KR101486535B1

KR101486535B1 - 전선케이블용 차수테이프 제조방법

Info

Publication number: KR101486535B1
Application number: KR1020140082681A
Authority: KR
Inventors: 강정태
Original assignee: (주)로이포스
Priority date: 2014-07-02
Filing date: 2014-07-02
Publication date: 2015-01-27

Abstract

본 발명은 전선케이블용 차수테이프 제조방법에 관한 것으로, 도체와, 절연층 사이에 개재되는 차수테이프를 제조하는 방법에 있어서; 상기 차수테이프는 직물, 편물, 부직포 또는 메쉬 형상의 직물을 포함하는 원단에 도포되는 고무혼합 조성물을 포함하되, 상기 고무혼합 조성물은 고무기재 50-80중량%와, 열경화성수지 20-50중량%로 이루어진 고무수지혼합물과; 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 반도전성 첨가물 45-130중량부, 고흡수성 폴리머 10-40중량부, 이형제 혼합물 1-5중량부, 고무첨가제 1-5중량부 및 용제 20-60중량부를 포함하되, 상기 반도전성 첨가물은, 카본블랙 3-10중량%, 분산제 1-5중량%, 용제 60-88중량%를 디솔버기계에서 분산시킨 후 다이노밀기계로 옮겨 고무분말 8-16중량%를 분할 투입하면서 밀링하여 전기저항이 10³Ω을 갖도록 제조된 반도전성 고무수지가 사용되고; 상기 고무 첨가제는 과산화물 가류제:산화방지제:금속산화물의 비율이 6-8:1-2:2-5로 유지되게 한 상태에서, 열경화성수지를 140~180℃에서 원단에 도포한 후 건조하여 열경화성수지가 원단에 먼저 가교되게 하고, 상기 열경화성수지의 가교가 완료된 후 절연층 형성을 위해 160-200℃, 200kg/㎠의 고온고압 하에서 압출될 때 고무기재가 가류되게 하여 열경화성수지의 분해를 차단한 것을 것을 특징으로 하는 전선케이블용 차수테이프 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 열안정성이 우수하여 고온고압 하에서 압출성형할 때 열 분해되지 않아 도체에 달라 붙지 않는 차수테이프를 제공함으로써 도체의 전류흐름이 원활하게 유지될 수 있도록 한 효과를 얻을 수 있다.

Description

전선케이블용 차수테이프 제조방법{METHOD FOR WATER-BARRIER TAPE FOR ELECTRIC CABLE}

본 발명은 전선케이블용 차수테이프 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차수테이프를 도체에 권취한 다음 고온고압 하에서 압출하여 절연층을 형성할 때 접착성을 부여하기 위해 함유된 합성수지가 녹으면서 도체에 달라 붙어 전류흐름을 방해하는 현상이 생기지 않도록 하여 도전성 및 차수성을 향상시키되, 특히 차수테이프를 구성하는 열경화성수지는 도포 후 원단에 가교되게 하고, 고무기재는 절연층 형성을 위해 고온고압 하에서 압출될 때 가류되도록 한 전선케이블용 차수테이프 제조방법에 관한 것이다.

차수테이프와 관련된 선행기술로는 공개특허 제2003-0035409호를 비롯하여 등록특허 제0591104호 등 다수가 개시되어 있다.

최근에는 해수용, 해저용, 원자력용 전선케이블의 수요가 증대되면서 항상 물에 노출된 환경에 처해 있다는 특성상 차수테이프의 중요성은 더욱 더 증대되고 있으며, 이와 같은 특수용도용 전선케이블은 도1 및 도2와 같은 구조를 갖는다.

특수용도용 전선케이블는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이 도체(1)와, 상기 도체(1)에 감겨 수분 침투시 부풀려지면서 수분 침투를 막는 부풀음 테이프, 즉 차수테이프(2)와, 상기 차수테이프(2)의 외측에 형성되는 절연체와(3)와, 상기 절연체의 외측에 피복되는 피복재(4)로 구성된다.

그리하여, 작업자가 전선을 설치하는 과정에서 부주의에 의해 절연체(3)와 피복재(4)가 일부 손상되었거나 설치 후에 외부적인 조건(날씨, 온도 및 습도 등)에 의해 절연체(3)와 피복재(4)가 일부 손상되었을 때 이 손상부분을 통해 수분이 침투하게 되는데, 이 경우, 상기 차수테이프(2)가 침투되는 수분을 흡수하여 부풀어지면서 절연체(3)와 피복재(4)의 손상부위를 막아줌으로써 전선을 안전한 상태로 사용할 수 있도록 보호하게 된다. 여기서, 상기 차수테이프(2)는 보통 나일론이나 폴리에스테르 원단에 폴리우레탄(접착성)과 카본블랙(반도전성)을 코팅하여 제조되고 있다.

