KR102351521B1 - 내유성, 내한성, 내후성 및 난연성이 향상된 epsl 피복용 수지 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내유성, 내한성 및 내후성이 특히 우수한 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물 및 이를 이용한 대형 크레인용 EPSL에 관한 것이다.
본 발명의 피복용 수지 조성물은, 염화폴리에틸렌 수지 30~90 중량% 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 10~70 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; 비할로겐계 무기 난연제 10~50 중량부; 할로겐계 난연제 10~50 중량부; 보강성 충전제 5~10 중량부; 금속산화물 5~10 중량부; 가소제 5~30 중량부; 가교제 2~10 중량부; 가교조제 0.2~0.4 중량부;를 포함한다.
본 발명의 피복용 수지 조성물은 특히 도체연합부, 절연피복, 내부시스 및 이를 둘러싸는 고인장 섬유로 브레이딩된 최외층을 구비하는 대형 크레인용 EPSL의 절연피복 및/또는 내부시스의 소재로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 대형크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물 또는 이를 이용하여 제조된 대형크레인용 EPSL은 극한 환경에서도 강한 내성을 가지므로 산업상 유용하게 활용 가능하다.
본 발명의 피복용 수지 조성물은, 염화폴리에틸렌 수지 30~90 중량% 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 10~70 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부; 비할로겐계 무기 난연제 10~50 중량부; 할로겐계 난연제 10~50 중량부; 보강성 충전제 5~10 중량부; 금속산화물 5~10 중량부; 가소제 5~30 중량부; 가교제 2~10 중량부; 가교조제 0.2~0.4 중량부;를 포함한다.
본 발명의 피복용 수지 조성물은 특히 도체연합부, 절연피복, 내부시스 및 이를 둘러싸는 고인장 섬유로 브레이딩된 최외층을 구비하는 대형 크레인용 EPSL의 절연피복 및/또는 내부시스의 소재로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 대형크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물 또는 이를 이용하여 제조된 대형크레인용 EPSL은 극한 환경에서도 강한 내성을 가지므로 산업상 유용하게 활용 가능하다.
Description
본 발명은 기계적, 화학적 강성 중 특히 내유성, 내한성 및 내후성이 향상된 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물 및 이를 이용한 대형크레인용 EPSL에 관한 것으로, EPSL의 제조 및 기타 유사 분야에서 활용될 수 있다.
세계적으로 무역규모가 늘어나고 자원의 활용 범위가 확대됨에 따라 각종 극한 환경에서의 내구성을 요하는 대형 크레인에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히, 대형 크레인에 장착되어 전력과 신호를 전달하며 크레인의 각종 설비와 상호 동작하는 전원공급 케이블인 EPSL(Electrical Power Supply Line)은 대형 크레인의 수명을 결정하는 핵심적인 구성부로서, 그 내구성을 강화하여 대형 크레인에 대한 수요를 만족시키는 것이 당해 기술분야의 중요한 해결 과제로 대두되고 있다.
현재, 대형 크레인용 EPSL의 교체 주기는 통상적인 생활 환경에서 1~4년 정도의 수준에 머무르고 있으며, 이 또한 점점 짧아지고 있다. 과거에는 일정 수준의 내구성을 만족하는 것 만으로도 사용에 큰 문제를 나타내지 않았으나, 최근 광범위한 크레인의 활용 환경에 따라, 이를테면 시베리아 등의 극저온 지역이나 열대 지방, 아프리카 등의 극고온 지역 또는 석유 시추 또는 운반 등을 위한 각종 해양 환경 등 극한 환경에 노출되는 경우가 빈번하게 되었고, 종래의 대형 크레인으로는 산업상 유용한 활용이 어려운 실정이다.
특히, 특수한 환경에서 사용되는 경우에는 대형 크레인용 ESPL의 교체와 보수에 더욱 많은 비용과 시간이 소요되고 이는 산업 경제적으로 막대한 비용 손실을 초래하게 된다. 따라서 극한 환경에 내구성을 가진 대형 크레인용 EPSL의 개발은 필수적인 산업 과제로서 시급히 요구되고 있는 상황이다.
