WO2019035526A1 - 난연성 및 내수성을 갖는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블 - Google Patents

난연성 및 내수성을 갖는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블 Download PDF

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    • H01B7/02Disposition of insulation

Definitions

  • the present invention relates to a sheath composition having flame retardancy and water resistance and a cable having a sheath layer formed therefrom. More particularly, the present invention relates not only to improving both flame retardancy and water resistance in a trade-off in the sheath layer of a cable, but also simultaneously improving physical properties such as heat resistance, hardness and abrasion resistance, And to a cable having a sheath layer formed therefrom.
  • a low voltage cable used for indoor wiring or the like as shown in FIG. 1A includes a conductor 100 ', an insulating layer 200' surrounding the conductor 100 ', and an insulating layer 200' A sheath layer 300 'that surrounds it, and the like.
  • the medium voltage cable as shown in FIG. 1B has a metal shielding layer (not shown) disposed between the insulating layer 200 'and the sheath layer 300' and shielding electromagnetic waves formed by the current flowing in the conductor 100 ' 400 ').
  • the sheath layer 300 'of the cable absorbs moisture, it is possible to prevent damage due to corrosion of the metal shielding layer 400' due to moisture penetration and to reduce the induced voltage at the open end of the metal shielding layer 400 ' When it rises, human contact electric shock accident or disconnection accident may be caused.
  • the sheath layer 300 Research and development are underway to improve the water resistance.
  • the plasticizer may be extracted by infiltrated water or hydrolyzed If the plasticizer having insufficient heat resistance is applied, the cable is wound on the bobbin in a semi-dry state after the extrusion of the sheath layer 300 ', and an additional tension is applied to the cable There is a problem that the appearance of the cable becomes poor due to the formation of streaks in the sheath layer 300 'due to the friction between the cables wound in the process.
  • the sheath layer 300 ' may be formed of a sheath composition containing a large amount of a flame retardant agent to ensure flame retardancy, but when the flame retardant agent is a metal hydroxide such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide having hydrophilic properties, The flame retardancy of the sheath layer 300 'may be lowered when the content of the flame retardant is reduced in order to suppress deterioration of the water resistance.
  • a flame retardant agent is a metal hydroxide such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide having hydrophilic properties
  • an inorganic filler such as calcium carbonate (CaCO 3 ) is added to the sheath composition forming the sheath layer 300 'in order to reduce the manufacturing cost of the cable.
  • an inorganic filler such as calcium carbonate (CaCO 3 ) is added to the sheath composition forming the sheath layer 300 'in order to reduce the manufacturing cost of the cable.
  • the present invention is in desperate need for a cable having a sheath composition and a sheath layer formed therefrom that can improve the appearance of the cable sheath layer and reduce manufacturing cost.
  • the plasticizer comprises a low-freezing point plasticizer having a freezing point (Tm) of -40 ⁇ ⁇ or less and an high-freezing point plasticizer having a freezing point (Tm) of higher than -40 ⁇ ⁇ , wherein the high- Wherein the weight ratio is 1: 0.5 to 1: 2, the inorganic additive includes a flame retardant, and the inorganic additive is 45 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of
  • the freezing point plasticizer has a freezing point (Tm) of -60 to -40 ° C and a freezing point of the freezing point plasticizer has a freezing point (Tm) of greater than -40 ° C and less than -20 ° C.
  • the difference in freezing point (Tm) between the low-freezing point plasticizer and the high-freezing point plasticizer is 5 ° C or more.
  • the low-boiling point plasticizer has a weight average molecular weight (Mw) of 500 or less, and the high-freezing point plasticizer has a weight average molecular weight (Mw) of more than 500.
  • the low-freezing point plasticizer comprises 1,4-benzenedicarboxylic acid, di-C8-C10 branched alkyl ester, and the high-freezing point plasticizer comprises trioctyl trimellitate (TOTM) By weight, based on the total weight of the composition.
  • TOTM trioctyl trimellitate
  • the plasticizer content is 35 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
  • the content of the flame retardant is 10 to 45 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
  • the flame retardant includes a metal hydroxide flame retardant, and the metal hydroxide flame retardant is a metal hydroxide surface treated with a hydrophobic surface- Wherein the weight ratio of the metal hydroxide surface treated with the lubricant and the metal hydroxide treated with the hydrophobic surface treatment is 1: 0.5 to 1: 3.
  • the inorganic additive may include a flame retardant adjuvant
  • the flame retardant adjuvant may include an antimony flame retardant
  • the content of the flame retardant may be 3.5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. to provide.
  • the inorganic additive comprises an inorganic filler
  • the inorganic filler comprises calcium carbonate (CaCO 3 )
  • the content of the inorganic filler is 10 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. Cis composition.
  • the inorganic additive includes a heat stabilizer
  • the heat stabilizer includes a Ca-Mg-Zn heat stabilizer
  • the content of the heat stabilizer is 2 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. By weight, based on the total weight of the composition.
  • the sheath layer is characterized in that the weight increment of the specimen measured after immersing the specimen in water at 70 DEG C for 96 hours is not more than 1.0 mg / cm < 2 >.
  • the sheath layer is characterized in that the weight loss of the specimen measured after heating the specimen in an oven at 100 DEG C for 168 hours is not more than 1.5 mg / cm < 2 >.
  • the sheath composition according to the present invention has a flame retardancy and a water resistance which are in trade-off with each other in the cable sheath layer through the combination of the specific plasticizer with the inorganic additives such as the specific flame retardant, the flame retardant aid and other inorganic fillers, Can be improved at the same time.
  • the sheath composition according to the present invention can improve the physical properties such as heat resistance, hardness and abrasion resistance at the same time without deteriorating the flame retardancy and water resistance in the cable sheath layer by limiting the total amount of inorganic additives to be added, And exhibits an excellent effect of reducing costs.
  • FIG. 1 schematically shows a cross-sectional structure of a conventional power cable.
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional structure of a power cable including a sheath layer formed from the sheath composition according to the present invention.
  • the present invention relates to a sheath composition capable of forming a cable sheath layer.
