KR101204591B1 - 저용융 온도의 폴리올레핀을 포함하는 박리성 반도전성 조성물 - Google Patents

저용융 온도의 폴리올레핀을 포함하는 박리성 반도전성 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특별히 전력 케이블을 위한 용이하게 조절가능한 박리 특성을 가지는 반도전성 폴리머 조성물에 관한 것이다. 상기 반도전성 폴리머 조성물은 극성 코-모노머 단위를 포함하는 에틸렌 코폴리머로서, 상기 에틸렌 코폴리머 내 극성 코-모노머 단위의 양이 에틸렌 코폴리머의 총량을 기준으로 10 중량% 이상인, 에틸렌 코폴리머; 프로필렌 모노머 단위 및 적어도 4 개의 탄소 원자를 가지는 알파-올레핀의 모노머 단위를 포함하는 올레핀 코폴리머로서, 상기 올레핀 코폴리머가 110℃ 이하의 융점을 가지는 올레핀 코폴리머; 및 반도전성 폴리머 조성물의 총량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 카본 블랙을 포함하고, 상기 올레핀 코폴리머 (B)는 메탈로센 중합 촉매를 이용하여 제조된다. 상기 조성물은 향상된 박리 특성 프로파일 및 강화된 기계적 특성 프로파일은 물론 전기적 특성 프로파일도 제공한다.

Description

저용융 온도의 폴리올레핀을 포함하는 박리성 반도전성 조성물{Strippable semiconductive composition comprising low melt temperature polyolefin}
본 발명은 특별히 전력 케이블용으로 용이하게 조절가능한 박리 특성을 가지는 반도전성 폴리머 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 더 나아가 이러한 반도전성 폴리머 조성물의 용도 및 상기 반도전성 폴리머 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하는 전력 케이블에 관한 것이다.
고전압을 매개하기 위한 전력 케이블은 보통 에틸렌 폴리머 등의 폴리머 물질과 같은 절연 물질로 둘러싸인 하나 또는 그 이상의 금속 전도체를 포함한다.
전력 케이블에서, 전기 도체는 통상적으로 내부 반도전성층으로 먼저 코팅하고, 이어서 절연층으로 코팅한 다음, 외부 반도전성층으로 코팅하고, 이어서 수-방벽층(water-barrier layers)과 같은 선택적인 층으로 코팅한 후, 상기 외부에 선택적으로 외장층을 코팅한다. 케이블의 층들은 일반적으로 다른 타입의 에틸렌 폴리머를 기초로 한다.
절연층과 반도전성층은 보통 바람직하기로는 가교되어 있는 에틸렌 호모- 및/또는 코폴리머로 이루어진다. 케이블의 압출과 관련하여, 예를 들어 디큐밀 퍼옥사이드와 같은 퍼옥사이드를 첨가함으로써 가교된 LDPE(저 밀도 폴리에틸렌, 즉 고압에서 라디칼 중합에 의해 제조된 폴리에틸렌)는, 최근에 주된 케이블 절연 물질이 되어 왔다. 내부 반도전성층은 보통 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(EVA), 에틸렌 메틸아크릴레이트 코폴리머(EMA), 에틸렌 에틸아크릴레이트 코폴리머(EEA), 에틸렌 부틸아크릴레이트 코폴리머(EBA)와 같은 에틸렌 코폴리머를 포함한다. 외부 반도전성층의 조성물은 박리성이 있어야 하는지의 여부에 따라서 달라진다.
통상적으로 비극성인 절연층으로부터 박리가 가능한 반도전성층을 제조하기 위한 일반적인 개념은 반도전성층의 극성을 증가시키는 것이다. 이것은 예를 들어 반도전성 조성물에 고도의 극성 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR)를 첨가함으로써 수행되며, 상기 반도전성 조성물은 예를 들어 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머(EVA)와 같은 에틸렌 코폴리머와, 상기 조성물을 반도전성화 하기에 충분한 카본 블랙을 추가로 포함한다.
박리성 조성물의 예로서, 상기 조성물의 총중량을 기준으로, 본질적으로 (A) 27-45%의 비닐 아세테이트를 가지는 40-64 중량%의 에틸렌비닐 아세테이트 코폴리머, (B) 25-55%의 아크릴로니트릴을 가지는 5-30 중량%의 아크릴로니트릴-부타디엔 코폴리머, (C) 30-60 ㎡/g의 표면적을 가지는 25-45 중량%의 카본 블랙 및 (D) 0.2-5 중량%의 유기 퍼옥사이드 가교제로 이루어지는, 전력 케이블용 반도전성 절연 차폐 조성물을 개시한 EP-B1-0 420 271을 언급할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 0.05-3 중량%의 통상적인 첨가제를 포함할 수 있다.
전력 케이블용 박리성 반도전성 조성물에 관한 종래 기술의 또 다른 예로서, (A) 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸-헥실 아크릴레이트 등과 같은 (메트)아크릴산의 C1-C8 알킬 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 약 15-45 중량%의 알킬 아크릴레이트를 함유하는 에틸렌-알킬 아크릴레이트 코폴리머, 및 약 15-45 중량%의 비닐 아세테이트를 함유하는 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머로 이루어진 군으로부터 선택되는 에틸렌 코폴리머, (B) 약 10-50 중량%의 아크릴로니트릴을 함유하는 부타디엔-아크릴로니트릴 코폴리머(니트릴 고무), (C) 전도성 카본 블랙, 및 (D) 퍼옥사이드 가교제를 포함하는 전력 케이블용 폴리머 조성물로서, 상기 A:B의 중량비가 1:9 내지 9:1이고, C:(A+B)의 중량비는 0.1 내지 1.5이며, D는 전체 조성물 중 0.2-5 중량%의 양으로 존재하는 전력 케이블용 폴리머 조성물을 개시하는 US-A-4,286,023을 언급할 수 있다.
비록 전력 케이블의 반도전성층을 위한 종래 기술 조성물이 다수의 적용 분야에 만족스러울지라도, 이들의 특징을 개선하고 이들이 가질 수 있는 임의의 단점을 제거하거나 감소시키려는 요구들이 항상 존재한다.
또한, 국제공보 WO 99/20690은, 조성물의 총량을 기준으로,
(a) 30-90 중량%의 에틸렌 코폴리머,
(b) 상기 조성물을 반도전성화 하기 위한 카본 블랙,
(c) 0-8 중량%의 퍼옥사이드 가교제, 및
(d) 0-8 중량%의 통상적인 첨가제를 포함하며,
상기 에틸렌 코폴리머 (a)가 에틸렌-메틸(메트)아크릴레이트 코폴리머인 전력 케이블용 내부 반도전성 조성물을 개시하고 있다. 이는 EMA의 사용이 극성 코폴리머와 이를 함유하는 조성물의 열안정성을 향상시킨다는 점을 기재하고 있다. 따라서, 상기 조성물은 예를 들어 다른 공지의 조성물과 배합되고 가교되는 중에 더 높은 온도로 가열될 수 있다. 결과적으로, 배합 중에 더 높은 생산 속도와 케이블 생산 중에 더 높은 라인 스피드가 가능하다.
