KR20090106129A

KR20090106129A - 반도전성 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이를 이용한 전선

Info

Publication number: KR20090106129A
Application number: KR1020080031648A
Authority: KR
Inventors: 남진호; 이용선; 박도현; 김웅
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2009-10-08
Also published as: KR100947141B1

Abstract

본 발명은 반도전성 폴리염화비닐 수지 조성물과 이를 이용한 전선에 관한 것이다. 본 발명의 수지 조성물은 폴리염화비닐과 염소화 폴리에틸렌의 고분자 블렌드를 기본 수지로 하고 고분자 가소제 및 카본 블랙을 포함하는 반도전성 수지인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반도전성 수지 조성물은 수가교 방식 제조 공정에 적합하며 폴리에틸렌과의 사이에서 적절한 박리 강도를 가지고 가소제의 이행이 일어나지 않아 전력 케이블 외부 반도전 재료로 사용하면 우수한 효과가 있으며 또한 반도전성 시스로 적용할 수 있다.

PVC, 반도전성, 염소화 폴리에틸렌, 카본 블랙, 고분자 가소제, 케이블

Description

반도전성 폴리염화비닐 수지 조성물 및 이를 이용한 전선{SEMICONDUCTING POLYVINYL CHLORIDE COMPOSITION AND ELECTRIC CABLE USING THE SAME}

본 발명은 반도전성 폴리염화비닐 수지 조성물에 관한 것으로서 더 상세하게는 수가교 방식 케이블에 이용되었을 때 절연체와의 사이에서 일정 강도 이상의 박리력(stripping force)을 발휘할 수 있는 고분자 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이 수지 조성물을 이용한 전선용 외부 반도전성 재료와 그러한 재료를 이용하여 제조한 전선에 관한 것이다.

전력 케이블은 전기 송배전에 필수적인 도구이다. 현재 업계에서 널리 사용되는 전력 케이블은 절연 파괴 성능을 향상시키고 전기적인 안정성을 확보하기 위하여 그 내부에 반도전층을 갖추고 있다. 이하 도 1을 참조하여 이러한 전형적인 전력 케이블의 구조를 설명한다.

도 1은 전력 케이블의 단면도이다. 도 1에서 케이블 가장 안쪽에 위치한 도체층(10)은 전력을 전송하는 부분이다. 도 1에서 내부반도전층(21)은 이 도체층(10)을 감싸도록 구성되고, 도체층(10) 표면의 전기장을 완화시키며, 내부 반도전층(21)의 외부는 절연체(30)에 의해 절연된다. 상기 절연층(30)의 외곽에는 전 기장 완화와 절연체를 보호하기 위해 외부 반도전층(22)이 구비되며, 상기 외부 반도전층(22)의 외부에는 전력케이블을 외부환경으로부터 보호하는 쉬스(40)가 구비된다.

낮은 전압용 케이블의 절연층 재료를 제조하는 데에는 세계적으로 실란 가교(silane crosslinking)된 폴리에틸렌이 쓰이고 있다. 실란 가교법은 실란을 고분자에 가한 다음 생성되는 중간체에 습기나 열수로 처리하여 가교를 형성하게 되므로 수가교법이라고도 불린다. 1970년대에 도입된 이후 실란(silane)을 이용한 고분자의 가교 형성법은 열가소성, 비교적 높은 생산성, 적은 설비투자 비용, 주위 환경 조건에서의 경화성(ambient cure capability)이 우수하고, 반응물을 적절히 선택하면 가교 반응 속도와 정도를 조절할 수 있어 특수 용도로 가교된 고분자를 맞춤 설계할 수 있는 장점이 있어 광범위하게 사용되게 되었다.

