KR920009456B1 - 내화 및 내연성 케이블 - Google Patents

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내용 없음.

Description

내화 및 내연성 케이블

제1도는 우수한 화염 및 연기 억제 특성을 가진 실드(sheath) 시스템을 포함하는 본 발명의 케이블의 투시도.

제2도는 본 발명의 케이블 실드 시스템의 또다른 실시예의 단면도.

제3도 및 제4도는 제1도의 케이블 실드를 구체화하는 광유도 케이블의 절단 단면도.

제5도는 본 발명의 케이블 사용될 수도 있는 환경을 보여주기 위한 빌딩의 일부의 입면도.

제6도는 본 발명의 케이블을 만드는데 사용되는 제조 라인의 일부의 개략도.

제7도는 테스트 장치의 화염을 받고 있는 케이블의 길이의 일부 부분 및 화염에 노출된 케이블의 상태를 도시한 입면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 코어 22 : 절연도체

23 : 절연물 24 : 광유도 섬유

27 : 리본 31 : 직물 층

34 : 직조 유리층 40 : 자켓

52, 54 : 스트립 56 : 방사기

본 발명은 화염 확장 및 연기 방출에 대해 저항성을 가진 비-실드된 플리넘 케이블(non-shield plenum cable) 및 상기 케이블을 만드는 방법에 관한 것이다. 특히, 빌딩 플리넘에 사용된 원격 통신에 이상적으로 적합하며 압출 가능한 물질로 만들어진 외부 자켓을 포함하는 비교적 작은 규모의 쌍케이블에 관한 것이다.

많은 빌딩에 건축에 있어서, 낙하 천장(drop ceiling)으로 불리는 완성된 천장은 예를 들면, 콘크리트로 구성된 건축층 패널 아래로 이격되어 있다. 등화 설비 이외에 다른 설비들이 상기 낙하 천장에 의해 지지된다. 상기 천장과 상기 천장에 매달린 건축 층 간의 공간은 냉난방 시스템용 환기 플리넘 이외에 통신, 컴퓨터 및, 경보 시스템 케이블의 설치를 위한 편리한 장소로서 취급된다. 상기 플리넘이 각 층의 길이 및 폭의 전체에 걸쳐 연속되는 것이 보기 드물지는 않다.

층과 낙하 천장간의 영역에서 화재가 발생하면, 상기 영역을 에워싸는 벽 및 다른 빌딩 구성 요소에 의해 화재가 차단될 수도 있다. 그러나, 만약 화재가 플리넘에 도달했을 때, 만약 인화성 물질이 상기 플리넘에 사용되었다면, 화재는 빌딩의 전층에 걸쳐 빠르게 퍼져나가며 연기는 플리넘을 통해 주위 영역으로 전달될 수 있다. 상기 화재는 상기 플리넘에 설치된 케이블의 길이를 따라 이동될 수 있다.

일반적으로, 시드가 플라스틱 자켓만을 포함하는 케이블은 화염 확산 및 연기 방출 특성을 전적으로 만족시킬 수 없다. 따라서, 이러한 케이블은, 온도가 상승하면, 자켓 물질의 탄화가 시작된다. 그후, 자켓 내부의 도체 절연체가 분해 및 탄화되기 시작한다. 만약 자켓 탄화가 원상태를 유지하면, 그것은 코어를 절연시키는 작용을 할 수 있으며, 만약 그렇지 않으면, 절연 탄화의 확장에 의해 자켓이 파괴되어, 상승된 온도에 대해 상기 자켓 및 절연체의 새로운 내부를 노출시킨다. 자켓 및 제한된 절연 탄화는 열분해 되기 시작하여 가연성 가스를 방출한다. 상기 가스가 점화되고, 대류에 의해 화염 침해의 영역을 지나 타올라, 화염을 확산시키고 연기를 방출시킨다.

