KR100581459B1 - 전기 케이블 및 이를 제조하기 위한 방법과 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기 케이블의 내부 반전도층용의 반전도성 조성물, 이 조성물이 혼입된 전기 케이블, 및 전기 케이블의 가교된 내부 반전도층을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 반전도성 조성물은, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 (a) 30 내지 90 중량%의 에틸렌 공중합체, (b) 조성물이 반전도성이 되도록 하는데 적어도 충분한 양의 카본 블랙, (c) 0 내지 8 중량%의 퍼옥시드 가교제, (d) 0 내지 8 중량%의 통상적인 첨가제를 포함하며, 상기 에틸렌 공중합체(a)가, 바람직하게는 공중합체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 25 중량%를 포함하는 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체임을 특징으로 한다.

Description

전기 케이블 및 이를 제조하기 위한 방법과 조성물 {ELECTRIC CABLE AND A METHOD AND COMPOSITION FOR THE PRODUCTION THEREOF}
발명의 분야
본 발명은 전기 케이블, 특히 전기 케이블의 내부 반전도층, 바람직하게는 전기 케이블의 가교된 내부 반전도층, 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
발명의 배경
전기 케이블, 특히 중전압 및 고전압용의 전력 케이블은 전기 도체 주위에 압출된 다수의 중합체층으로 구성되어 있다. 전기 도체는 내부 반전도층, 절연층 및 외부 반전도층의 순서로 코팅되어 있는 것이 보통이다. 이들 층에, 방수층 및 외장층과 같은 또 다른 층이 추가될 수 있다.
절연층과 반전도층은 바람직하게는 가교된, 에틸렌 동종중합체 및/또는 공중합체로 구성되어 있는 것이 일반적이다. 디쿠밀 퍼옥시드와 같은 퍼옥시드를 케이블의 압출과 관련하여 첨가시켜서 가교시킨 LDPE(저밀도 폴리에틸렌, 즉, 고압에서 라디칼 중합에 의해 제조된 폴리에틸렌)가 현재 주된 케이블 절연 물질이다. 내부 반전도층은 에틸렌 공중합체, 예를 들어 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)를 포함하는 것이 일반적이다. 외부 반전도층의 조성은 이것의 박리가능성에 따라 달라진다. 일반적으로는, 박리될 수 있는 반전도층은 에틸렌 공중합체, 예를 들어 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA)와, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR) 및 조성물이 반전도성이 되도록 하는데 충분한 양의 카본 블랙을 함께 포함한다. 박리될 수 없는(접합된) 외부 반전도층은 EVA, EEA 또는 EBA와, 조성물이 반전도성이 되도록 하는데 충분한 양의 카본 블랙을 함께 포함할 수 있다.
박리될 수 있는 조성물의 일례로서, EP-B1-0 420 271호가 언급될 수 있는데, 여기에는, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여, (A) 27 내지 45%의 비닐 아세테이트가 함유된 40 내지 64 중량%의 에틸렌-비닐 아세테이트, (B) 25 내지 55%의 아크릴로니트릴이 함유된 5 내지 30 중량%의 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체, (C) 표면적이 30 내지 60m2/g인 25 내지 45 중량%의 카본 블랙, 및 (D) 0.2 내지 5 중량%의 유기 퍼옥시드 가교제를 필수 성분으로 하는 전기 케이블용의 반전도성 절연 차폐 조성물이 기재되어 있다. 또한, 상기 조성물은 0.05 내지 3중량%의 통상적인 첨가제를 포함할 수 있다.
