KR101832524B1 - 케이블용 벗겨질 수 있는 절연 차폐물 - Google Patents

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Abstract

벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물은 조성물의 중량을 기준으로 하여 중량 %로
(A) 20 내지 80%의, 올레핀 및 α,β-불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체, (B) 1 내지 90%의 염소화 폴리올레핀, (C) 20 내지 45%의 카본 블랙, (D) 0.1 내지 5%의 산화방지제, (E) 0.01 내지 5%의 산 스캐빈져 안정화제, (F) 임의로, 자유 라디칼 개시제, (G) 임의로, 실란 작용기, (H) 임의로, 황-함유 경화제, 및 (I) 임의로, 복사-경화 촉매를 포함하는 조성물을 포함한다.

Description

케이블용 벗겨질 수 있는 절연 차폐물{STRIPPABLE INSULATION SHIELD FOR CABLES}
본 발명은 와이어 및 케이블에 관한 것이다. 하나의 측면에서, 본 발명은 반도전성 차폐물로 둘러싸이고 다시 절연 층으로 둘러싸이고 다시 반도전성 절연 차폐물 층으로 둘러싸인 코어 요소를 포함하는 파워 케이블에 관한 것이고, 다른 측면에서, 본 발명은 반도전성 차폐물의 적어도 하나가 절연 층으로부터 벗겨질 수 있는 파워 케이블에 관한 것이다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 염소화 폴리올레핀을 포함하는 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물에 관한 것이다.
모든 형태의 전압 응용을 위해 설계되었지만 특히 중 내지 고 전압 응용을 위해 설계된 절연된 전기 전도체, 즉 와이어 및 케이블의 구조는 당 기술분야에 잘 알려져 있고, 일반적으로 절연체 위에 놓인 전도성 금속 또는 합금, 예컨대 구리 또는 알루미늄의 하나 이상의 가닥의 코어 전도체, 반도전성 차폐물의 층, 절연 층, 예컨대 가교된 폴리에틸렌, 및 반도전성 절연 차폐물의 층을 포함한다. 보통 구리로 만들어진 다수의 중성 와이어는 반도전성 절연 차폐물의 층 안에 매립되거나 원한다면 절연 케이블 주위의 동심 고리의 형태로 층 주위를 감쌀 수도 있다.
절연체 및 차폐물 간에 가교 결합의 형성은, 접속 또는 단자 연결을 만들 때 일어나는 것과 같은 2개 층 (절연체 및 반도전성 차폐물)의 분리를 매우 어렵고 시간 걸리게 만든다. 또한, 이러한 강한 결합은, 심지어 최종적으로 벗겨낼 때에도, 절연체 위에 탄소 잔기를 남기는 경향이 있는 반도전성 층을 형성한다. 따라서, 절연된 전도체의 절연체로부터 쉽고 깨끗하게 벗겨낼 수 있는, 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물이 당 기술분야에서 바람직하다.
USP 4,286,023은 니트릴 고무, 예를 들어 부타디엔-아크릴로니트릴 고무 (NBR)가 특정한 시판의 벗겨질 수 있는 절연 차폐물에서 스트립 조절제로서 주요 성분임을 교시하고 있다. 그러나, NBR은 반도전성 차폐물 제조 장치에서 고무 취급 시스템에서의 응집, 공급업자로부터의 제품 품질 변화, 및 가열 노화 시에 특성 손상과 같은 문제의 원인이 될 수 있다.
미국 공고된 특허 출원 2002/032258은 폴리올레핀 기질 내에서 벗겨질 수 있는 힘 조절을 위하여 에틸렌-알킬 아크릴레이트 공중합체와 실리콘 고무 및 폴리프로필렌의 혼입을 교시하고 있다.
USP 6,514,608은 케이블을 피복하기 위한 반도전성 피복물 재료를 교시하고 있고, 반도전성 피복물 재료는 (A) 부(minor) 상 재료에서 연속적인 전도성 망상을 생성하기 위해 필요한 양 이상이 되기에 충분한 양으로 상기 부 상 재료에 분산된 반결정성 중합체 및 전도성 충진제 물질을 포함하는 부 상 재료; 및 (B) 부 상 재료와 혼합될 때 혼화성을 촉진하는 정전 상호작용에 관여하지 않는 중합체를 포함하는 주(major) 상 재료를 포함한다. 부 상 재료는 주 상 재료 내에 분산된다. 적절한 부 상 재료는 반도전성 중합체, 예컨대 고 밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리-1-부텐, 폴리(스티렌)(PS), 폴리카르보네이트, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 나일론 66, 나일론 6 및 2 이상의 중합체의 혼합물을 포함한다. 주 상 재료를 위해 적절한 재료는 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트, PS, 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐리덴 클로라이드), 폴리(테트라플루오로에틸렌), 폴리(비닐 아세테이트), 폴리(메틸 아크릴레이트), 폴리아크릴로니트릴, 폴리부타디엔, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(8-아미노카프릴산), 폴리(헥사메틸렌 아디파미드) 및 2 이상의 중합체의 혼합물을 포함한다.
염소화 폴리에틸렌(CPE)은 와이어 및 케이블, 케이블 악세서리 및 접합 및 단자 응용을 위한 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물에서 효과적인 스트립 조절 첨가제이다. 에틸렌 공중합체의 용해도 매개변수에 미치는 비닐 클로라이드 또는 아크릴로니트릴과 같은 극성 공단량체의 효과는, 응집 에너지 밀도의 군 기여 방법으로부터 혼합 규칙에 의해 평가될 수 있다 (Van Krevelen "Properties of Polymers"). 이러한 평가에 따르면, 20 내지 100 몰%의 염소 함량을 가진 CPE는 10 내지 40 몰%의 아크릴로니트릴을 함유하는 아크릴로니트릴 공중합체와 유사한 용해도 매개변수를 제공한다. 따라서, 아크릴로니트릴 공중합체의 극성은 CPE의 극성에 의해 조화된다. 또한, 분말 입자의 형태로 제조될 수 있기 때문에, 염소화 폴리에틸렌은 첨가제로서 제조 작업에서 쉽게 취급된다. 이것은 통상적인 유기 퍼옥시드 경화 시스템 및 수분 경화 시스템과 함께 제형될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 전력 전달 및 배분 케이블 위의 압출된 코팅물에서, 또한 케이블 악세서리, 접합 및 단자를 위한 성형된 코팅물에서 사용하기 위해 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물의 제조를 위한 조성물이다. 반도전성 차폐 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 하여 중량% (wt%)로 다음을 포함한다:
(A) 20 내지 80%의, 올레핀 및 α,β-불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체,
(B) 1 내지 90%의 염소화 폴리올레핀,
(C) 20 내지 45%의 카본 블랙,
(D) 0.1 내지 5%의 산화방지제,
(E) 0.01 내지 5%의 산 스캐빈져 안정화제,
(F) 임의로, 자유 라디칼 개시제, 예를 들어 유기 퍼옥시드,
(G) 임의로, 실란 작용기, 예를 들어 비닐 알콕시 실란 또는 에틸렌/비닐 알콕시 실란 공중합체,
(H) 임의로, 황-함유 경화제, 예를 들어 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸의 에스테르의 블렌드, 및
(I) 임의로, 복사선-경화 촉매.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 비극성 폴리올레핀 기질과의 열역학적 불혼화성을 촉진하는, 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물 내에 (1) 고 염소화 폴리올레핀, 예를 들어 고 염소화 폴리에틸렌(CPE), 및 (2) 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체의 혼입을 사용한다. 절연 차폐물과 폴리올레핀 절연 기질 간의 감소된 계면 가교 및 중합체 불혼화성이 전기 케이블 시스템에서 2개 층 간의 접착을 감소시키는 주된 요인이다.