화염 확산 및 연기 방출의 가능성 때문에, 미합중국 국제 전기 규약(NEC)은 플리넘의 전기 케이블이 금속 도관으로 둘러싸여질 것을 요구한다. 단단한 금속 도관은 다른 설비로 채워진 플리넘으로 보내는 것이 어렵기 때문에, 사무실 전화의 재배치는 매우 비용이 많이 든다. 그러나, 상기 규약은 상기 조건에 대해 특정한 예외를 허용한다. 예를 들면, 금속도관이 없는 내화성 및 연기가 적게 발생하는 케이블은, 상기 케이블이 언더라이트즈사의 실험실과 같은 기관에 의해 테스트 및 인가를 받는다면 허용된다. 빌딩에 사용되는 케이블은 비교적 제조 비용이 적게들어야하나, 화염 저지 및 연기방출에 대해서는 NEC조건에 부합되야 하며, 유연성과 같은 적절한 기계적 특성을 가진 케이블이다.

시중에서는, 페이퍼 랩(paper wrap) 및 비교저 두꺼운 금속 실드로 덮여 있는 코어를 포함하는 케이블이 유효하나, 상기 케이블은 비교적 유연하지 않고 플리넘으로 끌어들이는데 다소 어렵다. 또한, 노출된 저기서비스 와이어 또는 장치와 맞물린 전술된 케이블의 금속 실드에 의해 야기될 수 있는 가능한 전기 쇼크에 대해 보호하기 위해 케이블을 설치하는 동안 주위를 기해야 한다. 일반적인 상업적으로 유효한 불소 함유 중합체 물질은 도체용 기본 절연 덮개 또는 금속 도관을 사용치 않는 플리넘 케이블용 자켓 물질로서 허용되어 왔다. 그러나, 상기 물질은 통신 도체용 절연체로서 적합하지 않은 비교적 높은 유전율을 갖는다.

화염 확장 및 연기 방출에 대해 우수한 저항성을 갖는 플리넘 케이블이 미합중국 특허 제4,284,842호에 기술되었다. 상기 케이블은 코어를 덮고 코어랩 물질로 만들어진 층과 시임(seam)을 형성하는 길이 방향에지부를 갖는 금속 장벽을 포함하는 반사 시드 시스템(reflective sheath system)을 포함한다. 방사열을 외부로 반사시키는 금속 장벽은 2개의 반투명 테이프로 에워싸여 있다. 각 테이프는 중첩되어 봉합된 시임으로 코어 주위에 나선형으로 에워싸여 있다.

코어 없이도 열을 유지하도록 반사 특성에 따른 전술한 시드 시스템은 큰 크기의 쌍 플리넘 케이블에 적합하다. 그러나, 25쌍 또는 이 이하의 쌍을 포함하는 작은 크기의 쌍 케이블에 대해서는, 금속 시드의 사용은 비용이 많이 들뿐만 아니라 코어 근처에 형성시키는 것도 매우 어렵다. 또한, 금속 장벽이 열이 반사시키기 때문에, 제조라인 속도는 시임을 봉합하기 위해 충분한 열 에너지가 테이프상의 접착제에 이송되는 것을 허용할 만큼 충분히 낮아야 한다.

비교적 작은 크기의 쌍 플리넘 케이블용으로 값싼 화염저지 및 연기 억제 시드 시스템이 계속 추구된다. 케이블 이후에 바람직하게 추구되는 것이 현재 유효한 제품보다 더 쉽게 제조하는 것이고 코어 근처에 랩되어지는 대신에 압출될 수 있는 물질을 포함하는 외부 자켓을 포함하는 것이다.

상술한 필요성은 금속 또는 광유도 섬유 도체일 수도 있는 적어도 하나의 절연된 도체를 포함하는 코어를 구비하는 본 발명의 케이블에 의해 부합되어 왔다. 상기 케이블은 비교적 낮은 열 전도율을 가진 비-금속시드 시스템에 의해 보호된다. 이러한 시드 시스템은, 케이블이 비교적 높은 온도에 있을 때, 도체 절연체의 임의의 열적 분해 전에 선정된 시간 지연을 제공하는데 유효하다. 특히, 시드 시스템은 코어를 포함하고 비교적 높은 열 흡수성과 비교적 낮은 공기 투과성을 가진 직물의 내부 층을 포함한다. 불화된 중합체 플라스틱 물질을 포함하는 압출가능한 플라스틱 물질의 외부 자켓은 직물의 층을 에워싼다. 작은 크기의 쌍 케이블 보다 더큰 크기의 쌍케이블에 대한 양호한 실시예에 있어서, 플루오로 카본 수지로 충만된 직조 유리층이 섬유층과 외부 자켓 사이에 끼워진다. 상기 부가된 층은 코어 내로의 대류 열의 진입을 최소화하고 상기 자켓 물질의 노칭(notching)을 최소화 한다.

