KR100907711B1 - 초고압 전력 케이블용 반도전성 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 고순도 고전도성 카본블랙 20 내지 40중량부, 산화방지제 0.1 내지 3중량부, 가공조제 0.1 내지 3중량부, 및 가교제 0.1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 초고압 전력 케이블을 구성하는 반도전성 수지 조성물의 카본블랙 함량을 감소시켜 표면특성 중에서 돌기의 수준을 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 낮은 카본블랙 함량에도 불구하고 전력 케이블이 요구하는 기계적 및 전기적 특성을 만족시킬 수 있다.
전력 케이블, XLPE, 초고압, 반도전성 조성물, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 고순도 고전도성 카본블랙

Description

초고압 전력 케이블용 반도전성 조성물{Semicoductive Resin Composition for Extra High Voltage Power Cable}
본 발명은 초고압 전력 케이블용 반도전성 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고순도 고전도성 카본블랙을 베이스 수지로서 에틸렌 에틸 아크릴레이트에 첨가하여 분산성을 향상시키고, 적은 고순도 고전도성 카본블랙 첨가량으로도 반도전 재료인 반도전성 수지 조성물의 기계적, 전기적 및 돌기 특성을 만족시킬 수 있도록 하는 초고압 전력 케이블용 반도전 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 전력 케이블은 알루미늄이나 구리 등의 금속으로 이루어진 도체부분과 도체를 외부로부터 절연시키는 절연층, 도체 및 절연층 사이에 구비되어 도체 및 절연층을 전기적 충격으로부터 보호해주는 내부 반도전층(이하, "내도"라 한다), 절연층 외측면에 구비되는 외부 반도전층(이하, "외도"라 한다) 및 케이블 자체를 보호하여 주기 위해 외부 반도전층의 외측면에 구비되는 피복층 등으로 구성되어 있으며, 필요에 따라 그 구조는 변하기도 한다.
이와 같은 전력 케이블은 전기절연 및 반도전성을 제공하기 위해 다양한 고분자 재료가 사용되어 왔는바, 전력 케이블의 유지보수 및 장기간에 걸친 지속적인 성능이 요구되어 전력 케이블을 구성하는 고분자 재료는 적절한 전기적 특성 및 내구성을 필요로 하며, 장시간 사용하여도 초기 성능을 안정적으로 유지하는 특성을 만족해야 한다.
특히, 전력 케이블의 공간전하(space charge) 특성은 반도전성 재료의 성분 선택에 따라 영향을 받는바, 상기 공간전하는 절연재의 내부에 전하(전자, 정공 및 이온)가 축적되어 전계 왜곡이 발생된다.
여기서, 상기 전하들은 절연재의 내부 성분으로부터 또는 반도전층으로부터 발생되며, 전력 케이블 속에 포획된 공간전하는 내부의 전계 분포를 변경시켜 최초 전력 케이블의 성능 기대치 또는 설계치보다 낮은 스트레스에서도 전력 케이블의 성능이 상실될 수 있다.
이에, 현재 국내에서 사용되고 있는 고압 및/또는 초고압용 XLPE(Cross Linking-Polyethylene) 전력 케이블은 도체를 중심으로 그 외주면에 도체 차폐층(Conductor shield), 절연층(Insulation), 절연 차폐층(Insulation shield), 중성선(Neutral wire) 및 외피(Sheath)가 순차적으로 구성되며, 상기 도체 차폐층 및 절연 차폐층은 통상적으로 반도전층, 특정적으로 내부 반도전층(내도) 및 외부 반도전층(외도)이라 지칭된다.
이러한 전력 케이블의 절연층 내·외부에 존재하는 반도전층, 즉 내도 및 외 도는 사용 목적에 따라 요구되는 물성이 서로 다른바, 상기 내도는 도체와 절연체 사이에 위치하므로 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)와 같은 금속과의 접착 특성이 좋아야 함은 물론 가교 폴리에틸렌 재질인 절연체와의 접합성 또한 우수하여야 하고, 장기간 사용하여도 전기적 안정성이 보장되어야 한다.
한편, 외도는 내도와 마찬가지로 절연체와의 접합성이 우수하고 전기적 안정성을 확보하면서도 우수한 기계적 물성을 확보하여 장기간 사용에 따른 안정성을 확보하여야 한다.
