KR20180061237A - 설계된 미세구조를 갖는 박리가능한 케이블 재킷 및 설계된 미세구조를 갖는 박리가능한 케이블 재킷의 제조 방법 - Google Patents

설계된 미세구조를 갖는 박리가능한 케이블 재킷 및 설계된 미세구조를 갖는 박리가능한 케이블 재킷의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

전도체 및 상기 전도체를 적어도 부분적으로 둘러싸는 박리가능한 폴리머성 코팅물을 포함하는 코팅된 전도체로서, 여기에서 박리가능한 폴리머성 코팅물은 폴리머성 코팅물의 폴리머성 매트릭스 물질보다 더 낮은 굴곡 탄성률을 갖는 엘라스토머성 폴리머를 포함하는 1 내지 8개의 미세모세관을 포함한다. 상기 코팅된 전도체의 제조 방법이 또한 개시된다.

Description

설계된 미세구조를 갖는 박리가능한 케이블 재킷 및 설계된 미세구조를 갖는 박리가능한 케이블 재킷의 제조 방법
관련 출원에 대한 참조
본원은, 2015년 9월 28일 출원된, 미국 가출원 번호 62/233,628의 이점을 주장한다.
분야
본 발명의 다양한 구현예는 박리의 용이성을 허용하는 미세모세관 구조를 갖는 케이블 코팅물 및 재킷에 관한 것이다.
도입
케이블은 종종 접속 및 설치의 편의성을 위하여 그것의 코어에 접근을 요구한다. 일반적으로, 케이블은, 인성 물질의 사용을 요구하는, 내부 부품의 최대 보호를 위하여 설계된다. 그 결과, 접속 또는 설치 동안 상기 내부 부품에 접근하기 위한 케이블 코팅물의 인열은 어렵다. 예를 들어, 케이블을 접속하는 경우, 숙련된 설치기사는 전형적으로 재킷을 분할 개방하기 위해 예리한 절단 도구를 사용해야 하고 그 다음 케이블의 내부 부품을 접근하기 위해 특별한 도구를 사용해야 한다. 넷트워크 설치 및 차후의 유지 또는 케이블 대체의 비용은 내부 부품이 접속의 편의성을 위하여 쉽게 접근가능한 케이블의 용법에 의해 낮아질 수 있다. 내부 부품에 용이한 접근을 가진 케이블 재킷을 제공하기 위해 일부 시도하고 있지만, 상기 진전은 종종 재킷의 기계적 특성을 희생하게 된다.
요약
하나의 구현예는, 하기를 포함하는, 코팅된 전도체이다:
(a) 전도체; 및
(b) 상기 전도체의 적어도 일부분을 둘러싸는 박리가능한 폴리머성 코팅물,
여기서 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물이 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물의 연신의 방향에서 실질적으로 확장하는 1 내지 8 미세모세관의 범위에서 그리고 폴리머성 메트릭스 물질을 포함하고,
여기서 상기 미세모세관이 상기 폴리머성 메트릭스 물질보다 더 낮은 굴곡 탄성률을 갖는 엘라스토머성 폴리머를 포함함.
하기인 수반되는 도면들이 참조된다:
도 1은, 미세모세관 필름 제조용 다이 어셈블리를 가진 압출기의, 부분적으로 횡단면에서, 투시도이고;
도 2A는 미세모세관 필름의 종단면도이고;
도 2B 및 2C는 미세모세관 필름의 횡단면도이고;
도 2D는 미세모세관 필름의 입면도이고;
도 2E는, 도 2B에서 나타낸 바와 같이, 미세모세관 필름의 종단면도의 세그먼트 2E이고;
도 2F는 미세모세관 필름의 분해조립도이고;
도 2G는 특히 단일-층 구현예를 도시하는 미세모세관 필름의 횡단면도이고;
도 3A 및 3B는 공압출된 다층 환형 미세모세관 생성물 및 공기-충전된 다층 환형 미세모세관 생성물, 각각의 제조용 환형 다이 어셈블리를 포함하는 압출기 어셈블리의 다양한 배치구성의 도식적 투시도이고;
도 4A는 그안에 유체를 가진 미세모세관이 있는 미세모세관 필름의 개략도이고;
도 4B는 공압출된 미세모세관 필름의 횡단면도이고;
도 4C는 본 발명 공기-충전된 미세모세관 필름의 횡단면도이고;
도 5는 다이 어셈블리로부터 압출된 환형 미세모세관 튜우빙의 개략도이고;
도 6A 및 6B는 환형 미세모세관 튜우빙의 투시도이고;
도 7A-7D는, 비대칭 유동 배치구성에서 환형 다이 어셈블리의, 부분 횡단면, 종횡단면, 단부, 및 상세한 횡단면도, 각각이고;
도 8A-8D는, 대칭 유동 배치구성에서 환형 다이 어셈블리의, 부분 횡단면, 종횡단면, 단부, 및 상세한 횡단면도, 각각이고;
도 9A-9D는, 대칭 유동 배치구성에서 환형 다이 어셈블리의, 부분 횡단면, 종횡단면, 단부, 및 상세한 횡단면도, 각각이고; 그리고
도 10은 환형 다이 어셈블리용 다이 삽입물의 투시도이다.
본 개시내용은 환형 미세모세관 생성물 생산용 다이 어셈블리 및 압출기에 관한 것이다. 상기 환형 미세모세관 생성물은 전선 및 케이블 제조 물품의 제조에서, 예컨대 전도성 코어를 둘러싸는 적어도 일 부분의 폴리머성 코팅물 (예를 들면, 재킷) 또는 폴리머성 보호성 성분 형성에 의해 사용될 수 있다.
다이 어셈블리는 매니폴드 사이 배치된 환형 다이 삽입물 그리고 열가소성 물질의 층 압출을 위하여 그 사이에 한정 물질 유동 채널을 포함한다. 다이 삽입물은 열가소성 물질의 압출된 층 사이 미세모세관에서 미세모세관 물질의 삽입용 외부 표면상에서 미세모세관 유동 채널이 있는 팁을 갖는다. 미세모세관은 다양한 물질, 예컨대 다른 열가소성 물질 또는 엘라스토머성 물질을 함유할 수 있거나, 간단히 진공 미세모세관 (즉, 기체, 예컨대 공기를 함유하는 것)일 수 있다. 환형 미세모세관 생성물 생산용 다이 어셈블리는 미세모세관 필름 생산용 다이 어셈블리의 변동이고, 모두는 아래 상세히 기재된다.
미세모세관 필름 압출기
도 1은 미세모세관 (103)을 가진 폴리머성 필름 (110)을 형성하는데 사용된 예 압출기 (100)를 도시한다. 압출기 (100)은 물질 하우징 (105), 물질 호퍼 (107), 스크류 (109), 다이 어셈블리 (111) 및 전자장치 (115)를 포함한다. 압출기 (100)은 물질 하우징 (105) 내에서 스크류 (109)를 드러내기 위해 횡단면으로 부분적으로 보여진다. 스크류-유형 압출기가 묘사되는 동안, 다양한 압출기 (예를 들면, 단일 스크류, 트윈 스크류, 등)은 압출기 (100) 및 다이 어셈블리 (111)를 통해 물질의 압출을 수행하는데 사용될 수 있다. 1종 이상의 압출기는 1종 이상의 다이 어셈블리와 함께 사용될 수 있다. 전자장치 (115)는, 예를 들어, 압출기를 조종하는데 사용된 컨트롤러, 프로세서, 모터 및 다른 설비를 포함할 수 있다.
미가공 물질 (예를 들면 열가소성 물질) (117)은 물질 호퍼 (107) 속에 배치되고 블렌딩을 위하여 하우징 (105) 속에 통과된다. 미가공 물질 (117)은 압출기 (100)의 하우징 (105)에 회전하면서 배치된 스크류 (109)의 회전에 의해 가열되고 블렌딩된다. 모터 (121)은 미가공 물질 (117)을 전진시키기 위해 스크류 (109) 또는 다른 드라이버를 구동하도록 제공될 수 있다. 열 및 압력은 개략적으로 묘사된 대로 열 공급원 T 및 압력 공급원 P (예를 들면, 스크류 (109)), 각각으로부터 블렌딩된 물질에 적용되어 미가공 물질 (117) 내지 다이 어셈블리 (111)을 화살표에 의해 표시된 대로 강제한다. 미가공 물질 (117)은 압출기 (100) 및 다이 어셈블리 (111)를 통해 용융되고 전달된다. 용융된 미가공 물질 (117)은 다이 어셈블리 (111)를 통과하고 (본 명세서에서 '프로파일'로서 지칭되는) 요망된 형상 및 단면으로 형성된다. 다이 어셈블리 (111)은 추가로 본 명세서에서 기재되는 것처럼 폴리머성 필름 (110)의 박형 시트 속으로 용융된 미가공 물질 (117)을 압출하도록 구성될 수 있다.
미세모세관 필름
도 2A-2F는, 예를 들어, 도 1의 압출기 (100) 및 다이 어셈블리 (111)에 의해 생산될 수 있는 다층 필름 (210)의 다양한 면을 묘사한다. 도 2A-2F에서 나타낸 바와 같이, 다층 필름 (210)은 미세모세관 필름이다. 다층 필름 (210)은 열가소성 물질의 다중 층 (250a,b)으로 구성되는 것으로 묘사된다. 필름 (210)은 또한 층 (250a,b) 사이 배치된 채널 (220)을 갖는다.
다층 필름 (210)은 도 2C에서 나타낸 바와 같이 연신 프로파일을 또한 가질 수 있다. 상기 프로파일은 그것의 두께 T에 비하여 더 넓은 폭 W를 갖는 것으로 묘사된다. 두께 T는 100 내지 2,000 μm (예를 들면, 250 내지 2000 μm)의 범위일 수 있다. 채널 (220)은 50 내지 500 μm (예를 들면, 100 내지 500 μm, 또는 250 내지 500 μm)의 범위에서 치수 φ (예를 들면, 폭 또는 직경)을 가질 수 있고, 50 내지 500 μm (예를 들면, 100 내지 500 μm, 또는 250 내지 500 μm)의 범위에서 채널 (220) 사이 간격 S를 가질 수 있다. 추가적으로, 선택된 치수는 비례하여 한정될 수 있다. 예를 들어, 채널 치수 φ는 두께 T의 약 30%의 직경일 수 있다.
나타낸 바와 같이, 층 (250a,b)는 메트릭스 열가소성 물질로 구성되고 채널 (220)은 그안에 채널 유체 (212)를 갖는다. 채널 유체는, 본 명세서에서 추가로 기재될 바와 같이, 예를 들어, 다양한 물질, 예컨대 공기, 기체, 폴리머, 등을 포함할 수 있다. 다층 필름 (210)의 각각의 층 (250a,b)은 다양한 폴리머, 예컨대 본 명세서에서 추가로 기재된 것으로 구성될 수 있다. 각각의 층은 동일한 물질 또는 상이한 물질로 구성될 수 있다. 2 층 (250a,b)만이 묘사되는 한편, 다층 필름 (210)은 임의의 수의 층을 가질 수 있다.
동일한 열가소성 물질이 층 (250a,b)에 이용되는 경우, 다이를 나가기 직전에 합류하는 용융된 상태에서 동일한 폴리머로 구성되는 메트릭스 층의 2 스트림의 융합 때문에, 단일 층 (250)이 최종 생성물을 초래할 수 있다는 것을 유의해야 한다. 상기 현상은 도 2G에서 묘사된다.
채널 (220)은 그안에 미세모세관 (252)을 한정하기 위해 층 (250a,b)의 1종 이상의 세트 사이 배치될 수 있다. 채널 유체 (212)는 채널 (220)에서 제공될 수 있다. 채널 (220)의 다양한 수는 원하는 대로 제공될 수 있다. 다중 층은 또한 동일한 또는 상이한 프로파일 (또는 횡단면)을 가질 수 있다. 특징, 예컨대 필름 (210)의 층 (250a,b) 및/또는 채널 (220)의 형상은 본 명세서에서 더욱 완전히 기재될 바와 같이 메트릭스 물질을 압출시키는데 사용된 다이 어셈블리의 배치구성에 의해 한정될 수 있다.
미세모세관 필름 (210)은 제1 단부 (214) 및 제2 단부 (216)을 갖는다. 1종 이상의 채널 (220)은 제1 단부 (214)부터 제2 단부 (216)까지 메트릭스 (218)에서 병렬적으로 배치된다. 1종 이상의 채널 (220)은 적어도 250 μm의, 또는 250 내지 1990 μm, 250 내지 990 μm, 250 내지 890 μm, 250 내지 790 μm, 250 내지 690 μm, 또는 250 내지 590 μm의 범위에서 직경을 가질 수 있다. 1종 이상의 채널 (220)은 원형, 직사각형, 타원형, 별형, 다이아몬드, 삼각형, 정사각형, 육각형, 오각형, 팔각형, 등, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 횡단면 형상을 가질 수 있다.
