WO2020145738A1 - 고난연 케이블 - Google Patents

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WO2020145738A1
WO2020145738A1 PCT/KR2020/000502 KR2020000502W WO2020145738A1 WO 2020145738 A1 WO2020145738 A1 WO 2020145738A1 KR 2020000502 W KR2020000502 W KR 2020000502W WO 2020145738 A1 WO2020145738 A1 WO 2020145738A1
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bedding
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high flame
composition
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황현주
박도현
주동욱
이재훈
노성철
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엘에스전선 주식회사
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    • H01B9/00Power cables
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Definitions

  • the present invention relates to a high flame retardant cable. Specifically, the present invention relates to a high flame retardant cable capable of improving the flexibility by reducing the outer diameter while simultaneously implementing flame retardancy of the standard IEC 60332-3 Cat.A grade, and reducing manufacturing cost.
  • MV power distribution cables used in buildings, tunnels, plants, etc. mainly require flame retardancy of the standard IEC 50332-3 Cat.C class, but reinforce international regulations and Cat.B or Cat.A class The demand for distribution cables in possession is increasing.
  • the insulation layer of the cable for distribution is composed of a crosslinked polyethylene (XLPE) material that is not flame retardant and has a high heat transfer rate, and is the most severe in the case of a cable with a non-covered structure without armor even when a sheath layer having high flame resistance is applied.
  • XLPE crosslinked polyethylene
  • the primary function of preventing the propagation of flames and preventing the melting of the insulating layer in an environment where a flame is applied is performed by the high flame retardant sheath layer, but the thickness of the sheath layer is relatively thin and the insulating layer It was difficult to satisfy the flame retardancy of the Cat.A grade even when the thickness of the film was simply added to the sheath layer or simply a flame retardant taping layer to block flames inside the sheath layer.
  • FIG. 1 schematically shows a cross-sectional structure of one embodiment of a conventional medium voltage distribution cable.
  • one embodiment of a conventional medium voltage cable includes a conductor 1, an inner semiconducting layer 2, an insulating layer 3, an outer semiconducting layer 4, a metal shielding layer 5,
  • the first flame-retardant taping layer (glass taping layer) 6, the bedding layer 7, the second flame-retardant taping layer (glass taping layer) 8, the outer sheath layer 9, etc. have a structure in which they are sequentially stacked. Since a plurality of flame-retardant taping layers (glass taping layers) are applied, the cable manufacturing cost increases due to the taping process cost and excessive material cost, and the overall outer diameter increases, thereby deteriorating the flexibility of the cable.
  • An object of the present invention is to provide a high flame retardant cable capable of implementing flame retardancy of the standard IEC 60332-3 Cat.A grade.
  • an object of the present invention is to provide a high flame retardant cable capable of improving flexibility by reducing an outer diameter while simultaneously implementing high flame retardant characteristics.
  • At least one core including a conductor, an inner semiconducting layer surrounding the conductor, an insulating layer surrounding the inner semiconducting layer, an outer semiconducting layer surrounding the insulating layer, and a metal shielding layer surrounding the outer semiconducting layer;
  • a bedding layer surrounding the at least one core and formed from a flame retardant composition;
  • an outer sheath layer formed by extruding a sheath composition having an oxygen index of 35 to 47% and surrounding the bedding layer, wherein the flame retardant composition includes a base resin and a flame retardant, and a volume ratio of the bedding layer and the insulating layer. Is 1:1 to 3:1, when performing the standard IEC 60332-3-22 Cat.A flame retardant evaluation, provides a high flame retardant cable with a combustion length of 2.5 m or less.
  • the oxygen index of the bedding layer is characterized in that at least 45%, to provide a high flame retardant cable.
  • the core when it is one, it characterized in that it further comprises a glass taping layer between the core and the bedding layer, provides a high flame retardant cable.
  • the base resin includes ethylene vinyl acetate resin, and the melt index of the ethylene vinyl acetate resin is 3 to 5, to provide a high flame retardant cable.
  • the base resin provides a high flame retardant cable, characterized in that it further comprises an ethylene copolymer.
  • the content of the ethylene vinyl acetate resin is 85 to 100 parts by weight, characterized in that the content of the ethylene copolymer is 0 to 15 parts by weight, provides a high flame retardant cable.
  • the ethylene vinyl acetate resin provides a high flame retardant cable, characterized in that the content of the vinyl acetate monomer is 25 to 30% by weight based on the total weight thereof.
  • the ethylene copolymer provides a high flame retardant cable, characterized in that the melting point is 60 to 80 °C.
  • the ethylene copolymer is ethylene-octene copolymer or ethylene-butene copolymer, characterized in that it comprises a high flame-retardant cable.
  • the flame retardant provides a high flame retardant cable, characterized in that it comprises a metal hydroxide containing magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or both.
  • the magnesium hydroxide or the aluminum hydroxide provides a high flame retardant cable, characterized in that the surface treatment with a hydrophobic surface treatment agent.
  • the base resin characterized in that the content of the flame retardant is 240 to 280 parts by weight, provides a high flame retardant cable.
  • the flame retardant composition based on 100 parts by weight of the base resin, characterized in that it further comprises 5 to 15 parts by weight of at least one inhibitor selected from the group consisting of boric acid compounds, antimony compounds and molybdenum compounds, high flame retardant Provide cable.
  • the base resin comprises an ethylene vinyl acetate resin
  • the flame retardant comprises a metal hydroxide
  • the ethylene vinyl acetate resin has a melt index of 3 to 5 It provides a high flame retardant bedding composition, the oxygen index is 45% or more.
  • composition for high flame retardant bedding characterized in that the room temperature elongation is 40% or more.
  • the base resin provides a composition for high flame retardant bedding, characterized in that it further comprises an ethylene copolymer.
  • the content of the ethylene vinyl acetate resin is 85 to 100 parts by weight, characterized in that the content of the ethylene copolymer is 0 to 15 parts by weight, provides a flame retardant bedding composition .
  • the ethylene vinyl acetate resin provides a composition for high flame retarding bedding, characterized in that the content of the vinyl acetate monomer is 25 to 30% by weight based on the total weight thereof.
  • the ethylene copolymer is characterized in that the melting point is 60 to 80 °C, provides a flame retardant bedding composition.
  • the ethylene copolymer provides a composition for high flame retardant bedding, characterized in that it comprises an ethylene-octene copolymer, an ethylene-butene copolymer, or both.
