KR102195765B1 - 신호 전송용 케이블 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신호 전송용 케이블에 관한 것으로서, 심선; 상기 심선을 감싸는 절연층; 및 상기 절연층을 감싸는 시스층 및 상기 절연층과 시스층에 개재되어 유연성을 향상시키고 차폐성능을 향상시키는 편조실드층을 포함한다

Description

신호 전송용 케이블{Cable for electric signal transmission}
본 발명은 신호 전송용 케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전자장비 또는 컴퓨터 등의 신호 전송을 위한 용도로 사용되며, 고온에서 내구성이 향상되도록 내열성이 우수한 신호 전송용 케이블에 관한 것이다.
일반적으로, 절연 전기 및 광 도체용 케이블의 피복 소재로서, 할로겐화된 수지, 즉 폴리(염화비닐) 수지가 흔히 사용되고 있다.
이러한 폴리(염화비닐) 수지는 비교적 가격이 저렴하고, 널리 이용 가능하며, 가요성이고, 본래 난연 특성을 갖는 장점이 있으나, 다이옥신을 발생시키고, 화재 시 다량의 독성가스를 발생시키는 문제점이 있었다.
이에, 최근에는 폴리(염화비닐) 수지를 대체하기 위한 다양한 소재들이 케이블을 포함하는 전선 관련 업계에서 시도되고 있으나, 폴리(염화비닐) 수지 대비 난연성, 가공성 및 생산성 측면에서 아직까지 기대에 미치지 못하는 실정이다.
한편, 최근 각광 받고 있는 변성 폴리(아릴렌 에테르) 수지는 우수한 난연성과 절연성을 바탕으로 전선용 대체 소재로써 여러 분야에 적용되는 움직임을 보이고 있다. 그러나 폴리(아틸렌 에테르) 수지의 낮은 유연성을 해결하기 위하여 첨가되는 스트렌계 블록 공중합체는 비교적 고가여서 원재료 가격이 상승하는 부담이 있었다.
또한, 종래의 폴리(염화비닐) 수지의 양산 설비를 이용한 전선 압출선속은 분당 900 내지 1200m 인데 반해 종래의 변성 폴리(아릴렌 에테르) 수지는 분당 300m 정도에 불과하여 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.
이러한 이유로 관련 업계에서는 현재 폴리올레핀계 소재를 적용하여 전선 압출성 개선과 동시에 스티렌계 블록 공중합체의 가격 부담을 줄이려 하고 있다.
일 예로, 폴리(아릴렌 에테르) 수지 및 폴리올레핀 수지를 포함하는 베이스 수지에 인계 난연제를 포함하는 열가소성 수지 조성물에 관한 국내공개특허 제10-2013-0077468호 등의 종래 기술들은 이러한 폴리올레핀계 수지를 적용하여 상기의 문제점을 해결하려 하고 있다. 하지만, 상기와 같은 종래 기술의 폴리(아릴렌 에테르) 수지, 폴리올레핀계 수지 및 스티렌계 블록 공중합체의 3성분계의 수지 종성물은 여전히 압출 가공성 및 경도 등 폴리(아릴렌 에테르) 수지의 근본적인 문제점을 해결하지 못하고 있는 실정이다.
한국공개특허 제10-2013-0077468호(2013.07.09.)
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 외관성 및 기계적 강도가 우수함은 물론 특히 내열성이 우수한 신호 전송용 케이블을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블은, 심선; 상기 심선을 감싸는 절연층; 및 상기 절연층을 감싸는 시스층 및 상기 절연층과 시스층에 개재되어 유연성을 향상시키고 차폐성능을 향상시키는 편조실드층을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 편조실드층은, 0.08~0.12mm의 소선경을 갖는 편조소선으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 절연층은, 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 3~15 중량부, 제1 필러 13~50 중량부를 포함하는 제1 조성물로 형성되고, 상기 시스층은, 제2 베이스 수지 100 중량부, 가소제 40~80 중량부, 난연제 10-30 중량부, 제2 필러 5~15 중량부를 포함하는 제2 조성물로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 상용화제는, 말레산 무수물 및 프탈산 무수물 중에서 하나 이상이 크라프트된 열가소성 엘라스토머를 포함하고, 상기 열가소성 엘라스토머는, 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.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블에 의하면, 외관성 및 기계적 강도가 우수함은 물론 특히 내열성이 우수해지는 효과가 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 단면 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 편조실드층을 개략적으로 도시한 사시도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
따라서, 몇몇 실시 예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시 예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 사시도, 단면도, 측면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 실시 예에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블(10)은, 압축도체가 사용된 복수의 심선(20), 이 복수의 심선을 각각 감싸는 복수의 절연층(30), 이 복수의 절연층을 감싸되, 차폐성능 및 유연성을 증대하기 위하여 편조소선으로 편조된 편조실드층(40) 및 이 편조실드층을 감싸는 시스층(50)을 포함하는 구성으로 이루어질 수 있다.
