KR102186584B1 - 가공 케이블용 구리-마일라 테이프 및 그 제조 방법 - Google Patents

가공 케이블용 구리-마일라 테이프 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가공 케이블용 구리-마일라 테이프 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 하나 이상의 도체 심선들, 상기 도체 심선들을 감싸는 구리-마일라 테이프 및 상기 구리-마일라 테이프를 감싸는 FRPE 자켓을 갖는 가공 케이블에 사용되는 상기 구리-마일라 테이프는 프라이머 코팅층, 상기 프라이머 코팅층 상에 배치된 구리호일층, 상기 구리호일층 상에 배치된 제1 접착제층, 상기 제1 접착제층 상에 배치된 PET 필름층, 상기 PET 필름층 상에 배치된 제2 접착제층 및 상기 제2 접착제층 상에 배치된 PE층을 포함하되, 상기 가공 케이블에 사용될 때 상기 PE층이 상기 FRPE 자켓에 대향된다.

Description

가공 케이블용 구리-마일라 테이프 및 그 제조 방법 {COPPER-MYLAR TAPE FOR AERIAL CABLE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 가공 케이블용 구리-마일라 테이프 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 두께가 얇아 가공 케이블 등에 사용시 케이블 외관의 단차가 발생하지 않고, 가벼우면서도 단위중량 및 두께 대비 인장강도와 신율 등의 물성이 우수하며, FRPE 자켓과의 융착 강도가 높은 가공 케이블용 구리-마일라 테이프와 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 동축 전력 케이블은 중심부의 도체를 가교 폴리에틸렌으로 절연하고, 나아가 외부를 폴리에틸렌이나 PVC 등으로 피복한 케이블을 의미하며 설계에 따라 다양한 특징을 가지게 된다.
참고로 상기 전력 케이블의 사용전압은 750 V을 기준으로 저압과 고압으로 구분되고, 특히 750-7,000 V의 고압, 7,000-66,000 V의 특별고압, 66,000-220,000 V 혹은 그 이상의 초고압 등으로 구분되며, 통상적으로 전주에는 22,900 V의 특고압, 송전탑에는 154,000 V 또는 765,000 V 등의 초고압이 흐른다. 따라서 안전을 위해서는 사용 전압(또는 송전 전압)에 따라 적절한 케이블 설계가 이루어진다.
상기 전력 케이블은 지중 케이블과 가공 케이블로 나뉠 수 있다. 지중 케이블은 지하에 매설되는 케이블이며, 가공 케이블은 지하에 매설하기가 어려울 경우 전주 위에 가설되는 케이블이다. 가공 케이블은 외부에 노출되어 있기 때문에 주변 환경(예: 햇빛, 바람, 비, 눈, 번개, 나뭇가지 등)의 영향을 많이 받아서 노후화가 빨리 이루어지고 외부 충격에 의해 절연이 파괴될 가능성이 있으며, 절연이 파괴될 경우 단락의 위험이 있으며, 단락 시 순간적으로 큰 전류(즉, 고장전류)가 흘러 선로(케이블)가 모두 녹거나 화재가 발생할 우려가 있다. 또한 어지럽게 가설된 가공 케이블로 인해 주변의 경관을 해치며, 고압의 경우 전자파의 유해성 논란으로 인해 고압 이상의 케이블은 지중에 설치하게 된다.
지중에 고압 케이블을 매설하는 경우 크게 두 가지로 분류가 되는데, 한가지는 콘크리트 재질의 터널을 지중에 매설하고 지중배전선을 안치할 수 있도록 터널의 내부에 선반을 설치하여 선반의 상측으로 지중배전선을 고정하여 설치하는 방법과 다른 한가지는 콘크리트 재질 또는 합성수지로 된 보호관을 지중에 매설하고, 매설된 보호관의 내부에 지중배전선을 안치시켜 보관하는 방법이다.
