉ_２比」。Ｉ_２１／Ｉ_２比は、高剪断速度および低剪断速度での粘度比の間接的な尺度であり、それぞれが加工性に著しく影響する、分子量分布ならびに長鎖分岐の存在の両方に関連する剪断減粘性挙動を示す。一般に、長鎖分岐を含有するポリエチレンは、高い溶融強度を有し、高剪断速度条件下で低い粘度を示し、長鎖分岐をほとんどまたは全く有さないポリエチレンと比較して、高い加工速度を可能にする。

「ポリマー」は、同一の種類または異なる種類であるかにかかわらず、重合モノマーによって調製される化合物であり、重合形態で、ポリマーを成す複数ならびに／または反復「単位」もしくは「構造単位」を提供する。したがって、ポリマーという総称は、１つのタイプのモノマーのみから調製されたポリマーを指すために通常用いられるホモポリマーという用語、および少なくとも２つのタイプのモノマーから調製されたポリマーを指すために通常用いられるコポリマーという用語を包含する。また、例えば、ランダム、ブロック等の全ての形態のコポリマーも包含する。「エチレン／α－オレフィンポリマー」および「プロピレン／α－オレフィンポリマー」という用語は、エチレンまたはプロピレンを、それぞれ１種以上の追加の重合可能なα－オレフィンモノマーと重合させることにより調製される、上述のようなコポリマーを示す。ポリマーは、多くの場合、特定のモノマーまたはモノマーの種類に「基づいて」、特定のモノマー含有量を「含む」など、１つ以上の特定のモノマー「から作られる」ものと言及されるが、この文脈では、「モノマー」という用語は、特定されたモノマーの重合残留物を指し、非重合種には言及していないことが理解されることに留意されたい。一般に、本明細書におけるポリマーは、対応するモノマーの重合形態である「単位」に基づくものと称される。

例として、限定するものではないが、本開示の実施例を提供する。

試験方法
密度密度は、立方センチメートル当たりのグラム数で報告された値とＡＳＴＭＤ７９２に準拠して測定される（ｇ／ｃｃまたはｇ／ｃｍ^３）。

環境応力亀裂耐性５０℃および７５ミルの１０％イゲパル溶液中で、ＡＳＴＭＤ１６９３に準拠してＥＳＣＲを決定する。

メルトインデックスメルトインデックスは、ＡＳＴＭＤ１２３８に準拠して決定される。ここで、Ｉ_２１は１９０℃において２１．６キログラムの重りを使用して決定され、Ｉ_１０は１９０℃において１０キログラムの重りを使用して決定され、Ｉ_２は１９０℃において２．１６キログラムの重りを使用して決定され、Ｉ_０．５は１９０℃において０．５キログラムの重りを使用して決定される。

サイクリックシュリンクバック
周期的な温度収縮が、４０℃から１００℃までの０．５℃／分の温度傾斜の速度でオーブン内で調整され、１００℃で６０分間保持され、その後、温度を０．５℃／分の速度で４０℃に戻し、４０℃で２０分間保持したワイヤー試験片（伝導体を取り外した状態）に対して実施される。定規（１／１６インチ（０．０６２５インチまたは１．５９ｍｍ）の精度）を使用して行われる収縮測定の前に、温度サイクルを５サイクル繰り返す。試験方法は、ＩＥＣ６０８１１－５０３（シースの収縮試験）に準拠している。

表面平滑性伝導体外被の表面平滑度は、ＳｕｒｆｔｅｓｔＳＶ－４００シリーズ１７８表面テクスチャ測定装置を介して、ＡＮＳＩ１９９５に準拠して測定される。ワイヤー試料をＶブロックに置いて、スタイラス（１０ｕｒｎ）を特定の開始位置まで下げる（約１グラムの力をワイヤーに加える）。２（ミリメートル毎秒）の固定速度で、スタイラスを横方向に動かして測定する。ワイヤー試料当たり４つの読み取り値および４つの試料を試験し、次いでそれらをμインチで報告される値で平均する。

引張り特性本組成物は、それらの破断点引張り強さ（メガパスカル、ＭＰａ）および破断点伸び（％）（「ＴＥ」）によって特徴付けることができる。引張り強さ（「ＴＳ」）および破断点伸びは、ＡＳＴＭＤ４７０３に準拠して調製される圧縮成形試料について、ＡＳＴＭＤ６３８試験手順に準拠して測定される。破断点伸び（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎａｔｂｒｅａｋ）、または破断点伸び（Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｔｏｂｒｅａk）は、破断したときの、パーセントで示される試料のひずみである。
材料

