KR20100095201A

KR20100095201A - 유연성과 가교 특성이 뛰어난 전선용 절연 재료 및 이를 갖춘 전선

Info

Publication number: KR20100095201A
Application number: KR1020090014357A
Authority: KR
Inventors: 박도현; 정민수
Original assignee: 엘에스전선 주식회사
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-08-30
Also published as: EP2221832A2; KR101576907B1; EP2221832A3; US20100212931A1; US8330044B2

Abstract

용융 온도가 30℃~90℃인 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체 100 중량부에 대하여 가교제 0.5~20 중량부를 포함하는 전선용 절연 재료를 개시한다. 본 발명의 절연 재료 조성물은 비결정성 에틸렌 공중합체를 기반으로 하므로 유연성을 갖추고 있고, 공업 규격에 따른 인장 강도와 절연 특성을 만족한다. 본 발명의 절연 조성물은 좁은 공간에 설치하는 전력용, 제어용, 신호용 전선, 특히 선박용 전선의 절연층으로 적합하다.

결정성 폴리에틸렌, 유연성, 인장 강도, 에틸렌-알파올레핀, 용융 온도

Description

유연성과 가교 특성이 뛰어난 전선용 절연 재료 및 이를 갖춘 전선{Insulation Material for Electric Cables with Superior Flexibility and Crosslinkability and Electric Cable Produced with the Same}

본 발명은 전선의 절연 재료용 고분자 조성물에 관한 발명이다. 더 구체적으로, 본 발명은 에틸렌 공중합체 기반 절연 재료용 조성물에 관한 발명이다.

좁은 공간에서 구부려 설치하여야 하는 전선, 예를 들어 선박용 전선의 절연층을 제조할 때는 절연체에 필요한 절연 저항과 내전압 특성과 같은 전기적 특성 및 높은 인장 강도 등의 기계적 특성과 화재에 대비한 내열성을 동시에 갖추도록 하는 것이 중요한 고려 사항이다.

종래 기술에서는 선박 등 좁은 공간에 설치하는 전선에 필요한 이러한 전기·기계·화학적 특성을 확보하기 위하여 결정성이 있는 폴리에틸렌을 가교한 수지(XLPE)를 기반으로 절연층을 사용하여 왔다. 결정성 폴리에틸렌을 사용하는 가장 큰 이유는 필요한 수준으로 인장 강도를 얻기 위해서였다. 결정성 가교 폴리에틸렌의 대표적인 예로 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 또는 중밀도 폴리에틸렌을 들 수 있다. 이들은 통상적으로 용융 온도가 100℃ 이 상인 결정성 수지이다. 종래 기술에서는 이같은 결정성 고분자 기반의 조성물로 도체를 감싸는 절연층을 형성한 다음 여기에 최종적으로 시스체를 이룰 재료를 압출하고, 인라인 방식의 고온·고압 증기 분위기(예를 들면 압력이 8 bar이고 온도가 180℃)에서 이 시스 재료를 가교시켜 절연 전선을 제조하였다. 그런데 이런 고온·고압에서 가교를 할 경우 절연체가 가교관내의 열에 의하여 녹으며 주위의 고압 스팀에 의하여 변형될 뿐만 아니라 눌어 붙게 된다. 절연체끼리 붙을 경우 절연체에 기본적으로 요구되는 원형의 형상을 유지할 수 없어 기본적인 외형에 대한 품질 문제를 가져온다. 그리고 절연체에 매우 중요하게 요구되는 전기적인 특성을 확보할 수 없어 고압의 전기를 흘릴 경우 절연 파괴가 발생한다.

그래서 종래 기술에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 결정성 수지 절연전선의 제조시 시스체를 압출한 후 인라인 방식의 가교가 아닌 배치 방식으로 시스체를 가교하여 왔다. 배치 방식의 가교 방법에서는 절연체의 열변형이 발생하지 않는 용융 온도 이하에서 가교를 시키는데, 낮은 온도에서 가교제가 분해되므로 가교에 필요한 라디칼을 생성하는데 매우 긴 시간, 예를 들어 3시간 이상이 필요하다는 단점이 있었다.

