KR100819607B1 - Composition for production improved flame retardant insulating and sheath material of halogen free type, insulating materials and insulatin cable using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 난연성이 개선된 비할로겐계 절연 및 시스재 제조용 조성물, 이를 이용한 전선용 절연재 및 절연전선에 관한 것이다. 본 발명이 제공하는 난연성이 개선된 비할로겐계 절연 및 시스재 제조용 조성물은, 폴리올레핀계 수지 50 내지 99 중량%와, 극성기가 도입된 반응성 폴리올레핀계 수지 1 내지 50 중량%가 블랜딩된 혼합수지를 기본수지로 사용하며, 상기 기본수지 100 중량부에 대해, 100 내지 250 중량부의 무기난연제; 30 내지 70 중량부의 난연 조제; 및 1 내지 10 중량부의 실리콘계 첨가제;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 종래에 요구되는 각종 전선에서의 기계적 물성 등에 큰 영향을 주지 않는 비할로겐계 절연 및 시스재를 제조하되, 종래의 비할로겐계 절연 및 시스재가 갖는 난연성 취약성을 개선함으로써 화재발생 등에 대해서 충분한 내성을 가져 바람직하다.The present invention relates to a composition for producing non-halogen-based insulation and sheath material having improved flame retardancy, an insulation material for an electric wire and an insulated wire using the same. The non-halogen-based insulation and sheath material composition for improving flame retardancy provided by the present invention is based on a blended resin blended with 50 to 99% by weight of a polyolefin resin and 1 to 50% by weight of a reactive polyolefin resin having a polar group introduced therein. Used as a resin, 100 to 250 parts by weight of an inorganic flame retardant based on 100 parts by weight of the base resin; 30 to 70 parts by weight of flame retardant aids; And 1 to 10 parts by weight of the silicon-based additives. According to the present invention, while producing a non-halogen-based insulation and sheath material that does not significantly affect the mechanical properties of the various wires required in the prior art, by improving the flame retardancy of the conventional non-halogen-based insulation and the sheath material, etc. It is preferable to have sufficient resistance against.
난연, 비할로겐, 절연재, 시스재, 무기난연제, 실리콘, Flame retardant, non-halogen, insulating material, sheath material, inorganic flame retardant, silicone,
Description
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
도 1은 본 발명에 따른 저발연 고난연성 재료용 조성물로 시스체가 제조된 UTP 케이블(카테고리 5)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a UTP cable (category 5) in which a sheath body is manufactured with a composition for a low smoke and high flame retardant material according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 저발연 고난연성 재료용 조성물로 시스체가 제조된 UTP 케이블(카테고리 6)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a UTP cable (category 6) in which a sheath body is made of a composition for low-flammability and high-flammability material according to the present invention.
<도면의 주요부에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
11...도선 13...페어 15...시스체11
17...도체 19...절연 피복층 21...크로스 필러17
100...카테고리 5의 UTP 케이블 200...카테고리 6의 UTP 케이블100 ... category 5
본 발명은 난연성이 개선된 비할로겐계 절연 및 시스재 제조용 조성물, 이를 이용한 전선용 절연체 및 절연전선에 관한 것으로서, 폴리올레핀계 수지와 극성기가 도입된 반응성 폴리올레핀계 수지가 블랜딩된 혼합수지를 기본수지로 사용하면서 무기난연제 등의 소정의 첨가물질을 통해 난연성이 개선된 비할로겐계 절연 및 시스재 제조용 조성물, 이를 이용한 전선용 절연재 및 절연전선에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for producing non-halogen-based insulation and sheath material with improved flame retardancy, an insulator for wires and an insulated wire using the same, wherein a mixed resin blended with a polyolefin-based resin and a reactive polyolefin-based resin having a polar group introduced therein is used as a basic resin. The present invention relates to a composition for producing non-halogen-based insulation and sheath material having improved flame retardancy through a predetermined additive material such as an inorganic flame retardant, and an insulation material for an electric wire and an insulated wire using the same.
