KR20190110064A - 쉽게 박리가능한 폴리머층을 포함하는 전기 케이블 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 적어도 하나의 연장된 전기 도체(2), 상기 연장된 전기 도체(2)를 둘러싸는 전기 절연층(4), 상기 전기 절연층(4)을 둘러싸는 반도체 층(5)을 포함하고 , 상기 반도체 층(5)은 적어도 하나의 도전 필러를 포함하는, 전기 케이블(1)에 관한 것으로, 상기 반도체 층은, 표준 ISO 306에 따라, 적어도 100°C의 열변형 온도(Vicat temperature)를 가지는 적어도 하나의 무극성 에틸렌 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 용이하게 박리 가능한 중합체 층, 특히 용이하게 박리 가능한 반도전성 층을 포함하는 전기 케이블에 관한 것이다.
본 발명은 AC 또는 DC 케이블인지에 관계없이, 일반적으로 중간-전압(특히, 6 내지 45-60kV) 또는 고-전압(특히, 60kV 초과, 및 최대 800kV일 수 있는) 전력 케이블의 분야에 적용된다.
WO 2016/097819는 특히 에틸렌과 비닐 아세테이트(EVA)의 공중합체를 주성분으로 함유하는 박리 가능한 반도전성 층 및 카본 블랙을 포함하는 전기 케이블을 개시한다.
그러나 이러한 반도전성 층이 박리 가능하지만, 고온에서의 기계적 힘에 의한 변형에 대한 저항성 측면에서 매우 양호한 성질을 갖지는 않는다.
본 발명의 목적은, 고온에서의 기계적 힘에 의한 변형에 대한 저항성을 개선 하고 동시에 매우 양호한 박리성을 보장하는 적어도 하나의 반도전성 층을 포함하는 전기 케이블을 제안함으로써, 종래 기술의 단점을 극복하는 것이다.
본 발명의 하나의 주제는, 적어도 하나의 연장된(elongated) 전기 도체, 연장된 전기 도체를 둘러싸는 전기 절연 층, 및 전기 절연 층을 둘러싸는 반도전성 층을 포함하는 전기 케이블로서, 반도전성 층은 적어도 하나의 전도성 필러를, 특히 층을 반도전성으로 만드는데 충분한 양으로 포함하는, 전기 케이블에 있어서, 반도전성 층은 또한 적어도 100℃의 비카트 온도(Vicat temperature)를 갖는 적어도 하나의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 주제는, 적어도 하나의 연장된 전기 도체, 연장된 전기 도체를 둘러싸는 전기 절연 층, 및 전기 절연 층을 둘러싸는 반도전성 층을 포함하는 전기 케이블에 관한 것으로, 반도전성 층은 반도전성 조성물로부터 얻어지고, 반도전성 조성물은,
-적어도 100℃의 비카트 온도(Vicat temperature)를 갖는 적어도 하나의 비-극성 에틸렌 중합체,
-특히 조성물을 반도전성으로 만들기에 충분한 양의 적어도 하나의 전도성 필러를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 반도전성 층은, 특히 약 100℃ 이상일 수 있는 고온에서 케이블의 동작 형상에서 기계적 힘에 의한 변형에 대한 저항성에 관해 매우 양호한 성질을 갖는다.
특히, 본 발명의 케이블의 반도전성 층은 적어도 100℃일 수 있는 온도에서 동작할 수 있으며, 동시에 케이블의 구조 또는 기하학적 구조의 변형을 상당히 제한하거나 심지어 방지하여, 동작 형상에서 정확한 기능을 보장한다.
반도전성 층은 유리하게 하중하에서 0 내지 20%, 바람직하게는 0 내지 10%, 바람직하게는 0 내지 5%의 고온 신장을 갖는다.
본 발명에서, 하중 하에서의 고온 신장은 표준 NF EN 60811-507(2012년 12 월)의 시험에 따라 결정된다. 이 시험은 110℃의 온도에서 0.2MPa의 하중으로 수행된다.
바람직하게는, 반도전성 층은 이러한 표준에 따라 -10% 내지 +10%(한계값 포함), 바람직하게는-5% 내지 +5%(한계값 포함)의 잔류 신장률을 가질 수 있다.
또한, 반도전성 층은 쉽게 박리 가능한 층이라는 이점을 갖는다.
본 발명에서, 본 발명의 반도전성 층은 특히 "하부 인접 층(들)" 및/또는 연장된 전기 도체에 쉽게 접근할 수 있도록 "박리 가능한" 층이다. 이와 관련하여, 본 발명의 케이블의 반도전성 층은 표준 IEC 60502-2(2014년 2월)에 한정된 측정 방법에 따라, 4 내지 45 뉴턴(N)(한계값 포함)의 박리력을 가질 수 있다.
본 발명에서, "비-극성"이라는 용어는 이러한 유형의 중합체가 임의의 극성 기능, 예컨대 아세테이트, 아크릴레이트, 하이드록실, 니트릴, 카르복실기 또는 카르보닐기, 또는 당업자에게 잘 알려진 극성 성질의 임의의 다른 기들을 포함하지 않는 것을 의미한다. 이는 특히 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체(EVA), 에틸렌과 부틸 아크릴레이트의 공중합체(EBA), 에틸렌과 에틸 아크릴레이트의 공중합체(EEA), 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체(EMA) 또는 에틸렌과 아크릴산의 공중합체(EAA)와 같은 에틸렌 공중합체를 배제한다.
본 발명에서, 비카트 온도, 즉 비카트 연화점(비카트 연화 온도로도 알려짐)은 표준 ISO 306 방법 A(2013)에 따라 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 비-극성 에틸렌 중합체는 바람직하게는 적어도 105℃, 바람직하게는 적어도 110℃, 바람직하게는 적어도 115℃, 특히 바람직하게는 적어도 120℃의 비카트 온도를 가질 수 있다.
본 발명의 반도전성 층은 바람직하게는 열가소성 층, 즉 비가교 층이다.
따라서, 표준 NF EN 60811-507(2012년 12월)의 시험이 가교 결합된 층에 통상적으로 사용되더라도, 이 시험은 또한, 본 발명의 케이블의 반도전성 층이 특히 열가소성 유형인 경우, 이 층의 하중하에서 고온 신장률을 결정하기 위한 본 발명의 맥락에서 사용된다.
"비가교 층" 또는 "열가소성 층"이란 용어는 표준 ASTM D2765-01에 따른 겔 함량(크실렌으로 추출)이 20%이하, 바람직하게는 10%이하, 바람직하게는 5%이하, 특히 바람직하게는 0%인 층을 의미한다.
