스풀에서 완벽해 보이는 LSZH 재킷은 여전히 케이블 제조업체 라인의 인장 테스트에 실패하거나 다이 조정 없이도 해결되지 않는 표면 기포가 발생할 수 있습니다. 원인이 압출기에 있는 경우는 거의 없습니다. 이는 원료 분말을 펠릿으로 전환하는 화합물 제제 및 생산 공정에서 더 상류에 위치합니다.
결론: 먼저 LSZH 컴파운드의 화재 성능, 기계적 특성 및 가공성은 케이블 압출기가 아닌 배합 벤치와 컴파운딩 라인에서 결정됩니다. LSZH 재료를 선택하거나 소싱하는 경우 이러한 단계를 이해하면 현실적인 압출 창을 설정하고, 들어오는 검사 결과를 해석하고, 공급업체가 일관된 배치를 제공할 수 있는지 판단하는 데 도움이 됩니다.
LSZH는 저연, 제로 할로겐을 의미합니다. 이 화합물은 폴리올레핀 기반이며 염소, 브롬 및 기타 할로겐이 없습니다. 케이블이 연소되면 연기가 거의 발생하지 않고 부식성 할로겐 가스가 발생하지 않아 터널, 건물, 선박, 데이터 센터의 사람과 장비를 보호합니다. 이러한 안전성에는 균형이 필요합니다. 제제는 PVC보다 가공 조건에 더 민감하며 충전제 품질, 수분 또는 혼합의 작은 변화는 기계적 성능을 직접적으로 저하시킬 수 있습니다.
프로세스가 레시피만큼 중요한 이유
데이터 시트는 LSZH 화합물이 무엇을 제공해야 하는지 알려주지만 배치가 어떻게 만들어졌는지는 알려주지 않습니다. 밀도와 제한 산소 지수가 동일한 두 배치는 충전제 분산이 불량하거나 포장 중에 수분을 흡수한 경우 압출기에서 여전히 다르게 작용할 수 있습니다. 레시피와 프로세스는 한 시스템의 두 부분이며 최종 케이블 성능은 두 가지 모두에 따라 달라집니다.
이것이 바로 숙련된 케이블 제조업체가 등급 이름 너머에 주목하는 이유입니다. 그들은 배합 라인의 유형, 용융 온도 프로필, 건조 절차 및 각 로트 뒤의 품질 관리 테스트에 대해 질문합니다. 아래 섹션에서는 배치 간 일관성을 결정하는 LSZH 제제의 주요 구성 요소, 생산 순서 및 공정 변수를 살펴봅니다.
LSZH 제제의 핵심 구성요소
베이스 폴리머 시스템
대부분의 LSZH 제제는 비닐 아세테이트 함량이 15~28%인 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA)와 저밀도 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌을 결합하여 시작됩니다. EVA는 유연성과 극성을 제공하여 매트릭스가 난연성에 필요한 매우 높은 충전재 함량을 수용하도록 돕습니다. 폴리올레핀 엘라스토머는 때때로 저온 유연성을 향상시키기 위해 첨가되는데, 이는 실외 또는 에너지 저장 응용 분야에 사용되는 내한성 케이블 등급에 중요합니다.
난연성 필러
LSZH 화합물의 화재 성능은 주로 무기 수산화물 충전재에 따라 달라집니다. 삼수산화알루미늄(ATH)은 대략 200~220°C에서 흡열 분해되어 가연성 가스를 희석하는 수증기를 방출합니다. 이수산화마그네슘(MDH)은 330°C 이상에서 분해되므로 고온 및 가교 등급에 유용합니다. 총 필러 로딩량은 일반적으로 중량 기준으로 50~65%에 달하므로 필러 선택은 가공 및 최종 특성에 큰 영향을 미칩니다.
| 재산 | ATH(삼수산화알루미늄) | MDH(이수산화마그네슘) |
|---|---|---|
| 일반적인 분해 범위 | 200-220°C | 330°C 이상 |
| 처리 온도 제한 | 더 낮은; 용융물을 대략 220°C 이하로 유지합니다. | 더 높음; 220°C 이상에서 용융 가능 |
| 일반적인 사용 | 90-105°C 열가소성 등급 | 125-150°C 및 가교 등급 |
| 비용 | 낮은 | 더 높음 |
기능성 첨가제
일반적으로 실란 또는 말레화 폴리올레핀과 같은 커플링제는 필러 표면을 폴리머 매트릭스에 결합시키고 파단 시 신장을 보호합니다. 산화 방지제 및 금속 불활성화제는 열 노화 중에 재료를 보호합니다. 윤활제는 압출 중 점도를 낮추고 표면 품질을 향상시킵니다. 가교 가능한 LSZH 등급의 경우 실란 가교 시스템 또는 방사선 감응 패키지가 대신 추가됩니다.