그런데, 이와 같은 구조의 전선케이블을 만드는 과정은 고온고압하 압출 과정을 필수적으로 수반하는데, 이때 접착성을 위해 포함된 폴리우레탄과 같은 열경화성수지가 열안정성 저하로 인해 분해되면서 도체에 달라 붙고, 이로 인해 도체에서 전류흐름을 방해하는 문제를 야기시키는 문제가 있다.

즉, 절연층(3) 형성 과정은, 차수테이프(2)가 도체(1)에 감긴 상태에서 약 160-200℃, 200kg/㎠과 같은 고온고압의 조건을 유지하면서 압출기로 압출하여 차수테이프(2)의 외표면에 절연층(3)을 형성하는 방식으로 이루어지는데, 이때 차수테이프(2)에 도포되어 있던 폴리우레탄이 녹으면서 도체(1)에 달라 붙는 현상이 초래된다.

하지만, 이를 효과있게 해소할 수 있는 방안이 없어 이에 대한 대책이 시급히 요청되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 열안정성이 뛰어난 고무혼합 조성물을 이용하여 기존 폴리우레탄을 대체함으로써 고온고압 하에서 압출할 때 분해되지 않아 도체의 전류흐름을 방해하지 않도록 하되, 특히, 차수테이프를 구성하는 열경화성수지는 도포 후 원단에 가교되게 하고, 고무기재는 절연층 형성을 위해 고온고압 하에서 압출될 때 가류되도록 한 전선케이블용 차수테이프 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 도체와, 절연층 사이에 개재되는 차수테이프를 제조하는 방법에 있어서; 상기 차수테이프는 직물, 편물, 부직포 또는 메쉬 형상의 직물을 포함하는 원단에 도포되는 고무혼합 조성물을 포함하되, 상기 고무혼합 조성물은 고무기재 50-80중량%와, 열경화성수지 20-50중량%로 이루어진 고무수지혼합물과; 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 반도전성 첨가물 45-130중량부, 고흡수성 폴리머 10-40중량부, 이형제 혼합물 1-5중량부, 고무첨가제 1-5중량부 및 용제 20-60중량부를 포함하되, 상기 반도전성 첨가물은, 카본블랙 3-10중량%, 분산제 1-5중량%, 용제 70-88중량%를 디솔버기계에서 분산시킨 후 다이노밀기계로 옮겨 고무분말 8-16중량%를 분할 투입하면서 밀링하여 전기저항이 10³Ω을 갖도록 제조된 반도전성 고무수지가 사용되고; 상기 고무 첨가제는 과산화물 가류제:산화방지제:금속산화물의 비율이 6-8:1-2:2-5의 중량비로 유지되게 한 상태에서, 열경화성수지를 140~180℃에서 원단에 도포한 후 건조하여 열경화성수지가 원단에 먼저 가교되게 하고, 상기 열경화성수지의 가교가 완료된 후 절연층 형성을 위해 160-200℃, 200kg/㎠의 고온고압 하에서 압출될 때 고무기재가 가류되게 하여 열경화성수지의 분해를 차단한 것을 것을 특징으로 하는 전선케이블용 차수테이프 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 도체와, 절연층 사이에 개재되는 차수테이프를 제조하는 방법에 있어서; 상기 차수테이프는 직물, 편물, 부직포 또는 메쉬 형상의 직물을 포함하는 원단에 도포되는 고무혼합 조성물을 포함하되, 상기 고무혼합 조성물은 고무기재 50-80중량%와, 열경화성수지 20-50중량%로 이루어진 고무수지혼합물과; 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 반도전성 첨가물 45-130중량부, 고흡수성 폴리머 10-40중량부, 이형제 혼합물 1-5중량부, 고무첨가제 1-5중량부 및 용제 20-60중량부를 포함하되, 상기 반도전성 첨가물은, 카본블랙 3-10중량%, 분산제 1-5중량%, 용제 75-90중량%를 디솔버기계에서 분산시킨 후 다이노밀기계로 옮겨 우레탄수지 6-10중량%를 분할 투입하면서 밀링하여 전기저항이 10³Ω을 갖도록 제조된 반도전성 우레탄수지가 사용되고; 상기 고무 첨가제는 과산화물 가류제:산화방지제:금속산화물의 비율이 6-8:1-2:2-5 중량비로 유지되게 한 상태에서, 열경화성수지를 140~180℃에서 원단에 도포한 후 건조하여 열경화성수지가 원단에 먼저 가교되게 하고, 상기 열경화성수지의 가교가 완료된 후 절연층 형성을 위해 160-200℃, 200kg/㎠의 고온고압 하에서 압출될 때 고무기재가 가류되게 하여 열경화성수지의 분해를 차단한 것을 것을 특징으로 하는 전선케이블용 차수테이프 제조방법을 제공한다.

