KR20200083275A - 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선 - Google Patents

케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선 Download PDF

Info

Publication number
KR20200083275A
KR20200083275A KR1020190174402A KR20190174402A KR20200083275A KR 20200083275 A KR20200083275 A KR 20200083275A KR 1020190174402 A KR1020190174402 A KR 1020190174402A KR 20190174402 A KR20190174402 A KR 20190174402A KR 20200083275 A KR20200083275 A KR 20200083275A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin composition
cable
cable sheath
parts
weight
Prior art date
Application number
KR1020190174402A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102234147B1 (ko
Inventor
주동욱
박도현
이태현
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
Publication of KR20200083275A publication Critical patent/KR20200083275A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102234147B1 publication Critical patent/KR102234147B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01B3/44—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 vinyl resins; acrylic resins
    • H01B3/443—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 vinyl resins; acrylic resins from vinylhalogenides or other halogenoethylenic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016—Plasticisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/04—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing chlorine atoms
    • C08L27/06—Homopolymers or copolymers of vinyl chloride
    • 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
    • H01B3/44—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 vinyl resins; acrylic resins
    • 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
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/282—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable
    • 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
    • H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
    • H01B7/282—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable
    • H01B7/2825—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable using a water impermeable sheath
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/202—Applications use in electrical or conductive gadgets use in electrical wires or wirecoating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/14—Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Insulated Conductors (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선에 관한 것이다. 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 상기 케이블 시스용 수지 조성물이 포함될 수 있는 난연차수 케이블 제품의 시스층이 가져야 하는 본래의 물성인 난연성 및 내수성 등을 우수한 수준으로 유지하면서도, 추가적으로 상기 난연차수 케이블 제품의 시스층을 포함하는 상기 케이블 제품의 권취(捲取)에 의한 케이블간 압력 등의 요소로 인하여 발생될 수 있는 점착 현상으로 인한 상기 난연차수 케이블의 사용을 위한 권출(捲出)의 어려움 및 권출(捲出)시 일어날 수 있는 케이블 표면에 뜯김 현상 등으로 인한 2차 불량 제품이 발생에 대한 문제점을 획기적으로 개선할 수 있다.

Description

케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선{RESIN COMPOSITION FOR CABLE SHEATH AND CABLE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선에 관한 것이다.
일반적으로, 수중 환경 등 수분에 노출될 수 있는 환경에서 사용되는 케이블은 절연층에 수분이 침투함으로써 절연 성능이 저하되거나, 상기 절연층에 침투한 수분이 이온화되고 이러한 이온에 교번전계가 가해져 진동함으로써 절연층 내부에 틈이 생성되고 그 틈을 통해서 수분이 스며들어 그 내부에 존재하는 도체에까지 수분이 침투하는 현상에 의해 누설전류, 절연파괴 등이 유발될 수 있다.
또한, 케이블의 최외각에 존재할 수 있는 시스층이 수분을 흡습하는 경우, 수분 침투에 의한 금속차폐층의 부식에 의한 손상, 편단 접지된 금속 차폐층의 오픈단에서의 유기전압 상승시 인체 접촉 감전 사고 또는 단선 사고 등이 유발될 수 있다.
한편, 상기 케이블의 유연성, 작업성, 시스층의 가공성 등의 확보를 위해 상기 시스층을 형성하는 시스용 조성물에 가소제를 첨가하는 경우 이러한 가소제는 침투한 물에 의해 추출되거나 가수분해되어 케이블의 전기적 특성을 저해하는 문제점을 유발할 수 있다.
또한, 상기 시스층은 난연성 확보를 위해 다량의 난연제를 포함하는 시스용 조성물에 의해 형성될 수 있으나, 상기 난연제가 친수성을 띄는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 금속 수산화물인 경우 상기 시스층의 내수성이 저하될 수 있는 반면, 내수성 저하를 억제하기 위해 난연제의 함량을 감축시키는 경우 상기 시스층의 난연성이 저하될 수 있다.
따라서, 수분 침투에 의한 절연층의 절연 성능 저하, 누설전류, 절연파괴, 금속 차폐층의 부식 등으로부터 케이블을 보호하기 위해 케이블을 구성하는 상기 시스층의 내수성을 향상시키고, 동시에 상기 시스층의 난연성을 확보하기 위한 난연차수 케이블의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다.
이와 관련된 특허문헌으로서, 한국 특허공개공보 제10-2010-0121645호 및 한국 특허공개공보 제10-2006-0056963호 등이 있다.
상기 난연차수 케이블은 싱글코어 또는 멀티코어 구조로 구성되어 있고, 최외각층에는 전술한 시스층이 존재하되, 상기 시스층은 난연 차수 성능을 고려하여 일반적으로 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride, PVC) 또는 염화비닐수지 조성물(이하, "PVC 조성물"이라 함)을 포함한다.
상기 PVC 조성물의 경우, 일반적으로 폴리염화비닐 수지 이외에 가소제 및 충전제를 포함하며, 케이블 제품의 난연성 확보를 위해 난연제가 추가로 포함될 수 있다.
또한, 상기 난연제로는 상기 케이블 제품의 단가 및 컴파운딩의 용이성 등을 이유로 무기계 난연제가 포함되고 있다.
그러나, 상기 무기계 난연제를 포함하는 경우, 필연적으로 상기 케이블 제품의 표면이 연질화되어 하중이 큰 케이블 제품을 제조할 시, 상기 케이블 제품의 권취(捲取)가 요구되며, 상기 케이블 제품의 권취(捲取)에 의한 케이블간 압력 등의 요소로 인하여 점착 현상이 일어날 수 있어, 상기 케이블 제품의 사용을 위한 권출(捲出)에 많은 힘이 필요하거나, 케이블 표면에 뜯김 현상 등으로 인한 2차 불량 제품을 발생시킬 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 점착 현상이 개선된 상기 PVC 조성물 및 이를 포함하는 난연차수 케이블 제품의 개발이 절실히 필요한 실정이다.
특허문헌 1: 한국 특허공개공보 제10-2010-0121645호 특허문헌 2: 한국 특허공개공보 제10-2006-0056963호
본 발명자들은 상기 종래 기술의 문제점 해결하기 위하여, 케이블 제품, 특히 난연차수 케이블 제품의 시스층에 포함되는 PVC 조성물에 있어서, 상기 난연차수 케이블 제품의 시스층이 가져야 하는 본래의 물성인 난연성 및 내수성 등을 우수한 수준으로 유지하면서도, 추가적으로 상기 난연차수 케이블 제품의 시스층을 포함하는 상기 케이블 제품의 권취(捲取)에 의한 케이블간 압력 등의 요소로 인하여 발생될 수 있는 점착 현상으로 인한 상기 난연차수 케이블의 사용을 위한 권출(捲出)의 어려움 및 권출(捲出)시 일어날 수 있는 케이블 표면에 뜯김 현상 등으로 인한 2차 불량 제품이 발생에 대한 문제점을 획기적으로 개선할 수 있는 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선을 제공하고자 한다.