하나의 실시양태에서, 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물 조성물은, 일반적으로 열에 의해 촉진된 자유 라디칼 개시제, 예를 들어 유기 퍼옥시드의 작용을 통해 가교된다. 하나의 실시양태에서, 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물 조성물은 실란 작용기, 예를 들어 비닐 알콕시 실란 또는 에틸렌/비닐 알콕시 실란 공중합체의 작용을 통해 가교되며, 일반적으로 수분에 의해 촉진된다. 하나의 실시양태에서, 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물 조성물은 황-함유 경화제, 예를 들어 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸의 에스테르의 블렌드의 작용을 통해 가교(가황)되며, 일반적으로 열에 의해 촉진된다. 하나의 실시양태에서, 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물 조성물은 복사선, 예를 들어 UV, IR, 감마 등의 작용을 통해 가교되며, 일반적으로 복사선-경화 촉매, 예를 들어 디부틸틴디라우레이트에 의해 촉진된다.
본 발명의 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물 조성물은 23 ℃에서 평방 인치(1.3cm) 당 3 파운드 (1.4 kg) 초과의 스트립 힘 및 23 ℃에서 평방 인치(1.3cm) 당 24 파운드 (10.9 kg) 미만의 스트립 힘을 나타낸다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 상기 기재된 것과 같은 조성물을 포함하는 벗겨질 수 있는 반도전성 차폐물을 포함하는 와이어 또는 케이블이다.
정의
반대로 언급되지 않는 한, 본 명세서에서 암묵적으로 또는 당 기술분야에서 통상적으로, 모든 부 및 퍼센트는 중량 기준이고, 모든 시험 방법은 본 개시내용의 출원일에서 행해지고 있는 것이다. 미국 특허 실행의 목적을 위해서, 어떠한 참조된 특허, 특허출원 또는 공고의 내용이라도, 특히 정의의 설명 (본 개시내용에 구체적으로 제공된 어떠한 정의와 불일치하지 않는 정도까지) 및 당 기술분야에서의 일반적인 지식에 관하여, 그 전문이 본원에서 참고문헌으로 포함된다 (또는 그의 동등한 US 번역문이 참고문헌으로 포함된다).
본 개시내용의 수치 범위는 근사값이고, 따라서 달리 나타내지 않는 한 범위 밖의 값을 포함할 수도 있다. 수치 범위는 1 단위 증분으로 하한 및 상한 값을 포함한 모든 값을 포함하고, 단 더 낮은 값과 높은 값 사이에 적어도 2 단위가 떨어져 있어야 한다. 일례로서, 조성적, 물리적 또는 기타 성질, 예를 들어 분자량 등이 100 내지 1,000이라면, 모든 개별적인 값, 예컨대 100, 101, 102 등 및 부분 범위, 예컨대 100 내지 144, 155 내지 170, 197 내지 200 등이 열거된다. 1 미만의 값을 함유하거나 1 초과의 분수 (예, 1.1, 1.5 등)를 함유하는 범위에 대하여, 1 단위는 적절하게는 0.0001, 0.001, 0.01 또는 0.1인 것으로 간주된다. 10 미만의 한자리 아라비아 숫자를 함유하는 범위 (예, 1 내지 5)에 대하여, 1 단위는 전형적으로 0.1인 것으로 간주된다. 이들은 단지 구체적으로 의도된 것의 일례이고, 열거된 하한값과 상한값 사이의 수치의 모든 가능한 조합이 본 개시내용에 언급되는 것으로 간주되어야 한다. 다른 것들 중에서, 반도전성 차폐물 조성물에서 성분의 상대 량에 관한 수치 범위가 본 개시내용 내에 제공된다.
"와이어" 및 유사한 용어는 전도성 금속, 예를 들어 구리 또는 알루미늄의 단일 가닥, 또는 광섬유의 단일 가닥을 의미한다.
"케이블" 및 유사한 용어는 외피, 예를 들어 절연 커버링 또는 보호 외부 피복물 내의 적어도 하나의 와이어 또는 광섬유를 의미한다. 전형적으로, 케이블은 전형적으로 일반적인 절연 커버링 및/또는 보호 피복물 내에서 함께 결합된 2 이상의 와이어 또는 광섬유이다. 외피 내의 개개의 와이어 또는 섬유는 드러나거나, 도포되거나 절연될 수도 있다. 조합 케이블은 전기 와이어 및 광섬유 양쪽 모두를 함유할 수도 있다. 케이블 등은 저, 중 및 고 전압 응용을 위해 설계될 수 있다. 전형적인 케이블 설계는 USP 5,246,783, 6,496,629 및 6,714,707에 예증되어 있다.
"조성물" 및 유사한 용어는 2 이상의 성분들의 혼합물 또는 블렌드를 의미한다.
"중합체 블렌드", "블렌드" 및 유사한 용어는 2 이상의 중합체의 혼합물을 의미한다. 이러한 혼합물은 혼화성이거나 혼화성이 아닐 수도 있다. 이러한 혼합물은 상 분리되거나 되지 않을 수도 있다. 이러한 혼합물은 투과 전자 분광법, 광 산란, x-선 산란 및 당 기술분야에 공지된 기타 방법으로부터 결정 시에 하나 이상의 도메인 배열을 함유하거나 함유하지 않을 수도 있다.
용어 "중합체" (및 유사 용어)는 동일하거나 상이한 유형의 단량체를 반응 (즉, 중합)시킴으로써 제조되는 거대분자 화합물이다. "중합체"는 단독중합체 및 혼성중합체를 포함한다.
"혼성중합체"는 적어도 2개의 상이한 단량체들의 중합에 의해 제조되는 중합체를 의미한다. 이러한 일반 용어는 2개의 상이한 단량체로부터 제조된 중합체, 및 2개 초과의 상이한 단량체들로부터 제조된 중합체, 예를 들어 삼원공중합체, 사원공중합체 등을 가리키기 위해 일반적으로 사용되는 공중합체를 포함한다.
