KR100236782B1 - Resin for controlling charge distribution - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고전압하의 절연체 내부에 존재하는 전하 분포를 조절할 수 있는 수지에 관한 것으로서, 본 수지는 극성기를 가지고 있는 아클릴산이 절연체인 폴리에틸렌에 그라프트된 공중합체이며, 이러한 그라프트 공중합 수지는 아크릴산의 그라프트율에 따라 축적되는 전하의 극성과 전하량의 크기를 조절할 수 있어서, 전력 케이블의 절연체의 성능향상을 위하여 유용하게 사용할 수 있다.The present invention relates to a resin capable of controlling the charge distribution present in an insulator under a high voltage. The resin is a copolymer grafted onto polyethylene in which an acrylic acid having a polar group is an insulator. According to the graft ratio, the polarity and the amount of charge accumulated can be adjusted, which can be usefully used for improving the performance of the insulator of the power cable.

Description

전하 분포조절용 수지 및 전력케이블Resin and power cable for charge distribution control

본 발명의 지중선로 전력케이블에 사용되는 폴리에틸렌 기본 수지에 전하분포를 조절할 수 있는 단량체로 아크릴산을 그라프트 반응시켜 만든 전하분포조절용 수지 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resin for controlling charge distribution made by graft reaction of acrylic acid with a monomer capable of controlling charge distribution on a polyethylene base resin used in underground cable power cables, and a method of manufacturing the same.

일반적으로 지중선로용 전력케이블은 도체(conductor, conductor strand), 내부 반전도층(strand shield, inner semiconductive layer), 주절연층(insulation), 중성선(neutral layer)을 포함하는 외부 반도전층(insulation shield, outer semiconductive layer), 수밀층, 그리고 외피 (sheath, jacket)로 이루어져 있다.Generally, power cables for underground lines include external insulation shields, which include conductors, conductor strands, inner shields, inner semiconductive layers, main insulation layers, and neutral layers. outer semiconductive layer, watertight layer, and sheath, jacket.

이러한 구조를 갖는 전력케이블이 지중에 포설되어 장시간 사용환경 중에 놓이게 되면 절연체는 높은 전기장 내에 있게 된다. 전기장에 놓여 있는 절연체 내에 전극으로부터 주입되는 공간전하(space charge)가 형성되며, 이 공간전하가 장시간 동안 축적되면 절연재료 수명에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 사실은 널리 알려져 있다(참조 : Mizutani, “Space Charge Measurement Techniques and Space Charge in Polyethylene”, IEEE Trans, Dielectr. Electr. Ins., Vol. 1, pp. 923-933, 1994).When a power cable having such a structure is laid underground and placed in a long time use environment, the insulator is in a high electric field. It is well known that space charges are injected from the electrodes in an insulator placed in an electric field, and that the accumulation of space charges for a long time can seriously affect the life of the insulating material (see Mizutani, “Space Charge Measurement Techniques and Space Charge in Polyethylene ”, IEEE Trans, Dielectr.Electr.Ins., Vol. 1, pp. 923-933, 1994).

고전압용 전력케이블에 있어서 이러한 공간전하의 역할은 매우 중요하다. 그러므로 직류인 경우에는 절연체 내부에 축전된 전하가 번개(ligthening strike)나 반복적인 스위치 조작(switching surge)등으로 인하여 발생되는 순간적인 극성변환(polarity reversal)에 의하여 절연파괴(dielectric failure)를 일으킬 염려가 있다.The role of space charge in high voltage power cables is very important. Therefore, in the case of direct current, electric charges stored in the insulator may cause dielectric failure due to instantaneous polarity reversal caused by lightning strike or repetitive switching surge. There is.

