KR100945620B1 - Non-crosslinked heat and oil-resistant electric cable - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리올레핀 수지로 이루어진 1차 절연층과 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드 및 폴리황화페닐렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 물질로 이루어진 2차 절연층을 갖춘 2중 절연구조의 고내열·고내유성 전선에 관한 것이다. 본 발명에 따른 고내열·고내유성 전선은 연속 사용온도가 높고, 압출성과 내유성이 뛰어나면서도 2차 절연층의 두께를 얇게 유지할 수 있다.The present invention provides a high heat resistant and oil resistant wire having a double insulation structure having a primary insulation layer made of polyolefin resin and a secondary insulation layer made of a material selected from the group consisting of polyether ether ketone, polyimide and polyphenylene sulfide. It is about. The high heat resistant and high oil resistant wire according to the present invention has a high continuous use temperature, excellent in extrudability and oil resistance, and can maintain a thin thickness of the secondary insulating layer.
2중 절연층, 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드, 폴리황화페닐렌 Double insulation layer, polyether ether ketone, polyimide, poly phenyl sulfide
Description
본 발명은 2중 절연층 구조를 가지는 고내열·고내유성 전선에 관한 것이다. 더 구체적으로 본 발명은 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드 또는 폴리황화페닐렌 수지를 2차 절연층 재료로 이용하는 고내열·고내유성 전선에 관한 것이다.The present invention relates to a high heat resistance and high oil resistance wire having a double insulation layer structure. More specifically, the present invention relates to a high heat and high oil resistance electric wire using polyether ether ketone, polyimide or polysulfide phenylene resin as a secondary insulating layer material.
도 1은 2중 절연층 구조의 절연 전선의 개략적인 단면도이다. 2중 절연층 구조의 전선에서 1차 절연층은 기본적이고 본질적인 절연 기능을 맡으며 2차 절연층은 이러한 기본 절연 성능에 충실한 1차 절연층을 보완한다. 즉 2차 절연층은 1차 절연층 파괴시의 보완 절연 기능과 내유, 내열, 내화, 내한성 강화 등의 추가적 역할을 맡는다. 2차 절연층을 이루는 재료로 이루어진 단일 절연층만을 가지는 전선은 내유, 내열, 내화, 내한 등의 기능은 우수할 수 있으나 가장 기본적이며 중요한 절연 기능이 취약하다.1 is a schematic cross-sectional view of an insulated wire having a double insulation layer structure. In a double-insulated wire, the primary insulating layer serves as the basic and intrinsic insulation function, and the secondary insulating layer complements the primary insulating layer that is faithful to this basic insulating performance. In other words, the secondary insulation layer plays an additional role of complementary insulation function in case of primary insulation layer breakdown, oil resistance, heat resistance, fire resistance and cold resistance enhancement. Wire having only a single insulating layer made of the material of the secondary insulating layer may be excellent in oil, heat, fire, cold resistance, etc., but the most basic and important insulation function is weak.
현대의 항공기나 군사 장비, 선박 장비에는 많은 전자 기기가 장착되고 이 장비를 운용하기 위해서는 많은 양의 전선이 필요한데 탑재 공간이 협소한 특성상 전선의 경량화가 반드시 필요하다. 따라서 가능한 굵기가 작은 전선을 사용하는 것이 바람직하나 이때 수반되는 문제점은 발열이 늘어난다는 점이다. 플라스틱 절연재료에서 온도가 높다는 것은 단기적으로는 열에 의한 피복재의 손상으로 도체가 노출될 수 있고 장기적으로는 피복재의 열 노화로 내구성이 급격히 떨어지는 문제를 일으킬 수 있다. Modern aircraft, military equipment, and ship equipment are equipped with a large number of electronic devices, and a large amount of wires are required to operate this equipment. Therefore, it is preferable to use a wire as small as possible, but the problem is that the heat generation is increased. The high temperature in plastic insulation material can cause the conductor to be exposed to damage of the coating material by heat in the short term and the durability deterioration due to heat aging of the coating material in the long term.
이처럼 우주항공, 군사 및 선박용 케이블의 경량화와 내열성 강화는 이 분야에 쓰일 케이블 재료가 직면한 중요한 과제라고 할 수 있다. 따라서 업계에서는 2차 절연층의 재질을 기능성 고분자로 구성하여 선박, 항공 산업 분야의 전선에 필요한 까다로운 물성을 부여하기 위하여 노력하여 왔다. 이 분야에서 2차 절연층의 내열 재료로서 높은 유리 전이 온도(Tg)와 녹는점(Tm) 및 열변형 온도(Heat Distortion Temperature, HDT)를 가지는 고분자 수지가 쓰여 왔는데, 불소수지가 대표적이다. As such, the weight reduction and heat resistance of aerospace, military and marine cables are important challenges facing cable materials for this field. Therefore, in the industry, the material of the secondary insulating layer is composed of functional polymers, and efforts have been made to impart demanding physical properties required for electric wires in the ship and aviation industries. In this field, polymer resins having high glass transition temperature (T g ), melting point (T m ) and heat distortion temperature (Heat Distortion Temperature, HDT) have been used as heat-resistant materials for secondary insulation layers. Fluorine resins are typical. .