결정성 폴리에틸렌은 강한 분자 사이 인력 때문에 인장 강도는 좋았지만 거꾸로 상온에서 굴곡 강도가 높아 케이블의 절연체로 쓰였을 경우 유연한 케이블을 얻을 수 없었다. 제어 및 신호용 전선(혹은 케이블)은 대개 다수의 절연 전선이 분전반 또는 배전반 또는 컨트롤 박스 속에 복잡하게 배선되는 경우가 많다. 이러한 전선들이 좁은 공간 안에 이미 접속되어 있는 상태에서는 접속을 바꾸기 위해 케이블을 탈피하여 분기하기란 매우 어렵다. 더욱이 전력용, 제어용, 신호용 등의 전선(혹은 케이블)은 그 포설시에 인장력과 측압에 의하여 전선이 변형되는 것을 방지하기 위하여 내부에 금속선인 편조(編造)된 층까지 갖추고 있는 경우가 많아 더욱 그러하다. 따라서 유연성이 부족했기 때문에 전선을 포설하기가 어려웠고, 좁은 공간에서 구부릴 때 굉장히 많은 힘이 들었다.

한편 결정성 수지는 외부 충격에 강하긴 하지만 일정 크기를 넘는 충격을 받으면 변형한다. 결정성이 늘어날수록 밀도도 상승하게 되는데 이 경우 충격 강도와 저온에서의 유연성이 떨어지고 탄성이 없어진다. 따라서 결정성 수지는 약한 탄성 때문에 한 번 변형이 일어나면 원상으로 회복하지 못하고 그대로 남게 된다. 케이블의 경우 결정성 수지는 일반적으로 도체 위에 압출되어 원형의 형상을 갖추게 된다. 외부의 충격에 의해 이러한 원형으로부터 절연층이 변형되면 케이블에서 요구하는 가교 폴리에틸렌의 절연 특성을 지속적으로 보유하지 못하고, 절연 파괴가 발생하는 등 전기적인 문제를 일으키게 된다. 나아가 절연 파괴는 높은 온도를 동반하므로 절연체가 발화되어 매우 심각한 경우에는 대형 화재까지 발생시킬 수 있다.

요컨대 결정성 폴리에틸렌 기반 절연층을 채택한 절연 전선은 가교 공정시 생산성의 희생이 있었고, 완성품을 설치하는데에도 많은 노력과 기술이 필요하고 설치 비용이 높았다. 또한 탄성이 없어 회복력이 부족하였고, 이는 하나의 안전성 위험 요인으로 작용하였다.

좁은 공간에 설치하는 전력용, 제어용, 신호용 등의 전선은 기계적 강도 요구 조건 때문에 결정성 수지 기반 절연 재료를 사용하여 왔다. 본 발명에서는 이러한 기존의 전선용 절연 재료가 가지고 있던 기계적 물성과 절연 특성을 충족하면서 동시에 유연성을 갖춘 고분자 절연 재료와 이를 적용한 케이블을 제공하고자 한다.

본 발명의 비결정성 수지 기반 절연 재료는 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체 100 중량부에 대하여 가교제 0.5~20 중량부를 포함하며, 이때 상기 공중합체는 에틸렌:알파올레핀 모노머의 중량 비율을 90%:10% ~ 55%:45%로 중합하여 얻은, 용융 온도가 30℃~90℃인 고분자이다.

