KR101644791B1 - 전기자동차용 충전 케이블 및 이의 제조방법 - Google Patents

전기자동차용 충전 케이블 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전기자동차용 충전 케이블은 내부도체; 상기 내부도체를 감싸는 절연층; 및 상기 절연층을 감싸는 쉬스층;을 포함하며, 상기 절연층은 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 1~20 중량부, 및 제1 필러 15~45 중량부를 포함하는 제1 조성물로 형성되고, 상기 쉬스층은 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물로 형성되며, 상기 제1 베이스 수지는 쇼어 A 경도가 45A~70A 이고, 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -70℃~-45℃인 열가소성 가황체(TPV), 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 1:0.5~1.5의 중량비로 포함하며, 상기 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 1:0.2~1의 중량비로 포함하고, 상기 가소제는 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차용 충전 케이블 및 이의 제조방법 {CHARGING CABLE FOR ELECTRONIC VEHICLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 전기자동차용 충전 케이블 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 세계적인 환경 규제 강화와 에너지 절감 추세에 따라 세계각국에서는 친환경적인 자동차의 개발과 보급이 점차적으로 확산되고 있는 추세이다. 한편 전기자동차는 순수하게 외부에서 전기에너지를 충전한 배터리만으로 운행하는 순수 전기자동차(EV, Electric Vehicle), 엔진 및 모터를 사용하는 하이브리드 자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle), 및 외부 전원으로부터 충전 가능한 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등을 포함할 수 있다.
최근 우리나라에서도 정부의 환경 규제 강화로 인하여, 차량 제조업체는 고연비 및 CO2 배출량이 적은 EV(Electric Vehicle) 및 PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle) 등의 친환경 전기자동차량 개발에 박차를 가하고 있는 상황이며, 이러한 전기자동차의 보급에 따라 충전을 위한 충전소의 확충 및 충전케이블의 보급이 필요한 상황이다.
한편, 전기자동차를 충전하기 위한 충전소의 경우 차량에 탑재된 충전케이블을 차량과 충전스탠드에 연결하는 것으로 충전이 시작된다. 이러한 전기자동차 충전 시스템은, 충전 케이블을 사용자가 차량에 비치하여 가지고 다녀야 하고, 차량에 장착하여 사용되는 만큼 고 유연성이 요구되며, 각종 자동차 오일(oil)류부터 안전성을 확보해야 한다. 더욱이 전기자동차의 충전에는 장시간이 소요되는데, 영하 권의 지역에서 장시간 충전 시 내한성 및 유연성에 문제가 발생할 수 있다.
한편, 케이블은 하나 이상의 내부도체; 상기 내부도체를 피복하는 절연층; 및 상기 절연층을 피복하는 쉬스(sheath)를 포함한다. 또한, 상기 절연층 및 쉬스 사이에는 차폐층 등이 포함될 수 있다.
기존 차량용 105℃급 케이블에서, 상기 쉬스는 PVC(Polyvinyl chloride) 및 가소제를 포함하는 컴파운드를 사용하여 제조되었다. 상기 PVC의 경우, Tg(유리전이온도)가 약 82℃ 이상으로 저온성이 매우 취약한 폴리머이며, 상기 PVC에 액상 가소제를 첨가시, 가소제 분자가 상기 PVC를 구성하는 분자들 사이에 침투하게 되어 분자 간 거리를 멀게 하여, 저온 특성을 향상 시키게 된다. 대한민국 등록특허공보 제10-0850048호에서는 이러한 PVC를 포함하는 폴리비닐클로라이드 수지, 가소제, 난연제 및 난연조제를 포함하는 전선 피복재료용 수지 조성물이 개시되고 있다.
한편 상기 기존 105℃급 PVC 컴파운드의 경우, 사용 가능한 가소제가 한정적이다. 예를 들면, TINTM(Tri-isononyl Trimellitate), 및 TOTM(Tri-2-ethylhexyl Trimellitate) 등의 가소제를 사용할 수 있는데, 상기 PVC 수지 100 phr에 상기 가소제 50 phr를 첨가하는 경우, 저온 취성(Low-temperature Brittleness) 온도가 -33.6℃ 수준으로 차량용 충전 케이블의 저온 유연성을 만족하는데 한계가 있었고, 또한 DOA(dioctyl adipate)라는 내한성 가소제를 사용시 저온 취성 온도를 약 -62.7℃까지 내릴 수 있으나, 내열성 및 내유성이 저하되어 적용이 불가하였다. 이와 같이 PVC 수지와 TINTM, 및 TOTM 등의 가소제만을 적용해서는 차량용 충전케이블의 저온 유연성을 만족하는데 한계가 있었다. 또한 가소제의 Tg 이하로 온도가 저하되면, 가소제의 활성이 떨어지기 때문에 가소제 역할을 할 수 없게 되어, PVC 컴파운드는 외부 충격에 의해 깨지게 되는 문제점이 있었다.
한편, 충전 케이블의 평가 시험 중 내유 특성 시험은, 고무 시험용 오일인 IRM 902 Oil에 시편을 침지하고 60℃에서 168 시간 동안 방치 후, 상온 신장률과 인장강도 값의 변화정도가 25% 이하를 만족해야 한다. 그러나 일반적으로 PVC 컴파운드에서는 상기 IRM902 Oil 60℃에 168 시간 동안 방치시 PVC 컴파운드에 포함되어 있는 가소제가 IRM 902 Oil로 빠져나가게 되어 PVC가 딱딱하게 경화되어 신장률이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 사용자 편의성이 우수하고, 뛰어난 유연성 및 내유성을 가지는 충전케이블이 필요하며, 친환경 추세에 따라 리사이클(recycle)이 가능한 재료 특성이 요구되고 있는 실정이다.
한편, 열가소성 가황체(TPV, thermoplastic vulcanizate)는 경질 세그먼트(hard segment)인 폴리프로필렌과 연질 세그먼트(soft segment)인 에틸렌-프로필렌-디엔-모노머(EPDM, ethylene-propylene diene monomer) 고무가 동적 가교(dynamic curing)에 의해 혼합되어 상온에서는 열경화성 가황 고무의 물성(경도, 탄성복원력 등)을 나타내면서, 가열하면 일반 열가소성 수지와 같이 자유롭게 성형이 가능한 열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer; TPE)의 한 종류이다.
일반적인 고무는 열경화성 제품으로 재활용이 불가능했지만 이와 같은 열가소성 가황고무는 성형 후 일정한 용도로 사용하다가 그것을 다시 재처리하여 다른 용도로도 활용할 수 있어 자원 재활용 측면에서 매우 유리한 장점이 있다.
본 발명의 목적은 저온 유연성, 내한성 등의 저온특성이 우수한 전기자동차용 충전 케이블을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외관성, 내유성 및 기계적 강도가 우수한 전기자동차용 충전 케이블을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 리사이클(recycle)이 가능하며, 내열성 및 자외선 안정성이 우수한 전기자동차용 충전 케이블을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 전기자동차용 충전 케이블의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 전기자동차용 충전 케이블에 관한 것이다. 상기 전기자동차용 충전 케이블은 내부도체; 상기 내부도체를 감싸는 절연층; 및 상기 절연층을 감싸는 쉬스층;을 포함하며, 상기 절연층은 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 1~20 중량부, 및 제1 필러 15~45 중량부를 포함하는 제1 조성물로 형성되고, 상기 쉬스층은 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물로 형성되며, 상기 제1 베이스 수지는 쇼어 A 경도가 45A~70A 이고, 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -70℃~-45℃인 열가소성 가황체(TPV), 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 1:0.5~1.5의 중량비로 포함하며, 상기 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 1:0.2~1의 중량비로 포함하고, 상기 가소제는 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한 구체예에서 상기 상용화제는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및 프탈산 무수물(phthalic anhydride) 중에서 하나 이상이 그라프트된 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 필러 및 제2 필러는 각각 탄산칼슘(CaCO3), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 산화마그네슘(MgO) 및 산화아연(ZnO) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 극성 올레핀 엘라스토머는 에틸렌-아크릴산(EAA) 공중합체, 에틸렌-부틸 아크릴레이트(EnBA) 공중합체, 에틸렌-메틸 아크릴레이트(EMA) 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트(EEA) 공중합체, 에틸렌/부틸-아크릴레이트/일산화탄소(EnBACO) 삼원 공중합체 및 에틸렌/부틸 아크릴레이트/글리시딜 메타아크릴레이트(EnBAGMA) 삼원 공중합체 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프탈레이트계 가소제는 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디헵틸프탈레이트(DHP), 디이소데실프탈레이트(DIDP) 중에서 하나 이상 포함하고, 상기 에스테르계 가소제는 에틸헥실아디페이트(DOA), 디이소부틸아디페이트(DIBA), 디부틸아디페이트(DBA), 에폭시화 대두유, 아디프산 에스테르, 아디프산 폴리에스테르, 트리-2-에틸헥실트리멜리테이트(TOTM), 트리이소노닐트리멜리테이트(TINTM), 트리메틸 포스페이트(TMP) 및 트리에틸 포스페이트(TEP) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 절연층은 복수의 내부도체를 감싸는 것일 수 있다.