본 발명의 전기 케이블의 반도전성 층은 또한 유리하게 반도전성 층 내의 중합체(들)의 총 중량에 대하여 50.0중량% 초과의 하나 이상의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함할 수 있다.
반도전성 조성물은 또한 반도전성 조성물 중의 중합체(들)의 총 중량에 대하여 50.0중량% 초과의 하나 이상의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 비-극성 에틸렌 중합체는 에틸렌 단독중합체, 에틸렌 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 비-극성 에틸렌 중합체는, 특히 그것이 에틸렌 공중합체일 때, 반도전성 층 및/또는 반도전성 조성물 내의 비-극성 에틸렌 중합체의 총 중량에 대하여 적어도 80중량%의 에틸렌, 바람직하게는 적어도 90중량%의 에틸렌을 포함할 수 있다.
비극성 에틸렌 중합체 중의 에틸렌의 양은, 특히 NMR(핵 자기 공명) 분광학 및/또는 IR(적외선) 분광학에 의해 당업자에게 공지된 기술을 통해 용이하게 결정될 수 있다.
비극성 에틸렌 중합체는 고-밀도 중합체(HDPE), 중-밀도 중합체(MDPE), 저-밀도 중합체(LDPE) 및 선형 저-밀도 중합체(LLDPE) 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
"고-밀도"라는 용어는 표준 ISO 1183(23℃의 온도)에 따라 0.941 내지 0.965 g/cm3 범위의 밀도를 의미한다.
"중-밀도"란 표준 ISO 1183(23℃의 온도)에 따라 밀도가 0.926 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 의미한다.
"저-밀도"라는 용어는 표준 ISO 1183(23℃의 온도)에 따라 0.910 내지 0.925 g/cm3 범위의 밀도를 의미한다.
비-극성 에틸렌 중합체는 고압 관형 반응기에서, 오토클레이브 반응기에서, 또는 당업자에게 공지된 중합 공정 중 하나를 사용하는 저압 반응기에서 중합 공정을 통해 획득될 수 있다.
본 발명에 따른 비-극성 에틸렌 중합체는 알파-올레핀 유형, 특히 C3-C12, 바람직하게는 C3-C10 및 특히 바람직하게는 C4-C8의 공단량체를 포함하는 에틸렌 공중합체일 수 있다.
특히, 알파-올레핀 유형의 공단량체는 프로필렌, 4-메틸-1-펜텐, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로부터 선택될 수 있다.
또한, 비-극성 에틸렌 공중합체는 디엔 유형의 공단량체를 포함할 수 있다. 디엔 유형의 공단량체는 에틸리덴노르보르넨, 디시클로펜타디엔, 비닐노르보르넨 및 1,4-헥사디엔으로부터 선택될 수 있다. 이러한 유형의 에틸렌 공중합체는 특히 에틸렌-프로필렌-3원공중합체, 예컨대 에틸렌, 프로필렌 및 디엔의 공중합체(EPDM)일 수 있다.
에틸렌과 헥센의 공중합체, 에틸렌과 옥텐의 공중합체, 및/또는 에틸렌과 부텐의 공중합체를 에틸렌 공중합체로서 사용하는 것이 바람직할 것이다.
전형적으로, 비-극성 에틸렌 공중합체는 금속 산화물 촉매 또는 단일-사이트 촉매의 지글러-나타 촉매의 존재하에서 에틸렌과 상기 알파-올레핀의 공중합으로부터 획득될 수 있다.
단일-사이트 촉매, 예컨대 당업자에게 공지된 메탈로센 촉매를 사용하는 것이 바람직할 것이다. 이러한 유형의 공중합을 통해 획득된 공중합체는 일반적으로 메탈로센 공중합체로 지칭된다.
"메탈로센" 비-극성 에틸렌 공중합체는 보다 규칙적인 분자 구조(즉, 이들은 "좁은" 분자량 분포를 갖고, 또한 "낮은 분산도"를 갖는 중합체로 알려져 있다)를 갖고, 이는 이들에게 심지어 큰 함량의 필러의 존재하에서도, 탁월한 기계적 특성, 특히 탁월한 절단 신장률을 제공한다.
또한, "메탈로센" 비-극성 에틸렌 공중합체는, 지글러-나타 또는 금속 산화물 유형의 촉매를 사용하는 중합 공정을 통해 획득된 비-극성 에틸렌 공중합체와 비교할 때, 제조 후 공중합체에서 발견되는 촉매 잔류물에 비해 높은 순도를 갖는다.
따라서, 메탈로센 비-극성 에틸렌 공중합체는, 다른 공중합 공정을 통해 획득된 실질적으로 동일한 결정성 정도를 갖는 비-극성 에틸렌 공중합체보다, 열분해(즉, 열 응력)에 대한 및 균열에 의한 에이징(환경 응력 균열 저항을 의미하는 ESCR로도 알려짐)에 대한 더 양호한 저항성을 보여준다.
본 발명의 케이블의 반도전성 층 또는 반도전성 조성물은, 에틸렌 및 C3-C12, 바람직하게는 C3-C10, 및 특히 바람직하게는 C4-C8 알파-올레핀의 공중합체와 같은 유형일 수 있는 하나 이상의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함할 수 있다.
특정 구현예에 따르면, 반도전성 층 또는 반도전성 조성물은 적어도 하나의 제 1 비-극성 에틸렌 공중합체 및 적어도 하나의 제 2 비-극성 에틸렌 공중합체를 포함할 수 있으며, 제 1 비-극성 에틸렌 공중합체는 특히 제 2 비-극성 에틸렌 공중합체와는 상이하다.
제 1 변형에 따르면, 제 1 에틸렌 공중합체는 에틸렌과 Cx 알파-올레핀의 공중합체이고, 제 2 에틸렌 공중합체는 에틸렌과 Cy 알파-올레핀의 공중합체이며,
- x 및 y는 각각 1 이상, 바람직하게는 3 이상, 특히 바람직하게는 4 이상인 정수이고,
- x > y이다.
바람직하게는, x 및 y는 12 이하, 바람직하게는 10 이하, 특히 바람직하게는 8 이하의 정수이다.
제 2 변형에 따르면, 제 1 에틸렌 공중합체는 에틸렌과 Cx 알파-올레핀의 공중합체이고, 제 2 에틸렌 공중합체는 에틸렌과 Cy 알파-올레핀의 공중합체이며,
- x 및 y는 각각 1 이상, 바람직하게는 3 이상, 특히 바람직하게는 4 이상인 정수이고,
- x < y이다.
바람직하게는, x 및 y는 12 이하, 바람직하게는 10 이하, 특히 바람직하게는 8 이하의 정수이다.