  • the flame retardant provides a composition for high flame retardant bedding, characterized in that it comprises a metal hydroxide containing magnesium hydroxide or aluminum hydroxide or both.
  • the magnesium hydroxide or the aluminum hydroxide provides a composition for high flame retardant bedding, characterized in that the surface treatment with a hydrophobic surface treatment agent.
  • the content of the flame retardant is 240 to 280 parts by weight, it provides a composition for high flame retardant bedding.
  • the base resin based on 100 parts by weight of the base resin, characterized in that it further comprises 5 to 15 parts by weight of one or more inhibitors selected from the group consisting of boric acid compounds, antimony compounds and molybdenum compounds, provides a composition for high flame retarding bedding do.
  • the high flame retardant cable according to the present invention exhibits an excellent effect of realizing high flame retardancy of standard IEC 60332-3 Cat.A grade by imparting flame retardancy to the bedding layer.
  • the high flame-retardant cable according to the present invention can improve flexibility by reducing the outer diameter by up to 6.9%, despite implementing excellent flame retardancy by the specific material forming the bedding layer and the thickness of the precisely controlled bedding layer.
  • material costs and taping process costs can be saved, thereby exhibiting an excellent effect of reducing manufacturing costs.
  • FIG. 1 schematically shows a cross-sectional structure of one embodiment of a conventional medium voltage distribution cable.
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional structure of one embodiment of a high flame retardant medium voltage distribution cable according to the present invention.
  • FIG. 3 schematically shows a cross-sectional structure of another embodiment of a high flame retardant medium voltage distribution cable according to the present invention.
  • FIG. 2 schematically shows a cross-sectional structure of one embodiment of a high flame retardant medium voltage distribution cable according to the present invention
  • FIG. 3 schematically shows a cross-sectional structure of another embodiment.
  • the high flame-retardant cable according to the present invention is a Class 2 or 5 conductor 10 satisfying the standard IEC 60228, and the conductor 10 is wrapped and extruded from a semiconducting compound or transversely cross-conducted tape
  • the inner semiconducting layer 20, which may be formed by wrapping the inner semiconducting layer 20 and crosslinking polyolefin (XLPO), ethylene propylene rubber (EPR), hard ethylene propylene rubber (HEPR), polyvinyl chloride (PVC),
  • a metal shielding layer 50 formed by a metal tape or a metal braided layer made of a material such as copper, aluminum, and alloys thereof, and surrounding the metal shielding layer 50, urethane coated glass or silicon
  • the high flame-retardant cable according to the present invention is a Class 2 or 5 conductor 10 that satisfies the standard IEC 60228, and the conductor 10 is wrapped and a semiconducting compound is extruded or semiconductive tape.
  • the inner semiconducting layer 20 which can be formed by the transverse winding of, wraps the inner semiconducting layer 20 and crosslinks polyolefin (XLPO), ethylene propylene rubber (EPR), hard ethylene propylene rubber (HEPR), polyvinyl chloride (PVC) ), an insulating layer 30 made of silicone rubber, etc., an outer semiconducting layer 40 and an outer semiconducting layer 40 that may be formed by wrapping the insulating layer 30 and extruding a semiconductive compound or transversely of a semiconductive tape.
  • XLPO polyolefin
  • EPR ethylene propylene rubber
  • HEPR hard ethylene propylene rubber
  • PVC polyvinyl chloride
  • an insulating layer 30 made of silicone rubber, etc.
  • an outer semiconducting layer 40 and an outer semiconducting layer 40 that may be formed by wrapping the insulating layer 30 and extruding a semiconductive compound or transversely of a semiconductive tape.
  • the bedding layer applied to the cable is applied to protect the internal configuration of the bedding layer from external physical impact or pressure, and fill the empty space inside the cable to improve the structural stability of the cable and the roundness of the cable cross-section. This is the configuration.
  • the present inventors have changed the idea through a technical idea that no one has previously thought of, that is, a standard IEC 60332-3 Cat.A grade without a separate configuration for realizing flame retardancy by imparting a flame retardancy of 45% or more to the bedding layer
  • the present invention was completed by confirming through cable design and testing that it is possible to improve flexibility by reducing the outer diameter of the cable and to reduce the manufacturing cost of the cable while realizing the high flame retardancy of.
  • the bedding layers 70 and 70' are volume ratios of the bedding layers 70 and 70' and the insulating layer 30 on the premise that they are formed from a flame-retardant composition described later.
  • the ratio By adjusting the ratio from 1:1 to 3:1, it is possible to realize excellent flame retardancy, while reducing the flame retardant taping layer (glass taping layer), thereby reducing the outer diameter of the cable to improve flexibility and minimize manufacturing cost. have.
  • the volume of the insulating layer 30 may be a sum of the volumes of the insulating layers 30 of each core.
  • the volume ratio between the bedding layers 70 and 70' and the insulating layer 30 is less than 1:1, high flame retardancy of the standard IEC 60332-3 Cat.A grade cannot be achieved, while it exceeds 3:1.
  • the outer diameter of the cable is excessive and flexibility may be deteriorated, and the manufacturing cost of the cable may be unnecessarily increased.
  • the flame retardant composition forming the bedding layers 70 and 70' may include a base resin, a flame retardant, a flame retardant, a filler, and other additives.
  • the base resin may include ethylene vinyl acetate (EVA) resin alone or may further include an ethylene copolymer.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • the ethylene vinyl acetate (EVA) resin may have a vinyl acetate monomer content of 25 to 30% by weight based on the total weight thereof, and implement basic properties such as strength and elongation of the bedding composition, and the base resin and flame retardant Compatibility with additives such as can be improved.
  • the content of the ethylene vinyl acetate resin may be 85 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
  • the content of the ethylene vinyl acetate resin is less than 85 parts by weight or the content of the vinyl acetate monomer is less than 25% by weight, the cost of the composition for bedding increases and the compatibility between the base resin and additives such as flame retardants decreases.
  • the room temperature elongation of the bedding composition may be insufficient to less than 40%, when the content of the vinyl acetate monomer is more than 30% by weight, the polar group content of the base resin is excessive and contact with the bedding layer formed from the bedding composition There is a problem that the laying workability is deteriorated, such as the sheath layer and the phenomenon of sticking, which makes it difficult to peel the sheath.
