KR20210027561A - 광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블 - Google Patents

광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블에 관한 것이다. 구체적으로, CPR(Construction Products Regulation) 난연 등급의 우수한 난연성 및 저발연 특성을 보유하는 동시에 공압 포설용 광케이블의 시스층에서 요구되는 수준의 인장강도 및 신장율 등의 기계적 특성, 내후성, 유연성, 포설성, 복원력(탄성) 등의 물성을 보유하고 환경 친화적인 광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블에 관한 것이다.

Description

광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블{Sheath composition for optical cable and optical cable comprising a sheath layer formed from the same}
본 발명은 광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블에 관한 것이다. 구체적으로, CPR(Construction Products Regulation) 난연 등급의 우수한 난연성 및 저발연 특성을 보유하는 동시에 공압 포설용 광케이블의 시스층에서 요구되는 수준의 인장강도 및 신장율 등의 기계적 특성, 내후성, 유연성, 포설성, 복원력(탄성) 등의 물성을 보유하고 환경 친화적인 광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블에 관한 것이다.
광케이블은 전기 신호를 광 신호로 바꾸어 유리나 플라스틱으로 이루어진 광섬유를 통하여 전달하는 케이블로서, 광섬유 유닛의 구조에 따라 크게 루즈 튜브(loose tube)형, 리본 슬롯(ribbon slot)형, 타이트버퍼(right buffer)형 등으로 구분된다.
종래 루즈 튜브형 광케이블은 플라스틱 수지로 구성된 광유닛 튜브 내에 소정 갯수의 광섬유 심선을 젤리 컴파운드와 함께 실장시킨 복수의 광섬유 유닛을 집합시키고 집합된 복수의 광섬유 유닛 전체를 외부 자켓으로 감싸는 구조를 갖는다.
종래에는 광케이블의 경우 규격 IEEE 383, IEC 60332-3-22와 같은 난연 규격이 요구되었으나 최근 유럽 시장의 경우 규격 EN 50399에 의거한 CPR(Construction Products Regulation) 난연 시험을 요구하고 있다.
이러한 CPR 인증의 경우 특정 수준의 연소 길이와 최대 열 방출율, 총 열 방출율, 화염전파속도 등이 요구되는데 이는 종래의 광케이블 난연 규격에서 다루지 않았던 기준이고, 추가로 연기 발생량, 연소가스 유해성 등이 요구되기 때문에, 종래의 광케이블 외부 자켓용 시스 조성물로는 만족하기가 어렵다.
특히, 종래의 광케이블에 사용하던 LSZH(Low Smoke Zero Halogen) 자재의 경우 규격 EN 50399에 의거한 난연 시험시 케이블이 전소하며 기타 연기 발생량 등의 요구 특성도 만족하지 못한다.
또한, 본 출원인이 2018년도에 광섬유 총 심선수가 24개인 공압 포설용 광케이블로서 CPR 규격 기준 중 Cca 등급을 만족하는 시스 조성물을 개발한 이력이 있으나 기계적 물성을 확보하지 못하였고, 광섬유 총 심선수를 72개로 증가시키는 경우 난연에 취약한 젤리 컴파운드의 함량 증가로 추가적인 난연 특성의 개선이 필요한 상황이다.
