KR20190072194A - 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물 및 고유연성 비가교 케이블 - Google Patents

고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물 및 고유연성 비가교 케이블 Download PDF

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KR20190072194A
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Abstract

본 발명은 케이블용 절연층 조성물 및 케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물 및 고유연성 비가교 케이블에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물은 (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 이용할 경우, 케이블 제조과정에서 가교를 하지 않으므로 공정을 단순화할 수 있고, 재활용이 가능할 뿐만 아니라, 제조된 케이블 전선은 기존 사용되고 있는 가교 폴리에틸렌(XLPE)과 동등 이상의 내열성을 갖으며, 전력 케이블에서 요구되는 물리적 특성 및 전기적 특성이 우수하다.

Description

고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물 및 고유연성 비가교 케이블 {Insulating Layer Composition for Highly Flexible Non-crosslinked Cable and Highly Flexible Non-crosslinked Cable}
본 발명은 케이블용 절연층 조성물 및 케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물 및 고유연성 비가교 케이블에 관한 것이다.
일반적인 전력 케이블은 도체와 이를 감싸는 절연층을 포함하고, 고전압 또는 초고전압 케이블의 경우 상기 도체와 절연층 사이에 내부 반도전층, 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층, 상기 외부 반도전층을 감싸는 쉬스층 등을 더욱 포함할 수 있다.
최근, 증가하는 전력 수요에 따라 고용량 케이블의 개발이 요구되고 있으며 이를 위해서는 기계적, 전기적 특성이 우수한 절연층을 제조하기 위한 절연 재료가 필요한 상황이 되었다. 종래 상기 절연 재료를 구성하는 기재 수지로서 폴리에틸렌, 에틸렌/프로필렌 탄성 공중합체(EPR), 에틸렌/프로필렌/디엔 공중합체(EPDM) 등의 폴리올레핀계 고분자를 가교시킨 것이 일반적으로 사용되어 왔다. 이러한 종래의 가교 수지는 고온에서 우수한 유연성 및 만족스런 전기적·기계적 강도 등을 유지하기 때문이다.
그러나, 절연 재료를 구성하는 기재 수지로 사용되어 온 가교 폴리에틸렌(XLPE) 등은 가교 형태이기 때문에 상기 가교 폴리에틸렌 등의 수지로 제조된 절연층을 포함하는 케이블 등의 수명이 다하면 상기 절연층을 구성하는 수지의 재활용이 불가능하고 소각에 의해 폐기할 수밖에 없어 환경 친화적이지 않다. 또한, 쉬스층의 재료로서 폴리비닐클로라이드(PVC)를 사용하는 경우 이를 상기 절연 재료를 구성하는 가교 폴리에틸렌(XLPE) 등으로부터 분리하는 것이 곤란하여, 소각시 유독성 염소화 물질이 생성되는 등 환경 친화적이지 않은 단점이 있다.
IEC, ICEA 등 대부분의 국제규격은 전기 케이블의 도체의 최고 허용 온도를 90℃로 규정하고 있다. 이러한 도체 최고 허용 온도 조건을 만족하기 위해서 절연층을 형성하는 절연재료는 121℃ 내지 136℃의 온도에서도 높은 내열성을 가져야 한다. 또한, 최근에는 전기 케이블의 경량화 또는 컴팩트화를 위해 상기 도체의 직경을 줄이기 위한 노력들이 다양하게 시도되고 있다. 이렇게 전기 케이블의 도체의 직경이 줄어들게 되면, 도체의 발열 온도가 90℃ 이상으로 높아지기 때문에 녹는점이 100℃ ~ 125℃ 사이에 불과한 폴리에틸렌은 절연층의 재료로서 적당하지 못하다.
한편, 고분자 자체의 용융점이 160℃ 이상으로 가교하지 않고도 내열성이 우수하여 환경 친화적인 폴리프로필렌 수지를 기재 수지로 사용하는 것을 고려해 볼 수 있다. 다만, 상기 폴리프로필렌 수지는 이의 높은 강성(rigidity)에 의한 불충분한 유연성, 굴곡성(flexibility) 등으로 인해, 이로부터 제조되는 절연층을 포함하는 케이블의 포설 작업시 작업성이 떨어지고 그 용도가 제한되는 문제가 있다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2012-0048520호는 반응형 폴리프로필렌 60 내지 90 중량%와 폴리프로필렌 40 내지 10 중량%를 포함하는 비가교 폴리프로필렌으로 이루어진 절연 조성물을 개시하였고, 한국공개특허 제2014-0134836호는 (A) 폴리프로필렌 수지와 (B) 폴리프로필렌 매트릭스 내에 프로필렌 공중합체가 분산된 헤테로상 수지가 중량비(A:B) 2:8 내지 6:4로 블렌딩(blending)된 비가교 열가소성 수지를 절연층으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 케이블을 개시하였으나, 이들은 여전히 상충관계(trade-off)에 있는 수지의 인장강도, 신장율, 내열성, 체적고유저항 및 박리강도 등을 동시에 만족시키지는 못하였다.
