JPH0917242A - 耐火ケーブル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、特に耐火特性を大幅に向上
させることができる新規な耐火ケーブル及びその製造方
法を提供することにある。 【構成】 本発明は、導体１上に耐火層２を形成すると
共に、その周囲に絶縁体３及びシース４を被覆してなる
耐火ケーブルにおいて、上記耐火層２が合成集成マイカ
テープに無機化シリコーンレジンを含浸させてなるもの
であることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビルの地下街等の高度の
安全性が要求される場所に用いられる耐火ケーブル及び
その製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ビルや地下街では火災時におけ
る安全対策としてスプリンクラ、水噴霧装置などの消火
設備や自動火災報知器、非常警報装置、誘導灯などの避
難誘導設置が義務づけられているが、これら設備には、
火災時の高熱から導体を保護して上記設備を一定時作動
させると共に、ケーブルの燃焼による延焼等を未然に防
止する必要があることから、難燃性及び耐火性に優れた
耐火ケーブルが使用されている。

【０００３】このような機能を有する耐火ケーブルとし
ては、例えば、図２に示すように導体１の周囲にガラス
マイカやフィルムマイカ等の耐火材を巻き付けて耐火層
２を形成すると共に、その周囲にポリエチレンなどのポ
リオレフィンからなる絶縁体３を形成し、さらにその周
囲に難燃性シース４を被覆した構造が代表的なものであ
る。そして、このような耐火ケーブルの難燃性はＪＩＳ
−Ｃ−３００５の６０％傾斜試験難燃性レベルのものが
主流を占めていたが、最近ではビルの高層化、地下街の
拡大深層化にともない、火災時の安全性向上を目的にＩ
ＥＥＥ３８３の垂直トレイ燃焼試験に合格するレベルの
高難燃性を備えた耐火ケーブルが要求されるようになっ
てきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
高難燃性を実現するためには、図示するようなシース４
の難燃性を向上させることが考えられるが、このような
シース４を高難燃化すると逆にＪＩＳ−Ａ１３０４に準
じた耐火試験においてポリエチレンや架橋ポリエチレン
などのポリオレフィンからなる絶縁体３が溶融落下ある
いは燃焼しずらくなってしまい、蒸し焼き状態を経て炭
化し、その結果マイカの電気特性を大幅に悪化させてし
まうといった欠点があった。さらに、多芯タイプの耐火
ケーブルにおいては耐火の露出試験時にシースが炭化
し、その後ケーブル内部の絶縁体、介在などの可燃物が
熱により溶融、ガス化し、内圧が上昇、その結果、シー
ス炭化物にクラックが入り、これら分解物がシース表面
に吹き出した後にシース炭化物が脱落することによっ
て、ＪＩＳ−Ａ１３０４に定める火災温度曲線の温度を
遥かに超えてしまい、しかもシースの脱落により耐火層
が露出して、炎が直接耐火層に当たると、この耐火層は
従来、水酸基を有する天然集成マイカが使用されている
ことから、この水酸基が水へと化学変化することによ
り、結晶構造変化が生じ、絶縁抵抗が低下するといった
不都合があった。そのため、耐火層の厚さを厚くするこ
とも考えられるが、耐火層の厚さは規定されており、そ
れには限度がある。

【０００５】そこで、本発明は上記課題を解決するため
に案出されたものであり、その目的は、電気特性への悪
影響や耐火層厚を厚くすることなく、耐火特性を大幅に
向上させることができる新規な耐火ケーブル及びその製
造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、導体上に耐火層を形成すると共に、その周
囲に絶縁体及びシースを被覆してなる耐火ケーブルにお
いて、上記耐火層が裏打ち材と合成集成マイカを貼り合
わせてなる合成集成マイカテープにシリコーンレジンと
フィラからなる無機化シリコーンレジンを含浸させてな
るものである。

【０００７】本発明に用いるシリコーンレジンとして
は、Ｒ_X ＳｉＯ_4-X （Ｒ：メチル基に代表される有機基
Ｘ：１又は２）の平均式で表記されＤ単位（Ｒ₂ Ｓｉ
Ｏ₂ ）とＴ単位（ＲＳｉＯ₃ ）を組み合わせた構成から
なるものであり、さらに、この無機化シリコーンレジン
中のＴ単位は５０ｗｔ％以上であることが必要である。
５０ｗｔ％以下ではセラミック化し難いからである。そ
して、これはトルエンやキシレンなどの溶媒に溶解され
たワニス状態とすることが好ましい。

