KR100439696B1

KR100439696B1 - 다층절연전선

Info

Publication number: KR100439696B1
Application number: KR1020030078566A
Authority: KR
Inventors: 정지웅; 박은수
Original assignee: 영창실리콘 주식회사
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2004-07-12

Abstract

본 발명은 전자제품의 소형화에 따라 내부배선에 사용되고 있는 절연전선을 얇게 형성할 수 있어 단위면적당 발생되는 발열량을 줄여 열안정성 및 절연이 뛰어나며, 내열성, 내마모성, 전기 절연성이 우수한 수지로 다중 압출한 다층절연전선에 관한 것이다.

상기와 같은 다층절연전선(50)은 구리나 합금선과 같은 도체(10)와, 상기 도체(10) 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지를 2층 이상으로 압출 절연하여 형성된 제1절연피복층(20) 및 제2절연피복층(30)과, 상기 제2절연피복층(30) 상에 폴리아미드 수지로 압출 절연하여 외부피복층(40)으로 구성한다.

또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트에 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 1중량% ~ 90중량% 함유된 블렌드나 알로이된 수지로 구성한다.

또, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지는 알로이나 블렌드 시에 에스테르 교환반응(트랜스에스테르화 반응)이 0.1%~50% 이루어진 수지로 구성한다.

또, 상기 폴리아미드 수지는 나이론 6, 나이론 6,6 혹은 나이론 6,10 이중 한 가지 수지로 선택되며, 내열향상제를 0.01중량%~20중량% 및 압출향상제를 0.01중량%~5중량%가 배합된 수지로 구성한다.

Description

다층절연전선{The several layer insulated wire}

초전자 제품 및 고주파를 사용하는 전기전자 장비가 소형 · 경량화 되고 일상생활에서 흔히 사용되고 있는 컴퓨터, 핸드폰, 모니터, 프린터 및 동영상 카메라와 같은 가전제품들은 더 빨리 소형화, 고성능화 되는 추세이다. 이들 전자제품의 소형화에 따라 내부배선에 사용되고 있는 절연전선 또한 얇아지고, 단위면적당 발생되는 발열량이 증가하기 때문에 높은 내열성 및 절연성을 요구하게 되었다.

국내에서는 나프탈렌디카르복실산을 1중량%~40중량%를 폴리에스테르 중합에 첨가한, 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 중합체를 이용하여 다층절연 전선을 제조하는 특허가 이미 출원되었으나, 절연 피복하는 고분자의 특성을 변화시키기 위해서는 에스테르 합성 초기부터 고분자의 조성 및 단량체를 변경시켜 주어야 하는 단점을 가지고 있기 때문에 단량체 함량이 다른 수지를 양산함에 있어서 많은 제약을 가져온다.

또한 고분자의 조성 및 단량체를 바꾸는 작업은 고분자의 가공특성을 현저하게 바꾸기 때문에 조성에 따른 고분자의 특성을 예측하기 힘들고, 최종적으로는 양산작업을 거쳐 경제적인 수지개발 및 제품생산 어렵다는 단점을 가지고 있다.

최근에는 경제적으로 저렴한 폴리에틸렌테레프탈레이트에 내열특성이 우수한 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 수지를 블렌드 혹은 알로이 하여 산소의 기체투과성을 억제시키고 폴리에틸렌테레프탈레이의 내열성을 향상시키는 연구가 진행되고 있으며 음식 용기나 의료용으로 사용하려는 시도가 있었다.

본 발명의 상기와 같은 여러 가지 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 전자제품의 소형화에 따라 내부배선에 사용되고 있는 절연전선 또한 얇아지고, 단위면적당 발생되는 발열량이 증가하기 때문에 열안정성 및 절연 특성이 뛰어난 다층절연전선을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 구리나 합금선과 같은 도체와, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 브렌드 혹은 알로한 수지로 2층 이상으로 압출 절연하여 형성된 제1절연피복층 및 제2절연피복층과, 폴리아미드 수지로 압출 절연하여 외부피복층을 구성한다.

도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 단면도.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣

10: 도체 20: 제1절연피복층

30: 제2절연피복층 40: 외부피복층

50: 다층절연전선

이하에서 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면 도 1 내지 도 2는 본 발명의 전체 구성을 나타낸 도면으로서,부호 50은 본 발명의 다층절열전선을 표시하고 있다.

상기 다층전열전선(50)은 도체(10)와 제1절연피복층(20) 및 제2절연피복층(30)과 외부피복층(40)으로 구성한다.