以下の実施例で使用される材料を、以下の表１に提供する。
例１－実験室で作成された試料とミニワイヤー押し出し

ワイヤー試料を作製する前に、比較試料ＣＳ１～ＣＳ７および試料Ｓ１～Ｓ３を、まず実験室規模のブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）混合器内で混合する。２５０ｃｃの容量を有するブラベンダーミキシングボウルおよびカム型ミキシングブレードを使用して、試料を溶融混合する。混合器温度を、１８０℃に設定する。混合プロセスは、最初に毎分１５回転（ｒｐｍ）の混合速度で、ミキシングボウルに樹脂を加えることを含む。両方の加熱域を、１８０℃に設定する。樹脂が溶融し始めた後、カーボンブラックマスターバッチ、加工助剤、および酸化防止剤を加え、５０ｒｐｍで６分間混合する。次いで、溶融材料を取り出し、マイラーシートの間に置き、Ｗａｂａｓｈ圧縮成形プレスを用いて室温（２３℃）でシートにプレスする。試料をペレット化するために、Ｂｅｒｌｙｎペレタイザーを使用する。

ＢｒａｂｅｎｄｅｒＭｉｎｉ－Ｗｉｒｅラインを用いて、１４ゲージ銅ワイヤー上に、各材料に対して、被覆されたワイヤー押出しを行う。機械設定を以下の表２に示す。この装置を用いて、１．６３ｍｍ（０．０６４インチ）直径の１４ＡＷＧの固体銅伝導体上に、最終直径約０．１２５インチ、壁厚約０．０３インチの試料を生成する。押出し後、表面平滑度をプロフィロメータで測定する。

比較試料ＣＳ１～ＣＳ７と試料Ｓ１～Ｓ３は、以下の表３に示されている配合を使用して調製され、上記の試験方法を使用して試験される。表３に示されている成分濃度は、それぞれの試料の総重量に基づいた重量パーセントである。定性的平滑性は、視覚的に決定される。結果を表３に示す。
例２－パイロットプラントの配合試料と標準のワイヤー押し出し

比較試料ＣＳ８～ＣＳ１０および試料Ｓ４～Ｓ６を、バンバリーミキサー／メルトフィードペレット化押出機配合ラインを使用して調製する。バンバリーシステムによって、通常は、調合温度が非常に良好に制御される。１７５℃の低下温度を有する３段階混合サイクルが使用される。

ＣＳ８～ＣＳ１０およびＳ４～Ｓ６の絶縁ワイヤー押出試験は、６．３５ｃｍ（２．５インチ）のＤａｖｉｓ標準ワイヤーラインで完了される。６．３５ｃｍのＤａｖｉｓＳｔａｎｄａｒｄワイヤーおよびケーブル押出機は、２４：１のＬ／Ｄバレルを備えている。押出機は、３：１の圧縮比を有するポリエチレン型のＭａｄｄｏｘ混合ヘッドスクリューを用いて設定される。この押出機からの吐出物は、調整可能な中央クロスヘッド内の９／３２インチ×５／８インチのＧｕｉｌｌ型を通り、さらに特定のチューブ先端部およびコーティングダイを通って流れて、試料押出のための溶融体流動を形成する。この装置を用いて、１４ＡｍｅｒｉｃａｎＷｉｒｅＧａｕｇｅ（ＡＷＧ）の固体銅伝導体（直径１．６３ｍｍ／０．０６４インチ）上に、最終直径約２．９ｍｍ（０．１１４インチ）、壁厚約０．６３５ｍｍ（０．０２５インチ）を有する試料を生成する。

比較試料ＣＳ８～ＣＳ１０と試料Ｓ４～Ｓ６は、以下の表４に示されている配合を使用して調製され、上記の試験方法を使用して試験される。表４に示されている成分濃度は、それぞれの試料の総重量に基づいた重量パーセントである。定性的平滑性は、視覚的に決定される。結果を表４に示す。

本開示は、本明細書に含まれる実施形態および図に限定されず、実施形態の一部分、および以下の特許請求の範囲の範囲に含まれる異なる実施形態の要素の組み合わせを含む、これらの実施形態の改変形態を含むことが特に意図される。

