KR800000094B1 - 전기절연체 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전기절연체 조성물

제1도는 본 발명의 원리에 따른 절연조성물로 피복한 인입선의 횡단면이며,

제2도는 3중 피복층을 가지는 도체의 횡단면으로 과거의 인입선를 나타낸 것이며,

제3도는 지지전주에서 가입자 옥내로 인입선의 전형적 배선장치릍 보여주는 배치도이며,

제4도는 제3도에 주어진 가입자 옥내회로 부분을 가입자 옥내에 인접한 인입선의 한끝을 지지하는 것을 상세하게 예시할 목적으로 확대한 것이며,

제5도는 본 발명의 원리에 따라 전선에 조성물을 적용하는 기구를 보여주는 것이다.

본 발명은 전기절연 조성물에 관한 것이다. 특히 본 발명은 전기도체에 내마모성, 절연코팅 및 도체에 재생성 절연 접착을 가지는 전기적으로 절연된 도체를 제조할 수 있는 절연조성물에 관한 것이다.

전화선에 용융되는 것과 같은 절연된 전기도체는 종종 옥외에서도 사용되거나, 또는 절연체가 햇빛, 일기 및 마모의 악조건에 노출되는 조건하에 있게 되는 경우도 자주 있다. 전화 인입선의 경우에는, 전화선을 집으로 끌어들이는 검은색 피복의 와이어는 보통 보호 목적으로 타이어 트레드와 같은 질의 네오프렌 화합물로 자케트 되어진 코튼으로 피복된 압출고무 절연체로 되어 있다.

이러한 보호피복은 여러해 동안 널리 사용되어 왔으며, 많은 관점에서 만족할 만한 것이 증명되어 왔었다. 그러나 더 경비가 적게 소요되는 절연방법의 개발이 열망되어 왔다.

물론 다른 피복에 있어서도 상기와 같은 형의 전선의 요구를 충족시키는 특성을 가지고 있어야 한다. 예를들면, 프라스틱피복 인입선은 상술한 조건에 노출시 내구 특성 및 저온 유동성, 충격저항성 및 내마모성의 적당한 특성을 가지는 절연물질로 피복하는 것이 중요하다.

그것이 사용된 환경에서, 전선의 각 끝부분은 금속크램프로 끼워져 있다. 크램프의 하나는 가입자의 건물에 부착되어 있으며, 다른 하나는 가입자의 건물과 지상 케이블을 각각 연결하는 인입선의 전기적 연결선에 전화전주에 연결된다. 가입자와 지하전선의 포올끝의 두 부분에, 크램프로 연결된 전선에는 절연체에 크램프에 의하여 발생한 힘에 의하여 이유가 생긴다.

만약 이 힘이 절연체에서 도체로 그들 사이의 접착력에 의하여 이동되지 않으면, 도체에서 절연체가 당겨 나와서 인입선의 전무게가 종말 연결에 의하여 걸러진다. 이것이 회로가 끊기는 가장 빈번한 요인이다. 한판 조성물과 도체 사이의 접착이 너무 크면, 도체에서 피복물을 벗기는데 문제가 있다. 접착력이 너무 크면, 과도한 힘을 주어야 하기 때문에 도체의 표면 부위에서 금속 도전성 물질이 벗겨져서 전기저항을 증가시켜서 그 전도성을 변화시킨다. 과도하게 마찰시켜 문지르면 또한 전선과 닉크(Knicks)의 단면적을 과도하게 감소시켜서, 전선의 강도를 저하시져서 하중능력을 저하시킨다.

안입선은 전술한 3층 피복이 아닌 피복방법이 사용되고 최적의 접착을 포함하는 요구되는 특성을 가지도록 제조되어 왔다. 이 방법은 일반적으로 도체를 접착제로 전코팅하고 다음에 최종 프라스틱 절연물의 압출로 코팅하는 것이다. 이 방법은 필요외의 제조단계를 거쳐야 하는 불리점이 있으며, 도체를 탄층피복법을 적용하여 얻어진 것에 비하여 피복스피드에 한계가 있다.

