KR20140122998A - 무-할로젠 난연 절연 전선 - Google Patents

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스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤
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Abstract

자동차용 절연 전선에 요구되는 내유성, 난연성 등의 요구 특성을 만족함과 함께, 내마모성과 피막의 유연성(신도)을 양립시킬 수 있는 무-할로젠 절연 전선을 제공한다. 도체 및 당해 도체를 피복하는 절연층을 갖는 무-할로젠 난연 절연 전선으로서, 상기 절연층은, 용융 유량이 0.60 이하인 고밀도 폴리에틸렌 40 내지 65질량부, 폴리페닐렌에터계 수지 25 내지 30질량부, 및 스타이렌계 엘라스토머 10 내지 30질량부로 이루어지고, 상기 고밀도 폴리에틸렌 중에 상기 폴리페닐렌에터계 수지와 상기 스타이렌계 엘라스토머가 미분산된 폴리머 합금인 수지 성분 100질량부에 대하여 인산에스터를 6 내지 25질량부 및 다작용성 모노머를 1 내지 10질량부 함유하는 수지 조성물의 가교체로 이루어진다.

Description

무-할로젠 난연 절연 전선{HALOGEN-FREE FLAME-RETARDANT INSULATED ELECTRICAL WIRE}
본 발명은 내마모성 및 내열성이 우수하고, 특히 자동차 내의 배선으로서 적합하게 사용할 수 있는 무-할로젠 난연 절연 전선에 관한 것이다.
자동차의 내부 배선에 사용되는 절연 전선은 진동이나 고온, 한냉, 비바람에 노출되기 때문에, 그와 같은 악조건 하에서도 안정된 성능을 발휘할 수 있는 신뢰성이 요구된다. 구체적으로는, 일본 자동차 규격(JASO 규격)이나 국제 규격인 ISO 규격에 있어서, 내마모성, 내유성(耐油性), 난연성, 절연 피막의 기계 특성(인장 신도, 강도)이나 내열성 등에 대하여 합격 기준이 상세하게 규정되어 있다.
또한, 최근 환경 부하에의 영향을 저감하기 위해, 절연 피막에는 PVC이나 할로젠계 난연제를 포함하지 않는, 이른바 무-할로젠 절연 재료가 요구되고 있다. 무-할로젠 전선의 피복 재료로서는, 일반적으로, 폴리올레핀 수지 등의 절연성 수지에 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 질소계 난연제 등의 무-할로젠계 난연제를 첨가한 것이 사용된다. 그러나, 난연성 요구 특성을 만족하기 위해서는 무-할로젠계 난연제는 할로젠계 난연제와 비교하여 다량으로 첨가할 필요가 있어, 수득되는 절연 피막의 유연성이 저하되고, 초기 및 내열 노화 후의 인장 신도가 저하된다고 하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 특허문헌 1에는, 폴리아마이드 수지 또는 폴리에스터 수지, 폴리페닐렌에터계 수지 및 스타이렌계 엘라스토머 수지를 함유하는 수지 성분과, 질소계 난연제를 함유하는 무-할로젠계 난연성 수지 조성분이 개시되어 있다. 이 난연성 수지 조성물은, 상온에서 탄성률이 높고 딱딱한 폴리페닐렌에터계 수지를 섬(島)으로, 신도가 크고 부드러운 스타이렌계 엘라스토머를 바다(海)로 하는 해도(海島) 구조를 가지는 폴리머 합금이며, 또한 결정성 수지이며 유리전이온도 이상의 온도에서도 적절한 탄성률을 유지하여 유연성, 신장성을 유지할 수 있는 폴리아마이드 수지 또는 폴리에스터 수지를 스타이렌계 엘라스토머 중에 균일하게 분산시키고 있음으로써, PVC와 동등한 난연성, 유연성을 수득할 수 있다.
특허문헌 2에는, 폴리페닐렌에터계 수지 및 스타이렌계 열가소성 엘라스토머를 함유하는 베이스 폴리머에, 난연제로서 인계 화합물, 질소계 유기 화합물 및 다작용성 모노머를 함유하는 난연성 수지 조성물이 기재되어 있다. 이 난연성 수지 조성물은 난연성과 인장 특성(신도)을 양립시킬 수 있고, 추가로 가교 효과를 수득할 수 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 가솔린에 대한 장기 화학 내성을 갖는 무-할로젠계 난연 자동차용 전선이 개시되어 있다.