보다 구체적으로 본 발명은, 폴리염화비닐계 수지 및 가소제를 포함하고, 상기 가소제는 2종 이상의 가소제를 혼합한 혼합 가소제로서, 상기 혼합 가소제의 함량은 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 40 중량부 내지 60 중량부의 함량으로 포함하며, 하기 수식 1을 만족하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공하고자 한다.
[수식 1]
X ≤ 1.4
상기 수식 1에서, X는 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 1mm×100mm×100mm(두께×가로×세로)의 크기로 2개의 시트를 제작한 후, 상기 시트 크기의 절반의 면적인 50mm×100mm(가로×세로)의 면적에는 상기 2개의 시트 사이에 PET film을 삽입하여 접착되지 않도록 하여 상기 2개의 시트를 서로 겹쳐지도록 한 다음, 2mm 두께의 트레이에 두고 압력(press)을 가하여 접착시켜 제조한 시편을, 급랭(초기 온도 100℃, 5분 동안 예열 후 10분간 10MPa의 압력을 가한 후, 상기 압력이 유지되고 있는 상태에서 냉각라인을 통해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 40℃까지 급랭한 다음, 꺼낸 시편을 16시간 이상 상온에서 방치하는 조건)한 후, 다시 상기 시편을 15mm×100mm(가로×세로)의 직사각형 모양으로 절단하고, 상기 시편 중 상기 PET film에 의해 접착되지 않은 부분의 양쪽 시트 말단을 각각 만능인장시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 위쪽 및 아래쪽 부분의 지그에 물린 후, 인장속도 200mm/min의 조건으로 인장 시험을 실시하여 측정한 최대하중(kgf)값을 의미한다.
또한, 본 발명은, 도체; 및 상기 도체 외측에 형성된 시스층을 포함하고, 상기 시스층은 전술한 케이블 시스용 수지 조성물을 포함하는 전선을 제공하고자 한다.
상기 언급한 과제 해결을 위하여, 본 발명은, 폴리염화비닐계 수지 및 가소제를 포함하고, 상기 가소제는 2종 이상의 가소제를 혼합한 혼합 가소제로서, 상기 혼합 가소제의 함량은 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 40 중량부 내지 60 중량부의 함량으로 포함하며, 하기 수식 1을 만족하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
[수식 1]
X ≤ 1.4
상기 수식 1에서, X는 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 1mm×100mm×100mm(두께×가로×세로)의 크기로 2개의 시트를 제작한 후, 상기 시트 크기의 절반의 면적인 50mm×100mm(가로×세로)의 면적에는 상기 2개의 시트 사이에 PET film을 삽입하여 접착되지 않도록 하여 상기 2개의 시트를 서로 겹쳐지도록 한 다음, 2mm 두께의 트레이에 두고 압력(press)을 가하여 접착시켜 제조한 시편을, 급랭(초기 온도 100℃, 5분 동안 예열 후 10분간 10MPa의 압력을 가한 후, 상기 압력이 유지되고 있는 상태에서 냉각라인을 통해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 40℃까지 급랭한 다음, 꺼낸 시편을 16시간 이상 상온에서 방치하는 조건)한 후, 다시 상기 시편을 15mm×100mm(가로×세로)의 직사각형 모양으로 절단하고, 상기 시편 중 상기 PET film에 의해 접착되지 않은 부분의 양쪽 시트 말단을 각각 만능인장시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 위쪽 및 아래쪽 부분의 지그에 물린 후, 인장속도 200mm/min의 조건으로 인장 시험을 실시하여 측정한 최대하중(kgf)값을 의미한다.
또한, 본 발명은, 하기 수식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
[수식 2]
0.7 ≤ X ≤ 1.4
상기 수식 1에서, X는 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 1mm×100mm×100mm(두께×가로×세로)의 크기로 2개의 시트를 제작한 후, 상기 시트 크기의 절반의 면적인 50mm×100mm(가로×세로)의 면적에는 상기 2개의 시트 사이에 PET film을 삽입하여 접착되지 않도록 하여 상기 2개의 시트를 서로 겹쳐지도록 한 다음, 2mm 두께의 트레이에 두고 압력(press)을 가하여 접착시켜 제조한 시편을, 급랭(초기 온도 100℃, 5분 동안 예열 후 10분간 10MPa의 압력을 가한 후, 상기 압력이 유지되고 있는 상태에서 냉각라인을 통해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 40℃까지 급랭한 다음, 꺼낸 시편을 16시간 이상 상온에서 방치하는 조건)한 후, 다시 상기 시편을 15mm×100mm(가로×세로)의 직사각형 모양으로 절단하고, 상기 시편 중 상기 PET film에 의해 접착되지 않은 부분의 양쪽 시트 말단을 각각 만능인장시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 위쪽 및 아래쪽 부분의 지그에 물린 후, 인장속도 200mm/min의 조건으로 인장 시험을 실시하여 측정한 최대하중(kgf)값을 의미한다.
또한, 본 발명은, 상기 폴리염화비닐계 수지는 2종 이상의 폴리염화비닐계 수지가 혼합된 혼합 수지로서, 상기 혼합 수지 중 적어도 1종 이상의 폴리염화비닐계 수지는 중합도 1,000 초과이고, 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 30 중량부 이상의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 혼합 수지 중 적어도 1종 이상의 폴리염화비닐계 수지의 중합도는 1,000 초과 내지 1,800 이하이고, 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 30 중량부 이상의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 혼합 가소제는 분자량이 400 내지 450인 가소제 1종 이상 및 분자량이 520 내지 600인 가소제 1종 이상을 혼합한 혼합 가소제인 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 혼합 가소제는 하기 수식 3 및 4를 만족하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
[수식 3]
25 ≤ Y ≤ 40
[수식 4]
15 ≤ Z ≤ 20
상기 수식 3에서, Y는 분자량이 400 내지 450인 가소제의 함량을 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부를 기준으로 나타낸 값을 의미하고, 상기 수식 4에서, Z는 분자량이 520 내지 600인 가소제의 함량을 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부를 기준으로 나타낸 값을 의미한다.