UTP는 언실드 트위스티드 페어(unshieled twisted pair)의 머리글자이다. 비차폐(非遮蔽)쌍케이블, 비차폐연선이라고도 한다. UTP의 가장 일반적인 형태는 구리선으로서, 일반 전화선이나 랜(LAN:근거리통신망)의 환경을 이어주는 신호선으로 이용되고 있다. UTP는 100 메가비트(Mbit) 랜카드에 사용되는 표준 신호선으로, 그 외관은 전화선과 비슷한 RJ-45 규격의 커넥터와 케이블로 이루어져 있으며, 그 내부의 선은 8가닥의 신호선으로 이루어져 있으며, 케이블 외피를 벗기고 안을 들여다보면 두 가닥씩 꼬인 4쌍의 선이 존재하고 있다. 이들 두 가닥씩 4쌍의 선을 구성하는 총 8가닥의 선 색깔은 각기 다르며, 서로 다른 색깔에 따라 핀 번호가 규격으로 정해져 있다. 이들 8가닥의 선 중 실제로 사용되는 신호선은 4가닥이며, 나머지 4개의 선은 모두 접지에 사용된다.UTP is an acronym for unshieled twisted pair. Unshielded pair cable, also called unshielded twisted pair cable. The most common type of UTP is copper wire, which is used as a signal line connecting the environment of a general telephone line or a local area network (LAN). UTP is a standard signal line used for 100 Mbit LAN card. Its appearance is composed of RJ-45 connector and cable similar to telephone line, and the inside line is composed of 8 strands of signal line. If you peel off and look inside, there are four pairs of twisted wires. Each of these two strands consists of four pairs of lines, each of which has a total of eight different line colors, and the pin number is set according to different colors. Of these eight strands, the signal lines actually used are four strands, and the remaining four strands are all used for grounding.
UTP 케이블은 케이블의 질에 따라 여러 개의 카테고리로 나뉜다. 카테고리는 미국전자산업진흥회(EIA)에서 품질에 따라 등급을 매긴 UTP 케이블 표준으로서, 품질이 가장 낮은 것을 1, 가장 높은 것을 5의 등급으로 표시한다. 카테고리 2까지는 일반 전화선, 카테고리 3은 10Mbps 랜, 카테고리 4는 16Mbps 토큰링 네트워크, 카테고리 5는 100Mbps 랜 등에 사용한다. 최근에는 카테고리 6으로 구분되는 케이블도 제안되고 있다.UTP cables fall into several categories depending on the quality of the cable. The category is a UTP cable standard rated according to quality by the Electronics Industry Promotion Association (EIA), with the lowest quality rated at 1 and the highest rated at 5. Category 2 is used for general telephone lines, category 3 for 10Mbps LAN, category 4 for 16Mbps Token Ring network, and category 5 for 100Mbps LAN. Recently, cables classified into category 6 have also been proposed.
전술한 UTP를 비롯한 일반 전선, 전화선, 각종 통신 케이블 등의 각종 전선의 외표면은 시스재료로써 피복되어 있으며, 이러한 절연재층은 외부와 직접 접촉하도록 노출되어 있다. 그런데, 이러한 전선 등이 가설된 공간에서 화재가 발생되는 경우에 연기 발생이 과다하게 이루어지며, 연소성이 강한 물질인 경우에는 화재 확산의 통로로 이용될 수도 있다는 점에서 발연성이 낮고 난연성이 높은 물성을 갖는 재료가 이용되어야 함에는 이론의 여지가 없을 것이다. 그러나, 종래에 알려져 있는 비할로겐계 난연성 재료로서는 CM급의 난연시험(IEC 6033-3 기준)을 만족하지 않고 있다. 한편, 상기 기준에 다른 난연 조건을 만족시키기 위해서는 금속수산화물 등의 난연제를 다량 사용하여야 하는데, 이로 인하여 재료가 지나치게 경화되며, 유연성이 없어지며, 신장율이 저하되는 단점이 초래되고 있다. 또한, 압출 선속이 느리거나 압출기에 다이 빌트 업(die build-up) 발생하는 등 재료의 가공성이 저하되는 문제점이 초래되고 있다.The outer surfaces of various electric wires such as the above-described UTP, general electric wires, telephone wires, various communication cables, and the like are covered with a sheath material, and the insulation layer is exposed to make direct contact with the outside. However, when a fire occurs in a space where such an electric wire is installed, the smoke is excessively generated, and in the case of a highly combustible material, it may be used as a passage for fire spreading, and thus has low smokeability and high flame retardancy. There will be no reason for the material having to be used. However, conventionally known non-halogen flame retardant materials do not satisfy the CM class flame retardant test (IEC 6033-3 standard). On the other hand, in order to satisfy the flame retardant conditions other than the above standards, it is necessary to use a large amount of flame retardants such as metal hydroxide, which results in the disadvantage that the material is excessively cured, the flexibility is lost, elongation rate is reduced. In addition, there is a problem that the workability of the material is lowered, such as a slow extrusion line speed or die build-up in the extruder.