따라서, 환경친화적이고 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라, 인장강도, 신장율, 내열성, 체적고유저항 및 굴곡탄성률 등을 동시에 만족시킬 수 있는 새로운 절연층 및 이를 포함하는 케이블이 요구되고 있는 실정이다.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 노력한 결과, (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 이용할 경우, 기존 가교 폴리에틸렌(XLPE)과 동등 이상의 내열성을 갖으며, 전력 케이블에서 요구되는 물리적 특성 및 전기적 특성을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라, 케이블 제조과정에서 가교를 하지 않으므로 공정의 단순화를 이룰 수 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은 기존 가교 폴리에틸렌(XLPE)과 동등 이상의 내열성을 갖으며 전력 케이블에서 요구되는 물리적 특성 및 전기적 특성을 만족하는 고유연성 비가교 케이블 및 이의 제조를 위한 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층 및 상기 외부 반도전층을 감싸는 쉬스층을 포함하는 케이블에 있어서, 상기 절연층이 (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 절연층 조성물로부터 형성된 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스 수지는 폴리프로필렌 75~95중량% 및 열가소성 폴리올레핀(TPO) 5~25중량%를 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 산화방지제는 페놀계 산화 방지제 및 인계 산화방지제인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 베이스 수지 100중량부에 대하여 페놀계 산화 방지제 0.2~1.5중량부 및 인계 산화방지제 0.2~1.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물은 가공조제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 이용할 경우, 케이블 제조과정에서 가교를 하지 않으므로 공정을 단순화할 수 있고, 재활용이 가능할 뿐만 아니라, 제조된 케이블 전선은 기존 사용되고 있는 가교 폴리에틸렌(XLPE)과 동등 이상의 내열성을 갖으며, 전력 케이블에서 요구되는 물리적 특성 및 전기적 특성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 전력 케이블의 단면구조를 나타낸 종단면도이다.
본 발명에서는 일반적인 절연재료로 사용되는 가교 폴리에틸렌(XLPE) 대신에 (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 사용할 경우, 기존 가교 폴리에틸렌(XLPE)과 동등 이상의 내열성을 가지면서, 전력 케이블에서 요구되는 물리적 특성 및 전기적 특성을 만족시키는 전력 케이블을 제조할 수 있다는 것을 확인하고자 하였다.
본 발명에서는, (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 제조한 다음, 압출하여 케이블용 절연층으로 사용 가능한 시편을 제조하고, 물성을 평가하였다. 그 결과, 인장강도, 신장율, 내열성, 체적고유저항, 굴곡탄성률 등의 물성이 모두가 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명은 일 관점에서, (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 도체의 최고 허용 온도 110~120℃를 견딜 수 있는 것이라면 랜덤 폴리프로필렌, 호모 폴리프로필렌, 블록 폴리프로필렌 등을 제한없이 이용할 수 있다. 이와 같이, 내부 반도전층을 형성하는 절연재료로서 비가교 폴리프로필렌을 포함하는 조성물을 사용할 경우, 별도로 가교 공정을 거칠 필요가 없어 제조비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 열가소성 폴리올레핀(TPO)은 베이스 수지에 굴곡탄성률 및 전기 절연성을 부여시키기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성할 수 있는 것이라면 특별한 제한 없이 자유롭게 사용이 가능하며, 폴리프로필렌 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 베이스 수지는 폴리프로필렌 75~95중량% 및 열가소성 폴리올레핀(TPO) 5~25중량%를 포함할 수 있다.
상기 폴리프로필렌의 상한 값을 초과하거나 열가소성 폴리올레핀(TPO)의 하한 값 미만일 경우, 굴곡탄성률 및 수치안정성이 낮고, 상기 열가소성 폴리올레핀(TPO)의 상한 값을 초과하거나 폴리프로필렌의 하한 값 미만일 경우, 굴곡탄성률 개선효과가 미미하며, 체적고유저항(절연 특성) 물성을 충족시킬 수 없는 문제점이 있다.