제 3 변형에 따르면, 반도전성 층 또는 반도전성 조성물은 적어도 3개의 비-극성 에틸렌 공중합체를 포함할 수 있으며, 상기 3개의 공중합체는 상이한 탄소 수를 갖는 에틸렌과 알파-올레핀의 공중합체이다. 이들 3개의 비-극성 에틸렌 공중합체의 성분인 알파-올레핀은 C3-C12, 바람직하게는 C3-C10, 및 특히 바람직하게는 C4-C8 알파-올레핀일 수 있다.
본 발명에서, 반도전성 층 또는 반도전성 조성물은 표준 ISO 1183(23℃의 온도에서)에 따라 0.926 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 적어도 하나의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 반도전성 층 또는 반도전성 조성물은 다음을 포함할 수 있다:
- 에틸렌 및 헥센의 공중합체와 같은 유형의 적어도 하나의 비-극성 에틸렌 중합체, 및
- 에틸렌 및 옥텐의 공중합체 또는 에틸렌과 부텐의 공중합체와 같은 유형의 적어도 하나의 비-극성 에틸렌 중합체.
본 발명의 반도전성 층은, 반도전성 층 중의 중합체(들)의 총 중량에 대해, 50.0중량% 초과의 비-극성 에틸렌 중합체(들), 바람직하게는 적어도 70.0중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들) 및 특히 바람직하게는 적어도 90.0중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들)를 포함할 수 있다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 비-극성 에틸렌 중합체(들)의 수치 중량%는 반도전성 조성물 중의 중합체(들)의 총 중량에 대해 표시된다.
반도전성 층은 반도전성 층의 총 중량에 대하여 50.0중량% 초과의 중합체(들), 바람직하게는 적어도 60중량%의 중합체(들), 특히 바람직하게는 적어도 70중량%의 중합체(들)를 포함할 수 있다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 중합체(들)의 수치 중량%는 반도전성 조성물의 총 중량에 대해 표시된다.
특히, 반도전성 층은, 반도전성 층의 총 중량에 대해, 50.0중량% 초과의 비-극성 에틸렌 중합체(들), 바람직하게는 적어도 60중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들) 및 특히 바람직하게는 적어도 70중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들)를 포함할 수 있다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 비-극성 에틸렌 중합체(들)의 수치 중량%는 반도전성 조성물의 총 중량에 대해 표시된다.
본 발명에서, 반도전성 층은, 반도전성 층의 총 중량에 대해, 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 적어도 20.0중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들), 바람직하게는 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 적어도 30.0중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들)를 포함할 수 있다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 비-극성 에틸렌 중합체(들)의 수치 중량%는 반도전성 조성물의 총 중량에 대해 표시된다.
본 발명의 특정 구현예에서, 본 발명의 반도전성 층은 반도전성 층의 중합체(들)의 총 중량에 대해, 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 적어도 30.0중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들), 바람직하게는 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 적어도 40.0중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들), 비-극성 에틸렌 중합체(들)의 적어도 100℃, 특히 바람직하게는 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 적어도 50.0중량%의 비-극성 에틸렌 중합체(들)을 포함할 수 있다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 비-극성 에틸렌 중합체(들)의 수치 중량%는 반도전성 조성물 중의 중합체(들)의 총 중량에 대해 표시된다.
본 발명의 케이블의 반도전성 층은 반도전성 층의 총 중량에 대해, 40중량% 이하의 극성 중합체(들), 바람직하게는 30중량% 이하의 극성 중합체(들), 바람직하게는 20중량% 이하의 극성 중합체(들), 특히 바람직하게는 10중량% 이하의 극성 중합체(들)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 케이블의 반도전성 층은 어떠한 극성 중합체도 함유하지 않는다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 극성 중합체(들)의 수치 중량%는 반도전성 조성물의 총 중량에 대해 표시된다.
극성 중합체(들)는 극성 기능, 예컨대 아세테이트, 아크릴레이트, 하이드록실, 니트릴, 카르복실, 카르보닐, 에스테르 또는 에테르 기 또는 선행 기술에서 잘 알려진 극성의 임의의 다른 기를 포함하는 중합체일 수 있다. 언급될 수 있는 극성 중합체의 예는, 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체(EVA), 에틸렌과 부틸 아크릴레이트의 공중합체(EBA), 에틸렌과 에틸 아크릴레이트의 공중합체(EEA), 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체(EMA), 또는 에틸렌과 아크릴산의 공중합체(EAA)와 같은 에틸렌 공중합체를 포함한다.
특히, 본 발명의 케이블의 반도전성 층은, 반도전성 층의 총 중량에 대해, 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체(EVA), 에틸렌과 부틸 아크릴레이트의 공중합체(EBA), 에틸렌과 에틸 아크릴레이트의 공중합체(EEA), 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체(EMA), 에틸렌과 아크릴산의 공중합체(EAA), 및 이들의 혼합물로부터 선택된 중합체를 40중량% 이하, 바람직하게는 20중량% 이하, 특히 바람직하게는 10중향% 이하로 포함할 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 케이블의 반도전성 층은 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체(EVA), 에틸렌과 부틸 아크릴레이트의 공중합체(EBA), 에틸렌과 에틸 아크릴레이트의 공중합체(EEA), 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체(EMA), 에틸렌과 아크릴산의 공중합체(EAA), 및 이들의 혼합물로부터 선택된 어떠한 극성 중합체(들)도 포함하지 않는다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 극성 중합체(들)의 수치 중량%는 반도전성 조성물의 총 중량에 대해 표시된다.
하나의 특정 구현예에서, 본 발명의 케이블의 반도전성 층은 반도전성 층의 총 중량에 대해, 특히 프로필렌 및 에틸렌의 공중합체(들)와 같은 유형의 프로필렌 공중합체(들)를 10중량% 이하, 바람직하게는 5.0중량% 이하, 및 바람직하게는 0중량%로 포함할 수 있다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 프로필렌 중합체(들)의 수치 중량%는 반도전성 조성물의 총 중량에 대해 표시된다.
본 발명에서, 프로필렌 중합체는, 특히 프로필렌 공중합체일 때, 프로필렌 중합체의 총 중량에 대하여 50중량% 초과의 프로필렌, 바람직하게는 적어도 80중량%의 프로필렌을 포함할 수 있다. 프로필렌 중합체 중의 프로필렌의 양은 특히 NMR(핵 자기 공명) 분광학 및/또는 IR(적외선) 분광학에 의해 당업자에게 공지된 기술을 통해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명에서, "반도전성 층"이란 용어는 25℃의 DC에서 측정되었을 때, 전기 전도도가 엄격하게 1×10-8S/m(미터 당 지멘스) 초과, 바람직하게는 적어도 1×10-3S/m, 바람직하게는 1×103S/m 미만인 층을 의미한다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다.
