WO2011030937A1 - 난연성 팽창 부재용 조성물 및 이를 이용하여 형성되는 내화성 부싱 시스템 - Google Patents

난연성 팽창 부재용 조성물 및 이를 이용하여 형성되는 내화성 부싱 시스템 Download PDF

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ethylene
weight
composition
flame retardant
propylene
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기명석
소병기
임성식
강기훈
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제이에스전선 주식회사
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    • C09K21/00—Fireproofing materials
    • C09K21/02—Inorganic materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C2/00—Fire prevention or containment
    • A62C2/06—Physical fire-barriers
    • A62C2/065—Physical fire-barriers having as the main closure device materials, whose characteristics undergo an irreversible change under high temperatures, e.g. intumescent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L5/00—Devices for use where pipes, cables or protective tubing pass through walls or partitions
    • F16L5/02—Sealing
    • F16L5/04—Sealing to form a firebreak device

Definitions

  • the present invention relates to a composition for a flame retardant expansion member and a fire resistant bushing system formed using the same.
  • Fire-resistant (or flame-retardant) bushing systems are known for closing openings in the periphery of cables, pipes, etc., which pass through openings formed in walls of buildings, ships, and the like in the event of fire.
  • the flame retardant bushing system is formed of a composition that expands at high temperatures and expands in the event of a fire to close the opening to prevent the movement of gases, toxic gases, etc. through the opening from one side of the wall to the other.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0079986 discloses a flame retardant bushing system formed of a composition including a crosslinkable polymer and an expanding agent.
  • the sleeve member of the flame retardant bushing system may be formed of an ethylene propylene monomer (EPDM) compound or an ethylene-vinyl acetate (EVA) compound, and the composition forming the sleeve member uses sulfur or peroxide as a crosslinking agent. That is, the sleeve member is formed of a crosslinkable polymer.
  • EPDM ethylene propylene monomer
  • EVA ethylene-vinyl acetate
  • the flame retardant bushing system including the sleeve member formed of the crosslinkable polymer may have a poor appearance of the sleeve member due to premature crosslinking (scorch).
  • premature crosslinking corch
  • the present invention has been made to solve the problems described above, the problem to be solved by the present invention is to effectively seal the opening of the wall of a building or ship, etc. in the event of a fire and at the same time easy to form, recyclable and harmful A flame retardant bushing system with low outgassing and a composition for producing the same.
  • Composition for a flame-retardant expansion member according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is 11 to 70% by weight of non-crosslinkable polymer, 20 to 80% by weight of inorganic flame retardant, 5 to 30% by weight of expansion agent, and 0.2 to 10 lubricant Contains weight percent.
  • a fire resistant bushing system includes at least one sleeve member disposed around a cable, a pipe or the like passing through an opening of a wall, and a sealing member disposed at both sides of the sleeve member.
  • the at least one sleeve member is formed from a flame retardant expansion composition comprising 11 to 70 weight percent of a non-crosslinkable polymer, 20 to 80 weight percent of an inorganic flame retardant, 5 to 30 weight percent of an expanding agent, and 0.2 to 10 weight percent of a lubricant.
  • a flame retardant bushing system can be implemented that effectively seals an opening of a wall of a building or a vessel at the time of fire, and can be easily molded, recycled, and emits noxious gas.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a fire resistant bushing system according to an embodiment of the present invention is installed in an opening of a wall.
  • FIG. 2 is a view illustrating a state in which a sleeve member of a fire resistant bushing system according to an exemplary embodiment of the present invention is installed in an electric wire.
  • the composition for a flame retardant expansion member includes 11 to 70 wt% of the non-crosslinkable polymer, 20 to 80 wt% of the inorganic flame retardant, 5 to 30 wt% of the expanding agent, and 0.2 to 10 wt% of the lubricant. Since the composition for a flame-retardant expansion member uses a non-crosslinkable polymer as a base material, it has several advantages compared with the case where a crosslinkable polymer is used as a base material.
  • the non-crosslinked polymer there is no possibility of defects in the appearance of the product due to premature crosslinking (scorch), and since there is no unbroken crosslinking, it is possible to recycle the flame retardant expansion member produced by the composition, Since there is no formation of Char), the expansion is quick, the opening sealing property is improved, and since no crosslinking agent is used, the problem of harmful gas generation due to the crosslinking reaction can be solved at the source.
