KR20070017921A - A fire-resistant composition, in particular as material for a power and/or a telecommunications cable - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특히 전력 및/또는 통신 케이블을 위한 물질로서의 내화성(fire-resistance) 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 상기 조성물이 중합체 및 평균 직경이 1 마이크로미터(㎛) 이하인 입자 형태의 산화 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates in particular to fire-resistance compositions as materials for power and / or communication cables. The present invention is characterized in that the composition comprises a polymer and aluminum oxide in the form of particles having an average diameter of 1 micrometer (μm) or less.
Description
본 발명은 극심한 온도 환경을 견딜 수 있는 물질을 위한 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to compositions for materials that can withstand extreme temperature environments.
본 발명의 특히 바람직한 그러나 비제한적인 용도는 고온 및/또는 직접적으로 화염의 영향을 받을 때 한정된 시간 동안 제 기능을 하는 전력 및/또는 통신 케이블 분야에 있다. Particularly preferred but non-limiting uses of the present invention are in the field of power and / or communication cables, which function for a limited time when subjected to high temperatures and / or directly flames.
현재, 케이블 산업 분야에서의 주요한 관심 중 하나는 극심한 온도 환경, 특히 화재시에 겪게 되는 극심한 온도 환경하에서 케이블의 거동(behavior) 및 성능을 향상시키는 것이다. 특히 안전상의 이유로 화염의 전파를 지연시키면서 또한 불을 견뎌내는 케이블의 능력을 최대화하는 것이 필요하다. 화염의 전파를 상당히 지연시키면 건물을 소개(疎開)하는 시간 및/또는 적절한 소화기를 사용하기 위한 시간을 증가시킬 수 있다. 화염에 대한 보다 우수한 저항력은 케이블이 더 천천히 손상되기 때문에 더 오래 작동하게 할 수 있다. Currently, one of the major concerns in the cable industry is to improve the behavior and performance of cables in extreme temperature environments, especially in the extreme temperatures encountered in fires. Especially for safety reasons it is necessary to maximize the cable's ability to withstand fire while also delaying the propagation of flames. Significant delays in flame propagation can increase the time to introduce a building and / or to use an appropriate fire extinguisher. Better resistance to flames can cause cables to run longer because they are damaged more slowly.
케이블이 에너지를 전달하거나 또는 데이타를 전송하기 위한 전기 케이블 또는 광학 케이블이든지 간에, 개략적으로 케이블은 적어도 하나의 절연체 요소 내에서 신장하는 적어도 하나의 도체로 구성된다고 말할 수 있다. 적어도 하나의 절연체 요소는 보호 수단으로서 작용할 수 있고 및/또는 케이블은 또한 외장을 구성하는 적어도 하나의 특정 보호 요소를 가질 수 있다. 유감스럽게도, 케이블 제조에 사용되는 가장 좋은 절연 물질 및/또는 보호 물질 중에서 많은 물질이 가연성이 높은 것으로 알려져 있다. 이는 특히 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌 및 비닐 아세테이트의 공중합체, 및 에틸렌 및 프로필렌의 공중합체와 같은 폴리올레핀 및 그 공중합체에 적용된다. 여하튼, 실질적으로 이러한 과도한 가연성은 상기한 것처럼 화염을 견뎌야 하는 필요조건과 완전히 양립할 수 없다. Whether the cable is an electrical cable or an optical cable for transferring energy or transmitting data, it can be said that the cable is made up of at least one conductor which extends within at least one insulator element. At least one insulator element may act as a protective means and / or the cable may also have at least one particular protective element constituting the sheath. Unfortunately, many of the best insulating and / or protective materials used in cable production are known to be highly flammable. This applies in particular to polyolefins and copolymers thereof such as, for example, copolymers of polyethylene, polypropylene, ethylene and vinyl acetate, and copolymers of ethylene and propylene. In any case, this excessive flammability is substantially incompatible with the requirement to withstand the flame as described above.
