KR20190141387A - 내한성 및 내유성이 우수한 비할로겐계 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블 - Google Patents

내한성 및 내유성이 우수한 비할로겐계 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내한성 및 내유성이 우수한 비할로겐계 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 -40℃의 내한성을 보유하는 동시에 이와 상충관계(trade off)에 있는 내유성, 내화학성 등이 저하되지 않고, 기계적 특성이 우수하며, 비할로겐계 난연제를 사용함에도 불구하고 난연성이 우수하고 환경 친화적이며, 나아가 가공성이 우수한 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블에 관한 것이다.

Description

내한성 및 내유성이 우수한 비할로겐계 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블{Halogen-free sheath composition with excellent low-temperature resistance and oil resistance, and cable having a sheath layer formed from the same}
본 발명은 내한성 및 내유성이 우수한 비할로겐계 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 -40℃의 내한성을 보유하는 동시에 이와 상충관계(trade off)에 있는 내유성, 내화학성 등이 저하되지 않고, 기계적 특성이 우수하며, 비할로겐계 난연제를 사용함에도 불구하고 난연성이 우수하고 환경 친화적이며, 나아가 가공성이 우수한 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블에 관한 것이다.
철도차량, 선박, 자동차 등에 사용되는 케이블은 이의 사용환경에 따라 내한성, 내유성, 내화학성, 내약품성 등이 동시에 요구되고, 구체적으로 -40℃ 수준의 내한성이 요구된다.
종래 내한성 케이블은 이의 시스층을 형성하는 소재로서 폴리염화비닐(PVC) 수지를 주로 사용하였으나, 상기 폴리염화비닐(PVC) 수지는 할로겐 원소의 함유로 난연성은 우수하지만 화재시 인체에 유해한 가스를 발생시키므로 친환경성을 요구하는 장소에서는 사용되기 어렵다.
또한, 내한성 케이블의 시스층을 형성하기 위해 오일 성분, 친유성 화합물 등을 밀어내는 작용을 하는 극성기를 포함하는 수지를 사용했다. 그러나, 상기 수지는 내유성 및 내화학성이 우수한 반면, 상기 극성기에 의해 내한성이 불충분한 문제를 갖고 있다.
상기 극성기를 포함하는 수지에 니트릴-부타디엔계 고무 등을 적용한 예가 있으나, 이러한 경우 내한성이 다소 개선된 반면, 내유성이 크게 저하되는 문제가 있었다.
한편, 내유성, 내화학성, 내한성 등을 동시에 만족시키는 고가의 폴리에스테르와 같은 엔지니어링 플라스틱 수지 또는 고밀도 폴리에틸렌 수지를 적용하는 것을 고려해 볼 수 있다.
그러나, 이러한 엔지니어링 플라스틱 수지 등은 가공온도가 높아 상기 가공온도 보다 분해 개시온도가 낮은 가교제를 이용한 화학가교를 수행하는 경우 수지의 성형이 이루어지기 전에 조기가교가 일어날 수 있을 뿐만 아니라, 경도가 매우 높고 뻣뻣하여 유연성, 내한성 등이 크게 저하되어 케이블의 시스층 등에 적용시 포설성, 시공성 등의 작업성이 크게 저하되고, 저온의 환경, 예컨데 -40℃ 이하에서 사용되는 케이블의 시스층 등에 적용하는 것이 곤란한 문제가 있다.
그리고, 종래 내한성 케이블의 난연성을 확보하기 위해 상기 케이블의 시스층을 형성하는 시스 조성물에 난연제를 첨가하게 되는데 종래 할로겐계 난연제를 사용하는 경우 우수한 난연성을 확보할 수 있는 반면, 상기 할로겐계 난연제를 포함하는 케이블의 폐기를 위한 소각시 유독가스가 발생하는 등 환경오염이 유발되는 문제가 있다.