따라서, CPR(Construction Products Regulation) 난연 등급의 우수한 난연성 및 저발연 특성을 보유하는 동시에 공압 포설용 광케이블의 시스층에서 요구되는 수준의 인장강도 및 신장율 등의 기계적 특성, 내후성, 유연성, 포설성, 복원력(탄성) 등의 물성을 보유하고 환경 친화적인 광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 CPR(Construction Products Regulation) 난연 등급의 우수한 난연성 및 저발연 특성을 보유하는 광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공압 포설용 광케이블의 시스층에서 요구되는 인장강도 및 신장율 등의 기계적 특성, 내후성, 유연성, 포설성, 복원력(탄성) 등의 물성을 보유하고 환경 친화적인 광케이블 시스용 조성물 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
광케이블 시스용 조성물로서, 베이스 수지 및 난연제를 포함하고, 상기 베이스 수지는 비닐아세테이트 함량이 상이한 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 및 2종의 무수말레인산이 그라프트된(grafted) 폴리올레핀 수지를 포함하고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량은 50 내지 90 중량부이고, 상기 2종의 무수말레인산이 그라프트된(grafted) 폴리올레핀 수지의 함량은 10 내지 50 중량부이며, 상기 난연제는 금속수산화물, 안티몬계 난연제, 붕산아연계 난연제 및 나노클레이를 포함하고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 난연제의 함량은 176 내지 295 중량부인, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지는 1종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트(VA) 함량이 10 내지 30 중량%인 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 및 1종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트(VA) 함량이 35 내지 55 중량%인 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지를 포함하고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 함량은 40 내지 60 중량부이고, 상기 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량은 10 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
또한, 상기 2종의 무수말레인산이 그라프트된 폴리올레핀 수지는 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지 및 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지를 포함하고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지 및 상기 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 각각의 함량은 서로 독립적으로 5 내지 25 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지는 무수말레인산이 그라프트된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 수지를 포함하고, 상기 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트의 함량은 10 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
한편, 상기 금속수산화물은 표면이 소수성 처리된 수산화마그네슘을 포함하고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 수산화마그네슘의 함량은 150 내지 220 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
또한, 상기 안티몬계 난연제는 삼산화 안티몬을 포함하고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 삼산화 안티몬의 함량은 20 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
그리고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 붕산아연계 난연제의 함량은 5 내지 20 중량부이고, 상기 나노클레이의 함량은 1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
나아가, 산화방지제, 안정제 및 활제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 기타 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
여기서, 상기 안정제는 아민계 UV안정제 및 벤조트리아졸계 UV안정제를 포함하고, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 아민계 UV안정제의 함량은 0.3 내지 1.0 중량부이고, 상기 벤조트리아졸계 UV안정제의 함량은 0.3 내지 1.0 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물을 제공한다.
한편, 광유닛 튜브 내에 복수개의 광섬유 심선 및 광섬유 유닛 복수개가 중심에 배치된 중심 인장선의 둘레에 배치되고, 광케이블의 최외곽에 배치되고 상기 시스용 조성물로부터 형성된 시스층를 포함하는, 광케이블을 제공한다.
본 발명에 따른 광케이블 시스용 조성물은 베이스 수지의 특정 조합 및 난연제의 특정 조합을 통해 CPR(Construction Products Regulation) 난연 등급의 우수한 난연성 및 저발연 특성을 보유하는 동시에 공압 포설용 광케이블의 시스층에서 요구되는 인장강도 및 신장율 등의 기계적 특성, 내후성, 유연성, 포설성, 복원력(탄성) 등의 물성을 보유하고 환경 친화적인 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 광케이블의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명은 베이스 수지, 난연제 및 기타 첨가제를 포함하는 광케이블 시스용 조성물에 관한 것이다.
상기 베이스 수지는 비닐아세테이트 함량이 상이한 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 및 2종의 무수말레인산이 그라프트된(grafted) 폴리올레핀 수지를 포함할 수 있습니다.
구체적으로, 상기 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지는 1종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트(VA) 함량이 10 내지 30 중량%인 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 및 1종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트(VA) 함량이 35 내지 55 중량%인 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지를 포함할 수 있다.
상기 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지는 상기 시스용 조성물의 기계적 강도를 향상시키는 반면, 상기 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지는 상기 시스용 조성물의 산소지수(LOI) 및 자기소화성능을 향상시켜 난연성을 추가로 향상시키는 기능을 수행한다.
상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 총 함량은 50 내지 90 중량부일 수 있고, 특히 상기 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 함량은 40 내지 60 중량부이고, 상기 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량은 10 내지 30 중량부일 수 있다.
상기 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량이 40 중량부 미만이거나 상기 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량이 30 중량부 초과인 경우 상기 시스용 조성물의 인장강도, 신장율 등 기계적 특성이 크게 저하되고 융점 저하에 의한 내열성 저하가 유발될 수 있는 반면, 상기 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량이 60 중량부 초과이거나 상기 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량이 10 중량부 미만인 경우 상기 시스용 조성물의 난연성, 유연성 등이 크게 저하될 수 있다.