본 발명의 목적은 박리가 가능하고 또한 일정한 요구에 따라 그것의 박리 특성을 용이하게 조정할 수 있는, 전력 케이블의 반도전성층에 적합한 새로운 반도전성 폴리올레핀 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 용이하게 가공 가능하고, 충분한 열적-산화 안정성과 배합 점조도(compounding consistency)를 가지며 향상된 취급 특성을 가지는, 박리성 반도전성 코폴리머 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적들은
(A) 극성 코-모노머 단위를 포함하는 에틸렌 코폴리머로서, 상기 에틸렌 코폴리머 내 극성 코-모노머 단위의 양이 에틸렌 코폴리머의 총량을 기준으로 10 중량% 이상인, 에틸렌 코폴리머,
(B) 프로필렌 모노머 단위 및 적어도 4 개의 탄소 원자를 가지는 알파-올레핀의 모노머 단위를 포함하는 올레핀 코폴리머로서, 상기 올레핀 코폴리머가 110℃ 이하의 융점을 가지는 올레핀 코폴리머, 및
(C) 반도전성 폴리머 조성물의 총중량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 카본 블랙을 포함하는 반도전성 폴리머 조성물에 있어서,
상기 올레핀 코폴리머 (B)가 메탈로센 중합 촉매를 이용하여 제조되는 것인 반도전성 폴리머 조성물을 제공함으로써 본 발명에 의해 달성된다.
더 나아가, 본 발명은 전도체, 절연층 및 적어도 하나의 반도전성층을 포함하며, 상기 적어도 하나의 반도전성층이 상기에서 언급한 반도전성 폴리머 조성물을 포함하는 전력 케이블을 제공한다.
당업계에서, 일반적으로 다소 비극성인 조성물, 예를 들어 폴리에틸렌 조성물로 제조되는 절연층에 인접한 이러한 박리성 반도전성층의 경우, 비교적 극성인 폴리머 조성물을 사용하여 박리를 촉진하는 것으로 통상적으로 알려져 있다.
당업계의 기대와 달리, 본 발명에서 정의되는 올레핀 코폴리머가 인접하는 절연층으로부터 용이하게 반도전성층을 박리할 수 있는 전력 케이블의 반도전성층에 매우 적합하다는 놀라운 사실이 밝혀졌다. 또한, 본 발명의 반도전성 조성물의 박리성은 예를 들어 다른 산업 표준들에 따라 용이하게 조정할 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 상기 반도전성 조성물이, 츄잉-검과 같은 점조도를 가져서 취급 및 주입 상의 문제를 일으키는, NBR을 포함하지 않는다는 장점을 가진다. 일반적으로 NBR은, 배합에 앞서 일정한 가공 단계에서 입자화되거나 더 작은 조각으로 절단되어야만 하는, 거대한 다발로 제조되고 수송된다. 그러므로, NBR의 사용은 배합 믹서 내로 이를 연속적으로 공급하는데 불편하다.
본 발명에서 사용되는 올레핀 코폴리머는 예를 들어 펠렛 형태로 용이하게 취급할 수 있으며, 또한 임의의 일정한 입자화 또는 절단 가공 단계 없이 상기 조성물의 형성 중에 용이하게 주입될 수 있다. 따라서, 배합 공정과 배합 점조도 및 이에 따른 생성물의 점조도가 NBR을 대체함으로써 매우 크게 향상된다.
또한, 상기 조성물의 열적-산화 특성이 향상되며, 이로써 가공 중에 분해가 덜 일어나게 된다. NBR은 배합 단계 도중 대기의 산소와 쉽게 반응하여, 최종 조성물 내에 덩어리를 형성시킬 수 있는 열적-산화 분해를 일으키는 많은 이중 결합을 함유한다. 상기 올레핀 코폴리머는 제한된 수의 이중 결합을 함유하며, 또한 산화되기 쉽지 않아서 가공 중에 덜 분해되고 더욱 견고한 생성물을 형성한다. 또는, 향상된 열적-산화 특성이 예를 들어 배합 기계에서의 더 높은 처리량을 위하여 더 높은 가공 온도를 사용하여 이용될 수 있다.
마지막으로, 상기 올레핀 코폴리머는 배합 중에 기본 수지와 더 잘 조화되어, 실질적으로 감소된 점착성을 보이는 더 단순한 제형을 생성하게 한다. 매우 점착성이 있는 NBR을 함유하는 조성물에서는, 상용화제; 왁스, 스테아레이트 또는 실리콘 등과 같은 윤활제; 및 이형제(parting agent)가 균질하고 최종적으로 유리되는 유동 조성물을 얻는데 필요하다. 본 발명에 따른 조성물에서 상기 올레핀 코폴리머를 사용하는 경우, NBR의 점착성으로 인한 이러한 단점은 극복되고, 이에 따라 상기 첨가제들이 생략되거나 이들의 양이 감소될 수 있다.
본 발명은 올레핀 코폴리머 (B)의 제조시 메탈로센 중합 촉매를 이용하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서 선택된 메탈로센 중합 촉매가 최종 반도전성 폴리머 조성물의 우수한 기계적 특성은 물론 가공 특성까지 제공한다는 놀라운 사실이 밝혀졌다.
메탈로센 중합 촉매의 이용으로, 놀랍게도 종래 지글러 촉매에 의해 제조되는 반도전성 폴리머 조성물에 비해 박리성 반도전성 폴리머 조성물의 특성 프로파일을 향상시킬 수 있게 되었다. 특히, 케이블 제품 가공 윈도우의 온도가 메탈로센 촉매를 이용하는 경우 훨씬 더 높다. 따라서, 상기 가공 온도는 퍼옥사이드 분해로 인한 그을음 발생을 피하기 위해 충분히 낮을 수 있으며, 상기 폴리머 조성물에 뛰어난 표면 평활도를 주는 탄성의 성형성 용융물을 보장하도록 우수한 용융 균질화를 제공하기에 충분히 높을 수 있다. 우수한 용융 균질화는 바람직하기로는 가장 높은 융점을 가지는 폴리머 성분의 융점 보다 25 ℃ 이상 높은 압출기의 용융 온도에 의해 얻을 수 있다.