이와 같이, 내도 및 외도로 특정되는 반도전층은 전력 케이블을 구성함에 있어서, 본연의 역할을 충실히 발휘하기 위해 적정한 카본블랙 함량을 갖도록 구성되어 그 함량에 따라 전기적 및 기계적 특성이 결정된다. 따라서 전력 케이블에 사용되는 반도전 재료인 반도전층을 구성하는 구성요소 중에서 카본블랙은 반도전층의 주요 특성인 전기적 및 기계적 특성 등을 좌우하는 가장 중요한 인자가 된다.
전술한 바와 같이, 전력 케이블, 특정적으로 고전압 전력 케이블에 반도전 재료를 사용하는 것은 전력 케이블의 도체와 중성선 사이에서 발생될 수 있는 전계왜곡에 의해 절연층에 높은 전압이 형성될 수 있으므로, 국부 전기장을 방사형으로 균일하게 함으로써 높은 전압이 형성될 수 있는 절연층을 보호하는 것이다.
따라서 전술한 반도전 재료의 역할을 도모하기 위해서는 필수적으로 반도전 재료에 국부 전기장을 방사형으로 균일하게 하기 위한 도전성을 부여할 목적으로 카본블랙을 첨가한다.
그러나 반도전 재료에 도전성을 부여하는 카본블랙은 카본블랙 자체의 고유 한 성질, 예를 들면 도전성 및 기계적 특성 등으로 인하여 충전할 수 있는 임계함량이 존재하는바, 반도전 재료에 임계함량 이상으로 카본 블랙을 포함하게 되면 반도전 재료의 전기적 특성 및 강성은 증가하게 되지만 충격강도나 흐름성이 약화되고, 이에 따라 베이스 수지의 유동성이 감소하여 카본블랙의 분산성을 감소시킬 수 있다.
그러므로 상기 반도전 재료를 제조하기 위한 반도전성 수지 조성물을 구성하는 베이스 수지와 카본블랙간의 적정 함량을 도출하는 것이 전력 케이블, 바람직하게는 고전압 전력 케이블을 제조함에 있어 중요한 요소로 작용한다.
이에, 전술한 카본블랙을 포함하는 고전압 전력 케이블의 일례로서, 대한민국특허공개 제2004-82835호에 아크릴레이트 함량이 10 내지 20%이고 용융지수가 1.8 내지 8g/10min인 폴리에틸렌 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여, 카본블랙 45 내지 70중량부, 가공조제 0.1 내지 5중량부 및 가교제 0.2 내지 2중량부와 크레졸계 산화방지제를 단독 또는 페놀계 산화방지제와 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 고압 케이블용 반도전성 조성물이 개시되어 있고, 대한민국특허공개 특2000-0060114호에 매트릭스 수지 100중량부에 대하여 카본블랙 40 내지 80중량부, 산화방지제 0.2 내지 10중량부, 가공조제 0.1 내지 10중량부, 가교제 0.1 내지 10중량부, 가교조제 0.1 내지 10중량부를 포함하는 고압 케이블용 반도전 재료가 개시되어 있다.
그러나 상기 종래의 반도전성 조성물은 전체 베이스 수지에 대한 카본블랙의 함량이 40 내지 80중량부가 포함되므로 제조되는 고압 전력 케이블의 부피와 중량 이 증가하고, 베이스 수지와 카본블랙간의 분산성이 감소되는 문제점이 있다.
또한, 전술한 베이스 수지와 카본블랙간의 분산성 감소로 인해 초고압 전력 케이블에 사용되는 반도전 재료에서 요구되는 표면 돌기 특성이 감소되는 문제점이 있다.
본 발명은 초고압 전력 케이블을 제조하기 위한 반도전성 수지 조성물의 베이스 수지와 카본블랙간의 적정함량을 제공하여 초고압 전력 케이블에서 요구하는 표면 돌기 특성 및 표면 거칠기를 일정 수준 이하로 감소시키고, 초고압 전력 케이블이 요구하는 기계적 및 전기적 특성을 만족시킬 수 있도록 하는 것에 해결하고자 하는 과제가 있다.