  • the content of the inorganic flame retardant when the content of the inorganic flame retardant is larger than the above range, there is a problem of equipment overload, and when the content of the inorganic flame retardant is smaller than the above range, there is a problem that the flame retardancy is lowered, so the content of the inorganic flame retardant is preferably within the above range. If the content of the expanding agent is larger than the above range, there is a problem that the appearance of the product is aesthetically deteriorated, and there is a problem of increasing contamination during operation, and if the expansion agent is smaller than the above range, the flame retardancy is lowered. It is good.
  • the content of the lubricant is larger than the above range, the price rises, and if the content of the lubricant is less than the above range, there is a problem that the overload of the manufacturing equipment occurs, the content of the lubricant is preferably within the above range.
  • the non-crosslinkable polymer is a material that is a base material of the composition for flame retardant expansion members, and there is no particular limitation in its kind, and may be a conventional organic resin containing no crosslinking agent.
  • the non-crosslinked polymer may be a mixture of ethylene propylene diene monomer (Ethylene-Propylene-Diene-Monomo, EPDM) and ethylene vinyl acetate (Ethylene Vinyl Acetate, EVA). More specifically, the non-crosslinked polymer may include 10 to 50 wt% of ethylene propylene diene monomer (EPDM) and 1 to 20 wt% of ethylene vinyl acetate (Ethylene Vinyl Acetate, EVA). .
  • the content of the ethylene propylene diene monomer is larger than the above range, there is a problem that the flame retardancy is lowered, and if the content of the ethylene propylene diene monomer is smaller than the above range, there is a problem that the price of the composition is increased, the content of the ethylene propylene diene monomer is preferably within the above range.
  • the content of ethylene vinyl acetate is larger than the above range, there is a problem that the price of the composition is increased, and when the content of ethylene vinyl acetate is smaller than the above range, there is a problem that the flame retardancy is lowered. Therefore, the content of ethylene vinyl acetate is preferably within the above range.
  • the non-crosslinked polymer may be ethylene vinyl acetate (Ethylene Vinyl Acetate, EVA), ethylene methacrylate (Ethylene Methyl Acrylate, EMA), ethylene propylene terpolymer (EPT), ethylene-propylene-diene-methylene ( Ethylene-Propylene-Diene-Methylene, EPDM), propylene oxide (Propylene Oxide, PO), polyethylene (polyethylene, PE) may be one or more selected from the group consisting of ethylene-based copolymers.
  • the inorganic flame retardant to provide flame retardancy to the composition for a flame retardant expansion member according to an embodiment of the present invention a conventional inorganic flame retardant may be used.
  • the inorganic flame retardant may be selected from the group consisting of aluminum hydroxide (ATH), magnesium hydroxide, potassium hydroxide, basic magnesium carbonate, hydrotalcite, huntite, and hydromagnesite.
  • the lubricant is to provide lubricity to the composition for the flame-retardant expansion member according to an embodiment of the present invention
  • a conventional lubricant can be used.
  • the lubricant may include 0.1 to 5% by weight of silicone rubber and 0.1 to 5% by weight of saturated fatty acid amide. If the content of the silicone rubber is greater than the above range, the price rises, and if the content of the silicone rubber is less than the above range, there is a problem that an overload of the manufacturing equipment occurs, so the content of the silicone rubber is preferably within the above range.
  • the content of the saturated fatty acid amide is larger than the above range, the price rises, and if the content of the saturated fatty acid amide is less than the above range, there is a problem of overload of the manufacturing equipment. Therefore, the content of the saturated fatty acid amide is preferably within the above range.
  • the composition for a flame-retardant expansion member according to an embodiment of the present invention may further comprise 0.1 to 5% by weight of the pigment.
  • the pigment may be carbon black.
  • the content of the pigment (carbon black) is larger than the above range, the color becomes too dark.
  • the content of the pigment (carbon black) is less than the above range, the color becomes too light. Therefore, the content of the pigment (carbon black) is within the above range. It is good to do.
  • a fire resistant bushing system includes at least one sleeve member disposed around a cable, a pipe or the like passing through an opening of a wall, and a sealing member disposed at both sides of the sleeve member.