  • the sheath composition may include a plasticizer and an inorganic additive such as a flame retardant, a flame retardant aid, and an inorganic filler in a polyvinyl chloride (PVC) resin as a base resin.
  • PVC polyvinyl chloride
  • the polyvinyl chloride (PVC) resin as the base resin has its own flame retardancy, its flame retardancy may not be sufficient depending on the kind of cable to be applied, and the price of essential additives such as plasticizers and heat stabilizers is higher than that of the PVC resin
  • An inorganic additive such as a flame retardant and a filler to be described later may be added.
  • the plasticizer can improve the flexibility of the cable, the workability, the extrudability of the sheath layer, the workability, etc.
  • the melted ions in the plasticizer cause an ion exchange reaction to generate conductive impurities, thereby deteriorating the electrical properties of the sheath layer .
  • the plasticizer may include, for example, a phthalate type, a phosphate type, a trimellitic type, an epoxy type, an ester type, a citrate type, a high polymer type plasticizer, A low freezing point plasticizer having a melting point of less than -40 DEG C, for example from -60 to -40 DEG C, and a high freezing point plasticizer having a freezing point (Tm) above -40 DEG C, for example below -40 DEG C to- , And the difference between the freezing points of the low-freezing point plasticizer and the high-freezing point plasticizer may be 5 ° C or more, for example, 5 to 20 ° C, and preferably 10 ° C or more.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the low-freezing point plasticizer may be 500 or less, for example, 300 to 480, and the weight-average molecular weight (Mw) of the high-freezing point plasticizer may be 500 or more,
  • low-freezing point plasticizers examples include 1,4-benzene dicarboxylic acid esters, di-C8-C10 branched alkyl esters (generic name: 1,4-benzene dicarboxylic acid, mixed C8- (TOTM) can be applied as the high-freezing point plasticizer, and the weight ratio of the high-freezing point plasticizer and the low-freezing point plasticizer is 1: 0.5 to 1 : 2, preferably 2: 3.
  • the low-freezing point plasticizer can maximize flexibility, workability, extrudability and workability of the sheath layer, and the high-freezing point plasticizer can further improve the heat resistance of the sheath composition. Particularly, when the heat resistance of the sheath composition is further improved by the high-freezing point plasticizer, when the sheath layer of the cable is extruded and then wrapped around the bobbin in the semi-dry state after the extrusion, It is possible to suppress formation of streaks on the sheath layer due to friction between the sheath layers of the cable.
  • the weight ratio of the high-freezing point plasticizer to the low-freezing point plasticizer is less than 1: 0.5, flexibility, workability, extrudability and workability of the sheath layer may be insufficient.
  • the heat resistance of the sheath composition is insufficient, which may lead to a problem that stripes are formed on the surface of the sheath layer during the winding operation of the cable.
  • the amount of the plasticizer may be 35 to 60 parts by weight, preferably 45 to 60 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. If the content of the plasticizer is less than 35 parts by weight, flexibility of the cable may deteriorate. If the content of the plasticizer is more than 60 parts by weight, there is a possibility of volatilization or leaching, and the hardness, oil resistance, The physical properties such as tensile strength may be lowered.
  • the flame retardant may be an inorganic flame retardant such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, a mixture of hunting and hydro-magneite, a metal hydroxide such as hydro-magnesite, magnesium hydroxide carbonate, hydrotalcite, etc., an organic phosphorus-based agent such as an organic phosphorus- And may preferably contain magnesium hydroxide.
  • an inorganic flame retardant such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, a mixture of hunting and hydro-magneite, a metal hydroxide such as hydro-magnesite, magnesium hydroxide carbonate, hydrotalcite, etc.
  • an organic phosphorus-based agent such as an organic phosphorus- And may preferably contain magnesium hydroxide.
  • the organic flame retardant is excellent in compatibility with the base resin, and the metal hydroxide has hydroxyl groups (-OH) on its surface to easily absorb moisture, which causes a problem that the water resistance of the sheath layer is deteriorated.
  • the metal hydroxide flame retardant may be surface-treated with a hydrophobic property by silane or the like to improve the water resistance of the sheath layer.
  • the metal hydroxide flame retardant may be a mixture of a metal hydroxide surface-treated with a silane or the like and a metal hydroxide surface-treated with a lubricant or the like, and a metal hydroxide surface-treated with the lubricant or the like and a metal surface- Hydroxide may be in a weight ratio of 1: 0.5 to 1: 3, preferably 1: 1 to 1: 2, thereby realizing the desired flame retardancy and water resistance in the sheath composition and reducing the manufacturing cost.
  • the weight ratio of the metal hydroxide surface-treated with the lubricant or the like to the metal hydroxide surface-treated with the silane or the like is less than 1: 0.5, the water resistance of the sheath composition may be greatly deteriorated, while if it exceeds 1: 3, There is a problem that the manufacturing unit price is unnecessarily increased.
  • the content of the flame retardant may be 10 to 45 parts by weight, preferably 30 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin, and when the content of the flame retardant is less than 10 parts by weight, On the other hand, when the content of the flame retardant exceeds 45 parts by weight, the load during the extrusion of the sheath composition for forming the sheath layer may increase, and the water resistance, hardness, abrasion resistance, etc. of the formed sheath layer may deteriorate, have.
  • the sheath composition may further include a flame retardant aid in addition to the flame retardant, and the flame retardant aid may include, for example, an antimony flame retardant aid.
  • the content of the flame-retardant aid may be 3.5 to 8 parts by weight, preferably 4.5 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. If the content of the flame-retardant aid is less than 3.5 parts by weight, the flame retardancy of the sheath composition may be insufficient, while if it exceeds 8 parts by weight, the water resistance, hardness, abrasion resistance, etc. of the sheath layer formed from the sheath composition may be deteriorated Defective appearance may occur and the manufacturing cost of the composition may be increased unnecessarily.
  • the inorganic filler may include an inorganic material such as calcium carbonate (CaCO 3 ), and the manufacturing cost of the sheath composition can be reduced by adding the inorganic filler.
