JPH0430692B2 - - Google Patents
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- JPH0430692B2 JPH0430692B2 JP59170778A JP17077884A JPH0430692B2 JP H0430692 B2 JPH0430692 B2 JP H0430692B2 JP 59170778 A JP59170778 A JP 59170778A JP 17077884 A JP17077884 A JP 17077884A JP H0430692 B2 JPH0430692 B2 JP H0430692B2
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- flame
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- polyolefin resin
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- Insulated Conductors (AREA)
Description
〈産業上の利用分野〉
本発明は、ノンハロゲンの難燃性ケーブルに係
り、特に、絶縁体、シース、その他のケーブル構
成材にハロゲン元素を含有しない所謂ノンハロゲ
ンの材料を用いると共に、ケーブル構造を難燃構
造として、火災などの際、有毒ガスの発生がな
く、燃焼時の発煙量が少なくかつ絶縁体などの溶
融流出を防止した難燃性ケーブルに関するもので
ある。
〈従来の技術〉
従来の一般的なケーブルにおいては、絶縁体と
して、ポリエチレン(PE)や架橋ポリエチレン
(XLPE)などを用い、また多心ケーブルにあつ
ては、介在としてポリプロピレン、ポリエステ
ル、ジユート、クラフト紙などを用いている。
そして、特にケーブルの難燃化を図る場合に
は、上記絶縁体更にはシース部分ポリ塩化ビニ
ル、ポリクロロプレンゴム、クロロスルホン化
PEゴム、塩酸化PEなどのハロゲン含有の材料を
用い、これらに三酸化アンチモンなどを混和した
り、あるいはポリエチレン、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体(EVA)、エチレン−エチルアクリレ
ート(EEA)、エチレンプロピレン(EP)ゴム
などの易燃性樹脂を用い、これらに塩素系または
臭素系の難燃剤と上記三酸化アンチモンなどを混
和したりして難燃性を付与している。
このため、従来のこの種ケーブルにあつては、
火災などの際、高温に加熱されると、難燃化した
シース部分において、シース自体の燃焼は極力抑
えられるものの、ベース樹脂や難燃剤そのものに
ハロゲン元素を含有する場合、ハロゲン化水素ガ
スやハロゲンガスなどの有毒ガスが多量に発生し
たり、またその際の発煙も非常に多い。したがつ
て、安全性などの点に問題があり、例えは地下鉄
構内、地下街、船舶、原子力発電所などの高い安
全性が求められる場所での使用には不向きであつ
た。またケロゲン化水素ガスなどは腐食性の強い
ガスであるため、導体を始め、周囲の金属などを
腐食させることもあることから、自動制御などの
機能を著しく損なうことがある。
また、ケーブルコア内部にあつて、ポリエチレ
ン、架橋ポリエチレンなどの絶縁体、介在などの
内部構成材が燃焼炎などに晒されると、溶融し、
ドリツプとして流動し、ケーブル表面に達する
と、高温環境によりガス化するため、直ちに着火
され、ケーブル自体が燃焼源となつて、火災をさ
らに増長させるなどの重大な問題があつた。
このため、より無災害を志向する難燃ケーブル
にあつては、その燃焼化にあたつて、ハロゲン元
素を含まない所謂ノンハロゲンの材料を用いるこ
とが必要である。このハロゲン元素に頼らない難
燃化方法としては、既にベース材料のゴム、プラ
スチツク中に多量の金属水和物を添加する方法が
提案されているが、この金属水和物の添加量が多
くなる、機械的特性が低下するなどの問題があ
る。
さらにまた絶縁体、シースなどの耐熱性を向上
させるためには架橋させる必要があるが、電子線
架橋の場合、上記のように多量の金属水和物が含
まれていると、電子線の透過性が悪く架橋効率
上、採用できないことがある。また有機過酸化物
架橋の場合、スチームあるいはガス等の高温高圧
雰囲気が必要であるためケーブル内部のコア変形
が起こり易く、多心ケーブルにあつては連続製造
が困難になることがある。さらにシラン架橋の場
合、シラングラフト化樹脂に必要とされる多量の
難燃剤を添加すると、混練時に架橋反応が進み成
形加工が困難となり良好な外観が得られないとい
う問題が生じる。
このため、ケーブル用混和物の配合において
は、ケーブルの諸特性のバランスを考慮して配合
しなければならない。言い換えば、難燃剤などの
配合調整のみによる難燃化の向上にはある程度の
限界がある。
そこで、ケーブルのより一層の難燃化にあたつ
ては、上記絶縁体、シースなどの材料自体の難燃
化を図ると同時に、ケーブルの構造の面から、溶
融したドリツプ材のケーブル表面への流出を防止
したり、火災などにあつても、崩壊などによる形
くずれがなく、コア内部への酸素の供給を断つた
りする構成とする必要がある。特に、上述のよう
に絶縁体、シースなどをハロゲンを含有しないゴ
ム、プラスチツク材料で構成してケーブルのノン
ハロゲン化を図らなければならないときには、ど
うしてもハロゲン元素含有のゴム、プラスチツ
ク、更にはハロゲン元素系の難燃剤を使用する場
