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코오롱플라스틱㈜, SPESIN® PBT 광케이블용 압출 소재 적용

작성자 : 취재부 2023-06-11 | 조회 : 703


- 압출용 PBT SPESIN® KP270EX, SPESIN® KP270EXLN OFC 압출 제품에 적용
- Cable 압출 공정에 최적화된 고분자량과 고점도, 그리고 높은 용융 강도와 우수한 Feeding 거동, 우수한 가공성과 높은 내가수분해 특성 보유

코오롱플라스틱㈜는 POM(브랜드명: KOCETAL®), PA(브랜드명: KOPA®), PBT(브랜드명: SPESIN®), PET(브랜드명: KOPET®) TPC-ET(브랜드명: KOPEL®), 투명 소재 및 각종 Alloy제품 등의 엔지니어링 플라스틱을 비롯하여 LFT 및 Composite(브랜드명: KompoGTe®)와 함께 난연, 친환경 등의 특수 소재에 이르기까지 다양한 제품을 보유하고 있다. 코오롱플라스틱㈜에서 생산된 소재들은 우수한 기계적 물성 및 특성으로 자동차, 건축, 생활용품 등 각종 산업의 주요 원자재에 널리 사용되고 있다.

엔지니어링 플라스틱 전문 기업인 코오롱플라스틱㈜는 사출 공정뿐만 아니라, 압출 및 Blow 공정에도 사용 가능한 다양한 소재 군 개발에 힘쓰고 있다. 본 원고는 코오롱플라스틱㈜의 제품군 중 광섬유 케이블(Optical Fiber Cable, OFC) 압출용 PBT 소재에 대한 내용이다.

광섬유 케이블(OFC)에는 빛을 전달하는 데 사용되는 하나 이상의 광섬유가 포함되어 있다. 광 섬유 다발은 일반적으로 각각 플라스틱층으로 압출 코팅(loose tube)되고 cable이 사용되는 환경에 적합한 Tube(Cable Jacket)로 보호된다.

일반적으로 PBT(Polybutylene terephthalate) 소재는 기계적 특성이 우수하고 빠른 결정화 속도를 가지며, 낮은 수분 흡습으로 우수한 전기적 특성이 있어 OFC 압출용 소재로 많이 사용되고 있다. 단 PBT의 경우 분자 내에 에스테르 및 카복실기를 포함하고 있기 때문에 고온 다습한 환경에서 가수분해가 촉진되는 단점을 가지는 것으로 알려져 있다.

코오롱플라스틱㈜에서 개발, 판매 중인 압출용 PBT SPESIN® KP270EX, SPESIN® KP270EXLN은 OFC 압출 제품에 적용되고 있다. Cable 압출 공정에 최적화된 고분자량과 고점도를 가지며, 높은 용융 강도와 우수한 Feeding 거동을 갖는다. 또한, 낮은 용융 점도로 우수한 가공성을 갖고 높은 내가수분해 특성을 갖추고 있는 것이 특징이다. 

[표 1]에서 압출용 PBT SPESIN® KP270EX, SPESIN® KP270EXLN 소재의 물성치를 확인할 수 있으며, [표 2]는 일반 PBT와 압출용 PBT base의 내가수분해 특성을 차이를 보여준다. 온/습도 Cycle test의 경우 26 Cycle 이상부터 일반 PBT는 급격하게 인장강도가 하락하는 반면 압출용 PBT의 경우 초기 인장강도 수준을 계속 유지하는 경향을 보여준다. 또한, 내가수분해 가속화 조건에 대해서 일반 PBT의 경우 노화 시작부터 급격하게 가수분해되며, 72시간 후 인장강도 유지율이 15% 이하 수준으로 떨어지나, 압출용 PBT 소재의 경우 72시간까지 약 80% 수준의 인장 유지율을 보여준다. 

특히 SPESIN® KP270EXLN의 경우 SPESIN® KP270EX와 유사한 기계적 물성을 가지나, 보다 높은 결정화 온도와 우수한 치수 안정성을 갖는다. [그림 1]은 SPESIN® KP270EX 및 KP270EXLN의 결정화 온도를 보여준다. 

그래프상에 나타나는 바와 같이 KP270EX은 183℃ 수준의 일반 PBT와 유사한 결정화 온도를 갖는 반면, KP270EXLN의 경우 193℃ 수준으로 보다 높은 결정화 온도를 나타낸다. 이에 따라 빠른 결정화가 필요한 200mpm 이상의 고선속 OFC 압출 공정에 적용될 수 있어 cable 제품의 높은 생산성에 기여할 수 있다.

[표 3]은 압출용 PBT SPESIN® KP270EX, SPESIN® KP270EXLN 소재에 대한 압출성형 조건표이다. 
- Cable 상의 기포 또는 성능 저하 문제 방지를 위해 제습 건조기 혹은 진공 건조기를 사용한 사전건조를 권장한다. (건조온도: 80~90℃, 3~5 hr)
- SPESIN® KP270EX 및 KP270EXLN은 250~270℃의 온도조건을 권장하나 기대 사양에 따라 변경될 수 있다.
- 제품 표면 품질을 향상시키기 위해 Die 온도를 일정하게 유지하는 것이 중요하다.
- [표 3]의 압출 조건은 일반적인 압출 조건에 대한 것으로 압출기 사양 및 제품형상에 따라 다를 수 있다.

압출용 PBT SPESIN® KP270EX, SPESIN® KP270EXLN 소재의 특징은 다음과 같다. 
1) 고분자량과 고점도로 압출 공정에 적합한 소재이다. 
2) 일반 PBT 대비 내가수분해 성능이 우수한 특징을 갖는다.
3) 특히, KP270EXLN의 경우 높은 결정화 온도로 고선속 OFC 압출 공정에 적용될 수 있다. 

코오롱플라스틱㈜은 향후 지속적인 연구 개발을 통해 고객들의 needs에 맞는 새로운 소재를 제공함으로써 고객들에게 더 가까이 다가갈 것이며, 코오롱플라스틱㈜만의 특화된 솔루션을 개발하기 위해 지속적으로 노력할 것이다.