양 방법 모두 지중에 외부의 접촉으로부터 분리된 공간에 지중배전선을 설치하게 되는 바 집중호우나 홍수가 발생하는 경우 갑작스러운 우수가 유입될 수 있으며 또한 지중터널이나 보호관의 파손으로 인한 물의 유입이 다발적 혹은 불균일적으로 발생할 수 있다. 외부의 접촉으로부터 분리된 환경에 의해 유입된 물의 배수가 원활하게 이루어지지 않는다면 지중배전선이 물과 접촉할 수 있으며, 심한 경우 지중배전선이 물속에 잠기는 사태가 발생할 수도 있다.
상기와 같은 경우 전선과 물의 접촉으로 인해 누전과 전력손실이 발생할 수 있으며 사람이 감전되는 위험도 발생할 수 있다.
또한 지중배전선이 지중터널 내에 위치하는 관계로 지중배전선에 누전 기타 이유로 화재가 발생하는 경우 신속한 화재의 진압이 어려운 문제점이 있다.
지중배전선이 지중에 오랜 기간 배치되면 지중터널 내 환경의 영향으로 노후화가 이루어지면서 절연이 파괴될 가능성이 있다. 절연이 파괴될 경우 단락의 위험이 있으며, 단락 시 순간적으로 큰 전류(즉, 고장전류)가 흘러 선로(케이블)가 모두 녹거나 화재가 발생할 우려가 있다.
이때 상기 고장전류는 도체에만 흐르는 것이 아니며 접지를 통하여 케이블의 차폐층에도 흐르게 된다. 차폐층도 어느 정도의 단락용량(고장전류 및 그에 버틸 수 있는 고장 지속시간)을 견뎌주지 않으면 케이블 전체가 손상될 수 있다.
종래에는 중성선 방식을 사용하여 고장에 대비하기도 하였다. 그러나 중성선 방식의 경우 3심 케이블, 예를 들면 3상 전류의 송배전을 위한 3심 케이블에 강선을 삽입함으로써, 절연체가 압박되고, 포설과 운용이 어려우며, 차폐 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.
이를 보완하기 위해 2장의 구리호일과 구리호일의 일면에 용융 접착되는 EAA(ethylene acrylic acid)층을 갖는 구리-마일라 테이프가 개발되었으나, 그 구조와 제조 방식 때문에 두께가 높아져 케이블에 감을 때 단차가 발생하고 단위중량 대비 인장강도나 신율 등의 물성이 낮아 원가 경쟁력이 떨어진다는 단점이 있다.
이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 두께가 얇아 가공 케이블 등에 사용시 외관에 단차가 발생하지 않고, 가벼우면서도 단위중량 및 두께 대비 인장강도와 신율 등의 물성이 우수하며, FRPE 자켓과의 융착 강도가 높은 가공 케이블용 구리-마일라 테이프를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 위와 같은 가공 케이블용 구리-마일라 테이프를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 케이블용 구리-마일라 테이프는 하나 이상의 도체 심선들, 상기 도체 심선들을 감싸는 구리-마일라 테이프 및 상기 구리-마일라 테이프를 감싸는 FRPE 자켓을 갖는 가공 케이블에 사용되는 상기 구리-마일라 테이프로서, 프라이머 코팅층, 상기 프라이머 코팅층 상에 배치된 구리호일층, 상기 구리호일층 상에 배치된 제1 접착제층, 상기 제1 접착제층 상에 배치된 PET 필름층, 상기 PET 필름층 상에 배치된 제2 접착제층 및 상기 제2 접착제층 상에 배치된 PE층을 포함하되 상기 가공 케이블에 사용될 때 상기 PE층이 상기 FRPE 자켓에 대향하도록 배치된다.
상기 가공 케이블용 구리-마일라 테이프는 전체 두께는 0.07-0.12 mm이되, 상기 PE층의 두께가 30-60 μm, 상기 PET 필름층의 두께가 20-50 μm 및/또는 상기 구리호일층의 두께가 10-25 μm일 수 있다.