"가교된", "경화된" 및 유사한 용어는, 중합체가 물품으로 성형되기 전 또는 후에, 가교를 유도하는 처리를 받거나 노출되고 90 중량% 이하의 크실렌 또는 데카렌 추출물 (즉, 10 중량% 겔 함량 이상)을 갖는 것을 의미한다.
"가교가능한", "경화가능한" 및 유사한 용어는, 물품으로 성형되기 전 또는 후에 중합체가 경화되거나 가교되지 않고, 중합체가 이러한 처리를 받거나 노출될 때 (예를 들어, 물에 노출) 실질적인 가교를 일으키거나 촉진하는 첨가제(들) 또는 작용기를 포함하긴 하지만, 실질적인 가교를 유도하는 처리를 받거나 노출되지 않는 것을 의미한다.
(A) 올레핀 및 α,β-불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체
올레핀 및 알파, 베타-불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체의 대표 예는 에틸렌 및 아크릴산 또는 메타크릴산 (EAA 또는 EMAA) 또는 그들의 이오노머 (예, 이들의 금속 염) 또는 에스테르 (예, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 및 에틸렌 메타크릴레이트) 또는 아크릴산 에스테르 (예, 에틸렌 및 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 및 부틸 아크릴레이트, 에틸렌 및 메틸 아크릴레이트), 에틸렌 및 비닐 아세테이트 (EVA) 및 그의 유도체 에틸렌 비닐 알콜(EVOH), 에틸렌 및 일산화탄소(ECO), 에틸렌/프로필렌 및 일산화탄소(EPCO), 에틸렌/일산화탄소/아크릴산 삼원공중합체(ECOAA) 등으로부터 유래된 단위를 포함하는 공중합체이다. EAA 및 EMAA (및 이들의 유도체)에 관하여, 이러한 물질들은 에틸렌과 아크릴산 또는 메타크릴산의 자유 라디칼 공중합에 의해 생성된다. 얻어지는 혼성중합체는 혼성중합체의 주쇄 및/또는 측쇄를 따라 카르복실산 기를 갖고, 이것은 이어서 염기로 중화 또는 부분 중화되거나 알콜로 에스테르화될 수 있다. 전형적으로 혼성중합체는 10 내지 70, 더욱 전형적으로 20 내지 60, 더욱더 전형적으로 30 내지 45 중량%의 아크릴산 또는 메타크릴산 단량체 단위를 중합체 사슬에 함유한다. 이러한 혼성중합체의 용융 지수는 190 ℃의 온도에서 ASTM D-1238 절차 A, 조건 E 및 N에 의해 결정 시에 전형적으로 0.5 내지 1500, 더욱 전형적으로 5 내지 300 g/10분의 범위이다.
에틸렌과 알파, 베타-불포화 카르보닐 공단량체의 하나의 바람직한 혼성중합체는 에틸렌 비닐 아세테이트이고, 통상적으로 쉽게 입수가능한 공지된 중합체, 예를 들어 듀퐁으로부터 입수가능한 엘박스(ELVAX)® EVA 수지이다. 본 발명의 실행에서 사용되는 EVA 수지의 비닐 아세테이트 함량은 넓은 범위일 수 있지만, 전형적으로 최소의 비닐 아세테이트 함량은 적어도 10, 더욱 전형적으로 적어도 20 중량%, 더욱더 전형적으로 적어도 25 중량%이다. 본 발명의 실행에서 사용되는 EVA 수지의 최대 비닐 아세테이트 함량은 넓은 범위일 수 있지만, 전형적으로 70 중량% 이하, 더욱 전형적으로 50 중량% 이하, 더욱더 전형적으로 45 중량% 이하이다.
올레핀과 α,β-불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체는 전형적으로 반도전성 차폐물 조성물의 적어도 20 중량%, 더욱 전형적으로 적어도 30 중량%, 더욱더 전형적으로 적어도 40 중량%를 구성한다. 에틸렌과 α,β-불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체는 전형적으로 반도전성 차폐물 조성물의 80 중량% 이하, 더욱 전형적으로 70 중량% 이하, 더욱더 전형적으로 60 중량% 이하를 구성한다.
(B) 염소화 폴리올레핀
본 발명의 반도전성 차폐물 조성물의 염소화 올레핀 중합체 성분은 (1) 0.05 내지 110 g/10분의 I10 용융 지수 값을 가진 폴리에틸렌으로부터 제조된 염소화 폴리에틸렌 단독중합체, 및 (2) (a) 에틸렌, 및 (b) 10 몰% 이하의 공중합가능한 단량체의 공중합된 단위를 함유하는 0.05 내지 110 g/10분의 I10 용융 지수 값을 가진 폴리올레핀으로부터 제조된 염소화 공중합체의 적어도 하나이다. 염소화 올레핀 중합체는 임의로 클로로술포닐 기를 함유할 수도 있다. 즉, 중합체 사슬은 펜던트 염소 기 및 클로로술포닐 기를 가질 수 있다. 이러한 중합체는 클로로술폰화 올레핀 중합체로서 알려져 있다.
대표적인 염소화 및 클로로술폰화 올레핀 중합체는 (1) 에틸렌의 염소화 및 클로로술폰화 단독중합체 및 (2) 에틸렌과 C3-C10 알파 모노-올레핀; C3-C20 모노카르복실산의 C1-C12 알킬 에스테르; 불포화 C3-C20 모노- 또는 디카르복실산; 불포화 C4-C8 디카르복실산의 안히드라이드; 및 포화 C2-C18 카르복실산의 비닐 에스테르로 구성된 군에서 선택되는 적어도 하나의 에틸렌성 불포화 단량체의 염소화 및 클로로술폰화 공중합체를 포함한다. 염소화 및 클로로술폰화 그라프트 공중합체가 또한 포함된다. 적절한 중합체의 특별한 예는 염소화 폴리에틸렌; 클로로술폰화 폴리에틸렌; 염소화 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체; 클로로술폰화 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체; 염소화 에틸렌 아크릴산 공중합체; 클로로술폰화 에틸렌 아크릴산 공중합체; 염소화 에틸렌 메타크릴산 공중합체; 클로로술폰화 에틸렌 메타크릴산 공중합체; 염소화 에틸렌 메틸 아크릴레이트 공중합체; 염소화 에틸렌 메틸 메타크릴레이트 공중합체; 염소화 에틸렌 n-부틸 메타크릴레이트 공중합체; 염소화 에틸렌 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체; 에틸렌 및 말레산 안히드라이드의 염소화 그라프트 공중합체; 에틸렌과 프로필렌, 부텐, 3-메틸-1-펜텐, 또는 옥텐의 염소화 공중합체 및 에틸렌과 프로필렌, 부텐, 3-메틸-1-펜텐 또는 옥텐의 클로로술폰화 공중합체를 포함한다. 공중합체는 이중합체 또는 공중합체, 삼원공중합체 또는 고급 공중합체일 수도 있다. 바람직한 염소화 올레핀 중합체는 염소화 폴리에틸렌 및 에틸렌 비닐 아세테이트의 염소화 공중합체이다.
