KR20120009025A - 향상된 인장률을 갖는 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물을 이용한 난방발열장치 - Google Patents

향상된 인장률을 갖는 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물을 이용한 난방발열장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전선의 외피 보호를 위한 2차 피복 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주택, 학교, 숙박시설, 오피스텔, 펜션 등의 주거 및 상업용 건물에 설치되는 난방용 발열장치의 카본발열체에 전기를 공급하기 위한 전선의 보호를 위하여 우수한 인장률을 가지면서도 기성 전선 외피와는 다른 성분을 갖는 2차 피복 조성물 및 이를 이용한 난방발열장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물은 SEBS(styrene-ethylene/butylene-styrene) 블록 공중합체 30~50중량%; 오일 20~40중량%; 폴리프로필렌 20~40중량%; 및 충진제 5~11중량%;를 포함하여 이루어진다.

Description

향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물 및 이를 이용한 난방발열장치{SECOND SHEATH COMPOSITION FOR WIRE AND HEATING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 전선의 외피 보호를 위한 2차 피복 조성물에 관한 것으로,
보다 상세하게는 주택, 학교, 숙박시설, 오피스텔, 펜션 등의 주거 및 상업용 건물에 설치되는 난방용 발열장치의 카본발열체에 전기를 공급하기 위한 전선의 보호를 위하여 우수한 인장률을 가지면서도 기성 전선 외피와는 다른 성분을 갖는 2차 피복 조성물 및 이를 이용한 난방발열장치에 관한 것이다.
전기를 이용한 난방은 쾌적하며 상대적으로 저렴한 운전비용 및 설치비용으로 인하여 선호되고 있다.
특히 건물의 바닥이나 벽체에 매립하여 사용되는 난방발열장치가 각광받고 있다.
건축자재의 주종을 이루는 콘크리트는 계절적 요인 등에 따른 온도변화로 수축과 팽창을 반복하게 되는데, 이에 따라 건물 바닥 또는 벽체(또는 천장)에 매립된 전선, 특히 외피에는 인장력 등의 스트레스가 가해지게 되고,
스트레스 강도 및 반복에 다라 외피가 파괴될 수 있다.
전선 외피 파괴시에는 단순히 난방발열장치의 고장이 발생되는 문제뿐 아니라, 화재 등의 재난 위험이 상존하고, 전기소모량의 증가에 따른 비용증가 문제도 발생될 수 있다.
또 바닥 또는 벽체 등의 구조물, 특히 콘크리트 구조물의 불가피한 크랙 발생시에도 이러한 전선 외피 파괴 상황은 발생할 수 있다.
중량체가 반복적으로 통과하는 등 충격, 하중, 진동이 가해질 수밖에 없는 장소에 설치되는 난방발열장치의 경우에도 전선 외피 파손의 위험이 있으며,
건물 구조물과 전선 사이에 움직이는 구조물 파편이나 이물질에 의한 외피 파손 상황도 발생할 수 있다.
따라서 난방발열장치의 고장 또는 불량 문제를 제거하고, 설계된 사용 연한을 보장하기 위하여 전선 외피를 보호하는 방안을 조속히 강구할 필요가 있다.
이에 본 발명은 구조물의 수축 및 팽창이나, 파손, 다양한 원인 및 형태의 진동이나 충격으로부터 난방발열장치를 위한 전선 외피를 보호할 수 있으면서도,
기존의 다국적기업, 국내 대기업 또는 중소기업에 의하여 다양한 용도로 개발이 된 전선 외피 소재와 성분이 달라 전선의 전도체와 직접 접촉하는 1차 외피 소재와 무관하게 독립적으로 수축 및 팽창할 수 있는 2차 피복 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 가격경쟁력이 충분함과 아울러, 기성 전선을 구입하여 난방발열장치에 맞게 2차 피복을 형성하는 작업에 적합한 성형성을 제공하는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 이러한 조성물을 이용한 전선 외피 보호용 2차 피복을 구비한 난방발열장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물은
SEBS(styrene-ethylene/butylene-styrene) 블록 공중합체 30~50중량%;
오일 20~40중량%;
폴리프로필렌 20~40중량%; 및
충진제 5~11중량%;
를 포함하여 이루어진다.
또 본 발명에 따른 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물에서
상기 오일은 화이트오일이고,
상기 충진제는 탄산칼슘 및 카본블랙이며,
이때 상기 충진제의 함량은 탄산칼슘 5~10중량% 및 카본블랙 0.5~1중량%인 것이 바람직하다.
나아가 본 발명에 따른 난방발열장치는 상기 조성물을 이용한 전선 외피 보호용 2차 피복을 구비하고 있다.
본 발명에 따른 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물은 구조물의 수축 및 팽창이나, 파손, 다양한 원인 및 형태의 진동이나 충격으로부터 난방발열장치를 위한 전선 외피를 보호할 수 있으면서도, 기존의 다국적기업, 국내 대기업 또는 중소기업에 의하여 다양한 용도로 개발이 된 전선 외피 소재와 성분이 달라 전선의 전도체와 직접 접촉하는 1차 외피 소재와 무관하게 독립적으로 수축 및 팽창할 수 있으며, 또 가격경쟁력이 충분함과 아울러 기성 전선을 구입하여 난방발열장치에 맞게 2차 피복을 형성하는 작업에 적합한 성형성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물이 적용되는 난방발열장치의 개략적인 사시도.