본 발명에서, "전기 절연 층"이란 용어는 25℃의 DC에서 측정되었을 때, 전기 전도도가 1×10-8S/m(미터당 지멘스) 이하일 수 있는 층을 의미한다.
반도전성 층은 특히 전기 절연 층보다 높은 전기 전도도를 갖는다. 보다 구체적으로, 전기 절연 층의 전기 전도도는 반도전성 층의 전기 전도도보다 적어도 10배, 바람직하게는 반도전성 층의 전기 전도도보다 적어도 100배 작을 수 있고, 특히 바람직하게는 반도전성 층의 전기 전도도보다 적어도 1000배 더 작을 수 있다.
반도전성 층은 반도전성 층의 총 중량에 대해 4중량% 내지 40중량%의 전도성 필러, 바람직하게는 적어도 15중량%의 전도성 필러, 및 더욱 바람직하게는 적어도 25중량%의 전도성 필러을 포함할 수 있다. 반도전성 조성물은 또한 동일한 특성을 가질 수 있다. 이 경우, 전도성 필러의 수치 중량%는 반도전성 조성물의 전체 중량에 대해 표시된다.
전도성 필러는 전기 전도성 필러가 바람직하다.
전도성 필러는 카본 블랙, 흑연 및 이들의 혼합물로부터 유리하게 선택될 수 있다.
하나의 특정 구현예에서, 본 발명의 반도전성 층은, 또한 특히 전기 절연 층 자체가 유전체 액체 및/또는 왁스를 또한 포함하는 경우, 유전성 액체 및/또는 왁스를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 전기 액체는 전기 절연 층 및/또는 반도전성 층(들)에 상관없이, 특허출원 WO 2017/103509 또는 특허출원 WO 2017/103511에 기재된 것일 수 있으며, 이들 2개의 특허출원은 본 발명에 참조로 포함된다. 보다 구체적으로, 이들 두 특허출원에 기술된, 유전성 액체의 성분 및 그 성질, 및 조성물에 사용된 유전체 액체의 양 및 유전성 액체의 성분의 양은 본 발명에서 사용될 수 있다.
하나의 특정 구현예에서, 유전체 액체는 적어도 하나 이상의 광물유, 및 벤조페논 또는 아세토페논 유형 또는 이의 유도체의 적어도 하나 이상의 극성 화합물을 포함할 수 있다.
왁스는 파라핀 왁스, 미세 결정질 왁스 또는 천연 왁스일 수 있다.
반도전성 조성물은 또한 항산화제와 같은 적어도 하나의 보호제를 포함할 수 있다. 산화 방지제는 케이블의 제조 단계 또는 케이블의 기능 단계에서 발생하는 열 응력으로부터 반도전성 조성물을 보호한다.
항산화제는 바람직하게
- 테트라키스메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트)메탄, 옥타데실 3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,2'-티오디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 2,2'-티오비스(6-t-부틸-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(6-t-부틸-4-메틸페놀), (1,2-디옥소에틸렌)비스(이미노에틸렌)비스(3-(3,5-디-tert-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트)와 같은, 입체 장애 페놀계 항산화제;
- 4,6-비스(옥틸티오메틸)-o-크레졸, 비스[2-메틸-4-{3-n-(C12 또는 C14)알킬 티오프로피오닐옥시}-5-t-부틸페닐] 설파이드, 티오비스[2-t-부틸-5-메틸-4,1-페닐 렌] 비스[3-(도데실티오) 프로피오네이트]와 같은 티오에테르;
- 디옥타데실 3,3'-티오디프로피오네이트 또는 디도데실 3,3'-티오디프로피오네이트와 같은 황계 항산화제;
- 포스파이트 또는 포스포네이트, 예를 들어 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트 또는 비스(2,4-디-t-부틸페닐)펜타에리트리톨 디포스파이트와 같은 인계 산화방지제; 및
-페닐렌디아민(IPPD 또는 6PPD), 디페닐아민 스티렌, 디페닐아민, 메르캅토 벤즈이미다졸 및 중합된 2,2,4-트리메틸-1,2 디하이드로퀴놀린(TMQ)과 같은 아민 유형의 산화 방지제로부터 선택되고, 마지막 유형의 산화 방지제는 본 발명의 반전도성 조성물에서 특히 바람직하다.
TMQ는 다양한 등급을 가질 수 있다, 즉 :
- 낮은 중합도, 즉 1중량% 초과의 잔류 단량체 함량을 가지며 100ppm으로부터 800ppm 초과에 이르는 범위의 잔류 NaCl 함량을 갖는, "표준" 등급;
- 높은 중합도, 즉 1중량% 미만의 잔류 단량체 함량을 가지며 100ppm으로부터 800ppm 초과에 이르는 범위의 잔류 NaCl 함량을 갖는 "고 중합도" 등급;
- 100ppm 미만의 잔류 NaCl 함량을 갖는 "저 잔류 염 함량" 등급.
본 발명의 반도전성 조성물에서의 안정제의 유형 및 그 함량은 혼합물의 제조 동안 및 케이블상에서의 압출에 의한 구현 동안 중합체가 노출되는 최대 온도의 함수로서 통상적으로 선택되며, 또한 이 온도에서 노출의 최대 시간에 의존한다.
반도전성 조성물은 전형적으로 반도전성 조성물의 총 중량에 대하여 0.1중량% 내지 4중량%의 항산화제(들), 바람직하게는 0.5중량% 내지 2중량%의 항산화제(들)을 포함할 수 있다.
윤활제와 같은 가공 보조제; 상용화제; 커플링제; 자외선 안정제; 비-전도성 필러; 및/또는 반도전성 조성물의 화재 거동을 개선하도록 의도된 할로겐이 없는 미네랄 필러와 같은, 당업자에게 잘 알려진 다른 첨가제 및/또는 다른 필러가 본 발명의 반도전성 조성물에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 반도전성 조성물은 임의의 가교 결합제, 예를 들면, 유기 과산화물을 포함하지 않는다.
"HFFR"(할로겐이 없는 난연제) 케이블인 전기 케이블을 제공하기 위해, 본 발명의 케이블은 우선적으로 어떠한 할로겐화 화합물도 함유하지 않는다. 이들 할로겐화 화합물은 임의의 성질, 예를 들면 폴리비닐 클로라이드(PVC), 할로겐화 가소제, 할로겐화 미네랄 필러, 등과 같은 플루오르화 중합체 또는 염화 중합체일 수 있다.
본 발명의 반도전성 층은 바람직하게 당업자에게 잘 알려진 기술을 통해 압출된 층이다.