合に比較して、難燃性が低下し易いため、ケーブ
ル構造面での難燃構造も重要となる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的とするところは、絶縁体、
シース、その他の構成材に、ノンハロゲンのゴ
ム、プラスチツクなどを用いると共に、難燃剤と
してもノンハロゲン元素系のものを用い、特にシ
ースにおいては混和物の配合に無理のない配合範
囲を選び、シラン架橋により耐熱性も付与してあ
り、さらにケーブル構造をフレームバリア層、バ
リア保護層、炭化テープ層などを用いて難燃構造
として、難燃性とハロゲンガス、煙の発生が少な
いなどの所謂クリーン化を図つた防災ケーブルを
提供せんとすることにある。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明の難燃性ケーブルは、基本的には、導体
上にゴム、プラスチツク(ただし、ハロゲン元素
含有のものを除く)の絶縁体を施した絶縁線心の
外方に、あるいはこれらを撚り合わせた絶縁線心
束の外方に、順次セラミツクなどを主体とする不
燃性の無機質テープ材料、もしくは金属テープ材
料、もしくは酸素指数値35以上の有機材料を主体
とする難燃テープ材料、またはこれらのうち少な
くとも2種類のテープ材料をラツプ巻きにより重
ね合わせてなる、火災などの際、上記絶縁体や介
在を当該火災など加熱から保護するフレームバリ
ア層、および金属水和物50〜200重量部が添加さ
れたポリオレフイン系樹脂100−X重量部(ただ
し、ハロゲン元素含有のものを除く)からなるポ
リオレフイン系樹脂混和物と、カーボンブラツク
5〜40重量部または赤りん成分が2/50重量部の
赤りん系難燃剤が添加されたシラングラフト化ポ
リオレフイン系樹脂X重量部(ただし、Xは5〜
80)からなるシラングラフト化ポリオレフイン系
樹脂混和物(ただし、ハロゲン元素含有のものを
除く)との混合物からなるシラン架橋シースが施
されたものである。また必要により、フレームバ
リア層の内側に加熱により炭化する炭化テープ層
を設け、あるいはその外側にフレームバリア層を
保護するバリア保護層を設けるものである。
かかる本発明の難燃性ケーブルを、図面により
さらに詳述すると、第1図〜第4図の如くであ
る。
これらのケーブルにおいて、1は導体、2は絶
縁体で、絶縁線心3を形成する。4は介在、5は
このケーブルコア上に設けたフレームバリア層、
6ハフレームバリア層5の内側に設けた加熱によ
り炭化する炭化テープ層、7はフレームバリア層
5の外側に設けたバリア保護層、8はシースであ
る。
上記ケーブルの絶縁体2はハロゲン元素を含有
しない所謂ノンハロゲンのゴム、プラスチツク、
例えばPE、架橋PE、天然ゴム、ブチルゴム、シ
リコンゴム、エチレンプロピレンゴム(EPM)、
エチレンプロピレンジエンエラストマー
(EPDM)、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エ
チレンとアクルリ酸エチルの共重合体、エチレン
とα−オレフンの共重合体、エチレンアクリリツ
クエラストマー、水素添加スチレンブタジエンエ
ラストマー、さらにこれらのブレンド物などまた
はこれらに非ハロゲン元素系の難燃剤を添加して
難燃化したものからなる。この絶縁体2に、例え
ば、XLPE(架橋ポリエチレン)を用いる場合、
ポリエチレンを架橋させるには、有機過酸化物例
えば、DCP(ジクミルパーオキシド)、2,5−
ジメチル−2,5ジ(t−ブチルパーオキシン)
ヘキサンなどを使用する方法、あるいはビニルア
ルコキシシランなどシランカツプリング剤を用い
ておこなう所謂シラン架橋による方法などの化学
架橋方法や、電子線架橋方法を採用することがで
きる。上記介在4はジユート、紙、非吸湿処理
紙、難燃処理紙、難燃性ポリプロピレン(PP)、
PPヤーン、ポリエチレンテレフタレートフイル
ムなどよりなる。
上記フレームバリア層5は、火災などの際、線
心束の絶縁体2、介在4などを火災から保護する
ための層で、セラミツクなどを主体とする不燃性
の無機質テープ材料、若しくは金属テープ材料、
若しくは酸素指数値35以上の有機材料と主体とす
る難燃テープ材料、またはこれらのうち少なくと
も2種類のテープ材料を重ね合わせなる。ここ
で、無機質テープ材料としては、例えばマイカマ
イラーテープ、マイカガラステープ、マイカー紙
混抄テープ、アスベストテープ、マイカ紙ラミネ
ートテープ、シリコンあるいはアルキツトワニス
引きガラステープ、アルミナ・シリカ溶融防糸テ
ープ(カオウール、セラミツクフアイバーなど)
とガラス繊維の複合体、アルミナ、ガラスラミネ
ートなどのテープが挙げられる。また金属テープ
材料としては、例えば、銅(Cu)、鉄(Fe)、ス
テンレス(SUS)、真鍮、アルミニウム(Ai)、
アルミ、マイラーラミネーテープなどのテープが
挙げられる。さらに酸素指数値35以上の有機材料
を主体とする難燃テープとしては、例えばポリエ
ーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド樹
脂、難燃ゴム引き布テープ、ポリエーテルサルホ
ン、ポリエーテルイミドポリサルホン、ポリカー
ボネート、フエノール樹脂、芳香族ポリエステル
などが挙げられる。さらにまた上記無機テープ、
金属テープ、酸素指数値35以上の有機材料を主体
とするテープを2種またはそれ以上組合せて巻い
て使用することもできる。そして、実際の被覆方
法としては、例えば無機質テープ材料または有機
の難燃テープ材料の場合厚さ0.05〜0.2mmtのも
