JP2022547472A - 光ファイバケーブル構成要素のための相溶化されたポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
ポリマー組成物は、(a)1重量%~45重量%のエチレン系ポリマー、(b)250Cおよび2.16Kgで21g/10分~35g/10分のメルトフローインデックスを有する50重量%~90重量%のポリブチレンテレフタレート、ならびに(c)マレイン化エチレン系ポリマーおよびエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートを含む3.5重量%~10重量%の相溶化剤を含む。【選択図】図1
Description
本開示は、概して、相溶化されたポリマー組成物、より具体的には、相溶化されたポリブチレンテレフタレートおよびポリエチレンブレンドを含むポリマー組成物に関する。
光ファイババッファチューブに使用される材料は、剛性、可撓性、押出性および耐キンク性のバランスを示す必要がある。従来のバッファチューブは、主に押出されたポリブチレンテレフタレート(「PBT」)で構成されており、剛性を提供するが、光ファイバの設置中にキンクが発生しやすくなる。バッファチューブのキンクは、光ファイバに損傷を与える可能性があるため、不利である。
バッファチューブの可撓性を高めるための従来のアプローチは、PBTおよびポリエチレン(「PE」)をブレンドすることを伴う。そのようなブレンドでは、PBTは、剛性および通信用耐グリース性を提供するが、PEは、可撓性および耐キンク性を付与する。PBTおよびPEのブレンドには、PBTの極性およびPEの非極性に起因して相溶化剤が組み込まれている。従来の相溶化剤の一例は、無水マレイン酸グラフト化ポリエチレン(「MAH-g-PE」)である。WO2019/050627は、相溶化剤としてMAH-g-PEを用いるPBTおよびPEブレンドの使用を開示している。代替的に、PBTおよびPEのブレンド用の従来の相溶化剤の別例は、エチレン-n-ブチルアクリレート-グリシジルメタクリレートターポリマー(「ENBAGMA」)である。WO2019/050627は、ENBAGMAの使用に関して言及していない。
最近、押出グレードのPBT(すなわち、250℃および2.16Kgで10分当たり21グラム(g/10分)未満のメルトフローインデックスを有するPBT)を、PBT-PEバッファチューブ内で比較的安価な射出成形グレードのPBT(すなわち、21g/10分以上のメルトフローインデックスを有するPBT)に置き換える試みがなされてきた。射出成形グレードのPBTを使用すると、PBT-PEブレンドのゼロせん断粘度が250℃で3000パスカル*秒(PaS)未満に低下し、それによって押出性が低減する。射出成形グレードのPBT-PEブレンドから押出されたバッファチューブは、キンク、および耐破砕性に悪影響を及ぼすチューブ壁厚の均一性などの寸法安定性の問題を示す。
したがって、250℃で3000PaSを超えるゼロせん断粘度を示し、キンクに耐えるが、21g/10分を超えるメルトフローインデックスを有するPBTを利用するPBT-PE相溶化剤ブレンドを発見することは驚くべきことである。
本発明は、21g/10分を超えるメルトフローインデックスを有するPBTを含むPBT-PE相溶化ブレンドを提供するための解決策を提供するが、それでも250℃で3000PaSを超えるゼロせん断粘度を示し、キンクに耐える。
本発明は、(1)ENBAGMAが射出成形グレードのPBTおよびPEブレンドのゼロせん断粘度を増加させることができ、(2)MAH-g-PEもENBAGMAも、個別にブレンドされたPEおよびPBTの形態安定性をブレンドおよび押出の両方を通じて維持できないという発見の結果である。本発明者らは、ENBAGMAが複数のPBTポリマー鎖に結合することができ、それによって高いバッファチューブの寸法均一性での押出を可能にするブレンドされたPEおよびPBTシステムの場合、ゼロせん断粘度を250℃で3000PaS超に増加させることを発見した。本発明者らはまた、混合および押出などの高せん断事象を通じて混合相の安定性を維持するために、MAH-g-PEおよびENBAGMAの両方を使用しなければならないことを発見した。混合相形態の安定性は、不十分な機械的特性およびバッファチューブのキンクをもたらす相分離を防ぐ。したがって、比較的より低コストの射出成形グレードのPBTを、キンクに耐えるバッファチューブの形成に使用することができる。250℃で3000PaS未満のゼロせん断粘度を示し、キンクがない例が、依然として望ましい。
本発明は、光ファイバ設備のバッファチューブに特に有用である。
本開示の第1の特徴によれば、ポリマー組成物は、(a)1重量%~45重量%のエチレン系ポリマー、(b)250℃および2.16Kgで21g/10分~35g/10分のメルトフローインデックスを有する50重量%~90重量%のポリブチレンテレフタレート、ならびに(c)マレイン化エチレン系ポリマーおよびエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートを含む3.5重量%~10重量%の相溶化剤を含む。
添付の図面が参照される。
本明細書で使用される場合、「および/または」という用語は、2つ以上の項目の列挙で使用される場合、列挙された項目のうちのいずれか1つをそれ自体で用いるか、または列挙された項目のうちの2つ以上の任意の組み合わせを用いることができることを意味する。例えば、組成物が、成分A、B、および/またはCを含有すると記載されている場合、組成物は、A単独、B単独、C単独、AおよびBの組み合わせ、AおよびCの組み合わせ、BおよびCの組み合わせ、またはA、B、およびCの組み合わせを含有し得る。
特に記載がない限り、すべての範囲はエンドポイントを含む。ポリマー式の添え字値は、ポリマーの指定された成分の1分子当たりのモル平均単位数を指す。
試験方法は、試験方法番号でハイフン付きの2桁の数字で日付が示されていない限り、この文書の優先日における最新の試験方法を指す。試験方法の参照は、試験協会の参照と試験方法番号との双方を含む。試験方法の組織は、次のいずれか1つの略語で参照され、ASTMは、ASTM International(旧称American Society for Testing and Materials)を指し、ENは、ヨーロッパ規格を指し、DINは、Deutsches Institut fur Normungを指し、ISOは、国際標準化機構を指す。
本明細書で使用される場合、「単峰性(unimodal)」とは、そのゲル浸透クロマトグラフィー(「GPC」)曲線が第2のピーク、肩またはこぶのない単一ピークのみを示すような分子量分布(「MWD」)を有するポリマー材料を意味する。対照的に、本明細書で使用される「二峰性(bimodal)」とは、GPC曲線のMWDが、2つのピークを有することによって、または1つの成分が他の成分ポリマーのピークに対して、こぶ、肩、または尾によって示される場合があるなど、2成分ポリマーの存在を示すことを意味する。
本明細書で使用される場合、重量パーセント(「重量%」)という用語は、特に明記しない限り、成分がポリマー組成物の総重量に占める重量のパーセンテージを示す。
本明細書におけるメルトインデックス(I2)値は、2.16キログラム(Kg)の質量で摂氏190度(℃)でASTM法D1238に従って決定された値を指す。
ポリマー組成物
本発明のポリマー組成物は、ポリエチレン系ポリマー、ポリブチレンテレフタレートおよび相溶化剤を含む。以下でより詳細に説明されるように、ポリエチレン系ポリマーは、低密度ポリエチレンおよび/または高密度ポリエチレンを含み得る。相溶化剤は、マレイン化エチレン系ポリマーおよびエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートを含む。そのようなポリマー組成物を押出して、バッファチューブなどの光ファイバケーブル保護構成要素を形成することができる。