상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리올레핀 수지는 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지, 바람직하게는 무수말레인산이 그라프트된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 수지 및 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지, 바람직하게는 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트(VA)의 함량이 10 내지 30 중량%인 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지를 포함할 수 있다.
상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리올레핀 수지는 상기 시스용 조성물의 인장강도, 신장율 등 기계적 특성 및 내열성을 향상시키는 기능을 수행할 뿐만 아니라 상기 베이스 수지와 난연제, 기타 첨가제 등의 상용성을 향상시키는 기능을 수행한다.
특히, 상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리올레핀 수지로서 상기 무수말레이산이 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지를 단독으로 사용하는 경우 상기 시스용 조성물의 신장율이 크게 저하될 수 있다.
상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리올레핀 수지의 함량은 10 내지 50 중량부일 수 있고, 특히 상기 무수말레인산 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지의 함량 및 상기 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량은 각각 5 내지 25 중량부일 수 있다.
상기 무수말레인산 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지의 함량이 5 중량부 미만이거나 상기 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량이 25 중량부 초과인 경우 상기 시스용 조성물의 인장강도 및 내열성이 불충분할 수 있는 반면, 상기 무수말레인산 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지의 함량이 25 중량부 초과이거나 상기 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량이 5 중량부 미만인 경우 상기 시스용 조성물의 신장율이 크게 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 광케이블 시스용 조성물은 앞서 기술한 베이스 수지의 특정 조합을 통해 난연제 등의 첨가제와의 상용성이 극대화되어 충분한 함량의 난연제를 포함함으로써 CPR 등급의 난연성 및 저발연성을 구현하는 경우에도 공압 포설용 광케이블의 시스층에서 요구되는 기계적 특성, 내후성, 유연성, 포설성, 복원력(탄성) 등의 물성을 보유할 수 있는 우수한 효과가 구현되고, 할로겐계 수지의 배제를 통해 환경 친화적인 장점이 있다.
상기 난연제는 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 등의 금속수산화물, 바람직하게는 비닐실란 등의 소수성 처리제로 표면이 소수성 처리된 수산화마그네슘, 삼산화안티몬 등의 안티몬계 난연제, 붕산아연 등 붕산아연계 난연제, 나노클레이 등을 포함할 수 있다.
상기 금속수산화물은 화재 발생 등에 의해 상기 시스용 조성물로부터 형성된 광케이블의 시스층에 화염이 인가되는 경우 분해되면서 흡열반응에 의해 주변의 온도를 낮추는 동시에 반응 부산물로 물(H2O)을 방출함으로써 상기 시스용 조성물의 자기소화기능을 구현할 뿐만 아니라, 연소시 세라믹화되어 차르(char)를 형성함으로써 연소되었음에도 불구하고 시스층의 형상이 유지되도록 하여 화염이 광케이블 내부로 침투하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 안티몬계 난연제는 화염 인가에 따른 분해시 상기 금속수산화물과 상이한 매커니즘을 통해 기상 소화제로서의 기능을 구현하고, 상기 붕산아연계 난연제는 상기 시스용 조성물로부터 형성된 시스층의 연소시 연기발생을 억제하는 억연기능을 구현하고, 상기 나노클레이와 함께 상기 시스층의 연소시 차르(char) 형성을 추가로 촉진하는 기능을 수행한다.
상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 난연제의 함량은 176 내지 295 중량부이고, 특히 금속수산화물의 함량은 150 내지 220 중량부, 상기 안티몬계 난연제의 함량은 20 내지 50 중량부, 상기 붕산아연계 난연제의 함량은 5 내지 20 중량부 및 상기 나노클레이의 함량은 1 내지 5 중량부일 수 있다.
상기 각각의 난연제의 함량이 기준 미달인 경우 상기 시스용 조성물의 CPR 등급의 난연성 및 저발연성 구현이 불가할 수 있고, 신장율이 과도하여 작업성, 특히 사용자가 말단을 손으로 절단하는 작업성이 저하될 수 있는 반면, 기준 초과인 경우 상기 시스용 조성물의 기계적 특성, 내후성, 유연성, 포설성, 복원력(탄성) 등의 물성이 크게 저하될 수 있다.