본 발명의 전기 케이블의 반도전성 층에 관한 모든 설명은, 전기 절연 층이 어떠한 전도성 필러도 포함하지 않거나, 또는 전기 절연 층을 반도전성으로 만들지 못하는 전도성 필러의 양을 포함한다는 것을 제외하고, 본 발명의 전기 케이블의 전기 절연 층에 적용될 수 있다. 따라서, 전기 절연 층은 전기 절연 층의 총 중량에 대하여 4중량% 미만, 바람직하게는 1중량% 미만의 전도성 필러, 더욱 바람직하게는 0중량%의 전도성 필러를 포함할 수 있다.
특히, 전기 절연 층은 반도전성 층에 포함된 것과 동일한 적어도 하나의 중합체를 포함할 수 있다.
하나의 특정 구현예에서, 전기 절연 층은:
- 하나 이상의 프로필렌 중합체, 및
- 선택적으로, 프로필렌 중합체(들)과 상이한 하나 이상의 에틸렌 중합체를 포함할 수 있다.
프로필렌 중합체는 프로필렌과 에틸렌의 공중합체, 예를 들면 프로필렌과 에틸렌의 헤테로상(heterophasic) 공중합체 및/또는 프로필렌과 에틸렌의 랜덤 공중합체로부터 선택될 수 있다. 에틸렌 중합체는 저밀도 에틸렌 중합체(LDPE), 예를 들어 선형 저밀도 에틸렌 중합체(LLDPE)로부터 선택될 수 있다.
제 1 변형에 따르면, 전기 절연 층은 프로필렌 및 에틸렌의 적어도 하나의 랜덤 공중합체, 프로필렌 및 에틸렌의 하나 이상의 헤테로상 공중합체, 및 적어도 하나의 저밀도 에틸렌 중합체를 포함할 수 있다.
제 2 변형에 따르면, 전기 절연 층은 프로필렌 및 에틸렌의 적어도 하나의 랜덤 공중합체, 및 프로필렌 및 에틸렌의 하나 이상의 헤테로상 공중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 케이블의 연장된 전기 도체는 단일-가닥 또는 다중-가닥 유형일 수 있다. 바람직하게는, 상기 연장된 전기 도체는 구리, 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진다.
본 발명의 전기 케이블은 또한 전기 도체를 둘러싸며, 전기 절연 층에 의해 둘러싸인 다른 반도전성 층을 포함할 수 있다.
따라서, 본 구현예에서, 본 발명의 케이블은 적어도 하나의 연장된 전기 도전성 요소를 포함할 수 있는데, 이 요소는 케이블의 중심에 특히 위치되고:
- 제 1 반도전성 층에 의해 둘러싸이거나, 다시 말하면, 본 발명의 상기 다른 반도전성 층에 의해 둘러싸이며,
- 제 1 반도전성 층은 전기 절연 층에 의해 둘러싸이거나, 다시 말하면, 본 발명의 상기 전기 절연 층에 의해 둘러싸이고,
- 전기 절연 층은 제 2 반도전성 층에 의해 둘러싸이고, 본 구현예의 제 2 반도전성 층은 본 발명에서 기술된 반도전성 층이다.
따라서, 제 1 반도전성 층, 전기 절연 층 및 제 2 반도전성 층은, 3층 절연체를 구성한다. 특히, 제 1 반도전성 층은 전기 절연 층과 직접 물리적으로 접촉하고, 제 2 반도전성 층은 전기 절연 층과 직접 물리적으로 접촉한다.
본 발명의 전기 케이블의 전기 절연 층 및 반도전성 층은 연속 압출 또는 공 압출에 의해 획득될 수 있다.
적어도 하나의 전기 도체 둘레에 이들 층을 압출하기 전에, 중합체 혼합물, 특히 필러를 함유하는 혼합물을 위한 버스 코-니더(Buss co-kneader) 유형, 트윈-스크류 압출기 또는 다른 적당한 혼합기의 연속 혼합기에서, 이들 층의 형성에 필요한 모든 성분은 측정되어 혼합될 수 있다. 이어서, 혼합물은 막대 형태로 압출된 후 냉각 및 건조되어 과립으로 형성되거나, 또는 혼합물은 당업자에게 공지된 기술을 통해 과립으로 직접 형성될 수 있다. 이어서, 이들 과립은 단일-스크류 압출기에 도입되어, 전기 도체 주위로 조성물을 압출 및 침착시켜 문제의 층을 형성할 수 있다.
다양한 조성물은 차례로 압출되어 전기 도체를 연속적으로 둘러싸고, 따라서 본 발명의 전기 케이블의 다양한 층을 형성할 수 있다.
대안적으로, 이들은 단일 압출기 헤드를 사용하는 공압출에 의해 동시에 압출될 수 있고, 공 압출은 당업자에게 공지된 공정이다.
과립을 형성하는 단계에 있든 또는 케이블 상에 압출 단계에 있든 간에, 동작 조건은 당업자에게 잘 알려져 있다. 특히, 혼합 또는 압출 디바이스 내의 온도는 구현될 조성물에 사용되는 중합체 중에서 우세한 중합체 또는 가장 높은 융점을 갖는 중합체의 융점보다 높을 수 있다.
본 발명의 전기 케이블은 또한 본 발명의 케이블의 반도전성 층을 둘러싸는 금속 차폐물(metal shield)을 포함할 수 있으며, 본 발명의 케이블의 반도전성 층은 전기 절연 층을 둘러싸는 것이다.
이 금속 차폐물은, 반도전성 층 주변에 및 이를 따라 배치된 구리 또는 알루미늄 도체 세트로 구성된 "와이어 기반" 차폐물, 반도전성 층 주위에 나선형으로 놓인 하나 이상의 전도성 금속 스트립으로 구성된 "스트립 기반" 차폐물, 또는 반전도성 층을 둘러싸는 금속 관 유형의 "누설방지" 차폐물일 수 있다. 이 마지막 유형의 차폐물은 전기 케이블을 반경 방향으로 관통하는 경향이 있는 습기에 대한 장벽으로 특히 작용할 수 있다.
모든 유형의 금속 차폐물은 전기 케이블에 대해 접지 역할을 할 수 있고, 따라서 예컨대 관련 네트워크의 단락의 경우, 오류 전류를 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 전기 케이블은 본 발명의 케이블의 반도전성 층을 둘러싸거나, 또는 보다 구체적으로 금속 차폐물이 존재할 때 이를 둘러싸는 보호 외피를 포함할 수 있다. 이 보호 외피는 통상적으로 HDPE, MDPE 또는 LLDPE와 같은 적합한 열가소성 물질; 또는 화염-전파-지연제 또는 화염-전파-저항 물질로 제조될 수 있다. 특히, 후자의 물질이 어떠한 할로겐도 함유하지 않는 경우, 이는 HFFR(할로겐이 없는 난연제) 유형의 외피로 지칭된다.