本発明のポリマー組成物は、ポリエチレン系ポリマー、ポリブチレンテレフタレートおよび相溶化剤を含む。以下でより詳細に説明されるように、ポリエチレン系ポリマーは、低密度ポリエチレンおよび/または高密度ポリエチレンを含み得る。相溶化剤は、マレイン化エチレン系ポリマーおよびエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートを含む。そのようなポリマー組成物を押出して、バッファチューブなどの光ファイバケーブル保護構成要素を形成することができる。
エチレン系ポリマー
上記のように、ポリマー組成物の1つの成分は、エチレン系ポリマーである。本明細書で使用される場合、「エチレン系」ポリマーは、モノマーの50重量%超がエチレンであるポリマーであるが、他のコモノマーを用いることもできる。「ポリマー」は、一緒に結合された同じまたは異なるタイプの複数のモノマーを含む高分子化合物を意味し、ホモポリマーおよびインターポリマーを含む。「インターポリマー」は、一緒に結合された少なくとも2つの異なるモノマー型を含むポリマーを意味する。インターポリマーには、コポリマー(通常、2つの異なるモノマー型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3つ以上の異なるモノマー型から調製されるポリマー(例えば、ターポリマー(3つの異なるモノマー型)およびクォーターポリマー(4つの異なるモノマー型))が含まれる。
上記のように、ポリマー組成物の1つの成分は、エチレン系ポリマーである。本明細書で使用される場合、「エチレン系」ポリマーは、モノマーの50重量%超がエチレンであるポリマーであるが、他のコモノマーを用いることもできる。「ポリマー」は、一緒に結合された同じまたは異なるタイプの複数のモノマーを含む高分子化合物を意味し、ホモポリマーおよびインターポリマーを含む。「インターポリマー」は、一緒に結合された少なくとも2つの異なるモノマー型を含むポリマーを意味する。インターポリマーには、コポリマー(通常、2つの異なるモノマー型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3つ以上の異なるモノマー型から調製されるポリマー(例えば、ターポリマー(3つの異なるモノマー型)およびクォーターポリマー(4つの異なるモノマー型))が含まれる。
エチレン系ポリマーは、エチレンホモポリマーであり得る。本明細書で使用される場合、「ホモポリマー」は、単一のモノマー型に由来する反復単位を含むポリマーを表すが、ホモポリマーを調製する上で使用される残存量の他の構成要素(触媒、開始剤、溶媒、および連鎖移動剤など)を除外しない。
エチレン系ポリマーは、単独で、または1つ以上の他の型のエチレン系ポリマーとの組み合わせ(例えば、モノマー組成および含有量、触媒調製法、分子量、分子量分布、密度などが互いに異なる2つ以上のエチレン系ポリマーのブレンド)で使用され得る。エチレン系ポリマーのブレンドが使用される場合、ポリマーは、任意の反応器内プロセスまたは反応器後プロセスによってブレンドされ得る。
好適な市販のエチレン系ポリマーの例は、AXELERON CX 6944 NT(商標)、DGDA-2300 NT(商標)、およびDMDA-1250 NT(商標)という商品名で販売されており、各々がThe Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)から入手可能である。
ポリマー組成物は、1重量%以上、または2重量%以上、または4重量%以上、または6重量%以上、または8重量%以上、または10重量%以上、または12重量%以上、または14重量%以上、または16重量%以上、または18重量%以上、または20重量%以上、または22重量%以上、または24重量%以上、または26重量%以上、または28重量%以上、または30重量%以上、または32重量%以上、または34重量%以上、または36重量%以上、または38重量%以上、または40重量%以上、または42重量%以上、または44重量%以上、一方で同時に45重量%以下、44重量%以下、42重量%以下、40重量%以下、38重量%以下、36重量%以下、34重量%以下、32重量%以下、30重量%以下、または28重量%以下、または26重量%以下、または24重量%以下、または22重量%以下、または20重量%以下、または18重量%以下、または16重量%以下、または14重量%以下、または12重量%以下、または10重量%以下、または8重量%以下、または6重量%以下、または4重量%以下、または2重量%以下のエチレン系ポリマーを含み得る。
エチレン系ポリマーは、低密度ポリエチレン(「LDPE」)を含み得る。LDPE樹脂は市販されており、溶液、気相またはスラリー相チーグラー・ナッタ、メタロセンまたは拘束幾何触媒(CGC)などを含むがこれらに限定されない多種多様なプロセスのうちのいずれか1つによって作製され得る。LDPE樹脂は、0.91~0.94グラム/立方センチメートル(「g/cm3」)の範囲の密度を有する。様々な実施形態において、LDPEは、少なくとも0.915「g/cm3」であるが、0.94g/cm3未満、もしくは0.93g/cm3未満、または0.920~0.925g/cm3の範囲内の密度を有し得る。本明細書に提供されるポリマー密度は、ASTM D792に従って決定される。LDPEは、10分当たり20グラム未満(「g/10分」)、もしくは0.1g/10分~10g/10分、2g/10分~8g/10分、4g/10分~8g/10分の範囲のメルトインデックスI2を有し得るか、または1.9g/10分のI2を有し得る。概して、LDPE樹脂は、広い分子量分布(「MWD」)を有し、比較的高い多分散性指数(重量平均分子量対数平均分子量の比)をもたらす。LDPEは、ゲル浸透クロマトグラフィーによって判定された、1.0~30.0の範囲内、または2.0~15.0の範囲内の多分散指数(「PDI」)を有し得る。市販のLDPE樹脂は、AXELERON CX B-1258 NT(商標)およびDXM 446(商標)という商品名で販売されており、どちらもThe Dow Chemical Companyから入手可能である。
ポリマー組成物は、5重量%以上、または6重量%以上、または7重量%以上、または8重量%以上、または9重量%以上、または10重量%以上、または11重量%以上、または12重量%以上、または13重量%以上、または14重量%以上、または15重量%以上、または16重量%以上、または17重量%以上、または18重量%以上、または19重量%以上、または20重量%以上、または21重量%以上、または22重量%以上、または23重量%以上、または24重量%以上、または25重量%以上、一方で同時に24重量%以下、または23重量%以下、または22重量%以下、または21重量%以下、または20重量%以下、または19重量%以下、または18重量%以下、または17重量%以下、または16重量%以下、15重量%以下、または14重量%以下、または13重量%以下、または12重量%以下、または11重量%以下、または10重量%以下、または9重量%以下、または8重量%以下、または7重量%以下、または6重量%以下のLDPEを含み得る。
エチレン系ポリマーは、高密度ポリエチレン(「HDPE」)を含み得る。HDPEは、少なくとも0.94g/cm3、または少なくとも0.94g/cm3~0.98g/cm3の密度を有するエチレン系ポリマーである。HDPEは、0.1g/10分~25g/10分のメルトインデックスを有する。HDPEは、エチレンおよび1つ以上のC3~C20α-オレフィンコモノマーを含むことができる。コモノマーは、線状または分岐状であり得る。好適なコモノマーの非限定的な例としては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、および1-オクテンが挙げられる。HDPEは、スラリー反応器、気相反応器または溶液反応器中でチーグラー・ナッタ触媒、クロム系触媒、拘束幾何触媒またはメタロセン触媒のいずれかを用いて調製することができる。エチレン/C3~C20α-オレフィンコモノマーは、その中に重合されているエチレンを少なくとも50重量パーセント、または少なくとも70重量パーセント、または少なくとも80重量パーセント、または少なくとも85重量パーセント、または少なくとも90重量パーセント、または少なくとも95重量パーセントのエチレンを重合形態で含む。ある実施形態において、HDPEは、0.95g/cm3~0.98g/cm3の密度および0.1g/10分~10g/10分のメルトインデックスを有するエチレン/α-オレフィンコポリマーである。ある実施形態において、HDPEは、0.960g/cm3~0.980g/cm3の密度および0.1g/10分~10g/10分のメルトインデックスを有する。好適なHDPEの非限定的な例は、ELITE 5960G(商標)、HDPE KT 10000 UE(商標)、HDPE KS 10100 UE(商標)、HDPE 35057E(商標)、およびAXELERON CX-A-6944 NT(商標)という商品名で販売されており、各々がThe Dow Chemical Company(Midland,Michigan,USA)から入手可能である。