전기 케이블용의 종래의 박리될 수 있는 반전도성 조성물의 또 다른 예로서, US-A-4,286,203호가 언급될 수 있는데, 여기에는, (A) (메트)아크릴산의 C1-C8 알킬 에스테르, 예를 들어 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸-헥실 아크릴레이트 등으로 구성된 군으로부터 선택된, 약 15 내지 45 중량%의 알킬 아크릴레이트가 함유된 에틸렌-알킬 아크릴레이트 공중합체와, 약 15 내지 45 중량%의 비닐 아세테이트가 함유된 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체로 구성된 군으로부터 선택된 에틸렌 공중합체;(B) 약 10 내지 50 중량%의 아크릴로니트릴가 함유된 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체(니트릴 고무); (C) 전도성 카본 블랙; 및 (D) 퍼옥시드 가교제를 포함하는 전기 케이블용의 중합체 조성물이 기재되어 있다 (여기서, 중량비 A:B는 1:9 내지 9:1이고, 중량비 C:(A+B)는 0.1 대 1.5이며, D가 전체 조성물의 0.2 내지 5 중량%의 양으로 존재한다).
US-A-4,286,023호는 박리될 수 있는 외부 반전도층에 관한 것임을 주지해야 한다. 내부 반전도층에 대해서는 기재되어 있지 않다.
US-A-4,286,023호에 따르면, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체가 바람직한 성분(A)임을 주지해야 한다. 성분(A)가 아크릴산 및 메타크릴산의 C1-C8 알킬 에스테르로부터 선택되는 경우, 바람직한 공중합체는 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체이다.
외부 반전도층은 반전도성일 뿐만 아니라, 두 개의 케이블 말단의 접합이 용이해지도록 다른 층(즉, 절연층)으로부터 박리될 수 있는 것이 종종 바람직하다. 이러한 박리성(strippability)은 외부 전도층을, 아래에 있는 절연층보다 극성이 되도록 하고(예를 들어, EVA와 같은 극성 중합체를 보조제로 사용함), 외부 반전도층을 가교시킴으로써 달성된다. 절연층으로부터의 외부 반전도층의 박리성은 다른 인자, 예를 들어 반전도층내의 카본 블랙의 선택에 의해 또한 영향을 받는다.
전기 케이블내의 반전도층용의 종래 조성물이 다수 용도에 대해 만족스럽지만, 이들의 특성을 개선시키고, 이들에 존재할 수 있는 임의의 단점을 제거하거나 경감시킬 필요가 항상 존재해 왔다.
반전도층에 통상적으로 사용되는 EVA의 한 가지 단점은, 예를 들어 반전도성 조성물의 화합 도중과 같은 고온에서, EVA가 분해되어 약 150℃에서 아세트산을 생성하기 시작한다는데 있다. 동시에, 중합체 사슬 내에 이중결합이 형성된다. 특히 고온에서 매우 부식성인 아세트산은 처리 장비를 손상시켜, 이들의 원치않는 부식을 초래한다. 이것은 장비를 특수한 내부식성 물질로 제조함으로써 어느 정도까지는 억제될 수 있지만, 이는 비용이 많이 들게 하여 케이블 제조를 위한 투자 비용을 증가시킨다. 아세트산을 배출시키는 것은 환경적인 면에서 또한 부정적 인자이다. 또한, 아세트산의 발생시에 중합체 사슬내의 이중 결합의 형성은 원치않는 가교와 겔 형성을 초래할 수 있다.
전기 케이블의 반전도층용의 물질로서의 EVA의 또 다른 단점은 케이블을 가교(가황)시키는 경우에 명백히 나타난다. 가교는 길이가 약 100 내지 200m인 가황 튜브에서 수행되는 것이 보통인데, 여기서, 가교는 가능한 한 신속하고 완전하게 일어나야 한다. 반전도성 EVA 함유층을 갖는 통상적인 케이블의 경우, 가교는 약 260 내지 300℃, 바람직하게는 270 내지 285℃의 온도에서 수행된다. 약 8 내지 10bar의 질소 기체 압력이 가황 튜브내에 인가되어, 공기중의 산소를 차단함으로써 산화 작용을 방지하고, 중합체층내에 소위 공극이라 일컬어지는 미공(microcavity)의 형성을 감소시키는데 기여한다. EVA의 화합과 관련하여 상기 설명된 바와 같이, EVA의 가교시의 고온은 또한 아세트산의 발생 및 겔 형성을 야기시킨다. 화합 단계와 비교하여 가교 단계에서의 온도가 더 높을수록, 아세트산의 발생 및 겔 형성이 상응하여 증가한다. 발생된 아세트산은 불쾌한 냄새를 가질 뿐만 아니라, EVA 함유층으로부터의 VA의 손실, 및 아마도 이와 관련하여, 박리될 수 있는 외부 반전도성 EVA 함유층을 갖는 케이블의 제조시에 박리성이 감소된다는 것을 의미한다. 또한, 배출된 아세트산은 다른 휘발성 물질과 함께 가황 튜브내에서 응축되어, 가황 튜브의 바닥에서 점착성 액체를 형성한다. 이러한 액체는 케이블의 표면에 부착되어 이 표면을 오염시키는 경향이 있기 때문에 가황 튜브로부터 제거되어야 하는데, 이는 제조 중단 및 저생산성을 의미한다.
