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KR102157916B1 - 광섬유 케이블 내의 개선된 과잉 섬유 길이를 갖는 hdpe-기재 완충관 - Google Patents

광섬유 케이블 내의 개선된 과잉 섬유 길이를 갖는 hdpe-기재 완충관 Download PDF

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KR102157916B1
KR102157916B1 KR1020157016109A KR20157016109A KR102157916B1 KR 102157916 B1 KR102157916 B1 KR 102157916B1 KR 1020157016109 A KR1020157016109 A KR 1020157016109A KR 20157016109 A KR20157016109 A KR 20157016109A KR 102157916 B1 KR102157916 B1 KR 102157916B1
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KR
South Korea
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hdpe
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metal
nucleating
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KR1020157016109A
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칼 엠 세븐
체스터 제이 크미엑
Original Assignee
다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
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Publication date
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Abstract

본 발명은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 핵형성 성분과 임의적인 첨가제의 블렌드를, 압출된 조성물의 수축 감소를 제공하기에 효과적인 양으로 포함하는 조성물, 및 조성물로부터 제조된 성분에 관한 것이다.

Description

광섬유 케이블 내의 개선된 과잉 섬유 길이를 갖는 HDPE-기재 완충관 {HDPE-BASED BUFFER TUBES WITH IMPROVED EXCESS FIBER LENGTH IN FIBER OPTIC CABLES}
본 발명은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 핵형성 성분의 압출성 블렌드로 구성된 조성물, 이러한 조성물로부터 제조된 광섬유 케이블 보호 성분, 및 과잉 섬유 길이(excess fiber length)를 감소시키는 방법 및 이러한 성분의 압출후 수축을 감소시키는 방법에 관한 것이다.
광섬유는 고속 및 장거리에서 정보를 효율적으로 전송한다. 이러한 섬유는 약하고, 보호될 필요가 있다. 종래에는, 하나 이상의 광섬유는 기계적인 손상 및/또는 부정적인 환경 조건, 예컨대 수분 노출로부터 섬유를 보호하는 광섬유 케이블에 도입되어 있다. 보호 성분의 예에는 압출된 완충관(buffer tube), 코어 튜브 및 슬롯화 코어 부재가 포함된다.
일반적인 광케이블 디자인인 느슨한 완충관 광케이블의 전형적인 구조물은 US 2006/0045439 (브라운(Brown) 등, 더 다우 케미칼 캄파니(The Dow Chemical Company))에 기재되어 있다. 간략하게, 광케이블은 중심의 강도 부재 둘레에 방사상으로 위치되고 축 길이에서 나선 회전으로 감싼 완충관으로 구조화되어 있다. 나선 회전의 완충관의 배열은 관 또는 그 내에 포함된 광섬유의 상당히 신장 없이 케이블이 구부러지게 한다. 완충관은 전형적으로 광섬유를 둘러싸고 공기 공간을 제거하는 탄화수소 오일을 혼입한 광케이블 그리스로 충전되어 있다. 그리스는 물 투과에 대한 장벽을 제공하며, 이는 광 전송 성능에 유해할 수 있다. 감소된 수의 완충관이 사용되는 경우, 하나 이상의 발포 충전제 막대가 저비용 스페이서로서 사용되어 하나 이상의 완충관 위치를 차지하여 케이블 기하구조를 유지할 수 있다. 전형적으로, 수차단 기능은 수팽윤성 초흡수성 중합체를 혼입한 얀 또는 코어 랩(core wrap)과 같은 성분을 사용하여 케이블 코어에 도입된다. 이러한 요소는 전형적으로 폴리에틸렌으로 구성된 재킷 내에 둘러싸여 있다.
느슨한 완충관 케이블에 대한 설계 요소는 예를 들어, 중심 강도 및 인장 부재를 위한 구조물의 크기 및 재료, 완충관의 치수 및 수, 및 재킷 재료의 금속 외장 및 다중 층의 사용에 따라 달라질 수 있다. 중심 강도 부재에 대한 수차단 처리, 또는 설치를 위한 재킷의 제거를 돕기 위한 립코드(ripcord)와 같은 다른 성분이 또한 일반적인 요소이다. 또 다른 변형예는 완충관 그리스를 제거하고, 완충관 내에서 초흡수성 수차단 기능성물질, 예컨대 얀 또는 분말을 사용하는 것이다.
US 2006/0045439에는 또한 코어 튜브 ("중심관"으로도 공지됨)를 도입한 전형적인 광케이블이 기재되어 있다. 간략하게, 광섬유는 중심의 원통형 코어 튜브 내 케이블의 중심 근처에 위치되어 있다. 광섬유는 원통형 코어 튜브에 의해 둘러싸인 충전 재료 내에 다발로 내장되어 있다. 코어 튜브의 표면 상에 존재하는 립코드는 수차단 테이프에 의해 둘러싸여 있다. 주름진 코팅 강 원통이 테이프를 둘러싸서 광섬유 다발을 보호한다. 와이어 강도 부재는 케이블에 강도 및 강성(stiffness)을 제공한다. 이러한 성분은 전형적으로 폴리에틸렌으로 구성된 재킷에 의해 둘러싸여 있다. 기재된 설계에서, 기계적 기능부 모두는 코어 튜브, 폴리올레핀 재킷 층, 인장 및 압축 강도 부재, 금속 외관, 코어 랩, 수차단 성분 및 다른 성분으로 구성된 외부 피복 시스템에 도입되어 있다. 코어 튜브는 전형적으로 완충관보다 직경이 더 커서 광섬유의 다발 또는 광섬유를 함유하는 리본 성분을 수용한다. 코어 튜브는 전형적으로 광섬유 성분을 둘러싼 수차단 그리스를 함유하지만, 물 차단을 위해 초흡수성 중합체 요소를 혼입한 건식 설계가 사용될 수도 있다. 코어 튜브 성분을 위한 최적의 재료 특징은 완충관 적용의 특징과 유사하다.
US 2006/0045439에는 슬롯화 코어 튜브를 도입한 광케이블의 실시양태가 추가로 기재되어 있다. 간략하게, 슬롯화 코어 튜브는, 압출된 슬롯화 코어 프로파일 형상의 좌굴(buckling)을 방지하고 수축을 제어하기 위한 중심 부재를 갖는다. 슬롯화 코어 튜브는 광섬유가 위치된 슬롯을 포함한다. 충전제 막대가 임의로 하나 이상의 슬롯을 차지할 수 있다. 슬롯화 코어는 하나 이상의 립코드를 포함할 수 있는 수차단 층에 의해 둘러싸여 있다. 수차단 층은, 폴리에틸렌으로 구성된 재킷에 의해 또한 전형적으로 둘러싸여 있는 유전체 강도 부재 층에 의해 둘러싸여 있다.