상기 쉬스층은 복수의 절연층을 감싸는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 전기자동차용 충전 케이블의 제조방법에 관한 것이다. 상기 전기자동차용 충전 케이블 제조방법은 내부도체 둘레에 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 1~20 중량부, 및 제1 필러 15~45 중량부를 포함하는 제1 조성물을 피복하여 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 절연층의 둘레에 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물을 피복하여 쉬스층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 베이스 수지는 쇼어 A 경도가 45A~70A 이고, 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -70℃~-45℃인 열가소성 가황체(TPV), 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 1:0.5~1.5의 중량비로 포함하며, 상기 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 1:0.2~1의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전기자동차용 충전 케이블은 저온 유연성, 내한성 등의 내온 특성과 굴곡성이 우수하여 저온환경에서도 사용하기 적합하여 사용자 편의성이 우수하고, 외관성 및 내유 특성이 우수하여 차량용 오일이 침투하지 못하여 차량 내에 안전하게 장착 또는 비치하여 사용 가능하며, 친환경성 자동차 부품 트렌드를 반영하여 리사이클이 가능하며, 자동차용 105℃급 전선에 대응하는 내열성을 확보하며, 기계적 강도, 내열성, 및 자외선 안정성이 우수하여 전기자동차 충전 케이블 용도 등으로 사용하기 적합할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 케이블을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 케이블의 단면을 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 전기자동차용 충전 케이블에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 전기자동차용 충전 케이블(100)을 나타낸 것이며, 도 2는 본 발명의 전기자동차용 충전 케이블(100)의 단면을 나타낸 것이다. 상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 전기자동차용 충전 케이블(100)은 내부도체(10); 내부도체(10)를 감싸는 절연층(20); 및 절연층(20)을 감싸는 쉬스(30);를 포함한다. 본 발명에서 전기자동차용 충전 케이블(100)의 전체 외경은 1mm 내지 100mm 일 수 있다.
내부도체
내부도체(10)는 전기전도성이 우수한 금속 재질로 제조된 선을 사용할 수 있다. 예를 들면 주석, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 내부도체(10a, 10b, 10c, 10d)는 단선 또는 복수 개의 선을 꼬아서 이루어질 수 있다. 구체예에서 내부도체(10)의 굵기는 0.01mm 내지 5mm 일 수 있다.
절연층
절연층(20)은 내부도체(10)의 둘레에 제1 베이스 수지, 상용화제 및 제1 필러를 포함하는 제1 조성물을 이용하여 형성된다. 구체예에서, 내부도체(10) 둘레에 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 1~20 중량부, 및 제1 필러 15~45 중량부를 포함하는 제1 조성물을 이용하여 절연층(20)을 형성한다. 본 발명에서 절연층(20)의 두께는 내부도체(10)의 굵기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면 0.1mm 내지 5mm 일 수 있다.
한 구체예에서 절연층(20)은 복수 개의 내부도체(10)를 감쌀 수 있다.
또한, 본 발명의 구체예에서 절연층(20)의 두께 및 내부도체(10) 직경은 1:0.05~1.5일 수 있다. 단면에서 절연층(20) 및 내부도체(10)의 면적은 1:0.1~1.5일 수 있다. 상기 범위에서 케이블(100)의 물리적 강도가 우수할 수 있다.
이하, 상기 제1 조성물을 구성하는 성분을 상세히 설명하도록 한다.
제1 베이스 수지
상기 제1 베이스 수지는 열가소성 가황체(TPV) 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 포함한다.
열가소성 가황체(TPV)
상기 열가소성 가황체(TPV)는 절연층(20)의 저온 유연성 및 물리적 강도를 확보하기 위한 목적으로 포함된다.
구체예에서 상기 TPV는 폴리프로필렌 및 에틸렌-프로필렌-디엔-모노머(EPDM)를 포함하는 혼합물을 가황제로 동적 가황하여 제조된 것일 수 있다.
예를 들면, 폴리프로필렌 매트릭스에 EDPM이 분산된 혼합물에 가황제를 투입하여 가황 온도 170~220℃, 회전수 30rpm~120rpm, 및 체류시간 5~20분 조건에서 가황시킬 수 있다. 구체예에서 상기 가황제는 과산화물계 가황제 또는 페놀계 가황제를 사용할 수 있다.
구체예에서 상기 TPV는 쇼어 A 경도(shore A hardness)가 70A 이하인 것을 사용한다. 상기 범위에서 본 발명의 저온 유연성 및 물리적 강도가 우수할 수 있다. 예를 들면, 45A~70A인 것을 사용할 수 있다. 상기 쇼어 A 경도가 45A 미만인 경우에는 TPV의 찢김 현상으로 내스크래치 특성이 저하될 수 있고, 70A를 초과시 경도가 과도해져 충격강도가 저하될 수 있다.
구체예에서 상기 TPV는 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -70℃~-45℃이다. 상기 범위에서 본 발명의 저온 유연성 및 물리적 강도가 우수할 수 있다. 상기 저온 취성 온도가 -70℃ 미만인 경우 본 발명의 상용성 및 물성이 저하되며, -45℃ 초과인 경우 본 발명의 저온 유연 특성이 저하될 수 있다. 예를 들면, -65℃~-50℃일 수 있다.
구체예에서 상기 TPV는 용융지수(Melting index, MI)가 1.0~5.0g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준)이며, 용융온도(Tm, melting point)가 150℃~170℃인 것을 사용할 수 있다. 상기 범위에서 상용성, 유연성, 내화학성, 가공특성 및 충격강도 개선효과가 동시에 우수할 수 있다. 예를 들면, 용융지수가 1.5~3.5g/10min이고, 용융온도가 155℃~165℃ 일 수 있다.
또한, 상기 TPV는 150℃에서 168시간 동안 aging 이후의 인장잔률이 100% 이상이고, 신장잔률이 100% 이상인 것을 사용할 수 있다. 상기 조건에서 상용성, 가공특성, 저온 유연성 및 물리적 강도가 동시에 우수할 수 있다. 예를 들면, 150℃에서 168시간 동안 aging 이후의 인장잔률이 100%~600% 이고, 신장잔률이 100%~600%인 것을 사용할 수 있다.
상기 TPV는 부피비저항(volume resisitivity) 값이 1x1014(Ω·cm) 이상인 것을 사용할 수 있다. 상기 범위에서 본 발명 케이블에 직류 전압을 인가(印加)시, 전극으로부터의 전하 주입 등에 의해 절연층에 공간전하(space charge)가 축적되어 케이블 내부도체 근방의 전계강도가 상승하므로 케이블의 파괴전압이 저하되는 현상을 방지할 수 있다.
스티렌계 열가소성 엘라스토머
상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 본 발명에서 저온 유연성, 인장강도 및 내충격성의 확보를 목적으로 포함된다.