메탈로센 촉매는 더 나아가 얻어진 올레핀 코폴리머 (B)의 비캇 연화점을 낮추고, 상기에서 기술한 강화된 특성 프로파일에 기여하는 파라미터인 균일한 코모노머 분포 및 좁은 분자량 분포 (Mw/Mn)를 보장한다.
본 발명의 반도전성 폴리머 조성물은 또한 NBR을 포함하는 조성물에 비해, 왁스와 같은 가공보조제, 이형제(고결방지제)를 덜 필요로 한다. 구성성분으로서 NBR을 사용하는 종래 박리성 조성물에 비해 본 발명 폴리머 조성물의 감소된 점착성으로 인하여, 본 발명의 새로운 조성물은 비교적 낮은 박리력에서 박리성에 어떠한 문제도 없이 적어도 75℃까지의 더 높은 온도에서 박리될 수 있다. 더욱이 폴리머 펠렛은 70℃까지의 온도에서도 서로 달라붙지 않으면서 제조될 수 있다. 따라서 NBR을 함유하는 조성물에서는 없어서는 안되는 상기 가공 보조제 및 이형제는 생략될 수 있다.
바람직하기로는, 상기 반도전성 조성물의 올레핀 코폴리머 (B)는 적어도 4개의 탄소 원자를 가지는 알파-올레핀의 모노머 단위를 40 중량% 이하, 더욱 바람직하기로는 30 중량% 이하 포함한다. 또한 올레핀 코폴리머 (B)는 적어도 4개의 탄소 원자를 가지는 알파-올레핀의 모노머 단위를 5 중량% 이상 포함하는 것이 바람직하다.
상기 올레핀 코폴리머 (B)에 하나 또는 그 이상의 모노머 단위를 결합시키기 위한 알파-올레핀은 바람직하기로는 부텐, 펜텐, 헥센, 헵텐, 옥텐, 노넨 및 데카디엔으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 올레핀 코폴리머 (B)는 또한 상기 알파-올레핀 이외에, 바람직하기로는 10% 미만의 함량으로 에틸렌 모노머 단위가 혼입될 수 있다.
상기 프로필렌 단위는 상기 올레핀 코폴리머 (B) 내에, 상기 올레핀 코폴리머 (B)의 총량을 기준으로 바람직하기로는 50 중량% 이상, 더욱 바람직하기로는 70 내지 90 중량%의 양으로 함유될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 올레핀 코폴리머는 프로필렌 및 부텐 모노머 단위로 이루어진다.
상기 올레핀 코폴리머의 융점은 바람직하기로는 110℃ 이하이다.
또한, 상기 올레핀 코폴리머 (B)의 융점은 바람직하기로는 100℃ 이하, 더욱 바람직하기로는 90℃ 이하, 더더욱 바람직하기로는 85℃ 또는 75℃ 이하이다. 상기 올레핀 코폴리머 (B)의 융점은 바람직하기로는 50 내지 55℃의 범위보다 더 낮지 않아야 한다.
바람직하기로는, 상기 반도전성 조성물은 상기 올레핀 코폴리머 (B)를 3 중량% 이상, 더욱 바람직하기로는 5 중량% 이상, 가장 바람직하기로는 10 중량% 이상의 양으로 포함한다.
또한, 상기 반도전성 조성물은 바람직하기로는 45 중량% 이하, 더욱 바람직하기로는 35 중량% 이하, 가장 바람직하기로는 25 중량% 이하의 올레핀 코폴리머 (B)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따라, 상기 올레핀 코폴리머 (B)는 폴리머 조성물의 총량 중 10 내지 45 중량%, 또는 5 내지 15 중량%의 양으로 함유될 수 있다.
상기 올레핀 코폴리머 (B)의, 230℃에서 측정된, 용융 흐름 속도 MFR2는 바람직하기로는 0.5 내지 50 g/10 min, 더욱 바람직하기로는 3 내지 35 g/10 min이다.
본 발명의 반도전성 조성물의 하나의 구현예에서, 상기 올레핀 코폴리머는 프로필렌 코폴리머, 바람직하기로는 랜덤 프로필렌 코폴리머를 포함하거나 이로 이루어진다. 프로필렌 코폴리머는 프로필렌-알파-올레핀 고무와 같은, 분산된 고무 상과 함께 랜덤 프로필렌 코폴리머 매트릭스를 포함할 수 있다. 일례로 프로필렌-부텐 고무가 있다. 프로필렌 코폴리머는 또한 프로필렌-에틸렌-알파-올레핀 터폴리머와 같은 올레핀-기본의 터폴리머를 포함할 수 있다. 일례로 탄성 중합체 특성을 가질 수 있는 프로필렌-에틸렌-부텐 터폴리머가 있다.
상기 올레핀 코폴리머 (B)는 바람직하기로는 ASTM D792에 따른 910 ㎏/㎤ 이하, 더욱 바람직하기로는 900 ㎏/㎤ 이하의 밀도를 가진다.
본 발명의 반도전성 코폴리머 조성물은 바람직하기로는 극성 코폴리머 (A)를 추가로 포함한다. 이러한 극성 코폴리머는 전력 케이블용 반도전성 코폴리머 조성물에서 통상적으로 사용되는 임의의 극성 코폴리머일 수 있다.
바람직하기로는, 극성 코폴리머 (A)는 극성 올레핀 코폴리머, 더욱 바람직하기로는 극성 에틸렌 코폴리머이다.
상기 극성 코폴리머 (A)에 함유된 극성 코모노머는 아크릴산, 메타아크릴산, 아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 아세테이트 및/또는 비닐 에스테르로부터 선택될 수 있다.
바람직하기로는, 상기 극성 코폴리머 (A)는 에틸렌과, 바람직하기로는 4 내지 8개의 탄소 원자를 가지는 불포화 카르복실산 에스테르, 또는 비닐 에스테르, 바람직하기로는 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸 (메트)아크릴레이트와 같은 C1-4 아크릴레이트, 또는 비닐 아세테이트의 코폴리머이다.
또한, 상기 극성 코폴리머 (A)는 전체 조성물을 기준으로 65 중량% 이하, 더욱 바람직하기로는 60 중량% 이하, 더더욱 바람직하기로는 55 중량% 이하, 및 가장 바람직하기로는 50 중량% 이하의 양으로 반도전성 조성물 중에 존재할 수 있다.
상기 극성 코폴리머 (A)는 바람직하기로는 10 중량% 이상, 더욱 바람직하기로는 20 중량% 이상, 또는 가장 바람직하기로는 25 중량% 이상의 극성 코모노머 단위를 갖는다.