또한, 상기 붕산아연계 난연제의 함량을 낮추는 대신 상기 나노클레이의 함량을 증가시키는 경우 상기 시스용 조성물의 차르(char) 형성 효과는 약간 향상될 수 있으나 제조비용이 증가할 수 있는 반면, 상기 붕산아연계 난연제의 함량을 높이는 대신 상기 나노클레이의 함량을 감소시키는 경우 상기 시스용 조성물의 제조비용은 약간 절감될 수 있으나 차르(char) 형성 효과가 크게 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 광케이블 시스용 조성물은 앞서 기술한 특정 난연제의 조합을 통해 CPR 등급의 높은 난연성 및 저발연성을 구현하는 동시에 상기 난연제의 첨가에 의해 저하될 수 있는 인장강도, 신장율, 내열성, 압출성, 유연성 등의 물성을 유지할 수 있다.
상기 기타 첨가제는 산화방지제, 안정제, 활제 등을 포함할 수 있고, 특히 상기 안정제는 아민계 UV 안정제 및 벤조트리아졸계 UV 안정제를 모두 포함할 수 있으며, 상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 아민계 UV 안정제의 함량은 0.3 내지 1.0 중량부이고, 상기 벤조트리아졸계 UV 안정제의 함량은 0.3 내지 1.0 중량부일 수 있다.
상기 아민계 UV 안정제는 UV 조사에 의한 상기 베이스 수지의 분해를 억제하는 기능을 수행하고, 상기 벤조트리아졸계 UV 안정제는 조사된 UV를 흡수함으로써, UV 조사로부터 상기 시스용 조성물을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 광케이블의 횡단면 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광케이블은 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 플라스틱 수지로 구성된 광유닛 튜브(12) 내에 소정 갯수의 광섬유 심선(11) 및 젤리 컴파운드(13)가 실장된 광섬유 유닛(10) 복수개가 중심에 배치되고 섬유강화플라스틱(FRP) 등으로 이루어진 중심 인장선(20)의 둘레에 배치된다.
또한, 상기 광섬유 유닛(10)과 상기 중심 인장선(20) 사이의 빈 공간에는 광케이블 내부로 침투한 수분을 흡수하여 상기 수분이 광케이블의 길이방향으로 흐르는 것을 방지하기 위한 방수얀(30), 집합된 복수개의 광섬유 유닛(10)을 전체적으로 감싸 구조적 안정을 도모하기 위한 보강테이프(40), 광케이블의 최외곽에 배치되어 외부의 충격, 압력, 화염 등으로부터 상기 광케이블의 내부 구조물을 보호하기 위한 시스층(60), 상기 시스층(60)의 탈피를 용이하게 하고 아라미드얀 등으로 이루어진 립코드(50) 등이 추가로 포함될 수 있다. 여기서, 상기 시스층(60)의 두께는 종래 광케이블의 시스층보다 두꺼운 0.986 내지 1.955 mm일 수 있다.
[실시예]
1. 제조예
아래 표 1에 나타난 구성성분 및 함량으로 시스용 조성물을 제조하고 이로부터 시스층 시편 및 이로부터 형성된 시스층을 포함하는 광케이블 시편을 제조했다. 아래 표 1에 기재된 함량의 단위는 중량부이다.
실시예1 실시예2 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
수지1 50 40 30 50 50 50 50 50 50
수지2 20 30 40 20 20 20 20 20 20
수지3 15 15 15 30 15 15 15 15
수지4 15 15 15 30 15 15 15 15
난연제1 195 195 195 195 195 195 130 195 195
난연제2 40 40 40 40 40 40 40 5 40
난연제3 10 10 10 10 10 10 10 10
난연제4 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
안정제1 0.6 0.7 0.6 0.6 0.6 0.2 0.6 0.6 0.6
안정제2 0.5 0.3 0.5 0.5 0.5 0.1 0.5 0.5 0.5
수지1 : 에틸렌비닐아세테이트 수지(비닐아세테이트 함량 : 28 중량%)
수지2 : 에틸렌비닐아세테이트 수지(비닐아세테이트 함량 : 46 중량%)
수지3 : 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트 수지(비닐아세테이트 함량 : 28 중량%)
수지4 : 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌 수지
난연제1 : 수산화마그네슘
난연제2 : 삼산화안티몬
난연제3 : 붕산아연
난연제4 : 나노클레이
안정제1 : 아민계 UV안정제
안정제2 : 벤조트리아졸계 UV안정제
2. 물성 평가
1) 상온 기계적 특성 평가
규격 EN 50290-2-27에 의거하여 실시예 및 비교예 각각의 시스층 시편에 대해 인장속도 200 mm/min으로 인장강도 및 신장율을 측정했고, 인장강도는 0.92 kgf/㎟ 이상, 신장율은 125% 이상이어야 한다.