상기 산화방지제는 가공시 분해를 방지하고, 내열성을 향상시켜 고온환경에서 노화를 지연시키기 위한 것으로서, 페놀계 및 인계 산화방지제를 동시에 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 일반적으로는 페놀계 산화방지제를 단독으로 사용하지만, 인계 산화방지제를 동시에 사용함으로써 더 낮은 가공온도를 확보함으로써, 고온 장기 내열성을 확보할 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제는 입체적으로 방해받는 페놀계 안정화제(sterically hindered phenolic stabi1izer)로서, 예를 들면 알킬화 모노페놀, 폴리페놀 또는 다이엔과 폴리페놀의 알킬화 반응산물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 2,6-디-테트라-부틸-4-메틸페놀, 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 비스(3,3-비스(4'-히드록시-3'-t-부틸페닐)부탄산)글리콜 에스테르, 테트라비스(메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)메탄, 1,2-비스 (3,5-di-t-부틸-4-히드록시히드로신나모일)히드라진(1,2-Bis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamoyl)hydrazine), 4,4'-티오비스(2-t-부틸-5-메틸페놀), 2,2'-티오 디에틸 비스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트], 펜타에리트리틸-테트라키스-[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)-프로피오네이트], 4,4'-티오비스(2-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-티오비스(6-t-부틸-4-메틸페놀), 트리에틸렌글리콜-비스-[3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페놀)프로피오네이트], 티오디에틸렌 비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 6,6'-디-t-부틸-2,2'-티오디-p-크레졸, 1,3,5-트리스(4-t-부틸-3-하이드록시-2,6-크실릴)메틸-1,3,5-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)-트리온 및 디옥타데실 3,3'-티오디프로피오네이트 등을 사용할 수 있다.
상기 인계 산화방지제는 디포스포나이트(Diphosphonite), 트리옥틸 포스파이트(Trioctyl Phosphite), 트리올레일 포스파이트(Trioleyl Phosphite), 트리스(2-에틸헥실) 포스파이트(Tris(2-ethylhexyl) Phosphite), 트리-p-톨일 포스파이트(Tri-p-tolyl Phosphite), 트리헥실 포스파이트(Trihexyl Phosphite), 트리-o-톨일 포스파이트(Tri-o-tolyl Phosphite), 트리스(2,4-디-터트-부틸페닐) 포스파이트(Tris(2,4-di-tert-butylphenyl) Phosphite), 트리스테아릴 포스파이트(Tristearyl Phosphite), 트리페닐 포스파이트(Triphenyl Phosphite), 트리스(1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-2-프로필) 포스파이트(Tris(1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propyl) Phosphite), 트리부틸 포스파이트(Tributyl Phosphite), 트리이소데실 포스파이트(Triisodecyl Phosphite), 테트라키스(2,4-디-터트-부틸페닐)[1,1'-바이페닐]-4,4'-디일비스(포스포나이트)(Tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)[1,1'-biphenyl]-4,4'-diylbis(phospho nite)) 등을 예시할 수 있으며, 테트라키스(2,4-디-터트-부틸페닐)[1,1'-바이페닐]-4,4'-디일비스(포스포나이트)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 산화방지제는 목적으로 하는 물성을 달성하면서 내열성을 저해하지 않는 범위에서 사용할 수 있는데, 구체적으로 베이스 수지 100중량부에 대하여 페놀계 산화 방지제 0.2~1.5중량부 및 인계 산화방지제 0.2~1.5중량부의 범위에서 선택하여 사용할 수 있다.
본 발명의 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물은 가공조제를 더욱 포함할 수 있다.
상기 가공조제는 조성물의 흐름성을 유지시키며 경도를 적절히 감소시켜 성형성을 향상시키기 위한 것으로서, 상기 베이스 수지 100중량부에 대하여 0.5~1.5중량부 사용할 수 있다. 상기 가공조제 함량이 0.5중량부 미만일 경우 성형성 증대 효과를 기대하기 어려울 수 있고, 1.5중량부를 초과할 경우 기계적 물성이 저하될 수 있다.
상기 가공조제는 폴리에틸렌 왁스, 파라핀 왁스, 파라핀 오일, 유기실리콘, 지방산 에스테르 화합물, 지방산 아마이드 화합물, 지방산 알코올, 지방산, 스테아린산 아연, 스테아린산 마그네슘, 스테아린산 칼슘 등을 예시할 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 폴리에틸렌 왁스를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물은 (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하고 있으므로, 별도로 가교 공정을 거칠 필요가 없어 제조비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 가교 폴리에틸렌(XLPE)과 동등 이상의 내열성을 갖으며, 전력 케이블에서 요구되는 물리적 특성 및 전기적 특성을 만족시키는 전력 케이블을 제조할 수 있다.