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본 발명에 따르면, 열안정성이 우수하여 고온고압 하에서 압출성형할 때 열 분해되지 않아 도체에 달라 붙지 않는 차수테이프를 제공함으로써 도체의 전류흐름이 원활하게 유지될 수 있도록 한 효과를 얻을 수 있다.

특히, 차수테이프를 구성하는 열경화성수지는 도포 후 원단에 가교되게 하고, 고무기재는 절연층 형성을 위해 고온고압 하에서 압출될 때 가류되도록 함으로써 상기한 효과를 달성할 수 있다.

또한, 차수기능은 기존과 동등 이상을 유지하며, 도체에 손상을 주는 황, 할로겐 화합물이 검출되지 않아 전선케이블의 장수명화를 가능케 하는 효과도 있다.

도 1은 해저용으로 사용되는 전선케이블의 개략사시도이다.
도 2는 해저용으로 사용되는 전선케이블의 개략단면도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 가장 주된 특징은 차수테이프를 고무기재와 열경화성수지 및 기타 첨가물들로 구성하여 제조하되, 열경화성수지는 도포 후 원단에 가교되게 하고, 고무기재는 절연층 형성을 위해 고온고압 하에서 압출될 때 가류되도록 하여 압출시 열경화성수지가 분해되지 않도록 한 것에 있다.

본 발명은 도 1 및 도 2에 예시된 전선케이블 구조에서 차수테이프(2)의 개선을 통해 절연층(3) 형성 후에도 차수 기능을 위해 차수테이프(2)에 포함된 성분들이 도체(1) 쪽으로 묻어나지 않고, 녹아 붙지도 않아 원활한 통전성을 확보할 수 있도록 한 것을 주된 기술사상으로 한다.

또한, 본 발명은 전선케이블 제조시 절연층(3) 형성을 위해 약 160-200℃, 200kg/㎠과 같은 고온고압 조건의 압출과정을 필수적으로 포함하기 때문에 이러한 압출과정에서 파생되는 여러가지 문제, 이를 테면 흐름성, 가공성 등도 충분히 함께 고려되어야 한다.

특히, 본 발명에서는 차수테이프(2) 구성시 고무기재를 사용하기 때문에 가류과정이 수반되는데, 통상적인 유황가류 방식을 사용하게 되면 황, 할로겐 화합물의 특성상 도체인 동 또는 알루미늄에 손상을 주어 수명을 단축시키므로 이러한 유황가류 방식은 반드시 배제되어야 하며, 이를 위해 과산화물 가류제가 사용된다.

보다 구체적으로, 본 발명은 직물, 편물, 부직포 또는 메쉬 형상의 직물을 포함하는 원단에 도포되는 고무혼합 조성물을 포함하는 차수테이프에 있어서; 상기 고무혼합 조성물은 고무기재 50-80중량%와, 열경화성수지 20-50중량%로 이루어진 고무수지혼합물과; 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 반도전성 첨가물 45-130중량부, 고흡수성 폴리머 10-40중량부, 이형제 혼합물 1-5중량부, 기타 고무첨가제 1-5중량부 및 용제 20-60중량부를 포함하여 구성된다.

이때, 원단은 고체 지지체로서 내구성이 우수하고 부패시 수소가스를 발생시키지 않는 것이어야 하는데, 바람직하기로는 나일론 또는 폴리에스테르로 된 직물, 편물, 부직포, 메쉬 형상의 직물 중 어느 하나가 좋다.

다만, 상기 소재로 반드시 한정할 필요는 없고, 내구성과 신축성 측면 및 부패시 수소가스 미발생 측면에서 볼 때 아크릴계 합성섬유, 폴리아미드계 합성섬유, 아미드계 합성섬유, 폴리프로필렌계 합성섬유 등도 사용할 수 있음은 물론이다.