  • the inorganic filler such as calcium carbonate may also be surface-treated with silane, lubricant or the like because the surface of the inorganic filler is hydrophilic and the water resistance of the sheath layer formed from the sheath composition may be lowered.
  • the content of the inorganic filler may be 10 to 40 parts by weight, preferably 15 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin. If the content of the inorganic filler is less than 10 parts by weight, the effect of reducing the production cost of the sheath composition may be insufficient. If the content of the inorganic filler exceeds 40 parts by weight, the water resistance, hardness, abrasion resistance, And appearance defects may occur.
  • the sheath composition may further include a heat stabilizer to further improve the heat resistance of the sheath layer formed therefrom and to prevent decomposition by deterioration of the components contained in the sheath composition.
  • the heat stabilizer may include at least one selected from the group consisting of a lead stabilizer, a non-lead stabilizer, an epoxy stearate, a metal soap stabilizer and the like, preferably a Ca-Mg-Zn heat stabilizer have.
  • the content of the heat stabilizer may be 2 to 6 parts by weight, preferably 4 to 5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin. If the content of the heat stabilizer is less than 2 parts by weight, the heat resistance of the sheath composition may be lowered or the degradation due to deterioration of the components contained in the sheath composition may be caused. On the other hand, The water resistance, hardness, abrasion resistance, etc. of the sheath layer may be deteriorated and appearance failure may occur.
  • the sheath composition according to the present invention improves the flame retardancy and water resistance which are in conflict with each other by controlling the total content of the inorganic additives such as the flame retardant, the flame retardant aid, the inorganic filler, and the heat stabilizer contained therein,
  • the hardness and abrasion resistance of the sheath layer to be formed can be improved and the appearance defects can be suppressed.
  • the total content of the inorganic additive may be 45 to 70 parts by weight, preferably 50 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin. If the content of the inorganic additive is less than 45 parts by weight, the flame retardancy and heat resistance of the sheath composition may be insufficient, while if it exceeds 70 parts by weight, the water resistance of the sheath composition may be deteriorated. (Scratch resistance) due to poor surface roughness and deterioration of appearance may be caused.
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional structure of a power cable including a sheath layer formed from the sheath composition according to the present invention.
  • the cable shown in FIG. 2 may include a conductor 100, an insulating layer 200 surrounding the conductor 100, and a sheath layer 300 covering the insulating layer 200 to protect the conductor 100.
  • the power cable may further include a metal shielding layer 400 for shielding electromagnetic waves from the conductor 100 between the insulating layer 200 and the sheath layer 300 in the case of a medium voltage cable have.
  • the metal shielding layer 400 may be formed of a metal tape or the like.
  • the conductor 100 may be made of a conductive material such as copper or aluminum through which a current can flow and may be a stranded wire having a single wire or a plurality of wires connected thereto, For example, a polymer resin.
  • the diameter of the conductor 100 may be appropriately selected depending on the capacity of the cable including the conductor 100 and the thickness of the insulating layer 200 by the voltage of the cable including the conductor.
  • the sheath layer 300 may be formed from the sheath composition according to the present invention described above.
  • the sheath composition was prepared from the components and contents shown in Table 1 below, and cable specimens having sheath layer specimens and sheath layers were respectively prepared.
  • plasticizer 2 1,4-benzene dicarboxylic acid, di-C8-C10 branched alkyl ester (freezing point: -45 ° C)
  • Each of the cis layer specimens of Examples and Comparative Examples was dipped in water at 70 ° C for 96 hours, and the weight increase of the specimen by moisture permeation was measured.
  • the weight increment should be 1.0 mg / cm 2 or less.
  • the weight increment is calculated by the following equation.
  • Weight increase (mg / cm2) (weight of specimen after immersion - weight of specimen before immersion) Surface area of specimen
  • Weight reduction (mg / cm2) (specimen weight before heating - specimen weight after heating) / specimen surface area
  • Shore A hardness was measured for each of the cis layer specimens of Examples and Comparative Examples.
  • Ribbon-shaped cis layer specimens were prepared from each of the cis compositions of Examples and Comparative Examples using a 30 mm small extruder, and then the gloss was measured five times using a gloss meter GM-26 (manufactured by LANDTEK) The average value was calculated.
  • the sheath composition of the examples according to the present invention had excellent properties such as water resistance, flame retardancy, heat resistance and abrasion resistance (scratch resistance) according to hardness
  • the content of the flame retardant 1 as the silane-coated flame retardant was less than the content of the flame retardant 2 as the flame retardant, relative to the content of the flame retardant 2 as the comparative example
  • the flame retardancy of the sheath composition of Comparative Example 2 was lower than that of the flame retardant adjuvant
  • the sheath composition of Comparative Example 3 had the same contents of the plasticizer as in the Example,
  • the amount of heating loss was significantly increased due to insufficient heat resistance as compared with the content of the low-temperature point plasticizer
  • the sheath compositions of Examples 4 and 5 were greatly degraded in hardness and gloss of the sheath layer due to excessive content of the inorganic additives due to excessive flame retardant or filler.
  • the sheath composition of Comparative Example 6 It was confirmed that the rate of change of each of

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Abstract

본 발명은 난연성 및 내수성을 갖는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 케이블의 시스층에 있어서 서로 상충관계(trade-off)에 있는 난연성과 내수성을 동시에 향상시킬 뿐만 아니라, 내열성, 경도, 내마모성 등의 물성을 동시에 향상시키고, 외관을 향상시키고 제조비용을 절감시킬 수 있는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블에 관한 것이다.

Description

난연성 및 내수성을 갖는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블
본 발명은 난연성 및 내수성을 갖는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 케이블의 시스층에 있어서 서로 상충관계(trade-off)에 있는 난연성과 내수성을 동시에 향상시킬 뿐만 아니라, 내열성, 경도, 내마모성 등의 물성을 동시에 향상시키고, 외관을 향상시키고 제조비용을 절감시킬 수 있는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블에 관한 것이다.
