JP5183365B2 - 非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル - Google Patents

非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル Download PDF

Info

Publication number
JP5183365B2
JP5183365B2 JP2008217483A JP2008217483A JP5183365B2 JP 5183365 B2 JP5183365 B2 JP 5183365B2 JP 2008217483 A JP2008217483 A JP 2008217483A JP 2008217483 A JP2008217483 A JP 2008217483A JP 5183365 B2 JP5183365 B2 JP 5183365B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin material
polyethylene resin
electric wires
weight
density
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2008217483A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010055849A (ja
Inventor
卓親 松尾
浩史 瀧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Polyethylene Corp
Original Assignee
Japan Polyethylene Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Polyethylene Corp filed Critical Japan Polyethylene Corp
Priority to JP2008217483A priority Critical patent/JP5183365B2/ja
Publication of JP2010055849A publication Critical patent/JP2010055849A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5183365B2 publication Critical patent/JP5183365B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Organic Insulating Materials (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Description

本発明は、電力送電のための電線・ケーブル用樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブルに関し、さらに詳しくは、好ましい導体許容温度を維持し、優れた耐久性を有し、非架橋型でリサイクル可能なポリエチレン樹脂材料、及びそれを絶縁体に用いた電線・ケーブル(電力ケーブルとも称す)に関する。
従来、電力ケーブルとしては、低密度ポリエチレンを架橋してなる架橋ポリエチレンを絶縁体とする、架橋ポリエチレンケーブルが汎用されている。架橋ポリエチレン使用の目的は、低密度ポリエチレンの耐熱性の向上と、応力発生時の耐久性の向上であり、架橋による耐熱性の向上によって導体許容温度を高くすることができ、送電容量の増大に有利となるためである。
上記架橋ポリエチレンケーブルの一般的な規格、例えばJIS C3605、600Vポリエチレンケーブルに規定されている架橋ポリエチレン絶縁体は、耐熱性が120℃×30分、荷重10Nで変形40%以下であることが規定されている。
また、該ポリエチレンケーブルでは、耐久性として、JIS K6922に規定される環境応力試験(ESCR)において、F50が1000hr以上を有する必要がある。
さらに、電線被覆加工時では、表面に凹凸が発生すると、伝送特性や耐摩耗性に影響することから、高剪断速度でもメルトフラクチャーが発生しない必要がある。ひとつの目安として、190℃にて、1000sec−1のような高速成形時においても、メルトフラクチャーが発生しないことが要求されている。
また、これらの架橋ポリエチレンケーブルは、絶縁体が架橋されるため、多くの場合、焼却や埋め立て処分せざるを得ないのが現状であり、その結果、焼却による大気汚染や埋め立てにおいては土壌中に半永久的に放置されるなど、環境負荷を増大させるのが問題となっている。
一方、非架橋ポリエチレンを絶縁体とする電力ケーブルについては、例えば、高圧ラジカル重合法によって得られる低密度ポリエチレンと二塩基酸無水物との共重合体、または高圧ラジカル重合法によって得られる低密度ポリエチレンに、二塩基酸無水物をグラフトした共重合体であって、二塩基酸無水物基含量0.002〜0.05重量%のエチレン共重合体を絶縁体とする電力ケーブルの検討が従来から行われており、特許文献1等が提案されている。
上記特許文献1で提案された電力ケーブルは、誘電正接を上昇させることなく、電気絶縁抵抗を飛躍的に高めることができるので、絶縁層を厚くしなくても高電圧送電時の電力損失を低減させることができるとしている。
しかしながら、絶縁体のベースポリマーとして耐熱性に難点のある低密度ポリエチレンが用いられているため、高温特性、特に導体許容温度を高くして送電容量を増大しようとする目的には、さらに改善の余地が残されている。
また、高密度ポリエチレン系樹脂とシングルサイト系触媒で製造されたエチレン・α−オレフィン共重合体との組成物として、例えば、特許文献2〜7などが提案されている。
これらの特許文献では、主にフィルム外観や透明性等に優れるフィルムの製造に好適であることが記載されているが、本発明のような電力ケーブルとして、クロス分別クロマトグラフ(以下、CFCと称することもある。)による特定の溶出量の成分による優れた耐久性、導体許容温度の必要性等について、示唆および開示するものではない。
特開平05−205529号公報 特開平08−283477号公報 特開平08−291235号公報 特開平09−087439号公報 特開平09−087440号公報 特開平10−073538号公報 特表2004−501259号公報
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、非架橋ポリエチレンを絶縁体とする電力ケーブルであって、従来の低密度ポリエチレンをベースにした導体許容温度を著しく向上させ、高温絶縁破壊特性を維持し、撤去電力ケーブルとして処分する場合において、絶縁体のリサイクル使用が可能な電力ケーブルを提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、前述の架橋ポリエチレンに代えて、特定の非架橋のポリエチレンを用いることによって、上記問題点を解消できることが可能となることを見出したものである。
すなわち、結晶化度の大きい中密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンは、上記架橋ポリエチレンと同等の耐熱性を有しており、これら中密度ないし高密度ポリエチレンを絶縁体に用いた電力ケーブルは、従来の汎用的な架橋ポリエチレン電力ケーブルと比較しても、遜色の無い導体許容温度が得られ、かつ、撤去ケーブルとして処分する場合には、絶縁体のリサイクル使用が可能となる。
しかしながら、結晶化度をあげると、一般的に応力に対する耐久性が著しく悪化するため、実用には至っていなかったが、CFCによる特定の溶出量が特定の範囲にある樹脂材料を用いることにより、解決することが可能となったものである。
特に、特定の高密度ポリエチレンと分子量分布の狭い特定の超低密度エチレン・α−オレフィン共重合体とを組み合わせることにより、本発明の目的を容易に達成できることを見出したものである。本発明者らは、これらの知見により、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、少なくとも下記(a1)〜(a3)の要件を満たすことを特徴とする非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)が提供される。