HDPEは、単峰性または二峰性である可能性がある。他の実施形態において、HDPEは二峰性である。単峰性HDPEを作製するための好適な調製方法は、例えば、米国特許第4,303,771号または同第5,324,800号に見出すことができる。市販の単峰性HDPEの一例は、DGDL-3364NT(商標)という商品名で販売されており、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)から入手可能である。
ポリマー組成物は、二峰性HDPEを含み得る。HDPEは、第1のポリマー成分および第2のポリマー成分を含む。第1の成分は、エチレン系ポリマーであり得、例えば、第1の成分は、高分子量エチレンホモポリマーまたはエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり得る。第1の成分は、任意の量の1つ以上のアルファ-オレフィンコポリマーを含むことができる。例えば、第1の構成要素は、第1の構成要素の総重量に基づいて、10重量%未満の1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーを含むことができる。第1の構成要素は、任意の量のエチレンを含み得、例えば、第1の構成要素は、第1の構成要素の総重量に基づいて、少なくとも90重量%のエチレンまたは少なくとも95重量%のエチレンを含み得る。二峰性HDPEの第1の構成要素中に存在するアルファ-オレフィンコモノマーは典型的には、20個以下の炭素原子を有する。例えば、アルファ-オレフィンコモノマーは、3~10個の炭素原子、または3~8個の炭素原子を有し得る。例示的なアルファ-オレフィンコモノマーには、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、および4-メチル-1-ペンテンが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態において、アルファ-オレフィンコモノマーは、プロピレン、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することができる。他の実施形態において、アルファ-オレフィンコモノマーは、1-ヘキセンおよび1-オクテンからなる群から選択することができる。
二峰性HDPEの第1の成分は、0.915g/cm3~0.940g/cm3、0.920g/cm3~0.940g/cm3、または0.921g/cm3~0.936g/cm3の範囲の密度を有し得る。第1の成分は、0.5 10g/10分~10g/10分、1 10g/10分~7g/10分、または1.3 10g/10分~5g/10分の範囲のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)を有し得る。第1の成分は、150,000g/mol~375,000g/mol、175,000g/mol~375,000g/mol、または200,000g/mol~375,000g/molの範囲の分子量を有し得る。
二峰性HDPEの第2のポリマー成分は、エチレン系ポリマーであり得、例えば、第2の成分は、低分子量エチレンホモポリマーであり得る。エチレンホモポリマーは、微量の混入コモノマー、例えば、アルファ-オレフィンコモノマーを含有し得る。様々な実施形態において、第2の成分は、第2の成分の重量に基づいて、1重量%未満の1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーを含むことができる。例えば、第2の成分は、0.0001~1.00重量%の1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーまたは0.001~1.00重量パーセントの1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーを含み得る。第2の成分は、第2の成分の重量に基づいて、少なくとも99重量%のエチレン、または99.5重量%~100重量%の範囲のエチレンを含み得る。
二峰性HDPEの第2の成分は、0.965~0.980g/cm3または0.970~0.975g/cm3の範囲の密度を有し得る。第2の成分は、50g/10分~1,500g/10分、200g/10分~1,500g/10分、または500g/10分~1,500g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)を有し得る。第2の成分は、12,000~40,000g/mol、15,000~40,000g/mol、または20,000~40,000g/molの範囲の分子量を有し得る。
二峰性HDPEを作製するための好適な調製方法は、例えば、米国特許出願公開第2009/0068429号のパラグラフ[0063]~[0086]に見出すことができる。
市販の二峰性HDPEの例は、DMDA-1250NT(商標)およびDMDC 1250(商標)という商品名で販売されており、どちらもThe Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)から入手可能である。
ポリマー組成物は、5重量%以上、または6重量%以上、または7重量%以上、または8重量%以上、または9重量%以上、または10重量%以上、または11重量%以上、または12重量%以上、または13重量%以上、または14重量%以上、または15重量%以上、または16重量%以上、または17重量%以上、または18重量%以上、または19重量%以上、または20重量%以上、または21重量%以上、または22重量%以上、または23重量%以上、または24重量%以上、または25重量%以上、一方で同時に24重量%以下、または23重量%以下、または22重量%以下、または21重量%以下、または20重量%以下、または19重量%以下、または18重量%以下、または17重量%以下、または16重量%以下、15重量%以下、または14重量%以下、または13重量%以下、または12重量%以下、または11重量%以下、または10重量%以下、または9重量%以下、または8重量%以下、または7重量%以下、または6重量%以下のHDPEを含み得る。
エチレン系ポリマーは、HDPEを含み得るか、それからなり得るか、または本質的にそれからなり得る。エチレン系ポリマーは、LDPEを含み得るか、それからなり得るか、または本質的にそれからなり得る。HDPEおよびLDPEは、エチレン系ポリマーの等しい重量パーセントであり得るか、または異なる量であり得る。エチレン系ポリマーは、0重量%以上、または5重量%以上、または10重量%以上、または20重量%以上、または30重量%以上、または40重量%以上、または50重量%以上、または60重量%以上、または70重量%以上、または80重量%以上、または90重量%以上、または99重量%以上、一方で同時に100重量%以下、または90重量%以下、または80重量%以下、または70重量%以下、または60重量%以下、または50重量%以下、または40重量%以下、または30重量%以下、または20重量%以下、または10重量%以下、または5重量%以下のHDPEであり得る。エチレン系ポリマーは、0重量%以上、または5重量%以上、または10重量%以上、または20重量%以上、または30重量%以上、または40重量%以上、または50重量%以上、または60重量%以上、または70重量%以上、または80重量%以上、または90重量%以上、または99重量%以上、一方で同時に100重量%以下、または90重量%以下、または80重量%以下、または70重量%以下、または60重量%以下、または50重量%以下、または40重量%以下、または30重量%以下、または20重量%以下、または10重量%以下、または5重量%以下のLDPEであり得る。