도면의 전코팅이 필요치 않고 인입선을 피복하는 프라스틱을 생산하는 조성물은 미국특허 3,579,608호에 기술되어 있다. 상기 특허에는 가소제를 가한 폴리비닐클로라이드와 여기에 가열한 도체표면에 직접접착하는 브롬화된 에폭시수지를 포함하는 내마모성 절연 코팅물에 대한 것이 기술되어 있다. 플라스틱물질로 피복되는 도체는 압출기의 크로스헤드 다이(Cross head die)에 들어가기 전에 200 대지 250℃로 예열된다.

상술한 미국특허 3,579,608호에서는 비교적 고가의 성분인 브롬을 18 내지 48% 함유하는 브롬화 에폭시수지를 조합한 PVC 수지를 접착촉진제로 사용하였다. 브롬은 소요접착력을 가지는데 필수인 에폭시 수지의 관능부위인 것으로 믿어진다.

조성물을 예열된 도체로 압출하는 동안 브롬화 수소가 유리되어 이것이 도체를 부식하여 도체와 프라스틱 조성물 사이의 접착을 용이하게 하는 것으로 믿어진다.

이 문헌으로부터, 적당한 도체-절연체 접착가를 가진 인입선의 시료를 제조할 수 있으나, 어떠한 도체는 상술한 특허에 기술된 것보다 예열범위가 기본적으로 더 높아야 일정한 접착가를 얻을 수 있다(1973년 11월 2일 출원하여 현재 계류 중인 미국특허원 계412,362호(George 1-1-3-1 참조).

본 발명의 원리에 의한 조성물은 폴리비닐클로라이드와, PVC 100부당 비브롬화 비변성 에폭시 수지 3-10부, PVC 100부당 3산화 안티몬 3-5부, PVC 100부당 카본블렉성분 1-3부 및 PVC 100부당 충진제성분 5-35부를 함유한다.

스트랜드 물질은 본 발명의 원리에 따라 이 물질을 적당한 온도로 유지하며 통로로 도입하면서 PVC와 PVC 무게비로 비브롬화 에폭시 수지(에폭시 당량 약 170-800) 3-10부를 함유하는 압출반응 혼합물과 접촉시켜서 도체스트랜드 물질에 반응 혼합물의 반응생성물로 이루어진 접착 코팅을 형성시킨다.

본 명세서에서 설명하고 특허청구된 조성물로 절연하기 위한 도체 10형태의 스트랜드 물질은 전기동-피복강철도체(특히 직경 약 1mm)이다.

상술한 구조물을 가지는 두개의 도체 10-10은 절연피복물(11)을 형성하는 조성물로 피복한다(제1도 참조). 절연피복물(11)은 한쌍의 위치한 도체 10-10 위로 동시에 압출되어 숫자 12로 표시한 안입선인 제1도에 보여준 구조를 형성한다.

절연물(11)로 피복된 전기도체 10-10을 포함하는 인입선 12는 숫자(16)으로 표시된 과거에 사용된 3층으로 피복된 인입선을 대체하여 사용된다(제2도 참조). 제2도에 보여준 바와 같이 도체 10-10은 먼저 고무 피복물로 피복한 다음 층(18)의 섬유로 피복하고 다음에 네오푸렌으로 외각피복(19)를 행한다.

상술한 미국특허원 제412,362호(George 1-1-3-1)에 기술된 것에 의하면 프라스틱 피복 인입선(12)는 여러 공정으로 제조된 제2도에서 보여준 과거의 인입선에 비하여, 단일 압출 조작으로 편리하게 제조할 수 있다. 더구나, 과거 문헌에서 네오푸렌의 가황 및 직물을 첨가하는 등의 조작이 없기 때문에 피복속도가 훨씬 증가된다.

인입선(12)는 전환전주 22-22 사이의 현수선에서 공중 대기 중의 케이블 21-21에서 연결되어 가입가의 옥내로 배치된 전화선에 사용된다(제3도 참조). 인입선(12)의 한쪽 끝은 전주(22)이 부착된 쐐기형 크램프(23)으로 지지되며, 다른 한쪽은 가입자 집에 부착된 유사 크램프로 지지된다(제4도 참조).

절연체 11의 안쪽표면과 도체 10-10과의 접착이 불충분하여 인입선(12)의 중량을 크램프(23-23)으로 이동되면 절연체중의 안정성이 파괴되어 인입선이 단지 종말연결만으로 지지되는 원치않는 결과가 초래된다. 그러므로 도체 10-10에 적용할 조성물은 절연체에 도체의 최소 평균 부착 이상의 충분한 접착성을 가지고 있어야 한다.