따라서, -40℃의 내한성을 보유하는 동시에 이와 상충관계(trade off)에 있는 내유성, 내화학성 등이 저하되지 않고, 기계적 특성이 우수하며, 비할로겐계 난연제를 사용함에도 불구하고 난연성이 우수하고 환경 친화적이며, 나아가 가공성이 우수한 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 우수한 내한성을 보유하는 동시에 이와 상충관계에 있는 내유성, 내화학성 등이 저하되지 않는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 기계적 특성이 우수하고 난연성이 충분하면서 환경 친화적인 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 제조비용이 절감되는 동시에 가공성, 작업성 등이 우수한 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
시스 조성물로서, 베이스 수지로서 올레핀계 단량체와 극성기를 갖는 단량체의 공중합에 의해 형성된 공중합체 수지 및 가소제를 포함하고, 상기 극성기를 갖는 단량체의 함량(y)과 상기 가소제의 함량(x)은 아래 수학식 1의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
[수학식 1]
y=1.5x+30
상기 수학식 1에서,
x의 단위는 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 하는 중량부이고,
y의 단위는 상기 공중합체 수지의 총 중량을 기준으로 하는 중량%이다.
여기서, 상기 극성기를 갖는 단량체의 함량(y)은 30 내지 70 중량%이고, 상기 가소제의 함량(x)은 5 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
한편, 상기 공중합체 수지는 융점(Tm)이 80℃ 이하인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 공중합체 수지는 용융점도가 190℃에서 2.16kg의 하중을 적용하여 측정시 0.3 내지 5 g/10min인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
또한, 상기 공중합체 수지는 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 베이스 수지는 100 중량부를 기준으로 상기 공중합체 수지 60 내지 100 중량부 및 말레산 변성 수지 0 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
한편, 상기 가소제는 디옥틸아디페이트(di-2-ethylhexyl adipate; DOA), 디옥틸세바케이트(di-2-ethylhexyl sebacate; DOS), 디옥틸아질레이트(di-2-ethylhexyl azelate; DOZ) 및 트리옥틸트리멜리테이트(tri-octyl trimellitate; TOTM)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
또한, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 표면이 소수성 개질된 무기 난연제 70 내지 200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
여기서, 표면이 소수성 개질된 무기 난연제는 비닐실란, 스테아린산, 올레인산 및 아미노폴리실록산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 표면개질제에 의해 표면이 소수성 개질된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
또한, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 보강재로서 표면적이 150 ㎡/g 이상인 실리카 5 내지 30 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 열분해 개시온도가 110 내지 180℃인 가교제 2 내지 6 중량부 및 트리알리이소시아뉴레이트(triallyisocyanurate), 트리알리시아뉴레이트(triallycyanurate), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(trimethylolpropane trimethacrylate) 및 트리메틸올프로판 트리아크리레이트(trimethylolporpane triacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 가교보조제 1.5 내지 6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
한편, 도체; 및 상기 도체를 감싸고 상기 시스 조성물로부터 형성된 시스층을 포함하는, 케이블을 제공한다.
본 발명에 따른 비할로겐계 시스 조성물은 베이스 수지인 특정 베이스 수지, 난연제, 가소제 등의 특정 조합 및 정밀하게 조절된 배합비에 의해 우수한 내한성을 보유하고 이와 상충관계에 있는 내유성, 내화학성 등의 저하를 회피하거나 최소화할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 비할로겐계 시스 조성물은 보강재 첨가를 통해 기계적 특성이 향상되고 비할로겐계 난연제를 사용함에도 불구하고 난연성이 충분한 동시에 환경 친화적인 우수한 효과를 나타낸다.
나아가, 본 발명에 따른 비할로겐계 시스 조성물은 특정한 베이스 수지의 배합을 통해 제조비용이 절감되는 동시에 가공성, 작업성 등이 향상되는 우수한 효과를 나타낸다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명 되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공 되어지는 것이다.
본 발명에 따른 내한성이 우수한 비할로겐계 시스 조성물은 베이스 수지로서 올레핀계 단량체와 극성기를 갖는 단량체와의 공중합체 수지를 전체 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 60 내지 100 중량부로 포함할 수 있다. 상기 공중합체 수지의 함량이 60 중량부 미만인 경우 상기 시스 조성물의 내유성이 크게 저하될 수 있다.
여기서, 상기 공중합체 수지를 구성하는 올레핀계 단량체는 특별히 제한되지 않고, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 공중합체 수지를 구성하는 극성기를 갖는 단량체는 아세트산기, 아크릴산기, 기타 다른 하이드록시기, 카르복실산기, 카르복실산 에스테르기, 산무수물기, 아미노기, 아미드기, 에폭시기, 머캅토기 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 극성기를 갖는 단량체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 공중합체 수지는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)일 수 있다.