종래 기술에서는 결정성 수지 기반 절연층에 시스체를 고온·고압 분위기에서 압출하고 가교할 때 절연체가 변형되어 전기적 특성을 만족하지 못하는 단점이 있었으나 본 발명은 이러한 한계를 극복하였다. 본 발명에 따른 저융점 에틸렌 공중합체 기반 조성물로 절연체를 구성한 케이블은 기존의 케이블과 비교했을 때 더 낮은 모듈러스와 경도 및 굴곡 강도로 대표할 수 있는 유연성이 있으며, 충분한 인장 강도도 갖추고 있다. 따라서 좁은 공간에 설치하여야 하는 전선에 특히 적합하다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다. 본 발명은 좁은 공간에 설치하는 전력용, 제어용, 신호용 전선 등의 절연 재료로 적합한 절연 조성물과 이를 이용한 절연 전선을 제공한다. 본 발명의 절연 조성물은 에틸렌-알파올레핀 공중합체 100 중량부에 대하여 가교제 0.5~20 중량부를 포함한다.

본 발명의 에틸렌-알파올레핀 공중합체는 용융 온도가 30℃에서 90℃까지 인 것을 특징으로 한다. 본 발명은 용융 온도가 90℃ 이상이었던 종래 기술에 따른 결정성 수지를 기반 절연 재료를 비결정성 수지로 대체하여 높은 유연성을 제공하되 인장력과 절연 특성을 종래 기술과 대등하게 확보하는 것이 목적이다. 이를 위하여 본 발명에서는 용융 온도가 30℃에서 90℃인 하나의 에틸렌-알파올레핀 공중합체 또는 상기 용용 온도 범위 내에서 용융 온도가 서로 같거나 다른 2종 이상의 공중합체를 혼용하는 복합 수지 형태로 비결정성 수지를 사용한다.

본 발명의 에틸렌-알파올레핀 공중합체로서 적절한 예를 일부만 들자면 에틸렌-부텐, 에틸렌-옥텐, 에틸렌-프로필렌이 있다.

본 발명 조성물에서 에틸렌-알파올레핀 공중합체 중합시 에틸렌 모노머가 차지하는 함량(즉 중합할 때 사용된 에틸렌:알파올레핀의 중량 비율)은 90:10 중량% ~ 55:45 중량%인 것이 적당하다. 이 비율은 단일 에틸렌 공중합 수지와 복합 수지 구성 모두에 적용된다. 통상 용융온도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 에틸렌과 알파올레핀 모노머 사이의 함량비로서, 에틸렌의 함량이 많으면 많을수록 결정성이 늘어가 밀도가 커진다. 에틸렌의 함량이 90 중량부 이상일 경우 종래 기술 의 결정성 수지(LDPE, LLDPE)와 비슷한 특성을 가지게 된다. 반대로 알파올레핀 모노머의 함량이 커질수록 용융 온도가 낮아진다. 단일 또는 복합 구성의 전체 에틸렌-알파올레핀 공중합체에서 에틸렌 모노머가 차지하는 함량이 상기 범위에 있으면 수지 전체의 결정의 함량이 작아 유연하고 탄성이 있게 된다. 이 때문에 충격 강도와 저온에서의 유연성이 우수할 뿐만 아니라 시스체를 고온·고압 분위기에서 압출하고 가교할 때 절연체가 변형되지 않아 전기적 특성을 만족하는데 매우 유리하다. 에틸렌 모노머 함량을 55 중량% 미만으로 하여 중합한 에틸렌-알파올레핀 공중합체를 사용하면 수지의 결정의 함량이 부족하기 때문에 따라 절연 재료에 요구하는 1.25 kg중/mm² 이상의 인장 강도와 150% 신장률에서 4.5 N/mm²이상의 인장 강도를 확보할 수 없다. 한편 에틸렌 모노머 함량이 90 중량%를 넘게 되면 수지의 결정이 높아져 유연성이 떨어지고 시스체를 고온·고압 분위기에서 압출하고 가교할 때 절연체의 결정이 녹아 변형되고 심할 경우 서로 눌려 붙어 외관을 확보할 수 없고 전기적 특성도 만족할 수 없다. 또한, 10% 신장률하에서 5 N/mm² 이하의 인장 강도 와 상온에서 90 이하의 쇼어 A(Shore A) 경도를 만족할 수 없다.

