KR100930438B1 - 유연성과 난연성 및 내마모성이 우수한 전선용 절연체조성물과 이를 이용한 전선 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내마모성과 유연성, 난연성을 모두 갖춘 난연 전선용 절연체 조성물과 이를 이용한 난연 전선에 관한 것이다. 본 발명에서는 극성 에틸렌계 공중합체 40 내지 85 중량%, 에틸렌-알파올레핀 공중합체 10 내지 40 중량% 및 말레산 무수물(maleic anhydride)로 변형된 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 5 내지 20 중량%로 이루어지는 기본 수지 100 중량부에 대하여, 난연제 50 ~ 150 중량부, 가교제 0.5 ~ 10 중량부 및 가교 커플링제 0.5~10 중량부를 포함하여 이루어지며, 선택적으로 실리콘 검 및 산화 방지제를 더 포함하는 난연 전선용 절연체 조성물을 제공한다. 본 발명은 아울러 도체부, 상기 도체부를 피복하는 본 발명의 난연 절연체 조성물로 이루어진 절연체, 쉬스체 및 상기 쉬스체와 절연체 사이에 개재되는 차폐체를 갖춘 난연 전선을 제공한다.
난연 전선, 비할로겐, 유연성, 내마모성, 절연

Description

유연성과 난연성 및 내마모성이 우수한 전선용 절연체 조성물과 이를 이용한 전선{Insulation layer composition for electric cables with excellent flexibility, flame-retardancy and abrasion resistance and electric cable using the same}
본 발명은 비할로겐계 난연 전선에 관한 것이다. 더 구체적으로 본 발명의 난연 전선은 유연성과 내마모성이 우수하여 진동이 많은 좁은 공간에 사용하기 적합한 난연성 절연체 조성물과 이를 이용한 난연 전선에 관한 것이다.
대전류, 고전압 조건에서 사용하는 난연 전선은 발열 억제를 위하여 전선 도체의 지름을 크게 하여 사용하게 된다. 이러한 도체를 포함하는 난연 전선은 그 두께 때문에 굴곡성과 작업성이 떨어지기 쉽다. 특히 진동이 많은 좁은 공간에서 사용하여야 하는 자동차용 난연 전선은 유연성, 내마모성이 필수적이며 내유성까지 요구된다.
종래 기술의 난연 전선의 도체 피복용 절연체로는 크게 할로겐계와 금속 수산화물을 이용한 비할로겐계 난연 재료의 두 가지가 널리 쓰였다. 할로겐계 난연 재료는 난연성이 우수하였으나, 화재시 유독성 기체를 방출하였고, 독성 지수가 1.5 이하인 난연성 피복 재료를 구현하기 어려워 안전성, 환경 친화성 면에서 문제가 있었다. 점차 엄격해지는 환경 규제 때문에 할로겐계 난연 전선의 사용은 앞으로 지양할 수밖에 없는 실정이다.
금속 수산화물 등의 무기 난연제는 안전성면에서는 할로겐계 난연제에 비하여 우수하였지만, 난연성이 높지 않기 때문에 원하는 난연성 수준에 이르기 위하여 다량의 무기 난연제를 사용하여야 하였다. 과량의 금속 수산화물 난연제 때문에 압출선속 등의 가공성이 떨어지고 전선의 물성이 저하되는 단점이 있었다. 특히 이러한 무기 난연 전선은 유연성과 내마모성이 부족하였다.
한편 내유성을 향상시키기 위하여 종래 기술에서 극성 작용기를 높은 비율로 함유하는 고분자 수지 또는 녹는점이 높은 결정성 수지를 사용한 도체 피복용 절연 재료를 선보인 바 있다. 그러나 결정성 수지는 상온에서 강성이 매우 높아 딱딱하므로 유연성이 낮아서 좁은 공간이나 복잡한 구조에 설치하기 어렵다. 또한 반복적인 이동이나 굴곡에 대한 내구성이 낮아 설치 후에도 파손 우려가 있다. 한편 극성 작용기를 높은 비율로 함유하는 고분자 수지를 절연 재료로 사용한 전선은 동적 눌림에 대한 저항성이 낮아 변형이 쉽게 발생한다. 따라서 이러한 재료를 사용하면 유연한 전선을 얻지만 그러한 전선은 변형 우려가 있어 응력 또는 압력이 작용하는 부분에는 설치하기 어렵다는 단점이 있었다.