이러한 흐름에 따라, 대형 크레인용 EPSL에 대한 산업 평가 규격 또한 그 요구 기준을 점차 상향 조정하고 있는 추세이다. 이를테면 종래 내한성의 합격 기준은 -15~-30℃였으나, 최근에는 -40℃로 그 기준을 강화한 바 있다.
그러나 상기한 필요성에 비하여 개선된 형태의 대형 크레인용 EPSL을 제조하기 위한 기술의 개발은 매우 더딘 실정이다. EPSL의 특성을 개선시키기 위한 최근의 시도 중 하나로서, EPSL의 피복 소재를 일반적인 천연고무나 SBR 고무에서 내유성 및 내후성이 우수한 클로로프렌 고무로 변경하는 방안이 제시된 바 있으나, 이러한 형태만으로는 -35℃ 이하에서 내한성이 현저히 저하되어 최근의 평가 기준을 만족시키기 어렵다.
이에 따라, 내한성 첨가제를 비롯한 각종 기능성 첨가제를 활용하고 이와 상용 가능한 수지를 배합하여 사용함으로써 보다 높은 수준의 물성을 가진 EPSL을 제공하고자 하는 일련의 시도들이 있었으나, 수많은 물질들 중 개선된 효과를 나타내면서도 물질 간의 상용성이 우수한 최적의 조합 및 함량을 찾는 것은 매우 까다로운 일이며, 개선된 효과를 나타내는 수지 조성물이라 할지라도 공정 과정 중에서 분산이 제대로 되지 않거나 압출 성형성이 떨어지는 등의 문제로 완성품 상태에서는 온전한 효과를 발휘하기 어려운 경우도 빈번하여 기술 개발에 어려움이 있었다.
이에, 본 발명의 발명자들은 상기한 문제점들을 해결하고자 상당한 노력과 시행착오를 거치며 EPSL의 피복용 수지 조성물에 대한 최적 조합 및 함량비를 연구하였고, 이에 대한 열적, 기계적 물성을 분석한 결과 내유성, 내한성 및 내후성 등이 향상된 수지 조성물을 확인하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,
첫째, 대형 크레인용 EPSL에 요구되는 각종 물성, 특히 내유성, 내한성, 내후성 및 난연성이 우수한 EPSL의 피복용 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로는, 상기 피복용 수지 조성물에 포함된 각 구성 성분 간의 상용성을 고려하여 최적 조합 및 배합비를 제공하는 것을 목적으로 한다.
둘째, 상기 목적을 만족시킴과 동시에 피복의 제조 시 효과적인 공정 수행이 가능한 EPSL의 피복용 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 보다 구체적으로는, 공정 중 혼련 단계에서 가소제의 분산성 및 압출 단계에서 소재의 압출 성형성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
셋째, 상기 피복용 수지 조성물을 이용하여 제조된 피복을 가지는 대형 크레인용 EPSL을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 피복용 수지 조성물에 있어서, 베이스 수지를 구성하는 성분의 종류 및 그 함량의 범위를 한정하고, 상기 베이스 수지에 대한 상용성을 높일 수 있는 기능성 첨가제들의 종류 및 함량 범위들을 또한 한정한다.
구체적으로, 본 발명의 피복용 수지 조성물은
염화폴리에틸렌 수지 30~90 중량% 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 10~70 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부;
비할로겐계 무기 난연제 10~50 중량부;
할로겐계 난연제 10~50 중량부;
보강성 충전제 5~10 중량부;
금속산화물 5~10 중량부;
가소제 5~30 중량부;
가교제 2~10 중량부;
가교조제 0.2~0.4 중량부;를 포함한다.
바람직하게는 상기 비할로겐계 무기 난연제로로서 금속 수산화물계 난연제를, 상기 가소제로서 지방족 2 염기산 에스테르계의 가소제를, 상기 가교제로서 과산화물 가교제를 사용한다.
상기 피복은 절연피복, 내부시스 또는 외부시스 중 어느 하나 이상일 수 있다.