또한, 교류인 경우에는 돌기(protrusion)나 기공(void) 또는 불순물 주위에 축적된 공간전하에 의하여 미세한 크랙인 트리(tree)가 발생하여 트리의 진전에 따라서 절연파괴에 이르므로 상술한 직류와 마찬가지로 공간전하의 영향을 크게 받는다. 이때 극성의 반복적인 변화에 의하여 전자는 매우 높은 에너지를 얻어 소위 핫일렉트론(hot electron)이 되며, 이 핫 일렉트론에 의하여 절연체의 열화가 촉진되기도 한다.In the case of alternating current, a tree, which is a minute crack, is generated by space charges accumulated around protrusions, voids, or impurities, and leads to dielectric breakdown according to the progress of the tree. It is greatly affected by space charge. At this time, the electrons get very high energy due to repetitive change of polarity, so that they become hot electrons, and the hot electrons also promote deterioration of the insulator.

따라서, 절연재료의 절연수명을 연장하여 절연재료의 신뢰성을 확보하기 위해 전하축적을 방지하거나 최소한 전하축적의 형태를 조절할 수 있어야 한다.Therefore, in order to secure the reliability of the insulating material by extending the insulating life of the insulating material, it should be possible to prevent the charge accumulation or at least adjust the shape of the charge accumulation.

기존의 전력케이블에서 사용하는 절연체인 폴리에틸렌은 에틸렌이 연속적인 사슬의 형태로 연결되어 있는 재료로 무극성이므로 외부로부터 주입이 되는 전하를 빠르게 제거할 수 있는 능력이 없다.Polyethylene, an insulator used in conventional power cables, is a material in which ethylene is connected in the form of a continuous chain and is nonpolar, and thus has no ability to quickly remove charges injected from the outside.

따라서, 상기의 폴리에틸렌의 전하분포를 조절하기 위해서는 주입된 전하를 절연체 외부로 바르게 이동시키거나 재료 내에 고르게 분포시키는, 즉 전하를 트랩 할 수 있는 위치가 고르게 분산되어 있는 것을 요구한다.Therefore, in order to control the charge distribution of the polyethylene, it is required to move the injected charge out of the insulator correctly or to distribute it evenly in the material, that is, to distribute the charge evenly.

상기의 목적을 위하여 일반적으로 알려져 있는 연구는 여러가지 방법을 통하여 이루어져 왔는데 에틸렌계 공중합체를 블렌드하여 전하분포의 조절을 통한 절연성질의 개선이 보고되기도 하였다(참조 : K. S. Suh, J. Y. Kim, C. R. Lee, T. Takada, “Charge Distribution in Polyethylene/Ethylene Vinylacetate Laminates and Blends”, IEEE Trans. Dielectr. Electr. Ins., Vol. 3, pp. 201-206, 1996).For this purpose, generally known research has been carried out through various methods, and it has been reported that the improvement of the insulating property through the control of the charge distribution by blending the ethylene copolymer (see KS Suh, JY Kim, CR Lee, T. Takada, “Charge Distribution in Polyethylene / Ethylene Vinylacetate Laminates and Blends”, IEEE Trans. Dielectr.Electr.Ins., Vol. 3, pp. 201-206, 1996).

그러나, 초고압 케이블에서의 블렌드는 물성의 향상을 위하여 혼합한 첨가제 자체가 불순물로 작용하여 오히려 전기적 성질을 악화시킬 가능성이 매우 크고, 비상용성(immiscibility)으로 인한 상분리 현상, 기계적 성질의 저하, 첨가제와의 상용성, 또는 성분간 계면에서의 전하축적 등의 결점을 가지고 있다(참조 : N. Hozumi, T. Okamoto, and T. Imajo, “Space Charge Accumulation and decay at the Interface between Polyethylene and Ethylene-Vinylacetate Copolymer”, Proc. 8th ISH, Yokohama, Japan, pp. 111-114, 1993).However, blends in ultra-high voltage cables are very likely to deteriorate the electrical properties due to the mixed additive itself as an impurity to improve the physical properties, phase separation phenomenon due to incompatibility, deterioration of mechanical properties, additives and Compatibility, or charge accumulation at the interface between components (N. Hozumi, T. Okamoto, and T. Imajo, “Space Charge Accumulation and decay at the Interface between Polyethylene and Ethylene-Vinylacetate Copolymer). ”, Proc. 8th ISH, Yokohama, Japan, pp. 111-114, 1993).