전기 케이블의 반전도층용의 중합체로서의 EEA 및 EBA의 단점은, 고온으로 가열시에 이들이 분해되어 분해 생성물로 분리된다는데 있다. EEA의 주요 분해 생성물은 기체 형태의 에틸렌 및 EEA 주쇄상에 있는 카르복실산 및 무수물기이다. 유사하게는, EBA의 주요 분해 생성물은 기체 형태의 부텐 및 EBA 주쇄상에 있는 카르복실산 및 무수물기이다. EEA 및 EBA의 열안정성이 EVA보다 약 100℃ 높지만, EEA 및 EBA의 열분해는 케이블의 가황과 같은 고온 처리시에 일어날 수 있다. EEA 및 EBA의 분해는 반전도층내에 EEA 및 EBA를 덜 잔류시켜, 결과적으로 층의 극성이 저하됨을 의미한다. 또한, 열분해시에 EEA 및 EBA로부터 분리되는 분해 생성물은 원치않는 워터-트링(water-treeing)을 초래할 수 있는 오염물을 구성한다.
전기 케이블과 관련된 또 다른 문제는 소위 "역수축(shrink-back)" 현상이다. 이 문제는 케이블의 금속 도체 및 케이블의 중합체 코팅층이 냉각시에 상이하게 수축한다는 사실과 관련이 있다. 앞서 기재된 바와 같이 압출에 의해 케이블을 제조하고, 금속 도체 주위의 중합체층을 가교시킨 후, 케이블을 적당한 치수로 절단시켜서, 주위 온도로 냉각시킨다. 냉각시에, 케이블의 중합체층은 금속 도체보다 더 수축한다. 이러한 수축에 의해 케이블 코팅의 직경이 감소하고, 또한 케이블에 따른 이것의 길이가 감소한다. 맨 마지막으로 언급된 길이방향으로의 수축은, 금속 도체를 케이블의 양 단부에서 케이블 코팅 밖으로 돌출시킨다 (코팅이 금속 도체로부터 역수축됨). 또한, 케이블 코팅의 역수축은 코팅, 보다 구체적으로는, 내부 반전도층과 금속 도체 간의 접착력에 따라 달라진다. 내부 반전도층과 금속 도체간의 접착력이 우수할수록 역수축이 작아지는데, 그 이유는 도체에 대한 증가된 마찰이 중합체층의 이완을 억제시키기 때문이다. EEA 및 EBA는 도체에 대한 접착력이 불량하므로 EVA와 비교하여 비교적 높은 양의 역수축을 나타낸다. 역수축 현상은, 첫번째 언급된 예에서 금속과 중합체간의 더 작은 접촉 면적으로 인해 연선(stranded) 도체를 갖는 케이블보다 솔리드(solid) 도체를 갖는 케이블에서 더욱 두드러진다는 점이 추가되어야 한다.
EA 및 BA의 양을 각각 증가시킴으로써 EEA 및 EBA의 역수축 문제를 해결하고자 하는 경우, EEA 및 EBA 중합체의 기계적 특성은 허용될 수 없는 정도로까지 악화된다. 이는 EEA 및 EBA가 솔리드 도체를 갖는 전기 케이블의 내부 반전도층용의 중합체로서의 EVA를 대체하지 못했던 이유를 설명해준다.