이하 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명에 따른 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물은 SEBS(styrene-ethylene/butylene-styrene) 블록 공중합체 30~50중량%, 오일 20~40중량%, 폴리프로필렌 20~40중량%, 그리고 충진제 5~11중량%를 포함하여 이루어진다.
상기 SEBS 블록 공중합체는 내열성 및 내후성이 우수하고, TPE(thermoplastic elastomer) 특성상 탄성을 가지며 착색성 및 성형성이 우수하다.
나아가 상기 오일은 전선에서 사용되는 일반적인 공지의 첨가제인데, 나프텐계, 파라핀계, 기타 방향족 오일이 사용될 수 있다.
본 발명에서는 특히 화이트오일을 사용할 경우 인장률이 우수한 것으로 나타났는데, 화이트오일은 원유(석유) 정제시 생기는 부산물인 미네랄오일의 별칭이다.
또 상기 폴리프로필렌은 인장강도, 강성, 충격강도, 내굽힘피로성이 우수하고, 성형품의 투명성, 표면광택이 좋으며, 성형수축률이 작기 때문에 외관 및 치수 안정성이 우수하다.
상기 충진제는 무기 충전제(예: 탄산칼슘, 클레이, 활석, 규조토, 운모, 알루미나, 황산알루미늄, 황산바륨, 황산칼슘 등)를 비롯하여 카본 블랙이나 실리카와 같은 보강제일 수 있다.
특히 본 발명에서는 상기 충진제로 탄산칼슘 및 카본블랙를 함께 사용하였으며, 특히 전체 조성물에 대하여 탄산칼슘 5~10중량% 및 카본블랙 0.5~1중량%를 사용하였다.
이상과 같은 본 발명에 따른 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물은 도 1에 도시된 바와 같은 난방용 발열장치(1)에 사용된다.
도 1에서, 난방용 발열장치(1)는
길이방향으로 연속되게 구비되는 한 쌍의 전선(10)과,
상기 전선(10) 사이에 일정한 간격을 두고 위치하고 도전성 카본발열체(21)와 상기 카본발열체(21)를 감싸는 절연외피(22)로 이루어진 복수의 발열봉(20)과,
상기 발열봉(20)과 상기 전선(10)을 결합하면서 동시에 상기 카본발열체(21)에 전선(10)에 흐르는 전기가 도통되도록 도체로 이루어진 통전부재(미도시됨)를 감싸는 절연커버(40)를 포함한다.
또 상기 전선(10)은 통상 구리로 이루어진 전도체(11), 이를 감싸는 외피(12)(즉, '2차' 피복(13)에 대하여 '1차' 피복이라 할 수 있다), 그리고 1차 피복인 외피를 감싸는 2차 피복(13)으로 이루어진다.
상기 2차 피복(13)은 본 발명에 따른 전선 피복 보호용 조성물로 제조되며,
탄성을 지닌 소재를 이용하여 전선(10)의 전체에 걸쳐 일체로 형성된다.
상기 2차 피복(13)은 전선(10)의 외피(12)와 접합된 상태가 아니라 하지 않도록 형성되는데,
상기 2차 피복(13)이 건물의 바닥, 벽체 또는 천장과 같은 구조물, 특히 콘크리트 구조물과 직접적으로 접촉하고,
건축자재의 주종을 이루는 콘크리트가 계절적 요인 등에 따른 온도변화로 수축과 팽창을 반복하거나,
바닥 또는 벽체 등의 구조물, 특히 콘크리트 구조물의 불가피한 크랙이 발생하거나,
중량체가 반복적으로 통과하는 등 충격, 하중, 진동이 가해지거나,
구조물 파편이나 이물질에 의한 충격이 가해지는 상황에서도
외피(12)와는 무관하게 독립적으로 2차 피복(13)이 외부스트레스에 따라 수축 팽창하고, 충격을 흡수하여 전선의 파괴를 방지하고, 이에 따라 전선 파손시 발생되는 난방발열장치의 고장 문제나 누전 또는 합선 등의 원인에 의한 전기소모량의 증가 및 화재위험을 해소하여 보다 완벽하고 안전한 난방발열장치를 제공하게 된다.
본 발명에 따른 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물을 이용하여 전선을 제조하여 그 강도특성 등을 측정한 바, 그 결과는 다음의 [표 1]과 같다.
[표 1] 전선용 2차 피복 특성 측정
Figure pat00001
이상의 설명에서 각 조성물 및 난방발열장치 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.
또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 특정 난방발열장치를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 전선 11 : 전도체 12 : 외피
13 : 2차 피복 20 : 발열봉 21 : 카본발열체
22 : 절연외피

Claims (4)

  1. SEBS(styrene-ethylene/butylene-styrene) 블록 공중합체 30~50중량%;
    오일 20~40중량%;
    폴리프로필렌 20~40중량%; 및
    충진제 5~11중량%;
    를 포함하여 이루어진 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 오일은 화이트오일인 것을 특징으로 하는 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 충진제는 탄산칼슘 및 카본블랙이고,
    각각의 함량은 함량은 탄산칼슘 5~10중량% 및 카본블랙 0.5~1중량%인 것을 특징으로 하는 향상된 인장률을 갖는 난방발열장치를 위한 전선 외피 보호용 2차 피복 조성물.
  4. 청구항1에 따른 조성물로 제조한 전선 외피 보호용 2차 피복을 구비한 난방발열장치.
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