제제 설계: 절충안이 실제로 의미하는 것
필러 로딩을 높이면 산소 지수 제한이 향상되고 연기 발생이 감소하지만 인장 강도, 신도 및 유연성도 감소합니다. 이는 모든 LSZH 공식의 핵심적인 균형점입니다. 잘 설계된 등급은 표준에서 요구하는 수준의 난연성 성능을 유지하는 동시에 안정적인 케이블 설치 및 굴곡을 위해 충분한 신장률을 유지합니다.
온도 등급은 두 번째 주요 차원입니다. 90°C 등급, 105°C 등급, 125°C 등급, 150°C 등급은 각각 서로 다른 폴리머 비율, 필러 선택 및 항산화 시스템을 사용합니다. 예를 들어 125°C 등급의 화합물은 MDH 또는 혼합 필러 시스템과 고온 안정제 패키지를 사용합니다. 동일한 적용 논리가 절연재와 외장재의 차이에 적용됩니다. 절연 등급은 체적 저항률과 유전 강도를 강조하는 반면, 외장 등급은 내마모성, 내유성 및 기계적 응력 하에서의 유연성을 강조합니다.
열가소성 LSZH는 가장 일반적인 유형이며 보관이 안정적이고 재활용이 쉽습니다. 등의 대표적인 제품 열가소성 LSZH 난연성 외피 화합물 기존 단일 스크류 압출기에서 직접 가공됩니다. 고온 저항성, 내유성 및 열 변형에 대한 저항성을 요구하는 응용 분야의 경우 가교 버전이 선호됩니다. 안 조사 가교 LSZH 절연 재료 예를 들어, 고온에 장기간 노출된 후에도 모양과 유전 특성을 유지하므로 가교 LSZH가 자동차 및 건물 와이어 응용 분야에서 흔히 사용됩니다.
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LSZH 컴파운드의 생산은 대부분의 충전 폴리올레핀 컴파운드에 사용되는 것과 동일한 일반적인 경로를 따르지만, 높은 충전재 함량과 무기 충전재의 민감성으로 인해 각 단계가 중요해집니다.
원료 검사 및 건조
유입되는 필러의 입자 크기 분포, 순도 및 수분 함량을 확인합니다. 1~2 마이크로미터의 ATH 입자는 더 균일하게 분산되며 거친 등급보다 더 나은 기계적 특성을 생성합니다. ATH는 공기 중 수분을 흡수하기 때문에 사일로와 포장재를 보호해야 하며 혼합 전 건조가 필요한 경우가 많습니다.
사전 혼합 및 커플링
폴리머, 충전제, 첨가제의 무게를 측정하고 고속 믹서에서 혼합합니다. 이는 일반적으로 커플링제를 첨가하여 필러 표면을 얇은 실란 또는 말레산염 층으로 코팅하는 단계입니다. 혼합 시간과 배출 온도는 커플링제가 얼마나 균일하게 분포되는지에 영향을 미치며, 잘못된 사전 혼합으로 인해 응집된 필러 입자가 최종 펠렛에 남아 있을 수 있습니다.
배합 및 펠릿화
프리믹스는 동회전 이축 압출기에서 용융 및 균질화되고 냉각되어 펠렛으로 절단됩니다. 용융 온도는 폴리머의 가소화점보다 높아야 하지만 필러의 분해 온도보다 훨씬 낮아야 합니다. ATH 기반 시스템의 경우 용융 온도가 약 220°C를 초과하면 미세 공극과 표면 거칠기가 생성되기 시작하여 나중에 연신율이 저하되는 것으로 나타납니다. 합성 매개변수와 최종 케이블 동작 사이의 관계는 필러 분산이 압출된 LSZH 무결성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 기사에서 더 자세히 조사됩니다.
펠릿화 후, 펠릿을 건조하고 즉시 포장합니다. 펠렛에 흡수된 수분은 케이블 압출 중에 기포와 공극을 유발하며, 특히 벽이 얇고 유전체 요구 사항이 엄격한 절연 응용 분야에서 더욱 그렇습니다.
배치 추적
각 배치에는 등급, 생산 날짜 및 로트 번호가 표시되어 있어 품질 관리 실험실의 결과를 특정 원자재 로트 및 공정 조건으로 추적할 수 있습니다. 이러한 추적성은 고객이 조사해야 할 재산 편차를 보고할 때 필수적입니다.
배합 라인의 중요한 공정 변수
네 가지 변수는 대부분의 LSZH 품질 문제를 설명하므로 특별한 주의를 기울일 가치가 있습니다.
- 용융 온도. ATH 충전 EVA 시스템의 경우 일반적으로 150~200°C의 처리 범위 내에 머무르면 기계적 특성과 표면 품질이 모두 보존됩니다. 과열은 충전재를 분해하고 용융물 내부에 수증기를 방출합니다.