따라서 종래 기술로는 자동차 전선과 같이 굵은 지름의 대전류, 고전압 난연 전선에 필요한 유연성, 내마모성, 내유성과 난연 특성을 골고루 갖춘 전선에 대한 수요를 충족시키지 못하여 온 실정이었다.
본 발명의 기술적 과제는 할로겐 성분을 함유하지 않으며 유연성, 내마모성과 난연성을 동시에 갖춘 전선용 절연 재료 조성물과 이를 이용한 난연 전선을 개발하는 것이다.
위와 같은 목적을 이룩하기 위하여 본 발명은 극성 에틸렌계 공중합체 40 내지 85 중량%, 에틸렌-알파올레핀 공중합체 10 내지 40 중량% 및 말레산 무수물(maleic anhydride)로 변형된 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 5 내지 20 중량%로 이루어지는 기본 수지 100 중량부에 대하여, 무기 난연제 50 ~ 150 중량부, 가교제 0.5 ~ 10 중량부 및 가교커플링제 0.5 ~ 10 중량부를 포함하여 이루어지며, 선택적으로 실리콘 검 및 산화 방지제를 더 포함하는 난연 전선용 절연체 조성물을 제공한다.
이때 상기 극성 에틸렌계 공중합체는 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체 및 에틸렌-아크릴산부틸 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
또 상기 알파올레핀은 1-부텐, 1-옥텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 4-메틸-1-펜텐 및 6-메틸-1-헵텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 상기 난연 전선용 절연체 조성물을 이용한 도체 절연체를 갖춘 난연 전선을 제공한다. 이 난연 전선은 도체와, 상기 도체를 둘러싸는, 상기 조성물로 이루어진 절연체 외에, 상기 절연체를 둘러싼 쉬스체 및 상기 쉬스체와 절연체 사이에 개재되고 절연체 외주면에 편조된 금속선의 차폐체를 갖추고 있다. 이때 상기 도체부는 집합 혹은 복합 구조의 열처리 연동선 또는 집합 혹은 복합 구조의 피막 처리된 연동선이고, 상기 쉬스체는 할로겐계 고분자 수지, 충진제, 가소제 및 안정제를 포함하여 이루어지며 상기 차폐체의 금속선은 열처리 연동선 또는 피막 처리된 연동선인 것이 특징이다.
본 발명의 난연 전선용 절연체 조성물은 인장 강도, 신장률이 좋아 가공성이 우수하고, 내유성과 노화 저항성이 좋아 내구성도 뛰어나다. 특히 난연성과 내마모성이 있으면서 유연성을 유지할 수 있는 장점이 있기 때문에 작업성과 굴절성이 양호한 전선을 얻을 수 있다.
본 발명에서는 유연성과 내마모성을 갖춘 난연 전선용 절연체 조성물과 이를 이용한 난연 전선을 제공한다.
본 발명의 난연 전선용 절연체 조성물은 도체 전선을 피복하는 난연 조성물로서 에틸렌계 기본 수지와 무기 난연제, 가교제를 포함하고 선택적으로 실리콘 검(gum)과 산화 방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 에틸렌계 기본 수지는 극성 에틸렌계 공중합체, 에틸렌-알파올레핀 공중합체와 말레산 무수물로 변형된 에틸렌-아세트산비닐 수지의 3원 고분자 블렌드로서 컴파운드 가공으로 제조할 수 있다.
본 발명의 에틸렌계 기본 수지는 난연성이 우수한 극성 에틸렌계 공중합체 40 내지 85 중량%를 함유한다. 본 발명에서 극성 에틸렌계 공중합체란 에틸렌 모노머와 극성 작용기를 갖춘 다른 모노머(극성 공중합 모노머)의 공중합체이다. 본 발명의 극성 에틸렌계 공중합체용으로 적절한 극성 공중합 모노머의 일부를 예로 들자면, 아세트산비닐(EVA 수지), 아크릴산에틸(ethyl acrylate, EEA 수지), 아크릴산메틸(EMA 수지), 아크릴산부틸(EBA 수지)가 있는데, 이들 예시 모노머로 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 아세트산비닐 모노머 함량을 20 중량% 이상, 40 중량% 이하로 하여 중합한 EVA 수지가 쓰인다. EVA 수지에서 아세트산비닐 함량이 (혹은 극성 에틸렌계 공중합체에서 극성 공중합 모노머의 함량이) 20 중량% 미만인 경우는 고분자의 극성 저하로 오일에 대한 저항성이 떨어지게 되고, 난연성이 저하된다. EVA 수지에서 아세트산비닐 함량이 (혹은 극성 에틸렌계 공중합체에서 극성 공중합 모노머의 함량이) 40 중량%를 넘는 경우는 인장강도가 저하되고 고온에서의 내열 특성이 나빠진다.