인입선(12)를 사용하기에는 접착가의 임계하한선 및 실제적인 상한선이 있다. 예를들면 과도 접착은 내부연결 작업 중 피복을 벗기기가 극히 어렵다.

절열물을 제거하기 위한 접착을 극복하기 위하여 설치자는 도체 10-10을 닉크(Knicks)할 수 있다.

이렇게 하면, 도체 10-10의 전기특성에 역으로 적용하며 또한 등 크레드를 침투하여 강심을 노출시켜 부식시키게 된다.

마지막으로. 도체 10-10에 적용된 조성물은 필요한 물리적, 전기적 및 그 수명특성을 가지고, 그 제조 조작 중에는 분해하지 않아야 한다.

본 발명에서 사용되는 기본적 중합제는 폴리비닐 클로라이드 수지 단일 중합체이다. PVC 수지는 내마모성 등 모든 특성을 가지고 있으나, 제조과정에서 문제가 되는 열 불안정성이 있다. 그러나, 폴리비닐클로라이드 수지는 제조반응 중 연화되기 때문에 이 화합물에 부가물을 가하여 제조할 수 있으며, 내마모성이 감소한다. 더욱 폴리비닐 클로라이드는 전기적 동급의 폴리비닐클로라이드 동형 중합체로서 적당해야 한다.

폴리비닐클로라이드 수지는 문헌이 전기절연 물질의 용도로 잘 알려진 일련의 폴리비닐클로라이드 수지일 수 있다. 1966년도의 A.S.T.M(American Society of Testing Materials)에 따르면, 적당한 동형 중합체 GP 5-00003 내지 GP 6-00003의 범위 내의 것으로 분류될 수 있다. 이러한 특성의 정의는 DI 755-66-로 A.S.T.M에 표시되어 있다.

간단히 GP란 압출 또는 몰딩법에 사용하는 일반 목적용 수지에 대한 약칭이다.

첫 숫자는(5-6을 뜻한다) 희석용액 점도 및 최종 경도로 환산한 중합체 분자량을 나타내며, 3은 6마이크로오옴/cm/g보다 적은 전기적 전도성을 상으로 나타내는 것이다. 물론 이 전기적 특성은 발명성의 견지에서 기본적인 요건 형태는 아니다. 숫자 및 또는 위의 선은 그 숫자에 대하여 각각 전지분류 값 이상 또는 이하를 나타낸다. 4개의 0자리 수는 A.S.T.M 전지분류에서 사용된 입자도, 부피 밀도, 가소제흡착 및 건조유동성 등의 특성을 나타낸다.

중합체 물질은 주로 폴리비닐클로라이드 탄중합체를 기준한 것이며, 이 물질의 농도는 그러므로 조성물에서 100부 보다 크다.

압출 등 성형을 편리하게 하기 위하여 조성물의 폴리비닐클로라이드와 단량체 가소제를 혼합하여 사용한다. 선택할 만한 단량체 가소제는 저온성 가소제가 좋다. 저온성 단량체 가소제는 조합도중에 폴리비닐클로라이드와 결합하여 수지분자 사이에 삽입되어 들어가는 것이다. 이러한 방법으로 즉 -18℃ 이하의 저온에서, 저온성 가소제는 폴리비닐클로라이드 수지 분자 사이에서 베아릴이나 또는 롤러와 같이 작용하여 물질을 유도상태로 유지한다.

사용되는 탄량체 가소제의 사용범위를 최적으로 하는 데는 문제가 있다. 사용되는 가소제는 직쇄 또는 분지상을 가지는 에스텔이다. 일반적으로 직쇄상 에스텔 물질이 저온에서 유동성을 유지하는데 분지상 물질(예를들면 35% 이상 분지쇄를 가지는)보다 더 효과적이다.

상업적으로 응용할 수 있는 단량제 가소제는 많이 있으나 저온유도성 및 전기적 특성 그리고 가소제의 휘발성을 만족시키는 것은 많지 않다. 단량체 가소제는 조성물의 기타 성분과 조합시켜서 안입선의 모든조건을 충족하고 그 수명을 연장시킬 수 있어야 한다. 적당한 가소제는 적당한 저온유동성과 전기적 특성을 가진 것으로, 바람직한 것은 프탈레이트 가소제이다.

