KR20140091110A

KR20140091110A - Ｐｖｃ 전선 피복용 마찰재 조성물

Info

Publication number: KR20140091110A
Application number: KR1020120158388A
Authority: KR
Inventors: 이호균; 노영수; 김상환; 이창섭; 최경순
Original assignee: 넥쌍
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2014-07-21
Also published as: WO2014102602A3; WO2014102602A2

Abstract

본 발명은 PVC로 구성된 전선의 최외층 및 이와 접촉하게 되는 표면 사이의 마찰을 유의적으로 감소시킬 수 있는 PVC 전선 피복용 마찰재 조성물에 관한 것이다.

Description

ＰＶＣ 전선 피복용 마찰재 조성물{FRICTION MATERIAL COMPOSITION FOR COATING PVC ELECTRICAL WIRE}

전선이 많이 사용되는 산업현장에서, 예컨대 선박을 제조하는 조선소 등에서 전력공급장비 및 통신시설 등을 작동시키기 위해 다수의 전선들이 포설되기도 하고 자주 이동되거나 제거되어야 한다. 이 때, 전선과 각종 표면(예컨대, 선박의 갑판, 콘크리트 바닥 등) 사이에는 마찰이 발생하는데, 이러한 마찰로 인해 전선의 포설, 이동 및 제거 작업에 불필요한 인력과 시간이 낭비된다. 전선의 포설, 이동 및 제거 작업시에 발생하는 마찰을 효과적으로 줄인다면 작업시간을 단축시켜 작업능률을 올릴 수 있으므로, 이를 위한 방법의 하나로서 전선에 윤활층을 형성시키는 것이 고려되고 있다.

공개특허 제10-2007-0093903호에는 전기도체 및 열가소성 물질층을 포함하는 전선이 개시되어 있으며, 상기 열가소성 물질층은 내층과 외층으로 구성된다. 이러한 선행기술의 전선은 윤활제가 내층에 함유되어 있다가 일정 시간이 경과한 후에 외층으로 이동하는 것이기 때문에, 전선을 구성하는 여러 층 중에서 외층에 윤활제가 나오게 하지 않고 전선의 표면에 직접적으로 윤활제가 나오게 함으로써 마찰 감소 효과를 더욱 개선시킬 필요가 있다.

특허등록 제10-0747932호에는 EVA 공중합체, EEA 공중합체, EMMA 공중합체 또는 EBA 공중합체를 기본수지로서 포함하는 전선피복용 절연재 제조용 조성물이 개시되어 있으며, 상기 조성물은 지방산 아마이드로 이루어진 활제를 포함한다. 그러나, 이 선행기술의 조성물은 단순히 절연을 위한 용도에 대해서만 개시되어 있을 뿐이고, 지방산 아마이드는 병렬적으로 나열되어 있는 활제의 일례로서만 개시되어 있다.

더욱이, 당업계에서는 인체 유해성이라는 문제점 때문에 전선의 재료로서 비할로겐계 수지 조성물이 개발되어 오고 있다. 그러나, 할로겐계 PVC는 비용과 효율 측면에서 지금까지 개발된 비할로겐계 수지 조성물보다 더 우수하기 때문에, 당업계에서 여전히 가장 널리 사용되고 있다. 따라서, 당업계에서 가장 많이 사용되고 있는 PVC 전선을 제조하는 설비와 공정을 유지하되, 전선과 표면의 마찰을 최소화하기 위한 목적으로 기존의 PVC 전선의 최외측에 윤활제를 첨가제의 형태로 피복하는 것이 요구된다.

