KR20140070028A - 유연성이 향상된 난연성 전선 - Google Patents

유연성이 향상된 난연성 전선 Download PDF

Info

Publication number
KR20140070028A
KR20140070028A KR1020120138010A KR20120138010A KR20140070028A KR 20140070028 A KR20140070028 A KR 20140070028A KR 1020120138010 A KR1020120138010 A KR 1020120138010A KR 20120138010 A KR20120138010 A KR 20120138010A KR 20140070028 A KR20140070028 A KR 20140070028A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flame retardant
resin
weight
retardant
flame
Prior art date
Application number
KR1020120138010A
Other languages
English (en)
Inventor
주동욱
김환기
김유민
Original Assignee
엘에스전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스전선 주식회사 filed Critical 엘에스전선 주식회사
Priority to KR1020120138010A priority Critical patent/KR20140070028A/ko
Publication of KR20140070028A publication Critical patent/KR20140070028A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/295—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to flame
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/10—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances metallic oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H01B7/0208—Cables with several layers of insulating material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

본 발명은 도체의 외부를 둘러싸고 있는 내층 절연체 및 외층 절연체를 포함한 다층 절연체를 가지고 있는 난연선 전선을 제공한다. 상기 내층 절연체는 인계 난연제를 포함하고 있음을 특징으로 하고, 상기 외층 절연체는 금속 수산화물 난연제를 포함하고 있음을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 유연성이 향상되면서도, 인장강도 및 신장율 저하를 일으키지 아니하고, 전선의 흡습 문제 해결 및 외관이 우수한 전선을 제공할 수 있다.