본 발명은 베이스 수지로서 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 고순도 고전도성 카본블랙의 함량을 40중량부 이하, 바람직하게는 20 내지 40중량부로 유지시켜 초고압 전력 케이블이 요구하는 물성에 맞는 반도전성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 초고압 전력 케이블을 구성하는 반도전성 수지 조성물의 카본블랙 함량을 감소시켜 표면특성 중에서 돌기의 수준을 현저히 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 낮은 카본블랙 함량에도 불구하고 전력 케이블이 요구하는 기계적 및 전기적 특성을 만족시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 소량의 고순도 고전도성 카본블랙으로 초고압 전력 케이블을 구성하여 저밀도이면서도 우수한 물성을 갖고, 이에 따라 제조된 초고압 전력 케이블의 중량, 제조원가 및 운송비를 감소시킬 수 있으며, 부수적으로 환경오염을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 고순도 고전도성 카본블랙 20 내지 40중량부, 산화방지제 0.1 내지 3중량부, 가공조제 0.1 내지 3중량부, 및 가교제 0.1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물은 내부 반도전 재료와 외부 반도전 재료인 내도 및/또는 외도를 제조하기 위한 수지 조성물로서, 이러한 용도로 당업계에서 통상적으로 사용되는 반도전성 수지 조성물이라면 어떠한 것이라도 본 발명의 반도전성 수지 조성물에 해당된다.
여기서, 본 발명에 따른 초고압은 132kV초과 ~ 400kV 이하의 고압을 의미한다.
본 발명에 따른 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물을 구성하는 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체는 반도전성 수지 조성물의 베이스 수지로서, 초고압 전력 케이블의 기계적 물성 및 전기적 물성, 외관 등의 특성 향상을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 에틸렌 에틸 아크릴 레이트 공중합체라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 에틸 아크릴레이트 함량이 전체 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 중량대비 10 내지 20중량부이고 용융수지가 2 내지 10 g/10min인 것이 좋다.
본 발명에 따른 고순도 고전도성 카본블랙은 베이스 수지인 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체와 혼합되어 매트릭스 형태의 구조를 형성시킴으로써 초고압 전력 케이블의 전기 전도성 및 기계적 특성을 향상시키기 위한 것으로서, 고순도 고전도성을 갖는 카본블랙이라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 고순도 고전도성 카본블랙에 고르게 분산된 카본입자 사이의 전도가 수 nm의 갭(최대 gap: 100 [Å], gap이 100 [Å]이상이면 비전도성)을 전자가 호핑(hoping)할 수 있을 정도의 특성을 갖는 고순도 고전도성 카본블랙이 좋고, 추천하기로는 입자크기 10 내지 40nm, 표면적 60 내지 150m2/g인 고순도 고전도성 카본블랙이 좋고, 그 사용량은 전체 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 20 내지 40중량부를 사용하는 것이 좋다.
여기서, 상기 고순도 고전도성 카본블랙의 함량이 전체 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 20중량부 이하로 첨가되면 제조되는 반도전층 및/또는 반도전 시트 상에 고순도 고전도성 카본블랙이 충분하지 않게 분포되어 반도전층 및/또는 반도전 시트의 전기적 특성, 기계적 강도 및 작업성 등이 감소되며, 상기 고순도 고전도성 카본블랙의 함량이 전체 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 40중량부 이상으로 첨가되면 베이스 수지에서 차지하는 고순도 고전도성 카본블랙의 비중이 증가되어 비경제적이며, 제조되는 반도전층 및 또는 반도전 시트가 완전 전도성을 갖게 되어 반도전층 및 또는 반도전 시트에서 요구되는 반도전성 특성이 상실된다.
이에, 본 발명에 따른 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물은 일반 카본블랙보다 적은 함량을 사용하여도 초고압 전력 케이블이 요구하는 전기적, 기계적 특성 및 표면 돌기 특성 등을 향상시킬 수 있는 고순도 고전도성 카본블랙을 사용함으로써, 저 밀도의 초고압 전력 케이블을 제조하는 것이 가능하고, 초고압 전력 케이블의 총 중량을 감소시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 고순도 고전도성 카본블랙은 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체와 결합하면서 입자(particle) 형태의 매트릭스를 형성하는바, 이러한 경우 매트릭스 상에서 전자의 이동이 용이하게 되고, 이에 따라 카본블랙 입자와 입자 사이의 갭(gap)이 좁아져 전자간의 호핑이 용이해지며, 전도성 경로를 형성함으로써 전기전도 특성이 향상된다. 따라서 본 발명에 따른 고순도 고전도성 카본블랙은 상기 매트릭스 내에서 연속성을 이루고 치밀한 전기전도성 네트워크를 형성 할 수 있으므로 우수한 전기전도 특성을 발휘 할 수 있다.