메트릭스 (218)은 1종 이상의 메트릭스 열가소성 물질을 포함한다. 상기 메트릭스 열가소성 물질은, 비제한적으로, 폴리올레핀 (예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 등); 폴리아미드 (예를 들면, 나일론 6); 폴리비닐리덴 염화물; 폴리비닐리덴 플루오라이드; 폴리카보네이트; 폴리스티렌; 폴리에틸렌 테레프탈레이트; 폴리우레탄; 및 폴리에스테르를 포함한다. 메트릭스 열가소성 물질의 구체적인 예는, 본 명세서에서 참고로 편입되는, "Microcapillary Films and Foams Containing Functional Filler Materials" 명칭으로 하는 PCT 공개 출원 번호 WO 2012/094315의 페이지 5 내지 11에서 열거된 것을 포함한다.
1종 이상의 채널 유체 (212)는 다양한 유체, 예컨대 공기, 다른 기체, 또는 채널 열가소성 물질을 포함할 수 있다. 채널 열가소성 물질은, 비제한적으로, 폴리올레핀 (예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 등); 폴리아미드 (예를 들면, 나일론 6); 폴리비닐리덴 염화물; 폴리비닐리덴 플루오라이드; 폴리카보네이트; 폴리스티렌; 폴리에틸렌 테레프탈레이트; 폴리우레탄; 및 폴리에스테르를 포함한다. 상기 논의된 메트릭스 (218) 물질과 같이, 채널 유체 (212)로서 사용에 적합한 열가소성 물질의 구체적인 예는 PCT 공개 출원 번호 WO 2012/094315의 페이지 5 내지 11에서 열거된 것을 포함한다.
환형 미세모세관 생성물 압출기 어셈블리
도 3A 및 3B는 미세모세관 (303)을 갖는 다층, 환형 미세모세관 생성물 (310a,b)을 형성하는데 사용된 예 압출기 어셈블리 (300a,b)를 묘사한다. 압출기 어셈블리 (300a,b)는 도 1의 압출기 (100)와 유사할 수 있고, 단, 압출기 어셈블리 (300a,b)는, 거기에 작동가능하게 연결된 조합된 환형 미세모세관 공-압출 다이 어셈블리 (311a,b)와, 다중 압출기 (100a,b,c)를 포함한다. 환형 다이 어셈블리 (311a,b)는 환형 미세모세관 생성물, 예컨대 도 4A-4C에서 나타낸 바와 같이 필름 (310), 도 5, 6A, 및 6B에서 나타낸 바와 같이 튜우빙 (310a), 및/또는 도 3B에서 나타낸 바와 같이 성형된 형상 (310b)를 압출하도록 구성된 다이 삽입물 (353)을 갖는다.
도 3A는 조합된 환형 미세모세관 공-압출 다이 어셈블리 (311a)에 작동가능하게 연결된 3 압출기 (100a,b,c)와 압출기 어셈블리 (300a)의 제1 배치구성을 도시한다. 한 예에서, 3 압출기 중 2개는 환형 미세모세관 생성물 (310a)의 층을 형성하기 위해 다이 어셈블리 (311a)에 열가소성 물질 (예를 들면, 폴리머) (117)을 공급하는데 사용된 메트릭스 압출기 (100a,b)일 수 있다. 제3 압출기는, 그안에 미세모세관 상 (또는 코어 층)을 형성하기 위해 미세모세관 (303) 속에, 미세모세관 물질, 예컨대 열가소성 물질 (예를 들면, 폴리머 용융물) (117)을 제공하는 미세모세관 (또는 코어 층) 압출기 (100c)일 수 있다.
다이 삽입물 (353)은 압출기 (100a,b,c)로부터 환형 미세모세관 생성물 (310a) 속에 열가소성 물질 (117)을 조합하기 위해 다이 어셈블리 (311a)에서 제공된다. 도 3A에서 나타낸 바와 같이, 환형 미세모세관 생성물은 다이 삽입물 (353)을 통해 그리고 다이 어셈블리 (311a) 밖에 상향으로 압출된 취입된 튜우빙 (310a)일 수 있다. 유체 공급원 (319a)로부터 환형 유체 (312a)는 도 3A에서 나타낸 바와 같이 압출 동안 환형 미세모세관 튜우빙 (310a)를 형상화하기 위해 환형 미세모세관 생성물 (310a)를 통과될 수 있거나, 도 3B에서 보이는, 환형 미세모세관 금형 (또는 성형된 생성물), 예컨대 병 (310b)의 형태로 환형 미세모세관 생성물을 생산하기 위해 구성된 성형기 (354)가 제공될 수 있다.
도 3B는 압출기 어셈블리 (300b)의 제2 배치구성을 보여준다. 압출기 어셈블리 (300b)는 압출기 어셈블리 (300a)와 유사하고, 단, 미세모세관 압출기 (100c)는 미세모세관 유체 공급원 (319b)로 대체되어 있다. 압출기 (100a,b)는 (도 3A의 예에서처럼) 열가소성 물질을 압출시키고 미세모세관 유체 공급원 (319b)는 미세모세관( micocapillary ) 물질을 미세모세관 유체 (312b)의 형태로 다이 어셈블리 (311b)의 다이 삽입물 (353)을 통해 배출시킬 수 있다. 2 메트릭스 압출기 (100a,b)는, 환형 미세모세관 생성물 (310b)를 형성하기 위해 그 사이 미세모세관 (303) 속에 미세모세관 유체 (312b)를 배출하는 미세모세관 유체 공급원 (319b)로 열가소성 층을 배출시킨다. 상기 버전에서, 환형 다이 어셈블리 (311b)는 도 3A에서 처럼 필름 또는 취입된 생성물을 형성할 수 있거나, 환형 미세모세관 금형 예컨대 병, (310b)의 형태로 환형 미세모세관 생성물을 생산하기 위해 구성된 성형기 (354)가 제공될 수 있다.
도 3A 및 3B가 별도의 물질 하우징 (105), 물질 호퍼 (107), 스크류 (109), 전자장치 (115), 모터 (121)을 갖는 것으로서 각각의 압출기 (100a,b,c)를 보여주는 한편, 일부 또는 모든 압출기 (100)은 조합될 수 있다. 예를 들어, 압출기 (100a,b,c) 각각은 그들 자체 호퍼 (107)을 가질 수 있고, 특정 부품, 예컨대 전자장치 (115) 및 다이 어셈블리 (311a,b)를 공유할 수 있다. 일부 경우에, 유체 공급원 (319a,b)는 동일한 유체 (312a,b), 예컨대 공기를 제공하는 동일한 유체 공급원일 수 있다.
다이 어셈블리 (311a,b)는 요망된 배향, 예컨대 도 3A에서 나타낸 바와 같이 수직 직립 위치, 도 3B에서 나타낸 바와 같이 수직 하향 위치, 또는 도 1에서 나타낸 바와 같이 수평 위치에서 압출기 (100a,b,c)에 작동가능하게 연결될 수 있다. 1종 이상의 압출기는 층을 형성하는 폴리머성 메트릭스 물질을 제공하는데 사용될 수 있고 1종 이상의 물질 공급원, 예컨대 압출기 (100c) 및/또는 미세모세관 유체 공급원 (319b)는 미세모세관 물질을 제공하는데 사용될 수 있다. 추가적으로, 이하에 더 상세히 기재된 바와 같이, 다이 어셈블리는 전도성 코어를 가진 공-압출용 크로스헤드 위치에서 구성될 수 있다.
환형 미세모세관 생성물
도 4A-4C는, 예를 들어, 도 3A 및/또는 3B의 압출기 (300a,b) 및 다이 어셈블리 (311a,b)에 의해 생산된 필름 (310, 310')의 형태일 수 있는 환형 미세모세관 생성물의 다양한 면을 묘사한다. 도 4A 및 4B에서 나타낸 바와 같이, 환형 미세모세관 생성물 (310)은 필름 (210)과 유사할 수 있고, 단, 환형 미세모세관 생성물 (310)은 환형 다이 어셈블리 (311a,b)로부터 폴리머성 메트릭스 층 (450a,b) 속에 미세모세관 (303, 303')로 그안에 형성된다. 폴리머성 메트릭스 층 (450a,b)는 집합적으로 환형 미세모세관 생성물 (310)의 폴리머성 메트릭스 (418)을 형성한다. 층 (450a,b)는 그안에 미세모세관 (303)을 한정하는 평행한, 선형 채널 (320)을 갖는다.
도 4B 및 4C에서 나타낸 바와 같이, 환형 미세모세관 생성물 (310, 310')는 그안에 다양한 미세모세관 물질 (117) 또는 미세모세관 유체 (312b)로 압출될 수 있다. 미세모세관은 다양한 횡단면 형상을 가진 채널 (320, 320')로 형성될 수 있다. 도 4B의 예에서, 채널 (320)은 그안에 미세모세관 물질 (117)로 미세모세관 (303)을 한정하는 궁상 횡단면을 갖는다. 미세모세관 물질 (117)은 폴리머성 메트릭스 (418)을 형성하는 메트릭스 층 (450a,b) 사이 채널 (320)에 있다. 미세모세관 물질 (117)은 폴리머성 메트릭스 층 (450a,b) 사이 코어 층을 형성한다.
도 4C의 예에서, 채널 (320')는 그안에 미세모세관 물질 (312b)로 미세모세관 (303')를 한정하는 타원형 횡단면을 갖는다. 미세모세관 물질 (312b)는 폴리머성 메트릭스 (418)을 형성하는 층 (450a,b) 사이 채널 (320')에서 유체 (예를 들면, 공기)로서 묘사된다.
상기 기재된 필름과 같이, 동일한 메트릭스 물질이 층 (450a,b)에 이용되는 경우 단일-층 생성물의 형태를 환형 미세모세관 생성물이 취할 수 있다는 것을 유의해야 한다. 이것은 다이를 빠져나가기 직전에 합류하는 용융된 상태에서 메트릭스 층의 2 스트림의 융합 때문이다.
본 명세서에서 기재된 바와 같이 환형 미세모세관 생성물을 형성하는데 사용된 물질은 소정의 적용을 위하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 물질은 플라스틱, 예컨대 열가소성 또는 열경화성 물질일 수 있다. 열가소성 물질이 이용되는 경우, 폴리머성 메트릭스 (418) 및/또는 미세모세관 물질 (117)을 형성하는 열가소성 물질 (117)은 상기에 기재된 바와 같이 필름 (210) 형성에서 유용한 물질로부터 선택될 수 있다. 따라서, 환형 미세모세관 생성물은 다양한 물질, 예컨대 폴리올레핀 (예를 들면, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4A 및 4B에서, 폴리머성 메트릭스 (418)은 저밀도 폴리에틸렌일 수 있고 미세모세관 물질 (117)은 폴리프로필렌일 수 있다. 또 다른 예로서, 도 4C에서 폴리머성 메트릭스 (418)은 미세모세관 물질 (312b)로서 공기를 가진 저밀도 폴리에틸렌으로 제조될 수 있다.
도 5를 참조로, 유체 공급원 (319a)는 압출 동안 관형 형상을 지지하기 위해 환형 미세모세관 생성물 (310a)를 통해 환형 유체 (예를 들면, 공기) (312a)를 통과할 수 있다. 다이 어셈블리 (311a)는 도 6A-6B에서 나타낸 바와 같이 관형 형상으로 다층, 환형 미세모세관 생성물 (310a,310a')을 형성할 수 있다.
또한 도 6A 및 6B에 의해 보여진 바와 같이, 다층, 환형 미세모세관 생성물 (310a,310a')의 부분을 형성하는 열가소성 물질은 다양할 수 있다. 도 4A, 4B, 및 6A에서 보여진 예에서, 폴리머성 메트릭스 (418)을 형성하는 층 (450a,b)은 흑색 채널 (320) 및 백색 폴리머성 메트릭스 (418)에 의해 개략적으로 표시된 바와 같이 미세모세관 (303)에서 미세모세관 물질 (117)과 상이한 물질을 가질 수 있다. 또 다른 예에서, 도 6B에서 나타낸 바와 같이, 폴리머성 메트릭스 (418)을 형성하는 층 (450a,b) 그리고 미세모세관 (303)내 물질은 동일한 물질, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌으로 제조될 수 있어서, 이로써 폴리머성 메트릭스 (418) 및 채널 (320) 둘 모두는 흑색으로서 묘사된다.
환형 미세모세관 생성물용 다이 어셈블리
도 7A-9D는 다이 어셈블리 (311)로서 사용가능한 다이 어셈블리 (711,811,911)의 예 배치구성을 묘사한다. 도 7A-9D가 가능한 다이 어셈블리 배치구성의 예를 보여주는 한편, 다양한 예의 조합 및/또는 변동은 요망된 다층, 환형 미세모세관 생성물, 예컨대 도 4A-6B의 예에서 보여진 것을 제공하는데 사용될 수 있다.