본 발명의 염소화 올레핀 중합체는 대부분의 분자량의 폴리올레핀 베이스 수지로부터 제조될 수 있다. 전형적으로, 폴리올레핀 베이스 수지는 0.05 내지 110 g/10분의 I10 용융 지수 값을 가짐을 특징으로 한다. 0.05 내지 110 g/10분의 넓은 범위 내의 I10 용융 지수는 일반적으로 2,000 내지 1,000,000 달톤의 중량 평균 분자량에 상응한다. 0.05 미만의 I10 용융 지수를 가진 올레핀 중합체는 제조가 곤란하다.
본 발명의 실행에서 유용한 염소화 및 클로로술폰화 올레핀 중합체는 전형적으로 20 내지 80, 더욱 전형적으로 25 내지 70, 더욱더 전형적으로 30 내지 60 몰% 염소를 함유한다. 비-염소화 폴리올레핀 베이스 수지의 용융 지수는 0.05 내지 110 g/10분이다. 염소화 올레핀 중합체가 클로로술폰화된다면, 이것은 일반적으로 6 중량% 이하, 더욱 전형적으로 1 내지 3 중량%의 황 함량을 가질 것이다.
본 발명의 반도전성 차폐물 조성물에서 사용하기 위해 적절한 염소화 올레핀 중합체 및 클로로술폰화 올레핀 중합체는 분지쇄 또는 비분지쇄 폴리올레핀 수지로부터 제조될 수 있다. 폴리올레핀 베이스 수지는 자유 라디칼 방법, 지글러-나타 촉매작용, 메탈로센 촉매작용 또는 구속된 기하구조 촉매 시스템, 예를 들어 USP 5,272,236 및 5,278,272에 개시된 것에 의하여 제조될 수 있다. 베이스 수지의 염소화 또는 클로로술폰화는 현탁액, 용액, 고체 상태 또는 유동층에서 일어날 수 있다. 자유 라디칼 현탁 염소화 방법은 USP 3,454,544, 4,767,823 및 각각에 인용된 참고문헌에 교시되어 있다. 이러한 방법은 미세 분리된 에틸렌 중합체의 수성 현탁액을 제조하고 염소화하는 것을 포함한다. 자유 라디칼 용액 염소화 방법의 예는 USP 4,591,621에 개시되어 있다. 중합체는 예를 들어 USP 4,767,823에 교시된 바와 같이 용융 상태로 또는 유동 층에서 염소화될 수도 있다. 클로로술폰화 방법은 일반적으로 용액 중에서 수행되지만, 현탁 및 비-용액 방법이 또한 공지되어 있다. 클로로술폰화 올레핀 중합체의 제조가 USP 2,586,363; 3,296,222; 3,299,014 및 5,242,987에 기재되어 있다.
본 발명의 목적을 위하여, 폴리(비닐 클로라이드), 즉 비닐 클로라이드의 중합으로부터 제조된 중합체는 염소화 폴리올레핀이 아니다.
염소화 폴리올레핀은 전형적으로 반도전성 차폐물 조성물의 적어도 1, 더욱 전형적으로 적어도 5, 더욱더 전형적으로 적어도 10 중량%를 구성한다. 에틸렌과 α,β -불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체는 전형적으로 반도전성 차폐물 조성물의 90 중량% 이하, 더욱 전형적으로 80 중량% 이하, 더욱더 전형적으로 70 중량% 이하를 구성한다.
(C) 카본 블랙
실질적으로 어떠한 카본 블랙이라도 본 발명의 실행에서 사용될 수 있다. 카본 블랙의 대표적인 예는 ASTM 등급 N50, N60, N110, N121, N220, N231, N234, N242, N293, N299, S315, N326, N330, M332, N339, N343, N347, N351, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N683, N754, N762, N765, N774, N787, N907, N908, N990 및 N991을 포함한다. 카본 블랙은 노 블랙, 아세틸렌 블랙, 열 블랙, 램브(lamb) 블랙 및 케트젠 블랙을 포함한다. 이러한 카본 블랙은 10 내지 200 g/kg의 요오드 흡수율 및 30 내지 400 cc/100 g 범위의 DBP 값, 10 내지 1000 cm3/100 g 범위의 질소 표면적을 갖는다. 일반적으로, 비용 고려사항이 허용하는 정도까지 더욱 작은 크기의 카본 블랙이 사용된다. 하나의 실시양태에서, 카본 블랙은 와이어 및 케이블 피복물에서 양호한 내후성을 달성하기 위한 N110-유형 카본 블랙이다. 하나의 실시양태에서, 카본 블랙은 전도성 노 블랙이다. 하나의 실시양태에서, 전도성 카본은 카본 섬유, 카본 나노튜브, 풀레렌, 흑연, 및 확장된 흑연 소판으로부터 선택될 수 있다.
카본 블랙은 전형적으로 반도전성 차폐물 조성물의 적어도 10 중량%, 더욱 전형적으로 적어도 20 중량%, 더욱더 전형적으로 적어도 30 중량%를 구성한다. 카본 블랙은 전형적으로 반도전성 차폐물 조성물의 45 중량% 이하, 더욱 전형적으로 40 중량% 이하를 구성한다.
산화방지제
(A)의 혼성중합체 및 (B)의 염소화 폴리올레핀의 처리 동안에 일어날 수 있는 산화를 최소화하는 어떠한 화합물이라도 본 발명의 조성물에서 산화방지제로서 사용될 수 있다. 산화방지제의 예는 이에 한정되지 않지만 테트라키스[메틸렌(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시히드로-신나메이트)]메탄과 같은 힌더드 페놀; 비스[(베타-(3,5-디tert-부틸-4-히드록시벤질)-메틸-카르복시에틸)]술피드, 4,4'-티오비스(2-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(2-tert-부틸-5-메틸페놀), 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀) 및 티오디에틸렌 비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시)히드로신나메이트; 포스파이트 및 포스포나이트, 예컨대 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트 및 디-tert-부틸페닐-포스포나이트; 티오 화합물, 예컨대 디라우릴티오디프로피오네이트, 디미리스틸티오디프로피오네이트 및 디스테아릴티오디프로피오네이트; 다양한 실록산; 중합된 2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린, n,n'-비스(1,4-디메틸-펜틸-p-페닐렌디아민), 알킬화 디페닐아민, 4,4'-비스(알파, 알파-디메틸-벤질)디페닐아민, 디페닐-p-페닐렌디아민, 혼합된 디-아릴-p-페닐렌디아민, 및 기타 힌더드 아민 분해방지제 또는 안정화제를 포함한다.