수분의 존재시 팽창하는 층과 같은 다른 층은, 금속 차폐물이 존재할 때 반도전성 층과 금속 차폐물 사이에, 및/또는 금속 차폐물과 외부 차폐물이 존재할 때 이들 사이에 추가될 수 있고, 이들 층은 전기 케이블의 물에 대한 길이 방향 누설방지를 제공한다. 본 발명의 케이블의 전기 도체는 또한 "누수방지 코어"를 얻기 위해 수분의 존재시 팽창하는 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 주제는 다음을 포함하는 반도전성 조성물에 관한 것이다:
- 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 적어도 하나의 비극성 에틸렌 중합체,
- 반도전성 조성물 중의 중합체(들)의 총 중량에 대하여 50.0중량% 초과의 하나 이상의 비극성 에틸렌 중합체, 및
- 특히 조성물을 반도전성으로 만들기에 충분한 양의 적어도 하나의 전도성 필러.
이러한 반도전성 조성물은 특히 전기 케이블 분야에 적용될 수 있으며, 특히 본 발명에서 기술된 전기 케이블의 반도전성 층을 제조하는데 사용될 수 있다.
이러한 다른 객체의 반도전성 조성물은 유리하게는 본 발명에서 기술된 반도전성 조성물일 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 본 발명에 따라 바람직한 구현예에 따른 전기 케이블의 개략적인 단면 사시도를 나타내는 도 1을 참조하여 이루어진 본 발명에 따른 전기 케이블의 비제한적인 예의 설명을 읽음으로써 자명해질 것이다.
명료함을 위해, 본 발명의 이해를 위해 필수적인 요소만이 개략적으로 표현되었으며, 축적에 맞추어진 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따라 바람직한 구현예에 따른 전기 케이블의 개략적인 단면 사시도이다.
도 1에 도시된 중간-전압 또는 고-전압 전력 케이블(1)은, 특히 구리 또는 알루미늄으로 만들어진 연장된 중앙의 전기 도전성 요소(2)를 포함하고, 연속적으로 및 동축으로 이 요소(2) 주위에, "내부 반도전성 층"으로 지칭되는 제 1 반도전성 층(3), 전기 절연 층(4), "외부 반도전성 층"으로 지칭되는 제 2 반도전성 층(5), 원통형 튜브 유형의 금속 차폐물(6) 및 보호 외피(7)를 포함한다.
도 1의 외측 반도전성 층(5)은 본 발명에 따른 반도전성 층이다.
도 1의 케이블에서, 층들(3, 4 및 5)은 전형적으로 압출된 중합체 층이다.
금속 차폐물(6) 및 보호 외피(7)의 존재는 필수적이지는 않지만 우선적이고,이 케이블 구조는 그 자체가 당업자에게 잘 알려져 있다.
실시예
:
본 발명의 특성을 나타내기 위해, 반도전성 층은 아래의 표 1에 정리된 반도전성 조성물로부터 제조되었다.
이렇게 만들어진 반도전성 층은 열가소성 층(즉, 비가교 층)이다.
표 1의 다양한 성분은 반도전성 조성물의 총 중량에 대한 중량 백분율(%)로 표현된다.
반도전성 조성물(CI1 내지 CI4)은 본 발명에 따른 반도전성 층을 얻기 위한 조성물이며, 반면에 반도전성 조성물(CC1 및 CC2)은 비교 반도전성 층을 얻기 위한 조성물이다.
표 1에 정리된 모든 반도전성 조성물은 실질적으로 동일한 전기 전도도를 갖는다.
| CI1 | CI2 | CI3 | CI4 | CC1 | CC2 | |
| C6-MDPE | 40.0% | 40.6% | 30.7% | 37.0% | 13.0% | 0% |
| C8-POE | 0% | 17.4% | 15.0% | 0% | 0% | 46.0% |
| C4-LLDPE | 31.0% | 0% | 15.3% | 6.0% | 0% | 15.00% |
| EVA | 0% | 0% | 0% | 21.0% | 51.0% | 0% |
| 전도성 필러 1 | 27.0% | 0% | 0% | 0% | 0% | 0% |
| 전도성 필러 2 | 0% | 40.0% | 37.0% | 34.0% | 34.0% | 37.0% |
| 항산화제 | 2.0% | 2.0% | 2.0% | 2.0% | 2.0% | 2.0% |
표 1에 정리된 성분의 출처는 다음과 같다:
- C6-MDPE : 밀도가 0.936g/cm3이고, 비카트 온도가 121℃인 Ineos사가 참조번호 LL6910LA으로 판매하는 에틸렌과 헥센의 공중합체; 이 공중합체는 상기 공중합체의 총 중량에 대하여 적어도 80중량%의 에틸렌을 포함한다;
- C8-POE : 밀도가 0.910g/cm3이고 비카트 온도가 93℃인 Borealis사가 참조번호 Queo 1001로 판매하는 에틸렌과 옥텐의 공중합체;
- C4-LLDPE : 밀도가 0.918g/cm3이고, 비카트 온도가 97℃인 Versalis사가 참조번호 Flexirene CL 10으로 판매하는 에틸렌과 부텐의 공중합체;
- EVA : Exxon사가 참조번호 Escorene Ultra 00728로 판매하는 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체;
- 전도성 필러 1 : Cabot사가 참조번호 Vulcan XC-500으로 판매하는 카본 블랙;
- 전도성 필러 2 : Birla Carbot사가 참조번호 Conductex 7095 Ultra로 판매하는 카본 블랙; 전도성 필러 2의 고유 전기 도전성은 전도성 필러 1의 고유 전기 도전성보다 작다;
- 산화 방지제 : 입체 장애 페놀계 항산화제.
표 1의 다양한 반도전성 조성물의 모든 성분은 Buss 코-니더 유형, 트윈-스크류 압출기 또는 필러를 함유하는 열가소성 혼합물에 적합한 다른 유형의 혼합기의 연속 혼합기에서 혼합될 수 있다.
통상적으로, 연속 혼합기에서, 중합체 물질은 용융되고, 혼합물의 다른 성분은 용융 중합체 매트릭스에 도입되어 분산되고, 혼합물은 균질화된다. 혼합기 온도는 약 170℃이다.