  • the at least one sleeve member is formed from a flame retardant expansion composition according to an embodiment of the invention described above.
  • FIGS. 1 and 2 a fire resistant bushing system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state in which a fire resistant bushing system according to an embodiment of the present invention is installed in an opening of a wall
  • FIG. 2 is a view showing a state in which a sleeve member of a fire resistant bushing system according to an embodiment of the present invention is installed in an electric wire. .
  • a fire resistant bushing system may be installed in an opening of a partition wall 21 of a building or a ship.
  • a penetrating member 23 may be provided to form a penetrating path for installing a fire resistant bushing system, and the penetrating path of the penetrating member 23 may be an opening through which an electric wire, a cable, a pipe, or the like passes.
  • one or more members 11 (hereinafter, referred to as “wires”) 11 of the wires, cables, pipes, and the like penetrate through the through paths of the through members 23.
  • a fire resistant bushing system comprises one or more sleeve members 31 and a sealing member 33.
  • the sleeve member 31 is disposed around the electric wire 11.
  • a slit 35 may be formed in the sleeve member 31 along a length direction, and the sleeve member 31 is disposed around the wire 11 to surround the wire 11. .
  • the wire 11 By inserting the wire 11 into the sleeve member 31 in a state where the slit 35 is opened, the wire 11 may be inserted into the sleeve member 31 as shown in FIG. 2.
  • the sleeve member 31 may be arrange
  • the sleeve member 31 is formed of a composition for flame retardant expansion members according to the embodiment of the present invention described above.
  • the sealing member 33 is disposed on both sides of the sleeve member 31. That is, the sleeve member 31 is arrange
  • the sealing member 33 may be formed of a material having good fire resistance and adhesion.
  • the sealing member 33 may be formed by mixing expanded graphite, a melamine compound, a curing agent (silane compound), an adhesion enhancer (silane compound), or the like with a resin component such as an acrylic resin or a urethane resin.
  • the sealing member 32 may be formed of a one-component composition for sealing member disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0717721 of the applicant of the present application.
  • the sleeve member 31 of the flame retardant bushing system according to the embodiment of the present invention expands in a fire to close the passage of the penetrating member 23. Accordingly, it is possible to block the spread of the flame or harmful gas through the through passage of the through member 23 in case of fire.
  • a flame retardant member (sleeve form) was manufactured, and the flame retardant, material production workability (short), sleeve workability (extruder), sleeve appearance, and material cost of the prepared flame retardant member were Was evaluated.
  • the composition for the flame retardant expansion member according to the embodiment of the present invention is not only good in terms of material cost but also properties such as flame retardancy, material production workability, sleeve making, sleeve appearance, etc. Has an excellent advantage.
  • composition for a flame retardant expansion member according to an embodiment of the present invention and a composition for a conventional flame retardant expansion member using a crosslinking agent (product of the Korean Beele company (product of Korean Patent Publication No. 10-2004-0079986)) Oxygen index, hardness, and specific gravity were measured by the following experiment.
  • Table 3 shows a comparison of the results of measurement of oxygen index, hardness, specific gravity, and other properties of the composition for flame retardant expansion members.
  • the composition for a flame-retardant expansion member according to an embodiment of the present invention shows similar physical properties as the conventional crosslinking type composition in terms of oxygen index and specific gravity, and the composition of the conventional crosslinking type in terms of hardness It has been shown to have better physical properties. And since the composition for a flame-retardant expansion member according to an embodiment of the present invention does not occur early crosslinking, there is no possibility of appearance defects due to premature crosslinking during material production and product molding, and it is possible to recycle since crosslinking does not occur. Since there is no char formation, expansion occurs within a relatively short time, and thus, excellent sealing property is obtained, and since no crosslinking agent is used, there is an advantage that no harmful gas is generated in the crosslinking reaction.
  • the present invention relates to a composition for a flame-retardant expansion member and a flame-retardant bushing system that can be formed using the same, which can be applied to a flame-retardant bushing system of a cable such as a ship.

