KR100561095B1

KR100561095B1 - 다층 절연전선

Info

Publication number: KR100561095B1
Application number: KR1020050046248A
Authority: KR
Inventors: 정지웅; 박은수
Original assignee: 영창실리콘 주식회사
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-03-15

Abstract

본 발명은 도체에 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합체 혹은 알로이된 수지로 2층 이상 압출 절연하여 제1절연피복층과 제2절연피복층을 형성하고, 폴리아미드, 폴리아미드-이미드나 에틸렌테트라플로로에틸렌 수지로 최종 압출 절연시켜 외부피복층을 형성하여, 내열특성이 향상되고 소형화된 전자제품 내부 배선에 사용되도록 전선을 얇게 형성할 수 있어 단위면적당 발생되는 발열량이 줄어 높은 내열성 및 절연 특성을 갖는 다층절연전선에 관한 것이다.

상기 다층절연전선(50)은 구리선, 합금선 혹은 에나멜선으로 구성된 도체(10)와, 상기 도체(10)상에 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합 혹은 알로이 수지로 압출 절연하는 제1절연피복층(20) 및 제2절연피복층(30)과, 상기 제2절연피복층(20) 상에 폴리아미드, 폴리아미드-이미드, 폴리에틸렌테트라플로로에틸렌, 중 어느 하나를 선택하여 압출 절연되는 외부피복층(40)으로 구성한다.

상기 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합된 수지는 1.4-부탄디올 0.1-40 중량%, 에틸렌글리콜 20-50중량%, 테레프탈산 30-80 중량% 및 다가알콜 0.01~4.0중량%를 혼합하여 랜덤 혹은 블록 공중합 시킨 수지로 구성한다.

상기 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 알로이 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지에 폴리부틸렌테레프탈레이트를 임의적 함량으로 알로 이 시킨 수지로 구성한다.

또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 알로이 수지는 알로이시에 에스테르 교환반응(트랜스에스테르화 반응)이 0.1%~50% 이루어진 수지로 구성한다.

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.

절연전선, 다층내열향상제, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아미드

Description

다층 절연전선{Insulated wire of several floor}

도 1은 본 발명의 다층절연 전선의 구성을 나타낸 사시도

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♣

10: 도체 20: 제1절연피복층

30: 제2절연피복층 40: 외부피복층

50: 다층절연전선

본 발명은 도체에 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합 혹은 알로인된 수지로 2층 이상 압출 절연하여 제1절연피복층과 제2절연피복층을 형성하고, 폴리아미드, 폴리아미드-이미드나 에틸렌테트라플로로에틸렌 수지로 최종 압출 절연시켜 외부피복층을 형성하여, 내열특성이 향상되고 소형화된 전자제품 내부 배선에 사용되도록 전선을 얇게 형성할 수 있어 단위면적당 발생되는 발열량이 줄어 높은 내열성 및 절연 특성을 갖으며, 내열성, 내마모성, 전기 절연성이 우수한 공중합된 수지를 압출한 다층절연전선에 관한 것이다.

최근에 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.

또한 고분자 수지의 물성을 개선시키고 취약한 성능을 보완하기 위한 고분자의 공중합, 블렌드 혹은 알로이 기술이 상용화 돼가고 있으며, 값비싼 재질의 고분자를 대체하고 있는 실정이다. 폴리에틸렌테레프탈에이트에 폴리부틸렌테레프탈레이트를 알로이 할 경우 기체투과성이 개선되며, 최종 제품의 휨 현상을 방지하는 특성을 가지고 있다.

다층절연 전선을 형성하는 것으로 도체, 테레프탈산 40-80중량%, 에틸렌 글리콜 15-40중량%, 나프탈렌 디카르복실산 1-40중량% 및 펜타에리스리톨 0.01-2중량%를 혼합 및 중합하여 제조된 개질된 폴리에스테르 수지로 형성된 제 1 및 제 2 피복층 및 폴리아미드로 형성된 제 2 피복층 상의 제 3피복층으로 구성되는 특허등록 제368571호가 있었으나 이렇게 개질된 폴리에스테르 수지로 제조된 전선의 경우 솔더링 작업 시 나프탈렌 디카르복실산 유닛에서 발생하는 탄화 찌꺼기로 인해 작업성이 떨어지고 최종제품의 외관이 나빠지는 단점이 발생하게 된다.

이에 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리에틸렌나프탈렌디카르복실레이트 알로이 수지를 2층 이상으로 압출 절연한 후 폴리아미드 수지로 최종 절연하여 외부피복층 을 형성하는 특허등록 제439696호가 있었으나 이 또한 솔더링 작업 시 나프탈렌 디카르복실산 유닛에서 발생하는 탄화 찌꺼기로 인해 작업성이 떨어지고 최종제품의 외관이 나빠지는 단점을 가진다.