본 발명은 PVC로 구성된 전선 및 이와 접촉하게 되는 표면 사이의 마찰을 감소시키기 위해 PVC 전선에 피복할 수 있는 마찰재 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적은 마찰재 조성물이 PVC(폴리비닐클로라이드) 및 지방산 아마이드로 구성되는 것에 의해 달성된다. 본 발명에 따른 마찰재 조성물은 PVC 전선의 최외층에 코팅되므로, 일정한 온도에서 종래의 선행기술보다 더 짧은 시간에 지방산 아마이드가 마찰 접촉면으로 직접 이동하기 때문에 더 빠른 효과를 얻을 수 있고, PVC 전선의 최외층에 윤활층을 형성하기 때문에 마찰을 감소시키는 효과를 더 크게 얻을 수 있으며, 또한 주어진 온도에서 열안정성이 뛰어나다.

바람직한 일구현예에 따르면, 상기 지방산 아마이드는 PVC 100 중량부에 대해 5 내지 15 중량부로 포함된다.

또다른 일구현예에 따르면, 상기 지방산 아마이드는 올레아미드, 스테아르아미드 및 올레일팔미트아미드로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본 발명에 따른 마찰재 조성물은 종래의 PVC 전선의 최외층에 압출되어 코팅되기 때문에, 종래의 PVC 전선의 조성을 변화시키지 않고 적용될 수 있다. 따라서, 선행기술에서는 전선과 표면의 마찰력을 감소시키기 위해 새로운 조성이나 층을 갖는 전선을 제조해야 하기 때문에 설비 및 제작 비용이 많이 소요되지만, 본 발명에서는 종래의 PVC 전선의 설비를 그대로 이용할 수 있기 때문에 비용이 훨씬 저렴하고 산업상 적용이 용이하다.

또한, 본 발명에 따른 마찰재 조성물은 PVC 전선의 최외층에 코팅되므로, 일정 시간이 경과한 후에는 선박 등의 표면과 직접적으로 접촉되는 PVC 전선면에 직접적으로 윤활층이 형성된다. 이와 같이 전선 및 이와 접촉되는 표면 사이에 윤활층이 직접적으로 형성되기 때문에, 윤활 효과는 훨씬 더 개선되어 마찰 감소 효과를 더욱 크게 나타낼 수 있다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 마찰재 조성물이 PVC 전선의 최외층에 코팅된 경우에도 전선의 유연성에 영향을 미치지 않으며, 전선의 외경 및 중량 등의 측면에서도 물리적 변화를 발생시키지 않는다.

또한, 본 발명에 따른 마찰재 조성물이 코팅된 전선은 미끄러짐의 연속성이 일정기간 동안 유지될 수 있으며, 산업현장(특히, 선박을 제조하는 조선소 등)에서 실제로 요구되는 마찰계수의 20% 감소 효과를 달성할 수 있다. 이에 따라, 조선소에서 선박을 제조할 때 사용되는 케이블을 포설, 이동 및 제거하는데 불필요하게 많은 인력과 시간이 소요되는 것을 방지하므로, 적은 힘으로도 케이블 포설이 가능하고 작업시간을 유의적으로 단축시킬 수 있게 된다.

본 발명은 하기의 실시예에서 더욱 상세하게 설명될 것이다. 다만, 본 발명의 권리범위는 실시예에 의해 제한되지 않으며, 당업자라면 본 발명의 의미 내에서 다양한 변형들을 수행할 수 있을 것이다.

본 발명자들은 실험군으로서 지방산 아마이드가 포함된 조성물(이의 조성은 하기 표 1에 나타냄)을 PVC 케이블의 최외층에 압출하여 코팅시킨 시료를 사용하였으며, 대조군으로서 지방산 아마이드가 포함된 조성물을 코팅시키지 않은 PVC 케이블을 사용하였다.

PVC 케이블의 최외층의 조성	함량
PVC 수지	100 중량부
가소제	45 내지 55 중량부
안정제	4 내지 6 중량부
할로겐계 난연제	20 내지 50 중량부
충전제(중탄, 경탄, 탈크, 크레이 등)	20 내지 80 중량부
카본	1 내지 5 중량부
지방산 아마이드	5 내지 15 중량부

상기 실험군과 대조군으로서 제조된 시료를 각각 10m의 길이로 잘라 준비한 후, 미끄러짐 테스트(slip test)를 수행하였다.

