KR101274842B1 - 노화 후 고도의 파괴 강도를 갖는 케이블 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 반도체층 및 적어도 하나의 절연체 층을 포함하는 케이블, 상기 케이블의 제조방법 및 전력 케이블로서 상기 케이블의 사용에 관한 것이다: 상기에서 - 반도체 층은 극성 공중합체 (a) 및 카본블랙을 포함하는 조성물(A)로 구성되고, 또한 - 절연체 층은 극성 공중합체 (b2)를 포함하는 조성물(B)로 구성된다.
Description
본 발명은 적어도 하나의 반도체(세미콘)층 및 적어도 하나의 절연체 층을 포함하는 노화(ageing) 후 고도의 파괴 강도를 갖는 케이블에 관한 것이다. 본 발명은 반도체층과 절연체층 사이의 상호작용에 기초한다. 본 발명은 더 나아가서 상기 케이블의 제조방법 및 전력 케이블로서 상기 케이블의 사용에 관한 것이다.
전기 전력 케이블에서, 특히 중간 전압(6 kV 내지 36 kV) 및 고 전압(>36 kV)에서, 대개 금속 전도체는 내부 반도체 층, 절연체 층, 외부 반도체 층 및 보조 추가 층(들) 및 케이블 재킷으로 둘러싸인다. 현재, 절연체 층 및 반도체 층(들)은 통상 폴리에틸렌으로 제조된다.
주로, 예를 들어 조성물에 퍼옥사이드의 첨가에 의해 가교 결합할 수 있는 에틸렌 동종 중합체 및/또는 공중합체가 사용된다. 고분자 절연체 층 및 추가의 반도체 층을 포함하는 전력 케이블은 건조 환경에 설치된 케이블과 비교하여 예를 들어 지하 또는 고 습도 지역에서와 같이 물에 노출된 환경에 설치될 때 수명 감소의 문제가 있다. 유기 고분자 물질이 물의 존재 하에 장시간에 걸쳐 전기장에 노출될 때 발생하는 소위 워터 트리 (water trees)의 형성에 기인하여 수명이 감소된다.
본 발명의 목적은 노화 후 파괴 강도의 수준을 증가시킴으로써 상기 케이블의 노화 특성을 개선하는 것이다.
상기 언급된 목적은 적어도 하나의 반도체 층 및 적어도 하나의 절연체 층에 의해서 임의의 순서로 둘러싸여진 전도체를 포함하는 케이블로 달성되며, 여기에서,
- 반도체 층은 극성 공중합체 (a) 및 카본블랙을 포함하는 조성물 (A)로 구성되고, 또한
- 절연체 층은 극성 공중합체 (b2)를 포함하는 조성물 (B)로 구성되고, 또한
- 상기 극성 공중합체 (a)의 용융점 Tm(a) 및 상기 극성 공중합체 (b2)의 용융점 Tm(b2)의 차이의 절대값은 25℃ 이하이다.
전기 전력 케이블, 특히 중간 및 고 전압의 전력케이블은 전형적으로 두 개의 반도체 층 및 하나의 절연체 층을 포함한다.
상기 케이블은 바람직하게는 적어도 하나의 반도체 층 및 절연체 층이 임의의 순서로 둘러싸여진 전도체를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 상기 케이블은 내부 반도체 층, 절연체 층 및 선택적으로 그리고 바람직하게는, 외부 반도체 층이 차례로 둘러싸여진 전도체를 포함하고, 여기에서 적어도 상기 내부 반도체 층은 상기 정의한 바와 같은 조성물 (A)로 구성된다.
상기 케이블은 경우에 따라 다른 층들 예를 들어 W&C 분야에서 통상적으로 사용되는 층을 포함할 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.
용어“전도체”는 상기 및 하기에서 하나 또는 그 이상의 전선을 포함하는 전도체를 의미한다. 또한, 상기 케이블은 하나 또는 그 이상의 이러한 전도체를 포함할 수 있다. 상기 전도체는 전기 전도체이다.
조성물 (B)는 경우에 따라 하기에 더 자세히 기재된 바와 같은 저-극성 폴리올레핀 (b1)을 포함할 수 있다. 조성물 (A)는 선택적으로 저-극성 폴리올레핀을 포함할 수 있으며, 상기 저-극성 폴리올레핀은 바람직하게는 하기에 더 자세히 기재된 바와 같은 저-극성 폴리올레핀 (b1)이다.
조성물 (A) 중의 극성 공중합체 (a) 및 조성물 (B) 중의 극성 공중합체 (b2)는 둘 다 본 출원에서 극성기를 갖는(포함하는) 고분자를 의미한다. 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 본원에서 극성기를 갖는 폴리올레핀 또는 극성기를 갖지 않는 폴리올레핀을 의미한다.
상기 극성 공중합체 (a) 및 상기 극성 공중합체 (b2)는 독립적으로 필요 시 상기 선택적 저-극성 폴리올레핀 (b1) 중에 함유되는 것보다 더 많은 양의 극성기를 함유한다. 따라서 상기 극성 공중합체 (a) 및 상기 극성 공중합체 (b2)는 상기 선택적 저-극성 폴리올레핀 (b1)보다 더 극성이다.
극성기(polar group)는 예를 들면 극성기를 포함하는 화합물들을 고분자 골격에 그래프팅 또는 (공)중합시킴으로써, 바람직하게는 상기 극성기(들)를 포함하는 공단량체(들)과 함께, 골격 고분자를 형성하는 단량체를 공중합시킴으로써, 극성 공중합체 (a)에, 극성 공중합체 (b2)에 및, 극성기가 존재하는 경우, 저-극성 폴리올레핀 (b1)에 혼입할 수 있다.
잘 알려져 있는 바와 같이, 상기 용어 "공단량체(comonomer)"는 공중합 가능한 공단량체 단위를 언급한다.
상기 용어 "극성기를 함유하는 공단량체"는 본원에서 극성 공단량체로서 언급된다.
본원에서 폴리에틸렌과 같은 고분자 또는 폴리올레핀으로 언급되는 경우, 이것은 동종 중합체 및 공중합체, 예를 들어 에틸렌 동종 중합체 및 에틸렌 공중합체를 의미하는 것으로 의도된다.
가장 바람직하게는, 극성 공중합체 (a) 중에, 극성 공중합체 (b2) 중에 및, 존재하는 경우, 저-극성 폴리올레핀 (b1) 중에 존재하는 극성기는 극성 공단량체로부터 유래한다.
다른 언급이 없는 한, 극성 공중합체의 하기 실시양태는 극성 공중합체 (a) 및/또는 (b2)에 대한 실시양태이다. 상기 실시양태 및 바람직한 특성 및 값의 범위는 극성 공중합체 (a) 및 극성 공중합체 (b2)의 바람직한 실시양태를 독립적으로 더욱 특징화 하는데 사용될 수 있는 일반적 독립적 정의이다.
상기 극성 공중합체는 반도체 층에서 또는 각각 케이블, 바람직하게는 전력케이블의 반도체 층에서 사용하기에 적합한 임의의 극성 공중합체일 수 있다. 상기 극성 공중합체는 예를 들어 상업적으로 입수 가능한 극성 고분자일 수 있거나 또는 화학 문헌에 기재된 공지된 중합공정에 따라 또는 이와 유사하게 제조할 수 있다.
극성 공중합체는 가장 바람직하게는 적어도 극성 공단량체(들)을 함유하는 공중합체이다. 극성 공중합체는 선택적으로 저극성 폴리올레핀 (b1)과 관련하여 이후에 기술되는 바와 같은 비-극성 공단량체(들) 등의 공단량체(들)를 추가로 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 극성 공중합체는 극성 공중합체의 그램 당 500 마이크로몰 이상, 바람직하게는 그램 당 700 마이크로몰 이상, 더욱 바람직하게는 그램당 800 마이크로몰 이상의 양으로 극성 공단량체(들)를 포함한다.
바람직하게는, 상기 극성 공중합체는 상기 극성 공중합체의 그램 당 6000 마이크로몰 미만, 바람직하게는 5000 마이크로몰 미만, 더욱 바람직하게는 3500 마이크로몰 미만, 가장 바람직하게는 2800 마이크로몰 미만의 양으로 극성 공단량체(들)를 갖는다.
바람직하게, 극성 공단량체로서, 하이드록시기(들), 알콕시기(들), 에테르기(들), 카르보닐기(들), 카르복실기(들) 또는 에스테르기(들)를 함유하는 공단량체가 사용된다.
더욱 바람직하게, 카르복실기 및/또는 에스테르기(들)를 함유하는 공단량체가 사용되며, 또한 더욱 바람직하게 상기 공단량체는 아크릴레이트 및 에세테이트의 그룹으로부터 선택된다. 극성 공단량체의 아크릴레이트 유형이 고온에서의 열적 분해에 대한 더 양호한 내성으로 인하여 아세테이트보다 바람직하다.
더욱더 바람직하게, 상기 극성 공단량체는 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트 및 비닐아세테이트의 그룹으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 상기 공단량체는 C1- 내지 C6-알킬 아크릴레이트, C1- 내지 C6-알킬 메타크릴레이트 및 비닐 아세테이트로부터 선택된다. 더욱더 바람직하게는, 상기 극성 공중합체는 C1- 내지 C4-알킬, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸 아크릴레이트 또는 비닐아세테이트와 에틸렌의 공중합체를 포함한다.
바람직한 실시양태에서 극성 공중합체 (a)는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물, 더욱 바람직하게는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트와 올레핀의 공중합체이다.
더욱 바람직한 실시양태에서, 극성 공중합체 (b2)는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물, 더욱 바람직하게는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트와 올레핀의 공중합체이다.
더욱이, 저극성 폴리올레핀 (b1)이 극성 공중합체인 경우, 상기 극성 공중합체가 극성 공중합체 (b2)와 동일한 공단량체를 포함하는 것이 바람직하며, 바람직하게 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물, 더욱 바람직하게는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트와 올레핀의 공중합체이다. 이미 상기 언급한 바와 같이, 극성 공중합체로서 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 극성 공중합체 (a) 및 극성 공중합체 (b2)보다 더욱 적은 극성 공단량체 함량을 갖는다.
바람직하게, 상기 극성 공중합체는 적어도 하나의 극성 공단량체와 올레핀 단량체를 공중합시킴으로써 제조된다.
바람직한 실시양태에서, 상기 올레핀 단량체는 에틸렌 또는 C3- 내지 C20- 알파-올레핀, 예를 들면 프로필렌, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐 또는 1-노넨 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 상기 극성 공중합체는 바람직하게는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 공중합체이다.
더욱 바람직하게, 상기 올레핀 단량체는 에틸렌이다. 따라서 상기 극성 공중합체는 바람직하게는 폴리에틸렌 공중합체이다. 상기 폴리에틸렌 공중합체는 저-극성 폴리올레핀 (b1)과 관련하여 하기에 정의된 바와 같은 극성 공단량체(들) 및 선택적으로 비-극성 공단량체(들) 등의 추가의 공단량체(들)와 에틸렌을 중합시킴으로써 얻을 수 있다.
상기 극성 공중합체로서 상기 폴리에틸렌 공중합체는 바람직하게 0.5 내지 70 g/10 분, 더욱 바람직하게는 1 내지 55 g/10 분, 더욱더 바람직하게는 1.5 내지 40 g/10 분 범위의 용융 흐름 속도 MFR2(2.16 kg의 하중 및 190 ℃의 온도에서 측정)를 갖는다.
바람직하게는, 상기 극성 공중합체로서 폴리에틸렌 공중합체의 밀도는 0.860 g/cm3 이상이다. 바람직하게 상기 에틸렌 동종 중합체 또는 에틸렌 공중합체의 밀도는 0.960 g/cm3 보다 더 높지 않다.
또한, 상기 극성 공중합체로서 폴리에틸렌 공중합체는 저 밀도 폴리에틸렌 공중합체(극성 LDPE 공중합체)를 형성하는 하나 또는 그 이상의 개시제(들)의 존재하에 에틸렌과 극성 공단량체(들) 및 선택적으로 저-극성 폴리올레핀 (b1)과 관련하여 하기에 정의된 바와 같은 비-극성 공단량체(들) 등의 추가의 공단량체(들)와 중합시킴으로써 자유 라디칼 중합을 사용하여 고압(HP) 공정에서 제조되는 폴리에틸렌 공중합체인 것이 바람직하다. 일반적으로 중합은 100 내지 400 MPa의 압력 및 80 내지 350 ℃의 온도에서 수행된다. 이러한 공정은 잘 알려져 있고, 또한 문헌에 잘 기록되어 있다.