상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 스티렌이 30% 이상 포함되는 것을 사용할 수 있다. 상기 범위로 포함시 저온 유연성, 인장강도 및 내충격성이 우수할 수 있다.
구체예에서 상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머로는 스티렌-부타디엔 고무(SBR) 및 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 고무(SEBS) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 용융지수(Melting index, MI)가 1.5 g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준) 이하일 수 있다. 상기 범위에서 상용성, 유연성, 가공특성 및 충격강도 개선효과가 동시에 우수할 수 있다. 예를 들면, 0.05~1.0g/10min일 수 있다.
구체예에서 상기 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 쇼어 A 경도(shore A hardness)가 70A 이하인 것을 사용한다. 상기 범위에서 본 발명의 저온 유연성 및 물리적 강도가 우수할 수 있다. 예를 들면, 35A~70A인 것을 사용할 수 있다.
구체예에서 상기 제1 베이스 수지는 열가소성 가황체 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 1:0.5~1.5 중량비로 포함한다. 상기 중량비로 포함시 상용성, 가공성이 우수하면서 저온 유연성 및 물리적 강도가 동시에 우수할 수 있다. 상기 열가소성 가황체 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 1:0.5 중량비 미만으로 포함되는 경우 내충격성 등의 물리적 강도가 저하되며, 1:1.5 중량비를 초과하여 포함되는 경우 혼련시 흐름성, 성형성 및 외관성이 저하되고, 내열성 등의 물리적 성질이 저하될 수 있다. 예를 들면, 1:0.5~1.3의 중량비로 포함될 수 있다. 예를 들면, 1:0.8~1.2의 중량비로 포함될 수 있다.
상용화제
상기 상용화제는 절연층(20)의 가공성 및 물리적 특성을 향상시키기 위한 목적으로 포함된다.
구체예에서 상기 상용화제는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및 프탈산 무수물(phthalic anhydride) 중에서 하나 이상이 그라프트(graft)된 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 열가소성 엘라스토머로는 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(Styrene-Ethylene-Butadiene-Styrene, SEBS) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM) 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 상용화제의 무니점도(Mooney viscosity)는 20~60 ML(1+4) 125℃일 수 있다. 상기 범위의 무니점도에서 가공성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 30~50 ML(1+4) 125℃ 일 수 있다.
상기 상용화제의 유리전이온도(Tg)는 -25℃~-45℃ 일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 가공성, 내한성 및 물리적 강도가 우수할 수 있다. 예를 들면, -30℃~-40℃ 일 수 있다.
구체예에서 상기 상용화제의 그라프트율은 0.5%~15%일 수 있다. 상기 조건에서 본 발명의 다른 성분과의 결합성이 향상되어 가공성 및 물성이 우수할 수 있다. 예를 들면, 상기 상용화제로 말레산 무수물이 그라프트된, 그라프트율 0.5%~15%의 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌을 사용할 수 있다.
상기 상용화제는 상기 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부 포함된다. 상기 범위로 포함시 상용성, 가공성 및 물리적 강도가 우수할 수 있다. 상기 상용화제가 1 중량부 미만 포함시 결합성 및 가공성을 확보하기 어려우며, 20 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 저온 유연성을 확보하기 어렵고, 인장강도 및 신장률 등의 물리적 강도가 저하될 수 있다. 예를 들면 3 중량부 내지 15 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 3 중량부 내지 12 중량부 포함될 수 있다.
제1 필러
상기 제1 필러는 본 발명에서 보강성 충전제로서 가공성, 열안정성, 내열성 및 기계적 강도를 동시에 향상시키기 위한 목적으로 포함된다.
구체예에서 상기 제1 필러는 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 산화아연(ZnO) 및 산화마그네슘(Mg0) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 필러는 전술한 성분을 표면 처리한 것을 사용할 수 있다. 상기 표면 처리는, 본 발명의 내수성 및 상기 제1 필러와 수지 성분과의 상용성을 확보하기 위해 포함된다. 구체예에서 상기 표면처리는 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 고급 지방산, 금속수화물(금속 수산화물), 아민 및 아민의 금속염 중에서 하나 이상으로 상기 제1 필러의 표면을 코팅하는 것일 수 있다. 구체예에서 상기 고급 지방산은 스테아린산, 올레인산, 팔미트산 및 베헨산 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기와 같이 제1 필러를 표면처리시, 상용성 및 성형성 및 물리적 강도를 동시에 확보할 수 있다.
이때, 상기 표면 처리된 제1 필러의 평균크기는 0.01㎛~2㎛이고, 비표면적(BET 법)은 5㎟/g~100㎟/g일 수 있다. 예를 들면 평균크기가 0.1㎛~1㎛이고, 비표면적은 5㎟/g~50㎟/g일 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 분산성, 성형성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다. 한편, 본 명세서에서 상기 “크기”는 “최대 길이”를 의미한다.
상기 제1 필러는 상기 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 15 중량부 내지 45 중량부 포함된다. 상기 범위로 포함시 가공성, 내열성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다. 상기 제1 필러를 15 중량부 미만으로 포함시 내열성 및 기계적 강도의 확보가 어려우며, 상기 제1 필러를 45 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 가공성 및 저온 유연성 등의 물리적 성질이 저하될 수 있다. 예를 들면 15 중량부 내지 35 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 15 중량부 내지 30 중량부 포함될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 구체예에서 상기 제1 조성물은 활제 및 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
활제
상기 활제는 상기 제1 조성물의 윤활성을 높여 가공성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다. 상기 활제는 탄화수소계, 실리콘계, 금속계, 지방산계 및 아미드계 활제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 탄화수소계 활제로는 유동 파라핀(liquid paraffin), 마이크로 크리스탈린 왁스(microcrystalline wax), 천연 파라핀 및 합성 파라핀 중에서 하나 이상 포함할 수 있다. 구체예에서 상기 유동 파라핀은 탄소수 16개 이상인 것을 사용할 수 있다.
상기 실리콘계 활제로는 실리콘 오일을 사용할 수 있다.
상기 금속계 활제로는 스테아린산 아연(zinc stearate), 스테아린산 칼슘(Calcium Stearate), 스테아린산 마그네슘(Magnesium Stearate) 및 스테아린산 알루미늄(aluminium stearate) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 지방산계 활제로는 스테아린산, 올레인산, 동물성고급지방산 및 식물성고급지방산 중에서 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 부틸 스테아레이트(ButylStearate), 글리세롤 모노 스테아레이트(Glycerol Mono Stearate), 글리세린 모노 올레이트(Glycerine Mono Oleate) 및 스테아릴 스테아레이트(Stearyl Stearate) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 아미드계 활제로는 아연-아미드(Zn-amide)계 활제, 에틸렌-비스-스테아르아미드(Ethylene-bis-stearamide), 에틸렌-비스-올레아미드(Ethylenebis(oleamide)) 및 에루카아미드(erucamide) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 활제는 상기 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 상기 난연성 열가소성 수지 조성물의 물성에 영향을 주지 않으면서 가공성, 외관성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.5~3 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 0.5~2 중량부 포함될 수 있다.
산화방지제
산화방지제는 본 발명에서 노화 및 열화 현상의 방지를 목적으로 포함될 수 있다.