일본 특허공개 제2008-169234호 공보 일본 특허공개 제2009-249552호 공보 일본 특허공표 제2010-502479호 공보
최근의 경량화, 공간 절약화에 대한 요구가 높아짐에 따라서, 자동차용 전선에 요구되는 특성은 매우 높아지고 있다. 특히 주목되고 있는 특성으로서는, 피막의 내마모성과 유연성이며, 상기 난연 전선에서는 요구되는 특성을 모두 만족할 수는 없다.
예컨대 특허문헌 1에 기재된 난연 전선에서는, 일반적으로 요구되는 피막 신도 150% 이상이라는 특성을 모두 만족하고 있지 않고, 또한 내마모성에 대해서도 구체적인 평가 결과가 없다. 특허문헌 2의 난연성 수지 조성물은 피막 신도는 모두 150% 이상이지만 내마모성에 대하여 구체적인 기재가 없다. 또한, 특허문헌 3의 절연 전선은 초기 신도가 낮다. 폴리페닐렌에터계 수지와 같이 탄성률이 높고 딱딱한 재료를 사용하면, 내마모성의 향상으로 이어지지만, 이러한 재료는 신도가 작기 때문에, 내마모성과 신도를 양립시키기 어렵다.
이들의 사정에 비추어, 본 발명은, 자동차용 절연 전선에 요구되는 내유성, 난연성 등의 요구 특성을 만족함과 함께, 내마모성과 피막의 유연성(신도)을 양립 시킬 수 있는 무-할로젠 절연 전선을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명은, 도체 및 당해 도체를 피복하는 절연층을 갖는 무-할로젠 난연 절연 전선으로서, 상기 절연층은, 용융 유량이 0.60 이하인 고밀도 폴리에틸렌 40 내지 65질량부, 폴리페닐렌에터계 수지 25 내지 30질량부, 및 스타이렌계 엘라스토머 10 내지 30질량부로 이루어지고, 상기 고밀도 폴리에틸렌 중에 상기 폴리페닐렌에터계 수지와 상기 스타이렌계 엘라스토머가 미분산(微分散)된 폴리머 합금인 수지 성분 100질량부에 대하여 인산에스터를 6 내지 25질량부 및 다작용성 모노머를 1 내지 10질량부 함유하는 수지 조성물의 가교체로 이루어지는 무-할로젠 난연 절연 전선이다.
ISO 규격에서 요구되는 내마모성을 만족하기 위해서, 경질 재료인 폴리페닐렌에터계 수지를 이용함과 함께 유연 성분인 스타이렌계 엘라스토머를 사용하고, 또한 용융 유량이 0.60 이하이고 비교적 분자량이 높은 고밀도 폴리에틸렌 중에 상기의 폴리페닐렌에터계 수지와 스타이렌계 엘라스토머가 미분산된 폴리머 합금으로 함으로써 내마모성과 유연성이 양립 가능하다. 또한, 인산에스터는 난연성 향상에 기여함과 함께, 폴리페닐렌에터계 수지의 가소화 효과가 있어, 수지 조성물의 신도(유연성) 향상에 기여하고 있다. 이러한 절연층을 가짐으로써 유연성, 내마모성 및 난연성이 우수한 절연 전선을 수득할 수 있다.
상기 인산에스터로서는 축합형 인산에스터가 바람직하고, 특히 내열성 및 내가수분해성이 우수한 비스페놀 A 비스다이페닐포스페이트가 바람직하다. 비스페놀 A 비스다이페닐포스페이트는 다이하치화학공업(주)제의 CR-741(상품명)로서 입수할 수 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌의 용융 유량은 0.15 이상 0.30 이하가 바람직하다. 용융 유량이 작을수록 기계 강도가 높아지고, 내마모성이 양호해진다. 그러나 용융 유량이 0.15보다도 작으면 압출 가공성이 저하된다. 또한, 용융 유량은 JIS K7210에 따라서, 230℃×2.16kgf에서 측정한 값(g/10min)이다.