Abstract

본 발명은 난연성 팽창 부재용 조성물 및 이를 이용하여 형성되는 난연성 부싱 시스템에 관한 것이다. 난연성 팽창 부재용 조성물은 비가교성 폴리머 11 내지 70 중량%, 무기계 난연제 20 내지 80 중량%, 팽창제 5 내지 30 중량%, 그리고 윤활제 0.2 내지 10 중량%를 포함한다. 종래의 가교성 폴리머 대신에 비가교성 폴리머를 사용함으로써, 화재 시에 건물이나 선박 등의 벽의 개구를 효과적으로 밀봉함과 동시에 성형이 용이하고 재활용이 가능하고 유해 가스의 배출이 적은 난연성 부싱 시스템 및 이를 제조하기 위한 조성물을 제공할 수 있다.

Description

난연성 팽창 부재용 조성물 및 이를 이용하여 형성되는 내화성 부싱 시스템
본 발명은 난연성 팽창 부재용 조성물 및 이를 이용하여 형성되는 내화성 부싱 시스템에 관한 것이다.
화재 시에 건물이나 선박 등의 벽에 형성된 개구를 통과하는 케이블, 파이프 등의 주변의 개구를 폐쇄하기 위한 내화성(또는 난연성) 부싱 시스템이 알려져 있다.
난연성 부싱 시스템은 고온에서 팽창하는 조성물로 형성되며, 화재 시에 팽창하여 개구를 밀폐함으로써 벽의 한 쪽에서 다른 쪽으로 개구를 통해 기체, 유독 가스 등이 이동하는 것을 방지한다.
종래에 여러 종류의 난연성 부싱 시스템이 알려진 바 있으며, 한 예로 대한민국 공개특허공보 제 10-2004-0079986호에는 가교성 폴리머와 팽창제를 포함하는 조성물로 형성된 난연성 부싱 시스템이 소개된 바 있다.
난연성 부싱 시스템의 슬리브(sleeve) 부재는 EPDM(Ethylene Propylene Monomer) 화합물 또는 EVA(Ethylene-Vinyl Acetate) 화합물로 형성될 수 있으며, 슬리브 부재를 형성하는 조성물은 황 또는 퍼옥사이드를 가교제로 사용한다. 즉, 슬리브 부재는 가교성 폴리머로 형성된다.
이와 같이 가교성 폴리머로 형성되는 슬리브 부재를 포함하는 난연성 부싱 시스템은 조기 가교(스코치) 발생으로 인하여 슬리브 부재의 외관 불량이 발생할 가능성이 있으며, 형성된 가교 결합이 끊어지지 않아 재활용이 불가능하고, 팽창 과정에서 차르(Char) 형성으로 팽창성이 떨어져 결과적으로 개구 밀봉성이 우수하지 못하며, 황이나 퍼옥사이드 등의 가교제를 사용하므로 가교 시에 유해 가스가 발생하는 등의 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 화재 시에 건물이나 선박 등의 벽의 개구를 효과적으로 밀봉함과 동시에 성형이 용이하고 재활용이 가능하고 유해 가스의 배출이 적은 난연성 부싱 시스템 및 이를 제조하기 위한 조성물을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물은 비가교성 폴리머 11 내지 70 중량%, 무기계 난연제 20 내지 80 중량%, 팽창제 5 내지 30 중량%, 그리고 윤활제 0.2 내지 10 중량%를 포함한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱 시스템은 벽의 개구를 지나는 케이블, 파이프 등의 주위에 배치되는 하나 이상의 슬리브 부재, 그리고 상기 슬리브 부재의 양측에 배치되는 밀봉 부재를 포함한다. 상기 하나 이상의 슬리브 부재는 비가교성 폴리머 11 내지 70 중량%, 무기계 난연제 20 내지 80 중량%, 팽창제 5 내지 30 중량%, 그리고 윤활제 0.2 내지 10 중량%를 포함하는 난연성 팽창 조성물로 형성된다.