결론적으로, EVA가 전기 케이블의 반전도층용의 중합체로서 사용되는 것이 보통이지만, 이것은 불량한 열안정성을 가지며, 고온에서 분해되면서 아세트산을 발생시킨다. EEA 및 EBA는 상기 언급된 역수축 문제로 인해 내부 반전도층용이 아닌 접합된 외부 반전도층용 중합체로서만 이용되는 것이 일반적이다. 또한, EEA 및 EBA의 열안정성은 최적치 미만이다.
발명의 요약
본 발명은 전기 케이블의 종래의 내부 반전도층의 상기 문제점 및 단점이 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체(EM(M)A)를 내부 반전도층내의 에틸렌 공중합체로서 사용함으로써 해소되거나 경감된다는 발견에 기초하고 있다. 본원에 사용된 용어 "메틸 (메트)아크릴레이트" 및 "M(M)A"는 메틸 아크릴레이트(MA) 뿐만 아니라 메틸 메타크릴레이트(MMA)를 의미한다. 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체는 매우 열안정적이고, 유사한 고온에서 처리되는 경우 아세트산, 에틸렌 또는 부텐과 같은 임의의 분해 생성물로 분리되지 않는다.
따라서, 본 발명은, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여,
(a) 30 내지 90 중량%의 에틸렌 공중합체,
(b) 조성물이 반전도성이 되도록 하는데 적어도 충분한 양의 카본 블랙,
(c) 0 내지 8 중량%의 퍼옥시드 가교제,
(d) 0 내지 8 중량%의 통상적인 첨가제를 포함하는 전기 케이블용의 내부 반전도성 조성물로서, 에틸렌 공중합체(a)가 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체임을 특징으로 하는 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 내부에서 외부쪽으로, 내부 반전도층, 절연층 및 외부 반전도층의 순서로 둘러싸인 도체를 포함하는 전기 케이블을 제공하는데, 여기서, 내부 반전도층은, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여,
(a) 30 내지 90 중량%의 에틸렌 공중합체,
(b) 조성물이 반전도성이 되도록 하는데 적어도 충분한 양의 카본 블랙,
(c) 0 내지 8 중량%의 퍼옥시드 가교제,
(d) 0 내지 8 중량%의 통상적인 첨가제를 포함하는 반전도성 조성물부터 유도되며, 에틸렌 공중합체(a)가 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체임을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 내부에서 외부쪽으로, 내부 반전도층, 절연층 및 외부 반전도층의 순서로 둘러싸인 도체를 포함하는 전기 케이블의 가교된 내부 반전도층을 제조하는 방법을 제공하는데, 여기서, 내부 반전도층은, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여,
(a) 30 내지 90 중량%의 에틸렌 공중합체,
(b) 조성물이 반전도성이 되도록 하는데 적어도 충분한 양의 카본 블랙,
(c) 0.2 내지 8 중량%의 퍼옥시드 가교제,
(d) 0 내지 8 중량%의 통상적인 첨가제를 포함하는 가교성 반전도성 조성물로부터 유도되며, 가교성 반전도성 조성물이, 에틸렌 공중합체(a)로서 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체를 함유하고, 조성물이 300 내지 400℃에서 가교됨을 특징으로 한다.
본 발명의 추가의 특징 및 이점은 하기 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
발명의 상세한 설명
상기 언급된 바와 같이, 본 발명에 따른 전도성 조성물은, 고온에서 아세트산을 전혀 발생시키지 않는다는 점에서 종래의 반전도성 EVA 함유 조성물과 다르다. 이것은 조성물의 처리시에 장비의 부식이 현저하게 감소되거나 제거된다는 것을 의미하기 때문에 중요한 이점으로 작용한다. 따라서, 고가의 매우 내부식성인 물질을 장비의 제조에 사용할 필요가 없다. 또한, 불쾌한 냄새가 나는 아세트산이 발생되지 않는다는 것은, 반전도성 조성물 및 이것을 함유하는 전기 케이블을 제조하는 공장에서의 작업 환경이 상당히 개선된다는 것을 의미한다.