선택적으로, 상기 정의된 바와 같은 극성 공중합체, 바람직하게 극성 LDPE 공중합체는 추가로 불포화될 수 있다. 즉, 상기 정의된 바와 같은 극성 공중합체는 선택적으로 탄소-탄소 이중 결합을 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 극성 공중합체는 본원에서 불포화 극성 공중합체로 언급된다. "불포화" 극성 공중합체는 본원에서 극성 공중합체가 탄소-탄소 이중 결합/1000 탄소 원자를 적어도 0.2/1000 탄소 원자의 총량으로 포함한다는 것을 의미한다. 상기 극성 폴리올레핀 중에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 양의 상한은 제한되지 않으며, 또한 바람직하게는 5.0/1000 탄소 원자 미만, 더욱 바람직하게는 3.0/1000 탄소 원자 미만일 수 있다.
0.4 중량% 이상의 극성 공단량체(들)의 양을 갖는 극성 공중합체의 경우에, 상기 탄소-탄소 이중 결합의 총량은 불포화 극성 공중합체 중에 존재하는 비닐 및 비닐리덴의 총합을 의미하고, 이는 주어진 파장을 사용하여 방법 및 실시예 부분에서 방법 d)로 기재된 바와 같이 측정된다. 극성 공단량체의 함량이 0.4 중량% 또는 그 미만인 경우, 탄소-탄소 이중 결합의 총량은 바람직하게 불포화 극성 공중합체 중에 존재하며 또한 비닐기, 비닐리덴기 및 트랜스- 비닐렌기로부터 유래되는 탄소-탄소 이중 결합의 총합을 의미하고, 이는 주어진 파장을 사용하여 방법 및 실시예 부분에서 방법 d)로 기재된 바와 같이 측정된다. 극성 공중합체가 불포화되어 있는 경우, 이는 바람직하게는 불포화 극성 LDPE 공중합체이다.
불포화 극성 공중합체, 바람직하게는 불포화 극성 LDPE 공중합체인 경우, 이중 결합은 예를 들어 다음 방법 중의 하나 또는 그 이상을 포함하는 임의의 방법에 의해 제공될 수 있다: 당업계에 공지된 바와 같은, 중합 공정, 다중 불포화 공단량체(들), 또는 프로필렌과 같은 이중 결합 도입 사슬 이동제(CTAs).
예를 들어 프로필렌이 공단량체 또는 사슬 이동제(CTA), 또는 둘다로서 사용될 수 있다는 것은 잘 알려져 있고, 여기에서 프로필렌은 C-C이중 결합의 총량에, 바람직하게 비닐기의 총량에 기여할 수 있다. 여기에서, 프로필렌과 같은, 공단량체로서도 작용할 수 있는 화합물이 이중결합을 제공하기 위한 CTA로서 사용되는 경우, 상기 공중합 가능한 공단량체는 공단량체 함량으로 계산되지 않는다.
불포화 극성 공중합체에 적합한 상기 다중 불포화 공단량체는 바람직하게는 적어도 하나의 이중결합이 말단에 위치하는, 적어도 8개의 탄소 원자를 가지고, 비-컨쥬게이티드된 이중 결합 사이에 적어도 4개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 탄소 사슬로 구성되고, 더욱 바람직하게는 상기 다중 불포화 공당량체는 디엔, 바람직하게는 적어도 여덟 개의 탄소 원자를 포함하고, 첫 번째 탄소-탄소 이중 결합은 말단에 위치하며, 두 번째 탄소-탄소 이중결합은 상기 첫 번째 것에 비-컨쥬게이티드된 디엔이다.
바람직한 디엔은 C8- 내지 C14-비-컨쥬게이티드된 디엔 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고, 더욱 바람직하게는 1,7-옥타디엔, 1,9-데카디엔, 1,11-도데카디엔, 1,13-테트라데카디엔, 7-메틸-1,6-옥타디엔, 9-메틸-1,8-데카디엔 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 상기 디엔은 1,7-옥타디엔, 1,9-데카디엔, 1,11-도데카디엔, 1,13-테트라데카디엔 또는 이들의 혼합물로부터 선택되지만, 상기 디엔으로 한정되는 것은 아니다.
실록산은 하기 구조식을 갖는다:
CH2=CH-[Si(CH3)2-O]n-Si(CH3)2-CH=CH2,
상기 식에서, n=1 또는 그 이상인 것도 다중 불포화 공단량체로서 사용될 수 있다. 일례로서, 디비닐실록산이 언급될 수 있다.
바람직하게, 극성 공중합체는 4 중량% 이하의 디엔을 포함한다.
반도체 조성물 (A)의 극성 공중합체 (a), 바람직하게 임의로 불포화된 극성 LDPE 공중합체의 용융점은 바람직하게는 70℃ 이상, 더욱 바람직하게는 80 ℃이상 및 가장 바람직하게는 90 ℃ 또는 그 이상이다.
극성 공중합체 (a), 바람직하게는 임의로 불포화된 극성 LDPE 공중합체의 용융점은 또한 바람직하게는 125℃ 이하, 더욱 바람직하게는 120℃ 이하, 더욱 바람직하게는 115℃ 이하 및 가장 바람직하게는 110 ℃ 또는 그 미만이다.
더욱이, 절연체 조성물 (B)의 극성 공중합체 (b2), 바람직하게 임의로 불포화된 극성 LDPE 공중합체의 용융점은 바람직하게 70 ℃이상, 더욱 바람직하게 80 ℃ 이상 및 가장 바람직하게 90 ℃ 이상이다.
극성 공중합체 (b2), 바람직하게는 임의로 불포화된 극성 LDPE 공중합체의 용융점은 또한 바람직하게는 125℃ 이하, 더욱 바람직하게는 120 ℃ 이하, 더욱 바람직하게는 115 ℃ 이하 및 가장 바람직하게는 110 ℃ 또는 그 미만이다.
바람직하게, 상기 극성 공중합체 (a), 바람직하게는 임의로 불포화된 극성 LDPE 공중합체의 용융점 Tm(a), 및 상기 극성 공중합체 (b2), 더욱 바람직하게는 임의로 불포화된 극성 LDPE 공중합체의 용융점 Tm(b2) 간의 차이의 절대값은 25 ℃ 이하, 더욱 바람직하게 20 ℃보다 낮고, 더욱 바람직하게 15 ℃보다 낮다.
반도체 물질 중의 극성 공중합체 (a) 및 절연체 중의 극성 공중합체 (b2)는 둘다 적어도 하나의 동일한 종류의 극성 공단량체를 포함한다. 이것은 극성 공중합체 (a) 및 극성 공중합체 (b2)가 한 가지 종류 이상의 극성 공단량체를 포함하는 경우를 포함하며, 여기에서 공중합체 (a) 및 (b2)에 존재하는 적어도 하나의 종류의 공단량체는 동일하다.
바람직한 실시양태에서, 극성 공중합체 (a) 및 극성 공중합체 (b2)는 그 내부에 포함되는 공단량체(들)의 종류에 있어서 동일하다. 즉, 극성 공중합체 (a) 및 극성 공중합체 (b2)는 동일한 종류(들)의 극성 공단량체를 포함한다.
더 나아가서, 극성 공중합체 (a) 및 극성 공중합체 (b2)는 단지 한 종류의 극성 공단량체를 포함하는 것이 바람직하고, 이에 따라 공중합체 (a) 및 공중합체 (b2)는 같은 종류에 속하는 극성 공단량체의 한가지 종류를 포함하는 것이 특히 바람직하다.
바람직한 실시양태로서, 극성 공중합체 (a) 및 극성 공중합체 (b2)는 유사한 극성 공단량체 함량을 갖는다.
따라서, 극성 공중합체 (a) 중의 극성 공단량체(들)의 함량(C극성 공단량체(a)), 및 극성 공중합체 (b2) 중의 극성 공단량체(들)의 함량(C극성 공단량체(b2))은 하기 관계를 만족시키는 것이 바람직하다:
- 15 mmol/g < C극성 공단량체(a) - C극성 공단량체(b2) < 15 mmol/g
상기 식에서, 극성 공중합체 (a) 중의 극성 공단량체(들)의 함량(C극성 공단량체(a)), 및 극성 공중합체 (b2) 중의 극성 공단량체(들)의 함량(C극성 공단량체(b2))은 mmol/(g 극성 공중합체)로 표현되고, 하기 "b) 극성 공단량체의 공단량체 함량"으로 하기에 기술된 바와 같이 결정된다.
더욱 바람직하게, 극성 공중합체 (a) 중의 극성 공단량체(들)의 함량(C극성 공 단량체(a)), 및 극성 공중합체 (b2) 중의 극성 공단량체(들)의 함량(C극성 공단량체(b2))은 하기 관계를 만족한다:
- 5 mmol/g < C극성 공단량체(a) - C극성 공단량체(b2) < 5 mmol/g,
그리고 가장 바람직하게, 극성 공중합체 (a) 중의 극성 공단량체(들)의 함량(C극성 공단량체(a)), 및 극성 공중합체 (b2) 중의 극성 공단량체(들)의 함량(C극성 공단량 체(b2))은 하기 관계를 만족한다:
- 2 mmol/g < C극성 공단량체(a) - C극성 공단량체(b2) < 2 mmol/g.
본 발명의 바람직한 실시양태에 따르면, 극성 공중합체 (a)를 포함하는 상기 반도체층은 적어도 내부 반도체를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 반도체층을 제조하기 위해 사용되는 조성물 (A)는 카본 블랙을 포함한다.
상기 반도체 특성은 극성 공중합체에 추가된 카본 블랙에 의해서 발생한다. 따라서, 카본 블랙의 양은 반도체 조성물이 얻어지는 최소량이다. 원하는 용도, 카본 블랙의 전도성 및 상기 조성물의 전도성에 따라, 카본 블랙의 양은 변화될 수 있다.
바람직하게, 상기 고분자 조성물은 반도체 조성물 (A)의 중량을 기준으로 10 내지 50 중량%의 카본 블랙을 포함한다.
다른 실시양태에서, 카본블랙 양의 하한은 반도체 조성물 (A)의 중량 기준으로 10 중량%, 바람직하게는 20 중량%, 더욱 바람직하게는 25 중량%이다.
카본 블랙 양의 상한은 반도체 조성물 (A)의 중량 기준으로 바람직하게는 50 중량%, 더욱 바람직하게는 45 중량%, 더욱 바람직하게는 41 중량%이다.
전기적으로 전도성인 임의의 카본 블랙이 사용될 수 있다. 적당한 카본 블랙의 예로는 퍼니스 블랙(furnace black) 및 아세틸렌 블랙을 포함한다.
특히 적합한 퍼니스 블랙은 28 nm 또는 그 미만의 초기 입자 크기를 가질 수 있다. 평균 초기 입자 크기는 ASTM D3849-95a 분산 과정 D에 따라서 측정되는 수 평균 입자 직경으로서 정의된다. 이러한 카테고리의 특히 적합한 퍼니스 블랙은 바람직하게는 ASTM D1510에 따른 60 내지 300 mg/g 사이의 요오드 수를 갖는다. (이러한 카테고리의) 상기 오일 흡착 수(oil absorption number)는 50 내지 225 ml/100g, 바람직하게는 50 내지 200 ml/100g이고, 또한 이것은 ASTM D2414에 따라 측정되는 것이 더욱 바람직하다.
특히 적합한 퍼니스 블랙은 또한 28 nm 이상의 초기 입자 크기를 가질 수 있다. 평균 초기 입자 크기는 ASTM D3849-95a, 분산 과정 D에 따른 수 평균 입자 직경으로서 정의된다. 이러한 카테고리의 특히 적합한 퍼니스 블랙은 바람직하게는 ASTM D1510에 따른 30 내지 200 mg/g의 요오드 수를 갖는다. (이러한 카테고리의) 오일 흡착 수는 ASTM D2414에 따라 측정되는 80 내지 300 ml/100 g인 것이 더욱 바람직하다.
다른 적합한 카본 블랙은 임의의 다른 공정에 의해서 제조될 수 있거나 또는 추가로 처리될 수 있다.
반도체 케이블 층에 적합한 카본 블랙은 바람직하게 이것의 청결도에 의해서 특성화된다. 따라서, 바람직한 카본 블랙은 ASTM D1506에 의해서 측정되는 0.2 중량% 미만의 애쉬-함량을 가지고, ASTM D1514에 따른 30 ppm 미만의 325 메쉬 체 잔사량(mesh sieve residue)을 가지며, ASTM D1619에 따른 1 중량% 미만의 총 황 함량을 갖는다.