のを1/5〜1/2ラツプ巻で、1〜5枚程度巻回した
り、あるいは金属テープ材料の場合厚さ0.03〜
0.2mmtのものを1/5〜1/2ラツプ巻で、1種また
は2種のテープを1〜3枚程度巻回して形成す
る。
上記炭化テープ層6はクラフト紙、アクルリ繊
維クロス、人絹クロス、天然セルロース繊維ある
いはこれらにシリコンワニス、アルキツトワニス
などを含浸したクロステープなどよりなり、やは
り上記フレームバリヤー層と同様ラツプ巻により
施す。なお、第3図、第4図のフレームではこの
炭化テープ層6を省略してある。
上記フレームバリア層5を保護するバリア保護
層7は、例えば安価なアスベスト、ガラス、セラ
ミツクフアイバーあるいはこれらの複合体などよ
りなるテープを巻回させてなる。なお、第2図、
第4図ではこの層は省略してある。
一方、上記シース8は、ハロゲン元素を含まな
いポリオレフン系樹脂例えば、PE、エチレン、
α−オレフイン共重合体、EVA、EEA、エチレ
ンアクリリツクエラストマー、エチレンプロピレ
ン共重合体、およびエチレンプロピレンジエンエ
ラストマーなど、あるいはこれらを少なくとも2
種以上ブレンドしたブレンドポリマーなどに金属
水和物、例えば酸化アルミニウムの水和物(AI2
O3、3H2O)、酸化マグネシウムの水和物
(MgO,H2O)、塩基性たんさんマグネシウムお
よび水酸化カルシウム、あるいはこれらの金属水
和物に脂肪酸シランカツプリング剤、りん酸エス
テルなどにより表面処理を施したものなどを添加
してなるポリオレフイン系樹脂混和物に、シラン
グラフト化ポリオレフン系樹脂とカーボンブラツ
クまたは赤りん成分が2〜50重量の赤りん系難燃
剤とを混和させたシラングラフト化ポリオレフン
系樹脂混和物(ただし、ハロゲン元素含有のもの
を除く)で形成される。ここで、これらの配合量
は、ポリオレフイン系樹脂100−X重量部に対し
金属水和物50〜200重量部であり、またシラング
ラフト化ポリオレフン系樹脂X重量部(ただし、
Xは5〜80)に対しカボンブラツク5〜40重量部
または上記赤りん系難燃剤2〜50重量部である。
そして、このシラングラフト化ポリオレフイン系
樹脂混和物と上記金属水和物のポリオレフン系樹
脂混和物とは、樹脂成分、すなわちポリオレフイ
ン樹脂とシラングラフト化ポリオレフイン樹脂が
100重量部となるように混合する。即ち、ポリオ
レフン系樹脂20〜95重量部、金属水和物50〜200
重量部としたのは、ポリオレフイン系樹脂が20重
量部未満では、押出加工性が悪く、95重量部より
多いと、架橋度が殆ど得られないし、また金属水
和物が50重量部より少ないと、十分な難燃性が得
られず、200重量部を越えると、加工性が悪くな
り、難燃性、加工性、架橋どのバランスのとれた
最適範囲を選定したからである。またシラングラ
フト化ポリオレフン系樹脂5〜80重量部、カーボ
ンブラツク5〜40重量部、赤りん系難燃剤2〜50
重量部としたのは、シラングラフト化ポリオレフ
イン系樹脂が多いと加工性が悪く、また極端に少
ないと所望の架橋度が得られないからである。ま
たカーボンブラツク、赤りん系難燃剤を所定量シ
ラングラフト化ポリオレフイン系樹脂に添加する
のは前述ポリオレフイン系樹脂混和物と粘度を同
程度に保ためである。ここで、金属水和物は火災
などの際、結晶水を放出する吸熱反応を伴う機構
により温度上昇を抑え、カーボンブラツクはそれ
自体炭化して残り、また赤りん系難燃剤はその脱
水反応により、ポリオレフン系樹脂を脱水させ樹
脂の炭化を促進させる作用がある。
〈作 用〉
このように難燃剤およびベースのゴム、プラス
チツクにハロゲン元素を含まないものを用いるこ
とにより、難燃性を有すると同時に有毒ガスなど
の発生がなく、安全性が高く、腐食化の虞もな
い。また、フレームバリア層5では、無機質テー
プ材料、金属テープ材料、有機の難燃テープ材
料、またはこれらの組合せからなる構造としてあ
るため、これらテープの耐熱性、難燃性および気
密性などの相乗効果により、当該層5自体の耐熱
性がよく、この層自体が火災などにあつても、容
易に破損されず、これがために、ケーブルコア内
部への熱の伝達および空気の供給が効果的に断た
れ、コア内部は良好に保護される。また、この層
5の直下の炭化テープ層6も極めて良好に炭化さ
れる。したがつて、ケーブルの温度上昇により、
コア内部の絶縁体2などが溶融しても上記炭化に
より一種の素焼状の壁をなす当該炭化テープ層6
との相互作用と相俟て、樹脂の外部への浸み出し
を殆ど完全に阻止する。さらに、フレームバリア
層5上に設けたバリア保護層7は、機械的な外力
などに対し、強度的にフレームバリア層5を保護
し、補強すると共に、材質上、熱伝達性が低いた
め、火災などの際、バリア層5の熱的保護を行う
ことにより、シース8の温度上昇を抑える働きを
する。またシース8はシラン架橋させてあるた
め、シース8自体の耐熱性、耐寒性などが向上し
ている。またシースには、カーボンブラツク、必
要により、赤りん系難燃剤が混和されるため、火
災時の炭化がスムーズに行われ、コア内部が保護
される。
なお、絶縁体2、介在4、シース8には、必要
により、その他の添加剤、例えば老化防止剤、滑
剤、充填剤処理用カツプリング剤、架橋促進用触
媒などを添加することもできる。
また、上記説明では、多心ケーブルについてで
あつたが、本発明は勿論単心ケーブルについても
応用可能である。
〈実施例〉
次ぎに、本発明に係るケーブルの各実施例(No.
1〜24)を第1表により示す。なお、比較のため