(a1)JIS K6922−1(1997)の試験法に基づいて条件D(温度190℃、荷重21.18N)で測定したメルトフローレート(MFR)が0.15〜5.0g/10分であり、
(a2)JIS K6922−1(1997)の試験方法に基づいて測定した密度が0.925〜0.945g/cmであり、
(a3)クロス分別クロマトグラフ(CFC)で測定される下記(i)〜(iii)の要件を満足すること。
(i)40℃以下の溶出量:5〜50重量%
(ii)94℃以下で溶出するlog分子量5.5以上の成分量:0.1より大きく5重量%以下
(iii)96℃以下の溶出量:95重量%以下
本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)は、(b1)MFRが0.1〜1.0g/10分であり、(b2)密度が0.950g/cm以上である高密度ポリエチレン(B)60〜85重量%および(c1)MFRが1.0〜10.0g/10分であり、(c2)密度が0.860〜0.910g/cmであり、(c3)分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜3.5であるエチレン−α−オレフィン共重合体(C)15〜40重量%とからなることを特徴とする非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)が提供される。
本発明の第3の発明によれば、第2の発明において、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)は、シングルサイト系触媒を用いて重合されたものであることを特徴とする非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)が提供される。
本発明の第4の発明によれば、第3の発明において、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)は、高圧イオン重合法で製造されたものであることを特徴とする非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)が提供される。
本発明の第5の発明によれば、第2〜4のいずれかの発明において、高密度ポリエチレン(B)は、イオン重合触媒を用いて多段重合されたものであることを特徴とする非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)が提供される。
本発明の第6の発明によれば、第5の発明において、前記イオン重合触媒は、チーグラー系触媒またはシングルサイト系触媒であることを特徴とする非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)が提供される。
本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明に係る非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)を少なくとも絶縁体に用いたことを特徴とする電線又はケーブルが提供される。
本発明のポリエチレン樹脂材料からなる非架橋電線ケーブルは、特定のMFRと密度範囲を有し、特定のCFCによる特定の溶出量が特定の範囲にあり、比較的結晶化度の大きい特定の中密度ないし高密度ポリエチレンを含む樹脂材料を、絶縁体として用いることにより、耐熱性が向上し、応力発生時の耐久性が大幅に向上したことから、ケーブル製造時に架橋工程を経る必要がない。
また、絶縁層の流動性が、初期材料とほぼ同等であるため、撤去ケーブルとして処分する場合には、絶縁体のリサイクル使用が可能となる。よって、現状、架橋され多くの場合焼却や埋め立て処分せざるを得ないケーブルが、再利用されることになり、環境負荷が大きく低減されることが期待される。
また、適度に柔軟性を有し、耐摩耗性も向上することから、現行並みの施工性を維持しているという利点を有している。
本発明は、MFRが0.15〜5.0g/10分であり、密度が0.925〜0.945g/cmであり、CFCによる特定の溶出量が特定の範囲にある非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)などに係るものである。以下、本発明の非架橋電線・ケーブル用ポリエチレン樹脂材料(A)などについて、項目毎に、詳細に説明する。
I.非架橋電線・ケーブル用ポリエチレン樹脂材料(A)
1.ポリエチレン樹脂材料(A)
本発明の非架橋電線・ケーブル用ポリエチレン樹脂材料(A)は、少なくとも下記(a1)〜(a3)の要件を満たすポリエチレン系樹脂(A1)またはポリエチレン系樹脂組成物(A2)からなる非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料である。
上記ポリエチレン系樹脂(A1)および(A2)とは、チーグラー系触媒、フィリップス系触媒、シングルサイト系触媒(メタロセン系触媒を含む)等のイオン重合触媒によるエチレンとα−オレフィンとの共重合体、高密度ポリエチレンと特定のエチレン・α−オレフィン共重合体とのブレンド組成物、これらの二段重合、三段重合等の多段重合法による重合体を包含するものである。
[非架橋電線・ケーブル用ポリエチレン樹脂材料(A)]
(a1)JIS K6922−1(1997)の試験法に基づいて条件D(温度190℃、荷重21.18N)で測定したメルトフローレート(MFR)が0.15〜5.0g/10分であり、
(a2)JIS K6922−1(1997)の試験方法に基づいて測定した密度が0.925〜0.945g/cmであり、
(a3)クロス分別クロマトグラフ(CFC)で測定される下記(i)〜(iii)の要件を満足すること。
(i)40℃以下の溶出量:5〜50重量%
(ii)94℃以下で溶出するlog分子量5.5以上の成分量:0.1より大きく5重量%以下
(iii)96℃以下の溶出量:95重量%以下
(a1)メルトフローレート(MFR):
本発明のポリエチレン系樹脂材料(A)のメルトフローレート(MFR)は、JIS K6922−1(1997)の試験法に基づいて条件D(温度190℃、荷重21.18N(2.16kg))で測定したメルトフローレート(MFR)が0.15〜5.0g/10分、好ましくは0.2〜2.0g/10分、より好ましくは0.3〜1.5g/10分を示すものである。MFRが上記0.15g/10分未満では、電線被覆時にメルトフラクチャーを生じ易く、またモーター負荷が上昇し、押出できない場合がある。一方、MFRが上記5.0g/10分より大きいと、ドローダウンを生じ易くなり、成形品の真円度が損なわれ、また極めて良好な機械的物性、製品物性等の特徴が損なわれる惧れが生じる。
上記MFRは、一般的にはエチレンと他のαオレフィンとを重合させる際に、分子量調整剤として導入する水素とエチレンの濃度比により調整できる。また、多段重合や、混合物の場合は、各成分の混合割合を適宜調整して制御され、温度条件によっても、若干のMFRが調整される。
(a2)密度:
本発明のポリエチレン系樹脂材料(A)の密度は、JIS K6922−1(1997)の試験方法に基づいて測定した密度が0.925〜0.945g/cm、好ましくは0.928〜0.940g/cm、より好ましくは0.930〜0.938g/cmを示すものである。密度が0.925g/cm未満では、耐熱性が損なわれ、高電圧送電時の電力損失が大きくなる。また、密度が0.945g/cmより大きいと、良好な柔軟性、衝撃強度、透明性、ESCR等の特徴が損なわれる。
上記密度は、一般的にはエチレンと他のαオレフィンとを重合させる際に、エチレンと他のαオレフィンとの濃度比により調整できる。また、多段重合や、混合物の場合は、各成分の混合割合を適宜調整して制御される。
(a3)クロス分別クロマトグラフ(CFC)溶出量:
本発明のポリエチレン系樹脂材料(A)のクロス分別クロマトグラフ(CFC)は、装置:ダイヤインスツルメンツ社製CFC−T102L、GPCカラム:昭和電工社製AD−806MS、3本を直列に接続、ポリマーサンプル量:0.5mg/mL、溶媒:BHTを含むオルトジクロロベンゼン(ODCB)、サンプル濃度:3mg/mL、注入量:0.4mL、結晶化速度:10℃/時間、溶媒流速:1mL/分の条件で、測定される。