알루미늄 및 유리와 같은 종래 기술의 시드 시스템 성분을 대신하는 시드 시스템의 내부 층에 대해 양호한 코어랩은 비교적 높은 압축성을 갖는 것을 특징으로 한다. 상기 코어랩은 노멕스 아라미드 필라멘트(NOMEX

aramid filament)사 상표의 연사와 케브라 아라미드(KEVLAR

armid)상표의 고모듈러스 조직 섬유를 포함한다. 열 저항의 주요 모드는 상기 노멕스/케브라 코어 랩 물질에 의헤 제공된 열 흡수와 플리비닐리딘(polyvinylidence) 불화물 플라스틱 물질일수도 있는 압출된 외부 자켓에 의해 고온에 대한 우수한 저항이다.

본 발명의 케이블은 광유도 섬유 케이블 및 25쌍만의 절연된 금속 도체를 포함하는 작은 크기의 쌍 케이블에 대해 희망 정도의 화염 저지를 제공하는데 특히 유용하다. 상기 케이블이 금속 실드를 하지 않는한, 상기 케이블은 보다 유연하여, 설치에 용이하다. 본 케이블의 또다른 잇점은 상기 케이블의 제조에 관한 것이다. 종래 기술의 케이블에 있어서는, 케이블이 열을 받아서 테이프상의 접착제가 융해되어 중첩된 시임을 봉합한 후에, 외부 테이프가 코어 랩 근처에서 중첩한 인접한 만곡부에 역 방향으로 나선형으로 감싸여진다. 상기 테이프의 램핑 및 봉합은 본 발명의 케이블에 대해서는 필요치 않다. 차라리 폴리비닐리딘 불화물 플라스틱 물질과 같은 플루오로 중합체 물질의 외부 층이 종래의 기구에 의해 내부 층위에 압출된다.

본 발명의 다른 특징은 첨부한 도면과 관련하여 판독될시에 특정한 실시예의 이하 설명으로부터 보다 쉽게 이해될 것이다.

제1도 및 제2도를 참조하면, 일반적으로 번호(20)로 표시되고 화염 저지 및 연기 억제용의 통신 케이블이 도시되어 있다. 상기 케이블은 각기 절연된 비교적 작은수의 쌍으로된 도체(22-22)를 가진 코어(21)를 포함한다. 일반적으로, 상기 코어의 각각의 도체를 덮는 절연체(23)는 예를 들어 폴리염화 비닐(PVC)와 같은 화염저지 플라스틱 물질이다. 상기 코어(21)는 통상 예를 들어, 빌딩에 사용되는 스텁(stub) 케이블에 포함되는 숫자에 비해 비교적 낮은 25쌍 이하의 다수의 절연된 도체쌍을 포함한다. 상기 코어(21)는 컴퓨터 및 경보 신호 회로망에 사용하기에 적합할 수 있다.

상기 코어(21)가 광파장 통신에 사용될 수도 있는 것을 인식해야 한다. 그런자격으로, 코어(21)는 보호물질(25)로 덮혀 있는 단일 광유도 섬유(24, 제3도 참조)를 포함하고 보강 부재 및 화염 저지 플라스틱 자켓(26)을 포함하는 시드로 들러 싸여 있다. 또는 상기 코어(21)는 다수의 코팅된 섬유(28-28)를 각각 포함하는 하나 또는 그 이상의 광유도 섬유 리본(27-27, 제4도 참조)을 포함할 수 있다. 리본 케이블은 웨스턴 일렉트릭 엔지니어의 1980년 겨울판의 제81페이지에 발행된 프랑크티.데젤스키, 로버트 B.스피로우 및, 프란시스 제이.토폴스키에 의한 명칭이 ＂광유도 패케이징＂인 논문에 기술되었다. 도체 자체의 구조에 따라, 이러한 케이블은 절연된 금속 도체를 포함하는 케이블보다 낮은 연료 함유량을 가진다.

이하 기술된 테스트 결과로부터 명백해질 바와 같이, 본 발명의 상기 케이블(20)은 빌딩 플리넘(28, 제5도 참조)에 사용하기에 특히 적당한 비교적 작은 크기의 쌍 케이블에 필요한 긴 펠트(long felt)를 만족시킨다. 이러한 케이블은 화염 확산 및 연기 발생 외에도 기계적 및 전기적 안정에 대한 엄격한 조건에 부합해야 한다.