특히, 에틸렌/비닐 아세테이트 코폴리머가 사용될 수 있다. 상기 코폴리머는 주성분으로서 에틸렌, 및 4 또는 5개의 탄소 원자를 갖는 비닐 에스테르로 구성될 수 있다. 상기 비닐 에스테르는 바람직하기로는 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
바람직하기로는, 상기 극성 코폴리머 (A)는 0.1 내지 100 g/10 min, 더욱 바람직하기로는 1 내지 60 g/10 min, 더더욱 바람직하기로는 5 내지 50 g/10 min, 및 가장 바람직하기로는 15 내지 50 g/10 min의 용융 흐름 속도 MFR2 (2.16 ㎏/190 ℃)를 갖는다.
또한, 극성 코폴리머 (A)와 올레핀 코폴리머 (B)의 총량에 대한 올레핀 코폴리머 (B)의 양이 바람직하기로는 45 중량% 이하, 더욱 바람직하기로는 25 중량% 이하, 더욱더 바람직하기로는 20 중량% 이하인 경우에 유리하다. 올레핀 코폴리머 (B)의 양이 상기 범위보다 더 큰 경우에는, 전체 반도전성 폴리머 조성물의 점착성 및 가공성이 저하될 수 있다.
상기 반도전성 폴리머 조성물은 바람직하기로는 카본 블랙을 추가로 포함한다.
카본 블랙의 양은 적어도 반도전성화되는 조성물이 얻어질 수 있는 최소량이다. 사용되는 카본 블랙의 종류, 조성물의 원하는 용도 및 전도성에 따라, 카본 블랙의 양은 변화될 수 있다.
바람직하기로는, 상기 폴리머 조성물은 전체 반도전성 조성물의 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 카본 블랙을 포함한다. 더욱 바람직하기로는, 카본 블랙의 양은 10 내지 45 중량%, 더욱 바람직하기로는 15 내지 45 중량% 또는 20 내지 45 중량%, 더더욱 바람직하기로는 30 내지 45 중량%, 추가로 더더욱 바람직하기로는 35 내지 45 중량%, 및 가장 바람직하기로는 36 내지 41 중량%이다.
전기적으로 전도성인 임의의 카본 블랙이 사용될 수 있다. 적합한 카본 블랙의 예로는 용광로 블랙 및 아세틸렌 블랙을 포함한다. 카본 블랙으로서, 용광로 카본 블랙이 특히 바람직하다.
적합한 용광로 블랙은 ASTM D-3849에 따라 측정된, 28 ㎚ 이상의 초기 입자 크기를 가질 수 있다. 이러한 범주의 많은 적합한 용광로 블랙은 ASTM D-1510에 따른 30 내지 200 mg/g의 요오드가와 또한 ASTM D-2414에 따른 80 내지 300 ㎖/100 g의 오일 흡수가를 특징으로 한다.
다른 적합한 카본 블랙은 임의의 다른 공정에 의해 제조되거나 추가로 처리될 수 있다.
반도전성 케이블층용으로 적합한 카본 블랙은 바람직하기로는 이들의 청정도(cleanliness)를 특징으로 한다. 따라서, 바람직한 카본 블랙은 ASTM-1506에 따라 측정시 0.2 중량% 미만의 회분-함량, ASTM D-1514에 따른 30 ppm 미만의 325 메시 체 잔여물, 및 ASTM-1619에 따른 1 중량% 미만의 총 황 함량을 갖는다.
가장 바람직하기로는 ASTM-1506에 따라 측정시 0.05 중량% 미만의 회분-함량, ASTM D-1514에 따른 15 ppm 미만의 325 메시 체 잔여물, 및 ASTM-1619에 따른 0.05 중량% 미만의 총 황 함량을 갖는 초청정의 용광로 카본 블랙이다.
바람직한 구현예에 따라, 상기 반도전성 폴리머 조성물은 가교제를 추가로 포함한다.
본 발명의 문맥에서, 가교제는 라디칼 중합을 개시할 수 있는 임의의 화합물로서 정의된다. 가교제는 분해되었을 때 라디칼을 발생시킬 수 있는 화합물일 수 있으나, 또한 분해 후 얻어진 라디칼을 포함할 수 있다. 바람직하기로는, 가교제는 적어도 하나의 -O-O- 결합 또는 적어도 하나의 -N=N- 결합을 함유한다. 더욱 바람직하기로는, 가교제는 퍼옥사이드이며 및/또는 열분해 후 이로부터 얻은 라디칼이다.
가교제, 예를 들어 퍼옥사이드는, 폴리머 조성물의 중량을 기준으로, 바람직하기로는 3.0 중량% 미만, 더욱 바람직하기로는 0.2 내지 2.6 중량%, 더욱더 바람직하기로는 0.3 내지 2.2 중량%의 양으로 첨가된다. 그을음(scorch)과 가교 효율 간의 양호한 균형을 가지기 위해, 반도전성 조성물의 중량을 기준으로 바람직하기로는 0.4 내지 1.5 중량%, 더욱 바람직하기로는 0.8 내지 1.2 중량%의 가교제, 특히 퍼옥사이드를 첨가할 수 있다.
상기 가교제는 배합 단계 (즉, 불포화 폴리올레핀이 카본 블래과 혼합될 때) 도중이나, 또는 배합 단계 이후 분리 공중 중에, 또는 반도전성 가교성 조성물이 압출되는 도중에, 또는 압출 이후 예를 들어 다른 케이블층으로부터 반도전성층으로의 가교 라디칼의 확산에 의해 상기 반도전성 조성물에 첨가될 수 있다.
가교를 위해 사용되는 퍼옥사이드로서, 하기의 화합물이 언급될 수 있다: 디-터트-아밀퍼옥사이드, 2,5-디(터트-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸-3-헥신, 2,5-디(터트-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, 터트-부틸쿠밀퍼옥사이드, 디(터트-부틸)퍼옥사이드, 디쿠밀퍼옥사이드, 디(터트-부틸퍼옥시-이소프로필)벤젠, 부틸-4,4-비스(터트-부틸퍼옥시)발레르에이트, 1,1-비스(터트-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 터트-부틸퍼옥시벤조에이트, 디벤조일퍼옥사이드.
바람직하기로는, 퍼옥사이드는 2,5-디(터트-부틸퍼옥시)-2,5-디메틸-헥산, 디(터트-부틸퍼옥시-이소프로필)벤젠, 디쿠밀퍼옥사이드, 터트-부틸쿠밀퍼옥사이드, 디(터트-부틸)퍼옥사이드 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 가장 바람직하기로는, 퍼옥사이드는 터트-부틸쿠밀퍼옥사이드이다.
상기 반도전성 폴리머 조성물은 추가의 첨가제를 포함할 수 있다. 가능한 첨가제로서, 항산화제, 그을음 억제제, 가교 촉진제, 안정제, 가공 보조제, 윤활제, 난연 첨가제, 산 제거제, 무기 충전제, 전압 안정제, 수트리 저항성을 향상시키기 위한 첨가제, 또는 이들의 혼합물이 언급될 수 있다.