그리고, 상기 고무기재는 열적 안정성이 우수하고 고온 하에서 가류되는 특성이 있으므로 기존 폴리우레탄 단독으로 있을 경우 절연층 형성과정에서 분해되는 단점이 있었지만, 본 발명에서는 고무기재가 가류되면서 고무화되기 때문에 폴리우레탄을 포집하여 고정하는 기능을 수행한다.

이를 위해, 본 발명에서는 상기 고무기재를 50-80중량% 사용할 수 있는데, 50중량% 미만으로 첨가하면 열안정성이 떨어져 폴리우레탄의 분해를 막을 수 없고, 80중량%를 초과하면 과한 가류현상이 발생되어 차수 효과를 저해하므로 상기 범위로 한정하여 첨가해야 한다.

이러한 고무기재로는 스티렌부타디엔고무(SBR), 부틸고무(IIR), 부타디엔고무(BR), 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM), 실리콘 고무, 에틸렌 비닐 아세테이트고무(EVM), 폴리우레탄 고무를 단독 또는 혼용하여 사용하며, 용제상에서 상용성이 우수하면서 가류조건이 용이한 고무를 선택하여야 한다.

아울러, 상기 열경화성수지는 다른 첨가물들을 원단에 고정하기 위한 일종의 결합제로서, 폴리우레탄이 가장 바람직하나 반드시 이에 한정될 필요는 없고, 에폭시, 폴리비닐 아세테이트를 단독 또는 에틸렌 비닐 아세테이트와 혼합하여 사용할 수 있다.

이 경우, 상기 열경화성수지는 20-50중량%의 범위 내에서 첨가되어야 하는데, 20중량% 미만으로 첨가되면 고정성이 떨어지고, 50중량%를 초과하면 팽윤 비율 저하와 도체에 묻어나는 비율이 증가되기 때문에 상기 비율을 유지하여 한다.

한편, 반도전성 첨가물은 일정이상의 전기저항을 가지면서 동시에 도전성도 가져야 도체를 통한 통전손실을 줄이면서 전류를 통하게 할 수 있는 바, 이를 위해 전기저항이 10³Ω을 갖도록 하면서 기계적강도, 피로특성, 가공성 등을 고려하여 가혹한 부식환경 내에서도 내식성이 유지될 수 있도록 하여 하며, 동시 물이 도체 내부로 침투되는 것을 막기 위해 첨가된다.

이러한 반도전성 첨가물은, 반도전성 고무수지 혹은 반도전성 열경화성수지가 사용될 수 있다.

특히, 이들은 입자성을 갖고 있기 때문에 밀링하여 최대한 균일한 도포가 이루지게 해야 하는데, 그렇지 않을 경우 도포시 뭉침에 의해 케이블에 사용시 전류 집중에 의해 터짐 등 안전사고를 유발시키므로 주의하여야 한다.

다만, 후술하는 바와 같이 비교를 위해 밀링하지 않은 예로 본 발명은 포함하는데, 이를 테면 반도전성 열경화성수지로서, 우레탄수지, 비닐아세테이트수지, 에폭시수지 등이 사용될 수 있으며, 이 중에서 우레탄수지만 밀링하여 사용하였고, 밀링 여부에 따른 특성을 후술하는 표 1에서 비교하였다. 이를 통해 밀링여부에 따른 중요성을 확인할 수 있었다.

그리고, 이들 반도전성 고무수지 및 반도전성 열경화성수지는 단독 또는 혼합 사용할 수 있다.

그럼, 반도전성 첨가물 중 반도전성 고무수지 조성에 대하여 살펴본다.

상기 반도전성 고무수지는 카본블랙 3-10중량%, 분산제 1-5중량%, 용제 70-88중량%를 디솔버기계에서 분산시킨 후 다이노밀기계로 옮겨 고무분말 8-16중량%를 분할 투입하면서 밀링하여 전기저항이 10³Ω을 갖도록 제조된 수지를 사용한다.