본 발명에 따른 비할로겐계 시스 조성물로부터 형성된 시스층은 이의 베이스 수지로서 상기 공중합체 수지를 구성하는 단량체의 극성기에 의해 오일 성분, 친유성 화합물 등을 밀어내기 때문에 내유성이 향상될 수 있고, 예를 들어, 상기 공중합체 수지의 총 중량을 기준으로, 상기 극성기를 갖는 단량체의 함량은 30 내지 70 중량%일 수 있다.
또한, 상기 공중합체 수지는 융점(melting temperature; Tm)이 나타나지 않거나 80℃ 이하일 수 있다. 여기서, 상기 공중합체 수지는 극성기를 갖는 단량체의 함량이 증가할수록 결정성이 낮아지며 이에 따라 융점이 낮아지다가 상기 극성기를 갖는 단량체, 예를 들어, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)에서 비닐 아세테이트(VA)의 함량이 40 중량% 이상인 경우 수지의 결정성이 없어지면서 융점이 나타나지 않게 된다.
한편, 상기 공중합체의 융점이 80℃ 이하인 경우, 내유성, 내화학성, 내한성 등을 동시에 만족할 수 있고, 엔지니어링 플라스틱 등에 비해 융점(Tm)이 낮기 때문에 상기 시스 조성물의 가공 온도가 낮고, 따라서 열에 의한 분해 개시온도가 낮은 가교제에 의한 화학가교가 가능하다. 반면, 상기 공중합체의 융점(Tm)이 80℃ 초과인 경우, 내유성이 크게 저하될 수 있는데, 이는 상기 극성기를 갖는 단량체의 함량이 적기 때문이다.
나아가, 상기 공중합체 수지의 용융점도는 190℃에서 2.16kg의 하중을 적용하여 측정한 경우 0.3 내지 5 g/10min일 수 있다. 상기 용융점도가 0.3 g/10min 미만이거나 5 g/10min 초과인 경우 본 발명에 따른 비할로겐계 시스 조성물의 압출 성형성이 저하될 수 있다.
상기 베이스 수지는 이의 총 중량인 100 중량부를 기준으로 말레산 변성 수지, 예를 들어, 말레산 무수물이 그라프트된(grafted) 올레핀 수지, 바람직하게는 말레산 무수물이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트 수지를 0 내지 40 중량부로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 말레산 변성 수지의 함량이 40 중량부를 초과하는 경우 상기 시스 조성물의 내한성은 향상될 수 있으나 내유성, 내화학성 등이 크게 저하될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 시스 조성물은 특정 가소제, 예를 들어, 디옥틸아디페이트(di-2-ethylhexyl adipate; DOA), 디옥틸세바케이트(di-2-ethylhexyl sebacate; DOS), 디옥틸아질레이트(di-2-ethylhexyl azelate; DOZ), 트리옥틸트리멜리테이트(tri-octyl trimellitate; TOTM) 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 가소제를 포함할 수 있다.
상기 가소제는 상기 공중합체 수지에 의해 저하된 내한성, 유연성 등을 추가로 향상시키는 기능을 수행하고, 예를 들어, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 5 내지 30 중량부일 수 있다. 여기서, 상기 가소제의 함량이 5 중량부 미만인 경우 상기 시스 조성물의 내한성, 유연성 등이 크게 저하될 수 있는 반면, 30 중량부 초과인 경우 상기 시스 조성물의 인장강도가 크게 저하될 수 있다.
상기 공중합체 수지 및 상기 가소제 각각의 함량이 앞서 기술한 수치범위를 만족한다고 하더라도 상기 시스 조성물이 적용되는 케이블에 대해 요구되는 내유성, 내한성 등의 정도에 따라 상기 공중합체 수지 및 상기 가소제 각각의 함량은 더욱 정밀하게 조절될 필요가 있다.
구체적으로, 상기 공중합체 수지의 극성기를 갖는 단량체의 함량(y)과 상기 가소제의 함량(x)은 아래 수학식 1의 관계를 만족하도록 설계될 수 있다.
[수학식 1]
y=1.5x+30
상기 수학식 1에서,
x 및 y의 함량의 단위는 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 하는 중량부이다.