제1도 및 제2도에 도시된 바와 같은 본 발명의 케이블을 재참조하면, 코어(21)는 시드 시스템(30)으로 둘러싸여져 있음을 알 수 있다. 비-금속이고 비교적 낮은 열 전도성을 특징으로하는 시스 시스템(30)은 선정된 시간동안 코어 내로의 열 전달을 지연시킨다. 시스 시스탬(30)의 전형적인 열 전도성 값은 약 0.0001내지 0.001 cal.cm/cm²sec.℃의 범위내에 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 시스 시스템(30)은 비교적 낮은 공기 투과성과 비교적 높은 열 흡수성을 가진 열 저항 직물을 포함하는 코어 랩 또는 내부 층(31)을 구비한다. 물질의 공기 투과성은 주어진 상이한 압력하에서 물질을 통해 흐르는 공기의 비율로서 규정된다. 공기 투과성은 0에서 5.66cubic meter/min의 범위 내에 있다.

상기 내부 층(31)이 비교적 높은 열 흡수성을 갖기 때문에 화염 저지 및 연기 억제가 강화된다. 물질의 흡수력 또는 흡수성은 열로 흡수되거나 또는 변형되는 물질에 해당되는 방사 에너지의 일부에 의해 측정된다. 상기 흡수성은 임의의 물질에 의해 흡수된 방사 에너지 대 소위 흑체(black body)에 의해 동일 조건하에서 흡수되는 방사 에너지의 비율이다. 모든 파장에서 모든 방사 에너지를 흡수하여 반사를 전혀 하지 않는 배열 또는 물질을 완전한 흑체라 한다. 상기 비율은 표면 특성 및 입사 에너지의 파장에 의해 변한다. 오하이오, 클리브랜드의 씨알시 플레스에 의해 발행된 화학 및 물리학의 핸드북의 54번째판의 페이지 E225의 장에서는, 흑체의 흡열 계수는 백납 페인트의 흡수 계수가 0.25인 반면에, 0.97로 주어져 있다.

양호한 실시예에서, 내부 층(31)은 약 0.45의 열 흡수성을 가진 아라미드 직물을 포함한다. 내부층은 비교적 높은 압축성을 갖는 또한 특징으로 한다. 아라미드 섬유는 두 방향성링에 직접 부착된 아미드 결합의 최소한 85%를 가는 긴 체인 합성 폴리아미드로 규정된다. 아라미드 섬유는 낮은 화염성, 높은 강도 및 높은 모듈러스를 나타난다.

상기 내부 층(31)은 비교적 높은 압축성을 가진 비-직조 아라미드 직물 물질로 만들어질 수도 있거나 또는 적절하다면, 직조 아라미드 직물 물질로 만들어질 수도 있다.

비-직조 직물은 임의의 웨브 또는 메트(web or mat)의 기계적 맞물림, 섬유의 결합 또는 또는, 상기 섬유와 접합체와의 결합에 의해 함께 유지되는 방직 섬유의 조립체이다. 직조 직물은 두 세트의 연사, 씨줄 및 날실로 구성되며, 위빙(weaving)에 의해 직물을 형성하도록 상기 세트의 연사를 짜맞추므로 형성된다.

상기 내부 층(31)은 비교적 탄력이 있어, 상기 층이 열 응용하에서 팽창 및 확장될시에, PVC도체 절연체(23)에 의해 압축되어 질 수 있다. 화재 동안, 코아가 탄화한다. 상기 탄화가 발생하는 것이 허용되지 않으면, 코어가 파괴되고 가스가 방출된다. 바람직하게, 코어 랩(31)은 탄화의 성장에 적합하게 되어 탄화가 발생하는 것을 허용한다. 결과로서, 비탄화된 PVC 절연체가 열로부터 또한 절연된다.