본 발명의 에틸렌계 기본 수지는 또한 10 내지 40 중량%의 에틸렌-알파올레핀 공중합체를 함유한다. 상기 극성 에틸렌계 공중합체의 대표적인 수지인 EVA 수지는 단독으로 절연체 조성물에 쓰일 경우 내마모성이 부족하고 점성이 과다한 문제가 있다. 종래 기술에서는 이를 보완하기 위하여 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 혼합하였으나, LDPE는 대체 대상인 아크릴산 에스테르계 에틸렌 공중합체(EVA, EEA, EMA, EBA 등)보다 오히려 유연성이 떨어지고, 같은 양의 아크릴산 에스테르계 공중합 수지에 비하여 난연제를 채울 수 있는 용량이 떨어져 난연 특성에 문제가 생길 수 있었다. 본 발명에서는 폴리에틸렌의 이러한 문제점을 극복하는 방안으로, LDPE보다 더 유연하면서도 가공성이 우수한 에틸렌-알파올레핀 공중합체를 기본 수지에 부가하는 구성을 취한다. 상기 기본 수지내 에틸렌-알파올레핀 공중합체의 함량이 10 중량% 미만이면 유연성이 부족하게 되고, 40 중량%를 넘어갈 경우는 함량을 더 높여도 유연성의 증가가 뒤따르지 않고 기계물성이 저하되게 된다.
본 발명에서 적합한 알파올레핀의 예를 일부 들자면, 1-부텐, 1-옥텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 4-메틸-1-펜텐 및 6-메틸-1-헵텐이 있는데, 이들 모노머로 제한되는 것은 아니다. 상기 에틸렌-알파올레핀 공중합체는 알파올레핀 모노머의 함량을 10~55 중량%로 하여 중합한 공중합체인 것이 바람직하다. 알파올레핀 모노머의 함량이 10중량% 이하이면 딱딱해지고, 55 중량%를 넘으면 기계물성이 저하되는 문제가 일어난다.
한편 상기 기본 수지의 기계적인 물성을 향상시키기 위하여, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체에 말레산 무수물(maleic anhydride)을 포함시키거나 그래프트(graft) 중합하여 변형시킨 수지(변형 EVA 수지)를 단독으로 또는 혼용하여 기본 수지에 부가한다. 이러한 변형 EVA 수지는 무기 난연제와 기본 수지의 고분자 사이의 분자간 힘을 증가시켜 노화에 대한 저항력을 향상시킨다. 본 발명에서는 상기 말레산 무수물로 변형된 에틸렌-아세트산비닐 공중합체를 기본 수지 속에 5 내지 20 중량% 함유하는 것이 바람직하다. 5 중량% 미만에서는 분자간 힘이 약하여 내가열변형성을 유지할 수 없어 조성물이 쉽게 노화하게 되고, 20 중량% 이상이면 과도하게 분자간 힘이 늘어나 오히려 상온 신장률과 유연성이 저하된다.
상기 말레산 무수물로 변형된 EVA 수지에 있어서, 아세트산비닐 모노머의 비 율을 10~45 중량%로 하여 중합한 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 전체 중량에 대하여 2~35 중량%의 비율로 말레산 무수물을 그래프트시킨 것이 적당하다.
본 발명의 난연 전선용 절연체 조성물은 상기 에틸렌계 기본 수지에 더하여 무기 난연제를 더 포함한다. 무기 난연제로는 금속 수산화물, 안티몬계 난연제, 인계 난연제가 적당하며 금속 수산화물이 가장 바람직하다. 무기 난연제의 함량 범위는 에틸렌계 기본 수지 100 중량부에 대하여 50~150 중량부인데, 상기 하한값 미만의 함량에서는 난연 효과가 미미하며, 상기 상한값을 넘는 함량에서는 압출선속 등의 가공성이 떨어지고 신장률, 내한성 등 전선 물성의 저하가 일어난다.