광케이블은 일반적으로 고탄성률 재료를 사용하여 제조되어 양호한 파열 강도(crush strength)를 갖는 케이블 및 압출된 광케이블 보호 성분 (예를 들어, 완충관, 코어 튜브 및 슬롯화 코어 튜브)을 제공한다. 압출된 광케이블 보호 성분은 전형적으로 수차단 기능을 제공하는 탄화수소계 그리스 (또한 "겔"로도 지칭됨)로 충전되어 있다. 이러한 그리스는 전형적으로 중합체 튜브 재료에 흡수되어, 기계적 특성에 악영향을 미치는, 예컨대 굴곡 탄성률(flexural modulus) 및 내파열성을 감소시킬 수 있는 저분자량 탄화수소 오일을 함유한다. 내파열성의 감소는 광섬유를 기계적 응력에 더 민감하게 하여 신호 감쇠의 증가를 유발함으로써 광케이블 성능을 손상시킬 수 있다. 또한, 몇몇 응용 조건 하에서, 내파열성의 감소는 광섬유에 기계적 손상을 일으켜서 파국적 고장(catastrophic failure)의 가능성을 증가시킨다. 따라서, 일반적으로 "그리스 상용성"으로 지칭되는, 내파열성 및 굴곡 탄성률의 양호한 보유와 함께 최소의 오일 흡수성은, 압출된 광케이블 보호 성분을 위해 사용될 중합체 재료에 대한 중요한 성능 특징이다.
상이한 중합체 재료는 상이한 그리스 (겔) 흡수 특징을 나타낸다. 예를 들어, 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT)는 광그리스에서의 컨디셔닝 이후에 단지 최소의 물성 변화를 나타내지만, 폴리올레핀 중합체는 더 큰 특성 변화를 나타낸다. 보다 고결정질인 폴리올레핀 재료는 전형적으로 보다 무정형인 재료에 비해 훨씬 감소된 특성 변화를 나타내고, 충격 개질된 폴리프로필렌 (IMPP)은 그리스 흡수성이 매우 크다.
압출된 광케이블 보호 성분에 대한 또 다른 중요한 성능 파라미터는 압출후 수축 특징이다. 광섬유를 함유하는 압출된 광케이블 보호 성분이 제조되는 경우, 광신호 전송에서 광섬유는 "과잉 섬유 길이" 또는 EFL로서 지칭되는 과잉 슬랙을 갖지 않는 것이 중요하다. 압출 가공 동안 발생하는 광케이블 보호 성분의 신속한 수축은 전형적으로 EFL에 기여하지 않는데, 그 이유는 광섬유가 이러한 과정 동안 적당하게 인장되어 있기 때문이다. 그러나, 압출된 보호 성분 (예를 들어, 완충관)의 압출후 수축은 함유된 광섬유에 대한 EFL을 야기하는데, 이는 섬유가 보호 성분의 단부를 지나서 연장되게 하여, 광섬유에 대한 응력 및 신호의 감쇠로 이어진다.
이러한 수축은 섬유 인장 능력이 마찰력에 의해 극복된 후에 제조 공정에서 또는 성분의 이후의 제조에서 뒤늦게 발생할 수 있다. 압출된 광케이블 보호 성분의 수축에 대한 2가지 주요 메커니즘은 튜브 형상화 압출 공정 동안의 중합체 용융물의 점탄성 신장의 변형 회복, 및 중합체 매트릭스의 계속적인 재결정화로부터 유발되는 고체 상태 어닐링 수축이다. 낮은 압출후 수축 및 낮은 EFL을 나타내는 광케이블 보호 성분을 제공하기 위해, 점탄성 용융 응력의 신속한 완화를 제공하고, 후속 어닐링 수축을 최소화할 수 있는 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT)는 높은 강성 및 내변형성 (> 2,400 MPa의 굴곡 탄성률을 가짐), 및 압출후 수축에 의해 유발되는 낮은 EFL의 성능 속성으로 인해 완충관 적용을 위해 종종 사용된다. 그러나, PBT는 폴리올레핀계 화합물에 비해 특히 부피 기준 비용이 비교적 값비싸다.
보다 적은 비용의 폴리올레핀 재료, 예컨대 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 충격 개질된 폴리프로필렌을 또한 완충관 및 코어 튜브 적용 모두에서 사용하고 있다. 그러나, HDPE는 폴리프로필렌 (PP) 및 PBT와 같은 재료에 비해 더 낮은 탄성률, 더 낮은 내파열성 및 증가된 압출후 수축 수준을 갖고, 신호 감쇠 성능에 유해한 높은 수준의 EFL을 방지하기 위해 특별한 제조 주의가 요구된다. 또한, HDPE가 IMPP에 비해 더 높은 수준의 광그리스 상용성을 제공하지만, IMPP 및 HDPE 모두는 특히 그리스 노출 후에 PBT보다 실질적으로 더 낮은 탄성률 및 내파열성을 갖는다. 결론적으로, HDPE의 사용은 완충관 적용에서 PBT 또는 PP를 대체하는 것이 제한되어 왔다.
광섬유 케이블에서 사용하기 위해 감소된 수축 및 EFL을 갖는 압출된 광케이블 보호 성분을 제조하는데 사용될 수 있는 HDPE를 기재로 하는 재료를 제공하는 것이 바람직할 것이다.
한 실시양태에서, 본 발명은
A. 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE); 및
B. (1) 시클로헥산디카르복실산 금속 염; 및
(2) 금속 카르보네이트, 금속 옥시드, 지방족 또는 방향족 모노- 또는 디카르복실산의 금속 염, C8 내지 C24 포화 지방산, 결정질 실리카 (석영), C1 내지 C18 알킬 벤조에이트, 디벤질리덴 소르비톨 및 유도체, 2,6-나프탈렌 디카르복스아미드, 폴리비닐시클로헥산, 고결정화도 폴리프로필렌 (HCPP), 분지형 폴리프로필렌 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 핵형성제
로 본질적으로 이루어진 핵형성 성분
을 포함하는 조성물이다.
실시양태에서, 조성물은 95 내지 99.5 중량%의 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 0.5 내지 5 중량%의 핵형성 성분을 포함하며, 여기서 A 및 B의 중량 백분율 (중량%)은 A + B 성분의 총 중량을 기준으로 한다.
실시양태에서, 조성물의 핵형성 성분은 7 내지 10 중량%의 시클로헥산디카르복실산 금속 염 및 90 내지 93 중량%의 핵형성제로 본질적으로 이루어지며, 여기서 시클로헥산디카르복실산 금속 염 및 핵형성제의 중량 백분율 (중량%)은 핵형성 성분의 총 중량을 기준으로 한다.