따라서, 본 발명은 또 다른 관점에서, 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층 및 상기 외부 반도전층을 감싸는 쉬스층을 포함하는 케이블에 있어서, 상기 절연층이 (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 절연층 조성물로부터 형성된 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블에 관한 것이다.
상기 절연층 조성물은 앞서 설명한 바와 동일하다.
[실시예]
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[ 실시예 1~3] 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물의 제조
표 1과 같이 폴리프로필렌(LyondellBasell, CA 7441A) 및 열가소성 폴리올레핀(LyondellBasell, Adflex® Q100F)를 혼합한 베이스 수지 100중량부에 대하여, 폐놀계 산화방지제(송원산업, A/O1076), 인계 산화방지제(Clariant, P-EPQ) 및 PE 왁스(Honeywell, A-C® 316A)를 혼합하고, 3ℓ/batch의 혼련장치[DISPERSION KNEADER, 화인기계공업(주), 대한민국]에서 150℃의 온도로 20분간 혼련하여 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 제조하였다.
이후, Φ50의 직경을 갖는 압출기[EXTRUDER, 화인기계공업(주), 대한민국]에 상기 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 주입하였다. 호퍼(Hopper)의 온도는 150℃, 실린더 1의 온도는 165℃, 실린더 2의 온도는 170℃, 다이스는 175℃의 온도조건으로 용융혼련하고, 티-다이(T-DIE)를 이용하여 압출하여 케이블용 절연층과 동등하게 평가가 가능한 시편을 제조하였다.
조성 실시예 1 실시예 2 실시예 3
베이스 수지 폴리프로필렌 95 85 75
열가소성 폴리올레핀(TPO) 5 15 25
산화 방지제 페놀계 0.5 0.5 0.5
인계 0.5 0.5 0.5
가공조제 PE 왁스 1 1 1
제조된 시편을 대상으로 인장강도, 신장율, 내열성(가열 후 인장강도, 가열 후 신장율), 체적고유저항, 굴곡탄성률, AC 파괴강도 등의 물성을 평가하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
물성 측정방법 및 기준은 다음과 같다.
(1) 인장강도 및 신장율: IEC 60811-1-1에 따라 인장강도 및 신장율을 측정하여 인장강도는 1.27kgf/㎟, 신장율은 350%를 초과하여야 함
(2) 내열성 (가열 후 인장강도 및 신장율): IEC 60811-1-1에 따라 인장강도 및 신장율을 측정하여 신장율이 350%를 초과하여야 함
(3) 체적고유저항: ASTM D257에 따라 측정하여 5×1015 Ω·CM 이상을 만족하여야 함
(4) 굴곡탄성률: ASTM D790에 따라 측정하며, 기존 XLPE는 180Mpa, 세계 최고 수준 (Prismain社)의 절연PP 제품은 250Mpa으로 알려져 있으므로, 이와 대등하거나 낮을수록 바람직함(굴곡탄성률이 낮을수록 유연하여 케이블 설치시 편리한 단점이 있음)
(5) AC 파괴강도 : IEC 60243-1에 따라 측정하며, 기존 XLPE 수치인 46과 대등하거나 높아야 함
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비고
인장강도 (kgf/mm2) 1.74 1.99 2.11
신장율 (%) 741 733 687
가열 후 인장강도 (kgf/mm2) 1.43 1.57 1.87 136℃×240시간
가열 후 신장율 (%) 597 616 614 136℃×240시간
체적 고유저항
(Ω·CM)		 2.4×1017 6.6×1016 7.9×1015
굴곡탄성률(Mpa) 83 65 61 ASTM D790
AC 파괴강도(E0,kV/㎜) 49.2 51.8 53.6 IEC 60243-1
표 2로부터, 실시예 1~3의 경우 인장강도, 신장율, 내열성(가열 후 인장강도, 신장율), 체적고유저항, 굴곡탄성률 및 AC 파괴강도의 모든 물성기준을 충족하는 것을 알 수 있었다.
[비교예 1~5] 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물의 제조
표 3과 같이 폴리프로필렌(LyondellBasell, CA 7441A)과 열가소성 폴리올레핀(LyondellBasell, Adflex® Q100F) 또는 H-PP(LG Chem, H1500)를 혼합한 베이스 수지 100중량부에 대하여, 폐놀계 산화방지제(송원산업, A/O1076), 인계 산화방지제(Clariant, P-EPQ®) 및 PE 왁스(Honeywell, A-C® 316A)를 혼합하고, 3ℓ/batch의 혼련장치[DISPERSION KNEADER, 화인기계공업(주), 대한민국]에서 150℃의 온도로 20분간 혼련하여 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 제조하였다. 이후, 제조된 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물을 가지고 실시예 1과 동일한 방법으로 케이블용 절연층과 동등하게 평가가 가능한 시편을 제조하였다.