폴리비닐클로라이드에 가할 단랑체 가소제의 바람직한 농도는 폴리비닐클로라이드 100중량 부당 프탈레이트 가소제 55-66부(중량)이다. 55부보다 소량을 가하면 저온유동성을 감소시키며 66부보다 많은 량은 내화성을 감소시키며 전기적 특성이 나쁘고 원하는 압축저항성이 감소된다.

이렇게 되면 크램프(23)에서의 인입선(12)의 끝이 움직이게 될 수 있다.

본 발명의 조성물에 사용되는 대표적으로 적당한 프탈레이트 가소제는 N-옥틸-n-데실 프탈레이트(810P), N-헥실-n-옥틸-n-데실 프탈레이트(610P)와 같은 n-알킬 프탈레이트 혼합물 또는 몬산토사 상품명 "산티사이저(Santicizer) 711이나 또는 이들 단량체 가소제의 혼합물 등이다.

유ㆍ에스ㆍ스틸 케미칼 캄파니사 제품으로 PX-318로 알려진 NODP도 적당한 프탈레이트 가소제임이 발견되었다. 폴리비닐클로라이드 기제와 프탈레이트 가소제에 부가되는 것으로 에피클로로 히드린과 비스페놀 A의 축합된 비브롬화 액체 에폭시 수지가 있다. 이 에폭시 수지는 본 조성물에서 이것이 도체 10-10에 절연성 접착을 하는데 일차적 매체의 역활을 하기 때문에 중요한 성분이다. 에폭시 수지는 ASTMD-1763, 방식 I, I급으로 에피클로로 히드린과 비스페놀로 순수하게 제조되고 특성이 조사된 것이다.

구조의 지시 및 유용성으로 사용될 수 있는 에폭시 수지의 특성 중의 하나는 에폭사이드 당량의 무게(보통 WPE라 한다) 또는 에폭시이드의 무게이다. 에폭사이드 당랑의 중량은 총 에폭사이드기의 수로 나눈 총 분자량이다.

ASTM D 1652는 에폭사이드 당량 무게의 측정방법을 기술하고 있다. 에폭사이드 당량 무게가 크면 클수록 에폭시 수지의 분자가 커진다. 또한 에폭시 당량의 무게가 증가하면 연화점이 증가한다. 물론, 연화점이 증가하면 ; 에폭시 수지를 조성물에 조합시키는 반응이 힘들어지며, 약 90℃이상이 되면 바람직하지 못하다.

상술한 ASTM 방식 I, 1급의 에폭시 수지는 더 4등급으로 나눈다. 제1류는 에폭시 당량 무게 170-200를 가지는 액체의 에폭시 수지이며, 제2류는 점도가 더 높은 액체이며, 제Ⅲ류는 반고체이다. 제4류는 에폭시 당량 무게 280-800을 가지며, 두란(Durran)의 연화점 40-90℃인 고체이다.

폴리비닐클로라이드 중량 100부에 대하여 비브롬화 에폭시수지가 3-10부(중량) 존재함이 좋은 것으로 밝혀졌으며, 에폭시 수지가 3부 이하 사용되면, 플라스틱 조성물과 도체 사이의 접착력이 감소되며, 한편, 에폭시 수지가 10부 이상 되어도 접착력이 개선되지 않는다.

적당한 비브롬화 에폭시 수지는 쉴케미칼 캄파니의 상품명 "EPON"828이다. 이 성분은 에폭시 당량175-210 그리고 평균 분자량 350-400을 가지는 비경화 에폭시(액체)이다.

본 조성물로 절연된 인입선은 가입자 옥내로 배선된다. 3산화 안티몬 성분은 본 발명 조성물에 내연성을 주기 위하여 사용해야 한다. 가입자 설치용 인입선은 ASTM D-2863에 의하여 측정하였을때 최소한계의 산소수지가 26% 되도록 제조하는 것이 좋다. 본 발명의 조성물에서 최소 한계의 산소수지를 26%로하기 위하여는 3산화 안티몬이 필수성분이다.

폴리비닐클로라이드에 가할 3산화 안티몬의 선택할 만한 농도는 폴리비닐클로라이드 100중량부당 3-5중량부이다.