실시양태에서, 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)은 단봉 HDPE이다.
실시양태에서, 압출된 조성물의 (21℃에서의) 1일 수축은, 동일한 제제를 갖지만 핵형성 성분이 없거나 또는 시클로헥산디카르복실산 금속 염 성분 또는 이차 핵형성제 중 하나가 없는 압출된 조성물보다 15 내지 30% 낮다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 본원에 개시된 바와 같은 조성물로부터 제조된, 광섬유 케이블용 완충관 또는 다른 보호 성분 (예를 들어, 코어 튜브, 슬롯화 코어 튜브 등)을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 본원에 개시된 바와 같은 조성물로부터 완충관 또는 다른 보호 성분을 압출하는 것을 포함하는, 중합체 완충관 또는 다른 보호 성분 (예를 들어, 코어 튜브, 슬롯화 코어 튜브 등)에서 과잉 섬유 길이를 감소시키는 방법을 제공한다.
정의
반대로 언급되거나, 문맥으로부터 암시되어 있거나, 또는 관련 기술분야에서 통상적이지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량을 기준으로 한다. 미국 특허 실시의 목적을 위해, 임의의 인용된 특허, 특허 출원 또는 간행물의 내용은 특히 합성 기술, 생성물 및 가공 설계, 중합체, 촉매, 정의의 개시 내용 및 관련 기술분야에서 일반적인 지식과 관련하여 그의 전문이 (본 개시물에 구체적으로 제공된 임의의 정의와 부합하는 정도로) 참고로 포함된다 (또는 그의 상응하는 US 버전이 또한 참고로 포함됨).
본 개시물에서 수치 범위는 대략적이며, 따라서 달리 지시되지 않는 한 그 범위 밖의 값을 포함할 수 있다. 수치 범위는 하한치 및 상한치을 포함하는, 한 단위씩 증가하는 그들로부터의 모든 값을 포함하되, 단 임의의 하한치과 임의의 상한치 사이에는 적어도 두 단위로 분리된다. 예로서, 조성, 물성 또는 다른 특성, 예를 들어 분자량, 중량 백분율 등이 100 내지 1,000이면, 100, 101, 102 등과 같은 모든 개별 값 및 하위범위, 예컨대 100 내지 144, 155 내지 170, 197 내지 200 등이 명백히 열거된 것을 의도한다. 1보다 작은 값을 함유하거나 또는 1보다 큰 분수 (예를 들어, 0.9, 1.1 등)를 함유하는 범위의 경우, 한 단위는 적절한 경우 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1인 것으로 간주된다. 10 미만의 한 자리수를 함유하는 범위 (예를 들어, 1 내지 5)의 경우, 한 단위는 전형적으로 0.1인 것으로 간주된다. 이들은 단지 구체적으로 의도되는 것의 예이며, 열거된 하한치 및 상한치 사이의 숫자 값의 모든 가능한 조합이 본 개시물에 명백히 언급되어 있다고 간주되어야 한다. 수치 범위는 본 개시물에서 특히 본 발명의 조성물에서의 각종 성분의 양, 이러한 조성물 및 이러한 조성물로부터 제조된 광케이블 보호 성분이 정의된 각종 특징 및 특성에 대해 제공된다.
"와이어" 및 유사 용어는 전도성 금속, 예를 들어 구리 또는 알루미늄, 또는 구리 피복된 알루미늄의 단일 가닥 또는 광섬유의 단일 가닥을 의미한다.
"케이블, "전력 케이블" 및 유사 용어는 외피, 예를 들어 절연 커버링 또는 보호 외부 재킷 내의 적어도 하나의 와이어 또는 광섬유를 의미한다. 전형적으로, 케이블은 전형적으로 공통의 절연 피복 및/또는 보호 재킷 내에서 함께 결합된 둘 이상의 와이어 또는 광섬유이다. 외피 내부의 개별 와이어 또는 섬유는 무가공이거나, 피복되거나 또는 절연될 수 있다. 조합 케이블은 전기 와이어 및 광섬유 모두를 함유할 수 있다. 전기 절연 적용은 일반적으로 1kV (1,000 볼트) 미만의 것인 저전압 절연, 1kV 내지 30kV 범위의 중간 전압 절연, 30kV 내지 150kV 범위인 고전압 절연, 및 150kV 초과의 적용을 위한 것인 초고전압 절연으로 나뉜다 (IEC (국제 전기표준 회의에 규정된 바와 같음). 전형적인 케이블 설계는 USP 5,246,783, USP 6,496,629 및 USP 6,714,707에 기재되어 있다. 전형적인 케이블 설계는 US 2006/0045439에 기재되어 있다.
"조성물" 및 유사 용어는 2종 이상의 성분의 혼합물 또는 블렌드를 의미한다.
"혼성중합체" 및 유사 용어는 적어도 2종의 상이한 유형의 단량체의 중합에 의해 제조된 중합체를 의미한다. 따라서, 일반적인 용어 혼성중합체는 (2종의 상이한 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는데 사용되는) 공중합체, 및 2종 초과의 상이한 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 포함한다.
"포함하는", "비롯한", "갖는" 및 그의 파생어는 이것이 구체적으로 개시되어 있는지와 상관없이, 임의의 추가 성분, 단계 또는 절차의 존재를 배제하려는 의도가 아니다. 어떠한 의문도 회피하기 위해, 용어 "포함하는"의 사용을 통해 청구된 모든 조성물은 반대로 언급되지 않는 한, 중합체이든지 또는 다른 것이든지 간에 임의의 추가 첨가제, 아주반트 또는 화합물을 포함할 수 있다. 반대로, 용어 "~로 본질적으로 이루어진"은 작동성에 필수적이지 않은 것을 제외한, 임의의 다른 성분, 단계 또는 절차를 임의의 계속적인 설명의 범주로부터 배제한다. 용어 "~로 이루어진"은 구체적으로 기술되거나 또는 열거되지 않은 임의의 성분, 단계 또는 절차를 배제한다.
개관
본 발명은, 압출된 성분의 굴곡 탄성률, 충격 강도, 그리스 저항성 및 감소된 (낮은) 수축의 균형을 제공하기에 효과적인 양으로 존재하는, 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 핵형성 성분과 광학 첨가제/충전제의 압출성 블렌드로부터 제조된 압출된 광케이블 보호 성분에 관한 것이다.
실시양태에서, 조성물은 적어도 500 MPa의 시컨트 모듈러스(secant modulus) (2% 시컨트), 적어도 500%의 파단 신율 및 21℃에서 24시간 후에 1.5% 미만의 압출된 성분의 수축을 갖는 압출된 성분을 제공한다.
