KR20010065712A - 고난연 시스 재료의 조성물 및 이를 이용한 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소시 발연량이 매우 작을 뿐만 아니라 난연성이 우수한 고난연 시스 재료의 조성물 및 이를 이용한 전송속도 성능에서 카테고리 5 등급으로 분류되며, UL 라이저급의 케이블에 관한 것으로, 본 발명의 고난연 시스 재료의 조성물은 베이스 수지로 폴리염화비닐수지 100 중량부에 대해 포스포러스 에스테르계의 가소제 겸 난연제를 10 에서 80 중량부, 브롬계 가소제 겸 난연제를 5 에서 80 중량부, 난연보조제인 삼산화안티몬을 1 에서 15 중량부, 수산화물을 20 에서 80 중량부, 납계 안정제를 2 에서 15 중량부, 비납계 안정제를 0. 1 에서 5 중량부, 활제 및 가공조제를 0. 1 에서 5 중량부, 산화방지제를 0. 1 에서 5 중량부, 징크 베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부, 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부 첨가하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

고난연 시스 재료의 조성물 및 이를 이용한 케이블{COMPOSITION OF FLAME RETARDANT SHEATH MATERIAL AND CABLE USING THE ABOVE COMPOSITION}

본 발명은 연소시 발연량이 매우 작을 뿐만 아니라 난연성이 우수한 고난연 시스 재료의 조성물 및 이를 이용한 전송속도 성능에서 카테고리 5 등급으로 분류되며, UL 라이저급의 케이블에 관한 것이다.

종래의 케이블 즉, 사무실에서의 데이터를 전송할 목적으로 사용되었던 데이터 케이블들은 그 전송용량과 속도에 의해 구별되어져 왔다. 근래들어 전송량의 비대화 및 빠른 데이터 처리를 목적으로 하는 높은 주파수에서의 전송속도를 높이고자 하는 노력들이 이루어지고 있다.

케이블의 전송속도는 카테고리로 규정하고 있는데, 카테고리는 빌딩 내의 통신용 배선 시스템을 정의한 EIA/TIA (미국전자공업회/미국전기통신공업회)-568 속에서 규정하고 있으며. 품질이 낮은 쪽부터 순서대로 카테고리 1 부터 카테고리 5까지의 5 종류가 있다. LAN에서 많이 사용되고 있는 것은 카테고리 3, 4, 5이다. 카테고리 3은 10Mbps, 카테고리 4는 16Mbps, 카테고리 5는 100Mbps의 전송속도룰 보증한다.

케이블의 전송용량과 속도를 높이기 위해 구리도체에 유전 용량 및 주파수 변화에 따른 탄델타(tan δ) 값이 낮은 폴리올레핀 수지를 단독으로 절연하는 구조물에 대한 연구가 많이 이루어졌다.

비차폐 꼬임 쌍선(unshielded twisted pair,UTP) (이하 “UTP”라 한다)과 동축 케이블의 성능에서 중요하게 요구되는 것은 전송용량 및 속도가 고주파영역에서의 적은 손실을 갖는 전송 능력이다.

이와 같은 전송 능력은 케이블을 통한 임피던스의 주기적인 변화에 의한 신호 감쇠로 정의되는 불균등 반사 감쇠량(structutal return loss,SRL) (이하 “SRL”이라 한다) 특성으로 규정된다.

그러나 종래의 기술이 적용된 케이블은 절연재료의 특성상 데이터 전송 케이블에서 중요하게 요구하는 높은 주파수 영역대에서 대용량의 데이터 전송이 원활히이루어지지 않는다는 문제점이 있다.

또한 이중 절연 구조를 갖기 위해 서로 다른 재료 특성을 갖는 절연체의 압출 결과 균일한 두께의 형상을 얻기 어려웠다. 이와 같은 불균일한 구조는 SRL을 증가시켰으며 데이터 전송 손실을 크게 발생하였다.

그리고 통신케이블의 중요한 요구 특성 및 성능은 케이블의 전송 용량 및 속도에 관한 것 뿐만 아니라. 고난연 케이블에 대한 것이다.

종래의 케이블은 난연화에 대한 관심과 그 개발들이 적었으나, 근래들어 그 사용의 범위가 확대되고, 빌딩 내에서의 화재발생 시 난연성 케이블의 용도 및 역할에 대한 관심사가 커지면서 고난연화에 대한 요구가 확대되어 이들 성능을 향상시키기 위한 케이블 설계 변경상의 노력들이 이루어져 왔다.