또한, 상기 가공 케이블용 구리-마일라 테이프는 단위중량이 200-300 g/m2 및/또는 전체 두께가 0.07-0.12 mm이되, 인장강도가 6-10 kg/10 mm 및/또는 신율이 15-20 %일 수 있다.
상기 가공 케이블에 사용될 때 상기 PE층은 상기 FRPE 자켓에 열융착될 수 있다.
상기 프라이머 코팅층은 알루미늄 플레이크(Flake), 마이카(Mica), 이산화티타늄, 멜라민-포름알데하이드, Dimethyl acid pyrophosphate, 아세트산 에틸(Ethyl Acetate), 이소프로판올(Isopropyl Alcohol) 및 톨루엔(Toluene)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 케이블용 구리-마일라 테이프의 제조 방법은 하나 이상의 도체 심선들, 상기 도체 심선들을 감싸는 구리-마일라 테이프 및 상기 구리-마일라 테이프를 감싸는 FRPE 자켓을 갖는 가공 케이블에 사용되는 상기 구리-마일라 테이프의 제조 방법으로서, 드라이라미네이션을 이용하여 PE 필름과 PET 필름을 접착제로 합지 또는 PET 필름에 PE를 T-다이(T-Die) 공법으로 합지하는 단계, 드라이라미네이션을 이용하여 상기 합지된 필름과 구리호일을 접착제로 합지하되, 상기 PET 필름 측이 상기 구리호일과 접착되도록 하는 단계 및 상기 구리호일의 외측면을 프라이머 코팅하는 단계를 포함하되, 상기 가공 케이블에 사용될 때 상기 PE 필름 또는 T-다이로 형성된 PE층은 상기 FRPE 자켓에 열융착된다.
상기 가공 케이블용 구리-마일라 테이프는 전체 두께는 0.07-0.12 mm이되, 상기 PE 필름 또는 T-다이로 형성된 PE층의 두께가 30-60 μm, 상기 PET 필름층의 두께가 20-50 μm 및/또는 상기 구리호일층의 두께가 10-25 μm일 수 있다.
상기 가공 케이블용 구리-마일라 테이프는 단위중량이 200-300 g/m2 및/또는 전체 두께가 0.07-0.12 mm이되, 인장강도가 6-10 kg/10 mm 및/또는 신율이 15-20 %일 수 있다.
또한, 상기 PE 필름 또는 T-다이로 형성된 PE층과 PET 필름을 합지하기 전에, 상기 PET 필름의 양면을 코로나 방전처리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 가공 케이블용 구리-마일라 테이프는 두께가 얇아 사용시 단차가 발생하지 않아 케이블의 외관불량 문제점을 해결하고, 가벼우면서도 단위중량 및 두께 대비 인장강도와 신율 등의 물성이 우수하며, FRPE 자켓과의 융착 강도가 높다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 케이블용 구리-마일라 테이프의 구조를 나타낸 수직 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 구리-마일라 테이프가 적용된 가공 케이블의 구조를 나타낸 수직 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 케이블용 구리-마일라 테이프의 제조 단계를 나타낸 순서도이다.
도 4는 일 실험예에 따라 융착된 테이프 시편과 FRPE 시편을 강제로 박리시킨 결과를 나타낸 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '-' 또는 '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 다른 언급이 없는 한 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20 % 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
그리고 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 '고압'이란 750-7,000 V의 고압, 7,000-66,000 V의 특별고압, 66,000 V 이상의 초고압을 모두 포함하는 의미이다.
본 명세서에서 '가공 케이블'은 고압 케이블, 특고압 가공 케이블, 가공절연 3심 케이블 및 단심 케이블을 모두 포함하는 의미이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 케이블용 구리-마일라 테이프의 구조를 나타낸 수직 단면도이다.
도 1을 참조하면, 구리-마일라 테이프는 순차적으로 적층된 프라이머(primer) 코팅층(10), 구리호일층(20), 제1 접착제층(31), PET(Polyethylene terephthalate) 필름층(40), 제2 접착제층(32) 및 PE(Polyethylene) 층(50)을 포함한다.