심선으로 사용되는 압축도체는, 다수의 도체소선을 나란하게 배열하고 이를 통상 다이스(Dies)라고 하는 홀더에 통과시켜 압축 변형시킨 도체로서, 다수의 도체소선이 다이스를 통과함에 의해 압축 변형되어 각 도체소선 사이의 공극이 최소화되고 전체외경이 축소된 심선일 수 있다.
이러한 심선은, 전기전도성이 우수한 금속 재질로 제조된 선이 사용될 수 있다. 예를 들어 주석, 구리, 알루미늄 및 이들의 합금 중에서 하나 이상이 포함될 수 있다.
이러한 압축도체가 사용된 심선은 기존의 도체소선 사이의 공극이 최소화되므로 외경이 감소하게 되고, 이에 따라 절연층의 외경이 감소될 수 있다.
절연층은, 각 심선의 둘레를 감싸는 것으로서, 제1 베이스 수지, 상용화제 및 제1 필러를 포함하는 제1 조성물에 의해 성형된 것이 적용될 수 있다.
구체적으로, 심선 둘레에 제1 베이스 수지 100 중량부, 상용화제 3~15 중량부, 및 제1 필러 13~50 중량부를 포함하는 제1 조성물을 이용하여 절연층을 형성할 수 있으며, 이 때 절연층의 두께는 심선의 굵기에 따라 달라질 수 있으나, 0.1mm 내지 5mm 일 수 있고, 이의 경우 절연층의 두께 및 심선의 직경 비율은 1 : 0.05~1.5일 수 있으며, 단면에서 절연층 및 심선의 면적은 1:0.1~1.5일 수 있는데, 이의 범위에서 케이블의 물리적 강도가 우수할 수 있게 된다.
이하, 상기 제1 조성물을 구성하는 성분을 상세히 설명하도록 한다.
제1 베이스 수지는 열가소성 가황체(TPV) 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다.
열가소성 가황체(TPV)는 절연층의 저온 유연성 및 물리적 강도를 확보하기 위한 목적으로 포함되며, 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.
또한, TPV는 쇼어 A 경도(shore A hardness)가 70A 이하인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 범위에서 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 저온 유연성 및 물리적 강도가 우수할 수 있기 때문이다.
구체적으로 예를 들면, 쇼어 A 경도 45A~70A인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 그 이유는 쇼어 A 경도가 45A 미만인 경우에는 TPV의 찢김 현상으로 내스크래치 특성이 저하될 수 있고, 70A를 초과시 경도가 과도해져 충격강도가 저하될 수 있기 때문이다.
한편, 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블에서 저온 유연성, 인장강도 및 내충격성의 확보를 목적으로 포함될 수 있다.
이러한 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 스티렌이 30% 이상 포함되는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 범위로 포함 시에 저온 유연성, 인장강도 및 내충격성이 우수할 수 있기 ‹š문이다.
상기 제1 베이스 수지는 열가소성 가황체 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머를 1:0.5~1.5 중량비로 포함할 수 있으며, 이와 같은 중량비로 포함 시 상용성, 가공성이 우수하면서 저온 유연성 및 물리적 강도가 동시에 우수할 수 있다.
즉, 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 저하되며, 내열성 등의 물리적 성질이 저하될 수 있다. 예를 들면, 1:0.5~1.3의 중량비로 포함될 수 있다.