상기 도체(10)는 구리나 금속 합금선으로 이루어진다.

상기 제1절연피복층(20) 및 제2절연피복층(30)은 상기 도체(10) 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 블렌드시킨 수지를 압출 절연하게 된다.

이때, 상기 제1절연피복층(20)을 먼저 압출 절연하고 순차적으로 제2절연피복층(30)을 압출 절연하여 2층 이상으로 형성한다.

또한, 상기 제1절연피복층(20)과 제2절연피복층(30)은 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이시킨 수지를 사용할 수 있다..

상기 폴리에틸렌테레탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지는 폴리에틸렌테레탈레이트에 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 1중량% ~ 90중량% 함유된 블렌드 수지를 사용한다.

이때, 상기 폴리에틸렌테레탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지는 폴리에틸렌테레탈레이트에 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 1중량% ~ 90중량% 함유된 알로이 수지로 사용할 수 있다.

또한, 상기 폴리에틸렌테레탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지는, 알로이나 블렌드 시에 에스테르 교환반응(트랜스에스테르화 반응)이 0.1%~50% 이루어진 수지로 사용할 수 있다.

상기 외부피복층(40)은 폴리아미드 수지로 제2절연피복층(30) 상에 압출 절연한다.

상기 폴리아미드 수지는 나이론 6, 나이론 6,6 혹은 나이론 6,10 이중 한 가지 수지로 선택되며, 내열향상제를 0.01중량%~20중량% 및 압출향상제를 0.01중량%~5중량%가 배합된 수지로 구성한다. 내열향상제는혹은구조의 유기계이거나 실리카, 지당, 알루미나, 산화몰리브덴와 같은 무기계로 구성되며, 무기계인 경우 충진제의 가로 세로비가 1.0~1.2인 구상의 입자를 사용한다.

압출향상제는 수지에 흐름성 및 윤활성을 주기 위해 첨가하며, 통상적인 올레핀계, 아라미드계, 에스텔계 등을 사용할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 근거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

표 1 및 표 2는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 혹은 브렌드 시의 압출기 세팅 조건 및 세팅 조건에 따른 에스테르교환반응도(트랜스에스테르화 반응도) 및 열적특성 변화를 나타내었다. 표 3의 실시예로 제조된 다층전열전선의 성능은 절연파괴전압, 납땜성, 및 난연성실험에 의해 평가된다.

폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 알로이나 블렌드 시의 압출기 온도조건

기기세팅조건	압출기 온도 조건
기기세팅조건	Zone 1	Zone 2	Zone 3	Zone 4	Zone 5	Zone 6
1	268	274	277	277	277	260
2	298	304	307	307	307	290
3	318	324	327	327	327	310

폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지의 에스테르 교환반응 및 열적특성

기기세팅조건	스크류속도(RPM)	에스테르 교환반응도(%)	열적특성
기기세팅조건	스크류속도(RPM)	에스테르 교환반응도(%)	결정화온도(℃)	융점(℃)	열용량(cal/g)
1	25	20	167	245	7.4
2	25	50	161	227	0.1
3	50	25	191	239	3.1

구 분				실시예
층구분		각층 절연재료	1	2	3	4	5	6	7
제1절연피복층	고분자 블렌드수지의 함량(중량 %)	폴리에틸렌테레프탈레이트	99	90	80	70	50	40	90
제1절연피복층	고분자 블렌드수지의 함량(중량 %)	폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트	1	10	20	30	50	60	10
제 1층 절연두께(㎛)	33	33	33	33	33	33	33
제2절연피복층	고분자 블렌드수지의 함량(중량 %)	폴리에틸렌테레프탈레이트	99	90	80	70	50	40	90
제2절연피복층	고분자 블렌드수지의 함량(중량 %)	폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트	1	10	20	30	50	60	10
제 2층 절연두께(㎛)	33	33	33	33	33	33	33
외부피복층	고분자수지	나이론 6,6	100	100	100		100	100
외부피복층	고분자수지	폴리아미드-이미드 수지			-	100			100
외부피복 절연두께(㎛m)	33	33	33	33	33	33	33
난연성	V-2	V-2	V-2	V-2	V-2	V-2	V-2
납땜성	0	0	0	0	0	0	0
절연파괴전압(KV)	16.2	16.5	16.2	16.2	16.7	17.5	16.5
내열등급(B종, 130℃급)	합격	합격	합격	합격	합격	합격	합격

상기 표 3에 기재된 성분의 압출피복 시, 실린더 온도는 240 내지 300℃, 스크류 회전수는 20 내지 30 rpm 그리고 선속은 100 내지 500 rpm으로 제어하여 편심이 발생하지 않도록 압출피복 하였다.