수지 조성물은 전리 방사선의 조사에 의해 가교되어 있으면 바람직하다. 전리 방사선의 조사에 의해 가교되어 있으면, 내열성이나 내유성, 기계적 강도가 향상된다.
또한, 본 발명은 상기의 절연 전선으로서, 도체의 단면적이 0.35mm2 이하이며, 상기 절연층의 두께가 0.25mm 이하인 절연 전선을 제공한다. 본 발명의 절연 전선은 내마모성이 우수하기 때문에, 절연층의 두께가 0.25mm 이하인 박막이어도 요구 특성을 만족할 수 있다.
본 발명에 의하면, 자동차용 절연 전선에 요구되는 내유성, 난연성 등의 요구 특성을 만족함과 함께, 내마모성과 피막의 유연성(신도)을 양립시킬 수 있는 무-할로젠 절연 전선을 수득할 수 있다.
우선 절연층을 구성하는 수지 조성물에 사용되는 각종 재료에 대하여 설명한다. 고밀도 폴리에틸렌은 호모 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌 코폴리머이며, 밀도 0.942g/cm3 이상의 폴리에틸렌이다. 또한, 용융 유량(이하 「MFR」로 약기; JIS K7210에 따라서, 230℃×2.16kgf에서 측정, 단위 g/10min)이 0.60 이하, 바람직하게는 0.15 이상 0.30 이하인 것을 선택한다. MFR은 고밀도 폴리에틸렌의 평균 분자량의 지표가 되며, 일반적으로 평균 분자량이 높으면 MFR은 낮아진다. 또한, MFR이 낮을수록 비교적 내마모성도 향상되는 경향이 있어, 본 발명에서는, MFR이 0.60 이하인 고밀도 폴리에틸렌을 선택함으로써 절연 전선의 내마모성을 향상시킬 수 있다.
고밀도 폴리에틸렌은, 수지 성분 전체를 100질량부로 하여 40 내지 65질량부로 한다. 고밀도 폴리에틸렌의 함유량이 40질량부보다도 적은 경우는, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리페닐렌에터계 수지, 스타이렌계 엘라스토머의 3성분의 폴리머 합금에 있어서, 고밀도 폴리에틸렌 중에 폴리페닐렌에터계 수지와 스타이렌계 엘라스토머가 미분산된 폴리머 합금으로 할 수 없어 내마모성이 저하된다. 또한, 고밀도 폴리에틸렌의 함유량이 65질량부보다도 지나치게 많으면 난연성이 저하된다.
폴리페닐렌에터(PPE)는 메탄올과 페놀을 원료로 하여 합성되는 2,6-자일레놀을 산화 중합시켜 수득되는 엔지니어링 플라스틱이다. 또한, 폴리페닐렌에터의 성형 가공성을 향상시키기 위해서, 폴리페닐렌에터에 폴리스타이렌을 용융 블렌딩한 재료가 변성 폴리페닐렌에터 수지(변성 PPE)로서 각종 시판되고 있다. 본 발명에 이용하는 폴리페닐렌에터계 수지로서는, 상기의 폴리페닐렌에터 수지 단체 및 폴리스타이렌을 용융 블렌딩한 폴리페닐렌에터 수지의 어느 것이든 사용할 수 있다. 또한, 무수 말레산 등의 카복실산을 도입한 것을 적절히 블렌딩하여 사용할 수도 있다.
폴리페닐렌에터계 수지로서 폴리스타이렌을 용융 블렌딩한 폴리페닐렌에터 수지를 사용하면 고밀도 폴리에틸렌 및 스타이렌계 엘라스토머와의 용융 혼합 시의 작업성이 향상되어 바람직하다. 또한, 폴리스타이렌을 용융 블렌딩한 폴리페닐렌에터 수지는 스타이렌계 엘라스토머와의 상용성이 우수하기 때문에, 압출 가공성이 향상된다.