한편 종래 기술에서는 외부 반도전층 재료로 주로 에틸렌-아세트산비닐(ethylene-vinyl acetate, EVA)을 사용하였다. 한국규격인증원(Korea Standard Certification, KSC)과 국제전자기술위원회(International Electrotechnical Commission, IEC)의 KSC IEC 60502-2 규격에 따르면 케이블의 외부 반도전층(22)과 케이블 절연층(30)은 서로 접착하고 있어야 하고 그 접착 정도는 떼어내기 위한 박리력(stripping force)으로 4~45 N이 필요하도록 규정하고 있다. 종래 기술에서 반도전층 재료로 에틸렌-아세트산비닐(vinyl acetate, VA) 공중합체를 사용하는 경우에는, 에틸렌-아세트산비닐(vinyl acetate, VA) 수지 내의 아세트산비닐 함량을 25 중량% 이상으로 높임으로써 에틸렌-아세트산비닐(EVA) 공중합체의 폴리에틸렌에 대한 접착력을 감소시켜 적절한 박리력을 얻는 방식을 취하였다.

그런데 물성과 가격 면에서 우수한 일반 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC) 수지를 외부 반도전 재료로 사용하게 되면 유리한 점이 많으나, 절연층(30)과 외부 반도전층(22)간의 접착력이 충분하기 않아 쉽게 박리(stripping)될 수 있는 문제점이 있다. 전력 케이블의 절연층(30)에 주로 쓰이는 선형 저밀도 폴리에틸렌(linear low density polyethylene, LLDPE)과 폴리염화비닐은 서로 극성이 달라 원활한 접착이 이루어지지 못하기 때문에 일정 강도 이상의 접착력을 가지기 어렵다. 구체적으로, 케이블이 외부에서 가해지는 기계적 응력이나 소정의 유체에 노출되거나, 예리한 물체에 접촉하거나 충격을 받게 되면 케이블 외층에 균열(crack)이 발생할 수 있고 심한 경우에는 케이블 절연층(30)으로부터 외부 반도전층(22)이 박리되기까지도 한다. 또한 이러한 외부 반도전층(22)과 절연층(30) 간의 긴밀한 접착이 이루어지지 못하면 케이블이 굽혀졌을 때 링클링(wrinkling)에 대한 내성이 취약하고, 절연체의 마모나 굴곡 피로에 대한 내성까지도 악영향을 받을 수 있어 기술 개선의 필요성이 있다.

그런데 종래 기술에서는 서로 극성이 다른 반도전성 PVC 재료와 폴리에틸렌 사이의 접착성 향상과 관련된 문헌이나 제품이 존재하지 않았다. 또한 폴리염화비닐 (PVC)을 사용하는 경우 필수적으로 가소제를 사용하게 되는데 가소제의 이행으로 문제를 발생하기도 한다. 예를 들어 일본 특허공개공보 제1994-192471호에서는 PVC 수지에 대하여 일반 가소제인 프탈산디옥틸(di-n-octyl phthalate, DOP) 등을 과량(많게는 PVC와 중량비 1:1)으로 가하고 캡사이신(capsaicine)을 첨가한 투명 전도성 수지 조성물을 사용하고 있다. 그런데 이러한 방식의 해결책은 수가교 방식의 고분자 수지에는 적용할 수가 없다는 문제점이 있다. 이는 가소제가 수가교 과정에서 표면으로 나오는 현상(Blooming out)과 절연체로 가소제가 이동하는 이행(移行 migration) 현상 때문인데, 이러한 현상이 일어나면 전기적 특성이 저하되고, 표면에 나온 가소제로 인하여 외관이 불량해진다. 앞서 설명한 바와 같이 수가교 방식에 의한 고분자 제조는 케이블 생산 공정상에 있어서 여러 가지 이점이 있기 때문에 이러한 문제점은 심각한 결점이 된다.

따라서 이미 낮은 전압용 케이블의 표준적인 제조 기술로 확립된 수가교 방식 케이블 제조 공정에 적합하면서 PVC 재질의 외부 반도전층과 폴리에틸렌 절연층 사이의 충분한 접착력을 확보할 수 있는 기술에 대한 수요가 큼에도 불구하고 종래 기술로는 이를 적절하게 만족시키지 못해온 실정이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 케이블 내부의 반도전층과 절연층과 외부 반도전층 재료를 동시에 압출하여 제조하는 6.6 kV 급 이상의 수가교 방식 케이블 제조에 필요한 외부 반도전층용 재료에 있어서, 폴리에틸렌 절연층과 폴리염화비닐 외부 반도전층 사이에 적절한 접착력과 박리력이 유지되고 가소제의 이행이 발생하지 않도록 하는 것이다. 본 발명의 목적은 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 폴리염화비닐 기반 고분자 수지 조성물을 제공하는 것이다.

앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 목적을 달성하기 위한 반도전성 수지 조성물은, 구체적으로 i) 중합도 1000 내지 2000의 폴리염화비닐(PVC)에 염소 함량이 중량비로 20% 내지 40%인 염소화 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE)을 중량비 PVC:CPE=1:1~4:1의 범위로 혼합한 기본 수지. ii) 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 30 내지 70 중량부 포함되는 가소제로서 일반 가소제와 고분자 가소제 비율을 0:1 내지 1:1로 하는 고분자 가소제 및 iii) 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 30 내지 80 중량부의 카본 블랙을 포함한다.

본 발명의 반도전성 수지 조성물은 또한 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부의 무납계 안정제를 더 포함할 수 있으며, 혹은 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량부의 첨가제를 더 포함할 수도 있다.

본 발명에서 상기 염소화 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 염소화한 것이 바람직하다.

본 발명의 반도전성 수지 조성물은 폴리에틸렌 절연층과의 사이에서 접착력이 우수하므로 적절한 박리력을 발휘하고 가소제의 이행이 없어 안정적이다. 아울러 체적 저항과 가열감량 등의 다른 전기적·기계적 특성도 양호하다. 본 발명의 반도전성 수지 조성물은 표준적인 수가교 공정을 통한 케이블 제조 공정에 대한 적용성이 좋기 때문에 6/10 kV급 및 22.9 kV급 케이블 외부 반도전 재료로 사용하면 우수한 효과가 있다.

이하 실시예와 첨부 도면을 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 이같은 실시예와 첨부 도면에 따른 실시 태양 이외에도 여러 가지 등가의 실시 태양으로 본 발명을 변형할 수 있다는 것은 자명하므로 본 발명의 기술적 범위가 아래에 상술하는 실시예와 첨부 도면만으로 한정된다고 보아서는 아니 된다. 본 발명의 실시예는 해당 기술 분야에서 평균적인 기술자의 이해를 돕기 위한 예시일 뿐이다.

본 발명은 기본 수지로서 폴리염화비닐(PVC)과 염소화 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE)을 함유하는 고분자 블렌드를 사용하고 가소제 성분의 이행(移行)을 방지하기 위한 고분자 가소제와 유기 고분자에 전도성을 부여하기 위한 카본 블랙을 포함하는 반도전성 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 기본 수지는 중합도 1,000~2,000인 폴리염화비닐과 염소의 함량 이 중량 기준으로 20 내지 40%인 염소화 폴리에틸렌의 고분자 블렌드이다. 통상적으로 케이블의 절연층을 이루는 폴리에틸렌은 무극성 분자이므로 극성이 강한 PVC와는 인력이 강하게 작용하지 못한다. 따라서 순수한 PVC만으로 반도전층을 형성할 경우 절연층과 접착이 불량하여 전력 케이블의 성능과 안전성에 문제가 생길 수 있다. 이 경우 측정되는 박리력(stripping force) 값도 매우 낮아진다.

이러한 층간 접착 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 적절한 수준으로 염소화된 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene, CPE) 고분자를 기본 수지에 첨가하여 PVC와 폴리에틸렌 절연층 사이의 원활한 접착을 매개하도록 하였다. 따라서 폴리에틸렌의 염소화 정도가 중요한데, 중량 기준으로 20 내지 40%의 염소 함량을 가지는 염소화 폴리에틸렌이 적당하다. 염소 함량이 20% 미만인 경우는 염소화 폴리에틸렌과 PVC와의 상용성(相容性 compatibility)이 떨어지고, 염소 함량이 40%를 넘는 경우는 극성이 너무 증가하여 역으로 염소화 폴리에틸렌과 절연층의 폴리에틸렌과의 접착력이 떨어져 효과가 약해진다.