불소수지는 폴리올레핀의 수지 구조의 수소 중 일부 또는 전부가 불소원자로 대치된 구조를 가진 합성수지이다. 비점착성, 비유성, 저마찰계수, 높은 전기적 특성 및 내약품성을 가지고 있으며 대략 120℃~250℃의 온도에서 내열성을 가지고 있다. 종래 기술 불소수지 중에서 절연 소재로 널리 쓰인 것은 PVDF(polyvinylidene fluoride)와 ETFE(ethylene tetrafluoroethylene)이다. The fluororesin is a synthetic resin having a structure in which some or all of the hydrogen of the polyolefin resin structure is replaced with a fluorine atom. It has non-adhesiveness, non-oiliness, low friction coefficient, high electrical property and chemical resistance, and heat resistance at temperatures of about 120 ℃ ~ 250 ℃. Among the fluorine resins of the prior art, polyvinylidene fluoride (PVDF) and ethylene tetrafluoroethylene (ETFE) are widely used as insulation materials.
PVDF는 가공성이 뛰어나 사출 성형, 압출성형이 가능하고 비점착성,내부식성이 있다. 일례로 대한민국 특허 공개공보 제 2001-79751호는 카르보닐기를 함유하는 에틸렌 수지 1차 절연층과 PVDF 2차 절연층으로 이루어진 전선을 개시하고 있 다. 그러나 PVDF는 연속 사용온도 120℃로서 불소수지중 내열성이 가장 적으며 내마모성도 좋지 못하다. PVDF는 내열성 및 상온 특성 향상을 위하여 조사(照射) 가교 과정을 거쳐야 하므로 이 과정에서 비용과 시간이 많이 들게 되며 최적의 물성을 만족하는 가교 조사 조건을 찾기 힘든 문제가 있다. 또한 가교도에 따라 절연 특성이 균일하지 못하다는 단점도 있다. PVDF has excellent processability, which enables injection molding and extrusion molding, and has non-tackiness and corrosion resistance. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2001-79751 discloses an electric wire composed of an ethylene resin primary insulating layer and a PVDF secondary insulating layer containing a carbonyl group. However, PVDF has the lowest heat resistance and low wear resistance among fluorocarbon resins with a continuous use temperature of 120 ℃. Since PVDF has to undergo irradiation crosslinking process to improve heat resistance and room temperature characteristics, it takes a lot of cost and time in this process, and it is difficult to find a crosslinking irradiation condition that satisfies optimal properties. In addition, there is a disadvantage that the insulating properties are not uniform depending on the degree of crosslinking.
ETFE는 전기적 절연성, 내마모성, 내열성 등 여러 가지 면에서 우수한 특성을 가지고 있으나 연속 사용온도가 150℃로 비교적 낮다. 그런데 EFFE는 반복단위가 CF2CF2CH2CH2인 분자 구조상 플루오르 원자에 의한 입체장애(Steric Hindrance) 때문에 가교 반응이 진행할 수 없고, 이 때문에 PVDF처럼 연속 사용온도를 향상시키기 어렵다는 단점을 가지고 있다.ETFE has excellent characteristics such as electrical insulation, abrasion resistance, heat resistance, etc., but the continuous use temperature is relatively low at 150 ℃. However, EFFE has a disadvantage in that the crosslinking reaction cannot proceed due to steric hindrance due to fluorine atoms due to the molecular structure of the repeating unit CF 2 CF 2 CH 2 CH 2 , and thus it is difficult to improve the continuous use temperature like PVDF. .
또한 불소수지는 할로겐 원소를 함유한 난연 재료에 대한 규제가 강화되는 경향 속에서 입지가 예전보다 좁아지는 한계가 있다.In addition, fluorine resin has a limit that the position is narrower than before in the tendency to tighten regulations on flame-retardant materials containing halogen element.
따라서 압출 후 안정적인 물성을 가지면서 2차 절연 재료의 가교 공정이 필요하지 않은 고내열성 전선에 대한 수요는 종래 기술로 충분히 채우기 어려운 실정이었다. 종래 기술의 한계를 극복한 이러한 전선은 앞서 설명한 선박, 항공우주 산업 분야뿐만 아니라 얇은 절연 두께를 가지고 내열성과 유연성이 필요한 기기선, 통신선이 필요한 다른 모든 분야에서 유용하게 쓰일 것으로 전망된다.Therefore, the demand for high heat-resistant wire that has stable physical properties after extrusion and does not require a crosslinking process of a secondary insulating material has been difficult to fill sufficiently with the prior art. Overcoming the limitations of the prior art, these wires are expected to be useful not only in the ship and aerospace industries described above, but also in all other fields that require a thin insulation thickness and heat resistance and flexibility.