폴리페닐렌에터계 수지의 함유량은 수지 성분 전체를 100질량부로 하여 25 내지 30질량부로 한다. 폴리페닐렌에터계 수지는 내열성이 우수함과 함께 탄성률이 높고 딱딱한 재료이기 때문에, 30질량부를 초과하면 유연성이 저하되고, 25질량부 미만이면 내열성이나 내마모성이 저하된다. 또한, 폴리페닐렌에터계 수지는 난연성이 높은 수지이며, 25질량부 미만이면 난연성이 저하된다.
스타이렌계 엘라스토머로서는, 스타이렌·에틸렌뷰텐·스타이렌 공중합체, 스타이렌·에틸렌프로필렌·스타이렌 공중합체, 스타이렌·에틸렌·에틸렌프로필렌·스타이렌 공중합체, 스타이렌·뷰틸렌·스타이렌 공중합체 등을 들 수 있고, 이들의 수소 첨가 폴리머나 부분 수소 첨가 폴리머를 예시할 수 있다. 또한, 무수 말레산 등의 카복실산을 도입한 것을 적절히 블렌딩하여 사용할 수도 있다.
이들 중에서도 스타이렌과 고무 성분의 블록 공중합 엘라스토머를 사용하면, 압출 가공성이 향상되는 데다가, 인장 파단 신도가 향상되고 유연성이 향상된다. 스타이렌/에틸렌·뷰틸렌 비가 30:70 내지 60:40인 스타이렌-에틸렌뷰텐-스타이렌 블록 공중합체(SEBS), 스타이렌-에틸렌·뷰틸렌-에틸렌 블록 공중합체(SEBC), 스타이렌-에틸렌·에틸렌·프로필렌-스타이렌 블록 공중합체(SEEPS) 등이 스타이렌계 엘라스토머로서 바람직하게 사용될 수 있다.
스타이렌계 엘라스토머의 함유량은 수지 성분 전체를 100질량부로 하여 10 내지 30질량부로 한다. 스타이렌계 엘라스토머의 함유량이 10질량부보다도 적으면 유연성이 저하된다. 또한, 30질량부를 초과하면 내마모성이 저하된다.
인산에스터로서는, 비스페놀 A 비스다이페닐포스페이트, 레졸시놀 비스다이자일렌일포스페이트, 레소시놀 비스다이페닐포스페이트, 트라이페닐포스페이트, 트라이페닐포스페이트, 트라이메틸포스페이트, 트라이에틸포스페이트, 트라이크레실포스페이트, 트라이자일렌일포스페이트, 크레실페닐포스페이트, 크레실 2,6-자일렌일포스페이트, 2-에틸헥실다이페닐포스페이트, 1,3-페닐렌 비스(다이페닐포스페이트), 1,3-페닐렌 비스(다이-2,6-자일렌일포스페이트), 비스페놀 A 비스(다이페닐포스페이트), 옥틸다이페닐포스페이트, 다이에틸렌에틸에스터포스페이트, 다이하이드록시프로필렌뷰틸에스터포스페이트, 에틸렌다이나트륨에스터포스페이트, t-뷰틸페닐다이페닐포스페이트, 비스-(t-뷰틸페닐)페닐포스페이트, 트리스-(t-뷰틸페닐)포스페이트, 아이소프로필페닐다이페닐포스페이트, 비스-(아이소프로필페닐)다이페닐포스페이트, 트리스-(아이소프로필페닐)포스페이트, 트리스(2-에틸헥실)포스페이트, 트리스(뷰톡시에틸)포스페이트, 트리스아이소뷰틸포스페이트 등을 사용할 수 있다.
인산에스터는 난연제로서 작용한다. 인 함유량이 높은 인산에스터를 사용하면 난연성이 향상된다. 또한, 분자량이 크고 융점이 높은 인산에스터는 내가수분해성이 높기 때문에, 수지 조성물의 혼합 시의 열에 의한 분해가 적어 난연성이 향상된다. 이들의 점에서 축합 인산에스터가 바람직하다. 특히 비스페놀 A 비스다이페닐포스페이트는 내가수분해성이 높음과 함께 가소화 효과가 높기 때문에, 바람직하게 사용할 수 있다. 인산에스터의 함유량은 수지 성분 100질량부에 대하여 6 내지 25질량부로 한다. 6질량부보다 적은 경우는 난연성이 불충분하고, 25질량부를 초과하면 기계적 특성이 저하된다.