본 발명에 따른 시스 조성물은 앞서 기술한 공중합체 수지 및 가소제의 특정한 종류와 상기 수학식 1에 의해 정의되는 배합비를 만족함으로써, -35℃ 내한타격시험에 합격하는 내한성뿐만 아니라, IRM 902/903 오일, 석유 시추시 사용하는 머드인 Calcium Bromide 용액과 EDC95-11 그리고 유압유/기어유에 대한 내유성을 만족할 수 있으며, 후술하는 다량의 난연제를 포함하는 경우에도 내한성, 내유성, 내화학성, 기계적 특성이 저하되는 것을 효과적으로 억제함으로써 규격 IEC 60332-3 Cat.A 수직 난연성을 만족할 수 있다.
본 발명에 따른 시스 조성물은 난연제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 난연제는 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 수산화알루미늄(Al(OH)3) 등의 비할로겐계 난연제를 포함할 수 있다. 상기 수산화마그네슘 등의 난연제는 고표면 에너지를 갖는 친수성인 반면, 상기 베이스 수지는 저표면 에너지를 갖는 소수성이기 때문에, 상기 난연제는 상기 베이스 수지에 대한 분산성이 좋지 않고, 전기적 특성에도 악영향을 미칠 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 상기 수산화마그네슘 등의 난연제는 비닐실란, 스테아린산, 올레인산, 아미노폴리실록산 등으로 표면 개질되는 것이 바람직하다. 상기 난연제가 비닐실란 등에 의해 표면 개질되는 경우, 비닐실란 등의 가수분해기가 축합반응에 의해 수산화마그네슘 등의 난연제 표면에 화학 결합을 함으로써 부착되고, 실란기가 상기 베이스 수지와 반응하여 우수한 분산성을 확보할 수 있게 된다.
상기 비할로겐계 난연제는 상기 시스 조성물에 의한 시스층 압출 공정에서 그 형상과 기능을 유지하면서 상기 시스 조성물 내에서의 분산성을 향상시키기 위해 모스 경도가 2 내지 3이고, 입자 크기가 0.6 내지 6 ㎛인 것이 바람직하다.
상기 비할로겐계 난연제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 70 내지 200 중량부일 수 있다. 상기 비할로겐계 난연제의 함량이 70 중량부 미만인 경우 상기 시스 조성물의 난연성이 불충분할 수 있는 반면, 200 중량부 초과인 경우 상기 시스 조성물의 내한성 등의 물성이 저하될 수 있다. 본 발명에 따른 시스 조성물은 상기 비할로겐계 난연제 이외에 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 적인 등의 난연보조제 0.5 내지 5 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 시스 조성물은 상기 베이스 수지의 가교를 위해 가교제를 포함할 수 있고, 가교보조제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가교제는 상기 베이스 수지의 가교방식에 따라 실란계 가교제, 또는 디큐밀퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, t-부틸 큐밀퍼옥사이드, 디(t-부틸 퍼옥시 아이소프로필) 벤젠, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸 퍼옥시)헥산, 디-t-부틸 퍼옥사이드 등의 유기과산화물계 가교제일 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 시스 조성물을 구성하는 베이스 수지가 상기 디큐밀퍼옥사이드 등의 유기과산화물계 가교제에 의한 화학가교 방식으로 가교되는 경우 상기 유기과산화물계 가교제의 열분해 개시온도는 110 내지 180℃인 것이 바람직하다. 상기 유기과산화물계 가교제가 상기와 같은 열분해 개시온도를 갖는 경우 상기 시스 조성물의 압출 성형시 분해되지 않아 안정적인 공정 조건을 확보할 수 있다.
상기 가교제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 6 중량부일 수 있다. 상기 가교제의 함량이 2 중량부 미만인 경우 상기 베이스 수지의 가교도가 떨어져 상기 시스 조성물의 내유성 및 상온 강도가 저하될 수 있는 반면, 6 중량부 초과인 경우 상기 시스 조성물은 과도한 가교를 통한 부반응으로 상기 시스 조성물의 신장율, 내한성 등이 저하될 수 있고, 조기가교가 일어날 수 있다.