  • the ethylene vinyl acetate (EVA) resin may have a Melting Index (MI) of 3 to 5.
  • MI Melting Index
  • the melt index (MI) of the ethylene vinyl acetate (EVA) resin is less than 3, compatibility with additives such as a flame retardant is greatly reduced, making it difficult to uniformly disperse the additive and consequently, properties such as flame retardancy can be realized.
  • the melt index (MI) is greater than 5
  • the cable according to the present invention has the three-phase structure of FIG. 3, faithful extrusion filling the empty space between the cores is impossible. there is a problem.
  • the ethylene copolymer may improve the heat resistance, flame retardancy, etc. of the bedding composition, for example, may include a copolymer of ethylene monomers and olefin monomers such as propylene, butene, octene, etc.
  • it may include an ethylene-octene copolymer, an ethylene-butene copolymer, and the like, and a melting point may be 60 to 80°C.
  • the content of the ethylene copolymer may be 0 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin.
  • the melting point of the ethylene copolymer is less than 60°C, heat resistance and flame retardancy of the bedding composition may be lowered, and when the melting point of the ethylene copolymer is greater than 80°C or the content is more than 15 parts by weight, the base resin and the flame retardant Compatibility with additives, such as, decreases, and the room temperature elongation of the bedding composition may be insufficient to less than 40%.
  • the flame retardant may include a metal hydroxide such as magnesium hydroxide or aluminum hydroxide, and the metal hydroxide may be surface treated with a hydrophobic surface treatment agent such as vinylsilane or fatty acid to improve compatibility with the base resin.
  • the metal hydroxide is decomposed when flame is applied to the bedding layer formed from the bedding composition, thereby realizing flame retardancy through dehydration and endothermic reactions, and char, which is a carbide formed during combustion of the bedding layer, is more robust. So that they can withstand flames.
  • the content of the flame retardant may be 240 to 280 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin, and when the content of the flame retardant is less than 240 parts by weight, flame retardancy such as oxygen index may be insufficient, whereas when it exceeds 280 parts by weight, the base Compatibility with the resin is lowered, and thus flexibility, extrudability, etc. of the bedding composition may be reduced.
  • the flame retardant may include a boric acid compound such as zinc borate, an antimony compound such as antimony trioxide, a molybdenum compound, etc., which performs a function of suppressing the generation of toxic gas during combustion, based on 100 parts by weight of the base resin It may be included in parts by weight.
  • a boric acid compound such as zinc borate
  • an antimony compound such as antimony trioxide
  • the filler performs a function that can reduce the manufacturing cost without lowering the physical properties of the bedding composition with calcium carbonate (CaCO 3 ), and may be included in 3 to 12 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin .
  • CaCO 3 calcium carbonate
  • the filler when the content of the filler is less than 3 parts by weight, the effect of reducing manufacturing cost may be negligible, whereas when it exceeds 12 parts by weight, the mechanical properties, flexibility, and extrudability of the bedding composition may be deteriorated.
  • the other additives may further include a lubricant, an antioxidant, and a processing aid.
  • Bedding compositions and bedding specimens were prepared according to the components and compounding ratios listed in Table 1 below.
  • Example Comparative example One 2 3 One 2 3 4 5 Suzy 1 100 85 100 80 100 100 Suzy 2 15 20 Suzy 3 100 Suzy 4 100 Flame retardant 240 270 260 270 240 240 220 290 Inhibitor 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 Filler 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
  • a flame of 70,000 BTU was applied to a cable specimen (7l/m) having a bedding layer formed from the compositions for bedding of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 and having a structure of 3 m and having the structure of FIG. 2 for 40 minutes.
  • the post combustion length was measured.
  • the combustion length was measured through the same experiment.
  • the acceptance standard is 2.5 m or less.
  • the applied load was measured at a bending distance of 25 mm when a load was applied at a speed of 20 mm/min with respect to the center of the cable specimen through a 3-point bending test.
  • the load should be 150 N or less
  • the load should be 200 N or less.
  • Example Comparative example One 2 3 One 2 3 4 5 Oxygen index (%) 48 47.5 50 48 46 42.5 39 48 IEC 60332-3-22 (Cat.A) flame retardant Pass Pass Pass Pass Fail Fail Fail Pass Room temperature elongation (%) 50 42 44 35 87 15 63 38
  • Example 4 Example 5 Comparative Example 6 Comparative Example 7 Comparative Example 8 Example 6 Example 7 Comparative Example 9 Comparative Example 10 Comparative Example 11 Flame retardancy (m) 1.8 One Burnout 0.8 1.2 One 1.5 Burnout 0.6 2 Flexibility (N) 100 130 80 200 200 180 160 150 300 250
  • the cable specimen having a bedding composition and a bedding layer formed from the bedding composition according to the present invention has excellent flame retardancy and flexibility.
  • the bedding composition of the comparative example and the cable specimen formed therefrom were found to have insufficient flame retardancy or insufficient flexibility.
  • Example 1 satisfies both the flame retardancy and room temperature elongation of the cable specimen having a bedding layer formed from such a composition as satisfying the range of the composition ratio for the bedding composition of the present invention.
  • Example 2 reduced the content of resin 1 and increased the content of resin 2 than in example 1, and increased the flame retardant.
  • Oxygen index and cable flame retardant properties according to IEC standards were satisfied, but room temperature elongation was measured to be slightly lower than in Example 1.
  • Example 3 further increased the flame retardant than Example 1.
  • the oxygen index and the flame retardant properties of the cable were stably satisfied, and the elongation at room temperature was also measured at a level similar to that of Example 1 and Example 2.
  • Comparative Example 1 was evaluated as the content of Resin 1 and Resin 2 exceeding the scope of the present invention, which is less than the scope of the present invention, and satisfies properties such as flame retardancy, but was confirmed to significantly lower the elongation at room temperature.
  • Comparative Examples 2 and 3 were evaluated as Resin 3, which has a melt index exceeding the scope of the present invention, and Resin 4, which is less than the range of the present invention, respectively, instead of Resin 1, and has flame retardancy and/or standard IEC 60332-3- expressed as an oxygen index. 22 (Cat.A) was found to have insufficient flame retardancy, and in particular, Comparative Example 3 was confirmed to have significantly lowered the elongation at room temperature.
  • Comparative Example 4 was evaluated by the content of the flame retardant not exceeding the scope of the present invention, and it was confirmed that both the flame retardancy represented by the oxygen index and the flame retardancy of the standard IEC 60332-3-22 (Cat.A) were insufficient.