본 발명의 기술적 과제는 가교 공정이 필요 없는 절연 재료로 구성된 2차 절연층을 가지는 고내열성 전선을 개발하는 일이다. 본 발명의 개발 목표인 2차 절연 재료는 얇은 두께로도 충분한 절연성을 확보하며, 영국 국방부 규격(defence standard) 61-12의 제 18장(part 18) 소정의 기준을 만족하는 내열성, 내유성을 만족하여야 한다. The technical problem of the present invention is to develop a high heat resistant wire having a secondary insulating layer made of an insulating material that does not require a crosslinking process. The secondary insulating material, which is a development target of the present invention, ensures sufficient insulation even at a thin thickness, and satisfies heat resistance and oil resistance satisfying the criteria set forth in Part 18 of the Defense Standard 61-12. shall.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 폴리올레핀 소재의 1차 절연층과 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드 및 폴리황화페닐렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 고분자로 이루어진 2차 절연층을 갖춘 2중 절연 구조의 고내열·고내유성 전선을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a double insulation structure having a primary insulation layer made of a polyolefin material and a secondary insulation layer made of a polymer selected from the group consisting of polyether ether ketone, polyimide, and polyphenyl sulfide. Provides high heat and oil resistant wire.
본 발명의 전선에서 상기 폴리에테르에테르케톤은, 수평균 분자량이 70,000 내지 110,000인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 상기 폴리에테르에테르케톤은 폴리(옥시-1,4-페닐렌-옥시-1,4-페닐렌-카르보닐-1,4-페닐렌)인 것이 특징이다.In the wire of the present invention, the polyether ether ketone preferably has a number average molecular weight of 70,000 to 110,000, more preferably the polyether ether ketone is poly (oxy-1,4-phenylene-oxy-1,4 -Phenylene-carbonyl-1,4-phenylene).
본 발명의 전선에서 상기 폴리이미드는 Ultem 또는 Extem 수지인 것이 바람직하다.In the electric wire of the present invention, the polyimide is preferably Ultem or Extem resin.
본 발명의 고내열·고내유성 전선은 2차 절연층 소재로 비할로겐 함유 수지를 사용하며, 특별히 난연제를 추가하지 않아도 뛰어난 난연성을 갖추고 있다. 본 발명의 고내열·고내유성 전선은 연속 사용온도가 높고, 압출성과 내유성이 뛰어나면서도 2차 절연층의 두께를 얇게 유지할 수 있다.The high heat resistant and oil resistant electric wire of this invention uses non-halogen containing resin as a secondary insulating layer material, and has the outstanding flame retardance even if it does not add a flame retardant in particular. The high heat-resistant and high oil-resistant wire of the present invention has a high continuous use temperature, excellent in extrudability and oil resistance, and can keep the thickness of the secondary insulating layer thin.
본 발명의 고내열·고내유성 전선은 2차 절연층에 높은 내열성과 기계적 강도를 지니는 고분자 소재를 적용하여 압출 후 절연층의 물성이 안정적이고, 가교 공정이 필요없는 것이 특징이다. 이러한 특징 때문에 항공 및 선박용 전선의 요구 특성들을 만족하면서도 얇은 절연층을 가지는 전선을 제조할 수 있다. 작은 크기, 체적, 무게를 갖게 됨에 따라 연소물질의 감소로 화재 위험이 감소되며 제조 또는 수리시 설치를 더 쉽게 한다. The high heat and high oil resistance wire of the present invention is characterized by stable polymer properties after extrusion by applying a polymer material having high heat resistance and mechanical strength to a secondary insulating layer, and eliminating the need for a crosslinking process. Because of this feature, it is possible to manufacture a wire having a thin insulating layer while satisfying the requirements of the aviation and marine wires. The smaller size, volume, and weight reduce the risk of fire due to the reduction of combustion materials and make installation easier during manufacture or repair.
본 발명의 전선에서 1차 절연층은 폴리올레핀 소재를 사용한다. 1차 절연층을 이루는 폴리올레핀은 널리 쓰이는 가교 폴리에틸렌이나 에틸렌-아세트산비닐(EVA) 수지를 사용할 수 있으며, 카복실기를 지니는 극성 에틸렌 모노머를 공중합한 다른 수지를 사용할 수도 있다.In the electric wire of the present invention, the primary insulating layer uses a polyolefin material. As the polyolefin constituting the primary insulating layer, widely used crosslinked polyethylene or ethylene-vinyl acetate (EVA) resin may be used, and another resin copolymerized with a polar ethylene monomer having a carboxyl group may be used.