본 발명은 또한 화학가교를 위한 가교제를 포함할 수 있고, 전자선 조사가교에 필요한 자유 라디칼의 형성을 돕는 가교커플링제를 포함할 수 있다. 화학가교제로는 과산화물(peroxide)계 가교제가 적당하고, 가교 커플링제로는 실란계 커플링제가 바람직하다. 가교제와 가교커플링제의 함량 범위는 각각 0.5 중량부 이상을 사용하여야 하는데, 그에 못 미치는 양을 사용할 경우 미가교 현상으로 인한 기계물성이 저하되는 등의 문제가 발생하게 된다. 또 가교제와 가교 커플링제를 10 중량부를 넘게 사용할 경우에는 과잉 가교에 따른 과다한 기계적 강도 증가가 일어나 유연성이 저하되거나 표면특성이 나빠지는 등의 문제가 수반될 수 있다.
본 발명의 난연 전선용 절연체 조성물은 선택적으로 실리콘 검과 산화 방지제를 포함할 수 있다. 실리콘 검은 압출 성형성과 난연성을 동시에 부여하는 성분으로서 비할로겐계 올레핀 절연체 조성물에 부가적으로 첨가한다. 실리콘 검의 적절한 예로는 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)을 들 수 있다.
본 발명에서는 입체장애성 페놀계(hindered phenolic) 또는 락톤계 산화 방지제를 단독으로 사용할 수 있고, 여기에 아인산(phosphite)계 또는 티오에스테르계 산화 방지제로 이루어진 2차 산화 방지제를 더 포함하는 혼합 산화 방지제를 사용할 수도 있다. 산화 방지제의 함량이 너무 적으면 공기 중 산소에 의한 산화 방지 효과가 없으며 과도하면 조성물의 난연성을 저해하게 되는데, 평균적 기술자는 용도에 맞게 적절한 산화 방지제 함량을 결정할 수 있을 것이다.
본 발명에서는 상기 난연 전선용 절연체 조성물로 이루어진 절연체를 갖춘 난연 전선을 제공한다. 본 발명의 난연 전선은 도체부, 상기 도체부를 피복하는 본 발명의 난연 조성물로 이루어진 절연체, 쉬스체 및 상기 쉬스체와 절연체 사이에 개재되는 차폐체를 갖추고 있다.
본 발명의 난연 전선에서 바람직한 도체로는 열처리 연동선(annealed copper strand)이나 주석, 니켈, 은으로 피막 처리한 연동선이 적당하다. 상기 연동선은 여러 가닥을 집합(bunched stranding)한 구조이거나 복합 연선(roped stranding) 구조일 수 있다.
본 발명의 난연 전선에서 쉬스체는 반드시 제한되는 것은 아니나, 할로겐 수지, 충진제, 가소제, 산화 방지제 및 안정제를 갖추어 이루어지는 것이 바람직하다. 적절한 할로겐 수지에는 무연 폴리염화비닐(PVC), 염소화 폴리에틸렌(CPE), 염소화술폰화 폴리에틸렌(chlorosulfonated polyethylene, CSM), 폴리클로로펜, 플루오르화폴리비닐리덴(PVDF) 등이 있으며, 이들을 단독 또는 혼용하여 사용할 수 있다.
쉬스체에 적합한 충전제로는 탄산칼슘, 규사(silica), 점토(clay), 활석(talc) 등의 무기 물질을 들 수 있다. 가소제는 PVC 수지의 연질화를 막기 위한 통상의 액상 가소제이면 무방하다. 안정제는 칼슘-아연-마그네슘 등을 포함하는 지방산의 금속염, 하이드로탈싸이트 및 기타 복합 성분으로 이루어진 물질로서 할로겐 수지의 열화를 막아준다.
차폐체는 상기 절연체의 외주면에 열처리 연동선 또는 주석, 니켈, 은 등으로 피막 처리한 연동선을 편조한 것을 사용하면 바람직하다.