  • Comparative Example 5 was evaluated by the content of the flame retardant exceeding the scope of the present invention, and it was confirmed that the flame retardancy was excellent due to the excessive amount of the flame retardant, but the elongation at room temperature was significantly reduced.
  • the bedding layer was formed from the composition for bedding of Example 1 in a single-core structure with one core, and the volume ratio between the bedding layer and the insulating layer was precisely controlled, thereby forming a glass taping layer between the bedding layer and the sheath layer. Despite not being applied, the flame retardant properties were satisfied and the flexibility was improved by 35% compared to the existing structure.
  • Examples 6 and 7 is a multi-core structure having three cores, a bedding layer is formed from the composition for bedding of Example 1, and the volume ratio between the bedding layer and the insulating layer is precisely controlled, thereby forming a glass taping layer between the bedding layer and the sheath layer.
  • the flame retardant properties were satisfied, and the flexibility was improved by 28% compared to the existing structure.
  • the bedding layer was formed from the bedding composition of Example 1 in a single-core structure with one core, but in Comparative Example 6, the volume ratio between the bedding layer and the insulating layer was significantly lower than the standard, whereas the flame retardancy was significantly reduced. In the case of 7, it was confirmed that the flexibility of the bedding layer and the insulating layer was significantly lower than the standard. On the other hand, in Comparative Example 8, it was confirmed that four glass tapes were applied between the bedding layer and the sheath layer to provide excellent flame retardancy, but to significantly reduce flexibility.
  • Comparative Examples 9 and 10 is a multi-core structure having three cores, the bedding layer is formed from the composition for bedding of Example 1, but in the case of Comparative Example 9, the volume ratio between the bedding layer and the insulating layer is significantly lower than the standard, while the flame retardancy is significantly reduced. In the case of 7, it was confirmed that the flexibility between the bedding layer and the insulating layer was significantly lower than the standard. On the other hand, in Comparative Example 11, four glass tapes were applied between the bedding layer and the sheathing layer, and excellent flame retardancy was confirmed, but flexibility was greatly reduced.

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Abstract

본 발명은 고난연 케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 규격 IEC 60332-3 Cat.A 등급의 난연성을 구현할 수 있는 동시에 외경을 감소시켜 유연성을 향상시킬 수 있고, 제조비용을 절감시킬 수 있는 고난연 케이블에 관한 것이다.

Description

고난연 케이블
본 발명은 고난연 케이블에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 규격 IEC 60332-3 Cat.A 등급의 난연성을 구현할 수 있는 동시에 외경을 감소시켜 유연성을 향상시킬 수 있고, 제조비용을 절감시킬 수 있는 고난연 케이블에 관한 것이다.
빌딩, 터널, 플랜드 등에 사용되는 중전압(MV) 배전 케이블은 주로 규격 IEC 50332-3 Cat.C 등급의 난연성을 요구하나, 국제적인 관련 법규의 강화와 Cat.B 또는 Cat.A 등급의 난연성을 보유하는 배전 케이블에 대한 수요가 늘고 있는 추세이다.
또한, 배전용 케이블의 절연층은 대부분 난연성이 없고 열전달율이 높은 가교폴리에틸렌(XLPE) 재질로 구성되고, 고난연성을 갖는 시스층을 적용하여도 아머가 없는 비외장 구조의 배전용 케이블의 경우 가장 가혹한 난연 스펙인 규격 IEC 60332-3-22 Cat.A 등급의 난연성을 만족하기 어려우며, 특히 중전압(MV) 배전 케이블은 저전압(LV) 배전 케이블에 비해 비난연 절연층의 체적과 고난연 시스층의 체적의 체적비가 10% 이상 크기 때문에 난연에 취약한 구조를 갖는다.
즉, 종래 중전압 배전 케이블의 경우 화염이 가해지는 환경에서 화염의 전파를 방지하고 절연층의 멜팅을 방지하는 일차적인 기능은 고난연 시스층이 수행하지만, 시스층의 두께가 상대적으로 얇고 절연층의 두께가 두꺼워 시스층만으로 또는 화염을 차단하기 위한 난연성 테이핑층 등을 시스층 내부에 단순히 부가하는 경우에도 Cat.A 등급의 난연성을 만족시키기 어려웠다.
한편, 도 1은 종래 중전압 배전 케이블의 하나의 실시예의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 중전압 케이블의 하나의 실시예는 도체(1), 내부 반도전층(2), 절연층(3), 외부 반도전층(4), 금속 차폐층(5), 제1 난연성 테이핑층(글라스 테이핑층)(6), 베딩층(7), 제2 난연성 테이핑층(글라스 테이핑층)(8), 외부 시스층(9) 등이 순차적으로 적층된 구조를 갖는데, 다수의 난연성 테이핑층(글라스 테이핑층)이 적용되어 테이핑 공정비 및 과다한 재료비에 의해 케이블 제조비용이 증가하고, 전체적인 외경이 증가하여 케이블의 유연성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 규격 IEC 60332-3 Cat.A 등급의 난연성을 구현할 수 있는 동시에 외경을 감소시켜 유연성을 향상시킬 수 있고, 제조비용을 절감시킬 수 있는 고난연 케이블이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 규격 IEC 60332-3 Cat.A 등급의 난연성을 구현할 수 있는 고난연 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 고난연 특성을 구현하는 동시에 외경을 감소시켜 유연성을 향상시킬 수 있으며, 제조비용을 절감시킬 수 있는 고난연 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층 및 상기 외부 반도전층을 감싸는 금속 차폐층을 포함하는 하나 이상의 코어; 상기 하나 이상의 코어를 감싸고 난연 조성물로부터 형성된 베딩층; 및 상기 베딩층을 감싸고 산소지수가 35 내지 47%인 시스 조성물의 압출에 의해 형성되는 외부 시스층을 포함하고, 상기 난연 조성물은 베이스 수지 및 난연제를 포함하고, 상기 베딩층과 상기 절연층의 부피비가 1:1 내지 3:1이며, 규격 IEC 60332-3-22 Cat.A 난연 평가를 수행하는 경우 연소길이가 2.5 m 이하인, 고난연 케이블을 제공한다.
