KR20070038970A - 무-할로겐 접착제 테이프 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20070038970A
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라파엘 가르시아-라미레즈
씨. 캐롤 길버트
마리오 에이. 페레즈
크리쉬나칸트 피. 보라
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명은 중합체 물질; 방염제; 및 커플링제를 포함하는 무-할로겐 배면체(backing) 및 배면체 표면 상에 배치된 접착제층을 포함하는 테이프를 제공한다. 상기 테이프는 미국보증연구소(Underwriters Laboratories) UL 510, 제7판, 제4부에 따라 시험하는 경우 방염성이다.
중합체 물질, 방염제, 커플링제, 무-할로겐 배면체, 접착제층, 막, 방염성, 조사, 방염성

Description

무-할로겐 접착제 테이프 및 이의 제조 방법 {HALOGEN FREE ADHESIVE TAPES AND METHOD OF MAKING SAME}
본 발명은 일반적으로 다양한 분야, 예컨대 자동차 분야에 사용하기 위한 전기 절연막 및 전기 절연 테이프에 관한 것이다. 본 발명은 또한 방염성, 내후성, 두께, 인장 강도, 연신율, 유전 강도, 접착 강도, 흡수성, 온도 저항, 변형, 수명, 및/또는 도체 부식에 대한 엄격한 산업 표준을 충족하는, 무-할로겐 전기 절연막 및 전기 절연 테이프를 비롯한 전기 절연막 및 전기 절연 테이프에 관한 것이다.
당업계의 전기 절연막은 방염도 및 기계적 특성의 범위가 다양하다. 더 높은 성능의 막은 보통 할로겐을 함유한다. 전기 절연막 및 전기 절연 테이프에 흔히 존재하는 염화비닐이 통상의 할로겐의 공급원이다. 할로겐 함유 막 및 테이프는 사고로 또는 폐기시 연소될 때 유독 가스를 생성하기 때문에, 전기 절연막 및 전기 절연 테이프의 할로겐 함량을 최소화하는 것이 바람직하다.
무-할로겐 중합체 조성물은 전기 공업용으로 사용되는 절연막을 제조하는데 사용되었다. 그러나, 사용되는 무-할로겐 중합체 조성물은 충분한 방염도를 나타내지 않는다. 따라서, 절연막의 바람직한 기계적 특성을 보존하면서, 절연막의 방염성을 제공하거나 또는 강화시키기 위해서 방염성 충전제를 막에 혼입하였다. 그 러나, 사용되는 방염성 충전제는 반드시 할로겐이 없는 것은 아니다. 일부는 브롬을 포함한다.
방염도가 다양한 일부 무-할로겐 절연막이 당업계에 존재하지만, 이들 막은 일반적으로 방염성 및 기계적 특성 둘 모두에 대한 산업 표준을 충족하지 않는다. 무-할로겐 막에서 높은 방염도를 달성하기 위해서, 막 중 방염성 충전제의 농도는 통상적으로 너무 높아져 막의 물성이 손상된다. 손상될 수 있는 상기 물성의 일부 예로는 특히 기계적 강도, 가요성, 및/또는 연신율이 포함된다. 이러한 기계적 특성의 손상은 특히 전기 절연 테이프의 경우에 바람직하지 않으며, 이러한 기계적 특성은 바람직하게는 할로겐 함유 전기 절연 테이프의 기계적 강도, 탄성, 및 가요성 특성과 흡사하거나, 또는 심지어 이를 능가해야 한다.
기존의 무-할로겐 전기 절연막 및 전기 절연 테이프는 지식 기반을 증가시켰지만, 할로겐 함유 전기 절연막 및 전기 절연 테이프의 방염성 및 기계적 특성을 충족하거나 또는 이를 능가하는 무-할로겐 전기 절연막 및 전기 절연 테이프를 수득할 수 있는 추가 개선이 요구된다. 본 발명은 상기 도전을 충족한다.
<발명의 요약>
본 발명은 다양한 조성물 및 테이프를 포함한다. 본 발명의 일례의 실시양태는 (a) 중합체 물질; 방염제; 및 커플링제를 포함하는 무-할로겐 배면체(backing) 및 (b) 배면체 표면 상에 배치된 접착제층을 포함하는 테이프를 포함한다. 상기 테이프는 미국보증연구소(Underwriters Laboratories) UL 510, 제7판, 제4부에 따라 시험하는 경우 방염성이다.
본 발명의 테이프 제조 방법의 일례는 (a) 중합체 물질; 방염제; 및 커플링제를 포함하는 무-할로겐 배면체를 형성하는 단계 및 (b) 배면체 표면 상에 접착제층을 도포하여 테이프를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 테이프는 미국보증연구소 UL 510, 제7판, 제4부에 따라 시험하는 경우 방염성이다. 다른 일례의 방법에서, 무-할로겐 배면체를 형성하는 단계는 캘린더링(calendering)을 포함한다. 또 다른 일례의 방법은 무-할로겐 배면체 또는 테이프에 전자-비임을 조사하는 단계를 더 포함한다.
본 발명에서, 모든 숫자는 용어 "약"에 의해 변형되는 것으로 간주된다.
본 발명은 하기 도면과 함께 더욱 기재될 것이며, 도 1은 일례의 캘린더링 방법의 개략도이다.
도면은 스케일대로 도시된 것이 아니라 이상화된 것이며 단지 예시를 목적으로 한다.
본 발명은 중합체 물질, 방염제, 및 임의 가공 첨가제를 포함하는 조성물을 포함한다. 중합체 물질, 방염제, 및/또는 임의 가공 첨가제는 무-할로겐일 수 있다. 모두 무-할로겐인 중합체 물질, 방염제, 및 임의 가공 첨가제의 사용은 무-할로겐 조성물을 생성한다. 본 발명은 조성물, 예컨대 무-할로겐 조성물의 제조 방법을 더 포함한다.
조성물은 전기 절연막 (또한, 본원에서 "테이프 배면체"로 칭함)으로 형성되고, 하나 이상의 표면 상에 접착제를 코팅한 후에, 전기 절연 테이프가 수득될 수 있다. 마찬가지로, 무-할로겐 조성물은 무-할로겐 전기 절연막으로 형성되고, 하나 이상의 표면 상에 무-할로겐 접착제를 코팅한 후에, 무-할로겐 전기 절연 테이프가 수득될 수 있다. 연소시 무-할로겐 전기 절연 테이프는 할로겐 함유 전기 절연 테이프가 연소될 때 특성상 생성되는 유독 가스를 생성하지 않는다. 추가로, 본 발명에 따라 제조된 무-할로겐 전기 절연 테이프를 비롯한 전기 절연 테이프는 전기 절연 테이프에 대한 다양한 성능-기초 산업 표준을 충족할 수 있다.
["폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 및 고무 절연 테이프에 대한 표준"] (본원에서 "UL 510"으로 칭함)이라는 표제의 미국보증연구소 UL 510, 제7판은 전기 절연 테이프의 일련의 성능-기초 산업 표준의 예이다. UL 510은 일련의 최소 표준 예컨대 방염성, 내후성, 두께, 인장 강도, 연신율, 유전 강도, 접착 강도, 흡수성, 온도 저항, 변형, 수명, 및 도체 부식을 규정한다. UL 510은 이들 중에서 600 V 이하 및 8O℃에서 전기 절연체로서 사용하기 위한 열가소성 및 고무 테이프를 포함하는 표준이다. UL 510의 제4부는 화염 시험에 관한 것이고 표준에 의해 포함되는 모든 테이프에 적용된다. UL 510, 즉, 제6부 내지 제15부에 따라 측정된 물성은 열가소성 테이프, 및 더 구체적으로 "PE 테이프"에 관한 것이다. 본 발명은 적어도 무-할로겐 성분의 사용을 기초로 하기 때문에, PE 테이프에 따른 표준은 사용하기에 적절한 표준이다.
다른 적용가능한 산업 표준으로는 유럽의 "전기 용도 감압 테이프에 대한 기준, 제2부: 시험 방법"이라는 표제의 IEC 60454 및 일본의 "전기 절연용 감압 접착제 테이프의 시험 방법"이라는 표제의 JIS C2107이 포함된다.
본 발명의 무-할로겐 조성물은 전기 절연 테이프에 대한 UL 510 요건을 충족할 수 있는 무-할로겐 테이프로 가공될 수 있다. 이러한 무-할로겐 테이프를 제조하기 위해서, 무-할로겐 조성물은 적정량의 무-할로겐 중합체 물질, 무-할로겐 방염제, 및 임의로 무-할로겐 가공 첨가제를 함께 혼합하여 제조된다. 무-할로겐 조성물은 압출 및 캘린더링과 같은 임의의 적합한 막 형성 기술을 사용하여 무-할로겐 막으로 형성될 수 있다. 그 후에 무-할로겐 접착제가 무-할로겐 막의 한 면 또는 양면 상에 도포되어 무-할로겐 테이프를 형성할 수 있다. 그 후에 무-할로겐 테이프는 전자-비임과 같은 적합한 에너지원으로 조사될 수 있다. 본 발명에 따라 제조된 무-할로겐 테이프는 놀랍게도 UL 510의 방염성 표준과 함께 PE 열가소성 테이프에 대한 상이한 UL 510 요건 모두를 충족하는 것으로 밝혀졌다. 본원에 상기 UL 510에 부합하는 무-할로겐 테이프의 제조를 위한 적합한 성분 농도 및 가공 절차가 기재된다.
본원에서 사용된 어구 "무-할로겐" 및 "할로겐이 없는," 및 이들 어구의 임의의 파생어는 할로겐, 예컨대 물질의 분자 구조에서 존재하는 할로겐 원자가 없는, 또는 본질적으로 할로겐이 없는 것을 의미한다. 본원에서 사용된 용어 "극미량 농도"는 조성물, 막 또는 테이프 중 조성물, 막 또는 테이프의 총 중량을 기준으로 각각 0.01 중량％ 이하의 농도를 의미한다. 할로겐 함유 성분은 단지 본 발명의 조성물, 막 및/또는 테이프를 제조할 때 사용되는 성분의 구성 물질의 합성에 있어 촉매로서만 사용되기 때문에, 할로겐 원자는 특히 무-할로겐 조성물, 막 또는 테이프에 극미량 농도로 존재할 수 있다. 극미량 농도의 할로겐을 함유하는 본 발명의 조성물, 막 또는 필름은 본질적으로 할로겐이 없는 것으로 간주된다. 따라서, 본 발명의 무-할로겐 조성물, 막, 및 테이프에 있어서, 용어 "무-할로겐" 및 "할로겐이 없는"은 기계적 분석법을 사용한 조성물, 막, 및/또는 테이프의 분석에 의해 극미량 농도로 검출되는 소량의 할로겐 원자를 포함하는 본 발명에 따라 제조된 조성물, 막, 및 테이프를 포함한다.
본 발명의 조성물에 혼입된 중합체 물질은 할로겐이 없을 수 있다. 본 발명의 무-할로겐 조성물에서, 중합체 물질은 할로겐이 없다. 중합체 물질은 산업 표준을 충족하는데 유리한 탄성과 같은 특정 물성을 조성물에 부여하는 열가소성 중합체 물질을 포함할 수 있다. 적합한 중합체 물질의 예로는 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체의 삼원공중합체 (EPDM), 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 및 EPDM과 EVA의 중합체 블렌드가 포함된다. 예를 들어, EPDM은 절연용 테이프에 바람직한 다양한 물성, 예컨대 내열성, 내산화성, 내오존성, 및 내후성을 갖는다. 더욱이, EPDM은 양호한 전기 저항률을 가져 높은 충전제 적재량(loading)에 잘 응답한다. 조성물 중 중합체 물질의 적합한 농도는 조성물의 총 중량을 기준으로 30 중량％ 내지 60 중량％ 범위이다. 조성물의 일부 일례의 실시양태에서, 조성물 중 중합체 물질의 적합한 농도는 조성물, 예컨대 무-할로겐 조성물의 총 중량을 기준으로 30 중량％ 내지 45 중량％이다.
본 발명의 일례의 실시양태에서, 중합체 물질은 중합체 물질의 총 중량을 기준으로 0 중량％ 내지 40 중량％ 농도의 EVA 및 60 중량％ 내지 100 중량％ 농도의 EPDM을 포함한다. 인장 강도와 같은 유리한 물성을 유도하기 위해, 다른 중합체, 예컨대 더 높은 인장 강도의 폴리에틸렌형 중합체 (예를 들어, 미국 텍사스주 어빙 소재의 엑손 모빌(Exxon Mobil: Irving, Texas)로부터 입수가능한 "이그젝트(Exact) 4056", 더 높은 인장 강도 중합체)가 중합체 물질에 포함될 수도 있다.
본 발명에는 때때로 전기 절연 테이프의 다양한 응용에서 나타날 수 있는 열 및 화재에 대한 내성을 제공하기 위해서 방염제가 포함된다. 방염제는 무-할로겐일 수 있다. 방염제의 일부 적합한 예는 금속 무기 화합물을 포함한다. 본 발명의 조성물에 UL 510, IEC 60454, 및 JIS C2107 방염성 표준을 비롯한 다양한 산업 표준을 충족하기에 충분한 방염성을 나타내는 무-할로겐 막을 비롯한 막을 수득하도록 돕는 상당량의 무-할로겐 금속 무기 방염제가 포함될 수 있다. 방염제는 무-할로겐 조성물을 비롯한 조성물에서 조성물의 총 중량을 기준으로 40 중량％ 내지 70 중량％ 농도로 존재할 수 있다. 특히 UL 510, IEC 60454, 및 JIS C2107 의 방염성 요건을 충족하는데 적합한 무-할로겐 전기 절연 테이프를 비롯한 전기 절연 테이프의 일부 실시양태는, 조성물의 총 중량을 기준으로 50 중량％ 내지 60 중량％ 농도의 방염제를 갖는 조성물로부터 형성된 막 (테이프 배면체)를 포함한다.