인열 거동 등과 같은 특성을 향상시키기 위한 카본 블랙 이외에 또 다른 충전재를 소량, 바람직하기로는 15 % 이하 포함하는 것이 또한 가능하다. 상기 충전재는 또한 산 제거제로서 작용할 수 있다. 상기 반도전성 배합물 중에 코폴리머로서 사용되는 에틸렌 비닐아세테이트는, 가공 설비의 부식 위험을 증가시키는 아세트산의 형성을 일으키는 150℃ 이상에서 분해되기 시작한다. 바람직하기로는 무기 충전제는 산을 중화시키고 산 부식 발생을 감소시킬 것이다. 적합한 충전 물질은 칼슘 카보네이트, 탈크, 마이카, 규회석, 바륨 설페이트, 방해석 및 하이드로탈시트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
전도체, 절연층 및 적어도 하나의 반도전성층을 포함하는 전력 케이블의 제조에 있어서, 본 발명의 반도전성 코폴리머 조성물은 적어도 하나의 상기 반도전성층 내에 함유될 수 있다.
본 발명의 반도전성 코폴리머 조성물을 포함하는 전력 케이블은 수방벽층 및 외장층과 같은 추가의 층을 추가로 포함할 수 있다.
상기에서 언급한 바와 같이, 가교제, 바람직하기로 퍼옥사이드를 상기 반도전성 폴리올레핀 조성물에 첨가할 수 있다. 상기 가교제의 첨가 시점은 변화될 수 있다. 일례로서, 가교제는 폴리올레핀이 배합 단계에서 카본 블랙과 혼합될 때, 또는 배합 단계 이후 분리 가공 단계에서 상기 반도전성 가교성 폴리머 조성물에 첨가될 수 있다. 또한, 상기 가교제는 반도전성 가교성 폴리머 조성물의 압출 도중에 첨가될 수 있다.
또 다른 대안으로서, 상기 가교제는 기판 상에 상기 반도전성 가교성 폴리머 조성물을 도포하는 도중 및/또는 도포한 후에 첨가될 수 있다. 이러한 바람직한 구현예에서, 상기 가교제는 이를 상기 반도전성 가교성 조성물을 포함하는 층 내로 이동시킬 수 있는 외부 저장기에 공급될 수 있다. 본 발명의 문맥에서, "외부 저장기"는 반도전성 가교성 조성물을 포함하는 층의 일부가 아닌 저장기이다. 바람직하기로는, 상기 외부 저장기는 또한 상기 기판 상에 적용되고 가교제를 함유하는 또 다른 층이다. 상기에서 설명한 바와 같이, 용어 "가교제"는 광범위한 의미로 정의되어져야 한다. 따라서, 저장기로서 작용하는 다른층은 아직 분해되지 않은 화합물을 포함할 수 있으나 또한 분해로 인해 발생된 라디칼도 포함할 수 있다. 상기 다른층으로부터, 가교제는 반도전성 가교성 조성물을 포함하는 층으로 이동한다. 따라서, 가교제가 기판 상에 도포되는 도중 및/또는 도포된 후에 외부 저장기로부터 공급되기 때문에, 본 발명의 반도전성 가교성 폴리머 조성물은 가교제 없이 또는 최소한 매우 적은 양의 가교제와 함께 압출될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 외부 가교제 저장기로서 작용하는 다른 층은 가교제의 이동을 촉진하기 위하여 반도전성 가교성 폴리머 조성물을 포함하는 층과 인접하도록 제공된다. 필요한 경우, 이들 층들 중 하나 또는 두 층 모두를 열처리함으로써 상기 이동을 증진시킨다.
충분한 가교제가 상기 반도전성 가교성 조성물 내에 확산되어졌을 때, 상기 조성물이 가교 조건 하에서 처리될 수 있다. 퍼옥사이드가 사용되는 경우, 가교는 온도를 적어도 160 내지 170℃까지 올려서 수행할 수 있다.
일반적으로, 상기 반도전성 조성물은 최대 140℃, 더욱 바람직하기로는 최대 135℃의 온도에서 가공처리된다.
가공은 상기 조성물의 배합 단계는 물론 케이블의 층으로 압출하는 것 모두를 포함한다.
본 발명은 또한 상기에서 기술한 바와 같은 반도전성 조성물에 의해 형성되는 반도전성층을 포함하는 전력 케이블과 관련된다.
일반적으로, 반도전성층은, 전도체 코어, 예를 들어 구리 또는 알루미늄이 내부 반도전성층, 절연층 및 외부 반도전성층에 의해 둘러싸인, 중전압 내지 고전압 케이블 내에 함유된다. 선택적으로, 추가의 외장층 및/또는 케이블 재킷이 존재할 수 있다.
바람직하기로는, 적어도 전력 케이블의 최외부 반도전성층이 상기에서 기술한 바와 같은 조성물에 의해 형성된다.
또한, 바람직하기로는 절연층은, 바람직하게 가교된, 에틸렌 호모- 또는 코폴리머를 포함한다.
절연체는, 수트리 저항성 (WTR-XLPE) 및 에틸렌 프로필렌 고무 (EPR)일 수 있는, 폴리에틸렌 (LDPE 및 HDPE), 가교된 폴리에틸렌 (XLPE)가 포함된 압출된 폴리머로 이루어질 수 있다. 상기 압출된 폴리머는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 하나일 수 있다. 열가소성 물질은 수반하는 가열 하에 변형되는 반면, 열경화성 물질은 더 높은 작업 온도에서 이들의 형태를 유지하려는 경향이 있을 것이다.
마지막으로, 본 발명은 전력 케이블, 바람직하기로는 중전압 내지 고전압 전력 케이블의 반도전성층 제조를 위한 상술한 바와 같은 반도전성 폴리머 조성물의 사용에 관한 것이다.
이하 본 발명은 실시예 및 비교예를 참조하여 더욱 상세하게 설명될 것이다. 별도로 언급이 없는한, 부 및 %는 중량 기준이다.
1. 테스트 방법
상세한 설명 또는 특허청구범위에서 달리 기술되어 있지 않으면, 상기 및 특허청구범위에서 그리고 하기 실시예에서 일반적으로 정의한 특성들을 측정하기 위해 다음의 방법들을 사용하였다. 시료는 달리 기술되지 않는한 소정의 표준에 따라 준비하였다.
(a) 용융 흐름 속도
용융 흐름 속도는 230℃에서, 2.16 kg 하중 (MFR2)으로 ISO 1133에 따라 프로필렌 호모- 및 코폴리머에 대해 측정하였다.