그리고 상기 염소화 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌(high denstity polyethylene, HDPE)를 염소화한 것이 바람직하다.

기본 수지의 폴리염화비닐은 그 중합도가 1,000~2,000인 것이 적당한데, 중합도가 1,000 미만인 경우는 외부 반도전성 재료의 기본적 물성을 만족시키기 어렵고, 2,000을 넘는 중합도의 PVC는 분자량이 과도해져서 점성, 경도 등의 특성이 나빠지기 때문에 가공이 매우 어렵게 된다.

기본 수지내에서 PVC와 CPE의 상대적 비율은 중량비로 PVC:CPE = 4:1 ~ 1:1 인 것이 적당하다. 이는 염소화 폴리에틸렌의 비율이 4:1보다 낮을 경우는 절연층과의 접착력이 떨어져 IEC 60502-2 규격의 허용 박리력 범위의 최소값보다 낮아지게 되며, 비율이 1:1보다 더 높은 경우는 상용성이 저하되고 동 규격의 최대값보다 박리력이 커지게 되기 때문이다. 염소화 폴리에틸렌 비율이 1:1을 넘을 경우는 또한 카본 블랙을 기본 수지에 부가할 때 어려움이 많아 물성과 내열 특성이 떨어지게 된다.

본 발명의 반도전성 수지 조성물에서 고분자 가소제는 상기 기본 수지(CPE와 PVC의 블렌드) 100 중량부에 대하여 30 내지 70 중량부를 사용하게 된다. 상기 고분자 가소제는 수지 고분자 내의 가소제 이행을 막기 위하여 일반 가소제보다 고분자 조직과의 친화력이 좋은 고분자 가소제를 이용하는 것이 특징이다. 본 발명의 수지 조성물에서 사용될 수 있는 고분자 가소제로는, 다음 보기에 한정되는 것은 아니지만, 비프탈산(非phthalate)계 가소제로서, 특히 아디프산계 폴리에스테르(adipate polyesters), 시트르산 에스테르(citrate ester), 혼합 알코올 에스테르(mixed alcohol ester)와 같은 에스테르계 고분자를 들 수 있다. 상기 고분자 가소제는 바람직하게는 점도 200 cPs 이상의 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 구체적인 예를 일부만 들자면, 올리사이저(Olicizer), 팔라몰(Palamoll), 울트라몰(Ultramoll)이 있다. 본 발명에서 상기 고분자 가소제는 고분자 가소제와 일반 가소제를 혼합하여 사용할 수도 있는데, 이때 일반 가소제의 최대 혼합 비율은 고분자 가소제: 일반 가소제=1:1로 하는 것이 바람직하다. 이 비율을 넘는 양으로 일반 가소제를 사용할 경우 가소제 이행 현상이 나타나 외부 반도전층의 물성 저하 와 변색이 일어날 수 있다. 일반 가소제로는 프탈산계(phthalates) 가소제 등 업계에서 통상적으로 사용되는 것을 사용하면 무방하다.

본 발명의 반도전성 수지 조성물에서는 IEC 60502-2 체적 저항 특성을 만족시키기 위하여 카본 블랙을 부가하는데, 그 부가 비율은 상기 기본 수지 100 중량부에 대하여 30 내지 80 중량부이다. 카본 블랙을 30 중량부 이하로 부가하면 수지 조성물이 규격에서 요구하는 90℃에서 500 Ω·m 이하보다 더 큰 체적 저항을 가지게 되며, 80 중량부를 넘어 부가하면 기계적 물성이 나빠지고, 발열에 의한 압출 성능 저하가 따를 수 있기 때문에 상기 부가 비율을 지키는 것이 바람직하다. 본 발명의 수지 조성물에 쓰이는 카본 블랙으로는 퍼니스 블랙(furnace black)이나 아세틸렌 블랙(acetylene black) 중 어느 것을 사용하여도 좋다.