본 발명의 또 다른 이점은 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체가 열안정성이 있으며, 결과적으로 이를 함유하는 조성물도 열안정성이 있다는 것이다. 이러한 열안정성은, 예를 들어 화합 및 가교(가황) 도중에, 조성물이 분해될 위험없이, EVA와 같은 그 밖의 공지된 조성물보다 높은 온도까지 가열될 수 있다는 것을 의미한다. 조성물의 온도가 증가하는 경우 이것의 점성은 감소되는데, 이러한 점성의 감소는 조성물을 화합시키는데 필요한 에너지 역시 감소되며, 즉, 다량의 조성물이 통상적인 조성물과 비교하여 동일한 양의 에너지로 화합될 수 있음을 나타낸다. 이러한 사실은 두 가지 방식, 즉, 동일한 양의 조성물이 적은 양의 에너지로 동일 기간 도중에 화합될 수 있거나, 다량의 조성물이 동일한 양의 에너지로 동일 기간 도중에 화합될 수 있는 방식으로 유리하게 사용될 수 있다 (즉, 생산성이 증가됨). 두 가지 경우 모두에 있어서, 본 발명은 조성물이 보다 경제적이고, 비용 절감적으로 처리되게 한다.
예로서, 상기 EVA는 약 175 내지 180℃의 온도에서 화합되지만, EMA와 EMMA는 열산화적 분해에 대한 이들의 우수한 내성으로 인해 약 25℃ 더 높은 온도에서 화합될 수 있다. 이는 처리 "윈도우"가 EVA보다 EMA 및 EMMA에 대해 훨씬 더 광범위하며, 또한 생산성이 EVA와 비교하여 EMA 및 EMMA에 대해 증가될 수 있다는 것을 의미한다.
추가의 예로서, 종래의 EVA 조성물은 약 260 내지 300℃, 바람직하게는 약 270 내지 285℃에서 가교되며, 과도한 아세트산 발생으로 인해 약 300℃ 초과의 온도는 사용되지 않는다. 대조적으로, 본 발명의 EMA 또는 EMMA 함유 조성물은 약 400℃ 이하, 바람직하게는 약 390℃ 이하에서 어려움없이 가교될 수 있다. 공지된 EVA 조성물에 대한 경우와 같이, EMA 및 EMMA의 가교 온도 하한은 약 260℃이지만, 본 발명의 특정 일면은 EMA 또는 EMMA 함유 조성물을 약 300 내지 400℃, 바람직하게는 약 360 내지 390℃의 보다 높은 온도에서 가교시키는 것이다.
이러한 높은 가교 온도는 보다 신속한 가교를 초래하여, 케이블 제조시에 빠른 선 속도(line speed)를 가능하게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 가교된 내부 반전도성 EMA 또는 EMMA 함유층을 갖는 케이블을 제조하는 경우의 선 속도는, 가교된 내부 반전도성 EVA 함유층을 갖는 필적하는 케이블의 선 속도와 비교하여 10 내지 30%만큼 증가될 수 있다.
EMA 또는 EMMA의 가교시의 온도가, EMA 또는 EMMA를 화합시키는 경우, EVA에 대한 온도 이점이 "단지" 약 25℃라는 것을 고려하는 경우보다 약 100℃ 만큼 높을 수 있다는 사실은, 가교가 본질적으로 비산화성 분위기에서 수행되지만, 산소는, 특히, 제조 중단과 관련하여, 화합 도중에 일정한 정도로 존재한다는 사실에 의해 설명될 수 있다. 따라서, 가교 도중의 임의의 분해는 본질적으로 열적 특성인 반면, 이는 화합 도중의 열산화적 특성이다.
상기 설명으로부터 명백해지는 바와 같이, EM(M)A는 전기 케이블의 내부 반전도층용 공중합체로서 EVA와 비교하여 다수의 중요하고 자명하지 않은 이점을 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 반전도성 EM(M)A 조성물에는, 상기 언급된 바와 같이 내부 반전도층용 중합체로서 일반적으로 사용되지 않는 EEA 및 EBA와 같은 그 밖의 에틸렌-알킬 아크릴레이트 공중합체와 비교하여 상당한 이점이 존재한다.