또한, 상용화제는 절연층의 가공성 및 물리적 특성을 향상시키기 위한 목적으로 포함될 수 있다. 이러한 상용화제는 말레산 무수물(Maleic anhydride) 및 프탈산 무수물(phthalic anhydride) 중에서 하나 이상이 그라프트(graft)된 열가소성 엘라스토머를 포함할 수 있다.
이 때, 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 상용화제는 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 3 중량부 내지 15 중량부 포함되는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 범위로 포함 시 상용성, 가공성 및 물리적 강도가 우수할 수 있기 때문인데, 특히 상용화제가 3 중량부 미만 포함 시 결합성 및 가공성을 확보하기 어려우며, 15 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 저온 유연성을 확보하기 어렵고, 인장강도 및 신장률 등의 물리적 강도가 저하될 수 있다.
또한, 제1 필러는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블에서 보강성 충전제로서 가공성, 열안정성, 내열성 및 기계적 강도를 동시에 향상시키기 위한 목적으로 포함될 수 있으며, 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 산화아연(ZnO) 및 산화마그네슘(Mg0) 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
이러한 제1 필러는 전술한 성분을 표면 처리한 것을 사용할 수 있는데, 표면 처리는, 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 내수성 및 상기 제1 필러와 수지 성분과의 상용성을 확보하기 위해 포함될 수 있다.
이 때, 표면처리는 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 고급 지방산, 금속수화물(금속 수산화물), 아민 및 아민의 금속염 중에서 하나 이상으로 제1 필러의 표면을 코팅하는 것일 수 있다.
이와 같은 제1 필러는 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 13 중량부 내지 50 중량부 포함될 수 있는데, 그 이유는 상기 범위로 포함 시 가공성, 내열성 및 기계적 강도가 우수할 수 있기 때문이다.
즉, 제1 필러를 13 중량부 미만으로 포함 시 내열성 및 기계적 강도의 확보가 어려우며, 상기 제1 필러를 50 중량부를 초과하여 포함시 본 발명의 가공성 및 저온 유연성 등의 물리적 성질이 저하될 수 있다.
한편, 제1 조성물은 활제 및 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
이 때, 활제는 제1 조성물의 윤활성을 높여 가공성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있다. 상기 활제는 탄화수소계, 실리콘계, 금속계, 지방산계 및 아미드계 활제 중에서 하나 이상 포함할 수 있으며 가공성, 외관성 및 성형성이 우수하도록 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함될 수 있다.
그리고, 산화방지제는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 노화 및 열화 현상의 방지를 목적으로 포함될 수 있으며, 인계, 황계, 아민계 및 금속계 산화방지제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
이러한 산화방지제는 물성을 저해하지 않으면서 노화 및 열화 현상의 방지효과가 우수하도록 제1 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~8 중량부 포함될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 편조실드층(40)은 절연층(30)과 시스층(40) 사이에 적어도 한 층으로 구성되며, 0.08~0.12mm의 소선경을 갖는 편조소선(42)으로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 편조실드층(40)은 상기와 같이 소선경으로 형성된 다수의 편조소선(42)이 조밀하게 편조되어 형성되는바, 유연성이 향상되고 차폐성능이 우수한 고차폐 구조를 이룰 수 있다.
또 한편, 시스층은 절연층의 둘레에 제2 베이스 수지, 가소제, 난연제 및 제2 필러를 포함하는 제2 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 절연층의 둘레에 제2 베이스 수지 100중량부, 가소제 40~100 중량부, 난연제 5~45 중량부, 및 제2 필러 1~20 중량부를 포함하는 제2 조성물을 이용하여 시스층을 형성할 수 있다.
여기서, 시스층의 두께 및 절연층 두께는 1:0.1~1.5일 수 있고, 시스층 및 절연층의 단면적은 1:0.1~1.5일 수 있는데, 그 이유는 상기 범위에서 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 물리적 강도가 우수하기 때문이다.
이하, 상기 시스층을 이루는 제2 조성물을 구성하는 성분을 상세히 설명하도록 한다.