PE 열가소성 테이프에 적용가능한 모든 UL 510 표준에 부합하는 무-할로겐 테이프를 비롯한 본 발명의 테이프를 달성하기 위해서, 본 발명의 조성물, 예컨대 무-할로겐 조성물은 방염제를 조성물의 총 중량을 기준으로 40 중량％ 내지 70 중량％의 농도로 포함할 수 있으며, 일부 실시양태에서 방염제의 농도는 50 중량％ 내지 60 중량％이다.
적합한 방염제의 예는 금속 수산화물과 같은 금속 무기 화합물을 포함한다. 적합한 금속 수산화물의 예로는 삼수화알루미나 (또한, 수산화알루미늄, 알루미나, 수화 알루미나, 및 삼수산화알루미늄으로 칭하고; 이후 ATH로 칭함), 수산화칼슘, 수산화마그네슘, 수산화지르코늄, 수산화바륨 등; 금속 탄산염 예컨대 염기성 탄산마그네슘, 백운석 등; 금속 수화물 예컨대 히드로탈시트, 붕사 등; 및 임의의 비율로 이들의 임의의 조합이 포함된다.
ATH는 본 발명에서 방염제로서 사용하기에 특히 적합하다. ATH는 열흡수원(heat sink)으로 작용하고 연소열의 일부를 흡수하여 테이프 배면체에 혼입된 중합체 물질의 연소를 지연시킨다. ATH는 또한 가열시 물을 방출하여, 무-할로겐 전기 절연 테이프를 비롯한 본 발명의 전기 절연 테이프를 둘러싼 대기 중 가연성 기체의 농도를 희석시킨다.
실란-처리된 방염제, 예컨대 실란-코팅된 ATH가 방염제로서 사용하기에 특히 적합하다. 방염제를 표면 처리하는데 적합한 실란 커플링제의 예로는 비닐 실란 (예를 들어, A-172 DLC 실란), 메타크릴 실란 (예를 들어, A-174 DLC 실란), 아미노 실란 (예를 들어, A-1100 DLC 및 A-1120 실란) (모두 미국 조지아주 사바나 소재의 나트로켐, 인크.(Natrochem, Inc.: Savannah, Georgia)로부터 입수가능함); 액상 테트라술피드 실란 (예를 들어, 실퀘스트(SILQUEST) A-1289 실란), 액상 디술피드 실란 (예를 들어, 실퀘스트 A-1589 실란), 및 폴리술피드 실란 (예를 들어, 실퀘스트 A-189 실란) (모두 미국 코넷티컷주 댄버리 소재의 위트코 코포레이션의 오에스아이 스페셜티즈 디비젼(OSI Specialties Division of Witco Corporation: Danbury, Connecticut)으로부터 입수가능함); 및 임의의 비율로 이들의 임의의 조합이 포함된다. 입수가능한 실란-코팅된 ATH의 일부 예로는 미국 뉴저지주 에디슨 소재의 제이. 엠. 후버 코포레이션(J. M. Huber Corporation: Edison, New Jersey)으로부터 입수가능한 미크랄(MICRAL) 1500-SH1 및 미크랄 1500-SH2 ATH가 포함된다.
임의 가공 첨가제의 예로는 커플링제, 이형제, 및 이들의 조합이 포함된다. 무-할로겐 조성물을 비롯한 본 발명의 조성물에 조성물 및/또는 조성물로부터 제조된 테이프 배면체의 물성을 개선시키는 커플링제가 혼입될 수 있다. 무-할로겐 조성물을 비롯한 본 발명의 조성물에 조성물을 막으로 가공하도록 돕는 이형제가 혼입될 수 있다.
무-할로겐 조성물을 비롯한 본 발명의 조성물에 혼입된 커플링제는 중합체 물질과 방염제 간의 인력을 증가시키도록 도울 수 있다. 적합한 커플링제의 예로는 네오알콕시 티타네이트 커플링제 (예를 들어, 켄리치 페트로케미칼즈, 인크.(Kenrich Petrochemicals, Inc.)로부터 입수가능한 캡스(CAPS) 커플링제), 네오알콕시 지르코네이트 커플링제, 이소시아네이트 커플링제 (예를 들어, 바이엘 코포레이션(Bayer Corporation)으로부터 입수가능한 몬두르(MONDUR) MR 폴리우레탄 예비중합체), 말레이트화 폴리올레핀 커플링제 (예를 들어, 이스트만 케미칼 캄파니(Eastman Chemical Company)로부터 입수가능한 에폴렌(EPOLENE) G3003 커플링제), 및 임의의 비율로 이들의 임의의 조합이 포함된다.
적합한 네오알콕시 티타네이트 커플링제의 예로는 티타늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 네오데카노에이토-O; 티타늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (도데실) 벤젠술포네이토-O; 티타늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (디옥틸) 포스페이토-O; 티타늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (디옥틸) 피로포스페이토-O; 티타늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (2-에틸렌디아미노) 에틸레이토; 티타늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (3-아미노) 페닐레이토; 및 티타늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (6-히드록시) 헥사노에이토-O; 및 임의의 비율로 이들의 임의의 조합이 포함된다.
적합한 네오알콕시 지르코네이트 커플링제의 예로는 지르코늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 네오데카노에이토-O; 지르코늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (도데실) 벤젠술포네이토-O; 지르코늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (디옥틸) 포스페이토-O; 지르코늄 IV 2,2(비스-2-프로펜올레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 2-메틸-2-프로페노에이토-O; 지르코늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (디옥틸) 피로포스페이토-O; 지르코늄 IV 2,2-(비스-2-프로페놀레이토) 부타놀레이토, 트리스 2-프로페노에이토-O; 지르코늄 IV 2,2(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (2-에틸렌디아미노) 에틸레이토; 지르코늄 IV 비스(2,2-디메틸) 1,3-프로판디올레이토, 비스 (9,10-11,12디에폭시) 옥타데카노에이토-O; 지르코늄 IV 2-에틸, 2-프로페놀레이토메틸 1,3-프로판디올레이토 비스 머캅토페닐레이토; 지르코늄 IV 1,1(비스-2-프로페놀레이토메틸) 부타놀레이토, 트리스 (2-아미노) 페닐레이토; 및 임의의 비율로 이들의 임의의 조합이 포함된다.