케이블 제조 분야에서, 절연 및/또는 외장 물질로서 사용되는 중합체의 화염에서의 거동을 향상시키기 위한 수많은 방법이 존재한다. In the field of cable manufacture, there are a number of methods for improving the behavior in the flame of polymers used as insulating and / or sheathing materials.
현재까지 가장 폭넓게 사용되는 해결책은 중합체 매질에 분산된 할로겐화된 부산물의 형태 또는 예를 들어 염화폴리비닐(PVC)처럼 직접적으로 할로겐화된 중합체의 형태로 할로겐 화합물을 사용하는 것이다. 그러나, 현재 규정은 이러한 물질이 제품으로 가공되든지 또는 불에 의해 분해되든지 간에 본질적으로 그 잠재적인 독성 및 부식성 때문에 이러한 형태의 물질의 사용을 앞으로 금지하려고 한다. 이는 특히 문제의 분해가 화재시에 우연히 발생할 수도 있고 또는 일부러 소각하는 동안에도 발생할 수 있다. 여하튼, 할로겐화된 물질의 재활용은 특히 환경적으로 계속 문제가 될 것이다.The most widely used solution to date is the use of halogen compounds in the form of halogenated by-products dispersed in the polymer medium or in the form of directly halogenated polymers, for example polyvinyl chloride (PVC). However, current regulations seek to prohibit the use of these types of materials because of their potential toxicity and corrosiveness, whether these materials are processed into products or degraded by fire. This may in particular be caused by accidental decomposition in case of fire or even during intentional incineration. In any case, recycling of halogenated materials will continue to be an issue, especially environmentally.
이것이 바로 점점 더 비-할로겐화된 방화(fire-retardant) 충전재, 특히 수산화알루미늄 또는 수산화마그네슘과 같은 금속 수산화물에 의지하는 이유이다. 그럼에도 불구하고, 이런 형태의 기술적인 해결책은 화염 전파를 지연시키는 능력 면 또는 화염에 대한 저항 측면에서 만족스러운 수준의 효율을 달성하기 위하여 많은 양의 충전재를 필요로 하는 결점을 나타낸다. 일 예로서, 금속 수산화물 함량은 일반적으로 중합체 수지 100 중량부에 대하여 100 내지 150 중량부가 될 수 있다. This is why it relies on increasingly non-halogenated fire-retardant fillers, in particular metal hydroxides such as aluminum hydroxide or magnesium hydroxide. Nevertheless, this type of technical solution presents the drawback of requiring a large amount of filler to achieve a satisfactory level of efficiency in terms of the ability to delay flame propagation or resistance to flame. As an example, the metal hydroxide content may be generally 100 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymer resin.
다량의 충전재의 첨가는 복합 물질의 점도를 상당히 증가시킨다. 이는 어쩔 수 없이 압출 속도를 상당히 감소시키고 결과적으로 생산성을 상당히 떨어뜨린다. 결국, 이는 그 방화 충전재가 다량으로 사용될 필요가 있기 때문에 본질적으로 비용이 비싼 비-할로겐화된 방화 충전재의 가격에 의해 이미 비용의 부담이 존재하는 복합 물질의 비용에 부정적인 영향을 미친다. The addition of large amounts of filler significantly increases the viscosity of the composite material. This inevitably significantly reduces the extrusion speed and consequently significantly reduces productivity. After all, this negatively affects the cost of the composite material which is already burdened by the cost of the non-halogenated fireproof filler which is essentially expensive since its fireproof filler needs to be used in large quantities.
그러나, 이러한 단순한 경제적인 문제와는 별개로, 비-할로겐화된 방화 충전재를 가진 물질의 화재에 견디는 성능은 현재까지는 모든 방화 시험의 조건들을 만족시키기에는 여전히 불충분하다. However, apart from this simple economic problem, the fire-resistant performance of materials with non-halogenated fireproof fillers is still insufficient to meet the requirements of all fire protection tests to date.