본 발명의 절연 재료 조성물에서 상기 가교제는, 상기 에틸렌-알파올레핀 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20 중량부의 함량으로 포함된다. 비결정성 수지를 사용하는 본 발명의 절연 재료를 사용하면 절연 전선 제조시 조사 가교, 수가교는 물론, 인라인 방식으로 화학 가교를 할 수 있는 장점이 있다. 예를 들어 본 발명의 절연 조성물은 고온·고압 하에서 수 분 정도의 시간이면 시스체 가교를 마칠 수 있어, 절연층의 열 변형을 최소화할 수 있다.

화학 가교시, 가교제의 바람직한 일부 예로는 과산화물계 가교제를 들 수 있다. 예를 들어 디-(2,4-디클로로벤조일)-퍼옥사이드[Di-(2,4-dichlorobenzoyl)-peroxide], 디벤조일퍼옥사이드[Dibenzoyl peroxide], 삼급부틸-퍼옥시벤조에이트[tert-butylper oxybenzoate], 1,1-디-(삼급부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸시클로헥산[1,1-di-(tert-butylperoxy)-3,3,5-Trimethylcyclohexane], 디쿠밀퍼옥사이드(Dicumyl peroxide), 삼급부틸쿠밀퍼옥사이드[tert-Butylcumyl peroxide], 디-(2-삼급부틸-퍼옥시이소프로필)벤젠[di-(2-tert-butyl-peroxyisopropyl)benzene], 2,5-디메틸-2,5-디-(삼급부틸퍼옥시)-헥산[2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexane], 디-삼급부틸퍼옥사이드[Di-tert-butylperoxide]와 2,5-디메틸-2,5-디(삼급부틸퍼옥시)헥심-3[2,5-dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexyme-3] 등이 있다. 그리고 둘 이상의 가교제를 혼용할 수도 있다.

상기 가교제의 함량에 관한 수치 한정과 관련하여, 상기 하한치인 0.5 중량부에 미달하는 경우에는 충분한 가교가 이루어지지 않아 목표하는 인장 강도와 150% 신장률 영역에서의 탄성 모듈러스와 같은 물성확보가 어렵게 된다. 한편 20 중량부를 초과하는 경우에는 단시간 내에 가교 반응이 진행되므로 배합 공정 중이나 압출 가공 중에 온도 상승에 의한 초기 가교가 진행될 수 있어 가공성에 문제가 생길 수 있다. 또한 가교 반응의 부산물이 과다하게 되어 오히려 절연 재료의 체적저항이 낮아지기 때문에 상기 재료를 적용한 케이블의 절연 파괴 전압이 낮아지는 등 전기적 특성을 저하할 수 있다. 또한 신장률을 떨어뜨릴 수도 있다.

본 발명 명세서에서는 기본적으로 과산화물을 사용하여 고분자를 화학 가교시키는 것을 전제로 서술하고 있으나, 본 발명의 고분자 수지 조성물은 방사선에 의한 조사가교 또는 실란 화합물에 의한 수가교 또는 자외선 조사 등을 통하여 필요한 특성을 다양한 방법으로 확보할 수 있다. 화학 가교가 아닌 다른 방식으로 가교하는 경우에도 이 분야의 평균적 기술자가 적절한 다른 가교제를 사용할 수 있으므로 모든 경우에 대하여 자세한 가교제의 예를 들지는 않겠다.

상기와 같이 용융 온도 30~90℃인 비결정성 에틸렌-알파올레핀 수지와 가교제를 포함하는 본 발명의 절연 재료를 이용하면 상온에서 12.5 N/mm² 이상의 인장 강도와 신장률 10%에서 인장 강도가 5 N/mm² 이하이고 상온에서 쇼어 A(Shore A) 경도가 90 이하인 뛰어난 물성의 절연층을 갖춘 절연 전선을 얻을 수 있다.