PE층(50)은 구리-마일라 테이프와 이를 적용한 가공 케이블의 유연성, 인장강도 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 단위중량과 두께를 낮춰 원가를 향상시키고 단차를 최소화할 수 있으며, 특히 가공 케이블에 사용 시 FRPE 자켓과 견고하고 빈틈없이 융착될 수 있다. PE층(50)은 PE 99.0 % 순도의 필름일 수 있고, 비중이 0.910-0.930 g/cm3 및 분자량이 약 1000일 수 있다.
PE층(50)은 PET 필름층(40)에 PE 필름을 합지함으로써 형성되는 층일 수도 있고, 또는 PET 필름층(40)에 PE를 T-다이(T-Die) 공법으로 합지함으로써 형성되는 층일 수도 있다.
PE층(50)은 두께(d5)가 30-60 μm일 수 있고, 바람직하게는 35-50 μm일 수 있다.
PET 필름층(40)은 PE층(50)과 구리호일층(20) 사이에 배치되어 제1 및 제2 접착제층(31,32)에 의해 상기 PE층(50)과 구리호일층(20)에 접착된다. PET 필름층(40)은 구리-마일라 테이프와 이를 적용한 가공 케이블의 유연성, 인장강도 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. PET 필름층(40)은 PET 95-100 % 순도의 필름일 수 있고, 비중이 1.33-1.45 및 분자량이 10,000 이상일 수 있다.
PET 필름층(40)은 두께(d4)가 20-50 μm일 수 있고, 바람직하게는 25-50 μm일 수 있으며, 보다 바람직하게는 약 25 μm 또는 약 38 μm일 수 있다.
구리호일층(20)은 누설전류 혹은 고장전류에 의한 사고를 방지하기 위해 사용된다. 가공 케이블 중 고압 케이블의 경우 22.9 kV의 고전압이 걸리는데 구리-마일라 테이프에 포함된 구리호일층을 통해 각 상간 불평형 전류나 누설전류에 의한 전기사고를 방지할 수 있다.
구리호일층(20)은 두께(d2)가 10-25 μm일 수 있고, 바람직하게는 약 18 μm일 수 있다.
프라이머 코팅층(10)은 내부식성, 내화학성 및 내염수성을 갖는 층으로서 구리호일층(20)의 부식 또는 산화를 방지할 수 있는데, 알루미늄 플레이크(Flake), 마이카(Mica), 이산화티타늄과 같은 안료; 멜라민-포름알데하이드, Dimethyl acid pyrophosphate과 같은 수지; 및 아세트산 에틸(Ethyl Acetate), 이소프로판올(Isopropyl Alcohol), 톨루엔(Toluene)과 같은 용제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 프라이머 코팅층(10)은 알루미늄 플레이크 0.2-0.4 wt%, 마이카 2-3 wt%, 이산화티타늄 2-3 wt%, 멜라민-포름알데하이드 수지 20-22 wt%, Dimethyl acid pyrophosphate 0.5-1 wt%, 아세트산 에틸 12-14 wt%, 이소프로판올 21-23 wt% 및 톨루엔 35-37 wt%를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
프라이머 코팅층(10)은 두께(d1)가 1-5 μm일 수 있고, 바람직하게는 약 3 μm일 수 있다.
제1 및 제2 접착제층(31,32)은 각 층들을 서로 접착시키기 위해 사용되며, 폴리우레탄 수지, 아세트산 에틸 등을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서 제1 및 제2 접착제층(31,32)은 각각 폴리우레탄 수지 64-66 wt% 및 아세트산 에틸 34-36 wt%를 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 접착제층(31)과 제2 접착제층(32)은 서로 실질적으로 동일한 소재일 수도 있고 상이한 소재일 수도 있다.
제1 및 제2 접착제층(31,32)은 각각 두께(d3)가 1-5 μm일 수 있고, 바람직하게는 약 3 μm일 수 있다.
이와 같은 층들을 포함하는 구리-마일라 테이프의 전체 두께는 0.07-0.12 mm일 수 있고, 보다 구체적으로는 0.09-0.12 mm일 수 있다.