2) 내후성 평가
규격 ISO 4892-2에 의거하여 실시예 및 비교예 각각의 시스층 시편을 내후성 시험기에서 제논 아크 램프로 파장 340 nm 및 세기 0.51±0.02 W/㎡의 빛을 102분 동안 조사 후 18분 동안 상기 빛과 함께 물을 분무하는 사이클로 720시간 동안 노출시킨 뒤 인장강도 및 신장율을 측정하여 인장잔율 및 신장잔율을 계산했다.
3) 난연성 평가
규격 EN 50399에 의거하여 난연 시험시 연소길이를 측정하고, 연소길이는 2.0 m 이하여야 한다.
또한, 연소시 발생한 기체를 포집하여 분석기 및 IR 분광계를 사용하여 산소와 이산화탄소이 포집량을 측정하고, 연소시 발생하는 기체의 산소변화량을 통해서 상기 규격에 명시된 계산식으로부터 최대 열 방출율(PHRR), 총 열 방출율(THR), 화염전파속도(FIGRA), 총 연기 발생량(TSP) 및 연기 발생속도(SPR) 값을 얻을 수 있다. 여기서, 최대 열 방출율(PHRR)은 60 kW 이하, 총 열 방출율(THR)은 30 MJ 이하, 화염전파속도(FIGRA)는 300 W/s 이하, 총 연기 발생량(TSP)은 50 ㎡ 이하, 연기 발생속도(SPR) 0.25 ㎡/s 이하여야 한다.
그리고, 유해성시험시 산성도와 연소가스전도도는 규격 EN 50267-2-3에 의거하여 여러 개의 작은 조각으로 절단된 실시예 및 비교예 각각의 시스층 시편을 튜브 퍼니스(tube furnace)에서 연소시키고, 발생된 가스를 증류수 또는 탈염수로 채워진 세척병을 통해 버블링(bubbling)시킴으로써 포집하여 수득된 용액으로부터 pH값 및 전도율을 측정함으로써 평가한다.
상기 물성의 평가 결과는 아래 표 2에 기재된 바와 같다.
요구
기준		 실시예 비교예
1 2 1 2 3 4 5 6 7
상온 인장강도
(kgf/㎟)		 ≥0.92 1.15 1.07 0.88 0.84 1.20 1.21 1.08 1.10 1.13
신장율(%) ≥125 135 137 140 138 108 140 141 137 135

내
후
성		 강도잔율(%) 100±
25%		 108 106 92 94 83 88 98 105 106
신율잔율(%) 100±
25%		 93 95 90 91 79 68 94 95 93


EN
5
0
3
9
9		 연소길이(m) ≤2.0 1.63 1.78 1.81 1.76 1.66 1.68 전소 전소 2.35
PHRR(kW) ≤60 44.7 47.9 40.2 51.5 50.3 40 115 121 50.9
THR(MJ) ≤30 18.8 20.3 17.8 17.3 18.5 14.5 65.8 67.5 28.1
FIGRA(W/s) ≤300 220.9 248.2 243.1 198.5 190.8 156.4 356.5 370.1 278.0
TSP(㎡) ≤50 43.2 36.8 40 38.6 40.7 46.1 86.8 90.4 49.3
SPR(㎡/s) ≤0.25 0.12 0.11 0.19 0.14 0.17 0.13 0.95 0.90 0.21
Drip(s) ≤10s <10 <10 <10 <10 <10 <10 >10 >10 <10
EN
50267
-2,3		 pH ≥4.3 5.2 5.1 5.3 4.9 4.9 5.1 5.0 5.1 5.1
전도도(μS/mm) ≤2.5 2 2.1 2.3 2.2 2 2.1 2 2.1 2.3
CPR
등급		 Cca
s1,d1,a1		 Cca
s1,d1,a1		 Dca
s2,d2,a1		 Dca
s1,d1,a1
상기 표 2에 기재된 바와 같이, 수지 1의 함량이 기준 미달인 비교예 1의 조성물은 상온 인장강도의 기계적 특성이 불충분하고, 수지 3 또는 수지 4가 포함되지 않은 비교예 2 및 3의 조성물은 상온 인장강도 또는 신장율의 기계적 특성이 불충분하며, 안정제 함량이 기준 미달인 비교예 4의 조성물은 내후성이 크게 저하되었고, 난연제의 종류별 함량이 기준 미달인 비교예 5 내지 7의 조성물은 난연성이 크게 저하되어 CPR 등급의 s1,d1,a1을 만족하지 못하는 것으로 확인되었습니다.