필로실리케이트(phyllosilicates) 역시 비-할로겐화된 방화 충전재로서 사용될 수 있다고 알려져 있다. 이러한 무기성 화합물은 그 화합물들이 분산되는 중합체 매질과 나노복합체(nanocomposite)를 형성할 수 있다는 점에서 주목할 만하다. Phyllosilicates are also known to be used as non-halogenated fire retardant fillers. Such inorganic compounds are noteworthy in that they can form nanocomposites with the polymer medium in which they are dispersed.
그러나, 이러한 형태의 해결책은 필로실리케이트에 충분한 친유기성을 제공하기 위하여 각 필로실리케이트에 적용될 필요가 있는 불가피한 전처리의 비용 때문에 특히 비용이 비싸다는 결점이 있다. 이러한 복합 물질은 또한 보통의 전기 특성, 압출 속도에 불리한 점성, 및 어떤 경우에도 항상 불충분한 화염을 견디는 능력을 나타낸다. However, this type of solution has the drawback of being particularly expensive because of the inevitable cost of pretreatment that needs to be applied to each phyllosilicate in order to provide sufficient lipophilic to the phyllosilicate. Such composite materials also exhibit normal electrical properties, viscous disadvantages for the extrusion rate, and in any case always the ability to withstand insufficient flames.
따라서, 본 발명의 대상으로 해결하고자 하는 기술적인 문제는 선행 기술의 문제점을 해결하면서도 비용이 비싸지 않으며 화염을 견디는 능력이 상당히 향상된 특히 전력 및/또는 통신 케이블의 물질로서의 내화성 조성물을 제안하는 것이다. Accordingly, a technical problem to be solved by the object of the present invention is to propose a fire-resistant composition as a material of power and / or communication cable, in particular, which solves the problems of the prior art but is not expensive and the ability to withstand flame is considerably improved.
본 발명에 따르면, 선행 기술에서 부과된 기술적인 문제점의 해결책은 그 내화성 조성물이 중합체 및 평균 직경이 1 마이크로미터(㎛) 이하인 입자 형태의 산화 알루미늄을 포함하는 것으로 구성된다. According to the invention, a solution of the technical problem imposed in the prior art consists in that the fire resistant composition comprises a polymer and aluminum oxide in the form of particles having an average diameter of 1 micrometer (μm) or less.
산화 알루미늄이라는 용어는 일반식 Al2O3인 비-수화된(non-hydrated) 알루미나를 의미하기 위해 사용된다.The term aluminum oxide is used to mean non-hydrated alumina of the general formula Al 2 O 3 .
즉, 달리 표현하면, 본 발명의 조성물은 1 미크론 이하의 알루미나가 분산되어 방화 충전재로서 작용하는 중합체 매질을 포함한다. In other words, the composition of the present invention comprises a polymer medium in which alumina of 1 micron or less is dispersed and acts as a fire retardant filler.
"내화성 조성물(fire-resistant composition)"이라는 용어는 화염의 전파를 지연시키고 및/또는 화염을 견딜 수 있는 물질을 구성하기 위한 어떠한 조성물을 포함하는 것으로 폭넓게 사용된다. The term "fire-resistant composition" is used broadly to include any composition for constructing a material that can delay flame propagation and / or withstand flame.
여하튼, 산화 알루미늄 입자의 평균 크기는 화염을 견디는 중합체 물질의 능력이 방화 충전재의 입자 크기에 직접적으로 연관된다는 점에서 본 발명의 본질적인 변수를 구성한다. 특히 명백한 방화 효과는 사용되는 알루미나가 매우 미세한 입자 크기를 나타낼 때, 특히 입자들이 1 마이크로미터보다 작은 평균 직경을 나타낼 때 관찰된다. 산화 알루미나 입자의 크기가 작으면 작을수록, 방화 효과는 뛰어나다는 것에 주목하여야 한다. In any case, the average size of the aluminum oxide particles constitutes an essential parameter of the present invention in that the ability of the polymer material to withstand flame is directly related to the particle size of the fire filler. Particularly obvious fire protection effects are observed when the alumina used exhibits very fine particle sizes, especially when the particles exhibit an average diameter of less than 1 micrometer. It should be noted that the smaller the size of the alumina oxide particles, the better the fire prevention effect.