본 발명에 의하면, 화재 시에 건물이나 선박 등의 벽의 개구를 효과적으로 밀봉함과 동시에 성형이 용이하고 재활용이 가능하고 유해 가스의 배출이 적은 난연성 부싱 시스템이 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱 시스템이 벽의 개구에 설치된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱 시스템의 슬리브 부재가 전선에 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11: 전선 21: 격벽
23: 관통 부재 31: 슬리브 부재
33: 밀봉 부재
본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물은 비가교성 폴리머 11 내지 70 중량%, 무기계 난연제 20 내지 80 중량%, 팽창제 5 내지 30 중량%, 그리고 윤활제 0.2 내지 10 중량%를 포함한다. 난연성 팽창 부재용 조성물이 비가교성 폴리머를 기본 물질로 사용함으로써, 가교성 폴리머를 기본 물질로 사용하는 경우에 비해 여러 가지 장점을 가진다. 즉, 비가교성 폴리머를 사용함으로써, 조기 가교(스코치) 발생으로 인한 제품 외관에 불량이 발생할 가능성이 없으며, 끊어지지 않는 가교 결합이 없으므로 조성물에 의해 생성된 난연성 팽창 부재의 재활용이 가능하며, 차르(Char) 형성이 없기 때문에 팽창이 빨라 개구를 밀봉하는 특성이 향상되고, 가교제를 사용하지 않으므로 가교 반응에 의한 유해 가스 발생의 문제를 원천적으로 해결할 수 있다. 또한, 무기계 난연제의 함량이 상기 범위보다 큰 경우에는 설비 과부하의 문제가 있고 상기 범위보다 작은 경우에는 난연성이 저하되는 문제가 있으므로, 무기계 난연제의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다. 팽창제의 함량이 상기 범위보다 큰 경우에는 제품의 외관의 미감이 저하되고 작업 시에 오염이 증가하는 문제가 있고 상기 범위보다 작은 경우에는 난연성이 저하되는 문제가 있으므로, 팽창제의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다. 윤활제의 함량이 상기 범위보다 큰 경우에는 가격이 상승하고 상기 범위보다 작은 경우에는 제조 설비의 과부하가 발생할 문제가 있으므로, 윤활제의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다.
상기 비가교성 폴리머는 난연성 팽창 부재용 조성물의 기재가 되는 물질로서 그 종류에 있어서 특별한 제한은 없으며 가교제를 포함하지 않는 통상적인 유기 수지일 수 있다. 예를 들어, 상기 비가교성 폴리머는 에틸렌프로필렌디엔모노머(Ethylene-Propylene-Diene-Monomo, EPDM)와 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)의 혼합물일 수 있다. 더 구체적으로, 상기 비가교성 폴리머는 에틸렌프로필렌디엔모노머(Ethylene-Propylene-Diene-Monomo, EPDM) 10 내지 50 중량%와 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA) 1 내지 20 중량%를 포함할 수 있다. 에틸렌프로필렌디엔모노머의 함량이 상기 범위보다 큰 경우에는 난연성이 저하되는 문제가 있고 상기 범위보다 작은 경우에는 조성물의 가격이 상승하는 문제가 있으므로, 에틸렌프로필렌디엔모노머의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다. 그리고 에틸렌비닐아세테이트의 함량이 상기 범위보다 큰 경우에는 조성물의 가격이 상승하는 문제가 있고 상기 범위보다 작은 경우에는 난연성이 저하되는 문제가 있으므로, 에틸렌비닐아세테이트의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다.
한편, 상기 비가교성 폴리머는 에틸렌비닐아세테이트 (Ethylene Vinyl Acetate, EVA), 에틸렌메타크릴레이트 (Ethylene Methyl Acrylate, EMA), 에틸렌프로필렌터폴리머 (Ethylene Propylene Terpolymer, EPT), 에틸렌-프로필렌-디엔-메틸렌 (Ethylene-Propylene-Diene-Methylene, EPDM), 프로필렌옥사이드(Propylene Oxide, PO), 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 및 에틸렌계 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것일 수 있다.