또한, 본 발명은, 상기 혼합 가소제는 테레프탈레이트계, 프탈레이트계 가소제 및 트리멜리테이트계 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 가소제를 혼합한 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 케이블 시스용 수지 조성물은 충전제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 충전제는 전처리된 난연제를 포함하고, 상기 전처리는 활제 또는 비닐실란으로 처리된 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 충전제는 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 20 중량부 내지 60 중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 충전제는 2종 이상이고, 상기 충전제 중 1종 이상은 비닐실란으로 처리된 난연제로서 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 10 중량부 내지 50 중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 케이블 시스용 수지 조성물은 난연보조제, 착색제, 산화방지제, 방의제, 방서제, 가공보조제, 자외선 차단제 및 발포제로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 도체; 및 상기 도체 외측에 형성된 시스층을 포함하고, 상기 시스층은 전술한 케이블 시스용 수지 조성물을 포함하는 전선을 제공한다.
본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 상기 케이블 시스용 수지 조성물이 포함될 수 있는 난연차수 케이블 제품의 시스층이 가져야 하는 본래의 물성인 난연성 및 내수성 등을 우수한 수준으로 유지하면서도, 추가적으로 상기 난연차수 케이블 제품의 시스층을 포함하는 상기 케이블 제품의 권취(捲取)에 의한 케이블간 압력 등의 요소로 인하여 발생될 수 있는 점착 현상으로 인한 상기 난연차수 케이블의 사용을 위한 권출(捲出)의 어려움 및 권출(捲出)시 일어날 수 있는 케이블 표면에 뜯김 현상 등으로 인한 2차 불량 제품이 발생에 대한 문제점을 획기적으로 개선할 수 있다.
첨부된 도면은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은, 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물로부터 형성된 시스층을 포함하는 전선의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
이하, 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선에 관하여 순차적으로 상세히 설명하나, 상기 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선의 범위가 하기 설명에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 케이블 시스용 수지 조성물에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 난연차수 케이블 시스용 수지 조성물에 관한 것이다.
상기 케이블 시스용 수지 조성물은 베이스 수지로서 폴리염화비닐계 수지를 포함할 수 있다.
본 명세서상의 폴리염화비닐계 수지라 함은, 염화비닐을 주 단량체(단량체 성분 중 주성분, 즉 50질량％ 이상을 차지하는 단량체)로 하는 다양한 중합체를 가리킨다. 즉, 염화비닐 단량체의 단독 중합체, 염화비닐 단량체와 다양한 공단량체의 공중합체가 포함되는 의미일 수 있다.
상기 공단량체로서는, 염화비닐리덴; 에틸렌, 프로필렌 등의 올레핀(바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 올레핀); 아크릴산, 메타크릴산(이하, 아크릴 및 메타크릴을 「(메트)아크릴」이라고 총칭함), 말레산, 푸마르산 등의 카르복실기 함유 단량체 또는 그 산무수물(무수 말레산 등); (메트)아크릴산에스테르, 예를 들어 (메트)아크릴산과 탄소수 1 내지 10 정도의 알코올알킬 또는 시클로알킬알코올과의 에스테르; 아세트산비닐, 프로피온산비닐 등의 비닐에스테르계 단량체; 스티렌, 치환 스티렌(α-메틸스티렌 등), 비닐톨루엔 등의 스티렌계 단량체; 아크릴로니트릴; 등이 예시된다. 구체적으로, 상기 염화비닐 단량체의 공중합체의 예로서는, 우레탄-염화비닐 공중합체, 에틸렌-염화비닐 공중합체, 아세트산비닐-염화비닐 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 등의 염화비닐 공중합체 등이 포함될 수 있다.
상기 폴리염화비닐계 수지로서 염화비닐 단량체 단독 중합체, 염화비닐 단량체의 공중합체는, 1종만으로 사용해도 되고, 2종 이상의 혼합물로 해도 되나, 2종 이상의 수지의 혼합물인 혼합 수지인 것이 바람직하며, 상기 폴리염화비닐계 수지가 2종 이상의 수지의 혼합물인 혼합 수지인 경우, 상기 혼합물에 포함되는 수지의 중합도가 상이한 수지의 혼합물인 것이 더욱 바람직하다.
하나의 예시에서, 상기 폴리염화비닐계 수지는 2종 이상의 폴리염화비닐계 수지가 혼합된 혼합 수지일 수 있다. 상기 혼합물에 포함되는 2종 이상의 수지의 중합도는 특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 혼합 수지 중 적어도 1종 이상의 수지는 중합도가 1,000 초과일 수 있다. 상기 폴리염화비닐계 수지에 포함된 혼합 수지의 중합도는, 예를 들어 각각 수지의 모두 중합도가 1,000 내지 1,800의 범위에 있는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 상기 각각의 수지의 중합도가 1,000 초과 내지 1,800 이하일 수 있다. 본 발명에서, 상기 혼합 수지가 각각 모두 중합도 1,000 미만인 경우, 컴파운드의 강도 저하로 인해 케이블 간 점착 발생 시 표피의 손상 가능성이 있고, 상기 혼합 수지 중 적어도 1종 이상의 수지 중합도가 1,800 초과인 경우, 높은 중합도로 인해 상기 케이블 시스용 조성물의 컴파운드 배합 공정이나 케이블 제품 제조를 위한 압출 공정에서의 가공성이 저하될 수 있으며, 이로 인하여 케이블 외관 불량 및 저온권부 시 크랙 발생 가능성이 있다.
또한, 상기 혼합 수지에 포함된 1,000 초과 내지 1,800 이하의 중합도를 가지는 수지의 경우, 전체 폴리염화비닐계 수지 100 중량부 대비 30 중량부 이상으로 포함하는 것이 바람직하며, 상기 1,000 초과 내지 1,800 이하의 중합도를 가지는 수지 함량의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 전체 폴리염화비닐계 수지 100 중량부 대비 90 중량부 이하, 80 중량부 이하 또는 70 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있다.
상기 함량 범위 내에서 1,000 초과 내지 1,800 이하의 중합도를 가지는 수지를 혼합 수지가 포함할 경우, 상기 혼합 수지를 포함하는 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 충분한 난연성 확보는 물론 추후 케이블 제품에 적용 시, 권취(捲取)에 의한 압력으로부터 발생되는 점착 현상을 획기적으로 개선시킬 수 있다.
또한, 필요한 경우 상기 폴리염화비닐계 수지는 다른 수지 또는 엘라스토머와의 혼합물로 해도 되며, 이 경우 폴리염화비닐 및 공중합체로서, 염화비닐의 중합 비율이 70질량％ 이상, 보다 바람직하게는 90질량％ 이상인 것이 바람직하다.