이.아이.듀퐁 캄파니에서 입수할 수 있는 노멕스 아라미드 필라멘트 연사가 상기 내부 층(31)에 사용될 수도 있다. 이것이 1981년 12월에 이.아이.듀퐁사에 의해 분포된 생산품 팜플렛 지정 잡지 NX-17에 기술되어 있다. 상업적으로 입수할 수 있는 펠트의 혼합물인 상기 물질이 상기 내부층에 또한 적합하다는 것이 알려졌다. 양호한 실시예에서, 상기 혼합물은 노멕스 아라미드 필라멘트 연사 및 케브라 아라미드 섬유와 같은 아라미드 필라멘트 섬유를 포함한다. 케브라 섬유는 1981년 9월에 이.아이.듀퐁 캄파니에 의해 분포된 생산품 팜플렛 지정 잡지 K-5에 기술되어 있다. 노멕스/케브라 혼합물은 종래 기술의 플리넘 케이블에 사용되는 비-직고 유리의 0.001의 열 전도성 값에 비해 0.00024cal.cm/cm²sec.℃의 열 전도성 값을 갖는다. 상기 혼합물의 색이 엷은 황색이므로, 상기 혼합물의 열 흡수성은 회색을 띤 백색의 자연색을 가진 노멕스 물질을 포함하는 내부층(31)의 열 흡수성 보다 약간 높다.

층(31)의 두께 및 상기 층의 균일성도 또한 중요하다.

예를 들면, 4쌍과 같이 매우 적은 크기의 쌍 케이블에 대해서는 그 두께가 0.076cm일수도 있는 반면에, 25쌍 크기에 대해서는 약 0.152cm의 두께가 요구된다.

내부 층(31)이 약 0.32cm의 폭을 가진 세로로 중첩된 시임(32)을 형성하도록 코어(21) 주위에 랩된다. 비록 양호한 실시예에서, 층(31)이 세로방향 시임을 형성하도록 랩되었다 하더라도, 상기 층(31)은 코어(21)주위에 나선형으로 랩 될수 있다.

고온에서 비교적 오랜 기간의 노출 이후 조차도, 코어 랩(31)은 비교적 고 강도 및 강성을 유지한다. 예를들어, 노멕스 연사는 저레벨의 화염성을 가지며 고온에서 용해도지 않으며 처지지 않는다. 케브라 섬유는 용해되지 않고 연소되지 않으나 약 427℃에서 탄화되기 시작한다. 또한, 케브라 섬유는 파이버 글래스 섬유보다 약43%가 더 가볍다.

케브라 섬유의 비교적 높은 열 흡수성 및 약 128cfm 범위에 있는 상기 섬유의 알맞게 낮은 공기 투과성 때문에, 내부층(31)은 내부에서 코어 쪽으로 대류하는 뜨거운 공기의 흐름을 저지한다. 또한, 일단 코어(21)가 화재 동안 질이 저하되기 시작하면, 내부층(31)은 재혼합된 PVC로부터의 가스의 외부 흐름을 저지한다.

상기는 점화 및 화염 확장을 야기시키는 화염 전면으로 연기의 이동을 방지한다.

작은 크기의 쌍 케이블의 집합체인 예를 들어 25쌍인 큰 케이블에 대한 본 발명의 시스 시스템(30)의 양호한 실시예가 제1도 및 제3도 내지 제4도에 도시되었다. 여기서, 내부층(31)은 플루오로카본 수지 액체코팅이 주입되고 적당히 경화되어진 직조 유리 층(34)으로 둘러싸여 있다. 상기 플루오로카본 수지는 예를 들면, 이.아이.듀퐁 캄파니사 제품인 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 수지일수도 있다. PTFE수지가 주입되어 있는 직조 유리 스트립을 등록 상표 플루오로그라스 테이프로 오크 머티리얼 그룹 회사에 의해 시판되고 있다.

층(34)이 직조 되고 수지가 직조 유리의 틈을 채우기 때문에, 상기 층은 코어 내로 공기 흐름을 최소화하는 0.878subic meter/min의 범위의 비교적 낮은 공기 투과성을 갖는 것을 특징으로 한다. 비록 양호한 실시예에서, 상기 층(34)이 내부 층(31) 주위에 나선형으로 덮여 졌어도, 직조 유리층(34)은 종으로 덮혀질 수 있다.