여기서, 상기 베딩층의 산소지수는 45% 이상인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
또한, 상기 베딩층의 상온 신장율이 40% 이상인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
한편, 상기 코어가 1개인 경우 상기 코어와 상기 베딩층 사이에 글라스 테이핑층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
또한, 상기 베이스 수지는 에틸렌비닐아세테이트 수지를 포함하고, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 용융지수는 3 내지 5인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
그리고, 상기 베이스 수지는 에틸렌 공중합체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
여기서, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 함량은 85 내지 100 중량부이고, 에틸렌 공중합체의 함량은 0 내지 15 중량부인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
그리고, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지는 이의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트 단량체의 함량이 25 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
또한, 상기 에틸렌 공중합체는 융점이 60 내지 80℃인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
여기서, 상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체나 에틸렌-부텐 공중합체 또는 이들 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
한편, 상기 난연제는 수산화마그네슘이나 수산화알루미늄 또는 이들 모두를 포함하는 금속수산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
또한, 상기 수산화마그네슘 또는 상기 수산화알루미늄은 소수성 표면처리제로 표면처리된 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
그리고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 난연제의 함량은 240 내지 280 중량부인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
여기서, 상기 난연 조성물은, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 붕산 화합물, 안티몬 화합물 및 몰리브덴 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 억연제 5 내지 15 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블을 제공한다.
한편, 고난연 베딩용 조성물로서, 베이스 수지 및 난연제를 포함하고, 상기 베이스 수지는 에틸렌비닐아세테이트 수지를 포함하며, 상기 난연제는 금속수산화물을 포함하고, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지는 용융지수가 3 내지 5이며, 산소지수가 45% 이상인, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
여기서, 상온 신장율이 40% 이상인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 베이스 수지는 에틸렌 공중합체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
또한, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 함량은 85 내지 100 중량부이고, 에틸렌 공중합체의 함량은 0 내지 15 중량부인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지는 이의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트 단량체의 함량이 25 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 에틸렌 공중합체는 융점이 60 내지 80℃인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
또한, 상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체나 에틸렌-부텐 공중합체 또는 이들 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 난연제는 수산화마그네슘이나 수산화알루미늄 또는 이들 모두를 포함하는 금속수산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
나아가, 상기 수산화마그네슘 또는 상기 수산화알루미늄은 소수성 표면처리제로 표면처리된 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
또한, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 난연제의 함량은 240 내지 280 중량부인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 붕산 화합물, 안티몬 화합물 및 몰리브덴 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 억연제 5 내지 15 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 고난연 케이블은 베딩층에 난연성을 부여함으로써 규격 IEC 60332-3 Cat.A 등급의 높은 난연성을 구현할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 고난연 케이블은 베딩층을 형성하는 특정한 소재와 정밀하게 제어된 베딩층의 두께에 의해 우수한 난연성을 구현함에도 불구하고 외경을 최대 6.9% 감소시켜 유연성을 향상시킬 수 있으며, 종래 다수의 글라스 테이프를 배제함으로써 재료비 및 테이핑 공정비를 절약할 수 있어 제조비용을 절감시킬 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 종래 중전압 배전 케이블의 하나의 실시예의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 고난연 중전압 배전 케이블의 하나의 실시예의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 고난연 중전압 배전 케이블의 다른 실시예의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 고난연 중전압 배전 케이블의 하나의 실시예의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이고, 도 3은 다른 실시예의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고난연 케이블은 규격 IEC 60228을 만족하는 Class 2 또는 5의 도체(10), 상기 도체(10)를 감싸고 반도전 컴파운드의 압출 또는 반도전성 테이프의 횡권에 의해 형성될 수 있는 내부 반도전층(20), 상기 내부 반도전층(20)을 감싸고 가교폴리올레핀(XLPO), 에틸렌프로필렌 고무(EPR), 경질 에틸렌프로필렌 고무(HEPR), 폴리염화비닐(PVC), 실리콘 고무 등으로 이루어진 절연층(30), 상기 절연층(30)을 감싸고 반도전 컴파운드의 압출 또는 반도전성 테이프의 횡권에 의해 형성될 수 있는 외부 반도전층(40), 상기 외부 반도전층(40)을 감싸고 구리, 알리미늄, 이들의 합금 등의 재료로 이루어진 금속 테이프 또는 금속 편조층에 의해 형성되는 금속 차폐층(50), 상기 금속 차폐층(50)을 감싸고 우레탄 코팅 글라스(glass)나 실리콘, 세라믹 등의 무기물 코팅 글라스(glass)를 포함하는 글라스 테이프의 횡권에 의해 형성되는 테이프 글라스 테이핑층(60), 상기 글라스 테이핑층(60)을 감싸고 앞서 기술한 베딩용 조성물로부터 형성된 베딩층(70), 상기 베딩층(70)을 감싸고 산소지수 35 내지 47%의 난연 컴파운드 등의 압출에 의해 형성되는 외부 시스층(80) 등을 포함할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 고난연 케이블은 규격 IEC 60228을 만족하는 Class 2 또는 5의 도체(10), 상기 도체(10)를 감싸고 반도전 컴파운드의 압출 또는 반도전성 테이프의 횡권에 의해 형성될 수 있는 내부 반도전층(20), 상기 내부 반도전층(20)을 감싸고 가교폴리올레핀(XLPO), 에틸렌프로필렌 고무(EPR), 경질 에틸렌프로필렌 고무(HEPR), 폴리염화비닐(PVC), 실리콘 고무 등으로 이루어진 절연층(30), 상기 절연층(30)을 감싸고 반도전 컴파운드의 압출 또는 반도전성 테이프의 횡권에 의해 형성될 수 있는 외부 반도전층(40) 및 상기 외부 반도전층(40)을 감싸고 구리, 알리미늄, 이들의 합금 등의 재료로 이루어진 금속 테이프 또는 금속 편조층에 의해 형성되는 금속 차폐층(50)을 포함하는 복수개의 코어, 상기 복수개의 코어 사이의 빈 공간을 채우고 앞서 기술한 베딩용 조성물로부터 형성된 충실 베딩층(70'), 상기 충실 베딩층(70')을 감싸고 산소지수 35 내지 47%의 난연 컴파운드 등의 압출에 의해 형성되는 외부 시스층(80) 등을 포함할 수 있다.
일반적으로, 케이블에 적용되는 베딩층은 외부의 물리적 충격이나 압력으로부터 상기 베딩층의 내부 구성을 보호하고, 상기 케이블 내부의 빈 공간을 메워 상기 케이블의 구조적 안정 및 상기 케이블 단면의 진원도 향상을 위해 적용되는 구성이다.