Description

유연성이 향상된 난연성 전선{Retardant electronic cable with excellent flexibility}
본 발명은 유연성이 향상되면서도 전선의 열적, 전기적 및 기계적 특성을 유지하는 난연성 전선에 관한 것이다.
종래 전자기기용 친환경 전선은 VW-1 수직 난연성 확보를 위하여 다량의 금속 수산화물 난연제를 사용하는 XLPO(Cross-linked Polyolefin) 절연 재료를 이용하여 제조되고 있다. 제조되고 있는 전선 구조로는 단일 절연 또는 1차, 2차 절연을 갖는 이중구조와 같은 제품 등이 이용되고 있다.
종래 기술의 난연 전선의 도체 피복용 절연체로는 크게 할로겐계와 금속 수산화물을 이용한 비할로겐계 난연 재료의 두 가지가 널리 쓰였다. 할로겐계 난연 재료는 난연성이 우수하였으나, 화재시 유독성 기체를 방출하였고, 독성 지수가 1.5 이하인 난연성 피복 재료를 구현하기 어려워 안전성, 환경 친화성 면에서 문제가 있었다. 점차 엄격해지는 환경 규제 때문에 할로겐계 난연 전선의 사용은 앞으로 지양할 수밖에 없는 실정이다.
금속 수산화물을 이용한 난연제는 환경 친화성 면에서는 할로겐계 난연제에 비하여 우수하지만, 난연성이 높지 않기 때문에 원하는 난연성 수준에 이르기 위하여 다량의 난연제를 사용하여야 하였다. 과량의 금속 수산화물을 난연제로 사용할 경우 제조 시 압출선속 등의 가공성이 떨어지는 단점이 있다. 또한, 다량의 금속 수산화물 난연제를 사용한 전선의 경우 전선용 고분자 수지 조성물의 체적저항이 낮아지고, 그로 인해 전선의 절연저항 등 전기적 특성이 저하되어 사용 용도가 제한되었다. 특히 이러한 금속 수산화물을 이용한 난연 전선은 유연성이 부족하여, 유연성을 높이기 위해 유연성이 극대화된 수지를 적용하게 되고, 이럴 경우 전선의 인장강도 및 절연저항 저하 등의 2차 문제를 야기하는 단점이 있다.
그러나 아직까지 이러한 문제점의 효과적 해결책이 보고된 바 없으며, 이에 따라 유연성이 향상된 전선에 대한 연구가 필요하다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유연성이 향상되면서도 기계적 특성 및 전기적 특성의 저하를 일으키지 아니하고, 금속 수산화물 난연제를 사용할 경우 지니고 있는 우수한 외관 특성을 그대로 지니고 있는 전선을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 도체의 외부를 둘러싸고 있는 내층 절연체 및 외층 절연체를 포함한 다층 절연체를 가지고 있는 난연성 전선을 제공한다. 상기 내층 절연체는 비금속수산화물 난연제, 특히 인계 난연제를 포함하고 있음을 특징으로 하고, 상기 외층 절연체는 금속 수산화물 난연제를 포함하고 있음을 특징으로 한다. 좀 더 구체적으로 본 발명은 중심부에 위치하는 도체;
(a) 10 내지 40중량%의 폴리에틸렌 수지, (b) 10 내지 30중량%의 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지, (c) 10 내지 40중량%의 폴리올레핀 탄성체 수지 및 (d) 5 내지 20중량%의 에틸렌계 공중합 수지를 포함하는 기본수지와 상기 기본수지 100 중량부에 대하여 30 내지 120 중량부의 비 금속수산화물 난연제를 포함하며, 상기 도체를 둘러싸는 내층 절연체; 및
(e) 20 내지 60중량%의 에틸렌계 공중합체, (f) 10 내지 50중량%의 폴리올레핀 탄성체 수지 및 (g) 10 내지 30중량%의 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지를 포함하는 기본수지와 상기 기본수지 100중량부에 대하여 140 내지 190 중량부의 무기 난연제 및 10 내지 50 중량부의 보조 난연제를 포함하며, 상기 내층 절연체를 둘러싸는 외층 절연체;을 포함하는 다층 절연체 구조의 난연성 전선을 제공한다.
VW-1 수직 난연성을 만족시키기 위해 전선용 고분자 수지 조성물의 난연제를 금속 수산화물 난연제로 할 경우, 많은 양의 난연제로 인하여 인장강도와 신장율의 저하 및 전선의 유연성 감소라는 문제점이 있었다. 이를 극복하기 위하여 보조 난연제를 적용하여 금속 수산화물 난연제의 양을 최적화하여, 유연성 및 신장율을 높이는데 사용되었지만, 이러한 방법에는 한계가 있다. 또한, 인계 난연제를 사용할 경우 절연체의 흡습에 의한 문제점 혹은 외관이 거칠어서 실제 제품에 적용시 외관 평가 기준을 만족하기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기 인계 난연제 및 금속 수산화물 난연제 적용시 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 인계 및 금속 수산화물 난연제를 사용하는 다층 절연체를 제공한다. 다층 절연체의 내층 절연체는 비 금속수산화물 난연제를 적용하여 전선의 유연성 및 신장율을 개선시키며, 외층 절연체는 금속 수산화물 난연제를 적용하여 전선의 흡습 문제 해결 및 우수한 외관을 가지게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 다층 절연체는 흡습 문제 해결 및 우수한 외관을 가지면서도, 유연성 및 신장율이 우수한 전자기기용 전선을 제조할 수 있다.
상기 내층 절연체 및 외층 절연체는 기본수지, 난연제, 난연보조제, 산화방지제 및 활제를 포함하여 제조된다. 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 다른 물질이 추가될 수 있으며 상기 구체적 종류에 한정되는 것은 아니다.
이하 내층 절연체의 조성에 대하여 설명한다.
내층 절연체는 (a) 폴리에틸렌 수지, (b) 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지, (c) 폴리올레핀 탄성체 수지 및 (d) 에틸렌계 공중합 수지를 포함하는 기본수지와 비 금속수산화물 난연제를 포함하며, 산화방지제 및 활제 혹은 절연성을 향상시키시 위해 다른 물질이 추가될 수 있으며 상기 물질에 한정되는 것은 아니다.
내층 절연체의 기본수지는 (a) 폴리에틸렌 수지, (b) 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지, (c) 폴리올레핀 탄성체 수지 및 (d) 에틸렌계 공중합 수지를 포함하며 다른 물질이 추가될 수 있으며 상기 물질에 한정되는 것은 아니다.
상기 폴리에틸렌 수지는 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 상기 절연체의 기본수지로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 용융점도가 0.1 내지 5.0 g/10min인 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 사용된다.