이때, 카본블랙은 도전성을 위해 첨가되며 3중량% 미만으로 첨가되면 원하는 도전성을 얻을 수 없고, 10중량%를 초과하면 팽윤속도 저하와 도체에 묻어나는 비율이 증가하므로 상기 범위로 한정되어야 하며, 분산제는 분산성과 레벨링성을 높이면서 침강방지효과를 얻기 위한 것으로 통상적인 아민계, 폴리카르복실계 등이 사용될 수 있고, 상기 용제는 톨루엔, 메칠에칠케톤(MEK), 디메칠포름아마이드(DMF), 에칠아세테이트(EA) 등이 사용될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 반도전성 열경화성수지, 열경화성 수지 중에서도 우레탄수지를 채택하여 밀링한, 다시 말해 반도전성 우레탄수지 조성은 카본블랙 3-10중량%, 분산제 1-5중량%, 용제 75-90중량%를 디솔버기계에서 분산시킨 후 다이노밀기계로 옮겨 우레탄수지 6-10중량%를 분할 투입하면서 밀링하여 전기저항이 10³Ω을 갖도록 제조될 수 있다.

이와 같이, 일정한 범위내의 전기저항을 갖도록 구성해야 하기 때문에 상기 반도전성 첨가물(반도전성 고무수지, 반도전성 열경화성수지를 단독 또는 혼합)은 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 45-130중량부의 범위 내에서 첨가되어야 한다.

또한, 상기 고흡수성 폴리머(SAP:Super Absorbent Polymer)는 물과 접촉했을 때 신속히 팽윤하면서 고체 지지체인 원단으로부터 탈락하여 뿔뿔이 분리되면서 전선케이블 내부로 퍼져 파수하기 위해 첨가된다.

이와 같은 고흡수성 폴리머는 물과 접촉하지 않는 한 원형을 그대로 유지하기 때문에 원단으로부터 분리 탈락하는 일은 없다.

이러한 고흡수성 폴리머로는 폴리아크릴로니트릴 그라프트 중합체 가수분해물, 폴리아크릴산소다, 메틸메타크릴산-초산 비닐 공중합체 가수분해물, 폴리비닐 알콜 가교 중합물, 폴리아크릴로니트릴 가교체 가수분해물, 폴리에틸렌옥사이드 가교 중합체물, 폴리아크릴아미드가교 중합물, 아크릴 아미드-아크릴산 가교 공중합체물, 술포알킬(메타) 아크릴레이트 아크릴산 가교 중합체물, 이소 부틸렌-무수 말레인산 가교 중합체물 등이 사용될 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 성분 외에도 부패시 수소 가스를 발생시키는 전분-폴리 아크릴로니트릴 그라프트 중합 가수 분해물, 전분-아크릴산그라프트 공중합물, 카르복시메틸-셀룰로스 가교 중합물, 세룰로스 폴리 아크릴로 니트릴 그라프트 중합체 가수분해물 등도 부패 방지 처리할 경우 사용할 수 있다.

때문에, 상기 고흡수성 폴리머는 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 10-40중량부의 범위로 첨가되어야 하는데, 10중량부 미만이면 원하는 흡수능 및 수팽창성을 얻을 수 없고, 40중량부를 초과하면 점착성을 떨어뜨려 원단 고정성을 약화시키므로 상기 범위로 한정하여야 한다.

또한, 상기 이형제혼합물은 상기 고무혼합 조성물을 원단에 도포할 때 흐름성과 작업성을 좋게 하면서 물을 흡수하여 팽윤될 때 원단으로부터 코팅물이 쉽고 원활하게 분리되면서 전선케이블 내부로 분산 충전되도록 하여 차수 기능을 완전하게 수행할 수 있도록 하기 위해 첨가되는 물질이다.

이러한 이형제혼합물은 고급지방산, 실리콘오일, 계면활성제로 이루어진 복합물로서; 고급지방산은 오레인산, 스티아린산, 라우릴산이 선택 사용되고; 실리콘오일은 디메틸 실리콘오일, 메틸하이드로젠 실리콘오일, 메틸페닐 실리콘 오일, 아미노 변성오일, 에폭시 변성오일, 카르복실 변성오일, 메타크릴 변성오일, 카르비놀 변성오일, 메타크릴 변성오일, 메르카프토변성오일, 페놀변성, 메틸스티릴 변성오일, 알킬 변성오일이 선택 사용되며; 계면활성제는 비이온 계면활성제로 라우릴알콜 에틸렌옥사이드, 올에릴알콜 에틸렌옥사이드, 트리데실알콜 에틸렌옥사이드, 스티아릴(오레일) 아민 에틸렌옥사이드, 음이온 계면활성제로 알킬벤젠 설포네이트, 알파올레핀 설폰네이트, 소듐 도데실 벤젠 설폰네이트, 양이온 계면활성제로 지방산아민 메도설페이트류가 혼용된다.