또한, 상기 가교보조제는 트리알리이소시아뉴레이트(triallyisocyanurate), 트리알리시아뉴레이트(triallycyanurate), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(trimethylolpropane trimethacrylate), 트리메틸올프로판 트리아크리레이트(trimethylolporpane triacrylate) 등으로부터 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 가교보조제를 포함할 수 있다.
상기 가교보조제는 상기 가교제의 활성을 증가시켜 가교도를 높이는 작용을 수행함으로써 상기 가교제의 함량을 낮출 수 있다. 상기 가교보조제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 1.5 내지 6 중량부일 수 있다.
본 발명에 따른 시스 조성물은 산화방지제, 활제, 가공조제 등의 기타 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 특히, 상기 산화방지제는 페놀계, 아민계 등의 산화방지제를 포함할 수 있고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 산화방지제의 함량은 0.5 내지 4 중량부이고, 상기 활제나 가공조제의 함량은 0.5 내지 1 중량부일 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 시스 조성물은 침강 실리카(precipitated silica), 흄드 실리카(fumed silica) 등의 보강재를 추가로 포함할 수 있고, 상기 보강재는 표면적이 150 ㎡/g 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 상기 보강재의 표면적이 150 ㎡/g 미만인 경우 상기 베이스 수지 내에서의 분산성이 저하되어 오히려 상기 시스 조성물의 기계적 특성을 저하시키고 압출성 등의 성형성을 크게 저하시킬 수 있다.
상기 실리카 등의 보강재의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 5 내지 30 중량부일 수 있고, 상기 실리카의 함량이 5 중량부 미만인 경우 상기 시스 조성물의 인장강도 등의 기계적 특성이 불충분할 수 있는 반면, 30 중량부 초과인 경우 상기 시스 조성물의 압출성이 저하되거나 내한성, 유연성 등이 크게 저하될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 시스 조성물은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 3 내지 50 중량부의 배합유, 예를 들어, 알킬에스테르계 오일, 파라핀계 오일 등을 추가로 포함할 수 있다. 상기 배합유는 상기 시스 조성물의 유연성, 내한성 등을 추가로 향상시킬 수 있다.
[실시예]
1. 제조예
아래 표 1에 나타난 바와 같은 구성성분을 아래 표 1에 나타난 함량으로 80℃의 오픈롤에서 혼련 후 실시예 및 비교예 각각에 따른 시스 조성물을 제조하고, 170℃에서 20분 동안 가압 가열하여 가교하고 IEC 60811-1-1에 준하여 각각의 시스 시편을 제조했다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
수지1 80 100 80 80 80 50
수지2 20 20 20 20 50
난연제1 150 150 150 150 150
난연제2 150
실리카 15 15 15 15 15
가소제 15 15 15 15 8 15
산화방지제 1 1 1 1 1 1
가교제 5 5 5 5 5 5
- 수지1 : 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체(VA 함량 : 70 중량%)
- 수지2 : 말레산 무수물이 그라프트된 에틸렌 비닐아세테이트 수지
- 난연제1 : 비닐 실란으로 표면처리한 수산화마그네슘
- 난연제2 : 표면처리하지 않은 수산화마그네슘
- 실리카 : 침강 실리카(표면적 150 ㎡/g)
- 가소제 : 디옥틸아디페이트(di-2-ethylhexyl adipate; DOA)
- 산화방지제 : 페놀계 산화방지제
- 가교제 : 디큐밀퍼옥사이드
2. 물성 평가
1) 상온 물성평가
규격 IEC 60811-1-1에 준하여 실시예 및 비교예 각각에 따른 시스 시편에 대해 250mm/min으로 인장강도 및 신율을 측정했다. 규격 IEC 60092-360 SHF2에 따라 인장강도 0.92 kgf/㎟ 이상, 신장율 120% 이상이어야 한다.
2) 내한성 평가
KS C 3004에 준하여 두께 2.0±0.2 mm, 너비 6.0±0.4 mm, 길이 38.0±2 mm의 크기로 실시예 및 비교예 각각에 따른 시스 시편을 5개씩 준비하여 -35℃에서 2분 30초 동안 에틸알코올 용액에 담근 후 타격하였다. 1개 이상 쪼개지는 것을 크랙이라 하며 금 또는 균열은 크랙이라 하지 않았다. 측정값은 준비된 시편 5개 중 절반을 넘는 3개 이상에 크랙이 발생하면 "크랙", 2개 이사에 크랙이 발생하면 "노크랙"으로 표시했다.