아울러 본 발명은, 상기한 피복용 수지 조성물로부터 형성된 절연피복, 내부시스, 외부시스 중 어느 하나 이상을 가지는 대형 크레인용 EPSL을 제공한다. 바람직하게는, 도체연합부, 절연피복, 내부시스 및 내부시스를 둘러싸는 고인장 섬유로 브레이딩된 최외층을 구비한 대형 크레인용 EPSL로서, 상기 절연피복 및/또는 내부시스가 상기한 피복용 수지 조성물로부터 형성된 것을 특징으로 하는 EPSL을 제공한다.
본 발명은 상기한 과제 해결 수단을 이용하여,
첫째, 기계적 물성이 저하되지 않으면서도, 오일 성분에 대한 내유성, -40℃에서도 견딜 수 있는 내한성 및 오존 또는 자외선에 대한 내후성, 불에 타지 않고 견딜 수 있는 난연성 등이 향상된 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물을 제공한다.
둘째, 상기한 물성을 만족시킴과 동시에, 피복의 제조 시 효과적인 공정 수행이 가능한 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물을 제공한다.
셋째, 상기 피복용 수지 조성물을 이용하여 제조된 피복을 가지는 대형 크레인용 EPSL을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 대형 크레인용 EPSL의 구조의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 내용을 보다 상세히 설명한다. 다만, 하기 내용은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 가장 대표적인 실시 형태만을 기재한 것으로서 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되지 않으며 본 발명은 하기 내용과 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 전체에서 사용되는 용어에 있어서,
'EPSL(Electrical Power Supply Line)'이란, 대형 크레인에 장착되어 전력과 신호를 전달하는 역할을 하는 케이블로서 크레인의 각종 설비와 상호 동작하는 전원공급장치를 말한다.
'크레인'은 해양, 광산 등 내구성이 요구되는 분야의 대형 크레인은 물론, 이의 균등 범위에 해당하는 것을 포괄한다.
'피복'은 최외층에 위치하는 것에 한정되지 않으며, 특정 부분을 둘러싸는 형태의 모든 층을 포괄한다.
본 발명은 피복용 수지 조성물에 있어서, 베이스 수지를 구성하는 성분의 종류 및 그 함량의 범위를 한정하고, 또한 상기 베이스 수지에 대한 상용성을 높일 수 있는 기능성 첨가제들의 종류 및 함량 범위를 한정함으로써, 이로부터 형성되는 대형크레인용 EPSL의 피복에 내한성, 내후성, 내유성, 난연성 등 다양한 물성을 향상시킬 수 있다. 상기 피복은 절연피복, 내부시스 및/또는 외부시스일 수 있다.
본 발명의 피복용 수지 조성물은
염화폴리에틸렌 수지 30~90 중량% 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 10~70 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부;
비할로겐계 무기 난연제 10~50 중량부;
할로겐계 난연제 10~50 중량부;
보강성 충전제 5~10 중량부;
금속산화물 5~10 중량부;
가소제 5~30 중량부;
가교제 2~10 중량부;
가교조제 0.2~0.4 중량부;를 포함한다.
특히, 상기 베이스 수지를 구성하는 물질 및 난연제의 조성비에 있어서, 염화폴리에틸렌 수지 75~85 중량%, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 15~25 중량%을 포함하는 베이스 수지를 100 중량부로 하고, 이에 대하여 상기 비할로겐계 금속수산화물 무기난연체 및 할로겐계 난연제의 함량을 15~20 중량부로 하는 경우에는 내한성, 내후성, 내유성, 난연성 등은 물론, 인장강도 등의 기타 내구성 또한 향상된다.
이하, 상기한 본 발명의 수지 조성물에 함유되는 각 구성물질에 대하여 구체적으로 설명한다.
베이스 수지
본 발명의 피복용 수지 조성물은 기본 물성 및 내후성, 특히 내오존성 확보하기 위하여 염화폴리에틸렌(Chlorinated polyethylene, CPE) 수지와 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(Ethylene viny acetate(EVA) Copolymer)를 포함한다.
염화폴리에틸렌 수지는 주쇄에 2중 결합이 없기 때문에 내후성, 내오존성, 내열 노화성이 뛰어고, 내약품성, 각종 전기적 특성 및 타 폴리머(polymer)와의 상용성이 뛰어나며 나아가 상기 타 폴리머의 내충격성, 난연성, 내유성 등을 향상시키는 특성이 있어 본 발명의 베이스 수지로 적합하다.