比較例(No.1〜4)を示してある。
また、本発明のシラン架橋シースにおいて、第
2表に示すようにその配合を種々かえた実施例
(No.25〜34)を作製した。これについても、比較
例(No.5〜10)を作製した。
<Industrial Application Field> The present invention relates to a halogen-free flame-retardant cable, and in particular, uses so-called halogen-free materials that do not contain halogen elements for the insulator, sheath, and other cable components, and makes the cable structure resistant. The present invention relates to a flame-retardant cable that does not generate toxic gases in the event of a fire, generates little smoke during combustion, and prevents insulators from melting and flowing out. <Conventional technology> Conventional general cables use polyethylene (PE), cross-linked polyethylene (XLPE), etc. as insulators, and multi-core cables use polypropylene, polyester, jute, kraft, etc. as intervening materials. Paper etc. are used. In particular, when making cables flame retardant, the above insulators and sheath parts may be made of polyvinyl chloride, polychloroprene rubber, chlorosulfonated
Use halogen-containing materials such as PE rubber and chlorinated PE, and mix antimony trioxide with them, or use polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-ethyl acrylate (EEA), ethylene propylene, etc. (EP) A flame retardant resin such as rubber is used, and flame retardance is imparted by mixing a chlorine-based or bromine-based flame retardant with the above-mentioned antimony trioxide. For this reason, with conventional cables of this type,
When heated to high temperatures in the event of a fire, combustion of the sheath itself is suppressed as much as possible in the flame-retardant sheath part, but if the base resin or flame retardant itself contains halogen elements, hydrogen halide gas and halogen A large amount of toxic gas such as gas is generated, and a large amount of smoke is also generated. Therefore, there are problems with safety and the like, making it unsuitable for use in places where high safety is required, such as subway stations, underground malls, ships, and nuclear power plants. Furthermore, since hydrogen kerogen gas is a highly corrosive gas, it can corrode conductors and surrounding metals, which can significantly impair functions such as automatic control. In addition, internal components such as insulators such as polyethylene and cross-linked polyethylene, and intervening materials inside the cable core will melt when exposed to combustion flames, etc.