상기 베이스 수지로서 폴리염화비닐(PVC) 수지는 자체적인 난연성을 보유하고는 있으나, 적용하고자 하는 케이블의 종류에 따라 그 난연성이 충분치 못할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은 상기 폴리염화비닐계 수지 이외에도 가소제를 포함할 수 있다.
상기 가소제는 케이블의 유연성, 작업성 및 상기 시스층의 가공성 등을 향상시킬 수 있다.
상기 가소제는 1종의 단독 가소제 또는 2종 이상의 가소제를 혼합한 혼합 가소제일 수 있으나, 2종 이상의 가소제를 혼합한 혼합 가소제인 것이 바람직하다.
상기 혼합 가소제에 포함되는 분자량은, 예를 들어 상기 혼합 가소제에 포함되는 1종 이상은 분자량이 500 이상일 수 있다. 상기 혼합 가소제 중 1종 이상의 가소제의 분자량이 500 이상일 경우, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 분자량의 범위는 500 내지 600 또는 520 내지 600일 수 있다.
또한, 상기 혼합 가소제에 포함되는 1종 이상은 분자량이 500 이상일 경우, 다른 혼합 가소제의 1종 이상은 분자량이 400 내지 500 이하, 400 내지 475 이하 또는 400 내지 450인 가소제를 추가로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 상기 케이블 시스용 수지 조성물은, 하기 수식 1을 만족할 수 있다.
[수식 1]
X ≤ 1.4
상기 수식 1에서, X는 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 1mm×100mm×100mm(두께×가로×세로)의 크기로 2개의 시트를 제작한 후, 상기 시트 크기의 절반의 면적인 50mm×100mm(가로×세로)의 면적에는 상기 2개의 시트 사이에 PET film을 삽입하여 접착되지 않도록 하여 상기 2개의 시트를 서로 겹쳐지도록 한 다음, 2mm 두께의 트레이에 두고 압력(press)을 가하여 접착시켜 제조한 시편을, 급랭(초기 온도 100℃, 5분 동안 예열 후 10분간 10MPa의 압력을 가한 후, 상기 압력이 유지되고 있는 상태에서 냉각라인을 통해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 40℃까지 급랭한 다음, 꺼낸 시편을 16시간 이상 상온에서 방치하는 조건)한 후, 다시 상기 시편을 15mm×100mm(가로×세로)의 직사각형 모양으로 절단하고, 상기 시편 중 상기 PET film에 의해 접착되지 않은 부분의 양쪽 시트 말단을 각각 만능인장시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 위쪽 및 아래쪽 부분의 지그에 물린 후, 인장속도 200mm/min의 조건으로 인장 시험을 실시하여 측정한 최대하중(kgf)값을 의미한다.
또 다른 예시에서, 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 하기 수식 2를 만족할 수 있다.
[수식 2]
0.7 ≤ X ≤ 1.4
상기 수식 1에서, X는 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 1mm×100mm×100mm(두께×가로×세로)의 크기로 2개의 시트를 제작한 후, 상기 시트 크기의 절반의 면적인 50mm×100mm(가로×세로)의 면적에는 상기 2개의 시트 사이에 PET film을 삽입하여 접착되지 않도록 하여 상기 2개의 시트를 서로 겹쳐지도록 한 다음, 2mm 두께의 트레이에 두고 압력(press)을 가하여 접착시켜 제조한 시편을, 급랭(초기 온도 100℃, 5분 동안 예열 후 10분간 10MPa의 압력을 가한 후, 상기 압력이 유지되고 있는 상태에서 냉각라인을 통해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 40℃까지 급랭한 다음, 꺼낸 시편을 16시간 이상 상온에서 방치하는 조건)한 후, 다시 상기 시편을 15mm×100mm(가로×세로)의 직사각형 모양으로 절단하고, 상기 시편 중 상기 PET film에 의해 접착되지 않은 부분의 양쪽 시트 말단을 각각 만능인장시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 위쪽 및 아래쪽 부분의 지그에 물린 후, 인장속도 200mm/min의 조건으로 인장 시험을 실시하여 측정한 최대하중(kgf)값을 의미한다.
본 발명에 따른 케이블 시스용 조성물이 상기 수식 1 및 2를 만족할 경우, 충분한 난연성 확보는 물론 추후 케이블 제품에 적용 시, 권취(捲取)에 의한 압력으로부터 발생되는 점착 현상을 획기적으로 개선시킬 수 있다.
만일, 본 발명에 따른 케이블 시스용 조성물이 상기 수식 1 및 2의 X값이 0.7 미만일 경우, 상기 케이블 시스용 조성물이 과도하게 딱딱(hard)하여 내한성 및 유연성이 저하될 수 있으며, 케이블 제품 제조를 위한 압출 시 가공성이 낮아지는 문제점이 있으며, X값이 1.4 초과일 경우, 케이블 제품 제조 후 사용을 위한 권출(捲出)의 어려움과 동시에 권취(捲取)에 의한 압력으로부터 발생되는 점착 현상에 따른 권출(捲出) 시 케이블 표면의 뜯김 현상 등으로 인한 2차 불량 제품을 발생시키는 문제점이 있다.
하나의 예시에서, 상기 혼합 가소제는 하기 수식 3 및 4를 만족할 수 있다.
[수식 3]
25 ≤ Y ≤ 40
[수식 4]
15 ≤ Z ≤ 20
상기 수식 3에서, Y는 분자량이 400 내지 450인 가소제의 함량을 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부를 기준으로 나타낸 값을 의미하고, 상기 수식 4에서, Z는 분자량이 520 내지 600인 가소제의 함량을 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부를 기준으로 나타낸 값을 의미한다.
상기 혼합 가소제의 함량은 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 40 중량부 내지 60 중량부, 40 중량부 내지 55 중량부, 40 중량부 내지 50 중량부 또는 45 중량부 내지 50 중량부일 수 있다. 상기 함량 범위 내에서 혼합 가소제를 포함할 경우, 상기 혼합 가소제를 포함하는 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 충분한 난연성 확보를 포함하여, 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 포함하여 제조된 케이블의 가공성을 향상시킬 수 있다.
상기 가소제는 예를 들어 테레프탈레이트계, 프탈레이트계, 포스페이트계, 트리멜라이트계, 에폭시계, 에스테르계, 시트레이트계, 고분자계 가소제, 또는 이들의 배합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 테레프탈레이트계, 프탈레이트계 가소제 및 트리멜리테이트계 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 가소제를 혼합한 것일 수 있다.