ASTM D1506에 의해서 측정되는 0.05 중량% 미만의 애쉬-함량, ASTM D1514에 따른 15 ppm 미만의 325 메쉬 체 잔사량, 및 ASTM D1619에 따른 0.2 중량% 미만, 바람직하게 0.1 중량% 미만의 총 황 함량을 갖는 초청정(extra-clean) 카본 블랙이 가장 바람직하다.
퍼니스 카본 블랙은 퍼니스-타입 반응기 내에서 제조되는 공지의 카본 블랙 종류에 대해 일반적으로 인정되는 용어이다. 카본 블랙, 이들의 제조방법 및 반응장치의 실례로서, 캐벗(Cabot)의 EP629222, US 4,391,789, US 3,922,335 및 US 3,401,020을 참조할 수 있다. 본원에서 퍼니스 카본 블랙은 예를 들어 US 4,340,577에 기재된 바와 같이, 아세틸렌과 불포화된 탄화수소의 반응에 의해서 제조되는 아세틸렌 카본 블랙과 구분된다. ASTM D 1765-98b에 기재된 상업적 퍼니스 카본 블랙 등급의 예로서, N351, N293 및 N550이 언급될 수 있다.
특히 적합한 아세틸렌 블랙은 29 nm 이상, 더욱 바람직하게는 29 내지 80 nm의 입자 크기를 가질 수 있다. 평균 초기 입자 크기는 ASTM D3849-95a 분산 과정 D에 따른 수 평균 입자 직경으로 정의된다. 이 카테고리의 특히 적합한 아세틸렌 블랙은 ASTM D1510에 따른 30 내지 300 mg/g, 더욱 바람직하게는 30 내지 150 mg/g의 요오드 수를 갖는다. 상기 (이 카테고리의) 오일 흡착 수는 80 내지 300 ml/100 g, 더욱 바람직하게는 100 내지 280 ml/100 g이고, 또한 이것은 ASTM D2414에 의해서 측정되는 것이 더욱 바람직하다. 아세틸렌 블랙은 일반적으로 인정된 용어이고 매우 잘 알려져 있으며 예를 들어 Denka에 의해서 공급된다. 이들은 아세틸렌 블랙 공정으로 제조된다.
바람직하게, 상기 반도체 조성물 (A)는 500,000 Ohm cm 미만, 더욱 바람직하게는 100,000 Ohm cm 미만, 더욱더 바람직하게는 50,000 Ohm cm 미만의 90 ℃에서 측정된 부피 저항력을 갖는다. 부피 저항력은 전기 전도성과 상호 관계에 있다. 즉, 저항성이 더 낮아질수록, 전도성은 더 높아진다.
상기에 언급된 바와 같이 그리고 케이블의 바람직한 실시양태로서, 상기 조성물 (B)는 저-극성 폴리올레핀 (bl)을 추가로 포함한다. 상기에서 또한 언급한 바와 같이, 상기 저-극성 폴리올레핀 (bl)은 극성기를 포함할 수 있거나 또는 극성 기를 포함하지 않을 수 있으며, 만약 극성기가 존재한다면, 저-극성 폴리올레핀(bl)에 존재하는 극성기의 양은 극성 공중합체 (a) 및 (b2)에 존재하는 극성기의 양보다 적다. 더욱더 바람직하게, 상기 극성기는 상기에 기재된 바와 같이, 저-극성 폴리올레핀 (b1)에 존재하는 극성 공단량체로부터 유래한다.
저-극성 폴리올레핀 (b1)이 극성 공단량체(들)를 포함하는 경우, 극성 공단량체(들)의 양은 바람직하게 저-극성 폴리올레핀 (b1)의 그램당 150 마이크로몰 미만, 더욱 바람직하게는 125 마이크로몰 미만, 더욱더 바람직하게는 100 마이크로몰 미만, 더욱더 바람직하게는 85 마이크로몰 미만, 가장 바람직하게는 70 마이크로몰 미만이다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 전기 케이블, 바람직하게 전력 케이블의 절연체 층의 고분자로서 적합한 임의의 폴리올레핀일 수 있다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 예를 들어 상업적으로 입수 가능한 고분자일 수 있거나, 또는 화학문헌에 기재된 공지의 중합 공정에 따라, 또는 이와 유사하게 제조될 수 있다.
하나의 바람직한 실시양태에서, 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 C2- 내지 C20-올레핀 공단량체로부터 유래되는 단량체 단위, 및 선택적으로 극성 공단량체(들)와의 조합을 포함한다.
저-극성 폴리올레핀 (b1)은 바람직하게 하나 또는 그 이상의 고분자 성분을 포함할 수 있는 하나의 고분자로 이루어진다. 즉, 이는 분자량 분포도(MWD) 및/또는 공단량체 분포에 있어서, 유니모달 또는 멀티모달, 예를 들어 바이모달일 수 있다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 하나 또는 그 이상의 단량체(들)를 포함하는 동종 중합체 또는 공중합체일 수 있다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 바람직하게 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 고분자이다.
상기 공단량체는 바람직하게는 극성 및 비-극성 공단량체 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 상기 극성 공단량체는 바람직하게는 하이드록시기(들), 알콕시기(들), 카보닐기(들), 카르복실기(들), 에테르기(들) 또는 에스테르기(들) 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
상기 비-극성 공단량체는 극성 공단량체와 다른 또 다른 공단량체이고, 바람직하게는 하이드록시기(들), 알콕시기(들), 카보닐기(들), 카르복실기(들), 에테르기(들) 또는 에스테르기(들)를 피한다(즉, 포함하지 않는다).
저-극성 폴리올레핀 (b1)이 폴리프로필렌인 경우, 이것은 프로필렌 동종 중합체 또는 공중합체 및/또는 헤테로상의 폴리프로필렌이다. 상기 상이한 유형의 폴리프로필렌 및 이들의 제조 방법, 예를 들어 저 압력 공정은 잘 알려져 있고, 고분자 문헌에 기재되어 있다.
또한, 상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)이 폴리프로필렌인 경우, 이것은 0.001 내지 25 g/10분의 MFR2(230℃, 2.16kg)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 바람직하게 폴리에틸렌 동종중합체 및/또는 폴리에틸렌 공중합체이다.
상기 바람직한 저-극성 폴리올레핀 (b1)으로서 폴리에틸렌 고분자는 고압 공정 또는 저압 공정으로 제조할 수 있다.
고압 공정은 전형적으로 하나 또는 그 이상의 개시제(들) 및 선택적으로 하나 또는 그 이상의 공단량체(들)의 존재 하에 에틸렌의 라디칼 중합에 의해서 수행된다.
저압 공정은 전형적으로 배위 촉매 시스템의 존재 하에, 예를 들어 임의의 종류의 지지된 및 비지지된 중합 촉매를 이용하여 에틸렌을 중합시킴으로써 수행된다. 일 예로서, 지글러-나타, 크로뮴, 전이 금속 화합물의 메탈로센, 뒷 전이금속(late transition metal)의 비-메탈로센과 같은 이중 위치를 포함하는 다중-위치 및 단일 위치 촉매 시스템이 있으며, 상기 전이 및 뒷 전이 금속 화합물은 주기율표(IUPAC 1989)의 3-10족에 속하는 것이다. 단일-위치 촉매는 예를 들어, EP 688 794, EP 949 274, WO 95/12622 및 WO 00/34341에 기재되어 있다.
배위 중합 공정 및 상기에서 언급된 촉매는 당업계에서 잘 알려져 있고 상업적으로 입수 가능하거나 또는 공지 문헌에 따라 제조될 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 올레핀 동종중합체, 바람직하게 에틸렌 동종중합체를 포함하거나 또는 이들로 구성된다. 즉, 이들은 에틸렌 단량체 단위를 공중합체를 제조하는 공단량체로서 작용하는 임의의 추가 단량체를 첨가하지 않고 중합시킴으로써 얻어질 수 있다. 즉, 불순물로서의 단량체 및 CTA 사용이 배재된다.
또 다른 동일하게 바람직한 실시양태에서, 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 저 극성 공중합체를 제조하기 위하여 에틸렌과 공중합 가능한 하나 또는 그 이상의 공단량체와 에틸렌의 중합에 의해서 제조되는 에틸렌 공중합체를 포함하거나 또는 이들로 구성된다. 따라서 저-극성 동종중합체 및 공중합체는 동등하게 바람직하다.
바람직한 실시양태에서, 상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 에틸렌 동종 중합체 및/또는 폴리에틸렌 공중합체인 경우, 상기 폴리에틸렌은 적어도 60 중량%, 더욱 바람직하게는 적어도 70 중량%, 더욱더 바람직하게는 적어도 80 중량%, 및 가장 바람직하게는 적어도 90 중량%의 에틸렌 단량체 단위를 포함한다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)으로서 에틸렌 공중합체는 하나 또는 그 이상의 공단량체(들), 바람직하게는 극성 공단량체(들), 비-극성 공단량체(들) 또는 극성 공단량체(들)과 비-극성 공단량체(들)의 혼합물로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 공단량체(들)를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 저-극성 폴리올렌핀 (b1)으로서 에틸렌 동종중합체 또는 공중합체의 밀도는 0.860 g/cm3 이상이다. 더 나아가서, 바람직하게 상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)으로서 에틸렌 동종중합체 또는 공중합체의 밀도는 0.960 g/cm3 이하이다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)으로서 에틸렌 동종 중합체 또는 공중합체의 MFR2(2.16kg, 190℃)는 바람직하게 0.01 내지 50 g/10분, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 20 g/10분, 더욱더 바람직하게는 0.2 내지 15 g/10분, 및 가장 바람직하게는 0.2 내지 10 g/10분이다.
더 나아가서, 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 저-극성 폴리올레핀, 더욱 바람직하게는 저 밀도 폴리에틸렌 (LDPE)를 형성하는 자유 라디칼 중합을 사용하는 고압 (HP) 공정에 의해서 제조되는 저-극성 폴리에틸렌인 것이 바람직하다. 중합은 일반적으로 100 내지 400 MPa의 압력 및 80 내지 350 ℃의 온도에서 수행된다. 이러한 제조 공정은 잘 알려져 있고 문헌에 잘 기재되어 있다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)으로서 LDPE는 저-극성 저 밀도 에틸렌 동종 중합체(본원에서 저-극성 LDPE 동종중합체로 언급됨), 또는 저 밀도 에틸렌의 저-극성 공중합체(본원에서 저-극성 LDPE 공중합체로 언급됨)일 수 있다. 상기 저-극성 LDPE 공중합체는 바람직하게는 극성 공단량체(들), 비-극성 공단량체(들), 또는 극성 공단량체(들) 및 비-극성 공단량체(들)의 혼합물, 상기 또는 하기에 정의된 바와 같이, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 또는 그 이상의 공단량체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 저-극성 LDPE 동종 중합체 또는 상기 저- 극성 폴리올레핀 (b1)으로서 저-극성 LDPE 공중합체는 선택적으로 불포화될 수 있다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)으로서 저-극성 LDPE 공중합체를 위한 극성 공단량체로서, 하이드록시기(들), 알콕시기(들), 카보닐기(들), 카르복실기(들), 에테르기(들) 또는 에스테르기(들) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 공단량체가 사용될 수 있다. 더욱 바람직하게, 카르복실 및/또는 에스테르 기(들)를 포함하는 공단량체(들)가 상기 극성 공단량체로서 사용된다. 더욱더 바람직하게, 저-극성 LDPE 공중합체의 극성 공단량체(들)는 아크릴레이트(들), 메타크릴레이트(들) 또는 아세테이트(들) 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
상기 저-극성 LDPE 공중합체 중에 존재하는 경우, 극성 공단량체(들)는 바람직하게 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트 또는 비닐 아세테이트, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
더욱 바람직하게, 상기 극성 공단량체는 C1- 내지 C6-알킬 아크릴레이트, C1- 내지 C6-알킬 메타크릴레이트 또는 비닐 아세테이트로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는 상기 저 극성 LDPE 공중합체는 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸 아크릴레이트와 같은 C1- 내지 C4-알킬 아크릴레이트, 또는 비닐 아세테이트 또는 이들의 혼합물과 에틸렌의 공중합체이다.
상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)으로 사용되는 저-극성 LDPE 공중합체를 위한 비-극성 공단량체로서, 상기 정의된 극성 공단량체를 제외한 공단량체가 사용된다. 바람직하게, 상기 비-극성 공단량체는 하이드록시기(들), 알콕시기(들), 카보닐기(들), 카르복시기(들), 에테르기(들) 또는 에스테르기(들)를 포함하는 공단량체(들)를 제외한다.