상기한 단점을 개선하고자 본 출원인이 선 등록받은 특허등록제439695호에서 도체 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 알로이 수지로 2층 이상 압출 절연하여 제1절연피복층과 제2절연피복층을 형성하고, 제2절연피복층 상으로 폴리아미드, 폴리아미드-이미드나 에틸렌테트라플로로에틸렌 수지로 압출 절연시켜 외부피복층을 형성하여, 내열특성이 향상되고 소형화된 전자제품 내부 배선에 사용될수 있는 다층 절연을 손쉽게 생산할 수 있도록 한 것이 있다.

이에 본 발명자는 예의 연구를 계속한 결과 도체에 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합 혹은 알로이된 수지로 2층 이상 압출 절연한 다음, 폴리아미드, 폴리아미드-이미드 수지 및 에틸렌테트라플로로에틸렌 수지로 최종 압출 절연시키면 경제적이면서도 내열성이 향상된 다층절연전선을 용이하게 제조할 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 상기와 같은 여러 가지 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 구리합금선 혹은 에나멜선과 같은 도체와, 상기 도체 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합 혹은 알로이된 수지로 압출 절연하는 제1절연피복층 및 제2절연피복층과, 상기 제2절연피복층 상에 폴리아미드, 폴리에틸렌테트라 플로로에틸렌, 폴리아미드-이미드 중 어느 하나를 선택하여 압출 절연되는 외부피복층으로 구성하여 전자제품의 소형화에 따라 내부배선에 사용되고 있는 절연전선 또한 얇아지고, 단위면적당 발생되는 발열량이 증가하는데 따른 높은 내열성 및 절연 특성을 갖는 다층절연전선을 제공함에 있다.

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

첨부된 도면 도 1은 본 발명의 전체 구성을 나타낸 단면도로서, 부호 50은 본 발명의 다층절열전선을 표시하고 있다.

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

상기 도체(10)는 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리아미드-이미드, 폴리이미드바니시로 코팅 절연된 동선, 금속 합금선 혹은 에나멜선으로 이루어진다.

상기 제1절연피복층(20) 및 제2절연피복층(30)은 도체(10) 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합 혹은 알로이 된 수지로 압출 절연하는 제1절연피복층(20)과 제2절연피복층(30)을 형성한다.

상기 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합된 수지는 1.4-부탄디올 0.1-40 중량%, 에틸렌글리콜 20-50중량%, 테레프탈산 30-80 중량% 및 다가알콜 0.01~4.0중량%를 혼합하여 랜덤 혹은 블록 공중합 시킨 수지를 사용한다.

또한, 상기 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 알로이 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지에 폴리부틸렌테레프탈레이트를 임의적 함량으로 알로이 시킨 수지를 사용한다.

상기 외부피복층(40)은 제2피복층(20) 상에 폴리아미드, 폴리에틸렌테트라플로로에틸렌이나 폴리아미드-이미드 중 어느 하나를 선택하여 압출 절연한다.

이때, 상기 폴리아미드 수지는 나이론 6, 나이론 6,6 혹은 나이론 4,6 이중 한 가지 수지로 선택되며, 내열향상제를 0.01중량%~20중량% 및 압출향상제를 0.01중량%~5중량%가 배합된 수지를 사용하게 되면 내열성 및 가공성이 향상된다.

상기 내열향산제는

구조의 페놀계,

구조의 아민계 및

구조의 유기계와 실리카, 지당, 알루미나, 산화몰리브덴와 같은 무기계로 혼합 구성되며, 무기계인 경우 충진제의 가로/세로비 (aspect ratio)가 1.0~1.2인 구상 혹은 입상의 입자를 사용한다.

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

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

하기 표 1에서 제조된 다층전열전선의 성능은 절연파괴전압, 납땜성, 열전도도 및 난연성실험에 의해 평가된다.
폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 알로이 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 10～80중량%, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 충격보강제, 상용화제, 내열향상제의 혼합물을 230~260℃의 온도에서 용융혼련용 압출기로 혼련 압출하여 성형용 펠렛을 제조한 다음, 제조된 펠렛을 120℃에서 5시간 열풍 건조하여 제조한다.