본 발명에 따른 산화방지제는 초고압 전력 케이블이 산화되는 것, 즉 노화되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 산화방지제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 펜타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 2,2'-티오 디에틸비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 4,4'-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 트리에틸렌글리콜-비스-3(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀, 테트라키스-메틸렌(3,5-디-터트-뷰틸-4-하이드록시시나네이트)-메탄 등의 페놀계 산화방지제, 또는 디라우릴 티오디프로피오네이트 등의 에스테르계 산화방지제 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 3중량부인 것이 좋다.
본 발명에 따른 가공조제는 초고압 전력 케이블용 반도전성 조성물의 점도를 감소시켜 가공성을 증가시키기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 가공조제라면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 왁스 계열, 예컨대 PE 왁스, 파라핀 왁스와 스테아린산 계열, 예컨대 스테아린산 아연, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 칼슘 등이 1종 또는 2종 이상 혼용 사용된다.
여기서, 본 발명에 따른 가공조제는 베이스 수지인 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체의 종류와 고순도 고전도성 카본블랙의 첨가량에 따라 고순도 고전도성 카본블랙의 분산, 특정적으로 균일한 분산을 방해할 수 있으므로, 바람직한 사용량은 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 3중량부인 것이 좋고, 상기 가공조제의 함량이 0.1중량부 이하이면 가공성이 좋지 않고, 그 함량이 3중량부 이상이면 고순도 고전도성 카본블랙의 균일한 분산을 저해할 수 있 다.
본 발명에 따른 가교제는 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 사이에서 가교결합을 형성함으로써 그물과 같은 망상구조를 갖는 복합체를 형성하기 위한 것으로서, 이러한 목적을 위해 당업계에서 통상적으로 사용하는 가교제라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시)헥산, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, a,a-비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠, 디-이소프로필벤젠 또는 이들의 혼합물을 사용하는 것이 좋고, 그 사용량은 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 3중량부인 것이 좋다.
여기서, 상기 가교제가 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 0.1중량부 이하로 첨가되면, 에틸렌 에틸 아크릴레이트 수지의 가교도가 감소하여 미가교상태가 될 수 있으며, 그 함량이 3중량부 이상으로 첨가되면 고순도 고전도성 카본블랙의 분산에 영향을 주어 분산이 감소함으로써 반도전성 수지 조성물의 비저항율이 증가하여 반도전성 수지 조성물의 물성 저하가 발생될 수 있다.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나 하기의 실시예는 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 이들 실시예에 의해 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
먼저 본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 의하여 제조되는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물 물성, 예컨대 비중, 전기 체적저항 및 인장강도 등은 다음이 시험방법에 의하여 측정하였다.
<시험방법>
(1) 밀도 측정: 상온, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 792 (Standard Test Method for Density and Specific Gravity of Plastics by Displacement, Annual Book of ASTM Standards D792, Vol. 08.01, pp. 185-188, 1998.)에 의해 측정함.
(2) 체적저항측정: 23℃ 및 90℃, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 IECA S-94-649 방법에 의해 측정함.
(3) 인장강도/신장율 : 상온, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 638 방법에 의해 측정함.
(4) 표면 평활성 시험(Surface smoothness) : 저배율(× 20~40)용 연속 확대 관찰 시험장비를 이용하여 압출 시트 표면의 돌기 개수와 돌기 폭을 측정함.
(5) 접착력 시험 :25℃, 1기압에서, 반도전 수지 조성물을 ASTM D 903 방법에 의해 측정함.
<실시예 1>
에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체[Elvaloy 2715AC, DuPont , 미국] 100중 량부에 대하여 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅰ[ENSACO 250G, TIMCAL GROUP, 벨기에] 20중량부, 산화방지제인 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀[TBM-6, Great Lakes Chemical Corporation, USA] 0.5중량부, 가공조제인 아연 스테아르산염(Zinc Stearate)[HI-FLOW, 신원화학, 대한민국] 0.8중량부 및 가교제인 α,α-비스(t-부틸 퍼옥시 디-이소프로필)벤젠[PBP, NOF CORPORATION, 일본] 1.2중량부를 서로 혼합하여 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물을 제조하였다. 전술한 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
<실시예 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅰ 20중량부 대신 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅰ 30중량부를 사용하였다.