本発明では、上記CFCの測定による要件が下記(i)〜(iii)を満足することが肝要である。
(i)40℃以下の溶出量:5〜50重量%
(ii)94℃以下で溶出するlog分子量5.5以上の成分量:0.1より大きく5重量%以下
(iii)96℃以下の溶出量:95重量%以下
上記CFC溶出の要件(i)は、40℃以下の溶出量が5〜50重量%、好ましくは、10〜40重量%、より好ましくは、20〜35重量%を満たすものである。40℃以下の溶出量が5重量%未満では、柔軟性が損なわれる。また、40℃以下の溶出量が50%重量より大きいと、耐熱性が損なわれ、電圧送電時の電力損失が大きくなる。
これらの溶出量をコントロールするためには、ポリエチレン樹脂材料の低結晶性成分を少なくすることにより達成される。該低結晶性成分を少なくする方法として、エチレン−α・オレフィン共重合体の共重合の場合には、多段重合等で、低密度成分や高密度成分のα−オレフィンを触媒、α−オレフィン量、重合温度等をコントロールすることにより達成される。
また、高密度ポリエチレンおよびエチレン−α−オレフィン共重合体の混合組成物では、高密度ポリエチレンおよびエチレン−α−オレフィン共重合体の配合比率の調整、および特にエチレン−α―オレフィン共重合体の結晶成分をコントロールすることにより、達成される。例えば、シングルサイト系触媒などを使用した場合には、従来のチーグラー系触媒等のイオン重合触媒で製造されるエチレン・α−オレフィン共重合体より組成分布が狭く、低結晶性成分を少なくすることができる。
上記CFC溶出の要件(ii)は、94℃以下で溶出するlog分子量5.5以上の成分量が0.1〜5重量%以下、好ましくは、0.2〜3.5重量%、より好ましくは、1.0〜3.0重量%を満たすものである。溶出量が0.1重量%未満では、ESCRが損なわれ、また、5重量%より大きいと、耐熱性が損なわれ、電圧送電時の電力損失が大きくなる。
ここで述べる「log分子量5.5以上の成分」とは、CFC測定により算出される分子量の対数をとった値:log(分子量)が5.5以上である高分子量成分(約32万以上の分子量)をさす。
これらの溶出量をコントロールするためには、多段重合等で高分子量成分のlog分子量5.5以上に、選択的に、コモノマーを導入することにより達成される。
特に高密度ポリエチレンを多段重合法にて製造することにより、高分子量側に選択的にコモノマーを導入することが可能となる。
上記CFC溶出の要件(iii)は、96℃以下の溶出量が95重量%以下、好ましくは50〜93重量%、より好ましくは50〜92重量%を満たすものである。溶出量が上記95重量%より大きいと、耐熱性が損なわれ、電圧送電時の電力損失が大きくなる。
これらの溶出量をコントロールするためには、エチレン・α−オレフィン共重合体の多段重合による高密度成分の多寡により制御でき、ブレンドの場合には、高密度ポリエチレンの密度が0.950g/cm以上の成分を積極的に導入することにより、達成される。
[製造法]
本発明において、ポリエチレン系樹脂材料(A)の製造は、特に限定されないが、チーグラー系触媒、フィリップス系触媒、シングルサイト系触媒等のイオン重合用触媒の存在下で製造されるイオン重合法などで製造され、好ましくはチーグラー系触媒、シングルサイト系触媒の存在下で製造されるイオン重合法で製造される。
特に上記CFCの溶出量の条件を満足させるために、2種の触媒種を使用したシングルサイト系触媒や多段重合等で高分子量成分のlog分子量5.5以上に、選択的に、コモノマーを導入することにより、製造することができる。とりわけ多段重合法により、高分子量側に選択的にコモノマーを導入すること等の重合法、触媒、コモノマー量等を一般的な手法を駆使して製造される。
2.樹脂組成物(混合組成物)
本発明のポリエチレン系樹脂材料(A)の他の態様例として、高密度ポリエチレン(B)と特定のエチレン・α−オレフィン共重合体(C)との樹脂組成物(混合組成物)が挙げられる。
具体的には、(b1)MFRが0.1〜1.0g/10分、(b2)密度が0.950g/cm以上の高密度ポリエチレン(B)60〜85重量%、および(c1)MFRが1.0〜10.0g/10分、(c2)密度が0.860〜0.910g/cm、(c3)分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜3.5のエチレン−α−オレフィン共重合体(C)15〜40重量%とからなることを特徴とするものである。
[高密度ポリエチレン(B)]
本発明に用いられる高密度ポリエチレン(B)は、チーグラー系触媒、フィリップス系触媒、シングルサイト系触媒等のイオン重合法で製造される、エチレン単独重合体またはエチレンと少量のα−オレフィンとの共重合体を包含し、(b1)MFRが0.1〜1.0g/10分、(b2)密度が0.950g/cm以上という物性を示すものを用いる。
(b1)MFR:
本発明に用いられる高密度ポリエチレン(B)は、190℃、2.16kg(21.18N)荷重でのMFRが0.1〜1.0g/10分、好ましくは0.15〜0.8g/10分、より好ましくは0.2〜0.5g/10分を示すものである。MFRが0.1g/10分未満では、電線被覆時にメルトフラクチャーを生じ易い。一方、MFRが1.0g/10分より大きいと、ドローダウンを生じ易くなり、成形品の真円度が損なわれるために、高密度ポリエチレンの含有量が制限され、極めて良好な機械的物性、製品物性等の特徴が損なわれる。
(b2)密度:
本発明に用いられる高密度ポリエチレン(B)は、密度が0.950g/cm以上、好ましくは0.953〜0.970g/cm、より好ましくは0.954〜0.965g/cmを示すものである。密度が上記0.950g/cm未満では、耐熱性が損なわれ、高電圧送電時の電力損失が大きくなる。また、密度が上記0.970g/cmより大きいと、良好な柔軟性、衝撃強度、透明性、ESCR等の特徴が損なわれる惧れが生じる。また、安価で経済的な生産が難しいという懸念も、有している。
[製造法]
本発明で用いられる高密度ポリエチレン(B)の製造は、特に限定されないが、チーグラー系触媒、フィリップス系触媒、シングルサイト系触媒等のイオン重合用触媒の存在下で製造されるイオン重合法などで製造されるが、好ましくはチーグラー系触媒またはシングルサイト系触媒の存在下で製造されるイオン重合法により、多段重合等で高分子量成分のlog分子量5.5以上に、選択的に、コモノマーを導入することが望ましい。特に高密度ポリエチレンを多段重合法にて製造することにより、高分子量側に選択的にコモノマーを導入することが可能となる。
[イオン重合触媒]
上記で使用されるチーグラー系触媒としては、配位アニオン重合機構でオレフィン重合が進行するチーグラー系触媒が挙げられ、具体的には、結晶性TiCl−AlEtCl系等の初期チーグラー触媒やMgCl担持TiCl触媒、特開2000−319331公報に開示されているバナジウム系触媒を例示することができる。この場合、特開平5−320256公報等に開示されているように、繰り返し単位(B)の単量体の極性基と有機アルミニウム化合物を錯化させて共重合する方法が好ましい。
また、Cr触媒としては、特開昭61−278508公報、特開平2−120304公報等に開示されているステアリン酸CrやCr(アセチルアセトナート)とAlCl−AlEtClを組み合わせた系等を例示することができる。
また、シングルサイト系触媒(あるいはメタロセン触媒)としては、例えば、特開平6−172447号公報に記載されている成分(A):共役五員環を少なくとも1個有する周期律表IVB〜VIB族遷移金属化合物と成分(B):有機アルミニウムオキシ化合物を組み合わせた触媒系を例示することができ、繰り返し単位(B)の単量体を等モル以上のトリアルキルアルミニウム化合物と予め接触させた後に共重合する方法が好ましい。成分(B)として有機アルミニウムオキシ化合物に代えて、成分[a]をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸や、固体酸、層状ケイ酸塩を使用することもできる。