또한, 내층 절연체의 기본수지에는 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지, 폴리올레핀 탄성체 수지 및 극성 에틸렌계 공중합 수지가 사용된다.
상기 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지, 폴리올레핀 탄성체 수지 및 에틸렌계 공중합 수지 등에 무수말레산이 그래프트된 수지가 단독 혹은 혼용으로 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 무수말레산이 그래프트된 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 상기 절연체의 기본수지로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게 무수말레산이 그래프트된 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 용융점도가 0.1 내지 10.0 g/min이며, 무수말레산의 그래프트율이 0.5 내지 4.0 중량%인 무수말레산이 그래프트된 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 사용된다.
상기 폴리올레핀 탄성체 수지는 에틸렌 프로필렌 공중합 수지, 에틸렌 부텐 공중합 수지, 에틸렌 헥센 공중합 수지, 에틸렌 옥텐 공중합 수지 및 프로필렌 부텐 공중합 수지가 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 폴리올레핀 탄성체 수지는 에틸렌 옥텐 공중합 수지가 상기 절연체의 기본수지로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게 에틸렌 옥텐 공중합 수지는 용융점도가 0.1 내지 10.0 g/min이며, 에틸렌 옥텐 공중합 수지의 비중이 0.85 내지 0.95 g/cm3인 에틸렌 옥텐 공중합 수지가 사용된다.
상기 에틸렌계 공중합 수지에는 비닐아세트산 에틸렌 공중합체, 에틸아크릴산 에틸렌 공중합체, 메틸아크릴산 에틸렌 공중합체 및 부틸아크릴산 에틸렌 공중합체 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 비닐아세트산 에틸렌 공중합체가 상기 절연체의 기본수지로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게 비닐 아세트산 에틸렌 공중합체는 비닐아세트산 함량이 10 내지 35 중량%이고, 용융점도가 0.1 내지 5.0 g/10min인 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지가 사용된다.
바람직하게 내층 절연체의 기본수지는 기본수지 전체 100 중량부를 기준으로 선형 저밀도 폴리에틸렌 10 내지 40 중량%, 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지 10 내지 30 중량%, 폴리올레핀 탄성체 수지 10 내지 40 중량% 및 에틸렌계 공중합 수지 5 내지 20 중량%를 포함한다.
선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 10 중량% 미만일 경우 내층 절연체의 인장강도가 기준 이하로 저하되는 단점이 있으며, 40 중량% 초과일 경우 유연성이 저하되는 단점이 있다. 폴리올레핀 탄성체 수지는 10 중량% 미만일 경우 유연성이 저하되는 단점이 있고, 40 중량% 초과일 경우 인장강도가 기준 이하로 저하되는 단점이 있다. 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지는 10 중량% 미만일 경우 전선 사용상의 특성인 탈피성이 나빠지는 단점이 있으며, 30 중량% 초과일 경우 신장율의 저하로 인해 기준 이하로 평가되는 단점이 있다. 극성 에틸렌계 공중합 수지는 5 중량% 미만일 경우 전선의 난연성 불합격되는 단점이 있으며, 20 중량% 초과일 경우 전선의 탈피성이 나빠지는 단점이 있다.
상기 내층 절연체의 비 금속 수산화물 난연제로 적용될 수 있는 난연제에는 크게 브롬계 난연제, 염소계 난연제 및 인계 난연제 등이 있으나, 브롬계 및 염소계 난연제에 해당하는 할로겐계 난연제는 우수한 난연성을 보이지만 환경규제로 인해 사용에 제약이 따르는 난연제이다. 이에 바람직하게 인계 난연제를 사용하며, 함량은 기본수지 100 중량부에 대해 30 내지 120 중량부를 사용한다. 30 중량부 미만으로 적용하는 경우에는 충분한 난연성을 보이지 못하며, 120 중량부를 초과하여 적용하는 경우에는 난연제 과다적용으로 인해 신장율 저하를 보이게 된다.
상기 인계 난연제는 적인, 트리페닐포스페이트, 트리크레딜포스페이트, 크레딜포스페이트, 레졸시닐디페닐포스페이트, 인산에스테르올리고머, 트리아릴포스페이트, 폴리인산암모늄, 폴리인산아미드, 멜라민폴리포스페이트, 멜라민포스페이트 및 암모늄포스페이트 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 외층 절연체의 조성에 대하여 설명한다.
외층 절연체는 (e) 에틸렌계 공중합 수지, (f) 폴리올레핀 탄성체 수지 및 (g) 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지를 포함하는 기본수지와 금속수산화물 난연제(무기 난연제) 및 보조난연제를 포함하며, 산화방지제 및 활제 혹은 절연성을 향상시키기 위해 다른 물질이 추가될 수 있으며, 상기 물질에 한정되는 것은 아니다.
외층 절연체의 기본수지는 에틸렌계 공중합 수지, 폴리올레핀 탄성체 수지 및 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지를 포함하며 다른 물질이 추가될 수 있으며, 상기 물질에 한정되는 것은 아니다.
상기 에틸렌계 공중합 수지에는 비닐아세트산 에틸렌 공중합체, 에틸아크릴산 에틸렌 공중합체, 메틸아크릴산 에틸렌 공중합체 및 부틸아크릴산 에틸렌 공중합체 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 비닐아세트산 에틸렌 공중합체가 상기 절연체의 기본수지로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게 비닐 아세트산 에틸렌 공중합체는 비닐아세트산 함량이 10 내지 35 중량%이고, 용융점도가 0.1 내지 5.0 g/10min인 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지가 사용된다.
또한, 외층 절연체에는 폴리올레핀 탄성체 수지 및 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지가 사용된다.