<실시예>
이하 본 발명을 실시예를 들어 더욱 구체적으로 설명한다. 아래 실시예는 본 발명을 예시로써 상세하게 설명하기 위한 것이며, 어떠한 경우라도 본 발명의 범위를 제한하기 위한 의도가 아니다.
본 발명의 절연체 조성물과 종래 기술의 조성물의 성능을 비교하기 위하여 아래 표 1에 나타낸 것과 같이 실시예와 비교예 난연 전선용 절연체 조성물을 제조하였다. 오픈 롤(open roll) 또는 니더(kneader) 등으로 조성물의 컴파운드 작업을 하였고, 각 배치별로 같은 양의 과산화물을 투입하여 화학가교하였다. 혼련한 후, 170℃에서 프레스로 약 10 분간 가교성형하여 물성 평가 시편을 제작하였다.
단위 (중량부) 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3
저밀도 폴리에틸렌(LDPE)* 30 10
극성 에틸렌계 공중합체** 70 90 100 60 50 60
에틸렌-알파올레핀 공중합체*** 35 40 30
말레산 무수물로 변형된 EVA§ 5 10 10
실리콘 검§§ 5 2.5 5
금속 수산화물 난연제§§§ 100
산화 방지제† 2.5
가교커플링제‡ 2
가교제‡‡ 4
표 1에 나타낸 실시예와 비교예 조성물에 사용된 성분은 각 어깨문자별로 각각 다음과 같다.
* 용융 지수 2 g/10 분이고 녹는점이 122~124℃인 저밀도 폴리에틸렌 수지.
** 용용 지수 4 g/10 분이고 녹는점이 70~75℃이며 아세트산비닐 모노머 비율을 28 중량%로 하여 중합한 에틸렌-아세트산비닐 수지.
*** 용용 지수 0.5~10이고 녹는점이 50~70℃인 1-부텐과 에틸렌의 공중합체(상품명 Tafmer DF, 일본 미쓰이화학 제품)
§ 용용 지수 1.5 g/10 분이고 녹는점이 70~75℃이며 아세트산비닐 모노머 비율을 28 중량%로 하여 중합한 에틸렌-아세트산비닐 수지에 말레산 무수물을 그래프트한 수지(상품명 Fusabond MC, 미국 듀폰 제품)
§§ 점도 범위가 5×106 ~ 20×106인 초고분자량 폴리디메틸실록산(UHMW-PDMS)
§§§ 수산화마그네슘(일본 교와화학 Kisuma 5b)
† 펜타에리트리톨(3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트)
(스위스 Ciba specialty chemicals社 Irganox 1010)
‡ 실란계 커플링제인 비닐 트리스(2-메톡시에톡시)실란
‡‡ 디-(2-터트-부틸퍼옥시-아이소프로필)벤젠(네덜란드 Akzo Nobel社 Perkadox 14/40)
이밖에 조성물의 윤활을 위한 가공조제로서 지방산금속염의 유도체인 독일 Schill+Seilacher社의 Strucktol WB16를 사용하였다.
이와 같이 절연체 시편 또는 그 절연체를 포함하여 도체/절연체/차폐체(편조)/쉬스체로 구성된 전선 시편을 제작하였고, 그 성능을 아래 기준에 따라 평가하여 그 결과를 아래 표 2에 정리하였다. 시험용 전선 시편의 제조를 위하여, 요구되는 허용 전류에 따라 단면적을 계산한 연동선 또는 석도금선을 집합이나 복합 등의 방법으로 제조하여 선정한 절연 컴파운드를 전선코팅용 압출기를 통해 다이-니플을 통과시켜 1차 압출하였다. 차폐특성이 요구될 경우 부가적으로 편조 연동선이나 금속박막 등을 이용하여 차폐 처리한 뒤 케이블 외층을 절연에 상응하는 컴파운드나 쉬스용 컴파운드를 사용하여 압출작업을 실시하였다.
기계적 물성 평가를 위하여 ATM D638 기준에 따라서 인장강도와 신장률을 측정하였고, 내열 노화물성은 ASTM E145, D571, D865 기준에 맞추어 평가하였다. 간략하게, 노화 시험에서는 시편을 150℃에 240 시간 동안 놓은 뒤 인장잔률과 신장잔률을 측정하였다.
내유성은 50℃의 ASTM IRM 802 오일 속에서 20 시간 동안 시편을 방치한 다음 인장잔률과 신장잔률을 측정하였다.