열기계적 및 유전체 강도를 제공하기 위해, 케이블 시드 시스템(30)의 외부는 외부 자켓(40, 제1도 및 제2도 참조)를 포함한다. 상기 외부 자켓은 중합체 체인에 불화물 이온을 포함하는 불화된 중합체를 구비하는 불화 중합체 플라스틱 물질로 만들어진다. 상기 불화 중합체 플라스틱 물질은 질의 저하없이 비교적 고온에서 견딜 수 있고 압출되어 질 수 있다. 양호한 실시예에서, 상기 외부 자켓(40)은 키나르(KYNAR

) PVDF 물질과 같은 폴리비닐리딘 불화물(PVDF) 물질을 포함한다. 투명한 이러한 물질은 펜실바니아, 필라델피아의 펜왈트 코프레이션에 의해 발행된 팜플렛 지정 잡지 PL-148-A-3/81-W77020-5M에 기술되어 있다. 상기 외부자켓(40)물질의 열도전성은 약 0.00024 내지 0.0003cal.cm/cm²sec ℃의 범위에 있다. 상기 자켓은 0.30 내지 0.34 cal./gm/℃의 특수 열과 44%의 제한된 산소 지수를 갖는다. 상기 자켓의 초기 열적분리는 350℃이상에서발생된다.

전술된 바와 같이, 미합중국 특허 제4,284,842호의 케이블 시스템은 코어 랩 물질로 둘러싸인 장벽내에 형성되는 금속 스트립을 포함한다. 높은 연료 함유량 및 큰 크기의 쌍케이블에 대해 필요로 될수도 있는 열반사 금속 실드의 사용은 여분의 제조 단게를 필요로하며, 높은 라인 속도의 사용을 방지하여, 작은 크기의 쌍 케이블에 대해서는 다소간 비유연할 케이블을 초래한다. 비교적 소수의 도체쌍을 가진 케이블에 적합한 본 발명의 시드 시스템(30)은 금속 반사 장벽을 포함하지 않는다. 그리고 상기 시드 시스템은 코어(21) 주위에 랩되어야 하는 테이프로 구성된 외부 자켓을 포함하지 않는다. 대신에, 상기 자켓(40)을 포함하는 물질이 압출될 수 있다. 상기 키나르 플라스틱 물질은 상기 물질의 압출을 촉진하는 우수한 열 안정성 및 용해 공정 능력을 갖는다.

상기 시드 시스템(30)의 성분은 선정된 시간동안 코어(21)내로 열 에너지의 전달을 지연시키는 시스템을 제공하는데 협력한다. 도체 절연체(23)를 분리하는 도전성 열 전달이 지연되기 때문에, 연기 방출과 그로인한 화염 확산이 제어된다. 최소한 선정된 시간 동안 상기 열 에너지은 아라미드 섬유의 혼합체의 코어 랩을 포함하는 층에 의해 흡수된다.

케이블(20)의 제조에 있어서, 다수의 도체(22-22)를 포함할 수 있는 코어(21)는 라인(50, 제6도 참조)을 따라 앞으로 나아간다. 상기 도체(22-22)는 공급(51-51)으로부터 공급된다. 아라미드 직물의 스트립(52)은, 직조 수지가 주입된 유리의 스트립(54)이 장치(55)에 의해 내부 층(31)을 형성한다. 상기 층(34)내에 형성된 후에, 장치(53)에 의해 코어(21)주위에 랩되어 상기 내부 층(31)을 형성한다. 상기 층(34)은 자켓 물질이 압출되는 비교적 매끈한 표면을 제공하며 자켓(40)의 압출에 앞서, 코어(21)주위에 배치된 상기 내부층(31)을 지탱한다. 결과로서, 불화증합체 플라스틱 물질의 노칭이 최소화된다. 그래서 랩된 코어가 압출기(56)를 통해 앞으로 나아가는데, 여기에서, 키나르 플라스틱 물질과 같은 불화 중합체 물질의 외부 자켓이 랩된 코어를 둘러싸게 한다. 상기 자켓이 입력된 케이블이 흠통(57)을 통해 나아가는데, 여기서 냉각된 물에 의해 상기 케이블이 냉각된다. 완성된 플리넘 케이블이 릴(도시되지 않음)상에 감겨진다.