본 발명의 절연 재료 조성물은 상기 성분들 외에 보조 가교제와 산화 방지제, 무기물 첨가제, 활제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 보조 가교제는 유기 과산화물계 가교제와 함께 사용되어 가교 속도와 가교 밀도를 향상시키는 것으로, 여러 작용기를 갖춘 불포화 유기 화합물을 사용하는데, 대표적인 것으로 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 액상 폴리부타디엔, 트리알릴 이소시아누레이트가 있다. 상기 보조 가교제의 함량은 에틸렌-알파올레핀 공중합체 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부인 것이 바람직하다. 보조 가교제의 함량에 대한 상기 수치범위와 관련하여, 상기 하한치에 미달하면 가교 밀도가 떨어져 인장 강도와 내열성이 나빠졌으며, 10 중량부 이상에서는 가교 반응에 참가 하는 라디칼 형성이 너무 과다하게 되어 스코치가 발생하여 외관이 불량하고 제품의 물성이 저하될 수 있다.

산화 방지제는 내열 특성을 확보하기 위하여 사용되는 것으로, 대표적으로 페놀계와 아민계 산화 방지제를 단독 또는 혼용하여 사용할 수 있다. 본 발명의 전선 피복용 절연재 제조용 조성물에 있어서, 산화 방지제의 함량은 에틸렌-알파올레핀 100중량부에 대하여 1 내지 5 중량부 정도이면 적당하다. 산화 방지제로 페놀계 또는 아민계 산화 방지제가 사용될 경우, 더욱 우수한 내열 특성의 확보를 위해 벤조이미다졸계 산화 방지제를 추가로 사용할 수 있다.

상기 무기물 첨가제는 인장 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 대표적으로 클레이와 활석(talc)을 단독 또는 혼용하여 사용할 수 있다. 상기 클레이로는 고분자 수지와의 상용성을 향상시키기 위해 스테아르산 에스테르, 티탄산 에스테르 또는 실란 등으로 표면 처리된 클레이를 사용하는 것이 바람직하다. 활석은 판상 구조로 인해 절연층의 강도를 향상시키며 전기적으로 중성이기 때문에 우수한 전기 절연성을 나타낸다.

상기와 같은 본 발명의 전선용 절연 재료 조성물에는 가공성 향상을 위해 활제를 추가적으로 첨가할 수 있는데, 활제로는 고분자량 왁스, 저분자량 왁스, 폴리올레핀 왁스, 파라핀 왁스, 파라핀 오일, 스테아르산, 금속 비누, 유기 실리콘, 지방산 에스테르, 지방산 아미드, 지방족 알코올, 지방산 등의 물질을 이용할 수 있다. 활제는 상기 기본수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 5 중량부의 함량으로 이용되면 바람직하다. 이때 상기 활제 함량에 대한 수치범위와 관련하여, 상기 하한 치에 미달하면 재료의 점도가 높아 가공시 부하가 걸리며, 상기 상한치를 초과하면 인장 강도와 내열성이 저하되므로 바람직하지 못하다.

도 1과 2는 기본 기술과 본 발명에 따른 절연 전선의 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 본 발명의 절연 재료 조성물을 혼련하고 가교하여 절연 전선의 절연층을 제조하는 방법은 이 분야에서 잘 알려져 있으므로 설명을 생략한다. 도 1에 도시된 기본 기술의 케이블 구조를 참조하면, 중심부의 각각 도체(1)를 용융 온도가 90℃ 이상인 결정성 수지인 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌 또는 중밀도 폴리에틸렌 소재의 절연층(2)이 각각 감싸고 있으며, 이러한 절연층(2)에 감싸여진 복수개의 도체를 열가소성 또는 열경화성 재료로 이루어진 베딩층(3)이 전체적으로 감싸고 있으며 (이와 같은 구조는 적용할 수도 하지 않을 수도 있음), 상기 베딩층(3)의 외부 표면을 구리 또는 주석이 도금된 구리 소재로 이루어진 편조층(4) (이와 같은 구조는 적용할 수도 하지 않을 수도 있음)이 감싸고 있다. 마지막으로, 열가소성 재료 또는 열경화성 재료를 이용하여 제조된 시스층(5)이 상기 편조층(4)외부를 감싸고 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 절연 전선의 구성에서 절연층을 용융 온도가 30~90℃인 비결정성 에틸렌-알파올레핀 수지 기반 절연층(2)으로 대체한 절연 전선의 단면도이다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위 가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어지지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다.