시편의 난연성은 ASTM D2863 기준에 따라서 산소지수(limited oxygen index, LOI)로 평가하였다. 전선의 난연성 평가는 ISO 6722 또는 SAE-J1128에서 규정하는 경사 불꽃 난연 시험법에 따라 실시하였다. 불꽃 난연 시험법에서 70 초 이내에 불꽃이 소화되면 합격으로 판정하였다. 아래 표 2에 실시예와 비교예에서 불꽃이 소화될 때까지 걸린 시간을 표시하였다.
전선의 사포(sandpaper)에 대한 내마모성은 ISO 6722에서 규정하는 시험 방법으로 행하였는데, 도 2에 그 시험 장치를 나타내었다. 절연 두께 1.0 mm인 15 SQ 전선에 대하여 수직으로 1,900 g의 하중을 가하였을 때 절연체의 마모 길이를 지나간 사포의 길이로 측정하여 비교하였다. 지나간 사포의 길이가 635 mm 이상이면 합격으로 판정하였다.
전선의 유연성은 도체, 절연체, 차폐체와 쉬스체 모두가 복합적으로 영향을 줄 수 있는데, 본 출원에서는 도 1과 같은 형태의 시험용 지그를 이용하여 평가하였다. 15 SQ 전선에 대하여 구부림 직경 L(도 1 참조)이 80 mm가 되도록 하중을 가하였을 때의 압축력(kg 중 단위)을 유연성의 기준으로 하였다. 압축력 값이 적을수록 유연성이 높은 전선이 되는데, 1.5 kg 중 이하의 압축력이면 합격으로 판정하였다.
특성값 비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 1 실시예 2 실시예 3
인장강도 (kg중/mm2) 1.70 1.68 1.62 1.57 1.60 1.65
신장률(%) 310 450 390 230 210 200
노화 조건 인장잔률(%) 87 83 77 93 98 95
신장잔률(%) 73 76 79 80 82 88
내유성 인장잔률(%) 72 77 65 83 88 91
신장잔률(%) 63 79 69 72 75 78
산소지수 24.5 25.5 27.0 31.0 29.5 30.5
전선 불꽃 난연성 (ISO 6722) 불합격 합격 (45초) 합격 (35초) 합격 (14초) 합격 (27초) 합격 (18초)
내마모성 (ISO 6722) 불합격 (550 mm) 불합격 (430 mm) 불합격 (490 mm) 합격 (900 mm) 합격 (850 mm) 합격 (950 mm)
전선 유연성 (kg 중) 불합격 (3.1 kg) 불합격 (2.8 kg) 불합격 (1.9 kg) 합격 (1.0 kg) 합격 (1.1 kg) 합격 (0.95 kg)
표 2 결과에서 볼 수 있듯이 본 발명의 실시예 조성물과 그를 이용한 전선은 종래 기술의 비교예 조성물과 그 전선과 견주었을 때 전반적으로 난연성, 내마모성, 유연성이 뚜렷하게 더 우수하였다. 그리고 상온 또는 고온에서의 기계적 물성과 내유성도 최소한 비교예와 대등한 수준이거나 더 양호하였다.
불꽃 난연성 시험에서 실시예의 전선은 비교예에 비하여 약 두 배 수준의 소화 속도를 나타내었고, 사포의 지나간 길이로 측정한 내마모성도 비교예의 약 두 배 수준이었다. 유연성도 중량 기준으로 두 배 이상 더 우수하였다. 실시예 조성물은 이처럼 비교예에 비하여 상온에서 기계적 물성의 큰 희생 없이 균형잡힌 물성을 갖추고 있어서 고전류, 고전압을 요하는 굵은 직경의 전선의 절연체로 유용하게 쓰일 수 있다.
본 명세서의 상세한 설명과 실시예에 사용된 용어는 해당 분야에서 평균적인 기술자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적으로 쓰인 것일 뿐, 어느 특정 의미로 한정하거나 청구범위에 기재된 발명의 범위를 제한하기 위한 의도가 아니었음을 밝혀 둔다.