이때, 상기 이형제혼합물은 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 1-5중량부의 범위 내로 첨가되어야 하는데, 1중량부 미만으로 첨가되면 이형성 작용이 떨어지고, 5중량부를 초과하면 이형제의 증가로 접착강도와 도전성이 저하되므로 상기 범위로 한정하여야 한다.

마지막으로, 상기 고무첨가제는 고무 가류 및 안정화를 위해 통상적으로 첨가되는 물질로서, 보통 가류제, 산화방지제, 금속산화물로 이루어진다.

이는 당해 분야에서 통상적으로 첨가되는 주지된 물질이므로 굳이 한정사유 등을 설명할 필요는 없으나, 가류제의 경우 서두에서 설명하였듯이 유황가류가 아닌 과산화물 가류방식을 채택해야 하기 때문에 Dibenzoyl peroxide, Dicumyl peroxide, 1,1-di-(tert butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane, di-(2-tert-buty-peroxyisopropyl)-benzene 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용해야 한다.

그리고, 산화방지제는 4,4'-티오비스(3-메틸-6-3차-부틸페놀), 2-2'-메틸렌비스(4-메틸-6-3차-부틸페놀), 2-2'-메틸렌비스(4-에틸-6-3차-부틸페놀) 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-3차-부틸페놀), 4-4'-메틸렌비스(2,6-디-3차-부틸페놀), 2,6-디-3차-부틸-파라크레졸, 테트라비스[메틸렌-3-(3,5-디-3차-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 디-라우릴 설파이드, 디-라우릴티오-디-프로피오네이트, 테트라메틸티우람 디-설파이드 등이 사용될 수 있고; 금속산화물은 촉매역할 및 알카리성 유지를 위해 첨가되며 ZnO, MgO과 금속계 지방산 중에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

이와 같은 고무첨가제는 통상적으로 1-5중량부의 범위내에서 첨가되어야 하는데, 반응성 등을 고려하여 과산화물 가류제:산화방지제:금속산화물의 비율이 중비로 6-8:1-2:2-5로 유지하는 것이 최적화된 결과를 도출한다.

이러한 조성물은 원단에 코팅된 후 앞서 설명하였듯이, 160-200℃, 200kg/㎠과 같은 고온고압의 조건을 유지하면서 압출기로 압출하여 차수테이프(3)의 외표면에 절연층(5)을 형성하는 방식으로 가공되어 하나의 전선케이블을 만들게 된다.

상기 조성물을 이용하여 차수테이프를 만들게 되면 열경화성수지, 즉 폴리우레탄은 원단에 코팅된 후 가교되고, 상기 고무기재는 절연층 형성을 위해 고온고압으로 압출할 때 가류되면서 고무화되기 때문에 절연층 형성시 가류 현상에 의해 원단에 이미 가교되어 있는 폴리우레탄이 분해되지 않아 도체로 묻어 나오는 현상을 완전히 억제할 수 있게 된다.

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

설명되는 실시예는 기존 차수테이프가 절연층 형성시 열안정성이 떨어진 폴리우레탄이 분해되면서 도체에 묻어 나오는 현상이 있었기 때문에 이를 해소키 위한 것이므로 굳이 종래재와 비교재에 대한 비교 설명은 필요치 않았으며, 본 발명에 따라 제조된 차수테이프를 이용하여 절연층 형성시 상기한 문제가 발생하는지 여부만을 관찰하여 확인하는 방식으로 진행하였다.

또한, 이하 설명되는 성분조성은 고무기재 60중량%와 폴리우레탄 40중량%로 이루어진 고무수지혼합물 100중량부에 대한 조성비이다.

[실시예 1]

반도전성 첨가물로 밀링된 반도전성 고무수지를 단독으로 100중량부, 이형제혼합물 3중량부, 고무첨가제(가류제, 산화방지제제, 금속산화물) 2중량부를 넣고 충분히 혼합시킨 다음 고흡습성수지인 고흡수성폴리머 20중량부를 넣어서 교반 후 나이프 코팅기계에서 폴리에스테르직물에 140~180℃에서 1분간 코팅한 후 충분히 건조하고, 부풀음시험과 전선제조시 압출공정과 유사하게 제조된 시험기기로 PE판에 시험편을 놓고 그 위에 도체편을 놓은 상태에서 압출공정과 동일한 온도와 압력으로 15분간 시험한 후 도체에 묻어 나오는지를 확인하였다.