초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
<실시예 3>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 고순도 고전도성 카본블랙Ⅰ 20중량부 대신 고순도 고전도성 카본블랙Ⅰ 40중량부를 사용하였다.
초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
<실시예 4>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 고순도 고전도성 카본블랙Ⅰ 20중량 부 대신 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅱ[DENKA BLACK, DENKI, 일본] 20중량부를 사용하였다.
초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
<실시예 5>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 고순도 고전도성 카본블랙Ⅰ 20중량부 대신 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅱ[DENKA BLACK, DENKI, 일본] 30중량부를 사용하였다.
초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
<실시예 6>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 고순도 고전도성 카본블랙Ⅰ 20중량부 대신 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅱ[DENKA BLACK, DENKI, 일본] 40중량부를 사용하였다.
초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
<비교 실시예 1>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 고순도 고전도성 카본블랙 20중량부 대신 전도성 카본블랙[Conductex 7054 Ultra, Columbian Chemicals Korea, 대한민국] 50중량부를 사용하였다.
초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
<비교실시예 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 고순도 고전도성 카본블랙 20중량부 대신 전도성 카본블랙[Conductex 7054 Ultra, Columbian Chemicals Korea, 대한민국] 60중량부를 사용하였다.
초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
<비교실시예 3>
실시예 1과 동일한 방법으로 실시하되, 고순도 고전도성 카본블랙 20중량부 대신 전도성 카본블랙[Conductex 7054 Ultra, Columbian Chemicals Korea, 대한민국] 70중량부를 사용하였다.
초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물의 조성은 표 1로 나타냈다.
Figure 112007090378154-pat00001
<실험>
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교실시예 1 내지 비교실시예 3에 따라 제조된 각각의 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물을 70 내지 100℃의 오픈롤[Open Roll, 화인기계, 대한민국]로 10분 동안 1차 혼련한 후 180℃에서 20분간 200kg/cm2의 압력으로 프레싱하여 시트상으로 제작하였다.
그 다음, 상술한 시험방법을 통하여 23℃ 에서의 비중, 23℃, 90℃ 에서의 전기 체적저항 측정 및 열화 전과 열화 후의 인장강도를 각각 측정하여 <표 2>로 나타냈다.
Figure 112007090378154-pat00002
표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 6에 따른 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물은 에틸렌 에틸 아크릴레이트에 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅰ 또는 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅱ를 첨가한 반도전 수지 조성물의 비중이 고순도 고전도성 카본블랙의 첨가량이 증가함에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 그러나 비교실시예 1 내지 비교실시예 3에 따른 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물은 에틸렌 에틸 아크릴레이트에 전도성 카본블랙을 첨가한 반도전 수지 조성물에 비해 비중이 현저히 낮게 나타나는 것을 알 수 있었다.
따라서 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅰ또는 고순도 고전도성 카본블랙 Ⅱ를 함유한 반도전성 조성물은 일반 카본블랙을 함유한 반도전성 조성물에 비하여 전력케이블의 중량감소 효과를 발생시킬 수 있었다.
아울러, 상기 표 2의 실시예 2, 실시예 3, 실시예 5, 그리고 실시예 6 의 경우 에틸렌 에틸 아크릴레이트와 적은 량의 고순도 고전도성 카본블랙 사이의 분산성이 우수하고 그로 인하여 전기전도성 네트워크를 형성함으로써 초고압 전력케이블용 반도전 조성물의 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 반도전성 수지 조성물을 제공하는 것을 알 수 있었다.
또한, 표 2의 비교실시예 3의 경우, 체적저항이 낮아 전기적 특성은 우수하지만, 인장강도 및 신장율 등의 기계적 특성이 매우 낮아 초고압용 반도전 조성물로 적용하기 어렵지만, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 5 및 실시예 6의 경우 우수한 분산도의 영향으로 인하여 적은 량의 고순도 고전도성 카본블랙을 사용하더라도 높은 인장강도 및 신장율 등의 기계적 특성을 만족시킬 수 있었다.