상기 염화폴리에틸렌 수지의 함량은 베이스 수지의 총 중량 대비 30~90 중량%이다. 인장 강도 등의 기타 내구성을 고려할 때 바람직하게는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 비해 2배 이상이 함유될 수 있으며, 보다 바람직하게는 75~85 중량% 함유될 수 있다.
고무 피복으로 형성되기 위한 염화폴리에틸렌 수지의 염소화 비율은 바람직하게는 25~42%, 보다 바람직하게는 약 36%이다. 염소의 함량이 많으면 내유성, 내연료, 난연성은 우수할 수 있으나 내열성이 나빠지므로 적정 비율을 유지하도록 한다.
상기 염화폴리에틸렌 수지와 함께 베이스 수지의 구성 물질로 함유되는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 함량은 베이스 수지의 총 중량 대비 10~70 중량%이다. 특히, 염화폴리에틸렌의 함량이 상기한 바와 같이 베이스 수지의 총 중량 대비 75~85 중량%일 때, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 함량은 베이스 수지의 총 중량 대비 15~25%인 것이 바람직하다.
한편, 에틸렌 비닐 아세테이트에 포함되는 비닐아세테이트의 함량은, 반드시 이에 한정하는 것은 아니나 28% 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 함량이 28% 미만인 경우에는, 본 발명의 수지 조성물로부터 형성된 피복층이 지방족 화합물 계열의 오일에 대하여 가지는 저항성이 약화되어 침전되기 쉽고 이에 따라 피복층이 심하게 부풀어 오르는 현상이 발생할 수 있기 때문이다.
상기한 바와 같이 구성되는 베이스 수지는 이를 100중량부로 하여 후술되는 기능성 첨가제들의 '중량부 기준'이 된다.
난연제
난연제란 물질이 불에 타지 않고 견딜 수 있도록 내성을 부여하는 기능성 첨가 물질이다.
일반적으로 널리 사용되고 있는 난연제는 크게 첨가형과 반응형 난연제로 나눌 수 있는데, 첨가형 난연제는 구성 성분에 따라 무기 또는 유기 난연제로 구분된다. 특히, 할로겐 원소의 포함 여부에 따라 무기 난연제는 비할로겐계 난연제로 구분되고, 유기 난연제는 비할로겐계 또는 할로겐계를 난연제로 구분된다.
본 발명의 피복용 수지 조성물의 구성성분으로는 첨가형 난연제로서 할로겐계 난연제 및 비할로겐계 무기 난연제를 함께 사용한다. 포함되는 무기 및 유기 난연제의 함량은 모두 10~50 중량부이고, 보다 바람직하게는 15~20중량부이다.
무기 난연제는 피복용 수지 조성물에 산소 차단 효과, 단열층의 생성 촉진 효과, 탈수에 의한 흡열 효과 등을 제공한다. 특히 본 발명의 비할로겐계 무기 난연제는 금속 수산화물 난연제인 것이 바람직한데, 이를테면 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 염기성 탄산 마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타이트, 하이드로 마그네사이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다. 상기 금속 수산화물들은 표면 처리를 하지 않은 것을 사용할 수도 있으며, 본 발명의 조성물의 물성을 고려하여 그 표면을 지방산, 고분자 수지 또는 실란 화합물 등으로 표면 처리하여 사용할 수도 있다.