산화방지제는 전형적으로 반도전성 차폐물 조성물의 적어도 0.1, 더욱 전형적으로 적어도 0.5 중량%를 구성한다. 산화방지제는 전형적으로 반도전성 차폐물 조성물의 5 중량% 이하, 더욱 전형적으로 4 중량% 이하, 더욱더 전형적으로 3 중량% 이하를 구성한다.
산 스캐빈져 안정화제
가공 또는 경화 단계 동안에 염소화 폴리에틸렌으로부터 유리될 수도 있는 염산(HCl)을 중화시키기 위하여 산 스캐빈져를 첨가한다. 추가로, 이들은 고온 최종 사용 용도를 위한 안정성의 척도를 제공할 수 있다. 전형적인 산 스캐빈져는 산화마그네슘, 마그네슘 스테아레이트, 수산화마그네슘 및 에폭시화 대두유를 포함한다. 산 스캐빈져는 공지된 방법으로 공지된 양으로, 예를 들어 조성물의 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 5 중량%의 양으로 사용된다.
임의의 가교 성분
하나의 실시양태에서, 본 발명의 반도전성 차폐물 조성물을 완전히 또는 부분적으로 가교시킨다. 반도전성 차폐물 조성물이 가교되어지는 실시양태에서, 이것은 조성물의 가교를 촉진하기 위하여 적어도 하나의 가교제 및/또는 촉진제를 함유한다. 이러한 임의의 성분은 이에 한정되지 않지만 (1) 자유 라디칼 개시제, 예를 들어 유기 퍼옥시드 또는 아조 화합물, (2) 실란 작용기, 예를 들어 비닐 알콕시 실란 또는 수분으로 활성화된 비닐 알콕시 실란을 가진 실란 작용성 폴리올레핀, (3) 가황을 촉진하기 위한 황-함유 경화제, 및 (4) 전자기 복사선, 예를 들어 적외선(IR), 자외선(UV), 가시광선, 감마 선 등으로 조성물의 가교를 촉진하기 위한 복사선-경화제를 포함한다. 이러한 임의의 가교제 및 촉진제는 공지된 방식으로 공지된 양으로 사용된다.
자유 라디칼 개시제
가교제로서 사용되는 적절한 자유 라디칼 개시제는 디알킬 퍼옥시드 및 디퍼옥시케탈 개시제이다. 이러한 화합물은 문헌 [Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd edition, Vol. 17, pp 27-90 (1982)]에 기재되어 있다. 2 이상의 자유 라디칼 개시제의 혼합물이 자유 라디칼 개시제로서 함께 사용될 수도 있다. 추가로, 자유 라디칼이 전단 에너지, 열 또는 복사선으로부터 형성될 수 있다.
디알킬 퍼옥시드의 기에서, 적절한 자유 라디칼 개시제의 비제한적인 예는 디쿠밀 퍼옥시드, 디-t-부틸 퍼옥시드, t-부틸 쿠밀 퍼옥시드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-아밀퍼옥시)-헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥신-3, 2,5-디메틸-2,5-디(t-아밀퍼옥시)헥신-3, α,α-디[t-부틸퍼옥시)-이소프로필]벤젠, 디-t-아밀 퍼옥시드, 1,3,5-트리-[(t-부틸퍼옥시)이소프로필]벤젠, 1,3-디메틸-3-(t-부틸퍼옥시)부탄올, 1,3-디메틸-3-(t-아밀퍼옥시)부탄올 및 2 이상의 개시제의 혼합물이다.
디퍼옥시케탈 개시제의 군에서, 적절한 자유 라디칼 개시제의 비제한적인 예는 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)시클로헥산 n-부틸, 4,4-디(t-아밀퍼옥시)발레레이트, 에틸 3,3-디(t-부틸퍼옥시)부티레이트, 2,2-디(t-아밀퍼옥시)프로판, 3,6,6,9,9-펜타메틸-3-에톡시카르보닐메틸-1,2,4,5-테트라옥사시클로노난, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)-발레레이트, 에틸-3,3-디(t-아밀퍼옥시)부티레이트 및 2 이상의 개시제의 혼합물을 포함한다.
조성물에 존재하는 자유 라디칼 개시제의 양은 변할 수 있고, 최소량은 원하는 범위의 가교를 부여하기에 충분하다. 자유 라디칼 개시제의 최소 량은 가교가능한 중합체(들)의 중량을 기준으로 하여 적어도 약 0.02 중량% 또는 적어도 약 0.05 중량%, 또는 적어도 약 0.1 중량%이다. 조성물에서 자유 라디칼 개시제의 최대 량은 변할 수 있고, 전형적으로 비용, 효율 및 원하는 가교 정도와 같은 인자에 의해 결정된다. 최대 량은 가교가능한 중합체(들)의 중량을 기준으로 하여 약 20 중량% 미만 또는 약 15 중량% 미만 또는 약 10 중량% 미만일 수 있다.
실란 작용기
조성물의 하나 이상의 다른 성분에 대한 그라프트로서 (예를 들어, (A)의 혼성중합체에 대해 그라프트됨) 또는 별도의 성분으로서, 예를 들어 실란 작용기와 함께 그라프트된 별도의 폴리올레핀 중합체 (예를 들어, 폴리에틸렌) 또는 실란 작용기가 중합체 주쇄에 직접 공중합된 중합체 (예, SILINK® 에틸렌-실란 공중합체, 더 다우 케미칼 컴퍼니로부터 입수가능함)로서 반도전성 차폐물 조성물에 실란 작용기가 포함될 수 있다.