본 발명의 전선의 핵심이 되는 2차 절연층용 재료로는 높은 유리 전이온도와 연속 사용 온도를 가지며, 난연성이 있고 압출성이 뛰어난 고분자 수지를 적절히 선택하여 본 발명의 목적을 달성하게 된다. 본 발명 전선의 2차 절연층 재료로는 폴리에테르에테르케톤, 폴리이미드 또는 폴리황화페닐렌이 적당하다. As the material for the secondary insulating layer, which is the core of the electric wire of the present invention, a polymer resin having a high glass transition temperature and a continuous use temperature, having a high flame retardancy and an excellent extrudability, is properly selected to achieve the object of the present invention. As the secondary insulating layer material of the electric wire of the present invention, polyether ether ketone, polyimide, or polyphenylene sulfide is suitable.
폴리에테르에테르케톤(PEEK)은 방향족의 열가소성수지로서 가공성이 우수할 뿐만 아니라 열경화성수지의 내열성, 내화학성이 첨가되어 현재 사용 중인 열가소성 수지로는 성능이 가장 우수하다. PEEK는 방향족 고리의 견고한 구조 때문에 유 리 전이온도가 143℃, 녹는점이 343℃로 연속 사용 온도가 250℃를 상회한다. 또 내충격성 또는 내마모성도 뛰어나며 진한 황산이나 진한 질산 이외의 약품에는 침범되지 않을 정도의 내약품성을 지닌다. 기존 불소수지보다 높은 난연성을 나타내어 난연제의 첨가없이 UL 94V-0 난연 규격을 만족한다. 할로겐 원소를 포함하지 않고 화학적 구조와 순수 순도로 인해 연기와 독성 물질의 배출이 거의 없다.Polyether ether ketone (PEEK) is an aromatic thermoplastic resin, not only excellent in processability, but also the heat resistance and chemical resistance of the thermosetting resin is added, the performance of the thermoplastic resin currently in use is the best. PEEK has a glass transition temperature of 143 ° C and melting point of 343 ° C due to the rigid structure of the aromatic ring. In addition, it has excellent impact resistance or abrasion resistance, and has a chemical resistance that does not invade drugs other than concentrated sulfuric acid or concentrated nitric acid. It shows higher flame retardancy than existing fluorine resin, and satisfies UL 94V-0 flame retardant without adding flame retardant. It does not contain halogens, and due to its chemical structure and purity, there are few emissions of smoke and toxic substances.
상기 PEEK 수지의 수평균 분자량 범위는 7ⅹ104 내지 11ⅹ104인 것이 바람직하다. 수평균 분자량이 7ⅹ104 미만에서는 압출 두께를 조절하기 힘들고 절연물의 강도가 취약하여 결함이 생기기 쉽다. 반면에 11ⅹ104 이상인 수지는 용융 점도가 낮아 흐름성이 좋지 못하여 압출시 부하가 많이 걸려 연속 작업이 힘들고 얇은 두께의 완성이 어렵다. 또한 결정화 속도가 빨라 고화점 부근에서의 급속한 분자 배향이 압출시 그대로 형성되어 균일한 외관 형성이 어렵다.It is preferable that the number average molecular weight range of the said PEEK resin is 7 * 10 <4> -11 * 10 <4> . If the number average molecular weight is less than 7ⅹ10 4 , it is difficult to control the extrusion thickness, and the strength of the insulator is weak so that defects are likely to occur. On the other hand, the resin of 11ⅹ10 4 or more has a low melt viscosity and poor flowability, so that a lot of loads are extruded, so that continuous work is difficult and thin thickness is difficult to complete. In addition, due to the high crystallization rate, rapid molecular orientation near the freezing point is formed as it is during extrusion, making it difficult to form a uniform appearance.
본 발명의 2차 절연층용 폴리에테르에테르케톤 수지 중 가장 바람직한 것은 폴리(옥시-1,4-페닐렌-옥시-1,4-페닐렌-카르보닐-1,4-페닐렌)이다. 이 고분자의 구조를 아래 화학식 1에 나타내었다.Among the polyether ether ketone resins for secondary insulating layers of the present invention, poly (oxy-1,4-phenylene-oxy-1,4-phenylene-carbonyl-1,4-phenylene) is most preferred. The structure of this polymer is shown in Formula 1 below.