상기 폴리올레핀 탄성체 수지는 에틸렌 프로필렌 공중합 수지, 에틸렌 부텐 공중합 수지, 에틸렌 헥센 공중합 수지, 에틸렌 옥텐 공중합 수지 및 프로필렌 부텐 공중합 수지가 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 폴리올레핀 탄성체 수지는 에틸렌 옥텐 공중합 수지가 상기 절연체의 기본수지로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게 에틸렌 옥텐 공중합 수지는 용융점도가 0.1 내지 10.0 g/min이며, 에틸렌 옥텐 공중합 수지의 비중이 0.85 내지 0.95 g/cm3인 에틸렌 옥텐 공중합 수지가 사용된다.
상기 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지는 폴리에틸렌 수지, 폴리올레핀 탄성체 수지 및 에틸렌계 공중합 수지 등에 무수말레산이 그래프트된 수지가 단독 혹은 혼용으로 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 무수말레산이 그래프트된 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지가 상기 절연체의 기본수지로 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게 무수말레산이 그래프트된 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지는 용융점도가 0.1 내지 10.0 g/min이며, 무수말레산의 그래프트율이 0.5 내지 4.0 중량%인 무수말레산이 그래프트된 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지가 사용된다.
바람직하게 외층 절연체의 기본수지는 에틸렌계 공중합 수지 20 내지 60 중량%, 폴리올레핀 탄성체 수지 10 내지 50 중량%, 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지 10 내지 30중량%를 포함한다.
상기 외층 절연체의 금속 수산화물 난연제(무기 난연제)에는 수산화 알루미늄 및 수산화 마그네슘 난연제 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로 비닐 실란, 지방산, 아미노폴리실록산 및 그 외의 유기화합물 등으로 표면 처리된 수산화 마그네슘 또는 수산화 알루미늄이 사용된다. 더욱 구체적으로, 상기 표면처리에 쓰이는 유기화합물은 비표면적이 5 내지 15m2 /g 인 것이 사용된다. 함량은 기본수지 100 중량부에 대해 150 내지 190 중량부가 바람직하다.
상기 외층 절연체에는 보조 난연제로 질소계 난연제 및 금속 산화물계 난연제 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 바람직하게 질소계 난연제를 사용하며, 함량은 기본수지 100 중량부에 대해 10 내지 50 중량부를 사용한다.
상기 질소계 난연제로는 인산 암모늄, 탄산 암모늄, 트리아딘 화합물, 멜라민시아누레이트 및 구아니딘화합물 등이 있으며, 바람직하게 멜라민시아누레이트를 사용한다.
본 발명에 따른 상기 다층 절연체의 두께는 0.3 내지 0.8 mm임을 특징으로 한다. 전자기기용 전선의 요구 난연특성인 VW-1 수직 난연성을 만족시키기 위해서는 절연체 외경의 크기 또한 중요한 요소로 작용한다. 즉, 절연체의 두께에 따라 VW-1 수직 난연성 특성을 만족시키는 난이도가 달라진다. 일반적으로, 절연두께가 0.3 mm 미만이거나 혹은 0.8 mm 초과인 경우에 상대적으로 고난연 특성 만족이 쉽고, 절연두께가 0.3 내지 0.8 mm인 경우 고난연 특성 만족이 어렵다. 본 발명은 VW-1 수직 난연성을 만족시키면서도 0.3 내지 0.8 mm 두께의 절연체를 제공하여 외경의 크기가 작은 전선이 필요한 전자기기에 활용이 가능하다.
바람직하게, 전선의 유연성을 확보하기 위하여 외층 절연체는 내층 절연체보다 두께가 더 얇은 것을 특징으로 한다. 가장 바람직한 외층 절연체의 두께는 0.05 내지 0.2 mm 미만이고 가장 바람직하게는 0.10내지 0.15 mm 이하이다. 상기 외층 절연두께를 0.05 mm 미만으로 할 경우 너무 얇아 내층 절연체가 외층 겉으로 드러나는 현상이 발생하거나 가공상의 어려움이 있으며, 외층 절연두께를 0.20 mm 이상으로 할 경우 VW-1 수직 난연성을 만족하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 인계 난연제와 금속 수산화물 난연제의 다층 절연체로서 유연성이 향상되면서도, 인장강도 및 신장율 저하를 일으키지 아니하고, 인계 난연제를 사용할 경우 생기는 전선의 흡습 문제 해결 및 외관이 우수한 전선을 제공할 수 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 난연성 전선의 횡단면이다.
도 2는 난연성 전선의 종단면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 - 도선
11 - 내층 절연체
12 - 외층 절연체
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예
다층 절연구조를 가진 난연성 전선의 제조
하기 표 1, 표 2, 표 3 및 표 4의 조성물을 3L 니더에서 160℃ 에서 30분간 혼련하여 내층 절연체 조성물을 각각 제조하였다. 상기 표 1과 2는 내층 절연체 조성물에 해당되고, 상기 표 3과 4는 외층 절연체 조성물에 해당한다. 제조된 내층 절연체 조성물을 가지고 전선압출기를 이용하여 24AWG의 도체에 외경 1.91 mm가 되도록 내층 절연체를 피복하여 난연성 전선의 내층을 제조하였으며, 그 위에 두께가 0.15 mm인 외층 절연체를 피복하여 완성 외경이 2.21 mm인 다층 절연 구조를 가지는 난연성 전선을 제조하였다.
이렇게 제조된 난연성 전선에 대해 상온 기계적 특성, 절연저항 및 VW-1 난연 테스트를 진행하였다.
내층절연체
조성물
(kg)		 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
수지1 10 25 30 40 30 10 10
수지2 40 40 40 10 30 40 40
수지3 30 30 10 30 20 30 30
수지4 20 5 20 20 20 20 20
난연제1 60 60 60 60 60 30 120
난연제2
난연제3
난연제4
난연제5
활제 및
안정제		 10 10 10 10 10 10 10
내층절연체
조성물
(kg)		 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9 비교예 10 비교예 11 비교예 12
수지1 10 30 10 35 10 45 10 10 10 10 10 10
수지2 35 40 35 40 45 5 40 40 40 40 40 40