올레핀, 예를 들어 에틸렌과 함께 효과적으로 공중합되거나 또는 올레핀 중합체에 그라프트되고 가교되는 어떠한 실란이라도 본 발명의 실행에서 실란 작용기로서 사용될 수 있고, 하기 화학식으로 표시되는 것이 그 일례이다:
Figure 112013000113575-pct00001
상기 식에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고; x 및 y는 0 또는 1이고, 단 x가 1일 때 y가 1이고; n은 1 내지 12 (경계 포함), 바람직하게는 1 내지 4의 정수이고, 각각의 R"는 독립적으로 가수분해가능한 유기 기, 예컨대 1 내지 12개 탄소 원자를 가진 알콕시 기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 부톡시), 아릴옥시 기 (예, 페녹시), 아랄옥시 기 (예, 벤질옥시), 1 내지 12개 탄소 원자를 가진 지방족 아실옥시 기 (예, 포르밀옥시, 아세틸옥시, 프로파노일옥시), 아미노 또는 치환된 아미노 기 (알킬아미노, 아릴아미노), 또는 1 내지 6개 (경계 포함) 탄소 원자를 가진 저급 알킬 기이고, 단 3개의 R"기의 하나 이하가 알킬이다. 이러한 실란은 반응기, 예컨대 고압 공정에서 에틸렌과 공중합될 수도 있다. 이러한 실란은 형태화 또는 성형 작업 전 또는 동안에 적절한 양의 유기 퍼옥시드를 사용함으로써 적절한 에틸렌 중합체에 그라프트될 수도 있다. 열 및 광 안정화제, 안료 등과 같은 추가의 성분이 제형에 포함될 수도 있다. 어떠한 경우에도, 그라프트화되거나 공중합된 실란 기 사이의 수분-유도 반응에 의하여 형태화 또는 성형 단계 후에 가교 반응이 전형적으로 일어나며, 물이 대기로부터 또는 수조 또는 "사우나"로부터 벌크 중합체에 침투된다. 가교가 일어나는 동안의 과정의 단계는 보통 "경화 단계"라고 일컬어지며, 과정 자체는 "경화"라고 일컬어진다.
적절한 실란은 에틸렌성 불포화 히드로카르빌 기, 예컨대 비닐, 알릴, 이소프로페닐, 부테닐, 시클로헥세닐 또는 감마-(메트)아크릴옥시 알릴기, 및 가수분해가능한 기, 예를 들어 히드로카르빌옥시, 히드로카르보닐옥시, 또는 히드로카르빌아미노기를 포함하는 불포화 실란을 포함한다. 가수분해가능한 기의 예는 메톡시, 에톡시, 포르밀옥시, 아세톡시, 프로프리오닐옥시, 및 알킬 또는 아릴아미노 기를 포함한다. 바람직한 실란은 중합체에 그라프트되거나 다른 단량체 (예컨대 에틸렌 및 아크릴레이트)와 함께 반응기 내에서 공중합될 수 있는 불포화 알콕시 실란이다. 이러한 실란 및 이들의 제조 방법이 USP 5,266,627 (Meverden et al.)에 더욱 충분히 기재되어 있다. 비닐 트리메톡시 실란(VTMS), 비닐 트리에톡시 실란, 비닐 트리아세톡시 실란, 감마-(메트)아크릴옥시 프로필 트리메톡시 실란 및 이러한 실란의 혼합물이 본 발명에서 사용하기 위해 바람직한 실란 가교제이다. 충진제가 존재한다면, 바람직하게는 가교제는 비닐 트리알콕시 실란을 포함한다.
본 발명의 실행에서 사용되는 실란 가교제의 양은 중합체의 성질, 실란, 처리 또는 반응기 조건, 그라프트화 또는 공중합 효율, 최종 용도 및 유사한 인자에 의존하여 다양하게 변할 수 있지만, 전형적으로 적어도 0.1, 바람직하게는 적어도 0.5 중량%가 사용된다. 편의성 및 경제성의 고려 사항이 본 발명의 실행에서 사용되는 실란 가교제의 최대 량에 대한 주된 제약의 2가지이고, 전형적으로 실란 가교제의 최대 량은 5 중량%를 넘지 않고, 바람직하게는 3 중량%를 넘지 않는다.
황-함유 경화제
하나의 실시양태에서, 본 발명의 반도전성 차폐물 조성물이 가황, 즉 황 다리결합에 의해 가교된다. 적절한 황 가황제의 예는 황 공여체 가황제를 포함한다. 바람직하게는, 황 가황제는 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸의 에스테르의 블렌드이다. 당업자에게 공지된 바와 같이, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸 가황제와 같은 황 경화 공여체 시스템이 염소화 중합체의 중량을 기준으로 하여 약 0.1 내지 10, 전형적으로 1 내지 7, 더욱 전형적으로 2 내지 5 중량% 범위의 양으로 사용된다. 전형적인 경화 시스템은 촉진제, 예를 들어 TBAB (3급 부틸 암모늄 브로마이드) 또는 기타 적절한 촉진제, 및 무기 염기, 예컨대 고 표면적 MgO를 포함한다.
복사선 경화제
예를 들어 방사선 파 또는 그 미만으로부터 마이크로파, 적외선, 가시광선, UV, X-선을 거쳐 감마 선 너머까지 전자기 에너지의 흡수 시에 자유 라디칼을 발생하는 어떠한 화합물이라도 본 발명의 실행에서 사용될 수 있다. 이러한 촉매는 일반적으로 유기 염기, 카르복실산, 및 이에 한정되지 않지만 유기 티타네이트 및 납, 코발트, 철, 니켈, 아연 및 주석의 착물 또는 카르복실레이트를 포함하여 유기금속 화합물을 포함한다. 디부틸틴디라우레이트, 디옥틸틴말레에이트, 디부틸 틴 디아세테이트, 디부틸틴디옥토에이트, 제1주석 아세테이트, 제1주석 옥토에이트, 납 나프테네이트, 아연 카프릴레이트, 코발트 나프테네이트 등. 틴 카르복실레이트, 특히 디부틸틴디라우레이트 및 디옥틸틴말레에이트가 특히 효과적이다. 촉매 (또는 촉매의 혼합물)이 공지된 양으로, 예를 들어 수지 100 부당 0.015 내지 0.035 부의 양으로 공지된 방식으로 사용된다.
충진제 및 기타 첨가제
반도전성 차폐물 조성물이 충진되거나 비충진될 수 있다. 충진된다면, 존재하는 충진제의 양은 바람직하게는 조성물의 전기적 및/또는 기계적 성질의 큰 분해를 유발하는 양을 초과해서는 안된다. 전형적으로, 존재하는 충진제의 양은 중합체의 중량을 기준으로 하여 2 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 70 중량%이다. 대표적인 충진제는 카올린 점토, 수산화 마그네슘, 실리카, 탄산칼슘을 포함한다. 충진제는 난연성을 갖거나 갖지 않을 수도 있다. 충진제가 존재하는 본 발명의 바람직한 실시양태에서, 충진제가 조성물의 기능 및/또는 조성물의 경화를 방해해야 할 수도 있는 경향을 막거나 지연시키는 물질로 충진제를 코팅한다. 스테아르산이 이러한 충진제 코팅의 일례이다.
본 발명의 조성물은 기타 첨가제, 예를 들어 UV 안정화제, 점착 첨가제, 광 안정화제 (예컨대 힌더드 아민), 가소제 (예컨대 디옥틸프탈레이트 또는 에폭시화 대두유), 열 안정화제, 이형제, 점착제 (예컨대 탄화수소 점착제), 왁스 (예컨대 폴리에틸렌 왁스), 가공 보조제 (예컨대 오일, 유기 산, 예컨대 스테아르산, 유기 산의 금속 염), 착색제 또는 안료를 본 발명의 조성물의 바람직한 물리적 또는 기계적 성질을 방해하지 않는 정도까지 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는 공지된 양으로 공지된 방식으로 사용된다.