본 발명의 전선의 2차 절연층 수지에는 폴리이미드계 고분자를 사용할 수 있 다. 폴리이미드계 고분자 중 아래 화학식 2에 나타낸 수지가 바람직하다. 이 수지는 이른바 울템(Ultem, GE의 상표명)으로 알려진 열가소성 폴리이미드 분자로서 성형 가공성을 더 높이기 위하여 에테르 연결부를 도입한 폴리에테르이미드이다. 울템은 폴리에스테르와 폴리이미드의 중간 정도의 내열성을 가지며 연속 사용 온도가 170℃를 상회한다. 단독으로 사용하기도 하고 폴리에스테르의 이중 코팅을 대체하거나 폴리에스테르 위에 코팅 또는 압출하면 우수한 안정성을 나타낸다. 본 발명의 전선용 2차 절연층의 재료로 쓰이려면 압출 적용을 위하여 용융 지수가 최소 0.9g/분(ASTM D 1238 기준)이며 첨가제를 넣지 않은 재료 본연의 상태에서도 난연성을 가지기 위하여 산소지수가 40 이상의 재료가 바람직하다. 내유 특성 및 절연전선의 유연성을 위하여 울템에 유리섬유를 배합하는 것은 적합치 않다.Polyimide-based polymer can be used for the secondary insulating layer resin of the electric wire of the present invention. Among the polyimide-based polymers, resins represented by the following general formula (2) are preferable. This resin is a thermoplastic polyimide molecule known as Ultem (trade name of GE), which is a polyetherimide having introduced ether linkages for further molding processability. Ultem has a moderate heat resistance between polyester and polyimide and the continuous use temperature is above 170 ° C. Used alone or in place of a double coating of polyester, or coated or extruded on polyester, it shows excellent stability. In order to be used as the material of the secondary insulating layer for electric wires of the present invention, the melt index is at least 0.9 g / min (based on ASTM D 1238) for the extrusion application, and the oxygen index is 40 in order to have flame retardancy even in the natural state without the additive. The above materials are preferable. It is not suitable to mix glass fiber with Ultem for oil resistance and flexibility of insulated wire.
울템과 기본적으로 화학 구조가 동일한 Extem(GE 플라스틱社의 상표명) 역시 열가소성 폴리이미드로서 비결정성 수지의 낮은 열팽창 계수와 결정성 수지의 내약품성을 모두 갖춘 뛰어난 특징이 있다. 엑스템은 제조 공정상의 차이점 때문에 상기 울템과 비교하면 내열 온도가 100℃ 정도 더 높으며 온도 변화에 의한 치수 안정성이나 난연성도 우수하다. 유리 전이 온도가 최고 311℃이며 연속 사용온도는 250℃ 이상이다. 본 발명의 2차 절연층으로 적용할 엑스템은 바람직하게는 유리 전이온도가 280℃ 이상, 열 변형 온도가 240℃ 이상인 고분자가 적당하다. 본 발명의 2차 절연층에 사용되는 엑스템 수지로는 용융 지수가 최소 1 g/분 이상인 것이 바람직하며 1차 절연층과 색으로 구별하기 위하여 투명한 색인 것이 바람직하다.Extem (trade name of GE Plastics), which is basically the same chemical structure as Ultem, is also a thermoplastic polyimide. It is an excellent feature that has both low thermal expansion coefficient of amorphous resin and chemical resistance of crystalline resin. Extems have a higher heat resistance temperature of about 100 ° C. and superior dimensional stability and flame retardancy due to temperature change compared to Ultem because of differences in manufacturing processes. The glass transition temperature is up to 311 ° C and the continuous use temperature is 250 ° C or higher. The xtem to be applied as the secondary insulating layer of the present invention is preferably a polymer having a glass transition temperature of 280 ° C or higher and a heat deformation temperature of 240 ° C or higher. The extem resin used in the secondary insulating layer of the present invention preferably has a melt index of at least 1 g / min or more and a transparent index to distinguish the color from the primary insulating layer.
폴리황화페닐렌(polyphenylenesulfide)은 종래의 엔지니어링 플라스틱과 비교하면 열적 성질, 기계적 성질, 내화학약품성, 치수 안정성 등 주요한 특성이 매우 뛰어나다. 유리 전이온도 85℃~93℃이고 녹는점이 277℃~285℃이며 연속 사용온도가 220℃~240℃인데다가 열변형 온도도 260℃ 이상으로 고내열성이 있다. 바람직하게는 본 발명의 2차 절연층용 폴리황화페닐렌은 아래 화학식 3의 구조를 가진다. Polyphenylenesulfide (polyphenylenesulfide) is superior to the major engineering plastics, such as thermal properties, mechanical properties, chemical resistance, dimensional stability is very excellent. The glass transition temperature is 85 ℃ ~ 93 ℃, the melting point is 277 ℃ ~ 285 ℃, the continuous use temperature is 220 ℃ ~ 240 ℃, and the heat deformation temperature is over 260 ℃, and it has high heat resistance. Preferably, the poly sulfide phenylene sulfide for the secondary insulating layer of the present invention has the structure of Formula 3 below.