상기 무기계 난연제는 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물에 난연성을 제공하는 것으로, 통상적인 무기계가 난연제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기계 난연제는 수산화알루미늄(ATH), 수산화마그네슘, 수산화칼륨, 염기성 탄산마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타이트, 및 하이드로마그네사이트로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
그리고 상기 윤활제는 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물에 윤활성을 제공하는 것으로, 통상적인 윤활제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 윤활제는 실리콘 고무 0.1 내지 5 중량%와 포화지방산아미드 0.1 내지 5 중량%를 포함할 수 있다. 실리콘 고무의 함량이 상기 범위보다 큰 경우에는 가격이 상승하고 상기 범위보다 작은 경우에는 제조 설비의 과부하가 발생할 문제가 있으므로, 실리콘 고무의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다. 포화지방산아미드의 함량이 상기 범위보다 큰 경우에는 가격이 상승하고 상기 범위보다 작은 경우에는 제조 설비의 과부하가 발생할 문제가 있으므로, 포화지방산 아미드의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물은 안료 0.1 내지 5 중량%를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 안료는 카본블랙일 수 있다. 안료(카본블랙)의 함량이 상기 범위보다 큰 경우에는 색상이 너무 진하게 되고 안료(카본블랙)의 함량이 상기 범위보다 작은 경우에는 색상이 너무 연하게 되므로, 안료(카본블랙)의 함량은 상기 범위로 하는 것이 좋다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱 시스템은 벽의 개구를 지나는 케이블, 파이프 등의 주위에 배치되는 하나 이상의 슬리브(sleeve) 부재, 그리고 상기 슬리브 부재의 양측에 배치되는 밀봉 부재를 포함한다. 상기 하나 이상의 슬리브 부재는 상기한 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 조성물로 형성된다.
이하에서, 첨부된 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱 시스템이 벽의 개구에 설치된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱 시스템의 슬리브 부재가 전선에 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱(bushing) 시스템은 건물이나 선박 등의 격벽(21)의 개구에 설치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 내화성 부싱 시스템의 설치를 위해서 관통로를 형성하는 관통 부재(23)가 구비될 수 있으며, 관통 부재(23)의 관통로가 전선, 케이블, 파이프 등이 통과하는 개구가 된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 관통 부재(23)의 관통로에 하나 이상의 전선, 케이블, 파이프 등의 부재(이하에서, '전선'이라고 칭함)(11)가 관통된다.
본 발명의 실시예에 따른 내화성 부싱 시스템은 하나 이상의 슬리브(sleeve) 부재(31)와 밀봉 부재(33)를 포함한다.
슬리브 부재(31)는 전선(11)의 주위에 배치된다. 도 2를 참조하면, 슬리브 부재(31)에는 길이 방향을 따라 슬릿(slit)(35)이 형성될 수 있으며, 슬리브 부재(31)가 전선(11)을 둘러싸도록 전선(11) 주위에 배치된다. 슬릿(35)을 벌린 상태에서 슬리브 부재(31)에 전선(11)을 삽입함으로써 도 2에 도시된 상태와 같이 슬리브 부재(31)에 전선(11)이 삽입될 수 있다.
한편, 슬리브 부재(31)가 관통 부재(23)의 관통로 중 전선(11)에 의해 채워지지 않은 빈 공간에 배치될 수도 있다.
슬리브 부재(31)는 위에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물로 형성된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 밀봉 부재(33)는 슬리브 부재(31)의 양측에 배치된다. 즉, 관통 부재(23)의 관통로에 슬리브 부재(31)가 배치되며, 그 양단에 밀봉 부재(33)가 배치된다.
밀봉 부재(33)는 내화성 및 접착성이 양호한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재(33)는 아크릴 수지나 우레탄 수지 등 수지 성분에 팽창 흑연, 멜라민계 화합물, 경화제(실란계 화합물), 접착 보강제(실란계 화합물) 등을 혼합하여 형성될 수 있다. 더 구체적인 예를 들어, 밀봉 부재(32)는 본 출원의 출원인의 선행 출원인 대한민국 특허 등록번호 10-0717721호에 게시된 밀봉 부재용 1액형 조성물로 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 난연성 부싱 시스템의 슬리브 부재(31)는 화재 시에 팽창함으로써 관통 부재(23)의 관통로를 폐쇄하게 된다. 이에 따라, 화재 시 화염이나 유해 가스가 관통 부재(23)의 관통로를 통해 퍼져나가는 것을 차단할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명할 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1, 그리고 비교예 1 내지 7
아래 표 1에 기재된 성분을 기재된 함량으로 혼합하여 조성물을 얻었다.