상기한 본 발명은 대응하는 선행 물질과 비교했을 때, 화염을 견디는 향상된 능력 및 우수한 기계적 특성으로부터 이득을 얻는 중합체 물질을 제공할 수 있는 장점을 나타낸다. 이러한 물질은 전력 및/또는 통신 케이블을 위한 외장을 만들기 위해 사용하기에 매우 적합하다. 이러한 물질은 또한 절연 덮개 및 보호성 외장 또는 케이블 충전재의 층 또는 "충전(padding)" 물질에도 역시 적합하다. The invention described above exhibits the advantage of providing a polymeric material that benefits from improved mechanical resistance and improved ability to withstand flame when compared to the corresponding prior material. Such materials are well suited for use in making sheaths for power and / or communication cables. Such materials are also suitable for layers or "padding" materials of insulating covers and protective sheaths or cable fillers.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 산화 알루미늄은 20 나노미터(㎚) 이하의 평균 직경을 가진 입자로 구성된다. In a preferred embodiment of the present invention, aluminum oxide consists of particles having an average diameter of 20 nanometers (nm) or less.
특히, 바람직하게는 본 조성물은 산화 알루미늄을 1 wt.% 내지 80 wt.%, 바람직하게는 2 wt.% 내지 20 wt.% 포함한다. In particular, the composition preferably comprises 1 wt.% To 80 wt.%, Preferably 2 wt.% To 20 wt.% Of aluminum oxide.
본 발명의 특징에 따르면, 그 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 3량체(EPDM), 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체(EVA), 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 공중합체(EMA), 에틸렌과 에틸 아크릴레이트의 공중합체(EEA), 에틸렌과 부틸 아크릴레이트의 공중합체(EBA), 에틸렌과 옥텐(octene)의 공중합체, 에틸렌에 기초한 중합체, 폴리프로필렌에 기초한 중합체, 이미드 폴리에테르, 열가소성 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리아미드, 할로겐화된 중합체, 또는 그 혼합물로 구성된 그룹에서 선택된다. According to a feature of the invention, the polymer is polyethylene, polypropylene, copolymer of ethylene and propylene (EPR), ethylene-propylene-diene trimer (EPDM), copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA), ethylene and methyl Copolymer of acrylate (EMA), copolymer of ethylene and ethyl acrylate (EEA), copolymer of ethylene and butyl acrylate (EBA), copolymer of ethylene and octene, polymer based on ethylene, polypropylene Based polymers, imide polyethers, thermoplastic polyurethanes, polyesters, polyamides, halogenated polymers, or mixtures thereof.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 조성물은 또한 적어도 하나의 부수(associated) 방화 충전재를 가지고 있다. According to another feature of the invention, the composition also has at least one associated fire retardant filler.