수지3 30 30 35 5 25 30 30 30 30 30 30 30
수지4 25 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
난연제1 60 60 60 60 60 60 25 125
난연제2 250 200 200 200
난연제3 50
난연제4 50
난연제5 50
활제 및
안정제		 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
외층절연체
조성물 (kg)		 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11 실시예 12 실시예 13
수지2 10 50 50 50 50 50
수지3 30 30 10 30 30 30
수지4 60 20 40 20 20 20
난연제2 150 150 150 190 190 150
난연제3 50 50 50 10
난연제4 10 50
활제 및
안정제		 10 10 10 10 10 10
외층절연체
조성물 (kg)		 비교예 13 비교예 14 비교예 15 비교예 16 비교예 17 비교예 18
수지2 5 55 50 50 50 50
수지3 30 30 35 30 30 30
수지4 65 15 15 20 20 20
난연제2 150 150 150 190 200 210
난연제3 50 50 55 5
활제 및
안정제		 10 10 10 10 10 10
수지 1 : 용융점도가 1.2인 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 (LG화학),
수지 2 : 용융점도가 0.5이고, 에틸렌 옥텐 공중합 수지를 이용한 폴리올레핀 탄성체 수지 (Dupont Dow),
수지 3 : 용융점도가 2.0인 무수말레산이 그래프트된 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 (MOD Chem.),
수지 4 : 비닐아세트산 함량이 33%이고, 용융점도가 0.2인 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지 (Mitsui Dupont),
난연제 1 : 인계 난연제(정인테크),
난연제 2 : 비표면적이 9.0~11.0 m2/g 이며 실란이 코팅처리된 수산화 마그네슘 난연제 (Albemarle, MDH),
난연제 3 : 입도가 0.10 내지 10.0 ㎛ 인 멜라민 시아누레이트(Melamine Cyanurate) 보조 난연제 (Doobon),
난연제 4 : 입도가 1.4 내지 2.2 ㎛ 이며, Tin의 함량이 53~56 wt%인 Zinc Stannate 보조 난연제 (Williamblythe),
난연제 5 : 입도가 1.4 내지 2.2 ㎛ 이고 표면적이 5~13m2/g 이며, Tin의 함량이 41~43 wt%인 Zinc Hydroxystannate 보조 난연제 (Williamblythe),
활제 및 안정제: Wax류 가공조제, 산화방지제 및 가교조제.
실험결과
상기의 실시예 1~13 및 비교예 1~18에 대하여 전선에 대한 평가를 아래에 제시한 것과 같이 진행하였다. 이에 따른 평가결과는 아래 표3에 제시하였다.
㉠ 상온 물성
전자기기용 전선은 UL spec. 요구에 따라 인장강도와 신장율을 측정하였을 때 인장강도는 1.05 kgf/mm2이상, 신장율은 150% 이상이어야 하므로, 본 발명의 내층 절연체도 이를 만족하여야 한다.
㉡ 절연저항
전자기기용 전선은 UL Spec. 요구에 따라 15.6℃에서 측정하였을때 절연저항은 10 ㏁·㎞ 이상이어야 하므로, 본 발명의 내층 절연체도 이를 만족하여야 한다.
㉢ 난연성
전자기기용 전선은 UL 1581-1080 에 따라 VW-1 평가를 만족하여야 하므로, 이를 위하여 절연두께가 더 두꺼운 내층만으로 된 전선의 난연성은 반드시 VW-1을 만족하여야 한다.
㉢ 외관 및 탈피성
전자기기용 전선의 외관은 인쇄가 가능할 정도의 상태를 유지해야 하며, 전자제품에 실장을 위해 커넥터와의 연결시 절연체의 탈피성이 양호해야 한다.
내층절연 외층절연 인장강도
(㎏f/㎟)		 신장율
(%)		 절연저항
(㏁·㎞)		 난연성
(VW-1)		 외관 탈피성
실시예 1 실시예 8 1.12 153 54 합격 양호 양호
실시예 9 1.13 158 55 합격 양호 양호
실시예 10 1.08 165 53 합격 양호 양호
실시예 11 1.15 152 52 합격 양호 양호
실시예 12 1.17 152 52 합격 양호 양호
실시예 13 1.11 151 54 합격 양호 양호
실시예 2 실시예 8 1.15 155 106 합격 양호 양호
실시예 9 1.15 158 107 합격 양호 양호
실시예 11 1.15 153 103 합격 양호 양호
실시예 12 1.17 152 103 합격 양호 양호
실시예 13 1.15 151 104 합격 양호 양호
실시예 3 실시예 8 1.20 155 78 합격 양호 양호
실시예 9 1.20 165 77 합격 양호 양호
실시예 10 1.21 170 79 합격 양호 양호
실시예 11 1.20 160 76 합격 양호 양호
실시예 12 1.20 160 76 합격 양호 양호
실시예 13 1.20 156 78 합격 양호 양호
실시예 4 실시예 8 1.73 153 154 합격 양호 양호
실시예 9 1.73 158 153 합격 양호 양호
실시예 10 1.73 160 155 합격 양호 양호
실시예 11 1.73 151 152 합격 양호 양호
실시예 12 1.73 153 152 합격 양호 양호
실시예 13 1.73 151 155 합격 양호 양호
실시예 5 실시예 8 1.65 153 178 합격 양호 양호
실시예 9 1.65 157 176 합격 양호 양호
실시예 10 1.65 164 176 합격 양호 양호
실시예 11 1.65 153 174 합격 양호 양호
실시예 12 1.65 151 174 합격 양호 양호
실시예 13 1.65 152 178 합격 양호 양호
실시예 6 실시예 8 1.23 158 95 합격 양호 양호
실시예 9 1.23 164 94 합격 양호 양호
실시예 10 1.23 173 96 합격 양호 양호
실시예 11 1.23 153 92 합격 양호 양호
실시예 12 1.23 154 92 합격 양호 양호
실시예 13 1.23 152 98 합격 양호 양호
실시예 7 실시예 8 1.12 153 43 합격 양호 양호
실시예 9 1.13 158 45 합격 양호 양호
실시예 10 1.07 160 44 합격 양호 양호
실시예 11 1.15 153 41 합격 양호 양호
실시예 12 1.17 152 41 합격 양호 양호
실시예 13 1.11 152 46 합격 양호 양호
내층절연 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9 비교예 10 비교예 11 비교예 12
외층절연 실시예 10
인장강도
