열수축성 슬리브의 보강재{HEAT SHRINKABLE SLEEVE ARMATURE}

본 고안은 열수축성 슬리브의 보강재에 관한 것으로, 특히 통신케이블의 연결부분을 밀봉하기 위한 열수축성 슬리브 및 그 기능을 향상시키기 위한 보강재에 관한 것이다.

도 4 및 도 5는 전술한 종래의 열수축성 슬리브 및 이를 보강하는 보강재의 단면도를 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 종래의 열수축성 슬리브 및 그 보강재를 설명한다.

일반적으로 통신용 케이블을 비롯하여 지하에 매설되는 각종 케이블은 도선의 접속시 접속부위에 수분 등이 침투하는 것을 방지하기 위하여 각종 피복재로 피복하고 있으며, 마지막으로 열수축성 슬리브로 피복하고, 이음부를 결속용 클립으로 결속한 후 토치램프 등의 버너로 열을 가하여 접합하고 있다.

상기 열수축성 슬리브는 크게 단층형과 복층형으로 구분되는데, 단층형 열수축성 슬리브는 소형 통신 케이블이나 간단한 연결부위에 사용하는 것으로서, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 폴리프로플렌(PP) 등에 카본 블랙과 이산화규소 및 기타의 첨가제를 혼합하여 열용융 시트를 만들고 가교 후 연신하여 사용하게 되는 것이다, 그러나, 상기 단층형 열수축성 슬리브는 열수축율이 적고 통신 케이블의 연결부분을 외부로부터 완전 밀봉하지 못하기 때문에 다선의 통신 케이블 연결 접속부에는 복층형 열수축성 슬리브를 사용하게 된다.

상기 복층형 열수축성 슬리브는 직조 결합물(2)을 중심으로 전후면에 카본블랙과 밀도가 0.94~0.96되는 고온성 공중합체(1)를 혼합한 후 열용융시켜 압출피복한 후 가교시켜 내면에 저온성 접착체(7)인 폴리아마이드나 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 등을 재피복한 후 슬리브 내면에 다시 알루미늄박(5) 금속층과 필름 또는 압출코팅형태의 저온성 공중합체물(3)을 전후면에 적층한 후 다시 접착제(7)를 피복하여 사용하는 것으로서, 상기 복층형 열수축성 슬리브를 사용하면 통신상 외부의 방해 전자파를 차단할 수 있고 방수효과가 뛰어나며 통신케이블의 연결부분에 좀 더 완전한 밀봉 효과를 얻게 되는 것이다.

전술한 종래의 열수축성 슬리브에 대하여 제안되거나 또는 사용되어지던 기술로서는 유럽특허 제112390호에 명시된 바와 같이 유지능력과 불침투성을 개선한 제품과 영국특허 제1604379호에 명시된 바와 같이 두께 10~25㎛의 금속 박판을 적용한 제품은 금속박판의 두께로 인한 열수축성 슬리브의 수축성을 저해하는 요소가 있으며 유럽특허 제116393호에 개시되어 있는 중합체성 매트릭스에 사용될 수 있는 소재와 영국특허공개 제2075991호의 열수축성 슬리브 내면에 피복 사용하는 접착제 즉, 폴리아마이드와 EVA 수지를 이용한 열수축성 슬리브에 의한 통신케이블 연결부의 밀봉 효과도는 완벽하지 못하였다. 그리고 한국특허공고 제96-753호의 열복원성 제품과 열수축성 통신 케이블의 연결 접속 밀봉용 슬리브의 보강재 등과 같은 종래 제품은 직조결합물(2) 중심으로 외측에 배치되는 중합체성 물질(1)이 열복원시 특히 토치에 의한 중합체의 물성이 저하되거나 이동되는 것을 방지하기 위해서 가교 결합이 바람직하고 내측에 배치되는 중합체성 물질(1a)은 열복원시 흘러서 인접한 보강층에 결합할 수 있도록 가교결합되지 않는 것이 바람직하다고 하였다.

또한, 내측에 배치되는 가교되지 않은 중합체성 물질(1a)과 즉 직물과 보강층 사이의 용융성 물질층은 20~30 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다고 하였다. 그리고 보강층은 단층일 수도 있고 두 층 또는 그 이상의 물질층을 포함하여 예를 들면 알루미늄과 같은 금속층의 일면 또는 양면에 마일라제나 나일론층이 부착된 것이 있다고 하였다.

요약해 보면, 열수축성 슬리브, 직조결합물(2) 내부층의 중합체성 물질(1a)을 가교결합하지 않았기 때문에 열복원 시 가교결합되지 않은 중합체성 물질(1a)이 흘러서 보강층(3a,4,5,8)에 대한 결합력을 향상시킨다고 명시되어 있다.

그런데, 전술한 바와 같은 종래의 열수축성 슬리브는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 종래의 열수축성 슬리브는 가교 결합시 열수축성 슬리브 외측 중합체성 물질만 실시함으로써 분리공정이 이루어진다는 것이고, 보강재의 결합층 수가 8개로 많으며, 제조 공정에 있어서 저밀도 공중합체 필름과 폴리에스터가 장착된 이후에 모든 공정에 우레탄 접착제로 알루미늄 접착이 이루어지며, 저밀도 공중합체 필름 압출 코팅이 이루어진다는 것이고, EAA(Ethylene-Acylic Acid Co-polymer) 공중합체 필름을 압출 코팅해야된다는 것이며, 제품의 전체 두께가 100~105 ㎛으로 두꺼우며, 슬리브와의 부착방법에 있어서 코로나 처리후 고온성 공중합체로 열용융하여 랩과 접착하도록 되어 있다는 것이며, 폴리아마이드의 접착시 선형 저밀도 폴리에틸렌과 EAA의 공중합체물을 공압출 또는 별도 공정으로 30~40 ㎛의 두께로 필름화하여 접착(700 g/m ² )이 이루어져� �� 한다는 것이며, 토치 작업시 열에 의하여 슬리브의 터짐이 발생될 수 있다는 것이다.

또한, 종래의 열수축용 슬리브에 보강재로 사용하는 랩은 고온성 공중합체(3a) 필름을 우레탄접착제(4)로 폴리에스터 필름과 드라이라미네이션(접착)하여 40~50℃ 에서 24~48시간 숙성한 다음 다시 폴리에스터(8)면에 우레탄접착제(4)로 알루미늄(5)박과 접착 후 40~50℃에서 24~48 시간 재숙성한 제품을 LLDPE와 EAA 공중합체 물질과 공압출하여 우레탄 접착제로 다시 접착 후 동일 조건하에서 숙성을 거쳐 EAA층에 폴리아마이드 접착제층과 접착이 되게 하는 번거로운 공정과 많은 제조시간 및 제조원가가 필요하였다는 문제가 있는 것이고, 종래의 열수축용 슬리브에 보강재로 쓰는 랩을 생산하려면 숙성시간만 3~4일이 걸리게 되는 문제가 있는 것이다.

이에 본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 통신케이블의 연결부분을 밀봉하기 위한 열수축성 슬리브 및 그 기능을 향상시키기 위한 보강재를 제공함에 그 목적이 있다.

보다 상세하게는 외측 고온성 중합체물, 직조결합물, 내측 고온성 중합체물, 저온성 공중합체 층을 모두 가교결합시킴으로써 열복원될 경우 직조결합물을 중심으로 내외측 고온성 중합체물 중에서 직조결합물의 내측 고온성 중합체물이 열용융시에도 흘러내리지 않게 함으로써 완전한 층을 형성하게 하여 통신케이블의 공기 주입형 내부 압력과 외부로부터의 공기 차단성을 한층 높일 수 있고, 열복원시 터짐의 발생을 방지하며, 열수축성 슬리브에 부착되는 랩의 전체 두께를 종래의 제품보다 1/3 수준으로 낮출 수 있게 되어 열복원시 복원 또는 수축시간을 현저하게 단축할 수 있는 열수축성 슬리브용 보강재를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 열수축성 슬리브의 보강재는 통신케이블의 연결부위를 열수축 접착하는 슬리브의 기능을 보강하는 보강재에 있어서, 저온성 공중합체(3), 에멀존 유성 또는 수성 접착제(4), 알루미늄박막(5), 에멀존 코폴리머 프라이머제(6)가 순서대로 적층됨을 특징으로 한다.

상기 에멀존 유성 또는 수성 접착제(4)는 두께가 0.5~1㎛으로 코팅됨이 바람직하고, 우레탄임이 바람직하다.

상기 에멀존 코폴리머 프라이머제(6)는 두께가 0.5~1㎛으로 코팅됨이 바람직하다.

또한, 본 고안의 열수축성 슬리브는 통신케이블의 연결부위를 열수축 접착하는 열수축성 슬리브에 있어서, 고온성 중합체(1), 직조결합물(2), 고온성 중합체(1), 저온성 공중합체(3), 에멀존 유성 또는 수성 접착제(4), 알루미늄박막(5), 에멀존 코폴리머 프라이머제(6), 저온성 접착제(7)가 순서대로 적층됨을 특징으로 한다.

상기 고온성 중합체(1), 직조결합물(2), 고온성 중합체(1), 저온성 공중합체(3)는 가교 결합됨이 바람직하다.

도 1은 본 고안에 따른 열수축성 슬리브용 보강재의 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 열수축성 슬리브의 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 열수축성 슬리브를 통신케이블에 적용하여 열수축한 후의 단면도.

도 4는 종래의 열수축성 슬리브용 보강재의 단면도.

도 5는 종래의 열수축성 슬리브의 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 고온성 중합체 2 : 직조결합물

3 : LLDPE 4 : 우레탄 접착제

5 : 알루미늄박 6 : 에멀존 코폴리머 프라이머

7 : 저온성 접착제 8 : 폴리에스터

9 : LLDPE 10 : EAA

11 : 통신케이블

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 설명한다.

도 1은 본 고안의 열수축성 슬리브의 보강재의 단면도이고, 도 2는 도 1에서의 보강재를 포함하는 열수축성 슬리브의 단면도이다. 도면에 도시한 바와 같이 본고안의 열수축성 슬리브용 보강재는 저온성 공중합체(3) 필름에 에멀존 유성 또는 수성 접착제(4)를 1~3 g/m ² (두께 0.5~1 ㎛)으로 코팅하여 알루미늄박(5)과 라미네이션하고, 알루미늄박(5)의 다른 면에 에멀존 코폴리머 프라이머(6)를 1~3 g/m ² (두께 0.5~1 ㎛) 코팅하여 완성되어진다.

그리고, 본 고안의 열수축성 슬리브는 외측에 배치되는 중합체성 물질(1)을 직조 결합물(2)에 열용융 도포한 후 직조결합물(2) 내측에 중합체성 고분자물(1)로 저온성 공중합체 물질(3) 필름에 에멀존 유성 또는 수성 접착제(4)를 1~3 g/m ² (두께 0.5~1 ㎛)으로 코팅하여 알루미늄박(5)과 라미네이션한 알루미늄박(5) 위면에 에멀존 코폴리머 프라이머(6)를 1~3 g/m ² (두께 0.5~1 ㎛) 코팅하고, 에멀존 코폴리머 프라이머(6)에 접착제(7)를 도포하여 완성되어진다. 즉, 전술한 열수축성 슬리브의 보강재를 고온성 공중합체(1a)에 접착한 다음 접착제층(7)을 도포하여 완성되어진다.

본 고안의 열수축성 슬리브용 보강재는 저온성 공중합체인 LLDPE 필름(3)에 우레탄 접착제(4)로 알루미늄박면(5)을 접착하여 알루미늄박면(5)에 에멀존 코폴리머 프라이머제(6)를 코팅 롤러로 1~3 g/m ² (코팅두께 0.5~1 ㎛)되게 코팅하여 폴리아마이드 접착제(7)와 접착되게 하여 완성되어진다.

특히, 종래의 열수축성 슬리브는 폴리아마이드 접착제(7)를 접착하기 위해서는 EAA 필름면(10)에 20,000~25,000V의 고주파 코로나 처리를 하면서 100~130℃ 열풍으로 표면 처리를 해주어야 접착이 되었으나 본 고안의 열수축성 슬리브는 알루미늄박면(5)에 에멀존 코폴리머 프라이머제(6)가 저온성 접착제로서 열용융 압출되는 폴리아마이드 접착제(7)에 별도의 처리나 변화를 주지 않아도 접착성이 우수하며 숙성을 하지 않고 사용이 가능하게 된다.

다음의 표 1은 본 고안의 열수축성 슬리브의 보강재의 물성 시험 결과를 나타낸 것이다.

위의 물성 시험은 시료 5개를 채취하여 평균값을 기준한 측정치이며, 열수축성 슬리브 시트와 랩 제품 상호간의 접착시험을 알아보기 위한 물성치이다.

상기 열수축성 슬리브용 랩 제품의 전체 구성 두께와 열을 가했을 때 수축시간과 수축상태를 시험한 결과 다음 표 2와 같은 결과를 얻었다.

위의 실험은 열수축 슬리브에 본 고안의 제품의 열수축성 슬리브용 랩을 부착하여 통상의 통신공사에서 작업하는 토치 방법으로 시공한 데이터이며 보강재의 두께는 알루미늄에 접착되는 필름의 두께별로 구분하여 시험하였다.

실험결과 열수축관에 부착되는 보강재의 두께가 두꺼울수록 시공시간이 더 길어지며 시공 후 외관도 불규칙한 형태로 됨을 알 수 있었다.

다음의 표 3은 본 고안의 열수축성 슬리브와 종래의 열수축성 슬리브를 비교하여 보이는 것으로서, 표 3에 의하여 양자의 차이점을 용이하게 파악할 수 있게 되고, 이에 따라 효과가 매우 명료하게 드러날 것이다.

본 고안은 전술한 실시예에 한정되지 않고 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의하면, 열수축성 슬리브에 사용하는 보강재 랩이 종래의 제품에 비하여 전체 두께가 30%에 불과하므로 열수축시 통신용 케이블의 연결부분에 밀봉의 효과가 탁월하고, 각 시트 층간 접착이 우수하며, 토치 이후에도 층간 분리가 일어나지 않고, 공정의 단순화가 이루어지며, 제조원가가 저렴하게 되는 효과가 있다. 특히, 시공시 수축시간이 현저히 단축되는 효과가 있다.