본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 전술한 폴리염화비닐계 수지 및 가소제 이외에도 충분한 난연성 및 차수 특성을 확보하기 위하여 충전제를 포함하되, 상기 충전제는 전처리된 난연제일 수 있다.
특별히 제한되는 것은 아니나, 상기 전처리된 난연제는 활제 또는 비닐실란으로 처리된 난연제인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물이 상기 전처리된 난연제를 포함할 경우, 충분한 난연성 확보 이외에도 내수성 및 차수 특성을 확보할 수 있으며, 추후 케이블 제품에 적용 시, 권취(捲取)에 의한 압력으로부터 발생되는 점착 현상을 개선시킬 수 있다.
상기 난연제는 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 훈타이트와 하이드로마그네사이트의 혼합물, 하이드로마그네사이트 또는 수산화탄산마그네슘 등의 금속 수산화물인 무기 난연제, 유기 인계, 할로겐계, 멜라민계 화합물, 나노클레이 등의 유기 난연제 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘의 무기 난연제를 포함할 수 있다.
상기 충전제는 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 20 중량부 내지 60 중량부, 20 중량부 내지 50 중량부 또는 20 중량부 내지 40 중량부의 함량으로 포함될 수 있다.
또한, 상기 충전제는 1종의 단독 충전제 또는 2종 이상의 혼합 충전제로 포함될 수 있고, 바람직하게는 2종 이상의 혼합 충전제로 포함될 수 있다.
상기 충전제가 2종 이상일 경우, 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물에는 상기 충전제 중 1종 이상이 비닐실란으로 처리된 난연제로서, 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 10 중량부 내지 50 중량부, 10 중량부 내지 45 중량부 또는 10 중량부 내지 40 중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위 내에서 충전제를 포함할 경우, 상기 충전제를 포함하는 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 충분한 난연성 확보를 포함하여, 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 포함하여 제조된 케이블의 가공성 및 추후 케이블 제품에 적용 시, 권취(捲取)에 의한 압력으로부터 발생되는 점착 현상을 개선시킬 수 있다.
본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은 상기 충전제와는 별도로 무기 충진제를 포함할 수 있다.
상기 무기 충진제는 바람직하게 탄산칼슘(CaCO3)일 수 있으며, 상기 탄산칼슘 등의 무기 충진제 역시 표면이 친수성으로 상기 시스용 수지 조성물로부터 형성되는 시스층의 내수성이 저하될 수 있으므로, 실란 또는 활제 등에 의해 처리되어 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 전술한 성분 이외에도, 필요한 경우 난연보조제, 착색제, 산화방지제, 방의제, 방서제, 가공보조제, 자외선 차단제 및 발포제로 이루어진 군으로부터 1종 이상의 기타 첨가제 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다.
상기 기타 첨가제 또는 이들의 조합이 포함될 경우의 함량은, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부를 기준으로 약 1 중량부 내지 50 중량부의 범위로 포함될 수 있다.
본 발명은 또한, 전술한 케이블 시스용 수지 조성물을 포함하는 전선에 관한 것이다.
본 명세서상의 용어, "케이블" 또는 "전선"은, 일반적으로 통용되는 "케이블" 또는 "전선"의 의미와 동일하여, 상기 용어 "케이블" 및 "전선"은 동일한 의미를 나타낼 수 있고, 이를 혼용하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 전선은 전술한 케이블 시스용 수지 조성물로부터 형성된 시스층을 포함할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물로부터 형성된 시스층을 포함하는 전선의 단면 구조를 개략적으로 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전선은 도체(200) 및 상기 도체 외측에 형성된 시스층(100)을 포함할 수 있고, 상기 도체(200) 및 상기 도체(200) 외측에 형성된 시스층(100) 사이에 상기 도체(200)를 감싸기 위한 절연층(300)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전선이 중전압 케이블의 용도로 적용될 경우 상기 절연층(300)과 상기 시스층(100) 사이에 상기 도체(200)로부터의 전자파를 차폐하기 위한 금속차폐층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 금속차폐층은 금속 테이프 등의 횡권에 의해 형성될 수 있다.
상기 도체(200)는 전류가 흐를 수 있는 전도성 소재, 예를 들어, 구리, 알루미늄 등의 금속으로 이루어질 수 있고, 단선 또는 복수의 소선이 연합된 연선일 수 있으며, 상기 절연층(300)은 케이블의 전기절연을 위한 것으로, 예를 들어, 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 상기 도체(200)의 직경은 이를 포함하는 케이블의 용량에 의해, 상기 절연층(300)의 두께는 이를 포함하는 케이블의 전압에 의해 각각 적절히 선택될 수 있다.
또한, 상기 시스층(100)은 전술한 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물로부터 형성될 수 있다.
상기 시스층(100)이 전술한 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물로부터 형성될 경우, 상기 시스층을 포함하는 전선이 난연차수 케이블 제품에 적용될 시, 상기 시스층이 가져야 하는 본래의 물성인 난연성 및 내수성 등을 우수한 수준으로 유지하면서도, 추가적으로 상기 난연차수 케이블 제품의 시스층을 포함하는 상기 케이블 제품의 권취(捲取)에 의한 케이블간 압력 등의 요소로 인하여 발생될 수 있는 점착 현상으로 인한 상기 난연차수 케이블의 사용을 위한 권출(捲出)의 어려움 및 권출(捲出)시 일어날 수 있는 케이블 표면에 뜯김 현상 등으로 인한 2차 불량 제품이 발생에 대한 문제점을 획기적으로 개선할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적인 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실험예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실험예에 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
하기 [표 1]에 나타난 바와 같이, 각 실시예 및 비교예에 대한 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 이로부터 시스층 시편 및 상기 시스층을 포함하는 케이블 샘플을 제조하였다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6
수지 1 30 50 70 100 30 30 30 50 70
2 70 50 - - 70 70 70 50 -
3 - - 30 - - - - - 30
가소제 1 15 18 15 15 - 15 15 12 15
2 30 30 30 30 - 30 30 25 30
3 - - - - 50 - - - -
충전제 1 - 32 - - - - - 32 -
2 15 - 15 15 15 - 30 - 15
3 15 - - 15 15 - - - -
4 - - - - - 30 - - -
5 15 20 12 15 15 15 15 20 12
6 - - 20 - - - - - -
7 - - - - - - - - 20
수지 1 : 중합도 1,000의 폴리염화비닐 수지
수지 2 : 중합도 1,300의 폴리염화비닐 수지
수지 3 : 중합도 1,700의 폴리염화비닐 수지
가소제 1 : 분자량 546의 trimellitate계 가소제
가소제 2 : 분자량 404의 terephthalate계 가소제
가소제 3 : 분자량 418의 phthalate계 가소제
충전제 1 : vinyl silane으로 처리된 수산화알루미늄 난연제
충전제 2 : 활제로 처리된 수산화마그네슘 난연제
충전제 3 : vinyl silane으로 처리된 수산화마그네슘 난연제
충전제 4 : 처리되지 않은 수산화마그네슘 난연제
충전제 5 : 활제로 처리된 탄산칼슘
충전제 6 : vinyl silane으로 처리된 클레이
충전제 7 : 처리되지 않은 클레이
[물성 평가]
1. 수분흡습
상기 제조예로부터 제조된 실시예 및 비교예 각각의 3개의 시스층 시편 90㎜×4㎜×1㎜(세로×가로×두께)을 준비한 후, 이를 70℃에서 24시간 동안 건조하는 1단계, 다시 70℃에서 96시간 동안 침수시키는 2단계, 70℃에서 24시간 동안 재건조하는 3단계를 순차적으로 진행하되, 상기 각 단계가 종료된 시점에서 각 시편의 무게를 측정하고, 가장 큰 측정값 및 가장 작은 측정값의 차이를 계산하여 표면적으로 나누는 방식으로 수분흡습량 측정값을 산출하였다. 이에 대한 측정 결과는 하기 [표 2]에 나타내었다. 각 시편으로부터 산출된 상기 수분흡습량 측정값은 1.0㎎/㎠ 미만인 경우, 난연차수 케이블 시스 용도에 적합하다.