특히, 바람직하게는 이러한 부수 방화 충전재는 유기 또는 무기 인산염과 같은 인을 포함하는 화합물, 산화 안티몬과 같은 안티몬을 포함하는 화합물, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘과 같은 금속 수산화물, 붕산염과 같은 붕소에 기초한 화합물, 칼슘, 나트륨, 칼륨 또는 마그네슘의 탄산염과 같은 IA 및 IIA족 알칼리 금속의 탄산염 및 이에 대응하는 수산화 탄산염, 주석산염 및 수화주석산염(hydrostannates)과 같은 주석에 기초한 화합물, 멜라민 인산염과 같은 멜라민 및 그 유도체, 포르모페놀(formophenolic) 수지, 세피올라이트, 애타풀자이트(attapulgite), 몬모릴로나이트(montmorilonite), 일라이트(illite), 클로라이트(chlorite), 카올리나이트(Kaolinite), 운모 및 활석과 같은 필로실리케이트(phyllosilicate)를 포함하는 그룹에서 선택된다. In particular, these secondary fire retardant fillers are preferably compounds containing phosphorus such as organic or inorganic phosphates, compounds containing antimony such as antimony oxide, metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide, compounds based on boron such as borate salts, Carbonates of Group IA and IIA alkali metals such as carbonates of calcium, sodium, potassium or magnesium and the corresponding compounds based on tin such as hydroxide carbonates, tartarate and hydrostannates, melamine such as melamine phosphate and derivatives thereof Phyllosilicates such as formophenolic resins, sepiolite, attapulgite, montmorilonite, illite, chlorite, kaolinite, mica and talc phyllosilicate).
바람직하게는, 본 조성물은 부수(associated) 방화 충전재를 1 wt.% 내지 80 wt.% 포함한다. Preferably, the composition comprises 1 wt.% To 80 wt.% Of associated fire retardant filler.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 조성물은 또한 윤활제, 가소제, 온도 안정제, 색소, 항산화제, 및 자외선 안정제를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 가지고 있다. According to another feature of the invention, the composition also has at least one additive selected from the group comprising lubricants, plasticizers, temperature stabilizers, pigments, antioxidants, and ultraviolet stabilizers.
본 발명은 또한 상기한 내화성 조성물로 만들어진 적어도 하나의 절연 외장을 가진 어떤 전력 및/또는 통신 케이블을 제공한다. 그 절연 외장은 또한 보호 기능 및/또는 충전(padding) 기능을 실행할 수 있다. The present invention also provides any power and / or communication cable with at least one insulating sheath made of the fire resistant composition described above. The insulating sheath can also perform a protective function and / or a padding function.
본 발명은 또한 상기한 내화성 조성물로 만들어진 적어도 하나의 보호성 외장이 갖추어진 어떤 전력 및/또는 통신 케이블을 제공한다. 따라서, 각 보호성 외장은 또한 절연 및/또는 충전(padding) 기능을 실행할 수 있다. The invention also provides any power and / or communication cable equipped with at least one protective sheath made of the above fire resistant composition. Thus, each protective sheath can also perform an insulating and / or padding function.
마지막으로, 본 발명은 상기한 내화성 조성물로 만들어진 적어도 하나의 충전층(padding layer)이 갖추어진 어떤 전력 및/또는 통신 케이블을 제공한다. 충전 물질의 각 층은 절연 및/또는 보호 기능을 실행할 수 있다. Finally, the present invention provides any power and / or communication cable equipped with at least one padding layer made of the fire resistant composition described above. Each layer of filler material may perform an insulation and / or protection function.
비록 이러한 케이블은 전력을 전달하거나 및/또는 데이타를 전송하기 위한 것이지만, 케이블은 제공되는 도체 요소가 전기용 및/또는 광학용인지에 따라 전기용 및/또는 광학용으로도 적합하다는 것을 설명할 수 있다. Although such cables are intended to transmit power and / or transmit data, they may also be described as suitable for electrical and / or optics depending on whether the conductor elements provided are for electrical and / or optics. have.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 비한정적인 예로 제공된 다음의 비교 실시예로부터 더욱 더 명확해질 것이다. Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following comparative examples, which are given as non-limiting examples.
비교 compare 실시예Example
화염에 견디는 각각의 성능을 비교하기 위하여 다섯 개의 서로 다른 조성물을 사용하여 다섯 개의 샘플 물질을 제조하였다. 본 조성물들은 에너지 및/또는 통신 케이블을 위한 절연 및/또는 외장 및/또는 충전(padding) 물질을 제조하기 위해 사용하기에 적절하다. Five sample materials were prepared using five different compositions to compare the performance of each withstand flame. The compositions are suitable for use to manufacture insulating and / or sheathing and / or padding materials for energy and / or communication cables.