조성물의 기타 성분에 대하여 3산화 안티몬을 적절히 조절시키는 것이 필요하다. 3부 이하를 사용하면 최소한계 산소인덱스가 충족되지 못하여, 또한 3산화 안티몬의 중량부를 더 크게 하면 한계산소인 덱스가 더 높아진다. 그러나 3산화 안티몬을 5부 이상 사용하여도 부가적인 내연성은 더 계산되지 않는다. 이 물질은 또한 충진제로서도 사용된다.

3산화 안티몬은 상업적으로 여러 종이 있다. 본 발명 조성물의 목적에 적합한 것으로는 NL 공업회사의 정상규격의 3산화 안터몬이 있다.

폴리비닐클로라이드, 프탈레이트 가소제, 에폭시 수지 및 3산화 안티몬에 금속안정제를 더 가한다. 금속 안정제는 폴리비닐클로라이드에 결과로 얻어진 조성물을 압출조작하는 동안 열분해를 방지시키고, 조성물의 전기저항성을 개선시키기 위하여 가한다.

금속 안정제의 선택할 만한 양은 폴리비닐클로라이드 100중량부에 대하여 3-7부가 좋다. 3부 이하이면 가열 안정성이 나빠져서 성형조작이 어렵다.

더구나 절연제의 전기적 특성이 나빠지며, 7부 이상을 사용하여도, 전기적인 특성이나, 열안정성이 더 개선되지는 않는다.

금속안정제는 고체형태나 프탈레이트와 같은 담체에 분산된 것을 사용할 수 있다. 액체금속 안정제는 제조 초기 상태에서 다른 액체성분과 함께 혼합하여 가하는 것이 유익함을 발견하었다.

N.L. 공업회사 제품의 "Tribase"E-XL이 본 조성물의 목적에 합당한 금속안정제이다. 트리바제 E-XL은 염기성 납 실리케이트 설페이트를 함유하며 비중 4.0이고 산화납의 함량의 64.3%인 상품명이다.

폴리비닐클로라이드 프탈레이트 가소제, 금속안정제, 에폭시 수지 및 3 산화 안티몬외에 충진물질을 가한다. 이 물질은 일반적으로 분말형태이며, 조성물이 도체 10-10에 접착하는 것을 촉진한다.

충진제의 선택할 만한 양은 폴리비닐클로라이드 중량 100부당 5-35부이다. 5부 이하를 사용하면 조성물에 가소제를 더 많은 양 사용해야 하며, 35부 이상 사용하면 내충격성 및 저온유동성이 감소한다.

상품명 "Cab-O-Sil"은 카보트 코프레이션에서 제조한 것으르 본 발명 조성물의 목적상 적당하다. 가소한 점토나 탄산칼슘도 또한 충진성분으로 적당하며, 이들 성분을 여러개 복합하여 본 발명의 충진제로서 사용하여도 좋다.

본 발명의 조성물에 적절한 광(光) 안정성을 부여하기 위하여 PVC, 가소제 및 금속안정제와 자외선 홉수제를 결합시킨다. 자외선 홉수제를 첨가하여 도체를 피복하고 있는 본 발명 조성물을 가지는 인입선을 자외선 분해에서 보호한다. 예를들면 보호되지 않은 PVC를 햇빛에 노출시킬 때는 자외선 분해가 일어난다.

동형중합체 100중량부에 대하여 자외선 홉수제 1.0-3.0부를 가하는 것이 적당하다. 0.1부보다 적게 사용하면, 자외선노출 및 그 환경에서의 보호력이 감소하여 전선의 수명을 단축시킨다. 그러나 상술한 범위량으로 적절한 보호를 할 수 있기 때문에 3.0부보다 많은 량은 필요치 않다. 자외선 흡수제는 조성물에 균질하게 분산되어야 하며, 이렇게 해야 일기에 대한 원하는 저항성을 가지게 된다.

사용할 수 있고 실제로 우수한 자외선 홉수제의 하나로 시티즈 서비스 캄파니(cities Service Company)제품의 상품명인 "Superba" 999의 카본블랙이 있다. "슈퍼파"999는 회분함량 0.05중량%, 휘발성물질 최대함량 10%이고 입자도가 20mμ인 미디엄 칼터챠넬 타입 카본 블랙이다. 이 물질은 충진제로서도 작용하며, 도체 10-10에 절연물질의 접착물 촉진시키는 기능도 가진다.