구체예에서 상기 산화방지제로서 페놀계, 인계, 황계, 아민계 및 금속계 산화방지제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제로는 입체적으로 방해받는 페놀계 안정화제(sterically hinclered phenolic stabi1izer)로서, 예를 들면 알킬화 모노페놀 화합물, 알킬티오메틸페놀 화합물, 히드로퀴논 화합물, 알킬화 히드로퀴논 화합물, 토코페롤 화합물, 히드록시화 티오디페닐 에티르 화합물 및 알킬리덴 비스페놀 화합물 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 인계 산화방지제로는 인계 에스테르 화합물 및 방향족 포스핀 화합물 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 아민계 산화방지제로는 N′디이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N′-디-이차부틸-p-페닐렌디아민, N,N′-비스(1,4-디메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N′-비스(1-에틸-3-메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N′-비스(1-메틸헵틸)-p-페닐렌디아민, N,N′-디시클로헥실-p-페닐렌디아민, N,N′-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N′-비스(2-나프틸)-p-페닐렌디아민, N-이소프로필-N′-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N′-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1-메틸헵틸)-N′-페닐-p-페닐렌디아민, N-시클로헥실-N′-페닐-p-페닐렌디아민, 4-(p-톨루엔술폰아미도)디페닐아민 및 N,N′-디메틸-N,N′-디-이차부틸-p-페닐렌디아민 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 황계 산화방지제로는 다이라우릴 3,3-싸이오다이프로피오네이트, 다이미리스틸3,3′-싸이오다이프로피오네이트, 다이스테아릴3,3-싸이오다이프로피오네이트, 라우릴스테아릴3,3-싸이오다이프로피오네이트, 펜타에리트리톨-테트라키스-(β-라우릴-싸이오-프로피오네이트) 및 3,9-비스(2-도데실싸이오에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스파이로[5,5]운데케인 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 금속계 산화방지제로는 구리계 산화방지제, 몰리브덴계 산화방지제, 염화납, 염화마그네슘 및 염화아연 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 산화방지제로 페놀계 및 금속계 산화방지제를 1:0.1~3의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시 본 발명의 조성물과 상용성이 우수하면서 시너지 효과가 발현되어 압출 또는 사출 시 작업이 용이하고 노화, 열화 및 중합체의 분해를 방지하는 효과가 크게 증가할 수 있다. 예를 들면, 1:1~2의 중량비로 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 산화방지제는 상기 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~8 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 본 발명의 물성을 저해하지 않으면서 노화 및 열화 현상의 방지 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 0.5~5 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 0.5~3 중량부 포함될 수 있다.
쉬스층
쉬스(sheath)층(30)은 절연층(30)의 둘레에 제2 베이스 수지, 가소제, 난연제 및 제2 필러를 포함하는 제2 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 좀 더 구체적으로 상기 형성된 절연층(20)의 둘레에 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물을 이용하여 쉬스층(30)을 형성한다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 다른 구체예에서 쉬스층(30)은 복수 개의 절연층(20)을 감쌀 수 있다.
구체예에서 쉬스층(30)의 두께 및 절연층(20) 두께는 1:0.1~1.5일 수 있다. 또한, 시스층(30) 및 절연층(20)의 단면적은 1:0.1~1.5일 수 있다. 상기 범위에서 케이블(100)의 물리적 강도가 우수할 수 있다.
구체예에서 쉬스층(30)의 두께는 0.1mm 내지 40mm일 수 있다.
이하, 상기 제2 조성물을 구성하는 성분을 상세히 설명하도록 한다.
제2 베이스 수지
상기 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 폴리올레핀 엘라스토머를 포함한다. 상기 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐이 경질 세그먼트(hard segment)이며, 극성 폴리올레핀 엘라스토머가 연질 세그먼트(soft segment)로 작용하여 저온 유연성이 우수하다.
폴리염화비닐(PVC)
상기 폴리염화비닐(PVC, Polyvinyl chloride)은 본 발명의 내수성, 내유성, 내열성, 내화학성 및 내구성 등을 확보하기 위해 포함된다.
구체예에서 상기 PVC는 중합도가 800 내지 1,500이며, 현탁 또는 괴상 중합된 폴리염화비닐 수지를 사용할 수 있다. 상기 조건에서 쉬스층(30)의 성형성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다.
극성 폴리올레핀 엘라스토머
상기 극성 폴리올레핀 엘라스토머는 본 발명에서 상기 PVC와의 상용성이 우수하면서, 쉬스층(30)의 내유성을 확보하여 오일의 침투 및 후술할 가소제의 유출을 방지하고, 저온 유연성 및 기계적 강도를 확보하는 목적으로 포함된다.
상기 극성 폴리올레핀 엘라스토머는 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -85℃~-65℃이다. 상기 범위에서 본 발명의 저온 유연성 및 물리적 강도가 우수하며, 상기 PCV의 저온 취성온도를 -30℃~-37℃ 수준에서 -50℃~-40℃로 개선할 수 있다. 상기 저온 취성 온도가 -85℃ 미만인 경우 본 발명의 상용성 및 물성이 저하되며, -65℃ 초과인 경우 본 발명의 저온 유연성 개선을 기대하기 어렵다. 예를 들면, -80℃~-65℃ 일 수 있다.
구체예에서 상기 극성 폴리올레핀 엘라스토머는 극성 관능기를 포함하는 에틸렌계 공중합체를 포함할 수 있다.
이때 상기 극성 관능기로는 카르복실산, 메틸, 에틸, 부틸, 말레산 무수물, 이미드, 아민, 글리시딜 및 일산화탄소 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 일반적으로 내유 특성을 확보하기 위해 베이스 수지의 결정형을 높여 오일이 베이스 수지 내로 침투하지 못하도록 하는 방법을 사용하였으나, 본 발명에서는 상기와 같은 극성 관능기를 포함하는 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 적용하여 비결정이면서 내유 특성이 우수하고, 저경도 특성을 만족하여 케이블(100)의 유연성을 확보할 수 있다.
상기 극성 올레핀 엘라스토머는 에틸렌-아크릴산(Ethylene acrylic acid EAA) 공중합체, 에틸렌-부틸 아크릴레이트(Ethylene n-butyl acrylate, EnBA) 공중합체, 에틸렌-메틸 아크릴레이트(Ethylene methyl acrylate, EMA) 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트(Ethylene ethyl acrylate, EEA) 공중합체, 에틸렌/부틸-아크릴레이트/일산화탄소(Ethylene n-butyl acrylate carbon monoxide, EnBACO) 삼원 공중합체 및 에틸렌/부틸 아크릴레이트/글리시딜 메타아크릴레이트(Ethylene n-butyl acrylate glycidyl methcrylate, EnBAGMA) 삼원 공중합체 중에서 하나 이상 포함할 수 있다. 예를 들면, 에틸렌/n-부틸 아크릴레이트/일산화탄소 3원 공중합체(EnBACO)를 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 제2 베이스 수지는 상기 폴리염화비닐 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 1:0.2~1 중량비로 포함한다. 상기 중량비로 포함시 내유성, 상용성, 가공성이 우수하면서 저온 유연성 및 물리적 강도가 동시에 우수할 수 있다. 상기 폴리염화비닐 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머가 1:0.2 중량비 미만으로 포함되는 경우 물리적 강도 및 내유성이 저하되어 오일에 본 발명의 케이블이 노출시 가소제 성분이 침출되는 현상이 발생하고, 저온 취성온도 개선효과가 미미하여 저온 유연성이 저하되며, 1:1 중량비를 초과하여 포함되는 물리적 강도가 저하될 수 있다. 예를 들면, 1:0.3~0.8의 중량비로 포함될 수 있다. 예를 들면, 1:0.4~0.7의 중량비로 포함될 수 있다.
가소제
상기 가소제는 본 발명의 쉬스층(30)의 저온 유연성을 확보하는 목적으로 포함된다.
상기 가소제는 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 포함한다.
구체예에서 상기 프탈레이트계 가소제는 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디헵틸프탈레이트(DHP), 디이소데실프탈레이트(DIDP) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 에스테르계 가소제로는 에스테르계 가소제는 지방산 에스테르계 가소제, 에폭시화 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 트리멜리트산 에스테르계 가소제 및 인산 에스테르계 가소제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 지방산 에스테르계 가소제는 에틸헥실아디페이트(DOA), 디이소부틸아디페이트(DIBA) 및 디부틸아디페이트(DBA) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 에폭시화 에스테르계 가소제는 에폭시화 대두유 등을 포함할 수 있다.