상기한 바와 같은 결점을 해소하기 위하여 본 발명자들은 혼합하고자 하는 관능기(functional group)를 가진 단량체를 폴리에틸렌의 주사슬에 화학적으로 결합시키는 그라프트에 의한 개질이 보다 효과적일 것이라는 가정을 하게 되었고, 이러한 가정에 근거하여 연구를 거듭한 끝에 본 발명을 완성하게 되었다.In order to solve the above-mentioned drawbacks, the present inventors have made the assumption that modification by graft chemically bonding monomers having functional groups to be mixed to the main chain of polyethylene will be more effective. Based on the research, the present invention was completed.

제1도는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 전하분포 조절가능한 수지조성물의 전하분포를 측정하기 위한 전하분포 측정장치를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing a charge distribution measuring apparatus for measuring the charge distribution of the charge distribution controllable resin composition according to the Examples and Comparative Examples of the present invention.

제2도는 폴리에틸렌의 전하분포와 동일 폴리에틸렌의 주사슬에 아크릴산을 상이한 비율로 그라프트시킨 본 발명 실시예 1∼5에 의한 아크릴산-그라프트 폴리에틸렌의 전하분포 측정결과를 나타낸 도면.2 is a view showing a charge distribution measurement result of acrylic acid-grafted polyethylene according to Examples 1 to 5 of the present invention in which acrylic acid was grafted at different ratios in the main chain of polyethylene and the charge distribution of polyethylene.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 알루미늄 전극 2 : 반도체 전극1: aluminum electrode 2: semiconductor electrode

3 : PVDF 필름 4 : 알루미늄 호일3: PVDF film 4: aluminum foil

10 : 고전압 발생장치 20 : 전기펄스 발생장치10: high voltage generator 20: electric pulse generator

30 : 시편 홀더 40 : 측정장치30: specimen holder 40: measuring device

50 : 증폭기 60 : 오실로스코프50: amplifier 60: oscilloscope

70 : 컴퓨터70: computer

본 발명에 의하면 극성 관능기를 가지는 단량체를 절연체인 폴리에틸렌에 그라프트시켜서 고전압하의 절연체 내부에 존재하는 전하 분포를 조절할 수 있는 수지가 제공된다.According to the present invention, a resin having a polar functional group is grafted onto polyethylene, which is an insulator, to provide a resin capable of controlling the charge distribution present in the insulator under high voltage.

보다 구체적으로 본 발명에 의하면 저밀도 폴리에틸렌 수지의 주사슬에 단량체인 아크릴산이 그라프트된 것을 특징으로 하는 전하분포조절용 수지가 제공된다.More specifically, according to the present invention, a resin for charge distribution control is provided, wherein acrylic acid as a monomer is grafted to the main chain of the low density polyethylene resin.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명의 전하분포조절용 수지에 있어서, 기본 수지인 폴리에틸렌은 전력케이블의 주절연용으로 사용되는 저밀도 폴리에틸렌이 바람직하다.In the resin for charge distribution control of the present invention, polyethylene, which is a basic resin, is preferably a low density polyethylene used for main insulation of power cables.

본 발명의 바람직한 구현에 따르는 전하분포조절용 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지 100중량부에 아크릴산 5중량부 이하와 유기과산화물 0.001~1 중량부를 첨가하여 저밀로 폴리에틸렌의 주사슬 아크릴산을 그라프트시키는 것에 의해 제조될 수 있다.The charge distribution control resin according to a preferred embodiment of the present invention may be prepared by grafting the main chain acrylic acid of polyethylene at low density by adding 5 parts by weight or less of acrylic acid and 0.001 to 1 part by weight of organic peroxide to 100 parts by weight of the low density polyethylene resin. have.