한편, 상기 할로겐계 난연제는 대형 크레인용 EPSL의 피복의 재료로 사용될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지는 않으며, 구체적으로 트리브로모 페녹시에탄, 테트라브로모 비스페놀-A, 옥타브로모 페닐에테르, 브롬화 에폭시 카보네이트 올리고머, 브롬화 폴리카보네이트 올리고머, 데카브로모 디페닐옥사이드, 옥타브로모 디페닐옥사이드, 헥사브로모 시클로도데칸, 염화파라핀, 염화폴리에틸렌 지환족 염소계 난연제로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
단, 상기 테트라브로모 비스페놀-A의 경우 저가의 난연제로서 경제적이나 열안정성이 타 난연제에 비하여 떨어질 수 있고, 브롬화 에폭시 카보네이트 올리고머의 경우 분자량에 따라 다양한 물성을 부여할 수 있는 반면 강성이 다소 떨어질 수 있으며, 또한 통상적으로 브롬계 난연제는 염소계 난연제에 비하여 난연 효율성이 좋고, 염소계 난연제는 브롬계 난연제에 비하여 내후성이 좋은 바, 상기 각 난연제의 구체적인 특성 및 대형 크레인용 EPSL의 사용 환경적 특성 등에 따라 적절한 종류를 선택하는 것이 가장 바람직하다.
보강성
충전제
본 발명의 피복용 조성물에 포함되는 보강성 충전제의 함량은 5~10 중량부이다.
보강성 충전제는 고무의 내마모성, 항장력, 탄성력 등의 기계적 성질을 향상시키기 위하여 첨가된다. 대표적으로 보강 효과가 뛰어난 카본블랙(Carbon black)을 사용할 수 있으며, 입자가 미세한 것을 사용할 수록 보강효과가 크다. 통상 사용되는 카본블랙 입자의 지름은 10~500㎛이다. 카본블랙에 비하여 보강효과는 낮지만 미분말상 실리카 등을 보강성 충전제로 사용할 수도 있다.
금속산화물
본 발명의 피복용 수지 조성물에는 금속산화물을 5~10 중량부 포함한다.
금속 산화물은 보강성 충전제를 보조하기 위하여 첨가되며 산화마그네슘, 산화알루미늄, 틴옥사이드, 산화칼슘 및 산화바륨으로 이루어진 군 중 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
가소제 (
Plasticizers
)
가소제는 가공성과 유연성을 증가시키기 위해 첨가하는 액상 또는 고체상의 기능성 첨가 물질로서, 본 발명에서 첨가되는 가소제는 -40℃ 이하에서의 저온 충격과 저온굴곡에 대한 내한성을 부여한다.
본 발명의 조성물에 포함되는 가소제의 함량은 5~30 중량부이다. 또한 상기 가소제의 종류로는 반드시 이에 한정하는 것은 아니나, 지방족 2염기산 에스테르계가 바람직하며, 이를테면 아디프산 옥틸(Dioctyl Adipate, DOA), 아디프산 디이소노닐(Diisononyl Adipate, DINA), 아디프산 디이소데실(Diisodecyl Adipate, DIDA), 아젤라산 디옥틸(Dioctyl Azelate, DOZ), 데칸디오산 디부틸(Dibutyl Decanedioate, DBS)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있다.
가소제는 휘발성이 적고, 저온에서 유연성을 보이며, 내열 및 내한성을 가지고 기타 물질과의 상용성이 우수하며 유출이 적은 특성을 동시에 만족시킬 것이 요구되는데, 특히 상기한 가교제는 본 발명의 수지 조성물과 함께 포함될 경우 이러한 특성들을 만족시키면서도 공정 중 혼련 단계에서의 분산성이 우수하다.
가교제
(Physical
crossking
agent)
가교제란 수지에 경도나 탄력성 등 기계적 강도와 화학적 안정성을 부여하기 위해 첨가되는 기능성 첨가 물질이다.
본 발명의 피복용 수지 조성물에 포함되는 가교제의 함량은 2~10 중량부이며, 상기 가교제의 종류는 과산화물 가교제인 것이 바람직하다. 이를테면, 상기 가교제는 큐멘 히드로퍼옥사이드(Cumene Hydroperoxide) 또는 과산화 디큐밀(Dicumyl Peroxide, DCP) 중 어느 하나일 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 수지 조성물에 포함되는 가교제는 공정 중 압출 단계에서 수지의 압출 성형성을 우수하게 향상시킨다.
가교조제
(Co-
Crosslinking
Agent)
가교조제란 반응성이 높은 모노머 등을 포함하여 가교 밀도를 높여주는 기능성 첨가제이다.