제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 폴리올레핀 엘라스토머를 포함할 수 있다. 이 때, 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐이 경질 세그먼트(hard segment)이고, 극성 폴리올레핀 엘라스토머가 연질 세그먼트(soft segment)로 작용하여 저온 유연성이 우수하게 된다.
폴리염화비닐(PVC, Polyvinyl chloride)은 본 발명의 실시 예에 따른 신호전송용 케이블의 내수성, 내열성, 내화학성 및 내구성 등을 확보하기 위해 포함되는 것으로서, 중합도가 800 내지 1,500이고, 현탁 또는 괴상 중합된 폴리염화비닐 수지를 사용할 수 있으며, 이러한 조건에서 시스층의 성형성 및 기계적 강도가 우수할 수 있다.
또한, 극성 폴리올레핀 엘라스토머는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블에서 PVC와의 상용성이 우수하면서, 시스층의 저온 유연성 및 기계적 강도를 확보하는 목적으로 포함된다.
이러한 극성 폴리올레핀 엘라스토머는 저온 취성(low-temperature brittleness) 온도가 -85℃~-65℃이며, 이의 범위에서 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 저온 유연성 및 물리적 강도가 우수하고, PCV의 저온 취성온도를 -30℃~-37℃ 수준에서 -50℃~-40℃로 개선시킬 수 있다.
이 때, 저온 취성 온도가 -85℃ 미만인 경우 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 상용성 및 물성이 저하되고, -65℃ 초과인 경우 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 저온 유연성 개선은 기대하기 어렵다.
참고로, 제2 베이스 수지는 폴리염화비닐(PVC) 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 1:0.2~1 중량비로 포함하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 중량비로 포함하는 경우 상용성, 가공성이 우수하면서 저온 유연성 및 물리적 강도가 동시에 우수할 수 있기 때문이다. 즉, 폴리염화비닐(PVC) 및 극성 폴리올레핀 엘라스토머가 1:0.2 중량비 미만으로 포함되는 경우 물리적 강도가 저하되고, 저온 취성온도 개선효과가 미미하여 저온 유연성이 저하되며, 1:1 중량비를 초과하여 포함되는 경우에는 물리적 강도가 저하될 수 있다. 예를 들면, 1:0.3~0.8의 중량비로 포함될 수 있다.
가소제는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블에서, 시스층의 저온 유연성을 확보하는 목적으로 포함될 수 있다.
이러한 가소제는 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 포함할 수 있는데, 그 이유는 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 미포함 시 가소제 유출 방지효과가 저하되고, 저온 유연성이 저하될 수 있기 때문이다.
이 때, 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제를 1:0.1~1의 중량비로 포함하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 중량비로 포함 시 내유성 및 저온 유연성이 우수하면서, 가소제 유출 방지효과가 우수할 수 있기 때문이다.
이와 같은 가소제는 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 40 중량부 내지 80 중량부 포함될 수 있는데, 그 이유는 상기 범위에서 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 물성을 저해하지 않으면서 상용성, 난연성 및 내열성이 우수할 수 있기 때문이다. 즉, 가소제가 40 중량부 미만으로 포함되는 경우 성형성이 저하되고, 신장률 등의 물리적 강도가 저하되며, 80 중량부를 초과하여 포함되는 경우 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 기계적 강도가 저하되기 때문이다.
난연제는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블을 이루는 시스층의 내열성, 난연성 및 내수성을 확보하는 목적으로 포함될 수 있으며, 이러한 난연제로는 인계 난연제, 인-질소계 난연제 및 안티몬계 난연제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
이와 같은 난연제를 적용 시 비교적 적은 양을 사용하여도 난연성 및 고온내수성이 우수하면서, 안티몬 및 할로겐 성분을 포함하지 않아 연소 시 유해한 성분을 발생시키지 않아 친환경적 효과가 우수하여, 컴파운드 및 전선의 물성 저하를 방지할 수 있게 된다.
이러한 난연제는 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 30 중량부 포함될 수 있는데, 그 이유는 상기 범위에서 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 물성을 저해하지 않으면서 상용성, 난연성 및 내열성이 우수할 수 있기 때문이다. 즉, 난연제가 10 중량부 미만으로 포함되는 경우 난연성 및 내열성의 확보가 어려우며, 30 중량부를 초과하여 포함되는 경우 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 저온 유연성 등 물성이 저하될 수 있다.