폴리에틸렌의 주사슬에 그라프트되는 아크릴산은 아주 적은 양을 사용하여도 전하분포 조절성능을 발현할 수 있기 때문에 그 첨가량이 하한에는 제한이 따르지 않으나, 그 상한에 있어서는 폴리에틸렌 100중량부에 대하여 5중량부를 초과하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 만일, 아크릴산의 함량이 5중량부를 초과하게 되면 미반응된 아크릴산의 함량이 증가하게 되고 이에 의하여 최종 특성의 조절이 용이하지 못하는 현상이 발생한다. 또한 5중량부 이상에서는 상기 목적한 전하분포조절이 어렵다는 문제점이 발생할 수 있으므로 바람직하지 못하다. 이를 아크릴산이 저밀도 폴리에틸렌에 그라프트되는 비율(그라프트율)의 측면에서 나타내면, 하기 수학식으로 구한 그라프트율이 0.20wt%이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 그라프트율이 0.20wt% 이상이면 음전하량이 증가하게 되고 극성인 아크릴산의 함량 증가로 인하여 유전손실이 크게 증가할 우려가 있다. 따라서 조성물내의 아크릴산의 그라프트율은 0.20 wt% 이하로 조절하는 것이 유리하다.Acrylic acid grafted to the main chain of polyethylene can express the charge distribution control performance even with a very small amount, so the addition amount is not limited to the lower limit, but the upper limit is 5 parts by weight based on 100 parts by weight of polyethylene. It is desirable not to exceed. If the content of acrylic acid is more than 5 parts by weight, the content of unreacted acrylic acid is increased, thereby making it difficult to control the final properties. In addition, at 5 parts by weight or more, it is not preferable because the problem of controlling the desired charge distribution may occur. If this is expressed in terms of the ratio (grafting rate) of acrylic acid grafted to the low density polyethylene, it is preferable to make the graft rate determined by the following formula be 0.20 wt% or less. If the graft rate is 0.20wt% or more, the negative charge increases and there is a concern that the dielectric loss may increase greatly due to the increase of the polar acrylic acid content. Therefore, the graft rate of acrylic acid in the composition is advantageously adjusted to 0.20 wt% or less.

[수학식 1][Equation 1]

Figure kpo00002
Figure kpo00002

폴리에틸렌의 주사슬에 아크릴산을 그라프트반응시키기 위하여 사용되는 개시제는 다이큐밀퍼옥사이드와 같은 유기 과산화물계 개시제가 바람직하다. 이러한 유기과산화물계 개시제는 폴리에틸렌과 단량체인 아크릴산에 작용하여 아크릴산을 폴리에틸렌에 그라프트시키게 된다. 그라프트반응을 위하여 투입되는 유기과산화물계 개시제의 첨가량은 폴리에틸렌 수지 100중량부에 대하여 0.001~1 중량부가 바람직하다. 유기과산화물계 개시제의 첨가량이 폴리에틸렌 수지 100중량부에 대하여 0.001중량부 미만이면, 그라프트 효과가 미미하고, 1중량부 초과하면 그라프트 반응과 동시에 가교반응이 함께 일어나기 쉽고, 만일 그라프트 반응과 동시에 가교반응이 일어나면 수지의 균질도를 감소시켜서 전하분포 조절이라는 본 발명의 목적한 바를 이루기가 어렵다.The initiator used to graft the acrylic acid to the main chain of polyethylene is preferably an organic peroxide initiator such as dicumyl peroxide. Such an organic peroxide-based initiator acts on polyethylene and acrylic acid as monomers to graf the acrylic acid to polyethylene. The amount of the organic peroxide initiator added for the graft reaction is preferably 0.001 to 1 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyethylene resin. When the added amount of the organic peroxide initiator is less than 0.001 part by weight with respect to 100 parts by weight of the polyethylene resin, the graft effect is insignificant, and when it exceeds 1 part by weight, the graft reaction and the crosslinking reaction are likely to occur together, and simultaneously with the graft reaction. When the crosslinking reaction occurs, it is difficult to achieve the object of the present invention of controlling charge distribution by reducing the homogeneity of the resin.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to Examples.