바람직한 비-극성 공단량체는 단일 불포화된(= 하나의 이중 결합) 공단량체(들), 바람직하게 올레핀, 더욱 바람직하게 알파-올레핀, 더욱 바람직하게 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 스티렌, 1-옥텐, 1-노넨 등의 C3- 내지 C10-알파 올레핀; 다중 불포화된(= 하나 이상의 이중결합) 공단량체; 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 바람직하게는 이들로 구성되는, 군으로부터 선택된다. 다중 불포화된 공단량체(들)는 불포화된 저-극성 폴리올레핀 (b1)에 적합한 불포화된 저-극성 LDPE 공중합체에 관련하여 하기에 추가로 기재되어 있다.
저-극성 LDPE가 공중합체인 경우, 전체 0.001 내지 50 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 40 중량%, 더욱더 바람직하게는 35 중량% 이하, 더욱더 바람직하게는 30 중량% 이하, 더욱더 바람직하게는 25 중량% 이하의 하나 또는 그 이상의 공단량체를 포함하는 것이 바람직하다.
저-극성 폴리올레핀 (b1)은 바람직하게는 LDPE 동종중합체 또는 LDPE 공중합체이고, 둘 다 동등하게 바람직한 선택이다.
선택적으로, 상기에서 언급한 바와 같은 저-극성 폴리올레핀 (b1), 바람직하게 저-극성 LDPE 동종 중합체 또는 공중합체는, 상기에 정의된 바와 같이, 또한 불포화되어 있을 수 있다. 즉, 선택적으로 탄소-탄소 이중 결합으로 포함할 수 있다. 이러한 경우 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 본원에서 불포화된 저-극성 LDPE 공중합체의 불포화된 저-극성 LDPE 동종중합체로서 언급된다. 상기 "불포화된" 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 본원에서 저-극성 폴리올레핀 (b1)이 적어도 0.4/1000 탄소 원자의 총량으로 탄소-탄소 이중 결합/1000 탄소 원자를 포함하는 것을 의미한다. 불포화된 경우, 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 바람직하게는 불포화된 저-극성 폴리에틸렌, 더욱 바람직하게는 불포화된 저-극성 LDPE, 더욱 바람직하게는 불포화된 저-극성 LDPE 동종중합체 또는 불포화된 저-극성 LDPE 공중합체이다. 다중 불포화된 공단량체(들)이 상기 불포화된 저-극성 폴리올레핀 (b1)으로서 저-극성 LDPE 중합체 중에 존재하는 경우, 상기 저-극성 LDPE는 불포화된 저-극성 LDPE 공중합체로서 언급된다.
저-극성 폴리올레핀 (b1)이 불포화된 저-극성 폴리올레핀인 경우, 불포화된 폴리에틸렌인 것이 바람직하고, 이것은 0.4/1000 탄소 원자 이상의 탄소-탄소 이중 결합/1000 탄소 원자의 총량을 갖는 것이 바람직하다. 저-극성 폴리올레핀에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 양의 상한은 제한되어 있지 않고 바람직하게 5.0/1000 탄소 원자 미만, 더욱 바람직하게는 3.0/1000 탄소 원자 미만일 수 있다.
0.4 중량% 이상의 극성 공단량체 함량을 갖는 불포화된 저-극성 폴리올레핀의 경우, 탄소-탄소 이중 결합의 총량은 불포화된 저-극성 폴리올레핀에 존재하는 비닐 및 비닐리덴의 총합을 의미하고 본원에서 주어진 파장을 사용하여 방법 및 실시예 부분의 방법 d)에 기재된 바와 같이 측정된다. 극성 공단량체 함량이 0.4 중량% 이하인 경우, 불포화된 저-극성 폴리올레핀, 바람직하게 불포화된 저-극성 LDPE 동종 중합체 또는 공중합체에 존재하는 용어 '탄소-탄소 이중 결합의 총량'은, 바람직하게는 불포화된 저-극성 폴리올레핀에 존재하고 비닐기, 비닐리덴 기 및 트랜스-비닐렌기로부터 유래되는 탄소-탄소 이중 결합의 총합을 의미하고, 본원에서 주어진 파장을 이용하여 방법 및 실시예 부분의 방법 d)에 기재된 바에 따라서 측정된다. 비닐 기의 총량은 바람직하게는 0.05/1000 탄소 원자 이상, 더욱 바람직하게는 0.08/1000 탄소 원자 이상, 가장 바람직하게는 0.11/1000 이상이다. 바람직하게 비닐기의 총량은 4.0/1000 탄소 원자 이하이다.
저-극성 폴리올레핀 (b1)이 불포화된 저-극성 LDPE 동종중합체인 경우, 이중 결합은 예를 들어, 당업계에서 알려진 바와 같이, 중합 공정 및/또는 프로필렌과 같은 극성 중합체에 대하여 상기에서 정의된 바와 같은 하나 또는 그 이상의 사슬 이동제(CTAs)의 존재하에 에틸렌의 중합에 의해서 제공될 수 있다. 저-극성 폴리올레핀 (b1)이 저-극성 LDPE 공중합체인 경우, 이중결합은 임의의 방법에 의해서, 예를 들어 1) 에틸렌을, 적어도 하나의 다중 불포화 공단량체, 선택적으로 하나 또는 그 이상의 공단량체와 함께, 선택적으로 프로필렌과 같은 하나 또는 그 이상의 사슬 이동제(CATs)의 존재하에 공중합시키거나; 또는 2) 에틸렌을, 상기에서 정의된 바와 같은 적어도 하나의 단일 불포화된 공단량체와 함께 프로필렌과 같은 상기 CTA(s)의 존재하에 공중합시킴으로써 제공될 수 있다.
불포화된 저-극성 폴리올레핀 (b1)에 적합한 다중 불포화된 공단량체(들)는 바람직하게 극성 공중합체에 대하여 상기에서 정의된 바와 같다.
바람직하게, 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 4 중량% 이하의 디엔을 포함한다.
저-극성 폴리올레핀 (b1)이 불포화된 경우, 불포화의 근원은 중요하지 않고, 이는 예를 들어 하나 또는 그 이상의 하기 방법 즉, 중합 공정, CAT(s), 또는 단량체, 바람직하게는 에틸렌을 적어도 하나의 다중 불포화된 공단량체와 공중합시키는 것에 의하여 제공될 수 있다.
일반적으로, 불포화는, 조성물 (A) 및/또는 조성물 (B) 중의 어느 것 중에 존재하는 경우, 이러한 조성물에 1) 불포화된 극성 공중합체, 즉 불포화된 극성 공중합체 (a) 및/또는, 각각, 불포화된 극성 공중합체 (b2)에 의해서, 2) 불포화된 저-극성 폴리올레핀 (b1)과 같은 불포화된 저-극성 폴리올레핀에 의해서, 3) 가교결합 촉진제 또는 그슬림 억제 첨가제와 같은 저 분자량 (Mw) 화합물에 의해서, 또는 4) 이들의 임의의 조합, 바람직하게 적어도 1) 및/또는 2)의 방법에 의해서 제공될 수 있다. 이중 결합의 상기 근원의 두 가지 이상이 조성물 (A) 또는 각각 조성물 (B)에 사용되는 경우, 이러한 조성물 중의 이중결합의 총량은 바람직하게 두 가지 이상의 근원으로부터 유래되는 이중 결합의 총합인 것이 바람직하다. 조성물 (A), 또는 각각 조성물 (B)가 고분자 근원 1) 및/또는 2)로부터, 그리고 저 분자량 화합물 근원 3)으로부터 유래되는 이중 결합을 포함하는 경우, 상기 탄소-탄소 이중 결합의 총량의 상한은, 만약 조성물 (A), 또는 각각 조성물 (B) 중에 존재하는 경우, 제한되지 않고, 바람직하게 5.0/1000 탄소 원자 미만, 바람직하게 3.0/1000 탄소 원자 미만일 수 있다. 조성물 (A), 또는 각각 조성물 (B)로부터의 이중결합의 양을 정의하는 경우, 가장 바람직하게 조성물(A), 또는 각각 조성물(B) 중의 이중결합의 총량은, 존재하는 경우, 조성물 중의 극성 공단량체 함량이 0.4 중량% 이상일 때 상기 조성물 중에 존재하는 비닐 및 비닐리덴의 총합을 의미하거나, 또는 조성물 중의 극성 공단량체 함량이 0.4 중량% 미만일 때 상기 조성물 중에 존재하는 비닐기, 비닐리덴기 및 트랜스-비닐렌기의 총합을 의미하며, 이는 본원에서 주어진 파장을 이용하여 방법 및 실시예 부분의 방법 d)에 기재된 설명에 따라 측정되어진다. 본 조성물로부터의 이중 결합 함량을 정의하는 이러한 가장 바람직한 경우에서, 저 극성 폴리올레핀에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 양의 상한은 제한이 없으며 바람직하게는 5.0/1000 탄소 원자 미만, 더욱 바람직하게는 3.0/1000 탄소 원자 미만일 수 있다.
저-극성 폴리올레핀 (b1), 바람직하게는 임의로 불포화된 저-극성 LDPE 동종중합체 또는 임의로 불포화된 저-극성 LDPE 공중합체는 바람직하게는 용융점이 80 ℃보다 더 높고, 더욱 바람직하게는 90 ℃보다 더 높고 가장 바람직하게는 100 ℃보다 더 높다.
바람직하게, 저-극성 폴리올레핀 (b1), 바람직하게 임의로 불포화된 저-극성 LDPE 동종중합체 또는 임의로 불포화된 저-극성 LDPE 공중합체의 용융점은 135 ℃ 미만, 더욱 바람직하게는 130 ℃ 미만, 더욱더 바람직하게는 125 ℃ 미만, 더욱 바람직하게는 120 ℃ 미만, 더욱 바람직하게는 115 ℃ 미만이다.
조성물 (B)가 저-극성 폴리올레핀 (b1)을 포함하는 경우, 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 바람직하게는 30 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 60 내지 95 중량%, 더욱 바람직하게는 60 내지 90 중량%의 양으로 존재한다.
상기 기재한 중합체 성분 이외에, 조성물 (A) 및/또는 조성물 (B)는 추가 중합체 및/또는 첨가제와 같은 추가 성분을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 케이블은 반도체 조성물 (A) 및 절연체 조성물 (B)로 제조된 층을 포함한다. 이러한 조성물은 바람직하게는 가교결합이 가능하다. 가교결합은, 당업계에서 알려져 있는 것과 같이, 방사선을 사용하는, 바람직하게는 전형적으로 자유 라디칼 생성제인 가교제를 사용하는 라디칼 반응에 의해서 얻어질 수 있거나, 또는 중합체 성분에 가교가능한 기를 결합시킴으로써 수행될 수 있다.
자유 라디칼 생성 가교제는 적어도 하나의 -0-0- 결합 또는 적어도 하나의 -N=N- 결합을 포함하는 라디칼 형성 가교제일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 가교제는 퍼옥사이드이며, 이에 의하여 상기 가교는 바람직하게는 자유 라디칼 가교에 기초하고 당업계에 잘 기술되어 있는 공지의 퍼옥사이드 가교 기술을 이용하여 수행한다. 상기 퍼옥사이드는 임의의 적당한 퍼옥사이드일 수 있으며 예를 들어 당업계에서 통상적으로 사용되는 것일 수 있다.
퍼옥사이드가 가교제로 사용되는 경우, 상기 가교제는 가교되는 전체 조성물의 전체 중량에 대하여 10 중량% 미만, 더욱 바람직하게 0.2 내지 8 중량%, 더욱 바람직하게 0.2 내지 3 중량%, 및 가장 바람직하게는 0.3 내지 2.5 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하다.
상기에서 언급한 바와 같이, 가교는 또한 임의의 조성물 (A) 및/또는 조성물 (B)의 중합체 성분(들)으로 가교가능한 기, 바람직하게는 가수분해 가능한 실란기를 결합시킴으로써 달성될 수 있다. 가수분해 가능한 실란기는 공단량체를 포함하는 실란기와 예를 들어 에틸렌 단량체의 공중합화에 의해서 중합체에 도입되거나, 또는 실란기 함유 화합물과 그라프트시킴으로써, 즉 주로 라디칼 반응에서 실란기의 첨가에 의한 중합체의 화학적 개질에 의하여 중합체에 도입될 수 있다. 이러한 실란기 함유 공단량체 및 조성물은 당업계에서 잘 알려져 있고, 예를 들어 상업적으로 입수 가능하다. 상기 가수분해 가능한 실란기는 전형적으로 당업계에서 알려져 있는 방법으로 실란올-축합 촉매 및 H2O의 존재하에 가수분해 및 이에 수반되는 축합에 의해서 가교결합된다. 또한, 실란 가교결합 기술은 당업계에 잘 알려져 있다.