따라서, 관련업계에서는 요구되는 기본 물성에 큰 변화를 초래하지 않으면서 첨가된 물질에서 기대하는 효과까지도 충분하게 발현될 수 있도록 하기 위한 재료 혼합에 대한 꾸준한 노력이 지속적으로 이루어져 왔으나, 기본수지의 적절한 선택과 요구되는 효과를 충분하게 발현시킬 수 있는 첨가물의 선택 및 그 함량의 적정 범위를 찾아내는 것은 관련 업계에서 용이하지 않을 뿐만 아니라 기초되는 선행자 료가 존재한다 하여도, 이들로부터 기술 개발에 대한 여하한 동기도 얻을 수 없는 기술적 한계가 존재하고 있는 자명한 사실이다.Therefore, there has been a continuous effort in the industry to mix materials to ensure that even the effects expected in added materials are sufficiently expressed without causing major changes in the required basic physical properties. And finding the appropriate range of additives and their contents that can sufficiently express the desired effect is not only easy in the relevant industry, but any motivation for the development of technology from these, even if there is an underlying material. It is obvious that there are technical limitations that cannot be obtained.
본 발명은 전선의 절연 및 시스층을 구성하되, 비할로겐계 절연 및 시스층을 제조하되, 특히 난연성이 강화된 재료를 제조하면서, 종래에 요구되는 기계적 특성을 유지하거나 개선시킬 수 있는 재료를 제조하기 위한 조성물을 제공하기 위한 노력의 일환에서 각고의 노력과 연구를 통하여 본 발명이 안출된 것이다.The present invention provides a material capable of constituting the insulation and sheath layer of the electric wire, but preparing a non-halogen-based insulation and sheath layer, in particular, while producing a material having enhanced flame retardancy, while maintaining or improving the mechanical properties required in the related art. In an effort to provide a composition for the purpose of the present invention through the efforts and studies of each.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래에 요구된 기계적 물성에 큰 변화를 초래하지 않는 비할로겐계 절연 및 시스재료를 제조하되, 난연성을 강화하여 화재 발생시에도 충분한 난연 효과를 발현할 수 있는 재난 방지 효과를 발현시키고자 함에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 난연성이 개선된 비할로겐계 절연 및 시스재 제조용 조성물, 이를 이용한 전선용 절연재 및 절연전선을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to produce a non-halogen-based insulation and sheath material that does not cause a large change in the mechanical properties required in the prior art, the fire retardant to enhance the flame retardant effect that can exhibit a sufficient flame retardant effect in the event of a fire It is an object of the present invention to provide a composition for producing non-halogen-based insulation and sheath material with improved flame retardancy that can achieve such a technical problem, an insulation material for an electric wire and an insulated wire using the same.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명에서 제공되는 난연성이 개선된 비할로겐계 절연 및 시스재 제조용 조성물은, 폴리올레핀계 수지 50 내지 99 중량%와, 극성기가 도입된 반응성 폴리올레핀계 수지 1 내지 50 중량%가 블랜딩된 혼합수지를 기본수지로 사용하며, 상기 기본수지 100 중량부에 대해, 100 내지 250 중량부의 무기난연제; 30 내지 70 중량부의 난연 조제; 및 1 내지 10 중량부의 실리콘계 첨가제;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the technical problem to be achieved by the present invention, the composition for producing non-halogen-based insulation and sheath material having improved flame retardancy provided in the present invention includes 50 to 99% by weight of a polyolefin resin and a reactive polyolefin resin 1 having a polar group introduced therein. To 50% by weight of the blended resin is used as the base resin, 100 to 250 parts by weight of the inorganic flame retardant based on 100 parts by weight of the base resin; 30 to 70 parts by weight of flame retardant aids; And 1 to 10 parts by weight of the silicon-based additives.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명에서 제공되는 전선용 절연재는, 전술한 난연성이 개선된 비할로겐계 절연 및 시스재 제조용 조성물을 이용하여 제조된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the technical problem to be achieved by the present invention, the insulating material for electric wire provided in the present invention is characterized by being manufactured using the composition for producing non-halogen-based insulation and sheath material with improved flame retardancy described above.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제를 달성하기 위해 본 발명에서 제공되는 절연 전선은, 전술한 전선용 절연재를 이용하여 제조된 것으로서, 일반 전선, 일반 전화선, UTP(Unshieled twisted pair cable) 케이블 및 광케이블 중 선택된 어느 하나의 절연 전선인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the technical problem to be achieved by the present invention, the insulated wire provided in the present invention is manufactured by using the above-described insulator for the wire, selected from the general wire, ordinary telephone wire, UTP (Unshieled twisted pair cable) cable and optical cable It is characterized by any one of the insulated wires.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 구체적인 실시예를 들어 설명하고, 필한 경우에는 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, specific examples will be described in order to help the understanding of the present invention, and in the following case, with reference to the drawings will be described in more detail. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.