표 1 (단위: 중량%)
구 분 실시예 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
에틸렌프로필렌디엔모노머(EPDM)(DOW Chemical, 미국) 28 50 20 28 30 28 28 28
에틸렌비닐아세테이트(EVA) (LANXESS, 독일) 7 0 20 7 0 7 7 7
알루미늄트리하이드록사이드(ATH)(KC주식회사) 55 40 50 44 70 64 53 53
팽창흑연(Graphite)(현대코마산업) 9 9 9 20 9 0 9 9
실리콘 고무(윤활제)(대일소재) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 2.9 0
포화지방산아미드(윤활제)(STRUKTOL, 독일) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0 2.9
카본블랙(안료, FEF)(동양제철화학) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
총중량 함율(%) 100 100 100 100 100 100 100 100
(참고 - EPDM의 에틸렌 함량: 57%, EVA의 VA 함량: 70%, ATH: 무코팅ATH, 카본블랙: 진회색 제품)
실험예 1
상기 조성물을 이용하여 난연성 부재(슬리브(sleeve) 형태)를 제조하였으며, 제조된 난연성 부재에 대해 난연성, 재료생산 작업성(반바리), 슬리브 작업성(압출기), 슬리브의 외관, 그리고 재료 원가에 대해 평가하였다.
난연성: 산소지수(JS전선 시험기), 팽창성(JS전선 재료 규격), 자연소멸성(JS전선 재료 규격)의 시험 결과를 기초로 평가
재료생산 작업성(반바리): JS전선 반바리(믹싱기) 및 압출기의 계기판의 압력계 측정 자료를 기초로 평가
슬리브 작업성(압출기): JS전선의 압출기의 계기판의 압력계 측정 자료를 기초로 평가
위 기준으로 평가한 결과를 아래 표 2에 나타내었다.
표 2
구분 실시예 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7
난연성 양호 부족 양호 양호 양호 불량 양호 양호
재료생산 작업성(반바리) 양호 양호 점착심함 분산어려움 부하심함 양호 혼련도낮음 혼련도낮음
슬리브 작업(압출기) 양호 양호 양호 양호 부하심함 양호 양호 양호
슬리브 외관 양호 양호 양호 거침 양호 양호 양호 양호
재료 원가 중저가 중가 고가 고가 저가 중가 고가 고가
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물은 재료 원가의 측면에서 양호할 뿐만 아니라 난연성, 재료생산 작업성, 슬리브 작성, 슬리브 외관 등의 특성도 비교예들보다 우수한 이점을 갖는다.
실험예 2
그리고 가교제를 사용한 종래의 난연성 팽창 부재용 조성물(네덜란드 Beele 사의 가교 타입의 제품(대한민국 공개특허공보 제10-2004-0079986호에 의한 제품))과 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물의 산소지수, 경도, 그리고 비중을 다음 실험기로 측정하였다.
산소지수: ASTM D 2863
경도: ASTM D 2240 (JIS 정압경도계(Shore A 경도계))
비중: ASTM D 297 (JS전선의 비중계)
난연성 팽창 부재용 조성물의 산소지수, 경도, 그리고 비중의 측정 결과 및 기타 성질의 비교를 아래 표 3에 나타내었다.
표 3
구분 Beele 사 제품 실시예
산소지수 44 42
경도 70 80
비중 1.44 1.45
재료 생산 및 제품 성형 조기 가교(스코치) 발생으로 제품 외관 불량 발생 가능 조기 가교로 인한 제품 외관 불량 가능성 없음
재활용성(재가공성) 재가공이 불가능함(가교결합이 끊어지지 않음) 재활용이 가능하며 재가공 가능함
개구 밀폐성(팽창성) 일정한 차르(Char) 형성으로 팽창성이 상대적으로 떨어짐 차르(Char) 형성이 없기 때문에 팽창이 빠름
유해성 가교제(황 또는 퍼옥사이드)를 사용하므로 가교시에 유해가스 발생 가교시에 유해가스 발생하지 않음
(참고: "조기 가교"란 가공 공정 중 발생하는 우발적인 가황을 의미함)
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물은 산소지수와 비중의 면에서 종래의 가교 타입의 조성물과 유사한 물성을 보여주며 경도의 면에서는 종래의 가교 타입의 조성물보다 우수한 물성을 가지는 것으로 나타났다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 난연성 팽창 부재용 조성물은 조기 가교가 발생하지 않으므로 재료 생산 및 제품 성형 과정에서 조기 가교에 의한 외관 불량이 발생할 가능성이 없으며, 가교 결합이 발생하지 않으므로 재활용이 가능하고, 차르(Char) 형성이 없기 때문에 상대적으로 짧은 시간 내에 팽창이 일어나므로 밀폐성이 우수하며, 가교제를 사용하지 않으므로 가교 반응에서 생기는 유해가스의 발생이 없다는 이점이 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
본 발명은 난연성 팽창 부재용 조성물 및 이를 이용하여 형성될 수 있는 난연성 부싱 시스템에 관한 것으로 선박 등의 케이블의 난연성 부싱 시스템에 적용될 수 있는 것으로 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (13)

  1. 비가교성 폴리머 11 내지 70 중량%,
    무기계 난연제 20 내지 80 중량%,
    팽창제 5 내지 30 중량%, 그리고
    윤활제 0.2 내지 10 중량%
    를 포함하는 난연성 팽창 부재용 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 비가교성 폴리머는 에틸렌프로필렌디엔모노머(Ethylene-Propylene-Diene-Monomo, EPDM)와 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)의 혼합물인 난연성 팽창 부재용 조성물.