배합/제조
당업자에게 공지된 표준적인 수단에 의하여 본 발명의 반도전성 차폐물 조성물의 배합을 수행할 수 있다. 배합 장치의 예는 내부 회분 믹서, 예컨대 밴버리 또는 볼링 내부 믹서이다. 대안적으로, 파렐(Farrel) 연속 믹서, 워너 및 플라이더러(Werner and Pfleiderer) 이축 믹서 또는 부스(Buss) 혼련 연속 압출기와 같은 연속적인 일축 또는 이축 혼합기가 사용될 수 있다. 사용된 믹서의 유형, 및 믹서의 작동 조건은 점도, 부피 저항성 및 압출된 표면 평활성과 같은 조성물의 성질에 영향을 미칠 수 있다.
경화제를 포함하기 위한 1-단계 공정을 위한 본 발명의 조성물의 배합 온도는 혼성중합체의 융점, 예를 들어 100 ℃ 내지 140 ℃, 더욱 전형적으로 105 ℃ 내지 120 ℃이다. 최종 조성물의 다양한 성분을 어떠한 순서로 서로에 첨가하고 배합하거나 또는 동시에 첨가하고 배합할 수 있지만, 전형적으로 혼성중합체를 먼저 염소화 폴리올레핀과 배합한 다음, 조성물의 나머지 성분과 첨가제의 블렌드를 서로 배합한다. 2-단계 배합 공정에서, 중간체 제형을 경화제 없이 100 내지 250 ℃에서 배합할 수 있고 이어서 퍼옥시드 침지 또는 배합 공정을 거친다.
일부 실시양태에서, 첨가제를 사전-혼합된 마스터배치로서 첨가한다. 첨가제를 따로따로 또는 함께 불활성 플라스틱 수지 또는 조성물의 주 성분, 예를 들어 혼성중합체 및/또는 염소화 폴리올레핀에 분산시킴으로써 이러한 마스터배치를 형성한다. 마스터배치를 용융 배합 방법에 의해 편리하게 형성한다.
제조 물품
하나의 실시양태에서, 본 발명의 중합체 조성물을 반도전성 차폐물로서 케이블에 공지된 양으로 공지된 방법으로 적용한다 (예를 들어, USP 5,246,783 및 4,144,202에 기재된 장치 및 방법). 전형적으로, 중합체 조성물을 케이블-코팅 다이가 장착된 반응기-압출기에서 제조하고, 조성물의 성분을 제형한 후에 케이블이 다이를 통해 연신될 때 조성물을 케이블 위에 압출한다. 이어서, 물품이 원하는 가교 정도에 이르를 때까지, 외피를 전형적으로 주변 온도 내지 조성물의 융점 미만의 온도에서 수행되는 경화 단계를 거친다. 반응기-압출기에서 경화가 시작될 수도 있다.
특히 고압 및/또는 높은 수분 조건 하에서 본 발명의 중합체 조성물로부터 제조될 수 있는 다른 제조 물품은 케이블 악세서리 및 접합 및 단자를 위한 성형된 코팅물을 포함한다. 이러한 물품은 공지된 장치 및 기술을 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명은 하기 실시예로부터 더욱 충분히 설명된다. 달리 기재되지 않는 한, 모든 부 및 퍼센트는 중량 기준이다.
본 발명의 특정한 실시양태
실시예 1 내지 6 및 비교예의 제형에서 사용되는 중합체를 표 1에 기록한다. 이러한 제형의 첨가제를 표 2에 기록한다.
Figure 112013000113575-pct00002
시차 주사 열량법에 의한 융합 열은 CPE 생성물에 남아있는 잔류 결정성의 척도이다.
Figure 112013000113575-pct00003
USP 4,767,823 및 그의 참고문헌에 기재된 절차에 따라서 실질적으로 0.6 dg/분의 용융 지수 (190 ℃에서 I10)를 가진 폴리에틸렌으로부터 수성 슬러리 공정으로 염소화 엘라스토머를 제조한다. 브라벤더 믹서에서 140 ℃에서 1분당 30회전 (rpm)으로 10분 동안 용융 혼합함으로써 중간체 차폐물 제형을 제조한다. 중간체 제형을 제조한 후에, 유기 퍼옥시드를 110 ℃에서 30 rpm에서 5분 동안 중간체 제형에 첨가한 다음 실온으로 냉각한다. 생성물을 작은 조각으로 절단하여 소판을 만든다.
표 3에 기록된 절연 차폐물 제형 및 HFDB-4202 절연 펠릿의 절연 층 제형으로부터 압축 성형에 의하여 하나의 소판을 제조한다. 차폐물 소판의 압축 성형을 위한 온도는 100 ℃이다. 30 mil 소판을 제조하기 위하여 대략 65 그램의 차폐물 제형을 사용한다. 절연 펠릿의 압축 성형을 위한 온도는 130 ℃이다. 125 mil 소판을 제조하기 위하여 대략 135 그램의 절연 제형을 사용한다. 2개의 마일라(MYLAR)® 플라스틱 시트 사이에 측량된 재료를 샌드위치구조로 끼워넣고, 알루미늄 호일의 시트에 의해 평압 프레스로부터 분리한다. 압축 성형을 위하여 하기 전형적인 압력 및 시간 주기를 사용한다: (1) 5분 동안 2000 psi (평방 인치 당 파운드); (2) 3분 동안 50,000 psi; 이어서 (3) 10분 동안 50,000 파운드의 급냉 압력.
2개의 단일 소판 (하나의 차폐물 소판과 하나의 절연 소판)을 압력 하에서 경화시킴으로써 접착 소판 샌드위치구조를 만든다. 단일 소판으로부터 마일라® 시트를 제거하고 과다한 부분을 잘라낸다. 125 mil의 잘라낸 절연 소판을 75 mil 금형에 놓는다. 절연 소판의 윗 테두리 위의 적어도 2인치를 마일라 시트의 조각으로 덮어서 "잡아당기는 꼬리표(pull-tab)"을 형성할 부위에서 차폐물 소판에 대한 접착을 막는다. 30 mil 차폐물 소판을 절연 소판의 위에 놓는다. 마일라® 시트에 의해 평압 프레스로부터 샌드위치구조를 분리하고, 프레스에 놓는다. 이어서 프레스를 닫고 1000 psi의 압력을 130 ℃에서 4분 동안 유지한다. 이어서, 증기를 190 ℃에서 프레스에 도입한다 (약 180 psig). 25분 (130 ℃로부터 190 ℃로의 가열 시간 포함) 동안 20,000 psi의 경화 주기를 실행한 다음 20,000 psi에서 15분 동안 급냉 주기를 실행한다.