조성 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
베이스 수지 폴리프로필렌 85 70 85 100 65
열가소성 폴리올레핀(TPO) - 15 15 - 35
H-PP 15 15 - - -
산화 방지제 페놀계 0.5 0.5 1 0.5 0.5
인계 0.5 0.5 - 0.5 0.5
가공조제 PE 왁스 1 1 1 1 1
제조된 시편을 대상으로 인장강도, 신장율, 내열성(가열 후 인장강도, 가열 후 신장율), 체적고유저항, 굴곡탄성률, AC 파괴강도 등의 물성을 평가하고, 그 결과를 표 4에 나타내었다.
구분 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비고
인장강도 (kgf/mm2) 2.31 2.27 1.97 1.71 2.19
신장율 (%) 711 689 722 734 658
가열 후 인장강도 (kgf/mm2) 2.15 2.04 1.21 1.17 1.91 136℃×240시간
가열 후 신장율 (%) 634 603 450 437 599 136℃×240시간
체적 고유저항
(Ω·CM)		 4.8×1017 8.8×1016 6.5×1016 5.7×1016 1.7×1015
굴곡탄성률(Mpa) 154 133 65 94 59 ASTM D790
AC 파괴강도(E0,kV/㎜) 53.2 54.1 51 47.8 53.1 IEC 60243-1
표 4로부터, 열가소성 폴리올레핀(TPO) 대신 H-PP를 사용한 비교예 1의 경우, 대체로 모든 물성기준에 부합하지만, 압출 후 냉각과정에서 수축되어 수치 안정성이 떨어지고, 기존 가교 폴리에틸렌(XLPE) 대비 굴곡탄성률 개선효과가 미미하였고, 열가소성 폴리올레핀(TPO)과 H-PP를 혼용하여 사용한 비교예 2의 경우도 비교예 1과 동일하게 수치안정성이 낮고, 굴곡탄성률 기준을 충족시키지 못하였다.
또한, 인계 산화방지제를 사용하지 않고, 폐놀계 산화제만 단독으로 사용한 비교예 3의 경우, 기본적인 물성기준은 만족시키지만 내열성이 상대적으로 떨어져 케이블의 장기적 수명을 확보할 수 없는 문제가 있다.
또한, 열가소성 폴리올레핀(TPO)를 사용하지 않고, 폴리프로필렌을 단독으로 사용한 비교예 4의 경우, 비교예 3과 동일한 이유로 케이블의 장기적 수명을 확보할 수 없는 문제가 있다.
적정량보다 많은 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 사용한 비교예 5의 경우, 실시예 대비 굴곡탄성률 개선효과가 미미하며, 체적고유저항(절연 특성) 물성을 충족시킬 수 없는 문제점이 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 베이스 수지는 폴리프로필렌 75~95중량% 및 열가소성 폴리올레핀(TPO) 5~25중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 산화방지제는 페놀계 산화 방지제 및 인계 산화방지제인 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 베이스 수지 100중량부에 대하여 페놀계 산화 방지제 0.2~1.5중량부 및 인계 산화방지제 0.2~1.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 가공조제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 베이스 수지 100중량부에 대하여 가공조제 0.5~1.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블용 절연층 조성물.
  7. 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층 및 상기 외부 반도전층을 감싸는 쉬스층을 포함하는 케이블에 있어서,
    상기 절연층은 (a) 폴리프로필렌 및 열가소성 폴리올레핀(TPO)을 함유하는 베이스 수지; 및 (b) 산화방지제를 포함하는 절연층 조성물로부터 형성된 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블.
  8. 제7항에 있어서, 상기 절연층 조성물의 베이스 수지는 폴리프로필렌 75~95중량% 및 열가소성 폴리올레핀(TPO) 5~25중량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블.
  9. 제7항에 있어서, 상기 절연층 조성물의 산화방지제는 페놀계 산화 방지제 및 인계 산화방지제인 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블.
  10. 제9항에 있어서, 베이스 수지 100중량부에 대하여 페놀계 산화 방지제 0.2~1.5중량부 및 인계 산화방지제 0.2~1.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블.
  11. 제7항에 있어서, 상기 절연층 조성물은 가공조제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블.
  12. 제11항에 있어서, 베이스 수지 100중량부에 대하여 가공조제 0.5~1.5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고유연성 비가교 케이블.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021210945A1 (ko) * 2020-04-17 2021-10-21 엘에스전선 주식회사 절연 조성물 및 이로부터 형성된 절연층을 갖는 전력 케이블

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