KR101202473B1 - 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물 - Google Patents

엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물에 관한 것으로, 특히, 신장성과 인장성이 우수한 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물에 관한 것이다.
본 발명은 엘리베이터용 전선 피복조성물에 있어서, 에틸렌 비닐아세테이트(비닐아세테이트 함량 40중량%) 50 내지 70중량%, 초저밀도폴리에틸렌 30 내지 10중량%, 에틸렌에틸아크릴레이트 10중량%, 고밀도폴리에틸렌 5중량% 및 말레인산 무수물이 도입된 에틸렌비닐아세테이트(Ma-g-EVA) 5중량%로 배합된 케이블 기재조성물 100중량부에 대해 난연제로 수산화마그네슘 60중량부, 수산화알루미늄 40중량부, 멜라민폴리포스페이트 40 내지 60중량부, 난연보조제로 실리콘검 5중량부, 페놀계 산화방지제 1중량부, 금속안정제 1중량부, 가교조제 2중량부를 첨가하여 배합조성하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물이다.
본 발명은 전선에 화재시 유독가스 발생이 없는 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물을 제공하는 효과를 나타낸다.

Description

엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물{Halogen free flame-retardant composition for elevator transfer cable with electric insulation}
본 발명은 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물에 관한 것으로, 특히, 신장성과 인장성이 우수한 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물에 관한 것이다.
일반적으로 엘리베이터 승강로용 이동케이블은 도 1에 나타난 바와 같은 케이블(1)의 구조도 있으며, 이 이동케이블은 전원을 공급하기 위한 전원선(2)의 전선다발(3)이 케이블의 좌우로 배열되며, 케이블(1)의 중심에 통신영상선(4) 및 절연외피복재(6, sheath)로 구성된다. 상기 엘리베이터 승강로용 이동케이블은 전원을 공급하기 위한 전원선(2)은 각 전원선(2)을 감싸게 되는 절연피복재(7)로 피복된다.
상기에서 이와 같은 절연피복재(7)는 산업용 전선의 피복 재료로 사용되던 PVC의 경우 우수한 굴곡성, 난연성을 나타내어 전원선용 피복재료로 사용되어 왔다. PVC는 할로겐 원소를 함유한 수지 조성물이므로, 연소 시 불연의 할로겐 가스를 발생시키고, 첨가제와 반응함으로써, 고형화된 재를 형성하여 재료의 연소를 억제하는 것으로 알려져 있다.
따라서, 할로겐계 수지를 이용하여 제조된 절연재의 경우에는 기본적으로 난연성이 보유되어 있으며, 보다 개선된 난연성 확보를 목적으로 각종 난연제를 첨가하고 있다. 이렇게 첨가되는 각종 난연제의 경우 첨가량이 미량 사용되므로, 베이스 수지의 기본 물성에 큰 영향을 미치지 아니하며, 피복 재료의 점도 상승을 유발시키지도 않으므로 우수한 압출 가공성을 발현하는 장점이 있다. 그렇지만, 연소 시 다이옥신, HCl 등 유독성 가스가 방출됨으로 인해, 인체는 물론 환경에도 유해한 영향을 끼치고 있는 것으로 알려지게 되었다. 이와 관련하여 환경보호를 위한 규제 측면이나, 친환경적인 대체 소재 개발의 관심의 측면 등과 더불어 상대적으로 유해성이 낮은 새로운 재료물질에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.
또한, 종래에는 친환경 난연제로서 대두되고 있는 기술로는 무기계 금속 수산화물이 사용되고 있다, 그러나, 이러한 종래의 무기계 금속 수산화물은 난연성 향상을 위해서 첨가되는 무기화합물의 양이 상당하여, 이로부터 제조된 피복 조성물의 신장률, 인장 강도 등의 기계적 특성은 제품기준을 충족시키지 못하는 문제점이 지적되고 있으며, 또한 가공성 저하가 초래되어 양산시 압출 선속을 감소시키고, 있어 생산성도 저하되고 있다.
이에 본 발명은 엘리베이터 케이블 절연용 피복조성물의 화재시 유독가스 발생이 없는 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물을 제공하는 것을 발명이 해결하려는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 난연성 전선 피복조성물의 신장성능 및 인장강도, 가공성이 우수한 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물을 제공하는 것을 발명이 해결하려는 과제로 한다.
본 발명은 엘리베이터용 전선 피복조성물에 있어서, 에틸렌 비닐아세테이트(비닐아세테이트 함량 40중량%) 50 내지 70중량%, 초저밀도폴리에틸렌 30 내지 10중량%, 에틸렌에틸아크릴레이트 10중량%, 고밀도폴리에틸렌 5중량% 및 말레인산 무수물이 도입된 에틸렌비닐아세테이트(Ma-g-EVA) 5중량%로 배합된 케이블 기재조성물 100중량부에 대해 난연제로 수산화마그네슘 60중량부, 수산화알루미늄 40중량부, 멜라민폴리포스페이트 40 내지 60중량부, 난연보조제로 실리콘검 5중량부, 페놀계 산화방지제 1중량부, 금속안정제 1중량부, 가교조제 2중량부를 첨가하여 배합조성하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물이다.
상기에서 난연제인 수산화 마그네슘은 실란 또는 지방산 중의 어느 하나로 표면코팅 처리된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전선에 화재시 유독가스 발생이 없는 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물을 제공하는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명은 엘리베이터 케이블 절연용 피복조성물의 신장성능 및 인장강도, 가공성이 우수한 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물을 제공하는 효과를 나타낸다.
도 1은 일반적인 엘리베이터용 이동 케이블의 사시도 및 부분확대도 이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 엘리베이터용 전선 피복조성물에 있어서, 에틸렌 비닐아세테이트(이하, EVA라고도 함, 비닐아세테이트 함량 40중량%) 50 내지 70중량%, 초저밀도폴리에틸렌(이하, VLDPE라고도 함) 30 내지 10중량%, 에틸렌에틸아크릴레이트(이하, EEA라고도 함) 10중량%, 고밀도폴리에틸렌(이하 HDPE 라고도 함) 5중량% 및 말레인산 무수물이 도입된 에틸렌비닐아세테이트(Ma-g-EVA이라고도 함) 5중량%의 혼합비율로 전선 피복 기재조성물을 배합한다.
상기에서 에틸렌비닐아세테이트(EVA, 비닐아세테이트 함량이 40중량%)는 50 내지 70중량%을 포함한다. 상기의 함량범위를 초과하면 신장잔율(100℃ x 169h)이 떨어져 바람직하지 못하고, 상기 범위 미만이면 신장률(%,상온)이 떨어져 바람직하지 못하다. 상기에서 초저밀도폴리에틸렌(VLDPE)의 함량이 30 내지 10중량%이 바람직하고, 상기 범위 미만이면 인장강도(kgf/㎟,상온)가 떨어져 바람직하지 못하고, 상기 범위를 초과하면 첨가함량대비 인장강도의 증가효과가 미미하여 바람직하지 못하다.
상기에서 에틸렌에틸아크릴레이트(이하, EEA라고도 함) 10중량%, 고밀도폴리에틸렌(이하 HDPE 라고도 함) 5중량% 및 말레인산 무수물이 도입된 에틸렌비닐아세테이트(이하 Ma-g-EVA 이라고도 함,수지와 난연제를 커플링하는 역할을 함) 5중량%를 배합하여 엘리베이터 케이블 절연용 피복 기재조성물을 만든다.
상기에서 제조된 엘리베이터 케이블 절연용 피복 기재조성물 100중량부에 대해 난연제로 수산화마그네슘 60중량부, 수산화알루미늄 40중량부, 멜라민폴리포스페이트 40 내지 60중량부, 난연보조제로 실리콘검 5중량부, 페놀계 산화방지제 1중량부, 금속안정제 1중량부, 가교조제 2중량부를 첨가배합하여 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물을 제조한다.
상기에서 수산화 마그네슘은 실란 또는 지방산 중 어느 하나로 표면코팅되어 있는 수산화마그네슘 난연제의 어느 하나를 사용한다.
상기에서 난연제인 수산화알루미늄은 실란으로 표면코팅되어 있는 수산화알루미늄 난연제를 사용한다.
상기에서 멜라민폴리포스페이트는 인과질소계 난연제의 복합난연제로 상기 범위 미만이면 난연성이 떨어져 바람직하지 못하고 상기 범위 이상이면 첨가함량 대비 난연 증가효과가 미미하여 바람직하지 못하다.
상기에서 실리콘검은 난연보조제 및 슬립제 첨가제이며, 상기 페놀계 산화방지제는 전선의 노화를 지연시키는 첨가제이며, 금속안정제는 구리와 절연체가 접촉이 되어 있는 부분에서 도체의 자유전자가 활성을 띄게 하여 노화를 촉진시키는데 이를 지연시키는 첨가제이고, 상기에서 가교조제는 전자선 가교시 가교를 촉진하고 도와주는 역할의 첨가제로 TMPTMA 또는 TAIC 이중 하나를 선택하여 사용한다.
실시예 1 내지 3
하기 표 1 배합비로 본 발명의 실시예 1 내지 3의 조성물을 제조하였고 하기 표 2의 비교예 1 내지 2의 조성물을 제조하였다.
배합제성분 실시예1 실시예2 실시예3
EVA (VA:40%) 50 60 70
VLDPE 30 20 10
EEA 10 10 10
HDPA 5 5 5
Ma-g-EVA 5 5 5
수산화마그네슘(실란) 60 - 60
수산화마그네슘(지방산) 60
수산화알루미늄(실란) 40 40 40
멜라민폴리포스페이트 40 50 60
실리콘검 5 5 5
페놀계산화방지제 1 1 1
금속안정제 1 1 1
가교조제 2 2 2
배합제성분 비교예1 비교예2 비교예3
EVA (VA:40%) 80 90 100
VLDPE - - -
EEA 10 10 -
HDPA 5 - -
Ma-g-EVA 5 - -
수산화마그네슘(실란) - 60 -
수산화마그네슘(지방산) 60 - 60
수산화알루미늄(실란) 40 40 40
멜라민폴리포스페이트 20 30 60
실리콘검 5 5 5
페놀계산화방지제 1 1 1
금속안정제 1 1 1
가교조제 2 2 2
상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3으로 배합된 조성물을 트윈 익스트루더(Twin Extruder)를 이용하여 펠렛으로 만든 후, 전선 압출기를 이용하여 전선 샘플을 제작하고 전자선을 이용하여 9Mrad 조사량을 조사한 후 상온 물성 및 난연성, 내열성,외관,스트림성을 평가하여 다음 표 3에 나타냈다.
Figure 112011025599578-pat00001
*상기 시험은 BS EN 50214 Spec에 준하여 Test 진행 하였고, 신장률 150% 이상, 인장강도 : 1.02kgf/mm2 이상, 신장잔률 : 80% 이상, 인장잔률 : 85% 이상을 갖는다.
상기 표 3에서 보는 바와 같이 실시예 1~3은 기준 목표에 안정적인 물성을 보였으나, 비교예 1~3은 불량판정을 나타내었다.
본 발명의 엘리베이터 케이블 절연용 피복조성물은 화재시 유독가스 발생이 없는 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물을 제공하고, 전선 피복조성물의 신장성능 및 인장강도, 가공성이 우수한 난연성이 요구되는 전선으로 산업적으로 이용가능하다.
1:케이블 2: 전원선
3:전선다발 4:통신영상선
6:절연외피복재 7:절연피복재

Claims (2)

  1. 엘리베이터용 전선 피복조성물에 있어서, 에틸렌 비닐아세테이트(비닐아세테이트 함량 40중량%) 50 내지 70중량%, 초저밀도폴리에틸렌 30 내지 10중량%, 에틸렌에틸아크릴레이트 10중량%, 고밀도폴리에틸렌 5중량% 및 말레인산 무수물이 도입된 에틸렌비닐아세테이트(Ma-g-EVA) 5중량%로 배합된 케이블 기재조성물 100중량부에 대해 난연제로 수산화마그네슘 60중량부, 수산화알루미늄 40중량부, 멜라민폴리포스페이트 40 내지 60중량부, 난연보조제로 실리콘검 5중량부, 페놀계 산화방지제 1중량부, 금속안정제 1중량부, 가교조제 2중량부를 첨가하여 배합조성하는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 난연제인 수산화 마그네슘은 실란 또는 지방산 중의 어느 하나로 표면코팅 처리된 것을 특징으로 하는 엘리베이터 케이블 절연용 할로겐 프리 난연 피복조성물.
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