  3. 제3항에서,
    상기 비가교성 폴리머는 에틸렌프로필렌디엔모노머(Ethylene-Propylene-Diene-Monomo, EPDM) 10 내지 50 중량%와 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA) 1 내지 20 중량%를 포함하는 난연성 팽창 부재용 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 비가교성 폴리머는 에틸렌비닐아세테이트 (Ethylene Vinyl Acetate, EVA), 에틸렌메타크릴레이트 (Ethylene Methyl Acrylate, EMA), 에틸렌프로필렌터폴리머 (Ethylene Propylene Terpolymer, EPT), 에틸렌-프로필렌-디엔-메틸렌 (Ethylene-Propylene-Diene-Methylene, EPDM), 프로필렌옥사이드(Propylene Oxide, PO), 폴리에틸렌(polyethylene, PE) 및 에틸렌계 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것인 난연성 팽창 부재용 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 무기계 난연제는 수산화알루미늄(ATH), 수산화마그네슘, 수산화칼륨, 염기성 탄산마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타이트, 및 하이드로마그네사이트로 이루어진 군에서 선택된 것인 난연성 팽창 부재용 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 윤활제는 실리콘 고무 0.1 내지 5 중량%와 포화지방산아미드 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 난연성 팽창 부재용 조성물.
  7. 제1항에서,
    안료 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 난연성 팽창 부재용 조성물.
  8. 벽의 개구를 지나는 케이블, 파이프 등의 주위에 배치되는 하나 이상의 슬리브 부재, 그리고
    상기 슬리브 부재의 양측에 배치되는 밀봉 부재를 포함하며,
    상기 하나 이상의 슬리브 부재는
    비가교성 폴리머 11 내지 70 중량%,
    무기계 난연제 20 내지 80 중량%,
    팽창제 5 내지 30 중량%, 그리고
    윤활제 0.2 내지 10 중량%를 포함하는 난연성 팽창 조성물로 형성되는 내화성 부싱 시스템.
  9. 제8항에서,
    상기 비가교성 폴리머는 에틸렌프로필렌디엔모노머(Ethylene-Propylene-Diene-Monomo, EPDM)와 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA)의 혼합물인 내화성 부싱 시스템.
  10. 제9항에서,
    상기 비가교성 폴리머는 에틸렌프로필렌디엔모노머(Ethylene-Propylene-Diene-Monomo, EPDM) 10 내지 50 중량%와 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene Vinyl Acetate, EVA) 1 내지 20 중량%를 포함하는 내화성 부싱 시스템.
  11. 제8항에서,
    상기 무기계 난연제는 수산화알루미늄(ATH), 수산화마그네슘, 수산화칼륨, 염기성 탄산마그네슘, 하이드로 탈사이트, 훈타이트, 및 하이드로마그네사이트로 이루어진 군에서 선택된 것인 내화성 부싱 시스템.
  12. 제8항에서,
    상기 윤활제는 실리콘 고무 0.1 내지 5 중량%와 포화지방산아미드 0.1 내지 5 중량%를 포함하는 내화성 부싱 시스템.
  13. 제8항에서,
    상기 난연성 팽창 조성물은 안료 0.1 내지 5 중량%를 더 포함하는 내화성 부싱 시스템.
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