하기 실시예에서 전하분포를 측정하기 위하여 전기음향펄스법(Pulsed electroacoustic method; PEA)을 이용한 전하분포측정장치를 사용하였다. 그 개략도는 제1도와 같다. 전하 분포측정장치의 구조 및 이를 이용하여 전하분포를 측정하는 방법을 간단하게 설명하면 아래와 같다.In the following examples, a charge distribution measuring apparatus using a pulsed electroacoustic method (PEA) was used to measure the charge distribution. The schematic diagram is the same as FIG. The structure of the charge distribution measuring device and a method of measuring the charge distribution using the same will be described briefly as follows.

제1도의 전하분포 측정장치는 고전압 발생장치(10), 전기펄스 발생장치(20), 시편홀더(30), 측정장치(detector)(40), 증폭기(amplifier)(50), 오실로스코프(60)와 컴퓨터(70)로 이루어져 있다.The charge distribution measuring apparatus of FIG. 1 includes a high voltage generator 10, an electric pulse generator 20, a specimen holder 30, a detector 40, an amplifier 50, and an oscilloscope 60. And a computer 70.

상기 장치의 전극에 10~40 kV/mm의 직류 전기장을 시이트상의 시편에 30분동안 인가하면 시편 내부에 전하가 축적된다. 이러한 시편에 폭이 10nsec이고, 크기가 -2 kV인 전기펄스를 가하면 시료 내부에 압력파가 발생한다. 이 압력파는 시료를 통과하여 아래 전극에 연력되어 있는 압전소자에서 전기적 신호로 변화되며 증폭기를 통해 100배 크기로 증폭되어 오실로스코프(60)에서 전압 단위로 측정하게 된다. 이 결과들은 다시 GPIB(general purpose interface board)를 통해 컴퓨터(70)로 전송되고, 얻어진 값들을 전류밀도 단위로 보정하였다. 모든 측정은 회로를 단락시킨 다음 전압제거 상태의 전하분포를 측정하였다.When a 10 to 40 kV / mm direct current electric field is applied to the electrode of the device for 30 minutes on the sheet, the charge accumulates inside the specimen. When an electrical pulse of 10 nsec in width and -2 kV in size is applied to the specimen, a pressure wave is generated inside the sample. The pressure wave passes through the sample and is converted into an electrical signal in a piezoelectric element connected to the lower electrode. The pressure wave is amplified 100 times by an amplifier and measured in units of voltage in the oscilloscope 60. These results were transmitted back to the computer 70 through the general purpose interface board (GPIB), and the obtained values were corrected in units of current density. All measurements measured the distribution of charge in the de-energized state after short circuit.

[실시예 1 내지 5][Examples 1 to 5]

하기 표 1의 조성으로 저밀도 폴리에틸렌에 아크릴산을 그라프트시켰다.Acrylic acid was grafted to the low density polyethylene in the composition of Table 1 below.

저밀도 폴리에틸렌은 전력케이블의 주절연용으로 사용되는 저밀도 폴리에틸렌을 사용하였으며, 아크릴산은 일본 준세이 케미칼사(Junsei Chemical Co.)에서 생산된 시약급을 선택하여 사용하였고, 유기과산화물로 다이큐밀퍼옥사이드를 사용하였다.Low density polyethylene was used as the low density polyethylene used for the main insulation of power cables, and acrylic acid was selected from reagent grades produced by Junsei Chemical Co. of Japan, and dicumyl peroxide was used as the organic peroxide. .

표 1의 조성비는 기본 수지인 폴리에틸렌의 무게를 100으로 할 때 각 성분의 무게비를 나타낸다.The composition ratio of Table 1 shows the weight ratio of each component when the weight of polyethylene which is a base resin is 100.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

상기 표 1의 조성비를 갖는 조성물을 먼저 헨셀혼련기(Henschel mixer)에 넣고 70℃에서 2000rpm의 회전속도로 20분간 단량체와 개시제를 수지에 혼합시켰다. 이 혼합물을 L/D가 30인 이축 스크류 압출기(twin screw extruder, 일본 Ikegai사)로 반응, 압출시켰다. 이때 압출기의 회전속도는 45rpm이며, 온도는 165~200℃로 설정하였고, 수지의 압출기내 잔류시간은 1~1.5분이 되도록 하였다.The composition having the composition ratio of Table 1 was first put in a Henschel mixer, and the monomer and the initiator were mixed in the resin for 20 minutes at a rotation speed of 2000 rpm at 70 ° C. The mixture was reacted and extruded with a twin screw extruder (Ikegai, Japan) having an L / D of 30. At this time, the rotational speed of the extruder was 45rpm, the temperature was set to 165 ~ 200 ℃, the residence time of the resin was to be 1 ~ 1.5 minutes.