本発明に係る高密度ポリエチレン(B)を得るために好適に用いられる他のイオン重合触媒としては、更に、少なくともIVA〜XA族金属に窒素原子、リン原子、酸素原子、イオウ原子が直接配位しており、かつ該原子に嵩高い置換基を有することを特徴とする、いわゆるポストメタロセン錯体と呼ばれる架橋型非メタロセン化合物(周期律表4族金属の化合物の例としては、N−N型配位子を持つビスアミド化合物やN−O型配位子を持つサリチルアルジミナト化合物。周期律表8〜10族金属の化合物の例としては、N−N型配位子を持つビスイミノ化合物やN−O型配位子を持つサリチルアルジミナト化合物、特表平10−513489号公報に記載されている下記化学式(A)のようなNiやPd等の架橋型非メタロセン化合物)を、例示することができる。
Figure 0005183365
また、特開平10−298216号公報、特開平11−315109号公報、特開2000−336110号公報、特表2001−515930号公報、Chem.Commun.,2002,744−745ページ、特開2007−46032号公報、特開2007−77395号公報等に記載のある各種非メタロセン化合物も、例示することができる。
これらのイオン重合触媒は、無機酸化物やポリマー等を担体とする担持触媒として使用することができる。
重合様式は、触媒成分と各モノマーが効率よく接触するならば、あらゆる様式を採用し得る。具体的には、不活性溶媒を用いるスラリー法、溶液重合法、不活性溶媒を実質的に用いずにモノマーを溶媒として用いるバルク法、或いは実質的に液体溶媒を用いずに各モノマーをガス状に保つ気相法などが採用できる。
また、重合方式としては、連続式重合と回分式重合に適用される。スラリー重合の場合は、重合溶媒として、ヘキサン、ヘプタン、ペンタン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンなどの飽和脂肪族又は芳香族炭化水素の単独又は混合物が用いられる。更には、塩化メチレンやクロロベンゼンのようなハロゲン化炭化水素溶媒を使用することもできる。重合活性を極度に損なわない限りは、THFや水といった含酸素溶媒を使用することもできる。また、分子量調節剤として補助的に水素等の連鎖移動剤を用いることができる。
[重合温度]
本発明に係る高密度ポリエチレン(B)をイオン重合法によって製造する方法は、例えば、チーグラー系触媒等のイオン重合用触媒の存在下で、温度−50℃〜300℃、好ましくは0〜150℃、より好ましくは、50〜100℃の範囲で重合される。重合温度が上述の下限未満では、収率の低下や、安定した製品ができない惧れがあり、一方、上限を超える場合には、反応が安定せずに、分子量の大きい重合体を得ることが難しくなる。
[重合圧力]
また、重合圧力は、0より大きく100MPaの範囲内であり、好ましくは0.1MPa〜10MPaの範囲、より好ましくは0.2MPa〜5MPaの範囲で共重合する方法である。
重合圧力が上述の下限未満では、十分な反応が起こらず、エチレンの重合が十分進行せず、また、上述の上限を超える場合には、反応が安定しなかったり、エチレンの重合活性が大きくなりすぎる惧れが生じる。
本発明で用いられる高密度ポリエチレン(B)の製造工程は、溶液重合、スラリー重合法等、特に限定されないが、低分子量成分と高分子量成分を連続して重合する多段重合を用いることにより、高分子量成分に選択的に入れることができ、ESCRを格段に向上させることができる。
[エチレン−α−オレフィン共重合体(C)]
本発明に係るエチレン−α−オレフィン共重合体(C)としては、以下の物性を示すものを用いることが肝要である。
(c1)MFRが1.0〜10.0g/10分であり、
(c2)密度が0.860〜0.910g/cmであり、
(c3)分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜3.5である。
(c1)メルトフローレート(MFR):
本発明に用いられるエチレン−α−オレフィン共重合体(C)のMFR(190℃、2.16kg荷重)は、1.0〜10.0g/10分、好ましくは3.0〜9.0g/10分、より好ましくは5.0〜8.5g/10分を示すものである。MFRが上記1.0g/10分未満では、電線被覆時にメルトフラクチャーを生じ易い。一方、MFRが上記10.0g/10分より大きいと、ドローダウンを生じ易くなり、成形品の真円度が損なわれる為に、高密度ポリエチレンの含有量が制限され、極めて良好な機械的物性、製品物性等の特徴が損なわれる。
これらMFRの制御は、本質的に前記ポリエチレン樹脂材料(A)の製造の際と同様に、一般的にはエチレンと他のαオレフィンとを重合させる際に分子量調整剤として導入する水素とエチレンの濃度比により、調整される。
(c2)密度:
本発明に用いられるエチレン−α−オレフィン共重合体(C)の密度は、0.860〜0.910g/cm、好ましくは0.870〜0.905g/cm、より好ましくは0.875〜0.900g/cmを示すものである。密度が上記0.860g/cm未満では、耐熱性が損なわれ、高電圧送電時の電力損失が大きくなる。また、密度が上記0.910g/cmより大きいと、良好な柔軟性、衝撃強度、透明性、ESCR等の特徴が損なわれる。
これら密度の制御は、本質的に前記ポリエチレン樹脂材料(A)の製造の際に記載された条件と同様に調整される。
(c3)重量平均分子量/数平均分子量(Mw/Mn):
本発明において用いられるエチレン−α−オレフィン共重合体(C)は、GPC法により測定されるMw/Mnが1.0〜3.5、好ましくは1.5〜3.3、より好ましくは1.7〜3.0を示すものである。Mw/Mnが1.0未満では、分子量分布が極めて狭くなるため、高密度ポリエチレン(B)への少量の添加でも、メルトフラクチャーやドローダウンが発生し易くなり、加工性が悪化する。一方、Mw/Mnが3.5より大きいと、良好な衝撃強度、ESCR、透明性等の特徴が損なわれる。
[製造法]
本発明で用いられるエチレン−α−オレフィン共重合体(C)の製造は、特に限定されないが、チーグラー系触媒、フィリップス系触媒、バナジウム系触媒、シングルサイト系触媒等のイオン重合用触媒の存在下で製造されるイオン重合法などで製造され、好ましくは、バナジウム系触媒やシングルサイト系触媒の存在下で高圧イオン重合法で製造される。
上記エチレン−α−オレフィン共重合体の製造方法(C)としては、特開昭58−19309号、特開昭59−95292号、特開昭60−35005号、特開昭60−35006号、特開昭60−35007号、特開昭60−35008号、特開昭60−35009号、特開昭61−130314号、特開平3−163088号の各公報、ヨーロッパ特許出願公開第420,436号明細書、米国特許第5,055,438号明細書、及び国際公開公報W091/04257号明細書等に記載されている方法、すなわちシングルサイト系触媒、メタロセン/アルモキサン触媒、又は、例えば国際公開公報W092/07123号明細書等に開示されているようなメタロセン化合物と、以下に述べるシングルサイト系触媒と反応して安定なイオンとなる化合物とからなる触媒を使用して、主成分のエチレンと従成分の炭素数3〜18のα−オレフィンとを共重合させる方法等を挙げることができる。
[シングルサイト系触媒]
上述のシングルサイト系触媒と反応して安定なイオンとなる化合物とは、カチオンとアニオンのイオン対から形成されるイオン性化合物或いは親電子性化合物であり、メタロセン化合物と反応して安定なイオンとなって重合活性種を形成するものである。このうち、イオン性化合物は、下記式(I)で表される。
[Q]m+[Y]m− (I)
(mは1以上の整数)
式中のQは、イオン性化合物のカチオン成分であり、カルボニウムカチオン、トロピリウムカチオン、アンモニウムカチオン、オキソニウムカチオン、スルホニウムカチオン、ホスホニウムカチオン等が挙げられ、更には、それ自身が還元され易い金属の陽イオンや有機金属の陽イオン等も挙げることができる。
これらのカチオンは、特表平1−501950号公報等に開示されているようなプロトンを与えることができるカチオンだけでなく、プロトンを与えないカチオンでも良い。