본 발명의 난연 전선은 유연성, 내마모성과 난연성을 모두 갖추고 있으므로 대전류와 고전압 조건의 난연 전선용으로 아주 적합하다. 특히 진동이 많고 좁은 공간에 설치하여야 하는 자동차용 난연 전선으로 적합하며, 고전압 전기 자동차용 배선으로 매우 유용하다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하여 본 발명 기술 사상의 이해를 돕기 위한 것이다. 본 발명의 내용을 이러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 전선의 유연성을 측정하기 위하여 사용하는 시험용 지그의 측면도이다. 시험용 지그를 통하여 시편 전선에 하중을 가해 구부림 직경 L이 미리 정한 값에 이를 때의 압축력을 기록하여 유연성의 척도로 삼는다.
도 2는 전선의 내마모성을 측정하기 위하여 사용하는 ISO 6722 규정의 사포(sandpaper) 마찰 장치이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1……지지대 2……추가 하중
3……피봇 암(pivoting arm) 4……측정 시편
5……브라켓(bracket) 6……테이프 지지용 핀(지름 6.9 mm)
7……150 J 가멧(gamet) 사포 마찰 테이프

Claims (11)

  1. 극성 에틸렌계 공중합체 40 내지 85 중량%,
    에틸렌-알파올레핀 공중합체 10 내지 40 중량% 및
    말레산 무수물(maleic anhydride)로 변형된 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 5 내지 20 중량%로 이루어지는 기본 수지 100 중량부에 대하여,
    무기 난연제 50 ~ 150 중량부,
    가교제 0.5 ~ 10 중량부 및
    가교커플링제 0.5 ~ 10 중량부를 포함하여 이루어지고,
    선택적으로 실리콘 검 및 산화 방지제를 더 포함하며,
    상기 말레산 무수물로 변형된 에틸렌-아세트산비닐 공중합체는,
    아세트산비닐 모노머의 비율을 10 ~ 45 중량%로 하여 중합한 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 전체 중량에 대하여 2 ~ 35 중량%의 비율로 말레산 무수물을 그래프트시킨 것인 난연 전선용 절연체 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극성 에틸렌계 공중합체는,
    에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-아크릴산에틸 공중합체, 에틸렌-아크릴산메틸 및 에틸렌-아크릴산부틸 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 한 물질 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 난연 전선용 절연체 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 극성 에틸렌계 공중합체는,
    극성 공중합 모노머의 비율을 20 중량% 이상, 40 중량% 이하로 하여 중합한 공중합체인 것을 특징으로 하는 난연 전선용 절연체 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알파올레핀은,
    1-부텐, 1-옥텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 4-메틸-1-펜텐 및 6-메틸-1-헵텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 혹은 2종 이상의 모노머인 것을 특징으로 하는 난연 전선용 절연체 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 에틸렌-알파올레핀 공중합체는,
    알파올레핀 모노머의 비율을 10~55 중량%로 하여 중합한 공중합체인 것을 특징으로 하는 난연 전선용 절연체 조성물.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 검은 폴리디메틸실록산인 것을 특징으로 하는 난연 전선용 절연체 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 산화 방지제는,
    입체장애성 페놀계(hindered phenolic) 또는 락톤계 산화 방지제인 것을 특징으로 하는 난연 전선용 절연체 조성물.
  9. 제8항에 있어서
    상기 산화 방지제는,
    아인산(phosphite)계 또는 티오에스테르계 산화 방지제로 이루어진 2차 산화 방지제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난연 전선용 절연체 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 무기 난연제는 금속 수산화물계, 안티몬계, 인계 난연제에서 선택되는 것을 특징으로 하는 난연 전선용 절연체 조성물.
  11. 도체부, 상기 도체부를 둘러싼 절연체, 상기 절연체를 둘러싼 쉬스체 및 상기 쉬스체와 절연체 사이에 개재되고 절연체 외주면에 편조된 금속선의 차폐체를 갖춘 난연 전선에 있어서,
    상기 도체부는 집합 혹은 복합 구조의 열처리 연동선 또는 집합 혹은 복합 구조의 피막 처리된 연동선이고,
    상기 절연체는 제1항 내지 제5항과 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항의 난연 전선용 절연체 조성물이며,
    상기 쉬스체는 할로겐계 고분자 수지, 충전제, 가소제 및 안정제를 포함하여 이루어지고,
    상기 차폐체의 금속선은 열처리 연동선 또는 피막 처리된 연동선인 것을 특징으로 하는 난연 전선.
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