본 발명의 조성물에 포함되는 가교조제의 함량은 0.2~0.4 중량부이다. 상기 가교조제로는 이를테면 트리아릴 시아누레이트, 트리아릴 아이소시아누레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으나, 특별히 이에 한정하는 것은 아니다.
기타 첨가 물질
본 발명의 피복용 수지 조성물은 보조난연제, 자외선 안정제, 산화방지제, 활제, 스코치 지연제, 가교 촉진제, 노화 방지제, 황 등을 더 포함할 수 있다.
보조 난연제는 난연 보조 효과뿐 아니라 우수한 보강 효과 또한 제공한다. 포함 가능한 난연제의 함량은 상기한 구성 물질들과의 상용성을 고려하여 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 자유롭게 첨가 가능하다. 다만, 지나치게 적은 양을 함유하면 인장 강도의 상승이 미미하고, 지나치게 많이 첨가하면 난연성은 향상되나 신장률이 저하되고 점도가 높아져 압출 가공성이 저하될 우려가 있으므로 이를 고려하여 적절하게 조절한다. 상기 보조 난연제로는 그라인드 실리카, 프리시피테이트 실리카, 퓸드 실리카 등과 같은 실리카, 탈크, 크레이 등을 사용할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
자외선 안정제로는 자외선에 의해 피복에 야기되는 물리, 화학적 손상을 방지하여 내후성을 향상시킬 수 있다. 상기 자외선 차단제로 바람직하게는 2-하이드록시 벤조페논, 2-하이드록시 페닐 벤조트리아졸, 힌더드 아민, 유기 니켈 화합물, 살리실산, 계피산염 유도체, 레조치놀 모노벤조에이트, 옥사닐라이드, p-하이드록시 벤조에이트로 이루어진 군 중 1종 또는 2종 이상의 화합물일 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
한편 본 발명에 따른 피복용 수지 조성물은 도체연합부, 절연피복, 내부시스, 보강층 및 외부시스를 구비하는 대형 크레인용 EPSL에 있어서, 상기 절연 피복, 내부시스 및 외부시스 중 어느 하나 이상을 형성하기 위한 소재로 사용될 수 있다.
특히, 반드시 이에 한정하는 것은 아니나 상기 대형크레인용 EPSL(100)의 형태로 보다 바람직하게는 도 1에 제시한 바와 같이 도체연합부(100); 절연피복(100b); 내부 시스(200); 및 고인장 섬유로 브레이딩된 최외층(300)을 구비하는 형태일 수 있으며, 이 때 본 발명의 수지 조성물은 상기 절연피복(100b) 및/또는 내부시스(200)을 형성한다.
상기 도 1에 예시된 형태의 EPSL은 종래 고무 피복 등의 외부 시스를 삭제하고 최외층(300)으로 고인장 섬유의 브레이딩층을 적용한 형태로서, 상기 최외층(300)은 그 자체로 높은 내구성을 제공하므로, 본 발명의 수지 조성물을 이러한 구조의 EPSL에 적용하는 경우 더욱 우수한 내구성을 가지는 대형 크레인용 EPSL을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 피복용 수지 조성물로부터 형성되는 절연피복 및/또는 내부시스는 구체적으로, 수지 조성물의 원료 배합, 혼련, 재단, 출하, 압출 단계를 포함하는 공정을 거쳐 제조할 수 있으며, 특히 상기 혼련 단계에서는 가소제의 분산성이 향상되고, 압출 단계에서는 소재의 압출 성형성이 향상되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예 1 내지 6및 시험예를 기재한다. 하기 내용은 본 발명의 구성 및 효과에 관한 일 예들에 해당할 뿐, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
[
실시예
1~6]
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | |
| 염화폴리에틸렌수지 | 70 | 70 | 70 | 80 | 80 | 80 |
| 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 | 30 | 30 | 30 | 20 | 20 | 20 |
| 비할로겐계 금속수산화물 무기난연제 | 35 | 25 | 15 | 50 | 40 | 20 |
| 할로겐계 난연제 | 10 | 20 | 25 | 20 | 20 | 20 |
| 보강성 충전제 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| 금속산화물 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| 가소제 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
| 가교조제 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
| 가교제 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| (함량 단위 : 중량부) | ||||||
상기 표 1은 실시예 1~6의 피복용 수지 조성물을 구성하는 각 성분의 함량을 나타낸다.