본 발명의 조성물 중 커플링제의 농도는 조성물, 예컨대 무-할로겐 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량％ 내지 10.0 중량％일 수 있고, 조성물의 일부 실시양태에서 커플링제의 농도는 0.5 중량％ 내지 1.5 중량％이다. 다른 일례의 실시양태에서, 조성물 중 커플링제의 농도는 조성물의 총 중량을 기준으로 0.7 중량％이다.
무-할로겐 조성물을 비롯한 본 발명의 조성물에 혼입된 이형제는 테이프 배면체로서 사용하기 위한 막으로의 조성물, 예컨대 무-할로겐 조성물의 가공을 단순화한다. 적합한 이형제의 예로는 각각 미국 오하이오주 스토우 소재의 스트럭톨 캄파니 오브 아메리카(스트럭톨 Company of America: Stow, Ohio)로부터 입수가능한 하기 제품: 지방산 금속 비누와 아미드의 혼합물 (예를 들어, (스트럭톨 A 50, 스트럭톨 A 60, 스트럭톨 A 61, 스트럭톨 EF 44 A, 및 스트럭톨 WB 42 이형제); 고무 상용성 비-경화 지방산 비누의 혼합물 (예를 들어, 스트럭톨 EP 52 이형제); 지방산 에스테르 및 비누-결합한 충전제 (예를 들어, 스트럭톨 W 34 및 스트럭톨 WB 212 이형제); 윤활제와 지방산 유도체의 혼합물 (예를 들어, 스트럭톨 W 80 이형제); 에스테르와 지방산의 아연 비누의 혼합물 (예를 들어, 스트럭톨 WA 48 이형제); 주로 칼슘 기재 지방산 비누의 혼합물 (예를 들어, 스트럭톨 WB 16 이형제); 지방족 지방산 에스테르와 축합 생성물의 혼합물 (예를 들어, 스트럭톨 WB 222 이형제); 지방산 유도체와 실리콘의 축합 생성물 (예를 들어, 스트럭톨 WS 180 이형제); 무기 캐리어(carrier) 상의 오르가노실리콘 화합물 (예를 들어, 스트럭톨 WS 280 이형제); 및 임의의 비율로 이들의 임의의 조합이 포함된다.
무-할로겐 조성물을 비롯한 본 발명의 조성물 중 이형제의 농도는 조성물, 예컨대 무-할로겐 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량％ 내지 10.0 중량％일 수 있고, 일부 실시양태의 조성물 중 이형제의 농도는 0.5 중량％ 내지 2.0 중량％이다. 일부 일례의 실시양태에서, 조성물 중 이형제 농도는 조성물의 총 중량을 기준으로 1.0 중량％이다.
무-할로겐 조성물을 비롯한 본 발명의 조성물은 가공 첨가제 이외에 임의로 추가 물질 (무-할로겐 조성물의 경우에 추가 무-할로겐 물질) 예컨대, 안료, 산화방지제, 안정화제, 오일, 가공 보조제, 충전제, 가교 물질, 아크릴 물질, 및 임의의 비율로 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 본 발명의 조성물 중 이들 추가 물질의 농도는 목적하는 결과를 제공하는 임의의 농도일 수 있다.
무-할로겐 조성물을 비롯한 본 발명의 조성물은 적합한 혼합 장치에서 중합체 물질, 방염제, 및 임의 가공 첨가제(들)를 함께 블렌딩하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 조성물의 성분은 일반적으로 임의의 순서로 조합되고 (혼합기에서) 14O℃의 성분 온도에서 약 5분 동안 45 내지 65 회전수/분 (rpm)으로 운전되는 밴버리(Banbury) 혼합기에서 혼합될 수 있다. 성분이 함께 블렌딩되어 조성물을 형성한 후에, 조성물은 통상적인 2-롤 밀에서 밀링되고 결합되어 조성물에서 비-균질 영역을 최소화시킬 수 있다.
혼합 이전에, 임의의 목적하는 추가 물질 예컨대 안료, 산화방지제, 오일, 가공 보조제, 중화제, 레올로지 개질제, 및 충전제가 중합체 물질, 방염제, 및 가공 첨가제에 첨가될 수도 있다. 그러나, 가교제 또는 아크릴 물질이 조성물에 혼입되는 경우에, 이들 가교제 또는 아크릴 물질은, 조성물의 모든 다른 목적하는 성분이 조성물에 혼입된 후에, 제2 혼합 단계에서 조기 가교를 방지하기에 충분히 낮은 온도로 조성물에 첨가되어야 한다.
무-할로겐 조성물을 비롯한 본 발명의 조성물은 캘린더링되어 본 발명의 막을 형성하고 유리한 물성을 유도할 수 있다. 조성물은 2-롤 밀과 같은 밀링 장치로부터 캘린더 장치로 연속적으로 공급되어 조성물이 막으로 가공될 수 있다. 막-제조 공정 동안에 캘린더 장치의 롤로부터 (막으로서) 조성물의 연속적이고 안정한 이형을 용이하게 하는 임의의 이형제, 예컨대 상기 기재된 이형제의 임의의 조합이 조성물에 포함될 수 있다. 가능한 가장 낮은 캘린더-롤 온도에서 조성물을 막으로 캘린더링하는 것이 캘린더 장치의 장치 방향으로 조성물의 분자 배향을 고정시켜 막, 예컨대 무-할로겐 막의 인장 강도를 개선시키는 것으로 여겨진다. 일부 일례의 캘린더링 롤 온도는 180℉ 내지 225℉일 수 있고, 일부 실시양태의 제조 동안에 적합한 캘린더링 롤 온도는 190℉ 내지 215℉이다. 도 1은 두 상부 롤 (10) 및 (12), 중간 롤 (14), 본 발명의 막 (18) 및 임의 라이너 (20)를 갖는 하부 롤 (16)을 사용한 일례의 캘린더링 방법을 나타낸다. 일례의 캘린더링 방법에서, 두 상부 롤 및 중간 롤은 가열되지만 하부 롤은 가열되지 않는다.
무-할로겐 막을 비롯한 본 발명의 막은 전기 절연 테이프에 유용한 배면체이다. 예를 들어 접착제 적층과 같은 공지 공정을 사용하여 막의 한 면 또는 양면에 접착제가 도포될 수 있다. 무-할로겐 전기 절연 테이프의 제조를 위해, 무-할로겐 접착제가 무-할로겐 막 (배면체)에 도포된다. 적합한 무-할로겐 접착제의 예로는 아크릴 접착제, 예를 들어 핫-멜트 아크릴 접착제 (예컨대, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠(3M: St. Paul, MN)으로부터 입수가능한 A+핫-멜트 아크릴 접착제); 핫-멜트 고무 접착제; 수성 라텍스 아크릴 접착제; 실리콘 접착제; 열가소성 엘라스토머; 방염화 접착제; 기타 당업계에 공지된 임의의 무-할로겐 접착제; 및 임의의 비율로 이들의 임의의 조합이 포함된다.