これらのカチオンの具体例としては、トリフェニルカルボニウム、ジフェニルカルボニウム、シクロヘプタトリエニウム、インデニウム、トリエチルアンモニウム、トリプロピルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、N,N−ジメチルアンモニウム、ジプロピルアンモニウム、ジシクロヘキシルアンモニウム、トリフェニルホスホニウム、トリメチルホスホニウム、トリ(ジメチルフェニル)ホスホニウム、トリ(メチルフェニル)ホスホニウム、トリフェニルスルホニウム、トリフェニルオキソニウム、トリエチルオキソニウム、ピリリウム、又、銀イオン、金イオン、白金イオン、パラジウムイオン、水銀イオン、フェロセニウムイオン等が挙げられる。
上記式中のYは、イオン性化合物のアニオン成分であり、メタロセン化合物と反応して安定なアニオンとなる成分であって、有機ホウ素化合物アニオン、有機アルミニウム化合物アニオン、有機ガリウム化合物アニオン、有機リン化合物アニオン、有機ヒ素化合物アニオン、有機アンチモン化合物アニオン等が挙げられ、具体的にはテトラフェニルホウ素、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ホウ素、テトラキス(3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル)ホウ素、テトラキス(3,5−(t−ブチル)フェニル)ホウ素、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素、テトラフェニルアルミニウム、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)アルミニウム、テトラキス(3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル)アルミニウム、テトラキス(3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)アルミニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)アルミニウム、テトラフェニルガリウム、テトラキス(3,4,5−トリフルオロフェニル)ガリウム、テトラキス(3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル)ガリウム、テトラキス(3,5−ジ(t−ブチル)フェニル)ガリウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ガリウム、テトラフェニルリン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)リン、テトラフェニルヒ素、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ヒ素、テトラフェニルアンチモン、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)アンチモン、デカボレート、ウンデカボレート、カルバドデカボレート、デカクロロデカボレート等が挙げられる。
上記親電子性化合物としては、ルイス酸化合物として知られているもののうち、メタロセン化合物と反応して安定なイオンとなって重合活性種を形成するものであり、種々のハロゲン化金属化合物や固体酸として知られている金属酸化物等が挙げられる。具体的にはハロゲン化マグネシウムやルイス酸性無機化合物等が例示される。
[α−オレフィン]
上記エチレン−α−オレフィン共重合体(C)のα−オレフィンとしては、炭素数3〜18のα−オレフィン、具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−ヘプテン、4−メチル−ペンテン−1,4−メチル−ヘキセン−1,4,4−ジメチルペンテン−1等を挙げることができる。これらα−オレフィンの中で好ましくは、炭素数4〜12のα−オレフィン、特に好ましくは炭素数6〜10の1種又は2種以上のα−オレフィン3〜50重量%とエチレン97〜50重量%、好ましくはα−オレフィン8〜45重量%とエチレン92〜55重量%、より好ましくはα−オレフィン12〜40重量%とエチレン88〜60重量%とを共重合させるのが好ましい。
[共重合]
上記共重合は、好ましくは高圧イオン重合法にて製造される。尚、この高圧イオン重合法とは、特開昭56−18607号、特開昭58−225106号の各公報に記載されている方法である。具体的には、圧力が300〜3000kg/cm、好ましくは1100〜2000kg/cm、特に好ましくは1300〜1800kg/cm、温度が125℃以上、好ましくは130〜250℃、特に好ましくは150〜200℃の反応条件下にて行われるエチレン系重合体の製造方法である。
[配合割合]
高密度ポリエチレン(B)とエチレン−α−オレフィン共重合体(C)の配合割合は、成分(B)が85〜60重量%、好ましくは80〜65重量%、より好ましくは75〜65重量%であり、成分(C)が15〜40重量%、好ましくは20〜35重量%、より好ましくは25〜35重量%である。該成分(B)の配合割合が上記85重量%を超え、成分(C)が40重量%未満では、電線被覆成形時にメルトフラクチャーやドローダウンが発生し易くなる。また耐熱性が損なわれ、高電圧送電時の電力損失が大きくなる。
一方、該成分(B)の配合割合が上記60重量%未満、成分(C)が40重量%より大きいと、極めて良好な機械的物性、製品物性等の特徴が発現されない。成分(B)及び成分(C)には、上記範囲を満たす限り、それぞれの成分に2種類以上を含有しても良い。
[添加剤配合(任意成分)]
本発明のポリエチレン樹脂材料(A)には、発明の効果を損なわない範囲で種々の添加剤を加えることができる。一般に樹脂組成物用として用いられている補助添加成分、例えば酸化防止剤、熱安定剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、紫外線吸収剤、中和剤、帯電防止剤、過酸化物等の分子量調整剤、着色剤、透明化核剤、フィラー、発泡剤等を含有しても良い。
また、成分(B)と成分(C)の配合方法としては、バンバリーミキサー法、押出造粒法等による溶融混合、タンブラーブレンダー法、ヘンシェルミキサー法、Vブレンダー法等によるドライブレンド等の方法で混合できる。
II.非架橋電線・ケーブル
[非架橋電線ケーブル]
本発明の非架橋電線ケーブルは、本発明の樹脂材料を少なくとも絶縁体として固有の物性を有するポリエチレン樹脂を用いたこと以外、その形状ないし構造はなんら特定されるものではなく、従来の汎用的な架橋ポリエチレン絶縁ケーブルと全く同様に取り扱うことができる。
したがって、その製造も、従来一般的な電力ケーブルと同様の方法で製造することができる。具体的には、導体上に半導電層、本発明のポリエチレン樹脂材料からなる絶縁層を順次押し出し形成する方法、あるいは、これら複数層を同時押し出しにより形成する方法などである。
また、本発明の電力ケーブルには、必要に応じて通常の電力ケーブル同様、外部半導電層、補強層、遮水層、銅、アルミニウムなどの外部金属遮蔽層、プラスチックからなる防食層、海底ケーブル仕様の鉄線外装など、その目的に応じて適宜の被覆層を形成してもよい。
以下、実施例を示して、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
なお、本実施例における物性等の試験方法は、以下の通りである。
[I]物性の測定法
(1)密度:
JIS K6922−1(1997)の試験方法に基づいて測定した。
(2)メルトフローレート(MFR):
JIS K6922−1(1997)の試験法に基づいて条件D(温度190℃、荷重21.18N(2.16kg))で測定した。
(3)融点:
JIS K7121(1987)の手法に則り、パーキンエルマー社製DSC−7AのDSC測定装置を用いて、融解ピーク温度を測定した。
(4)重量平均分子量(Mw/Mn):
ーターズ社製150C型を使用して、下記の条件で測定を行い、重量平均分子量を求めた。
カラム:ShodexHT−G及び同HT―806M×2本
溶媒:1,2,4−トリクロロベンゼン
温度:140℃
流量:1.0ml/分
カラムの較正は、昭和電工製単分散ポリスチレン(S−7300、S−3900、S−1950、S―1460、S−1010、S−565、S−152、S−66.0、S−28.5、S−5.05の各0.2mg/l溶液)を、n−エイコサン及びn−テトラコンタンで一連の単分散スタンダードの測定した後、4次多項式でフィットし、溶出時間と分子量の対数の関係をプロットした。