폴리황화페닐렌 수지의 종류로는 가교형 분자 구조의 폴리머형과 직쇄형 분자구조의 폴리머형이 있다. 가교형은 반응시에 생성되는 고리형 올리고머를 열가교 공정에서 폴리머 내로 넣는다. 직쇄형은 중합조제를 사용하여 반응공정에서 고분자량화된 폴리황화페닐렌이다. 본 발명에서 바람직하게 사용할 수 있는 수지는 직쇄형이다. 압출성을 위하여 초기의 손실탄성률이 저장탄성률의 2배 이상인 폴리황화페닐렌의 사용이 바람직하다. 직쇄형을 주체로 한 폴리황화페닐렌은 연속 압 출성형으로 가공할 수 있고 다층 절연전선의 피복층으로서 충분한 유연성(flexibility)을 갖는다. 여기서 직쇄형을 주체로 한다는 것은 폴리황화페닐렌 수지의 총 구성 성분 중 대략 75% 이상이 직쇄형 폴리황화페닐렌 수지성분으로 이루어지는 것을 의미한다. 유연성을 확실히 가지기 위하여 파단시 신장율 50% 이상을 만족한다(IEC 60811-1-1에 준함, 속도 250 mm/분).Examples of the polysulfide phenylene resin include a polymer of crosslinked molecular structure and a polymer of linear molecular structure. The crosslinking type introduces the cyclic oligomer produced during the reaction into the polymer in the thermal crosslinking process. The straight chain is polysulfide phenylene which has been high molecular weight in the reaction step using a polymerization aid. Resin which can be used preferably in this invention is linear. It is preferable to use polysulfide phenylene whose initial loss modulus is at least two times the storage modulus for extrudability. The polyphenylene sulfide mainly made of linear type can be processed by continuous extrusion molding and has sufficient flexibility as a coating layer of multilayer insulated wire. Herein, the main form of the straight chain means that approximately 75% or more of the total constituent components of the polysulfide phenylene resin is composed of the straight chain polysulfide phenylene resin component. In order to ensure flexibility, the elongation at break is satisfied at least 50% (according to IEC 60811-1-1, speed 250 mm / min).
이하 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 본 발명이 속하는 분야의 평균적 기술자는 아래 실시예에 기재된 실시 태양 외에 여러 가지 다른 형태로 본 발명을 변경할 수 있으며, 이하 실시예는 본 발명을 예시할 따름이지 본 발명의 기술적 사상의 범위를 아래 실시예 범위로 한정하기 위한 의도라고 해석해서는 아니된다. The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples. The average person skilled in the art to which the present invention pertains may change the present invention in various other forms in addition to the embodiments described in the following examples, and the following examples merely illustrate the present invention, and the scope of the technical spirit of the present invention is given below. It is not to be construed as limiting the scope of the examples.
앞서 설명한 고분자 재료로 이루어진 2차 절연층을 갖춘 본 발명의 전선과 종래 기술의 전선의 성능을 비교 평가하기 위하여 도 1과 같은 구조로 본 발명에 따른 실시예와 종래 기술의 비교예의 전선 시편을 제작하였다. 전선 시편 내부의 도체는 20 AWG(American wire gauge) 크기의 주석 도금된 구리 소재이고, 1차 절연층은 조사 가교한 폴리올레핀(XLPO)의 일종인 가교 폴리에틸렌(HDPE)를 사용하였고 그 두께는 0.1 mm로 하였다. 2차 절연층의 재료로서 실시예 1 내지 4에서는 폴리(옥시-1,4-페닐렌-옥시-1,4-페닐렌-카르보닐-1,4-페닐렌) 수지, 엑스템, 울템 또는 PPS 수지를 사용하였고, 비교예 1과 2에서는 각각 가교 PVDF 수지 또는 가교 에틸렌 수지를 사용하였다. 비교예 2의 가교 에틸렌 수지는 HDPE 8380(유리 전이 온도 132℃, 용융지수 0.7 g/분, 체적 고유 저항> 105 Ω)을 50 중량부, 에틸렌-아세트산비닐 460(아세트산비닐 15 중량%, 용융지수 2.5 g/분) 50 중량부와 비닐실란 표면 처리된 수산화마그네슘 난연제 100 중량부를 포함한다. 상기 2차 절연층의 두께는 1차 절연층의 두께와 동일하게 0.1 mm였다.In order to compare and evaluate the performance of the electric wire of the present invention having the secondary insulating layer made of the above-described polymer material and the electric wire of the prior art, the wire specimen of the embodiment according to the present invention and the comparative example of the prior art were manufactured with the structure as shown in FIG. It was. The conductor inside the wire specimen is 20 AWG (American wire gauge) tin-plated copper, and the primary insulation layer is made of crosslinked polyethylene (HDPE), a kind of irradiated crosslinked polyolefin (XLPO), and the thickness is 0.1 mm. It was set as. As the material of the secondary insulating layer, in Examples 1 to 4, poly (oxy-1,4-phenylene-oxy-1,4-phenylene-carbonyl-1,4-phenylene) resin, extem, ultem or PPS resin was used, and in Comparative Examples 1 and 2, crosslinked PVDF resin or crosslinked ethylene resin was used, respectively. The crosslinked ethylene resin of Comparative Example 2 is 50 parts by weight of HDPE 8380 (glass transition temperature 132 ℃, melt index 0.7 g / min, volume resistivity> 10 5 Ω), ethylene-vinyl acetate 460 (15% by weight of vinyl acetate, melting) Index 2.5 g / min) and 50 parts by weight of vinylsilane surface treated magnesium hydroxide flame retardant. The thickness of the secondary insulation layer was 0.1 mm, similar to the thickness of the primary insulation layer.