무-할로겐 막을 비롯한 본 발명의 막은 전기 절연 테이프에 대한 산업 표준에 부합하기에 유리한 물성, 예컨대 인장 강도, 방염성, 및 접착 강도를 유도하기 위해서 임의의 적합한 에너지원, 예를 들어 전자-비임을 사용하여 조사될 수 있다. 무-할로겐 막을 비롯한 본 발명의 막에 적합한 조사량은 10 메가-라드(Mrad) 내지 30 Mrad이다. 일부 실시양태에서, 무-할로겐 막을 비롯한 본 발명의 막에 대한 적합한 조사량은 15 Mrad 내지 25 Mrad이다. 무-할로겐 막을 비롯한 본 발명의 막을 조사하는데 사용된 전자-비임 발생기에 적합한 조사 파라미터의 예는 175 keV의 전압 설정치, 7 mA의 전류 설정치, 및 64의 기계 상수 (K)를 포함한다.
무-할로겐 막을 비롯한 본 발명의 막을 조사하는 동안 라인 속도는 일반적으로 분당 5 피트 (fpm) 내지 20 fpm일 수 있다. 일부 실시양태에서, 무-할로겐 막을 비롯한 본 발명의 막을 조사하는 동안 라인 속도는 10 fpm 내지 15 fpm이다. 무-할로겐 막을 비롯한 본 발명의 막의 직선 피트당 적합한 조사량은 직선 피트당 1.0 Mrad 내지 직선 피트당 2.5 Mrad일 수 있다.
앞서 논의한 바와 같이, 본 발명의 무-할로겐 전기 절연 테이프의 하나 이상의 실시양태는 UL 510에 따라 시험할 경우 전체 요건을 충족한다. 따라서, 무-할로겐 전기 절연 테이프는 UL 510에 따라 시험할 경우 테이프 두께 (배면체 + 접착제) 1 밀(mil) 당 1,000 볼트 이상의 유전 강도를 나타내며, 23.0±1.0℃의 온도 및 96％±2％의 상대 습도로 공기 중 96시간 컨디셔닝된 후 최초 평균 유전 강도의 90％ 이상을 유지하고, 0.175 N/mm 이상의 평균 접착 강도를 가지며, 60％ 이상의 파단 연신율을 나타내며, 제곱인치 당 1500 파운드 (psi) 이상의 파단 인장 강도를 나타내며, UL 510의 모든 다른 기준에 부합한다.
UL 510의 모든 요건을 충족하는 이러한 무-할로겐 테이프의 일례는 EVA 25 중량％, EPDM 6 중량％, ATH 방염제 60 중량％, 캡스 커플링제 1.0 중량％, 및 스트럭톨 EF-44A 이형제 0.9 중량％를 포함하며 본원에 개시된 절차에 따라 캘린더링 및 조사된 무-할로겐 조성물로부터 제조된 무-할로겐 배면체를 포함한다. 추가로, 본 발명의 무-할로겐 전기 테이프를 비롯한 본 발명의 전기 테이프의 다양한 실시양태는 UL 요건 중 하나 이상을 충족한다. 게다가, 본 발명의 무-할로겐 전기 테이프를 비롯한 본 발명의 전기 테이프의 다양한 실시양태는 다수의 UL 요건을 충족한다.
시험 방법
다양한 분석 기법이 본 발명의 조성물의 특성을 분석하는데 사용될 수 있다. 이들 분석 기법의 간략 설명은 다음과 같다.
방염성
배면체 및 아크릴 접착제층을 포함하는 본 발명에 따라 제조된 테이프의 방염성은 UL 510의 절차에 따라 시험될 수 있다. 시험은 감싼 봉을 따라 각 지점에서 6개의 테이프 두께가 수득되도록 강철봉 주위에 3개의 테이프 스트립을 감싸는 것을 포함한다. 감싼 봉을 시험 화염에 노출시키고 테이프 연소 시간을 측정한다. 총 5번 화염을 적용하여 이 과정을 반복하고 UL 510에 기재된 기준에 따라 결과를 분석하여 테이프가 "방염성"인지 여부를 판정한다.
물성 시험
본 발명에 따라 제조된 막 및 전기 절연 테이프의 인장 강도 및 연신율을 PE 열가소성 테이프에 대한 UL 510의 절차를 사용하여 결정할 수 있다. 표준은 60％의 최소 최종 연신율 및 1500 psi의 최소 인장 강도를 요한다. 막 상에 접착제의 존재 또는 부재는 막의 인장 강도 및/또는 연신율을 크게 변화시키지 않는다. 따라서, 인장 강도 및 연신율 시험의 일부는 무-접착제 막을 사용하여 하기 실시예에서 제조된 샘플 상에서 수행하였다.
유전 파괴 시험
PE 열가소성 테이프에 대한 UL 510의 절차를 사용하여 본 발명에 따라 제조된 전기 절연 테이프의 유전 강도를 결정할 수 있다. 표준은 테이프 두께 1 밀 당 1,000 볼트 (1 밀리미터 당 39.37 킬로볼트) 이상의 평균 유전 강도를 요한다.
흡수성 시험
UL 510의 절차를 사용하여 본 발명의 따라 제조된 전기 절연 테이프가 습한 조건에서 테이프를 장기간 컨디셔닝한 후에 테이프의 최초 평균 유전 강도의 90％ 이상을 유지하는 능력을 결정할 수 있다.
본 발명은 단지 예시를 목적으로 하는 하기 실시예에서 더욱 특별하게 기재되며, 이는 본 발명의 범주 내에서 다양한 변형 및 변화가 당업자에게 명백할 것이기 때문이다. 특별히 다른 지시가 없는 한, 하기 실시예에서 기록된 모든 부, 퍼센트, 및 비율은 중량 기준이며, 실시예에서 사용된 모든 시약은 하기 기재된 화학 공급자로부터 얻거나 이로부터 입수가능하거나, 또는 통상적인 기술을 사용하여 합성할 수 있다.
하기는 다양한 실시예의 간략 개요이다. 실시예 1 내지 5는 본 발명의 무-할로겐 조성물 중 상이한 농도의 방염제가 무-할로겐 조성물로부터 제조된 무-할로겐 막 및/또는 무 할로겐 테이프의 방염성, 인장 강도, 및 연신율에 끼치는 영향을 예시한다. 실시예 6 내지 20은 본 발명의 무-할로겐 조성물 중 상이한 농도의 가공 첨가제가 무-할로겐 조성물로부터 제조된 무-할로겐 막 및/또는 무-할로겐 테이프의 다양한 물성에 끼치는 영향을 예시한다.