전술한 바와 같은 통신 케이블로 사용되는 UTP(unshielded twisted pair) 케이블 구조에 대해서는 첨부 도면 및 하기 설명을 통해 더 구체적으로 이해할 수 있다.The unshielded twisted pair (UTP) cable structure used as the communication cable as described above may be more specifically understood through the accompanying drawings and the following description.
도 1은 페어가 4개인 카테고리 5의 UTP 케이블(100)의 단면도이고, 도 2는 크로스필러(21)가 더 구비된 카테고리 6의 UTP 케이블(200)을 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a category 5
도 1 및 도 2에 도시된 바를 참조하면, UTP 케이블의 내부에는 2개의 도선(11)이 서로 나선형으로 꼬인 형태의 페어(13)를 다수 구비하며, 그 외부는 0.5㎜ 의 두께를 갖는 시스체(15)로 감싸여 있다. 이때. 각 도선(11)은 도체(17) 다발과 이들 도체(17) 다발을 감싸고 있는 절연 피복층(19)으로 이루어진다. 도 1 및 도 2에서, 동일 참조부호는 동일부재를 의미한다. 도체(17) 다발을 감싸고 있는 절연피복층(19)은 고밀도폴리에틸렌(High Density Polyethylene) 수지를 이용하여 제조하였다. 고밀도폴리에틸렌 수지는 우수한 유전체로서 유전 용량이 낮고, 압출시 도체와의 접착력이 뛰어나며, 매끈한 표면 조도를 가지며, 균일한 두께의 절연피복층(19)을 제조함에 적합하다.1 and 2, the inside of the UTP cable includes a plurality of
본 발명에 따른 고난연 저발연 난연재 제조용 조성물은 전선의 절연 및 시스 재로 활용될 수 있으며, 구체적으로는 일반 전선, 일반 전화선, UTP(Unshieled twisted pair cable) 케이블 또는 광케이블 등의 각종 절연 및 시스층으로 이용될 수 있으며, 도 1 및 도 2에서의 시스체(15)의 제조에 이용될 수도 있다.The composition for manufacturing a high flame retardant low flame retardant material according to the present invention may be utilized as an insulation and sheath material of wires, and in particular, as various insulation and sheath layers such as general electric wire, general telephone wire, UTP (Unshieled twisted pair cable) cable or optical cable. It may be used, or may be used to manufacture the
본 발명에 따른 고난연 저발연 난연재 제조용 조성물의 기본수지는 폴리올레핀계 수지 50 내지 99 중량%와, 극성기가 도입된 반응성 폴리올레핀계 수지 1 내지 50 중량%가 블랜딩된 혼합수지가 사용되었다. 상기 혼합수지의 블랜딩 비율에 관한 수치범위와 관련하여, 상기 하한치에 미달하는 경우에는 수지와 무기난연제간의 상용성이 저하되어 물성이 떨어져 바람직하지 못하며, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 과량의 극성기가 불순물로 작용하여 장기 안정성이 떨어지는 동시에 원가상승 요인으로 작용하여 바람직하지 못하다.As the base resin of the composition for preparing a high flame retardant low flame retardant material according to the present invention, a mixed resin in which 50 to 99% by weight of a polyolefin resin and 1 to 50% by weight of a reactive polyolefin resin having a polar group introduced therein was blended was used. With respect to the numerical range of the blending ratio of the mixed resin, when the lower limit is not reached, the compatibility between the resin and the inorganic flame retardant is lowered, which is not desirable, and when the upper limit is exceeded, the excess polar group is impurity. The long-term stability is lowered at the same time, which is not desirable because it acts as a cost increase factor.
상기 기본수지에 포함되는 폴리올레핀계 수지는, 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 중밀도폴리에틸렌(MDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 폴리프로필렌, 에틸렌-1~옥텐 공중합체, 에틸렌-1~부텐 공중합체등을 포함하여 일반적으로 상용화되고 있는 탄소수가 3 내지 15인 알파올레핀 블록 공중합체, 탄소수가 3 내지 15인 알파올레핀 그라프트 공중합체, 에틸렌비닐아세테이트 중합체, 에틸렌아크릴레이트 중합체, 에틸렌메틸아크릴레이트 중합체로 이루어진 물질 군 중에서 선택된 어느 하나의 단일물 또는 이들 중 임의로 선택되어 조합된 둘 이상의 혼합물이면 바람직하다.The polyolefin resin contained in the base resin is high density polyethylene (HDPE), medium density polyethylene (MDPE), low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), polypropylene, ethylene-1 to octene copolymer, ethylene- Commercially available alpha-olefin block copolymers having 3 to 15 carbon atoms, including 1 to butene copolymers, alpha-olefin graft copolymers having 3 to 15 carbon atoms, ethylene vinyl acetate polymers, ethylene acrylate polymers, and ethylene It is preferred if it is a single substance selected from the group consisting of methyl acrylate polymers or a mixture of two or more selected arbitrarily from these.
상기 기본수지에 포함되는 극성기가 도입된 반응성 폴리올레핀계 수지는, 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐아세테이트 중합체 및 에틸렌에틸아크릴레이트 중합체로 이루어진 물질 군 중에서 선택된 어느 하나의 물질에 무수말레인산 또는 글리시딜메타크릴레이트가 그래프트화된 물질이면 바람직하며, 상기 그래프트화는 0.1 내지 5 중량%의 비율로 이루어지면 더욱 바람직하다. 상기 그래프트화율의 수치범위와 관련하여, 상기 하한치에 미달하는 경우에는 상용성이 저하되어 물성이 떨어져 바람직하지 못하며, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 상업적으로 구현이 어려워 원가상승의 요인으로 작용하여 바람직하지 못하다.The reactive polyolefin-based resin having a polar group in the basic resin introduced therein is grafted with maleic anhydride or glycidyl methacrylate to any one selected from the group consisting of polyethylene, ethylene vinyl acetate polymer and ethylene ethyl acrylate polymer. It is preferable if it is a ized material, and the said grafting is more preferable in the ratio of 0.1 to 5 weight%. In relation to the numerical range of the grafting rate, when the lower limit is less than the lower limit, the compatibility decreases, so the physical properties are not preferable, and when the upper limit is exceeded, it is difficult to implement commercially, and thus it is not preferable because it acts as a factor of cost increase. Can not do it.
본 발명에 따른 고난연 저발연 난연재 제조용 조성물에 포함되는 무기난연제는, 상기 기본수지 100 중량부에 대해 100 내지 250 중량부의 함량으로 포함되면 바람직하다. 상기 무기난연제 함량의 수치범위와 관련하여, 상기 하한치에 미달하는 경우에는 난연성 확보가 용이하지 못하하여 바람직하지 못하며, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 제품의 기계적 물성, 예컨대 인장강도나 신장율이 저하되어 바람직하지 못하다. 상기 무기난연제는, 수산화마그네슘 및 수산화알루미늄 중 선택 된 어느 하나의 단일물 또는 이들 둘의 혼합물이면 바람직하다. 이때, 상기 무기난연제로서 선택된 수산화마그네슘 또는 수산화알루미늄은, 비닐실란, 지방산 및 아미노산으로 이루어진 물질 군 중에서 선태된 어느 하나의 물질로서 표면 처리가 이루어진 것이면 더욱 바람직하다.The inorganic flame retardant included in the composition for producing a high flame retardant low flame retardant material according to the present invention is preferably included in an amount of 100 to 250 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. Regarding the numerical range of the content of the inorganic flame retardant, it is not preferable to secure flame retardancy if it is less than the lower limit, and if it exceeds the upper limit, the mechanical properties of the product, such as tensile strength or elongation, are lowered. I can't. The inorganic flame retardant is preferably any one selected from magnesium hydroxide and aluminum hydroxide or a mixture thereof. At this time, the magnesium hydroxide or aluminum hydroxide selected as the inorganic flame retardant is more preferable if the surface treatment is any one selected from the group consisting of vinylsilane, fatty acid and amino acid.
본 발명에 따른 저발연 난연재 제조용 조성물에 포함되는 난연 조제는, 상기 기본수지 100 중량부에 대해 30 내지 70 중량부의 함량으로 포함되면 바람직하다. 상기 난연 조제 함량의 수치범위와 관련하여, 상기 하한치에 미달하는 경우에는 난연성 향상 목적을 달성하지 못하여 바람직하지 못하며, 상기 상한치를 초과하는 경우에는 기계적 물성이 저하되어 바람직하지 못하다. 상기 난연조제는, 멜라민 시아누레이트이면 바람직하며, 상기 멜라민 시아누레이트는 비닐실란, 지방산 및 아미노산으로 이루어진 물질 군 중에서 선택된 어느 하나의 물질로서 표면 처리가 이루어진 것이면 더욱 바람직하다.The flame retardant aid included in the composition for producing a low flame retardant flame retardant according to the present invention is preferably included in an amount of 30 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. Regarding the numerical range of the flame retardant aid content, if it is less than the lower limit, it is not preferable to achieve the purpose of improving the flame retardancy, and when the upper limit is exceeded, the mechanical properties are lowered, which is not preferable. The flame retardant aid is preferably melamine cyanurate, and more preferably melamine cyanurate is any one selected from the group consisting of vinylsilanes, fatty acids and amino acids.
본 발명에 따른 저발연 난연재 제조용 조성물에 포함되는 실리콘계 첨가제는 상기 기본수지 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부의 함량으로 포함되면 바람직하다. 상기 실리콘계 첨가제는 무기난연제와 결합되어 난연성을 향상시킴과 아울러 실리콘 첨가제가 가소화 작용까지 겸하여 가공성을 증진시킬 수 있다. 상기 실리콘계 첨가제 함량의 수치범위와 관련하여, 상기 하한치에 미달하는 경우에는 첨가의 목적을 달성하지 못하여 바람직하지 못하며, 상기 상한치를 초과하는 경우라도, 첨가의 량에 비례적인 효과가 발생하지 못하며, 오히려 재료 과투입에 따른 원가 상승요인으로 작용하여 바람직하지 못하다.Silicone-based additives included in the low-flammable flame retardant manufacturing composition according to the present invention is preferably included in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the base resin. The silicone additive may be combined with an inorganic flame retardant to improve flame retardancy, and also to improve processability by serving as a plasticizer for the silicone additive. In relation to the numerical range of the silicon-based additive content, if the lower limit is not reached, the purpose of the addition is not achieved, which is not preferable, and even if the upper limit is exceeded, a proportional effect on the amount of the addition does not occur, but rather It is not preferable because it acts as a cost increase factor due to material over-injection.
이외에도, 본 발명의 조성물에는 케이블 피복재료에 통상적으로 사용되고 있는 다양한 첨가제들이 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 더 사용될 수 있다. 이러한 첨가제들의 예로서는 산화방지제, UV방지제, 열안정제, 윤활제, 항블록킹제, 정전기 방지제, 왁스, 커플링제, 안료, 가공조제, 카본블랙 등이 있는데 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 전선 피복재료 조성물은 당업계에 알려진 방법에 의해 제조될 수 있는데, 그 방법에 있어서 특별히 제한되지 않는다. 이때, 니더, 벤버리 또는 오픈롤 등을 사용할 수 있음은 자명하다. 이러한 본 발명에 따른 저발연 난연재 제조용 조성물은 다양한 종류의 전선, 전화선, 케이블 등의 시스층, 버퍼층, 절연층 등에 적용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, various additives conventionally used in the cable coating material may be further used in the composition of the present invention within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of such additives include, but are not limited to, antioxidants, UV inhibitors, thermal stabilizers, lubricants, antiblocking agents, antistatic agents, waxes, coupling agents, pigments, processing aids, carbon black, and the like. The wire coating material composition according to the present invention may be prepared by a method known in the art, but is not particularly limited in the method. At this time, it is apparent that kneader, Benbury or open roll can be used. The composition for producing a low-flammable flame retardant according to the present invention may be applied to various kinds of sheath layers, such as wires, telephone lines, cables, buffer layers, insulating layers, and the like, but is not limited thereto.
실시예Example (1~3) 및 (1-3) and 비교예Comparative example (1~4)(1-4)
하기 표 1에 따른 성분과 이들 각각 함량에 따라 본 발명에 따르는 조건을 만족하는 실시예(1~3)와 이에 대비되는 비교예(1~4)을 각각 구분 설정하여 나타내었다. 한편, 전술한 도 1 및 도 2의 시스체(15)를 제조하기 위한 조성으로는 실시예 1의 조성물을 이용하는 것이 바람직하다.Tables 1 and 3 and Comparative Examples (1 to 4) satisfying the conditions according to the present invention according to the ingredients and their respective contents according to Table 1 are separately shown and set. In addition, it is preferable to use the composition of Example 1 as a composition for manufacturing the
상기 표 1에서, 수지a는 비닐아세테이트가 28중량% 함유된 에틸렌 비닐아세테이트 공중합 수지이며, 수지b는 에틸렌-1~옥텐 공중합체 수지이며, 수지c는 말레산 무수물이 도입된 저밀도 폴리에틸렌 수지이며, 수지d는 말레산 무수물이 도입된 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 수지이다. MDH는 수산화마그네슘(Magnesium hydroxide)을 나타내며, ATH는 수산화알루미늄(Aluminium trihydroxide)를 나타내고 난연제로 사용되었다. 붕산화아연은 난연 보조제로 사용되는 물질이지만, 본 발명에 따른 실시예(1~3)에서는 사용되지 않았다. 한편, 활제로는 폴리에틸렌 왁스가 사용되었으며, 산화방지제로는 이가녹스1010이 사용되었다.In Table 1, resin a is an ethylene vinyl acetate copolymer resin containing 28% by weight of vinyl acetate, resin b is an ethylene-1 to octene copolymer resin, resin c is a low density polyethylene resin into which maleic anhydride is introduced, Resin d is an ethylene vinyl acetate copolymer resin into which maleic anhydride is introduced. MDH stands for magnesium hydroxide, ATH stands for aluminum trihydroxide and was used as a flame retardant. Zinc borate is a material used as a flame retardant aid, but was not used in Examples 1 to 3 according to the present invention. On the other hand, polyethylene wax was used as a lubricant, and Iganox 1010 was used as an antioxidant.
시험 재료의 준비Preparation of the test material
상기 표 1에 따라 구분 설정된 실시예(1~3) 및 비교예(1~4)에 따른 조성물 각각을 오픈롤에서 혼련시킨 후, 170℃에서 10분간 성형하여 절연재로서의 시험 시편을 제조하였다. 한편, 상기 표 1에 따라 구분 설정된 실시예(1~3) 및 비교예(1~4)에 따른 조성물을 이용하여, 도 1과 같은 구조의 UTP 케이블 시스체에 적용하여 케이블을 제조하였다. 이때, UTP 케이블의 시스체 두께는 0.3 내지 2 ㎜로 제조함이 바람직하나, 시험을 위해서 0.5 ㎜의 두께를 갖도록 제조하였다.Each of the compositions according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 separately set according to Table 1 was kneaded in an open roll, and then molded at 170 ° C. for 10 minutes to prepare test specimens as insulating materials. On the other hand, using the compositions according to Examples (1-3) and Comparative Examples (1-4) set according to the above Table 1, was applied to the UTP cable sheath of the structure as shown in Figure 1 to prepare a cable. At this time, the sheath thickness of the UTP cable is preferably manufactured to 0.3 to 2 mm, but was prepared to have a thickness of 0.5 mm for the test.
물성 평가Property evaluation
상기한 바에 따라 제조된 시험 시편 각각에 대해 상온특성, 내열특성 및 난연특성을 측정하였으며, 상기한 바에 따라 제조된 UTP 케이블을 제조하는 과정에서 가공시 부하 및 압출시의 다이 찌꺼기이 발생되는 현상(Die build-up)을 관찰하여 각각의 평가 항목에 따른 물성을 평가한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.For each of the test specimens manufactured as described above, room temperature, heat resistance, and flame retardant properties were measured. In the process of manufacturing the UTP cable manufactured as described above, die dregs during load and extrusion occurred during processing (Die The results of evaluating the properties according to each evaluation item by observing the build-up) are shown in Table 2 below.
(1) 상온특성(1) Room temperature characteristic
상온특성은 상온에서 UL444 기준에 따라 인장강도 및 신장율을 각각 측정하였다. UL444 기준에 따르면, 상온에서 인장강도는 0.92 ㎏f/㎟ 이상, 신장율은 100% 이상을 각각 보유하여야 상온에서의 적합성을 갖는 것으로 평가하고 있다.The room temperature characteristics were measured for tensile strength and elongation at room temperature according to UL444 standards. According to the UL444 standard, the tensile strength at room temperature should be 0.92 kgf / mm 2 or more and the elongation rate should be 100% or more, respectively, to evaluate the suitability at room temperature.
(2) 난연특성(2) flame retardant properties
난연특성은 CM급 난연시험(IEC 60332-3)에 따라 시험했을 때 합격하는 것으로 평가하였다.The flame retardant properties were evaluated as passing when tested according to the CM class flame retardant test (IEC 60332-3).