다작용성 모노머는 가교 조제로서 작용한다. 다작용성 모노머로서는 트라이메틸올프로페인트라이메타크릴레이트, 트라이알릴사이아누레이트, 트라이알릴아이소사이아누레이트 등의 분자 내에 복수의 탄소-탄소 2중 결합을 갖는 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 또한, 다작용성 모노머는 상온에서 액체인 것이 바람직하다. 액체이면 폴리페닐렌에터계 수지나 스타이렌계 엘라스토머와의 혼합이 용이하다. 특히 트라이메틸올프로페인트라이메타크릴레이트는 수지에의 상용성이 높아 바람직하게 사용될 수 있다. 다작용성 모노머의 함유량은 수지 성분 100질량부에 대하여 1 내지 10질량부로 한다. 1질량부보다 적은 경우에는 가교 효율이 나빠 내열성 등의 특성이 저하된다. 또한, 10질량부를 초과하면 기계적 특성이 저하된다.
수지 조성물에는 상기의 필수 성분 이외에, 산화 방지제, 노화 방지제, 가공 안정제, 착색제, 중금속 불활성화제, 발포제를 적절히 혼합할 수 있다. 이들의 재료를 단축 혼련 압출기, 2축 혼련 압출기, 가압 니더, 반버리 믹서 등의 기지(旣知)의 용융 혼합기를 이용하여 혼합하여 수지 조성물을 작성한다. 상기의 필수 성분을 규정된 비율로 혼합함으로써, 고밀도 폴리에틸렌 중에 폴리페닐렌에터계 수지와 스타이렌계 엘라스토머가 미분산된 폴리머 합금이 된다. 한편, 미분산되어 있다는 것은, 매트릭스에 대하여, 도메인이 서브-마이크론(sub-micron) 크기로 균일하게 분산되어 있는 상태를 말한다. 균일 분산을 수득하기 위해서는, 고전단형 이축 혼련 압출기로 혼합하는 것이 바람직하다.
절연 전선은, 상기의 수지 조성물로 이루어지는 절연층을 갖는 것이며, 도체 상에 절연층이 직접 또는 다른 층을 통해서 형성된다. 절연층의 형성에는 용융 압출기 등 기지의 압출 성형기를 이용할 수 있다. 또한 절연층에 전리 방사선을 조사하여 가교하는 것이 바람직하다.
도체로서는, 도전성이 우수한 구리 선, 알루미늄 선 등이 사용될 수 있다. 도체의 직경은 사용 용도에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 좁은 공간에의 배선을 가능하게 하기 위해서는 단면적이 0.35mm2 이하인 것을 선택하는 것이 바람직하다. 도체는 단선이어도 좋고, 복수의 소선(素線)을 연선(撚線)으로 한 것이어도 좋다.
절연층의 두께는, 도체 직경에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 절연층의 두께를 0.24mm 이하로 하면 좁은 부분에서의 배선이 가능해지고 취급이 용이하다. 본 발명의 절연 전선의 절연층은 내마모성이 우수하기 때문에, 이와 같이 박막의 절연층에서도 자동차용 전선에 요구되는 특성을 만족할 수 있다.
절연층이 전리 방사선의 조사에 의해 가교되어 있으면, 기계적 강도가 향상되어 바람직하다. 전리 방사선원으로서는, 가속 전자선이나 감마선, X선, α선, 자외선 등이 예시될 수 있고, 선원(線源) 이용의 간편함이나 전리 방사선의 투과 두께, 가교 처리의 속도 등 공업적 이용의 관점에서 가속 전자선이 가장 바람직하게 이용될 수 있다.
실시예
다음으로, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 실시예는 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
(실시예 1 내지 9, 비교예 1 내지 7)
(수지 조성물 펠렛의 작성)
표 1 및 표 2에 나타내는 배합 처방(단위: 질량부)으로 각 성분을 혼합했다. 2축 혼합기(45mmφ, L/D=42)를 사용하여, 실린더 온도 240℃, 스크류 회전수 200rpm으로 용융 혼합하고, 스트랜드상으로 용융 압출하고, 이어서, 용융 스트랜드를 냉각 절단하여 펠렛을 제작했다.