제2 필러는 시스층의 보강성 충전제로서 시스층의 가공성, 열안정성, 내염성, 내열성 및 기계적 강도를 향상시키기 위한 목적으로 포함될 수 있다.
여기서, 제2 필러는 앞서 설명한 바와 같이 절연층에 포함되는 제1 필러와 동일 성분을 이룰 수 있으므로, 이에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.
이러한 제2 필러는 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 15 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 범위에서 포함되는 경우 시스층의 가공성, 내열성 및 기계적 강도가 우수하기 때문이다. 즉, 5 중량부 미만으로 포함되는 경우 내열성 및 기계적 강도의 확보가 어려우며, 15 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 가공성이 저하되고, 저온 유연성 등의 물리적 성질이 저하될 수 있다.
한편, 상기 제2 조성물은 안정화제 및 활제를 더 포함할 수 있다.
즉, 안정화제는 제2 조성물의 열안정성 및 가공성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있는데, 이 때 안정화제는 금속계 안정화제 및 페놀계 안정화제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다.
이러한 안정화제는 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함될 수 있는데, 그 이유는 상기 범위에서 상기 제2 조성물에 영향을 주지 않으면서 가공성, 외관성 및 성형성이 우수할 수 있기 때문이다.
또한, 활제는 제2 조성물의 윤활성을 높여 가공성을 향상시키는 목적으로 포함될 수 있고, 이러한 활제는 탄화수소계, 실리콘계, 금속계, 지방산계 및 아미드계 활제 중에서 하나 이상 포함할 수 있다. 이 때, 상기 활제는 제1 조성물에 포함되는 활제와 동일한 것을 사용할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략하도록 한다.
이러한 활제는 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부 포함되는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 범위에서 제2 조성물의 물성에 영향을 주지 않으면서 가공성, 외관성 및 성형성이 우수할 수 있기 때문이다.
이와 같은 구성으로 이루어질 수 있는 본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블은, 경제성이 우수하고, 난연성이 우수하며, 105℃급 케이블의 내열성 및 저온 유연성 기준을 만족할 수 있게 된다.
본 발명의 실시 예에 따른 신호 전송용 케이블의 구체적인 실시 예1~3과, 비교 예 1~4에서 사용된 제1 조성물 및 제2 조성물 성분의 사양은 다음과 같다.
절연층에 사용되는 제1 조성물을 이루는 제1 베이스 수지로서 열가소성 가황체(TPV)(a)와 스티렌계 열가소성 엘라스토머(b)를 사용하였다.
그리고, 상용화제로서 말레산 무수물의 그래프트된 에틸렌=프로필렌-디엔모노머(c)와, 말레산 무수물의 그래프트된 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(d)을 사용하였고, 제1 필러로서 Mg(OH2)를 사용하였으며, 활제로는 아연-아마이드계 활제를 사용하였다.
그리고, 산화방지제로서는 페놀계 산화방지제(e)와 금속계 산화방지제(f)를 사용하였다.
한편, 시스층에 사용되는 제2 조성물을 이루는 제2 베이스수지로서 폴리염화비닐(PVC)(A)와 극성 폴리올레핀 엘라스토머(B)를 사용하였고, 가소제는 프탈레이트계 가소제(C)와 폴리에스테르계 가소제(D)를 사용하였다.
또한, 난연제는 Sb2O3, 제2 필러는 CaCO3, 안정화제는 금속계 안정화제(E)와 폐놀계 안정화제(F)를 사용하였고, 활제는 스테아린산 칼슘을 사용하였다.
먼저, 절연층을 이루는 제1 조성물의 함량을 하기의 표 1에서와 같은 성분 및 함량으로 이축 압출기를 사용하여 120℃~235℃에서 혼련하고 수냉 커팅하여 펠릿으로 제조하고, 이와 같이 제조된 펠릿을 투 롤 밀(Two roll mill) 및 프레스를 이용하여 절연층 시편을 제조하였다.