다음에는, 조성물 (A) 및 (B) 및/또는 이들로부터 제조된 상기 층의 바람직한 그리고 선택적인 실시양태가 주어진다.
바람직하게, 조성물 (A) 및 (B)로 제조된 층은 케이블에서 가교결합된다. 상기 가교결합은 바람직하게는 퍼옥사이드와 같은, 하나 또는 그 이상의 자유 라디칼 생성제를 이용한 자유 라디칼 반응에 의해서 수행된다.
가교제(들) 이외에, 선택적인 첨가제로서 중합체 조성물 (A) 및/또는 (B)는 항산화제, 안정제, 워터 트리(water tree) 억제 첨가제, 공정 보조제(processing acid), 그을음 억제제(scorch retarder), 금속 비활성화제, 가교 촉진제, 불꽃 억제 첨가제, 산 제거제(acid scavenger), 무기충진제(inorganic filler) 및/또는 전압 안정제와 같은 추가적 첨가제를 포함할 수 있다. 항산화제로서, 입체장애의 또는 반-장애의 페놀, 방향족 아민, 지방족 입체장애의 아민, 유기 인산염, 티오 화합물, 및 이들의 혼합물이 언급될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로 조성물 (A) 및/또는 조성물 (B)는 추가적 중합체와 같은 추가 성분을 포함할 수 있다.
바람직하게 조성물 (A) 및/또는, 각각, 조성물 (B), 더욱 바람직하게는 둘 다는, 청구된 극성 공중합체 (a), 및 각각, 극성 공중합체 (b2) 및 더욱 바람직하게 선택적인 저-극성 폴리올레핀 (b1) 이외에 추가 중합체 성분을 포함하지 않는다.
하나 또는 그 이상의 항산화제가 사용되는 경우, 첨가량은 중합체의 중량을 기준으로 0.005 내지 2.5 중량% 범위이다. 상기 산화제는 바람직하게는 조성물의 중량을 기준으로 0.005 내지 2 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1.5 중량%, 더욱더 바람직하게는 0.05 내지 1.5 중량%의 양으로 첨가된다.
추가 첨가제는 0.005 내지 3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.005 내지 2 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 불꽃 억제 첨가제 및 무기 충진제는 더 많은 양으로 첨가될 수 있다.
본 발명은 또한 적어도 하나의 반도체 층 및 적어도 하나의 절연체 층에 의하여 임의의 순서로 둘러싸여진 전도체를 포함하는 케이블에 관한 것이며, 여기에서,
- 반도체 층은 극성 공중합체 (a) 및 카본 블랙을 포함하는 조성물 (A)로 구성되고, 및
- 절연체 층은 극성 공중합체 (b2)를 포함하는 조성물 (B)로 구성되고, 또한
여기에서 상기 극성 공중합체 (a)의 용융점 Tm(a) 및 상기 극성 공중합체 (b2)의 용융점 Tm(b2)의 절대값의 차이는 25 ℃보다 작으며,
상기 케이블은 또한 바람직하게는 하기와 같은 특징을 특징으로 한다,
- 하기에 기재된 바와 같은 과정에 따라 조성물 (A) 및 (B)로 제조된 모델 케이블은, 하기에 기재된 바와 같이 1000시간 동안 모델 케이블의 습식 노화 후에 측정된, 적어도 45 kV/mm, 더욱 바람직하게는 적어도 50 kV/mm, 더욱 바람직하게는 적어도 55 kV/mm, 더욱 바람직하게는 적어도 60 kV/mm, 및 가장 바람직하게는 적어도 65 kV/mm의 파괴 강도를 갖는다.
상기 케이블은 바람직하게는 적어도 반도체 층 및 절연체 층이 차례로 둘러싸여진 전도체를 포함한다. 또한, 이러한 모델 케이블 특징들을 특징으로 하는 상기 케이블은 바람직하게 상기에서 서술한 임의의 실시양태에 기재된 바와 같은 조성물 (A) 및 (B)를 포함한다. 더욱 바람직하게, 상기 케이블은 내부 반도체 층, 절연체 층 그리고 선택적으로, 그리고 바람직하게, 외부 반도체 층에 의하여, 차례로, 둘러싸여진 전도체를 포함하며, 상기에 있어서 적어도 내부 반도체층은 상기에 정의된 바와 같은 조성물 (A)로 구성된다.
본원발명은 또한, 본 발명의 케이블, 바람직하게는 적어도 반도체 층 및 절연체 층, 바람직하게 내부 반도체층, 절연체층, 그리고 선택적으로, 그리고 바람직하게 외부 반도체 층에 의하여, 차례로, 둘러싸여진 전도체를 포함하는 케이블의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은 하기 단계 (a) 내지 (c)를 포함한다.
(a) 극성 공중합체 (a), 카본블랙 및 선택적으로 추가 성분을 포함하는 조성물 (A)를 제공하고, 바람직하게 추가 성분의 존재하에, 더욱 바람직하게는 적어도 가교제로부터 선택되는 최소한의 첨가제의 존재하에 극성 공중합체 (a) 및 카본블랙을 포함하는 상기 조성물 (A)를 용융 혼합하는 단계,
(b) 극성 공중합체 (b2) 및 선택적으로 추가 성분, 바람직하게는 적어도 저-극성 폴리올레핀 (b1)을 포함하는 조성물 (B)를 제공하고, 바람직하게는 적어도 가교제로부터 선택되는 첨가제의 존재하에 상기 극성 공중합체 (b2) 및 선택적으로 추가 성분, 바람직하게 적어도 저 극성 폴리올레핀 (b1)을 포함하는 조성물 (B)를 용융 혼합하는 단계, 및
(c) 전도체 상에 바람직하게 공압출에 의해서 하기를 적용시키는 단계,
- 반도체 층, 바람직하게는 적어도 상기 내부 반도체 층, 및 선택적으로, 만약 존재한다면, 상기 외부 반도체층을 형성하기 위한, 단계 (a)로부터 얻어진 조성물 (A)의 용융혼합물, 및
- 절연체 층을 형성하기 위한, 단계 (b)로부터 얻어진 조성물 (B)의 용융 혼합물.
용융혼합은 잘 알려진 블렌딩 방법이며, 여기에서 중합체 조성물의 성분은 상승된 온도, 전형적으로 적어도 중합체 성분의 용융 또는 연화점의 적어도 2O ℃ 이상에서 혼합된다. 용융혼합은, 잘 알려진 바와 같이, 통상적인 믹싱 장치 및/또는 압출기에서 수행될 수 있다.
상기 용어 "(공)압출기"는 본원에서는 둘 또는 그 이상의 층의 경우에, 상기 층이 개별적인 단계로 압출될 수 있거나, 적어도 둘 또는 모든 상기 층이 당업계에서 잘 알려진 바와 같이, 동일한 압출 단계로 공압출될 수 있음을 의미한다.
잘 알려진 바와 같이, 조성물 (A) 및/또는 조성물 (B)는 케이블의 제조 과정 동안 또는 그 이전에 제조될 수 있다. 게다가 상기 조성물 (A) 및 조성물 (B)는 각각 독립적으로 케이블 제조 과정의 용융 혼합 단계 a) 및 b)의 도입 전에 이의 성분 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
따라서, 조성물 (B)가 저-극성 폴리올레핀 (bl)을 포함하는 경우, 조성물 (B)는 예를 들어 저-극성 폴리올레핀 (bl) 및 선택적으로 첨가제와 같은 추가 성분과 함께 극성 공중합체 (b2)를 용융혼합한 다음, 바람직하기로 상기 얻어진 혼합물을 상기 조성물 (B)가 케이블의 제조 과정에 사용되기 전에 펠렛화함으로써 제조될 수 있다. 바람직하기로 펠렛 형태의, 상기 얻어진 조성물 (B)의 중합체 혼합물은 그 다음 용융 혼합 단계 (b)를 위한 케이블의 생산 라인을 제공한다. 동등한 대안으로서, 조성물 (B)는 예를 들어 바람직하게는 펠렛 형태인 극성 공중합체 (b2), 바람직하게는 펠렛 형태인 저-극성 폴리올레핀 (b1), 및 선택적으로 추가 성분을 제공한 다음, 케이블 제조 방법의 단계 (b)에서 상기 성분들을 용융 혼합시킴으로써 케이블 생산 라인과 함께 제조될 수 있다.
용융혼합 단계 (a) 및/또는 단계 (b)는 케이블 압출기에 앞서 선택적인 개별 믹서 중에서 또는 단지 케이블 압출기 중에서 부분적으로 수행될 수 있다. 전술한 개별 믹서 내에서의 혼합은 펠렛을 혼합하거나 용융 혼합함으로써 수행될 수 있다.
또한 따라서, 선택적 첨가제의 일부 또는 전체는 케이블 제조 과정 전에 또는 케이블 제조 과정 동안 조성물에 첨가될 수 있거나 또는 임의의 중합체 성분에 첨가될 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 각각의 첨가제는 독립적으로 고체 펠렛 또는 조성물의 분말, 또는 이들의 임의의 중합체 성분의 고체 펠렛 또는 분말에 독립적으로 첨가될 수 있다. 가교제 및/또는 항산화제와 같은 첨가제의 일부 또는 전부가, 케이블의 제조 과정 중에 조성물에 첨가될 수 있고, 그 다음 상기 첨가제는 동시에 또는 개별적으로 바람직하게는 액체 형태 또는 잘 알려져 있는 마스터 배치(master batch)로 상기 조성물에 예를 들어 이들이 케이블 압출기에 도입되기 전에 케이블 압출기에 선행하는 선택적인 개별 믹서 안에서 첨가될 수 있거나, 또는 대안적으로 상기 첨가제는 케이블 압출기 내에서 혼합 단계 도중에 임의의 단계에서 첨가될 수 있거나, 또는 두 가지 방법 모두에 의해서 첨가될 수 있다.
더욱 구체적으로는, 케이블의 생산 공정의 첫 번째 바람직한 실시양태에 있어서, 상기 층 조성물의 중합체 성분, 바람직하게는 상기 조성물(B)의 극성 공중합체 (b2) 및 저-극성 폴리올레핀 (bl)은 펠렛 또는 분말 형태로 제공되고, 서로 용융 혼합되고 바람직하게는 하나 또는 그 이상의 항산화제, 선택적으로는 추가적인 첨가제와 조합하여 용융혼합된다. 상기 항산화제는 용융 혼합 단계 동안 또는 용융 혼합 단계 전에 중합체 조성물에 추가될 수 있다. 상기 얻어진 용융 혼합물은 펠렛화된다. 두 번째 단계로서, 적어도 가교제, 바람직하게 퍼옥사이드, 그리고, 선택적으로, 그슬림 억제제 및/또는 가교 촉진제는 형성된 펠렛에 첨가될 수 있다. 대안적으로, 선택적 그슬림 억제제 및/또는 가교 촉진제는 이미 첫 번째 단계에서 항산화제와 함께 첨가될 수 있다. 최종 펠렛은 케이블 제조 과정에서 사용되고, 여기에서 이것은 본 발명의 케이블 제조 과정의 혼합단계를 위한, 압출기 예를 들어 케이블 압출기에 공급된다.
또한 바람직한 실시양태로는 극성 공중합체 (b2) 및 저-극성 폴리올레핀 (bl) 을 포함하는 조성물 (B)는 케이블 제조 공정에 우선해서 저-극성 폴리올레핀 (b1) 및 선택적 첨가제를 포함하는 펠렛과 함께 극성 공중합체 (b2) 및 선택적 첨가제를 포함하는 펠렛을 혼합하여 제조되고, 다음 단계로서 바람직하게 적어도 가교제, 바람직하게 퍼옥사이드, 그리고 선택적으로 추가적으로 그슬림 억제제 및/또는 가교 촉진제와 같은 첨가제를, 바람직하게 액체로, 펠렛의 얻어진 혼합물에 첨가한다. 그 다음 펠렛의 최종 혼합물은 케이블 제조 공정을 위해서 사용되고, 상기에 있어서 이들은 본원 발명의 케이블 제조 공정의 혼합단계를 위한, 압출기, 예를들어 케이블 압축기에 공급된다.