(3) 가공시부하(3) Load at the time of processing
가공시 부하는 각각의 조성물 재료를 315cc 용량의 하케 믹서(haake mixer)를 사용하여 150℃에서 30rpm으로 10분간 혼련시키는 경우에 비교적 빠른 압출선속이 가능하기 위해서는 그 부하가 80 Nㆍm 이하이어야 바람직한 것으로 평가하였다.In the case of processing, each of the composition materials is kneaded at 150 rpm at 30 rpm for 10 minutes using a 315 cc capacity haake mixer. Was evaluated.
(4) 다이 빌트 업 평가(4) die built up evaluation
다이 빌트 업의 평가는 각각의 조성물 재료를 이용하여 케이블을 압출하는 과정에서 다이 주변의 찌꺼기의 발생 유무 및 발생시의 양으로 평가하였으며, 찌꺼기가 발생하지 않거나 다이 압출 공정상 거의 영향이 없는 정도의 미소한 양이 발생하는 경우에는 양호한 것으로 평가하였다.The evaluation of die built-up was carried out by the presence and the amount of debris generated around the die during the extrusion of the cable by using the respective composition materials. When one quantity occurred, it evaluated as favorable.
상기 표 2에 나타난 결과를 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르는 실시예(1~3)의 모든 경우에는 상온특성의 인장강도 및 신장율, 난연시험, 가공시 부하 및 다이 빌트 업에 대한 모든 항목에서 요구되는 기준 조건을 만족하여 양호한 결과를 나타내고 있음을 알 수 있다.As can be seen through the results shown in Table 2, in the case of all of the embodiments (1 to 3) according to the present invention, the tensile strength and elongation of the room temperature characteristics, flame retardant test, all the load and die built up during processing It can be seen that satisfactory results are obtained by satisfying the reference conditions required by the item.
이와 달리, 비교예 1의 경우에는 신장율이 기준치에 현저하게 미달하고 있으며, 가공시의 부하가 너무 높으며, 다이 빌트 업의 평가에서 불량으로 평가되어 바람직하지 못하며, 비교예 2 및 3 각각의 경우에는 난연성 평가에서 불합격하였으며, 가공시 부하가 기준치보다 약간 높게 측정되어 바람직하지 못하며, 비교예 4의 경우에는 비록 대부분의 평가항목에서는 양호한 것으로 평가되었지만, 다이 빌트 업의 평가에서 불량으로 평가되어 바람직하지 못함을 알 수 있다.On the contrary, in the case of Comparative Example 1, the elongation rate is significantly lower than the reference value, the load at the time of processing is too high, and it is not preferable because it is evaluated as poor in the evaluation of die built-up, and in each of Comparative Examples 2 and 3 It failed in the evaluation of flame retardancy, and the load during processing was measured to be slightly higher than the reference value, which is not preferable. In Comparative Example 4, although it was evaluated as good in most of the evaluation items, it was evaluated as bad in the evaluation of the die built up and was not preferable. It can be seen.
이상에서 설명된 본 발명의 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 당업자에게 본 발명을 상세히 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위해 사용된 것이 아니다. Optimal embodiments of the present invention described above have been disclosed. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention in detail to those skilled in the art, and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims.
본 발명에 따르면, 종래에 요구되는 각종 전선에서의 기계적 물성 등에 큰 영향을 주지 않는 비할로겐계 절연 및 시스재를 제조하되, 종래의 비할로겐계 절연 및 시스재가 갖는 난연성 취약성을 개선함으로써 화재발생 등에 대해서 충분한 내성을 가져 바람직하다. 한편, 본 발명에 따른 조성물을 이용하여, 화재에 대해 취약한 설비에 가설되는 전선의 절연 및 시스재, 예컨대 일반 전선, 일반 전화선, UTP(Unshieled twisted pair cable) 케이블 또는 광케이블 등의 각종 절연 및 시스층으로 다양하게 이용될 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, while producing a non-halogen-based insulation and sheath material that does not significantly affect the mechanical properties of the various wires required in the prior art, by improving the flame retardancy of the conventional non-halogen-based insulation and the sheath material, etc. It is preferable to have sufficient resistance against. On the other hand, by using the composition according to the present invention, various insulation and sheath layers, such as wire insulation and sheath material, such as general electric wire, ordinary telephone wire, UTP (Unshieled twisted pair cable) cable or optical cable, which is installed in a facility vulnerable to fire There is an advantage that can be used in various ways.
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