본 발명과 종래 기술의 성능을 비교하기 위하여 실시예와 비교예 절연 재료 조성물을 제조하고 이로부터 측정용 시편을 얻었다. 하기 표 1에 나타낸 조성으로 성분들을 100℃ 정도의 오픈롤에서 혼련한 후 170℃ 온도의 프레스에서 5분간 성형한 후 물성 측정용 시편을 제조하였다. 또한 표 1과 같은 조성의 고분자 조성물을 이용하여 첨부하는 도면과 같은 구조의 전선을 제조하였다. 제조된 전선에 대하여 편조체가 있는 경우의 전선과 비교하여 전선에 대한 인장 강도과 비틀림 강도 시험을 실시하였다. 제조된 시편에 대하여 하기와 같이 상온의 기계적 특성, 가열 후 기계적 특성 등을 평가하였다.

단위 (중량부)	실시예 번호					비교예 번호
단위 (중량부)	1	2	3	4	5	1	2
에틸렌-부텐 1	100
에틸렌-부텐 2		100
에틸렌-옥텐 1			100
에틸렌-옥텐 2				100
에틸렌-프로필렌					100
LDPE						100
LLDPE							100
가교제	3					5

[표 1의 설명]

에틸렌-부텐 1: 밀도가 0.866 g/㎤이고 용융 온도 50℃인 에틸렌과 1-부텐의 공중합체

에틸렌-부텐 2: 밀도가 0.890 g/㎤이고 용융 온도 75℃인 에틸렌과 1-부텐의 공중합체

에틸렌-옥텐 1: 밀도가 0.868 g/㎤이고 용융 온도 55℃인 에틸렌과 1 - 옥텐의 공중합체

에틸렌-옥텐 2: 밀도가 0.885 g/㎤이고 용융 온도 77℃인 에틸렌과 1-옥텐의 공중합체

에틸렌-프로필렌: 밀도가 0.875 g/㎤이고 용융 온도 55℃인 에틸렌-프로필렌의 공중합체

LDPE: 용융 온도 109℃인 저밀도 폴리에틸렌

LLDPE: 용융 온도 119℃인 선형 저밀도 폴리에틸렌

가교제 : 디큐밀퍼옥사이드

위와 같이 얻은 상기 실시예 1~5 및 비교예 1, 2의 절연 재료 시편에 대해 다음과 같은 시험을 실시하여 기계적 특성을 평가하였다. 그 평가 결과는 하기 표 2와 같다.

ㄱ) 상온 특성 : 상온에서의 인장 강도와 신장률을 측정한다. IEC 60811-1-1에 준하여 인장 속도 250 mm/분으로 측정하였을 때 인장 강도는 1.25 N/mm²이상, 신장률은 200% 이상이어야 한다.

ㄴ) 탄성 모듈러스 : IEC 60811-1-1에 준하여 인장속도 250 mm/분으로 측정하였을 때 신장률이 150%에서 인장 강도는 4.5 N/mm²이상이어야 한다.

ㄷ) 세컨트(secant) 모듈러스 : 저신장률 영역인 신장률 10% 하에서 세컨트 모듈러스는 5 N/mm² 이하이어야 한다.

ㄹ) 경도 : Shore A 기준으로 상온에서 경도는 90 이하이어야 한다.

ㅁ) 비틀림 강도 (Torsional Rigidity) : ASTM D1043의 시험 규격에 준하여 평가하여 40 MPa 이하이어야 한다.

ㅂ) 변형성 : 절연층에 대한 시스체의 고온(150 ~210℃)·고압 (6 ~ 20 bar) 분위기에서 가교 후 절연층의 눌린 정도를 측정한다. 가교를 마쳤을 때 눌린 깊이가 0.2 mm 미만이면 "눌림 없음"으로, 그 이상이면 "심하게 눌림"으로 판단하였다.