3) 내유성 평가
NEK 606(2016)에 명시된 오일(IRM 903)에 실시예 및 비교예 각각에 따른 시스 시편을 100℃에서 168시간 동안 침유 후 인장강도 및 신장율을 측정하여 인장변화율 및 신장변화율을 계산했다고, 비중계를 사용하여 부피와 중량 변화를 계산했다.
상기 물성 평가 결과는 아래 표 2에 나타난 바와 같다.
실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4
상온물성 인장강도(MPa) 1.08 0.89 0.90 0.75 1.34 1.54
신장율(%) 175.5 254.6 231.1 223.8 130.2 98.6
내한성 -35℃ 내한타격 노크랙 노크랙 크랙 노크랙 크랙 노크랙

내유성		 인장변화율(%) -7.43 -3.96 -15.03 -23.54 -14.43 -33.98
신장변화율(%) -9.51 -7.24 -12.62 -21.43 -10.51 -10.99
부피변화율(%) 9.84 7.08 13.43 12.23 9.84 9.13
중량변화율(%) 11.64 10.61 11.39 12.37 11.64 10.54
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 비할로겐계 시스 조성물로부터 형성된 시스 시편은 상온 물성, 내유성, 내한성 등이 모두 우수한 것으로 확인되었다.
반면, 비교예 1의 시스 시편은 표면처리되지 않은 난연제를 적용함으로써 내한성이 크게 저하되었고, 비교예 2의 시스 시편은 보강재로서 실리카가 첨가되지 않아 상온 기계적 특성이 크게 저하되었으며, 비교예 3의 시스 시편은 가소제 함량이 기준 미달로 내한성이 크게 저하되었고, 비교예 4의 시스 시편은 베이스 수지로서 에틸렌 비닐아세테이트 함량이 기준 미달로 상온 신장율 및 내유성이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

Claims (12)

  1. 시스 조성물로서,
    베이스 수지로서 올레핀계 단량체와 극성기를 갖는 단량체의 공중합에 의해 형성된 공중합체 수지 및 가소제를 포함하고,
    상기 극성기를 갖는 단량체의 함량(y)과 상기 가소제의 함량(x)은 아래 수학식 1의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
    [수학식 1]
    y=1.5x+30
    상기 수학식 1에서,
    x의 단위는 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 하는 중량부이고,
    y의 단위는 상기 공중합체 수지의 총 중량을 기준으로 하는 중량%이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극성기를 갖는 단량체의 함량(y)은 30 내지 70 중량%이고,
    상기 가소제의 함량(x)은 10 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공중합체 수지는 융점(Tm)이 80℃ 이하인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공중합체 수지는 용융점도가 190℃에서 2.16kg의 하중을 적용하여 측정시 0.3 내지 5 g/10min인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 공중합체 수지는 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 100 중량부를 기준으로 상기 공중합체 수지 60 내지 100 중량부 및 말레산 변성 수지 0 내지 40 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 가소제는 디옥틸아디페이트(di-2-ethylhexyl adipate; DOA), 디옥틸세바케이트(di-2-ethylhexyl sebacate; DOS), 디옥틸아질레이트(di-2-ethylhexyl azelate; DOZ) 및 트리옥틸트리멜리테이트(tri-octyl trimellitate; TOTM)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 표면이 소수성 개질된 무기 난연제 70 내지 200 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    표면이 소수성 개질된 무기 난연제는 비닐실란, 스테아린산, 올레인산 및 아미노폴리실록산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 표면개질제에 의해 표면이 소수성 개질된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 보강재로서 표면적이 150 ㎡/g 이상인 실리카 5 내지 30 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 열분해 개시온도가 110 내지 180℃인 가교제 2 내지 6 중량부 및 트리알리이소시아뉴레이트(triallyisocyanurate), 트리알리시아뉴레이트(triallycyanurate), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(trimethylolpropane trimethacrylate) 및 트리메틸올프로판 트리아크리레이트(trimethylolporpane triacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 가교보조제 1.5 내지 6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  12. 도체; 및
    상기 도체를 감싸고 제1항 또는 제2항의 시스 조성물로부터 형성된 시스층을 포함하는, 케이블.
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