2. 내한성
상기 제조예로부터 제조된 실시예 및 비교예 각각의 5개의 시스층 시편 2㎜(두께)을 준비한 후, 내한타격 실험을 진행하되, 온도마다 상기 5개의 시편을 모두 평가 대상으로 하여 모두 절단되지 않는 최저 온도를 측정하였다. 이에 대한 측정 결과는 하기 [표 2]에 나타내었다. 각 시편으로부터 측정된 결과가 하나도 절단되지 않는 최저 온도가 -15℃ 이하인 경우, 난연차수 케이블 시스 용도에 적합하다.
3. 산소지수
상기 제조예로부터 제조된 실시예 및 비교예 각각의 시스층 시편을 준비한 후, ASTM D2863 규격을 따르되, 상온에서 각 시편이 연소할 때 필요한 최소 산소량을 측정하였다. 각 시편으로부터 측정된 최소 산소량이 30% 이상인 경우, 난연차수 케이블 시스 용도에 적합하다.
4. 내열성
상기 제조예로부터 제조된 실시예 및 비교예 각각의 시스층 시편 90㎜×4㎜×1㎜(세로×가로×두께)을 준비한 후, 이를 100℃ 오븐에서 168시간 동안 유지하면서 질량의 감소 수준을 측정하여 단면적으로 나누는 방식으로 산출하였다. 각 시편으로부터 산출된 값이 1.5㎎/㎠ 이하인 경우, 난연차수 케이블 시스 용도에 적합하다.
5. 점착성
상기 제조예로부터 제조된 실시예 및 비교예 각각의 케이블을 보빈에 권취(捲取)한 후, 상기 권취(捲取)된 케이블을 권출(捲出)할 때 케이블간 접촉 표면의 뜯김 현상이 발생하는지와 관련하여, 아래와 같은 방법으로 점착성을 측정하였다.
점착성 측정은, 먼저 상기 제조예로부터 제조된 실시예 및 비교예의 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 각각 1mm×100mm×100mm(두께×가로×세로)의 크기로 시트 형태로 2개씩 제작한 다음, 상기 제작된 각각의 2개의 시트를 서로 겹쳐지도록 하여 2mm 두께의 트레이에 두고 압력(press)을 가하여 접착시켜 각각의 시편을 제작하였다. 이 경우, 상기 2개의 시트를 서로 겹칠 때, 상기 2개의 시트가 겹쳐진 면을 전체 면적으로 절반의 면적인 50mm×100mm(가로×세로)의 면적에는 상기 2개의 시트 사이에 PET film을 삽입하여 접착되지 않도록 하였다.
상기 시편 제조에서 가해진 압력(press)은, 초기 온도 100℃ 조건하에서 5분간 예열 후 10분간 10MPa의 압력을 가하였으며, 상기 압력이 유지되고 있는 상태에서 냉각라인을 통해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 40℃까지 급랭한 다음, 꺼낸 시편을 16시간 이상 상온에서 방치하는 조건으로 수행되었다.
이후, 상기 시편을 다시 15mm×100mm(가로×세로)의 직사각형 모양으로 절단한 다음, 상기 시편 중 PET film에 의해 접착되지 않은 부분의 양쪽 시트 말단을 각각 만능인장시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 위쪽 및 아래쪽 부분의 지그에 물린 후, 인장속도 200mm/min의 조건으로 인장 시험을 통해 최대하중(kgf)값을 측정하였다.
[물성 평가 결과]
실시예 및 비교예에 대한 상기 물성 평가에 따른 결과를 하기 [표 2]에 나타내었다.