상기와 같이 제조한 절연 전선 시편에 대하여 아래 기재한 항목별로 영국 국방부 규격(Defence Standard) 61-12의 제 18장(part 18) 소정의 기준에 따라 물성 평가 시험을 실시하여 평가하였다. 다만 고온 내부하성(耐負荷性) 시험은 상기 영국 국방부 규격에 따르지 않고 자체적으로 평가하였다. 측정 결과를 표 1에 정리하였다. The insulated wire specimens prepared as described above were evaluated by performing physical property evaluation tests according to the criteria set forth in Part 18 of the Defense Standard 61-12 for each item described below. However, the high temperature load resistance test was evaluated by itself without conforming to the British Ministry of Defense standards. The measurement results are summarized in Table 1.
1) 고온 내부하성 시험 1) High temperature load resistance test
고온 조건하에서 전선에 부하가 걸렸을 때의 저항력을 측정하였다. 1200 g 하중의 칼날 치구를 120℃에서 상기 전선 시편에 12 초 동안 가한 다음, 가열 변형률(%)을 측정하였다. 여기서 가열 변형율이란 절연체 처음의 두께와 120℃에서 12초 후의 절연체 두께를 측정하여 변형율을 계산한 것이다. 한편으로 칼날 치구가 전선 내부의 도체에 닿았는지 여부를 확인한다. % 가열 변형률이 낮을수록 우수한 재료이다.The resistance force when the wire was loaded under high temperature conditions was measured. A blade jig of 1200 g load was applied to the wire specimen at 12O < 0 > C for 12 seconds and then the heat strain (%) was measured. Here, the heat strain is calculated by measuring the initial thickness of the insulator and the thickness of the insulator after 12 seconds at 120 ° C. On the other hand, check whether the blade jig touches the conductor inside the wire. The lower the% heating strain, the better the material.
2) 홈 전파(Notch propagation) 2) Notch propagation
500 mm 케이블 양끝을 25 mm 정도 벗겨내고 중앙에 최소 반지름의 30% 길이로 홈(notch)을 내었다. 케이블 바깥 지름 세 배의 밴들에 360도 감아 2.5 kV 전압 인가하에서 침지 실험(immersion test)를 시행한다.Both ends of the 500 mm cable were stripped about 25 mm and notched to the center with a length of 30% of the minimum radius. An immersion test is carried out with a 2.5 kV voltage wound around the vane with a diameter of three times the outside of the cable.
3) 내유성3) oil resistance
상기 규격에서 정하는 오일과 용매 20 여종(아래 표 2 참조)에 대해 각 지정된 온도에서 일주일 동안 양생(aging)시킨 후 외관의 균열(crack), 피복층의 벗겨짐(delamination)을 관찰하고 2.5 kV 전압을 인가하여 침지 실험을 시행한다. 균열과 벗겨짐이 없어야 우수한 재료이다. About 20 kinds of oil and solvents defined in the above specification (see Table 2 below) are cured for one week at each designated temperature, and then the appearance of cracks and delamination of the coating layer is observed and a 2.5 kV voltage is applied. Immersion experiment is performed. Excellent material should be free from cracking and peeling.
4) 난연성4) Flame retardant
900 mm 길이의 시편에 불꽃을 60도로 기울여 12초 동안 인가하고 75 mm 이하로 탄화되는지 여부를 관찰한다. 탄화길이가 짧을수록 우수한 재료이다. The flame is tilted at 60 degrees to a 900 mm long specimen for 12 seconds and observed to be carbonized below 75 mm. The shorter the carbonization length, the better the material.
5) 수축률5) Shrinkage
120℃에서 4시간을 양생시키고 상온에서 1시간을 방치한다. 3회 실시하여 피복층이 벗겨지지 않아야 하고 수축되는 길이를 넘는지 여부를 관찰한다. 수축 길이가 3 mm에 못 미쳐야 기준을 만족한다.Cure 4 hours at 120 ℃ and leave for 1 hour at room temperature. Perform three times to observe whether the coating layer should not peel off and exceed the shrinking length. The contraction length is less than 3 mm to meet the criteria.
6) 저온 굽힙성(cold bend)6) Cold bend
전선 직경 20배 크기의 밴들에 100 N의 힘으로 전선을 감고 -50℃±2℃에서 6시간 동안 방치한 후 2.5 kV 인가 전압하에서 침지 실험을 시행한다.Wind the wire with a force of 100 N in a vane with a wire diameter of 20 times and leave it for 6 hours at -50 ° C ± 2 ° C. Then, immersion test is performed under the applied voltage of 2.5 kV.
표 1의 데이터를 볼 때 실시예 1 내지 4의 전선 시편은 비교예 1과 2에 비하여 선박, 항공산업 분야에서 중요한 특성인 고온 내부하성과 내유성이 크게 향상된 것을 알 수 있다. When looking at the data of Table 1, it can be seen that the wire specimens of Examples 1 to 4 significantly improved high temperature load resistance and oil resistance, which are important characteristics in ship and aviation industries, compared to Comparative Examples 1 and 2.