앞서 언급한 바와 같이, EEA 및 EBA는 EM(M)A의 매우 높은 열안정성을 나타내지 않는다. 따라서, EM(M)A는 안정하고 약 400℃ 이하의 온도에서 가교될 수 있는 반면, EEA 및 EBA는 보다 불량한 안정성을 갖고 약 10 내지 20℃ 더 낮은 최대 가교 온도를 갖는다. 더욱이, EEA 및 EBA는 고온(280℃보다 높은 온도)에서 처리되는 경우에 분해 생성물로 분리되며, 앞서 언급한 바와 같이 이들 분해 생성물은 원치않는 워터-트링을 초래시킬 수 있다.
케이블의 내부 반전도층으로서 사용되는 경우에 본 발명의 EM(M)A 조성물의 또 다른 이점은, 이것이 상당한 역수축을 나타내는 EEA 및 EBA와는 반대로 금속 도체에 대해 우수한 접착성을 갖는다는데 있다. 역수축 문제를 제거하도록 중합체-금속 간의 접착력을 충분히 증가시키기 위해서는 중합체내에 다량의 EA 및 BA가 각각 요구되어, 결과적으로 EEA 및 EBA 함유 반전도성 조성물의 기계적 특성이 허용될 수 없을 정도로까지 낮아질 것이다.
결론적으로, 내부 반전도층, 바람직하게는 전기 케이블의 가교된 내부 반전도층에 사용하기 위한, 본 발명에 따른 EM(M)A 함유 조성물은 실질적이고 결정적인 이점을 나타낸다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 반전도성 조성물은 성분 (a)로서, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 30 내지 90 중량%의 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체를 포함한다. 바람직하게는, 상기 조성물은 55 내지 90 중량%의 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체를 포함한다. 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체내의 메틸 (메트)아크릴레이트 공단량체의 양은, 공중합체를 기준으로 하여, 바람직하게는 5 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 중량%이다. 메틸 (메트)아크릴레이트 공단량체 및 공중합체의 양이 기재된 범위내에 있는 경우, 내부 반전도층에 대한 최적 성능이 달성될 수 있다.
조성물이 반전도성이 되도록, 카본 블랙을 성분 (b)로서 포함한다. 카본 블랙의 양은 중요하진 않지만, 조성물이 반전도성이 되도록 하는데 적어도 충분해야 한다. 바람직하게는, 상기 조성물은, 이것의 전체 중량을 기준으로 하여, 15 내지 45 중량%의 카본 블랙, 더욱 바람직하게는 30 내지 40 중량%의 카본 블랙을 함유한다. 전기 전도성이기만 하면, 어떠한 카본 블랙도 사용될 수 있다. 적당한 카본 블랙에는 퍼니스(furnace) 블랙 및 아세틸렌 블랙이 포함된다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 가교성이며, 퍼옥시드 가교제를 성분 (c)로서 포함한다. 퍼옥시드 가교제의 양은 0.2 내지 8 중량%, 바람직하게는 0.6 내지 2 중량%이다. 적당한 가교제의 예에는 유기 퍼옥시드, 예를 들어 디쿠밀 퍼옥시드, 비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠, 및 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3이 포함된다.
상기 성분들 이외에, 본 발명의 반전도성 조성물은 성분 (d)로서 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 약 8 중량% 이하, 바람직하게는 약 4 중량% 이하의 통 상적인 첨가제, 예를 들어 처리 보조제, 안정화제, 산화방지제, 그을음 방지제, 물-트리 방지(WTR)용 첨가제, 충전제 및 윤활제를 또한 포함할 수 있다.
지금까지 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 하기 비제한적 실시예에 의해 명백해질 것이다.
실시예 1
열안정성의 측면에서, EVA, EEA 및 EBA와 비교되는 EMA 및 EMMA의 이점을 나타내도록, 하기 시험을 수행하였다.