한편, 본 발명자들은 발상의 전환을 통해 종래 누구도 생각하지 못했던 기술사상, 즉 상기 베딩층에 산소지수 45% 이상의 난연성을 부여함으로써 난연성을 구현하기 위한 별도의 구성 없이도 규격 IEC 60332-3 Cat.A 등급의 높은 난연성을 구현하는 동시에, 케이블의 외경을 감소시켜 유연성을 향상시킬 수 있으며, 케이블의 제조비용을 절감할 수 있음을 케이블 설계와 테스트를 통해 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
구체적으로, 본 발명에 따른 고난연 케이블에 있어서, 상기 베딩층(70,70')은 후술하는 난연 조성물로부터 형성됨을 전제로 상기 베딩층(70,70')과 상기 절연층(30)의 부피비가 1:1 내지 3:1으로 조절됨으로써 우수한 난연성을 구현하는 동시에, 난연성 테이핑층(글라스 테이핑층)을 줄일 수 있어 케이블의 외경을 감소시켜 유연성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조비용을 최소화할 수 있다. 도 3에 도시된 실시예와 같이 복수개의 코어를 갖는 경우는 상기 절연층(30)의 부피는 각 코어의 절연층(30)의 부피를 모두 합산한 값일 수 있다.
여기서, 상기 베딩층(70,70')과 상기 절연층(30)의 부피비가 1:1 미만인 경우 규격 IEC 60332-3 Cat.A 등급의 높은 난연성을 구현할 수 없는 반면, 3:1 초과인 경우 케이블의 외경이 과도하여 유연성이 저하될 수 있고, 케이블의 제조비용이 불필요하게 증가할 수 있다.
한편, 상기 베딩층(70,70')을 형성하는 난연 조성물은 베이스 수지, 난연제, 억연제, 충진제, 기타 첨가제 등을 포함할 수 있다.
상기 베이스 수지는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지를 단독으로 포함하거나 에틸렌 공중합체를 추가로 포함할 수 있다.
상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지는 이의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트 단량체의 함량이 25 내지 30 중량%일 수 있고, 상기 베딩용 조성물의 강도, 신율 등의 기본물성을 구현하며 상기 베이스 수지와 난연제 등의 첨가제와의 상용성을 향상시킬 수 있다.
상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 85 내지 100 중량부일 수 있다. 여기서, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 함량이 85 중량부 미만이거나 비닐아세테이트 단량체의 함량이 25 중량% 미만인 경우 상기 베딩용 조성물의 비용이 증가하고 상기 베이스 수지와 난연제 등의 첨가제와의 상용성이 저하되며 상기 베딩용 조성물의 상온 신장율이 40% 미만으로 불충분할 수 있는 반면, 상기 비닐아세테이트 단량체의 함량이 30 중량% 초과인 경우 상기 베이스 수지의 극성기 함량이 과도하여 상기 베딩용 조성물로부터 형성된 베딩층과 접촉하는 시스층과 들러붙는 현상으로 시스 탈피성이 어려운 등 포설 작업성이 저하되는 문제가 있다.
또한, 상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지는 용융지수(Melting Index; MI)가 3 내지 5일 수 있다. 여기서, 상기 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 용융지수(MI)가 3 미만인 경우 난연제 등의 첨가제와의 상용성이 크게 저하되어 상기 첨가제의 균일한 분산이 어렵게 되고 결과적으로 난연성 등의 특성이 구현될 수 없고 상온 신장율 저하로 압출 가공이 불가능한 반면, 상기 용융지수(MI)가 5 초과인 경우 본 발명에 따른 케이블이 도 3의 3상 구조를 갖는 경우 코어 사이의 빈 공간을 채우는 충실 압출이 불가한 문제가 있다.
한편, 상기 에틸렌 공중합체는 상기 베딩용 조성물의 내열성, 난연성 등을 향상시킬 수 있고, 예를 들어, 에틸렌 단량체와 에틸렌 이외의 프로필렌, 부텐, 옥텐 등의 올레핀 단량체의 공중합체를 포함할 수 있으며, 바람직하게는, 에틸렌-옥텐 공중합체, 에틸렌-부텐 공중합체 등을 포함할 수 있고, 융점이 60 내지 80℃일 수 있다.
상기 에틸렌 공중합체의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 0 내지 15 중량부일 수 있다. 상기 에틸렌 공중합체의 융점이 60℃ 미만인 경우 상기 베딩용 조성물의 내열성, 난연성 등이 저하될 수 있고, 상기 에틸렌 공중합체의 융점이 80℃ 초과이거나 함량이 15 중량부 초과인 경우 상기 베이스 수지와 난연제 등의 첨가제와의 상용성이 저하되며 상기 베딩용 조성물의 상온 신장율이 40% 미만으로 불충분할 수 있다.
상기 난연제는 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등의 금속수산화물을 포함할 수 있고, 상기 금속수산화물은 비닐실란, 지방산 등의 소수성 표면처리제로 표면처리되어 베이스 수지와의 상용성이 향상될 수 있다. 상기 금속수산화물은 상기 베딩용 조성물로부터 형성된 베딩층에 화염이 인가되는 경우 분해되면서 탈수 및 흡열반응을 통해 난연성을 구현하고, 추가로 상기 베딩층의 연소시 형성되는 탄화물인 차르(char)가 더욱 견고하게 형성되도록 하여 화염에 버틸 수 있도록 한다.
상기 난연제의 함량은 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 240 내지 280 중량부일 수 있고, 상기 난연제의 함량이 240 중량부 미만인 경우 산소지수 등의 난연성이 불충분할 수 있는 반면 280 중량부 초과인 경우 상기 베이스 수지와의 상용성이 저하되어 상기 베딩용 조성물의 유연성, 압출성 등이 저하될 수 있다.
상기 억연제는 연소시 유독가스 발생을 억제하는 기능을 수행하는 붕산아연 등의 붕산 화합물, 삼산화안티몬 등의 안티몬 화합물, 몰리브덴 화합물 등을 포함할 수 있고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 5 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 여기서, 상기 억연제의 함량이 5 중량부 미만인 경우 억연 효과가 불충분할 수 있는 반면, 15 중량부 초과인 경우 상기 베딩용 조성물의 유연성, 압출성 등이 저하될 수 있다.