고온 내부하성의 경우, 비교예 1과 비교예 2는 가열 변형률이 100%를 넘어 고온에서 기계적 물성이 급격히 나빠졌다. 비교예 2의 경우 약 5초만에 절연층이 칼날 치구에 의하여 완전히 변형되었고, 비교예 1도 절연체가 심하게 변형되어 도체가 드러났다. 그러나 실시예 1 내지 4의 경우 비교예의 절반 미만의 가열 변형률을 보이면서 우수한 내구성을 나타내었다.In the case of high temperature internal load resistance, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the thermal strain exceeded 100%, and the mechanical properties rapidly deteriorated at a high temperature. In Comparative Example 2, the insulating layer was completely deformed by the blade jig in about 5 seconds, and in Comparative Example 1, the insulator was severely deformed to reveal the conductor. However, Examples 1 to 4 showed less than half the heat strain of the comparative example and showed excellent durability.
내유성의 경우, 비교예 1은 항공유와 메타크레졸 내유성 시험에서 균열과 피복층 벗겨짐이 관측되었고, 비교예 2는 항공유, 윤활유, 용매 등 거의 대부분의 오일과 용매에 대해서 균열이 생기거나 절연층이 흘러내리거나 2.5 kV에서 내전압이 발생하는 취약성을 드러내었다. 실시예의 전선 시편은 20 종 모두에 대하여 우수한 내유성을 나타내었다.In the case of oil resistance, in Comparative Example 1, cracks and peeling of the coating layer were observed in the aviation oil and metacresol oil resistance test, and in Comparative Example 2, cracks or insulation layers were generated for almost all oils and solvents such as aviation oil, lubricating oil, and solvent. Or 2.5 kV withstand voltage. The wire specimens of the examples showed excellent oil resistance for all 20 species.
실시예 1 내지 4는 난연제를 전혀 첨가하지 않았지만 난연성 기준도 모두 만족했으나, 종래 기술의 비교예 1과 2는 불합격하였다. 비교예 2는 수지와 동일한 중량의 난연제를 넣었음에도 불구하고 난연성이 불합격이었고, 특히 비교예 1은 전선 중 150 mm가 연소되어 난연성이 매우 부족하였다.Examples 1 to 4 did not add any flame retardant, but all of the flame retardancy criteria were satisfied. However, Comparative Examples 1 and 2 of the prior art failed. In Comparative Example 2, although the flame retardant having the same weight as the resin was put in, the flame retardancy was failed. In particular, in Comparative Example 1, 150 mm of the wire was burned, and thus the flame retardancy was very insufficient.
저온 접힘성의 경우, 모두 양호한 결과를 보인 실시예와 달리 비교예 2는 기준에 미달하였다. 비교예 2의 2차 절연층은 내한성이 있는 가교 에틸렌 수지이지만, 접힘성이 낮게 나타난 것은 난연제와 기타 첨가제를 부가한 것이 재료 자체의 내한성을 저하시킨 결과로 판단된다.In the case of low-temperature foldability, Comparative Example 2 did not meet the criteria, unlike the examples all showed good results. Although the secondary insulation layer of the comparative example 2 is a crosslinked ethylene resin with cold resistance, the low foldability is judged to be the result of the addition of a flame retardant and other additives to lowering the cold resistance of the material itself.
이상의 비교 평가 결과로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 전선 또는 케이블은 높은 유리 전이 온도와 연속 사용 온도를 가지고 압출성이 뛰어난 재료를 2차 절연층으로 채택하고 있기 때문에 고온에서 뛰어난 물성을 유지할 수 있으며 전선의 두께를 가능한한 얇게 할 수 있게 하여 준다.As can be seen from the above comparative evaluation results, since the wire or cable of the present invention adopts a material having high glass transition temperature and continuous use temperature and has excellent extrudability as the secondary insulating layer, excellent physical properties can be maintained at high temperature and Make the thickness of as thin as possible.
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.The terminology used in the description and examples herein is for the purpose of describing the invention in detail to those skilled in the art, and is intended to limit the scope of the invention in any particular sense or in the claims. It was not intended.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
도 1은 2중 절연층을 갖춘 전선의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 1 is a cross-sectional view schematically showing the structure of an electric wire having a double insulation layer.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0323166A (en) * | 1989-06-20 | 1991-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Control device for hydraulic elevator |
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JPH0323166A (en) * | 1989-06-20 | 1991-01-31 | Mitsubishi Electric Corp | Control device for hydraulic elevator |
JPH05125279A (en) * | 1991-11-05 | 1993-05-21 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | Heat-and radiation-resistant composition |
JPH07249319A (en) * | 1994-03-09 | 1995-09-26 | Hitachi Cable Ltd | Insulated electric wire |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104485539A (en) * | 2014-12-22 | 2015-04-01 | 永新电子常熟有限公司 | High-accuracy electronic plug-in part |
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