본 발명자들은 시험실 온도 7℃의 환경에서 지면으로부터 수직 5m 높이까지 일정 속도로 잡아당길 수 있는 모터가 상부에 구비되어 있는 인장시험기(tensile tester)를 설치하였다. 인장시험기 전면 바닥에는 케이블과 마찰을 일으킬 수 있도록 지면으로부터 수직 50cm 지점에 직경이 20cm인 강봉 2개를 1m 간격으로 설치하였다.

상기 준비된 각 시료를 인장시험기에 부착한 후, 일정한 속도로 5m 높이까지 잡아당겼다. 이 때, 케이블은 하나의 강봉의 밑면에 접촉하는 동시에 다른 하나의 강봉의 윗면에 접촉하는 형태로 설치됨으로써, 강봉 2개와 접촉 및 마찰을 일으키게 된다. 인장시험기의 저울에는 각 측정지점 1(지면으로부터 수직 1.6m), 측정지점 2(지면으로부터 수직 3.2m) 및 측정지점 3(지면으로부터 수직 5.0m)에서의 인장하중이 표시된다. 동일한 시험을 3회에 걸쳐 반복수행하였으며, 측정된 각각의 인장하중(단위: kg)을 하기 표 2에 나타내었다.

테스트 번호	측정지점	대조군 시료	실험군 시료
제1차	1	41.2	35.5
	2	52.6	42.0
	3	53.8	45.2
	최대값	64.1	45.2
	평균값	56.8	44.1

제2차	1	39.3	40.6
	2	55.6	46.0
	3	64.6	46.2
	최대값	62.7	47.8
	평균값	61.0	46.7

제3차	1	37.9	36.3
	2	49.9	48.1
	3	48.7	43.8
	최대값	61.0	49.4
	평균값	53.2	47.1

상기 표 2에서 대조군 시료의 인장하중(tensile load)은 평균 60.33kg이며, 실험군 시료의 인장하중은 평균 45.96kg이다. 이에 기초하여, 대조군 시료와 실험군 시료의 마찰계수를 각각 다음과 같이 산출하였다.

* 대조군 시료의 마찰계수 μ = 마찰력 F / 수직항력 N

= 60.33kg / 28.98 kg

= 2.082

* 실험군 시료의 마찰계수 μ = 마찰력 F / 수직항력 N

= 45.96kg / 28.98kg

= 1.587

그 결과, 실험군 시료의 마찰계수는 대조군 시료의 마찰계수보다 약 23% 감소되었음을 확인하였다.

따라서, 본 발명에 따른 전선은 표면과의 마찰력이 현저하게 감소되었기 때문에, 작업의 능률은 훨씬 효율적이 될 수 있다. 예를 들어, 1인당 운반중량 권장기준이 30kg이라고 가정할 경우, 대조군에 따른 케이블을 운반하기 위해 약 2인이 필요하지만, 본 발명에 따른 케이블을 운반하기 위해서는 약 1.53인만 필요하게 된다. 또다른 예로서, 동일한 인력이 케이블을 운반한다고 가정할 경우, 대조군에 따른 케이블은 시간당 10m가 이동되지만, 본 발명에 따른 케이블은 시간당 10m보다 더 긴 거리가 이동된다.

Claims

PVC 전선의 최외층에 코팅되어 사용되는 것을 특징으로 하는, PVC 및 지방산 아마이드를 포함하는 마찰재 조성물.
제1항에 있어서,
상기 마찰재 조성물에 포함되는 PVC 100 중량부에 대해 상기 지방산 아마이드가 5 내지 15 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 마찰재 조성물.
제1항에 있어서,
상기 지방산 아마이드는 올레아미드, 스테아르아미드 및 올레일팔미트아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 마찰재 조성물.
제1항에 따른 마찰재 조성물이 전선의 최외층에 코팅된 것을 특징으로 하는 PVC 전선.