과립은 이후 당업자에게 공지된 기술을 통해 형성될 수 있다. 이들 과립은 단일-스크류 압출기의 도움으로, 본 발명의 케이블의 적어도 하나의 전기 도체 둘레에 전기 절연 층 유형의 압출 층을 형성하는데 사용될 수 있다. 압출기 내부의 온도는 110℃ 내지 190℃ 범위일 수 있다. 전기 절연 층과 본 발명의 전기 케이블의 반도전성 층(들)의 공 압출이 또한 수행될 수 있다.
이와 같이 형성된 과립을 사용하여, 다음의 특성을 결정하기 위해 수가지 시험이 수행되었다 :
- 하중하의 고온 연신율 및 잔류 연신율, 및
- 박리성.
하중하의 고온
연신율
및 잔류
연신율의
시험
하중하에서의 고온 연신 시험을 위해, 과립은 0.8mm 내지 2mm 사이의 두께를 갖고 12.5mm보다 큰 폭의 스트립으로 압출되었다.
하중하에서의 고온 연신율은 표준 NF EN 60811-507(2012년 12월)의 시험에 따라 결정된다.
이 시험은 다음 조건하에서 0.2MPa(20N.m2)의 하중으로 110℃의 온도에서 수행된다.
a. 시험 조성물 당 H2 덤벨 유형(총 길이 75mm)의 3개의 시험편이, 한쪽 끝에 0.2MPa의 하중을 가함으로써, 위에서 얻어진 스트립으로부터 준비되었다.
b. 이들 시험편은 110℃의 오븐에 15분간 놓였다.
c. 하중하에서의 고온 신장률이 측정되었다(단계 a 전에 로드되지 않은 시험편과 단계 b 후에 로드된 시험편 사이의 신장률의 변화).
d. 0.2 MPa 하중이 이후 제거되고, 시험편은 110℃에서 5분간 가열되었다.
e. 시험편은 실온으로 냉각된 후, 잔류 신장률이 측정되었다(단계 a 전에 로드되지 않은 표본과 단계 d 이후에 로드되지 않은 표본 사이의 신장률의 변화).
이 시험은 하중하에서의 고온 신장률의 값이 0과 20%(한계값 포함) 사이, 바람직하게는 0과 10% 사이(한계값 포함), 바람직하게는 0과 5% 사이(한계값 포함)일 때 유효하다.
바람직하게는, 잔류 신장률의 값은 -10% 내지 +10%(한계값 포함), 바람직하게는 -5% 내지 +5%(한계값 포함)일 수 있다.
판
박리성
시험
판 박리성 시험은 다음 조건하에서 수행된다:
- 전기 절연 층의 준비:
프로필렌 및 에틸렌의 랜덤 공중합체(P1), 프로필렌 및 에틸렌의 헤테로상 공중합체(P2), 저밀도 에틸렌 중합체(P3), 유전체 액체 및 산화 방지제를 포함하는 "기준" 전기 절연 조성물은, 연속 혼합기로 전술한 바와 같은 공정에 따라 혼합되고, 그 후 과립이 당업자에게 잘 알려진 기술을 통해 형성된다.
이들 과립은 이후 DK 60 가열 프레스를 사용하여 아래의 표 2에 정리된 조건에 따라 가압되어 원형 판을 형성하고, 단계 1 내지 4가 연속적으로 수행된다:
| 단계 | 단계 1 | 단계 2 | 단계 3 | 단계 4 | |
| 프레스 온도 | 180 | 180 | 180 | 50 | |
| 프레스 차폐력(톤) | 3 | 6 | 6 | 6 | |
| 시간 (분) | 4 | 1 | 0.5 | 4 | |
일단 단계 4가 수행되면, 원형 판이 주형으로부터 제거되고, 이후 실온으로 냉각된다. 두께는 0.5 ~ 1.5mm이다.
- 반도전성 층의 준비 :
아래의 표 3에 정리된 조건에 따라, 표 1의 조성물로부터 얻어진 과립은 DK 60 가열 프레스를 사용하여 가압되어 원형 판을 형성하고, 단계 1 내지 4가 연속적으로 수행된다 :
| 단계 | 단계 1 | 단계 2 | 단계 3 | 단계 4 |
| 프레스 온도 | 180 | 180 | 180 | 50 |
| 프레스 차폐력 (톤) | 3 | 8 | 8 | 8 |
| 시간 (분) | 4 | 1 | 0.5 | 4 |
일단 단계 4가 수행되면, 원형 판이 주형으로부터 분리되고, 이후 실온으로 냉각된다. 두께는 0.5 내지 1.5mm이다.
- 이중 층의 준비 :
전기 절연 층의 제 1 원형 판 및 위에서 얻어진 반도전성 층의 제 2 원형 판은 이중 층을 형성하기 위해 차례로 위치되고, 아래 표 4에 정리된 조건에 따라 DK 60 가열 프레스에 놓이고, 단계 1 내지 3이 연속적으로 수행된다 :
| 단계 | 단계 1 | 단계 2 | 단계 3 |
| 프레스 온도 | 190 | 190 | 50 |
| 프레스 차폐력 (톤) | 2 | 3 | 3 |
| 시간 (분) | 4 | 2 | 4 |
이중 층의 준비 중, 가압되기 전에 폴리에스테르 필름이 두 층 중 일부 사이에 배치되어, 이어서 상기 필름에 의해 분리된 두 층의 부분을 쉽게 분리함으로써 박리성 테스트를 수행하는 것을 가능하게 한다.
단계 3이 수행되면, 이중 층은 주형으로부터 제거되고, 이후 실온으로 냉각된다. 두께는 1 내지 3 mm이다.
- Alpha Technologies사의 T2000 인장 시험기를 사용하여 박리성 시험을 수행하는 단계로서,
o 원형 이중 층으로부터 200mm×10mm 직사각형이 절단된다.
o 이중 층의 일부에 미리 배치된 폴리에스테르 필름에 의해 이중 층의 일부로부터 이중 층의 분리를 획득하기 위하여, 이중 층의 200mm의 반도전성 층의 약 25 mm 길이가 전기 절연 층으로부터 분리된다.
o 분리된 반도전성 층의 부분의 단부는 인장 시험기의 고정식 그립핑 수단에 부착되는 반면, 분리된 전기 절연 층의 부분의 단부는 인장 시험기의 가동 그립핑 수단에 부착된다.
o 반도전성 층을 전기 절연 층으로부터 분리하는데 필요한 힘은 180°의 각도와 250±50mm/분의 견인 속도로 적어도 100mm의 분리 거리에 걸쳐 측정된다.
o 5개의 샘플이 각각의 형성된 이중 층에 대해 시험된다.
판 박리성 시험은 박리력이 2와 30뉴턴 사이(한계값 포함)일 때 유효하다.