ポリブチレンテレフタレート
PBTは、1.26g/cm3~1.41g/cm3または1.30g/cm3~1.35g/cm3の範囲の密度を有し得る。1つ以上の実施形態において、PBTは、7g/10分~15g/10分または8g/10分~10g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)を有し得る。PBTのメルトインデックスは、250Cおよび2.16Kgで決定される。
PBTは、1.26g/cm3~1.41g/cm3または1.30g/cm3~1.35g/cm3の範囲の密度を有し得る。1つ以上の実施形態において、PBTは、7g/10分~15g/10分または8g/10分~10g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)を有し得る。PBTのメルトインデックスは、250Cおよび2.16Kgで決定される。
様々な実施形態において、PBTは、押出グレードのPBTであり得る。別の実施形態において、PBTは、射出成形グレードのPBTであり得る。射出成形グレードのPBTは典型的に、比較的より高いメルトインデックスで証明されるように、分子量がより低いという特徴がある。したがって、1つ以上の実施形態において、PBTは、少なくとも10g/10分、少なくとも15g/10分、少なくとも20g/10分、少なくとも25g/10分、少なくとも30g/10分、少なくとも35g/10分、少なくとも40g/10分、または少なくとも45g/10分のメルトインデックス(I2)を有することができる。そのような実施形態において、PBTは、最大75g/10分、最大70g/10分、最大65g/10分、最大60g/10分、最大55g/10分、または最大50g/10分のメルトインデックス(I2)を有することができる。
市販の押出グレードのPBTの例には、Suzhou Yingmao Plastics Company(Jiangsu,China)からPBT-61008(商標)、BASF(Ludwigshafen,Germany)からULTRADUR BN6550(商標)、DuPont(Wilmington,Delaware,USA)からCRASTIN 6129 NC010(商標)、およびSabic Innovative Plastics(Pittsfield,Massachusetts、USA)からPBT VALOX176(商標)という商品名で販売されているものが含まれる。市販の射出成形グレードのPBTの例は、DuPont(Wilmington,Delaware,USA)からCRASTIN 6134(商標)という商品名で販売されている。
ポリマー組成物は、50重量%~90重量%のPBTを含む。ポリマー組成物は、50重量%以上、または52重量%以上、または54重量%以上、または56重量%以上、または58重量%以上、または60重量%以上、または62重量%以上、または64重量%以上、または66重量%以上、または68重量%以上、または70重量%以上、または72重量%以上、または74重量%以上、または76重量%以上、または78重量%以上、または80重量%以上、または82重量%以上、または84重量%以上、または86重量%以上、または88重量%以上、一方で同時に90重量%以下、または88重量%以下、または86重量%以下、または84重量%以下、または82重量%以下、または80重量%以下、または78重量%以下、または76重量%以下、または74重量%以下、または72重量%以下、または70重量%以下、または68重量%以下、または66重量%以下、または64重量%以下、または62重量%以下、または60重量%以下、または58重量%以下、または56重量%以下、または54重量%以下、または52重量%以下のPBTを含み得る。
相溶化剤
ポリマー組成物は、相溶化剤をさらに含む。相溶化剤は、マレイン化エチレン系ポリマーおよびエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートの両方を含む。
ポリマー組成物は、相溶化剤をさらに含む。相溶化剤は、マレイン化エチレン系ポリマーおよびエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートの両方を含む。
本明細書で使用される「マレイン化」という用語は、無水マレイン酸モノマーを組み込むポリマー(例えば、エチレン系ポリマー)を示す。マレイン化エチレン系ポリマーは、無水マレイン酸モノマー(すなわち、ポリマー主鎖に沿った)とエチレンおよび他のモノマーとのインターポリマーであり得る。追加的に、または代替的に、無水マレイン酸は、グラフト化配向でエチレン系ポリマーに結合され得る。上記のエチレン系ポリマーの説明は、マレイン化エチレン系ポリマーにも等しく適用可能である。
マレイン化エチレン系ポリマーは、0.90g/cm3以上、または0.91g/cm3以上、または0.92g/cm3以上、または0.93g/cm3以上、または0.933g/cm3以上、または0.935g/cm3以上、または0.937g/cm3以上、または0.94g/cm3以上、または0.943g/cm3以上、または0.945g/cm3以上、または0.947g/cm3以上、または0.95g/cm3以上、または0.958g/cm3以上、0.965g/cm3以上、一方で同時に0.97g/cm3以下、または0.965g/cm3以下、または0.96g/cm3以下、または0.95g/cm3以下、または0.94g/cm3以下、または0.93g/cm3以下の密度を有し得る。
マレイン化エチレン系ポリマーは、190℃および2.16Kgで0.1~10g/10分、0.2~8g/10分、または0.5~5g/10分の範囲のメルトインデックスを有し得る。
「無水マレイン酸含有量」は、本明細書では、エチレン系ポリマーに結合した反応した無水マレイン酸の量として定義される。マレイン化エチレン系ポリマーは、マレイン化エチレン系ポリマーの総重量に基づいて、0.25重量%以上、または0.50重量%以上、または0.75重量%以上、または1.00重量%以上、または1.25重量%以上、または1.50重量%以上、または1.75重量%以上、または2.00重量%以上、または2.25重量%以上、または2.50重量%以上、または2.75重量%以上、一方で同時に3.00重量%以下、2.75重量%以下、または2.50重量%以下、または2.25重量%以下、または2.00重量%以下、または1.75重量%以下、または1.50重量%以下、または1.25重量%以下、または1.00重量%以下、または0.75重量%以下、または0.5重量%以下の無水マレイン酸含有量を有し得る。無水マレイン酸含有量は、滴定分析によって決定される。滴定分析は、乾燥樹脂を利用することによって実施し、0.02N KOHで滴定して無水マレイン酸の量を決定する。乾燥ポリマーは、0.3~0.5グラムのマレイン化ポリマーを約150mLの還流キシレンに溶解することにより滴定される。完全に溶解してから、脱イオン水(4滴)を溶液に添加し、溶液を1時間逆流させる。次に、1%チモールブルー(数滴)を溶液に添加し、紫色の形成で示されるように、溶液をエタノール中0.02N KOHで滴定する。次に、溶液を0.05N HClのイソプロパノール溶液で黄色の終点まで逆滴定する。
ポリマー組成物は、2.5重量%~7.5重量%のマレイン化エチレン系ポリマーを含み得る。例えば、ポリマー組成物は、2.5重量%以上、または3.0重量%以上、または3.5重量%以上、または4.0重量%以上、または4.5重量%以上、または5.0重量%以上、または5.5重量%以上、または6.0重量%以上、または6.5重量%以上、または7.0重量%以上、一方で同時に7.5重量%以下、または7.0重量%以下、または6.5重量%以下、または6.0重量%以下、または5.5重量%以下、または5.0重量%以下、または4.5重量%以下、または4.0重量%以下、または3.5重量%以下、または3.0重量%以下を含み得る。