도 1은 일반 전기 공작물 또는 전기기기의 배선, 옥내배선 등의 용도로 사용되고 있는 케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1a에 도시된 바와 같은 옥내배선 등의 용도로 사용되는 저전압 케이블은 도체(100'), 상기 도체(100')를 감싸는 절연층(200'), 상기 절연층(200')을 보호하기 위해 이를 감싸는 시스층(300') 등을 포함할 수 있다. 또한, 도 1b에 도시된 바와 같은 중전압 케이블은 절연층(200')과 시스층(300') 사이에 배치되고 도체(100')에 흐르는 전류에 의해 형성되는 전자파를 차폐하는 금속차폐층(400')을 추가로 포함할 수 있다.
수중 환경 등 수분에 노출될 수 있는 환경에서 사용되는 케이블은 상기 절연층(200')에 수분이 침투함으로써 절연 성능이 저하되거나, 수트리, 즉 절연층(200')에 침투한 수분이 이온화되고 이러한 이온에 교번전계가 가해져 진동함으로써 절연층(200')에 틈이 생성되고 그 틈을 통해서 수분이 스며들어 도체(100')에 까지 수분이 침투하는 현상에 의해 누설전류, 절연파괴 등이 유발될 수 있다.
또한, 케이블의 시스층(300')이 수분을 흡습함으로써, 수분 침투에 의한 금속차폐층(400')의 부식에 의한 손상, 편단접지된 금속차폐층(400')의 오픈단에서의 유기전압 상승시 인체 접촉 감전 사고 또는 단선 사고 등이 유발될 수 있다.
따라서, 수분 침투에 의한 절연층(200')의 절연 성능 저하, 누설전류, 절연파괴, 금속차폐층(400')의 부식 등으로부터 케이블을 보호하기 위해 케이블을 구성하는 상기 시스층(300')의 내수성을 향상시키기 위한 연구개발이 진행되고 있다.
한편, 상기 케이블의 유연성, 작업성, 시스층의 가공성 등의 확보를 위해 상기 시스층(300')을 형성하는 시스 조성물에 가소제를 다량 첨가하는 경우 이러한 가소제는 침투한 물에 의해 추출되거나 가수분해되어 케이블의 전기적 특성을 저해하는 문제점을 유발할 수 있고, 또한 내열성이 불충분한 가소제를 적용한 경우 시스층(300') 압출 후 반건조 상태에서 케이블을 보빈에 권취하고 권취 마무리시 케이블에 추가적인 장력이 인가되는 과정에서 권취된 케이블 사이의 마찰에 의해 시스층(300')에 줄무늬가 형성되어 케이블의 외관이 불량하게 되는 문제점을 유발할 수 있다.
또한, 상기 시스층(300')은 난연성 확보를 위해 다량의 난연제를 포함하는 시스 조성물에 의해 형성될 수 있으나, 상기 난연제가 친수성을 띄는 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 금속 수산화물인 경우 상기 시스층(300')의 내수성이 저하될 수 있는 반면, 내수성 저하를 억제하기 위해 난연제의 함량을 감축시키는 경우 상기 시스층(300')의 난연성이 저하될 수 있다.
나아가, 케이블의 제조비용을 절감시키기 위해 상기 시스층(300')을 형성하는 시스 조성물에 탄산칼슘(CaCO 3) 등의 무기 충진제를 첨가하는데 이러한 무기 충진제가 다량 첨가되는 경우 상기 시스층(300')의 내수성 및 기계적 물성이 저하될 수 있어 케이블의 성능을 유지하면서 이의 제조비용을 절감시키는데 한계가 있다.
따라서, 케이블의 시스층에 있어서 서로 상충관계(trade-off)에 있는 난연성과 내수성을 동시에 향상시킬 뿐만 아니라, 내열성, 경도, 내마모성 등의 물성을 동시에 향상시키고, 외관을 향상시키고 제조비용을 절감시킬 수 있는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 케이블 시스층에 있어서 서로 상충관계(trade-off)에 있는 난연성과 내수성을 동시에 향상시킬 수 있는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 케이블 시스층에 있어서 난연성과 내수성을 저하시키지 않고 내열성, 경도, 내마모성 등의 물성을 동시에 향상시킬 수 있는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 케이블 시스층의 외관을 향상시키고 제조비용을 절감시킬 수 있는 시스 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 갖는 케이블이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
베이스 수지로서 폴리염화비닐 수지; 가소제; 및 무기 첨가제를 포함하고, 상기 가소제는 빙점(Tm)이 -40℃ 이하인 저빙점 가소제 및 빙점(Tm)이 -40℃ 초과인 고빙점 가소제를 포함하고, 상기 고빙점 가소제와 상기 저빙점 가소제의 중량비는 1:0.5 내지 1:2이며, 상기 무기 첨가제는 난연제를 포함하고, 상기 무기 첨가제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 45 내지 70 중량부인, 시스 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 저빙점 가소제의 빙점(Tm)은 -60 내지 -40℃이고, 상기 고빙점 가소제의 빙점(Tm)은 -40℃ 초과 -20℃ 이하인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 저빙점 가소제와 상기 고빙점 가소제의 빙점(Tm)의 차이는 5℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
또한, 상기 저빙점 가소제의 중량평균 분자량(Mw)은 500 이하이고, 상기 고빙점 가소제의 중량평균 분자량(Mw)은 500 초과인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
나아가, 상기 저빙점 가소제는 1,4-벤젠디카르복실릭에세드, 디-C8-C10 브랜치드 알킬 에스테르를 포함하고, 상기 고빙점 가소제는 트리옥틸 트리멜리테이트(TOTM)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 가소제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 35 내지 60 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
한편, 상기 난연제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 10 내지 45 중량부이고, 상기 난연제는 금속 수산화물 난연제를 포함하고, 상기 금속 수산화물 난연제는 소수성 표면처리된 금속 수산화물 및 활제로 표면처리된 금속 수산화물을 포함하고, 상기 활제로 표면처리된 금속 수산화물과 상기 소수성 표면처리된 금속 수산화물의 중량비는 1:0.5 내지 1:3인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
또한, 상기 무기 첨가제는 난연보조제를 포함하고, 상기 난연보조제는 안티몬계 난연제를 포함하며, 상기 난연보조제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 3.5 내지 8 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 무기 첨가제는 무기 충진제를 포함하고, 상기 무기 충진제는 탄산칼슘(CaCO 3)을 포함하며, 상기 무기 충진제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 10 내지 40 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
나아가, 상기 무기 첨가제는 열안정제를 포함하고, 상기 열안정제는 Ca-Mg-Zn계 열안정제를 포함하며, 상기 열안정제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 6 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물을 제공한다.