결과 :
그 결과는 아래의 표 5에 정리되었다.
| CI1 |
CI2 | CI3 | CI4 | CC1 |
CC2 | |
| 110℃의 하중하에서의 신장률(0.2 MPa)(%) | +2.5% | +2.5% | +2.5% | 0.0% | 파단 | +15% |
| 잔류 신장률(%) | 0.0% | 0.0% | -2.5% | 0.0% | / | 11.7% |
| 박리력(N) | 7.1 N | 10.3 N | 3.8 N | 2.2 N | 1.7 N | 4.6 N |
따라서, 본 발명의 조성물(CI1 내지 CI4)로부터 획득된 층(즉, 압출된 스트립)은 비극성 중합체를 기초로 하는 조성물(CC2)로부터 획득된 층(즉, 압출된 스트립)보다 훨씬 더 우수한 고온 연신율을 갖는다. 또한, EVA를 주로 기초로 하는 조성물(CC1)로부터 획득된 층은 샘플이 시험이 완료되기 전에 파단되었기 때문에 고온 신장 시험을 통과할 수 없었다.
케이블
박리성
시험
케이블 박리성 시험은 표준 IEC 60502-2(2014년 2월)에 한정된 방법에 따라 수행된다.
케이블 박리성 시험은 박리력이 4 에서 45뉴턴(N) 사이(한계값 포함)일 때 유효하다.
판 박리성 시험에 사용된 조성물은, 판 및 이중 층의 형성에 관한 부분을 제외하고, 케이블 박리성 시험에 사용된 것과 동일하다.
과립이 획득될 때, 이들은 실제로 플레이트로 형성되지 않고 압출기에 통합되어 압출된 층을 형성한다.
특히, 케이블 박리성 시험을 위해 준비된 전기 케이블은 단면적이 400㎟인 알루미늄으로 만들어진 중심 전기 도체를 포함하고, 이 도체는 다음의 연속 층으로 둘러싸여 있다:
- 상업적으로 이용 가능한 반도전성 조성물의 과립으로부터 얻어지는 두께 0.7mm의 제 1 반도전성 층,
- 판 박리성 시험에 기술된 기준 조성물의 과립으로부터 얻어지는, 두께 6.8 mm의 전기 절연 층, 및
- 판 박리성 시험에 기술된 바와 같이, 본 발명에 따른 조성물의 과립으로부터 얻어지는 두께 1.25 mm의 제 2 반도전성 층.
3-층의 절연으로 획득된 전기 케이블의 외경은 41mm이다.
이들 3개의 층은 각각 3개의 단일-스크류 압출기를 사용하는 공압출에 의해 획득되고, 이들 3개의 압출기는 동일한 압출기 헤드를 통해 출구에서 연결되며, 이 공정은 당업자에게 공지되어 있다.
이와 같이 형성된 케이블을 사용하여,표준 IEC 60502-2(2014년 2월)에 따른 박리성 시험이 다음의 조건하에서 사용된다 :
- 견인 각도 : 180°,
- 시험 밴드 폭 : 10mm, 및
- 견인 속도 : 250m/분.
표 1의 본 발명의 조성물로 각각 획득된 박리력은 유리하게는 4 내지 45 뉴톤(N)이다.
Claims (17)
- 적어도 하나의 연장된 전기 도체(2), 상기 연장된 전기 도체(2)를 둘러싸는 전기 절연 층(4), 및 상기 전기 절연 층(4)을 둘러싸고, 적어도 하나의 전도성 필러를 포함하는 반도전성 층(5)을 포함하는 전기 케이블(1)에 있어서,
상기 반도전성 층은 표준 ISO 306에 따라 적어도 100℃의 비카트(Vicat) 온도를 갖는 적어도 하나의 비극성 에틸렌 중합체를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항에 있어서,
상기 비-극성 에틸렌 중합체는 상기 에틸렌 중합체의 총 중량에 대하여 적어도 80중량%의 에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 반도전성 층은 상기 반도전성 층 내의 중합체(들)의 총 중량에 대하여 50.0중량% 초과의 하나 이상의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 비-극성 에틸렌 중합체는, 에틸렌 단독중합체, 에틸렌 공중합체 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은, 에틸렌 및 C3-C12, 바람직하게는 C3-C10, 특히 바람직하게는 C4-C8 알파-올레핀의 공중합체와 같은 유형의 하나 이상의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은, 적어도 하나의 제 1 비-극성 에틸렌 공중합체 및 적어도 하나의 제 2 비-극성 에틸렌 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은, 0.926 내지 0.940g/cm3 범위의 밀도를 갖는 하나 이상의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은:
- 에틸렌 및 헥센(hexene)의 공중합체와 같은 유형의 적어도 하나의 비-극성 에틸렌 중합체, 및
- 에틸렌 및 옥텐(octene)의 공중합체 또는 에틸렌과 부텐(butene)의 공중합체와 같은 유형의 적어도 하나의 비-극성 에틸렌 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은, 상기 반도전성 층의 총 중량에 대하여 50.0중량% 초과의 중합체(들)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은, 상기 반도전성 층의 총 중량에 대하여 50.0중량% 초과의 비-극성 에틸렌 중합체(들)을 로 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은, 상기 반도전성 층의 총 중량에 대하여 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 비-극성 에틸렌 중합체(들)를 적어도 20.0중량% 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은, 상기 반도전성 층에서 중합체(들)의 총 중량에 대해 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 비-극성 에틸렌 중합체(들)를 적어도 30.0중량% 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은, 상기 반도전성 층의 총 중량에 대하여 4 내지 40중량%의 전도성 필러를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도전성 층은 열가소성 층(thermoplastic layer)인 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 적어도 하나의 연장된 전기 도체(2), 상기 연장된 전기 도체(2)를 둘러싸는 전기 절연 층(4) 및 상기 전기 절연 층(4)을 둘러싸는 반도전성 층(5)을 포함하는 전기 케이블(1)에 있어서,
상기 반도전성 층(5)은 표준 ISO 306에 따라 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 적어도 하나의 비극성 에틸렌 중합체 및 적어도 하나의 전도성 필러를 포함하는 반도전성 조성물로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이블은, 전기 도체(2)를 둘러싸고 상기 전기 절연 층(4)에 의해 둘러싸인 또다른 반도전성 층(3)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기 케이블. - 반도전성 조성물로서,
- 표준 ISO 306에 따라 적어도 100℃의 비카트 온도를 갖는 적어도 하나의 비-극성 에틸렌 중합체,
- 상기 반도전성 조성물 중의 중합체(들)의 총 중량에 대하여 50.0 중량% 초과의 하나 이상의 비-극성 에틸렌 중합체, 및
- 적어도 하나의 전도성 필러를 포함하는, 반도전성 조성물.
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