KR0147447B1 - 전선 및 케이블 - Google Patents

전선 및 케이블

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KR0147447B1 KR1019890700013A KR890700013A KR0147447B1 KR 0147447 B1 KR0147447 B1 KR 0147447B1 KR 1019890700013 A KR1019890700013 A KR 1019890700013A KR 890700013 A KR890700013 A KR 890700013A KR 0147447 B1 KR0147447 B1 KR 0147447B1
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Abstract

내용없음.

Description

전선 및 케이블
본 발명은 송전선, 예컨대, 전선 및 케이블, 또는 광섬유 등에 관한 것이다.
본 발명에 따르면,
(a) 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 산화물, 실리콘 또는 알켄/비닐아세테이트 중합체와,
(b) 비표면적대 평균 입자 크기의 비(A/S)가 8×109m㎏-1이상이 되도록 비표면적 (A)와 중량 평균 입자 크기 (S)를 가지는 수산화마그네슘을 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 10 내지 30중량%로 함유하는 조성물로 형성된 절연 또는 외피(jacketing) 물질층을 지닌 송전선이 제공된다.
본 발명자들은 일정한 중합 체계에 있어서, 송전선이 불에 노출될 때 연기 발생을 억제하는 수산화마그네슘의 능력은 표면적/입자크기의 비율이 8×109m㎏-1이상의 값까지 증가될 때 뚜렷이 향상된다는 것을 발견하였다. 바람직하게 표면적/입자 크기 비는 적어도 1.0× 1.010이고, 더욱 바람직하게는 1.1×1.010이상, 그리고 특히 바람직하게는 1.2×1010m㎏-1이상이다. 이 효과에 대한 이유는 밝혀지지 않았다. 이 효과에 대한 이유는 단독으로 따질 때 비표면적 또는 입자 크기와 같은 수산화마그네슘의 다른 특징, 제조 방법 또는 물질의 순도에 좌우되는 것 같지는 않다.
바람직하게는 수산화마그네슘은 광침전 방법(photosedimentation method)에 의해 측정했을 때 0.1 내지 20, 바람직하게는 0.3 내지 6μm 범위의 중량 평균 입자 크기를 가진다. 또한, 수산화마그네슘은 1,000 내지 100,000, 바람직하게는 5,000 내지 50,000m2㎏-1범위의 비표면적을 가진다.
본 발명에 따르면 송전선은, 예컨대 전선, 본원에서 설명한 조성물로 케이블 외피가 제공되는 전기 케이블, 외피를 입힌 동심원 케이블 또는 초고주파 송전을 위한 도파관, 예컨대 광도파로를 포함할 수 있다. 10% 휠씬 이하의 양은 충분하게 뚜렷한 연기 억제 효과를 가지지 않고, 30% 이상의 수산화마그네슘을 조성물에 혼입하는 것은 어렵고도 불필요한 것이기 때문에, 이 절연재는 10 내지 30중량%의 수산화마그네슘을 포함한다. 바람직하게는 이 조성물은 물질의 전체(충진된) 물질의 중량에 근거하여, 15 내지 30중량%, 그리고 특히 바림직하게는 17 내지 25중량%의 수산화마그네슘을 함유한다.
상기한 바와 같이, 수지에 사용되는 중합체는 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 산화물, 실리콘 또는 알켄/비닐아세테이트 공중합체일 수 있다. 이 중합체는 바람직하게 할로겐을 함유하지 않는다. 이런 바람직한 중합체의 예에는 에틸렌과 비닐아세테이트, 메틸아크릴레이트 또는 에틸아크릴레이트와의 중합체 ; 나일론 12, 나일론 6, 12, 나일론 6, 10, 나일론 6 그리고 나일론 11 ; 폴리페닐렌 산화물 및 특히 폴리페닐렌 산화물과 폴리스티렌 또는 폴리아미드의 혼합물 ; 그리고 폴리카프로락톤 및 테레프탈레이트 중합체와 같은 폴리에스테르가 있다. 폴리테트라메틸렌 테레프탈레이트가 특히 바람직한데, 이것은 폴리테트라메틸렌 테레프탈레이트 단위를 포함하는 중합체이다.
바람직한 중합체 물질에는,
(1) 70몰%이상의 반복 단위가 테트라메틸렌 테레프탈레이트인 폴리에스테르와,
(2) 다음 일반식(Ⅰ)의 긴-사슬 에스테르 단위와 같은 다음 일반식(Ⅱ)의 짧은-사슬 에스테르 단위를 가지는 코폴리에스테르(copolyester) 블록 공중합체가 포함된다:
Figure kpo00001
Figure kpo00002
상기 식에서,
G는 (폴리알킬렌 산화물) 글리콜, 바람직하게는, 약 600 내지 6,000의 분자량을 가지는 폴리(C2-C4알킬렌 산화물)로부터 말단의 히드록실 그룹을 제거한 후에 남는 이가 라디칼이며;
R은 약 300 이하의 분자량을 가지는 하나이상의 디카르복실산으로부터 카르복실 그룹을 제거한 후에 남는 이가 라디칼이고;
D는 약 250 이하의 분자량을 가지는 하나 이상의 디올로부터 히드록실 그룹을 제거한 후에 남는 이가 라디칼이다.
바람직한 코폴리에스테르는 테레프탈산, 폴리테트라메틸렌 에티르 글리콜 및 1,4-부탄디올로부터 유도된 폴리에테르 에스테르 중합체이다. 이들은 반복 단위 :
Figure kpo00003
를 가지는 결정성 경질 블록, 및 약 600 내지 3,000의 분자량을 가지는, 즉, n=6 내지 40인 반복 단위 :
Figure kpo00004
를 가지는 비결정상의 탄성 폴리테트라메틸렌에테르 테레프탈레이트 연질 블록을 가지는 랜덤 블록 공중합체이다.
사용되는 중합체(2)의 양은 바람직하게는 필요한 균형에, 특히 중합체(2)의 존재에 의해 영향받는 물성간의 최종 목적에 의해 좌우된다.
바람직하게 중합체(1)과 (2)는 조성물 중의 유일한 유기 중합체이다. 만약에 다른 유기 중합체가 존재한다면, 이들의 양은 바람직하게는 중합체(1)과 (2)의 합한 중량을 기준으로 하여 20% 이하이다.
결코 필수적인 것은 아니지만, 많은 경우에 있어서, 중합체 물질이 다른 충진제, 예컨대 부가적인 난연제(flame retardants)를 포함하는 것이 가능하다. 특히 다른 방향족 및 지방족 화합물 뿐 아니라, 할로겐 함유 난연제, 예컨대, 데카브로모디페닐(decabromodiphenyl) 에테르 또는 에틸렌-비스-테트라브로모프탈이미드를 혼입하는 것이 바람직할 수 있다. 이런 할로겐화된 난연제는 많은 연기를 발생하는 것으로 알려졌으며, 특별한 수산화마그네슘을 사용함으로써 연기를 실질적으로 감소시킬 수 있다. 브롬-함유 난연제의 양은 일반적으로 조성물중의 3중량%이상, 바람직하게는 5중량%이상, 예컨대, 5-30중량% 또는 5-25중량%일 것이다. 종종 부롬-함유 난연제는 무기 난연제, 예컨대 할로겐-함유 유기 난연제와 함께 상승 작용을 나타내는 것으로 알려진 삼산화안티몬과 함께 사용된다. 따라서, 바람직한 조성물은 3 내지 5중량%의 삼산화안티몬을 함유한다. 다른 경우에, 화재중 독가스의 방출을 감소시키기 위해서는 절연재가 실제로 할로겐을 함유하지 않도록 하는 것이 바람직스러울 수 있는데, 이 경우에, 예컨대 인유도체를 기재로 하는 다른 난연제를 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 절연제와 외피물질은 바람직하게는 하나이상의 항산화제를 함유한다. 적절한 항산화제는 당업계에 잘 알려진 장해(hindered) 페놀을 들 수 있는데, 예컨대 이러한 페놀은 조성물의 0.25 내지 5중량%로 존재한다.
이 물질은 또한 다른 충진제, 가공 보조제 및 안정화제와 같은 종래의 첨가제를 함유할 수 있다.
절연재 또는 외피 물질은 교차결합되지 않은 형태로 사용될 수 있거나 교차결합된 형태로 사용될 수 있다. 이들은 화학적 교차결합체에 의해서 또는, 예컨대 전자빔 또는 감마선과 같은 고에너지 방상에 노출시키는 조사에 의해서 교차결합될 수 있다. 2 내지 80Mrad(M래드), 바람직하게는 5 내지 50Mrads, 예컨대 10 내지 30Mrads 범위의 방사량이 일반적으로 적당하다.
조사 중에 교차결합을 촉진하기 위하여, 조사 전에 바람직하게 0.2 내지 5중량%의 다기능 비닐 또는 알릴 화합물, 예컨대, 트리알릴 시아누레이트, 트리알릴 이소시아누레이트 또는 펜타에리트리톨 테트라메타아크릴레이트와 같은 프로라드(prorad)를 조성물에 혼입한다.
조성물의 교차결합의 정도는 존재할 수 있는 비중합체 첨가제를 제외한, 교차결합된 중합체 조성물의 겔 함량으로 표현할 수 있다(ANSI/ASTMD2765-68). 바람직하게는 교차결합된 조성물의 겔 함량은 10%이상, 더욱 바람직하게는 20%이상, 예컨대 30%이상, 더욱 바람직하게는 40%이상이다.
바람직하게는 이 물질들은 와이어 절연재로서, 그리고 다른 물질들을 사용하는 것이 가능하긴 하지만 특히 와이어 일차 절연재로서, 예컨대 이중벽 절연재로서 사용된는데, 이 경우에 이 물질은 일차 절연재 또는 일차 외피 또는 양쪽 다로서 사용될 수 있다. 따라서, 예컨대 와어어는 폴리에틸렌 또는 올레핀 공중합체와 같은 폴리올레핀, 이오노머, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 또는 이들의 혼합물에 근거한 일차 절연재로서 제공될 수 있으며, 일차 외피는 본 발명에 따르는 조성물로부터 형성된다.
전선의 경우에, 와이어의 크기는 일반적으로 4WAG 내지 38AWG, 바람직하게는 10 내지 30AWG이며, 피복층의 두께는 0.05 내지 0.75mm(0.002 내지 0.030인치), 바람직하게는 0.1 내지 0.38mm(0.004 내지 0.0150인치)이다.
본 발명을 이하의 실시예에서 예시하겠는데, 여기에서 부 및 퍼센티지는 다른 언급이 없으면 중량부 및 중량 퍼센티지이다.
200μm 두께의 일차 절연재를 20AWG 주석 도금 구리 전도체상에 압출함으로써 전선을 형성시켰다. 다음 조성물로부터 일차 절연층을 형성시켰다 :
Figure kpo00005
상이한 정도의 수산화마그네슘을 사용하여 와이어 샘플을 형성시켰다. 수산화마그네슘의 성질을 표 2에 나타낸다.
Figure kpo00006
이 와이어를 명세서 UTE C 20 452-1 에 따라 연기 발생에 대해 시험하고, 최대 연기 농도(Dmax)에 대한 값과 4분 후의 누적 연기 농도(VoF4)를 기록했다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure kpo00007
[실시예 7-15]
20AWG 주석 도금 구리 전도체상에 200μm 두께의 일차 절연재를 압출함으로써 여러개의 와이어를 형성시켰다. 이 와이어는 표 4에 나타낸 조성을 가졌다. 각 실시예를 위하여 하나의 조성물(접미사 A를 가짐)은 실시예 4에서 처럼 평균 입자 크기 0.6μm와 비표면적 8500m ㎏ (A/S 비율=1.42×10 m㎏ )을 가지는 수산화마그네슘을 사용했고, 반면에 다른 조성물(접미사 B를 가짐)은 실시예 6에서 처럼 0.8μm의 평균 입자 크기 및 4300m ㎏ 의 비표면적(A/S 비율=0.54×10 m㎏ )을 가지는 수산화마그네슘을 사용했다. 실시예 1에서 처럼 샘플을 UTE C 20 452-1에 따라 시험하고, 이 결과를 표 5에 나타냈는데, 이것으로부터 폴리에틸렌 기재 절연재에서 높은 A/S 비율을 가지는 수산화마그네슘을 사용하면 어떤 개선도 나타나지 않는 반면에, 폴리페닐렌 산화물 기재 절연재에서 높은 A/S 비율을 가지는 수산화마그네슘을 사용하면 VoF4에서 현저한 감소가 얻어질 수 있으며(실시예 13 A＆B), 폴리에스테르 기재 절연재에서 높은 A/S 비율을 가지는 수산화마그네슘을 사용하면 VoF4 및 Dmas에서 큰 감소가 얻어짐을(실시예 15 A＆B) 알 수 있다.
Figure kpo00008
Figure kpo00009

Claims (19)

  1. (a) 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리페닐렌 산화물, 실리콘 또는 알켄/비닐아세테이트 중합체 ; 및 (b) 조성물의 전체 중량을 기준으로 하여 10 내지 30중량%로 함유되며, 비표면적/평균 입자 크기의 비(A/S)가 8×109m㎏-1이상이 되도록 비표면적(A)과 중량 평균 입자 크기(S)를 가지는 수산화마그네슘을 포함하는 조성물로부터 형성된 절연층 또는 외피 물질층을 가지는 송전선.
  2. 제1항에 있어서, 수산화마그네슘의 비표면적/평균 입자 크기의 비율이 1.1×1010m㎏-1이상임을 특징으로 하는 송전선.
  3. 제2항에 있어서, 수산화마그네슘의 비표면적/평균 입자 크기의 비율이 1.2×1010m㎏-1이상임을 특징으로 하는 송전선.
  4. 제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 수산화마그네슘의 평균 입자 크기의 0.1 내지 20μm 범위임을 특징으로 하는 송전선.
  5. 제4항에 있어서, 수산화마그네슘의 평균 입자 크기가 0.3 내지 6μm 범위임을 특징으로 하는 송전선.
  6. 제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 수산화마그네슘의 비표면적이 1,000 내지 100,000m2㎏-1범위임을 특징으로 하는 송전선.
  7. 제6항에 있어서, 수산화마그네슘의 비표면적이 5,000 내지 50,000m2㎏-1범위임을 특징으로 하는 송전선.
  8. 제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 절연 또는 외피 물질이 폴리에스테르로 이루어짐을 특징으로 하는 송전선.
  9. 제8항에 있어서, 절연 또는 외피 물질이 테트라메틸렌 테레프탈레이트 단위를 포함하는 폴리에스테르를 포함함을 특징으로 하는 송전선.
  10. 제8항에 있어서, 절연 또는 외피 물질이 반복 단위 :
    Figure kpo00010
    를 가지는 결정성 경질 블록, 및 약 600 내지 3,000의 분자량을 가지는, 즉, n=6 내지 40인 반복 단위 :
    Figure kpo00011
    를 지닌 비결정상 탄성 폴리테트라메틸렌에테르 테레프탈레이트 연질 블록을 가지는 랜덤 블록 공중합체로 이루어짐을 특징으로 하는 송전선.
  11. 제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 중합체성 절연 물질이 여러 층으로 이루어짐을 특징으로 하는 송전선.
  12. 제1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서, 조성물이 할로겐화된 난연제를 함유함을 특징으로 하는 송전선.
  13. 제4항에 있어서, 수산화마그네슘의 비표면적이 1,000 내지 100,000m2㎏-1범위임을 특징으로 하는 송전선.
  14. 제5항에 있어서, 수산화마그네슘의 비표면적이 1,000 내지 100,000m2㎏-1범위임을 특징으로 하는 송전선.
  15. 제4항에 있어서, 절연 또는 외피 물질이 폴리에스테르로 이루어짐을 특징으로 하는 송전선.
  16. 제5항에 있어서, 절연 또는 외피 물질이 폴리에스테르로 이루어짐을 특징으로 하는 송전선.
  17. 제6항에 있어서, 절연 또는 외피 물질이 폴리에스테르로 이루어짐을 특징으로 하는 송전선.
  18. 제7항에 있어서, 절연 또는 외피 물질이 폴리에스테르로 이루어짐을 특징으로 하는 송전선.
  19. 제9항에 있어서, 절연 또는 외피 물질이 반복 단위 :
    Figure kpo00012
    를 가지는 결정성 경질 블록, 및 약 600 내지 3,000의 분자량을 가지는, 즉, n=6 내지 40인 반복 단위 :
    Figure kpo00013
    를 지닌 비결정성 탄성 폴리테트라메틸렌에테르 테레프탈레이트 연질 블록을 가지는 랜덤 블록 공중합체임을 특징으로 하는 송전선.
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