본 발명의 반도전성 수지 조성물은 상기 기본 수지, 가소제, 카본 블랙 외에 선택적으로 무납계 안정제를 기본 수지 100 중량부에 대하여 5 내지 10 중량부 포함할 수 있고, 가공조제, 활제 등의 기타 첨가제를 기본 수지 100 중량부에 대하여 2 내지 10 중량부 포함할 수 있다.

본 발명에서는 또한 상기 반도전성 수지 조성물을 포함하는 전선용 반도전 재료와 이 반도전 재료로 이루어진 내부 반도전층을 포함하는 전선을 제공한다. 본 발명의 반도전성 수지 조성물을 포함하는 전선용 반도전 재료는 전선 제조용 단축 압출기를 통하여 쉽게 절연층 재료, 도전층, 내부 반도전층 및 쉬스를 갖춘 전력 케이블로 제조될 수 있다.

도 2는 본 발명의 반도전성 수지 조성물을 이용하여 제조된 전선의 단면도이 다. 도 2의 전선은 가장 내부의 전류가 흐르는 도체층(50), 상기 도체층(50)을 둘러싼 내부 반도전층(61), 상기 내부 반도전층(61)을 둘러싼 절연층(70), 상기 절연층(70)을 둘러싸고 있고 본 발명의 반도전성 수지로 이루어진 외부 반도전층(62) 및 상기 외부 반도전층(62)을 둘러싼 쉬스(80)를 포함한다. 도 2에서 본 발명의 반도전성 수지 조성물로 이루어진 외부 반도전층(62)은 색칠로 표시되어 있다. 본 발명의 전선의 외부 반도전층(62)은 상기 절연층(70)과 사이에 적절한 접착력을 가지므로 물성이 뛰어나다.

<실시예>

이하 본 발명을 실시예와 실험예를 들어 더욱 구체적으로 설명한다. 아래 실시예, 합성예 등은 본 발명을 예시로써 상세하게 설명하기 위한 것이며, 어떠한 경우라도 본 발명의 범위를 제한하기 위한 의도가 아니다.

본 발명에 따른 다양한 반전도성 수지 조성물(실시예 1 내지 5)과 비교 대상 수지 조성물(비교예 1 내지 5)을 마련하였는데 실시예와 비교예의 수지 조성물 조성은 아래 표 1에 나타내었다. 표 1에서 PVC와 CPE(해당 조성물에 따라서 염소화 수준을 달리하는 I, II 또는 III)로 이루어진 기본 수지의 중량은 100으로 하였으며, 나머지 성분은 상기 기본 수지 100 중량부에 대한 중량부로 나타내었다. 비교예의 성분 중 청구범위에서 벗어나는 성분은 굵은 글씨로 표시하였다.

수지 조성물에 사용된 PVC의 중합도는 1700이었고, 염소화 폴리에틸렌은 수평균 분자량 100000인 HDPE를 염소화시킨 염소화 폴리에틸렌인 Weifang Yaxing社의 제품을 이용하였다. 일반 가소제로는 프탈산디옥틸(DOP)을, 고분자 가소제로는 올 리사이저(Olicizer)를 이용하였다. 이밖에 무납 안정제는 RUP-144를, 첨가제로는 가공조제 Zn-st를 이용하였다.

실시예와 비교예의 수지 조성(단위 중량부)

	실시예					비교예
	1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
PVC	80	70	65	60	50	100	40	60	60	60
CPE I (Cl 함량 25%)	20	30	35	40	50		60		40
CPE II (Cl 함량 15%)								40
CPE III (Cl 함량 45%)										40
일반 가소제	25	25	20	20	20	50	20	20		20
고분자 가소제	25	25	30	30	30		30	30	10	30
무납 안정제	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
카본 블랙	50	50	60	60	60	60	60	60	15	60
첨가제	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5	3.5

상기 비교예와 실시예의 수지 조성물로부터 PVC 컴파운드를 마련한 다음 전선 제조용 단축 압출기로 케이블을 제조하였다. 이 케이블들을 이용하여 외부 반도전층의 기계적 특성, 체적 저항 및 가열감량 특성 등을 측정하였다. 그 결과는 아래 표 2에 나타내었다. 본 실험에서 측정한 각 실험 특성별로 평가 기준은 다음과 같다.