얻어진 그라프트 공중합체에서 아크릴산이 그라프트된 비율을 측정하기 위하여 원소분석(Elemental Aanalysis)을 수행하였다. 원소분석은 각 조성물 내에 존재하는 산소를 측정하였는데 이는 모체수지인 폴리에틸렌에는 본질적으로 산소가 함유되어 있지 않으나, 그라프트시킨 아크릴산에 있는 카르복실기가 산소를 함유하고 있기 때문이다. 따라서 제조된 수지 조성물 내에 존재하는 산소의 농도는 그라프트된 비율에 비례하게 되며 수학식 1을 통하여 그라프트율을 계산하였다. 측정결과는 하기 표 2에 제시된다.Elemental Aanalysis was performed to determine the ratio of acrylic acid grafted in the obtained graft copolymer. Elemental analysis measured oxygen present in each composition because the mother resin, polyethylene, was essentially free of oxygen, but the carboxyl groups in the grafted acrylic acid contained oxygen. Therefore, the concentration of oxygen present in the prepared resin composition is proportional to the grafted ratio and the graft rate is calculated through Equation 1. The measurement results are shown in Table 2 below.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

표 2로부터 아크릴산의 투입량이 증가하면 그라프트되는 비율은 거의 직선적으로 증가하는 것을 알 수 있다.From Table 2, it can be seen that the ratio of grafting increases almost linearly as the amount of acrylic acid added increases.

얻어진 수지를 사용하여 지름이 10㎝, 두께 500~800 ㎛를 갖는 원판형 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여 제1도의 장치를 사용하여 축적전하량을 측정하였다. 또한, 폴리에틸렌만을 사용하여 상기와 같이 시편을 제조하여 동일한 방법으로 축적전하량을 측정하였다.Using the obtained resin, a disk-shaped specimen having a diameter of 10 cm and a thickness of 500 to 800 µm was prepared. Accumulated charge was measured on the prepared specimens using the apparatus of FIG. 1. In addition, the specimen was prepared as described above using only polyethylene and the amount of accumulated charge was measured in the same manner.

각 시편에 대하여 상온에서 40 kV의 전압을 가하고 단락시킨 후의 전하분포를 측정하여 제2도에 나타내었으며 음전극쪽의 축적 전하량을 하기 표 3에 제시하였다. 제2도에서 왼편의 전극이 음극이며 오른편의 전극이 양극이고, 측정된 전하의 부호는 수평선의 위에 나타나면 양 (+), 아래로 나타나면 음 (-)의 부호로 정하였다. 그리고, 전극의 위치는 제2도에 세로선으로 나타내었다.For each specimen, the charge distribution after shorting and applying a voltage of 40 kV at room temperature was shown in FIG. 2 and the accumulated charges on the negative electrode side are shown in Table 3 below. In FIG. 2, the electrode on the left side is the cathode, the electrode on the right side is the anode, and the sign of the measured charge is defined as a positive sign when it appears above the horizontal line and a negative sign when it appears below. In addition, the position of an electrode is shown by the vertical line in FIG.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

제2도 및 표 3으로부터 실시예의 시편에 대하여 측정된 전하량은 초기에 폴리에틸렌에 비하여 증가하나 그라프트율의 증가에 따라서 감소하는 것으로 측정되었으며, 실시예 5에서는 전하량의 부호가 반대로 변화하는 것을 알 수 있다. 전하량에 나타낸 부호는 전압을 가해준 극성과 시료 내에 축적되는 전하의 극성이 다르면 양(+)의 값을 보이며 같은 경우 음(-)의 값을 나타내게 된다.2 and Table 3, the amount of charge measured for the specimens of the Example was initially increased compared to polyethylene, but was measured to decrease with the increase of the graft rate. In Example 5, it can be seen that the sign of the charge amount is reversed. The sign of the charge amount shows a positive value when the polarity of the voltage applied and the polarity of the charge accumulated in the sample are different, and a negative value in the same case.