따라서 에틸렌 에틸 아크릴레이트와 고순도 고전도성 카본블랙을 첨가한 반도전성 수지 조성물인 실시예 2, 실시예 3, 실시예 5 및 실시예 6의 경우, 적은 카본블랙의 함유량에도 불구하고 전기적 특성, 기계적 특성의 향상과 이로 인한 표면 돌기 특성을 향상 시킬 수 있으며 밀도가 낮아 전력케이블의 총 중량도 함께 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모두 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모두 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

  1. 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100중량부에 대하여 고르게 분산된 카본입자 사이의 전도가 수 nm의 갭을 전자가 호핑할 수 있고, 입자크기 10 내지 40nm, 표면적 60 내지 150m2/g인 카본블랙 20 내지 40중량부; 산화방지제 0.1 내지 3중량부; 가공조제 0.1 내지 3중량부; 및 가교제 0.1 내지 3중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체가 에틸 아크릴레이트 함량이 전체 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 중량대비 10 내지 20중량부이고, 용융수지가 2 내지 10g/10min인 것을 특징으로 하는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 산화방지제가 타에리트리틸-테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 2,2'-티오디에틸비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 4,4'-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 트리에틸렌글리콜-비스-3(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트 4,4'-싸이오비스[2-(1,1-디-메티에틸)-5-메틸-페놀, 테트라키스-메틸렌(3,5-디-터트-뷰틸-4-하이드록시시나네이트)-메탄, 디라우릴 티오디프로피오네이트 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가공조제가 PE 왁스, 파라핀 왁스, 스테아린산 아연, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 칼슘 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가교제가 t-부틸 큐밀 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시)헥산, 디-t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, α,α-비스(t-부틸 퍼옥시 이소프로필)벤젠, 디-이소프로필벤젠 또는 이들의 혼합물인 것 을 특징으로 하는 초고압 전력 케이블용 반도전성 수지 조성물.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101257152B1 (ko) * 2010-03-16 2013-04-23 엘에스전선 주식회사 반도전성 조성물 및 이를 이용한 전력 케이블

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101113207B1 (ko) * 2009-09-30 2012-03-13 주식회사 디와이엠 우수한 평활 특성을 가지는 초고압 전력 케이블용 반도전성 조성물
KR102038709B1 (ko) * 2013-05-15 2019-10-30 한국전력공사 전력 케이블
KR102018922B1 (ko) * 2013-04-24 2019-09-05 한국전력공사 전력 케이블
WO2014126404A1 (ko) * 2013-02-14 2014-08-21 엘에스전선 주식회사 전력 케이블
KR102020068B1 (ko) * 2013-04-29 2019-11-04 한국전력공사 전력 케이블
KR102020069B1 (ko) * 2013-04-29 2019-11-04 한국전력공사 증가된 용량을 갖는 컴팩트 전력케이블
CN106543515B (zh) * 2015-09-22 2020-08-18 上海凯波特种电缆料厂有限公司 一种适用于高速挤出的聚乙烯绝缘料及其制备方法
US11017918B2 (en) 2017-12-07 2021-05-25 Dym Solution Co., Ltd. Semi-conductive composition for power cable
KR102641968B1 (ko) * 2019-12-23 2024-02-29 한화솔루션 주식회사 고압 케이블의 반도전층 조성물

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970042744A (ko) * 1995-12-29 1997-07-26 권문구 전력케이블용 박리용이 외부반도전 조성물
KR100522196B1 (ko) * 2003-03-20 2005-10-18 엘에스전선 주식회사 고압 케이블용 반도전성 조성물
KR100530139B1 (ko) 2002-10-31 2005-11-21 한국전력공사 초평활 반도전성 수지조성물 및 이를 이용한 전력케이블

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970042744A (ko) * 1995-12-29 1997-07-26 권문구 전력케이블용 박리용이 외부반도전 조성물
KR100530139B1 (ko) 2002-10-31 2005-11-21 한국전력공사 초평활 반도전성 수지조성물 및 이를 이용한 전력케이블
KR100522196B1 (ko) * 2003-03-20 2005-10-18 엘에스전선 주식회사 고압 케이블용 반도전성 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101257152B1 (ko) * 2010-03-16 2013-04-23 엘에스전선 주식회사 반도전성 조성물 및 이를 이용한 전력 케이블
US8501049B2 (en) 2010-03-16 2013-08-06 Ls Cable & System Ltd. Semiconductive composition and the power cable using the same

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