KR19980042906A - 케이블 이음매용 저온 수축성 보호 부재 - Google Patents

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Abstract

전기 케이블들 사이의 이음매 (joint)와 같은 섬유상 품목의 피복용 수축성 보호 부재가 개시되어 있다. 이 부재는 제1 (2) 및 제2 (3) 슬리브를 포함하며, 제2 슬리브는 제1 슬리브상에 중첩되어 있다. 이들 슬리브는 방사 방향으로 탄성적으로 신축가능, 즉 수축가능하다. 제1 슬리브는 에틸렌, 프로필렌 및 공액되지 않은 디엔 EPDM 재료의, 과산화물로 처리된 탄화수소 삼원중합체를 포함하는 가교결합 중합체 재료의 화합물로 이루어지고, 제2 슬리브는 황으로 처리된 EDPM 재료로 이루어진다. 그 결과, 제2 슬리브 (3)의 수축 속도는 특히, 0℃ 내지 40℃의 온도에서 제1 슬리브 (2)의 수축 속도 보다 빠르다. 그러므로 케이블은 보호 부재를 설치한 지 약 30분 후에 사용될 수 있다.

Description

케이블 이음매용 저온 수축성 보호 부재
본 발명은 섬유상 품목을 피복하기 위한, 예를 들어 전기 케이블 말단들 사이의 이음매 (joint)를 피복하기 위한 수축성 보호 부재에 관한 것으로서, 상기 부재는 방사 방향으로 탄성적으로 신축가능하고 서로 동축으로 중첩되는, 방사상 탄성적으로 신축된 상태에서 상기 이음매를 둘러싸기 위한 가교결합된 중합체 재료의 화합물로 이루어진, 제1 및 제2 슬리브를 포함하고, 제2 슬리브의 내면에 방사상으로 존재하는 제1 슬리브는 적어도 그의 두께의 일부분이 전기적으로 절연되어 있다.
이런 케이블 이음매용의 수축성 보호 부재는 예를 들어, 유럽 특허 EP 제B1-0 379 056호 (PIRELLI CAVI, S.p.A.)로부터 당 업계에 이미 공지되어 있다. 이 문헌에서 적절한 때에 연신이 부과된 후에, 제2 슬리브의 잔여 변형은 제1 슬리브의 잔여 변형 보다 작다. 그 결과, 영구 변형의 위험부담을 피할 수 있고 미량 수분의 침투 가능성에 대한 양호한 기밀성이 얻어질 수 있다. 보호 부재의 제1 슬리브를 구성하는 가교결합성 중합체 재료의 화합물로는 터부틸퍼옥시가 포함되는 반면에, 제2 슬리브를 구성하는 가교결합성 중합체 재료의 화합물로는 디큐밀퍼옥시드가 포함된다는데 주목하여야 한다. 이하 EPDM이라 불리는, 과산화물로 처리된 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 물질을 포함하는 이들 화합물들은 2종 모두 양호한 전기적 및 기계적 특성을 아울러 가진다. 그러나, 이들 화합물에 있어서의 문제점은 슬리브가 특히 저온에서, 응력 이완 후에 최종 치수에 도달하기 전에 상대적으로 장시간이 요구된다는 점이다.
따라서, 상기 특성들은 때때로 케이블의 신속한 이용가능성, 즉 신속한 미자써비스”(mise en service)를 요하는 응용분야에는 사용될 수 없다. 이런 응용분야에서는, 케이블은 공지된 수축성 보호의 경우에 수시간이 소요되는 장소에서 수축성 보호 부재의 설치로부터 약 30분 후면 이용가능해야만 할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 공지된 유형이지만 적소에서 보다 신속하여 케이블을 보다 신속하게 이용가능하게 하는 수축성 보호 부재를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 케이블 말단의 이음매용 저온 수축성 보호 부재의 투시도.
도 2는 도 1의 보호 부재로 피복된 케이블 말단의 이음매의 종단면도.
도 3 및 4는 내부 시험 규격에 따른 도 1의 보호 부재의 슬리브 (2 및 3)상의 응력 이완 후의 잔여 세트 전개의 그래프도.
도 5는 UNI 7321-74 시험법에 따른 도 1의 보호 부재의 슬리브 (2 및 3)의 신축 시간에 따른 잔여 세트의 그래프도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 지지체
2 : 제1 슬리브 또는 몸체
3 : 제2 슬리브 또는 보호 슬리브
4 : 땜납
5 : 케이블 말단
6 : 반도체층
7 : 외부 재킷
8 : 금속 덮개 또는 스토킨게트
9 : 유향 충전기
10 : 치즈-라스프
본 발명에 따르면, 이 목적은 상기 제2 슬리브를 구성하는 가교결합 화합물의 수축 속도가 상기 제1 슬리브를 구성하는 가교결합 화합물의 수축 속도 보다 빠른 요인 때문에 달성된다.
이런 방식으로, 케이블은 신속하게 사용가능하다.
본 발명의 또다른 특징은 상온에서 상기 제2 슬리브의 상기 수축 속도가 상기 제1 슬리브의 상기 수축 속도 보다 빠르다는 것이다.
보다 상세하게는, 0℃ 내지 40℃의 온도에서 상기 제2 슬리브의 상기 수축 속도는 상기 제1 슬리브의 상기 수축 속도 보다 빠르다.
이로 인해, 본 발명의 수축성 보호 부재는 저온 수축 분야에 매우 적합하다.
또한 본 발명의 또다른 특징은 상기 제1 슬리브가 과산화물로 처리된 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 물질로 이루어지는 반면에, 상기 제2 슬리브는 황으로 처리된 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 물질로 이루어진다는 것이다.
과산화물로 처리된 EPDM 물질의 치수 특성의 회복은 온도 하강과 함께 감소되고 황으로 처리된 EPDM 물질은 그의 최종 치수를 신속하게 회복한다는 것이 공지되어 있다. 따라서, 제2 슬리브는 특히 상온에서, 제1 슬리브 보다 빠르게 수축한다.
본 발명의 또다른 특징은 상기 EPDM 물질이 에틸렌-프로필렌 공중합체 200 중량부, 처리된 소성 쿨린 비닐 실란 200 중량부, 스테아르산 1 중량부, 산화아연 5 중량부, 트리메틸퀴놀린 1 중량부, 파라핀계 가소제 20 중량부, 처리 보조제 3 중량부, 및 전도성 카본 블랙 1 중량부를 포함하며, 여기서 모든 양은 허용오차가 약 10%이다.
상기 제2 슬리브를 구성하는 화합물은 또한 황 0.55 중량부, 디티오모르폴린 1.65 중량부, 테트라메틸티우람 이황화물 1.20 중량부, 디부틸디티오탄산아연 2.55 중량부, 및 에틸렌 티오우레아 1.25 중량부를 포함하며, 여기서 모든 양은 허용오차가 약 10%인 것을 특징으로 한다.
이 조성으로 인해, 본 발명의 목적을 달성하는 것이 요구될 때, 제2 슬리브가 그의 치수를 매우 빠른 기간내에 회복하는 것이 입증될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시양태에서, 금속 덮개 (metallic sock)는 상기 제1 및 제2 슬리브의 사이에 제공된다.
스토킨게트 (stockingette)라고 불리는 이 금속 덮개는 케이블의 차폐 연속성을 실현한다.
또한, 적어도 상기 제2 슬리브는 케이블의 외부 재킷을 둘러싸고 기밀시키는데 적합한 길이를 갖는다.
케이블의 외부 재킷의 말단을 포함하는, 말단 캡과 같은 추가적인 부재가 이음매의 기밀성을 보장하기 위해 요구되지는 않는다.
이 기밀성은 케이블의 상기 외부 재킷 및 상기 제2 슬리브의 사이에 위치하는 유향 충전기 (mastic filler)에 의해 더욱 개선된다.
이 유향 충전기는 방수용으로 사용된다.
첨부된 도면과 함께 하기 실시양태의 설명에 의해, 본 발명의 상기 목적, 다른 목적 및 특징은 보다 명백해질 것이고 본 발명 자체가 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 케이블의 이음매 또는 전기 접속 또는 와이어와 같은 종방향 또는 섬유상 품목의 임의의 다른 부분을 피복하는데 사용되는 수축성 보호 부재를 나타내는 도면이다. 이하, 케이블 이음매상에 보호 부재를 배치하는 것으로 구성되는 응용만이 본 발명을 설명하기 위해 일례로서 고려된다.