구체예에서 상기 폴리에스테르계 가소제는 아디프산 에스테르 및 아디프산 폴리에스테르 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 트리멜리트산 에스테르계 가소제는 트리-2-에틸헥실트리멜리테이트(TOTM) 및 트리이소노닐트리멜리테이트(TINTM) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 인산 에스테르계 가소제는 트리메틸 포스페이트(TMP) 및 트리에틸 포스페이트(TEP) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 미포함시 가소제 유출 방지효과가 저하되며, 저온 유연성이 저하될 수 있다.
구체예에서 상기 가소제는 상기 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 1:0.1~1의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시 내유성 및 저온 유연성이 우수하면서, 가소제 유출 방지효과가 우수할 수 있다. 예를 들면, 1:0.2~0.6의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 가소제는 상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 40 중량부 내지 100 중량부 포함된다. 상기 범위에서 본 발명의 물성을 저해하지 않으면서 상용성, 난연성 및 내열성이 우수할 수 있다. 상기 난연제가 40 중량부 미만으로 포함되는 경우 성형성이 저하되고, 신장률 등의 물리적 강도가 저하되며, 100 중량부를 초과하여 포함되는 경우 본 발명의 기계적 강도가 저하될 수 있다. 예를 들면, 50 중량부 내지 90 중량부 포함될 수 있다. 예를 들면, 55 중량부 내지 85 중량부 포함될 수 있다.
난연제
상기 난연제는 본 발명의 쉬스층(30)의 내열성, 난연성 및 내수성을 확보하는 목적으로 포함된다.
상기 난연제로는 인계 난연제, 인-질소계 난연제 및 안티몬계 난연제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 인계 난연제로는 트리페닐포스페이트(triphenyl phosphate), 트리알킬페닐포스페이트(trialkylphenyl phosphate), 트리크레실포스페이트(tricrecylphosphate), 프로필레이티드트리페닐포스페이트(propylated triphenylphosphate), 부틸레이티드트리페닐포스페이트(butylated triphenyl phosphate), 트리에틸포스페이트(triethylphosphate), 트리부틸포스페이트(tributyl phosphate), 레소시놀디포스페이트(resorcinoldiphosphate), 비스페놀디포스페이트(bisphenoldiphosphate), 디메틸메틸포스포네이트(dimethyl methyl phosphonate), 폴리포스페이트에스터(polyphosphate ester), 올리고머릭오가노포스페이트(oligomeric organophosphate), 에틸피로카데콜포스페이트, 디피로카데콜바이포스페이트, 폴에틸에틸렌옥시포스페이트(polyethylene ethyleneoxy phosphate), 메틸네오펜틸포스페이트(methylneopentylphosphate), 펜타에리스리톨디에틸포스페이트(pentaeritritoldiethylphosphate), 펜타에리스리톨 디페닐포스페이트(pentaeritritoldiphenylphosphate), 메틸네오펜틸포스포네이트(methylneopentylphosphonate), 디사이크로펜틸디포스페이트 (dicyclopentyldiphosphate) 및 디네오펜틸바이포스페이트(dineopentylbiphosphate) 중에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 인-질소계 난연제로는 멜라민 포스페이트(melamine phosphate), 멜라민 파이로포스페이트(melamine pyrophosphate), 암모늄 폴리포스페이트(ammonium polyphosphate), 알킬 아민 포스페이트(alkylamine phosphate) 및 피퍼라진 산 폴리포스페이트(piperazine acid polyphosphate) 중에서 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 안티몬계 난연제로는 삼산화 안티몬(Sb2O3)를 포함할 수 있다.
상기 난연제는 표면 처리하여 사용할 수 있다. 구체예에서 상기 표면 처리는, 상기 난연제의 내수성 및 수지 성분과의 상용성을 확보하기 위해 포함된다. 구체예에서 상기 표면처리는 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 고급 지방산, 금속수화물(금속 수산화물), 아민 및 아민의 금속염 중에서 하나 이상으로 상기 난연제의 표면을 코팅하는 것일 수 있다. 상기 고급 지방산은 스테아린산, 올레인산, 팔미트산 및 베헨산 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 난연제를 적용시 비교적 적은 양을 사용하여도 난연성 및 고온내수성이 우수하면서, 안티몬 및 할로겐 성분을 포함하지 않아 연소시 유해한 성분을 발생시키지 않아 친환경적 효과가 우수하여, 컴파운드 및 전선의 물성 저하를 방지할 수 있다.
한 구체예에서 상기 난연제는 상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 45 중량부 포함된다. 상기 범위에서 본 발명의 물성을 저해하지 않으면서 상용성, 난연성 및 내열성이 우수할 수 있다. 상기 난연제가 5 중량부 미만으로 포함되는 경우 난연성 및 내열성의 확보가 어려우며, 45 중량부를 초과하여 포함되는 경우 본 발명의 저온 유연성 등 물성이 저하될 수 있다. 예를 들면, 10 중량부 내지 40 중량부 포함될 수 있다. 예를 들면, 15 중량부 내지 35 중량부 포함될 수 있다.
제2 필러
상기 제2 필러는 쉬스층(30)의 보강성 충전제로서 쉬스층의 가공성, 열안정성, 내염성, 내열성 및 기계적 강도를 향상시키기 위한 목적으로 포함된다.
구체예에서 상기 제2 필러는 전술한 제1 필러와 동일한 성분을 포함할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다. 또한, 상기 제2 필러는 상기 제1 필러와 같이 전술한 성분을 표면 처리한 것을 사용할 수 있다. 상기 표면 처리는, 본 발명의 내수성 및 상기 제2 필러와 수지 성분과의 상용성을 확보하기 위해 포함된다.
상기 제2 필러는 상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부 포함된다. 상기 범위로 포함시 상기 쉬스층의 가공성, 내열성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다. 상기 제2 필러를 1 중량부 미만으로 포함시 내열성 및 기계적 강도의 확보가 어려우며, 상기 제2 필러를 20 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 가공성이 저하되고, 저온 유연성 등의 물리적 성질이 저하될 수 있다. 예를 들면 1 중량부 내지 15 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 3 중량부 내지 10 중량부 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 제2 조성물은 안정화제 및 활제를 더 포함할 수 있다.
안정화제
상기 안정화제는 상기 제2 조성물의 열안정성 및 가공성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다. 구체예에서 상기 안정화제는 금속계 안정화제 및 페놀계 안정화제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 금속계 안정화제(또는 무기계 안정화제)로는 바륨-카드뮴(Ba-Cd)계 안정화제, 바륨-아연(Ba-Zn)계 안정화제, 칼슘-아연(Ca-Zn)계 안정화제 및 알루미늄-마그네슘-아연(Al-Mg-Zn)계 안정화제를 사용할 수 있다. 구체예에서 상기 Al-Mg-Zn계 안정화제로는 알루미늄-마그네슘-아연(Al-Mg-Zn) 하이드로탈사이트(hydrotalcite)를 사용할 수 있다. 상기 하이드로탈사이트는 층상복합수산화물(Layered double hydroxide)로서 1가, 2가 및 3가 금속 중 하나 이상의 금속으로 구성되는 혼합금속 성분 사이에 음이온이 고정되어 있는 형태의 물질이다. 한 구체예에서 상기 금속계 안정화제 제품으로는, Ciba사 irganox 1024 제품을 들 수 있다.
상기 페놀계 안정화제로는 입체적으로 방해받는 페놀계 안정화제(sterically hinclered phenolic stabi1izer)로서, 예를 들면 알킬화 모노페놀 화합물, 알킬티오메틸페놀 화합물, 히드로퀴논 화합물, 알킬화 히드로퀴논 화합물, 토코페롤 화합물, 히드록시화 티오디페닐 에티르 화합물 및 알킬리덴 비스페놀 화합물 중에서 하나 이상을 포함할 수 있다. 한 구체예에서, 상기 페놀계 안정화제 제품으로는 Ciba사 irganox 1010 제품을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 금속계 안정화제 및 페놀 안정화제는 1:0.1~1:2 중량비로 포함될 수 있다. 상기 중량비로 포함시 상용성 및 활성이 우수하여 가공성이 우수하고, 상기 제2 베이스 수지의 열안정성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 안정화제는 상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 상기 제2 조성물에 영향을 주지 않으면서 가공성, 외관성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.5~3 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 0.5~2 중량부 포함될 수 있다.