(b) 밀도
물질 및 조성물의 밀도는 ASTM D792에 따라 측정되었으며 또한 kg/㎥으로 주어진다.
(c) 용융 온도
올레핀 코폴리머의 용융 온도 (Tm)는 ASTM D 3418에 따라 측정하였다. Tm은 3 ± 0.5 mg 시료 상에서 Mettler TA 820 시차주사열량측정 (DSC) 장치를 이용하여 측정하였다. 용융 곡선은 -10 내지 200 ℃ 사이에서 10 ℃/min의 냉각 및 가열 스캔 도중에 얻어졌다. 용융 온도는 흡열 및 발열 피크로서 얻었다.
(d) 극성 및 알파-올레핀 코폴리머의 코모노머 함량
극성 코모노머의 코모노머 함량 (중량%)은 Haslam J, Willis HA, Squirrel DC. Identification and analysis of plastics, 2nd ed. London lliffe books; 1972 에 기재되어 있는 바와 같이 13C-NMR을 이용하여 보정된 푸리에 변환 적외선 분광 (FTIR) 측정에 기초하는 공지의 방법으로 측정하였다. FTIR 기기는 4cm-1의 분해능을 가진, Perkin Elmer 2000, 1scann이었다. 테스트된 코모노머에 대해 얻어진 피크는 당업자에게 명백한 폴리에틸렌의 피크와 비교하였다 (예를 들어, 3450 cm-1의 부틸 아크릴레이트 피크는 2020 cm-1의 폴리에틸렌 피크와 비교하였음). 중량%는 가교가능한 모노머의 전체 몰수에 기초하는 계산을 통해 몰%로 변환되었다.
극성뿐만 아니라 알파-올레핀 코모노머 함량을 측정하기 위한 다른 방법은 상기 X-선 및 FTIR 방법과 동일한 결과를 주는 NMR-방법을 사용하는 것이다. 예를 들어 하기의 방법들이, 본 발명의 목적을 위하여 상기와 균등한 결과를 제공한다:
상기 코모노머 함량은 13C-NMR을 사용함으로써 측정되었다. 13C-NMR 스펙트럼은 1,2,4-트리클로로벤젠/벤젠-d6 (90/10 w/w) 중에 용해된 시료로부터 130 ℃에서 Bruker 400 MHz 분광기로 측정하였다.
(e) 열간 변형 연신율
케이블 구조물 내 다른층의 적절한 경화의 검증을 위하여, 열간 변형 연신율(hot set elongation) 및 영구 변형(permanent set)을, 본 발명의 상기 가교된 폴리올레핀 조성물로 이루어진 케이블층 시료를 사용하여 200℃ 및 0.2 MPa의 하중에서 열변형을 측정함으로써, IEC 60811-2-1에 따라 측정하였다.
케이블의 축 방향으로 테스트 케이블층으로부터 대략 1.0 mm 두께의 층 시료를 절단함으로써 테스트되어질 폴리올레핀 조성물로 이루어진 가교된 케이블층으로부터 2개의 아령형 테스트 시료를 준비하였다. 다른 치수는 상기 표준에 따랐다. 하기에 기술된 실시예에서, 테스트층 시료는 절연층으로부터 1.0 mm의 층 두께를 가지는 외부층을 벗김으로써 테스트 케이블의 외부 반도전성층으로부터 얻었다.
각각의 테스트 시료는 오븐 내에서 이들의 상부 말단을 통해 수직으로 고정하고 0.2 MPa의 하중을 각각의 테스트 층 시료의 하부 말단에 부착하였다. 15분 후에, 200 ℃의 오븐 내에서, 미리표시된 선 사이의 거리가 측정되었고 열간 변형 연신율의 백분율을 계산하여 연신율 %를 얻었다. 영구 변형 %를 위하여, 인장력 (중량)을 테스트 시료로부터 제거한 다음, 5 분 동안 200℃에서 회복시키고 대기 온도에 이를 때까지 실온에서 냉각되도록 방치하였다. 영구 변형 %는 표시된 선 사이의 거리로부터 계산하였다.
(f) 박리력
0.8 ± 0.05 mm의 두께를 가진 내부 반도전성층, 5.5 ± 0.1 mm의 두께를 가진 절연층 및 1 ± 0.1 mm의 두께를 가진 외부 반도전성층을 가진 테스트 케이블로부터 횡단면 방향으로 30 cm 길이의 케이블 시료를 절단하였다. 상기 테스트 케이블은, 테스트 시료를 위한 주어진 내부 반도전성층 물질과 절연층 물질을 사용하고 상기 외부 반도전성층 물질로서 테스트되어지는 상기 폴리올레핀 조성물을 사용하여 하기에 기술된 "테스트 케이블 및 이의 제조방법"의 방법에 따라 제조하였다. 박리력 테스트는 테스트 케이블에 대해 수행할 수 있으며, 상기 시료는 비가교 또는 가교 형태이다. 케이블 시료는 16 시간 이상 23 ℃에서 55%의 상대 습도 하에서 조절하였다. 외부 반도전성층의 두께에 해당하는 절단 두께 (1mm)를 얻기 위한 두께로 축 방향으로 상기 테스트 케이블의 외부 반도전성층을 통해 나이프로 10 cm 길이의 서로 10 mm 떨어진 2 개의 절단물을 얻었다. 상기 외부 반도전성층의 절단물의 분리는 케이블 시료의 절단물의 말단에서 손으로 개시하였다. 상기 케이블은 Alwetron TCT 25 장력 테스트 기기 (Alwetron으로부터 상업적으로 입수가능)로 고정하였다. 손으로 분리된 절단 부분을 상기 기기의 가동 턱에 고정되는 휠 어셈블리 상에 클램핑하였다. 상기 휠 어셈블리의 회전은 상기 턱의 분리를 야기시키고, 이에 따라 상기 절연층으로부터 상기 반도전성층의 박리, 즉 분리가 일어나게 된다. 상기 박리는 90°의 박리각 및 500 mm/min의 박리 속도로 수행하였다. 상기 절연층으로부터 상기 외부 반도전성층을 박리하는데 요구되는 힘을 기록하였고 상기 테스트는 각각의 테스트 층 시료에 대해 적어도 10 회 반복하였다. 시료의 폭 (10 mm)으로 나눈 평균 힘을 상기 박리력으로서 얻었으며, 소정의 값 (90℃에서 kN/m)은 적어도 10 회의 테스트로부터 얻어진, 테스트 시료의 평균 박리력을 나타내었다.