(㎏f/㎟) 		1.08 1.20 1.10 1.15 1.03 1.85 1.35 1.03 1.25 1.32 1.27 1.23
신장율
(%)		 165 165 145 220 175 151 320 123 130 145 136 141
절연저항
(㏁·㎞)		 43 125 53 68 55 165 103 25 15 9 23 27
난연성
(VW-1)		 합격 불합격 합격 합격 합격 합격 불합격 합격 불합격 불합격 불합격 불합격
외관 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호 양호
탈피성 불량 양호 양호 불량 불량 불량 양호 양호 양호 양호 양호 양호
내층절연 실시예 1
외층절연 비교예 13 비교예 14 비교예 15 비교예 16 비교예 17 비교예 18
인장강도
(㎏f/㎟) 		1.14 1.04 1.12 1.15 1.13 1.08
신장율
(%)		 148 168 152 155 145 120
절연저항
(㏁·㎞)		 52 55 54 43 31 23
난연성
(VW-1)		 합격 불합격 불합격 불합격 불합격 불합격
외관 양호 양호 양호 양호 양호 양호
탈피성 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 1 내지 7과 실시예 8 내지 13
실시예 1 내지 7을 내층 절연재료로 사용하고, 실시예 8 내지 13을 외층 절연재료로 제조한 난연성 전선은 상기 절연재료의 모든 요구 특성을 만족하였다.
비교예 1 내지 12
비교예 1 내지 12를 내층 절연재료로 사용하고, 상기 외층 절연재료로 검증된 실시예 10을 외층 절연재료로 사용하여 제조한 난연성 전선은 하기와 같이 상기 절연재료의 요구 특성을 만족하지 못하였다.
비교예 1은 실시예 1에 비하여 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지의 함량 증가로 인해 탈피성이 불량한 문제를 나타내었다.
비교예 2는 실시예 2에 비하여 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지를 사용하지 않았으며, 이로 인해 VW-1 수직 난연성이 불합격 되는 것으로 나타났다.
비교예 3은, 실시예 1에 비하여 무수말레산이 그래프트된 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 함량을 증량하여 사용하였으며, 이로 인해 상온 신장율이 감소하여 요구 특성을 만족하지 못하였다.
비교예 4는 실시예 3에 비하여 무수말레산이 그래프트된 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 함량이 감소하였으며, 인장강도, 신장율, 절연저항 및 난연성은 만족하였으나 그로 인하여 탈피성이 불량으로 나타났다.
비교예 5는 실시예 1에 비하여 에틸렌 옥텐 공중합 수지를 이용한 폴리올레핀 탄성체 수지의 함량을 증량하였으며, 이로 인해 인장강도 저하 및 탈피성이 불량으로 요구 특성을 만족하지 못하였다.
비교예 6은 실시예 4에 비하여 에틸렌 옥텐 공중합 수지를 이용한 폴리올레핀 탄성체 수지 대신 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 적용하여 인장강도는 상승하였으나, 이로 인한 탈피성이 불량을 나타났다.
비교예 7은 실시예 6에 비하여 인계 난연제의 함량을 적게 사용하여 VW-1 수직 난연성을 만족하지 못함을 확인하였다.
비교예 8은 실시예 7에 비하여 인계 난연제의 함량을 증량하였으며, 이로 인해 인장강도 및 신장율이 불량으로 나타났다.
비교예 9는 실시예 1에 비하여 인계 난연제를 사용하지 않고 수산화 마그네슘 난연제를 사용하였다. 상기 비교예 9는 VW-1 수직 난연성을 위하여 다량의 난연제를 적용하였음에도 불합격 되었으며, 다량의 무기난연제로 인하여 신장율도 요구 특성을 만족하지 못하였다.
비교예 10은 실시예 1에 비하여 인계 난연제를 사용하지 않고 수산화 마그네슘 난연제와 멜라민 시아누레이트 보조난연제를 적용하였으나, 상온 신장율, 절연저항 및 VW-1 수직 난연성이 모두 불합격으로 나타났다.
비교예 11, 12는 실시예 1에 비하여 인계 난연제를 사용하지 않고 수산화 마그네슘 난연제와 금속산화물 보조난연제를 적용하였으며, 인장강도, 절연저항, 외관 및 탈피성은 만족하였으나, 신장율 및 VW-1 수직 난연성이 불합격으로 나타났다.
비교예 13 내지 18
실시예 1을 내층 절연재료로 사용하고, 비교예 13 내지 12를 외층 절연재료로 사용하여 제조한 난연성 전선은 하기와 같이 상기 절연재료의 요구 특성을 만족하지 못하였다.
비교예 13은 실시예 8에 비하여 에틸렌 옥텐 공중합 수지를 이용한 폴리올레핀 탄성체 수지의 함량이 감소하여 신장율이 불합격하는 문제를 나타내었다.
비교예 14는 실시예 9에 비하여 에틸렌 옥텐 공중합 수지를 이용한 폴리올레핀 탄성체 수지의 함량 증가 및 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지의 함량이 감소하였으며, 이로 인해 VW-1 수직 난연성과 인장강도가 불합격 하는 것으로 나타났다.
비교예 15는 실시예 9에 비하여 무수말레산이 그래프트된 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 함량을 증량하고, 비닐아세트산 에틸렌 공중합 수지의 함량은 감소하였으며, 이로 인해 VW-1 수직 난연성이 요구 특성을 만족하지 못하였다.
비교예 16은 실시예 11에 비하여 멜라민 시아누레이트 보조난연제의 함량을 감량하여 안정적인 상온 신장율을 확보하려 하였으나, 평가 결과 VW-1 수직 난연성이 불합격 하는 것으로 나타났다.
비교예 17, 18은 실시예 11에 비하여 멜라민 시아누레이트 보조난연제를 제외하고 수산화 마그네슘 단독으로 전체 난연제 함량을 동등 이상으로 증량하여 평가하였으나, 그 결과 상온 신장율 및 VW-1 수직 난연성 모두 특성을 만족하지 못하는 것으로 나타났다.
다층 절연구조를 가진 난연성 전선의 제조
상기 내층 절연 전선 평가에서 요구특성을 만족하는 전선을 가지고 전선압출기를 활용하여 상기 언급한 내층 절연체 피복 방법과 동일한 방법으로 상기 외층 절연 요구특성을 만족한 고분자 절연 조성물을 이용하여 내층 전선에 외층 절연체를 피복하여 초기 1.91 mm 외경의 내층 전선을 2.21 mm 완성 외경의 다층 절연구조를 가지는 난연성 전선을 제조하였으며, 상기 언급된 내층 및 외층 절연 전선 각각의 요구특성을 만족하는 고분자 절연 조성물을 이용하여 다층 절연구조를 가진 난연성 전선을 제조할 경우 필요 요구특성을 모두 만족하는 것을 확인할 수 있었다.
본 발명의 다층 절연체의 내층 절연체는 인계 난연제를 적용하여 전선의 유연성 및 신장율이 개선시키며, 외층 절연체는 무기 난연제를 적용하여 전선의 흡습 문제 해결하고 우수한 외관을 가지게 된다.