なお、ポリスチレンとポリエチレンの分子量に換算には次式を用いた。
MPE=0.468×MPS
(5)クロス分別クロマトグラフ(CFC):
クロス分別クロマトグラフ(CFC)は、結晶性分別を行う昇温溶出分別(TREF)部と分子量分別を行うゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)部とから成る。
このCFCを用いた分析は、次のようにして行われる。
まず、ポリマーサンプルを0.5mg/mLのBHTを含むオルトジクロロベンゼン(ODCB)に140℃で完全に溶解した後、この溶液を装置のサンプルループを経て140℃に保持されたTREFカラム(不活性ガラスビーズ担体が充填されたカラム)に注入し、所定の第1溶出温度まで徐々に冷却しポリマーサンプルを結晶化させる。40℃で30分保持した後、ODCBをTREFカラムに通液することにより、溶出成分がGPC部に注入されて分子量分別が行われ、赤外検出器(FOXBORO社製MIRAN 1A IR検出器、測定波長3.42μm)によりクロマトグラムが得られる。その間TREF部では、次の溶出温度に昇温され、第1溶出温度のクロマトグラムが得られた後、第2溶出温度での溶出成分がGPC部に注入される。以下同様の操作を繰り返すことにより、各溶出温度での溶出成分のクロマトグラムが得られる。
[測定条件]
装置:ダイヤインスツルメンツ社製CFC−T102L
GPCカラム:昭和電工社製AD−806MS(3本を直列に接続)
溶媒:ODCB
サンプル濃度:3mg/mL
注入量:0.4mL
結晶化速度:10℃/時間
溶媒流速:1mL/分
GPC測定時間:34分
GPC測定後安定時間:5分
溶出温度(℃):40,70,80,83,86,88,90,92,94,96,98,100,103,110,140
[データ解析]
測定によって得られた各溶出温度における溶出成分のクロマトグラムは、データ処理プログラムにより処理され、総和が100%となるように規格化された溶出量(クロマトグラムの面積に比例)が求められる。
さらに、溶出温度に対する積分溶出曲線が計算される。この積分溶出曲線を温度で微分して、微分溶出曲線が求められる。
また、各クロマトグラムから、次の手順により分子量分布が求められる。
保持容量から分子量への換算は、予め作成しておいた標準ポリスチレンによる検量線を用いて行う。
使用する標準ポリスチレンは、何れも東ソー(株)製の以下の銘柄である。
F380、F288、F128、F80、F40、F20、F10、F4、F1、A5000、A2500、A1000。
各々が0.5mg/mLとなるようにODCB(0.5mg/mLのBHTを含む)に溶解した溶液を0.4mL注入して、較正曲線を作成する。
較正曲線は、最小二乗法で近似して得られる三次式を用いる。
分子量への換算は、森定雄著「サイズ排除クロマトグラフィー」(共立出版)を参考に汎用較正曲線を用いる。
その際使用する粘度式[η]=K×Mαは、以下の数値を用いる。
PS :K=1.38×10−4、α=0.7
PE :K=3.92×10−4、α=0.733
なお、第1溶出温度でのクロマトグラムでは、溶媒に添加したBHTによるピークと溶出成分の低分子量側とが重なる場合があるが、その際は、図1のようにベースラインを引き分子量分布を求める区間を定める。
この方法により直鎖状高密度ポリエチレン(U.S. Department of Commerce National Institute of Standards and Technology, SRM1475)の測定を行ったところ、各温度での溶出量、平均分子量は、表1のようであった。
Figure 0005183365
(6)溶融張力(MT):
東洋精機製キャピログラフ1Cを用いて、キャピラリー長さ8.00mm、内径2.095mm、外径9.50mm、試験温度190℃、溶融樹脂の押出速度1cm/分、引取速度3.9m/分の時の張力を測定した。
(7)メルトフラクチャー発生剪断速度:
東洋精機製キャピログラフ1Cを用いて、キャピラリー長さ40.0mm、内径1.00mm、流入角90°、外径9.50mm、試験温度190℃で、所定の剪断速度で押し出し、溶融ストランドのメルトフラクチャーが発生し始める剪断速度を測定した。
(8)曲げこわさ(オルゼン):
JIS K7106の方法により測定した。
(9)ESCR:
JIS K6922−2(1997) 4.7定ひずみ環境応力亀裂試験法(ESCR)の方法により測定した。
(10)加熱変形:
JIS C3005(1993)の方法により測定した。試験温度は130℃、荷重は1.4kgfを用いた。
[II]本実施例における使用原料、製造
本実施例における使用原料は、以下の通りである。
[ポリエチレン樹脂材料(A)の製造]
1.高密度ポリエチレン(B)(成分B)の触媒調製
触媒の調製は、Mg(OEt)の115gとTi(OBU)Clの151gとn−COHの37gとを150℃で6時間混合して均一化し、冷却後ノルマルヘキサンを所定量加えて均一溶液にした。ついで、所定温度にてジエチルアルミニウムモノクロライド(DCAC)を457g滴下し1時間撹拌した。さらに、ノルマルヘキサンにて戦場を繰り返して固体触媒220gを得た。
2.高密度ポリエチレン(B)(成分B)の重合
誘導撹拌付き24Lオートクレーブに、重合溶媒としてノルマルヘキサン10L、上記固体触媒100mg及び表2に示す助触媒15mgを仕込み、スラリー2段重合を行った。第一段重合として、88℃、1時間、エチレンの単独重合を行い、第2段重合として、65℃、1時間、エチレンと1−ブテンの共重合を行った。分率(%)とは、エチレン共重合体に占める各段重合体の重量割合を示す。
反応終了後、MFRが0.15g/10分、密度が0.957g/cmである高密度ポリエチレン(HD−1)を得た。同様にして、他の高密度ポリエチレン(HD−2〜HD−5)を製造した。
以下、表2にその重合条件を示した。
Figure 0005183365
3.エチレン−α−オレフィン共重合体(C)(成分C)の触媒調製
触媒の調製は、特表平7−508545号公報に記載された方法で実施した。即ち、錯体ジメチルシリレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロインデニル)ハフニウムジメチル2.0ミリモルに、トリペンタフルオロフェニルホウ素を上記錯体に対して、等倍モル加え、トルエンで10リットルに希釈して触媒溶液を調製した。
4.エチレン−α−オレフィン共重合体(C)(成分C)の重合
内容積1.5リットルの撹拌式オートクレーブ型連続反応器を反応器内の圧力を130MPaに保ち、エチレンと1−ヘキセンとの混合物を1−ヘキセンの組成が74重量%となるように40kg/hの割合で連続的に供給した。また、重合温度が135℃を維持するように触媒供給量を調整した。1時間あたりのポリマー生産量は約3.3kgであった。
反応終了後、MFRが8g/10分、密度が0.880g/cm、Mw/Mnが2.3であるエチレン・1−ヘキセン共重合体(PE−1)を得た。
[実施例1]
ポリエチレン樹脂材料(A)ペレットの製造:
成分BとしてHD−1、成分CとしてPE−1を用い、BとCの重量比率が70:30の割合になるように均一混合した。それら混合物100重量部に対し、酸化防止剤としてイルガノックス1076(チバガイギー社製)及びP−EPQ(サンド社製)を配合し、30mmφ単軸押出機を用いて、シリンダー温度190℃で溶融混合した後造粒し、成分Bと成分Cからなるポリエチレン樹脂材料(A)ペレットを得た。
得られたポリエチレン樹脂材料(A)は、MFR0.5g/10分、密度0.934g/cm3、融点132℃、またクロス分別クロマトグラフ(CFC)により分析したところ、(1)40℃以下溶出量32%、(2)94℃以下で溶出するlog分子量5.5以上の成分量1.8%、(3)96℃以下溶出量90%であった。
得られた実施例1のCFCデータの結果を表3および図2に示す。
Figure 0005183365
上記ポリエチレン樹脂材料(A)を用いて、溶融張力および剪断速度を測定したところ、溶融張力は4.9cN、メルトフラクチャー発生剪断速度は、1000cm−1以上であり、電線ケーブル製造において、良好な押出性、表面特性を有することがわかる。