		실시예					비교예
		1	2	3	4	5	1	2
상온	인장 강도(N/㎟)	17.8	18.8	18.3	17.6	19	23	25
상온	신장률(%)	586	612	648	655	678	645	622
탄성 모듈러스(N/㎟)		10.1	11.4	10.8	12.3	11.7	15	17
세컨트 모듈러스(N/㎟)		3.4	4.2	3.3	4.1	3.7	7.3	9.5
경도(Shore A)		75	78	81	82	84	95	96
비틀림 강도(MPa)		8	12	14	21	23	71	86
변형성		눌림 없음					심하게 눌림

실시예 1 ~ 5

상기 실시예 1~5의 경우, 용융 온도가 90℃ 미만인 에틸렌-알파올레핀 절연 재료에 대한 물리적 특성을 평가한 결과 상온에서의 탄성 모듈러스, 저신장률 영역에서의 세컨트 모듈러스와 비틀림 강도가 기존 기술의 수지 조성물에 비하여 낮게 나타났다. 즉 본 발명의 절연 재료를 적용한 절연 전선과 이들 절연전선을 연합하여 이루어진 케이블은 기존의 절연재료를 적용한 케이블에 비하여 유연하여 포설 하기가 용이할 것임을 알 수 있다. 또한 본 발명의 절연 재료는 시스체의 고온 고압 분위기에서 압출과 이어지는 가교 공정을 거치면서 절연체의 변형이 발생하지 않았다.

비교예 1 ~2

상기 비교예 1~2의 경우 용융 온도가 높은 결정성 수지를 적용한 절연 재료에 대한 물리적 특성을 평가한 결과 상온에서의 탄성 모듈러스, 저신장률 영역에서의 모듈러스와 비틀림 강도가 본 발명의 고분자 수지물보다 더 높게 나타났다. 이와 같은 결과로부터 기존의 결정성 수지를 적용한 절연 재료는 유연성이 낮았으며 이를 적용한 전선 또한 유연성이 매우 떨어졌다.

이상과 같이 본 발명에 따른 실시예를 개시하였다. 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 밝혀둔다.

도 1은 종래 기술에 따른 전선의 단면을 나타낸 그림으로서, 중심부의 도체를 시스, 편조, 베딩, 절연층이 감싸고 있으며, 절연층으로는 용융 온도가 90℃ 이상인 결정성 수지를 사용하고 있는 모습이다.

도 2는 본 발명의 한 실시 태양에 따른 전선의 단면을 나타낸 그림으로서, 도 1과 유사하되 절연층으로 용융 온도가 90℃ 미만인 비결정성 수지를 사용하고 있는 모습이다.

Claims

에틸렌과 알파올레핀의 공중합체 100 중량부에 대하여 가교제 0.5~20 중량부를 포함하되,

상기 공중합체는 에틸렌:알파올레핀 모노머의 중량 비율을 90%:10% ~ 55%:45%로 중합하여 얻은, 용융 온도가 30℃~90℃인 고분자인 것을 특징으로 하는 전선용 절연 재료.
제1항에 있어서,

상기 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체는 에틸렌-부텐, 에틸렌-옥텐, 에틸렌-프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택하는 고분자인 것을 특징으로 하는 전선용 절연 재료.
제1항에 있어서,

상기 가교제는 유기 과산화물 가교제인 것을 특징으로 하는 전선용 절연 재료.
도체부, 상기 도체부를 둘러싼 절연체, 및 상기 절연체를 둘러싼 시스체를 갖춘 난연 전선에 있어서,

상기 절연체는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 전선용 절연 재료로부터 이루어진 것을 특징으로 하는 절연 전선.
제4항에 있어서,

상기 절연층은 상온에서 12.5 N/㎟ 이상의 인장 강도, 10% 신장률 하에서 5 N/㎟ 이하의 인장 강도 및 상온에서 90 이하의 쇼어 A(Shore A) 경도를 지니는 것을 특징으로 하는 절연 전선.