JPH0430692B2

JPH0430692B2 -

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Publication number: JPH0430692B2
Application number: JP59170778A
Authority: JP
Priority date: 1984-08-16
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1992-05-22
Also published as: JPS6149310A

Description

【発明の詳細な説明】

〈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。

【表】

【表】理品、＊＊＊＊無処理品。

【表】

【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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims

【特許請求の範囲】１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。