다음 조성물의 약어가 실시예에 사용되었다:
ATH: 미국 뉴저지주 에디슨 소재의 제이. 엠. 후버 코포레이션으로부터 상표명 "DP-6033"으로 입수가능한 실레이트화(silated) 삼수화알루미나 방염제.
캡스: 미국 뉴저지주 베이온 소재의 켄리치 페트로케미칼즈, 인크.(Kenrich Petrochemicals, Inc.: Bayonne, NJ)로부터 입수가능한 네오알콕시-티타네이트 커플링제.
D-148 건조 윤활제: 미국 일리노이주 시카고 소재의 씨.피. 홀 캄파니(C.P. Hall Company: Chicago, IL)로부터 입수가능한 가공 보조제.
엘박스(ELVAX) 470: 미국 데라웨아주 윌밍톤 소재의 듀폰(DuPont: Wilmington, DE)으로부터 입수가능한 에틸렌 비닐 아세테이트 중합체.
에폴렌(EPOLENE) C16: 미국 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 캄파니(Eastman Chemical Company: Kingsport, TN)로부터 입수가능한 말레이트화 폴리에틸렌.
에폴렌 G3003: 미국 테네시주 킹스포트 소재의 이스트만 케미칼 캄파니로부터 입수가능한 말레이트화 폴리프로필렌.
이그젝트 4056: 미국 텍사스주 어빙 소재의 엑손 모빌로부터 입수가능한 에틸렌 기재 헥센 플라스토머.
이르가녹스(IRGANOX) 1010: 일본 도쿄 소재의 쇼와 덴코 가부시키가이샤(Showa Denko K.K.: Tokyo, Japan)로부터 입수가능한 계면활성제.
켈탄(KELTAN) 7506: 미국 로스앤젤레스주 바톤 루즈 소재의 디에스엠 엘라스토머즈 아메리카즈(DSM Elastomers Americas: Baton Rouge, LA)로부터 입수가능한 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체의 삼원공중합체.
LD 140: 미국 텍사스주 어빙 소재의 엑손 모빌로부터 입수가능한 저 밀도 폴리에틸렌.
MB950: 모던 디스퍼젼, 인크.(Modern Dispersion, Inc.)로부터 입수가능한 EVA 중 분산된 카본 블랙.
몬두르 MR: 독일 레버쿠젠 소재의 바이엘 코포레이션으로부터 입수가능한 이소시아네이트 폴리우레탄 예비중합체.
RX-13824: 미국 일리노이주 시카고 소재의 씨피. 홀 캄파니로부터 입수가능한 가소제.
스카치캐스트(SCOTCHCAST) 2130 파트 A: 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 캄파니(3M Company: St. Paul, MN)로부터 입수가능한 폴리우레탄 예비중합체 수지.
실퀘스트(SILQUEST) A189: 미국 코넷티컷주 댄버리 소재의 위트코 코포레이션의 오에스아이 스페셜티즈 디비젼으로부터 입수가능한 실란-기재 커플링제.
스트럭톨 EF-44A: 미국 오하이오주 스토우 소재의 스트럭톨 캄파니로부터 입수가능한 지방산 금속 비누와 아미드의 혼합 가공 보조제.
전구체
(혼합기에서) 140℃의 성분 온도에서 5분 동안 45 rpm으로 가동되는 밴버리 혼합기에서 표 1에 열거된 성분을 표시된 농도로 조합하여 전구체를 제조하였다. 조성물을 2-롤 밀에서 추가로 혼합하고, 단면적 3.0 인치 × 0.5 인치의 스트립으로 절단하고, 압출기로 공급하며, 스크리닝하고 펠렛화하였다. 압출기 내의 온도는 15O℃를 초과하지 않았다.
전구체 제형
성분 농도 (중량％)
엘박스 470 EVA 25.0
켈탄 7506 EPDM 6.0
ATH 방염제 60.0
MB950 카본 블랙 7.0
D-148 건조 윤활제 1.5
이르가녹스 1010 산화방지제 0.5
총 100.0
실시예 1 내지 5
밴버리 혼합기 및 2-롤 밀을 사용하여 실시예 1의 전구체를 제조하였다. 밴버리 혼합기에 전구체 펠렛을 넣고 18O℉로 예열하고 65 rpm으로 운전하였다. 펠렛을 혼합하고 조성물이 240 내지 25O℉에 이를 때까지 2분 동안 용융시켰다. 혼합기에서 스트럭톨 EF-44A 이형제를 전구체와 블렌딩하여 실시예 1의 조성물을 형성하였다. 조성물을 240 내지 260℉로 유지하면서, 실시예 1의 조성물을 밴버리 혼합기에서 45 rpm으로 3분 동안 혼합하였다. 이어서, 밴버리 혼합기의 혼합 속도를 65 rpm으로 증가시키고 조성물이 290℉에 도달하였다. 이어서, 실시예 1의 조성물을 2-롤 밀로 수송하고, 5분 동안 밀링하고 결합시켰다. 이어서, 실시예 1의 생성된 조성물을 4-롤 캘린더 장치로 공급하여 막을 형성하였다. 처음 세 캘린더 롤 (즉, 두 상부 캘린더 롤 및 중간 캘린더 롤)은 막 상에 압력이 가해진 조성물과 접촉하지만, 네번째 롤 (즉, 하부 롤)은 접촉하지 않았다. 롤 온도는 두 상부 롤의 경우는 210℉ 및 중간 롤의 경우는 205℉로 설정하였다.
실시예 2 내지 5는 전구체를 기재로 하며, 표 2에 열거된 바와 같이 전구체에 사용된 것 이외에 증가된 양의 스트럭톨 EF-44A 이형제 및 증가된 양의 ATH 방염제를 포함하였다. 실시예 2 내지 5의 조성물을 각각 혼합하고 실시예 1의 절차를 사용하여 막으로 시트화하였다. 실시예 1의 조성물의 제조 동안에는 스트럭톨 EF-44A 이형제를 첨가하였지만, 실시예 2 내지 5의 조성물의 경우에는 스트럭톨 EF-44A 이형제 및 추가 ATH 방염제를 첨가하였다.