상술한 조성물은 인입선 절연물질의 요구에 만족할 만한 것이 발견되었다. 열안정성 검사는 실제 압출에 의하여 본 발명의 조성물이 도체에 극히 우수한 접착력 및 오랫동안의 열안정성을 가지고 있음을 입증하고 있다. 특히 본 조성물은 열안정성, 후기에 대한 내구성 및 압출이 용이하며 우수한 저온충격저항 특성을 가지고 있다.

도체 10-10을 미국특허 3,579,608호에 기술된 조성물로 미국특허원 제412,362(George 1-1-3-1)에 기술된 방법을 사용하여 피복하여도 그 제품은 양호한 제품을 만들 수 있으나 본 발명의 조성물에서의 비-브롬화 에폭시 수지를 사용하면 경비절감을 시킬 수 있음은 물론, 원하는 정도의 도체-절연체의 펑균접착가를 얻을 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 조성물 중 특히 선택할 만한 조성물로서 최적의 접착가를 얻기 위하여는 폴리비닐클로라이드100중량부, 에폭시 당량 약190을 가지는 비브롬화 에폭시 수지를 폴리비닐클로라드 100중량부당 7중량부, 프탈레이트 가소제를 폴리비닐클로라이드 100중량부당 66중량부, 금속안정제를 폴리비닐클로라이드 100중량부당 5중량부, 3산화 안터몬을 폴리비닐클로라이드 100중량부당 3중량부, 카본블랙 성분을 폴리비닐클로라이드 100중량부당 2.5중량부, 실리카를 폴리비닐클로라이드 100중량부당 5중량부 및 하소한 점도를 폴리비닐클로라이드 100중량부당 5중량부 함유하도록 한 것이다.

본 발명 방법의 원리는 동-강철도체 10-10과 같은 스트랜드 절연체 물질을 작용하여 도체와 조성물사이에 최적의 접착을 이루게 하는 것이다.

조성물과 이웃하는 두 도체의 접착력이 약 3.5-14.5kg(약 7-12kg이 바람직하다)이 되도록 하고 두도체 사이의 평균 접착력이 최소 5.5kg이 되도록 하는 것이 바람직한 것이 발견되었다.

미국특허원 제412,362(George 1-1-3-1)호에서 지시한 도체를 예열시켜서 사용하면 금속이 절연체 물질이 원하는 정도로 영구히 부착한 특성을 가지는 절연된 도체를 얻게 되며, 이것은 도체를 274-357℃로 예열한 다음 그 위에 미국특허 제3,579,603호에 기재된 조성물을 압출시켜서 얻어진다. 본 발명의 조성물도 또한 그 위에 압출시켜서 접착력을 포함하여 동일한 우수한 특성을 가지는 인입선을 제조할 수 있음이 확인되었다. 본 발명의 방법을 실제로 실시하기 위하여, 반응성 혼합물로 피복할 한쌍의 동-강철도체 10-10을 일반적으로 평행관계로 위치한 제조라인(제5도의 31부위)으로 놓는다.

조성물은 압출기(32)의 2겹챤넬 코이튜브(표시 안됨)로 나와서 도체 10-10에 피복한다.

전선 10-10의 압출기(32)로 도입되기 전에 전선은 232-343°(302-329℃의 범위가 좋다) 온도범위로 예열된다. 와이어 10-10의 예열은 일반적으로 숫자 33으로 표시된 유도저항 가열 등 통상의 예열장치를 이용할 수 있다.

도체 10-10이 과열되는 것을 방치하고 열방사에 의한 열의 손실을 최소로 하기 위하여 도체는 예열장치(33)과 압출기(32) 사이에 위치한 절연된 방(34)를 통하여 압출기(32)로 보낸다.

본 발명의 원리에 따라 전선 10-10에 적용할 조성물을 제조하는 데는, 폴리비닐클로라이드를 비브롬화에폭시 수지와 혼합하고, 기타 조합성분을 공급시켜 혼합한 후 압출기(32)는 본 계통의 기술에는 잘 알려져 있으며, 상술한 미국특허원 제412,362(George 1-1-3-1)호에도 기술되어 있다.

혼합물질은 다이(36)으로 흘러들어가서 궁극적으로 다이를 통과하는 도체 10-10과 접착된다. 열은 크로스해드다이(36)으로 계속 이송되어 늘어가는 도체 10-10으로 전도된다. 이러한 방법으로 조성물이 다이(36)를 통하여 계속적으로 이송되고 내부형성 심축(心軸)이 되는 예열된 도체로 압출된다.