好適な市販のマレイン化エチレン系ポリマーの例は、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)から入手可能なAMPLIFY TY1053H(商標)、AMPLIFY GR204(商標)、およびAMPLIFY GR205(商標);DuPont(Wilmington,DE,USA)から入手可能なBYNEL(商標)4000シリーズおよびFUSABOND(商標)Pシリーズ製品;Arkema(Colombes,France)から入手可能なOREVAC(商標)グラフト化ポリエチレン;ならびにAddivant(Danbury,CT,USA)から入手可能なPOLYBOND(商標)3000シリーズグラフト化ポリエチレンという商品名で販売されている。
相溶化剤はまた、エチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートを含む。ENBAGMAは、エチレン、アクリルエステル、およびグリシジルメタクリレートのランダムターポリマーである。
ENBAGMAは、0.93g/cm3以上、または0.933g/cm3以上、または0.935g/cm3以上、または0.937g/cm3以上、または0.94g/cm3以上、または0.943g/cm3以上、または0.945g/cm3以上、または0.947g/cm3以上、または0.95g/cm3以上、または0.958g/cm3以上、0.965g/cm3以上、一方で同時に0.97g/cm3以下、または0.965g/cm3以下、または0.96g/cm3以下の密度を有し得る。ENBAGMAは、190℃および2.16kgで6~14g/10分または8~12g/10分の範囲のメルトインデックスを有し得る。
ENBAGMAは、ENBAGMAの総重量に基づいて、1重量%以上、または2重量%以上、または3重量%以上、または4重量%以上、または5重量%以上、または6重量%以上、または7重量%以上、または8重量%以上、または9重量%以上、または10重量%以上、または11重量%以上、または12重量%以上、または13重量%以上、一方で同時に14重量%以下、13重量%以下、または12重量%以下、または11重量%以下、または10重量%以下、または9重量%以下、または8重量%以下、または7重量%以下、または6重量%以下、または5重量%以下、または4重量%以下、または3重量%以下、または2重量%以下のグリシジルメタクリレート含有量を有し得る。
ポリマー組成物は、2.5重量%~7.5重量%のENBAGMAを含み得る。例えば、ポリマー組成物は、2.5重量%以上、または3.0重量%以上、または3.5重量%以上、または4.0重量%以上、または4.5重量%以上、または5.0重量%以上、または5.5重量%以上、または6.0重量%以上、または6.5重量%以上、または7.0重量%以上、一方で同時に7.5重量%以下、または7.0重量%以下、または6.5重量%以下、または6.0重量%以下、または5.5重量%以下、または5.0重量%以下、または4.5重量%以下、または4.0重量%以下、または3.5重量%以下、または3.0重量%以下のENBAGMAを含み得る。
好適な市販のENBAGAの例には、DuPont(Wilmington,Delaware,USA)からのELVALOY PTW(商標)およびELVALOY 4170(商標)が含まれるが、これらに限定されない。
添加剤
ポリマー組成物は、ガラスファイバまたはナノ複合材を含む様々な鉱物系充填剤などの1つ以上の粒子状充填剤を含むことができる。充填剤、特により高いアスペクト比(長さ/厚さ)を提供する細長い粒子または小板状の粒子を含む充填剤は、弾性率および押出後の収縮特性を改善し得る。充填剤は、20μm未満、10μm未満、または5μm未満のメジアンサイズまたはd50を有し得る。充填剤は、ポリマー組成物中の湿潤または分散を促進するために表面処理されてもよい。好適な充填剤の具体例には、炭酸カルシウム、シリカ、石英、溶融石英、タルク、雲母、粘土、カオリン、ウォラストナイト、長石、水酸化アルミニウム、カーボンブラック、およびグラファイトが含まれるが、これらに限定されない。充填剤は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、2~30重量%、または5~30重量%の範囲の量でポリマー組成物に含まれてもよい。
ポリマー組成物は、ガラスファイバまたはナノ複合材を含む様々な鉱物系充填剤などの1つ以上の粒子状充填剤を含むことができる。充填剤、特により高いアスペクト比(長さ/厚さ)を提供する細長い粒子または小板状の粒子を含む充填剤は、弾性率および押出後の収縮特性を改善し得る。充填剤は、20μm未満、10μm未満、または5μm未満のメジアンサイズまたはd50を有し得る。充填剤は、ポリマー組成物中の湿潤または分散を促進するために表面処理されてもよい。好適な充填剤の具体例には、炭酸カルシウム、シリカ、石英、溶融石英、タルク、雲母、粘土、カオリン、ウォラストナイト、長石、水酸化アルミニウム、カーボンブラック、およびグラファイトが含まれるが、これらに限定されない。充填剤は、ポリマー組成物の総重量に基づいて、2~30重量%、または5~30重量%の範囲の量でポリマー組成物に含まれてもよい。
ポリマー組成物は、成核剤を含み得る。好適な成核剤の例には、Asahi Denim Kokaiから市販されているADK NA-11(商標)、およびMilliken Chemicalから入手可能なHYPERFORM HPN-20E(商標)が含まれる。成核剤は、総ポリマー組成物重量に基づいて、0.08重量%~0.3重量%、0.09重量%~0.25重量%、または0.1~0.22重量%の範囲の量でポリマー組成物に含まれ得る。
ポリマー組成物は、酸化防止剤、架橋助剤、硬化促進剤およびスコーチ抑制剤、加工助剤、カップリング剤、紫外線安定剤(UV吸収剤を含む)、帯電防止剤、追加の成核剤、スリップ剤、潤滑剤、粘度調整剤、粘着付与剤、ブロッキング防止剤、界面活性剤、エクステンダーオイル、酸スカベンジャー、難燃剤および金属不活性化剤の形態で追加の添加剤を含み得る。ポリマー組成物は、0.01重量%~10重量%の添加剤(すなわち、添加剤のうちの1つ以上)を含み得る。
UV光安定剤は、ヒンダードアミン光安定剤(「HALS」)およびUV光吸収剤(「UVA」)添加剤を含み得る。代表的なUVA添加剤には、Ciba,Incから市販されているTINUVIN 326(商標)およびTINUVIN 328(商標)などのベンゾトリアゾールタイプが含まれる。HALおよびUVA添加剤のブレンドも有効である。
抗酸化剤は、テトラキス[メチレン(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシヒドロ-シンナメート)]メタン;ビス[(ベータ-(3,5-ジtert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)メチルカルボキシエチル)]-スルフィド、4,4’-チオビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(2-tert-ブチル-5-メチルフェノール)、2,2’-チオビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、およびチオジエチレンビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ)-ヒドロシンナメート;トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトおよびジ-tert-ブチルフェニル-ホスホナイトなどのホスファイトおよびホスホナイト;ジラウリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、およびジステアリルチオジプロピオネートなどのチオ化合物;各種シロキサン、重合した2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン、n,n’-ビス(1,4-ジメチルペンチル-p-フェニレンジアミン)、アルキル化ジフェニルアミン、4,4’-ビス(アルファ,アルファ-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン、ジフェニル-p-フェニレンジアミン、混合ジ-アリール-p-フェニレンジアミンなどのヒンダードフェノール、ならびに他のヒンダードアミン劣化防止剤または安定剤を含み得る。