[
시험예
]
본 시험예에서는 상기 실시예 1 내지 6에 따른 수지 조성물의 물성을 측정하고 평가하였다.
적용 시험 규격명, 평가기준 및 평가 방법은 하기와 같다.
<적용 시험
규격명
및 평가 기준>
| 적용 시험 규격명 | 평가 기준 | |
| 상온인장강도( kgf / mm2 ) | IEC 60811-1-1 | 1.02 이상 |
| 상온신장율 ( % ) | IEC 60811-1-1 | 300 이상 |
| 내유인장변화율 ( % ) | IEC 60811-404 | ±30 이내 |
| 내유신장변화율 ( % ) | IEC 60811-404 | ±30 이내 |
| 내한 충격시험(-40℃) | IEC 60811-506 | 시험 후 시료의 파손이 없을 것. |
| 내한 구부림시험 (-40℃) | IEC 60811-506 | 시험 후 시료의 파손이 없을 것. |
| 한계산소지수( LOI ), % | ASTMD 2863 | 30 이상 |
상기 표 2는 상기 실시예 1~6에서 제조된 피복의 물성 평가에 관한 적용 시험 규격명과 평가 기준을 제시한다. 상기 '평가 기준'이라 함은 종래에 비하여 향상된 효과를 인정하기 위해 측정되어야 하는 목표 값을 의미한다.
<평가 방법>
각 물성의 평가 방법은 상기 표 2에 제시된 IEC 적용 규격의 통상적인 평가 방법 따른다.
일 예로 하기와 같은 방법을 따를 수 있다.
내유
인장변화율 &
내유
신장 변화율
- 시험방법
ㄱ. 상온에서 인장강도와 신장률을 측정한다.
ㄴ. 시편을 IMR 902 오일에 담근 후 100℃±2℃ * 24시간 가열한다.
ㄷ. 가열 후 인장강도와 신장률을 측정하여 가열 후의 잔율을 계산한다.
내한 충격시험 & 내한 구부림 시험
- 시험 방법
ㄱ. 완제품 외경의 5배 이상 길이의 시편을 (최소 150㎜ 이상) 3개 채취한다.
ㄴ. 채취된 시편을 냉동 챔버에서 16시간 냉동시킨다. (-40℃)
ㄷ. 냉동된 시편을 100㎜ 높이에서 하기 표 3의 무게의 추를 낙하시킨다.
ㄹ. 시편을 확인하여 크랙(Crack)이 없어야 한다.
ㅁ. 3개의 시료 모두가 크랙이 없을 경우 합격으로 하고, 1개의 시편이
크랙이 있을 경우, 3개의 시편으로 다시 시험한다.
| Overall diameter (㎜) | Mass of the hammer(g) | |
| Above | Up to and including | |
| - | 6 | 100 |
| 6 | 10 | 200 |
| 10.6 | 15 | 300 |
| 15 | 25 | 400 |
| 25 | 35 | 500 |
| 35 | - | 600 |
측정 결과는 하기 표 4로 나타낸다.
<측정 결과>
| 실시예1 | 실시예2 | 실시예3 | 실시예4 | 실시예5 | 실시예6 | |
| 상온인장강도( kgf / mm2 ) | 0.926 | 0.821 | 0.866 | 0.831 | 0.954 | 1.13 |
| 상온신장율 ( % ) | 425 | 525 | 508.3 | 390 | 457 | 515 |
| 내유인장변화율 ( % ) | 92.3 | 85.2 | 87.9 | 91 | 87.3 | 97.1 |
| 내유신장변화율 ( % ) | 89.8 | 86.3 | 85.7 | 88.7 | 88.7 | 90 |
| 내한 충격시험(-40℃) | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 |
| 내한 구부림시험 (-40℃) | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 | 합격 |
| 한계산소지수( LOI ), % | 28 | 28.6 | 28.8 | 32.5 | 31.2 | 30.5 |
<평가>
실시예 1 : 상온 신장률, 내유성, 내한성 만족
실시예 2 : 상온 신장률, 내유성, 내한성 만족
실시예 3 : 상온 신장률, 내유성, 내한성 만족
실시예 4 : 상온 신장률, 내유성, 내한성, 난연성 만족
실시예 5 : 상온 신장률, 내유성, 내한성, 난연성 만족
실시예 6 : 인장강도, 상온 신장률, 내유성, 내한성, 난연성 만족
상기 실시예 1 내지 6은 모두 평가 기준에 따른 상온 신장률, 내유성 및 내한성을 만족시킨다. 특히 실시예 6의 경우에는 상온 신장률, 내유성 및 내한성 외에도 상온 인장 강도와 난연성 등 대형 크레인용 EPSL의 피복에 요구되는 전반적인 물성 평가 기준을 모두 만족하므로 가장 바람직한 조성에 해당함을 알 수 있다.