구분 기준치 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6
수분흡습
(단위:㎎/㎠)		 1.0 0.68 0.72 0.59 0.67 0.62 1.61 0.64 0.81 1.21
내한성
(단위:℃)		 -15 -17.2 -15.9 -16.1 -17.6 -18.1 -17.4 -17.0 -13.6 -16.3
산소지수
(단위:%)		 30 33 32 31 33 32 33 33 33 31
내열성
(단위:㎎/㎠)		 1.5 1.2 1.2 1.1 1.1 1.8 1.2 1.2 1.2 1.2
점착성
(단위:kgf)		 0.7~
1.4		 0.92 1.14 1.32 1.89 0.38 1.57 1.5 0.78 1.72
상기 [표 2]에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 케이블 시스용 수지 조성물은, 난연차수 케이블의 시스층에 필요한 물성인 수분흡습성, 내한성, 산소지수, 내열성을 모두 만족시키는 동시에, 상기 난연차수 케이블의 권취(捲取)에 의한 케이블간 압력 등의 요소로 인하여 발생될 수 있는 점착 현상을 획기적으로 개선시킬 수 있다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 시스층
200: 도체
300: 절연층

Claims (13)

  1. 폴리염화비닐계 수지 및 가소제를 포함하고,
    상기 가소제는 2종 이상의 가소제를 혼합한 혼합 가소제로서, 상기 혼합 가소제의 함량은 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 40 중량부 내지 60 중량부의 함량으로 포함하며,
    하기 수식 1을 만족하는 케이블 시스용 수지 조성물:
    [수식 1]
    X ≤ 1.4
    상기 수식 1에서, X는 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 1mm×100mm×100mm(두께×가로×세로)의 크기로 2개의 시트를 제작한 후, 상기 시트 크기의 절반의 면적인 50mm×100mm(가로×세로)의 면적에는 상기 2개의 시트 사이에 PET film을 삽입하여 접착되지 않도록 하여 상기 2개의 시트를 서로 겹쳐지도록 한 다음, 2mm 두께의 트레이에 두고 압력(press)을 가하여 접착시켜 제조한 시편을, 급랭(초기 온도 100℃, 5분 동안 예열 후 10분간 10MPa의 압력을 가한 후, 상기 압력이 유지되고 있는 상태에서 냉각라인을 통해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 40℃까지 급랭한 다음, 꺼낸 시편을 16시간 이상 상온에서 방치하는 조건)한 후, 다시 상기 시편을 15mm×100mm(가로×세로)의 직사각형 모양으로 절단하고, 상기 시편 중 상기 PET film에 의해 접착되지 않은 부분의 양쪽 시트 말단을 각각 만능인장시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 위쪽 및 아래쪽 부분의 지그에 물린 후, 인장속도 200mm/min의 조건으로 인장 시험을 실시하여 측정한 최대하중(kgf)값을 의미한다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 케이블 시스용 수지 조성물은, 하기 수식 2를 만족하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물:
    [수식 2]
    0.7 ≤ X ≤ 1.4
    상기 수식 1에서, X는 상기 케이블 시스용 수지 조성물을 사용하여 1mm×100mm×100mm(두께×가로×세로)의 크기로 2개의 시트를 제작한 후, 상기 시트 크기의 절반의 면적인 50mm×100mm(가로×세로)의 면적에는 상기 2개의 시트 사이에 PET film을 삽입하여 접착되지 않도록 하여 상기 2개의 시트를 서로 겹쳐지도록 한 다음, 2mm 두께의 트레이에 두고 압력(press)을 가하여 접착시켜 제조한 시편을, 급랭(초기 온도 100℃, 5분 동안 예열 후 10분간 10MPa의 압력을 가한 후, 상기 압력이 유지되고 있는 상태에서 냉각라인을 통해 냉각수를 흘려보내는 방식으로 40℃까지 급랭한 다음, 꺼낸 시편을 16시간 이상 상온에서 방치하는 조건)한 후, 다시 상기 시편을 15mm×100mm(가로×세로)의 직사각형 모양으로 절단하고, 상기 시편 중 상기 PET film에 의해 접착되지 않은 부분의 양쪽 시트 말단을 각각 만능인장시험기(Universal Testing Machine, UTM)의 위쪽 및 아래쪽 부분의 지그에 물린 후, 인장속도 200mm/min의 조건으로 인장 시험을 실시하여 측정한 최대하중(kgf)값을 의미한다.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리염화비닐계 수지는 2종 이상의 폴리염화비닐계 수지가 혼합된 혼합 수지로서, 상기 혼합 수지 중 적어도 1종 이상의 폴리염화비닐계 수지는 중합도 1,000 초과이고, 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 30 중량부 이상의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 혼합 수지 중 적어도 1종 이상의 폴리염화비닐계 수지의 중합도는 1,000 초과 내지 1,800 이하이고, 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 30 중량부 이상의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 가소제는 분자량이 400 내지 450인 가소제 1종 이상 및 분자량이 520 내지 600인 가소제 1종 이상을 혼합한 혼합 가소제인 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 혼합 가소제는 하기 수식 3 및 4를 만족하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물:
    [수식 3]
    25 ≤ Y ≤ 40
    [수식 4]
    15 ≤ Z ≤ 20
    상기 수식 3에서, Y는 분자량이 400 내지 450인 가소제의 함량을 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부를 기준으로 나타낸 값을 의미하고, 상기 수식 4에서, Z는 분자량이 520 내지 600인 가소제의 함량을 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부를 기준으로 나타낸 값을 의미한다.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 혼합 가소제는 테레프탈레이트계, 프탈레이트계 가소제 및 트리멜리테이트계 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 2종 이상의 가소제를 혼합한 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 케이블 시스용 수지 조성물은 충전제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 충전제는 전처리된 난연제를 포함하고, 상기 전처리는 활제 또는 비닐실란으로 처리된 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 충전제는 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 20 중량부 내지 60 중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 충전제는 2종 이상이고, 상기 충전제 중 1종 이상은 비닐실란으로 처리된 난연제로서 상기 폴리염화비닐계 수지 전체 100 중량부 대비 10 중량부 내지 50 중량부의 함량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 케이블 시스용 수지 조성물은 난연보조제, 착색제, 산화방지제, 방의제, 방서제, 가공보조제, 자외선 차단제 및 발포제로 이루어진 군으로부터 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 시스용 수지 조성물.
  13. 도체; 및
    상기 도체 외측에 형성된 시스층을 포함하고,
    상기 시스층은 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 하나의 항에 따른 케이블 시스용 수지 조성물을 포함하는 전선.
