KR20100070020A

KR20100070020A - 무독성 케이블용 열가소성 수지, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 케이블의 제조 방법

Info

Publication number: KR20100070020A
Application number: KR1020080128609A
Authority: KR
Inventors: 박영규
Original assignee: 명성통신 주식회사
Priority date: 2008-12-17
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2010-06-25

Abstract

무독성 케이블용 열가소성 수지 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 케이블 제조 방법이 개시되어 있다. 무독성 열가소성 수지는 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70중량부, 미네랄 오일 20 내지 30 중량부, 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 5 중량부를 포함하는 조성을 갖는다. 이와 같은 무독성 열가소성 수지로 제조된 케이블은 유연하면서 변형 회복성이 우수하고 작업성이 뛰어나 이어폰용 코드 또는 케이블 등에 적합하다. 또한 염소 화합물과 중금속 화합물등과 같은 유해한 성분을 포함하지 않아 환경 친화적이고 이행 현상을 발생시키지 않는다. 또한 플라스틱 난연성 시험규격 UL94-HB 등급에도 적합하다.

케이블, 열가소성, 무독성

Description

무독성 케이블용 열가소성 수지, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 케이블의 제조 방법 {INNOXIOUS THERMOPLASTIC RESIN, METHOD OF PREPARING THE SAME, AND METHOD OF PREPARING A CABLE USING THE METHOD}

본 발명은 열가소성 수지, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 케이블의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 무독성의 오일을 포함하는 무독성 케이블용 열가소성 수지, 이의 제조방법 및 이를 이용한 케이블의 제조 방법에 관한 것이다.

과거에는 PVC에 가소제와 안정제 등을 혼합 용융하여 수지 조성물을 제조하고 이를 이용하여 케이블을 제조하였다. 일반적으로 PVC를 포함하는 수지 조성물의 제조시에 사용되는 가소제에는 프탈레이트(phthalate)계와 아디페이트(adipate)계가 있다. 상기 프탈레이트계 가소제로는 디에틸 헥실 프탈레이트(diethyl hexyl phthalate; DEHP), 디헥실 프탈레이트(dihexyl phthalate; DHP), 디부틸 프탈레이트(dibutyl phthalate; DBP), 디이소노닐 프탈레이트(di-isononyl phthalate; DINP), 디이소데실 프탈레이트(di-isodecyl phthalate; DIDP) 등을 들 수 있다. 상기 아디페이트계 가소제로는 디에틸 헥실 아디페이트(diethyl hexyl adipate; DHA) 등을 들 수 있다. 상기 프탈레이트계 가소제는 내분비계에 장애를 일으키거나 암을 유발하는 것으로 추정된다.

PVC를 포함하는 수지 조성물의 제조시에 사용되는 안정제로는 바륨(Ba) 화합물, 아연(Zn) 화합물, 납(Pb) 화합물, 카드뮴(Cd) 화합물, 칼슘(Ca) 화합물, 주석(Sn) 화합물 또는 이들의 복합화합물을 들 수 있다. 이러한 안정제에는 중금속 화합물이 다수 포함되므로 PVC를 포함하는 수지 조성물을 인체에 접하면 중금속 중독을 유발할 위험이 있다. 중금속은 피하 지방에 흡수되어 배출되지 않고 몸 속에 축적되고, 중추 신경계에 관련된 효소와 강하게 결합하여 정신이상이나 신경마비, 혼수상태 등 신경계에 이상을 초래한다. 특히 수은은 미나마타병의 원인이 되고, 카드뮴은 이따이 이따이 병의 원인이 된다.

이들 PVC를 포함하는 수지 조성물을 특히 이어폰이나 헤드폰과 같은 제품의 전선(electric cord)에 사용하면, 이어폰 또는 헤드폰은 인체와 직접 접촉하게 되므로 그 위험성이 더욱 커진다. 상기 케이블이 타 물질과 닿았을 때에는 가소제에 의하여 내부의 물질이 배어나와 타 물질에 침투하거나 타 물질을 녹이게 된다. 이것은 PVC를 포함하는 수지 조성물의 이행성(migration)이 높을수록 용이해진다.

또한, PVC를 포함하는 수지 조성물을 이용한 제품은 염소를 포함하므로 연소시 발암물질인 다이옥신 등을 발생시켜 생태계를 파괴하고 인간의 생식기능 저하, 기형, 성장장애, 암 등의 유발한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 출원인은 SEBS 및 파라핀유를 포함하는 열가소성 수지에 대한 특허(제2004-0015546호)를 출원하여 등록받았으나 최근 수지에 포함된 파라핀유가 인체에 유해해 규제 대상물질로 인해 새로운 무독성의 케이블용 열가소성 수지가 요구되고 있는 실정이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 무독성의 미네랄오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체를 포함하는 무독성 케이블용 열가소성 수지를 제공하는데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제2 목적은 상기 무독성 케이블용 열가소성 수지의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제3 목적은 상기 무독성 케이블용 열가소성 수지를 이용한 케이블을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

상술한 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명에 일 실시예에 따른 무독성 케이블용 열가소성 수지는 미네랄 오일에 혼합,용융된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70중량부, 미네랄 오일 20 내지 30 중량부, 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 5 중량부를 포함하는 조성을 갖는다.

일 예로서, 상기 충전제 탈크, 제올라이트, 클레이, 알루미나, 탄산칼슘 등을 들 수 있다. 일 예로서, 상기 첨가제로 산화방지제 0.1 내지 0.5 중량부와 상기 안료 2 내지 4 중량부를 사용할 수 있다.

상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70중량부, 미네랄 오일 20 내지 30 중량부, 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 5 중량부를 혼합하여 수지 혼합물을 형성한다. 이어서, 상기 수지 혼합물 150 내지 180℃의 온도 범위에서 용융 및 압출한다. 그 결과 무독성 케이블용 열가소성 수지가 형성될 수 있다.

상기 제3 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70중량부, 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 5 중량부를 혼합하여 수지 혼합물을 형성한다. 이어서, 상기 수지 혼합물 150 내지 180℃의 온도 범위에서 용융 및 압출하여 무독성 케이블용 열가소성 수지를 마련한다. 이후 수득된 열가소성 수지를 용융시켜 도체상에 피복한 후 냉각시킨다. 그 결과 무독성의 이어폰 케이블, 코드 또는 전선이 제조될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 무독성 열가소성 수지는 기계적 물성이 양호하고 이행 현상을 발생시키지 않는 전선 또는 케이블을 제조할 수 있다. 더욱이 본 발명에 따른 열가소성 수지는 주원료로 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체는 내열성, 내노화성 및 내후성이 우수하고 다른 수지와의 상용성이 우수하다. 또한 부드럽고 연성이 뛰어난 특성 갖고, 염소를 포함하지 않으므로 연소시에 다이옥신을 배출하지 않고, 중금속을 사용하지 않으므로 인체와 환경 에 유해하지 않다. 또한, 상기 무독성 열가소성 수지는 UL94-HB 등급의 난연성 자재로서 점차 난연성이 요구되는 전기 전자제품의 케이블 등에 적합하다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예들에 따른 무독성 케이블용 열가소성 수지, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 케이블의 제조 방법을 실시예들을 참조하여 상세히 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예들의 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 상세한 설명에서 사용되는 다양한 구성요소들은 기재된 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

무독성 케이블용 열가소성 수지

본 발명의 일 실시예에 따른 무독성 케이블용 열가소성 수지는 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 충진제 및 첨가제를 포함하는 조성을 갖는다.

일 예로서, 무독성 케이블용 열가소성 수지는 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70중량부, 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 5 중량부를 포함하는 조성을 가질 수 있다. 다른 예로서, 무독성 케이블용 열가소성 수지는 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 60 중량부에 대하여 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 5 중량부를 포함하는 조성을 가질 수 있다.

상기 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체는 50 내지 70 중량부가 적용된다. 상기 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 사용량이 50 중량부 미만이면 무독성 열가소성 수지의 탄성이 저하된다. 반면에 공중합체의 사용량이 70중량부를 초과하면 무독성 열가소성 수지의 경도 및 유연성이 저하되는 문제점이 발생된다. 따라서 본 실시예에 따른 열가소성 수지는 50 내지 70중량부의 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 포함하거나 바람직하게는 55 내지 65 중량부의 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 포함한다.

무독성 케이블용 열가소성 수지에 적용되는 미네랄 오일의 사용량이 20중량부 미만이면 무독성 열가소성 수지의 경도 및 유연성이 저하되고 압출시에 압출 특성이 충분하지 않다. 반면에 미네랄 오일의 사용량이 30 중량부를 초과하면 무독성 열가소성 수지의 탄성이 저하되고, 이행성이 높아져 타 물질을 녹이거나 침투하여 손상을 줄 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 열가소성 수지 20 내지 30 중량부가 에 사용되는 미네랄 오일을 포함하거나 바람직하게는 22 내지 28 중량부의 미네랄 오일을 포함한다. 예컨대 본 실시예에서 미네랄 오일로 화이트 미네랄 오일 등을 사용할 수 있다.

무독성 케이블용 열가소성 수지에 적용되는 폴리프로필렌의 사용량이 5 중량부 미만이면 생성되는 상기 열가소성 수지가 너무 부드러워지고 탄력이 작아지는 문제점이 발생된다. 반면에 상기 폴리프로필렌의 사용량이 20 중량부를 초과하면 경도가 커지고 유연성이 저하되므로 바람직하지 않다. 따라서 본 실시예에 따른 열가소성 수지는 5 내지 20 중량부의 폴리프로필렌을 포함하고, 6 내지 15 중량부의 폴리프로필렌을 포함한다.

상기 무독성 케이블용 열가소성 수지에 적용되는 폴리에틸렌은 에틸렌(CH=CH)을 중합하여 수득되는 유백색의 반투명한 열가소성 수지이다. 상기 폴리에틸렌은 유전율 및 유전체의 손실이 적으며 절연 내력이 커서 전선 피복제로서 바 람직한 성질을 가진다. 또한 내열성이 우수하고 성형 가공이 용이하여 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체와 상용성이 양호하다.

일 예로서, 상기 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌을 포함한다. 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 주쇄에 연결된 사슬가지가 많은 저밀도의 비선영 고분자이고, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 가지가 거의 없는 고밀도의 선형 고분자이다. 상기 선형 폴리에틸렌은 상기 비선형 폴리에틸렌 보다 강하나 비선형 폴리에틸렌이 선형 폴리에틸렌보다 가격 경쟁력과 성형 정도가 더 우수한 특성을 갖는다. 구체적으로 본 실시예의 폴리에틸렌은 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 혼합비를 조절함으로서 다양한 물성을 갖는 열가소성 수지로 제조될 수 있다.

여기서, 본 발명의 열가소성 수지 조성물에 적용되는 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌의 혼합비를 약 2.5 내지 3.5: 1의 중량비로 조절하여 사용하는 것이 바람직하다. 이는 상기 열가소성 수지의 강도와 경도의 조절하여 성형 가공을 보다 양호하게 하고, 상기 열가소성 수지 조성물이 이어폰 케이블을 형성하는데 적합한 물성을 갖도록 하기 위해서이다.

상기 폴리에틸렌의 사용량이 5 중량부 미만이면 생성되는 열가소성 수지 조성물이 너무 부드러워지고 탄성이 작아지고, 반면에 그 사용량이 20 중량부를 초과할 경우 생성되는 열가소성 수지의 강도가 강하여 변형 회복성이 저하된다. 따라서 본 실시예에 따른 열가소성 수지는 5 내지 20 중량부의 폴리에틸렌을 포함하고, 6 내지 15 중량부의 폴리에틸렌을 포함한다.

상기 무독성 케이블용 열가소성 수지에 적용되는 충전제는 최종 형성되는 열가소성 수지의 물성을 조절하고, 열가소성 수지를 이용한 제품의 가격을 낮출 수 있으며 압출시 압출특성을 향상시킨다.

상기 충전제의 사용량이 5 중량부 미만이면 화합물의 물성을 변화시키는 영향력이 발생되지 않고, 충전제의 사용량이 10 중량부를 초과하면 생성되는 열가소성 수지 조성물의 탄성과 유연성이 적어지고 딱딱해지며 표면이 거칠어지며, 백화 현상이 나타날 수 있다. 또한 케이블을 제조하기 위한 추후의 압출 공정에서 압출의 특성이 현격히 저하될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물은 5 내지 10 중량부의 충전제를 포함하거나, 6 내지 8중량부의 충전제를 포함한다. 상기 충전제의 예로서는 탈크, 제올라이트, 클레이, 알루미나, 탄산칼슘 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 열가소성 수지는 안료 및 산화방지제를 포함하는 첨가가제를 2 내지 5중량부를 포함한다. 상기 첨가제 중 산화방지제는 혼합된 열가소성 수지의 노화를 방지하며 내후성, 내노화성, 내광성 등을 향상시킨다.

상기 산화방지제의 사용량이 0.1 중량부 미만이면 열가소성 수지의 산화작용 억제를 방지하지 못하기 때문에 상기 산화방지제를 0.5 중량부 이하로 사용하는 것이 본 발명의 열가소성 수지를 형성하데 바람직하다. 따라서 본 발명에 따른 열가소성 수지는 0.1 내지 0.5 중량부의 산화방지제를 포함하거나 0.2 내지 0.3 중량부를 포함한다.

상기 산화방지제는 1차 산화방지제, 2차 산화방지제 또는 이들을 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 1차 산화방지제로서, Ciba-Gelgy사의 페놀계 Ultranox 1010 등을 사용할 수 있고, 2차 산화방지제로서 General Electric Specialty Chemicals 사의 포스페이트계 Ultranox 626 등을 사용할 수 있다.

상기 첨가제 중 안료는 열가소성 수지의 색상 부여 및 이의 점도를 조정하기 위해 적용될 수 있다. 상기 안료의 사용이 2 중량부 미만이면 색상이 연하여 이어폰 케이블용 수지로 사용하는 것이 바람직하지 않고, 상기 안료의 양이 4중량부를 초과하면 케이블의 광택이 저하되며 안료가 묻어 나오는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 열가소성 수지는 2 내지 4중량부의 안료를 포함하거나 2 내지 3 중량부의 안료를 포함한다. 상기 안료는 내열성, 내후성, 내약품성이 우수하며 중금속 화합물을 포함하지 않으며 각종 용매에 스며 나오지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 안료의 예로는 흑색 안료, 백색 안료, 황색 안료, 적색 안료, 청색 안료 등을 들 수 있다. 본 실시예에서는 상기 흑색 안료로 분말상의 카본 블랙을 사용한다.

이 외에 본 발명에 따른 열가소성 수지는 필요에 따라 대전방지제, 항균제, 난연제 등 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.

이상과 같은 상술한 조성을 갖는 무독성의 열가소성 수지 조성물은 이어폰 또는 헤어폰의 케이블에 사용되는 것이 바람직하다. 이외에 이어마이크, 휴대용 핸즈프리 이어폰, 교환용 헤드셋, 마이크 케이블 등에도 사용할 수 있다.

무독성 케이블용 열가소성 수지 및 케이블 제조 방법

미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70 중량부, 미네랄 오일 20 내지 30중량부, 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량, 안료와 화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 5 중량부가 혼합된 조성을 갖는 수지 혼합물을 제조한다. 상기 수지 혼합물을 제조하기 위해 적용되는 미네랄 오일, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 충진제 및 첨가제에 대한 설명은 무독성 케이블용 열가소성 수지의 상세한 설명에서 구체적으로 개시되어 있기에 생략한다.

이어서, 상기 수지 혼합물 150 내지 180℃의 온도 범위에서 용융시킨다. 이때, 상기 수지 혼합물은 약 30 내지 50분간 용융시키거나 약 40분간 용융시킬 수 있다.

이어서, 용융된 수지 혼합물을 압출시킨다. 그 결과, 무독성 케이블용 열가소성 수지가 수득된다,

이후, 상기 무독성 케이블용 열가소성 수지를 150 ± 20℃의 온도 범위에서 용융시켜 구리선과 같은 도체 상에 피복한 후 무독성 열가소성 수지가 피복된 도체를 냉각시켜 전선 또는 전자제품의 케이블을 제조한다.

본 발명에 따른 무독성의 케이블용 열가소성 수지로 형성된 케이블은 기계적 물성이 양호하고 이행 현상을 감소된다. 또한 다이옥신을 배출하지 않고, 중금속을 사용하지 않으므로 인체와 환경에 무해하다.

이하, 본 발명에 따른 열가소성 수지 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 케이블의 제조 방법을 실시예들을 통하여 상세하게 설명한다.

실시예 1: 열가소성 수지 조성물의 제조

미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 65kg, 화이트 미네랄오일 24kg 폴리프로필렌 14㎏, 폴리에틸렌 11㎏(저밀도 폴리에틸렌 : 고밀도 폴리에틸렌 = 3 : 1), 충진제인 미세탈크 SiO2 MgO 7㎏, 첨가제인 흑색 안료 2.7㎏ 및 1차 산화방지제 0.15㎏(Ciba-Gelgy 사의 폐놀계 Ultranox 1010), 2차 산화방지제 0.15㎏(General Electric Specialty Chemicals 사의 포스페이트계 Ultranox 626)를 혼합한 후, 트윈 스크류 압출기(Twin Screw Extruder)에서 170℃ ± 10 온도를 유지하며 40분간 용융시켰다. 이어서 사출기로 압출하여 하기 표 1의 조성을 갖는 열가소성 수지를 제조하였다.

실시예 2: 케이블의 제조

상기 실시예 1에서 제조된 열가소성 수지를 용융시켜 우레탄 에나멜을 입힌 동선(0.05~0.08mm)의 도체 상에 피복하였다. 이때 압출기의 제1 스크류 온도는 170 ± 3℃, 제2 스크류 온도는 160 ± 3℃, 헤드는 150 ± 3℃, 다이스는 150 ± 3℃로 유지시켰다. 열가소성 수지가 코팅된 동선에 20 ± 5℃의 냉가수를 제공하여 1분에 120m 내외가 되도록 하였다. 용도에 따라 물레의 크기를 조절하고 선의 길이를 조절하여 감아 한쪽을 절단하여 케이블을 제조하였다.

비교예

일반 PVC 수지 조성물은 하기 표 2와 같은 물질들의 함량비를 갖고, 이와 같은 함량을 갖는 일반 PVC 수지 조성물을 이용하여 코드를 제조하였다.

시험예

물성 평가

실시예 2에서 수득한 케이블의 기계적인 물성을 측정하여 표 3에 나타내었다.

굴곡 시험

실시예 2에서 수득한 케이블에 대하여 굴곡시험을 수행하였다. 케이블의 양단부에 양단자와 음단자를 연결하고 실온에서 양방향으로 ± 90°굽히는 동작을 30회/분의 속도로 수행하여 끊어짐이 나타나는지 여부를 관찰하였다. 실험 결과가 표 4에 나타나 있다.

실시예 2에서 수득한 케이블은 11327회로서 신뢰성이 우수한 것으로 나타났다.

이행성 테스트

패널과 패널사이에 실시예 2의 이어폰 케이블 및 비교예의 이어폰 케이블을 각각 놓고 50 ± 1℃ 온도에서 500 ± 25g의 하중을 가하였다. 이 상태에서 24시간동안 방치한 후 패널에 나타나는 상태를 검사하였다. 패널로는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS) 패널, 폴리스티렌(PS) 패널, 아크릴로니트릴 스티렌(AS) 패널의 3 가지를 사용하여 실시예 2 및 비교예의 이어폰 케이블들에 대하여 각각 실험을 수행하였다. 실험 결과가 표 5에 나타나 있다.

상기 표 5에서 실시예 2의 이어폰 케이블은 ABS, PS 및 AS 패널에 대해 모두 이행되지 않았으나, 비교예의 이어폰 케이블은 ABS 패널에서 이행 현상이 발생하였다.

중금속 함량 검사

실시예 2의 이어폰 케이블에 구리선을 제거하고, 피복에서 중금속 및 유해물질의 검출 여부를 확인하였다. 그 결과가 표 6에 기재되어 있다.

상기 표 6에 기재된 바와 같이, 무독성 열가소성 수지로 제조된 이어폰 케이블의 유해성 물질의 분석결과 카드뮴, 납, 수은, 6가 크롬 등과 같은 중금속은 검출되지 않았다. 대한민국의 식품공전에 기구 및 용기 포장의 기준 규격에서 합성수지제 PVC, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리클로로비닐리덴 (polychloro vinylidene; PCVD), 페놀 포름알데히드(phenol formaldehyde; PF)의 재질규격에 납 및 카드뮴의 함량규격은 100mg/kg 이하이다. 또한 일본 SS-00259에 준한 사용중지 물질인 카드뮴(Cd) 및 그 화합물, 폴리브롬화 바이페닐류 (poly brominated biphenyls; PBB)류 및 폴리브롬화 바이페닐에테르(Polybrominated diphenyl ethers)류, 염소화 파라핀류(염소계 난연제/가소제), 폴리염화 바이페닐류 (poly chlorinated biphenyls; PCB)류, 폴리염화 나프탈렌류, 유기납 화합물, 석면, 질소화합물 외 BBP, DBP, DCHP, DEHP, DEHA, DHP, DPP, DPrP와 같은 프탈레이트계 화합물, 할로겐 화합물, 휘발성 유기화합물, PVC 등이 검출되지 않았다. 따라서 본 발명에 따른 열가소성 수지 및 이로 제조된 이어폰 케이블은 인체 및 환경에 유해하지 않다는 것을 확인할 수 있다.

난연성 특성 검사

실시예 1의 열가소성 수지를 이용하여 8mm의 두께를 갖는 시편을 제조한 후 시편을 수평방향으로 위치시켰다. 이어서, 상기 시편의 끝 부분에 불을 붙여 시편의 분당 연소 길이를 측정함으로서 시편의 난연성을 평가하였다. 그 결과가 표 7에 기재되어 있다.

표 7에서 UL-94 HB는 세계에서 널리 사용되고 있는 플라스틱에 대한 난연성을 평가 방법으로서 시편의 두께가 3.5 내지 12.7mm인 경우 시편의 분당 연소 길이가 38.1mm를 초과하면 안돼야 한다. 본 실시예 1의 열가소성 수지로 제조된 시편의 경우 표 7에 개시된 바와 같이 분당 연소 길이가 평균 20mm 이하로 우수한 난연성을 갖는 것이 확인되었다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기계적 물성이 양호하고 이행 현상을 발생시키지 않는 난연성의 전선 또는 이어폰 케이블을 제조할 수 있다. 더욱이 본 발명에 따른 열가소성 수지는 주원료로 미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체를 사용하고 있기 때문에 무해하고, 내열성, 내노화성, 난연성 및 내후성이 우수하며 다른 수지와의 상용성이 우수하다. 또한 가격이 저렴하면서도 PVC를 포함하는 수지 조성물의 물성과 유사하여 PVC를 포함하는 수지 조성물을 대체할 수 있다. 또한 부드럽고 연성이 뛰어난 특성 갖고, 염소를 포함하지 않으므로 연소시에 다이옥신을 배출하지 않고, 중금속을 사용하지 않으므로 인체와 환경에 유해하지 않다. 또한, 상기 무독성 열가소성 수지는 UL94-HB 등급의 난연성 자재로서 점차 난연성이 요구되는 전기 전자제품의 케이블 등에 난연성을 부여할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70중량부;

미네랄 오일 20 내지 30 중량부;

폴리프로필렌 5 내지 20 중량부;

폴리에틸렌 5 내지 20 중량부;

충진제 5 내지 10 중량부; 및

안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 7 중량부가 혼합된 조성을 갖는 무독성 케이블용 열가소성 수지.
제1항에 있어서, 상기 미네랄 오일로 화이트 미네랄 오일을 사용하는 것을 특징으로 하는 무독성 케이블용 열가소성 수지.
제1항에 있어서, 상기 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌이 약 2.5 내지 3.5: 1의 중량비로 혼합된 조성을 갖는 것을 특징으로 하는 무독성 케이블용 열가소성 수지.
제1항에 있어서, 상기 충진제는 탈크, 제올라이트, 클레이, 알루미나 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하 는 무독성 케이블용 열가소성 수지.
제1항에 있어서, 상기 산화방지제 0.1 내지 0.5 중량부 및 상기 안료 2 내지 4 중량부가 사용되는 것을 특징으로 하는 무독성 케이블용 열가소성 수지.
제1항에 있어서, 이어폰 케이블 또는 헤어폰의 코드를 제조하기 위해 적용되는 것을 특징으로 하는 무독성 케이블용 열가소성 수지.
미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70중량부, 미네랄 오일 20 내지 30 중량부, 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 7 중량부가 혼합하여 수지 혼합물을 형성하는 단계;

상기 수지 혼합물 150 내지 180℃의 온도 범위에서 용융시키는 단계; 및

용융된 수지 혼합물을 압출하여 무독성 케이블용 열가소성 수지로 수득하는 단계를 포함하는 무독성 케이블용 열가소성 수지의 제조 방법.
미네랄 오일에 혼합된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 50 내지 70중량부, 미네랄 오일 20 내지 30 중량부, 폴리프로필렌 5 내지 20 중량부, 폴리에틸렌 5 내지 20 중량부, 충진제 5 내지 10 중량부 및 안료와 산화방지제를 포함하는 첨가제 2 내지 7 중량부가 혼합된 조성을 갖는 무독성 케이블용 열가소성 혼 합물을 제조하는 단계;

상기 무독성 케이블용 열가소성 수지 혼합물 150 내지 180℃의 온도 범위에서 용융시키는 단계;

압출하여 무독성 케이블용 열가소성 수지 조성물을 수득하는 단계;

상기 수득한 열가소성 수지 조성물을 용융시키는 단계;

상기 용융된 열가소성 수지 조성물을 도체상에 피복하는 단계; 및

상기 열가소성 수지 조성물이 피복된 도체를 냉각시키는 단계를 포함하는 코드 제조 방법.