종래의 기술에 의하면 케이블의 난연 등급 중 상위인 라이저급을 만족할 뿐만 아니라, 전기특성 및 연소특성도 또한 만족시키는 케이블 들이 개발되었다. 그러나 종래의 기술에 의한 케이블은 구조상 다중 구조를 이루고 있으며. 이로 인한 제조상의 어려움과 높은 가공비를 요구한다.

미국특허 제4, 284,842호에 의하면 일반 비난연 절연체로 피복된 다심(多芯)의 도체들은 무기시스나 금속성의 슬리브로 피복된 케이블을 개발하기도 하였다. 이 경우, 금속성슬리브는 이중 층의 폴리이미드 테이프로 감싸져 있다. 종래의 기술에서 무기시스체는 연소 시 절연피복된 도체로의 열확산을 저지한다. 또한 금속성슬리브는 방사열의 확산을 차단한다. 이와 같은 통신케이블들은 화염의 확산과 연소 시 저연화 특성들은 만족시키지만, 케이블이 3중 구조로 이루어지기 때문에,제조상의 어려움과 높은 가공비를 요구한다.

또한 종래의 기술 중에서 근래에 널리 적용되는 기술로는 고밀도폴리에틸렌으로 절연된 구리 도체층 위에 자기 소화성을 지닐 정도의 비할로겐 난연재료를 재압출하여 난연성을 부여했고, 난연제가 첨가된 폴리염화비닐의 난연 시스체로 구성된 케이블이다.

그러나 상기와 같은 경우, 폴리에틸렌 절연체의 비난연 구조들에 의한 고난연 케이블의 제조에는 한계가 있고, 난연시스재료로 폴리염화비닐(PVC) 수지나 불소계 수지 들을 적용했다. 또한 일반 난연 폴리염화비닐 수지를 적용한 UTP는 안전도 심의 기구(underwriters laboratories Inc., UL) (이하 “UL”이라 한다) 1666의 씨엠알(CMR) 난연 등급을 만족시키기 어려웠다. 그리고 고난연 재료의 경우 난연 등급은 만족시켰지만, 저온구부림 특성과 같은 UTP 25 페어(pair)의 전반적인 요구 물성들은 만족시키지 못했다. 특히 폴리염화비닐 수지의 난연제로서의 취약점인 발연농도특성 및 할로겐 방출농도량은 만족할 만한 수준을 얻지 못했다.

또한 폴리염화비닐수지를 베이스로 한 난연재료는 연소 중 많은 양의 염화수소(Hydrogen chloride)를 발생시키며, 이 가스는 부식성과 독성이 큰 것으로 알려져 있다. 또한 연소 시에 많은 양의 연기를 방출하여 화재 발생시 화재 진압을 어렵게 하는 문제점도 있다. 그래서 최근에는 부식성과 독성 및 연기밀도를 낮추기 위한 연구 및 기술적 노력이 활발하지만 그 적용사례는 적다.

종래의 발명에서는 케이블 제조업체가 콤파운드업체의 난연재료를 적용한 UTP 25 페어의 라이저급 케이블에 대한 권리주장이 주로 이루어져 있으나, 고난연시스 재료에 대해서는 콤파운드업체의 조성물에 대한 기술보호가 강하여 난연 시스체의 조성물에 대한 권리주장은 없었다.

본 발명은 상기의 문제점 들을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 연소시 발연량이 매우 작을 뿐만 아니라 난연성이 우수한 고난연 시스 재료의 조성물 및 이를 이용한 전송속도 성능에서 카테고리 5 등급으로 분류되며, 난연등급에서는 UL 통신케이블 난연 등급인 CMR 등급으로 판정되는 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 데이터 케이블의 전송속도를 카테고리 5 수준까지 높이는 케이블 구조에 따르기 위해 구리 도체를 순수 고밀도 폴리에틸렌으로 절연하였다.

또한 통신케이블의 난연등급은 일반적으로 UL의 난연시험규격에 의해 분류된다. 난연등급 들 중 상위 등급으로 분류되는 통신케이블의 CMR급은 UL-1666 시험에 준하며, 라이저 케이블 및 일반용으로 광범위하게 사용할 수 있다.

본 발명의 케이블은 케이블 구조상 비난연 절연체를 적용함으로 폴리염화비닐수지를 베이스로 한 고난연 시스 재료를 적용하여 CMR 난연등급을 만족하였다. 본 발명을 적용한 케이블의 라이저 시험 결과는 1m 미만의 연소 길이를 보였다. 본 발명의 난연 재료는 폴리염화비닐수지를 베이스수지로 하고, 포스포러스 포스페이트(Phosphorus Phosphate)계의 인(燐)계 가소제를 일반가소제인 프탈레이트 (Phthalate)계의 가소제에 대체하여 사용했다. 라이저급의 난연시험을 통과하기 위해서는 일정 정도의 고난연 특성이 요구된다. 프탈레이트계의 일반 가소제를 사용한 난연재료는 난연성에 한계가 있다.

본 발명에서는 포스포러스 포스페이트계의 인계 가소제를 사용함으로써 산소지수 40 이상의 고난연 시스 재료를 발명하게 되었다. 또한 일반 가소제를 사용한 경우 탄화층의 고형화 정도는 약하였으나. 차르(char)의 딱딱한 정도, 인계 가소제를 난연 보조제로 사용함으로써 차르의 고형화를 촉진시켰다. 일반 가소제를 적용한 재료는 연소 시 높은 연기 밀도를 갖는 단점을 가지고 있다. 일반적으로 연기 밀도 억제제로는 징크보레이트와 같은 붕산아연류의 보조난연제를 사용했다. 그러나 붕산아연류는 난연성향상에 기여하는 효과가 미비할 뿐만 아니라, 발연 농도 억제 효과에도 한계를 가지고 있었다. 종래의 발명에서는 몰리브덴계 혹은 주석계의 연기밀도억제제를 발연농도를 낮추기 위해 사용했다. 그러나 연기밀도억제 효과 외에 난연성의 상승에 대한 효과를 기대할 수는 없었다.

본 발명에서는 연기밀도억제효과와 연소에 의한 차르(char)의 고형화를 촉진시키고, 재를 딱딱하게 만드는 효과가 있는 금속착화물들, 특히 몰리브덴 (Molybdenum)계 혹은 포스페이티이드 징크옥사이드(Phosphated Zincoxide)를 적용했다. 일반적으로 연기밀도억제제로는 징크보레이트(Zincborate)와 같은 붕산아연류의 보조난연제를 사용했다. 그러나 붕산아연류는 난연성 향상에 기여하는 효과가 미미할 뿐만 아니라. 발연억제효과에도 한계를 가지고 있었다. 종래의 발명에서는 몰리브덴계 혹은 주석계의 연기밀도억제제를 발연농도를 낮추기 위해 사용했다.

종래의 발명에서는 몰리브덴계들은 암모늄옥타몰리브덴(Ammoniumoctamolybdenum) 또는 징크 베이스에 몰리브덴 착화물, 징크칼슘 베이스의 몰리브덴 착화물계를 주요 연기밀도억제제로 사용했다.

그러나 본 발명에서는 종래의 몰리브덴계 외에 징크 베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드(Magnesiumoxide)와 실리카가 첨가된 무기 첨가제와 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 새로운 연기밀도억제제 및 무기 난연제를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 기존의 몰리브덴계와 다른 금속착화물을 적용함으로써 연기밀도억제효과를 극대화시켰으며. 연소에 의한 차르의 고형화를 촉지시키고 재를 딱딱하게 만드는 효과를 얻었다.

상술한 난연제의 역할들은 라이저급의 난연 시험 시 탄화층의 형태를 유지하여 난연시험의 결과를 결정하는 중요한 역할을 했다.

본 발명을 적용한 난연 재료에 대해 ASTM E662 시험 방법에 준한 1㎜ 시편 두께에 대한 연기밀도 시험결과 최대 연기발연농도는 200이하의 수치를 나타냈다. 일반적으로 폴리염화비닐수지를 베이스로 한 난연 재료에서는 350 이상의 연기밀도 값을 나타낸다. 라이저급의 난연시험 시 탄화층의 형태유지는 난연 시험의 결과를 결정하는 중요한 역할을 한다. 특히 연소 중 시스 탄화층의 형태파괴 및 크랙 (crack)은 비난연 절연된 도체의 연소를 촉진시킬뿐만 아니라 불꽃의 확산을 유발한다.

도 1은 본 발명의 UTP 25 페어 케이블의 구조를 나타내는 단부 단면도이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 재킷

20: 코어

30: 페어

40: 도체

50: 4 쌍의 페어들로 구성된 그룹

60: 3 쌍의 페어들로 구성된 그룹

본 발명의 난연등급이 라이저급이며, 전송능력이 카테고리 5 수준의 UTP 25페어의 케이블은 도 1과 같은 구조로 구성되어 있다.

케이블은 고난연 폴리염화비닐로 충전된 재킷(10)과 페어(30)의 도체(40)와 같은 전달매체를 포함하는 코어(20)를 포함한다.

도면에서 꼬아진 도체 쌍들은 7개의 그룹집합체(50, 50, 50, 50, 60, 60, 60)로 나누어진다. 7개의 단위집합체 중 4개의 그룹(50, 50, 50, 50)은 헤리컬하게 꼬아진 4쌍의 페어(30)들로 구성되며, 3개의 그룹(60, 60, 60)은 헤리컬하게 꼬아진 3쌍의 페어(30)들로 구성된다. 이들 7 개의 집합체(50, 50, 50, 50, 60, 60, 60)들은 다시 트위스트로 꼬아져 25 페어의 집합체를 이루거나 7개의 그룹집합체 들은 폴리에스테르 테이프로 묶어져 시스체 하부의 코어를 구성한다. 본 발명의 케이블구조는 도체들간의 크로스 토크와 페어간 노이즈를 최소화 시키는 구조이다.

본 발명에서 각각의 도체들은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 절연된다. 본 발명에서 사용된 고밀도폴리에틸렌은 매우 우수한 유전체로서 유전 용량이 낮고, 압출시 도체와의 접착력이 뛰어나며, 또한 압출시 균일한 절연층을 이룰 뿐만 아니라 매끈한 표면조도를 갖게 할 수 있다. 본 발명에서 사용된 절연체는 도체와의 접착력이 뛰어날 뿐만 아니라. 구조적인 전송손실이 최소화되는 등 전기적특성 또한 우수하다.

또한 본 발명의 고난연 시스 재료의 조성물은 다음과 같다.

고난연성과 저연화특성을 갖는 본 발명의 고난연 시스 재료의 조성물은 베이스수지로 폴리염화비닐 100 중량부에 대해 포스포러스 에스테르(Phosphorus ester)계의 가소제 겸 난연제를 10 에서 80 중량부, 브롬계 가소제 겸 난연제를 5 에서80 중량부, 난연보조제인 삼산화안티몬을 1 에서 15 중량부, 수산화물을 20 에서 80 중량부, 납계 안정제를 2 에서 15 중량부, 비납계 안정제를 0. 1 에서 5 중량부, 활제 및 가공조제를 0. 1 에서 5 중량부, 산화방지제를 0. 1 에서 5 중량부, 징크 베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부, 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부로 첨가하여 구성된다.

본 발명의 난연재료로서는 폴리염화비닐을 베이스수지로 하고, 포스포러스 포스페이트계의 인계 가소제 10 에서 80 중량부를 일반가소제인 프탈레이트계의 가소제에 대체하여 사용했다. 난연가소제의 함량이 10 중량부 이하에서는 가소와 효과가 없어 가공성이 좋지 않았고, 라이저급의 난연 시험을 통과 할 정도의 고난연성을 얻을 수 없었으며, 80 중량부 이상에서는 내열 특성의 현저한 저하를 보였다.

본 발명에서 사용한 포스포러스 에스테르계로서는 아이소데실 디페닐 포스페이트(isodecyl diphenyl phosphate), 알킬 아릴 포스페이트(alkyl aryl phosphate), 옥틸 디페닐 포스페이트(octyl diphenyl phosphate), 트리크레실 포스페이트(tricresyl phosphate), 트리크실레닐 포스페이트(trixylenyl phophate)를 사용하였다.

본 발명에서는 브롬계 가소제 겸 난연제를 5 에서 60 중량부 사용하였다. 첨가제의 함량이 5 중량부 이하에서는 인계 가소제 겸 난연제와의 난연 상승효과가 없었고, 60 중량부 이상에서는 내열성이 저하되고, 난연성의 상승을 기대 할 수 없었다. 브롬계 가소제 겸 난연제로 테트라브로모 프탈레이트 에스테르(tetrabromophthalate ester)를 사용했다.

본 발명에서는 포스포러스 포스페이트계의 인계 가소제와 브롬계 가소제 겸 난연제를 혼용함으로써 산소지수 40 이상의 고난연 재료를 발명하였다.

본 발명에서는 연기밀도억제효과와 연소에 의한 차르의 고형화를 촉진시키고 재를 딱딱하게 만드는 효과가 있는 금속착화물 들, 특히 몰리브덴계 혹은 포스페이티이드 징크옥사이드를 적용했다.

본 발명에서는 기존의 암모늄옥타몰리브덴 또는 징크베이스에 몰리브덴 착화물, 징크 칼슘베이스의 몰리브덴 착화물계 외에 징크베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제를 연기밀도억제제 및 난연제로 3 에서 50 중량부까지 사용했다. 첨가량이 3 중량부 이하에서는 연기밀도억제효과와 난연상승효과를 기대할 수 없었고, 50 중량부 이상에서는 입자크기가 큰 무기첨가제의 영향으로 인해 기계적물성 및 내열특성이 저하되었다.

본 발명에서는 연기밀도억제효과 외에 난연성 향상의 부수적인 효과가 큰 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기 첨가제를 3 에서 50 중량부까지 상용했다. 첨가량이 3 중량부 이하에서는 난연상승효과가 크지 않았고, 50 중량부 이상에서는 분산성 및 기계적 특성이 저하되었다.

무기 난연제 및 첨가제로 알루미늄트리옥사이드와 마그네슘하이드로사이드, 훈타이트와 마그네슘하이드레이드가 혼용된 무수화금속화합물을 20 에서 50 중량부 사용했다. 첨가량이 20 중량부 이하에서는 고난연성을 얻지 못했고, 50 중량부 이상에서는 충진성과 가공성 및 기계적 특성의 저하를 보였다.

난연 보조제로 사용된 삼산화안티몬은 1 에서 15 중량부까지 사용했으며, 1 중량부 이상에서는 난연상승효과를 기대할 수 없었고, 15 중량부 이상에서는 삼산화안티몬 특성 상 높은 연기밀도 값을 보였다.

본 발명을 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.

[실시예]

[실시예1∼2]

본 실시예 1과 2에서는 폴리염화비닐을 베이스 수지로 하여 알루미늄트리하이드로사이드를 난연제로, 보조난연제로 삼산화안티몬과 징크보레이트를 사용했고, 안정제 및 활제, 산화방지제를 적용했다. 극성수지의 가소화를 위해 프탈레이트계 가소제에 대체하여 난연제 겸 가소제인 인계 가소제와 브롬계 가소제를 혼용하여 사용했다. 탄화층의 고형화를 촉진시키고 발연 농도의 억제효과를 위해 징크베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제와 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제를 사용했다.

[실시예 3∼4]

실시예 3과 4에서는 실시예 1∼2에서와 같은 수지와 난연제 및 첨가제들을 적용했다. 발연농도억제제인 징크베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제와 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제를 일정비로 변량하여 일정비로 적용했다.

[실시예 5∼6]

실시예 5와 6에서는 가소화 및 난연효과가 우수한 브롬계 가소제를 단독으로적용했고, 징크베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제와 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제의 효과에 대해 알아보았다.

[비교예A∼E]

비교예 A 에서 E의 경우는, 실시예에서와 같은 매트릭스수지계와 난연제들의 조합을 적용했다. 난연제겸 가소제의 효과를 배제한 프탈레이트계의 일반 가소제를 브롬계 유기 난연제와 병용했다. 또한 일반적으로 사용되는 징크보레이트를 발연 농도 억제제 및 난연 보조제로 사용하여 실시예와 비교했다.

	실 시 예	비 교 예
배 합 제	1	2	3	4	5	6	A	B	C	D	E
폴리염화비닐	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
인계 가소제	40	40	20	20	-	-	-	-	-	-	-
브롬계 가소제	20	20	50	50	70	70	-	-	-	-	-
프탈레이트계 가소제	-	-	-	-	-	-	60	60	70	70	70
삼산화안티몬	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10	10
징크보레이트	-	-	-	-	-	-	-	10	10	-	10
브롬계 난연제	-	-	-	-	-	-	-	-	20	20	10
알루미늄트리하이드로사이드	50	50	50	50	50	50	70	70	50	60	50
안정제	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5
활제	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1
산화방지제	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
몰리브덴 착화물	20	-	10	20	10	-	-	-	-	-	-
징크 포스페이트 착화물	-	20	20	10	-	10	-	-	-	-	-

이상의 실시예에서 언급한 난연재료들은 오픈롤에서 믹싱 후 170℃에서 5분간 성형한 후, 시험용 시편을 제조하여 특성들을 평가했다. 도 1과 같은 구조를 갖는 케이블을 제조한 후 라이저급의 난연시험을 실시했다.

실시예 1 에서 6까지는 프탈레이트계의 일반가소제를 인계 가소제와 브롬계 가소제로 대체하고 연기밀도억제제와 난연보조제로 몰리브덴 착화물과 징크 포스페이트 착화물을 적용한 경우로 ASTM 규격에 의해 연기밀도 시험을 한 결과 넌플레밍(non-flaming)과 플레밍(flaming)방법 모두에서 비교예에 비해 절반 이하의 수치를 얻었다. 이 결과들로부터 본 발명에 적용된 금속착화물들의 연기밀도억제효과가 큼을 알 수 있었다. 본 발명의 실시예와 같은 재료를 적용한 케이블에 대한 라이저급의 난연 시험을 한 결과 연소 길이는 1. 5m 미만의 연소특성을 나타냈으며, 연소열량 및 연소 중의 온도 상승 또한 상한값의 절반 이하를 나타내는 매우 우수한 난연 성능을 나타냈다.

그러나 비교예와 같은 일반 가소제 및 난연제를 적용한 케이블의 경우 전소되어 라이저급의 난연 성능을 만족하지 못하였다.

본 발명의 조성물들은 기존의 조성물들에 비해 동등 이상의 기계적 특성을 나타냈다. 본 발명에 적용된 몰리브덴 착화물과 징크 포스페이트 착화물들은 기존의 난연 보조제로 사용되었던 징크보레이트나 유기 할로겐 난연제에 비해 수화금속화합물과의 난연 상승효과가 보다 촉진되어 높은 산소지수 값을 나타냈으며, 탄화된 재 또한 고형화된 딱딱한 형상을 보였다.

이와 같은 결과로부터 본 발명의 케이블 구조에 기존의 기술을 적용하여 기술적으로 해결할 수 없었던 난연 특성을 본 발명의 기술을 사용함으로써 달성할 수 있었다.

표 2에 실시예 1∼6에 대한 난연성 및 연기밀도, 기계적특성, 내열특성 들의 시험결과를 정리했다. 그리고 실시예와 비교하여 비교예 A∼E의 경우도 실시예와 동일한 시험을 한 결과이다.

시 험 항 목	실 시 예	비 교 예
	1	2	3	4	5	6	A	B	C	D	E
라이저시험	연소길이(m)	1.3	1.5	1.2	1.0	1.2	1.3	전소	전소	전소	전소	전소
	온도(℃)	189	185	175	182	184	187	987	945	889	946	967
연기밀도	넌플레밍(2)	213	232	201	187	211	217	431	401	411	429	434
	플레밍(2)	250	268	216	203	243	254	480	430	460	497	478
상온특성	인장강도(㎏/㎟)(3)	1.74	1.82	1.86	1.84	1.91	1.93	1.62	1.67	1.64	1.71	1.73
	신장율(％)(3)	189	187	193	197	201	204	196	189	175	181	183
산 소 지 수(％)	39	39	43	42	41	40	32	33	35	34	34

표 2의 실시예와 비교예에 제시한 난연성, 연기밀도, 인장강도, 신장율 및 내열특성들의 평가방법은 다음과 같다.

1) 난연성: UL 1666의 라이저 난연 시험 규격에 준하여 시험했다.

527,000 Btu/hr의 열량을 30분간 가한다. 연소 시험 후, 케이블

의 연소길이는 3. 66m 이하 이어야 하며, 3. 66m 지점에 설치된

온도계의 온도는 450℃ 이하 이어야 한다.

2) 연기밀도: ASTM E662에 (Heat Flux: 2. 5 W/㎠)에 준하여 평가하였고,

넌플레밍과 플레밍 방법에 의한 연기밀도 값을 표시하였다.

시편 규격: 7. 5㎝ × 7. 5㎝ × 1㎜

3) 인장특성: ASTM D638에 준하여 인장강도 및 신장율을 측정했다.

4) 내열특성: ASTM D638에 준하여 121℃에서 168시간 열처리한 후,

인장강도 및 신장율을 측정했다.