Claims (7)

  1. 중심부에 위치하는 도체;
    (a) 10 내지 40중량%의 폴리에틸렌 수지, (b) 10 내지 30중량%의 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지, (c) 10 내지 40중량%의 폴리올레핀 탄성체 수지 및 (d) 5 내지 20중량%의 에틸렌계 공중합 수지를 포함하는 기본수지와 상기 기본수지 100 중량부에 대하여 30 내지 120 중량부의 비 금속수산화물 난연제를 포함하며, 상기 도체를 둘러싸는 내층 절연체; 및
    (e) 20 내지 60중량%의 에틸렌계 공중합체, (f) 10 내지 50중량%의 폴리올레핀 탄성체 수지 및 (g) 10 내지 30중량%의 무수말레산이 그래프트된 폴리올레핀 수지를 포함하는 기본수지와 상기 기본수지 100중량부에 대하여 140 내지 190 중량부의 금속수산화물 난연제 및 10 내지 50 중량부의 보조 난연제를 포함하며, 상기 내층 절연체를 둘러싸는 외층 절연체;을 포함하는 다층 절연체 구조의 난연성 전선.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌 수지는 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지임을 특징으로 하는 난연성 전선.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 비 금속수산화물 난연제는 인계 난연제임을 특징으로 하는 난연성 전선.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 인계 난연제는 멜라민포스페이트 난연제임을 특징으로 하는 난연성 전선.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 다층 절연체의 두께는 0.3 내지 0.8 mm임을 특징으로 하는 난연성 전선.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 금속수산화물 난연제는 수산화 알루미늄 난연제 및 수산화 마그네슘 난연제 중 적어도 하나 이상을 사용하는 난연성 전선.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 보조 난연제는 질소계 난연제 및 금속 산화물계 난연제 중 적어도 하나 이상을 사용하는 난연성 전선.
KR1020120138010A 2012-11-30 2012-11-30 유연성이 향상된 난연성 전선 KR20140070028A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120138010A KR20140070028A (ko) 2012-11-30 2012-11-30 유연성이 향상된 난연성 전선