한편, 도체; 상기 도체를 감싸는 절연층; 및 상기 절연층을 감싸고 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 시스 조성물로부터 형성된 시스층을 포함하는, 케이블을 제공한다.
여기서, 상기 시스층은 시편을 70℃ 물에 96시간 동안 침수시킨 후 측정된 상기 시편의 무게 증가분이 1.0 mg/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는, 케이블을 제공한다.
또한, 상기 시스층은 시편을 100℃ 오븐에서 168시간 동안 가열한 후 측정된 상기 시편의 무게 감소분이 1.5 mg/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는, 케이블을 제공한다.
본 발명에 따른 시스 조성물은 특정 가소제와 특정 난연제, 난연보조제, 기타 무기 충진제 등의 무기 첨가제의 조합 및 이들의 함량 제한을 통해 케이블 시스층에 있어서 서로 상충관계(trade-off)에 있는 난연성과 내수성을 동시에 향상시킬 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 시스 조성물은 첨가되는 무기 첨가제 총량을 제한함으로써 케이블 시스층에 있어서 난연성과 내수성을 저하시키지 않고 내열성, 경도, 내마모성 등의 물성을 동시에 향상시킬 수 있고 케이블의 외관을 향상시키며 제조비용을 절감시킬 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 종래 전력 케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 시스 조성물로부터 형성된 시스층을 포함하는 전력 케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 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. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명은 케이블 시스층을 형성할 수 있는 시스 조성물에 관한 것이다.
상기 시스 조성물은 베이스 수지로서 폴리염화비닐(PVC) 수지에 가소제와 난연제, 난연보조제, 무기 충진제 등의 무기 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 베이스 수지로서 폴리염화비닐(PVC) 수지는 자체적인 난연성을 보유하고는 있으나 적용하고자 하는 케이블의 종류에 따라 그 난연성이 충분치 못할 수 있고 가소제, 열안정제 등의 필수 첨가제의 가격이 PVC 수지보다 높기 때문에 후술하는 난연제 및 충진제 등과 같은 무기 첨가제가 첨가될 수 있다.
상기 가소제는 케이블의 유연성, 작업성 및 상기 시스층의 압출성, 가공성 등을 향상시킬 수 있으나 상기 가소제에 용융된 이온이 이온 교환 반응을 일으켜 전도성 불순물이 생성되고 이로써 시스층의 전기적 특성이 저하될 수 있다.
여기서, 상기 가소제는 예를 들어 프탈레이트계, 포스페이트계, 트리멜라이트계, 에폭시계, 에스테르계, 시트레이트계, 고분자계 가소제, 또는 이들의 배합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 빙점(Tm)이 -40℃ 이하, 예를 들어 -60 내지 -40℃인 저빙점 가소제와 빙점(Tm)이 -40℃ 초과, 예를 들어 -40℃ 초과 -20℃ 이하인 고빙점 가소제의 혼합물을 포함할 수 있고, 상기 저빙점 가소제와 상기 고빙점 가소제의 빙점의 차이는 5℃ 이상, 예를 들어, 5 내지 20℃이며, 바람직하게는 10℃ 이상일 수 있다.
또한, 상기 저빙점 가소제의 중량평균 분자량(Mw)은 500 이하, 예를 들어 300 내지 480이고, 상기 고빙점 가소제의 중량평균 분자량(Mw)은 500 초과, 예를 들어 500 초과 650 이하일 수 있다.
상기 저빙점 가소제로서 예를 들어 1,4-벤젠디카르복실릭에세드, 디-C8-C10 브랜치드 알킬 에스테르(관용명 : 1,4-벤젠디카릅고실산, 믹스드 C8-C10 브랜치드 앤드 2-엑틸헥실 디에스테르스)를 적용할 수 있고, 상기 고빙점 가소제로서 트리옥틸 트리멜리테이트(TOTM)를 적용할 수 있으며, 상기 고빙점 가소제와 상기 저빙점 가소제의 중량비는 1:0.5 내지 1:2, 바람직하게는 2:3일 수 있다.
상기 저빙점 가소제는 케이블의 유연성, 작업성 및 상기 시스층의 압출성, 가공성 등을 극대화시킬 수 있고, 상기 고빙점 가소제는 상기 시스 조성물의 내열성을 추가로 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 고빙점 가소제에 의해 상기 시스 조성물의 내열성이 추가로 향상되는 경우, 케이블의 시스층 압출 후 반건조 상태에서 보빈에 권취시 권취 마무리 단계에서 상기 케이블에 추가적인 장력이 인가될 때 보빈에 권취된 케이블의 시스층 사이의 마찰에 의해 상기 시스층에 줄무늬가 형성되는 것을 억제할 수 있다.
따라서, 여기서, 상기 고빙점 가소제와 상기 저빙점 가소제의 중량비가 1:0.5 미만인 경우 케이블의 유연성, 작업성 및 상기 시스층의 압출성, 가공성 등이 불충분할수 있는 반면, 1:2 초과인 경우 상기 시스 조성물의 내열성이 불충분하여 케이블의 권취 작업시 시스층 표면에 줄무늬가 형성되는 문제가 유발될 수 있다.
상기 가소제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 35 내지 60 중량부, 바람직하게는 45 내지 60 중량부일 수 있다. 상기 가소제의 함량이 35 중량부 미만인 경우 상기 케이블의 유연성이 저하될 수 있는 반면, 상기 가소제의 함량이 60 중량부 초과인 경우 휘발 또는 침출될 가능성이 있고, 상기 시스층의 경도, 내유성, 난연성, 인장강도 등의 물성이 저하될 수 있다.