구분 실시 예 비교 예
1 2 3 1 2 3 4
제1베이스수지 (a) 53 53 45 53 53 26 100
(b) 47 47 55 47 47 74 -
상용화제 (c) 5 6 - 5 5 5 -
(d) - - 5 - - - 16
제1 필러 27 25 20 5 108 27 27
활제 1 1 1 1 1 1 1
산화방지제 (e) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
(f) 1 1 1 1 1 1 1
단위는 중량부임위의 표 1의 함량으로 절연층 시편을 각각 제조한 결과, 실시 예1~3의 경우 표면이 매끄럽게 압출되어 작업성이 우수하여 용이하게 펠릿을 제조할 수 있었던 반면, 비교 예2의 경우 제1 베이스 수지의 필러 로딩성이 떨어져서 끊어지는 현상이 발생하였고, 비교 예 3의 경우 고분자 SEBS의 함량이 높아 이축 압출기로 가공시 과도한 압과 거친 외관으로 인해 펠릿을 제조하기 어려움을 알 수 있었다.
또한, 실시 예 1의 경우 물성이 우수한 반면, 비교 예 4의 경우 물성이 저하됨을 알 수 있었다.
한편, 시스층을 이루는 제2 조성물의 함량을 하기의 표 2에서와 같은 성분 및 함량으로 이축 압출기를 사용하여 120℃~180℃에서 혼련하여 펠릿으로 제조하고, 이와 같이 제조된 펠릿을 투 롤 밀(Two roll mill) 및 프레스를 이용하여 시스층 시편을 제조하였다.
구분 실시 예 비교 예
1 2 3 1 2 3 4
제2베이스수지 (A) 67 65 67 67 67 100 90
(B) 33 35 33 33 33 - 10
가소제 (C) 47 35 47 15 67 47 100
(D) 20 20 20 10 - 20 20
난연제 20 20 25 20 20 20 20
제2 필러 7 7 7 7 7 7 7
안정화제 (E) 0.7 0.7 1 1 0.7 0.7 0.7
(F) 0.7 0.7 1 1 0.7 0.7 0.7
활제 0.7 0.7 1 1 0.7 0.7 0.7
단위는 중량부임위의 표 2의 함량으로 시스층 시편을 각각 제조한 결과, 비교 예 2의 경우 에스테르계 가소제를 미포함하여 신장잔율이 낮았고, 극성 폴리올레핀 엘라스토머를 미포함하는 비교 예 3의 경우에도 신장잔율이 낮음을 알 수 있었다.
상기와 같은 실시 예1에 따라 절연층 및 시스층 시편을 제조하고, 절연층과 시스층 사이에 상기한 편조실드층을 구비한 케이블의 시편을 제조한 후, 이를 하기의 표 3에서와 같은 시험을 실시하였다.
시험항목 시험규격 평가결과
상온 절연층 인장강도 5.5Mpa 이상 15.4
신장률 200% 이상 330
시스층 인장강도 8.3Mpa 이상 12.8
신장률 200% 이상 330
가열 절연층 인장강도 상온 값의 75% 이상 97
신장률 상온 값의 75% 이상 95
시스층 인장강도 상온 값의 75% 이상 88
신장률 상온 값의 75% 이상 94
열충격 절연층 크랙 없음 Pass
시스층 크랙 없음 Pass
난연성 60초 이내 소화, 인디케이터가 25%이상 타지 않고 커튼발화커튼 말 것 pass
위의 표 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예 1에 의해 제조된 케이블은, 열충격에 대한 내구성이 우수하고 난연성이 우수함을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 전기 등의 신호 전송을 위한 케이블로서 사용하기 적합함을 확인할 수 있었다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 케이블 20 : 심선
30 : 절연층 40 : 편조실드층
42 : 편조소선 50 : 시스층

Claims (5)

  1. 심선과, 상기 심선을 감싸는 절연층과, 상기 절연층을 감싸는 시스층 및 상기 절연층과 시스층에 개재되어 유연성을 향상시키고 차폐성능을 향상시키는 편조실드층을 포함하여 구성되는 신호 전송용 케이블에 있어서,
    상기 절연층은,
    폴리프로필렌 매트릭스에 EPDM이 분산된 혼합물에 가황체를 투입하여 가황 온도 170~220℃, 회전수 30rpm~120rpm 및 체류시간 5~20분 조건에서 가황하여 쇼어 A 경도가 45A~70A로 제조된 열가소성 가황체와, 스티렌이 30% 이상 포함된 스티렌계 열가소성 엘라스토머가 포함되되, 상기 열가소성 가황체 및 스티렌계 열가소성 엘라스토머는 1:0.5~1.5 중량비로 포함된 제1 베이스 수지 100 중량부;
    상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 3~15 중량부로 포함되는 상용화제;
    상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 13~50 중량부로 포함되되, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 산화아연 및 산화마그네슘 중에서 하나 이상 포함되고, 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 지방산, 금속 수산화물, 아민 및 아민의 금속염 중에서 하나 이상으로 표면이 코팅되는 제1 필러;