이상에서와 같은 본 발명의 가공 케이블용 구리-마일라 테이프는 단위중량 대비 및/또는 두께 대비 인장강도와 신율 등의 물성이 우수한 것일 수 있는데, 구체적으로는 단위중량이 200-300 g/m2 및/또는 전체 두께가 0.07-0.12 mm이면서 인장강도가 6-10 kg/10 mm이거나 신율이 15-20 %일 수 있다. 상기 단위중량은 보다 바람직하게는 230-280 g/m2일 수 있고, 상기 인장강도와 신율은 각각 5-9 kg/10 mm 및 12-20 %일 수 있다.
본 발명의 구리-마일라 테이프는 가공 케이블에 사용되는 것으로서, 상기 가공 케이블은 고압 케이블, 특고압 가공 케이블, 가공절연 3심 케이블 또는 단심 케이블일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 구리-마일라 테이프가 적용된 가공 케이블의 구조를 나타낸 수직 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 구리-마일라 테이프(100)는 하나 이상의 도체 심선(200)을 갖는 가공 케이블(1)에서 상기 도체 심선(200)들을 감싸는 용도로 사용된다. 가공 케이블(1)은 통상적으로 도 2와 같이 3개의 도체 심선(200)을 포함하지만(복심 케이블) 이에 제한되는 것은 아니며, 도체 심선이 하나인 경우(단심 케이블)에도 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 상기 가공 케이블(1)은 고압 케이블, 특고압 가공 케이블, 가공절연 3심 케이블 또는 단심 케이블일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
가공 케이블(1)은 복수의 도체 심선(200)들이 상호 간에 맞닿는 형태로 밀착된다. 각 도체 심선(200)은 중심에 알루미늄 도체부(210), 상기 알루미늄 도체부(210)의 둘레를 길이방향으로 밀착되게 감싸는 내부반도전층(220), 상기 내부반도전층(220)의 둘레를 길이방향으로 밀착되게 감싸는 절연층(230), 상기 절연층(230)의 둘레를 길이방향으로 밀착되게 감싸는 외부반도전층(240), 상기 외부반도전층(240)의 둘레를 길이방향으로 밀착되게 감싸는 부풀음 테이프(250) 및 상기 부풀음 테이프(250)의 둘레를 편조 형상으로 둘러싸는 구리편조층(260)을 포함할 수 있다. 한편, 상기 부풀음 테이프(250)는 생략할 수 있다.
한편, 도체 심선(200) 각각은 원통형(단면이 원형) 케이블이기 때문에 서로 밀착될 경우 그 중심부에 빈 공간이 발생할 수 있다. 따라서 상기 빈 공간에 중심인장선(예: PE String, 절연선심, 고무 등)(400)을 삽입함으로써 각 도체 심선(200)이 흔들리는 것을 방지하고, 또한 편조 차폐 동선 쏠림 현상을 방지할 수 있다.
구리-마일라 테이프(100)는 상기 밀착된 도체 심선(200)들의 외측 둘레를 길이방향으로 팽팽하게 감싸서 상기 도체 심선(200)들의 밀착상태를 견고하게 유지시켜 그 단면이 3각 또는 다각 형상이 되도록 할 수 있다. 이에 따라 도체 심선(200)들이 흔들리는 것을 방지할 수 있으며, 각 도체 심선(200)의 외측을 구리소재가 편조 형상으로 둘러싸는 구리편조층(260)에서 편조 동선이 일측으로 밀리거나 쏠리는 현상을 방지할 수 있다.
구리-마일라 테이프(100)의 내측면인 프라이머 코팅층(10)은 도체 심선(200) 각각의 외측에 배치되는 구리편조층(260)과 접할 수 있다. 구리-마일라 테이프(100)의 내측면이 상기 도체 심선(200)들의 가장 바깥에 형성되는 구리편조층(260)들에 동시에 접촉됨으로써, 각 상간 불평형 전류(각 심선을 통해 흐르는 불평형 전류)에 따라 발생되는 유도전류가 편향되는 것을 방지할 수 있다.