두 번째 동등하게 바람직한 실시양태에 따르면, 상기 중합체 조성물의 펠렛 제조를 위한 "두-단계" 공정 대신에, 층 조성물의, 바람직하게 펠렛 또는 분말의 형태인 중합체 성분, 및 바람직하게 적어도 항산화제 및 가교제는 물론 선택적으로 그을림 억제제 및/또는 가교 촉진제와 같은 추가 첨가제는, 본원 발명의 케이블 제조 과정 동안에 혼합 단계에서, 컴파운딩 압출기, 일축 또는 이축 압출기 내에서 함께 혼합된다. 이러한 실시양태에 있어서 더욱 바람직하게는 조성물 (B)가 극성 공중합체 (b2) 및 저-극성 폴리올레핀 (bl)을 포함하는 경우, 적어도 저-극성 폴리올레핀 (bl) 및 선택적으로, 항산화제 및 추가적 첨가제를 포함하는 펠렛은 케이블의 제조 공정의 혼합 단계 (b)에 제공된다. 그 후, 저 극성 폴리올레핀 (bl)을 포함하는 펠렛 미리 존재하지 않는 경우, 극성 공중합체 (b2) 뿐만 아니라, 바람직하게 적어도 가교제, 및 바람직하게 그슬림 억제제 및/또는 가교 촉진제로부터 선택되는 선택적 추가 첨가제, 및 선택적 추가 중합체 성분을 케이블 제조 공정의 혼합 단계 (b) 도중에 펠렛에 첨가한다. 상기 첨가는 상기에서 언급한 바와 같은 선행 믹서와 같은 케이블 압출기의 호퍼(hopper) 이전에, 상기 호퍼에 또는 케이블 압출기에 직접 수행할 수 있다. 대안적으로, 가교제 및/또는 바람직하게 그슬림 억제제 및/또는 가교 촉진제로부터 선택되는 선택적 추가 첨가제는 케이블 압출기에 이러한 펠렛을 공급하기 전에 펠렛에 미리 첨가할 수 있다.
바람직하게, 조성물 (A) 및 조성물 (B)는 가교결합될 수 있고 상승된 온도에서 가교결합된다. 전형적으로, 이것은 대략 150 ℃ 또는 이보다 더 높은 온도에서 이루어지고, 더욱 바람직하게는 160 ℃ 또는 이보다 더 높은 온도에서 이루어진다. 가교제의 종류에 따라서 가교결합은 당업자에게 명백한 또 다른 최소의 온도에서 수행될 수 있다.
상기 발명은 또한 전력케이블로서 상기 임의의 실시양태의 케이블의 사용에 관한 것이다.
방법 및
실시예
a) 용융점
Tm(a), Tm(bl) 및 Tm(b2) 용융점의 측정은 10 ℃/분의 가열 및 냉각 속도를 사용하여 ISO11357-6에 따라서 시차 주사 열량법(DSC)에 의해서 수행되었다.
사용된 중합체의 용융점 Tm은 ASTMD 3418에 의해서 측정되었다.
Tm은 질소 환경에서 5±1 mg 샘플을 사용하여 Mettler TA821에 의해서 측정되었다. 첫 번째로 샘플이 (10 ℃/분의 가열 속도로 30 ℃ 내지 180 ℃에서) 용융된 다음, 5분 동안 180 ℃에서 유지되었다. 그 후 샘플은 10 ℃/분의 냉각속도로 -30 ℃로 냉각된 다음 두 번째 용융이 (-10 ℃/분의 가열 속도로 30 ℃ 내지 180 ℃에서) 되었다. 표 1 내지 3에서 사용되고 보고된 데이터는 모두 두 번째 용융으로부터 얻어졌다. Tm의 결정을 위해서, 기준선은 0 ℃부터 용융이 완결된 DSC 커브에 있는 점까지 그려졌다. Tm은 샘플에 있어서 열의 흐름이 최대인 온도 예를 들어 상기에 있어서 DSC 커브에 의해서 측정되는 거리 및 기준선이 최대인 온도로서 정의된다.
b) 극성 공단량체의 공단량체 양
(1) > 6 중량% 극성 공단량체 단위를 함유하는 중합체
공단량체 양(중량 %)은 정량적 핵 자기 공명(NMR) 광도계로 검정되는 적외선 분광광도계(FTIR) 측정에 의해서 잘 알려진 방법으로 측정되었다. 하기에는 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 부틸 아크릴레이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트의 극성 공단량체 양의 측정을 예시한다. 중합체의 필름 샘플은 FTIR 측정을 위해서 준비되었다: 에틸렌 부틸 아크릴레이트 및 에틸렌 에틸 아크릴레이트에 대하여 0.5-0.7 mm 두께가 사용되었고 > 6 중량%의 양의 에틸렌 메틸 아크릴레이트에 대하여 0.10 mm 필름 두께가 사용되었다. 필름은 150 ℃에서 대략 5 톤에서, 1-2분 동안 Specac 필름압착을 사용하여 압착되었고 조절되지 않는 방식으로 냉각수로 냉각되었다. 얻어진 필름 샘플의 정확한 두께가 측정되었다.
FTIR 분석 후에, 흡수 모드에 있어서 기준선은 분석을 하기 위해서 피크로 그려졌다. 공단량체의 흡수 피크는 폴리에틸렌의 흡수 피크로 표준화되었다(예를 들어, 3450 cm-1에서의 부틸 아크릴레이트 또는 에틸 아크릴레이트의 피크 높이는 2020cm-1에서의 폴리에틸렌의 피크 높이로 나누어졌다). NMR 광도계 측정 방법은 문헌에 잘 기재되어 있는 통상적인 방법에 의해서 수행되었고 하기에서 설명한다.
메틸 아크릴레이트 함량의 측정을 위해서 0.10 mm 두께 필름 샘플이 준비되었다. 분석 후에, 3455 cm-1에서 메틸아크릴레이트 피크의 최대 흡광에서 2475cm-1에서의 기준선에 대한 흡수값이 공제되었다(Amethyiacryiate-A2475). 이어서 2660 cm-1에서 폴리에틸렌 피크의 최대 흡수 피크에서 2475cm-1에서의 기준선의 흡수값이 공제되었다(A2660-A2475). (Amethyiacryiate-A2475)과 (A2660-A2475) 사이의 비율은 문헌에 잘 기재된 바와 같이 통상적인 방법에 의해서 계산되었다.
중량 %는 계산에 의해 mol %로 바꾸어서 사용할 수 있다. 이것은 문헌에 잘 기재되어 있다.
NMR 광도계에 의한 중합체 중의 공중합체 양의 정량
공단량체 양은 기본 과제 후에 정량적 핵자기 공명(NMR) 광도계에 의해서 측정되었다(예를 들어, "NMR Spectra of Polymers and Polymer Additives ", A. J. Brandolini and D. D. Hills, 2000, Marcel Dekker, Inc. New York). 실험적인 파라미터는 이러한 구체적인 과제(예를 들어 "200 and More NMR Experiments: A Practical Course", S. Berger and S. Braun, 2004, Wiley- VCH, Weinheim)를 위해서 정량적인 스펙트라의 측정을 보장하기 위해서 조정되었다. 양은 당업계에서 알려진 방법에 의해서 대표적인 부분의 신호적 적분의 단순한 보정된 비율을 사용하여 계산되었다.
(2) 6 중량 % 이하의 극성 공단량체 단위를 포함하는 중합체
공단량체 양(중량 %)은 정량적 핵 자기 공명(NMR) 광도계로 보정되는 적외선 분광광도계 (FTIR) 측정에 기초하여 공지의 방식으로 측정하였다. 하기는 에틸렌 부틸 아크릴레이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트의 극성 공단량체 양의 결정법을 예시한다. 0.05 내지 0.12 mm 두께의 필름 샘플이 FT-IR 측정을 위해서 상기 방법 1)로 기재되어 있는 바와 같이 준비되었다. 얻어진 필름 샘플의 정확한 두께가 측정되었다.
FTIR 분석 후에, 흡수 모드에 있어서 기준선은 분석을 하기 위해서 피크로 그려졌다. 공단량체의 피크의 최대 흡광도(예를 들어 1164 cm- 1 에서 메틸아크릴레이트 및 1165 cm- 1 에서 부틸아크릴레이트)는 1850 cm-1에서의 기준의 흡수 값이 공제되었다(Acomonomer-A1850). 이어서 2660 cm-1에 있어서 폴리에틸렌 피크의 최대 흡광에서 1850 cm-1에서의 기준선의 흡수값이 공제되었다(A2660-A1850). 다음에 (Acomonomer-A1850) 및 (A2660-A1850) 사이의 비율을 계산하였다. NMR 광도계 계산 과정은 문헌에 잘 기재된 통상적인 방법에 의해서 행해졌고, 상기 방법 1)로 기재되어 있는 바와 같이 행해졌다.
중량 %는 계산에 의해 mol %로 바꾸어서 사용할 수 있다. 이것은 문헌에 잘 기재되어 있다.
하기에는 상기 방법 (1) 또는 (2)로부터 얻어지는 이들의 양에 따른, 극성 공단량체 물질이 얼마인지 예시되어 있고 명세서 및 청구범위에서 정의에 사용되는 바와 같이 극성 공단량체 g 당 micromol 또는 mmol로 바꿀 수 있다:
밀리몰(mmol) 그리고 마이크로 몰 계산은 하기에 기재된 바에 따라서 행해졌다.
예를 들어, 20 중량% 부틸아크릴레이트를 포함하하는 폴리(에틸렌-코-부틸아크릴레이트) 중합체의 1 g의 경우, 이 물질은 0.20/M부틸아크릴레이트(128 g/mol)= 1.56 x 10-3mol.(=1563 마이크로몰)을 포함한다.
극성 공중합체 중의 극성 공단량체 단위의 함량 C극성 공단량체는 mmol/g (공중합체)으로 표현된다. 예를 들어, 20 중량% 부틸 아크릴레이트 공단량체 단위를 포함하는 극성 폴리(에틸렌-코-부틸아크릴레이트) 중합체는 1.56 mmol/g의 C극성 공단량체를 갖는다.
사용된 분자량은 다음과 같다: M부틸아클릴레이트 = 128 g/mole, M에틸아크릴레이트 = 100 g/mole, M메틸아크릴레이트 = 86 g/mole.
c) 노화 테스트:
노화 테스트는 Land H. G. 및 Schadlich H.에 의한 논문, "Model Cable Test for Evaluating the ageing Behaviour under Water Influence of Compounds for Medium voltage Cables", Conference Proceedings of Jicable 91, June 24 to 28, 1991, Versaille, France, 및 U. H. Nilsson에 의한 논문 "The Use of Model Cables for Evaluation of the Electrical Performance of Polymeric power cable Materials", Conference Proceedings of NORD-IS, June 13 to 15, 2005, Trondheim, Norway에 기재되어 있는 방법에 기초한다.
노화 성질은 모델 케이블에서 측정되었다. 이러한 케이블은 내부 반도체 층, 절연체 층 및 외부 반도체 층이 적용되는 1.38 mm 지름 Cu 전선으로 구성되어 있다. 절연체 층은 테스트 절연체 조성물로 구성되고 내부 및 외부 반도체 층은 동일한 반도체 테스트 조성물로 구성된다. 상기 모델케이블은 다음의 구조를 가지고 있다: 0.7 mm의 내부 반도체 층, 1.5 mm 의 절연체 층 및 0.15 mm의 외부 반도체 층. 케이블은 1+2 압출기 배치로 압출되고 건조-경화 CCV 튜브에 있어서 경화되고, 예를 들어, 물질은 가교결합된다. 가교결합은 물질에 존재하는 퍼옥사이드에 의해서 수행된다. 후에 이러한 모델 케이블은 72h 동안 80 ℃에서 예비 조절된다. Cu 전선은 제거되고 나서 얇은 Cu 전선으로 대체된다. 케이블은 워터 배쓰 내에 넣어져 전기적 스트레스하에서 70 ℃의 둘러싼 물의 온도 및 85 ℃의 전도체 영역의 물의 온도에서 1000시간 동안 노화된다. 1000시간 노화 후의 파괴 강도 뿐만 아니라 최초의 파괴 강도도 측정된다. 케이블은 하기의 기재된 바에 따라서 준비되고 노화된다.