(g) 나선형의 박리 테스트
나선형의 박리 테스트 또는 이동식 필드 테스트는 온화한 기후의 필드 내에서 케이블을 박리하는 조건의 자극 하에 가교된 20 kV 케이블 상에서 수행하였다. 상기 조건은 테스트가 수행되는 온도를 변화시킴으로써 변경되었다. 상기 테스트는 하기 방식으로 수행하였다:
케이블 둘레의 2 개의 평행한 나선형의 스코어를 시험편 (절연 차폐물) 최소점 두께 미만으로 대략 0.025 mm의 깊이로 상기 절연 차폐물에 만들었다. 상기 평행 스코어 사이의 거리는 10 mm이었다. 상기 케이블 시료는 지정된 온도에서 헤레우스(Hereus) 실험실 오븐 내에서 달구어졌다. 1 시간 이상 이후에 상기 케이블 시료를 오븐으로부터 꺼내고 절연 차폐물 시험편을 케이블이 여전히 달구어져 있을 때 단번에 손으로 상기 절연물로부터 즉시 제거하였다. 상기 절연 차폐물에 대해 "통과 테스트"를 수행하였다. 상기 테스트를 통과하는 기준은 가볍게 벗김으로써 용이하게 제거할 수 없는 절연물 표면 상의 잔여 전도성 물질을 찢거나 부러뜨리거나 남기지 않고 절연 차폐물을 제거하는 것이었다. 샌딩(sanding)이 잔여 물질을 제거하기 위하여 필요하지 않아야 한다.
(h) 부피 저항
반도전성 물질의 부피 저항은 ISO 3915 (1981)에 따라 가교된 폴리에틸렌 케이블 상에서 측정하였다. 13.5 cm의 길이를 가지는 케이블 시험편은 측정 전에 5 ± 0.5 시간 동안 1 기압 및 60 ± 2 ℃에서 조절하였다. 외부 반도전성층의 저항은 상기 반도전성층에 밀어붙이는 금속 와이어를 사용하여 4개의 단말기 시스템을 사용하여 측정하였다. 내부 반도전성층의 저항은 케이블을 2 개의 절반으로 절단하고 금속성 전도체를 제거함으로써 측정하였다. 그 다음 시험편 말단 상에 가해진 전도성 은 페이스트 사이의 저항을 상기 내부 반도전성층의 부피 저항을 측정하기 위해 사용하였다. 측정은 실온 (20 ℃) 및 90 ℃에서 수행하였다.
(i) 펠렛 자유 흐름 테스트
폴리머 펠렛 사이의 점착성은 하기 방식으로 "펠렛 자유 흐름 테스트(pellet free flowing test)"에 따라 테스트하였다. 상기 테스트는 이러한 종류의 물질을 공급하기 위해 사용되는 600 kg 박스 내 물질의 저부층에 부딪치는 압착 조건을 자극하고자 하는 것이다. 상기 조건은 테스트가 수행되는 온도를 변화시킴으로써 변경되었다. 상기 테스트는 하기 방식으로 수행하였다:
500 g의 반도전성 물질 펠렛을 1000 ml 메이슨 유리병(Mason Jar) 내에 무게를 달아 넣었다. 알루미늄 디스크를 상기 물질의 상부에 두고 2 kg 저울추를 상기 디스크 상부에 두었다. 이는 박스 내 물질의 저부층 상에 가해지는, 대략 1 psi (6.9?103 Pa)의 압력을 주도록 자극한다. 시험편을 지정된 온도에서 헤레우스 실험실 오븐 내에서 달구었다. 6 시간 후 상기 유리병을 오븐으로부터 꺼내고, 저울추와 알루미늄 디스크를 제거하고 상기 유리병을 1 분 동안 뒤집었다. 만일 물질이 유리병 내에 남아있다면, 이를 유리병으로부터 분리하여 무게를 재고 기록하였다.
(k) 왈퍼 비등 테스트
왈퍼 비등 테스트(walfer boiling test)는 AEIC CS5-94에 따라 수행하였다. 임의의 외부 피복물 및 전도체를 제거하였다. 압출된 전도체 차폐물 및 절연 차폐물을 함유하는 대표적인 횡단면을 케이블로부터 절단하였다. 얻어진 최소한 25 밀 (0.64 mm)의 두께를 가지는 왈퍼를 ASTM D2765에서 지정한 기기를 사용하여 5 시간 동안 끓는 안정화된 데카하이드로나프탈렌 내에 침지시켰다. 그 다음 상기 왈퍼를 상기 용매로부터 꺼내고 최소한 15-배 확대하여 차폐/절연 경계면의 연속성을 조사하였다. 상기 처리 후 상기 테스트를 통과하기 위하여, 절연 차폐물은 어떠한 크랙도 보여서는 안되고 절연물에 360°로 연속적으로 부착되어야만 한다.
(l) 파단시 인장강도 및 파단시 연신율
두 가지 특성은 ISO 527에 따라 측정되었으며 각각 MPa 및 %로 주어졌다.
(m) 열산화적 노화
열산화적 노화 전후의 기계적 특성 변화를 IEC 60811-1-2에 따라 측정하였다.
(n) 오일 흡수가, (디부틸 프탈레이트)
카본 블랙 시료의 DBP 흡수가는 ASTM D2414-06a에 따라 측정하였다.
(o) 요오드가
카본 블랙 시료의 요오드가는 ASTM D1510-07에 따라 측정하였다.
2. 물질
하기 표 1에 주어진 성분들을 폴리머 조성물의 제조에 사용하였다. 모든 양은 중량부로 주어진다.
(a) 외부 반도전성층의 조성물
외부 반도전성층 조성물의 성분들은 테스트 하의 폴리올레핀 조성물의 성분들이었다. 하기 표에 기재되어 있는 바와 같이 본 실험 부분에서 사용되는 테스트 폴리올레핀 조성물은 본 발명의 실시예 1-12의 폴리올레핀 조성물과 비교예 1-3의 폴리머 조성물이었다.
외부 반도전성층 조성물의 제조는 부쓰(Buss) 혼합기 내에서 상기 성분들을 배합시킴으로써 수행하였다. 따라서, 배합 작업을 46 mm 연속 부쓰 혼합기 내에서 수행하였다. 코폴리머 (A)와 폴리올레핀 (B), 그리고 첨가제가 존재하는 경우 첨가제를 상기 혼합기의 첫 번째 호퍼로 넣었다. 충전제와 같은 카본 블랙을 상기 첨가제와 함께 이어지는 두 번째 호퍼 안으로 넣고 190℃에서 혼합을 계속한 다음 펠렛화하였다. 퍼옥사이드 성분을 별도의 가공 단계에서 상기 펠렛에 넣었다.