여하튼, 중합체는 다섯 개 샘플 모두에서 공통이다. 특히, 상기 중합체는 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체(EVA)이다. 다섯 개의 샘플에서 단지 방화 충전재의 혼합물의 본질 및 조성만이 다르다. 표 1에 그 차이가 기술된다. In any case, the polymer is common in all five samples. In particular, the polymer is a copolymer of ethylene and vinyl acetate (EVA). In the five samples only the nature and composition of the mixture of fire retardant fillers is different. The difference is described in Table 1.
제조 공정Manufacture process
연속하는 비교 분석의 오류를 방지하기 위하여, 각 경우에 각각의 방화 충전재와 동일한 양의 중합체를 혼합하여 조성물을 제조하였다; 결과로 형성된 복합체의 충전재 함량은 일정하다. To avoid errors in successive comparative analysis, in each case the composition was prepared by mixing the same amount of polymer with each fire retardant filler; The filler content of the resulting composite is constant.
제조된 조성물의 정확한 특성이 무엇이든지 간에, 중합체 매질과 방화 충전재의 혼합은 항상:Whatever the exact nature of the composition produced, the mixing of the polymer medium with the fire retardant filler is always:
- 전체 혼합 과정 동안에 160℃로 온도를 설정하는 단계;Setting the temperature to 160 ° C. during the whole mixing process;
- 분당 30회전(rpm)으로 회전하도록 설정된 내부 믹서(internal mixer)에 중합체를 주입하는 단계;Injecting the polymer into an internal mixer set to rotate at 30 revolutions per minute (rpm);
- 상기 중합체를 160℃에서 30 rpm으로 2 분(min)간 용해시키는 단계;Dissolving the polymer at 160 ° C. at 30 rpm for 2 minutes;
- 60 rpm에서 2분간 용해시키는 단계;Dissolving at 60 rpm for 2 minutes;
- 30 rpm에서 충전재를 주입하는 단계; 및Injecting filler at 30 rpm; And
- 약 10분간 30 rpm에서 혼합하는 단계;로 이루어진다. Mixing at 30 rpm for about 10 minutes.
샘플 제조Sample manufacturing
참조 샘플 1은 제조업자 Arkema에 의해 상표명 Evatane 28-03으로 판매되는, 비닐 아세테이트를 28% 포함하는 에틸렌과 비닐 아세테이트(EVA) 공중합체 100 그램(g)과 제조업자 Albemarle에 의해 상표명 Magnifin H10으로 판매되는 수산화마그네슘 150g을 혼합함으로써 특히 제조된다. 그 제조 공정은 물론 상기한 공정에 따라 실행된다. 상기 샘플 1은 화염을 견디는 우수한 능력을 제공하는 종래의 제1 물질의 예이다. Reference sample 1 is sold under the trade name Evatane 28-03 by manufacturer Arkema under the trade name Magnifin H10 by 100 grams (g) of ethylene and vinyl acetate (EVA) copolymer containing 28% vinyl acetate and by manufacturer Albemarle. It is especially prepared by mixing 150 g of magnesium hydroxide. The manufacturing process is of course carried out in accordance with the above-described process. Sample 1 is an example of a conventional first material that provides excellent ability to withstand flame.