한편, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 조성물은 상온 기계적 특성, 내후성, 난연성 등이 모두 우수한 것으로 확인되었다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
10 : 광섬유 유닛 20 : 중심 인장선
30 : 방수얀 40 : 보강테이프
50 : 립코드 60 : 시스층

Claims (10)

  1. 광케이블 시스용 조성물로서,
    베이스 수지 및 난연제를 포함하고,
    상기 베이스 수지는 비닐아세테이트 함량이 상이한 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 및 2종의 무수말레인산이 그라프트된(grafted) 폴리올레핀 수지를 포함하고,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량은 50 내지 90 중량부이고, 상기 2종의 무수말레인산이 그라프트된(grafted) 폴리올레핀 수지의 함량은 10 내지 50 중량부이며,
    상기 난연제는 금속수산화물, 안티몬계 난연제, 붕산아연계 난연제 및 나노클레이를 포함하고,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 난연제의 함량은 176 내지 295 중량부인, 광케이블 시스용 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지는 1종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트(VA) 함량이 10 내지 30 중량%인 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 및 1종의 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트(VA) 함량이 35 내지 55 중량%인 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지를 포함하고,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 제1 에틸렌비닐아세테이트(EVA)의 함량은 40 내지 60 중량부이고, 상기 제2 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 함량은 10 내지 30 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 2종의 무수말레인산이 그라프트된 폴리올레핀 수지는 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지 및 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지를 포함하고,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지 및 상기 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지 각각의 함량은 서로 독립적으로 5 내지 25 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무수말레인산이 그라프트된 폴리에틸렌(PE) 수지는 무수말레인산이 그라프트된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 수지를 포함하고,
    상기 무수말레인산이 그라프트된 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지의 총 중량을 기준으로 비닐아세테이트의 함량은 10 내지 30 중량%인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 금속수산화물은 표면이 소수성 처리된 수산화마그네슘을 포함하고,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 수산화마그네슘의 함량은 150 내지 220 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 안티몬계 난연제는 삼산화 안티몬을 포함하고,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 삼산화 안티몬의 함량은 20 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 붕산아연계 난연제의 함량은 5 내지 20 중량부이고, 상기 나노클레이의 함량은 1 내지 5 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    산화방지제, 안정제 및 활제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 기타 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 안정제는 아민계 UV안정제 및 벤조트리아졸계 UV안정제를 포함하고,
    상기 베이스 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 아민계 UV안정제의 함량은 0.3 내지 1.0 중량부이고, 상기 벤조트리아졸계 UV안정제의 함량은 0.3 내지 1.0 중량부인 것을 특징으로 하는, 광케이블 시스용 조성물.
  10. 광유닛 튜브 내에 복수개의 광섬유 심선 및 광섬유 유닛 복수개가 중심에 배치된 중심 인장선의 둘레에 배치되고,
    광케이블의 최외곽에 배치되고 제1항 또는 제2항의 시스용 조성물로부터 형성된 시스층를 포함하는, 광케이블.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116178826A (zh) * 2022-11-29 2023-05-30 苏州亨利通信材料有限公司 一种高阻燃管束光缆护套料及其制备方法和应用

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