상기 난연제는 수산화마그네슘, 수산화알루미늄, 훈타이트와 하이드로마그네사이트의 혼합물, 하이드로마그네사이트, 수산화탄산마그네슘, 하이드로탈사이트 등의 금속 수산화물인 무기 난연제, 유기 인계, 할로겐계, 멜라민계 화합물 등의 유기 난연제 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 수산화마그네슘을 포함할 수 있다.
상기 유기 난연제는 상기 베이스 수지와의 상용성이 우수한 반면, 상기 금속 수산화물은 표면에 수산화기(-OH)를 가져 수분을 쉽게 흡수하는 성질이 있기 때문에 상기 시스층의 내수성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 상기 금속 수산화물 난연제는 상기 시스층의 내수성을 향상시키기 위해 실란 등에 의해 소수성으로 표면처리될 수 있다. 특히, 상기 금속 수산화물 난연제는 실란 등에 의해 소수성으로 표면처리된 금속 수산화물 및 활제 등에 의해 표면처리된 금속 수산화물의 혼합물일 수 있고, 상기 활제 등에 의해 표면처리된 금속 수산화물과 상기 실란 등에 의해 표면처리된 금속 수산화물의 중량비는 1:0.5 내지 1:3, 바람직하게는 1:1 내지 1:2일 수 있으며, 이로써 상기 시스 조성물에서 목적한 난연성 및 내수성을 구현하는 동시에 제조비용을 절감할 수 있다.
여기서, 상기 활제 등에 의해 표면처리된 금속 수산화물과 상기 실란 등에 의해 표면처리된 금속 수산화물의 중량비가 1:0.5 미만인 경우 상기 시스 조성물의 내수성이 크게 저하될 수 있는 반면, 1:3 초과인 경우 조성물의 제조단가가 불필요하게 상승하는 문제가 있다.
상기 난연제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 10 내지 45 중량부, 바람직하게는 30 내지 40 중량부일 수 있고, 상기 난연제의 함량이 10 중량부 미만인 경우 상기 시스층의 난연성이 불충분할 수 있는 반면, 상기 난연제의 함량이 45 중량부 초과인 경우 상기 시스층의 형성을 위한 시스 조성물의 압출시 부하가 증가하고 형성되는 시스층의 내수성, 경도, 내마모성 등이 저하될 수 있고 외관 불량이 발생할 수 있다.
한편, 상기 시스 조성물은 상기 난연제 이외에 난연보조제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 난연보조제는 예를 들어 안티몬계 난연보조제를 포함할 수 있다. 상기 난연보조제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 3.5 내지 8 중량부, 바람직하게는 4.5 내지 6 중량부일 수 있다. 여기서, 상기 난연보조제의 함량이 3.5 중량부 미만인 경우 상기 시스 조성물의 난연성이 불충분할 수 있는 반면, 8 중량부 초과인 경우 상기 시스 조성물로부터 형성된 시스층의 내수성, 경도, 내마모성 등이 저하될 수 있고 외관 불량이 발생될 수 있고 조성물의 제조단가가 불필요하게 상승할 수 있다.
상기 무기 충진제는 탄산칼슘(CaCO 3) 등의 무기물을 포함할 수 있고, 상기 무기 충진제의 첨가에 의해 상기 시스 조성물의 제조비용을 절감시킬 수 있다. 다만, 상기 탄산칼슘 등의 무기 충진제 역시 표면이 친수성으로 상기 시스 조성물로부터 형성되는 시스층의 내수성이 저하될 수 있으므로 실란, 활제 등에 의해 표면처리될 수 있다.
상기 무기 충진제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 10 내지 40 중량부, 바람직하게는 15 내지 25 중량부일 수 있다. 상기 무기 충진제의 함량이 10 중량부 미만인 경우 상기 시스 조성물의 제조비용 절감 효과가 미미할 수 있는 반면, 40 중량부 초과인 경우 상기 시스 조성물로부터 형성되는 시스층의 내수성, 경도, 내마모성 등이 저하될 수 있고 외관 불량이 발생될 수 있다.
상기 시스 조성물은 이로부터 형성되는 시스층의 내열성을 추가로 향상시키고 상기 시스 조성물에 포함되는 성분들의 열화에 의한 분해를 억제하기 위해 열안정제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 열안정제는 납계 안정제, 비납계 안정제, 에폭시계 스테아린산염, 금속비누계 안정제 등으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 Ca-Mg-Zn계 열안정제를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 열안정제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 6 중량부, 바람직하게는 4 내지 5 중량부일 수 있다. 상기 열안정제의 함량이 2 중량부 미만인 경우 상기 시스 조성물의 내열성이 저하되거나 상기 시스 조성물에 포함된 성분들의 열화에 의한 분해가 유발될 수 있는 반면, 6 중량부 초과인 경우 상기 시스 조성물로부터 형성되는 시스층의 내수성, 경도, 내마모성 등이 저하될 수 있고 외관 불량이 발생될 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 시스 조성물은 이에 포함되는 난연제, 난연보조제, 무기 충진제, 열안정제 등의 무기 첨가제의 총 함량을 조절함으로써 서로 상충관계에 있는 난연성과 내수성을 동시에 향상시키고, 상기 시스 조성물로부터 형성되는 시스층의 경도, 내마모성 등을 향상시키며 외관 불량을 억제할 수 있다.