조성물 ATH (g) 전구체 (g) 스트럭톨 EF-44A 이형제 (g) ATH 방염제 (중량％로 측정됨)*
실시예 1 0.00 1900.00 27 59
실시예 2 118.75 1781.25 27 62
실시예 3 237.50 1662.50 32 64
실시예 4 356.25 1543.75 33 66
실시예 5 475.00 1425.00 34 69
*특정 실시예의 조성물의 총 중량을 기준으로 하고 열중량 분석으로 측정됨
실시예 1 내지 5에서 제조된 막에 전자-비임을 조사하여 막의 인장 강도 및 연신율에 있어 전자-비임 조사의 임의의 영향을 측정하였다. UL 510의 절차에 따라 실시예 1 내지 5의 조사된 막 및 비-조사된 막 둘 모두에 대한 인장 강도 및 연신율을 시험하였다. 이들 시험 결과를 표 3에 나타내었다. 조사된 막은 35 Mrad의 총 조사량으로 조사하였다. 조사량은 비임 파라미터 (175 keV의 전압 설정치, 분 당 20 피트의 라인 속도, 7 mA의 전류, 및 80의 기계 상수 K)를 갖는 전자-비임 발생기를 사용하여 인가하였다.
표 3에 나타낸 바와 같이, ATH 방염제의 중량％ 농도가 증가할수록 실시예 1 내지 5의 조사된 막 및 비-조사된 막 둘 모두의 인장 강도 및 연신율이 감소하였다. 실시예 1 내지 5의 조성물의 경우에, 조사된 막은 동일한 조성의 비-조사된 막 버전보다 더 높은 인장 강도 및 연신율을 나타내었다. 실시예 1 내지 5의 막에 포함되는 중합체 물질의 전자-비임 조사로 인한 증가된 가교는 이들 인장 강도 및 연신율 증가를 초래하는 것으로 여겨진다.
전자-비임 조사의 영향
조성물 조사여부 인장 강도 (psi) 연신율 (％)
실시예 1 조사됨 1345 205
실시예 2 조사됨 1234 145
실시예 3 조사됨 1084 134
실시예 4 조사됨 1060 118
실시예 5 조사됨 940 75
실시예 1 조사 안됨 1121 177
실시예 2 조사 안됨 1035 120
실시예 3 조사 안됨 939 115
실시예 4 조사 안됨 876 106
실시예 5 조사 안됨 881 65
실시예 1 내지 5에서 제조된 각 조사된 막의 한 면을 아크릴 접착제로 코팅하여 무-할로겐 전기 절연 테이프를 형성하고, UL 510의 제4부에 따라 방염성을 시험하였다. 각 실시예에 대해 10개의 상이한 시편을 시험하였다. 실시예 1 내지 5의 전기 절연 테이프에 대한 방염성 시험 결과를 표 4에 나타냈고, 이는 총 10개의 샘플의 시험에서 합격한 샘플의 총 개수를 나타낸다.
조성물 막 두께 (밀) 합격 시편
실시예 1 8.0 6
실시예 2 6.0 9
실시예 3 7.0 10
실시예 4 7.5 10
실시예 5 7.0 10
실시예 6 내지 8
실시예 6 내지 8은 실시예 3의 조성물을 기재로 하며, 추가로, 증가된 양의 에폴렌 G3003 말레이트화 폴리올레핀 커플링제를 포함하였다. 실시예 6 내지 8의 조성물의 성분 나머지는 실시예 3의 조성으로 이루어졌다. 실시예 1 내지 5의 조성물과 유사하게 실시예 6 내지 8의 조성물을 밴버리 혼합기에서 혼합하고 당업계에 공지된 절차를 사용하여 실험실 압출기 상에서 막으로 압출시켰다. 실시예 3의 조성물을 가열된 압반 사이에 핫 프레싱하여 두께가 25 내지 35 밀인 막을 형성하였다.
PE 열가소성 테이프에 대한 UL 510에 따라 실시예 3 및 6 내지 8의 막 샘플의 인장 강도 및 연신율을 시험하고 결과를 표 5에 제공하였다. 실시예 3의 막을 대조군으로 하였다.
성분 에폴렌 G3003 커플링제 (중량％)* 인장 강도 (psi) 연신율 (％)
실시예 3 0.0％ 1300 340
실시예 6 2.5％ 1500 260
실시예 7 5.0％ 1700 160
실시예 8 10.0％ 2200 70
*각각의 특정 실시예의 조성물의 총 중량을 기준으로 함
실시예 9 내지 12
실시예 9 내지 12는 실시예 1의 조성물을 기재로 하며, 표 6에 나타낸 바와 같이 증가된 양의 스카치캐스트 2130 파트 A 폴리우레탄 예비중합체 커플링제를 포함하였다. 실시예 9 내지 12의 조성물의 성분 나머지는 실시예 1의 조성으로 이루어졌다. 상기 기재된 방법을 사용하여 실시예 9 내지 12의 조성물을 혼합하고 막으로 프레싱하였다.
UL 510에 따라 실시예 9 내지 12의 막 샘플의 인장 강도 및 연신율을 시험하였다. 이들 시험 결과를 표 6에 나타내었다. 스카치캐스트 2130 파트 A 커플링제는 실시예 1로부터 제조된 막의 인장 강도에 비해서, 실시예 9 내지 12의 모든 막의 인장 강도를 개선시켰다.
성분 스카치캐스트 2130 파트 A 커플링제 (중량％)* 인장 강도 (psi) 연신율 (％)
실시예 1 0 1091 44
실시예 9 2.5％ 1223 43
실시예 10 5.0％ 1325 40
실시예 11 7.5％ 1532 52
실시예 12 10％ 1522 53
*각각의 특정 실시예의 조성물의 총 중량을 기준으로 함
실시예 13 내지 20
실시예 13 내지 20은 전구체를 함유하며, 추가로, 스트럭톨 EF-44A 이형제, 캡스 커플링제, 이그젝트 4056 에틸렌-기재 헥센 플라스토머, 엘박스 470 EVA, 켈탄 7506 EPDM, RX-13824 가소제, 몬두르 MR 커플링제, 및/또는 실퀘스트 A189 커플링제를 포함하였다. 표 7은 비교예 A의 예비혼합된 조성물에 첨가되어 실시예 13 내지 20의 조성물을 형성하는 각 성분의 양 (그램 단위)을 나타내었다. 이전에 기재된 실시예 1 내지 5의 막의 제조 절차에 따라서 실시예 13 내지 20의 조성물을 혼합하고, 막으로 압출시키고, 캘린더링하였다. 또한, PE 열가소성 테이프에 대한 UL 510에 따라 실시예 13 내지 20의 샘플을 시험하고, 결과는 표 7에 나타내었다.