㉠ 상온하의 기계적 특성

IEC 60502-2에 준하여 인장속도 250 mm/분으로 측정하였을 때 인장강도는 0.92 kgf/mm²이상, 신장율은 100% 이상이어야 한다.

㉡ 가열 후의 기계적 특성 변화

IEC 60502-2에 준하여 상기 시편을 136℃의 온도에 168시간 방치한 후, 인장강도와 신장율의 변화율을 측정하였을 때 인장잔율이 75% 이상, 신장율이 100% 이상 나타내어야 한다.

㉢ 박리력

IEC 60502-2에 준하여 케이블 시편에서 외부 반도전층과 절연층과의 박리력이 4-45 N/cm 사이의 값을 가져야 한다.

㉣ 체적저항

IEC 60502-2에 준하여 외부 반도전 재료의 체적저항 값은 500 Ω·m 이하의 값을 가져야 한다.

구 분		실시예					비교예
구 분		1	2	3	4	5	1	2	3	4	5
상온	인장강도(kgf/mm²)	1.73	1.65	1.54	1.44	1.20	1.82	1.10	1.35	1.86	1.55
상온	신장율 (%)	196	182	170	165	150	215	65	225	350	180
가열	인장 잔율 (%)	105	95	98	102	105	102	95	99	98	105
가열	신장율 (%)	180	160	165	160	155	150	60	180	300	160
박리력 (N/cm)		5	7	8	10	10	1.5	50	55	20	1
체적 저항 (Ω·m)		0.03	0.04	0.02	0.02	0.02	0.03	0.04	0.03	1000	0.03

상기 표 2의 결과를 각 실시예와 비교예별로 분석하면 다음과 같다.

실시예 1은 PVC/CPE 4:1, 가소제 일반/고분자 1:1이고 카본 블랙 50 중량부의 조성을, 실시예 2는 PVC/CPE 2.33:1, 가소제 일반/고분자 1:1이고 카본 블랙 50 중량부의 조성, 실시예 3은 PVC/CPE 1.86:1, 가소제 일반/고분자 2:3에 카본 블랙 60 중량부의 조성, 실시예 4는 PVC/CPE 1.5:1, 가소제 일반/고분자 2:3에 카본 블랙 60 중량부의 조성, 실시예 5는 PVC/CPE 1:1, 가소제 일반/고분자 2:3에 카본 블랙 60 중량부의 조성을 갖추고 있다.

표 2에서 볼 때 염소화 폴리에틸렌(CPE)의 상대적 비율이 높아짐에 따라 박리력이 커지지만 상온 인장 강도는 줄어듦을 알 수 있다. 모든 실시예 수지 조성물은 IEC 60502-2 규격의 허용 범위내의 물성을 가짐을 확인할 수 있었다.

비교예의 수지 조성물들은 각 성분별로 본 발명의 조성 비율에서 벗어난 경우를 실험하였다. 비교예 1은 CPE를 전혀 포함하지 않아 접착력이 낮고, 고분자 가소제를 사용하지 않아 가소제 이행에 따른 물성 변화가 클 것으로 예상되었는데, 실제 표 2의 데이터로부터 박리력이 1.5 N으로 기준치에 크게 미달할 뿐 아니라, 신장율의 가열 전후 감소폭도 상당히 큼을 볼 수 있다.

비교예 2의 경우는 본 발명에서 규정하는 양보다 CPE를 과량으로 사용하고 있는데, 이 경우 상온 신장율이 기준치에 미달하며, 박리력 역시 기준치를 초과하는 불량한 물성을 나타내었다.

비교예 3은 염소 함량이 부족한 CPE를 사용한 경우로서, 박리력이 IEC-60502-2의 기준치를 초과하여 전선용으로 부적절하였다.