삭제

표 1

폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합 수지를 이용한 다층절연전선의 실시예

표 2

폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 알로이 수지를 이용한 다층절연전선의 실시예

표 3

폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합 수지의 조성

표 4

내열등급에 따른 Aging 조건

표 5

유기계 내열향상제 (산화방지제)

폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합 수지는 표 3에 기재된 함량으로 제조한다. 테레프탈산, 1,4-부탄디올, 디메틸테레프탈레이트, 테트라부틸티타네이트 및 조촉매를 진공감압장치 및 축합콘덴서가 장착된 반응기에 넣은 후 180 내지 220℃의 온도에서 수분이 응축되지 않을 때까지 일정한 속도로 교반하여 에스테르화 반응을 시킨다. 에스테르화 반응을 완료한 후 서서히 감압하여 반응기를 1 torr 이하가 되도록 하고, 220~240℃의 온도에서 90분간 중축합 반응을 시행하여 고유점도가 0.75 내지 0.85 dl/g인 중합체를 제조한다. 상기 중합체를 제습건조기에서 120℃의 온도에서 수분 함량이 0.01 중량% 이하가 되도록 건조하였다.

상기 표 1에 기재된 성분의 압출피복 시, 실린더 온도는 200 내지 300℃, 스크류 회전수는 20 내지 30 rpm 그리고 선속은 100 내지 300 rpm으로 제어하여 편심 이 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.

실시예1~5, 비교예1~2

구리나 합금선과 같은 도체(10) 상에 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트의 공중합 혹은 알로인된 수지로 압출 절연하여 제1절연피복층을 형성한다. 그리고 제1절연피복층(20)과 동일한 재질로 제2절연피복층(30)을 중복하여 압출 절연하게 된다.

그런 다음 상기 제2절연피복층(30) 상에 폴리아미드, 폴리아미드-이미드나 폴리에틸렌테트라플로로에틸렌 중 어느 하나를 선택하여 압출 절연하여 외부피복층(40)을 형성하도록 한다.

상기와 같은 다층절연전선은 실시 예와 같이 내열 등급 B종에 적합함을 알 수 있다. 반면 비교예 1, 2와 같이 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 단독으로 1, 2층 압출하는 경우 내열 등급 B종에 만족하지 않음을 알 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도체에 폴리에틸렌테레프탈레이트/폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합된 혹은 알로이된 수지로 2층 이상 압출 절연하여 제1절연피복층과 제2절연피복층을 형성하고, 폴리아미드, 폴리아미드-이미드나 에틸렌테트라플로로에틸렌 수지로 최종 압출 절연시켜 외부피복층을 형성하여, 내열특성이 향상되고 소형화된 전자제품 내부 배선에 사용되도록 전선을 얇게 형성할 수 있어 변압기, 가전제품, 비행기, 무선전화, 컴퓨터 등의 소형화 장비 등에 응용되는 장점이 있다.

Claims

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삭제
다층절연전선에 있어서,

구리, 합금선 혹은 에나멜선으로 구성된 도체(10)와,

상기 도체(10) 상에 1.4-부탄디올 0.1-40 중량%, 에틸렌글리콜 20-50중량%, 테레프탈산 30-80 중량% 및 다가알콜 0.01~4.0중량%를 혼합하여 랜덤, 블록 혹은 그라프트 공중합 시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합된 수지로 압출 절연하는 제1절연피복층(20)과,

상기 제1절연피복층(20) 위에 1.4-부탄디올 0.1-40 중량%, 에틸렌글리콜 20-50중량%, 테레프탈산 30-80 중량% 및 다가알콜 0.01~4.0중량%를 혼합하여 랜덤, 블록 혹은 그라프트 공중합 시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리부틸렌테레프탈레이트 공중합된 수지로 중복하여 압출 절연하는 제2절연피복층(30)과,

상기 제2절연피복층(20) 상에 폴리아미드, 폴리아미드-이미드, 폴리에틸렌테트라플로로에틸렌 중 어느 하나를 선택하여 압출 절연되는 외부피복층(40)으로 구성함을 특징으로 하는 다층절연전선.
제3항에 있어서,

상기 제1절연피복층과 제2절연피복층을 구성하는 공중합된 수지를 랜덤, 블록 혹은 그라프트 공중합 시킨 수지는 반응촉매로 티탄화합물을 에스테르 반응 또는 에스테르 교환반응 초기와 축중합반응 초기에 각각 0.1내지 1.0 중량부를 첨가하고 안정제로 티탄화합물을 에스테르 반응 또는 에스테르 교환반응 말기 또는 축중합 반응초기에 0.01 내지 1.0 중량부를 첨가하여 공중합된 수지로 구성함을 특징으로 하는 다층절연전선.
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제3항에 있어서,

상기 폴리아미드 수지는 나이론 6, 나이론 6,6 혹은 나이론 4,6 이중 한 가지 수지로 선택되며, 내열향상제를 0.01중량%~20중량% 및 압출향상제를 0.01중량%~5중량%가 배합된 수지로 구성함을 특징으로 하는 다층절연전선.
제3항에 있어서,

상기 에나멜선은 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스텔 및 폴리이미드 바니시 중 한 물질로 코팅 절연된 동선 혹은 합금선으로 구성함을 특징으로 하는 다층절연전선.
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