코어 주위에, 내부층(31) 및 압출된 층(40)을 포함하는 시드 시스템의 봉입물의 단단함은 연기의 발생을 형성시키고 상기 연기 발생을 증가시킬 수 있는 탄화량에 영향을 미친다. 따라서, 코어 주위의 외부 자켓을 압출할 때, 내부층(31)의 과도한 압력을 피하도록 코어가 다루어져야 한다. 만약 상기 예방 조치를 취하지 않으면, 상기 층(31)은 제조 동안에 압축이 많이되어 열 장벽으로서의 상기 층(31)의 효율이 감소된다. 또한, PVC탄화 매카니즘이 저지되어, 시임을 통해 달아날 수도 있고 하부 흐름을 점화시킬 수도 있는 휘발성 가스의 방출을 유도할 것이다.

샘플 케이블의 화염 확장 및 연기 방출 특성은 통신 케이블용으로 변경된 바와 같은 A.S.T.M E-84에 따른 널리 공지된 스테이너 터널(Steiner Tunnel) 테스트를 사용하므로 증명될 수 있고 이제는 언더라이트즈의 실험실 테스트 U＞L＞910이라 불린다. 테스트 910은 덕트, 플리넘 및 주위 공기를 사용하는 다른 공간내에 설치되어질 케이블의 관련 화염 전달 및 연기 발생 특성을 결정하기 위한 테스트 방법이다. 테스트는 대체로 열 방사에 의해 둘째로 전도에 의해 마지막으로 대류에 의해 열이 케이블 코어(21)내로 전달되는 것을 보여준다. PVC 절연체의 외부로 면한 표면을 따라 상기 PVC절연의 탄화는 내부 대류 공기 이동을 차단하므로 PVC의 더 이상의 질이 저하를 억제하는 작용을 한다. 탄화된 PVC도체 절연체(61, 제7도 참조)는 화염(62)에 인접한 케이블의 부분에 또다른 PVC분리를 극소화시키기 위해 케이블(20)의 길이의 일부를 효과적으로 차단한다. 상기의 절연체를 분리시키고 연기 발생을 야기시키는 가열된 공기의 세로방향 이동을 방지한다.

[실시예]

약 0.015cm의 두게를 가진 폴리염화비닐 절연체에 의해 각기 절연된 4쌍의 0.51mm 구리 도체를 포함하는 코어는 0.076cm의 두께와 1.27cm의 폭을 가진 비-직조 아라미드 섬유 스트립으로 둘러싸여 있다. 상기 스트립은 약 0.32cm의 폭을 가진 세로로 중첩된 시임으로 형성된다. 상기 스트립은 더블유.에스.리베이캄파니에 의해 제조된 아라미드 912스트립인데, 약 66g/m²의 무게와, 약 128cfm의 공기투과성 및 0.00024cal.cm/cm²sec.℃의 열 전도성을 갖는다. 층(31)은 0.023cm²/sec의 열확산도와 6.35미크론의 평균 섬유 직경을 갖는다. 상기 아라미드 스트립의 위에 키나르 불화플라스틱 물질로 만들어진 자켓이 압출된다. 상기 자켓은 약 0.038cm의 두께를 갖는다.

상기 케이블은 전술한 언더라이트즈의 실험실 테스트 UL910에 따른 스테이너 터널 테스트로 테스트하며, 904℃의 온도 또는 6.3watts/㎠ 만큼 높은 입사 열속(incident heat fluxes)에 노출된다. 다른 구조를 가진 케이블(1) 내지 (3)이 테스트되고 본 발명의 케이블(20)인 케이블(4)와 함게 이하 표 1의 일람표를 만든다.

[표 1]

[실시예 2]

약 0.015cm의 두께를 가진 PVC 절연체에 의해 각기 절연된 25쌍의 구리 도체를 포함하는 코어는 비-직조 아라미드 섬유 스트립으로 둘러싸여 있다. 0.152cm의 두께와 4.13cm의 폭을 가진 스트립은 실시예 1의 스트립과 동일한 물질로 만들어진다.

상기 아라미드 스트립의 위에 폴리테트라플루오로에틸렌 수지가 주입되었고 0.006cm의 두께와 1.9cm의 폭을 가진 직조 유리 스트립이 나선형으로 랩된다. 상기 직조 유리 스트립은 31.5cfm의 투과성과 0.0006cal.cm/㎠sec.℃의 열 도전성을 갖는다. 그후에 키나르 플라스틱 물질을 포함하는 0.06cm 두께의 자켓이 랩된 코어 주위에 압출된다.