When it flows as drips and reaches the surface of the cable, it turns into gas due to the high temperature environment and is immediately ignited, causing serious problems such as the cable itself becoming a combustion source and further aggravating the fire. For this reason, for flame-retardant cables that are intended to be more disaster-free, it is necessary to use so-called non-halogen materials that do not contain halogen elements when burning them. As a flame retardant method that does not rely on halogen elements, a method has already been proposed in which a large amount of metal hydrate is added to the base material of rubber or plastic, but the amount of metal hydrate added increases. , there are problems such as deterioration of mechanical properties. Furthermore, in order to improve the heat resistance of insulators, sheaths, etc., it is necessary to crosslink them, but in the case of electron beam crosslinking, if a large amount of metal hydrate is included as mentioned above, the electron beam will not pass through. It may not be possible to use it due to its poor properties and crosslinking efficiency. Furthermore, in the case of organic peroxide crosslinking, a high-temperature, high-pressure atmosphere such as steam or gas is required, which tends to cause deformation of the core inside the cable, making continuous production difficult in the case of multi-core cables. Furthermore, in the case of silane crosslinking, if a large amount of flame retardant is added to the silane grafted resin, the crosslinking reaction will proceed during kneading, making molding difficult and making it impossible to obtain a good appearance. Therefore, when formulating a mixture for cables, it is necessary to consider the balance of various properties of the cable. In other words, there is a certain limit to the improvement of flame retardancy only by adjusting the blend of flame retardants and the like. Therefore, in order to make the cable even more flame-retardant, it is necessary to make the materials themselves such as the insulator and sheath more flame-retardant, and at the same time, from the perspective of the cable structure, it is necessary to prevent molten drip material from reaching the cable surface. It is necessary to have a structure that prevents leakage, does not lose its shape due to collapse or the like even in the event of a fire, and cuts off the supply of oxygen to the inside of the core. In particular, as mentioned above, when the insulator, sheath, etc. must be made of halogen-free rubber or plastic materials to make the cable halogen-free, it is inevitable to use halogen-containing rubbers, plastics, or even halogen-based materials. The flame retardant structure of the cable is also important because the flame retardancy is more likely to deteriorate than when a flame retardant is used. <Problems to be Solved by the Invention> The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to
In addition to using non-halogen rubber and plastic for the sheath and other constituent materials, we also use a non-halogen element-based flame retardant, and especially for the sheath, we select a blending range that is reasonable for the mixture, and we use silane crosslinking to Heat resistance is also provided, and the cable structure is made into a flame-retardant structure using a frame barrier layer, a barrier protection layer, a carbonized tape layer, etc., making it flame retardant and so-called clean with less halogen gas and smoke generation. The aim is to provide disaster prevention cables that are designed for disaster prevention. <Means for solving the problems> The flame-retardant cable of the present invention basically consists of an insulated wire core with an insulator made of rubber or plastic (excluding those containing halogen elements) on the conductor. or to the outside of the insulated wire core bundle made by twisting these wires, a nonflammable inorganic tape material mainly made of ceramic, or a metal tape material, or an organic material with an oxygen index value of 35 or more is sequentially applied. A flame-retardant tape material, or at least two of these tape materials stacked together by lap wrapping, to protect the above-mentioned insulator and intervening material from heat caused by a fire, etc., and a metal A polyolefin resin mixture consisting of 100-X parts by weight of polyolefin resin (excluding those containing halogen elements) to which 50 to 200 parts by weight of hydrate has been added, and 5 to 40 parts by weight of carbon black or red phosphorus. X parts by weight of a silane-grafted polyolefin resin to which 2/50 parts by weight of a red phosphorus flame retardant has been added (where X is 5 to 5 parts by weight)
80) and a silane-grafted polyolefin resin mixture (excluding those containing halogen elements). Further, if necessary, a carbonized tape layer that is carbonized by heating is provided inside the frame barrier layer, or a barrier protection layer that protects the frame barrier layer is provided outside the carbonized tape layer. The flame-retardant cable of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings, as shown in FIGS. 1 to 4. In these cables, 1 is a conductor and 2 is an insulator, forming an insulated wire core 3. 4 is an intervening layer, 5 is a frame barrier layer provided on this cable core,
6 is a carbonized tape layer provided inside the frame barrier layer 5 and carbonized by heating; 7 is a barrier protection layer provided outside the frame barrier layer 5; and 8 is a sheath. The insulator 2 of the cable is made of so-called non-halogen rubber, plastic, etc. that does not contain halogen elements.
For example, PE, crosslinked PE, natural rubber, butyl rubber, silicone rubber, ethylene propylene rubber (EPM),
Ethylene propylene diene elastomer (EPDM), ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene and ethyl acrylate copolymer, ethylene and α-olefin copolymer, ethylene acrylic elastomer, hydrogenated styrene butadiene elastomer, and these It consists of a blend or the like, or something made flame retardant by adding a non-halogen element based flame retardant. For example, when using XLPE (crosslinked polyethylene) for this insulator 2,
To crosslink polyethylene, organic peroxides such as DCP (dicumyl peroxide), 2,5-
Dimethyl-2,5-di(t-butylperoxine)
Chemical crosslinking methods such as a method using hexane or the so-called silane crosslinking method using a silane coupling agent such as vinyl alkoxysilane, or an electron beam crosslinking method can be employed. The above-mentioned intervention material 4 is jute, paper, non-moisture-absorbing treated paper, flame-retardant treated paper, flame-retardant polypropylene (PP),
Made of PP yarn, polyethylene terephthalate film, etc. The frame barrier layer 5 is a layer for protecting the insulator 2, the interposer 4, etc. of the wire core bundle from fire in the event of a fire, and is made of a nonflammable inorganic tape material mainly made of ceramic, or a metal tape material. ,
Alternatively, it is a flame retardant tape material mainly consisting of an organic material having an oxygen index value of 35 or more, or a superposition of at least two types of tape materials among these. Examples of inorganic tape materials include mica mylar tape, mica glass tape, mica paper mixed tape, asbestos tape, mica paper laminated tape, silicone or alkylene varnished glass tape, alumina/silica fused thread-proofing tape (kao wool, ceramic fiber), etc. Such)
and glass fiber composites, alumina, and glass laminate tapes. Examples of metal tape materials include copper (Cu), iron (Fe), stainless steel (SUS), brass, aluminum (Ai),
Examples include tapes such as aluminum and Mylar laminated tape. Further, flame-retardant tapes mainly made of organic materials with an oxygen index value of 35 or higher include, for example, polyetheretherketone (PEEK), polyimide resin, flame-retardant rubberized cloth tape, polyethersulfone, polyetherimide polysulfone, polycarbonate, Examples include phenolic resin and aromatic polyester. Furthermore, the above inorganic tape,
It is also possible to use a combination of two or more metal tapes and tapes mainly made of organic materials with an oxygen index value of 35 or more. As for the actual coating method, for example, in the case of inorganic tape material or organic flame retardant tape material, 1 to 5 pieces of tape with a thickness of 0.05 to 0.2 mm are wound in a 1/5 to 1/2 wrap. , or thickness 0.03~ for metal tape material
It is formed by winding 1 to 3 pieces of one or two types of tape in a 1/5 to 1/2 lap of 0.2 mm thick. The carbonized tape layer 6 is made of kraft paper, acrylic fiber cloth, human silk cloth, natural cellulose fiber, or a cloth tape obtained by impregnating these with silicone varnish, archite varnish, etc., and is applied by lap winding in the same manner as the frame barrier layer. Note that this carbonized tape layer 6 is omitted in the frames shown in FIGS. 3 and 4. The barrier protection layer 7 that protects the frame barrier layer 5 is formed by winding a tape made of, for example, inexpensive asbestos, glass, ceramic fiber, or a composite thereof. In addition, Figure 2,
This layer is omitted in FIG. On the other hand, the sheath 8 is made of halogen-free polyolefin resin such as PE, ethylene, etc.
α-olefin copolymers, EVA, EEA, ethylene acrylic elastomers, ethylene propylene copolymers, ethylene propylene diene elastomers, etc., or at least two of these.
Metal hydrates, such as aluminum oxide hydrate (AI 2
O 3 , 3H 2 O), hydrates of magnesium oxide (MgO, H 2 O), basic magnesium and calcium hydroxide, or these metal hydrates with fatty acid silane coupling agents, phosphate esters, etc. A silane prepared by mixing a silane-grafted polyolefin resin and carbon black or a red phosphorus flame retardant with a red phosphorus component of 2 to 50% by weight to a polyolefin resin mixture that has been surface-treated by Formed from a grafted polyolefin resin mixture (excluding those containing halogen elements). Here, the blending amount is 50 to 200 parts by weight of the metal hydrate per 100-X parts by weight of the polyolefin resin, and X parts by weight of the silane-grafted polyolefin resin (however,
X is 5 to 40 parts by weight of carbon black or 2 to 50 parts by weight of the above-mentioned red phosphorus flame retardant.
The silane-grafted polyolefin-based resin mixture and the metal hydrate polyolefin-based resin mixture have resin components, that is, a polyolefin resin and a silane-grafted polyolefin resin.
Mix to make 100 parts by weight. That is, 20 to 95 parts by weight of polyolefin resin, 50 to 200 parts by weight of metal hydrate.
The reason for the parts by weight is that if the polyolefin resin is less than 20 parts by weight, extrusion processability is poor, if it is more than 95 parts by weight, almost no degree of crosslinking can be obtained, and if the metal hydrate is less than 50 parts by weight, This is because sufficient flame retardancy cannot be obtained, and if it exceeds 200 parts by weight, processability deteriorates, so an optimal range with a good balance between flame retardancy, processability, and crosslinking was selected. Also, 5 to 80 parts by weight of silane grafted polyolefin resin, 5 to 40 parts by weight of carbon black, and 2 to 50 parts by weight of red phosphorus flame retardant.
The reason for using parts by weight is that if the amount of the silane-grafted polyolefin resin is too large, processability will be poor, and if it is too small, the desired degree of crosslinking cannot be obtained. The reason for adding a predetermined amount of carbon black and red phosphorus flame retardant to the silane-grafted polyolefin resin is to keep the viscosity at the same level as the aforementioned polyolefin resin mixture. Here, in the event of a fire, metal hydrates suppress temperature rise through a mechanism involving an endothermic reaction that releases crystal water, carbon black itself remains carbonized, and red phosphorus flame retardants do so due to their dehydration reaction. , has the effect of dehydrating polyolefin resin and promoting carbonization of the resin. <Function> In this way, by using flame retardants and base rubbers and plastics that do not contain halogen elements, they are flame retardant, do not generate toxic gases, are highly safe, and are resistant to corrosion. There is no fear. In addition, since the frame barrier layer 5 has a structure made of an inorganic tape material, a metal tape material, an organic flame-retardant tape material, or a combination thereof, synergistic effects such as heat resistance, flame retardance, and airtightness of these tapes can be obtained. Therefore, the layer 5 itself has good heat resistance and is not easily damaged even in the event of a fire, which effectively cuts off heat transfer and air supply to the inside of the cable core. The inside of the core is well protected. Further, the carbonized tape layer 6 immediately below this layer 5 is also carbonized extremely well. Therefore, due to the temperature rise of the cable,
Even if the insulator 2 inside the core melts, the carbonized tape layer 6 forms a kind of unglazed wall due to the carbonization.