加工助剤は、ステアリン酸亜鉛またはステアリン酸カルシウムなどのカルボン酸の金属塩;ステアリン酸、オレイン酸、またはエルカ酸などの脂肪酸;ステアルアミド、オレアミド、エルカミド、またはΝ,Ν’-エチレンビス-ステアルアミドなどの脂肪族アミド;ポリエチレンワックス;酸化ポリエチレンワックス;エチレンオキシドのポリマー;エチレンオキシドおよびプロピレオキシドのコポリマー;植物性ワックス;石油ワックス;非イオン界面活性剤;シリコーン流体およびポリシロキサンを含み得る。
調合
ポリマー組成物は、溶融ブレンドのためにバッチまたは連続ミキサーに添加することができる。成分は、他の成分とブレンドするために、任意の順序、または最初に1つ以上のマスターバッチを調製して添加することができる。溶融ブレンドは、最高融点ポリマーよりも高く、しかし285℃の最高調合温度よりも低い温度で、行われ得る。溶融ブレンドされた組成物は、押出機もしくは射出成形機に送達されるか、またはダイを通過して所望の物品に成形されるか、あるいは次の成形または加工ステップに供給するための材料の保管または調製のためにペレット、テープ、ストリップもしくはフィルム、または他の形態に変換される。任意選択的に、ペレットまたは何らかの類似の構成に成形された場合、ペレットなどを粘着防止剤でコーティングして、保管中の取り扱いを容易にすることができる。
ポリマー組成物は、溶融ブレンドのためにバッチまたは連続ミキサーに添加することができる。成分は、他の成分とブレンドするために、任意の順序、または最初に1つ以上のマスターバッチを調製して添加することができる。溶融ブレンドは、最高融点ポリマーよりも高く、しかし285℃の最高調合温度よりも低い温度で、行われ得る。溶融ブレンドされた組成物は、押出機もしくは射出成形機に送達されるか、またはダイを通過して所望の物品に成形されるか、あるいは次の成形または加工ステップに供給するための材料の保管または調製のためにペレット、テープ、ストリップもしくはフィルム、または他の形態に変換される。任意選択的に、ペレットまたは何らかの類似の構成に成形された場合、ペレットなどを粘着防止剤でコーティングして、保管中の取り扱いを容易にすることができる。
使用できる調合装置の例には、内部バッチミキサー、連続一軸もしくは二軸ミキサー、または混練連続押出機が含まれる。使用するミキサーのタイプ、およびミキサーの動作条件は、粘度、体積抵抗率、押出表面平滑性などの組成物の特性に影響を与える。
ポリマー組成物は、1,500~2,400メガパスカル(「MPa」)、1,550~2,350MPa、または1,600~2,000MPaの範囲の曲げ弾性率を示し得る。曲げ弾性率は、以下の試験方法セクションで説明されている手順に従って判定される。ポリマー組成物は、35~50MPaまたは35~45MPaの範囲の最大引張応力を示し得る。最大引張応力は、以下の試験方法セクションで説明されている手順に従って判定される。
様々な実施形態において、特にポリマー組成物が炭化水素充填化合物を含むバッファチューブでの使用を意図する実施形態において、ポリマー組成物は、INFOGEL LA 444(商標)(光ファイバケーブルバッファチューブ充填化合物)に浸漬した場合、3重量%未満、2重量%未満、1重量%未満、または0.5重量%未満の重量増加を示し得る。INFOGEL LA 444(商標)は、少なくとも約70重量%の鉱物油および最大約10重量%のスチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマーから構成され、Honghui Corp.(China)から市販されている。
ポリマー組成物は、250℃および2.16Kgで4~11g/10分のメルトインデックスを示し得る。例えば、メルトフローインデックスは、4g/10分以上、または4.5/10分以上、または5g/10分以上、または5.5/10分以上、または6g/10分以上、または6.5/10分以上、または7g/10分以上、または7.5/10分以上、または8g/10分以上、または8.5/10分以上、または9g/10分以上、または9.5/10分以上、または10g/10分以上、または10.5/10分以上、一方で同時に11g/10分以下、または10.5g/10分以下、または10g/10分以下、または9.5g/10分以下、または9g/10分以下、または8.5g/10分以下、または8g/10分以下、または7.5g/10分以下、または7g/10分以下、または6.5g/10分以下、または6g/10分以下、または5.5g/10分以下、または5g/10分以下、または4.5g/10分以下であり得る。
ポリマー組成物は、250℃で200PaS以上、または500PaS以上、または1,000PaS以上、または5,000PaS以上、または10,000PaS以上、または15,000PaS以上、または20,000PaS以上、または25,000PaS以上、一方で同時に30,000PaS以下、または25,000PaS以下、または20,000PaS以下、または15,000PaS以下、または10,000PaS以下、または5,000PaS以下、または1,000PaS以下、または500PaS以下のゼロせん断粘度を示し得る。ゼロせん断粘度の試験方法を以下に詳述する。
ポリマー組成物は、25MPa以上、または26MPa以上、または27MPa以上、または28MPa以上、または29MPa以上、または30MPa以上、または31MPa以上、または32MPa以上、または33MPa以上、または34MPa以上、または35MPa以上、または36MPa以上、または37MPa以上、または38MPa以上、または39MPa以上、または40MPa以上、または41MPa以上、または42MPa以上、または43MPa以上、または44MPa以上、一方で同時に45MPa以下、または44MPa以下、または43MPa以下、または42MPa以下、または41MPa以下、または40MPa以下、または39MPa以下、または38MPa以下、または37MPa以下、または36MPA以下、または35MPa以下、または34MPa以下、または33MPa以下、または32MPa以下、または31MPa以下、または30MPa以下、または29MPa以下、または28MPa以下、または27MPa以下、または26MPA以下の破断応力を示し得る。
ポリマー組成物は、1,000MPa以上、または1,100MPa以上、または1,200MPa以上、または1,300MPa以上、または1,400MPa以上、または1,500MPa以上、または1,600MPa以上、または1,700MPa以上、または1,800MPa以上、または1,900MPa以上、または2,000MPa以上、または2,100MPa以上、または2,200MPa以上、または2,300MPa以上、または2,400MPa以上、または2,500MPa以上、または2,600MPa以上、または2,700MPa以上、または2,800MPa以上、または2,900MPa以上、一方で同時に3,000MPa以下、または2,900MPa以下、または2,800MPa以下、または2,700MPa以下、または2,600MPa以下、または2,500MPa以下、または2,400MPa以下、または2,300MPa以下、または2,200MPa以下、または2,100MPA以下、または2,000MPa以下、または1,900MPa以下または1,800MPa以下、または1,700MPa以下、または1,600MPa以下、または1,500MPa以下、または1,400MPa以下、または1,300MPa以下、または1,200MPa以下、または1,100MPA以下の曲げ弾性率を示し得る。