また、該ポリエチレン樹脂材料(A)ペレットを、180℃で溶融、プレス後、冷却して所定の厚みのシートを作成し、物性を測定した。
曲げこわさは、430MPa、ESCRは1000hrで割れず、加熱変形は、2.5%と少なく、柔軟性と耐熱性を有し、かつ耐久性を有する材料を得た。
また、ポリエチレン樹脂材料(A)ペレットを用いて、リサイクル性の評価として、電線被覆工程を想定し、30mmφ単軸押出機を用いてシリンダー温度190℃で再練を5回繰り返した試料のMFRの低下を評価した結果、試料のMFRは、0.13g/10分であり、ケーブル製造後、回収しても粉砕、ペレタイジング工程を経て再利用が可能であった。結果を表4に示した。
[実施例2]
上記ポリエチレン樹脂材料(A)として、実施例1の成分(B)の高密度ポリエチレン80重量%と成分(C)のエチレン−α−オレフィン共重合体20重量%をブレンドした樹脂材料を使用した以外は、実施例1と同様に評価した。
実施例1と同様に、いずれの性能も良好であった。その結果を表4に示した。
[比較例1]
現在、電線ケーブル用にも使用されている直鎖状低密度ポリエチレン(MFR0.7g/10分、密度0.923g/cm、融点は119℃、銘柄:UE320 日本ポリエチレン社製)の物性を評価した。結果を表4に示した。
上記樹脂の溶融張力は、6cN、メルトフラクチャー発生領域は1000cm−1以上であり、電線ケーブル製造において、良好な押出性、表面特性を有する。
プレス試験片の物性は、曲げこわさが230MPa、ESCRは1000hrで割れず、柔軟性と耐久性は良好であったが、加熱変形測定条件では、融解してしまい、測定することができなかった。
[比較例2]
また、上記直鎖状低密度ポリエチレン(MFR0.7g/10分、密度0.923g/cm、融点は119℃、銘柄:UE320 日本ポリエチレン社製)の耐熱性を付与したシラン架橋電力ケーブルを回収し、粉砕後、リサイクル性を評価しようとしたが溶融させることができず、再利用することができなかった。結果を表4に示した。
Figure 0005183365
[比較例3〜8]
表5、6に、実施例1に準拠して、成分Bの樹脂の種類、成分Bと成分Cの配合量などを変更して製造した組成物の測定結果を示した。
また、比較例8は、成分Bとして、市販の高密度ポリエチレン(MFR:0.5g/10分、密度0.961g/cm、銘柄:KL285A、日本ポリエチレン社製)を用いた。
Figure 0005183365
Figure 0005183365
表4〜6の評価結果から、比較例3においては、成分(B)と成分(C)の配合比が外れることにより、ポリエチレン樹脂材料(A)の密度とCFCの要件(i)が外れ、溶融張力、流動性、曲げこわさ、加熱変形(耐熱性)等がいずれも劣るものであった。
比較例4においては、成分(B)の高密度ポリエチレンの製造において、二段目の重合時にコモノマーが使用されておらず、ポリエチレン樹脂材料(A)のCFCの要件(ii)94℃以下で溶出するlog分子量5.5以上の成分量が0.09重量%と少なく、ESCRが劣るものであった。
比較例5においては、成分(B)の高密度ポリエチレンの製造において、二段目の重合時に、コモノマー量が多めに使用されており、CFCの要件(iii)が、97重量%と多くなり、メルトフラクチャーが発生し、流動性が劣るものであった。また、加熱変形テストでは一部溶融が起きていた。
比較例6においては、成分(B)の高密度ポリエチレンが、単独重合品であるため、ポリエチレン樹脂材料(A)のCFCの要件(ii)が満足せず、メルトフラクチャーが発生し流動性が劣るものであった。
比較例7においては、ポリエチレン樹脂材料(A)のMFRが小さく、本発明の範囲外となり、メルトフラクチャーが発生し流動性が劣るものであった。
比較例8においては、成分(B)として市販の高密度ポリエチレンを使用したところ、ポリエチレン樹脂材料(A)のCFCの要件(ii)が満足せず、ESCRが劣るものであった。
本発明のポリエチレン樹脂材料からなる非架橋電線ケーブルは、耐熱性が向上し、応力発生時の耐久性が大幅に向上したことから、ケーブル製造時に架橋工程を経る必要がなく、また、絶縁層の流動性が、初期材料とほぼ同等であるため、撤去ケーブルとして処分する場合には、絶縁体のリサイクル使用が可能となるから、産業上の利用可能性が高い。
GPCにおけるクロマトグラムのベースラインと区間の説明の図である。 実施例1のCFCデータの結果を示す図である。

Claims (7)

  1. 少なくとも下記(a1)〜(a3)の要件を満たすことを特徴とする非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)。
    (a1)JIS K6922−1(1997)の試験法に基づいて条件D(温度190℃、荷重21.18N)で測定したメルトフローレート(MFR)が0.15〜5.0g/10分であり、
    (a2)JIS K6922−1(1997)の試験方法に基づいて測定した密度が0.925〜0.945g/cmであり、
    (a3)クロス分別クロマトグラフ(CFC)で測定される下記(i)〜(iii)の要件を満足すること。
    (i)40℃以下の溶出量:5〜50重量%
    (ii)94℃以下で溶出するlog分子量5.5以上の成分量:0.1より大きく5重量%以下
    (iii)96℃以下の溶出量:95重量%以下
  2. 非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)は、(b1)MFRが0.1〜1.0g/10分であり、(b2)密度が0.950g/cm以上である高密度ポリエチレン(B)60〜85重量%および(c1)MFRが1.0〜10.0g/10分であり、(c2)密度が0.860〜0.910g/cmであり、(c3)分子量分布(Mw/Mn)が1.0〜3.5であるエチレン−α−オレフィン共重合体(C)15〜40重量%とからなることを特徴とする請求項1に記載の非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)。
  3. エチレン−α−オレフィン共重合体(C)は、シングルサイト系触媒を用いて重合されたものであることを特徴とする請求項2に記載の非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)。
  4. エチレン−α−オレフィン共重合体(C)は、高圧イオン重合法で製造されたものであることを特徴とする請求項3に記載の非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)。
  5. 高密度ポリエチレン(B)は、イオン重合触媒を用いて多段重合されたものであることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)。
  6. 前記イオン重合触媒は、チーグラー系触媒またはシングルサイト系触媒であることを特徴とする請求項5に記載の非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料(A)を少なくとも絶縁体に用いたことを特徴とする電線又はケーブル。
JP2008217483A 2008-08-27 2008-08-27 非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル Active JP5183365B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008217483A JP5183365B2 (ja) 2008-08-27 2008-08-27 非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008217483A JP5183365B2 (ja) 2008-08-27 2008-08-27 非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010055849A JP2010055849A (ja) 2010-03-11
JP5183365B2 true JP5183365B2 (ja) 2013-04-17