실시양태에서, 압출된 조성물 (HDPE + 핵형성 성분)의 (21℃에서의) 24시간 수축은, 동일한 제제를 갖지만 핵형성 성분이 없거나 또는 시클로헥산디카르복실산 금속 염 성분 또는 이차 핵형성제(들) 중 하나가 없는 압출된 HDPE 중합체 조성물보다 전형적으로 15 내지 30% 낮고, 보다 전형적으로 20 내지 25% 낮다.
고밀도 폴리에틸렌 ( HDPE )
중합체 블렌드 조성물은 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 중합체를 포함한다. 본원에 사용된 용어 "고밀도 폴리에틸렌" 중합체 및 "HDPE" 중합체는 0.940 g/cm3 초과의 밀도를 갖는 에틸렌의 단독중합체 또는 공중합체를 지칭한다.
HDPE 중합체는 ASTM D-792에 따라 측정시에 전형적으로 0.940 내지 0.980 g/cm3, 보다 전형적으로 적어도 0.942 g/cm3, 보다 전형적으로 적어도 0.970 g/cm3, 보다 전형적으로 적어도 0.944 g/cm3, 전형적으로 0.944 내지 0.965 g/cm3, 보다 전형적으로 0.945 내지 0.955 g/cm3의 밀도를 갖는다. 일부 실시양태에서, HDPE 중합체는 0.940 g/cm3 내지 0.958 g/cm3의 밀도를 갖는 에틸렌의 공중합체이다.
HDPE 중합체는 ASTM D-1238, 조건 190℃/2.16 킬로그램 (kg)에 따라 측정시에 전형적으로 0.01 내지 10 g/10 min, 보다 전형적으로 적어도 0.5 g/10 min, 전형적으로 0.6 내지 1.0 g/10 min, 보다 전형적으로 0.7 내지 0.9 g/10 min의 용융 지수 (MI, I2)를 갖는다.
HDPE 중합체는 ASTM D-1238, 조건 230℃/2.16kg에 따라 측정시에 전형적으로 1.6 g/10 min 이하, 보다 전형적으로 1.5 g/10 min 미만, 전형적으로 1.3 내지 1.7 g/10 min, 보다 전형적으로 1.4 내지 1.6 g/10 min의 용융 유량 (MFR)을 갖는다.
HDPE 중합체는 시차 주사 열량계 (DSC)에 의해 측정시에 전형적으로 55 내지 90%의 결정화도를 갖는 반결정질 중합체이다.
HDPE에 대한 수 평균 분자량, Mn은 통상적으로 50,000 내지 250,000 범위이다.
HDPE 중합체는 에틸렌 단량체 단위로부터 유래된 단위를 적어도 50 중량%, 바람직하게는 적어도 60 중량%, 보다 바람직하게는 적어도 80 중량% 포함한다. 에틸렌계 혼성중합체의 다른 단위는 전형적으로 하나 이상의 α-올레핀으로부터 유래된다. α-올레핀은 바람직하게는 C3-20 선형, 분지형 또는 시클릭 α-올레핀이다. C3-20 α-올레핀의 예에는 프로펜, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 및 1-옥타데센이 포함된다. α-올레핀은 또한 3-시클로헥실-1-프로펜 (알릴 시클로헥산) 및 비닐시클로헥산과 같은 α-올레핀을 유발하는, 시클릭 구조, 예컨대 시클로헥산 또는 시클로펜탄을 함유할 수 있다. 용어의 고전적인 의미에서는 α-올레핀이 아니지만, 본 발명의 목적을 위해 특정 시클릭 올레핀, 예컨대 노르보르넨 및 관련 올레핀, 특히 5-에틸리덴-2-노르보르넨은 α-올레핀이고, 상기에 기재된 α-올레핀 중 일부 또는 모두 대신에 사용될 수 있다. 예시적인 에틸렌계 혼성중합체에는 에틸렌/프로필렌, 에틸렌/부텐, 에틸렌/1-헥센, 에틸렌/1-옥텐 등의 공중합체가 포함된다. 예시적인 에틸렌계 삼원공중합체에는 에틸렌/프로필렌/1-옥텐, 에틸렌/프로필렌-/부텐, 에틸렌/부텐/1-옥텐, 에틸렌/프로필렌/디엔 단량체 (EPDM) 및 에틸렌/부텐/스티렌이 포함된다.
본 발명의 실시에서 사용되는 HDPE 중합체는 비관능화된 중합체이며, 즉 이들은 관능기, 예컨대 히드록실, 아민, 아미드 등을 함유하지 않는다. 이러한 중합체로서, 예컨대 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 메틸 또는 에틸 아크릴레이트 등이 본 발명의 내용 내에서 HDPE 중합체가 아니다.
본 발명에서 사용되는 HDPE 중합체는 문헌에 널리 공지되어 있고, 공지된 기술에 의해 제조될 수 있다.
실시양태에서, HDPE 중합체는 단봉 HDPE이다. "단봉 HDPE"는 다중 성분 중합체를 나타내지 않는, 즉, GPC 곡선에서 봉우리, 어깨 또는 꼬리가 존재하지 않거나 또는 실질적으로 인식할 수 있는 다중 성분 중합체를 나타내지 않고, 분리도가 0 또는 실질적으로 0에 근접한 (겔 투과 크로마토그래피 (GPC)에 의해 측정) 분자량 분포 (MWD)를 갖는 HDPE 중합체이다. 분자량 분포는 10 내지 18, 바람직하게는 12 내지 16의 Mw/Mn으로 반영된다. Mw는 중량 평균 분자량이고, Mn은 수 평균 분자량이고, Mw/Mn 비는 분자량 분포의 폭의 척도인 다분산 지수로서 지칭될 수 있다.
실시양태에서, HDPE 중합체는 80,000 내지 160,000 (GPC에 의해 측정)의 비교적 높은 분자량을 갖는 단봉 HDPE이다.
단봉 HDPE 중합체는 예를 들어, US 5,324,800에 기재된 바와 같이, 적합한 촉매, 예컨대 지글러-나타(Ziegler-Natta) 또는 필립스(Phillips) 유형 촉매 또는 단일 자리 메탈로센 촉매를 사용하는 종래의 단일 단계 중합 (단일 반응기) 방법, 예컨대 용액, 슬러리 또는 기체 상 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 단봉 HDPE 수지는 널리 공지되어 있고, 예를 들어 더 다우 케미칼 캄파니로부터 입수가능한 상표명 DGDL 3364NT, 리온델바젤 인더스트리즈(LyondellBasell Industries)로부터 입수가능한 페트로텐(Petrothene) LR765701 하에 다양한 등급으로 상업적으로 입수가능하다.