[실시예 2]

반도전성 첨가물로 밀링된 반도전성 고무수지 80중량부, 밀링된 반도전성 우레탄수지 40중량부, 이형제혼합물 3중량부, 고무첨가제(가류제, 산화방지제제, 금속산화물) 2중량부를 넣고 충분히 혼합시킨 다음 고흡습성수지인 고흡수성폴리머 20중량부를 넣어서 교반 후 나이프 코팅기계에서 폴리에스테르직물에 140~180℃에서 1분간 코팅한 후 충분히 건조하고, 부풀음시험과 전선제조시 압출공정과 유사하게 제조된 시험기기로 PE판에 시험편을 놓고 그 위에 도체편을 놓은 상태에서 압출공정과 동일한 온도와 압력으로 15분간 시험한 후 도체에 묻어 나오는지를 확인하였다.

[실시예 3]

반도전성 첨가물로 밀링된 반도전성 고무수지 80중량부, 반도전성 열경화성수지로는 밀링되지 않은 비닐 아세테이트수지 30중량부, 이형제혼합물 3중량부, 고무첨가제(가류제, 산화방지제제, 금속산화물) 2중량부를 넣고 충분히 혼합시킨 다음 고흡습성수지인 고흡수성폴리머 20중량부를 넣어서 교반 후 나이프 코팅기계에서 폴리에스테르직물에 140~180℃에서 1분간 코팅한 후 충분히 건조하고, 부풀음시험과 전선제조시 압출공정과 유사하게 제조된 시험기기로 PE판에 시험편을 놓고 그 위에 도체편을 놓은 상태에서 압출공정과 동일한 온도와 압력으로 15분간 시험한 후 도체에 묻어 나오는지를 확인하였다.

[실시예 4]

반도전성 첨가물로 밀링된 반도전성 고무수지 80중량부, 반도전성 열경화성수지로는 밀링되지 않은 에폭시수지 30중량부, 이형제혼합물 3중량부, 고무첨가제(가류제, 산화방지제제, 금속산화물) 2중량부를 넣고 충분히 혼합시킨 다음 고흡습성수지인 고흡수성폴리머 20중량부를 넣어서 교반 후 나이프 코팅기계에서 폴리에스테르직물에 140~180℃에서 1분간 코팅한 후 충분히 건조하고, 부풀음시험과 전선제조시 압출공정과 유사하게 제조된 시험기기로 PE판에 시험편을 놓고 그 위에 도체편을 놓은 상태에서 압출공정과 동일한 온도와 압력으로 15분간 시험한 후 도체에 묻어 나오는지를 확인하였다.

[실시예 5]

반도전성 첨가물로 밀링된 반도전성 고무수지 70중량부, 반도전성 열경화성수지로는 밀링된 우레탄수지 20중량부와 밀링되지 않은 비닐 아세테이트수지 20중량부를 혼합사용하고, 이형제혼합물 3중량부, 고무첨가제(가류제, 산화방지제제, 금속산화물) 2중량부를 넣고 충분히 혼합시킨 다음 고흡습성수지인 고흡수성폴리머 20중량부를 넣어서 교반 후 나이프 코팅기계에서 폴리에스테르직물에 140~180℃에서 1분간 코팅한 후 충분히 건조하고, 부풀음시험과 전선제조시 압출공정과 유사하게 제조된 시험기기로 PE판에 시험편을 놓고 그 위에 도체편을 놓은 상태에서 압출공정과 동일한 온도와 압력으로 15분간 시험한 후 도체에 묻어 나오는지를 확인하였다.

[실시예 6]

반도전성 첨가물로 밀링된 반도전성 고무수지 70중량부, 반도전성 열경화성수지로는 밀링된 우레탄수지 20중량부와 밀링되지 않은 에폭시수지 20중량부를 혼합사용하고, 이형제혼합물 3중량부, 고무첨가제(가류제, 산화방지제제, 금속산화물) 2중량부를 넣고 충분히 혼합시킨 다음 고흡습성수지인 고흡수성폴리머 20중량부를 넣어서 교반 후 나이프 코팅기계에서 폴리에스테르직물에 140~180℃에서 1분간 코팅한 후 충분히 건조하고, 부풀음시험과 전선제조시 압출공정과 유사하게 제조된 시험기기로 PE판에 시험편을 놓고 그 위에 도체편을 놓은 상태에서 압출공정과 동일한 온도와 압력으로 15분간 시험한 후 도체에 묻어 나오는지를 확인하였다.