상기 충진제는 탄산칼슘(CaCO 3) 등으로 상기 베딩용 조성물의 물성을 저하시키지 않으면서 제조비용을 절감시킬 수 있는 기능을 수행하고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로 3 내지 12 중량부로 포함될 수 있다. 여기서, 상기 충진제의 함량이 3 중량부 미만인 경우 제조비용 절감 효과가 미미할 수 있는 반면, 12 중량부 초과인 경우 상기 베딩용 조성물의 상온 기계적 특성, 유연성, 압출성 등이 저하될 수 있다.
상기 기타 첨가제는 활제, 산화방지제, 가공조제 등을 추가로 포함할 수 있다.
[실시예]
1. 제조예
아래 표 1에 기재된 구성성분 및 배합비에 따라 베딩용 조성물 및 베딩 시편을 제조했다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5
수지1 100 85 100 80 100 100
수지2 15 20
수지3 100
수지4 100
난연제 240 270 260 270 240 240 220 290
억연제 10 10 10 10 10 10 10 10
충진제 10 10 10 10 10 10 10 10
- 수지1 : 에틸렌비닐아세테이트(MI : 3; Tm : 70℃)- 수지2 : 에틸렌-부텐 공중합체(MI : 2.5 Tm : 78℃)
- 수지3 : 에틸렌비닐아세테이트(MI : 6; Tm : 62℃)
- 수지4 : 에틸렌비닐아세테이트(MI : 1.8; Tm : 85℃)
- 난연제 : 실란코팅 수산화마그네슘
- 억연제 : 붕산아연
- 충진제 : 탄산칼슘
또한, 아래 표 2에 기재된 구조에 따른 케이블 시편을 제조했다.
1×240SQ 3×75SQ
실시예4 실시예5 비교예6 비교예7 비교예8 실시예6 실시예7 비교예9 비교예10 비교예11
도체 Al Al
내부반도전 반도전압출 반도전 압출
절연 XLPE XLPE
외부반도전 반도전압출 및 반도전테이프 2매 반도전압출 및 반도전테이프 2매
동테이프 1매 1매
글라스테이프 3매 없음
개재 없음 NDPP
절연:베딩(부피비) 1:1 1:3 1:0.5 1:3.5 1:1 1:1 1:2 1:0.5 1:3.5 1:1
글라스테이프 없음 4매 없음 4매
시스 PO (LOI 42) PO (LOI 42)
2. 물성 평가
1) 산소지수(LOI) 평가
규격 KS M ISO 4589-2에 준하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5의 베딩용 조성물로부터 형성된 베딩 시편(폭 6.5±0.5mm × 두께 3.0±0.25mm × 길이 70~150mm)을 연소 후 3분 또는 50mm 이상 연소 후 자연소멸될 때까지 산소와 질소의 흐름량을 측정하여 산소지수(%){=산소의 흐름용량/(산소의 흐름용량+질소의 흐름용량)×100}를 평가했다. 합격기준은 45% 이상이어야 한다.
2) 규격 IEC 60332-3-22 Cat.A 난연 평가
실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5의 베딩용 조성물로부터 형성된 베딩층을 갖고 길이가 3 m이며 도 2의 구조를 갖는 케이블 시편(7ℓ/m)에 70,000 BTU의 불꽃을 40분 동안 인가한 후 연소길이를 측정했다. 또한, 실시예 4 내지 7 및 비교예 6 내지 11의 케이블 시편에 대해서 동일한 실험을 통해 연소길이를 측정했다. 합격기준은 2.5 m 이하이다.
3) 상온 신장율 평가
규격 IEC 60811-1-1에 준하여 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5의 베딩용 조성물로부터 형성된 베딩 시편(두께가 4 mm인 아령 모양 시편)에 대해 250mm/min의 인장속도로 상온 신장율을 측정했고, 합격기준은 40% 이상이어야 한다.
4) 유연성 평가
실시예 4 내지 7 및 비교예 6 내지 11의 케이블 시편에 대해서 3-point bending test를 통해 케이블 시편의 중심에 대해 20mm/min의 속도로 하중 인가시 벤딩거리 25mm시 적용 하중을 측정했다. 여기서, 케이블이 도 2의 구조(240SQ 도체의 단상)를 갖는 경우 하중은 150 N 이하, 케이블이 도 3의 구조(75SQ 도체의 단상)를 갖는 경우 하중은 200 N 이하이어야 한다.
물성 평가는 아래 표 3 및 4에 기재된 바와 같다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2 3 4 5
산소지수(%) 48 47.5 50 48 46 42.5 39 48
IEC 60332-3-22 (Cat.A) 난연성 Pass Pass Pass Pass Fail Fail Fail Pass
상온 신장율(%) 50 42 44 35 87 15 63 38
실시예4 실시예5 비교예6 비교예7 비교예8 실시예6 실시예7 비교예9 비교예10 비교예11
난연성(m) 1.8 1 전소 0.8 1.2 1 1.5 전소 0.6 2
유연성(N) 100 130 80 200 200 180 160 150 300 250
상기 표 3 및 4에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 베딩용 조성물 및 상기 베딩용 조성물로부터 형성된 베딩층을 갖는 케이블 시편은 난연성 및 유연성이 모두 우수한 것으로 확인되었다.
반면, 비교예의 베딩용 조성물 및 이로부터 형성된 케이블 시편은 난연성이 불충분하거나 유연성이 불충분한 것으로 확인되었다.
구체적으로, 실시예 1은 본 발명의 베딩용 조성물 배합비 범위를 만족하는 것으로서 이와 같은 조성물로부터 형성된 베딩층을 갖는 케이블 시편은 난연성 및 상온 신장율을 모두 만족하였다.
실시예 2는 실시예 1 보다 수지 1의 함량을 줄이고 수지 2의 함량을 늘렸으며 난연제를 증량하였다. 산소지수 및 IEC 규격에 따른 케이블 난연 특성을 만족하였으나 상온 신장율은 실시예 1에 비해 약간 저하된 수준으로 측정되었다.
실시예 3은 실시예 1 보다 난연제를 추가로 증량하였다. 산소지수 및 케이블의 난연 특성을 안정적으로 만족하였으며 상온 신장율도 실시예 1 및 실시예 2와 유사한 수준으로 측정되었다.