참조 샘플 2를 제조하기 위하여 상기한 제조 공정이 동일하게 실행되며, 상기 참조 샘플 2는 특히 비닐 아세테이트를 28% 포함하는 에틸렌과 비닐 아세테이트(EVA) 공중합체 100 g, 상표명이 Magnifin H10인 수산화마그네슘 125g 및 제조업자 Sud Chemie에 의해 상표명 Nanofil로 판매되는 알킬 암모늄으로 처리된 몬모릴로나이트 25 g의 혼합물로 구성된다. 상기 샘플 2는 관련 분야에 잘 알려져 있고, 특히 유럽 특허(EP) 1 033 724에 기술되어 있는 제2 물질에 관한 것이다. In order to prepare Reference Sample 2, the above-mentioned preparation process is carried out in the same manner, in which Reference Sample 2 is specifically 100 g of ethylene and vinyl acetate (EVA) copolymer containing 28% vinyl acetate, 125 g of magnesium hydroxide under the trade name Magnifin H10. And a mixture of 25 g of montmorillonite treated with alkyl ammonium sold under the name Nanofil by the manufacturer Sud Chemie. Sample 2 above is well known in the art and in particular relates to a second material described in European Patent (EP) 1 033 724.
샘플 3은 비닐 아세테이트를 28% 포함하는 에틸렌과 비닐 아세테이트(EVA) 공중합체 100 g, 상표명이 Magnifin H10인 수산화마그네슘 125g 및 제조업자 Degussa에 의해 상표명 Aeroxide Alu C로 판매되는 평균 직경 d50=13㎚인 산화 알루미늄 25 g의 혼합물을 포함한다. 상기 샘플 3은 종래의 방화 충전재인 수산화마그네슘 및 매우 작은 크기의 입자로 구성된 산화 알루미늄을 포함하는 물질의 화염에 견디는 성능을 평가하는 역할을 한다. Sample 3 is 100 g of ethylene and vinyl acetate (EVA) copolymer containing 28% vinyl acetate, 125 g of magnesium hydroxide under the trade name Magnifin H10, and an average diameter d50 = 13 nm sold under the trade name Aeroxide Alu C by manufacturer Degussa. 25 g of aluminum oxide. Sample 3 serves to evaluate the flame resistance performance of a material comprising magnesium hydroxide, which is a conventional fire retardant filler, and aluminum oxide composed of particles of very small size.
샘플 4 및 샘플 5 둘 모두는 비닐 아세테이트를 28% 포함하는 에틸렌과 비닐 아세테이트(EVA) 공중합체 100 g, 상표명이 Magnifin H10인 수산화마그네슘 125g 및 알킬 암모늄으로 처리된 몬모릴로나이트 12.5 g을 포함하고, 제조업자 Nabaltec에 의해 상표명 Nabalox NO713-10으로 판매되는 평균 직경 d50=13 ㎚인 산화 알루미늄 12.5 g 및 평균 직경 d50=0.5 ㎛인 산화 알루미늄 12.5g을 각각 더 포함한다. Both Sample 4 and Sample 5 comprise 100 g of ethylene and vinyl acetate (EVA) copolymer containing 28% vinyl acetate, 125 g of magnesium hydroxide under the trade name Magnifin H10, and 12.5 g of montmorillonite treated with alkyl ammonium, It further comprises 12.5 g of aluminum oxide with an average diameter d50 = 13 nm and 12.5 g of aluminum oxide with an average diameter d50 = 0.5 μm, each sold under the trade name Nabalox NO713-10 by Nabaltec.
화염을 견디는 능력Ability to withstand flame
각 샘플들의 화염에 대한 거동은 프랑스 기준 NF-P-92-505에 기술된 것처럼, "이피라디아투어(epiradiateur)" 테스트를 이용하여 평가하였다. 이를 위하여 평가될 물질은 한 면이 7 센티미터(㎝)이고 두께가 3 미리미터(㎜)인 정사각형 판 형태로 될 필요가 있다. 그 평가 공정은 뜨거운 유압 프레스를 사용하여 다음의 공정:The flame behavior of each sample was evaluated using the "epiradiateur" test, as described in French Standard NF-P-92-505. For this purpose the material to be evaluated needs to be in the form of a square plate 7 cm (cm) on one side and 3 mm (mm) in thickness. The evaluation process is using the hot hydraulic press in the following process:
- 150℃에서 3분간 용해시키는 단계;Dissolving at 150 ° C. for 3 minutes;
- 여전히 150℃에서, 2분간 150 바(bar)의 압력을 가하는 단계; 및Still at 150 ° C., applying a pressure of 150 bar for 2 minutes; And
- 물로 150 바(bar)에서 5분간 냉각하는 단계;를 따라 실행되었다.Cooling for 5 minutes at 150 bar with water;
표 2는 "이피라디아투어(epiradiateur)" 테스트를 이용하여 측정된 화염에 대한 각 샘플의 성능을 요약한 것이다. 각 테스트는 5분간 지속되었고 그 동안에 가능한 한 길어야 하는 연소 시간(flaming time) 및 가능한 한 짧아야 하는 자가-연소(self-combustion)의 평균 시간을 평가하였다. Table 2 summarizes the performance of each sample for the flame measured using the "epiradiateur" test. Each test lasted 5 minutes and during that time evaluated the flaming time which should be as long as possible and the average time of self-combustion which should be as short as possible.