성분 (g) 실시예 13 실시예 14 실시예 15 실시예 16 실시예 17 실시예 18 실시예 19 실시예 20
전구체 1900 1881 1786 1786 1831 1850 1848 65
스트럭톨 EF-44A 이형제 17 17 17 17 17 20 0 0
캡스 커플링제 0 19 19 19 19 19 0 0
이그젝트 4056 플라스토머 0 0 95 0 0 0 0 0
엘박스 470 EVA 0 0 0 95 0 0 0 0
켈탄 7506 EPDM 0 0 0 0 95 0 0 0
RX-13824 가소제 0 0 0 0 0 31 0 0
몬두르 MR 커플링제 0 0 0 0 0 0 52 0
실퀘스트 A 189 커플링제 0 0 0 0 0 0 0 2.15
인장 강도 (psi) 1480 1800 2010 1917 1418 1890 1980 1042
연신율 (％) 37 61 50 40 76 49 39 55
실시예 14, 15, 16, 18, 및 19의 막은 UL 510의 최소 요건 1500 psi 초과의 인장 강도를 나타내었다. 실시예 14 및 17의 막의 연신율은 UL 510의 최소 요건 60％를 초과하였다. 따라서, 실시예 14의 막은 PE 열가소성 테이프의 대한 UL 510에 부합하는 인장 강도 및 연신율을 나타내었다.
캡스 커플링제를 함유한 실시예 14의 조성물을 캘린더링하여 막을 형성하였다. 캘린더 장치는 두 상부 롤, 중간 롤, 및 하부 롤을 포함하였다. 하부 롤은 막에 압력을 가하지 않았다. 두 상부 롤은 이들을 통해 순환하는 고온 액체 (200℉의 액체 온도)를 가졌다. 중간 롤의 온도 설정치는 190℉이었다. 실시예 1 내지 5에 기재된 방법을 사용하여 아크릴 접착제를 캘린더링된 막의 한 면에 도포하였다. 이어서, UL 510의 절차를 사용하여 테이프의 방염성을 시험하였다. 3개의 테이프 샘플을 시험 불꽃에 연속 5회 노출시켰다. 모든 샘플은 화염 시험에 합격하였다.
실시예 14의 유전 강도 시험
PE 열가소성 테이프에 대한 UL 510 (§§ 8 & 10)의 절차를 사용하여 실시예 14의 조성물을 기재로 한 테이프의 유전 강도 및 흡수성 (즉, 수분 도입 후 유전 강도의 보유율)을 시험하였다. 실시예 14의 조성물을 기재로 한 테이프의 12개의 상이한 샘플을 시험하고; 시험 결과를 표 8에 나타내었다. 표 8에서 "유전 강도"로 분류된 열은 UL 510 유전 파괴 시험 결과를 나타낸다. "유전 강도의 보유율"로 분류된 열은 PE 열가소성 테이프에 대한 UL 510의 절차에 따라 시험하는 경우 각 샘플에 있어서, 23.0±1.0℃ 및 상대 습도 96％±2％로 96시간 동안 공기 중 샘플을 컨디셔닝한 후에 특정 샘플의 최초 유전 강도의 퍼센트 보유율을 나타낸다.
UL 510은 마감처리된 테이프의 5개의 시편의 평균 유전 강도가 테이프 두께 1 밀 당 1,000 볼트 (V/밀) 미만이어서는 안됨을 규정한다. 표 8에 나타낸 모든 12개의 테이프 샘플의 유전 강도는 테이프 두께 1 밀 당 1,000 볼트 (V/밀) 초과였다. 따라서, 실시예 14의 조성물을 기재로 한 테이프는 PE 열가소성 테이프에 대한 UL 510 유전 강도 요건을 충족한다.
표 8에 포함된 12개의 테이프 샘플 중 10개는 최초 평균 유전 강도의 90％ 이상을 보유하였다. 유전 강도의 평균 퍼센트 보유율은 98.7％이고, 이는 PE 열가소성 테이프에 대한 90.0％의 UL 510 최소 보유율을 초과하였다. 따라서, 실시예 14의 테이프는 PE 열가소성 테이프에 대한 UL 510 흡수성 요건을 충족한다.
실시예 14의 조성물을 기재로 한 유전 파괴 시험
샘플 유전 강도 (V/밀) 유전 강도의 보유율 (％)
1 1553 82.1
2 1506 93.4
3 1532 98.4
4 1561 87.4
5 1488 104.8
6 1475 104.5
7 1463 103.4
8 1415 105.1
9 1487 103.8
10 1469 108.0
11 1500 99.1
12 1526 92.9
평균 1498 98.7
본 발명은 바람직한 실시양태를 참조로 기재되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 형태 및 세부사항을 변경시킬 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (22)

  1. 중합체 물질;
    방염제; 및
    커플링제를 포함하는 무-할로겐 배면체(backing) 및
    배면체 표면 상에 배치된 접착제층
    을 포함하며, 미국보증연구소(Underwriters Laboratories) UL 510, 제7판, 제4부에 따라 시험하는 경우 방염성인 테이프.
  2. 제1항에 있어서, 무-할로겐 배면체가 이형제를 더 포함하는 테이프.
  3. 제1항에 있어서, 중합체 물질이 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체의 삼원공중합체를 포함하는 테이프.
  4. 제1항에 있어서, 중합체 물질이 에틸렌 비닐 아세테이트 중합체를 포함하는 테이프.
  5. 제4항에 있어서, 중합체 물질이 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체의 삼원공중합체를 더 포함하는 테이프.
  6. 제1항에 있어서, 방염제가 금속 무기 화합물을 포함하는 테이프.
  7. 제6항에 있어서, 금속 무기 화합물이 삼수화알루미나를 포함하는 테이프.
  8. 제1항에 있어서, 커플링제가 비-실란 커플링제를 포함하는 테이프.
  9. 제2항에 있어서, 이형제가 지방산 금속 비누를 포함하는 테이프.
  10. 제1항에 있어서, 할로겐이 없는 테이프.
  11. 중합체 물질;
    방염제; 및
    커플링제를 포함하는 무-할로겐 배면체를 형성하는 단계 및
    배면체 표면 상에 접착제층을 도포하여 테이프를 형성하는 단계
    를 포함하며, 상기 테이프는 미국보증연구소 UL 510, 제7판, 제4부에 따라 시험하는 경우 방염성인 테이프의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 형성 단계가 캘린더링(calendering)을 포함하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 무-할로겐 배면체 또는 테이프에 전자-비임을 조사하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제11항에 있어서, 중합체 물질이 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체의 삼원공중합체를 포함하는 방법.
  15. 제11항에 있어서, 중합체 물질이 에틸렌 비닐 아세테이트 중합체를 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 중합체 물질이 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체의 삼원공중합체를 더 포함하는 방법.
  17. 제11항에 있어서, 방염제가 금속 무기 화합물을 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 금속 무기 화합물이 삼수화알루미나를 포함하는 방법.
  19. 제11항에 있어서, 커플링제가 비-실란 커플링제를 포함하는 방법.
  20. 제11항에 있어서, 무-할로겐 배면체가 이형제를 더 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 이형제가 지방산 금속 비누를 포함하는 방법.
  22. 제11항에 있어서, 테이프가 할로겐이 없는 것인 방법.
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