KR1020190174402A 2018-12-28 2019-12-24 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선 KR102234147B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180171808 2018-12-28
KR20180171808 2018-12-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200083275A true KR20200083275A (ko) 2020-07-08
KR102234147B1 KR102234147B1 (ko) 2021-03-31

Family

ID=71126646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190174402A KR102234147B1 (ko) 2018-12-28 2019-12-24 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102234147B1 (ko)
CN (1) CN113168933B (ko)
WO (1) WO2020138956A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113689976B (zh) * 2021-08-18 2023-06-09 晶锋集团股份有限公司 一种循环低温阻燃高压动力电缆材料及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11253715A (ja) * 1997-12-24 1999-09-21 Taisei Corp エアフィルタの組立・梱包・性能試験方法、ファンフィルタユニットの組立・梱包方法、クリーンルーム、局所設備
US6043312A (en) * 1989-06-27 2000-03-28 The Furon Company Low flame and smoke compositions for plenum cables
KR20060056963A (ko) 2003-07-30 2006-05-25 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 비할로겐계 난연 케이블
KR20100121645A (ko) 2008-02-22 2010-11-18 포리프라스틱 가부시키가이샤 전선피복용 수지재료, 이 전선피복용 수지재료를 이용한 전선 및 난연 케이블
JP2011512442A (ja) * 2008-02-15 2011-04-21 ユニオン カーバイド ケミカルズ アンド プラスティックス テクノロジー エルエルシー フタル酸エステル可塑化配合物のための代替可塑剤系
WO2011113707A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Plasticiser blends and compositions and articles made therefrom
KR20120085605A (ko) * 2011-01-24 2012-08-01 엘에스전선 주식회사 재생 플라스틱을 이용한 시스 재료 조성물
KR20120121399A (ko) * 2010-02-12 2012-11-05 제너럴 케이블 테크놀로지즈 코오포레이션 라이저 및 플레넘 케이블용 조성물
JP2013040268A (ja) * 2011-08-12 2013-02-28 Yazaki Energy System Corp 薄肉耐摩耗電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物、および、薄肉耐摩耗電線
KR20160073615A (ko) * 2014-12-17 2016-06-27 엘에스전선 주식회사 케이블의 쉬스용 폴리염화비닐 조성물 및 이로부터 형성된 쉬스를 포함하는 케이블

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100586113B1 (ko) * 2003-10-21 2006-06-07 엘에스전선 주식회사 열안정성이 우수한 고난연성 및 저발연성 시스 재료조성물 및 이로부터 형성된 시스를 구비한 케이블
KR20110107609A (ko) * 2010-03-25 2011-10-04 엘에스전선 주식회사 고난연성 및 저발연성 시스 재료 조성물 및 이로부터 형성된 시스를 구비한 케이블
KR101440661B1 (ko) * 2010-07-21 2014-09-19 엘에스전선 주식회사 내수성과 난연성을 갖는 시스 재료 조성물 및 이를 이용한 전선
JP2015025032A (ja) * 2013-07-24 2015-02-05 住友電装株式会社 電線被覆材用樹脂組成物及び絶縁電線
KR101644791B1 (ko) * 2015-03-23 2016-08-10 주식회사 경신전선 전기자동차용 충전 케이블 및 이의 제조방법

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6043312A (en) * 1989-06-27 2000-03-28 The Furon Company Low flame and smoke compositions for plenum cables
JPH11253715A (ja) * 1997-12-24 1999-09-21 Taisei Corp エアフィルタの組立・梱包・性能試験方法、ファンフィルタユニットの組立・梱包方法、クリーンルーム、局所設備
KR20060056963A (ko) 2003-07-30 2006-05-25 스미토모 덴키 고교 가부시키가이샤 비할로겐계 난연 케이블
JP2011512442A (ja) * 2008-02-15 2011-04-21 ユニオン カーバイド ケミカルズ アンド プラスティックス テクノロジー エルエルシー フタル酸エステル可塑化配合物のための代替可塑剤系
KR20100121645A (ko) 2008-02-22 2010-11-18 포리프라스틱 가부시키가이샤 전선피복용 수지재료, 이 전선피복용 수지재료를 이용한 전선 및 난연 케이블
KR20120121399A (ko) * 2010-02-12 2012-11-05 제너럴 케이블 테크놀로지즈 코오포레이션 라이저 및 플레넘 케이블용 조성물
WO2011113707A1 (en) * 2010-03-17 2011-09-22 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Plasticiser blends and compositions and articles made therefrom
US20130062094A1 (en) * 2010-03-17 2013-03-14 Didier Naert Plasticiser Blends and Compositions and Articles Made Therefrom
KR20120085605A (ko) * 2011-01-24 2012-08-01 엘에스전선 주식회사 재생 플라스틱을 이용한 시스 재료 조성물
JP2013040268A (ja) * 2011-08-12 2013-02-28 Yazaki Energy System Corp 薄肉耐摩耗電線被覆用塩化ビニル樹脂組成物、および、薄肉耐摩耗電線
KR20160073615A (ko) * 2014-12-17 2016-06-27 엘에스전선 주식회사 케이블의 쉬스용 폴리염화비닐 조성물 및 이로부터 형성된 쉬스를 포함하는 케이블

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020138956A1 (ko) 2020-07-02
KR102234147B1 (ko) 2021-03-31
CN113168933B (zh) 2022-11-18
CN113168933A (zh) 2021-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100691067B1 (ko) 난연성 비할로겐계 전선 피복재료 조성물 및 이를 이용한철도차량용 전선
KR101447778B1 (ko) 가교 폴리에틸렌 조성물
KR102473515B1 (ko) 내한성 및 내유성이 우수한 비할로겐계 절연 조성물 및 이로부터 형성된 절연층을 포함하는 전선
KR101357170B1 (ko) 개선된 기계적 특성을 갖는 난연성 폴리머 조성물
JP2010174157A (ja) 難燃性組成物および絶縁電線ならびに難燃性組成物の製造方法
KR20140109558A (ko) 고내화 전력 케이블
US9105374B2 (en) Flame retardant polymer composition comprising an ethylene copolymer with maleic anhydride units as coupling agent
KR101936806B1 (ko) 고난연 저발연성의 절연 조성물, 이를 이용한 세퍼레이터 및 상기 세퍼레이터를 구비한 케이블
EP2532707B1 (en) Flame retardant polymer composition
KR102234147B1 (ko) 케이블 시스용 수지 조성물 및 이를 포함하는 전선
KR101894135B1 (ko) 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 가교 절연 전선
KR20190019799A (ko) 난연성 및 내수성을 갖는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블
KR101560997B1 (ko) 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 가교 절연 전선
KR20150126614A (ko) 탄산칼슘 및 소성 점토의 상승작용적 블렌드
KR20170012859A (ko) 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 가교 절연 전선
KR101848991B1 (ko) 비할로겐계 난연성 폴리올레핀 가교 절연 전선
KR102402192B1 (ko) 내유성 및 난연성이 우수한 비할로겐계 절연 조성물 및 이로부터 형성된 박막 절연층을 포함하는 케이블
KR101932254B1 (ko) 비할로겐계 절연용 전선 피복 제조용 조성물을 이용한 절연 전선
KR20200078402A (ko) 용이하게 박리가능한 반도전층을 포함하는 케이블
KR102351547B1 (ko) 내유성 및 내한성이 우수한 비할로겐계 절연 조성물 및 이로부터 형성된 절연층을 포함하는 전선
KR20230103829A (ko) 케이블용 절연 조성물 및 이로부터 형성된 절연층을 포함하는 케이블
KR20170142739A (ko) 비할로겐계 고난연 절연전선 피복 제조용 조성물
KR100803441B1 (ko) 저발연 고신율 절연재 제조용 조성물
KR20200064688A (ko) 신호 전송용 케이블
JP2003176386A (ja) 難燃性樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant