KR20120132418A - A fire resistant cable - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내화성 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a fire resistant cable.
내화성 케이블은 화염에 놓이게 된 후에도 전기 전도성을 유지할 수 있어야 한다. 전기전도성을 유지하려면 도전체가 기계적 지속성 및 전기전도성을 보유해야 하고, 도전체 간 쇼팅(shorting)을 막기 위해 절연재료는 충분한 절연특성을 보유해야 하며, 충분한 기계적 점착성을 가져 도전체 상에 층이 유지되어야 한다.Fire-resistant cables must be able to maintain electrical conductivity even after being placed in flames. To maintain electrical conductivity, the conductor must have mechanical persistence and electrical conductivity, the insulating material must have sufficient insulating properties to prevent shorting between conductors, and sufficient mechanical adhesion to maintain the layer on the conductor. Should be.
알루미늄의 용융점이 약 660℃이기 때문에 도전체의 기계적 지속성을 유지하기 위해서는 내화성 케이블에 알루미늄을 이용하는 것이 권장되지 않는다. 따라서, 내화성 케이블로서, 용융점이 1083℃인 구리를 사용하는 것이 더 일반적이다. 구리는 약 1083℃의 용융점을 갖는다. 알루미늄은 훨씬 낮은 온도인, 대략 660℃에서 용융된다. 내화성 케이블은 약 1000℃까지 회로보존성(circuit integrity)을 유지할 것으로 기대될 수 있다. 표면상으로는, 상기 내화성 케이블의 도전체로 이용하기에는 알루미늄은 부적당할 것이다.Since the melting point of aluminum is about 660 ° C, it is not recommended to use aluminum in fire resistant cables to maintain the mechanical durability of the conductor. Therefore, as the fire resistant cable, it is more common to use copper having a melting point of 1083 ° C. Copper has a melting point of about 1083 ° C. Aluminum melts at approximately 660 ° C., a much lower temperature. Fire resistant cables can be expected to maintain circuit integrity up to about 1000 ° C. On the surface, aluminum would not be suitable for use as a conductor of the fire resistant cable.
미국특허공보 US20080124544는 화염에 노출되었을 때 세라믹층을 형성하는 외층을 갖는 내화성 구리 케이블을 개시한다. 낮은 용융점 글레이즈(glaze)는 소성 후에 구리 도전체와 세라믹 사이의 냉각 열응력을 감소시키기 위하여 세라믹화 외피와 구리 도전체 사이에 삽입된다.US 20080124544 discloses a refractory copper cable having an outer layer that forms a ceramic layer when exposed to a flame. Low melting point glazes are inserted between the ceramic shell and the copper conductor to reduce the cooling thermal stress between the copper conductor and the ceramic after firing.
일본특허공보 JP63192895는 먼저 황산 용액 내에서 금속 부재상에 양극 산화층을 형성함으로써 금속성 부재상에 세라믹 막을 형성하고 이어서 기상 증착(vapour deposition)에 의해 세라믹 코팅을 적용하는 과정을 개시한다.JP63192895 discloses a process of forming a ceramic film on a metallic member by first forming an anodized layer on the metallic member in a sulfuric acid solution and then applying the ceramic coating by vapor deposition.
본 발명은 고온에 노출되었을 때 회로보존성을 유지할 수 있도록 점착성 외피를 형성하는 내화층을 갖는 내화성 케이블 및 비-구리 재료로 제조된 하나 이상의 도전체를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide at least one conductor made of a refractory cable and a non-copper material having a fire resistant layer which forms a tacky sheath so as to maintain circuit preservation when exposed to high temperatures.
"고온(상승된 온도, elevated temperature)"은 보통 내화성 케이블에 대해 특정된 범위, 통상적으로 약 650℃ 내지 약 1000℃의 온도를 의미한다. 그러나, 상술한 범위를 벗어나는 온도에서 본 명세서에서 설명하는 점착성 외피를 형성하는 것은 본 발명의 범위에 속한다.“High temperature” means a temperature usually specified for a fire resistant cable, typically from about 650 ° C. to about 1000 ° C. However, it is within the scope of the present invention to form the tacky sheath described herein at temperatures outside the above-mentioned range.
본 발명의 실시예에 따라, 본 발명에는 고온에 노출되었을 때 점착성 외피를 형성하는 내화층(1.004)을 갖는 내화성 케이블(1.002) 및 비-구리 재료로 제조된 하나 이상의 도전체(1.006)가 제공된다.In accordance with an embodiment of the present invention, the present invention provides a fire resistant cable (1.002) having a fire resistant layer (1.004) and a one or more conductors (1.006) made of non-copper material having a fire resistant layer (1.004) when exposed to high temperatures. do.
도전체는 알루미늄 도전체 또는 알루미늄 합금 도전체일 수 있다.The conductor may be an aluminum conductor or an aluminum alloy conductor.
도전체가 알루미늄 도전체 또는 알루미늄 합금 도전체인 특별한 실시예에서, 상기 내화층에 의해 절연되기 전에 알루미나층을 형성하기 위하여, 도전체는 양극산화단계와 같은 임의의 산화 단계에 종속되지 않는다.In a particular embodiment where the conductor is an aluminum conductor or an aluminum alloy conductor, the conductor is not subject to any oxidation step, such as anodizing, to form an alumina layer before it is insulated by the fire resistant layer.
상기 케이블은 재료들을 구별하는 전선(wire)을 포함할 수 있다.The cable may comprise a wire that distinguishes the materials.
상기 전선은 인장선(strength wire)을 포함할 수 있다.The wire may comprise a tension wire.
상기 케이블은 하나 이상의 강선(steel wire)을 포함할 수 있다.The cable may comprise one or more steel wires.
상기 내화층은 외부 내화층일 수 있다.The fireproof layer may be an external fireproof layer.
상기 내화층은 내부층일 수 있다.The fireproof layer may be an inner layer.
상기 케이블은 1000℃ 이상의 온도에서 회로보존성을 유지하도록 할 수 있고, 여기서 도전체는 상기 케이블에 요구되거나 특정되는 온도보다 더 낮은 용융점을 가질 수 있다.The cable may be capable of maintaining circuit integrity at temperatures above 1000 ° C., where the conductor may have a melting point lower than the temperature required or specified for the cable.
내화층은 고온에 노출되었을 때 세라믹을 형성하는 재료를 포함할 수 있다.The fire resistant layer may comprise a material that forms a ceramic when exposed to high temperatures.
내화층은 고온에 노출된 후에 적어도 부분적으로는 전기 절연성을 보유할 수 있다.The fire resistant layer may at least partially retain electrical insulation after exposure to high temperatures.
케이블은 화염에 노출된 후에 전기 절연성을 제공하는 부가적인 층(2.008)을 포함할 수 있다.The cable may include an additional layer 2.008 that provides electrical insulation after exposure to flame.
소성 조건(fire condition) 하에서 세라믹을 형성하는 상기 내화층은: 10 중량% 이상의 미네랄 실리케이트; 800℃ 미만의 온도에서 액상을 형성하며, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트 및 암모늄 피로포스페이트로부터 선택되는 8 중량% 내지 40 중량%의 하나 이상의 무기 포스페이트; 및 조성물의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상의 유기 중합체를 포함하는 15 중량% 이상의 폴리머 기재 조성물;을 포함하는 조성물로 제조될 수 있다. 상기 조성물은 상기 무기 포스페이트와 함께 포비성(intumescence)을 제공하는 탄화제(charring agent)가 필수적으로 결여된다; 여기서 상기 조성물은 1000℃의 온도에 30분 동안 노출되었을 때 자가-지지 세라믹 잔여물을 형성하고, 자가-지지 세라믹 잔여물은 열분해 전의 40 중량% 이상의 조성물을 포함한다.The fire resistant layer for forming a ceramic under fire conditions includes: at least 10 wt% mineral silicate; 8% to 40% by weight of one or more inorganic phosphates, which form a liquid phase at a temperature below 800 ° C. and are selected from ammonium phosphate, ammonium polyphosphate and ammonium pyrophosphate; And at least 15 wt% of a polymer base composition comprising at least 50 wt% of an organic polymer based on the total weight of the composition. The composition essentially lacks a charring agent that provides intumescence with the inorganic phosphate; Wherein the composition forms a self-supporting ceramic residue when exposed to a temperature of 1000 ° C. for 30 minutes, the self-supporting ceramic residue comprising at least 40% by weight of the composition prior to pyrolysis.
미네랄 실리케이트의 양은 조성물 총량의 15 중량% 이상으로 존재한다.The amount of mineral silicate is present at at least 15% by weight of the total amount of the composition.
조성물은 마그네슘 히드록시드, 알루미나 트리히드레이트, 마그네슘 카보네이트 및 칼슘 카보네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 무기 충전재를 더 포함할 수 있고 조성물의 양은 세라믹화 조성물 총량의 5 내지 20 중량%로 존재한다.The composition may further comprise an inorganic filler comprising at least one compound selected from the group consisting of magnesium hydroxide, alumina trihydrate, magnesium carbonate and calcium carbonate and the amount of the composition is from 5 to 20 weight of the total amount of the ceramic composition. Exists in%
상기 조성물은 칼슘 카보네이트를 세라믹화 조성물 총량의 5 내지 20 중량%의 양으로 포함할 수 있다.The composition may comprise calcium carbonate in an amount of 5 to 20% by weight of the total amount of ceramized composition.
조성물에는 하나 이상의 도전체 및 하나 이상의 절연층이 존재할 수 있다.There may be one or more conductors and one or more insulating layers in the composition.
케이블은 도전체 부근에 단일의 절연층을 가질 수 있다.The cable may have a single insulating layer near the conductor.
세라믹화 단일의 절연층은 도전체 및 자유 외부 표면에 인접한 내부 표면을 가질 수 있다.The ceramized single insulating layer may have an inner surface adjacent to the conductor and the free outer surface.
단일의 절연층은 코팅이 없는 외부 표면을 가질 수 있다.The single insulating layer can have an outer surface without a coating.
단일의 절연층은 소성 조건 하에서 겪게 되는 온도에 노출될 때 자가-지지 세라믹을 형성할 수 있다.A single insulating layer can form a self-supporting ceramic when exposed to temperatures encountered under firing conditions.
무기 포스페이트로서 암모늄 폴리포스페이트는 세라믹화 조성물 총량의 8 내지 20 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다.Ammonium polyphosphate as inorganic phosphate may be present in an amount ranging from 8 to 20% by weight of the total amount of ceramized composition.
케이블은 하나 이상의 비-알루미늄 전선 또는 도전체를 포함할 수 있다.The cable may comprise one or more non-aluminum wires or conductors.
내화층은 하기를 포함하는 재료로 제조될 수 있다: 조성물의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상의 유기 중합체를 포함하는 15 중량% 이상의 폴리머 기재 조성물; 조성물의 총 중량을 기준으로 15 중량% 이상의 실리케이트 미네랄 충전재; 및 선택적으로 상기 실리케이트 미네랄 충전재에 존재하는 하나 이상의 용융 산화물 원료, 여기서 소성 조건 하에서 겪게 되는 고온에 노출된 후에 용융 산화물은 잔여물의 1 내지 15 중량%의 양으로 존재한다.The fire resistant layer can be made of a material comprising: at least 15 wt% of a polymer base composition comprising at least 50 wt% of an organic polymer based on the total weight of the composition; At least 15% by weight silicate mineral filler based on the total weight of the composition; And optionally at least one molten oxide raw material present in the silicate mineral filler, wherein the molten oxide is present in an amount of 1 to 15% by weight of the residue after exposure to the high temperatures encountered under firing conditions.
실리케이트 미네랄 충전제는 조성물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다.The silicate mineral filler may be present in an amount of at least 25% by weight based on the total weight of the composition.
용융 산화물은 상기 고온에 노출된 후에 잔여물 내에 1 내지 10 중량%의 양으로 존재할 수 있다.Molten oxide may be present in the residue in an amount of 1 to 10% by weight after exposure to the high temperature.
용융 산화물은 상기 고온에 노출된 후에 잔여물 내에 잔여물의2 내지 8 중량%의 양으로 존재할 수 있다.Molten oxide may be present in the residue in an amount of 2 to 8% by weight of the residue after exposure to the high temperature.
소성 후에 잔여물의 중량은 내화성 조성물의 40 중량% 이상일 수 있다.The weight of the residue after firing may be at least 40% by weight of the fire resistant composition.
조성물은 소성 조건하에서 겪게 되는 고온까지 가열되었을 때 자가-지지 구조를 형성할 수 있다. The composition may form a self-supporting structure when heated to the high temperatures encountered under firing conditions.
용융 산화물은 하기로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 용융 산화물을 포함할 수 있다: The molten oxide may comprise one or more molten oxides selected from the group consisting of:
- 고온까지 가열되는 실리케이트 미네랄 충전재에 의해 생성되는 용융 산화물,Molten oxides produced by silicate mineral fillers heated to high temperatures,
- 통상적인 용융 산화물, 및Conventional molten oxides, and
- 상기 전구체의 열적 분해에 의해 용융 산화물을 형성하는 전구체. A precursor which forms a molten oxide by thermal decomposition of said precursor.
통상적인 용융 산화물은 하나 이상의 산화붕소 또는 리튬, 포타슘, 소듐, 인 및 바나듐으로부터 선택되는 하나의 금속 산화물을 포함할 수 있다.Conventional molten oxides may include one or more boron oxides or one metal oxide selected from lithium, potassium, sodium, phosphorus and vanadium.
용융 산화물은 특정 실리케이트 미네랄 충전재(예를 들어 미카)를 가열함으로써 생성될 수 있고, 독립적으로 첨가될 수 있거나 본 발명의 조성물에 포함되게 할 수 있으며, 용융 산화물의 전구체(예를 들어 금속 수산화물 또는 금속 산화물에 대한 금속 탄산염 전구체), 즉 화합물은 화염에 놓여졌을 때와 유사한 고온 조건에 노출된 후에 용융 산화물을 생성한다. Molten oxides can be produced by heating certain silicate mineral fillers (eg, mica), can be added independently or can be included in the compositions of the present invention, and the precursors of molten oxides (eg metal hydroxides or metals) Metal carbonate precursors to oxides, ie compounds produce molten oxide after exposure to high temperature conditions similar to when placed in flames.
용융 산화물 전구체는 붕산염, 금속 수산화물, 금속 탄산염 및 유리로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.The molten oxide precursor may comprise one or more materials selected from the group consisting of borate salts, metal hydroxides, metal carbonates and glass.
첨가되거나 전구체에서 유래된 용융 산화물은 납, 안티몬, 보론, 리튬, 포타슘, 소듐, 인 및 바나듐으로 이루어진 군에서 선택되는 원소의 하나 이상의 산화물을 포함할 수 있다.The molten oxide added or derived from the precursor may comprise one or more oxides of elements selected from the group consisting of lead, antimony, boron, lithium, potassium, sodium, phosphorus and vanadium.
유기 폴리머는 열가소성 폴리머, 열경화성 폴리머 및 탄성중합체로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.The organic polymer may be selected from the group consisting of thermoplastic polymers, thermosetting polymers and elastomers.
유기 폴리머는 폴리올레핀의 하나 이상의 단일중합체, 공중합체, 탄성중합체 또는 수지, 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌 삼원공중합체 고무 (EPDM), 클로로설포네이티드 폴리에틸렌 및 클로리네이트 폴리에틸렌, 비닐 폴리머, 아크릴릭 및 메타크릴릭 폴리머, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리옥시메틸렌 아세탈, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 생고무, 부틸 고무, 니트릴-부타디엔 고무, 에피클로로히드린 고무, 폴리클로로프렌, 스티렌 폴리머, 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 페놀성 수지 및 멜라민 포름알데히드 수지를 포함할 수 있다.Organic polymers include one or more homopolymers, copolymers, elastomers or resins, polyolefins, ethylene-propylene rubbers, ethylene-propylene terpolymer rubbers (EPDM), chlorosulfonated polyethylenes and chlorinated polyethylenes, vinyl polymers, Acrylic and methacrylic polymers, polyamides, polyesters, polyimides, polyoxymethylene acetals, polycarbonates, polyurethanes, raw rubbers, butyl rubbers, nitrile-butadiene rubbers, epichlorohydrin rubbers, polychloroprene, styrene polymers, styrene Butadiene, styrene-isoprene-styrene, styrene-butadiene-styrene, styrene-ethylene-butadiene-styrene, epoxy resins, polyester resins, vinyl ester resins, phenolic resins and melamine formaldehyde resins.
폴리머 기재 조성물은 15 내지 75 중량%의 제조된 내화성 조성물을 포함할 수 있다.The polymer base composition may comprise 15 to 75 wt% of the prepared fire resistant composition.
실리케이트 미네랄 충전재는 알루미노-실리케이트, 알칼리 알루미노-실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 칼슘 실리케이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.The silicate mineral filler may comprise one or more selected from the group consisting of alumino-silicates, alkali alumino-silicates, magnesium silicates and calcium silicates.
내화성 조성물은 이산화 실리콘 및 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 지르콘, 아연, 철, 주석 및 바륨의 금속 산화물 및 무기 충전재들이 열적으로 분해될 때 이들 무기 충전재들의 하나 이상의 산화물을 생성하는 무기 충전재로 이루어진 군에서 선택되는 무기 충전재를 더 포함할 수 있다.The fire resistant composition is selected from the group consisting of silicon dioxide and inorganic fillers which produce one or more oxides of these inorganic fillers when the metal oxides and inorganic fillers of aluminum, calcium, magnesium, zircon, zinc, iron, tin and barium are thermally decomposed. It may further comprise an inorganic filler.
폴리머 기재 조성물은 실리콘 폴리머를 포함할 수 있다.The polymer base composition may comprise a silicone polymer.
유기 폴리머 대 실리콘 폴리머의 중량비는 5 : 1 내지 2 : 1의 범위 내일 수 있다.The weight ratio of organic polymer to silicone polymer may be in the range of 5: 1 to 2: 1.
내화성 조성물은 실리콘 폴리머의 양을 제조된 내화성 조성물 총량의 2 내지 15 중량% 포함할 수 있다.The fire resistant composition may comprise from 2 to 15% by weight of the total amount of the fire resistant composition prepared in the amount of the silicone polymer.
30분 동안 소성 조건을 겪은 고온은 1000℃일 수 있다.The high temperature which has undergone the firing conditions for 30 minutes may be 1000 ° C.
조성물은 실리콘 폴리머인 상기 폴리머 기재 조성물의 20 내지 75 중량%; 미카 및 유리 첨가제를 포함하는 상기 무기 충전재의 15 중량% 이상을 포함할 수 있고; 잔여물 내 용융 산화물은 유리 및 미카로부터 유래되며, 이 때 미카 : 유리의 비는 20 : 1 내지 2 : 1 범위 내이다.The composition is 20 to 75% by weight of the polymer base composition is a silicone polymer; May comprise at least 15% by weight of the inorganic filler comprising mica and glass additives; The molten oxide in the residue is derived from glass and mica, where the ratio of mica to glass is in the range of 20: 1 to 2: 1.
폴리머 기재 조성물은 유기 폴리머 및 실리콘 폴리머를 5 : 1 내지 2 : 1의 중량비로 포함하고; 상기 무기 충전재는 조성물 총 중량의 10 내지 30 중량%의 미카 및 조성물 총 중량의 20 내지 40 중량%의 무기 충전재를 더 포함할 수 있다.The polymer base composition comprises an organic polymer and a silicone polymer in a weight ratio of 5: 1 to 2: 1; The inorganic filler may further comprise 10 to 30% by weight of mica of the total weight of the composition and 20 to 40% by weight of inorganic filler of the total weight of the composition.
용융 산화물은 잔여물의 5 중량%를 초과하는 양으로 잔여물 내에 존재할 수 있고, 상기 용융 산화물은 화염에 노출될 때 형성되는 세라믹 상에 유리질 피막을 형성하며, 상기 유리질 피막은 물 및 기체를 통과할 때 저항성이 강화되는 장벽층을 형성한다. Molten oxide may be present in the residue in an amount greater than 5% by weight of the residue, the molten oxide forming a glassy coating on the ceramic that is formed when exposed to a flame, the glassy coating passing through water and gas. It forms a barrier layer that is enhanced when resistant.
상기 케이블은 적절한 구조로 이루어질 수 있다.The cable may be of a suitable structure.
상기 케이블은 연선 케이블(twisted pair cable)일 수 있다(3.010). The cable may be a twisted pair cable (3.010).
상기 케이블은 평행 전선 케이블일 수 있다.The cable may be a parallel wire cable.
상기 케이블은 멀티-컨덕터 케이블일 수 있다.The cable may be a multi-conductor cable.
상기 케이블은 멀티-페어 구조로 이루어질 수 있다.The cable may be of a multi-pair structure.
이제 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 또는 실시예들을 설명할 것이며, 이러한 설명은 단지 예시적으로 제시하는 것일 뿐이다:
도 1은 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 내화성 케이블의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 두번째 실시예에 따른 내화성 케이블의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연선 케이블의 일부분을 도시한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 케이블의 단면도를 도시한다.
도면에 사용된 숫자들 중, 마침표 앞에 쓰인 숫자는 도면 번호를 나타내고, 마침표 뒤에 쓰인 숫자들은 구성요소 참조용 숫자이다. 상이한 도면에서 동일한 구성요소 참조용 숫자는 대응하는 구성요소를 표시할 수 있다.
도면의 배향은 본 발명의 실시예의 특징을 설명하기 위한 것이고, 사용에 있어서는 본 발명의 배향에 제한되는 것으로 간주해서는 안된다.
도면은 설명하는 실시예의 특징을 나타내기 위한 것으로서, 반드시 축척에 맞추어 도시한 것이 아니다.DETAILED DESCRIPTION Embodiments or embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, which description is by way of illustration only:
1 shows a cross-sectional view of a fire resistant cable according to a first embodiment of the invention.
2 shows a cross-sectional view of a fire resistant cable according to a second embodiment of the invention.
3 shows a portion of a twisted pair cable according to an embodiment of the invention.
4 shows a cross-sectional view of a cable according to another embodiment of the present invention.
Among the numbers used in the drawings, the numbers before the periods indicate the drawing numbers, and the numbers after the periods are the numbers for component reference. The same component reference numerals in different drawings may indicate corresponding components.
The orientation in the drawings is for the purpose of illustrating the features of the embodiments of the invention and should not be regarded as limiting to the orientation of the invention in use.
The drawings are intended to illustrate features of the described embodiments and are not necessarily drawn to scale.
본 발명은 첨부된 도면을 설명하기 위한 실시예의 참고용으로서만 설명될 것이다.The present invention will be described only as a reference of the embodiments for describing the accompanying drawings.
도 1은 도전체(1.006)를 둘러싸는 절연성의 내화층 또는 자켓(1.004)을 갖는 케이블(1.002)의 단면도를 나타낸다. 내화층은 화염에서 겪을 수 있는 고온에 노출되었을 때 점착성의 잔여물을 형성하는 재료로 제조될 수 있다.1 shows a cross-sectional view of a cable 1.002 having an insulating fireproof layer or jacket 1.004 surrounding conductor 1.006. The fire resistant layer may be made of a material that forms a tacky residue when exposed to high temperatures that may be experienced in a flame.
내화층은 고온에 노출되었을 때 세라믹을 형성하는 세라믹화 재료로 제조될 수 있다.The fire resistant layer may be made of a ceramicization material which forms a ceramic when exposed to high temperatures.
본 명세서에 참조로 포함하는 문서 WO2005/095545는 내화층으로 이용하기에 적절한 조성물을 설명한다.Document WO2005 / 095545, incorporated herein by reference, describes a composition suitable for use as a fireproof layer.
실시예Example 1 One
표 1에 A, B, C 및 D로 표시되는 조성물을 제조하는 데 이중-롤 밀(two-roll mill)이 이용되었다. 각각의 경우에, 에틸렌-프로필렌(EP) 폴리머는 밀(10-20℃)에서 밴드화 되었고 재료의 밴드가 두 롤의 닙(nip)을 통과하기 직전에 다른 구성요소들이 첨가되었고 재료의 밴드를 분리 및 재조합함으로써 구성요소들을 분산되게 한다. 상기 구성요소들이 균일하게 분산되었을 때, 과산화물이 첨가되었고 유사한 방식으로 분산되었다.Two-roll mills were used to prepare the compositions represented by A, B, C and D in Table 1. In each case, the ethylene-propylene (EP) polymer was banded in a mill (10-20 ° C.) and other components were added and the band of material was added just before the band of material passed through the nips of the two rolls. Separation and recombination allow components to be dispersed. When the components were uniformly dispersed, peroxide was added and dispersed in a similar manner.
약 7 MPa의 압력 하 170℃에서 30분 동안 경화 및 성형에 의해, 가공된 조성물로부터 약 1.7 mm 두께의 평면 직사각형 시트가 제조되었다.By curing and molding at 170 ° C. for 30 minutes under a pressure of about 7 MPa, a flat rectangular sheet about 1.7 mm thick was made from the processed composition.
약 30 mm x 13 mm x 1.7 mm의 크기를 갖는 직사각형 시트 견본을 성형된 시트에서 절단하고, 느린 소성 조건(12℃/분의 온도 증가율로 상온에서 1000℃까지 가열한 후 30분 동안 1000℃를 유지하는 조건)또는 급속 소성 조건(시트를 1000℃로 미리 예열된 용광로에 넣고 30분 동안 유지하는 조건) 하에서 소성(firing)시켰다. 소성 이후에, 각 샘플은 세라믹의 형태로 변했다. 소성에 의해 유발된 길이의 변화는 소성 전후의 견본의 길이를 측정함으로써 결정되었다. 소성에 의해 유발된 견본의 확장은 길이의 양의 변화로, 수축(위축)은 길이의 음의 변화로 기록된다.Rectangular sheet swatches having a size of about 30 mm x 13 mm x 1.7 mm were cut from the molded sheet and heated to 1000 ° C. at room temperature at 1000 ° C. for 30 minutes after slow firing conditions (12 ° C./min temperature increase rate). Holding conditions) or firing under rapid firing conditions (the conditions in which the sheet was placed in a preheated furnace at 1000 ° C. for 30 minutes). After firing, each sample turned into a ceramic form. The change in length caused by firing was determined by measuring the length of the specimen before and after firing. The expansion of the specimen caused by firing is recorded as a positive change in length, and shrinkage (atrophy) is recorded as a negative change in length.
1000℃의 화염에서, 조성물 A, B, C 및 D는 최소의 크기 변화로 초기의 모양을 보유한 단단하고 강한 세라믹으로 변형된다.At a flame of 1000 ° C., compositions A, B, C and D are transformed into hard and strong ceramics that retain their initial shape with minimal change in size.
실시예Example 2 2
본 실시예는 표 2에서 "E"로 표시되는 조성물의 특성을 테스트한다. 본 실시예에서 EP 폴리머는 밀 (40-50℃)에서 밴드화 되었고 재료의 밴드가 두 롤의 닙(nip)을 통과하기 직전에 다른 구성요소들이 첨가되었고 재료의 밴드를 분리 및 재조합함으로써 구성요소들을 분산되게 한다. 상기 구성요소들이 균일하게 분산되었을 때, 과산화물이 첨가되었고 유사한 방식으로 분산되었다.This example tests the properties of the composition indicated by "E" in Table 2. In this example, the EP polymer was banded in a mill (40-50 ° C.) and the other components were added just before the band of material passed through the nips of the two rolls and the components were separated and recombined. Make them distributed. When the components were uniformly dispersed, peroxide was added and dispersed in a similar manner.
약 7 MPa의 압력 하 170℃에서 30분 동안 경화 및 성형에 의해, 가공된 조성물로부터 약 1.7 mm 두께의 평면 직사각형 시트가 제조되었다.By curing and molding at 170 ° C. for 30 minutes under a pressure of about 7 MPa, a flat rectangular sheet about 1.7 mm thick was made from the processed composition.
약 30 mm x 13 mm x 1.7 mm 의 크기를 갖는 직사각형 시트 견본을 성형된 시트에서 절단하고, 급속 소성 조건(1000℃로 유지되는 용광로에 첨가하고 30분 동안 1000℃로 유지하는 조건) 하에서 소성시켰다. 소성 후에, 샘플은 세라믹의 형태로 변했다. 조성물 "E"가 원래의 크기를 유지하는 세라믹 잔여물을 형성하는 것을 육안으로 확인할 수 있었다. 느린 소성 조건 하에서 이루어진 테스트는 조성물 "E"가 자가 지지하는 것을 보여주었다. 조성물 "E"는 그물 형상 리텐션(net shape retention)을 보여주었다(우수한 크기 안정성(dimensional stability)).Rectangular sheet swatches having a size of about 30 mm x 13 mm x 1.7 mm were cut from the molded sheet and fired under rapid firing conditions (addition to the furnace maintained at 1000 ° C. and maintained at 1000 ° C. for 30 minutes). . After firing, the sample turned into a ceramic form. It could be visually confirmed that composition "E" forms a ceramic residue that retains its original size. Tests made under slow firing conditions showed that composition "E" self-supported. Composition "E" showed net shape retention (excellent dimensional stability).
실시예Example 3: 3:
본 실시예는 본 발명에 따른 열가소성 조성물의 제조에 관한 것이다. 표 3의 조성물들이 제조되었다:This example relates to the preparation of the thermoplastic composition according to the invention. The compositions of Table 3 were prepared:
표 3의 조성물 G 및 H는 Haake Record Batch Mixer를 이용하여 폴리머를 각각의 충전재 및 첨가제 조합과 혼합함으로써 제조되었다. Compositions G and H in Table 3 were prepared by mixing the polymer with each filler and additive combination using a Haake Record Batch Mixer.
조성물 G는 TPV 펠렛 및 충전재와 각각 미리 혼합되어 가공 보조제로 이용되는 칼슘 스테아레이트 및 파리핀을 갖는 열가소성 가황(TPV, Santoprene 591-73)을 기본으로 하였고, 이어서 폴리스티렌 조성물에 대해서도 같은 방식으로 혼합되었다. Composition G was based on thermoplastic vulcanizates (TPV, Santoprene 591-73) with calcium stearate and paraffin, which were premixed with TPV pellets and fillers, respectively, to be used as processing aids, and then mixed in the same way for polystyrene compositions. .
조성물 H는 에틸렌 프로필렌 디엔 폴리머(Nordel 3745)를 기본으로 하였다. 조성물 H는 가교결합되지 않았다. 조성물 G와는 달리 조성물 H는 1700℃에서 혼합되었다.Composition H was based on ethylene propylene diene polymer (Nordel 3745). Composition H was not crosslinked. Unlike composition G, composition H was mixed at 1700 ° C.
3 mm 두께의 플라크는 약 10 MPa의 압력하에서 약 10분 동안 155 내지 180℃에서 상기 조성물들로부터 압축성형되었다. 이어서 견본들은 플라크로부터 절단되었다. 견본들 중 한 세트는 느린 소성 조건에서 소성되었고 상기에 설명된대로 테스트되었다. 열가소성 플라스틱에 기초한 상기 두 조성물들은 느린 소성 후에 10% 미만의 길이 변화 및 0.3 MPa 초과의 휨 강도를 갖는 자가-지지 세라믹을 생성했다.A 3 mm thick plaque was compression molded from the compositions at 155-180 ° C. for about 10 minutes under a pressure of about 10 MPa. The specimens were then cut from the plaques. One set of specimens was fired at slow firing conditions and tested as described above. The two compositions based on thermoplastics produced self-supporting ceramics having a length change of less than 10% and a flexural strength of greater than 0.3 MPa after slow firing.
점착층을 위한 적절한 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 유기 폴리머를 50 중량% 이상을 포함하는 15 중량% 이상의 폴리머 기재 조성물; 조성물의 총 중량을 기준으로 15 중량% 이상의 실리케이트 미네랄 충전재; 및 선택적으로 상기 실리케이트 미네랄 충전재에 존재하는 하나 이상의 용융 산화물 원료를 포함할 수 있고, 소성 조건을 거쳐 상승된 온도에 노출된 후, 용융 산화물은 잔여물의 1 내지 15 중량%의 양으로 존재한다.Suitable compositions for the tacky layer include at least 15% by weight polymer based composition comprising at least 50% by weight organic polymer, based on the total weight of the composition; At least 15% by weight silicate mineral filler based on the total weight of the composition; And optionally one or more molten oxide raw materials present in the silicate mineral filler, wherein after being exposed to elevated temperatures via firing conditions, the molten oxide is present in an amount of 1 to 15% by weight of the residue.
실리케이트 미네랄 충전재는 조성물의 총 중량을 기준으로 25 중량% 이상의 양으로 존재할 수 있다.The silicate mineral filler may be present in an amount of at least 25% by weight based on the total weight of the composition.
용융 산화물은 상기 고온에 노출된 후에 1 내지 10 중량%의 양으로 잔여물 내에 존재할 수 있다.Molten oxide may be present in the residue in an amount of 1 to 10% by weight after exposure to the high temperature.
용융 산화물은 상기 고온에 노출된 후에 2 내지 8 중량%의 양으로 잔여물 내에 존재할 수 있다.Molten oxide may be present in the residue in an amount of 2 to 8% by weight after exposure to the high temperature.
소성 후 잔여물의 중량은 내화성 조성물의 40 중량% 이상일 수 있다.The weight of the residue after firing may be at least 40% by weight of the fire resistant composition.
추가적인 additional 실시예Example ::
본 발명에 참조로 포함된 WO2004/035711의 명세서에는 내화층으로 이용되기에 적절할 수 있는 조성물이 설명되어 있다. 본 실시예에서 조성물은 소성 조건을 겪으면서 고온까지 가열될 때 자가-지지 구조를 형성할 수 있다.The specification of WO2004 / 035711, incorporated by reference herein, describes a composition that may be suitable for use as a fireproof layer. In this embodiment the composition may form a self-supporting structure when heated to high temperatures while undergoing firing conditions.
용융 산화물은 상승하는 온도까지 가열될 때 실리케이트 미네랄 충전재로부터 생성될 수 있다.Molten oxide can be produced from the silicate mineral filler when heated to an elevated temperature.
용융 산화물 전구체는 보론, 금속 수산화물, 금속 탄산염 및 유리로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 재료를 포함할 수 있다.The molten oxide precursor may comprise one or more materials selected from the group consisting of boron, metal hydroxides, metal carbonates and glass.
첨가되거나 전구체로부터 생성된 용융 산화물은 납, 주석, 보론, 리튬, 포타슘, 소듐, 인 및 바나듐으로 이루어진 군에서 선택되는 원소의 하나 이상의 산화물을 포함할 수 있다.The molten oxide added or produced from the precursor may comprise one or more oxides of an element selected from the group consisting of lead, tin, boron, lithium, potassium, sodium, phosphorus and vanadium.
유기 폴리머는 열가소성플라스틱 폴리머, 열경화성 폴리머 및 탄성체의 그룹으로부터 선택될 수 있다.The organic polymer can be selected from the group of thermoplastic plastic polymers, thermosetting polymers and elastomers.
유기 폴리머는 하나 이상의 폴리올레핀의 단일중합체, 공중합체, 탄성체 또는 수지, 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌 삼원공중합체 고무(EPDM), 클로로설포네이티드 폴리에틸렌 및 클로리네이트 폴리에틸렌, 비닐 폴리머, 아크릴릭 및 메타크릴릭 폴리머, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리옥시메틸렌 아세탈, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 생고무, 부틸 고무, 니트릴-부타디엔 고무, 에피클로로히드린 고무, 폴리클로로프렌, 스티렌 폴리머, 스티렌-부타디엔, 스티렌-이소프렌-스티렌, 스티렌-부타디엔-스티렌, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌, 에폭시 수지, 폴리에스테르 수지, 비닐 에스테르 수지, 페놀성 수지 및 멜라민 포름알데히드 수지를 포함할 수 있다.Organic polymers are homopolymers, copolymers, elastomers or resins of one or more polyolefins, ethylene-propylene rubbers, ethylene-propylene terpolymer rubbers (EPDM), chlorosulfonated polyethylene and chlorinated polyethylene, vinyl polymers, acrylics and meta Krillic polymers, polyamides, polyesters, polyimides, polyoxymethylene acetals, polycarbonates, Polyurethane, raw rubber, butyl rubber, nitrile-butadiene rubber, epichlorohydrin rubber, polychloroprene, styrene polymer, styrene-butadiene, styrene-isoprene-styrene, styrene-butadiene-styrene, styrene-ethylene-butadiene-styrene, epoxy Resins, polyester resins, vinyl ester resins, phenolic resins and melamine formaldehyde resins.
폴리머 기재 조성물은 15 내지 75 중량%의 제조된 내화성 조성물을 포함할 수 있다.The polymer base composition may comprise 15 to 75 wt% of the prepared fire resistant composition.
실리케이트 미네랄 충전재는 알루미노-실리케이트, 알칼리 알루미노-실리케이트, 마그네슘 실리케이트 및 칼슘 실리케이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.The silicate mineral filler may comprise one or more selected from the group consisting of alumino-silicates, alkali alumino-silicates, magnesium silicates and calcium silicates.
내화성 조성물은 이산화 실리콘 및 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 지르콘, 아연, 철, 주석 및 바륨의 금속 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 무기 충전재 및 무기 충전재가 열적으로 분해될 때 하나 이상의 상기 산화물들을 생성하는 무기 충전재를 더 포함할 수 있다.The fire resistant composition is an inorganic filler selected from the group consisting of silicon dioxide and metal oxides of aluminum, calcium, magnesium, zircon, zinc, iron, tin and barium, and an inorganic filler that produces one or more of these oxides when thermally decomposed. It may further include.
폴리머 기재 조성물은 실리콘 폴리머를 포함할 수 있다.The polymer base composition may comprise a silicone polymer.
유기 폴리머 대 실리콘 폴리머의 중량비는 5 : 1 내지 2 : 1의 범위 내일 수 있다.The weight ratio of organic polymer to silicone polymer may be in the range of 5: 1 to 2: 1.
내화성 조성물은 제조된 내화성 조성물의 총량을 기준으로 2 내지 15 중량%의 양으로 실리콘 폴리머를 포함할 수 있다.The fire resistant composition may comprise a silicone polymer in an amount of 2 to 15 weight percent based on the total amount of the fire resistant composition prepared.
소성 조건 하의 고온은 30분 동안 1000℃일 수 있다. The high temperature under the firing conditions may be 1000 ° C. for 30 minutes.
조성물은 실리콘 폴리머인 상기 폴리머 기재 조성물의 20 내지 75 중량%; 상기 무기 충전재가 미카 및 유리 첨가제를 포함하는 무기 충전재의 적어도 15 중량% 이상; 및 유리로부터 생성된 잔여물 내 용융산화물을 포함할 수 있고, 미카는 미카 : 유리의 비가 20 : 1 내지 2 : 1이다. The composition is 20 to 75% by weight of the polymer base composition is a silicone polymer; At least 15% by weight of the inorganic filler including the mica and the glass additive; And molten oxide in the residue produced from the glass, the mica having a mica: glass ratio of 20: 1 to 2: 1.
폴리머 기재 조성물은 유기 폴리머 및 실리콘 폴리머를 5 :1 내지 2 : 1의 중량비로 포함하고; 상기 무기 충전재는 총 중량의 10 내지 30 중량%의 미카 및 총 중량의 20 내지 40 중량%의 무기 충전재를 더 포함할 수 있다.The polymer base composition comprises an organic polymer and a silicone polymer in a weight ratio of 5: 1 to 2: 1; The inorganic filler may further comprise 10 to 30% by weight of mica of the total weight and 20 to 40% by weight of the inorganic filler of the total weight.
용융 산화물은 잔여물 내에 잔여물의 5 중량%를 초과하는 양으로 존재할 수 있고, 상기 용융 산화물은 화염에 노출되었을 때 형성되는 세라믹 상에 유리질 피막을 형성하며, 상기 유리질 피막은 물 및 기체가 통과할 때 저항성이 증가하는 장벽층을 형성한다.Molten oxide can be present in the residue in an amount greater than 5% by weight of the residue, the molten oxide forming a glassy coating on the ceramic that is formed when exposed to a flame, the glassy coating through which water and gas will pass. When forming a barrier layer that increases resistance.
상기 조성물 양이 최대일 때 조성물의 가공성에 의해 영향을 받게 된다. 충전재가 매우 많으면 혼합된 조성물을 형성하는 것이 어려울 수 있다. 통상적으로, 실리케이트 미네랄 충전재의 최대값은 약 80 중량%이다. 이용된 실리케이트 미네랄의 양 및 유형도, 잔여물 내 소성 조건의 고온에서 조성물을 가열함으로써 형성된 특정 범위의 용융 산화물을 갖기 위해 요구되는 조건에 의해 영향을 받게 될 것이다. When the amount of the composition is at a maximum, it is affected by the processability of the composition. Too much filler can make it difficult to form a mixed composition. Typically, the maximum value of the silicate mineral filler is about 80% by weight. The amount and type of silicate minerals used will also be influenced by the conditions required to have a specific range of molten oxide formed by heating the composition at high temperatures of firing conditions in the residue.
용융 산화물은 특정 유형의 실리케이트 미네랄 충전제(예 미카)를 가열함으로써 상승하는 온도에서 인 시츄(in situ)로 생성될 수 있고, 용융 산화물을 제조하기 위해서 충전재 입자의 표면에서 이용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로서 용융 산화물은 실리케이트 미네랄 충전재 이외의 원료로부터 유래될 수 있다. 하기에 설명하는 것처럼, 용융 산화물은 고온에서 접착된 생성물의 형성을 보조하는 "점착제"로 행동하는 것으로 보인다. 용융 산화물은 충전재 입자의 가장자리에 있는 플럭스(flux)를 결합하는 데 기여하는 것으로 보인다. 실리케이트 미네랄 충전재의 존재 비율이 높으면 상승된 온도에서 세라믹이 형성될 때와 세라믹이 냉각될 때 조성물의 수축 및 크래킹(cracking)이 거의 일어나지 않을 수 있다.Molten oxides can be produced in situ at elevated temperatures by heating certain types of silicate mineral fillers (eg Mica) and can be used at the surface of the filler particles to produce molten oxides. Additionally or alternatively, the molten oxide may be derived from raw materials other than silicate mineral fillers. As explained below, the molten oxide appears to act as a "sticker" to assist in the formation of the bonded product at high temperatures. Molten oxide appears to contribute to bonding the flux at the edge of the filler particles. High presence of silicate mineral fillers can result in little shrinkage and cracking of the composition when the ceramic is formed at elevated temperatures and when the ceramic is cooled.
용융 산화물은 이산화 붕소 또는 리튬, 포타슘, 소듐, 인 및 바나듐의 산화물로부터 선택되는 금속 산화물일 수 있다.The molten oxide can be boron dioxide or a metal oxide selected from oxides of lithium, potassium, sodium, phosphorus and vanadium.
용융 산화물은 특정 실리케이트 미네랄(예 미카)을 가열함으로써 생성될 수 있고, 특정 실리케이트 미네랄은 독립적으로 첨가될 수 있거나 본 발명의 조성물에 포함될 수 있고, 용융 산화물의 전구체(예 금속 수산화물 또는 금속 산화물에 대한 금속 탄산염 전구체)는, 소성을 겪는 것과 유사한 고온에 노출된 후에 용융 산화물을 생성하는 화합물이다. Molten oxides can be produced by heating certain silicate minerals (eg Mica), certain silicate minerals can be added independently or included in the compositions of the present invention, and the precursors of molten oxides (such as metal hydroxides or metal oxides) Metal carbonate precursors) are compounds that produce molten oxide after exposure to high temperatures similar to those undergoing firing.
중심부는 구리보다 낮은 용융점을 갖는 도전체일 수 있다.The central portion may be a conductor having a lower melting point than copper.
중심부는 케이블의 회로보존성(circuit integrity)에 요구되거나 케이블의 회로보전성을 위해 특정된 온도보다 낮은 용융점을 갖는 도전체일 수 있다.The central portion may be a conductor having a melting point lower than the temperature specified for the circuit integrity of the cable or specified for the circuit integrity of the cable.
중심부 도전체는 알루미늄 또는 알루미늄 합금일 수 있다.The central conductor may be aluminum or an aluminum alloy.
도 2에 나타나는 추가적인 실시예는, 중간층(2.008)이 도전체(2.006) 및 자켓(2.004) 사이에 적용됨을 보여준다. 자켓(2.004)은 상승하는 온도에 노출되었을 때 점착층을 형성한다. An additional embodiment shown in FIG. 2 shows that an interlayer 2.008 is applied between the conductor 2.006 and the jacket 2.004. Jacket 2.004 forms an adhesive layer when exposed to rising temperatures.
중간층(2.008)은 도전체 및 내화층의 상호작용을 줄이기 위한 완충층일 수 있다.The intermediate layer 2.008 may be a buffer layer to reduce the interaction between the conductor and the fireproof layer.
중간층은 상승하는 온도에 노출된 후에 절연적인 특성을 보유하는 절연층일 수 있다.The intermediate layer may be an insulating layer that retains insulating properties after exposure to rising temperatures.
도 3은 두번째 절연 케이블(3.012)과 엮여 있는 첫번째 절연 케이블(3.010)을 갖는 연선 케이블을 도시한다. 케이블(3.010)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도전체(3.003) 및 절연성 내화층(3.004)을 갖는다. 내화층(3.004)은 세라믹화 재료로 제조될 수 있다. 도전체(3.012)는 케이블(3.010)과 동일한 구조일 수 있다.3 shows a twisted pair cable having a first insulated cable 3.010 intertwined with a second insulated cable 3.012. The cable 3.010 has an aluminum or aluminum alloy conductor 3.003 and an insulating fireproof layer 3.004. The fire resistant layer 3.004 may be made of a ceramic material. The conductor 3.012 may have the same structure as the cable 3.010.
도 4는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 케이블의 단면도를 보여주고, 여기서 첫번째 세라믹화 내화층(4.004)은 도전체(4.006)를 덮고 있고, 두번째 세라믹화층은 첫번째 세라믹화 내화층을 덮고 있다. 두번째 층은 케이블의 고온 절연 특성을 향상하기 위해 제공될 수 있다.4 shows a cross-sectional view of a cable according to a further embodiment of the present invention, where the first ceramic fireproof layer 4.004 covers the conductor 4.006 and the second ceramic fireproof layer covers the first ceramic fireproof layer. The second layer can be provided to improve the high temperature insulation properties of the cable.
연선 케이블 내 알루미늄 도전체를 1000℃ 이상의 온도에 노출시킴으로써 시험하였고, 그 결과 상기 케이블들은 상기 상승하는 온도에서 효과적인 절연성을 계속하여 보유하고 있음을 알 수 있었다. 절연성 내화층은 고온에 노출된 후에 점착성 자켓을 형성하는 재료로 제조되었다. 점착성 자켓은 고온에 노출된 후에 효과적인 절연성을 제공하기 위한 충분한 절연적 특성을 보유했다.The aluminum conductors in the stranded cable were tested by exposing them to temperatures above 1000 ° C., and the results showed that the cables continued to retain effective insulation at these elevated temperatures. The insulating fireproof layer was made of a material that forms a tacky jacket after exposure to high temperatures. The tacky jacket possessed sufficient insulating properties to provide effective insulation after exposure to high temperatures.
케이블의 샘플은 800℃ 및 1000℃에서 30분 동안 시험되었다. 알루미늄 케이블에 대해서 1000℃에서 45분 동안 시험한 경우, 용광로에서 꺼냈을 때 용융된 도전체가 케이블의 말단으로부터 흘렀으나, 세라믹 내화층 내에서 도전체의 보존성(integrity)은 유지되었다.Samples of the cable were tested at 800 ° C. and 1000 ° C. for 30 minutes. When tested on aluminum cable for 45 minutes at 1000 ° C., the molten conductor flowed from the end of the cable when taken out of the furnace, but the integrity of the conductor was maintained in the ceramic fireproof layer.
본 실험의 이러한 놀라운 결과는 고온보다 낮은 용융점을 갖는 도전체가 절연성 내화층과 함께 내화성 케이블에 이용될 수 있고 절연성 내화층은 화염에 노출되었을 때 점착성의 절연 자켓을 형성한다.This surprising result of this experiment is that conductors having a melting point lower than high temperature can be used in a fire resistant cable with an insulating fire layer and the insulating fire layer forms a sticky insulating jacket when exposed to flame.
특히, 알루미늄 및 이들의 합금은 상기 내화성 케이블에 이용되기에 적절하다. 알루미늄은 공기중에 노출되었을 때 Al2O3의 표면층을 형성한다. Al2O3은 2072℃의 매우 높은 용융점을 가지므로 Al2O3 표면은 케이블의 회로보존성을 위해 특정되거나 회로보존성에 요구되는 온도에서 용융되지 않는다. 따라서, 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 용융점 이상에서, 도전체의 내부는 용융된 금속일 것이고, 용융된 금속은 Al2O3의 고체 표면에 포함될 것이다. 또한, Al2O3은 낮은 열전도율을 갖고 알루미늄 또는 알루미늄 합금 전선의 내부에 대한 열전달율을 낮춘다. 따라서, 도전체는 Al2O3층이 없는 경우일 때보다 더 느린 속도로 가열된다.In particular, aluminum and their alloys are suitable for use in the fire resistant cable. Aluminum forms a surface layer of Al 2 O 3 when exposed to air. Since Al 2 O 3 has a very high melting point of 2072 ° C., the Al 2 O 3 surface does not melt at the temperatures specified for the circuit integrity of the cable or required for circuit integrity. Thus, above the melting point of aluminum or aluminum alloy, the inside of the conductor will be a molten metal, which will be included in the solid surface of Al 2 O 3 . In addition, Al 2 O 3 has a low thermal conductivity and lowers the heat transfer rate to the inside of the aluminum or aluminum alloy wire. Thus, the conductor is heated at a slower rate than when there is no Al 2 O 3 layer.
알루미늄 합금은 이러한 목적으로 이용될 수 있다. 손쉽게 이용할 수 있는 알루미늄 합금은 순수한 알루미늄보다 더 우수한 강도 및 내크리프성(creep resistance)을 갖는 1120 합금이다. Aluminum alloys can be used for this purpose. The readily available aluminum alloy is a 1120 alloy with better strength and creep resistance than pure aluminum.
알루미늄은 공기중에서 Al2O3층 또는 표면을 형성한다. 세라믹화 조성물은 미처리된 알루미늄 또는 알루미늄 합금 도전체로부터 압출될 수 있다. 본 발명은 JP63192895에 설명된 것과 같은 양극산화 공정(anodizing process) 또는 증착 공정(vapour deposition process)을 요구하지 않는다.Aluminum forms Al 2 O 3 layers or surfaces in air. The ceramming composition can be extruded from untreated aluminum or aluminum alloy conductors. The present invention does not require an anodizing process or a vapor deposition process as described in JP63192895.
본 명세서에서 문서의 참조, 개시 또는 다른 공보 또는 이용이라는 표현을 사용하고 있지만, 별도로 언급되지 않는 한, 문서, 개시, 공보 또는 이용이라는 표현 때문에 본 명세서의 우선일을 기준으로 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 갖고 있는 일반적인 지식이 되는 것이라는 의미는 아니다.Although reference is made herein to the reference, disclosure, or other publication or use of a document, unless otherwise stated, the technical field to which the present invention pertains is based on the priority date of the present specification because of the expression document, disclosure, publication or use. It does not mean that the general knowledge that those skilled in the art have.