상기 케이블은 전술한 언더라이트즈의 실험실 테스트 UL910에 따른 스테이너 터널 테스트로 테스트하며, 904℃의 온도와 6.3watts/cm²만큼 높은 입사 열속에 노출된다. 다른 구조를 가진 케이블(1) 내지 (3)이 테스트되고 본 발명의 케이블(20)인 케이블(5)와 함께 이하 표 2의 일람표를 만든다.

[표 2]

표 1 및 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 케이블(20)은 금속 도관에서의 PVC 케이블과 테프론-에프이피(TEFLON

-FEP) 자켓을 입한 케이블이 편리하게 비교되는 특성을 가진다. 케이블(20)은 매우 만족스러운 화염 확장 방지를 제공할 뿐만 아니라 연기 발생을 억제하는 것을 특징으로 한다. 연기 방출의 측정은 광학 검출기에 의해 식별된 바와 같은 시간 길이 동안 암흑화 측정인 광학 밀도라 불리운다. 광학 밀도가 낮으면 낮을수록 연기 특성이 낮아지고, 그로 인해 더욱 바람직하다. 전형적인 피크광학 밀도 값은 금속 도관내의 PVC 절연체 및 자켓을 입힌 케이클에 대해서는 0.30 내지 0.38이며, 테프론으로 덮혀진 케이블에 대해서는 0.1 내지 0.35이고, 본 발명의 케이블(20)에 대해서는 0.15 내지 0.39이다.

본 발명의 시드 시스템(30)은 (a) 중첩된 시임에서 너무 이른 점화를 제거하며; (b) 코어(21)로 도전된 열의 전달을 지연시켜 PVC 절연이 적게 저하되게 하여 연기가 적게 발출하게 하므로 화염이 적게 확장되게 하며; (c) UL터널 테스트의 길이에 걸쳐 나타난 방사 에너지를 효과적으로 흡수하며; (D) PVC 절연체가 완전히 탄화되게하여 케이블 길이를 따라 흐르는 대류성 열분해 가스를 차단한다.

Claims (14)

1. 플라스틱코팅(23)으로 감싸여진 적어도 하나의 도체(22)를 포함하는 코어(21)와,상기 코어를 감싸는 시드 시스템(30)을 포함하여 화염 확장 및 연기 방출을 저지시키는 케이블에 있어서, 상기 시드 시스템은 낮은 열적 도전성을 가지며; 상기 케이블이 고온을 받게 될 시에, 도체 코팅의 열분해에 앞서 선정된 시간 지연을 제공하는데 유효하며; 코어(21)를 감싸며, 낮은 공기 투과성과 높은 열흡수성을 가진 직물의 층(31) 및, 상기 직물의 층을 감싸는 불화중합체 플라스틱 물질의 외부 자켓(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
2. 제1항에 있어서, 상기 코어(21)는 다수의 절연된 도체(22)를 포함하고 각각의 상기 도체는 폴리염화비닐 플라스틱 물질을 포함하는 절연 커버링(23)으로 감싸여 지는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
3. 제1항에 있어서, 상기 직물의 층(31)은 높은 압축성을 갖는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
4. 제1항에 있어서, 상기 자켓이 투명한 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
5. 제1항에 있어서, 상기 직물은 적어도 약 0.45의 열 흡수성을 갖는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
6. 제1항에 있어서, 상기 직물은 아라미드 직물인 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
7. 제6항에 있어서, 상기 직물의 층(31)은 비-직조 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
8. 제6항에 있어서, 상기 직물의 층(31)은 직조 직물을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
9. 제6항에 있어서, 플루오로카본 수지가 주입되었고 상기 직물의 층(31)과 상기 자켓(40)간에 끼워진 직조 유리층(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
10. 제9항에 있어서, 상기 직조 유리 층은 상기 직물의 층(제1도)주위에 나선형으로 감겨있는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
11. 제9항에 있어서, 상기 직조 유리층(34)은 상기 직물층 주위에 길이 방향으로 감겨있는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
12. 제1항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 시드 시스템(30)은 0.001 내지 0.0001cal-cm/㎠-sec℃의 범위내의 열 도전성을 갖는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.
13. 제1항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 직물의 층은 아라미드 섬유 사(絲)의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 내화성 케이블.
14. 제1항 내지 제11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 직물의 층은 높은 압축율을 가지는 것을 특징으로 하는 내화 및 내연성 케이블.

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