조성물 중에 존재하는 HDPE 중합체의 양은 (존재하는 임의의 첨가제 및/또는 충전제에 대한 중량을 제외한) HDPE 중합체 및 핵형성 성분의 총 중량을 기준으로 전형적으로 적어도 95 중량%, 전형적으로 95 내지 99.5 중량%, 보다 전형적으로 97 내지 99 중량%이다. 95 내지 99.5 중량%의 모든 개별 값 및 하위범위, 예를 들어, 96 내지 99.5 중량% 또는 97 내지 99 중량% 등이 본원에 포함되며 개시되어 있다.
핵형성 성분
HDPE 중합체는, 본원에 기재된 바와 같은 화합물의 선택된 군의 제2 핵형성제 ("이차 핵형성제"로 상호교환가능하게 칭함) 중 하나 이상과 조합된 시클로헥산디카르복실산 금속 염으로 본질적으로 이루어진 핵형성 성분과 블렌딩된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "핵형성 성분" 및 "핵형성제"는 중합체 용융물 중에서 핵을 형성하고, 핵화 속도를 증가시키는 첨가제를 지칭하는데, 이것은 냉각 동안 중합체의 보다 신속한 결정화를 가능하게 하여 조성물이 강성이 되는 것을 돕는다. 핵형성 성분은 반응기 절차 후 HDPE 중합체와 블렌딩 (전형적으로 용융 블렌딩)된다.
시클로헥산디카르복실산 금속 염 성분의 실시양태는 칼슘, 나트륨, 아연, 칼륨, 마그네슘 및 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함한다. 시클로헥산디카르복실산 금속 염의 비제한적인 예에는 1,2-시클로헥산디카르복실산 칼슘 염, (1R,2S)-rel-1,2-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염, 트랜스-1,4-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염, 1,2-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염, 1,3-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염, 및 1,4-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염이 포함된다.
이차 핵형성제에는 1종 이상의 금속 카르보네이트, 금속 옥시드, 지방족 또는 방향족 모노- 또는 디카르복실산의 금속 염, C8 내지 C24 포화 지방산, 결정질 실리카 (석영), C1 내지 C18 알킬 벤조에이트, 디벤질리덴 소르비톨 및 유도체, 2,6-나프탈렌 디카르복스아미드, 폴리비닐시클로헥산, 고결정화도 폴리프로필렌 (HCPP), 분지형 폴리프로필렌 및 그의 조합이 포함된다
금속 카르보네이트의 예에는 칼슘 카르보네이트, 마그네슘 카르보네이트 및 석회석이 포함된다. 금속 옥시드의 예에는 루틸(rutile) TiO2를 비롯한 티타늄 디옥시드 (TiO2), 알루미늄 옥시드 및 아연 옥시드가 포함된다. 지방족 또는 방향족 모노- 또는 디카르복실산의 금속 염의 예에는 금속 아세테이트, 예컨대 나트륨 아세테이트 및 칼륨 아세테이트, 금속 스테아레이트, 예컨대 칼슘 스테아레이트, 나트륨 스테아레이트 및 아연 스테아레이트, 금속 벤조에이트, 예컨대 나트륨 벤조에이트, 칼슘 벤조에이트, 칼륨 벤조에이트, 리튬 벤조에이트, 아연 벤조에이트 및 마그네슘 벤조에이트, C1 내지 C18 알킬 벤조에이트, 예컨대 p-tert-부틸 벤조에이트, 금속 피멜레이트, 예컨대 칼슘 피멜레이트, 바륨 피멜레이트 및 마그네슘 피멜레이트, 및 금속 수베레이트, 예컨대 칼슘 수베레이트, 마그네슘 수베레이트, 아연 수베레이트 및 나트륨 수베레이트가 포함된다. C6 내지 C24 포화 지방산의 예에는 스테아르산, 팔미트산, 올레산, 카프로산 및 베헨산이 포함된다.
디벤질리덴 소르비톨의 유도체의 예에는 1,3:2,4-디(벤질리덴)소르비톨, 1,3:2,4-디(p-메틸벤질리덴)소르비톨, 및 1,3:2,4-디(p-에틸벤질리덴)소르비톨이 포함된다.
2,6-나프탈렌 디카르복스아미드의 예에는 N,N'-디-C5-C8-시클로알킬-2,6-나프탈렌 디카르복스아미드 화합물, 예컨대 N,N'-디시클로헥실-2,6-나프탈렌 디카르복스아미드 및 N,N'-디시클로옥틸-2,6-나프탈렌 디카르복스아미드가 포함된다.
예를 들어, USP 7,361,720 (피에리니(Pierini))에 기재된 고결정화도 폴리프로필렌 (HCPP)은 일반적으로 70% 초과의 결정화도, 230℃/2.16 kg에서 7 g/10 min 미만의 낮은 용융 유량 (MFR), 5 미만의 좁은 분자량 분포 (Mw/Mn), 300,000 p.s.i. 초과의 1% 시컨트 모듈러스, 및 2 중량% 미만의 낮은 크실렌 용해성을 갖는 폴리프로필렌 수지이다. HCPP는 예를 들어, 보레알리스 아게(Borealis AG)로부터 상표명 보르클린(Borclean)TM HC300BF 하에 상업적으로 입수가능하다.
분지형 폴리프로필렌에는 폴리프로필렌 단독중합체 및 공중합체가 포함된다. 분지형 폴리프로필렌의 상업적으로 입수가능한 예에는 보레알리스 아게로부터 상업적으로 입수가능한 다플로이(Daploy)TM HMS-PP가 포함된다.
조성물 중의 핵형성 성분의 양은 (존재하는 임의의 첨가제 및/또는 충전제의 중량을 제외한) HDPE 중합체 및 핵형성 성분의 총 중량을 기준으로 전형적으로 적어도 0.5 중량%, 전형적으로 0.5 내지 5 중량%, 보다 전형적으로 0.1 내지 4 중량%, 보다 더 전형적으로 0.5 내지 2 중량%이다. 0.5 내지 5 중량%의 모든 개별 값 및 하위범위, 예를 들어 1 내지 5 중량%, 또는 2 내지 4 중량% 등이 본원에 포함되고, 개시된다.
핵형성 성분은 전형적으로 7 내지 10 중량%의 시클로헥산 디카르복실산 금속 염, 및 90 내지 93 중량%의 이차 핵형성제(들) 중 하나 이상으로 구성되고, 중량 백분율 (중량%)은 핵형성 성분의 총 중량을 기준으로 한다.
첨가제
조성물은 산화방지제, 가공 보조제, 충전제, 안료 또는 착색제, 커플링제, 자외선 안정화제 (UV 흡수제 포함), 점착 부여제, 스코치 억제제, 대전방지제, 슬립제, 가소제, 윤활제, 점도 제어제, 블로킹방지제, 계면활성제, 증량 오일, 산 스캐빈저, 금속 불활성제 등이 포함되나 이에 제한되지는 않는 첨가제를 임의로 함유할 수 있다. 존재하는 경우, 첨가제는 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% 이하 내지 10 중량% 이상 범위의 양으로 전형적으로 사용된다. 첨가제는 순물질로 또는 마스터배치의 일부로서 첨가될 수 있다.
산화방지제의 예에는 켐투라 코포레이션(Chemtura Corporation)으로부터 상업적으로 입수가능한 나우가르드® 수퍼(Naugard® Super) Q (중합된 1,2-디히드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린)가 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
가공 보조제의 예에는 지방 아미드, 예컨대 스테아르아미드, 올레아미드, 에루카미드, 또는 N,N'-에틸렌 비스-스테아르아미드, 폴리에틸렌 왁스, 산화 폴리에틸렌 왁스, 에틸렌 옥시드의 중합체, 에틸렌 옥시드와 프로필렌 옥시드의 공중합체, 식물성 왁스, 석유 왁스, 비이온성 계면활성제 및 실리콘 유체 및 폴리실록산이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다.
충전제의 예에는 각종 난연제, 점토, 침강 실리카 및 실리케이트, 발연 실리카, 금속 술피드 및 술페이트, 예컨대 몰리브데넘 디술피드 및 바륨 술페이트, 금속 보레이트, 예컨대 바륨 보레이트 및 아연 보레이트, 금속 무수물, 예컨대 알루미늄 무수물, 분쇄 미네랄, 및 카본 블랙이 포함되나, 이에 제한되지는 않는다. 존재하는 경우, 충전제는 일반적으로 통상적인 양으로, 예를 들어 조성물의 중량을 기준으로 5 중량% 이하 내지 50 중량% 이상의 양으로 첨가된다.
바람직한 실시양태에서, 조성물은 단봉 HDPE로 구성되고, 핵형성 성분은 칼슘 카르보네이트, 마그네슘 카르보네이트, 티타늄 디옥시드 및 칼슘 스테아레이트 중 하나 이상과 조합된 시클로헥산디카르복실산 금속 염으로 본질적으로 이루어진다.
컴파운딩
본 발명의 중합체 조성물은 임의의 적합한 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 핵형성제 및 임의의 첨가제를 HDPE 중합체를 함유하는 용융물에 첨가할 수 있다. HDPE 및 핵형성 성분의 이러한 컴파운딩은 예를 들어, 내부 배치 혼합기, 예컨대 밴버리(Banbury) 혼합기 또는 볼링(Bolling) 내부 혼합기를 사용하여 블렌딩에 의해 수행될 수 있다. 대안적으로, 연속식 단축 또는 이축 스크류 혼합기, 예컨대 파렐(Farrel) 연속식 혼합기, 베르너 앤드 플라이더러(Werner and Pfleiderer) 이축 스크류 혼합기 또는 부스(Buss) 혼련 연속식 압출기가 사용될 수 있다. 핵형성 성분을 단독으로 또는 HDPE 중합체 및 임의로는 하나 이상의 첨가제를 함유하는 마스터배치의 형태로 HDPE 중합체 조성물에 도입할 수 있다.
물품 제조
광섬유 케이블은 전형적으로 먼저 그 상에 중합체 보호 코팅을 가질 수 있는 광 전송 섬유를 제조하는 단계, 및 섬유를 다발 또는 리본 케이블 구성으로 조립하거나 또는 섬유를 케이블 제조 공정에 직접 도입하는 단계를 포함하는 일련의 제조 단계로 제조된다. 전형적으로, 중합체 조성물을 케이블-코팅 다이가 장치된 반응기-압출기에서 제조하고, 조성물의 성분을 제제화한 후, 케이블을 다이를 통해 연신시키면서 조성물을 케이블 상에 압출한다. 전형적으로, 완충관 또는 코어 튜브의 경우, 하나 이상의 광섬유 또는 섬유 조립체 및 그리스를 와이어의 후면 및 케이블 크로스-헤드에 공급하고, 이것을 크로스-헤드를 통해 용융된 관형 성분 내로 배출시키고, 이어서 이를 예를 들어 수계 중에서 냉각 및 고화시킨다.
가공 조건을 최적화하여 광섬유 성분 내에 과잉 슬랙이 발생하지 않도록 압출후 수축이 최소한이거나 또는 존재하지 않는 성분을 제공한다. 이어서, 다른 성분, 예컨대 중심 성분, 외장, 랩 등과 함께, 압출된 성분을 전형적으로 중합체 재킷의 적용을 포함하는 하나 이상의 후속 단계에서 가공하여, 케이블 구조물을 제조한다.
기재된 핵형성제 및 더 큰 분자량의 폴리에틸렌 각각의 혼입은 압출된 재료의 초기 결정화를 최대화시키고, 용융물 점탄성 완화 속도를 증가시켜서 압출된 재료의 후속 어닐링 수축을 최소화한다. 본 발명의 조성물은 다른 폴리올레핀 재료, 예컨대 폴리프로필렌에 비해 높은 내파열성, 양호한 충전제 상용성 및 적절한 저온 충격 성능의 개선된 균형을 제공한다. 또한, 이러한 조성물은 저 비용의 겔/그리스, 예컨대 LA444 (스테바르트 그룹(Stewart Group)으로부터 입수가능함)가 사용되는 경우, 종래의 충격 개질된 폴리프로필렌 (IMPP)에 비해 개선된 그리스 흡수 성능을 나타내는 압출된 성분을 제공한다.
본 발명은 하기 실시예를 통해 보다 완전히 설명된다. 달리 기재되지 않는 한, 모든 부 및 백분율은 중량 기준이다.
구체적인 실시양태
재료
하기 재료를 실시예에서 사용하였다.
DGDL -3364 NT는 0.945 g/cm3의 밀도, 0.80 g/10 min (190℃/2.16 kg)의 용융 지수 (MI, I2), 및 22.1 MPa (3,400 psi)의 인장 강도를 갖는, 더 다우 케미칼 캄파니로부터 입수가능한 고분자량의 유니폴(Unipol) 기체 상 단봉 HDPE이다.
DGDA -7590 NT는 0.949 g/cm3의 밀도, 0.08 g/10 min (190℃/2.16 kg)의 용융 지수, 24.8 MPa (3,600 psi) (ASTM D638)의 인장 강도 (항복(yield)) 및 1,030 MPa (ASTM D790)의 굴곡 탄성률을 갖는, 더 다우 케미칼 캄파니로부터 입수가능한 유니폴 기체 상 이봉 HDPE이다.
DMDA -1250 NT는 0.955 g/cm3의 밀도, 1.5 g/10 min (190℃/2.16 kg)의 용융 지수, 23.5 MPa (3,410 psi) (ASTM D638)의 인장 강도 (항복), 및 1,680 MPa (ASTM D790)의 굴곡 탄성률 (2% 시컨트)를 갖는, 더 다우 케미칼 캄파니로부터 콘티눔(CONTINUUM)™ DMDA 1250 NT 7로서 입수가능한 유니폴 기체 상 이봉 HDPE이다.
HPN -20E는 밀리켄 케미칼스(Milliken Chemicals) (미국 사우스캐롤라이나주 스파탄버그 소재)로부터 상표명 하이퍼폼(Hyperform)® HPN-20E 하에 입수가능한, 아연 스테아레이트를 갖는 1,2-시클로헥산디카르복실산 칼슘 염 (핵형성제)이다.
NA-27은 아데카 코포레이션(Adeka Corporation)으로부터 상업적으로 입수가능한 포스페이트 에스테르 혼합물 (핵형성제)이다.
NA-11은 아데카 코포레이션으로부터 입수가능한 2,2-메틸렌비스(4,6-디-tert-부틸페닐) 포스페이트 나트륨 염 (핵형성제)이다.
G-2T는 휴버 엔지니어드 머티어리얼스(Huber Engineered Materials)로부터 상표명 휴버카르브(Hubercarb)® G2T 하에 입수가능한 미립자 크기 칼슘 카르보네이트 (CaCO3)이다.
R-104는 듀폰(DuPont)으로부터 상표명 Ti-퓨어(Pure)® R-104 하에 입수가능한 루틸 티타늄 디옥시드 (TiO2) 안료이다.
AG609는 스페셜티 미네랄즈 인크.(Specialty Minerals Inc.) (미국 펜실배니아주 베들레헴 소재)로부터 상표명 마이크로터프(MICROTUFF)® AG609 하에 입수가능한 활석이다.
실시예 1
상업적 단봉 HDPE (DGDL-3364 NT) 및 HPN-20 핵형성제 (1,2-시클로헥산 디카르복실산 칼슘 염)의 블렌드를 하기 표 1에 기재된 바와 같이 제제화하고, 와이어 상에 압출하고, 수축에 대해 시험하였다.
HDPE 중합체 (DGDL 3364 NT) 및 핵형성제로서의 1,2-시클로헥산 디카르복실산 칼슘 염 (HPN-20)을 브라벤더 혼합기 용기에 도입함으로써 조성물 블렌드를 제조하였다. 용융 온도는 185℃였고, 구역 1 및 2는 185℃ 및 180℃였고, 축 rpm은 50회였고, 플럭스 시간은 5분이었다. 혼합 후, 여전히 고온 (약 150℃)인, 조성물을 압축 주형의 압반 사이에서 7.5 mm 두께로 압축하였다. 이어서, 재료를 스트랜드로 절단하고, 이것을 베를린(Berlyn) 펠렛화 유닛에 넣고, 펠렛화하였다. 이어서, 재료를 와이어 코팅을 통해 14 게이지 와이어 상에 압출함으로써 시편을 제조하였다. 와이어 샘플은 약 2.9 mm의 외경 및 0.635 mm의 벽 두께를 가졌다. 이어서, 와이어 샘플을 21℃에 24시간 동안 적용하였다.
실온에서 노화 후, 압출된 샘플의 수축을 측정하였고, 각각의 재료에 대해 적어도 5개의 샘플을 측정하였다. 강철 V 채널을 사용하여 최종 5 피트의 시험 시편을 제조하여, 샘플을 일직선으로 유지시키고 및 길이 측정을 위해 자를 사용하였다. 이어서, 도체를 당겨서 제거하고, 생성된 중합체 튜브를 1일 동안 실온에서 노화시키고, 이어서 7일 동안 실온에서 노화시켰다. 샘플 길이를 1일에 측정하고, 7일에 다시 측정하였다. 노화된 시편을 V-채널에 넣고, +/-0.0005-in. 분해능을 갖는 캘리퍼 장비를 사용하여 길이 변화를 측정하였다. 평균 수축을 기록하였다. 시험 시편 (S1)의 수축 데이터를 HDPE 대조군 샘플 (C1)에 대한 데이터와 비교하여 HPN-20 핵형성제에 의해 제공된 퍼센트 (%) 개선을 결정하였다.
<표 1>
Figure 112015058470712-pct00001
표 1의 결과는 HPN-20 핵형성제 처리된 HDPE 시편 (S1)이 HDPE 중합체 단독으로부터 제조된 대조군 시편 (C1)에 비해 수축이 약 15% 감소함을 보여준다.
실시예 2
실시예 1에 기재된 바와 같이, 하기 표 2에 열거된 단봉 HDPE (DGDL-3364 NT) 및 핵형성제 (HPN-20, NA-27, NA-11, G-2T)의 블렌드를 제조하고, 수축에 대해 시험하였다.
<표 2>
Figure 112015058470712-pct00002
결과는 HPN-20 및 G-2T (CaCO3) 유형 핵형성제를 사용한 샘플 S2 및 S5의 경우에는 바람직한 수축 감소를 나타내지만, NA-27 (포스페이트 에스테르 화합물 혼합물) 및 NA-11 (포스페이트 나트륨 염) 유형 핵형성제를 사용한 샘플 S3 및 S4의 경우에는 불량한 결과를 나타낸다.
실시예 3
실시예 1에 기재된 바와 같이, 표 3에 나타낸 바와 같은 단봉 HDPE (DGDL-3364 NT)와 열거된 핵형성제 (HPN-20, NA-27, NA-11, G-2T)의 블렌드 및 2종의 이봉 HDPE 중합체 (DGDA-7590 NT, DMDA-1250 NT)의 블렌드를 제조하고, 수축에 대해 시험하였다.
<표 3>
Figure 112015058470712-pct00003
표 3의 결과는 HDPE 단봉 수지와 핵형성제 HPN-20의 블렌드 및 HDPE 단봉 수지와 G-2T (CaCO3)의 블렌드 (S6, S9)가 HDPE 이봉 수지의 상응하는 블렌드 (S10, S11)에 비해 수축 결과가 개선되었음을 보여준다.