Claims

被覆伝導体であって、
伝導体と、
前記伝導体を少なくとも部分的に取り囲むポリマー組成物と、を備え、
前記ポリマー組成物は、
(a) 広い分子量分布（「広ＭＷＤ」）の高密度エチレン系ポリマーと、
(b) 狭い分子量分布（「狭ＭＷＤ」）の線状低密度エチレン系ポリマーと、を含み、
前記広ＭＷＤ高密度エチレン系ポリマーは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて５０～７０重量パーセントの量で前記ポリマー組成物中に存在し、
前記狭ＭＷＤ線状低密度エチレン系ポリマーは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて２０～４５重量パーセントの量で前記ポリマー組成物中に存在し、
前記ポリマー組成物は、０．９５～０．９６５ｇ／ｃｍ^３の密度を有し、さらに
前記広ＭＷＤの高密度エチレン系ポリマーは、０．９５５から０．９７０ｇ／ｃｍ ^３の範囲の密度および６０から８０のメルトインデックス比（Ｉ _２１／Ｉ _２）を有する高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）であり、前記狭ＭＷＤの線状低密度エチレン系ポリマーは、０．９１０から０．９２５ｇ／ｃｍ ^３の範囲の密度および３５から５０のメルトインデックス比（Ｉ _２１／Ｉ _２）を有する線状低密度ポリエチレン（「ＬＬＤＰＥ」）である、被覆伝導体。
前記ＬＬＤＰＥは、チーグラーナッタ触媒で調製されたエチレンおよび１－ヘキセンのコポリマーである、請求項１に記載の被覆伝導体。
前記ＨＤＰＥは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて５０から７０重量パーセントの範囲の量で前記ポリマー組成物中に存在し、前記ＬＬＤＰＥは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて２５から４５重量パーセントの範囲の量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項１に記載の被覆伝導体。
前記ポリマー組成物は、ＡＳＴＭＤ１６９３に準拠して、５０℃および１．９０５ｍｍ（７５ミル）で１０％イゲパル溶液中で少なくとも５００時間のＦ２０環境応力亀裂耐性（「ＥＳＣＲ」）を示す、請求項１に記載の被覆伝導体。
前記ポリマー組成物は、０．９５１ｇ／ｃｍ^３から０．９６５ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度を有する、請求項１に記載の被覆伝導体。
伝導体外被を製造するためのプロセスであって、
広い分子量分布（「広ＭＷＤ」）の高密度エチレン系ポリマーと狭い分子量分布（「狭ＭＷＤ」）の線状低密度エチレン系ポリマーをブレンドして、ポリマー組成物を形成することと、
前記ポリマー組成物の少なくとも一部を毎秒１．０２メートルを超える速度で伝導体上に押し出し、それにより前記伝導体外被を形成することと、を含み、
前記広ＭＷＤ高密度エチレン系ポリマーは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて５０～７０重量パーセントの量で前記ポリマー組成物中に存在し、
前記狭ＭＷＤ線状低密度エチレン系ポリマーは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて２０～４５重量パーセントの量で前記ポリマー組成物中に存在し、
前記ポリマー組成物は、０．９５～０．９６５ｇ／ｃｍ^３の密度を有する、プロセス。
前記広ＭＷＤの高密度エチレン系ポリマーは、０．９５５から０．９７０ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度および６０から８０のメルトインデックス比（Ｉ_２１／Ｉ_２）を有する高密度ポリエチレン（「ＨＤＰＥ」）であり、前記狭ＭＷＤの線状低密度エチレン系ポリマーは、０．９１０から０．９２５ｇ／ｃｍ^３の範囲の密度および３５から５０のメルトインデックス比（Ｉ_２１／Ｉ_２）を有する線状低密度ポリエチレン（「ＬＬＤＰＥ」）である、請求項６に記載のプロセス。
前記ＨＤＰＥは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて５０から７０重量パーセントの範囲の量で前記ポリマー組成物中に存在し、前記ＬＬＤＰＥは、前記ポリマー組成物の総重量に基づいて２５から４５重量パーセントの範囲の量で前記ポリマー組成物中に存在する、請求項７に記載のプロセス。
前記ポリマー組成物は、ＡＳＴＭＤ１６９３に準拠して、５０℃および１．９０５ｍｍ（７５ミル）で１０％イゲパル溶液中で少なくとも５００時間のＦ２０環境応力亀裂耐性（「ＥＳＣＲ」）を示し、前記ポリマー組成物は、１０μインチから８０μインチの範囲の表面平滑性を示す、請求項６に記載のプロセス。