본 명세서에서, 배향 또는 방향을 나타내는 용어, 즉 "위", "아래", "세로", "가로", "왼쪽", "오른쪽", "수직으로 세워 둔", "가로놓인" 등은 문맥상 요구되거나 달리 지시하지 않는다면 절대적인 용어로 의도되지 않는다.In this specification, terms indicating orientation or direction, that is, "up", "down", "vertical", "horizontal", "left", "right", "vertically", "horizontal", etc. It is not intended in absolute terms unless otherwise indicated or otherwise indicated.
용어가 어디에 사용되든지, 용어 "포함하는(including)"은 "열린"의미로 이해되어야 하고, 즉 "구성되는(consisting only of)"의 닫힌 의미로 한정해서는 안된다. "포함한다" 및 "포함되는"에 대응하는 표현도 마찬가지다.Wherever the term is used, the term "including" should be understood to mean "open", that is, not limited to the closed meaning of "consisting only of." The same applies to expressions corresponding to "includes" and "included."
여기에 개시되고 한정된 발명은 문맥에 언급되거나 나타난 개개의 특징 중 둘 이상의 선택 가능한 조합에까지 확장되는 것으로 이해될 수 있다.It is to be understood that the invention disclosed and defined herein extends to selectable combinations of two or more of the individual features mentioned or indicated in the context.
본 발명과 관련하여 특정 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 필수적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 본 발명을 구현할 수 있음은 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 일이다. 따라서, 본 발명의 구현예 및 실시예들은 모든 관점에서 구체적인 예를 설명하기 위한 것이고 여기에 제한되는 것은 아니므로, 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명백한 모든 조작이 여기에 포함된 것이다.Although specific embodiments have been described in connection with the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other forms without departing from the essential features of the present invention. Accordingly, the embodiments and embodiments of the present invention are intended to illustrate specific examples in all respects and are not limited thereto, and thus, all operations obvious to those skilled in the art are included herein.
Claims (17)
상기 도전체는 알루미늄 도전체 또는 알루미늄 합금 도전체인 것을 특징으로 하는 케이블.The method of claim 1,
And the conductor is an aluminum conductor or an aluminum alloy conductor.
상기 내화층은 고온에 노출되었을 때 세라믹을 형성하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.The method according to claim 1 or 2,
And wherein the fire resistant layer comprises a material which forms a ceramic when exposed to high temperatures.
상기 내화층은 고온에 노출된 후 적어도 부분적으로는 전기 절연성을 함유하는 것을 특징으로 하는 케이블.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And wherein the fire resistant layer at least partially contains electrical insulation after exposure to high temperatures.
상기 케이블은 화염에 노출된 후 전기 절연성을 갖는 추가적인 층(2.008)을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the cable comprises an additional layer (2.008) having electrical insulation after exposure to flame.
상기 추가적인 층은 내화층 및 도전체 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 케이블.The method of claim 5,
The additional layer is located between the fireproof layer and the conductor.
소성 조건 하에서 세라믹을 형성하는 상기 내화층은,
10 중량% 이상의 미네랄 실리케이트; 800℃ 미만의 온도에서 액상을 형성하며, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트 및 암모늄 피로포스페이트로부터 선택되는 8 중량% 내지 40 중량%의 하나 이상의 무기 포스페이트; 및 조성물의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상의 유기 중합체를 포함하는 15 중량% 이상의 폴리머 기재 조성물;을 포함하는 조성물로 제조되고,
상기 조성물은 상기 무기 포스페이트와 함께 포비성을 제공하는 탄화제가 필수적으로 결여되고; 상기 조성물은 1000℃의 온도에 30분 동안 노출되었을 때 자가-지지 세라믹 잔여물을 형성하고, 자가-지지 세라믹 잔여물은 열분해 전의 40 중량% 이상의 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The fire resistant layer for forming a ceramic under firing conditions,
At least 10% by weight mineral silicate; 8% to 40% by weight of one or more inorganic phosphates, which form a liquid phase at a temperature below 800 ° C. and are selected from ammonium phosphate, ammonium polyphosphate and ammonium pyrophosphate; And at least 15 wt% of a polymer base composition comprising at least 50 wt% of an organic polymer based on the total weight of the composition,
The composition is essentially devoid of carbonizing agents that provide avidity with the inorganic phosphate; Wherein the composition forms a self-supporting ceramic residue when exposed to a temperature of 1000 ° C. for 30 minutes, the self-supporting ceramic residue comprising at least 40% by weight of the composition prior to pyrolysis.
상기 미네랄 실리케이트는 총 조성물의 15 중량% 이상의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 케이블.The method of claim 7, wherein
Wherein said mineral silicate is present in an amount of at least 15% by weight of the total composition.
상기 조성물은 무기 충전재를 더 포함하고, 무기 충전재는 마그네슘 히드록시드, 알루미나 트리히드레이트, 마그네슘 카보네이트 및 칼슘 카보네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함하며, 상기 조성물의 양은 세라믹화 조성물 총량의 5 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 케이블.9. The method according to claim 7 or 8,
The composition further comprises an inorganic filler, the inorganic filler comprising at least one compound selected from the group consisting of magnesium hydroxide, alumina trihydrate, magnesium carbonate and calcium carbonate, the amount of the composition being a total amount of the ceramic composition Cable, characterized in that 5 to 20% by weight.
상기 조성물은, 세라믹화 조성물 총량의 5 내지 20 중량%의 양으로 칼슘 카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
Wherein said composition comprises calcium carbonate in an amount of from 5 to 20% by weight of the total amount of ceramized composition.
하나 이상의 도전체 및 하나 이상의 절연층이 있는 것을 특징으로 하는 케이블.11. The method according to any one of claims 1 to 10,
A cable characterized by having at least one conductor and at least one insulating layer.
상기 케이블은 도전체를 둘러싸는 단일의 절연층을 갖는 것을 특징으로 하는 케이블.12. The method according to any one of claims 1 to 11,
And the cable has a single insulating layer surrounding the conductor.
상기 세라믹화 단일 절연층은 도전체 및 자유 외부표면에 인접하는 내부표면을 갖는 것을 특징으로 하는 케이블.13. The method according to claim 11 or 12,
And wherein the ceramic single insulation layer has an inner surface adjacent to the conductor and the free outer surface.
상기 단일 절연층은 코팅이 없는 외부표면을 갖는 것을 특징으로 하는 케이블.The method of claim 13,
Wherein said single insulating layer has an outer surface free of coating.
상기 단일 절연층은 소성 조건하에서 생성되는 온도에 노출될 때 자가-지지 세라믹을 형성하는 것을 특징으로 하는 케이블.15. The method according to any one of claims 11 to 14,
Wherein said single insulating layer forms a self-supporting ceramic when exposed to temperatures produced under firing conditions.
무기 포스페이트로서 암모늄 폴리포스페이트의 양은 세라믹화 조성물 총량의 8 내지 20 중량%인 것을 특징으로 하는 케이블.The method according to any one of claims 7 to 15,
The amount of ammonium polyphosphate as inorganic phosphate is 8 to 20% by weight of the total amount of ceramization composition.
하나 이상의 비-알루미늄 전선 또는 도전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.17. The method according to any one of claims 1 to 16,
A cable comprising at least one non-aluminum wire or conductor.
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