샘플 S6 (HPN-20이 존재함) 및 샘플 S9 (G-2T가 존재함)에서의 단봉 HDPE 블렌드는 단봉 HDPE 수지 단독 (C3)에 비해 각각 +15% 및 +13.6% 수축 개선을 나타내었다. 비교하면, 샘플 S10 (HPN-20이 존재함) 및 샘플 S11 (G-2T가 존재함)에서의 이봉 HDPE 블렌드는 각각의 이봉 HDPE 수지 단독 (C4, C5)에 비해 비교적 바람직하지 않은 결과, 즉 +1.3% 및 -20.5% 수축 개선을 가졌다. S11에서, % 변화는 C5의 결과에 대한 것이다. C5의 % 변화는 C3 결과에 대한 것이다.
실시예 4
실시예 1에 기재된 바와 같이, 하기 표 4에 나타낸 바와 같은 단봉 HDPE (DGDL-3364 NT)와 HPN-20 및/또는 G-2T (CaCO3) 핵형성제의 블렌드를 제조하고, 수축에 대해 시험하였다.
<표 4>
Figure 112015058470712-pct00004
표 4의 결과는 G-2T (CaCO3)와 함께 HPN-20 핵형성제 (1,2-시클로헥산 디카르복실산 칼슘 염)와 조합된 샘플 S13의 단봉 HDPE 블렌드가 HPN-20 또는 G-2T가 단독으로 사용된 단봉 HDPE의 블렌드 (S12, S14)에 비해 수축이 개선됨을 나타낸다.
실시예 5
실시예 1에 기재된 바와 같이, 표 5에 나타낸 바와 같은 단봉 HDPE (DGDL-3364 NT) 및 핵형성제의 블렌드를 제조하고, 수축에 대해 시험하였다.
<표 5>
Figure 112015058470712-pct00005
표 5의 결과는 HPN-20 (1,2-시클로헥산 디카르복실산 칼슘 염) 및 G-2T (CaCO3) 핵형성제와 조합된 단봉 HDPE 중합체의 블렌드 (S17)가 G-2T (CaCO3)와 다른 핵형성제를 갖는 HDPE 블렌드 (R-104 (S15), 및 R-104/NA-11 (S16))에 비해 +21.0%로 수축이 현저하게 개선됨을 나타낸다.
표 6은 핵형성제 처리된 DGDL-3364 NT HDPE 중합체를 사용한 반복 실험을 보여주며, 계산된 값은 길이에서의 % 수축이다. 샘플에 대해 2가지 상이한 가열 노화 시험을 수행하였다. PE90 시험은 샘플을 95℃로 4시간 동안 가열하고, 상기 방법에 따라 수축을 측정하는 것을 포함하였다. 순환 노화 시험은 완충관가 외부 환경에 노출될 수 있는 잠재적인 온도 극한값을 대략적으로 모의실험하기 위해 40℃에서 100℃의 5회 사이클에 샘플을 적용하는 것이었다.
<표 6>
Figure 112015058470712-pct00006
표 6의 결과는 두 수축 (PE90 및 순환 노화)이 대조군 (C8) 및 각각의 샘플에 대해 유사한 경향임을 보여준다. HPN-20 및 G2T를 모두 갖는 핵형성제 처리된 샘플 (S19)은 대조군 (C8) 및 HPN-20 만을 갖는 샘플 (S18)보다 현저하게 양호하였다.
구체적으로 본 발명은 본원에 포함된 실시양태 및 예시에 제한되지 않지만, 하기 청구범위의 범주 내에 포함되는 바와 같은 실시양태의 일부 및 상이한 실시양태의 요소의 조합을 포함하는 이러한 실시양태의 개질된 형태를 포함하고자 한다.

Claims (10)

  1. A. 0.94 g/cc 초과의 밀도를 갖는 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE); 및
    B. (1) 시클로헥산디카르복실산 금속 염; 및
    (2) 금속 카르보네이트, 금속 옥시드, 지방족 또는 방향족 모노- 또는 디카르복실산의 금속 염, C8 내지 C24 포화 지방산, 결정질 실리카 (석영), C1 내지 C18 알킬 벤조에이트, 디벤질리덴 소르비톨 및 유도체, 2,6-나프탈렌 디카르복스아미드, 폴리비닐시클로헥산, 고결정화도 폴리프로필렌 (HCPP), 분지형 폴리프로필렌 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 핵형성제
    로 이루어진 핵형성 성분
    을 포함하는 조성물로서,
    상기 조성물은 95 내지 99.5 중량%의 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 0.5 내지 5 중량%의 핵형성 성분을 포함하며, 여기서 A 및 B의 중량 백분율 (중량%)은 A + B 성분의 총 중량을 기준으로 하는 것인 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 핵형성 성분이 7 내지 10 중량%의 시클로헥산디카르복실산 금속 염 및 90 내지 93 중량%의 핵형성제로 이루어지며, 여기서 시클로헥산디카르복실산 금속 염 및 핵형성제의 중량 백분율 (중량%)은 핵형성 성분의 총 중량을 기준으로 하는 것인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 시클로헥산디카르복실산 금속 염이 1,2-시클로헥산디카르복실산 칼슘 염, (1R,2S)-rel-1,2-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염, 트랜스-1,4-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염, 1,2-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염, 1,3-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염, 및 1,4-시클로헥산디카르복실산 나트륨 염으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 핵형성제가 칼슘 카르보네이트, 마그네슘 카르보네이트, 석회석, 티타늄 디옥시드, 알루미늄 옥시드, 아연 옥시드, 스테아르산, 팔미트산, 올레산, 카프로산, 베헨산, p-tert-부틸 벤조에이트, 디벤질리덴 소르비톨, 1,3:2,4-디(벤질리덴)소르비톨, 1,3:2,4-디(p-메틸벤질리덴)소르비톨, 및 1,3:2,4-디(p-에틸벤질리덴)소르비톨로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 핵형성제가 금속 아세테이트, 금속 스테아레이트, 금속 벤조에이트, 금속 피멜레이트 및 금속 수베레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 지방족 또는 방향족 모노- 또는 디카르복실산의 금속 염인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)이 단봉 HDPE인 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 압출된 조성물의 (21℃에서의) 1일 수축이, 동일한 제제를 갖지만 핵형성 성분이 없거나 또는 시클로헥산디카르복실산 금속 염 성분 또는 이차 핵형성제 중 하나가 없는 압출된 조성물보다 15 내지 30% 낮은 것인 조성물.
  9. 제1항의 조성물로부터 제조된 광섬유 케이블용 완충관.
  10. 제1항의 조성물로부터 완충관을 압출하는 것을 포함하는, 중합체 완충관에서 과잉 섬유 길이를 감소시키는 방법.
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