(절연 전선의 제작)
단축 압출기(30mmφ, L/D=24)를 이용하여, 단면적 0.35mm2의 도체(0.16mmφ의 연동선(軟銅線) 19개 꼼) 상에 두께가 0.25mm가 되도록 절연층을 압출 피복하고, 가속 전압 2MeV의 전자선을 180 내지 360kGy 조사하여 절연 전선을 작성했다.
(절연층의 평가: 인장 특성)
제작한 전선으로부터 도체를 발취(拔取)하여, 절연층의 인장 시험을 행했다. 시험 조건은 인장 속도=500mm/분, 표선(標線) 사이 거리=25mm, 온도=23℃로 하고, 인장 강도 및 인장 신도(파단 신도)를 각 3점의 시료에서 측정하여, 그들의 평균값을 구했다. 인장 강도가 10.3MPa 이상이고, 인장 신도가 150% 이상이면 바람직하다.
(내열성)
ISO 6722에 기초하여 장시간 가열, 단시간 가열 및 과부하 가열 시험을 행했다. 장시간 가열: 절연 전선을 온도 125℃에서 3000시간 방치한 후, 실온에서 직경 1.5mm의 맨드릴(mandrel)에 3회 감아 크랙 등의 외관 불량이 없는 것을 확인했다. 또한, AC 1kV×1분의 내전압 시험을 행했다. 내전압 시험 후에 크랙 등의 외관 불량이 없는 것을 합격으로 했다. 단시간 가열: 절연 전선을 온도 150℃에서 240시간 방치한 후, -25℃에서 직경 5mm의 맨드릴에 3회 감아 크랙 등의 외관 불량이 없는 것을 확인했다. 또한, AC 1kV×1분의 내전압 시험을 행했다. 내전압 시험 후에 크랙 등의 외관 불량이 없는 것을 합격으로 했다. 과부하 시험: 절연 전선을 온도 175℃에서 6시간 방치한 후, 실온에서 직경 1.5mm의 맨드릴에 3회 감아 크랙 등의 외관 불량이 없는 것을 확인했다. 또한, AC 1kV×1분의 내전압 시험을 행했다. 내전압 시험 후에 크랙 등의 외관 불량이 없는 것을 합격으로 했다.
(마모 시험)
ISO 6722에 기초하여 테이프 마모 시험 및 스크레이프(scrape) 마모 시험을 행했다. 테이프 마모 시험에서는 150J의 가넷 사포를 사용하고, 하중은 0.1kg으로 했다. 도체 노출까지의 테이프 이동 거리가 250mm 이상인 것을 합격으로 했다. 스크레이프 마모 시험에서는 직경 0.45mm의 블레이드를 사용하고, 주파수 50 내지 60Hz, 하중 7N으로 했다. 사이클 수가 200 이상인 것을 합격으로 했다.
(내온수 시험)
절연 전선을 직경 5mm의 맨드릴에 3회 감은 상태에서 온도 85℃, 농도 10g/l의 염수 중에 침지시키고 DC 48V를 인가하여, 7일 마다 절연 저항을 5사이클 측정했다. 또한, AC 1kV×1분의 내전압 시험을 행했다. 내전압 시험 후에 크랙 등의 외관 불량이 없는 것을 합격으로 했다.
(난연성 시험)
절연 전선을 45°로 기울여, 15초 불꽃에 접촉시킨 후, 불꽃이 꺼지기까지의 시간(초)을 측정했다. 70초 이내에 불꽃이 자연스럽게 꺼진 경우는 합격, 70초를 넘은 경우는 불합격으로 했다.
(내전압 시험)
ISO 6722에 기초하여 수중에서 AC 1kV를 30분간 인가하고, 그 후 3kV까지 전압을 걸어, 절연 파괴되지 않는지 조사하여, 절연 파괴가 없는 것을 합격으로 했다.