실시예에서 측정된 전하량 부호의 변화와 동시에 전하량의 절대값은 그라프트시킨 단량체의 함량이 증가하면 그라프트시키지 않은 폴리에틸렌에 비하여 차수가 하나 아래로 감소하는 것을 알 수 있다. 양전하량을 보면 그라프트 함량의 증가에 따라서 실시예 2까지는 증가하다가 다시 감소하는 경향을 보인다. 그러므로 본 발명에 따라 아크릴산을 그라프트시킨 폴리에틸렌은 단량체의 그라프트율이 약 0.04 wt% 이상이 되면 기본 수지에 비하여 축적되는 전하량을 감소시키며, 약 0.15 wt%의 그라프트율에서는 그 극성도 변화된다는 결과를 얻었다.Simultaneously with the change of the charge amount sign measured in the example, it can be seen that the order of magnitude decreases by one degree as compared with the grafted polyethylene when the content of the grafted monomer increases. Looking at the amount of positive charge, it increases until Example 2 and then decreases as the graft content increases. Therefore, polyethylene grafted acrylic acid according to the present invention reduced the amount of charge accumulated compared to the base resin when the graft ratio of the monomer is more than about 0.04 wt%, the polarity was also changed at the graft rate of about 0.15 wt%.

본 발명에서는 단량체로 아크릴산을 선택하여 다섯가지의 조성비에 대하여 전하분포를 측정하였으나 다른 조성 범위에서도 적용될 수 있다. 아크릴산을 그라프트시킨 수지 조성물에서는 기본수지인 폴리에틸렌이 이종전하를 나타내는 것과는 달리 그라프트율의 증가에 따라서 이종전하에서 동종전하로 변화하며, 축적되는 전하량도 감소되는 것으로 측정되었다. 그러므로, 본 발명의 수지 조성물은 축적 전하량이 낮은 것을 요구하는 조건에 맞게 아크릴산을 그라프트시켜서 사용할 수 있다.In the present invention, the charge distribution was measured for five composition ratios by selecting acrylic acid as the monomer, but may be applied to other composition ranges. In the resin composition grafted acrylic acid, the polyethylene, which is the basic resin, showed heterogeneous charges, and it was determined that the amount of charge accumulated also changed from heterogeneous charges to homogeneous charges as the graft ratio was increased. Therefore, the resin composition of this invention can be used by grafting acrylic acid according to the conditions which require a low accumulated charge amount.

이상과 같이, 본 발명에 따라 아크릴산으로 그라프트 시킨 폴리에틸렌 수지는 축적되는 전하의 극성과 전하량의 크기를 조절할 수 있으며, 이는 전력케이블의 절연체의 성능향상을 위하여 유용하게 사용할 수 있다.As described above, the polyethylene resin grafted with acrylic acid according to the present invention can control the polarity of the accumulated charge and the magnitude of the charge amount, which can be useful for improving the performance of the insulator of the power cable.

Claims (2)

저밀도 폴리에틸렌 수지의 주사슬에 단량체인 아크릴산이 그라프트된 것을 특징으로 하는 전하분포조절용 수지.A resin for charge distribution control, characterized in that acrylic acid as a monomer is grafted onto the main chain of a low density polyethylene resin. 저밀도 폴리에틸렌 수지의 주사슬에 단량체인 아크릴산이 그라프트된 전하분포조절용 수지로 이루어진 전력케이블.A power cable comprising a charge distribution control resin grafted with acrylic acid as a monomer on a main chain of low density polyethylene resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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