활제
상기 활제는 상기 제2 조성물의 윤활성을 높여 가공성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다. 상기 활제는 탄화수소계, 실리콘계, 금속계, 지방산계 및 아미드계 활제 중에서 하나 이상 포함할 수 있으며, 상기 제1 조성물에 포함되는 활제와 동일한 것을 사용할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한 구체예에서 상기 활제는 상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위에서 상기 제2 조성물의 물성에 영향을 주지 않으면서 가공성, 외관성 및 성형성이 우수할 수 있다. 예를 들면 0.5~3 중량부 포함될 수 있다. 다른 예를 들면 0.5~2 중량부 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 구체예에서 절연층(20) 및 쉬스층(30)의 사이에는, 절연층(20)의 표면을 둘러싸 형성되는 종첨부(외주면) 및 상기 종첨부 표면을 둘러싸 외부도체(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 종첨부는 절연층(20)의 표면을 도전성 금속 테이프로 권취되어 형성될 수 있다.
구체예에서 상기 외부도체는 복수 개의 도체 소선을 그물코 모양으로 짜서 만든 도체 편조(編組)로 구성될 수 있다.
상기 외부도체에 이용되는 도체 소선으로는 연동선, 구리선, 또는 구리합금선을 사용할 수 있다. 상기 편조로 구성하는 것 이외에, 테이프 형상의 도체를 나선감기, 2중 감기 등을 하는 방법을 사용할 수 있다.
상기 전기자동차용 충전 케이블은 리사이클이 가능하여 경제성이 우수하고, 자외선 안정성, 난연성, 내유성이 우수하고, 105℃급 케이블의 내열성 및 저온 유연성 기준을 만족하면서, 종래 PVC를 사용한 충전 케이블 대비 저온 유연성이 우수하여 EV, PHEV용 충전 케이블용도로 사용하기 적합할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 전기자동차용 충전 케이블 제조방법에 관한 것이다. 구체예에서 상기 전기자동차용 충전 케이블 제조방법은 (a) 절연층 형성단계 및 (b) 쉬스층 형성단계를 포함한다. 좀 더 구체적으로, 내부도체 둘레에 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 1~20 중량부, 및 제1 필러 15~45 중량부를 포함하는 제1 조성물을 피복하여 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 절연층의 둘레에 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물을 피복하여 쉬스층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 베이스 수지는 쇼어 A 경도가 45A~70A 이고, 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -70℃~-45℃인 열가소성 가황체(TPV), 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 1:0.5~1.5의 중량비로 포함하며, 상기 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 1:0.2~1의 중량비로 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 전기자동차용 충전 케이블 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(a) 절연층 형성단계
상기 단계는 내부도체 둘레에 제1 베이스 수지, 상용화제 및 제1 필러를 포함하는 제1 조성물을 이용하여 절연층을 형성하는 단계이다. 좀 더 구체적으로, 내부도체 둘레에 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 1~20 중량부, 및 제1 필러 15~45 중량부를 포함하는 제1 조성물을 피복하여 절연층을 형성한다. 상기 제1 조성물은, 전술한 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한 구체예에서, 상술한 제1 조성물의 구성 성분들을 혼련장치를 이용하여 혼련하고, 상기 혼련 장치의 다이 헤드(die head)를 통과한 스트렌드(strand)를 펠렛(pellet) 형태로 성형하고, 상기 펠렛을 상기 내부도체의 외부에 압출하여 피복사하여 절연층(20)을 형성할 수 있다.
상기 혼련은 컴파운딩 압출기(compounding extruder) 또는 밴버리 믹서(banbury mixer)와 같은 용융 혼합 장치를 사용하여, 150℃~250℃에서 혼련할 수 있다. 예를 들면, 200℃~235℃에서 혼련할 수 있다. 상기 압출은 통상적인 전선용 압출기를 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 제1 조성물은 전술한 활제 및 산화방지제를 더 포함할 수 있다. 구체예에서 상기 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 활제 0.1~5 중량부 및 산화방지제 0.1~8 중량부를 더 포함할 수 있다.
(b) 쉬스층 형성단계
상기 단계는 상기 절연층의 둘레에 제2 베이스 수지, 가소제, 난연제 및 제2 필러를 포함하는 제2 조성물을 이용하여 쉬스층을 형성하는 단계이다.
상기 단계는 상기 절연층의 둘레에 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물을 피복하여 쉬스층을 형성하는 단계이다. 상기 제2 조성물은, 전술한 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 다른 구체예에서 상기 제2 조성물은 전술한 안정화제 및 활제를 더 포함할 수 있다. 구체예에서 상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 안정화제 0.1~5 중량부 및 활제 0.1~5 중량부를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서, 상술한 제2 조성물의 구성 성분들을 혼련장치를 이용하여 혼련하고, 상기 혼련 장치의 다이 헤드(die head)를 통과한 스트렌드(strand)를 펠렛(pellet) 형태로 성형하고, 상기 펠렛을 상기 절연층의 외부에 압출하여 피복하여 쉬스층(30)을 형성할 수 있다. 상기 제2 조성물의 혼련은 150℃~195℃에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 160℃~180℃에서 이루어질 수 있다. 상기 압출은 통상적인 전선용 압출기를 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1~4 및 비교예 1~6
본 발명의 실시예 1~4 및 비교예 1~6에서 사용된 제1 조성물 및 제2 조성물 성분의 구체적인 사양은 하기와 같다.
제1 조성물
(A1) 제1 베이스 수지
(A11) 열가소성 가황체(TPV): 쇼어A 경도 69, 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도 -60℃, 부피비저항(volume resisitivity)이 1.0x1014(Ω·cm), 150℃x168시간 aging후 신장잔률 111% 및 인장잔률 116%이며, 용융점(Tm)이 163℃이고, 용융지수는 2.0g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준)인 것을 사용하였다. (A12) 스티렌계 열가소성 엘라스토머: 스티렌 함량이 30%이고, 용융지수는 1.0g/10min(ASTM D1238, 230℃, 2.16kg 측정기준) 이하인 것을 사용하였다.
(A2) 상용화제
(A21) 무니점도가 30 ML(1+4) 125℃이고, Tm이 -38℃이며, 말레산 무수물의 그래프트된 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(Ma-g-EDPM)을 사용하였다. (A22) 무니점도가 50 ML(1+4) 125℃이고, Tm이 -35℃이며, 말레산 무수물의 그래프트된 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(Ma-g-SEBS)을 사용하였다.
(A3) 제1 필러: 비닐실란으로 표면 처리된 평균크기 1㎛의 Mg(OH)2를 사용하였다.
(A4) 활제: 아연-아마이드계 활제를 사용하였다.
(A5) 산화방지제
(A51) 페놀계 산화방지제로 Irganox 1010을 사용하였다. (A52) 금속계 산화방지제로 Irganox 1024를 사용하였다.
제2 조성물
(B1) 제2 베이스 수지
(B11) 폴리염화비닐(PVC): 중합도가 1,300인 것을 사용하였다.
(B12) 극성 폴리올레핀 엘라스토머: 저온 취성 온도가 -73℃인 에틸렌/부틸-아크릴레이트/일산화탄소(EnBACO) 삼원 공중합체를 사용하였다.
(B2) 가소제
(B21) 프탈레이트계 가소제로 TINTM(Tri-isononyl Trimellitate)을 사용하였다.
(B22) 폴리에스테르계 가소제를 사용하였다.
(B3) 난연제: Sb2O3를 사용하였다.
(B4) 제2 필러: CaCO3를 사용하였다.