100. 도체연합부
100a. 도체심선
100b. 절연피복
100c. 세퍼레이트 테이프
100d. 중심인장선
200. 내부시스
300. 최외층
100a. 도체심선
100b. 절연피복
100c. 세퍼레이트 테이프
100d. 중심인장선
200. 내부시스
300. 최외층
Claims (11)
- 염화폴리에틸렌 수지 30~90 중량% 및 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 10~70 중량%를 포함하는 베이스 수지 100 중량부;
비할로겐계 무기 난연제 10~50 중량부;
할로겐계 난연제 10~50 중량부;
보강성 충전제 5~10 중량부;
금속산화물 5~10 중량부;
가소제 5~30 중량부;
가교제 2~10 중량부; 및
가교조제 0.2~0.4 중량부;를 포함하며,
상기 염화폴리에틸렌 수지의 함량은 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 함량의 2배 이상이며,
상기 가소제는 지방족 2염기산 에스테르계 가소제인 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스 수지는 염화폴리에틸렌 수지 75~85 중량%, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 15~25 중량%을 포함하는 100 중량부이고, 상기 비할로겐계 무기 난연제 및 할로겐계 난연제의 함량은 각각 15~20 중량부인 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 비할로겐계 무기 난연제는 금속 수산화물계 난연제인 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 제3항에 있어서,
상기 금속 수산화물계 난연제는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 수산화 칼슘, 염기성 탄산 마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타이트, 하이드로 마그네사이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 할로겐계 난연제는 트리브로모 페녹시에탄, 테트라브로모 비스페놀 A, 옥타브로모 페닐에테르, 브롬화 에폭시 카보네이트 올리고머, 브롬화 폴리 카보네이트 올리고머, 데카브로모 디페닐옥사이드, 옥타브로모 디페닐옥사이드, 헥사브로모 시클로도데칸, 염화파라핀으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 지방족 2 염기산 가소제는 아디프산 옥틸(Dioctyl Adipate, DOA), 아디프산 디이소노닐(Diisononyl Adipate, DINA), 아디프산 디이소데실(Diisodecyl Adipate, DIDA), 아젤라산 디옥틸(Dioctyl Azelate, DOZ), 데칸디오산 디부틸(Dibutyl Decanedioate, DBS)로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 가교제는 과산화물 가교제인 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 제8항에 있어서,
상기 과산화물 가교제는 큐멘 히드로퍼옥사이드(Cumene Hydroperoxide) 또는 과산화 디큐밀(Dicumyl Peroxide, DCP)인 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 피복용 수지 조성물에 자외선 안정제, 보조 난연제, 산화방지제, 활제, 스코치 지연제, 가교 촉진제, 노화 방지제, 황 중 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
- 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피복용 수지 조성물은 절연피복, 내부시스 및 외부시스 중 어느 하나 이상에 사용되는 것을 특징으로 하는 대형 크레인용 EPSL의 피복용 수지 조성물.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150123104A KR102351521B1 (ko) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | 내유성, 내한성, 내후성 및 난연성이 향상된 epsl 피복용 수지 조성물 |
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| KR1020150123104A KR102351521B1 (ko) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | 내유성, 내한성, 내후성 및 난연성이 향상된 epsl 피복용 수지 조성물 |
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| KR20170025951A KR20170025951A (ko) | 2017-03-08 |
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