비교예 4는 카본 블랙과 고분자 가소제 함량이 기준치를 미달한 경우인데, 체적 저항이 현저하게 늘어나 전선용으로 사용할 수 없다.

마지막으로 비교예 5는 염소 함량이 과다한 CPE를 사용한 경우로서, 절연층의 폴리에틸렌과 접착력이 나쁠 것으로 예상되었는바, 박리력이 1 N으로 기준치에 크게 미달하였다.

위의 결과로부터 본 발명의 반도전성 수지 조성물은 박리력 등의 기계적 특성과 체적 저항 등의 전기적 특성 및 열적 안정성이라는 요소들을 적절하게 조화시켜 전력 케이블의 외부 반도전층 재료로 적절한 특성을 나타냄을 확인할 수 있었다.

본 명세서의 상세한 설명과 실시예에 사용된 용어는 해당 분야에서 평균적인 기술자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적으로 쓰인 것일 뿐, 어느 특정 의미로 한정하거나 청구범위에 기재된 발명의 범위를 제한하기 위한 의도가 아니었음을 밝혀 둔다.

도 1은 도체층, 내부 반도전층, 외부 반도전층, 절연층과 쉬스로 이루어진 전형적인 전력 케이블을 도시하는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 반도전성 수지 조성물로 이루어진 외부 반도전층을 갖춘 전력 케이블의 단면도이다. 상기 전력 케이블은 도체층, 내부 반도전층, 절연층 및 쉬스를 더 포함하여 이루어진다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10...도체층 21...내부 반도전층

22...외부 반도전층 30...절연층

40...쉬스

50...도체층 61...내부 반도전층

62...본 발명의 반도전 수지 조성물로부터 제조된 외부 반도전층

70...절연층 80...쉬스

Claims

폴리염화비닐(PVC)과 염소화 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene)이 1:1 내지 4:1의 중량비로 혼합된 기본 수지 100 중량부;에 대하여

30 내지 70 중량부의 고분자 가소제; 및

30 내지 80 중량부의 카본 블랙;을 포함하여 이루어지고,

상기 폴리염화비닐은 중합도가 1000 내지 2000이며,

상기 염소화 폴리에틸렌은 염소 함량이 중량비로 20% 내지 40%인 것을 특징으로 하는 반도전성 수지 조성물.
제1항에 있어서,

상기 염소화 폴리에틸렌은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 염소화한 것을 특징으로 하는 반도전성 수지 조성물.
폴리염화비닐과 염소화 폴리에틸렌이 1:1 내지 4:1의 중량비로 혼합된 기본 수지 100 중량부;에 대하여;

30 내지 70 중량부의 혼합 가소제; 및

30 내지 80 중량부의 카본 블랙;을 포함하여 이루어지며,

상기 폴리염화비닐은 중합도가 1000 내지 2000이고, 상기 염소화 폴리에틸렌은 염소 함량이 중량비로 20% 내지 40%이며,

상기 혼합 가소제는 고분자 가소제와 일반 가소제의 혼합물이고, 고분자 가소제에 대한 일반 가소제의 비율이 최대 1:1인 것을 특징으로 하는 반도전성 수지 조성물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 고분자 가소제는 아디프산계 폴리에스테르(adipate polyesters), 시트르산 에스테르(citrate ester) 및 혼합 알코올 에스테르(mixed alcohol ester)로 이루어지는 군에서 선택되는 단일물 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 반도전성 수지 조성물.
제1항 또는 제3항의 반도전성 수지 조성물로 제조된 전선용 외부 반도전 재료.
내부에 위치하며 전류가 흐르는 도체층(50);

상기 도체층(50)을 둘러싼 내부 반도전층(61);

상기 내부 반도전층(61)을 둘러싼 절연층(70);

상기 절연층(70)을 둘러싸고 있고 제5항의 전선용 외부 반도전 재료로 이루어진 외부 반도전층(62); 및

상기 외부 반도전층(62)을 둘러싼 쉬스(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전선용 케이블.