(B5) 안정화제: (B51) 금속계 안정화제로 Al-Mg-Zn계 하이드로탈사이트를 사용하였다. (B52) 페놀계 안정화제로 Ciba사 Irganox 1010을 사용하였다.
(B6) 활제: 스테아린산 칼슘을 사용하였다.
절연층 시편제조
실시예 1~4 및 비교예 1~6에 대하여, 상기 표 1의 성분 및 함량으로 이축 압출기(twin screw extruder)를 사용하여 제1 조성물을 120℃~235℃에서 혼련하고 수냉 커팅하여 펠렛을 제조하였다. 상기 제조된 펠렛을 투 롤밀(two roll mill) 및 프레스(press)를 이용하여 절연층 시편을 제조하였다.
Figure 112015028354978-pat00001
상기 제조된 실시예 1~4 및 비교예 1~6의 절연층 시편에 대하여, 펠렛 및 시편 제조시 가공성 및 외관성을 ◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, X: 불량으로 평가하여 하기 표 2에 나타내었으며, UL-62 기준에 의거하여 하기와 같이 신장률(%), 인장강도(kgf/㎟)를 측정하였고, 추가로 UL-62 기준에 의거하여 경도(Shore A) 및 저온취성온도(℃)를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112015028354978-pat00002
상기 표 2를 참조하면, 상기 실시예 1~4에 따른 절연층 제조시, 표면이 매끄럽게 압출되어 작업성이 우수하여 용이하게 펠렛을 제조할 수 있었으나, 비교예 2의 경우 작업성이 저하되어 상기 베이스 수지(TPV)의 필러 로딩(filler loading) 성이 떨어져 끊어지는 현상이 발생하였고, 원료의 흐름성도 저하되었다. 스티렌계 열가소성 엘라스토머의 함량이 본 발명의 함량비를 초과하는 비교예 3의 경우, 고분자 SEBS의 함량이 높아 이축 압출기로 가공시 과도한 압과 거친 외관으로 인해 펠렛을 제조하기 어려웠다.
또한 상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 경우 신장률 400%에 인장강도 1.2kgf/㎟ 수준의 물성을 보인 반면, 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 미포함하는 비교예 4의 경우 신장률 500%에 인장강도 0.5kgf/㎟로 물성이 실시예 1보다 저하되었다. 특히 실시예 1의 절연층 시편을 평가한 결과, 경도(Shore A)가 67, 신장률 400%, 인장강도 1.2kgf/㎟ 및 저온 취성 온도 -57℃의 물성을 확보할 수 있음을 알 수 있었다.
쉬스층 시편제조
실시예 1~4 및 비교예 1~6에 대하여, 하기 표 3의 성분 및 함량으로 이축 압출기(twin screw extruder)를 사용하여 제2 조성물을 120℃~180℃에서 혼련하여 펠렛을 제조하였다. 상기 제조된 펠렛을 투롤밀(two roll mill) 및 프레스(press)를 이용하여 쉬스층 시편을 제조하였다.
Figure 112015028354978-pat00003
(단위: 중량부)
상기 제조된 실시예 1~4 및 비교예 1~6의 쉬스층 시편에 대하여 펠렛 및 시편 제조시의 가공성 및 외관성을 ◎: 매우 우수, ○: 우수, △: 보통, X: 불량으로 평가하여 하기 표 4에 나타내었으며, UL-62 기준에 의거하여 신장율(%), 인장강도(kgf/㎟), 내열성, 내유성, 경도(Shore A) 및 저온취성온도(℃)를 측정하여 하기 표 4에 나타내었다.
Figure 112015028354978-pat00004
상기 표 4를 참조하면, 에스테르계 가소제를 미포함하는 비교예 2의 경우, 내유 평가시 가소제의 유출로 인해 내유 신장잔율이 평가 기준보다 낮았고(fail), 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 미포함하는 비교예 3의 경우, 내유 평가 시 가소제의 유출 및 오일 침투를 방지하지 못하여, 신장잔율이 평가 기준보다 낮았으며(Fail), 또한 저온특성을 나타내는 저온 취성 온도가 케이블상 평가 기준인 -40℃보다 높았으며, 극성 폴리올레핀 엘라스토머가 본 발명보다 낮게 포함되는 비교예 4의 경우 내유성 및 저온특성 평가 기준에 미치지 못함을 알 수 있었다.
케이블 시편 제조
상기 실시예 1~4 및 비교예 1~6 중에서, 대표적으로 실시예 1의 제1 조성물 및 제2 조성물을 이용하여 도 3과 같은 구조의 케이블을 제조하였다. 구체적으로, 하기 표 5와 같은 구리 재질의 내부도체선의 둘레를 실시예 1의 제1 조성물로 피복하여 절연층을 형성하였다. 이때, 상기 도 3의 제1 절연층(20a)은 18AWG(American Wire Gauge, 미국 전선 규격)로 제조하였으며, 제2 내지 제4 절연층(20b, 20c, 20d)는 12AWG 규격으로 제조하였다. 그 다음에, 제2 조성물을 이용하여 상기 절연층의 둘레를 피복하여 쉬스층을 형성하였다. 그 다음에, 상기 제조된 실시예 1의 케이블에 대하여 UL-62(Electronic vehicle cable) 기준에 의거하여 하기와 같이 물성을 평가하여 하기 표 5 및 표 6에 그 결과를 나타내었다.
(1) 신장률(Mpa) 및 인장강도(%): 150mm 길이의 실시예 1 시편을 5개 제조하고, 도체를 제거한 다음 절연층 및 쉬스층에 대하여 각각 20mm 표점을 찍는다. 시험 방법은 속도 200mm/min의 속도로 재료시험기를 이용하여, 시료를 수직으로 늘린다. 결과는 표점을 기준으로 늘어난 길이를 측정하여, 표점 20mm대비 %로 변환하여, 신장률을 측정한다. 시료가 끊어진 지점의 인장하중을 절연층의 단면적으로 나누어, 인장강도를 측정한다.
(2) 인장잔률(%) 및 신장잔률(%): 150mm 길이의 실시예 1 시편을 5개 제조하고, 도체를 제거한 다음 절연층 및 쉬스층에 대하여 각각 20mm 표점을 찍는다. 준비된 시료를 항온조에 232℃ X 168 시간 Aging 후 꺼낸다. 시험방법은 속도 500mm/min의 속도로 재료시험기를 이용하여, 시료를 수직으로 늘린다. 결과는 표점을 기준으로 늘어난 길이를 측정하여, 표점 20mm대비 %로 변환하여, 신장률을 측정 한 후 상온 신장률과 비교하여, %로 산출한다. 시료가 끊어진 지점의 인장하중을 절연층의 단면적으로 나누어, 인장강도를 측정한 후 상온 인장강도와 비교하여, %로 산출한다.
(3) 스파크 시험 (Spark Test): 생산 공정 중 절단 포장 전 이동 중인 제품에 3,000V 전압을 0.15 초간 인가 후 내전압 파괴가 없어야 한다.
(4) 내전압 (절연내력): 600mm 길이의 실시예 1의 시편에서 양단 약 25mm의 절연층을 떼어내어 그 부분을 서로 꼬아서 놓고, 시편의 중앙부 300mm를 5% 염수에 침지하고 5 시간 동안 그대로 유지한 후 도체와 대지간에 50Hz 또는 60Hz의 정현파에 가까운 파형의 교류전압 2,000V를 가하여 1분 동안 견디는가를 조사한다. 또한 절연층이 터지는 교류전압의 한계점 또한 측정한다.
(5) 유전율 (Permittivity): 5m 길이의 실시예 1 시편을 준비 한 후, 끝 단을 탈피하여 준비한다. 상기 시편을 60℃의 물에 14 일간 침지한 후, 1일 / 7일 간격으로 정전용량(Capacitance)를 측정한다. 결과 값이 1일 후 변화율이 10%이내, 7일 후 변화율이 3% 이내여야 한다.