먼저 도체 10-10에 대한 절연체의 필요한 평균 접착력을 얻기 위하여 에폭시 수지 성분을 확인한다. 에폭시 수지를 사용할 때에는 수지와 경화제의 두 부분을 사용하는 것이 보통이다. 이들은 사용시에 함께 섞어서 수지를 경화시킨다. 본 발명의 원리를 실시하면 놀랍게도 경화제를 사용치 않고도 펑균적으로 우수한 접착기를 얻을 수 있다.

상술한 온도 범위 내에로 예열시킨 도치 10-10에 본 발명의 조성물을 적용시키면 혼합물 내에서 뜻하지 않은 에폭시 수지 경화반응이 일어나서 반응생성물과 와이어 접착을 촉진시킨다. 예열된 도체 10-10이 폴리비닐클로라이드를 동-강철 도체의 피복조성물 사이에서 분해되어 폴리비닐클로라이드의 분해생성물인 염산을 생성하며, 이 염산이 도체 10-10의 표면을 부식하고 도체 내부면에서 직석결합력을 부여하여 에폭시 수지의 경화촉매로서 작용하여 조성물이 일정한 접착기를 가지게 한다고 믿어진다.

윤활제의 존재는 조성물과 도체 10-10의 접착을 방해한다. 윤활제 성분이 합입거나 그 자체는 본 조성물의 주요 요소가 아니나, 본 발명에서 사용되는 금속 안정제는 윤활제로 표면 코팅이 되어 있을 수도 있다.

그러나 본 발명에서 실시되는 온도에서는 PVC가 분해되어 충분한 염산이 생성되어 에폭시 수지와 반응하여 이를 경화시켜서 존재할지도 모를 윤활제의 효과를 최소로 한다.

온도범위가 낮은 윤활제를 함유하지 않은 안정제를 사용하여도, 조성물의 도체 10-10에 대한 계속적으로 재생할 수 있는 접착기는 얻을 수 없었다. 상술한 미국특허 제3,579,608호에 기술한 상한의 온도범위인 200 내지 250℃를 사용하였을 때에는 조성물의 접착가가 3.5-5.5kg이었으며, 그 결과는 내부 피복제품의 관리를 하여, 그 접착력 및 재생성이 개선된다.

도체-조성물-접착제의 평균 재생성 접착력을 5.5kg이상으로 하기 위하여 302내지 329℃의 온도범위를 사용함이 좋다.

도체의 예열온도를 232 내지 343℃로 하였을 때 일반적으로 조성물-도체의 만족할 만한 펑균 접착가가 얻어짐을 알았다. 이 범위의 더 낮은 점은 어느정도 미국특허원 제412,362(George 1-1-3-1)호(여기에서 브롬화 에폭시 수기를 PVC 100중량부에 대하여 3-10중량부(7부가 선택할 만하다)를사용한 조성물)에서보다 어느 정도 낮다. 상기 성분은 브롬 48%를 함유하며 에폭사이드기가 적다. 비브롬화 에폭시 수지로는 같은 중량부에서 더 많은 에폭시기가 있다. 에폭시 수지를 같은 중량부나 또는 적은 중량부를 높은 예열범위 은도에서 조합할 때에는 더 낮은 예열온도를 사용할 수 있다. 접착력은 도체의 예열온도에 따라 변화함을 실험적으로 알 수 있다. 접착력은 일반적으로 재생 불능성 결과와 함께 급속히 감소하는 임계하한 온도가 있다. 예를들면, 일반적으르 232℃보다 낮은 온도로 도체 10-10를 예열한 것에 절연체를 압출시키면 도체를 절연체에서 손으로 뽑아낼 수 있다.

절연체가 열분해되어 접착가가 역으로 영향을 받기 때문에 또한 온도의 상한선도 있다.

도체를 약 343℃의 온도로 예열한 후에, 도체에의 절연체 접착력이 감소함도 또한 발견되었다. 확실히, 도체를 보다 더 높이 예열시키면 그 접착력이 감소한다. 에폭시 수지 성분을 도체 10을 이보다 열로 예열시킨 것에 접촉시켰을 때에 도체와 절연체 사이의 결합이 붕괴될 수 있다.

도체 10-10에 접착한 조성물의 접착력을 테스트하기 위하여 플라스틱 피복의 인입선(12)를 슬립-오프테스트(Slip-off)하였다. 이 테스트법은 본 발명에서 참고로 예를 든 미국특허원 제412,362(George 1-1-3-1)호에 상세히 기술되어 있다.

이 실험은 도체 10-10에 축에 펑행으르 힘을 작용시키고, 도체의 한쪽에서 절연체 10mm를 끌어내는데 필요한 힘을 kg으로 측정한다. 도체에서 절연체를 끌어내는데 적용한 힘을 기록하고 조성물이 도체에 접착한 정도를 결정한다. 인입선 12는 또한 압력테스트, 신장(伸張) 테스트, 저온유동성, 크램프 홀딩 및 밀착도 시험 등을 행하며, 대조로는 모두 상술한 미국특허원 제412,362호를 사용하였다.

다음의 실시예는 본 발명에 의하여 제조된 여러가지의 가용성 폴리비닐클로라이드 절연체 조성물의 예이다.

실시예는 표(I)에 요약하여 도표 형식으로 표시하였다. 대조용으로는 상술한 동형중합체를 사용하여 행하였으며 모든 량은 중량부이다.

[표 I]

실시예 A에서의 조성물이 가장 바람직한 특성을 가지는 인입선 12가 얻어진다.

[실시예 A]

에피클로로히드린과 비스페놀로 제조한 상업용의 비브롬화 에폭시 수지(에폭사이드 당량 190) 7.0중량부, 폴리비닐클로라이드 수지 (GP 5-0003-ASTM-D 1755) 100중량부, N-옥틸, n-데실프탈레이트66.0중량부, 납 실리케이트 설페이트 안정제 5.0중량부, 발연실리카 5중량부, 가소한점토 5중량부, 3산화안티몬 3.0중량부, 카본블랙 2.5중량부를 함께 혼입하고, 315℃로 예열한 도체위로 압출한다.

[실시예 B]

비브롬화 에폭시 수지 7중량부, 가소제 60중량부, 금속안정제 3중량부, 3산화안티몬 5중량부, 카본블랙3중량부, 탄산칼슘 15중량부, 실리카 5중량부, 및 가소한 점토 10중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예(A) 방법으로 행한다. 반응 혼합물을 약 315℃ 온도로 예열한 도체 10-10으로 압출한다. 반응 생성물의 도체에 대한 접착가는 실시예(A)에서 얻어진 것과 유사하였다.

[실시예 C]

에폭시 수지 10부, 프탈레이트 가소제 55부, 금속안정제 7부, 3산화 안키몬 4부, 카본블랙 1부, 탄산칼슘 및 가소한 점토를 각각 10부씩 충진제로 사용하여 실시예(A) 공정을 반복하였다.

[실시예 D]

100중량부에 대하여 에폭시 수지 4중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예(A) 방법을 반복한다. 에폭사이드 당량이 190인 에폭시 수지가 바람직하였으나, 고체의 제등급의 에폭수지도 좋은 결과를 나타냈다.예를들면, 세라네스사(Celanese Co) 제품의 에폭시 수지(상품명 "Epi-Rez"522 C)를 반응 혼합물에 사용하였다.

[실험]

플라스틱 인입선 절연체 조성물은 특수한 특성을 가져야만 하며, 이 특성 중 몇몇은 전술한 대로이다.

다음의 표는 표(I)에서 실시예(A)에서의 조성물이 가지는 특성을 나타낸 것이다.

[표 Ⅱ-실시예 A 테스트]

[표 III]

* 전신의 예열온도 343℃를 초과하면 절연체 조성물에 분해효과를 나타낸다. 더구나, 예열온도를 343℃를 초과하면 다발로 묶기 전에 냉각하는데 불필요하게 시간이 걸린다.

Claims (1)

1. 폴리비닐클로라이드 100중량부에 대하여 에폭시 당량 170 내지 800을 가지는 비브롬화 에폭시 수지 3-10중량부, 프탈레이트 가소제 55-66중랑부, 금속안정 제 3-7중량부, 3산화 안티몬 3-5중량부, 카본블랙성분 1-3중량부 및 충진제 성분 5-35중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 전기절연체 조성물.

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