절연파괴전압은 두 줄 꼬임법으로 측정하였으며, 동일한 보빈으로부터 길이 약 50㎝의 시험편 3개를 취하고 각각을 두개로 접어서 합친 다음, 적당한 인장력을 가하면서 약 12㎝ 길이의 부분을 적당한 꼬임수로 꼰 후 인장력을 제거하고서 접은 부분을 자르고 60㎐의 정현파에 가까운 교류전압을 가하여 측정하였으며, 절연파괴전압이 변압기에 사용되는 가장 높은 실험치인 14kV 보다 낮으면 불합격 판정한다.

난연성 실험은 난연 시험기를 이용하여 수평시험법(UL 94HB)의 시험 방법에 따라 측정하였으며 그 난연성에 따라 V-0, V-1, V-2로 구분하며, V-2이하이면 불합격 판정한다.

납땜성은 KS C 3006의 16항과 같이 동일한 보빈으로부터 길이 약 15㎝의 시험편 34개를 취하고 각각에 대하여 규정된 온도로 유지된 KSD 6704에 규정한 50Sn 중에 시험편의 앞 끝부분 약 40mm를 규정된 시간동안 담근 후 꺼내어 즉시 적당한 헝겊으로 가볍게 닦아냈을 때 담긴 부분의 윗부분 약 10mm를 제외하고 납땜이 고르게 되었는지로 판단하였다.

실시예1~7

구리나 합금선과 같은 도체(10)에 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 블렌드나 알로이시킨 수지로 압출 절연하여 2층 이상으로제1절연피복층(20)과 제2절연피복층(30)을 형성한다.

그런 다음 상기 제2절연피복층(30)에 폴리아미드 수지로 압출 절연하여 외부피복층(40)을 형성하여 다층절연전선을 제조한다.

상기 모든 실시예에서 보는 바와 같이 본 발명으로 제조된 다층절연전선은 내열 등급 B종에 적합함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 구리 혹은 합금선과 같은 도체에 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 블렌드나 알로이 수지로 제1절연피복층과 제2절연피복층으로 압출 절연한 다음, 폴리아미드 수지로 최종 압출하여 외부피복층을 형성하여, 열안정성이 뛰어난 다층절연전선을 경제적으로 제조할 수 있으며, 이를 이용하여 변압기, 가전제품, 비행기, 무선전화, 컴퓨터 등의 소형화 장비 등에 응용될 수 있는 장점이 있다.

Claims

다층절연전선에 있어서,

구리나 합금선과 같은 도체(10)와,

상기 도체(10) 상에 폴리에틸렌테레프탈레이와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 블렌드시킨 수지를 2층 이상으로 압출 절연하여 형성된 제1절연피복층(20) 및 제2절연피복층(30)과,

상기 제2절연피복층(30) 상에 폴리아미드 수지로 압출 절연하여 외부피복층(40)으로 구성된 것을 특징으로 하는 다층절연전선.
제1항에 있어서,

상기 제1절연피복층(20) 및 제2절연피복층(30)은 폴리에틸렌테레프탈레이와 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 알로이시킨 수지를 포함함을 특징으로 하는 다층절연전선.
제1항에 있어서,

상기 폴리에틸렌테레탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지는 폴리에틸렌테레탈레이트에 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 1중량% ~90중량%를 함유하여 블렌드시킨 수지로 구성함을 특징으로 하는 다층절연전선.
제3항에 있어서,

상기 폴리에틸렌테레탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지는 폴리에틸렌테레탈레이트에 폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트를 1중량% ~ 90중량%를 함유하여 알로이시킨 수지를 포함함을 특징으로 하는 다층절연전선.
제1항에 있어서,

상기 폴리에틸렌테레탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지는 알로이나블렌드 시에 에스테르교환 반응(트랜스에스테르화 반응)이 0.1%~50% 이루어진 수지로 구성함을 특징으로 하는 다층절연전선.
제 1항에 있어서,

상기 폴리아미드 수지는 나이론 6, 나이론 6,6 혹은 나이론 6,10 이중 한 가지 수지로 선택되며, 내열향상제를 0.01중량%~20중량% 및 압출향상제를 0.01중량%~5중량%가 배합된 수지로 구성함을 특징으로 하는 다층절연전선.