    상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부로 포함되되, 탄화수소계, 실리콘계, 금속계, 지방산계 및 아미드계 활제 중에서 하나 이상 포함되는 활제; 및
    상기 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~8 중량부로 포함되되, 인계, 황계, 아민계 및 금속계 산화방지제 중 하나 이상 포함하는 산화방지제를 포함하는 제1 조성물로 형성되고,
    상기 시스층은,
    중합도가 800 내지 1,500인 폴리염화비닐과, 저온 취성온도가 -85℃~-65℃인 폴리올레핀 엘라스토머가 1:0.2~1 중량비로 포함되는 제2 베이스 수지 100 중량부;
    상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 40~80 중량부로 포함되되, 프탈레이트계 가소제 및 에스테르계 가소제가 1:0.1~1의 중량비로 포함되는 가소제;
    상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 10~30 중량부로 포함되되, 인계 난연제, 인-질소계 난연제 및 안티몬계 난연제 중에서 하나 이상 포함되는 난연제;
    상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 5~15 중량부로 포함되되, 수산화마그네슘, 탄산칼슘, 산화아연 및 산화마그네슘 중에서 하나 이상 포함되고, 실리콘계 커플링제, 티타네이트계 커플링제, 지방산, 금속 수산화물, 아민 및 아민의 금속염 중에서 하나 이상으로 표면이 코팅되는 제2 필러;
    상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부로 포함되되, 금속계 안정화제 및 페놀계 안정화제 중에서 하나 이상 포함하는 안정화제;
    상기 제2 베이스 수지 100 중량부에 대하여 0.1~5 중량부로 포함되되, 탄화수소계, 실리콘계, 금속계, 지방산계 및 아미드계 활제 중에서 하나 이상 포함하는 활제를 포함하는 제2 조성물로 형성되는 것을 특징으로 하는 신호 전송용 케이블.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 편조실드층은, 0.08~0.12mm의 소선경을 갖는 편조소선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 신호 전송용 케이블.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상용화제는, 말레산 무수물 및 프탈산 무수물 중에서 하나 이상이 크라프트된 열가소성 엘라스토머를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송용 케이블.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 열가소성 엘라스토머는,
    스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(Styrene-Ethylene-Butadiene-Styrene, SEBS) 및 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(Ethylene Propylene Diene Monomer, EPDM) 중에서 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 전송용 케이블.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101644791B1 (ko) * 2015-03-23 2016-08-10 주식회사 경신전선 전기자동차용 충전 케이블 및 이의 제조방법
JP6380872B1 (ja) * 2017-11-28 2018-08-29 日立金属株式会社 編組シールド付ケーブル

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100384130B1 (ko) * 2001-04-09 2003-05-14 엘지전선 주식회사 고난연 저발연 선박용 케이블 및 그 시스체용 조성물
KR101466277B1 (ko) 2011-12-29 2014-11-27 제일모직 주식회사 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101644791B1 (ko) * 2015-03-23 2016-08-10 주식회사 경신전선 전기자동차용 충전 케이블 및 이의 제조방법
JP6380872B1 (ja) * 2017-11-28 2018-08-29 日立金属株式会社 編組シールド付ケーブル

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