(저온 감기 시험)
ISO 6722에 기초하여 -40℃의 항온조에 4시간 방치한 후, φ5D(전선 외경의 5배의 직경)의 맨드릴에 3회 감아, AC 1kV를 1분간 인가하고, 절연 파괴되지 않는지 조사하여, 절연 파괴가 없는 것을 합격으로 했다.
(가열 수축)
ISO 6722에 기초하여 100mm의 전선 샘플을 150℃의 항온조에 15분간 투입하고, 취출 후 절연 피복의 수축이 없는지 조사하여, 수축이 2mm 이내인 것을 합격으로 했다.
(내유성 시험)
ISO 6722에 기초하여, 가솔린, 경유, 엔진 오일, 에탄올, PSF, ATF, LLC 등의 각 오일에 23℃ 또는 50℃의 온도 조건에서 20시간 침지하고, 외경 변화율을 산출하여, 변화율 15% 이하의 것을 합격으로 했다. 또한, 합격한 샘플에 대해서는 상온에서 φ5D의 맨드릴에 3회 감아 AC 1kV의 전압을 1분 인가하고, 절연 파괴되지 않는지 조사하여, 절연 파괴가 없는 것을 합격으로 했다.
(내배터리액 시험)
ISO 6722에 기초하여 배터리액을 전선 샘플 상에 적하하고 90℃의 항온조에 8시간 방치한 후, 재차 적하하여 16시간 방치한다는 사이클을 총 2회 반복하고, 상온에서 30분 방치한 후, 감기 시험을 행하여 절연 파괴가 없는 것을 합격으로 했다.
Figure pct00001
Figure pct00002
(각주)
변성 PPE: 아사히화성(주)제 자이론(등록상표) X9102
SEBS: 아사히화성(주)제 터프텍(등록상표) H1041
SEBC: JSR(주)제 다이나론(등록상표) 4600P
SEEPS: 쿠라레이(주)제 셉톤(등록상표) 4044
PE(*1): MFR=0.25, 밀도 0.961g/cm3, 경도 68D의 고밀도 폴리에틸렌(프라임 폴리머(주)제, 하이 젝스 520MB)
PE(*2): MFR=0.55, 밀도 0.959g/cm3, 경도 70D의 고밀도 폴리에틸렌(니폰 폴리에틸렌(주)제, 노바텍 HY530)
PE(*3): MFR=0.4, 밀도 0.956g/cm3, 경도 69D의 고밀도 폴리에틸렌(니폰 폴리에틸렌(주)제, 노바텍 HY420)
PE(*4): MFR=0.3, 밀도 0.95g/cm3, 경도 69D의 고밀도 폴리에틸렌(니폰 폴리에틸렌(주)제, 노바텍 HD320)
PE(*5): MFR=0.55, 밀도 0.94g/cm3, 경도 61D의 고밀도 폴리에틸렌(다우 케미칼 US(주)제, Dowlex 2388)
PE(*6): MFR=0.38, 밀도 0.953g/cm3, 경도 62D의 고밀도 폴리에틸렌(다우 케미칼 일본(주)제, MDMJ-6200NT)
PE(*7): MFR=0.6, 밀도 0.92g/cm3의 저밀도 폴리에틸렌(다우 케미칼 일본(주)제, DFDJ-7540)
PE(*8): MFR=0.75, 밀도 0.945g/cm3의 고밀도 폴리에틸렌(다우 케미칼 일본(주)제, DGDN-3364)
PE(*9): MFR=0.8, 밀도 0.951g/cm3, 경도 62D의 고밀도 폴리에틸렌(프라임 폴리머(주)제, 하이 젝스 5305E)
PE(*10): MFR=0.8, 밀도 0.938g/cm3의 중밀도 폴리에틸렌(니폰 폴리에틸렌(주)제 SD911)
비스페놀 A 비스다이페닐포스페이트: 다이하치화학(주)제, CR741
레졸시놀 비스다이자일렌일포스페이트: 다이하치화학(주)제, PX-200
레졸시놀 비스다이페닐포스페이트: 다이하치화학(주)제, CR733S
TMPTMA: 트라이메틸올프로페인 트라이메타크릴레이트
질소계 난연제(멜라민사이아누레이트): 닛산화학(주)제 MC6000
실시예 1 내지 7의 절연 전선은 모두 인산에스터로서 비스페놀 A 비스다이페닐포스페이트를 사용하고 있다. 내열성, 내마모성, 내온수제, 난연성 등의 평가 항목을 만족하고 있음과 함께 인장 신도는 모두 150% 이상, 인장 강도는 10.3MPa 이상이며 유연성도 충분하다. 실시예 8의 절연 전선은 인산에스터로서 레졸시놀 비스다이자일렌일포스페이트를 사용하고 있다. 내마모성은 테이프 마모 시험, 스크레이프 마모 시험 모두 합격 수준이지만 인장 신도가 70%로 약간 작고, 실시예 1 내지 7의 절연 전선과 비교하면 유연성이 약간 나쁘다. 또한, 내열성도 불충분하다. 실시예 9의 절연 전선은 인산에스터로서 레졸시놀 비스다이페닐포스페이트를 사용하고 있다. 내마모성 및 유연성은 요구 특성을 만족하고 있지만, 내열성의 과부하 시험이 불합격이고, 또한 내온수성도 불합격이고, 실시예 1 내지 7의 절연 전선과 비교하면 내열성이 약간 뒤떨어져 있다.