ポリマー組成物は、55MPa以上、または56MPa以上、または57MPa以上、または58MPa以上、または59MPa以上、または60MPa以上、または61MPa以上、または62MPa以上、または63MPa以上、または64MPa以上、または65MPa以上、または66MPa以上、または67MPa以上、または68MPa以上、または69MPa以上、または70MPa以上、または71MPa以上、または72MPa以上、または73MPa以上、または74MPa以上、一方で同時に75MPa以下、または74MPa以下、または73MPa以下、または72MPa以下、または71MPa以下、または70MPa以下、または69MPa以下、または68MPa以下、または67MPa以下、または66MPA以下、または65MPa以下、または64MPa以下、または63MPa以下、または62MPa以下、または61MPa以下、または60MPa以下、または59MPa以下、または58MPa以下、または57MPa以下、または56MPA以下のチューブクラッシュ強度を示し得る。
光ファイバケーブル
ここで図1を参照すると、例示的な光ファイバケーブル1の断面図が示されている。図示した例において、光ファイバケーブル1は、「ルーズバッファチューブ」設計である。そのようなケーブル設計では、バッファチューブ2は、光ファイバ1の軸方向の長さに沿ってバッファチューブ2に対してらせん状の回転を伴って、中央強度部材4の周りに放射状に位置付けられる。バッファチューブ2のらせん状の回転は、チューブまたは光ファイバ6を著しく引き伸ばすことなくケーブルを曲げることを可能にする。バッファチューブ2の数を低減する必要がある場合、発泡充填剤ロッドをスペーサーとして使用して、ケーブル1の形状を維持するために1つ以上のバッファチューブの位置10を占有することができる。ケーブルジャケット14は、概して、ポリエチレン系材料から製作される。バッファチューブ2は、ポリマー組成物を含み得るか、それからなり得るか、または本質的にそれからなり得る。したがって、バッファチューブ2は、ポリマーチューブであり得る。バッファチューブ2には、任意選択的に光ケーブルグリースまたはゲル8が充填される。ゲルおよびグリース化合物には、炭化水素油を組み込んだ炭化水素系グリース、および/または炭化水素油を配合した低粘度ポリマーを使用するポリマー系グリースが含まれ得る。これらのグリースおよびゲルは、空域の排除を含む、光ファイバ6を取り囲む周囲の環境において必要とされるサスペンションおよび保護を提供する。ゲルおよびグリースは、光ファイバ6の性能に悪影響を与える水の浸透に対するバリアも提供する。
ここで図1を参照すると、例示的な光ファイバケーブル1の断面図が示されている。図示した例において、光ファイバケーブル1は、「ルーズバッファチューブ」設計である。そのようなケーブル設計では、バッファチューブ2は、光ファイバ1の軸方向の長さに沿ってバッファチューブ2に対してらせん状の回転を伴って、中央強度部材4の周りに放射状に位置付けられる。バッファチューブ2のらせん状の回転は、チューブまたは光ファイバ6を著しく引き伸ばすことなくケーブルを曲げることを可能にする。バッファチューブ2の数を低減する必要がある場合、発泡充填剤ロッドをスペーサーとして使用して、ケーブル1の形状を維持するために1つ以上のバッファチューブの位置10を占有することができる。ケーブルジャケット14は、概して、ポリエチレン系材料から製作される。バッファチューブ2は、ポリマー組成物を含み得るか、それからなり得るか、または本質的にそれからなり得る。したがって、バッファチューブ2は、ポリマーチューブであり得る。バッファチューブ2には、任意選択的に光ケーブルグリースまたはゲル8が充填される。ゲルおよびグリース化合物には、炭化水素油を組み込んだ炭化水素系グリース、および/または炭化水素油を配合した低粘度ポリマーを使用するポリマー系グリースが含まれ得る。これらのグリースおよびゲルは、空域の排除を含む、光ファイバ6を取り囲む周囲の環境において必要とされるサスペンションおよび保護を提供する。ゲルおよびグリースは、光ファイバ6の性能に悪影響を与える水の浸透に対するバリアも提供する。
ポリマー組成物を含むか、それからなるか、または本質的にそれからなるバッファチューブ2は、様々な理由で有利であり得る。第一に、ポリマーの比較はキンクに耐えるため、光ファイバ1に損傷が生じる可能性が減少する。第二に、比較的より低コストの射出成形グレードのPBTを利用することができるため、バッファチューブ2に関連するコストが削減される。
材料
以下の材料を以下の実施例で用いる。
以下の材料を以下の実施例で用いる。
PBTは、250℃で1.30g/cm3の密度および33.5g/10分のメルトインデックスを有する(すなわち、射出成形グレード)PBTであり、DuPont(Wilmington,Delaware,USA)からCRASTIN 6134(商標)として市販されている。
LDPEは、0.921g/cm3の密度および1.9g/10分のメルトインデックスを有する高圧低密度ポリエチレンであり、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)からDXM-446(商標)として市販されている。
HDPEは、190℃で0.955g/cm3の密度および1.5g/10分のメルトインデックス(I2)を有する二峰性HDPEであり、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)からDMDC-1250 NT(商標)として市販されている。
MAH-HDPEは、0.958g/cm3の密度、2.0g/10分のメルトインデックス、および1.0重量%超の無水マレイン酸含有量を有する無水マレイン酸グラフト化HDPEであり、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)からAMPLIFY TY 1053H(商標)として市販されている。
ENBAGMA1は、190℃で0.94g/cm3の密度、12g/10分のメルトインデックスを有するエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートおよびENBAGMA1の重量の5重量%のグリシジルメタクリレート組成物であり、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)からElvaloy PTW(商標)として市販されている。
ENBAGMA2は、190℃で0.94g/cm3の密度、8g/10分のメルトインデックスを有するエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートおよびENBAGMA2の重量の9重量%のグリシジルメタクリレート組成物であり、The Dow Chemical Company(Midland,MI,USA)からElvaloy 4170(商標)として市販されている。
NA-11Aは、ナトリウム2,2’-メチレン-ビス-(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート(CAS番号85209-91-2)という化学名の成核剤であり、ADEKA Corporation(東京、日本)から市販されている。
AO1は、ペンタエリスリトールテトラキス(3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート)という化学名を有する立体ヒンダードフェノール系酸化防止剤であり、BASF(Ludwigshafen,Germany)からIRGANOX 1010(商標)として市販されている。
AO2は、トリス(2,4-ジtert-ブチルフェニル)ホスファイトという化学名を有する加水分解的に安定なホスファイト処理安定剤であり、BASF(Ludwigshafen,Germany)からIRGAFOS 168として市販されている。
チューブサンプル調製
コーティングされたワイヤの押出を実施して、発明例および比較例を調製する。コーティングされたワイヤの押出は、バッファチューブの寸法の両方をモデル化し、ポリマー組成物の押出性能を試験する。14ゲージの銅線でBRABENDER Miniワイヤラインを使用して、コーティングされたワイヤの押出を実施する。BRABENDER Miniワイヤラインの設定を表1に示す。
コーティングされたワイヤの押出を実施して、発明例および比較例を調製する。コーティングされたワイヤの押出は、バッファチューブの寸法の両方をモデル化し、ポリマー組成物の押出性能を試験する。14ゲージの銅線でBRABENDER Miniワイヤラインを使用して、コーティングされたワイヤの押出を実施する。BRABENDER Miniワイヤラインの設定を表1に示す。