비교예 1은 본 발명의 범위에 못미치는 수지 1 및 본 발명의 범위를 초과하는 수지 2의 함량으로 평가하였으며, 난연성 등의 특성을 만족하나 상온 신장율이 크게 저하되는 것으로 확인되었다.
비교예 2 및 3은 각각 수지 1 대신 용융지수가 본 발명의 범위를 초과하는 수지 3 및 본 발명의 범위에 못미치는 수지 4로 평가하였으며, 산소지수로 나타나는 난연성 및/또는 규격 IEC 60332-3-22 (Cat.A)의 난연성이 불충분한 것으로 확인되었고, 특히 비교예 3은 상온 신장율이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
비교예 4는 본 발명의 범위에 못미치는 난연제의 함량으로 평가하였으며, 산소지수로 나타나는 난연성 및 규격 IEC 60332-3-22 (Cat.A)의 난연성이 모두 불충분한 것으로 확인되었다.
비교예 5는 본 발명의 범위를 초과하는 난연제의 함량으로 평가하였으며, 난연제 함량의 과다로 난연성은 우수하나 상온 신장율이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
실시예 4 및 5는 코어가 1개인 단심 구조로 베딩층이 실시예 1의 베딩용 조성물로부터 형성되고 이러한 베딩층과 절연층의 부피비가 정밀하게 제어됨으로써 베딩층과 시스층 사이에 글라스테이핑층을 적용하지 않았음에도 불구하고 난연 특성을 만족하였으며, 유연성이 기존 구조 대비 35% 개선되었다.
실시예 6 및 7은 코어가 3개인 다심 구조로 베딩층이 실시예 1의 베딩용 조성물로부터 형성되고 이러한 베딩층과 절연층의 부피비가 정밀하게 제어됨으로써 베딩층과 시스층 사이에 글라스테이핑층을 적용하지 않았음에도 불구하고 난연 특성을 만족하였으며, 유연성이 기존 구조 대비 28% 개선되었다.
비교예 6 및 7은 코어가 1개인 단심 구조로 베딩층이 실시예 1의 베딩용 조성물로부터 형성되었으나 비교예 6의 경우 베딩층과 절연층의 부피비가 기준 미달로 난연성이 크게 저하된 반면 비교예 7의 경우 베딩층과 절연층의 부피비가 기준 초과로 유연성이 크게 저하된 것으로 확인되었다. 한편, 비교예 8은 베딩층과 시스층 사이에 글라스 테이프 4매가 적용되어 난연성을 우수하나 유연성이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
비교예 9 및 10은 코어가 3개인 다심 구조로 베딩층이 실시예 1의 베딩용 조성물로부터 형성되었으나 비교예 9의 경우 베딩층과 절연층의 부피비가 기준 미달로 난연성이 크게 저하된 반면 비교예 7의 경우 베딩층과 절연층의 부피비가 기준 초과로 유연성이 크게 저하된 것으로 확인되었다. 한편, 비교예 11은 베딩층과 시스층 사이에 글라스 테이프 4매가 적용되어 난연성을 우수하나 유연성이 크게 저하된 것으로 확인되었다.
본 명세서는 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 (25)

  1. 도체, 상기 도체를 감싸는 내부 반도전층, 상기 내부 반도전층을 감싸는 절연층, 상기 절연층을 감싸는 외부 반도전층 및 상기 외부 반도전층을 감싸는 금속 차폐층을 포함하는 하나 이상의 코어;
    상기 하나 이상의 코어를 감싸고 난연 조성물로부터 형성된 베딩층; 및
    상기 베딩층을 감싸고 산소지수가 35 내지 47%인 시스 조성물의 압출에 의해 형성되는 외부 시스층을 포함하고,
    상기 난연 조성물은 베이스 수지 및 난연제를 포함하고,
    상기 베딩층과 상기 절연층의 부피비가 1:1 내지 3:1이며,
    규격 IEC 60332-3-22 Cat.A 난연 평가를 수행하는 경우 연소길이가 2.5 m 이하인, 고난연 케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베딩층의 산소지수는 45% 이상인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베딩층의 상온 신장율이 40% 이상인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어가 1개인 경우 상기 코어와 상기 베딩층 사이에 글라스 테이핑층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 에틸렌비닐아세테이트 수지를 포함하고, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 용융지수는 3 내지 5인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 에틸렌 공중합체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 함량은 85 내지 100 중량부이고, 에틸렌 공중합체의 함량은 0 내지 15 중량부인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 에틸렌비닐아세테이트 수지는 이의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트 단량체의 함량이 25 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 에틸렌 공중합체는 융점이 60 내지 80℃인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체나 에틸렌-부텐 공중합체 또는 이들 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연제는 수산화마그네슘이나 수산화알루미늄 또는 이들 모두를 포함하는 금속수산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수산화마그네슘 또는 상기 수산화알루미늄은 소수성 표면처리제로 표면처리된 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 난연제의 함량은 240 내지 280 중량부인 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 난연 조성물은, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 붕산 화합물, 안티몬 화합물 및 몰리브덴 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 억연제 5 내지 15 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 케이블.
  15. 고난연 베딩용 조성물로서,
    베이스 수지 및 난연제를 포함하고,
    상기 베이스 수지는 에틸렌비닐아세테이트 수지를 포함하며,
    상기 난연제는 금속수산화물을 포함하고,
    상기 에틸렌비닐아세테이트 수지는 용융지수가 3 내지 5이며,
    산소지수가 45% 이상인, 고난연 베딩용 조성물.
  16. 제15항에 있어서,
    상온 신장율이 40% 이상인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 베이스 수지는 에틸렌 공중합체를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 함량은 85 내지 100 중량부이고, 에틸렌 공중합체의 함량은 0 내지 15 중량부인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  19. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에틸렌비닐아세테이트 수지는 이의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트 단량체의 함량이 25 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 에틸렌 공중합체는 융점이 60 내지 80℃인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌-옥텐 공중합체나 에틸렌-부텐 공중합체 또는 이들 모두를 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  22. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 난연제는 수산화마그네슘이나 수산화알루미늄 또는 이들 모두를 포함하는 금속수산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 수산화마그네슘 또는 상기 수산화알루미늄은 소수성 표면처리제로 표면처리된 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 난연제의 함량은 240 내지 280 중량부인 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 붕산 화합물, 안티몬 화합물 및 몰리브덴 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 억연제 5 내지 15 중량부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 고난연 베딩용 조성물.
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