(b) 테스트 케이블의 제조
테스트 케이블은 메일러퍼(Mailerfer)에 의해 공급되는, 메일러퍼 압출기 내에서, 소위 "1 플러스 2 압출기 셋업"을 사용하여 제조하였다. 따라서, 내부 반도전성층은 별도의 압출기 헤드 내에서 먼저 전도체 상에 압출하였고, 그 다음 절연층 및 외부 반도전성층이 이중 압출기 헤드 내에서 상기 내부 반도전성층 상에 함께 공동으로 압출되었다. 상기 내부 및 외부 반도전성층 압출기 스크류는 45 mm의 직경을 가졌고 절연층 스크류는 60 mm의 직경을 가졌다.
각각의 테스트 케이블은 CV-경화 터브(tub) 내에서 예를 들어 질소로 상기 테스트 케이블을 가교시키는 것과 같은 동일한 종래 제조 조건을 사용하여 1.6 m/min의 생산 속도로 제조되었다. 각각의 테스트 케이블은 하기 특성을 가졌다:
Figure 112010067354314-pct00001
[표 1]
Figure 112010067354314-pct00002
Figure 112010067354314-pct00003
하기 표 2에 본 발명에 따른 조성물 (실시예 1 내지 9) 및 비교예에 따른 조성물 (비교예 1 및 비교예 2)을 선택된 기계적 특성 및 전기적 특성과 함께 기재하였다.
[표 2]
Figure 112010067354314-pct00004
Figure 112010067354314-pct00005
상기 표 2는 본 발명에 따른 반도전성 폴리머 조성물이 케이블용 가교된 반도전성 조성물을 위한 필요조건을 충족하는 기계적 특성, 박리 특성 및 전기적 특성을 포함하는 균형잡힌 특성 프로파일을 가짐을 보여준다.
하기 표 3에 본 발명에 따른 조성물 및 비교예에 따른 조성물을 기계적 특성 및 열산화적 노화 특성과 함께 기재하였다.
[표 3]
Figure 112010067354314-pct00006

파단시 인장강도, 파단시 연신율, 열산화적 노화 후의 기계적 특성들의 조합 특성들이 종래 가교된 박리성 반도전성 조성물에 비해 본 발명에 따라 명백히 향상되었다.
상기에서 기술한 나선형 박리 테스트에 따라, 케이블 시료를 제작하고 테스트하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
[표 4]
Figure 112010067354314-pct00007

상기 실시예들로부터 본 발명에 따른 올레핀 코폴리머 (B)가 65 ℃ 또는 75 ℃ 정도의 높은 온도에서 조차도 본 발명에 따른 박리성 반도전성 폴리머 조성물을 포함하는 반도전성 전력 케이블의 박리력을 유리하게 낮추는 반면, 본 발명 올레핀 코폴리머 (B) 대신 NBR 성분을 포함하는 비교예 3에 따른 조성물은 65 ℃에서 이미 박리가 파단되었음을 알 수 있다.
하기 실시예 13 내지 15 및 비교예 1 및 2는 본 발명에 속하지 않은 조성물에 비교하여 본 발명의 폴리머 조성물을 함유하는 펠렛의 (상기에서 기술한 펠렛 자유 흐름 테스트에 따라 측정된) 자유 흐름 특성을 보여준다.
Figure 112010067354314-pct00008
본 발명의 폴리머 조성물이, 더 높은 온도에서 서로 들러붙는 펠렛의 성향을 더 낮추는, 50 ℃, 60 ℃ 및 70 ℃에서의 제조된 펠렛의 향상된 자유 흐름 특성을 부여하여, 상기 조성물에서 임의의 이형제를 생략하는 것이 가능함을 알 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 조성물은 또한 폴리머 펠렛을 포장하고 운송하는데에도 유리하다.

Claims (15)

  1. 하기 (A), (B) 및 (C)를 포함하는 반도전성 폴리머 조성물:
    (A) 극성 코-모노머 단위를 포함하는 에틸렌 코폴리머로서, 상기 에틸렌 코폴리머 내 극성 코-모노머 단위의 양이 상기 에틸렌 코폴리머의 총량을 기준으로 10 중량% 이상이며,
    (B) 프로필렌 모노머 단위 및 적어도 4 개의 탄소 원자를 가지는 알파-올레핀의 모노머 단위를 포함하는 올레핀 코폴리머로서, 상기 올레핀 코폴리머가 110℃ 이하의 융점을 가지며, 또한
    (C) 상기 반도전성 폴리머 조성물의 총량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 카본 블랙을 포함하며,
    상기 올레핀 코폴리머 (B)가 메탈로센 중합 촉매를 이용하여 제조됨.
  2. 제1항에 있어서, 상기 올레핀 코폴리머 (B)가 상기 올레핀 코폴리머의 총량을 기준으로 40 중량% 이하의, 적어도 4개의 탄소 원자를 가지는 알파-올레핀 함량을 가지는 반도전성 폴리머 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 올레핀 코폴리머 (B)가 5 중량% 이상의, 적어도 4개의 탄소 원자를 가지는 알파-올레핀 함량을 가지는 반도전성 폴리머 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 올레핀 코폴리머 (B)가 95℃ 이하의 융점을 가지는 반도전성 폴리머 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 올레핀 코폴리머 (B)가 에틸렌 모노머 단위를 추가로 포함하는 반도전성 폴리머 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 올레핀 코폴리머 (B)가 상기 올레핀 코폴리머 (B)의 총량 중 10 중량% 이하의 에틸렌 함량을 가지는 반도전성 폴리머 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 올레핀 코폴리머 (B)가 상기 폴리머 조성물의 총량 중 3 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 반도전성 폴리머 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 올레핀 코폴리머 (B)가 상기 폴리머 조성물의 총량 중 12 중량% 이하의 양으로 존재하는 반도전성 폴리머 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌 코폴리머 (A) 내에 함유된 극성 코모노머는 아크릴산, 메타아크릴산, 아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 아세테이트 및 비닐 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 반도전성 폴리머 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌 코폴리머 (A)는 상기 반도전성 조성물의 총량 중 30 내지 65 중량%의 양으로 상기 조성물 내에 존재하는 반도전성 폴리머 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 에틸렌 코폴리머 (A)와 상기 올레핀 코폴리머 (B)의 총량에 대한 올레핀 코폴리머 (B)의 중량비율이 20 이하인 반도전성 폴리머 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 염기성의, 무기 충전재를 추가로 포함하는 반도전성 폴리머 조성물.
  13. 전도체, 절연층 및 적어도 하나의 반도전성층을 포함하는 전력 케이블로서, 상기 적어도 하나의 반도전성층이 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에서 정의된 반도전성 폴리머 조성물을 포함하는 전력 케이블.
  14. 제13항에 있어서, 상기 절연층이 에틸렌 폴리머를 포함하는 전력 케이블.
  15. 삭제
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