구리-마일라 테이프(100)의 외측에는 FRPE(Flame Resistant Polyethylene, 난연 PE) 자켓(300)이 배치될 수 있다. FRPE 자켓(300)은 가공 케이블(1)의 최외곽층으로서 구리-마일라 테이프(100)의 외측을 감쌀 수 있다.
구리-마일라 테이프(100)와 FRPE 자켓(300)은 융착될 수 있다. 구체적으로, 구리-마일라 테이프(100)의 최외곽층인 PE층(50)이 FRPE 자켓(300)과 빈틈없이 견고하게 열융착될 수 있다. 구리-마일라 테이프(100)와 FRPE 자켓(300)이 완전히 융착되지 않고 공간이 생기면 상기 공간으로 물이 침투하여 가공 케이블(1)의 내구성을 약화시킬 수 있으며, PE층(50)과 FRPE 자켓(300)이 분리되어 케이블의 외관이 정상적으로 생산되지 못하고 외관불량 발생 및 PE층(50)과 FRPE 자켓(300)이 헛도는 현상이 발생되어 케이블 불량이 발생될 수 있다. 본 발명의 구리-마일라 테이프(100)는 FRPE 자켓(300)과 빈틈없이 완전히 융착될 뿐 아니라 융착 강도도 우수하여 박리가 어렵기 때문에 가공 케이블(1)의 수밀성, 안전성 등을 높일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가공 케이블용 구리-마일라 테이프의 제조 단계를 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 구리-마일라 테이프의 제조 방법은 드라이라미네이션을 이용하여 PE 필름과 PET 필름을 접착제로 합지 또는 PET 필름에 PE를 T-다이(T-Die) 공법으로 합지하는 단계(S1), 드라이라미네이션을 이용하여 합지된 필름과 구리호일을 접착제로 합지하되 PET 필름 측이 구리호일과 접착되도록 하는 단계(S2) 및 구리호일의 부식 또는 산화를 방지하기 위해 구리호일의 외측면을 프라이머 코팅하는 단계(S3)를 포함한다.
PET 필름은 PE 필름 또는 T-다이로 PE와 합지하기 전에 양면을 코로나 방전처리(discharge treatment)하는 단계(S0)을 더 거칠 수 있는데, 코로나 방전처리란 특정 파장의 고주파를 방출하는 방전처리기를 사용하여 코로나염을 발생시킴으로써 필름의 표면을 개질하는 것으로서, 코로나 방전처리된 PET 필름의 표면은 표면적이 증가하여 밀착성, 접착성이 향상되기 때문에 이질성 소재인 구리호일과의 접착력도 향상될 수 있다.
드라이라미네이션을 이용하여 PE 필름(또는 T-다이로 형성된 PE층), PET 필름 및 구리호일을 합지하는 단계는 80-120 ℃에서 진행될 수 있고, 프라이머 코팅이 완료되면 약 40 ℃로 온도를 낮춰 접착제를 굳힘으로써 테이프를 경화시키는 단계(S4)를 더 거칠 수 있다.
제조된 구리-마일라 테이프는 가공 케이블의 도체 심선들을 감싸는 용도로 사용될 수 있는데, 상기 구리-마일라 테이프를 다시 감싸는 FRPE 소재의 자켓에 PE 필름(또는 T-다이로 형성된 PE층)면이 열융착되도록 하는 단계(S5)를 더 거칠 수 있다.
이하에서는 실험예를 통해 본 발명에 대하여 설명하나, 본 발명의 효과가 하기 실험예에 의해 제한되지 아니함은 자명하다.
제조예
실시예 1
드라이라미네이션 장치를 이용하여 50 μm 두께의 PE 필름과 양면이 코로나 방전처리된 25 μm 두께의 PET 필름을 접착제로 합지하였다. 다시 드라이라미네이션 장치를 이용하여 합지된 필름의 PET 필름 면과 18 μm 두께의 구리호일을 접착제로 합지한 후, 구리호일의 외측면을 프라이머 코팅하여 구리-마일라 테이프를 제조하였다.