예비 조절 조건: 80 ℃, 72 h
적용 전압: 9 kV/50 Hz
전기 스트레스 (최대): 9 kV/mm
전기 스트레스 (평균): 6 kV/mm
전도체 온도: 85 ℃
수조 온도: 70 ℃
노화 시간: 1000 h
전도체 내부 및 외부에 탈이온수
각각의 케이블로부터 0.50 m 활성 길이로 5개의 표본이 노화된다.
표본은 ac 파괴 테스트 (전압 램프: 100 kV/분)를 행하고 파괴 강도의 와이블(Weibull) 63.2 % 값(내부 반도체 층에 있어서 필드 스트레스)는 노화 전 후에 측정된다.
d) 중합체 중에 또는 중합체 조성물 중에 이중결합의 양의 측정 방법
하기 방법은 바람직하게 저-극성 폴리올레핀 (b1), 극성 공중합체 (a), 극성 공중합체 (b2), 조성물 (A) 또는 조성물 (B)의 임의의 것에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 양을 결정하는데 사용될 수 있고 편리를 위해서 하기에서 사용되는 용어 "중합체"는 이러한 측정가능한 옵션을 간단히 언급한다. 또한 하기에 간략히 설명 바와 같이 과정 1) 및 2)는 0.4 중량% 이하의 극성 공단량체 양을 가지고 있거나 가지고 있지 않은 이러한 중합체를 위해서 사용된다. 이러한 중합체에 대하여, 탄소-탄소 이중 결합의 총량은 아래에 예시된 바와 같이 바람직하게는 비닐, 비닐리덴 및 트랜스-비닐렌 기의 총합을 의미한다. 중합체에 있어서 극성 공단량체 단위의 양이 0.4 중량% 이상인 경우, 하기에 기재된 바와 같이 단계 3)이 사용된다. 중합체, 즉 본원에서 중합체 성분, 조성물 (A) 및/또는 조성물 (B)가 중합체 중의 이중 결합의 총량에 기여하는 저 분자량의 화합물을 포함하는 경우, 이러한 저 분자량 화합물로부터 유래되는 이중 결합의 양은 방법 4)에 의해 측정할 수 있고, 중합체 중의 이중결합의 총량은 방법 1) 및/또는 3)에 의해서 유래하는(중합체의 종류에 따라) 그리고 방법 4)에 의해서 유래하는 이중 결합 함량의 총합이다.
상기 방법 1)-4)는, 달리 언급되지 않는다면, 표준 방법 ASTM D3124-98 및 ASTM D6248-98에 기반하고, 상기에 있어서 ASTM D3124-98은 2,3-디메틸-1,3-부타디엔에 기반하여 비닐리덴 기/1000 C의 측정으로 기술되고, ASTM D6248-98은 1-옥텐에 기반하여 비닐 기/1000 C의 측정으로 기술되며 트랜스-3-헥센에 기반하여 트랜스-비닐렌 기/ 1000 C의 측정으로 기술된다.
모든 FTIR 측정은 Perkin Elmer에 의해서 공급되는 Perkin Elmer 2000 기기를 사용하여 측정되었다.
1) <0.4 중량%의 극성 공단량체 단위를 포함하는 중합체 중에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 총량
중합체 또는 중합체 조성물 중의 탄소-탄소 이중 결합의 수(예를 들어, 이중결합의 수/1000 C)를 정량화하기 위해서 구체적인 이중 결합의 소광계수(the extinction coefficient) (B)를 알 필요가 있다. B의 결정은 측정되는 이중 결합의 구조를 포함하는 모델 화합물에 기초한다. 사용된 모델 화합물은 측정되고 정량화될 필요가 있는 이중 결합 구조에 의존하여 변화될 수 있다. 하기에는 적어도 그리고 가장 바람직하게는 중합체에 존재하는 이중결합의 총량을 형성하는 비닐, 비닐리덴, 그리고 트랜스-비닐렌 기의 수의 정량화가 기재되어 있다.
이러한 세가지 종류의 이중 결합에 대한 소광 계수(=몰 흡광도)의 측정을 위해서, 하기 세 가지 모델 화합물을 사용하였다: 비닐을 위한 1-데센, 비닐리덴을 위한 2-메틸-1-헵텐, 및 트랜스-비닐렌을 위한 트랜스-4-데센, 그리고 ASTM D3124-98(섹션 10) 및 ASTM D6248-98 (섹션 10)에 기재된 바와 같은 과정에 따랐으며, 단 흡광 모드에서의 피크 높이를 적분된 피크 면적 대신에 계산에 사용하였다.
다양한 종류의 이중 결합(비닐, 비닐리덴 및 트랜스-비닐렌)의 몰 흡광도(B)는 ASTM D3124-98 및 ASTM D6248-98에 따라 측정할 수 있다. CS2(카본디설파이드) 중의 모델 화합물의 적어도 세 가지 용액을 제조한다. 용액의 사용된 농도는 0.18mol/l에 가깝다. 용액은 FTIR로 분석하고 0.1 mm 경로 길이를 갖는 액체 셀 중에서 4 cm-1 분해능으로 스캔하였다. 대상 이중 결합과 관련된 흡광피크의 최대 세기를 측정한다(비닐, 비닐리덴 및 트랜스-비닐리덴).
각각의 용액에 대한 리터/(mol × mm)의 몰 흡광도, B 및 이중 결합의 종류는 다음과 같은 식에 따라서 계산한다:
B = [(1/CxL)] x A
상기 식에서 C = 측정되는 탄소-탄소 이중 결합의 각각의 종류의 농도, mol/l, L = 셀 두께, mm, A = 측정되는 탄소-탄소 이중 결합의 각각의 종류의 피크의 최대 흡광도(피크 높이), mol/l.
각각의 종류의 이중 결합에 대한 몰 흡광도, B의 평균을 계산한다.
각각의 종류의 탄소-탄소 이중 결합의 평균 몰 흡광도, B는 분석되는 중합체 중의 이중 결합의 농도, 바람직하게는 1000 탄소 원자당 비닐기, 비닐리덴기 및 트랜스-비닐렌기의 양의 계산을 위해 사용할 수 있다.
탄소-탄소 이중결합의 양은 중합체로 이루어진 필름 샘플로부터 결정된다. 필름 샘플은 0.5-1 mm 두께이고 압축 몰딩에 의해서 제조된다. 실제 필름 두께는 하기의 계산에 의해서 측정하였다. 필름은 FT-IR에 의해서 분석하고 4 cm-1 분해능으로 스캔하였다. 흡광 스펙트럼에 있어서 기준선은 980cm-1 내지 약 840cm- 1으로 그려졌다. 피크 높이는 비닐리덴에서는 약 888cm-1로, 비닐에서는 약 910cm-1, 트랜스-비닐렌에서는 약 965cm-1로 측정되었다. "수/1000 C"로 표현되는 탄소 이중결합의 총량은 다음의 식으로 계산한다:
비닐리덴/1000C = (Ax14)/(18.24xLxD)
상기 식에서 몰 흡광도 B는 2-메틸-1-헵텐을 포함하는 용액의 분석으로부터 계산된 18.24이다.
비닐/1000C = (Ax14)/(13.13xLxD)
상기 식에서 몰 흡광도 B는 1-데센을 포함하는 용액의 분석으로부터 계산된 13.13이다.
트랜스-비닐렌/1000C = (Ax14)/(15.14xLxD)
상기 식에서 몰 흡광도 B는 트랜스-4-데센을 포함하는 용액의 분석으로부터 계산된 15.14이다.
A= 흡광도 (여기에서 피크 높이), L=필름 두께(mm), D=물질의 밀도(g/㎤).
2) 중합체 중에 존재하는 1000 C 당 다중 불포화된 공단량체로부터 유래되는 비닐기의 수의 결정
1000 C 당 다중 불포화된 공단량체로부터 유래되는 비닐기의 양은 하기에 기재된 바와 같이 측정하였다.
이러한 측정을 위해서는 분석하고자 하는 중량체의 샘플을 가질 필요가 있고(즉, 다중 불포화된 공단량체의 존재 하에 중합되는 중합체), 기준 중합체의 샘플을 가질 필요가 있다. 이러한 기준 중합체는 다중 불포화된 공단량체가 첨가되지 않는다는 점만을 제외하고, 분석하고자 하는 중합체(즉, 다중 불포화된 공단량체를 포함하는 것)와 유사한 조건 하에서, 예를 들어 반응기 셋업의 동일한 종류, 유사한 온도 조절, 압력, 생산 속도, 단량체의 공급, 사용될 경우 CTA의 종류 및 양 등과 같은 유사한 조건 하에서 중합시킬 필요가 있다. 다음에 비닐기의 수는 상기 과정 1)에 따라 기준 중합체 뿐만 아니라 분석하고자 하는 중합체로부터 측정된다. 분석하고자 하는 중합체 중의 비닐기의 수는 상기 과정에 의해 발생하는 비닐, 및 다중 불포화된 공단량체의 공중합에 의해서 중량체에 포함되는 비닐을 포함한다. 기준 중합체 중의 분석된 비닐기의 수는 오로지 선택된 중합 조건 하에서 상기 과정에 의해서 발생된 비닐기만을 포함한다. 다음에, 다중 불포화된 공단량체로부터 유래되는 비닐기의 양은 다음과 같이 결정될 수 있다:
분석하고자 하는 중합체 중의 비닐기의 전체 수는 기준 중합체 중의 비닐기의 전체 수에 의해서 공제한다.
3) 극성 공단량체로부터 유래하는 단위를 갖고 0.4 중량% 이상의 극성 공단량체 함량을 갖는 중합체를 위한 이중결합의 함량 측정 방법:
본 과정은 기준선 정의를 제외하고, 상기 방법 1) 및 2)에 따라 설명된 방법에 상응한다. 흡광모드에 있어서 예를 들어 EBA(폴리(에틸렌-코-부틸아크릴레이트)의 기준선은 917-868 cm-1이고 EMA(폴리(에틸렌-코-메타아크릴레이트))의 기준선은 929-872 cm-1이다. 상기 과정은 극성 공중합체를 위해서 사용되고, 존재하는 경우, 0.4 중량% 이상의 함량으로 극성 공단량체로부터 유래되는 단위를 가진 이러한 불포화된 폴리올레핀을 위해서 사용된다.
극성 공중합체 성분에 대한 전체 이중결합의 함량은 비닐/1000 C 및 비닐리덴/1000 C의 총합에 기초한다.
4) 임의의 불포화된 저 분자량 화합물, 예를 들어 중합체 중에 존재하는 경우 이중 결합의 전체의 양의 기여하는 첨가제의 이중 결합 함량 측정(불포화된 저 분자량 화합물은 이하에서 화합물로 언급된다)
측정 과정: 화합물(예를 들어, 명세서 부분에 예시되어 있는 바와 같은, 가교 촉진제 또는 그슬림 억제 화합물)에 대한 몰 흡광도 (B)는 ASTM D3124-98 및 ASTM D6248-98에 따라서 측정될 수 있다. CS2(카본 디설파이드) 중의 화합물의 적어도 세 가지 용액을 준비한다. 용액의 사용된 농도는 0.18 mol/l에 가깝다. 용액은 FTIR로 분석되고 0.1 mm 경로 길이를 갖는 액체 셀에서 4cm-1의 분해능으로 스캔하였다. 화합물(존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 각각의 종류)의 불포화된 부분에 관련된 흡광 피크의 최대 강도가 측정된다.
각각의 용액에 대한 리터/(mol x mm)의 몰 흡광도, B 및 이중 결합의 종류는 다음과 같은 식에 따라 계산한다:
B = [(1/CxL)] x A
상기 식에서 C = 측정하기 위한 탄소-탄소 이중 결합의 각각의 종류의 농도, mol/1, L = 셀 두께, mm, A = 측정하기 위한 탄소-탄소 이중 결합의 각각의 종류의 피크의 최대 흡광도 (피크 높이), mol/l.
화합물 중에 존재하는 이중결합의 각각의 종류의 몰 흡광도, B의 평균이 계산된다.
화합물 중에 존재하는 탄소-탄소 이중 결합의 각각의 종류의 평균 몰 흡광도, B는 그 다음 분석하고자 하는 중합체 중의 (1000 개 탄소 원자 당) 이중결합의 농도의 계산에 사용될 수 있다.
e) 용융 흐름 속도
용융 흐름 속도는 용어 "용융 지수"와 동일하고 ISO 1133에 따라서 측정되고 g/10 분으로 표시된다. 용융흐름 속도는 2.16 kg과 같은 다양한 하중에서 측정된다(MFR2). 용융 흐름 속도는 폴리에틸렌 수지에 대하여 190 ℃ 온도 및 폴리프로필렌 수지에 대하여 230 ℃의 온도에서 측정된다.
f) 밀도
밀도 측정을 위해서 ISO1872:2가 샘플의 준비를 위해서 사용되었고 밀도의 측정을 위해서 ISO 1183:2가 사용되었다.