비교예 1 내지 4는 폴리에틸렌으로서 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 및 용융 유량이 0.6보다 큰 고밀도 폴리에틸렌을 사용하고 있다. 어느 것이든 내마모성이 요구 특성을 만족하지 않고, 용융 유량이 0.6 이하인 고밀도 폴리에틸렌을 사용함으로써 내마모성이 향상된다는 것을 나타내고 있다.
비교예 5는 폴리에틸렌으로서 중밀도 폴리에틸렌을 사용함과 함께, 인계 난연제와 병용하여 질소계 난연제를 사용하고 있다. 테이프 마모 시험이 요구 특성을 만족하고 있지 않는 데다가, 신도가 140%이고 유연성이 약간 뒤떨어져 있다.
비교예 6은 고밀도 폴리에틸렌의 함유량이 수지 100질량부에 대하여 30질량부로 적어서, 유연성, 내열성 및 내마모성이 요구 특성을 만족하고 있지 않다. 고밀도 폴리에틸렌 함유량이 적기 때문에, 수지 조성물의 상 구조가 역전되어 있는 것이 이의 원인으로 추측된다.
비교예 7은 인산에스터의 함유량을 수지 성분 100질량부에 대하여 5질량부로 하고 있다. 난연성이 요구 특성을 만족하고 있지 않음과 함께, 인장 신도도 130%이고 목표치보다 약간 낮아져 있다. 이로부터 인산에스터, 특히 비교예 7에서 사용되고 있는 비스페놀 A 비스다이페닐포스페이트는 난연성에 기여할 뿐 아니라 수지의 가소화 효과에 의해 유연성 향상에도 기여하고 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 도체 및 당해 도체를 피복하는 절연층을 갖는 무-할로젠 난연 절연 전선으로서,
    상기 절연층은, 용융 유량이 0.60 이하인 고밀도 폴리에틸렌 40 내지 65질량부, 폴리페닐렌에터계 수지 25 내지 30질량부, 및 스타이렌계 엘라스토머 10 내지 30질량부로 이루어지고, 상기 고밀도 폴리에틸렌 중에 상기 폴리페닐렌에터계 수지와 상기 스타이렌계 엘라스토머가 미분산된 폴리머 합금인 수지 성분 100질량부에 대하여 인산에스터를 6 내지 25질량부 및 다작용성 모노머를 1 내지 10질량부 함유하는 수지 조성물의 가교체로 이루어지는 무-할로젠 난연 절연 전선.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인산에스터가 비스페놀 A 비스다이페닐포스페이트인 무-할로젠 난연 절연 전선.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌의 용융 유량이 0.15 이상 0.30 이하인 무-할로젠 난연 절연 전선.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    전리 방사선의 조사에 의해 수지 조성물이 가교되어 있는 무-할로젠 난연 절연 전선.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도체의 단면적이 0.35mm2 이하이며, 상기 절연층의 두께가 0.25mm 이하인 무-할로젠 난연 절연 전선.
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