보호 부재를 케이블 이음매상에 고정시키기에 앞서, 이 부재는 예를 들어, PVC 파이프의 한 부분인 경질의 관형 지지체 (1)상에 설치된다. 지지체 (1)의 내경은 약 50 ㎜이며, 이는 보호 부재가 배치되는 케이블의 이음매 및 외부 재킷의 외경 보다 약간 크다. 보호 부재 자체는 탄성적으로 신축된 상태에서 지지체 (1)상에 고정되어, 지지체 (1)이 제거될 때 보호 부재는 이음매상으로 양호한 기밀성으로 수축된다.
보호 부재 자체는 이하 몸체라고 불리는 제1 슬리브 (2)로 이루어지고, 제1 슬리브 (2)의 위에 이하 보호 슬리브 또는 간단히 슬리브라고 불리는 제2 슬리브 (3)이 동축 방식으로 방사상으로 중첩된다. 몸체 (2) 및 슬리브 (3)은 모두 방사 방향으로 탄성적으로 신축가능하고 가교결합 중합체 재료의 화합물로 이루어진다. 보다 상세하게는, 몸체 (2)는 과산화물로 처리된, EPDM이라 불리우는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 물질을 포함하는 화합물로 이루어지는 반면에, 슬리브 (3)은 황으로 처리된 EPDM 물질을 포함하는 화합물로 이루어지며, 이 2가지 물질은 전기 절연성을 갖는다. 더욱 상세하게는, 몸체 (2)의 화합물은 에틸렌, 프로필렌 및 공액되지 않은 디엔의, 과산화물로 처리가능한 탄화수소 삼원중합체를 포함한다. 몸체 (2) 및 슬리브 (3)의 EPDM 물질은 예를 들어, 에틸렌-프로필렌 공중합체 200 중량부 (pbw), 처리된 소성 쿨린 비닐 실란 200 중량부, 스테아르산 1 중량부, 산화아연 5 중량부, 트리메틸퀴놀린 1 중량부, 파라핀계 가소제 20 중량부, 처리 보조제 3 중량부, 및 전도성 카본 블랙 1 중량부를 포함하며, 이 때의 허용오차는 ±10%이다.
슬리브 (3)의 가황 방법은 황 0.55 중량부 (pbw), 디티오모르폴린 1.65 중량부, 테트라메틸티우람 이황화물 1.20 중량부, 디부틸디티오탄산아연 2.55 중량부, 및 에틸렌 티오우레아 1.25 중량부를 포함하며, 이때의 허용오차는 ±10%이다.
이 조성에 의하면, 슬리브 (3)을 이루는 가교결합 화합물의 수축 속도는 몸체 (2)를 이루는 가교결합 화합물의 수축 속도 보다 빠르게 될 것이다.
도 2는 본 발명의 보호 부재에 의해 보호되는 케이블 말단 (5)의 이음매의 종단면도를 나타낸다. 이음매 자체는 케이블 말단 (5)의 도체 형성부를 기계적 및 전기적으로 연결하는 금속 클램프 또는 땜납에 의해 구성된다. 이들 케이블 말단 (5)는 케이블의 외부 재킷 (7)에 의해 또한 피복되는 반도체층 (6)에 의해 코팅된다.
보호를 위해, 지지체 (1) (도 1), 몸체 (2) 및 그 위에 설치된 슬리브 (3)은 먼저 이음매상에 위치된다. 이어서, 지지체 (1)은 당 업계에 공지된 기술에 따라 제거되지만, 이 기술은 본 발명의 범위를 벗어나므로 기재되지 않는다.
보호 부재의 몸체 (2) 및 슬리브 (3)은 보호될 이음매상에 위치된 경우 도 2에 나타낸 바와 같이 이들 부재상으로 수축한다. 바람직한 실시양태에서, 적어도 보호 슬리브 (3)은 2개의 케이블의 외부 재킷 (7)의 부분상으로 신축하여, 미량 수분의 침투 가능성에 대해 이음매 및 케이블 말단을 기밀적으로 보호한다. 더욱이, 그런 후에 유향 충전기 (9)는 바람직하게는 방수를 위해 외부 재킷 (7) 및 슬리브 (3)의 말단들 사이에 제공되어 보호의 기밀성을 개선시킨다. 스토킨게트라고 불리는 금속 덮개 (8)은 몸체 (2) 및 슬리브 (3) 사이에 제공된다. 이 금속 덮개 (8)의 목적은 이음매 (4)에 대한 케이블 차폐 연속성을 실현하는 것이다. 이를 위하여, 소위 치즈-라스프 (cheese-rasp) (10)이 각각의 케이블에 사용된다. 치즈-라스프 (10)은 외부 재킷 (7)의 내부에 위치한 금속 스크린 (도시되어 있지 않음) 및 반도체층 (6)의 사이에 삽입된 금속 부재이다. 치즈-라스프 (10)은 부분적으로 층 (6)을 피복하는 재킷 (7)의 외부로 연장된다. 스토킨게트 (8)상의 보호 슬리브 (3)에 의해 가해진 압력으로 인해, 스토킨게트 (8)은 치즈-라스프 (10)과 전기적으로 접촉되고 더 나아가 2개의 케이블의 내부 금속 스크린과 접촉되어, 케이블 차폐 연속성이 보장된다.
보호 슬리브 (3)이 황으로 처리된 EPDM으로 이루어진다는 사실 때문에, 그의 수축 속도는 과산화물로 처리된 EPDM으로 이루어진 몸체 (2)의 수축 속도 보다 빠르다. 다시 말해서, 슬리브 (3)은 몸체 (2) 보다 그의 최종 치수를 더 신속히 회복한다. 이것은 0℃ 내지 40℃의 온도, 즉 상온에서 특히 그러하다. 그 결과, 보호 부재에 의한 케이블 이음매의 순간적인 밀봉은 저온에서 보장된다. 이는 저온 수축 응용 (cold shrink application)으로서 알려져있다. 사실, 보호 부재 (2 및 3)은 이음매 (4)상에 설치된 지 30분 후에 운전될 수 있는 것으로 간주될 수 있다.
시험은 내부 규격에 따라 수행하였다. 보호 부재는 65℃의 온도에서 100시간 동안 250%로 신축되었다. 응력 이완 (시간 단위로 표시) 후의 시간에 따른 잔여 세트 (set)의 백분율 (%세트)이 하기 표 1에 기재되어 있다.
시간 (시간) 몸체 (2) 슬리브 (3)
0.01670.03750.08330.1670.3350.5011215.5 20.818.415.615.212.010.49.68.86.6 18.814.414.014.014.013.613.613.612.4
이 측정은 상온에서 수행하였고 그 결과를 하기 수학식 1에 대입하였다.
상기 수학식 1은 점탄성 고체의 이완에 대한 동력 식으로서, 예를 들어 문헌 (Viscoelastic Relaxation of Rubber Vulcanizates between the Glass Transition and Equilibrium by R. Chasset and P. Thirion, Institut Francais du Caoutchouc, Paris, France, pages 345 to 359)에 기재되어 있다. 이 수학식에서, PS는 영구 세트 (무한 t에서의 %세트) 이고, t는 시간이며, τ는 시간 상수 (%세트가 PS의 2배와 같을 때의 시간) 이고, m은 동력 계수이며, 몸체 또는 제1 슬리브 (2)의 경우 하기 수학식 2로 나타내지는 반면에, 보호 슬리브 또는 제2 슬리브 (3)의 경우 하기 수학식 3으로 나타내진다.
이들 시험법으로부터의 결과 그래프를 로그 척도로 도 3에 나타내고, 선형 척도로 도 4에 나타낸다. 이들 그래프는 황으로 처리된 시스템을 이용하는 잇점을 예증한다. 슬리브 (3)의 회복 거동은 몸체 (2)의 회복 거동과 명백한 차이가 있다. 슬리브 (3)의 신축 후의 자발 회복 때문에, 케이블상에서 1차 수축이 일어나는 동안 슬리브 (3)은 몸체 (2)의 회복을 가속화시킨다.
몸체 (2) 및 보호 슬리브 (3) 사이의 기울기 차이는 몸체 (2)는 낮은 영구 세트를 갖지만 느린 회복을 나타내는 반면에, 슬리브 (3)은 신속한 단기간의 회복을 보이나 더 높은 최종 세트를 나타낸다. 이것은 보호 슬리브 (3)을 이루는 상기 황으로 처리된 화합물에 기인된다. 이 조성 때문에, 보호 슬리브 (3)은 용이하게 신축될 수 있고 고도로 가교결합된 과산화물로 처리된 몸체 (2) 보다 더욱 양호한 단기거동을 나타낸다. 그러나 보호 슬리브 (3)은 약한 기계적 특성 및 높은 파괴 신도를 갖는다. 더욱이, 제2 슬리브 (3)의 경우, 황으로 처리된 EPDM 물질을 포함하는 가교결합 화합물의 영구 변형은 몸체 또는 제1 슬리브 (2)의 경우, 과산화물로 처리된 EPDM 물질을 포함하는 가교결합 화합물의 영구 변형 보다 크다.
상기 수학식에서, 황으로 처리된 생성물의 더 낮은 t 및 특히 더 낮은 m값은 슬리브의 동적 거동에 있어서 보다 신속한 단기 수축성을 초래한다.
다른 시험은 UNI 7321-74 표준방법에 따라 수행하였다. 이들 시험에서, 100℃의 온도에서 500시간 후에 편평한 표본에 부과된 50%의 신도에 기인한 잔여 변형을 측정하였다. 신축 시간 (시간 단위로 표기)에 따른 응력 이완 후의 잔여 세트의 백분율 (%세트)이 하기 표 2에 기재되어 있다.
잔여 세트 (%세트) 몸체 (2) 슬리브 (3)
100시간 후500시간 후 19.621.2 20.024.4
이 잔여 세트 (%세트)는 상온에서 응력 이완한 지 30분 후에 측정하였고, 도 5에 나타낸 시험 결과로부터 상기 결론을 확인할 수 있었다.
본 발명의 원리가 특정한 장치와 관련되어 상기에 기재되어 있지만, 이 설명은 실시예에 의해서만 행해지고 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니라는 것이 명백히 이해될 것이다.
본 발명에 따르면, 케이블을 보다 신속하게 이용가능하게 하는 수축성 보호 부재를 제조할 수 있다.

Claims (9)

  1. 섬유상 품목을 피복하기 위한, 예를 들어 전기 케이블 말단들 (5) 사이의 이음매 (joint) (4)를 피복하기 위한, 방사 방향으로 탄성적으로 신축가능하고 서로 동축으로 중첩되는, 방사상 탄성적으로 신축된 상태에서 상기 이음매 (4)를 둘러싸기 위한 가교결합된 중합체 재료의 화합물로 이루어진, 제1 (2) 및 제2 (3) 슬리브를 포함하고, 제2 슬리브 (3)의 내면에 방사상으로 존재하는 제1 슬리브 (2)는 적어도 그의 두께의 일부분이 전기적으로 절연된, 상기 제2 슬리브 (3)을 이루는 가교결합된 화합물의 수축 속도가 상기 제1 슬리브 (2)를 이루는 가교결합된 화합물의 수축 속도 보다 큰 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재 (2, 8, 3).
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 슬리브 (3)의 상기 수축 속도가 상온에서 상기 제1 슬리브 (2)의 상기 수축 속도 보다 빠른 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 슬리브 (3)의 상기 수축 속도가 0℃ 내지 40℃의 온도에서 상기 제1 슬리브 (2)의 상기 수축 속도 보다 빠른 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 슬리브 (2)가 과산화물로 처리된 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 물질로 이루어지고, 상기 제2 슬리브 (3)가 황으로 처리된 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재.
  5. 제4항에 있어서, 상기 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 물질이 에틸렌-프로필렌 공중합체 200 중량부, 처리된 소성 쿨린 비닐 실란 200 중량부, 스테아르산 1 중량부, 산화아연 5 중량부, 트리메틸퀴놀린 1 중량부, 파라핀계 가소제 20 중량부, 처리 보조제 3 중량부, 및 전도성 카본 블랙 1 중량부를 포함하고, 여기서 이들 양의 허용오차는 약 ±10%인 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 슬리브 (3)을 이루는 화합물이 황 0.55 중량부, 디티오모르폴린 1.65 중량부, 테트라메틸티우람 이황화물 1.20 중량부, 디부틸디티오탄산아연 2.55 중량부, 및 에틸렌 티오우레아 1.25 중량부를 포함하고, 여기서 이들 양의 허용오차는 약 ±10%인 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재.
  7. 제1항에 있어서, 금속 덮개 (metallic sock) (8)가 상기 제1 (2) 및 상기 제2 (3) 슬리브의 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재.
  8. 제1항에 있어서, 적어도 상기 제2 슬리브 (3)가 케이블의 외부 재킷 (7)을 둘러싸고 기밀시키는데 적합한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재.
  9. 제8항에 있어서, 유향 충전기 (mastic filler) (9)가 케이블의 상기 외부 재킷 (7)과 상기 제2 슬리브 (3)의 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 수축성 보호 부재.
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