Together with the interaction with the resin, it almost completely prevents the resin from seeping out. Furthermore, the barrier protection layer 7 provided on the frame barrier layer 5 strongly protects and reinforces the frame barrier layer 5 against mechanical external forces, etc., and also has low heat transfer properties due to the material, so it can prevent fires. In such cases, thermal protection of the barrier layer 5 serves to suppress the rise in temperature of the sheath 8. Further, since the sheath 8 is cross-linked with silane, the heat resistance and cold resistance of the sheath 8 itself are improved. Furthermore, since carbon black and, if necessary, a red phosphorus flame retardant are mixed into the sheath, carbonization occurs smoothly in the event of a fire, and the inside of the core is protected. Note that other additives such as anti-aging agents, lubricants, coupling agents for treating fillers, catalysts for promoting crosslinking, etc. may be added to the insulator 2, the interposer 4, and the sheath 8, if necessary. Furthermore, although the above description has been made regarding multi-core cables, the present invention is of course applicable to single-core cables as well. <Example> Next, each example (No.
1 to 24) are shown in Table 1. In addition, comparative examples (Nos. 1 to 4) are shown for comparison. Further, in the silane crosslinked sheath of the present invention, Examples (Nos. 25 to 34) were prepared with various formulations as shown in Table 2. Regarding this, comparative examples (Nos. 5 to 10) were also produced.
【表】【table】
【表】【table】
【表】【table】
【表】
理品、**** 無処理品。
[Table] Processed products, **** Untreated products.
【表】【table】
【表】
理品。
上記第1表および第2表の各実施例(No.1〜
34)から明らかなように本発明によるケーブル
は、煙の発生が少なく、塩化水素ガスなどの有毒
性でかつ腐食性のガスの発生もない。しかも、十
分な難燃性を有することも判る。また、シースの
特性も優れている。これに対し、比較例(No.1〜
10)による従来ケーブルの場合、難燃性が不良で
あつたり、煙の発生が多かつたり、また塩化水素
ガスの発生時その量は人体に危険な濃度であり、
周囲の電気機器の接点などを腐食させるにも十分
な濃度であつた。さらにシースにおいても押出性
などが悪く不十分なものであつた。
〈発明の効果〉
本発明によれば、以上の説明から明らかなよう
に、絶縁体、シース、その他の構成材に、ノンハ
ロゲンのゴム、ブラスツクを用いると共に、シー
スにシラン架橋を施したものを用い、かつまたケ
ーブル構造の面においては、絶縁線心の外方、ま
たはこれらを撚り合わせた絶縁線心束の外方に、
セラミツクなどを主体とする不燃性の無機質テー
プ材料、若しくは金属テープ材料、若しくは酸素
指数値35以上の有機材料を主体とする難燃テープ
材料、またはこれらのうち少なくとも2種類のテ
ープ材料を重ね合わせてなるフレームバリア層を
設け、必要に応じて、この層の外側にさらにアス
ベスト、ガラスなどのテープからなるバリア保護
層を設けるか、または、フレームバリア層の内側
に加熱により炭化する炭化テープ層を設けてある
ため、優れた難燃性および耐熱性を有し、かつま
た有毒ガスなどの発生がなくまた燃焼時に発煙量
の少ないクリーン化を図つた難燃性ケーブルを提
供することができる。特に、シラン架橋によるた
め、大掛りな架橋設備が不要で、経済性がよく、
また上記フレームバリア層の採用によりシースの
難燃性の負担が軽減されるため、機械特性の優れ
た良好な加工性が得られる。またこのシース、上
記フレームバリア層などの保護により、絶縁体は
本来の電気特性を重視したものを採用することが
できる。[Table] Rippin.
Each example (No. 1 to 2) in Table 1 and Table 2 above
34), the cable according to the present invention generates little smoke and does not generate toxic and corrosive gases such as hydrogen chloride gas. Moreover, it is also found that it has sufficient flame retardancy. In addition, the properties of the sheath are also excellent. On the other hand, comparative examples (No. 1 to
10) Conventional cables have poor flame retardancy, generate a lot of smoke, and when hydrogen chloride gas is generated, the concentration is dangerous to the human body.
The concentration was sufficient to corrode the contacts of surrounding electrical equipment. Furthermore, the sheath also had poor extrudability and was unsatisfactory. <Effects of the Invention> According to the present invention, as is clear from the above description, non-halogen rubber or brass is used for the insulator, sheath, and other constituent materials, and the sheath is cross-linked with silane. , and in terms of cable structure, outside the insulated wire core or outside the insulated wire core bundle made by twisting these wires together,
A non-flammable inorganic tape material mainly made of ceramic, etc., a metal tape material, a flame-retardant tape material mainly made of an organic material with an oxygen index value of 35 or more, or a combination of at least two types of tape materials. If necessary, a barrier protection layer made of asbestos, glass, etc. tape is provided on the outside of this layer, or a carbonized tape layer that is carbonized by heating is provided on the inside of the frame barrier layer. Therefore, it is possible to provide a flame-retardant cable that has excellent flame retardancy and heat resistance, does not generate toxic gases, and is clean with a small amount of smoke when burned. In particular, because it uses silane crosslinking, there is no need for large-scale crosslinking equipment, making it highly economical.