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120138010A KR20140070028A (ko) 2012-11-30 2012-11-30 유연성이 향상된 난연성 전선

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140070028A true KR20140070028A (ko) 2014-06-10

Family

ID=51125020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120138010A KR20140070028A (ko) 2012-11-30 2012-11-30 유연성이 향상된 난연성 전선

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140070028A (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100688642B1 (ko) * 2006-02-10 2007-03-02 엘에스전선 주식회사 난연성 비할로겐계 절연재 제조용 조성물
KR100716381B1 (ko) * 2006-02-15 2007-05-11 엘에스전선 주식회사 전선 피복용 절연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여제조된 전선
KR20080107316A (ko) * 2007-06-05 2008-12-10 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 무할로겐 난연성 전선
JP2010111760A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Hitachi Cable Ltd ノンハロゲン樹脂組成物、ノンハロゲン絶縁電線、及びノンハロゲンケーブル
KR20100078823A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 엘에스전선 주식회사 멜라민계와 무기 난연제를 사용한 나노클레이 함유 폴리올레핀 조성물

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100688642B1 (ko) * 2006-02-10 2007-03-02 엘에스전선 주식회사 난연성 비할로겐계 절연재 제조용 조성물
KR100716381B1 (ko) * 2006-02-15 2007-05-11 엘에스전선 주식회사 전선 피복용 절연재 제조용 조성물 및 이를 이용하여제조된 전선
KR20080107316A (ko) * 2007-06-05 2008-12-10 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 무할로겐 난연성 전선
JP2010111760A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Hitachi Cable Ltd ノンハロゲン樹脂組成物、ノンハロゲン絶縁電線、及びノンハロゲンケーブル
KR20100078823A (ko) * 2008-12-30 2010-07-08 엘에스전선 주식회사 멜라민계와 무기 난연제를 사용한 나노클레이 함유 폴리올레핀 조성물

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6229942B2 (ja) 鉄道車両用絶縁電線及び鉄道車両用ケーブル
US9174541B2 (en) Halogen-free extra-high-voltage cable for railway rolling stock
US9251929B2 (en) Non-halogen flame-retardant insulated wire
JP5907015B2 (ja) 鉄道車両用電線および鉄道車両用ケーブル
KR101571104B1 (ko) 내열성·내방사선성 난연 절연 조성물과 이를 적용한 전선
EP3955265B1 (en) Fire resistant cable with dual insulation layer arrangement
KR101936806B1 (ko) 고난연 저발연성의 절연 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터 및 상기 세퍼레이터를 구비한 케이블
KR100952816B1 (ko) 난연성 절연재 제조용 조성물 및 전선
KR101202473B1 (ko) 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물
EP3291245B1 (en) Flame retardant plenum cable
US10755834B2 (en) Insulated wire
KR101781643B1 (ko) 고난연성 절연재료 조성물
KR100874596B1 (ko) 무독성 난연 케이블 조성물 및 이를 이용한 케이블제조방법
KR20160139187A (ko) 우수한 내화학성을 갖는 쉬스 조성물 및 이로부터 형성된 쉬스층을 갖는 케이블
JP6658236B2 (ja) Ｌａｎケーブル
KR20140070028A (ko) 유연성이 향상된 난연성 전선
KR20150074557A (ko) Cmp 난연등급 utp 케이블
US10784018B2 (en) Insulated wire
US10872712B2 (en) Insulated wire
KR101446794B1 (ko) Abs 센서 케이블
JP2011111567A (ja) 難燃性樹脂組成物、成形体、および絶縁電線
EP3785281B1 (en) Flame retardant electrical cable
KR20160087188A (ko) 우수한 내화 성능을 갖는 통신 케이블
JP6388216B2 (ja) 絶縁電線及びケーブル
JP2007070482A (ja) 電線・ケーブル被覆用難燃性組成物および難燃電線・ケーブル

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment