KR20020078367A - 고난연 저발연 선박용 케이블 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선박에서 신호 및 전력을 공급하기 위한 목적으로 사용하는 케이블에 관한 것으로, 도체(1), 상기 도체(1)를 감싸는 가교 폴리에틸렌으로 절연된 절연층(3), 다수의 상기 절연층(3)으로 구성된 절연층의 집합체를 감싸는 알루미늄 알로이로 편조된 편조층(5), 상기 편조층(5)을 감싸는 시스층(7)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 종래의 선박용 케이블(21) 대비 30%의 외경축소와 40%의 중량이 감소된 제품으로 IEC 332-3 cat. A급의 난연성과 IEC 1034의 저발연 특성을 만족하는 고난연성과 저발연 특성이 우수한 열가소성 시스재료의 조성물에 대한 것이다.

Description

고난연 저발연 선박용 케이블{A shipboard cable having high retardant flame and low fume properties}
본 발명은 호화 여객선과 같은 선박에서 신호 및 전력을 공급하기 위한 목적으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블(9)에 관한 것이다.
종래의 선박용 케이블(21)은 그 사용의 용도와 장소에 따라 다양한 제품들로 구별된다. 근래 들어 해양구조물 및 선박에서의 화재시 인명 및 장비들의 보호와 손실을 최소화시키기 위한 다양한 품질의 케이블 개발이 이루어지고 있다. 종래의 선박용 케이블(21)은 난연화에 대한 관심과 그 개발들이 적었으나, 근래 들어 그 사용범위가 확대되고 선박내부 및 부대시설에서의 화재시 난연 케이블의 용도 및 역할에 대한 관심사가 커지면서 고난연화에 대한 요구가 확대되고 있다.
기존의 기술에 의하면 선박용 케이블의 난연 등급 중 상위인 IEC 332-3 cat. A급을 만족할 뿐만 아니라 전기적 특성과 연소 특성 또한 만족하는 선박용 케이블들이 개발되었다. 그러나, 종래의 선박용 케이블(21)은 도 2와 같이 구조상 다층 구조를 이루고 있으며, 이로 인한 제조상의 번거로움과 어려움뿐만 아니라 높은 가공비를 요구한다. 종래의 제품은 도체(11)위에 절연체로 에틸렌 프로필렌 고무(ethylene propylene rubber;EPR)에 무기 난연제 및 무기 첨가제 등을 배합하여 전기적 특성 및 일반 기계적 특성들을 만족시켰다.
또한, 에틸렌 프로필렌 고무 절연층(13)과 금속 편조층 사이에 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride ; PVC) 베딩층(15)을 형성시켜 시스체(sheath)의 외부로부터 수분 및 기타 불순물의 침투를 막아주는 역할을 부여하였다. 기존의 제품은 편조체로 동을 사용하였다. 이와 같이 무기 첨가제가 혼합되어 비중이 높은 절연체와 베딩층 및 무거운 동 편조체들은 케이블의 무게를 증가시킬 뿐만 아니라 케이블의 외경도 확대시켰다.
종래의 기술에서는 케이블 구조 및 적용재료의 특성상 일정정도의 난연성능을 갖는 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride ; PVC) 베딩층(15)과 일정 정도의 난연성을 지닌 에틸렌프로필렌고무(ethylene propylene rubber)절연층(13)의 난연 성능으로 인하여 연소시 절연 피복된 도체로의 열 확산을 저지하는 시스체의 난연성은 높지 않았다. 그리고, 기존의 제품들 중 JIS 선박용 케이블의 경우는 시스체로 난연성을 갖는 폴리비닐 클로라이드 난연재료를 사용하였다.
종래의 기술 중에서 진보된 기술로는 폴리비닐 클로라이드 베딩체로 비할로겐 난연재료를 적용하는 경우와 비닐클로라이드 혹은 할로겐계 화합물이 함유된 난연 시스체를 대신하여 난할로겐 난연재료를 적용하기도 하였다. 그러나, 본 발명에서와 같은 고난연성 케이블 특성을 만족하기 위해서 할로겐을 함유하지 않은 난연 시스체는 가교를 시켜 난연특성과 연소중 드립특성을 향상시키기도 하였다. 그런데, 이와 같은 가교방식은 이중공정 및 설비를 필요로 할뿐만 아니라, 제조비용 또한 비싸게 하였다. 종래 기술에 의한 고난연 재료의 경우 난연 등급은 만족하기도 하지만 완제품 상태에서의 케이블의 저발연 특성은 만족하기 어려웠다.
종래의 기술 및 발명에서는 난연성을 확보하기 위하여 금속수화물이나 기타 난연 보조제를 다량 적용하였으며 저발연성을 위해서는 연기밀도 억제제를 다량 사용하였다. 일반적으로 연기밀도 억제제로는 징크보레이트와 같은 붕산아연류나 주석류의 보조난연제를 사용하였다. 그러나, 붕산아연류는 난연성 향상에 기여하는 효과가 미미할 뿐만 아니라 발연농도 억제효과에도 한계를 가지고 있었다. 또한, 재료의 가열 후 특성 값의 저하를 초래한다.
도 2는 종래에 사용된 일반적인 케이블의 구조를 나타내었다. 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 선박용 케이블(21)은 도체(11), 에틸렌 프로필렌 고무 (ethylene propylene rubber ; EPR) 절연층(13), 폴리비닐 클로라이드 (polyvinyl chloride ; PVC) 베딩층(15), 아연도 강선 편조층(17), 폴리비닐 클로라이드 (polyvinyl chloride ; PVC) 시스층(19) 등으로 구성되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 호화 여객선과 같은 선박에서 신호 및 전력을 공급하기 위하여 사용하는 케이블에 있어서 기존 케이블 대비 외경축소와 중량이 감소된 제품으로 IEC 332-3 cat. A급의 난연성과 IEC 1034의 저발연 특성을 만족하는 우수한 열가소성 시스재료의 조성물을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블(9)을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 도체(1), 상기 도체(1)를 감싸는 가교 폴리에틸렌으로 절연된 절연층(3), 다수의 상기 절연층(3)으로 구성된 절연층의 집합체를 감싸는 알루미늄 알로이로 편조된 편조층(5), 상기 편조층(5)을 감싸는 시스층(7)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블(9)에 의하여 달성된다.
본 발명의 기술분야는 국제전기표준회의(International Elecrotechnical Commission ;IEC) 332-3 cat. A 난연등급으로 판정되는 선박용 케이블 구조 및 난연시스 재료에 대한 것이다.
본 발명은 기존의 선박용 제품구조와는 차별화 또는 혁신적인 구조를 갖는 선박용 케이블에 대한 것으로 기존 발명의 에틸렌프로필렌고무(EPR) 절연층(13) 대신 가교된 폴리에틸렌 절연층(3)을 적용하였으며, 종래의 폴리비닐 클로라이드(PVC)베딩층(15)을 제거하였다. 또한, 케이블의 무게를 감소시키기 위해 동 편조체를 알루미늄 알로이로 대체하였다. 이러한 구조설계의 혁신을 통하여 종래의 선박용 케이블(21)에 비하여 30%의 외경이 축소되고 50%의 중량이 감소된 케이블을 발명하였다. 또한, 이러한 케이블 구조의 혁신을 통하여 기존의 케이블 대비 이익률을 20% 이상 높을 수 있었다.
본 발명에서는 난연특성을 확보하고 환경친화적 케이블의 발명을 위하여 외층의 시스층(7)를 난연성과 저발연성이 우수한 열가소성 할로겐 프리 재료를 적용하였다. 본 발명의 난연 재료를 적용함으로써 기존의 기술에서는 얻을 수 없었던 저발연 특성(IEC 1034)을 만족시킬 수 있었다. 특히, 발명에서의 저발연 시험은 케이블 완제품에 대한 평가로서 난연재료의 저발연 특성만으로는 시험을 통과하기 어려우므로 케이블 구조에 대한 설계 능력과 난연성 및 발연성이 우수한 난연재료의 적용이 중요하다고 하겠다.
본 발명에서는 기존의 기술과 차별되게 극성기를 갖는 베이스 수지와 무기난연제 및 유기난연제를 블렌드 함으로써 난연성 및 저발연 특성을 만족하였다. 특히, 본 발명에서는 극성 폴리에틸렌(polar polyethylene)과 극성 에틸렌비닐 아세테이트(polar ethylenevinyl acetate), 에틸렌비닐 아세테이트(ethylenevinyl acetate)를 베이스 수지로 하고 수화금속화합물을 주난연제로 첨가하고 실리콘계 난연제를 난연성 향상 및 연기밀도 억제를 위하여 사용하였다.
본 발명에 적용한 극성 수지들은 비극성 수지를 적용한 재료에 비하여 산소지수가 3% 이상 상승하였으며, 연기방출량 또한 비극성 수지의 경우에 비하여 절반정도의 수준을 나타내었다. 그리고, 연소중 탄화층의 고형화가 촉진되고 재층이 딱딱하여 흘러내리는 현상을 현저히 억제할 수 있었다.
본 발명의 기술에서는 연기밀도 억제효과와 연소에 의한 챠르(char)의 고형화를 촉진시키고 재를 딱딱하게 만드는 효과를 극대화시키기 위해 실리콘계 난연제, 특히 고분자량의 실리콘과 폴리올레핀(polyolefin)의 혼합체를 적용하였다. 그리고, 주난연성을 확보하기 위하여 실란처리된 수산화알루미늄과 훈타이트 그리고 하이드로 마그네사이트를 사용하였다. 이와 같은 주난연제의 혼용효과는 기존의 난연제들인 수산화마그네슘이나 수산화알루미늄에 비하여 챠르형성이나 저발연 특성이 우수하였다.
본 발명의 난연재료의 특징으로는 극성기를 함유한 베이스 수지를 적용함으로써 기존의 재료들과는 차별화된 난연성과 저발연 특성이 우수한 난연재료를 발명하였다. 그리고, 이상의 난연재료를 선박용 케이블의 시스층(7)의 재료로 적용함으로써 국제전기표준회의(International Elecrotechnical Commission ;IEC) 332-3 cat. A의 난연 등급과 IEC 1034의 저발연 특성을 만족할 수 있었다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고난연 저발연 선박용 케이블(9) 구조의 단면도이다.
도 2는 종래의 선박용 케이블(21) 구조의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
1 : 도체
3 : 절연층
5 : 편조층
7 : 시스층
9 : 고난연 저발연 선박용 케이블
11 : 도체
13 : 에틸렌프로필렌고무(ethylene propylene rubber ; EPR) 절연층
15 : 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride ; PVC) 베딩층
17 : 아연도 강선 편조층
19 : 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride ; PVC) 시스층
21 : 종래의 선박용 케이블
이하 본 발명에 따른 고난연 저발연 선박용 케이블(9)의 구성에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고난연 저발연 선박용 케이블(9)의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 도체(1)들은 꼬아진 페어들의 집합체로 구성되거나 단위 도체(1)들의 집합체로 구성된다. 도체(1)의 집합체들은 묶여져 고난연 저발연 선박용 케이블(9)의 코아(core)를 구성한다.
본 발명은 도 2에서와 같은 종래의 선박용 케이블(21) 제품 구조와는 차별화 또는 혁신적인 구조를 갖는 고난연 저발연 선박용 케이블(9)에 대한 것으로 도체(1) 위에 가교된 폴리에틸렌(polyethylene)을 절연층(3)의 재료로 적용하였다. 그리고, 종래의 폴리비닐 클로라이드(PVC) 베딩층(15)을 제거하였다. 또한, 케이블의 무게를 감소시키기 위해 종래의 아연도 강선 편조층(17)을 알루미늄 알로이로 구성된 편조층(5)으로 대체하였다.
편조층(5) 위에 국제전기 표준 회의 (International Elecrotechnical Commission ;IEC) 332-3 cat. A의 난연등급과 IEC 1034의 저발연 특성을 만족하는 무독성 난할로겐(non-halogen) 난연재료를 시스층(7)로 적용하였다. 본 발명에서는 케이블의 난연특성을 확보하고 환경친화적 케이블의 발명을 위하여 외층의 시스층(7)을 난연성과 저발연성이 우수한 열가소성 할로겐 프리재료로 구성하였다.
본 발명에서 시스층(7)의 조성물은 다음과 같다.
고난연성과 저발연 특성을 갖는 난연재료의 조성물은 베이스 수지로 에틸렌비닐 아세테이트(ethylenevinyl acetate)와 극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트(polar ethylenevinyl acetate), 극성기가 도입된 폴리에틸렌(polar polyethylene)들의 혼용 베이스 수지 100 중량부에 대하여 수화금속화합물 100~180 중량부, 활제 및 가공조제 0.1~5 중량부, 산화방지제 0.1~5 중량부, 난연보조제인 유기첨가제 1~10 중량부로 구성된다.
본 발명의 난연재료는 베이스수지로 상이한 물성과 화학구조 및 결정화 구조를 갖는 3종의 서로 다른 수지들을 혼용하여 사용하였다. 3종이 혼용된 베이스 수지 100 중량부에 대하여 에틸렌비닐 아세테이트는 50~90 중량부까지 사용하였다. 에틸렌비닐 아세테이트에 대한 비닐 아세테이트(vinyl acetate) 함량은 14~33 중량부까지 적용하였다. 에틸렌비닐 아세테이트의 함량이 50 중량부 이하에서는 난연성이 저하되고 기계적 특성 중 신율의 저하를 보였다. 또한, 90 중량부 이상에서는 100℃에서의 가열 후 특성이 현저히 저하되었으며, 기계적 특성 중에서 인장강도 값이 낮게 나타났다.
극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트(polar ethylenevinyl acetate)는 난연성과 기계적 특성 및 열적 특성을 향상시키는 효과가 있었다. 그리고 에틸렌비닐 아세테이트에 0.5~2 중량부의 극성기(polar group)를 도입하였다. 3종이 혼용된 베이스 수지 100 중량부 중에서 극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트는 3~20 중량부까지 적용하였다. 적용량이 3 중량부 이하에서는 난연성과 저발연특성, 기계적특성 및 열적 특성의 향상을 기대할 수 없었으며, 20 중량부 이상에서는 신율이 저하되었다.
극성기가 도입된 폴리에틸렌 수지로는 선형저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌을 도입하였다. 그리고 폴리에틸렌 수지에 0.3~1.5 중량부 정도의 극성기를 도입하였다. 3종이 혼용된 베이스 수지 100 중량부 중에서 극성기가 도입된 폴리에틸렌는 3~40 중량부까지 적용하였다. 적용량이 3 중량부 이하에서는 난연성과 저발연성, 기계적 특성 및 열적 특성의 향상을 기대할 수 없었으며, 20 중량부 이상에서는 신율과 난연성의 저하를 보였다.
수지 100 중량부에 대하여 2종의 수화금속화합물을 100~180 중량부 사용하였다. 수화금속화합물 100 중량부 이하에서는 난연성을 확보하지 못하였으며, 180 중량부 이상에서는 가공성과 신장율이 저하되었다. 본 발명 재료의 난연성과 저발연 특성을 만족하기 위해서 수화금속화합물은 실란으로 표면 처리된 수산화알루미늄과 훈타이트/하이드로 마그네사이트를 혼용하여 사용하였다.
본 발명에서는 수산화알루미늄을 실란(silane)으로 표면처리 함으로써 가공성 및 탄화층의 고형화를 촉진시켰다. 수산화알루미늄을 30~150 중량부를 사용하였다. 50 중량부 이하에서는 혼용된 훈타이트와 하이드로 마그네사이트 (hydromagnesite) 혼합난연제와의 난연 상승효과 및 탄화층의 고형화 효과를 얻을 수 없었다. 150 중량부 이상에서는 다량의 수산화알루미늄에 의한 난연상승 효과가 크지 않았다.
본 발명에서는 훈타이트와 하이드로 마그네사이트 혼합난연제를 30~150 중량부를 사용하였다. 30 중량부 이하에서는 수화화합물의 혼용에 의한 난연 상승효과가 작았으며 발연 농도의 저하에 대한 효과가 없었다. 또한, 150 중량부 이상에서는 기계적 강도가 저하되고 탄화층의 고형화가 작았다. 본 발명에서는 극성기(polar group)가 도입된 수지와 수화화합물을 적용함으로써 산소지수 40%의 고난연 재료를 발명하였다.
본 발명의 기술에서는 연기밀도 억제효과와 연소에 의한 챠르의 고형화를 촉진시키고 재를 딱딱하게 만드는 효과가 있는 유기난연제, 특히 실리콘계 난연보조제를 적용하였다. 난연보조제인 유기난연제를 1~10 중량부를 사용하였다. 유기난연제의 함량이 1 중량부 이하에서는 연기밀도 억제효과와 챠르(char)의 고형화를 촉진시키는 효과를 기대할 수 없었으며, 10 중량부 이상에서는 오히려 난연성과 발연 억제효과 또한 저하되었다.
활제 및 가공조제를 0.1~5 중량부를 사용하였다. 활제의 함량이 0.1 중량부 이하에서는 재료의 점도저하 등 가공성 향상을 기대할 수 없었으며, 10 중량부 이상에서는 난연성과 인장강도가 저하되었다.
이상에서 기술한 베이스 수지 및 난연제들은 국제전기표준회의 (International Elecrotechnical Commission ;IEC) 332-3 cat. A급의 난연 시험시 탄화층의 형태를 유지하여 난연시험의 결과를 결정하는 중요한 역할을 하였다. 또한 IEC 1034의 저발연 특성을 결정짓는 중요한 역할을 하였다.
이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 고난연 저발연 선박용 케이블(9)에 대한 작용 및 실시예에 대해 설명하기로 한다.
본 실시예 1에서 3까지는 에틸렌비닐 아세테이트(ethylenevinyl acetate)와 극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트(polar ethylenevinyl acetate) 그리고 극성기가 도입된 폴리에틸렌(polar polyethylene)을 베이스 수지(base resin)의 매트릭스(matrix)로 사용하였다. 특히, 매트릭스 수지(matrix resin)가 난연성과 저발연성 그리고 열적 특성에 미치는 효과에 대하여 알아보았다. 이상의 매트릭스 수지(matrix resin)에 탄화층의 고형화를 촉진시키고 발연농도의 억제를 위해 수산화알루미늄과 훈타이트/하이드로마그네사이트를 난연제로, 보조난연제로서 실리콘계 유기난연제를 사용하였다. 그리고 활제 및 산화방지제를 적용하였다.
실시예 4~6에서는 매트릭스 수지들 중 극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트와 극성기가 도입된 폴리에틸렌 각각의 에틸렌비닐 아세테이트와의 작용 효과에 대하여 나타내었다. 그리고, 실시예 1~3과 같은 난연제 및 첨가제들을 적용하였다.
비교예 1~2의 경우는 실시예 1~2에서와 같은 매트릭스 수지(matrix resin)에 대하여 수산화알루미늄과 훈타이트/하이드로마그네사이트와 같은 난연제를 단독으로 적용하였다. 또한, 저발연 특성과 연소시 탄화층의 고형화를 촉진시키는 것으로 알려진 징크보레이트(zinc borates)를 난연보조제로 적용하였다. 비교예 3에서는 에틸렌비닐 아세테이트(ethylenevinyl acetate)를 에틸렌에틸 아크릴레이트 (ethyleneethyl acrylate)와 비교하였다. 비교예 4~5에서는 매트릭스 수지(matrix resin)들 중 극성기가 도입된 폴리에틸렌(polar polyethylene)을 대신하여 중밀도 폴리에틸렌을 적용하여 난연성과 발연성 그리고 열적 특성 등을 실시예들과 비교하였다.
이상의 실시예에서 언급한 난연재료들은 오픈롤에서 믹싱 후 170℃에서 5분간 성형 후 시험용 시편을 제조하여 특성들을 평가하였다. 또한, 도 2와 같은 구조를 갖는 종래의 선박용 케이블(21)을 제조한 후 국제전기표준회의(International Elecrotechnical Commission ;IEC) 332-3 cat. A의 난연시험을 실시하였다.
<실시예>
각 성분의 중량부 구성비
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5
에틸렌비닐아세테이트 80 70 70 80 70 80 80 70 - 70 80
에틸렌에틸아크릴레이트 - - - - - - - - 70 - -
극성기가도입된에틸렌비닐아세테이트 10 10 10 20 - - 10 10 10 10 -
극성기가도입된폴리에틸렌 10 20 20 - 30 20 10 20 20 - -
중밀도폴리에틸렌 - - - - - - - - - 20 20
수산화알루미늄 100 100 60 100 120 100 - 160 100 120 100
훈타이트 및하이드로마그네사이트 60 60 100 60 60 60 160 - 60 60 60
실리콘계유기난연제 5 5 5 - 5 5 - - - - 5
징크보레이트 - - - - - - 5 5 5 - -
활제 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
산화방지제 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
실시예 1~6까지는 에틸렌비닐 아세테이트(ethylenevinyl acetate)와 극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트 및 극성기가 도입된 폴리에틸렌을 매트릭스 수지로 하고, 수산화알루미늄과 훈타이트/하이드로마그네사이트를 난연제로 혼용하였으며 연기밀도 억제제와 난연조제로 실리콘계 화합물을 적용한 경우로 미국재료 시험협회(American Society for Testing Materials; ASTM) 규격에 의해 연기밀도 시험을 한 결과 플레밍(flaming) 방법에서 비교예에 비하여 절반 이하의 수치를 얻었다.
이 결과들로부터 본 발명에 적용된 극성기가 도입된 수지와 혼용된 수화금속화합물 및 연기밀도 억제제의 연기밀도 억제효과가 큼을 알 수 있었다. 본 발명의 실시예와 같은 재료를 적용한 케이블에 대한 난연시험을 한 결과 연소길이는 1.5미터 미만의 연소특성을 보였다. 그러나, 비교예와 같은 일반 폴리올레핀 (polyolefin)과 에틸렌에틸 아크릴레이트(ethylene-ethyl acrylate) 수지를 적용하거나 수산화알루미늄을 단독으로 적용한 경우 전소되어 완제품상의 난연성능을 만족하지 못하였다.
본 발명의 조성물들은 기존의 조성물들에 비하여 우수한 기계적 특성을 나타냈다. 또한, 본 발명의 조성물들의 열적 특성 또한 우수함을 알 수 있었다. 본 발명에 적용된 난연시스템은 기존의 난연보조제로 사용되었던 징크보레이트나 유기 할로겐 난연제에 비하여 수화금속화합물과의 난연 상승효과가 더 촉진되어 높은 산소지수 값을 나타냈으며 탄화된 재에 있어서도 고형화된 딱딱한 형상을 보였다.
각 실시예의 물성평가
시험항목 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5
IEC 332-3cat. A(a) 연소길이(m) 1.3 1.5 1.2 1.0 1.2 1.3 전소 전소 전소 전소 전소
연기밀도(b) 불꽃시험(flaming) 92 114 123 131 117 101 342 334 272 258 265
상온특성(c) 인장강도(fg/㎟) 1.34 1.42 1.36 1.44 1.21 1.27 1.32 1.37 1.14 1.11 1.03
신장율(%) 187 169 173 168 174 182 167 173 155 121 113
내열특성(d) 인장잔율 99.7 100 10.3 94.3 92.8 94.5 98.7 94.1 99.6 96.4 97.7
신장잔율 87.1 88.7 88.3 81.5 85.4 86.7 84.6 85.2 88.8 74.4 72.8
발연성(e) 통과 통과 통과 통과 통과 통과 미달 미달 미달 미달 미달
산소지수(%)(f) 39 38 39 40 40 38 33 31 28 35 33
(a)난연성:국제전기표준회의(International Elecrotechnical Commission ;IEC) 332-3 cat. A의 난연시험 규격에 준하여 시험하였다. 70,000 B. T. U./hr의 열량을 40분간 가한다. 연소시험 후 케이블의 연소길이는 2.44m 이하이어야 한다.
(b)연기밀도:미국재료시험협회(American Society for Testing Materials ;ASTM) E662에 준하여(열 유량(heat flux);2.5W/㎠) 평가하였으며 시편규격;7.5cm ×7.5cm ×3mm
(c)상온특성:ASTM D638에 준하여 인장강도 및 신장률을 측정하였다.
(d)내열특성:ASTM D638에 준하여 100℃에서 168시간 열처리 후 신장률을 측정하였다.
(e)발연성:IEC 1034에 준하여 케이블 완제품 상태로 시험을 하였다. 투과율 60% 이상을 만족하여야 한다.
(f)산소지수:ASTM D2863에 준하여 시험을 하였다.
상기 언급한 바와 같은 본 발명에 따른 고난연 저발연 선박용 케이블(9)에 의하면, 종래의 선박용 케이블(21)에 대비하여 30%의 외경축소와 40%의 중량이 감소된 제품으로 국제전기표준회의(International Elecrotechnical Commission ;IEC) 332-3 cat. A급의 난연성과 IEC 1034의 저발연 특성을 만족하는 고난연성과 저발연 특성이 우수한 열가소성 시스층을 구성하는 것을 현저한 효과로 한다. 그러므로, 해양구조물 및 선박에서의 화재시 인명보호, 장비손실 등에 대한 안전성이 종래에 비하여 향상되었으며 종래의 선박용 케이블(21) 대비 이익률을 20% 이상 높일 수 있었다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (12)

  1. 도체(1);
    상기 도체(1)를 감싸는 가교 폴리에틸렌(crosslinked polyethylene)으로 절연된 절연층(3);
    다수의 상기 절연층(3)으로 구성된 절연층의 집합체를 감싸는 알루미늄 알로이로 편조된 편조층(5); 및
    상기 편조층(5)을 감싸는 시스층(7);으로 구성된 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시스층(7)의 조성물은 에틸렌비닐 아세테이트 , 극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트(polar ethylenevinyl acetate) 및 극성기가 도입된 폴리에틸렌(polar polyethylene)을 베이스 수지로 하는 매트릭스 수지 100 중량부에 대하여 수화금속화합물 100~180 중량부, 활제 및 가공조제 0.1~5 중량부, 산화방지제 0.1~5 중량부, 실리콘계 유기난연제 1~10 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 베이스 수지는 2종 또는 3종의 서로 다른 수지들이 혼용된 베이스 수지 100 중량부에 대하여 에틸렌비닐 아세테이트 50~90 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 에틸렌비닐 아세테이트 100 중량부에 대하여 비닐 아세테이트(vinyl acetate)의 함량이 14~33 중량부로 구성된 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트는 3~20 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 극성기가 도입된 에틸렌비닐 아세테이트 100 중량부에 대하여 극성기(polar group) 함량이 0.5~2 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 극성기가 도입된 폴리에틸렌은 3~40 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 극성기가 도입된 폴리에틸렌 100 중량부에 대하여 극성기(polar group) 함량이 0.3~1.5 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 극성기가 도입된 폴리에틸렌에 대하여는 선형저밀도폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 수화금속화합물은 수산화알루미늄, 훈타이트/하이드로마그네사이트가 블렌드된 혼용물 100~180 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 수산화알루미늄은 비닐실란(vinylsilane) 혹은 아미노실란(aminosilane)으로 표면 처리된 수산화알루미늄 30~150 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 혼용물중 상기 훈타이트/하이드로마그네사이트는 30~150 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 고난연 저발연 선박용 케이블.
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