상기 실시예들을 통해 확인한 결과, 실시예 모두 도체에 묻어 나오지 않았다. 다만, 실시예 2,4,6의 경우는 건조, 가습 측면에서 완벽하게 양호하다고 보이지는 않았는데, 이는 하기한 표 1에 나타내었다.

실시예		부풀음(mm/분)			가압(도체오염도)
번호	내용	1분	2분	3분	건조	가습
1	고무	6	10	13	○	○
2	고무+우레탄	11	16	18	○	○
3	고무+비닐	7	12	14	△	○
4	고무+에폭시	9	12	14	○	△
5	고무+우레탄+비닐	11	15	17	○	○
6	고무+우레탄+에폭시	10	15	16	△	△

(여가에서, ○는 양호, △는 보통, ×는 불량을 의미한다)

따라서, 이러한 실시예를 통해 기존 차수테이프 외표면에 고온고압 상황에서 압출하여 절연층을 형성할 때 파생되던 심각한 문제를 일거에 해소하면서 차수성은 그대로 유지할 수 있음을 확인하였고, 이를 통해 본 발명의 유용성이 클 것으로 기대된다.

1: 도체 2: 차수테이프
3: 절연층

Claims

도체와, 절연층 사이에 개재되는 차수테이프를 제조하는 방법에 있어서;
상기 차수테이프는 직물, 편물, 부직포 또는 메쉬 형상의 직물을 포함하는 원단에 도포되는 고무혼합 조성물을 포함하되, 상기 고무혼합 조성물은 고무기재 50-80중량%와, 열경화성수지 20-50중량%로 이루어진 고무수지혼합물과; 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 반도전성 첨가물 45-130중량부, 고흡수성 폴리머 10-40중량부, 이형제 혼합물 1-5중량부, 고무첨가제 1-5중량부 및 용제 20-60중량부를 포함하되,
상기 반도전성 첨가물은, 카본블랙 3-10중량%, 분산제 1-5중량%, 용제 70-88중량%를 디솔버기계에서 분산시킨 후 다이노밀기계로 옮겨 고무분말 8-16중량%를 분할 투입하면서 밀링하여 전기저항이 10³Ω을 갖도록 제조된 반도전성 고무수지가 사용되고;
상기 고무 첨가제는 과산화물 가류제:산화방지제:금속산화물의 비율이 중량비로 6-8:1-2:2-5로 유지되게 한 상태에서,
열경화성수지를 140~180℃에서 원단에 도포한 후 건조하여 열경화성수지가 원단에 먼저 가교되게 하고, 상기 열경화성수지의 가교가 완료된 후 절연층 형성을 위해 160-200℃, 200kg/㎠의 고온고압 하에서 압출될 때 고무기재가 가류되게 하여 열경화성수지의 분해를 차단한 것을 것을 특징으로 하는 전선케이블용 차수테이프 제조방법.
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도체와, 절연층 사이에 개재되는 차수테이프를 제조하는 방법에 있어서;
상기 차수테이프는 직물, 편물, 부직포 또는 메쉬 형상의 직물을 포함하는 원단에 도포되는 고무혼합 조성물을 포함하되, 상기 고무혼합 조성물은 고무기재 50-80중량%와, 열경화성수지 20-50중량%로 이루어진 고무수지혼합물과; 상기 고무수지혼합물 100중량부에 대하여 반도전성 첨가물 45-130중량부, 고흡수성 폴리머 10-40중량부, 이형제 혼합물 1-5중량부, 고무첨가제 1-5중량부 및 용제 20-60중량부를 포함하되,
상기 반도전성 첨가물은, 카본블랙 3-10중량%, 분산제 1-5중량%, 용제 75-90중량%를 디솔버기계에서 분산시킨 후 다이노밀기계로 옮겨 우레탄수지 6-10중량%를 분할 투입하면서 밀링하여 전기저항이 10³Ω을 갖도록 제조된 반도전성 우레탄수지가 사용되고;
상기 고무 첨가제는 과산화물 가류제:산화방지제:금속산화물의 비율이 중량비로 6-8:1-2:2-5로 유지되게 한 상태에서,
열경화성수지를 140~180℃에서 원단에 도포한 후 건조하여 열경화성수지가 원단에 먼저 가교되게 하고, 상기 열경화성수지의 가교가 완료된 후 절연층 형성을 위해 160-200℃, 200kg/㎠의 고온고압 하에서 압출될 때 고무기재가 가류되게 하여 열경화성수지의 분해를 차단한 것을 것을 특징으로 하는 전선케이블용 차수테이프 제조방법.
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