Family

ID=42071557

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008217483A Active JP5183365B2 (ja) 2008-08-27 2008-08-27 非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5183365B2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2792990C (en) 2010-03-17 2019-05-14 Borealis Ag Polyethylene polymer composition and power cable with improved electrical properties
CN102947895B (zh) * 2010-03-17 2017-03-08 北欧化工股份公司 具有优良电特性的用于电力电缆应用的聚合物组合物
KR101019261B1 (ko) 2010-11-23 2011-03-04 제룡산업 주식회사 재생 폴리에틸렌을 이용한 전선용 파형관
KR102121071B1 (ko) * 2011-02-10 2020-06-10 엘에스전선 주식회사 비가교 수지로 이루어진 절연층을 포함하는 케이블
WO2012111985A2 (ko) * 2011-02-18 2012-08-23 엘에스전선 주식회사 비가교 수지를 함유하는 절연층을 포함하는 케이블
FR2972561A1 (fr) * 2011-03-08 2012-09-14 Nexans Cable electrique a moyenne ou haute tension
BR112013028282B1 (pt) * 2011-05-04 2021-07-06 Borealis Ag cabo de força de corrente direta (dc), processo para produção do mesmo e método para a redução, isto é, para a provisão de uma composição de um polímero de baixa condutibilidade elétrica de um cabo de força dc
KR101441085B1 (ko) * 2012-03-26 2014-09-23 에스케이이노베이션 주식회사 전력케이블용 비 가교 폴리에틸렌 조성물
JP5660107B2 (ja) * 2012-11-20 2015-01-28 日立金属株式会社 過酸化物架橋樹脂組成物及びこれを用いた電線・ケーブル
KR101957049B1 (ko) * 2017-10-11 2019-03-11 한화토탈 주식회사 전력 케이블 절연체용 폴리프로필렌 수지

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000090743A (ja) * 1998-07-13 2000-03-31 Nippon Polyolefin Kk 電気絶縁材およびこれを用いた電線・ケ―ブル
EP1146083B1 (en) * 1998-09-16 2005-01-05 Japan Polyolefins Co., Ltd. Use of a resin material for electrical insulating and electric wire and cable using the same
EP1101777A1 (en) * 1999-11-22 2001-05-23 UNION CARBIDE CHEMICALS & PLASTICS TECHNOLOGY CORPORATION (a Delaware corporation) Mixed metal catalysts
JP2002155174A (ja) * 2000-11-22 2002-05-28 Japan Polyolefins Co Ltd 難燃性樹脂組成物およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010055849A (ja) 2010-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5183365B2 (ja) 非架橋電線用ポリエチレン樹脂材料およびそれを用いた電線・ケーブル
EP1812509B1 (en) Polyethylene molding composition for external sheathing of electric cables
EP1809676B2 (en) Process for producing low density polyethylene compositions and polymers produced therefrom
CA2989407C (en) Process for making crosslinked cable insulation using high melt strength ethylene-based polymer made in a tubular reactor and optionally modified with a branching agent
EP2504390B1 (en) Extrusion coating composition
EP2471077B1 (en) Cable and polymer composition
WO2012150285A1 (en) Polymer composition for electrical devices
EP3739001B1 (en) Polymer composition for cable insulation
KR20220010604A (ko) 폴리올레핀의 혼합물을 포함하는 중합체 조성물
US20220204734A1 (en) Compositions comprising ldpe, polypropylene and functionalised polyolefins
EP2807655B1 (en) Copolymers for wire and cable applications
US20220235211A1 (en) Compositions comprising ldpe and functionalised polyolefins
EP2956505A1 (en) Ethylene-based polymer compositions with improved processibility
CN109313960B (zh) 具有有利的电性能的电缆
CN109071892B (zh) 复合聚乙烯组合物、其制造方法和包含其的制品
RU2818291C2 (ru) Композиции, содержащие пэнп и функционализированные полиолефины
CA2583386A1 (en) Polyethylene molding composition for external sheathing of electric cables
US20240071647A1 (en) Composition
RU2816841C2 (ru) Композиции, содержащие пэнп, полипропилен и функционализированные полиолефины
CN112424881B (zh) 涂覆的导体
CN116670225A (zh) 包含双峰聚乙烯的热塑性组合物和由其制造的制品

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101203

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5183365

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160125

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250