샘플 EMA(5.7 mole% MA); EMMA(4.9 mole%); EVA(6.7 mole% VA); EEA(4.8 mole% EA); 및 EBA(4.3 mole% BA)를 333℃(등온)에서 열중량측정 분석(TGA)을 수행하였다. 각각의 샘플의 중량 손실(%)을 20분 간격으로 측정하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
표 1
시간 (분)
20 40 60 80 100
EMA 0.8 1.3 1.8 2.2 2.6
EMMA 1.1 1.5 1.9 2.3 2.7
EVA 12 12.7 - - -
EEA 1.2 1.9 2.5 3.2 3.7
EBA 1.3 2.2 2.9 3.6 4.3
분해로 인해 EVA가 매우 높은 중량 손실을 나타낸다는 것이 표 1로부터 명백해진다. 또한, EEA 및 EBA가 100분 후에 EMA 및 EMMA의 중량 손실보다 거의 2배에 가까운 상당한 중량 손실을 나타내었다. 상기 설명한 바와 같이, EMA 및 EMMA는 에틸렌 또는 부텐과 같은 임의의 분해 생성물로 분리되지 않으며, 그 대신 EMA 및 EMMA의 중량 손실은 사슬 분해에 의해 설명될 수 있다.

Claims (7)

  1. 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여,
    (a) 30 내지 90 중량%의 에틸렌 공중합체,
    (b) 조성물이 반전도성이 되도록 하고, 조성물의 전체 중량이 100중량%가 되도록 하는 데 충분한 양의 카본 블랙,
    (c) 0 내지 8 중량%의 퍼옥시드 가교제,
    (d) 0 내지 8 중량%의 통상적인 첨가제를 포함하는 전기 케이블의 내부 반전도층용 반전도성 조성물로서, 에틸렌 공중합체(a)가 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체임을 특징으로 하는 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체가 공중합체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 25 중량%의 메틸 (메트)아크릴레이트를 포함함을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 조성물이 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여, 성분 (b)로서 15 내지 45 중량%의 카본 블랙을 함유하며, 나머지 성분 (a), (c) 및 (d)의 양이 조성물의 전체 중량이 100중량%가 되도록 선택됨을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 조성물이 성분 (c)로서 0.2 내지 2 중량%의 퍼옥시드 가교제를 함유함을 특징으로 하는 조성물.
  5. 내부에서 외부쪽으로, 내부 반전도층, 절연층 및 외부 반전도층의 순서로 둘러싸인 도체를 포함하며, 내부 반전도층이, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여,
    (a) 30 내지 90 중량%의 에틸렌 공중합체,
    (b) 조성물이 반전도성이 되도록 하고, 조성물의 전체 중량이 100중량%가 되도록 하는 데 충분한 양의 카본 블랙,
    (c) 0 내지 8 중량%의 퍼옥시드 가교제,
    (d) 0 내지 8 중량%의 통상적인 첨가제를 포함하는 반전도성 조성물로부터 유도되는 전기 케이블로서, 에틸렌 공중합체(a)가 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체임을 특징으로 하는 전기 케이블.
  6. 제 5항에 있어서, 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체(a)가 공중합체의 중량을 기준으로 하여 5 내지 25 중량%의 메틸 (메트)아크릴레이트를 함유함을 특징으로 하는 전기 케이블.
  7. 내부에서 외부쪽으로, 내부 반전도층, 절연층 및 외부 반전도층의 순서로 둘러싸인 도체를 포함하며, 내부 반전도층이, 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여,
    (a) 30 내지 90 중량%의 에틸렌 공중합체,
    (b) 조성물이 반전도성이 되도록 하고, 조성물의 전체 중량이 100중량%가 되도록 하는 데 충분한 양의 카본 블랙,
    (c) 0.2 내지 8 중량%의 퍼옥시드 가교제,
    (d) 0 내지 8 중량%의 통상적인 첨가제를 포함하는 가교성 반전도성 조성물로부터 유도되는 전기 케이블의 가교된 내부 반전도층을 제조하는 방법으로서, 가교성 반전도성 조성물이, 에틸렌 공중합체(a)로서 에틸렌-메틸 (메트)아크릴레이트 공중합체를 함유하고, 상기 조성물이 300 내지 400℃에서 가교됨을 특징으로 하는 방법.
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