실시예 2
38 μm 두께의 PET 필름을 사용한 점을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 구리-마일라 테이프를 제조하였다.
비교예 1
PE 필름을 사용하지 않고 PET 필름만을 구리호일과 합지한 점을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 구리-마일라 테이프를 제조하였다.
실험예 1: 본 발명의 구리-마일라 테이프의 물성 시험
상기 제조예에 의해 제조된 구리-마일라 테이프들의 인장강도, 신율 등의 물성을 측정하였다. 인장강도와 신율은 다음과 같은 방법으로 측정하였다.
- 측정근거 표준: ISO 9073-3
- 측정장비: Tension Tester
- 측정방법: 폭 30 mm x 길이 260 mm size의 시편을 표점거리 200 mm로 clamp에 고정한 다음 200 mm/min으로 인장기를 가동시켜 파열시점에서 인장하중과 시편의 길이를 측정
- 신율(%) = {(L2 - L1) / L1} x 100
L1: 최초 시편 길이
L2: 최종 시편 길이 (= 최초 시편 길이 + 늘어난 길이)
비교를 위해 타사의 구리-마일라 테이프를 구입하여 함께 측정하였다. 구입한 테이프는 18 μm 두께의 구리호일, 25 μm 두께의 PET 필름, 18 μm 두께의 구리호일 및 70 μm 두께의 EAA(Ethylene acrylic acid)층이 순차적으로 적층된 구조로, 외측 구리호일 면이 프라이머 코팅되어 있고 구리호일들과 PET 필름이 접착층으로 합지된 것을 사용하였다. (비교예 2)
상술한 방법에 따라 측정한 결과는 하기 표 1과 같았다.
시료 두께
(mm) 		단위중량
(g/㎡) 		인장강도(MD)
(㎏/10 ㎜) 		신율(MD)
(%)
실시예 1 # 1 0.095 238 6.7 17.2
# 2 0.096 252 5.4 12.4
# 3 0.097 252 7.2 15.9
# 4 0.105 255 6.5 16.0
평균 0.099 249 6.5 15.4
실시예 2 # 1 0.115 270 8.2 20.1
# 2 0.115 269 8.4 17.8
# 3 0.113 269 8.4 18.7
# 4 0.115 270 8.2 19.0
평균 0.115 270 8.3 18.9
비교예 1 0.051 201 5.5 12.3
비교예 2 0.149 438 10.6 12.6
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 구리-마일라 테이프인 실시예 1 및 2의 테이프는 비교예 1의 테이프보다 인장강도와 신율이 우수하며 비교예 2의 테이프보다 가볍고 얇았는데, 특히 단위중량 대비 인장강도 및 신율과 두께 대비 인장강도 및 신율 모두 비교예의 테이프들보다 현저히 우수하였다.
실험예 2: 본 발명의 구리-마일라 테이프의 FRPE층에 대한 융착 실험
상기 제조예에 의해 제조된 구리-마일라 테이프들의 FRPE 자켓에 대한 융착 강도를 시험하였다. 이행성 테스트 장치의 상하의 압력히터 사이에 상기 제조된 구리-마일라 테이프 시편과 FRPE 시편을 겹쳐 놓고 4 kg/cm2, 150 ℃ 및 15 sec의 조건으로 테이프 시편과 FRPE 시편을 열융착하였다. 이때 테이프 시편의 PE 필름 면이 FRPE 시편과 맞닿도록 배치하였다.
도 4는 융착된 테이프 시편과 FRPE 시편을 강제로 박리시킨 결과를 나타낸 사진으로서, 도 4에 나타난 바와 같이 PE 필름 면이 FRPE 시편과 융착된 실시예 1 및 2의 테이프는 박리가 상당히 어려웠지만, PE 필름이 없어 PET 필름 면이 FRPE 시편과 융착된 비교예 1의 테이프는 쉽게 박리되었다.