실시예
모델 케이블은 (표 1에 기재되어 있는 바와 같이) 반도체 층을 위해서 4가지 다른 조성물 (A) 및 (표 2에 기재된 바와 같이) 절연체층 위해서 4가지 다른 조성물 (B)를 사용하여 상기에 기재된 방법 c)에 따라서 제조되었다.
| 반도체 | 반도체 1 | 반도체 2 | 반도체 3 |
| 극성 공중합체(a) | EBA1 | EEA2 | EMA3 |
| 극성 공중합체(a) 용융점(℃) | 95 | 99 | 106 |
| 극성 공중합체(a)-공단량체 함량(중량 %) | 17 | 15 | 8 |
| 카본 블랙 (중량%) | 39 | 37 | 33 |
| 가교제: 비스(터트-부틸퍼옥시아이소프로필)벤젠(상기 혼합물에 첨가된 중량%) | 1 | 1 | 1 |
1EBA: 폴리(에틸렌-코-부틸아크릴레이트)
2EEA: 폴리(에틸렌-코-에틸아크릴레이트)
3EMA: 폴리(에틸렌-코-메타아크릴레이트)
| 절연체 | 비교예 절연체 1 | 절연체 2 | 절연체 3 | 절연체 4 |
| 저-극성 폴리올레핀 b1 | LDPE4 | LDPE4 | LDPE4 | LDPE5 |
| 저-극성 폴리올레핀 b1-용융점 (℃) | 110-112 | 110-112 | 110 | 111-112 |
| 극성 중합체 b2 | - | EBA | EEA | EMA |
| 극성 중합체 b2-용융점(℃) | - | 93 | 99 | 98 |
| 절연체 중의 전체 공단량체 함량(중량%) | - | 3.8 | 3.5 | 3 |
| 가교제6 (중량%) | 2 | 2 | 2 | 2 |
4LDPE(여기에서는 저-극성 폴리올레핀으로서 사용): 고압에서 라디칼 중합으로부터 저 밀도 에틸렌 중합체. 밀도 = 922 kg/m3,
5고압의 반응기에서 에틸렌과 1,7-옥타디엔 공단량체의 라디칼 공중합으로부터 제조된 폴리(에틸렌-코-1,7-옥타디엔) 중합체. 밀도 = 922 kg/m3,
6다이쿠밀퍼옥사이드(상기 혼합물에 첨가하는 중량%), CAS 넘버 80-43-3.
| 반도체 1(a) Tm = 95 ℃ |
반도체 2(a) Tm = 99 ℃ |
반도체 3(a) Tm = 106 ℃ |
|
| 비교예 절연체 1 | |||
| 절연체 2 (b2), Tm = 93 ℃ | 2 | 6 | 13 |
| 절연체 3 (b2), Tm = 99 ℃ | 4 | 0 | 7 |
| 절연체 4 (b2), Tm = 98 ℃ | 3 | 1 | 8 |
| 반도체 1(a) EBA | 반도체 2 (a) EEA | 반도체 3 (a) EMA | |
| 비교예 절연체 1 | EBA/무(none) | EEA/무 | EMA/무 |
| 절연체 2 (b2) EBA | EBA/EBA | EEA/EBA | EMA/EBA |
| 절연체 3 (b2) EEA | EBA/EEA | EEA/EEA | EMA/EEA |
| 절연체 4 (b2) EMA | EBA/EMA | EEA/EMA | EMA/EMA |
| 반도체 1 | 반도체 2 | 반도체 3 | |
| 비교예 절연체 1 | 38.2 (비교예) | 42.5(비교예) | |
| 절연체 2 | 58.7 | 48.6 | |
| 절연체 3 | 61.3 | 69 | 52.1 |
| 절연체 4 | 82 | 81.6 | 84.1 |
Claims (22)
- 적어도 하나의 반도체 층 및 적어도 하나의 절연체 층에 의해 임의의 순서로 둘러싸여진 전도체를 포함하는 케이블이며, 여기서
- 상기 반도체 층은 극성 공중합체 (a) 및 카본블랙을 포함하는 조성물 (A)로 구성되고，
- 상기 절연체 층은 극성 공중합체 (b2)를 포함하는 조성물 (B)로 구성되며，
또한, 상기 극성 공중합체 (a)의 용융점 Tm(a) 및 상기 극성 공중합체 (b2)의 용융점 Tm(b2)의 차이의 절대값은 25 ℃ 이하인 케이블.
- 제1항에 있어서，상기 극성 공중합체 (a) 및 (b2) 중에 존재하는 극성기는 극성 공중합체 (a) 및 (b2) 중에 존재하는 극성 공단량체로부터 유래하는 케이블．
- 제1항에 있어서，상기 극성 공중합체 (a) 및 상기 극성 공중합체 (b2)는 극성기를 포함하며, 상기 조성물 (B)는 극성기를 포함하거나 또는 극성기를 포함하지 않는 저－극성 폴리올레핀 (b1)을 추가로 포함하며，이때 저－극성 폴리올레핀 (b1) 중에 극성기가 존재하는 경우, 상기 극성기의 양은 극성 공중합체 (a) 및 (b2) 중에 존재하는 극성기의 양보다 적은 케이블．
- 제3항에 있어서, 저－극성 폴리올레핀 (b1) 중에 존재하는 극성기는 저－극성 폴리올레핀 (b1) 중에 존재하는 극성 공단량체로부터 유래하며, 여기에서 상기 저－극성 폴리올레핀 (b1) 중의 극성 공단량체의 양은 상기 저－극성 폴리올레핀의 그램 당 150 마이크로몰 미만인 케이블.
- 제1항에 있어서, 상기 극성 공중합체 (a) 및 극성 공중합체 (b2)는 극성 공단량체의 적어도 하나의 동일한 종류를 포함하는 케이블.
- 제1항에 있어서, 상기 극성 공중합체 (a) 및/또는 (b2) 중의 극성 공단량체의 양은 독립적으로 선택되고 또한 상기 극성 공중합체의 그램 당 500 마이크로몰 이상인 케이블.
- 제1항에 있어서, 밀리몰(mmol)/g 공중합체로 표현되는, 극성 공중합체 (a)(C극성 공단량체(a)) 및 극성 공중합체 (b2)(C극성 공단량체(b2)) 중에 존재하는 상기 극성 공단량체의 양은 다음의 관계를 만족시키는 케이블.
-15 mmol/g < C극성 공단량체(a) - C극성 공단량체(b2) < 15 mmol/g.
- 제1항에 있어서, 상기 케이블은 내부 반도체 층, 절연체 층, 및 선택적으로 외부 반도체층에 의해 차례로 둘러싸여진 전도체를 포함하고, 여기에서 적어도 상기 내부 반도체층은 제1항에서 정의된 바와 같은 조성물 (A)로 구성되어 있는 케이블.
- 제1항에 있어서, 상기 극성 공중합체 (a) 및/또는 (b2)는 적어도 극성 공단량체와 에틸렌의 공중합체이며, 여기에서 상기 극성 공단량체는 하이드록실기, 알콕시기, 카보닐기, 카르복실기, 에테르기 또는 에스테르기를 포함하는 공단량체로부터 선택되는 케이블.
- 제9항에 있어서, 상기 극성 공중합체 (a)의 극성 공단량체는 극성 공중합체 (b2)의 극성 공단량체와 동일하거나 또는 상기 극성 공단량체는 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타아크릴레이트 또는 비닐 아세테이트로부터 선택되는 케이블.
- 제9항에 있어서, 상기 극성 공중합체 (a)는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물과 올레핀의 공중합체인 케이블.
- 제9항에 있어서, 상기 극성 공중합체 (b2)는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물과 올레핀의 공중합체인 케이블.
- 제9항에 있어서, 상기 극성 공중합체 (a)의 극성 공단량체는 극성 공중합체 (b2)의 극성 공단량체와 동일하고 또한 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트로부터 선택되는 케이블.
- 제9항에 있어서, 상기 조성물 (B)는 극성 공중합체인 저-극성 폴리올레핀 (b1)을 추가로 포함하고, 또한 상기 극성 공중합체는 상기 극성 공중합체 (b2)와 동일한 극성 공단량체를 포함하며, 상기 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 부틸 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물과 올레핀의 공중합체인 케이블.
- 제1항에 있어서, 조성물 (A)는 10 내지 50 중량%의 양으로 카본블랙을 포함하는 케이블.
- 제1항에 있어서, 조성물 (A) 및/또는 (B)는 가교제를 포함하는 케이블.
- 제2항에 있어서, 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 고압 (HP)에서 제조되는 저 밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 고분자인 케이블.
- 제2항에 있어서, 저-극성 폴리올레핀 (b1)은 조성물 (B)에 대해서 30 중량% 이상의 양으로 존재하는 케이블.
- 적어도 하나의 반도체 층 및 적어도 하나의 절연체 층을 임의의 순서로 포함하는 케이블이며,
- 상기 반도체 층은 극성 공중합체 (a) 및 카본블랙을 포함하는 조성물 (A)로 구성되고, 또한
- 상기 절연체 층은 극성 공중합체 (b2)를 포함하는 조성물 (B)로 구성되며,
여기에서 상기 극성 공중합체 (a)의 용융점 Tm(a) 및 상기 극성 공중합체 (b2)의 용융점 Tm(b2)의 차이의 절대값은 25 ℃보다 작고,
추가로, 조성물 (A) 및 조성물 (B)로 제조된 모델 케이블은 1000 시간 습식 노화 후에 적어도 45 kV/mm의 파괴강도를 갖는 것을 특징으로 하는 케이블.
- 적어도 하나의 반도체 층 및 절연체 층에 의해서 차례로 둘러싸인 전도체를 포함하는 제1항에 따른 케이블의 제조방법으로서, 여기에서 상기 방법은 하기 단계 (a) 내지 (c)를 포함하는 방법:
(a) 극성 공중합체 (a), 카본블랙 및 선택적으로 추가 성분을 포함하는 조성물 (A)를 제공하고, 상기 극성 공중합체 (a) 및 카본블랙을 포함하는 조성물 (A)를 용융 혼합하는 단계,
(b) 극성 공중합체 (b2) 및 선택적으로 추가 성분을 포함하는 조성물 (B)를 제공하고, 상기 극성 공중합체 (b2) 및 선택적으로 추가 성분을 포함하는 조성물 (B)를 용융 혼합하는 단계, 및
(c) 전도체 상에 하기를 적용시키는 단계,
- 반도체 층을 형성하기 위한, 단계 (a)로부터 얻어진 조성물 (A)의 용융 혼합물, 및
- 절연체 층을 형성하기 위한, 단계 (b)로부터 얻어진 조성물 (B)의 용융 혼합물.
- 제20항에 있어서, 단계 (a)에서 조성물 (A)는 추가 성분으로서 적어도 가교제로부터 선택되는 첨가제를 포함하고, 또한 단계 (b)에서 조성물 (B)는 적어도 저-극성 폴리올레핀 (b1)을 추가로 포함하며 상기 조성물 (B)는 추가 성분으로서 적어도 가교제로부터 선택되는 첨가제의 존재하에 용융 혼합되는 방법.
- 제21항에 있어서, 상기 단계(b)에서:
- 극성 공중합체 (b2), 저-극성 폴리올레핀 (b1) 및 선택적으로 첨가제를 포함하는 조성물 (B)의 고분자 펠렛이 케이블 압출기에 첨가되고, 상승된 온도에서 선택적으로 혼합 단계 전 또는 도중에 상기 케이블 압출기에 첨가되는 첨가제와 함께 혼합되어 단계 (b)의 융용 혼합물을 형성하거나; 또는
- 선택적으로 첨가제를 포함하는 극성 공중합체 (b2)의 고분자 펠렛, 및 선택적으로 첨가제를 포함하는 저-극성 폴리올레핀 (b1)의 고분자 펠렛이 개별적으로 또는 두 가지 종류의 펠렛의 예비혼합물로서 케이블 압출기에 첨가되고, 상기 두 가지 종류의 펠렛의 얻어진 혼합물은 상승된 온도에서, 선택적으로 혼합 단계 전 또는 도중에 상기 케이블 압출기에 첨가되는 첨가제와 함께 혼합되어 단계 (b)의 조성물 (B)의 용융 혼합물을 형성하는 방법.
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