구체적으로, 상기 무기 첨가제의 총 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 45 내지 70 중량부, 바람직하게는 50 내지 60 중량부일 수 있다. 상기 무기 첨가제의 함량이 45 중량부 미만인 경우 상기 시스 조성물의 난연성, 내열성 등이 불충분할 수 있는 반면 70 중량부 초과인 경우 상기 시스 조성물의 내수성이 저하될 수 있고 상기 시스 조성물로부터 형성된 시스층의 경도 저하 및 표면조도 불량에 의한 내마모성(내스크래치성) 저하가 유발되며 외관 불량이 발생할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 시스 조성물로부터 형성된 시스층을 포함하는 전력 케이블의 단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에 도시된 케이블은 도체(100), 상기 도체(100)를 감싸는 절연층(200) 및 상기 절연층(200)을 보호하기 위해 이를 감싸는 시스층(300)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 케이블은 중전압 케이블인 경우 상기 절연층(200)과 상기 시스층(300) 사이에 상기 도체(100)로부터의 전자파를 차폐하기 위한 금속차폐층(400)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 금속차폐층(400)은 금속 테이프 등의 횡권에 의해 형성될 수 있다.
상기 도체(100)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(200)은 케이블의 전기절연을 위한 것으로, 예를 들어, 고분자 수지로 이루어질 수 있다. 상기 도체(100)의 직경은 이를 포함하는 케이블의 용량에 의해, 상기 절연층(200)의 두께는 이를 포함하는 케이블의 전압에 의해 각각 적절히 선택될 수 있다. 또한, 상기 시스층(300)은 앞서 기술한 본 발명에 따른 시스 조성물로부터 형성될 수 있다.
[실시예]
1. 제조예
아래 표 1에 나타난 구성성분 및 함량으로 시스 조성물을 제조한 후 이로부터 시스층 시편 및 시스층을 갖는 케이블 시편을 각각 제조했다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6
수지 100
난연제1 20 15 15 5 20 20 40 20 20
난연제2 10 15 15 25 10 10 10 10 10
난연보조제 5 5 5 5 2 5 5 5 5
열안정제 4 4 4 4 4 4 4 4 1
가소제1 20 20 25 20 20 10 20 20 20
가소제2 25 25 20 25 25 35 25 25 25
충진제 15 15 15 15 15 15 15 45 15
- 수지 : 폴리염화비닐 수지- 난연제1 : 실란 코팅된 수산화마그네슘
- 난연제2 : 활제 코팅된 수산화마그네슘
- 난연보조제 : 안티몬계 난연보조제
- 열안정제 : Ca-Mg-Zn계 열안정제
- 가소제1 : 트리옥틸 트리멜리테이트(TOTM; 빙점 : -35℃)
- 가소제2 : 1,4-벤젠디카르복실릭에세드, 디-C8-C10 브랜치드 알킬 에스테르(빙점 : -45℃)
- 충진제 : 탄산칼슘
2. 물성 평가
1) 내수성 평가
실시예 및 비교예 각각의 시스층 시편을 70℃ 물에 96시간 동안 침지시킨 후 수분 침투에 의한 상기 시편의 무게 증가분을 측정했고, 무게 증가분은 1.0 mg/㎠ 이하여야 한다. 무게 증가분은 아래의 식으로 계산된다.
무게 증가분(mg/㎠)=(침수 후의 시편 무게 - 침수 전의 시편 무게)시편의 표면적
2) 난연성 평가
실시예 및 비교예 각각의 케이블 시편을 규격 IEC 60332-3-24 Category C에 준하여 20분 동안 연소시키고 연소길이를 측정했고, 연소길이가 2.5 m 이하여야 한다.
3) 가열감량 평가
실시예 및 비교예 각각의 시스층 시편을 100℃ 오븐에서 168시간 동안 가열한 후 감소된 무게 감소분을 측정했고, 무게 감소분이 1.5 mg/㎠ 이하여야 한다. 무게 감소분은 아래의 식으로 계산된다.
무게 감소분(mg/㎠) = (가열 전의 시편 무게 - 가열 후의 시편 무게)/시편의 표면적
4) 가열노화 평가
실시예 및 비교 예 각각의 시스층 시편을 규격 IEC 60502-1/ST2에 준하여 100℃ 오븐에서 168시간(1주일) 동안 가열노화시킨 후 인장강도 및 신장율을 측정함으로써 가열노화 전 상온에서 측정한 인장강도 및 신장율을 기준으로 하는 인장강도 변화율 및 신장율 변화율을 계산한다. 여기서, 가열노화 전 상온에서 측정한 인장강도 및 신장율을 기준으로 가열노화 후 인장강도 및 신장율의 변화율이 각각 ±25%를 넘지 않아야 한다.
5) 경도 평가
실시예 및 비교예 각각의 시스층 시편에 대해 쇼어(Shore) A 경도를 측정했다.
6) 광택도 평가
실시예 및 비교예 각각의 시스 조성물로부터 30 mm 소형 압출기를 이용하여 리본(ribbon) 형상의 시스층 시편을 제조한 후 광택계 GM-26(제조사 : LANDTEK)을 사용하여 광택도를 5회 측정하고 평균값을 계산했다.
상기 물성 평가 결과는 아래 표 2에 나타난 바와 같다.