- 전단 및 나사 설계. 높은 전단력은 충전재를 분산시키는 데 도움이 되지만 용융 온도도 높입니다. 스크류 요소와 속도는 공식과 일치해야 합니다. 지나치게 공격적으로 혼합하면 폴리머가 저하될 수 있습니다.
- 수분 조절. 생 필러와 완성된 펠릿 모두 수분을 쉽게 흡수합니다. 보관 조건, 건조 온도 및 포장은 모두 최종 제품에 영향을 미칩니다.
- 가교 활성화. 실란 가교결합성 LSZH 화합물은 배합 중에 조기에 가교결합되어서는 안 됩니다. 케이블 제조업체의 압출 라인에서만 가교가 시작되도록 온도와 실란 첨가 시기를 제어합니다.
케이블 제조업체도 자체 라인에서 이러한 변수의 영향을 확인합니다. 동일한 화합물이라도 배리어 스크류와 저압축 스크류를 사용하는 단일 스크류 압출기에서는 다르게 작용할 수 있습니다. 온도 프로파일 및 스크류 속도에 대한 실제 경험은 통신 케이블의 일반적인 LSZH 압출 문제에 대한 검토에 문서화되어 있습니다.
품질 관리: 중요한 테스트
평판이 좋은 LSZH 제조업체는 제품을 출시하기 전에 정의된 특성 세트에 대해 모든 배치를 테스트합니다. 아래 표에는 케이블 제조업체가 일반적인 데이터 시트에서 기대해야 하는 테스트와 각 테스트에서 밝혀지는 내용이 나열되어 있습니다.
| 테스트 | 무엇을 확인하는가 | 일반적인 대상(가이드) |
|---|---|---|
| 인장강도 | 재킷 또는 단열재의 기계적 무결성 | 최소 노화 전후 9 MPa |
| 휴식시 신장 | 설치 중 균열에 대한 유연성 및 저항성 | 최소 등급에 따라 125~150% |
| 산소 지수 제한 | 화합물의 상대적 난연성 | 등급에 따라 28~32% 이상 |
| 밀도 | 배치 간 필러 로딩의 일관성 | 엄격한 사양 한계 내에서 |
| 열노화 | 장기간 열 노출 후에도 유지되는 특성 | 정격 온도에서 7~10일 후 낮은 변화 |
화재 관련 테스트는 기계적 테스트만큼 중요합니다. 산소 지수 제한은 기본 검사 도구이지만 실제 화재에서 케이블이 타는 동작을 설명하지는 않습니다. 연기 밀도, 연기 독성 및 연소 가스 부식성은 케이블을 터널, 병원 또는 데이터 센터에서 사용할 수 있는지 여부를 결정합니다. 우리는 별도의 가이드에서 LSZH 화합물의 연기 독성과 부식성을 정량화하는 방법을 설명했습니다.
특정 시장을 목표로 하는 케이블 제조업체의 경우 컴파운드도 관련 표준을 충족해야 합니다. 건물 와이어 적용 분야에는 점점 더 B1, B2 또는 C와 같은 화재 반응 분류가 필요합니다. A B1 등급 LSZH 난연성 피복 화합물 이러한 분류에 따라 공식화되고 테스트되었으므로 처음부터 복합 등급과 케이블 설계를 일치시켜야 합니다.
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LSZH 공급업체를 평가할 때 데이터 시트 이상의 내용을 질문하십시오. 원료 제어, 배합 라인 구성, 고온에서의 체류 시간, 수분 처리 및 배치 간 일관성에 대해 문의하십시오. 이러한 변수를 생산 공정에 통합한 공급업체는 라인에서 원활하게 작동하고 첫 번째 시도에서 케이블 유형 테스트를 통과하는 화합물을 배송할 가능성이 훨씬 더 높습니다.
예를 들어 Meilin은 3개 공장에서 31개의 자동화 생산 라인을 운영하고 자체 실험실 테스트 장비를 유지관리하고 있습니다. 이는 필러 품질, 수분 및 배치 일관성을 제어하는 데 필요한 인프라와 정확히 일치합니다. 열가소성 및 가교결합된 LSZH, B1/B2/C 클래스, 90°C~150°C의 온도 등급, 전용 절연체, 외장 및 내부 외장 변형 등 다양한 등급 포트폴리오에 케이블 소재 분야에서 쌓은 30년의 경험도 나타납니다.
동일한 논리가 반대에도 적용됩니다. 케이블이 화재 테스트 또는 열 노화 테스트에 실패한 경우 원인은 종종 압출기 설정이 아닌 공식 및 프로세스로 추적될 수 있습니다. 배합 및 생산 공정을 제어하면 화합물이 안정적이고 압출 출력을 예측할 수 있으며 완성된 케이블이 설계된 대로 작동합니다.