(6) 절연층저항(GΩ.m): 5m 길이의 실시예 1 시편을 취하여 미리 접지된 맑은 물 속에 1시간 이상 침지 후 도체와 맑은 물 사이에 100V 이상의 직류 전원을 가하여 1분 이상 5분 이내에 측정 절연저항기를 이용하여 측정한다.
(7) 도체부식(GΩ.m): 도체 시료 2종을 준비하여 하나는 상온에, 다른 하나는 136℃의 물에 7일간 담가둔다. 측정결과 도체에 변색 및 부식이 없어야 한다.
(8) 기계적 강도: 완성품에서 길이 약 60cm의 시료를 취한다. 시험방법은 속도 50mm/min의 속도로인장시험기를 이용하여, 시료를 수직으로 늘린다. 이 때 시료가 끊어질 때의 힘(하중, kgf)을 측정한다.
(9) 저온 굽힘: 실시예 1의 시편과 상기 실시예 1 케이블 완성 외경의 두 배에 해당하는 환봉을 준비하고 시료와 환봉을 -10℃ X 4 시간 냉각 후 3초/Turn의 속도로 권부한다. 결과는 전선 외관에 균열이 없어야 한다.
(10) 변형 시험: 사이즈가 12AWG인 도체에는 500g의 하중을, 18AWG인 도체에는 300g의 하중을 1시간 동안 가한다. 측정결과 두께 감소율이 50% 이하여야 한다.
(11) 열충격: 실시예 1의 시편을 실시예 1 케이블 완성 외경의 두 배에 해당하는 환봉에 6회 권부한다. 권부된 시료를 232℃ X 1시간 가열 한다. 가열 후 상온에서 30 분간 냉각 후 전선 외관에 균열이 없어야 한다.
(12) 내유성: 600mm 길이의 실시예 1 시편을 취하여 양쪽끝 40mm를 남기고 나머지부분은 ATF (Dexron3) 유체중에 침유시키고, 150±2℃에서 1,000 시간 동안 담근 후 꺼내어 상온으로 될 때까지 방치한 후 외경변화율을 측정하고, 외경 19mm 원통에 3회 감은 후 또한 수중에서 2,500V X 1min을 견디어야 한다.
(13) 난연성: 시료의 준비: 길이 610mm X 3개의 실시예 1의 시편 준비 / Cotton: 불꽃이 닿는 위치에서 230mm~240mm 아래쪽 / Indicator: 불꽃이 닿는 위치에 250mm 위쪽(Kraft paper) 시험 방법: 시료를 125mm 불꽃을 이용 15초간 5번을 가한다. 각각의 불꽃 소멸 시간을 측정하며, 불꽃이 소멸되면 즉시 다음 불꽃을 인가한다. 결과: Indicator가 25% 이상 타지 않고, 매회 60초 이상 불꽃이 유지되지 않아야 한다. 불똥이 떨어져서 Cotton에 발화가 일어나지 않아야 한다.
(14) uv 테스트 (광내성시험): 실시예 1의 시편을 Xenon arc weatherometer에서 720 시간 방치한 후 인장잔률 및 신장잔률을 측정한 결과가 80% 이상이어야 한다.
Figure 112015028354978-pat00005
Figure 112015028354978-pat00006
상기 표 6을 참조하면, 본 발명 실시예 1의 케이블은 저온 유연성, 내충격성, 내유성, 난연성, 내연성 및 자외선 안정성이 우수하여, 특히 전기자동차용 충전 케이블 용도로 사용하기 적합함을 알 수 있었다.
또한, 상기 실시예 1의 케이블과 시판되고 있는 PVC 재질의 케이블(비교예 7)에 대하여, 상온(23℃) 및 저온(-40℃에서 6시간 동안 냉각)하고, 시료의 최하점과 최상점의 간격이 80mm가 될 때까지 굴곡하고, 이때의 하중을 측정하여 유연성을 평가하여 하기 표 7에 나타내었다.
Figure 112015028354978-pat00007
상기 표 7을 참조하면, 본 발명의 케이블은 PVC 재질의 케이블 대비 상온 유연성이 약 30% 향상되었으며, 특히 저온 유연성은 약 54% 향상되었음을 알 수 있었다.
10a, 10b, 10c, 10d: 내부도체 20a, 20b, 20c, 20d: 절연층
30: 쉬스층 100: 전기자동차용 충전 케이블

Claims (8)

  1. 내부도체;
    상기 내부도체를 감싸는 절연층; 및
    상기 절연층을 감싸는 쉬스층;을 포함하며,
    상기 절연층은 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 1~20 중량부, 및 제1 필러 15~45 중량부를 포함하는 제1 조성물로 형성되고,
    상기 쉬스층은 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물로 형성되며,
    상기 제1 베이스 수지는 쇼어 A 경도가 45A~70A 이고, 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -70℃~-45℃인 열가소성 가황체(TPV), 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 1:0.5~1.5의 중량비로 포함하며,
    상기 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 1:0.2~1의 중량비로 포함하고,
    상기 가소제는 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 1:0.1~1의 중량비로 포함하며,
    상기 프탈레이트계 가소제는 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디헵틸프탈레이트(DHP) 및 디이소데실프탈레이트(DIDP) 중에서 하나 이상 포함하고,
    상기 에스테르계 가소제는 에틸헥실아디페이트(DOA), 디이소부틸아디페이트(DIBA), 디부틸아디페이트(DBA), 아디프산 에스테르, 아디프산 폴리에스테르, 트리-2-에틸헥실트리멜리테이트(TOTM), 및 트리이소노닐트리멜리테이트(TINTM) 중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 케이블.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상용화제는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및 프탈산 무수물(phthalic anhydride) 중에서 하나 이상이 그라프트된 열가소성 엘라스토머를 포함하는 전기자동차용 충전 케이블.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 필러 및 제2 필러는 각각 탄산칼슘(CaCO3), 수산화 마그네슘(Mg(OH)2), 산화마그네슘(MgO) 및 산화아연(ZnO) 중에서 하나 이상 포함하는 전기자동차용 충전 케이블.
  4. 제1항에 있어서, 상기 극성 폴리올레핀 엘라스토머는 에틸렌-아크릴산(EAA) 공중합체, 에틸렌-부틸 아크릴레이트(EnBA) 공중합체, 에틸렌-메틸 아크릴레이트(EMA) 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트(EEA) 공중합체, 에틸렌/부틸-아크릴레이트/일산화탄소(EnBACO) 삼원 공중합체 및 에틸렌/부틸 아크릴레이트/글리시딜 메타아크릴레이트(EnBAGMA) 삼원 공중합체 중에서 하나 이상 포함하는 전기자동차용 충전 케이블.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 절연층은 복수의 내부도체를 감싸는 전기자동차용 충전 케이블.
  7. 제1항에 있어서, 상기 쉬스층은 복수의 절연층을 감싸는 전기자동차용 충전 케이블.
  8. 내부도체 둘레에 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 1~20 중량부, 및 제1 필러 15~45 중량부를 포함하는 제1 조성물을 피복하여 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 절연층의 둘레에 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물을 피복하여 쉬스층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 베이스 수지는 쇼어 A 경도가 45A~70A 이고, 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -70℃~-45℃인 열가소성 가황체(TPV), 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 1:0.5~1.5의 중량비로 포함하며,
    상기 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 1:0.2~1의 중량비로 포함하며,
    상기 가소제는 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 1:0.1~1의 중량비로 포함하며,
    상기 프탈레이트계 가소제는 디-2-에틸헥실프탈레이트(DOP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디헵틸프탈레이트(DHP) 및 디이소데실프탈레이트(DIDP) 중에서 하나 이상 포함하고,
    상기 에스테르계 가소제는 에틸헥실아디페이트(DOA), 디이소부틸아디페이트(DIBA), 디부틸아디페이트(DBA), 아디프산 에스테르, 아디프산 폴리에스테르, 트리-2-에틸헥실트리멜리테이트(TOTM), 및 트리이소노닐트리멜리테이트(TINTM) 중에서 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 충전 케이블.
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