Further, by employing the flame barrier layer, the burden of flame retardancy on the sheath is reduced, so that good processability with excellent mechanical properties can be obtained. Further, by protecting the sheath, the frame barrier layer, etc., it is possible to use an insulator that emphasizes its original electrical properties.
第1〜4図は本発明に係る難燃性ケーブルの各
実施例を示す縦断面図である。
1……導体、2……絶縁体、5……フレームバ
リア層、6……炭化テープ層、7……バリア保護
層、8……シース。
1 to 4 are longitudinal cross-sectional views showing each embodiment of the flame-retardant cable according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Conductor, 2... Insulator, 5... Frame barrier layer, 6... Carbonized tape layer, 7... Barrier protection layer, 8... Sheath.
Claims (1)
ゲン元素含有のものを除く)の絶縁体を施した絶
縁線心の外方に、あるいはこれらを撚り合わせた
絶縁線心束の外方に、順次セラミツクなどを主体
とする不燃性の無機質テープ材料、もしくは金属
テープ材料、もしくは酸素指数値35以上の有機材
料を主体とする難燃テープ材料、またはこれらの
うち少なくとも2種類のテープ材料をラツプ巻き
により重ね合わせてなる、火災などの際、上記絶
縁体や介在を当該火災など加熱から保護するフレ
ームバリア層、および金属水和物50〜200重量部
が添加されたポリオレフイン系樹脂100−X重量
部(ただし、ハロゲン元素含有のものを除く)か
らなるポリオレフイン系樹脂混和物と、カーボン
ブラツク5〜40重量部または赤りん成分が2〜50
重量部の赤りん系難燃剤が添加されたシラングラ
フト化ポリオレフイン系樹脂X重量部(ただし、
Xは5〜80)からなるシラングラフト化ポリオレ
フイン系樹脂混和物(ただし、ハロゲン元素含有
のものを除く)との混合物からなるシラン架橋シ
ースが施されたことを特徴とする難燃性ケーブ
ル。 2 上記ポリオレフイン系樹脂混和物に、カーボ
ンブラツク5〜40重量部を混和してなることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の難燃性ケー
ブル。 3 上記ポリオレフイン系樹混和物に、赤りん成
分が2〜50重量部の赤りん系難燃剤を混和してな
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項、また
は第2項記載の難燃性ケーブル。 4 上記フレームバリア層の内側に加熱により炭
化する炭化テープ層を設け、火災などの際、炭化
層を形成して内部の溶融した絶縁体や介在の流出
を防止するようにしたことを特徴とする特許請求
の範囲第1項、第2項、または第2項記載の難燃
性ケーブル。 5 上記フレームバリア層の外側に当該フレーム
バリア層を保護するバリア保護層を設け、火災な
どの際、フレームバリア層を機械的ないし熱的に
保護するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項、第2項、第3項、または第4項記載
の難燃性ケーブル。[Scope of Claims] 1. Outside an insulated wire core with an insulator of rubber or plastic (excluding those containing halogen elements) applied to a conductor, or outside an insulated wire core made by twisting these materials together. On the other hand, non-flammable inorganic tape materials mainly made of ceramics, metal tape materials, flame-retardant tape materials mainly made of organic materials with an oxygen index value of 35 or more, or at least two types of tape materials among these. A flame barrier layer formed by overlapping the above insulators and the intervening material from heating in the event of a fire, etc., and a polyolefin resin 100-100 containing 50 to 200 parts by weight of a metal hydrate. A polyolefin resin mixture consisting of X parts by weight (excluding those containing halogen elements) and 5 to 40 parts by weight of carbon black or 2 to 50 parts by weight of red phosphorus component.
Parts by weight of silane-grafted polyolefin resin added with parts by weight of red phosphorus flame retardant (However,
1. A flame-retardant cable comprising a silane crosslinked sheath made of a mixture of a silane-grafted polyolefin resin mixture (excluding those containing a halogen element) and a silane-grafted polyolefin resin mixture (where X is 5 to 80). 2. The flame-retardant cable according to claim 1, wherein 5 to 40 parts by weight of carbon black is mixed into the polyolefin resin mixture. 3. The flame retardant according to claim 1 or 2, wherein a red phosphorus flame retardant containing 2 to 50 parts by weight of red phosphorus is mixed into the polyolefin resin mixture. sex cable. 4 A carbonized tape layer that is carbonized by heating is provided inside the frame barrier layer, so that in the event of a fire, etc., the carbonized layer is formed to prevent the melted insulators and intervening material from flowing out. A flame-retardant cable according to claim 1, 2, or 2. 5 Claims characterized in that a barrier protection layer for protecting the frame barrier layer is provided on the outside of the frame barrier layer to mechanically or thermally protect the frame barrier layer in the event of a fire, etc. The flame-retardant cable according to item 1, 2, 3, or 4.
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| JPS5814415A (en) * | 1981-07-16 | 1983-01-27 | 住友電気工業株式会社 | flame retardant wire |
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- 1984-08-16 JP JP59170778A patent/JPS6149310A/en active Granted
Also Published As
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