우선, 참조 샘플 2는 참조 샘플 1보다 더 나은 성능을 제공한다는 것을 알 수 있다. 연소 시간은 10초 더 길고 자가-연소 시간은 1초 이상 더 짧다. First, it can be seen that Reference Sample 2 provides better performance than Reference Sample 1. The burn time is 10 seconds longer and the self-burn time is shorter than 1 second.
샘플 3은 샘플 2처럼 동일한 종래의 방화 충전재를 동일한 농도로 포함하면서 화염에 견디는 성능을 향상시키기 위하여 다른 충전재를 포함하기 때문에 상기 샘플 2와 비교될 수 있다. 샘플 3의 연소 시간은 샘플 2와 비교하여 11초나 더 길다. 따라서 미크론 이하의 산화 알루미늄의 사용은 자가 연소 시간에는 상당한 영향을 미치지 않으면서 연소 시간을 상당히 증가시킨다. Sample 3 can be compared to Sample 2 because it includes the same conventional fire retardant filler as the sample 2 at the same concentration and other fillers to improve flame resistance. The burning time of Sample 3 is 11 seconds longer compared to Sample 2. Thus, the use of aluminum oxide sub-micron increases combustion time significantly without significantly affecting self-burning time.
미크론 이하의 산화 알루미늄과 처리된 몬모릴로나이트 및 수산화마그네슘의 혼합은 심지어 더 우수한 성능을 달성할 수 있다. 샘플 4 및 샘플 5는 샘플 2 및 샘플 3과 비교했을 때, 연소 시간이 5초에서 많게는 30초까지 늘어날 수 있고, 반면 자가 연소 시간은 상당히 줄일 수 있다는 것을 보여준다. Mixing submicron aluminum oxide with treated montmorillonite and magnesium hydroxide can achieve even better performance. Samples 4 and 5 show that when compared to Samples 2 and 3, the burn time can be increased from 5 seconds to as high as 30 seconds, while the self burn time can be significantly reduced.
따라서, 본 발명은 선행 기술의 문제점을 해결하면서도 비용이 비싸지 않으며 화염을 견디는 능력이 상당히 향상된 특히 전력 및/또는 통신 케이블의 물질로서의 내화성 조성물을 제공할 수 있다.Thus, the present invention can provide a fire resistant composition as a material for power and / or telecommunication cables, in particular, which solves the problems of the prior art but is not expensive and the ability to withstand flame is significantly improved.
Claims (11)
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Cited By (2)
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KR100798176B1 (en) * | 2007-01-23 | 2008-01-24 | 엘에스전선 주식회사 | Non-halogen flame retardant resin compound |
WO2011030937A1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 제이에스전선 주식회사 | Composition for flame retardant swelling member, and fireproof bushing system formed by using same |
-
2006
- 2006-08-08 KR KR1020060074675A patent/KR20070017921A/en active Search and Examination
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WO2011030937A1 (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-17 | 제이에스전선 주식회사 | Composition for flame retardant swelling member, and fireproof bushing system formed by using same |
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