본 발명은 라이저시험 결과 종래의 할로겐 난연 재료에 비해 우수한 난연 효과를 가졌다. 그리고 종래 기술에서 고난연 재료의 한계 기술로 취급되었던 저온 구부림 특성과 발연억제제를 적용함으로써 폴리염화비닐수지를 베이스로 하는 난연재료의 취약점인 발연농도특성 및 할로겐 방출 농도 특성을 향상시킨 고난연 시스 재료의 조성물을 발명했다.

본 발명에서 연기밀도억제제인 금속착화물과 난연보조제인 인계 가소제를 적용한 난연재료는 연소시 발연량이 매우 작을 뿐만 아니라 난연성이 우수하고 연소 중 탄화층의 고형화가 촉진되고 딱딱하여 흘러내림이나 독성가스의 유출이 적었다.

Claims (12)

1. 베이스 수지로 폴리염화비닐수지 100 중량부에 대해 포스포러스 에스테르계의 가소제 겸 난연제를 10 에서 80 중량부, 브롬계 가소제 겸 난연제를 5 에서 80 중량부, 난연보조제인 삼산화안티몬을 1 에서 15 중량부, 수산화물을 20 에서 80 중량부, 납계 안정제를 2 에서 15 중량부, 비납계 안정제를 0. 1 에서 5 중량부, 활제 및 가공조제를 0. 1 에서 5 중량부, 산화방지제를 0. 1 에서 5 중량부, 징크 베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부, 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부 첨가하여 구성된 것을 특징으로 하는 고난연 시스 재료의 조성물.
2. 제 1 항에 있어서.

   상기 가소제 및 난연제로 포스포러스 포스페이트계의 인계 가소제를 10 에서 80 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 고난연 시스 재료의 조성물.
3. 제 1 항에 있어서.

   상기 포스포러스 에스테르계로서는 아이소데실 디페닐 포스페이트, 알킬 아릴 포스페이트, 옥틸 디페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 트리크실레닐 포스페이트를 사용한 것을 특징으로 하는 고난연 시스 재료의 조성물.
4. 제 1 항에 있어서.

   상기 브롬계 가소제 겸 난연제인 테트라브로모프탈레이트 에스테르를 5 에서 60 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 고난연 시스 재료의 조성물.
5. 제 1 항에 있어서

   상기 연기 밀도 억제제 및 난연 보조제로 징크베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 고난연 시스 재료의 조성물.
6. 제 1 항에 있어서,

   연기밀도 억제효과 외에 난연성향상의 부수적인 효과가 큰 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부까지 사용한 것을 특징으로 하는 고난연 시스 재료의 조성물.
7. 데이터를 전송할 목적으로 하는 사용하는 케이블에 있어서,

   베이스 수지로 폴리염화비닐수지 100 중량부에 대해 포스포러스 에스테르계의 가소제 겸 난연제를 10 에서 80 중량부, 브롬계 가소제 겸 난연제를 5 에서 80 중량부, 난연보조제인 삼산화안티몬을 1 에서 15 중량부, 수산화물을 20 에서 80 중량부, 납계 안정제를 2 에서 15 중량부, 비납계 안정제를 0. 1 에서 5 중량부, 활제 및 가공조제를 0. 1 에서 5 중량부, 산화방지제를 0. 1 에서 5 중량부, 징크베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부, 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부 첨가하여 구성된 고난연 시스 재료의 조성물을 이용한 것을 특징으로 하는 케이블.
8. 제 7 항에 있어서.

   가소제 및 난연제로 포스포러스 포스페이트계의 인계 가소제를 10 에서 80 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 케이블.
9. 제 7 항에 있어서.

   포스포러스 에스테르계로서는 아이소데실 디페닐 포스페이트, 알킬 아릴 포스페이트, 옥틸 디페닐 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 트리크실레닐 포스페이트를 사용한 것을 특징으로 하는 케이블.
10. 제 7 항에 있어서.

    브롬계 가소제 겸 난연제인 테트라브로모프탈레이트 에스테르를 5 에서 60 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 케이블.
11. 제 7 항에 있어서

    연기 밀도 억제제 및 난연 보조제로 징크베이스의 몰리브덴에 마그네슘옥사이드와 실리카가 첨가된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부 사용한 것을 특징으로 하는 케이블.
12. 제 7 항에 있어서,

    연기밀도 억제효과 외에 난연성향상의 부수적인 효과가 큰 포스페이티이드 징크옥사이드에 징크옥사이드가 혼용된 무기첨가제를 3 에서 50 중량부까지 사용한 것을 특징으로 하는 케이블.