프레스로부터 샌드위치구조를 제거하고, 마일라® 시트를 제거하고 과다한 부분을 잘라내고 샌드위치구조를 5개 샘플로 절단한다 (각각 1.5 인치 폭 × 약 6 인치 길이). 이러한 샘플을 추가의 시험 전에 밤새 23 ℃ 및 50% 상대 습도의 환경 조절된 방에 놓아 둔다.
1/2 인치 스트립을 각 샘플의 중앙에 표시한다. 각각의 선을 따라 절단하기 위하여 면도칼을 사용하여, 절연 소판으로 통하는 모든 길에서 검은색 재료를 절단한다. 회전 휠 및 인스트론(INSTRON)® 또는 유사한 인장 장치를 사용하여 벗겨내는 시험을 달성한다. 인장 기계가 샌드위치구조 소판으로부터 중앙 스트립을 당기는 반면, 인장 력의 방향에 대해 소판의 표면이 수직 배열을 유지하도록 휠을 회전시키는 방식으로, 각각의 샘플을 인장 기계의 조(jaw)에 장착된 중앙 스트립과 함께 휠에 장착한다. 시험 동안에 인장 기계의 조(jaw)를 20 인치/분의 선 속도로 이동시키고, 벗겨내지 않은 재료의 약 1/2 인치가 남아있을 때 멈춘다. 벗겨진 첫 번째 및 마지막 인치를 무시하면서, 시험으로부터 최대 하중 및 최소 하중을 기록한다. 소판 스트립 힘은 최대 하중과 동일하다.
Figure 112013000113575-pct00004
반도전성 제형에서 CPE 함량이 증가함에 따라, 스트립 힘이 효율적으로 감소된다. 더 어소시에이션 오브 에디슨 일루미네이팅 컴퍼니(The Association of Edison Illuminating Companies)는, 실온에서 차폐된 파워 케이블에 대하여 절연 차폐물 벗겨냄 장력이 6 파운드 초과 24 파운드 미만이어야 하는 것으로 규정한다.
본 발명은 바람직한 실시양태의 설명을 통해 상세하게 설명되었지만, 이러한 세부사항은 주로 예증을 위한 것이다. 하기 청구의 범위에 기재된 바와 같이 본 발명의 범주 및 범위에서 벗어나지 않으면서 당업자에 의하여 많은 변형 및 변화가 행해질 수 있다.

Claims (10)

  1. 반도체성 절연 차폐물 층과 접촉하는 절연층을 포함하는 케이블로서,
    반도체성 절연 차폐물 층은,
    조성물의 중량을 기준으로 하여 중량%로
    (A) 20 내지 80%의, 올레핀과 α,β-불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체 - 혼성중합체가 에틸렌 및 10 내지 50 중량%의 비닐 아세테이트로부터 유래된 단위를 포함함 -,
    (B) 1 내지 69.89%의 염소화 폴리올레핀 - 염소화 폴리올레핀이 염소화 에틸렌 단독중합체임 -,
    (C) 10 내지 45%의 카본 블랙,
    (D) 0.1 내지 5%의 산화방지제,
    (E) 0.01 내지 5%의 산 스캐빈져 안정화제,
    (F) 임의로, 자유 라디칼 개시제,
    (G) 임의로, 실란 작용기,
    (H) 임의로, 황-함유 경화제, 및
    (I) 임의로, 복사선-경화 촉매
    를 포함하는 조성물을 포함하고,
    케이블은 23 ℃에서 1/2 인치 (1.3 cm) 당 3 파운드 (1.4 kg) 초과이고 23 ℃에서 1/2 인치 (1.3 cm) 당 24 파운드 (10.9 kg) 미만인 스트립 힘을 절연층과 반도체성 절연 차폐물 층 사이에서 갖는, 케이블.
  2. 제1항에 있어서, 비-염소화 폴리에틸렌 베이스를 갖는 염소화 폴리올레핀이 2,000 내지 1,000,000 달톤의 중량 평균 분자량을 갖고, 20 내지 80 중량%의 염소를 포함하는 케이블.
  3. 제2항에 있어서, 자유 라디칼 개시제가 존재하고, 자유 라디칼 개시제가 유기 퍼옥시드인 케이블.
  4. 제2항에 있어서, 실란 작용기가 존재하고, 실란 작용기가 올레핀과 공중합되거나 올레핀 중합체에 그라프팅되는 케이블.
  5. 제2항에 있어서, 황-함유 경화제가 존재하고, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸의 에스테르의 블렌드인 케이블.
  6. 반도체성 절연 차폐물 층과 접촉하는 절연층을 포함하는 와이어로서,
    반도체성 절연 차폐물 층은,
    조성물의 중량을 기준으로 하여 중량%로
    (A) 20 내지 80%의, 올레핀과 α,β-불포화 카르보닐 공단량체의 혼성중합체 - 혼성중합체가 에틸렌 및 10 내지 50 중량%의 비닐 아세테이트로부터 유래된 단위를 포함함 -,
    (B) 1 내지 69.89%의 염소화 폴리올레핀 - 염소화 폴리올레핀이 염소화 에틸렌 단독중합체임 -,
    (C) 10 내지 45%의 카본 블랙,
    (D) 0.1 내지 5%의 산화방지제,
    (E) 0.01 내지 5%의 산 스캐빈져 안정화제,
    (F) 임의로, 자유 라디칼 개시제,
    (G) 임의로, 실란 작용기,
    (H) 임의로, 황-함유 경화제, 및
    (I) 임의로, 복사선-경화 촉매
    를 포함하는 조성물을 포함하고,
    와이어는 23 ℃에서 1/2 인치 (1.3 cm) 당 3 파운드 (1.4 kg) 초과이고 23 ℃에서 1/2 인치 (1.3 cm) 당 24 파운드 (10.9 kg) 미만인 스트립 힘을 절연층과 반도체성 절연 차폐물 층 사이에서 갖는, 와이어.
  7. 제6항에 있어서, 비-염소화 폴리에틸렌 베이스를 갖는 염소화 폴리올레핀이 2,000 내지 1,000,000 달톤의 중량 평균 분자량을 갖고, 20 내지 80 중량%의 염소를 포함하는 와이어.
  8. 제7항에 있어서, 자유 라디칼 개시제가 존재하고, 자유 라디칼 개시제가 유기 퍼옥시드인 와이어.
  9. 제7항에 있어서, 실란 작용기가 존재하고, 실란 작용기가 올레핀과 공중합되거나 올레핀 중합체에 그라프팅되는 와이어.
  10. 제7항에 있어서, 황-함유 경화제가 존재하고, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸의 에스테르의 블렌드인 와이어.
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