発明例および比較例は、直径1.63mm(0.064インチ)の14アメリカンワイヤゲージソリッド銅コンダクタ上でおよそ2.9mm(0.114インチ)の最終直径およびおよそ0.635mm(25ミル)の壁厚を有する。コンダクタをワイヤから引っ張って、発明例および比較例のチューブを残す。チューブ上で機械的試験を実施する。
試験方法
以下の試験方法を用いて、材料ならびに以下の発明例および比較例の特性を決定する。
以下の試験方法を用いて、材料ならびに以下の発明例および比較例の特性を決定する。
密度
特に指定のない限り、23℃でASTM D792に従ってポリマー密度を決定する。
特に指定のない限り、23℃でASTM D792に従ってポリマー密度を決定する。
破断強度
チューブを10.16cmの長さに切断する。チューブを、100ポンドのロードセルを備えた2.54cmのジョー間隔でINSTRON 4202引張試験ユニットにクランプする。クロスヘッド速度を5.08cm/分に設定し、チューブの引っ張り破断点での応力を測定する。5回繰り返し、平均をとる。
チューブを10.16cmの長さに切断する。チューブを、100ポンドのロードセルを備えた2.54cmのジョー間隔でINSTRON 4202引張試験ユニットにクランプする。クロスヘッド速度を5.08cm/分に設定し、チューブの引っ張り破断点での応力を測定する。5回繰り返し、平均をとる。
曲げ弾性率
圧縮成形されたプラークから幅1.27cm×7.62cm×0.0127cmの長方形サンプルをダイカットする。INSTRON 4202テスターのフレックスフィクスチャーにサンプルを配置し、5.08cmのスパンおよび0.127cm/分のクロスヘッド速度を使用して、3点偏向を行う。試験中に持続する最大曲げ応力での曲げ弾性率を決定する。
圧縮成形されたプラークから幅1.27cm×7.62cm×0.0127cmの長方形サンプルをダイカットする。INSTRON 4202テスターのフレックスフィクスチャーにサンプルを配置し、5.08cmのスパンおよび0.127cm/分のクロスヘッド速度を使用して、3点偏向を行う。試験中に持続する最大曲げ応力での曲げ弾性率を決定する。
キンク
チューブサンプル1を6mmマンドレルの周りに完全に巻き付け、23℃で10秒間保持する。形成されるキンクを観察する。
チューブサンプル1を6mmマンドレルの周りに完全に巻き付け、23℃で10秒間保持する。形成されるキンクを観察する。
チューブクラッシュ
クロスヘッドに取り付けられた上部可動プレート(寸法50mm×100mm)と下部固定プレート(寸法50mm×100mm)との間のINSTRON 4202にチューブを配置する。チューブをプレートの長い方の寸法に合わせ、トッププレートを動かしてチューブの上部にちょうど触れるようにする。クロスヘッド速度を0.127cm/分に設定し、チューブの降伏点での圧縮力を記録する。
クロスヘッドに取り付けられた上部可動プレート(寸法50mm×100mm)と下部固定プレート(寸法50mm×100mm)との間のINSTRON 4202にチューブを配置する。チューブをプレートの長い方の寸法に合わせ、トッププレートを動かしてチューブの上部にちょうど触れるようにする。クロスヘッド速度を0.127cm/分に設定し、チューブの降伏点での圧縮力を記録する。
ゼロせん断粘度
25mmの平行板を備えたRHEOMETRICS SR-200制御応力レオメータを使用して、300Paの応力を250℃で3分間印加する。測定されたひずみの時間変化率が一定であるデータの範囲でゼロせん断粘度を計算する。15分の回復時間を考慮されたい。
25mmの平行板を備えたRHEOMETRICS SR-200制御応力レオメータを使用して、300Paの応力を250℃で3分間印加する。測定されたひずみの時間変化率が一定であるデータの範囲でゼロせん断粘度を計算する。15分の回復時間を考慮されたい。
表2からわかるように、CE1~CE5にMAH-g-HDPEまたはENBAGMAのみが存在すると、サンプルがキンクを示す。CE1は、従来のバッファチューブ製造を表すきちんとしたPBTサンプルである。CE2およびCE5は、MAH-g-HDPEを利用することのみを除いて、発明例と同様の組成を有するサンプルである。CE3およびCE4は、ENBAGMAを利用することのみを除いて、発明例と同様の組成を有するサンプルである。CE1は、IE1~IE7よりも大きな破断応力を提供するが、CE1は、従来技術の経験と一致する深刻なキンクを示す。CE2~CE5は、MAH-g-HDPEまたはENBAGMAを個別に組み込んでいるが、形態が不安定であるため、IE1~IE7よりも破断応力値がより低く、IE1~IE7よりもキンクがより大きくなっている。キンクは、バッファチューブ内の繊維に追加の応力(曲げ応力)を及ぼす可能性があるため、バッファチューブでは望ましくない。
表2から明らかなように、相溶化剤としてMAH-g-HDPEおよびENBAGMAを組み合わせて使用すると、発明例に(1)押し出すのに十分に高いゼロせん断強度をもたらし、(2)キンクがなく、(3)比較例よりも破断応力が大きくなる。例えば、IE1は、CE2~CE5と実質的に同様の組成を有しているが、CE2~CE5とは異なり、キンクを示さない。IE1~IE7は、相溶化剤としてのMAH-g-HDPEおよびENBAGMAの組み合わせが、幅広い組成範囲で機能することを示している。
相溶化剤の総量が主要な要因ではなく、MAH-g-HDPEおよびENBAGMAの両方の存在であることに留意することが重要である。例えば、CE4およびCE5はどちらも、IE1およびIE4~IE7と同じ総量の相溶化剤(すなわち、5重量%)を含むが、IE1およびIE4~IE7とは異なり、キンクを示す。したがって、MAH-g-HDPEおよびENBAGMAの組み合わせは、有利で驚くべき結果をもたらすことが実証されている。
Claims (10)
- ポリマー組成物であって、
(a)1重量%~45重量%のエチレン系ポリマーと、
(b)250℃および2.16Kgで21g/10分~35g/10分のメルトフローインデックスを有する50重量%~90重量%のポリブチレンテレフタレートと、
(c)マレイン化エチレン系ポリマーおよびエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートを含む3.5重量%~10重量%の相溶化剤と、を含む、ポリマー組成物。 - 前記ポリマー組成物が、1重量%~30重量%のエチレン系ポリマーおよび60重量%~90重量%のポリブチレンテレフタレートを含む、請求項1に記載のポリマー組成物。
- 前記マレイン化エチレン系ポリマーが、0.958g/cm3の密度を有する、請求項1に記載のポリマー組成物。
- 前記エチレン系ポリマーが、0.921g/cm3の密度を有する低密度ポリエチレンおよび0.955g/cm3の密度を有する高密度ポリエチレンを含む、請求項1に記載のポリマー組成物。
- 前記低密度ポリエチレンが、前記ポリマー組成物の5重量%~15重量%であり、前記高密度ポリエチレンが、前記ポリマー組成物の5重量%~15重量%である、請求項4に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物が、5重量%~10重量%の前記相溶化剤を含む、請求項1に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物が、2.5重量%~7.5重量%のマレイン化エチレン系ポリマーを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
- 前記ポリマー組成物が、2.5重量%~7.5重量%のエチレンn-ブチルアクリレートグリシジルメタクリレートを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリマー組成物。
- ポリマーチューブを含む物品であって、前記ポリマーチューブが、請求項1~8のいずれか一項に記載のポリマー組成物を含む、物品。
- 前記物品が、光ファイバケーブルであり、前記ポリマーチューブが、前記光ファイバケーブルのバッファチューブである、請求項9に記載の物品。
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