이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 프라이머 코팅층
20: 구리호일층
31: 제1 접착제층
32: 제2 접착제층
40: PET 필름층
50: PE층

Claims (9)

  1. 하나 이상의 도체 심선들, 상기 도체 심선들을 감싸는 구리-마일라 테이프 및 상기 구리-마일라 테이프를 감싸는 FRPE 자켓을 갖는 가공 케이블에 사용되는 상기 구리-마일라 테이프로서,
    프라이머 코팅층;
    상기 프라이머 코팅층 상에 배치된 구리호일층;
    상기 구리호일층 상에 배치된 제1 접착제층;
    상기 제1 접착제층 상에 배치된 PET 필름층;
    상기 PET 필름층 상에 배치된 제2 접착제층; 및
    상기 제2 접착제층 상에 배치된 PE층을 포함하되,
    상기 가공 케이블에 사용될 때 상기 PE층이 상기 FRPE 자켓에 대향하도록 배치되고,
    상기 프라이머 코팅층은 알루미늄 플레이크(Flake), 마이카(Mica), 이산화티타늄, 멜라민-포름알데하이드 및 Dimethyl acid pyrophosphate로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하며,
    단위중량이 200-300 g/m2 및/또는 전체 두께가 0.07-0.12 mm이되, 인장강도가 6-10 kg/10 mm 및/또는 신율이 15-20 %인
    가공 케이블용 구리-마일라 테이프.
  2. 제1 항에 있어서,
    전체 두께는 0.07-0.12 mm이되,
    상기 PE층의 두께가 30-60 μm, 상기 PET 필름층의 두께가 20-50 μm 및/또는 상기 구리호일층의 두께가 10-25 μm인
    가공 케이블용 구리-마일라 테이프.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 가공 케이블에 사용될 때 상기 PE층은 상기 FRPE 자켓에 열융착되는
    가공 케이블용 구리-마일라 테이프.
  5. 삭제
  6. 하나 이상의 도체 심선들, 상기 도체 심선들을 감싸는 구리-마일라 테이프 및 상기 구리-마일라 테이프를 감싸는 FRPE 자켓을 갖는 가공 케이블에 사용되는 상기 구리-마일라 테이프의 제조 방법으로서,
    드라이라미네이션을 이용하여 PE 필름과 PET 필름을 접착제로 합지 또는 PET 필름에 PE를 T-다이(T-Die) 공법으로 합지하는 단계;
    드라이라미네이션을 이용하여 상기 합지된 필름과 구리호일을 접착제로 합지하되, 상기 PET 필름 측이 상기 구리호일과 접착되도록 하는 단계; 및
    상기 구리호일의 외측면을 프라이머 코팅하는 단계를 포함하되,
    상기 가공 케이블에 사용될 때 상기 PE 필름 또는 T-다이로 형성된 PE층은 상기 FRPE 자켓에 열융착되고,
    상기 프라이머 코팅은 알루미늄 플레이크(Flake), 마이카(Mica), 이산화티타늄, 멜라민-포름알데하이드 및 Dimethyl acid pyrophosphate로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하며,
    단위중량이 200-300 g/m2 및/또는 전체 두께가 0.07-0.12 mm이되, 인장강도가 6-10 kg/10 mm 및/또는 신율이 15-20 %인
    가공 케이블용 구리-마일라 테이프의 제조 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    전체 두께는 0.07-0.12 mm이되,
    상기 PE 필름 또는 T-다이로 형성된 PE층의 두께가 30-60 μm, 상기 PET 필름층의 두께가 20-50 μm 및/또는 상기 구리호일층의 두께가 10-25 μm인
    가공 케이블용 구리-마일라 테이프의 제조 방법.
  8. 삭제
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 PE 필름 또는 T-다이로 형성된 PE층과 PET 필름을 합지하기 전에,
    상기 PET 필름의 양면을 코로나 방전처리하는 단계를 더 포함하는
    가공 케이블용 구리-마일라 테이프의 제조 방법.
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