단위 실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5 6
내수성 mg/㎠ 0.76 0.84 0.86 1.24 0.89 0.91 0.75 0.79 0.74
난연성 m 1.7 1.6 1.4 1.5 전소 1.6 1.8 1.9 1.6
가열감량 mg/㎠ 1.35 1.29 1.14 1.35 1.33 1.77 1.40 1.41 1.44
가열노화(100℃/168시간) 인장강도 변화율 % 91 92 90 87 88 91 87 88 68
신장율 변화율 % 89 88 92 86 86 92 84 88 45
경도 - 93 93 93 93 92 92 88 87 93
광택도 - 75 76 75 74 73 73 61 62 74
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예의 시스 조성물은 이로부터 형성된 시스층의 내수성, 난연성, 내열성, 경도에 따른 내마모성(내스크래치성), 광택도에 따른 외관 등의 물성이 모두 우수한 것으로 확인된 반면, 비교예 1의 시스 조성물은 난연제의 총 함량이 실시예와 동일함에도 불구하고 실란 코팅된 난연제인 난연제1의 함량이 활제 코팅된 난연제인 난연제2의 함량에 비해 상대적으로 기준 미달로서 내수성이 크게 저하되었고, 비교예 2의 시스 조성물은 난연보조제의 함량이 기준 미달로 난연성이 크게 저하되었으며, 비교예 3의 시스 조성물은 가소제 전체 함량이 실시예와 동일함에도 불구하고 고빙점 가소제의 함량이 저빙점 가소제의 함량에 비해 상대적으로 기준 미달로서 내열성이 불충분해 가열감량이 크게 증가되었고, 비교예 4 및 5의 시스 조성물은 난연제 또는 충진제 함량이 과다하여 전체 무기 첨가제의 함량이 과도한 이유로 시스층의 경도, 광택도 등이 크게 저하되었으며, 비교예 6의 시스 조성물은 열안정제의 함량이 기준 미달로 내열성이 불충분해 가열노화 후 인장강도 및 신장율 각각의 변화율이 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 (13)

  1. 베이스 수지로서 폴리염화비닐 수지;
    가소제; 및
    무기 첨가제를 포함하고,
    상기 가소제는 빙점(Tm)이 -40℃ 이하인 저빙점 가소제 및 빙점(Tm)이 -40℃ 초과인 고빙점 가소제를 포함하고,
    상기 고빙점 가소제와 상기 저빙점 가소제의 중량비는 1:0.5 내지 1:2이며,
    상기 무기 첨가제는 난연제를 포함하고,
    상기 무기 첨가제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 45 내지 70 중량부인, 시스 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 저빙점 가소제의 빙점(Tm)은 -60 내지 -40℃이고,
    상기 고빙점 가소제의 빙점(Tm)은 -40℃ 초과 -20℃ 이하인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저빙점 가소제와 상기 고빙점 가소제의 빙점(Tm)의 차이는 5℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 저빙점 가소제의 중량평균 분자량(Mw)은 500 이하이고, 상기 고빙점 가소제의 중량평균 분자량(Mw)은 500 초과인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 저빙점 가소제는 1,4-벤젠디카르복실릭에세드, 디-C8-C10 브랜치드 알킬 에스테르를 포함하고,
    상기 고빙점 가소제는 트리옥틸 트리멜리테이트(TOTM)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가소제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 35 내지 60 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 10 내지 45 중량부이고,
    상기 난연제는 금속 수산화물 난연제를 포함하고,
    상기 금속 수산화물 난연제는 소수성 표면처리된 금속 수산화물 및 활제로 표면처리된 금속 수산화물을 포함하고,
    상기 활제로 표면처리된 금속 수산화물과 상기 소수성 표면처리된 금속 수산화물의 중량비는 1:0.5 내지 1:3인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 첨가제는 난연보조제를 포함하고,
    상기 난연보조제는 안티몬계 난연제를 포함하며,
    상기 난연보조제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 3.5 내지 8 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 첨가제는 무기 충진제를 포함하고,
    상기 무기 충진제는 탄산칼슘(CaCO 3)을 포함하며,
    상기 무기 충진제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 10 내지 40 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기 첨가제는 열안정제를 포함하고,
    상기 열안정제는 Ca-Mg-Zn계 열안정제를 포함하며,
    상기 열안정제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 2 내지 6 중량부인 것을 특징으로 하는, 시스 조성물.
  11. 도체;
    상기 도체를 감싸는 절연층; 및
    상기 절연층을 감싸고 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 시스 조성물로부터 형성된 시스층을 포함하는, 케이블.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시스층은 시편을 70℃ 물에 96시간 동안 침수시킨 후 측정된 상기 시편의 무게 증가분이 1.0 mg/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는, 케이블.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 시스층은 시편을 100℃ 오븐에서 168시간 동안 가열한 후 측정된 상기 시편의 무게 감소분이 1.5 mg/㎠ 이하인 것을 특징으로 하는, 케이블.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113773589A (zh) * 2021-09-02 2021-12-10 新亚电子股份有限公司 一种具有长效耐热水性能的pvc线缆及应用
CN115612200A (zh) * 2022-10-31 2023-01-17 常州八益电缆股份有限公司 海面漂浮光伏系统耐盐雾耐弯折电缆的制备方法
CN119626641A (zh) * 2024-09-11 2025-03-14 博达线缆有限公司 一种中压防火电缆

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980063167A (ko) * 1996-12-30 1998-10-07 권문구 폴리염화비닐수지 조성물
JP2000336215A (ja) * 1999-05-25 2000-12-05 Fujikura Ltd 架橋性難燃性樹脂組成物
JP2013203855A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Yazaki Energy System Corp 高柔軟塩化ビニル樹脂組成物
JP2016044294A (ja) * 2014-08-27 2016-04-04 リケンテクノス株式会社 ケーブルシース材用塩化ビニル系樹脂組成物、及び高難燃性ケーブル
KR20170012858A (ko) * 2015-07-24 2017-02-03 엘에스전선 주식회사 난연성 및 내수성을 갖는 전력 케이블

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980063167A (ko) * 1996-12-30 1998-10-07 권문구 폴리염화비닐수지 조성물
JP2000336215A (ja) * 1999-05-25 2000-12-05 Fujikura Ltd 架橋性難燃性樹脂組成物
JP2013203855A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Yazaki Energy System Corp 高柔軟塩化ビニル樹脂組成物
JP2016044294A (ja) * 2014-08-27 2016-04-04 リケンテクノス株式会社 ケーブルシース材用塩化ビニル系樹脂組成物、及び高難燃性ケーブル
KR20170012858A (ko) * 2015-07-24 2017-02-03 엘에스전선 주식회사 난연성 및 내수성을 갖는 전력 케이블

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113773589A (zh) * 2021-09-02 2021-12-10 新亚电子股份有限公司 一种具有长效耐热水性能的pvc线缆及应用
CN115612200A (zh) * 2022-10-31 2023-01-17 常州八益电缆股份有限公司 海面漂浮光伏系统耐盐雾耐弯折电缆的制备方法
CN115612200B (zh) * 2022-10-31 2023-08-25 常州八益电缆股份有限公司 海面漂浮光伏系统耐盐雾耐弯折电缆的制备方法
CN119626641A (zh) * 2024-09-11 2025-03-14 博达线缆有限公司 一种中压防火电缆

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