도 7A-7D는 다이 어셈블리 (711)의 부분 횡단면, 종횡단면, 단부, 및 상세한 횡단면도, 각각을 묘사한다. 도 8A-8D는 다이 어셈블리 (811)의 부분 횡단면, 종횡단면, 단부, 및 상세한 횡단면도, 각각을 묘사한다. 도 9A-9D는 다이 어셈블리 (911)의 부분 횡단면, 종횡단면, 단부, 및 상세한 횡단면도, 각각을 묘사한다. 환형 미세모세관 생성물, 예컨대 본 명세서에서 기재된 것을 형성하기 위해 다이 어셈블리 (711, 811)은, 예를 들어, 도 3A의 압출기 어셈블리 (300a)와 함께 사용될 수 있고 다이 어셈블리 (911)은, 예를 들어, 도 3B의 압출기 어셈블리 (300b)와 함께 사용될 수 있다.
도 7A-7D에서 나타낸 바와 같이, 다이 어셈블리 (711)은 쉘 (758), 내부 매니폴드 (760), 외부 매니폴드 (762), 콘 (764), 및 다이 삽입물 (768)을 포함한다. 쉘 (758)은 외부 매니폴드 (762)를 수령하도록 형상화된 관형 부재이다. 외부 매니폴드 (762), 다이 삽입물 (768), 및 내부 매니폴드 (760)은 각각 쉘 (758) 내에서 동심성으로 수령되고 적층되는 플렌지 형상화된 구성원이다. 내부 매니폴드 (760) 및 외부 매니폴드 (762)가 묘사되는 한편, 폴리머성 메트릭스의 층 형성용 유동 채널을 제공할 수 있는 1종 이상의 내부 및/또는 외부 매니폴드 또는 다른 디바이스는 제공될 수 있다.
다이 삽입물 (768)은 외부 매니폴드 (762)와 내부 매니폴드 (760) 사이 배치된다. 내부 매니폴드 (760)은 다이 삽입물 (768) 및 외부 매니폴드 (762)를 통해 그리고 쉘 (758) 속에 확장하는 그의 단부에서 콘 (764)를 갖는다. 다이 어셈블리 (711)은, 다이 어셈블리 (711)의 부분을 연결하기 위해, 커넥터, 예컨대 볼트 (도시되지 않음)로 제공될 수 있다.
이제 도 7B를 참조로, 환형 메트릭스 채널 (774a,b)는 쉘 (758)과 외부 매니폴드 (762) 사이 그리고 다이 삽입물 (768)과 내부 매니폴드 (760) 사이, 각각에서 한정된다. 열가소성 물질 (117)은 다층, 환형 미세모세관 생성물 (710)의 층 (450a,b)를 형성하기 위해 화살표로 표시된 바와 같이 메트릭스 채널 (774a,b)를 통과하는 것으로 묘사된다. 환형 미세모세관 생성물 (710)은 본 명세서에서 기재된 임의의 환형 미세모세관 생성물, 예컨대 (310a,b)일 수 있다.
미세모세관 채널 (776)은 또한 다이 삽입물 (768)과 외부 매니폴드 (762) 사이 한정된다. 미세모세관 채널 (776)은 그안에 미세모세관 (303)을 형성하기 위해 층 (450a,b) 사이 그리고 다이 어셈블리 (711)을 통해 미세모세관 물질 (117,312b) 통과를 위하여 미세모세관 물질 공급원에 커플링될 수 있다. 유체 채널 (778)은 내부 매니폴드 (760) 및 콘 (764)을 통해 확장한다. 유체 공급원 (319a)로부터 환형 유체 (312a)는 유체 채널 (778)을 통해 그리고 생성물 (710a,) 속으로 유동한다.
다이 삽입물 (768)은 다이 어셈블리 (711)을 통해 폴리머 용융 흐름의 균일한 분포를 제공하기 위해 내부 매니폴드 (760)와 외부 매니폴드 (762) 사이 동심성으로 배치될 수 있다. 다이 삽입물 (762)는 그것을 통해 미세모세관 물질 (117/312b)의 유동을 촉진시키기 위해 그것의 외부 표면을 따라 분포 채널 (781)로 제공될 수 있다.
메트릭스 채널 (774a,b) 및 미세모세관 채널 (776)은 수렴부 (779)에서 수렴되고 압출 유출구 (780)를 통과하여 이로써 메트릭스 채널 (774a,b)을 통해 유동하는 열가소성 물질이 그사이 미세모세관 채널 (776)으로부터 미세모세관 물질 (117/312b)와 층 (450a,b)을 형성한다. 외부 매니폴드 (762) 및 다이 삽입물 (768) 각각은 외부 노즈 (777a) 및 삽입물 노즈 (777b), 각각을 종료시킨다. 도 7D에서 나타낸 바와 같이, 외부 노즈 (777a)는 추가로 압출 유출구 (780)을 향하여 거리 A 및/또는 추가로 노즈 (777b)보다 압출 유출구 (780)으로부터 떨어진 거리 A를 확장시킨다.
도 8A-9D의 다이 어셈블리 (811, 911)은 도 7A-7D의 다이 어셈블리 (711)과 유사할 수 있고, 단, 외부 매니폴드 (762)에 비하여 다이 삽입물 (768, 968)의 노즈 (777a,b, 977a,b)의 위치는 다양할 수 있다. 노즈의 위치는 유동 패턴, 예컨대 그것을 통한 비대칭 또는 대칭으로 한정하도록 조정될 수 있다. 도 7A-7D에서 나타낸 바와 같이, 다이 어셈블리 (711)은 외부 매니폴드 (762)의 노즈 (777a)로부터 거리 A 배치된 다이 삽입물 (768)의 노즈 (777b)를 가진 비대칭 유동 배치구성이다. 도 8A-8D에서 나타낸 바와 같이, 다이 어셈블리 (811)은 플러시되는 외부 매니폴드 (762) 그리고 다이 삽입물 (768)의 노즈 (777a,b)를 가진 대칭 유동 배치구성이다.
도 9A-9D 및 10은 그안에 미세모세관 물질 (117/312b)의 삽입 및/또는, 미세모세관 (303), 채널 (320)의 창출을 촉진하는 특징으로 제공된 환형 다이 삽입물 (968)을 묘사한다 (참조, 예를 들면, 도 4A-4B). 다이 삽입물 (968)은 베이스 (982), 관형 매니폴드 (984), 및 팁 (986)을 포함한다. 베이스 (982)는 환형 미세모세관 매니폴드 (984)의 지지 단부로부터 확장하는 플렌지를 형성하는 고리 형상화된 구성원이다. 베이스 (982)는 내부 매니폴드 (760)과 외부 매니폴드 (762) 사이 지지가능하다. 외부 매니폴드 (762)는 확장된 노즈 (977a)를 갖고 다이 삽입물 (968)은 다이 어셈블리 (911)을 통해 대칭 유동 배치구성을 한정하기 위해 서로에 대해서 플러시 배치된 확장된 노즈 (977b)를 갖는다.
팁 (986)은 관형 매니폴드 (984)의 유동 단부에서 환형 구성원이다. 팁 (986)의 내부 표면은 콘 (764)의 단부를 수령하기 위해 기울어지고 형상화된다. 팁 (986)은 그사이에 한정된 기울어진 숄더 (990)을 가진 환형 미세모세관 매니폴드 (984)보다 더 큰 외부 직경을 갖는다. 팁 (986)의 외부 표면은 그것을 통해 미세모세관 물질 (117/312b)의 통로를 위하여 그안에 복수의 선형, 평행한 미세모세관 유동 채널 (992)를 갖는다. 외부 매니폴드 762는 노즈 (977a)를 따라 예리한 모서리 (983a)에서 종료하고 팁 (986)은 노즈 (977b)를 따라 예리한 모서리 (983b)에서 종료한다.
환형 미세모세관 매니폴드 (984)는 베이스 (982)와 팁 (986) 사이 확장하는 환형 구성원이다. 환형 미세모세관 매니폴드 (984)는 내부 매니폴드 (760) 및 외부 매니폴드 (762)의 관형 부분 사이 지지가능하다. 환형 미세모세관 매니폴드 (984)는 내부 매니폴드 (760)을 수령하기 위해 통로 (988)을 갖는다.
분포 채널 (781)은 다양한 배치구성을 가질 수 있다. 도 9A-9D에서 나타낸 바와 같이, 환형 미세모세관 매니폴드 (984)의 외부 표면은 거기를 통해 물질의 통로를 위하여 거기를 따라 분포 채널 (781)을 갖는다. 분포 채널 (781)은 도 9B에서 개략적으로 묘사된 바와 같이 미세모세관 채널 (776)을 통해 미세모세관 물질 (117/312b)와 유체 소통할 수 있다. 분포 채널 (781)은 다이 삽입물 (968)의 둘레 주위에 미세모세관 물질을 구동하기 위해 다이 삽입물 (968) 주위 배치될 수 있다. 다이 삽입물 (968) 및/또는 분포 채널 (781)은 다이 어셈블리를 통해 미세모세관 물질 (117/312b)의 유동의 원하는 양을 촉진시키도록 구성될 수 있다. 분포 채널 (781)은 다이 삽입물 (968)과 외부 매니폴드 (762) 사이 미세모세관 물질의 통로용 물질 유동 경로를 한정한다.
작은 갭은 다이 어셈블리 (911)을 통해 미세모세관 물질 (117/312b)를 균일하게 분포시키기 위해 분포 채널 (781) 밖으로 미세모세관 물질 (117/312b)를 누출시키게 하는 외부 매니폴드 (762)와 다이 삽입물 (968) 사이 형성될 수 있다. 분포 채널 (781)은 다이 삽입물 (968) 및/또는 외부 매니폴드 (760) 속으로 요망된 깊이를 확장시키는 공동 또는 채널의 형태일 수 있다. 예를 들어, 도 7A-9D에서 나타낸 바와 같이, 분포 채널 (781)은 다이 삽입물 (968)의 외부 표면과 외부 매니폴드 (760) 사이 한정된 공간일 수 있다. 도 10에서 나타낸 바와 같이, 분포 채널 (781, 1081)은 관형 매니폴드 (984)의 외부 표면을 따라 거리를 확장시키는 나선 홈이다. 일부 또는 모든 분포 채널 (781, 1081)은 선형, 만곡된, 나선형, 크로스-헤드, 및/또는 이들의 조합일 수 있다.
코팅된 전도체
상기 기재된 환형 미세모세관 생성물은 코팅된 전도체, 예컨대 케이블을 제조하는데 사용될 수 있다. "케이블" 및 "전력 케이블"은 덮개, 예를 들면, 절연 피복재 및/또는 보호성 외부 재킷 내에서 적어도 1종의 전도체를 의미한다. "전도체"는 열, 광, 및/또는 전기 전도용 1종 이상의 전선(들) 또는 섬유(들)을 나타낸다. 전도체는 단일-전선/섬유 또는 다중-전선/섬유일 수 있고 가닥 형태 또는 관형 형태일 수 있다. 적합한 전도체의 비제한 예는 금속 예컨대 은, 금, 구리, 탄소, 및 알루미늄을 포함한다. 전도체는 또한 유리 또는 플라스틱으로부터 제조된 광섬유일 수 있다. "전선"은 전도성 금속, 예를 들면, 구리 또는 알루미늄의 단일 가닥, 또는 광섬유의 단일 가닥을 의미한다. 전형적으로, 케이블은, 종종 통상 절연 피복재 및/또는 보호성 재킷에서, 함께 결합된 2종 이상의 전선 또는 광섬유이다. 덮개 내부에 개별적인 전선 또는 섬유는 노출, 피복 또는 절연될 수 있다. 조합 케이블은 양족 전기 전선 및 광섬유를 함유할 수 있다. 케이블이 전력 케이블인 경우, 케이블은 저, 중, 및/또는 고 전압 적용을 위하여 설계될 수 있다. 전형적인 케이블 설계는 USP 5,246,783, 6,496,629 및 6,714,707에서 설명된다. 케이블이 전기통신 케이블인 경우, 케이블은 근거리 통신망 (LAN)/데이터, 동축 CATV, 동축 RF 케이블 또는 광섬유 케이블로 설계될 수 있다.
상기 기재된 환형 미세모세관 생성물은, 케이블의 전도체 또는 전도성 코어로서 동일한 연신의 방향에서 연신되는, 케이블에서 적어도 1종의 폴리머성 코팅층을 구성할 수 있다. 이와 같이, 폴리머성 코팅물은 적어도 일 부분의 전도체를 둘러쌀 수 있다. 전도체 둘러쌈에서, 폴리머성 코팅물은 전도체와 직접 접촉될 수 있거나 전도체와 폴리머성 코팅물 사이 1종 이상의 중재층에 배치됨으로써 전도체와 간접 접촉될 수 있다. 폴리머성 코팅물은 폴리머성 코팅물의 연신의 방향으로 실질적으로 확장하는 복수의 미세모세관 그리고 폴리머성 메트릭스 물질을 포함한다. 다양한 구현예에서, 미세모세관은 폴리머성 코팅물 주위에 방사상으로 배치될 수 있다. 추가적으로, 미세모세관은 서로에 대하여 등거리로 또는 실질적으로 등거리로 떨어져서 이격될 수 있다.
환형 미세모세관 생성물을 생산하기 위하여 1종 이상의 상기 기재된 다이 어셈블리는 전도체가 거기를 통해 통과하는 것이 허용되도록 변형될 수 있고, 이로써 폴리머성 메트릭스 물질 및 복수의 미세모세관을 포함하는 폴리머성 코팅물이 전도체 또는 중재 층상에 공압출되도록 할 수 있다. 상기 배치구성은 당해 기술에서 크로스헤드 다이로서 통상적으로 공지된다 (참조, 예를 들면, US 2008/0193755 A1, US 2014/0072728 A1, 및 US 2013/0264092 A1). 구체적으로, 도 7A, 8A 및 9A에서 내부 매니폴드 (760) 및 콘 (764)는 전선- 또는 전도체-통과 홀을 창출하도록 변형될 수 있다. 당해 분야의 숙련가가 인식할 바와 같이, 다이 출구에 가까운 모든 부품은 변형될 수 있어서 압출 물질이 전선- 또는 전도체-통과 홀을 통해 이동하는 전도체 (또는 중재 층)상에 코팅할 수 있다. 금형 통로를 가진 추가의 부품은 제작될 수 있다. 상기 변형은 당해 분야의 숙련가의 능력 이내이다.
예시적인 미세모세관 압출 코팅 공정에서, 압출 코팅 설비를 통해 전도체 코어는 투사 단부를 가로지르고 그 다음 외부 다이의 금형 통로를 통과하기 위해 내부 매니폴드 (760)의 전선-통과 홀을 통해 계속해서 이동하도록 리트랙터에 의해 당겨질 수 있다. 전도체 코어가 이동하는 동안, 폴리머 용융물은 물질-공급 통로 속으로 압력에 의해 주사되고, 배선 코팅물 통로를 향하여, 그 다음 유출구에서 금형 통로 속으로 유동하여 금형 통로를 통과하는 전도체 코어의 외부 표면 상에 코팅한다. 후속적으로, 코팅된 전도체 코어는 금형 통로를 통해 다이 외부로 계속 이동하고, 그 다음 냉각 및 경화될 수 있다.
폴리머성 코팅물 제조에서, 임의의 상기 기재된 폴리머는 폴리머성 메트릭스 물질로서 사용될 수 있다. 다양한 구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질로서 이용된 폴리머는 에틸렌-기반 폴리머를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 다른 코-모노머가 또한 이용될 수 있어도, "에틸렌-기반" 폴리머는 주된 (즉, 50 중량 퍼센트 ("wt%") 초과) 모노머 성분으로서 에틸렌 모노머로부터 제조된 폴리머이다. "폴리머"는 동일한 또는 상이한 유형의 모노머 반응 (즉, 중합화)에 의해 제조된 거대분자 화합물을 의미하고, 호모폴리머 및 인터폴리머를 포함한다. "인터폴리머"는 적어도 2개의 상이한 모노머 유형의 중합에 의해 제조된 폴리머를 의미한다. 상기 일반 용어는 (2개의 상이한 모노머 유형으로부터 제조된 폴리머를 지칭하는데 일반적으로 이용된) 코폴리머, 및 2개 이상의 상이한 모노머 유형 (예를 들면, 삼원중합체 (3 상이한 모노머 유형) 및 사원중합체 (4 상이한 모노머 유형))으로부터 제조된 폴리머를 포함한다.
다양한 구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 에틸렌 호모폴리머일 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "호모폴리머"는 단일 모노머 유형으로부터 유래된 반복 단위를 포함하는 폴리머를 나타내지만, 호모폴리머 제조에서 사용된 다른 성분, 예컨대 사슬 이동제의 잔류 양을 배제하지 않는다.
구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 전체 인터폴리머 중량을 기준으로 적어도 1 wt%, 적어도 5 wt%, 적어도 10 wt%, 적어도 15 wt%, 적어도 20 wt%, 또는 적어도 25 wt%의 α-올레핀 함량을 갖는 에틸렌/알파-올레핀 ("α 올레핀") 인터폴리머일 수 있다. 이들 인터폴리머는 전체 인터폴리머 중량을 기준으로 50 wt% 미만, 45 wt% 미만, 40 wt% 미만, 또는 35 wt% 미만의 α-올레핀 함량을 가질 수 있다. α-올레핀이 이용되는 경우, α-올레핀은 C3-20 (즉, 3 내지 20개의 탄소 원자를 갖는) 선형, 분지형 또는 환형 α-올레핀일 수 있다. C3-20 α-올레핀의 예는 프로펜, 1 부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1 도데센, 1 테트라데센, 1 헥사데센, 및 1-옥타데센을 포함한다. α-올레핀은 또한, α-올레핀 예컨대 3 사이클로헥실-1-프로펜 (알릴 사이클로헥산) 및 비닐 사이클로헥산을 초래하는, 환형 구조 예컨대 사이클로헥산 또는 사이클로펜탄을 가질 수 있다. 예시적인 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머는 에틸렌/프로필렌, 에틸렌/1-부텐, 에틸렌/1 헥센, 에틸렌/1 옥텐, 에틸렌/프로필렌/1-옥텐, 에틸렌/프로필렌/1-부텐, 및 에틸렌/1-부텐/1 옥텐을 포함한다.
에틸렌-기반 폴리머는 또한 1종 이상의 불포화된 산 또는 에스테르 모노머, 예컨대 불포화된 카복실산 또는 알킬 (알킬)아크릴레이트와 에틸렌의 인터폴리머를 포함한다. 상기 모노머는, 비제한적으로, 비닐 아세테이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 아크릴산, 및 동종을 포함한다. 따라서, 에틸렌-기반 폴리머는 인터폴리머 예컨대 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트) ("EMA"), 폴리(에틸렌-코-에틸 아크릴레이트) ("EEA"), 폴리(에틸렌-코-부틸 아크릴레이트) ("EBA"), 및 폴리(에틸렌-코-비닐 아세테이트) ("EVA")를 포함할 수 있다.
다양한 구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 에틸렌-기반 폴리머의 1종 이상의 다른 유형 (예를 들면, 모노머 조성물 및 함량, 촉매적 제조 방법, 등에 의해 서로 상이한 2종 이상의 에틸렌-기반 폴리머의 블렌드)와 조합으로 또는 단독으로 사용될 수 있다. 에틸렌-기반 폴리머의 블렌드가 이용되면, 폴리머는 임의의 반응기내 또는 후-반응기 공정에 의해 블렌딩될 수 있다.
구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 저밀도 폴리에틸렌 ("LDPE")일 수 있다. LDPEs는 일반적으로 고분지형 에틸렌 호모폴리머이고, 고압 공정 (즉, HP-LDPE)를 통해 제조될 수 있다. 본 명세서에서 사용에 적합한 LDPEs는 0.91 내지 0.94 g/cm3 범위의 밀도를 가질 수 있다. 다양한 구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 적어도 0.915 g/cm3, 그러나 0.94 g/cm3 미만, 또는 0.924 내지 0.938 g/cm3의 범위에서 밀도를 갖는 고-압력 LDPE이다. 본 명세서에서 제공된 폴리머 밀도는 ASTM 국제 ("ASTM") 방법 D792에 따라 결정된다. 본 명세서에서 사용에 적합한 LDPEs는 20 g/10 분 미만, 또는 0.1 내지 10 g/10 분, 0.5 내지 5 g/10분, 1 내지 3 g/10 분 범위의 용융 지수 (I2), 또는 2 g/10 분의 I2를 가질 수 있다. 본 명세서에서 제공된 용융 지수는 ASTM 방법 D1238에 따라 결정된다. 달리 지적되지 않는 한, 용융 지수는 190　℃ 및 2.16 Kg (즉, I2)에서 결정된다. 일반적으로, LDPEs는 상대적으로 높은 다분산도 지수 ("PDI"; 중량평균 분자량 대 수평균 분자량의 비)를 초래하는 넓은 분자량 분포 ("MWD")를 갖는다.
구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 선형-저밀도 폴리에틸렌 ("LLDPE")일 수 있다. LLDPEs는 일반적으로 코모노머 (예를 들면, α-올레핀 모노머)의 불균일 분포를 갖는 에틸렌-기반 폴리머이고, 단-사슬 분지화를 특징으로 한다. 예를 들어, LLDPEs는 에틸렌 및 α-올레핀 모노머의 코폴리머, 예컨대 상기에 기재된 것들일 수 있다. 본 명세서에서 사용에 적합한 LLDPEs는 0.916 내지 0.925　g/cm3 범위의 밀도를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용에 적합한 LLDPEs는 1 내지 20　g/10 분, 또는 3 내지 8 g/10 분 범위의 용융 지수 (I2)를 가질 수 있다.
구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 초저밀도 폴리에틸렌 ("VLDPE")일 수 있다. VLDPEs는 또한 당해 기술에서 극저밀도 폴리에틸렌, 또는 ULDPEs로서 공지될 수 있다. VLDPEs는 일반적으로 코모노머 (예를 들면, α-올레핀 모노머)의 불균일 분포를 갖는 에틸렌-기반 폴리머이고, 단-사슬 분지화를 특징으로 한다. 예를 들어, VLDPEs는 에틸렌 및 α-올레핀 모노머, 예컨대 1종 이상의 상기 기재된 α-올레핀 모노머의 코폴리머일 수 있다. 본 명세서에서 사용에 적합한 VLDPEs는 0.87 내지 0.915 g/cm3 범위의 밀도를 가질 수 있다. 본 명세서에서 사용에 적합한 VLDPEs는 0.1 내지 20 g/10 분, 또는 0.3 내지 5 g/10 분 범위의 용융 지수 (I2)를 가질 수 있다.
구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 중밀도 폴리에틸렌 ("MDPE")일 수 있다. MDPEs는 일반적으로 0.926 내지 0.950 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 에틸렌-기반 폴리머이다. 다양한 구현예에서, MDPE는 0.930 내지 0.949 g/cm3, 0.940 내지 0.949 g/cm3, 또는 0.943 내지 0.946 g/cm3 범위의 밀도를 가질 수 있다. MDPE는 0.1 g/10 분, 또는 0.2 g/10 분, 또는 0.3 g/10 분, 또는 0.4 g/10 분, 내지 5.0 g/10 분, 또는 4.0 g/10 분, 또는, 3.0 g/10 분 또는 2.0 g/10 분, 또는 1.0 g/10 분 범위의 용융 지수 (I2)를 가질 수 있다.
구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 고밀도 폴리에틸렌 ("HDPE")일 수 있다. HDPEs는 일반적으로 0.940 g/cm3 초과 밀도를 갖는 에틸렌-기반 폴리머이다. 구현예에서, HDPE는, ASTM D 792에 따라 결정된 바와 같이, 0.945 내지 0.97 g/cm3 밀도를 갖는다. HDPE는 적어도 130 ℃, 또는 132 내지 134 ℃의 피크 용융 온도를 가질 수 있다. HDPE는 0.1 g/10 분, 또는 0.2 g/10 분, 또는 0.3 g/10 분, 또는 0.4 g/10 분, 내지 5.0 g/10 분, 또는 4.0 g/10 분, 또는, 3.0 g/10 분 또는 2.0 g/10 분, 또는 1.0 g/10 분, 또는 0.5 g/10 분 범위의 용융 지수 (I2)를 가질 수 있다. 또한, HDPE는, 겔 투과 크로마토그래피에 의해 결정된 바와 같이, 1.0 내지 30.0의 범위에서, 또는 2.0 내지 15.0의 범위에서 PDI를 가질 수 있다.
구현예에서, 에틸렌-기반 폴리머는 임의의 2종 이상의 상기 기재된 에틸렌-기반 폴리머의 조합을 포함할 수 있다.
구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질은 LDPE를 포함할 수 있다. 구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질은 LDPE이다.
구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질은 MDPE를 포함할 수 있다. 구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질은 MDPE이다.
에틸렌-기반 폴리머 제조에 사용된 생산 방법은 광범위하고, 다양하고, 당해 기술에서 공지된다. 상기 기재된 특성을 갖는 에틸렌-기반 폴리머 생산을 위한 임의의 종래의 또는 이후에 발견된 생산 방법은 본 명세서에서 기재된 에틸렌-기반 폴리머 제조에 이용될 수 있다. 일반적으로, 중합은 지글러-나타 또는 카민스키-신 유형 중합 반응용 당해 기술에서 공지된 조건에서, 즉, 온도 0 내지 250 ℃, 또는 30 또는 200 ℃, 및 압력 대기압 내지 10,000 기압 (1,013 메가파스칼 ("MPa"))에서 달성될 수 있다. 대부분의 중합 반응에서, 촉매 대 이용된 중합성 화합물의 몰비는 10-12:1 내지 10 1:1, 또는 10-9:1 내지 10-5:1이다.
적합한 상업적으로 입수가능한 에틸렌-기반 폴리머의 예는, 비제한적으로 AXELERONTM GP C-0588 BK (LDPE), AXELERONTM FO 6548 BK (MDPE), AXELERON™ GP A-7530 NT (LLDPE), AXELERON™ GP G-6059 BK (LLDPE), AXELERON™ GP K-3479 BK (HDPE), AXELERON™ GP A-1310 NT (HDPE), 및 AXELERON™ FO B-6549 NT (MDPE)를 포함하고, 이들 모두는 Dow Chemical Company, Midland, MI, USA로부터 상업적으로 입수가능하다.
폴리프로필렌-기반 폴리머, 예컨대 호모폴리머, 랜덤 코폴리머, 헤테로상 코폴리머, 및 고-결정성 호모폴리머 폴리프로필렌은 Braskem Corp.로부터 상업적으로 입수가능하다.
폴리머성 코팅물 제조에서, 임의의 상기 기재된 물질은 또한 미세모세관 물질로서 사용될 수 있다.
다양한 구현예에서, 미세모세관 물질은 기체이다. 1종 이상의 구현예에서, 미세모세관 물질은 공기이다. 상기 구현예에서, 미세모세관은 미세모세관의 연신의 방향에 직교하는 횡단면으로서 본 경우 폴리머성 메트릭스 물질에 의해 완전히 둘러싸인 개별적인, 별개의 빈 공간을 한정한다.
1종 이상의 구현예에서, 미세모세관 물질은 엘라스토머성 미세모세관 물질일 수 있다. 당해 기술에서 공지된 바와 같이, 엘라스토머는 상대적으로 낮은 스트레스하에 큰 가역적 변형을 경험하는 물질이다. 미세모세관이 폴리머성 미세모세관 물질로 충전되는 임의의 구현예에서, 미세모세관은 미세모세관의 연신의 방향에 직교하는 횡단면으로서 본 경우 폴리머성 메트릭스 물질에 의해 완전히 둘러싸인 개별적인, 별개의 폴리머-충전된 세그먼트를 한정할 수 있다.
다양한 구현예에서, 엘라스토머는 올레핀 엘라스토머일 수 있다. 올레핀 엘라스토머는 양쪽 폴리올레핀 호모폴리머 및 인터폴리머를 포함한다. 폴리올레핀 인터폴리머의 예는 에틸렌/α-올레핀 인터폴리머 및 프로필렌/α-올레핀 인터폴리머이다. 상기 구현예에서, α-올레핀은 에틸렌-기반 폴리머에 관하여 임의의 상기에 기재된 것들일 수 있다. 예시적인 폴리올레핀 코폴리머는 에틸렌/프로필렌, 에틸렌/부텐, 에틸렌/1-헥센, 에틸렌/1-옥텐, 에틸렌/스티렌, 및 동종을 포함한다. 예시적인 삼원중합체는 에틸렌/프로필렌/1-옥텐, 에틸렌/프로필렌/부텐, 에틸렌/부텐/1-옥텐, 및 에틸렌/부텐/스티렌을 포함한다. 코폴리머는 랜덤 또는 블록성일 수 있다.
올레핀 엘라스토머는 또한 1종 이상의 작용기 예컨대 불포화된 에스테르 또는 산 또는 실란을 포함할 수 있고, 이들 엘라스토머 (폴리올레핀)은 잘 알려지고 종래의 고-압력 기술에 의해 제조될 수 있다. 불포화된 에스테르는 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 또는 비닐 카복실레이트일 수 있다. 알킬기는 1 내지 8 탄소 원자 및 바람직하게는 1 내지 4 탄소 원자를 가질 수 있다. 카복실레이트기는 2 내지 8 탄소 원자 및 바람직하게는 2 내지 5 탄소 원자를 가질 수 있다. 에스테르 코모노머에 기인된 코폴리머의 부분은 코폴리머의 중량을 기준으로 1 내지 50 중량 퍼센트의 범위일 수 있다. 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 예는 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 및 2-에틸헥실 아크릴레이트이다. 비닐 카복실레이트의 예는 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 및 비닐 부타노에이트이다. 불포화된 산의 예는 아크릴산 또는 말레산을 포함한다. 불포화된 실란은 비닐 트리알콕시실란 (예를 들면, 비닐 트리메톡시실란 및 비닐 트리에톡시실란)이다.
본 발명에서 유용한 올레핀 엘라스토머의 더욱 구체적인 예는 하기를 포함한다: 초저밀도 폴리에틸렌 ("VLDPE") (예를 들면, Dow Chemical Company에 의해 제조된 FLEXOMERTM 에틸렌/1-헥센 폴리에틸렌), 균질한 분지형, 선형 에틸렌/α-올레핀 코폴리머 (예를 들면 Mitsui Petrochemical Company Limited제 TAFMERTM 및 Exxon Chemical Company제 EXACTTM), 및 균질한 분지형, 실질적으로 선형 에틸렌/α-올레핀 폴리머 (예를 들면,　Dow Chemical Company로부터 이용가능한 AFFINITYTM 및 ENGAGETM 폴리에틸렌).
본 명세서에서 유용한 올레핀 엘라스토머는 또한 프로필렌, 부텐, 및 다른 알켄-기반 코폴리머, 예를 들면, 프로필렌으로부터 유래된 대다수의 유닛 및 (에틸렌을 포함하는) 또 다른 α-올레핀으로부터 유래된 소수의 유닛을 포함하는 코폴리머를 포함한다. 본 명세서에서 유용한 예시적인 프로필렌 폴리머는 하기를 포함한다: Dow Chemical Company로부터 이용가능한 VERSIFYTM 폴리머, ExxonMobil Chemical Company로부터 이용가능한 VISTAMAXXTM 폴리머, 및 Eastman Chemical Company로부터 이용가능한 EASTOFLEXTM 폴리머.
올레핀 엘라스토머는 또한 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머 ("EPDM") 엘라스토머 및 염소화된 폴리에틸렌 ("CPE")를 포함할 수 있다. 적합한 EPDMs의 상업적 예는 Dow Chemical Company로부터 이용가능한, NORDELTM EPDMs를 포함한다. 적합한 CPEs의 상업적 예는 Dow Chemical Company로부터 이용가능한, TYRINTM CPEs를 포함한다.
올레핀 엘라스토머, 특히 에틸렌 엘라스토머는 0.91 g/cm3 미만 또는 0.90 g/cm3 미만의 밀도를 가질 수 있다. 에틸렌 코폴리머는 전형적으로 0.85 g/cm3 초과 또는 0.86, g/cm3 초과 밀도를 갖는다. 올레핀 엘라스토머는 0.10 g/10 분 초과, 또는 1 g/10　분 초과 용융 지수 (I2)를 가질 수 있다. 올레핀 엘라스토머는 500 g/10 분 미만 또는 100 g/10 분 미만의 용융 지수를 가질 수 있다.
다른 적합한 올레핀 엘라스토머는 하기를 포함한다: 올레핀 블록 코폴리머 (예컨대 Dow Chemical Company, Midland, MI, USA로부터 상표명 INFUSETM하에 상업적으로 입수가능한 것), 중간상-분리된 올레핀 다중-블록 인터폴리머 (예컨대 미국 특허 번호 7,947,793에 기재된 것), 및 올레핀 블록 복합체 (예컨대 2008년 10월 30일 공개된, 미국 특허 출원 공개 번호 2008/0269412에 기재된 것).
다양한 구현예에서, 미세모세관 물질로서 유용한 엘라스토머는 비-올레핀 엘라스토머일 수 있다. 본 명세서에서 유용한 비-올레핀 엘라스토머는 실리콘 및 우레탄 엘라스토머, 스티렌-부타디엔 고무 ("SBR"), 니트릴 고무, 클로로프렌, 플루오로엘라스토머, 퍼플루오로엘라스토머, 폴리에테르 블록 아미드 및 클로로설폰화된 폴리에틸렌을 포함한다. 실리콘 엘라스토머는 선형 또는 부분적으로-분지형 구조를 가질 수 있는, 그러나 바람직하게는 선형인 평균 단위 식 RaSiO(4-a)/2를 전형적으로 갖는 폴리오르가노실록산이다. 각각의 R은 동일 또는 상이할 수 있다. R은, 예를 들어, 알킬 기, 예컨대 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 및 옥틸 기; 아릴 기 예컨대 페닐 및 톨릴 기; 아르알킬 기; 알케닐 기, 예를 들어, 비닐, 알릴, 부테닐, 헥세닐, 및 헵테닐 기; 및 할로겐화된 알킬 기, 예를 들어 클로로프로필 및 3,3,3-트리플루오로프로필 기일 수 있는 치환된 또는 비-치환된 1가 하이드로카르빌 기이다. 폴리오르가노실록산은 임의의 상기 기에 의해 또는 하이드록실 기로 말단화될 수 있다. R이 알케닐 기인 경우 알케닐 기는 바람직하게는 비닐 기 또는 헥세닐 기이다. 사실상 알케닐 기는 말단기 및/또는 폴리머 측쇄 상의 폴리오르가노실록산에서 존재할 수 있다.
대표적인 실리콘 고무 또는 폴리오르가노실록산은, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 디메틸비닐실록시-말단 폴리디메틸실록산, 트리메틸실록시-말단 폴리디메틸실록산, 메틸비닐실록산 및 디메틸실록산의 트리메틸실록시-말단 코폴리머, 메틸비닐실록산 및 디메틸실록산의 디메틸비닐실록시-말단 코폴리머, 디메틸하이드록시실록시-말단 폴리디메틸실록산, 메틸비닐실록산 및 디메틸실록산의 디메틸하이드록시실록시-말단 코폴리머, 메틸비닐실록산 및 디메틸실록산의 메틸비닐하이드록시실록시-말단 코폴리머, 디메틸헥세닐실록시-말단 폴리디메틸실록산, 메틸헥세닐실록산 및 디메틸실록산의 트리메틸실록시-말단 코폴리머, 메틸헥세닐실록산 및 디메틸실록산의 디메틸헥세닐실록시-말단 코폴리머, 메틸페닐실록산 및 디메틸실록산의 디메틸비닐실록시-말단 코폴리머, 메틸페닐실록산 및 디메틸실록산의 디메틸헥세닐실록시-말단 코폴리머, 메틸(3,3,3-트리플루오로프로필)실록산 및 디메틸실록산의 디메틸비닐실록시-말단 코폴리머, 및 메틸(3,3,3-트리플루오로프로필)실록산 및 디메틸실록산의 디메틸헥세닐실록시-말단 코폴리머.
우레탄 엘라스토머는 반응성 폴리머 예컨대 폴리에테르 및 폴리에스테르 및 이소시아네이트 작용성 유기 화합물로부터 제조된다. 하나의 전형적인 예는 모든 하이드록시가 추가로 반응을 위하여 이소시아네이트 기를 이탈하는 우레탄 연결기를 형성하기 위해 반응되도록 하는 톨루엔 디이소시아네이트와 디하이드록시 작용성 폴리에테르 및/또는 트리하이드록시 작용성 폴리에테르의 반응 생성물이다. 상기 유형의 반응 생성물은 이소시아네이트와 반응하는 폴리카비놀 또는 다른 다작용성 반응성 물질의 화학양론적 첨가에 의해 또는 수분에 노출시 그것만으로 경화할 수 있는 예비중합체로 일컬어진다. 이소시아네이트 화합물 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르의 다양한 비를 갖는 우레탄 엘라스토머는 상업적으로 제조된다. 가장 흔한 우레탄 엘라스토머는 하이드록실 작용성 폴리에테르 또는 폴리에스테르 및 저분자량 다작용성, 폴리머성 이소시아네이트를 함유하는 것이다. 하이드록실 작용성 폴리에테르 및 폴리에스테르와 함께 사용을 위한 또 다른 흔한 물질은 톨루엔 디이소시아네이트이다.
적합한 우레탄 고무의 비제한적인 예는 하기를 포함한다: Lubrizol Corporation으로부터 이용가능한 PELLETHANETM 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머; Noveon으로부터 모두 이용가능한, ESTANETM 열가소성 폴리우레탄, TECOFLEXTM 열가소성 폴리우레탄, CARBOTHANETM 열가소성 폴리우레탄, TECOPHILICTM 열가소성 폴리우레탄, TECOPLASTTM 열가소성 폴리우레탄, 및 TECOTHANETM 열가소성 폴리우레탄; BASF로부터 이용가능한 ELASTOLLANTM 열가소성 폴리우레탄 및 다른 열가소성 폴리우레탄; 및 Bayer, Huntsman, Lubrizol Corporation, Merquinsa 및 다른 공급자로부터 이용가능한 추가의 열가소성 폴리우레탄 물질. 바람직한 우레탄 고무는 TSI Industries로부터 소위 "밀링가능한" 우레탄 예컨대 MILLATHANETM 등급의 것이다.
상기 우레탄 물질에 관한 추가의 정보는, 그 중에서도, 아래에 발견될 수 있다: Golding, Polymers and Resins, Van Nostrande, 1959, pages 325 et seq. and Saunders and Frisch, Polyurethanes, Chemistry and Technology, Part II, Interscience Publishers, 1964.
미세모세관 물질로서 사용을 위한 적합한 상업적으로 입수가능한 엘라스토머는, 비제한적으로, Dow Chemical Company, Midland, MI, USA로부터 이용가능한 ENGAGETM 폴리올레핀 엘라스토머를 포함한다. 상기 엘라스토머의 구체적 예는, 5.0의 용융 지수 (I2) 및 0.870 g/cm3의 밀도를 갖는 에틸렌/옥텐 코폴리머인, ENGAGETM 8200이다.
엘라스토머 미세모세관 물질이 이용되는 구현예에서, 메트릭스 물질이 엘라스토머에 비하여 더 높은 인성, 내마모성, 밀도, 및/또는 굴곡 탄성률을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 상기 조합은 동일한 메트릭스 물질로 완전히 형성된 코팅물에 비교된 증가된 가요성이 있지만 인성 외부 층을 갖는 폴리머성 코팅물을 제공한다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 폴리머성 코팅물은 1종 이상의 상기 기재된 엘라스토머를 미세모세관 물질로서 에틸렌-기반 폴리머, 폴리아미드 (예를 들면, 나일론 6), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 ("PBT"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 ("PET"), 폴리카보네이트, 또는 이들의 2종 이상의 조합을 폴리머성 메트릭스 물질로서 가질 수 있다. 다양한 구현예에서, 폴리머성 코팅물은 올레핀 엘라스토머를 미세모세관 물질로서 포함할 수 있고 폴리머성 메트릭스 물질은 HDPE, MDPE, LLDPE, LDPE, 폴리아미드, PBT, PET, 폴리카보네이트, 또는 이들의 2종 이상의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다. 1종 이상의 구현예에서, 미세모세관 물질은 에틸렌/옥텐 코폴리머 올레핀 엘라스토머를 포함할 수 있고 폴리머성 메트릭스 물질은 MDPE를 포함할 수 있다.
상기 기재된 폴리머성 메트릭스 물질, 미세모세관 물질, 또는 둘 모두는 1종 이상의 첨가제, 예컨대 케이블 코팅물 제조에서 전형적으로 사용된 것을 함유할 수 있다. 예를 들어, 폴리머성 메트릭스 물질, 미세모세관 물질, 또는 둘 모두는 케이블 재킷에서 통상적으로 사용된 비-전도성 카본블랙을 선택적으로 함유할 수 있다. 다양한 구현예에서, 조성물에서 카본블랙의 양은, 조성물의 총 중량을 기준으로, 제로 초과 (>0), 전형적으로 1, 더욱 전형적으로 2, 및 최대 3　wt%일 수 있다. 다양한 구현예에서, 조성물은 반도체 적용을 위하여 높은 수준에서, 전도성 충전제, 예컨대 전도성 카본블랙, 금속 섬유, 분말, 또는 탄소 나노튜브를 선택적으로 포함할 수 있다.
종래의 카본블랙의 비제한 예는 ASTM N550, N472, N351, N110 및 N660, Ketjen 블랙, 퍼네스 블랙 및 아세틸렌 블랙에 의해 기재된 등급을 포함한다. 적합한 카본블랙의 다른 비제한 예는, Cabot로부터 이용가능한, 상표명 BLACK PEARLS®, CSX®, ELFTEX®, MOGUL®, MONARCH®, REGAL® 및 VULCAN®하에 판매된 것을 포함한다.
폴리머성 메트릭스 물질, 미세모세관 물질, 또는 둘 모두는, 순수한 또는 일부의 마스터배치로, 종래의 양으로 일반적으로 첨가되는, 1종 이상의 추가의 첨가제를 선택적으로 함유할 수 있다. 상기 첨가제는, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 난연제, 가공 조제, 핵제, 발포제, 가교결합제, 충전제, 안료 또는 착색제, 커플링제, 산화방지제, 자외선 안정제 (UV 흡수제 포함), 점착부여제, 스코치 억제제, 정전기방지제, 가소제, 윤활제, 점도 조절제, 항-차단제, 계면활성제, 신전유, 산 포착제, 금속 탈활성제, 가황제, 및 동종.
1종 이상의 구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질, 미세모세관 물질, 또는 둘 모두는 가교결합성일 수 있다. 당해 기술에서 공지된 임의의 적합한 방법은 메트릭스 물질 및/또는 미세모세관 물질을 가교결합하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은, 비제한적으로, 과산화물 가교결합, 수분 가교결합용 실란 기능화, UV 가교결합, 또는 e-빔 경화를 포함한다. 상기 가교결합 방법은, 당해 기술에서 공지된 바와 같이, 특정 첨가제 (예를 들면, 퍼옥사이드)의 포함을 요구할 수 있다.
다양한 구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질, 미세모세관 물질, 또는 둘 모두는 1종 이상의 접착력 개질제를 함유할 수 있다. 접착력 개질제는 메트릭스 물질과 미세모세관 물질 사이 계면 접착력 개선에 도움이 될 수 있다. 2 폴리머성 물질 사이 접착력을 개선하는 임의의 공지된 또는 이후에 발견된 첨가제는 본 명세서에서 사용될 수 있다. 적합한 접착력 개질제의 구체적인 예는, 비제한적으로, 말레산 무수물 ("MAH") 그라프팅된 수지 (예를 들면, MAH-그라프팅된 폴리에틸렌, MAH-그라프팅된 에틸렌 비닐 아세테이트, MAH-그라프팅된 폴리프로필렌), 아민화된 폴리머 (예를 들면, 아미노-기능화된 폴리에틸렌), 및 동종, 그리고 이들의 2종 이상의 조합을 포함한다. MAH-그라프팅된 수지는 Dow Chemical Company (Midland, MI, USA)로부터 AMPLIFYTM GR 상표명하에 그리고 DuPont (Wilmington, DE, USA)로부터 FUSABONDTM 상표명하에 상업적으로 입수가능하다.
난연제의 비제한 예는, 비제한적으로, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘을 포함한다.
가공 조제의 비제한 예는, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 지방 아미드 예컨대 스테아르아미드, 올레아미드, 에루카마이드, 또는 N,N' 에틸렌 비스-스테아르아미드; 폴리에틸렌 왁스; 산화된 폴리에틸렌 왁스; 에틸렌 옥사이드의 폴리머; 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 코폴리머; 식물성 왁스; 석유 왁스; 비-이온성 계면활성제; 실리콘 유체; 폴리실록산; 및 플루오로엘라스토머 예컨대 Dupon Performance Elastomers LLC로부터 이용가능한 Viton®, 또는 Dyneon LLC로부터 이용가능한 Dynamar™.
핵제의 비제한 예는 Milliken Chemicals, Spartanburg, S.C.로부터 Hyperform® HPN-20E (스테아르산아연을 가진 1,2 사이클로헥산디카복실산 칼슘 염)을 포함한다.
충전제의 비제한 예는, 비제한적으로, 하기를 포함한다: 다양한 난연제, 점토, 침강 실리카 및 실리케이트, 발연 실리카, 금속 설파이드 및 설페이트 예컨대 몰리브데늄 디설파이드 및 바륨 설페이트, 금속 보레이트 예컨대 바륨 보레이트 및 아연 보레이트, 금속 무수물 예컨대 알루미늄 무수물, 분쇄 미네랄, 및 엘라스토머성 폴리머 예컨대 EPDM 및 EPR. 존재한다면, 충전제는 조성물의 중량을 기준으로 종래의 양, 예를 들면, 5 wt% 이하 내지 50 이상 wt%로 일반적으로 첨가된다.
다양한 구현예에서, 코팅된 전도체상의 폴리머성 코팅물은 100 내지 3,000 μm, 500 내지 3,000 μm, 100 내지 2,000 μm, 100 내지 1,000 μm, 200 내지 800 μm, 200 내지 600 μm, 300 내지 1,000 μm, 300 내지 900 μm, 또는 300 내지 700 μm 범위의 두께를 가질 수 있다. 추가적으로, 폴리머성 코팅물은 10 내지 180 mils (254 μm 내지 4,572 μm)의 범위에서 두께를 가질 수 있다.
추가적으로, 폴리머성 코팅물에서 미세모세관의 평균 직경은 적어도 50 μm, 적어도 100 μm, 또는 적어도 250 μm일 수 있다. 더욱이, 폴리머성 코팅물에서 미세모세관은 50 내지 1,990 μm, 50 내지 990 μm, 50 내지 890 μm, 100 내지 790 μm, 150 내지 690 μm, 또는 250 내지 590 μm의 범위에서 평균 직경을 가질 수 있다. 용어 직경의 사용에도 불구하고, 미세모세관의 횡단면이 둥글 필요가 없다는 것을 유의해야 한다. 오히려, 이들은 다양한 형상, 예컨대 도 4B 및 4C에서 나타낸 바와 같이 늘여진 형태를 취할 수 있다. 상기 사례에서, "직경"은 미세모세관의 횡단면의 가장 긴 치수로서 한정될 수 있다. 상기 치수는 도　4B에서 λ로서 설명된다. "평균" 직경은 폴리머성 코팅물로부터 3 랜덤 횡단면 선택, 그안에 각각의 미세모세관의 직경 측정, 및 그들 측정의 평균 결정에 의해 결정될 수 있다. 직경 측정은 압출된 물품의 단면 절단 및 마이크로-모세관의 직경을 측정하기 위한 척도가 구비된 광학 현미경 관찰에 의해 수행된다.
1종 이상의 구현예에서, 폴리머성 코팅물의 두께 대 미세모세관의 평균 직경의 비는 2:1 내지 400:1의 범위일 수 있다.
미세모세관의 간격은 달성되는 요망된 특성에 의존하여 다양할 수 있다. 추가적으로, 미세모세관의 간격은 미세모세관의 직경에 비하여 한정될 수 있다. 예를 들어, 다양한 구현예에서, 미세모세관은 미세모세관의 평균 직경 1배 미만의 거리 떨어져서 이격될 수 있고, 미세모세관의 평균 직경 10배 만큼 높을 수 있다. 다양한 구현예에서, 미세모세관은 100 내지 5,000 μm의 평균, 200 내지 1,000 μm의 평균, 또는 100 내지 500 μm의 평균 떨어져서 이격될 수 있다. "떨어져서 이격된" 측정은, 도 2C에서 "s"에 의해 설명된 바와 같이, 모서리-대-모서리 기준으로 결정될 수 있다.
다양한 구현예에서, 미세모세관 물질이 엘라스토머인 경우, 폴리머성 코팅물은, 특히 낮은 온도에서, 더 높은 가요성, 그리고 미세모세관에서 더 낮은 밀도 엘라스토머의 존재 때문에 감소된 밀도를 가질 수 있다.
박리가능한 코팅물
1종 이상의 구현예에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물을 갖는 코팅된 전도체는 제공된다. 상기 구현예에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 박리가능한 폴리머성 코팅물의 연신의 방향에서 실질적으로 확장하는 상기 기재된 미세모세관의 1 내지 8의 범위에서 그리고 폴리머성 메트릭스 물질을 포함한다. 다양한 구현예에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 1 내지 6 미세모세관, 1 내지 4 미세모세관, 또는 2 내지 4 미세모세관을 포함한다. 다양한 구현예에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 2 미세모세관을 포함한다. 다른 구현예에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 3 미세모세관을 포함한다. 또 다른 구현예에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 4 미세모세관을 포함한다.
다양한 구현예에서, 미세모세관은 박리가능한 폴리머성 코팅물 주위에 방사상으로 등거리로 또는 실질적으로 등거리로 이격될 수 있다. 예를 들어, 미세모세관의 연신의 방향에 직교하는 박리가능한 폴리머성 코팅물의 횡단면을 보는 경우, 박리가능한 폴리머성 코팅물이 단지 2 미세모세관을 함유하면, 이들은 서로로부터 약 180°떨어져서 이격될 수 있거나; 박리가능한 폴리머성 코팅물이 3 미세모세관을 함유하면, 이들은 서로로부터 약 120°떨어져서 이격될 수 있거나; 박리가능한 폴리머성 코팅물이 4 미세모세관을 함유하면, 이들은 서로로부터 약 90°떨어져서 이격될 수 있다. 다른 구현예에서, 그리고 그것의 방사상 배치와 무관하게, 그것의 연신의 방향에 직교하는 단면으로서 본 경우, 미세모세관은 코팅물의 두께를 거쳐 상이한 위치에서, 예를 들어 2종 이상의 모세관의 세트에서, 최상부에 또는 서로 가까운 부근에서 배치될 수 있고 메트릭스 물질의 고형 벽에 의해 분리될 수 있다.
박리가능한 폴리머성 코팅물의 미세모세관은 (i) 개별적인, 별개의 빈 공간을 한정할 수 있거나; (ii) 폴리머성 메트릭스 물질보다 더 낮은 굴곡 탄성률을 갖는 엘라스토머성 폴리머를 포함할 수 있거나; (iii) 미세모세관 속에 펌핑될 수 있는 비-폴리머성, 저-점도 충전제 물질을 포함할 수 있거나; (iv) (i)-(iii)의 2종 이상의 조합일 수 있다.
미세모세관이 충전되거나 비든, 미세모세관은 미세모세관의 연신의 방향에 직교하는 횡단면으로서 본 경우 폴리머성 메트릭스 물질에 의해 완전히 둘러싸일 수 있다. 다양한 구현예에서, 횡단면에서 본 경우 미세모세관에 의해 한정된 공간의 응집물은 박리가능한 폴리머성 코팅물 횡단면의 총 면적의 20 면적 퍼센트 ("면적%") 미만, 15 면적% 미만, 10 면적% 미만, 또는 5 면적% 미만일 수 있다. 상기 구현예에서, 횡단면에서 본 경우 미세모세관에 의해 한정된 공간의 응집물은 박리가능한 폴리머성 코팅물 횡단면의 총 면적의 적어도 0.05 면적%, 적어도 0.1 면적%, 적어도 0.5 면적%, 적어도 1 면적%, 또는 적어도 2 면적%일 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 다양한 구현예에서, 미세모세관은 개별적인, 별개의 빈 공간을 한정할 수 있다. 상기 구현예에서, 미세모세관은 실온에서 기체, 예컨대 공기인 미세모세관 유체로 충전될 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 다양한 구현예에서, 미세모세관은 엘라스토머성 폴리머를 포함할 수 있다. 상기 구현예에서, 엘라스토머성 폴리머는, 아래 더 상세히 기재된 바와 같이, 폴리머성 메트릭스 물질보다 더 낮은 굴곡 탄성률을 갖는다. 적합한 엘라스토머는 임의의 상기에 기재된 것들을 포함하지만, 선택된 폴리머성 메트릭스 물질의 유형 때문에 제한될 수 있다. 다양한 구현예에서, 엘라스토머성 폴리머는 올레핀 엘라스토머, 실리콘 엘라스토머, 우레탄 엘라스토머, 비정질 고무, 및 이들의 2종 이상의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택될 수 있다.
방금 언급했듯이, 본 발명의 1종 이상의 구현예는 상대적으로 고-탄성률 폴리머성 메트릭스 물질 및 상대적으로 저-탄성률 폴리머성 미세모세관 물질을 갖는 박리가능한 폴리머성 코팅물을 고려하고, 여기에서 폴리머성 메트릭스 물질의 굴곡 탄성률은 폴리머성 미세모세관 물질에 비해 높고 폴리머성 미세모세관 물질의 굴곡 탄성률은 폴리머성 메트릭스 물질에 비해 낮다. 일반적으로, 고-탄성률 폴리머성 메트릭스 물질은 적어도 300,000 psi의, 또는 300,000 내지 800,000 psi, 325,000 내지 700,000 psi, 또는 330,000 내지 600,000 psi의 범위에서 굴곡 탄성률을 가질 수 있다. 예로써, 폴리(p-페닐렌 설파이드) ("PPS")용 전형적인 굴곡 탄성률은 약 600,000 psi이고, 폴리에테르-에테르-케톤용은 약 590,000 psi이고, 폴리카보네이트용은 약 345,000 psi이고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트용은 약 400,000 psi이고, 폴리부틸렌 테레프탈레이트용은 약 330,000 psi이고, 나일론 6/6용은 약 400,000 psi이다 (모두 미충전됨).
고-탄성률 폴리머는 (예를 들어 열 변형 온도에 의해 측정된 바와 같이) 고 내열성, 탁월한 기계적 특성, 뿐만 아니라 마모 및 화학 저항 특성을 나타내는 고-성능 폴리머로서 일반적으로 공지된다. 이들은, 그러나, 일반적으로 1.3 g/cm3 초과 밀도를 갖는, 전형적으로 더 높은 밀도 폴리머이다. 다양한 구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질의 고-탄성률 폴리머는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 ("PBT"), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 ("PET"), 폴리카보네이트, 폴리아미드 (예를 들면, 나일론), 폴리에테르-에테르-케톤 ("PEEK), 또는 이들 2종 이상의 조합을 포함할 수 있다. 구현예에서, 폴리머성 메트릭스 물질은 PBT를 포함한다.
저-탄성률 폴리머성 미세모세관 물질은 250,000 psi 미만의, 또는 100 내지 250,000 psi, 또는 500 내지 200,000 psi의 범위에서 굴곡 탄성률을 가질 수 있다. 예로써, 전형적인 고-밀도 폴리에틸렌은 약 200,000 psi의 굴곡 탄성률을 갖고, 전형적인 저밀도 폴리에틸렌은 약 30,000 psi의 굴곡 탄성률을 갖고, 전형적인 열가소성 폴리우레탄은 약 10,000 psi의 굴곡 탄성률을 갖고, 전형적인 폴리올레핀 엘라스토머 (예를 들면, ENGAGETM 8402)는 약 580 psi의 굴곡 탄성률을 갖는다.
저-탄성률 물질은, 심지어 낮은 온도에서, 높은 가요성 및 탁월한 충격 저항성을 일반적으로 특징으로 한다. 이들 수지 예컨대, 예를 들어, Dow Chemical Company로부터 상업적으로 입수가능한, 올레핀 엘라스토머의 AFFINITYTM GA 등급은 1.0 미만 내지 1,000 g/10 분 초과 범위의 용융 지수를 가질 수 있다. 이들 폴리올레핀 엘라스토머 수지 예컨대 또한 Dow Chemical Company로부터 ENGAGETM 8842는 또한 0.857 g/cm3 만큼 낮은 밀도 그리고 38 ℃만큼 낮은 용융점을 가질 수 있다.
1종 이상의 구현예에서, 폴리머성 미세모세관 물질은 하기를 포함할 수 있다: 임의의 상기 기재된 에틸렌-기반 폴리머 (예를 들면, HDPE, LDPE, EEA, EVA); 올레핀 엘라스토머 (예컨대 상기 기재된 것) 및 다른 에틸렌 코폴리머 예컨대 Dow Chemical Company로부터 상업적으로 입수가능한, AFFINITYTM, ENGAGETM, 및 VERSIFYTM 코폴리머; 올레핀 블록 코폴리머 (예컨대 Dow Chemical Company, Midland, MI, USA로부터 상표명 INFUSETM하에 상업적으로 입수가능한 것), 중간상-분리된 올레핀 다중-블록 인터폴리머 (예컨대 미국 특허 번호 7,947,793에 기재된 것), 올레핀 블록 복합체 (예컨대 2008년 10월 30일 공개된, 미국 특허 출원 공개 번호 2008/0269412에 기재된 것), 또는 이들의 2종 이상의 조합.
상기 언급된 바와 같이, 다양한 구현예에서, 미세모세관은 미세모세관 속에 펌핑될 수 있는 저-점도 충전제 물질을 포함할 수 있다. 환언하면, 상기 저-점도 충전제 물질은 박리가능한 폴리머성 코팅물의 압출 이후 미세모세관 속에 편입될 수 있고; 상기 충전제는 폴리머성 메트릭스 물질로 공-압출되도록 요구되지 않는다. 이것은 폴리머성 물질, 예컨대 상기 논의된 엘라스토머와 대조를 이룬다.
적합한 저-점도 충전제는, 표 1에서 나타낸 바와 같이, 넓은 범위의 점도에서 유체를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "저-점도"는 100 ℃에서 1 내지 45,000 센티스톡 ("cSt")의 범위에서 동점도를 갖는 (100 ℃에서) 액체 충전제를 나타낼 수 있다. 다양한 구현예에서, 저-점도 충전제는 100 ℃에서 4 내지 30,000 cSt, 4 내지 15,000 cSt, 4 내지 2,000 cSt, 4 내지 1,700 cSt, 또는 4 내지 250 cSt의 범위에서 점도를 가질 수 있다. 상기 물질의 구체적인 예는 하기를 포함한다: 파라핀성 오일, 예컨대 SUNPARTM 등급 (Sunoco Corp.로부터 이용가능); 식물성 오일, 예컨대 대두 오일, 폴리-알파 올레핀 ("PAO") 유체, 예컨대 DURASYNTM 등급 (Ineos Corp.로부터 이용가능); 및 폴리부텐, 예컨대 INDOPOLTM 등급 (Ineos Corp.로부터 이용가능).
다른 적합한 물질은 제형화된 화합물 예컨대 전기통신 케이블 충전 및 범람에서 전형적으로 사용된 것이다. 완충 튜브 광섬유 전기통신 케이블에서 사용된 충전 화합물의 예는 미국 특허 번호 5,505,773에 개시된 요변성 겔이고 폴리부틸렌, 발연 실리카, 및 폴리에틸렌 왁스로 구성된다. 전형적인 범람 화합물은 미국 특허 번호 4,724,277에 개시되고 미세결정성 왁스, 폴리에틸렌, 및 고무의 혼합물로 구성된다. 상기 물질의 예는 Sonneborn LLC, Soltex Corp, H&R ChemPharm (UK) Ltd, 및 MasterChem Solutions로부터 상업적으로 입수가능한 것; 뿐만 아니라 고 용융 지수 폴리올레핀 엘라스토머에 기반된 화합물 예컨대 미국 특허 가출원 연속 번호 62/140,673 및 62/140,677에 개시된 것을 포함한다. 일부 케이블 충전/범람 화합물은 추가의 가열 요구 없이 실온에서 펌핑을 가능하게 하기 위해 전단 박형 프로파일을 나타내는 점도로 조작된다.
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박리가능한 폴리머성 코팅물에서 미세모세관은 폴리머성 코팅물의 길이를 따라 세로로 연속 (또는 실질적으로 연속) 또는 비-연속일 수 있다. 상기 구현예에서 사용된 바와 같이, 용어 "실질적으로 연속"은 미세모세관이 중단되지 않은 방식으로 박리가능한 폴리머성 코팅물의 길이의 적어도 90 %에 대하여 확장하는 것을 의미할 수 있다. 세로로 불연속인 경우, 미세모세관은 임의의 요망된 길이를 가질 수 있다. 다양한 구현예에서, 세로로 불연속 미세모세관은 1 내지 약 100 cm, 1 내지 50 cm, 1 내지 20 cm, 1 내지 10 cm, 또는 1 내지 5 cm 범위의 평균 길이를 가질 수 있다.
다양한 구현예에서에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 미세모세관의 위치에 대응하는 외부 징후를 포함할 수 있다. 상기 외부 징후는 코팅된 전도체로 작업하는 사람이 코팅물을 박리시킬 수 있는 코팅물상의 지점에 위치할 수 있게 한다. 외부 징후의 편입은 당해 기술에서 공지된 또는 이후에 발견된 임의의 수단에 의해 달성될 수 있다. 상기 징후의 예는, 비제한적으로, 인쇄, 조각, 착색, 또는 엠보싱을 포함한다.
1종 이상의 구현예에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 미세모세관을 갖지 않는 것을 제외하고 동일한 폴리머성 메트릭스 물질로부터 제조된 동일 코팅물에 비하여 50 % 미만, 45 % 미만, 40 % 미만, 35 % 미만, 또는 30　% 미만의 인장 강도에서의 감소를 가질 수 있다. 추가적으로, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 미세모세관을 갖지 않는 것을 제외하고 동일한 폴리머성 메트릭스 물질로부터 제조된 동일 코팅물에 비하여 10 내지 50 %, 또는 20 내지 45 %의 범위에서 인장 강도에서의 감소를 가질 수 있다.
다양한 구현예에서에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 미세모세관을 갖지 않는 것을 제외하고 동일한 폴리머성 메트릭스 물질로부터 제조된 동일 코팅물에 비하여 30 % 미만, 또는 25 % 미만의 파단연신에서의 감소를 가질 수 있다. 파단연신에서의 감소는 참조 코팅물과 박리가능한 코팅물 사이 파단연신에서의 차이 계산, 참조 코팅물의 파단연신으로 그 차이의 나눗셈, 및 100 % 곱셈에 의해 결정된다. 예를 들어, 참조 코팅물이 900 %의 파단연신을 갖는다면, 그리고 박리가능한 코팅물이 800 %의 파단연신을 갖는다면, 파단연신에서의 감소는 (100/900)*100 %, 또는 11.1 %이다. 추가적으로, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 미세모세관을 갖지 않는 것을 제외하고 동일한 폴리머성 메트릭스 물질로부터 제조된 동일 코팅물에 비하여 5 내지 30 %, 또는 10 내지 25 %의 범위에서 파단연신에서의 감소를 가질 수 있다.
다양한 구현예에서에서, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 미세모세관을 갖지 않는 것을 제외하고 동일한 폴리머성 메트릭스 물질로부터 제조된 동일 코팅물에 비하여 적어도 5 %, 적어도 10 %, 적어도 25 %, 적어도 50 %, 또는 적어도 75 %의 인열 강도에서의 감소를 가질 수 있다. 추가적으로, 박리가능한 폴리머성 코팅물은 미세모세관을 갖지 않는 것을 제외하고 동일한 폴리머성 메트릭스 물질로부터 제조된 동일 코팅물에 비하여 최대 90 %, 최대 85%, 또는 최대 80 %의 인열 강도에서의 감소를 가질 수 있다.
박리가능한 코팅물의 제조는 원하는 대로 미세모세관의 수를 감소시키기 위해 상기 기재된 다이 어셈블리의 단순 변형에 의해 달성될 수 있다. 상기 변형은 당해 분야의 숙련가의 능력 이내이다.
시험 방법
밀도
밀도는 ASTM D 792에 따라 결정된다.
용융 지수
용융 지수, 또는 I2는 ASTM D 1238, 조건 190 ℃ / 2.16 kg에 따라 측정되고, 10 분당 용출된 그램으로 보고된다.
인장 강도 및 파단연신
ASTM 방법 D 638에 따라 인장 강도 및 연신을 측정한다.
인열 강도
인열 강도는 아래와 같이 측정된다: 5.0-인치-길이 시료는 압출된 테이프 샘플로부터 다이 절단되고 1.0-인치-길이 슬릿은 각각의 시료상에서 제조된다. 인열 시험은 12"/분 속도로 축의 테이프 방향으로 Instron 모델 4201 테스터 상에서 수행된다. 보고된 데이터는 5 시료의 측정에 기반된 평균 값이다.
물질
하기 물질은 아래, 실시예에서 이용된다.
AXELERONTM GP C-0588 BK ("LDPE")는 0.932 g/cm3의 밀도, 0.2 내지 0.4 g/10 분의 범위에서 용융 지수 (I2)를 갖고, 2.35 내지 2.85 wt% (ASTM D1603) 범위의 양으로 카본블랙을 함유하는 저밀도 폴리에틸렌이다. AXELERONTM GP C-0588 BK는 Dow Chemical Company, Midland, MI, USA로부터 상업적으로 입수가능하다.
AXELERONTM FO 6548 BK ("MDPE")는 0.944 g/cm3의 밀도, 0.6 내지 0.9 g/10 분의 범위에서 용융 지수 (I2)를 갖고, 2.35 내지 2.85 wt% (ASTM D1603) 범위의 양으로 카본블랙을 함유하는 중밀도 폴리에틸렌이다. AXELERONTM FO 6548 BK는 Dow Chemical Company, Midland, MI, USA로부터 상업적으로 입수가능하다.
ENGAGETM 8200은, Dow Chemical Company, Midland, MI, USA로부터 상업적으로 입수가능한, 0.870 g/cm3의 밀도 및 5.0 g/10 분의 용융 지수를 갖는 에틸렌/옥텐 폴리올레핀 엘라스토머이다.
실시예
샘플 제조
공기-충전된 미세모세관 샘플
도 1에서 개략적으로 묘사된 바와 같이, 폴리머 용융물 및 공기 스트림을 취급할 수 있는 미세모세관 다이가 구비된 단일축 압출기 (3.81-cm Killion 압출기)로 구성되는 테이프-압출 시스템을 이용하여 4 샘플 (S1-S4)를 제조한다. 이들 실시예에서 사용되는 다이는, 본 명세서에서 참고로 편입되는, PCT 공개된 특허 출원 번호 WO 2014/003761에, 구체적으로 도 4A 및 4A1, 및 서면 설명의 대응 텍스트에 관하여 상세히 기재된다. 다이는 42 미세모세관 노즐, 5 cm의 폭, 및 1.5 mm의 다이 갭을 갖는다. 각각의 미세모세관 노즐은 0.38　mm의 외부 직경 및 0.19 mm의 내부 직경을 갖는다. 시설 공기는 폴리머 용융물의 역류에 의한 미세모세관 노즐의 막힘을 예방하기 위해 기계 가열에 앞서 완전히 개방한, 유량계가 있는 공기 라인에 의해 공급된다. 미세모세관 시트 제조에서, 첫번째로 압출기, 기어 펌프, 이송 라인, 및 다이는 약 30 분의 "침지" 시간으로 작동 온도까지 가열된다. 작동 온도는 표 2에서 보여진다. 폴리머 펠렛이 압출기 스크류를 통과함에 따라, 폴리머는 용융된다. 압출기 스크류는 폴리머 용융물을 기어 펌프에 공급하고, 이것은 미세모세관 다이를 향하여 폴리머 용융물의 실질적으로 일정한 유동을 유지시킨다. 다음으로, 폴리머 용융물은 미세모세관 노즐을 지나가고 공기 유동의 스트림라인과 만나고, 이것은 미세모세관 채널의 크기 및 형상을 유지시킨다. 압출 다이 배출시, 압출물은 칠 롤에 통과된다. 일단 압출물이 켄칭되면, 닙 롤에 의해 취득된다. 공기 유량은 그와 같은 방식으로 주의하여 조정되어 미세모세관이 끊어지지 않지만 합리적인 미세모세관 치수를 유지시킨다. 라인 속도는 두루마리에서 닙 롤에 의해 제어된다. 샘플 조성물, 그것의 특성, 및 다른 공정 파라미터는 아래 표 3에서 제공된다.
Figure pct00002
수득한 테이프는 약 1.6 인치 폭 및 대략 50 mils 두께이고, 표 3에서 보여진, 하기 특성을 갖는다.
Figure pct00003
비교 샘플 및 엘라스토머-충전된 미세모세관 샘플
2 폴리머 용융물 스트림을 취급할 수 있는 미세모세관 다이가 구비된 2 단일축 압출기 (1.9-cm 및 3.81-cm Killion 압출기)로 구성되는 테이프-압출 시스템을 이용하여 1 샘플 (S5) 및 2 비교 샘플 (CS1 및 CS2)를 제조한다. 상기 라인은 메트릭스 물질용 폴리머 용융물을 공급하기 위한 3.81-cm Killion 단일축 압출기 그리고 미세모세관 다이에 이송 라인을 통해 미세모세관용 폴리머 용융물을 공급하기 위한 1.9-cm Killion 단일축 압출기로 구성된다. 이들 실시예에서 사용되는 다이는, 본 명세서에서 참고로 편입되는, PCT 공개된 특허 출원 번호 WO 2014/003761에, 구체적으로 도 4A 및 4A1, 및 서면 설명의 대응 텍스트에 관하여 상세히 기재된다. 다이는 42 미세모세관 노즐, 5 cm의 폭, 및 1.5 mm의 다이 갭을 갖는다. 각각의 미세모세관 노즐은 0.38　mm의 외부 직경 및 0.19 mm의 내부 직경을 갖는다.
샘플 S5 및 비교 샘플 CS1 및 CS2는 아래와 같이 제조된다. 첫번째로, 압출기, 기어 펌프, 이송 라인, 및 다이는 약 30 분의 "침지" 시간으로 작동 온도까지 가열된다. 3.81-cm 및 1.9-cm Killion 단일축 압출기용 온도 프로파일은 아래 표 4에서 제공된다. 미세모세관 폴리머 수지는 1.9-cm Killion 단일축 압출기의 호퍼 속에 충전되고, 스크류 속도는 상기 표적 값 (30 rpm)으로 나타난다. 폴리머 용융물이 미세모세관 노즐을 빠져나감에 따라, 메트릭스 폴리머 수지는 3.81-cm Killion 단일축 압출기의 호퍼 속에 충전되고 주요 압출기는 작동된다. 3.81-cm Killion 단일축 압출기의 압출기 스크류는 기어 펌프에 용융물을 공급하고, 이것은 미세모세관 다이를 향하여 용융물의 실질적으로 일정한 유동을 유지시킨다. 그 다음, 3.81-cm Killion 단일축 압출기로부터 폴리머 용융물은 2 스트림으로 분할되고, 이것은 미세모세관 노즐로부터 폴리머 가닥과 만난다. 압출 다이 배출시, 압출물은 두루마리로 칠 롤상에서 냉각된다. 일단 압출물이 켄칭되면, 닙 롤에 의해 취득된다. 라인 속도는 두루마리에서 닙 롤에 의해 제어된다.
Figure pct00004
압출 시스템은 2 폴리머 용융물 스트림을 공급하도록 설정된다: 제1 폴리머에서 포매된 미세모세관으로서 형상화된 제2 폴리머 (1.9-cm Killion 압출기)를 둘러싸는 연속 메트릭스를 만들기 위한 제1 폴리머 (3.81-cm Killion 압출기). S5의 제1 폴리머 (메트릭스)는 MDPE이고, S5의 제2 폴리머 (미세모세관)은 ENGAGETM 8200이다. CS1에 대하여, 양쪽 제1 및 제2 폴리머는 MDPE이다. CS2에 대하여, 양쪽 제1 및 제2 폴리머는 LDPE이다. S5, CS1, 및 CS2에 대하여 처리 조건 및 미세모세관 치수는 아래 표 5에서 제공된다. 밀도 측정으로부터 추정하여, S5는 미세모세관 물질 (ENGAGETM 8200)의 18 중량 퍼센트를 함유한다.
Figure pct00005
예
상기 제공된 시험 방법에 따라 각각의 CS1, CS2, 및 S1-S5를 분석한다. 결과는 아래 표 6에서 제공된다.
Figure pct00006
CS1은, 상기 화합물에 대하여 약 840 lb/in.의 인열 강도 그리고 전형적인 인장 및 연신 특성을 보여주는, 상업적 MDPE로 제조된 고형 테이프를 나타내는 샘플이다. S1 및 S2는 공기-충전된 미세모세관을 가진 테이프 속에 압출된 동일한 화합물을 보여준다. 모세관의 하나를 따라 축 방향으로 인열된 경우, 인열 강도는 미세모세관의 크기에 따라 76 및 80 % 각각만큼 감소되는 것으로 보여진다. S5는 폴리올레핀 엘라스토머 (ENGAGETM 8200)으로 충전된 미세모세관을 갖는 샘플이 또한 인열 강도에서의 상당한 감소 (약 51 %)를 제공할 수 있다는 것을 보여준다.
CS2는, 상기 화합물에 대하여 약 296 lb/in.의 인열 강도 그리고 전형적인 인장 및 연신 특성을 보여주는, 상업적 LDPE로 제조된 고형 테이프를 나타내는 샘플이다. S3 및 S4는, 미세모세관의 크기에 따라 약 57 및 72 % 각각의 인열 강도 감소를 보여주는, 공기-충전된 미세모세관을 가진 LDPE 화합물을 이용하여 제조된 샘플이다.
모든 상기 본 발명 샘플이 42 미세모세관으로 제조되는 것을 유의해야 한다. 상기 작제는 데이터에 의해 보여진 바와 같이 전체 인장 및 연신 특성 상에서 효과를 갖는다. 초기에 기재된 바와 같이, 그러나, 재킷 둘레의 주위에 배치된 미세모세관의 제한된 수 (예를 들면, 2 내지 4)만이 인열의 용이성을 제공하는데 필요할 것이고, 반면에 재킷의 나머지는 케이블의 최대 기계적 보호를 위하여 변함없이 남아있을 수 있다. 이것은 전체 재킷 기계적 특성에서 미세모세관의 부정적 영향을 최소화할 것이다.

Claims (10)

  1. 코팅된 전도체로서,
    (a) 전도체; 및
    (b) 상기 전도체의 적어도 일부분을 둘러싸는 박리가능한 폴리머성 코팅물을 포함하되,
    상기 박리가능한 폴리머성 코팅물이 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물의 연신 방향으로 실질적으로 연장되는 1 내지 8개의 미세모세관의 범위에서 그리고 폴리머성 매트릭스 물질을 포함하고,
    상기 미세모세관이 상기 폴리머성 매트릭스 물질보다 더 낮은 굴곡 탄성률을 갖는 엘라스토머성 폴리머를 포함하는, 코팅된 전도체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 엘라스토머성 폴리머가 올레핀 엘라스토머, 실리콘 엘라스토머, 우레탄 엘라스토머, 비정질 고무, 및 이들의 2종 이상의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는, 코팅된 전도체.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 미세모세관의 상기 연신 방향에 직교하는 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물의 횡단면에서 본 경우 상기 미세모세관에 의해 획정된 공간의 응집물이 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물 횡단면의 총 면적의 20 면적 퍼센트 미만을 구성하는, 코팅된 전도체.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세모세관이 0.5 μm 내지 2,000 μm의 범위의 평균 직경을 갖고, 상기 미세모세관이 원형, 직사각형, 타원형, 별형, 다이아몬드형, 삼각형, 정사각형, 오각형, 육각형, 팔각형, 곡선형, 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택되는 횡단면 형상을 갖고, 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물이 10 내지 180 mils의 범위의 두께를 갖는, 코팅된 전도체.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물의 두께 대 상기 미세모세관의 평균 직경의 비가 2:1 내지 400:1의 범위인, 코팅된 전도체
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물이 미세모세관을 갖지 않는 것을 제외하고 동일한 매트릭스 물질로 제조된 동일 코팅물에 비하여 50% 미만의 인장 강도의 감소를 갖고, 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물이 미세모세관을 갖지 않는 것을 제외하고 동일한 매트릭스 물질로 제조된 동일 코팅물에 비하여 30% 미만의 파단시 연신율의 감소를 갖는, 코팅된 전도체.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리머성 매트릭스 물질이 에틸렌계 폴리머를 포함하는, 코팅된 전도체.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물이 상기 미세모세관의 내부 위치에 대응하는 외부 표지(indicia)를 포함하는, 코팅된 전도체.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세모세관이 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물의 길이를 따라 실질적으로 세로로 연속인, 코팅된 전도체.
  10. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세모세관이 상기 박리가능한 폴리머성 코팅물의 길이를 따라 길이방향으로 불연속인, 코팅된 전도체.
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