【０００８】一方、このシリコーンレジンに添加するフ
ィラとしてはシリカ、アルミナ、マイカ粉、Ａｌ（Ｏ
Ｈ）₃ 、Ｍｇ（ＯＨ）₂ などが挙げられるが、セラミッ
ク強度の観点からマイカ粉が好ましく、このマイカ粉と
しては、例えば、ＫＡｌ₂ （ＡｌＳｉ₃ Ｏ₁₀）（ＯＨ）
₂ 、ＮａＡｌ₂ （ＡｌＳｉ₃ Ｏ₁₀）（ＯＨ）₂ 、ＫＬｉ
Ａｌ（Ｓｉ₄ Ｏ₁₀）Ｆ₂ 、ＫＭｇ_2.5 （Ｓｉ₄ Ｏ₁₀）Ｆ
₂ 、ＫＭｇ₂ Ｌｉ（Ｓｉ₄ Ｏ₁₀）Ｆ₂ 等の化学式で示さ
れるものが挙げられる。そして、このフィラの添加量は
特に規定しないが効果及び作業性の点からシリコーンレ
ジン１００重量部に対して３０〜２００重量部の範囲と
するのが好ましい。尚、シリコーンレジン単独の場合で
は高温で脆くなり、また、絶縁抵抗及び耐電圧の耐火特
性に対する効果が低く、特に絶縁体線芯数の少ないもの
や導体サイズの小さいものでは充分な耐火特性が得られ
なくなる。また、このような無機化シリコーンレジンを
含んだ耐火層の形成方法としては無機化シリコーンレジ
ンを合成集成マイカテープに塗布した後、これを導体上
に巻き付けるかもしくは導体直上に合成集成マイカテー
プを巻き付けた後、ディピングなどの方法によりガラス
マイカ上に塗布する方法でも良い。

【０００９】そして、この耐火層の上にポリエチレン、
架橋ポリエチレンなどの絶縁体を押し出し被覆した後、
さらに直接あるいは介在、押さえテープを介して難燃性
のシースを被覆することで本発明の耐火ケーブルが得ら
れる。

【００１０】この絶縁体やシースを構成する樹脂組成物
としては、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニルコポリ
マ、エチレンメチルアクリレートコポリマ、エチレンア
クリレートコポリマ、エチレンブテンコポリマ、エチレ
ンプロピレンコポリマなどのポリオレフィンが挙げら
れ、特に絶縁体についてはポリエチレン、エチレンブテ
ンコポリマ、エチレンプロピレンコポリマなどのポリオ
レフィンが耐火特性の点から好ましい。さらに、これら
樹脂組成物には必要に応じて架橋剤、架橋助剤、酸化防
止剤、滑剤などを適宜添加しても良く、また、この樹脂
組成物は電子線やパーオキサイドで架橋しても良い。

【００１１】

【作用】本発明者らは、前述した燃焼挙動をふまえ耐火
特性向上の検討を行った結果、耐火層に裏打ち材と合成
集成マイカを貼り合わせてなる合成集成マイカテープに
シリコーンレジンとフィラからなる無機化シリコーンレ
ジンを含浸させたものを使用することにより、耐火特性
が著しく向上することを見いだした。

【００１２】すなわち、従来の合成マイカは天然マイカ
が有する水酸基に換え、化学結合力の強いフッ素基で置
換させたものであり、フッ素の有する強力な化学結合力
のため高温においても容易にその結晶が分解せず安定な
結晶構造を有することから、高温においても高い絶縁特
性が保持される。しかし、これら従来の合成マイカはシ
リコーン樹脂をはじめとする有機系及び無機系の接着剤
によりポリエチレンフィルムなどに代表されるプラスチ
ックフィルム又は天然繊維及びガラスクロスなどの補強
材に貼り合わされたものであり、マイカと補強材の界面
及び積層されたマイカとの間に多数の微小な空隙が生じ
ており、この空隙に絶縁体、介在などが熱によって溶
融、低分子量化した導電性分解物が浸入し、電気特性を
著しく低下させることになっていた。そこで、この課題
を解決するため検討した結果、上述したように、合成集
成マイカテープにシリコーンレジンとフィラからなる無
機化シリコーンレジンを含浸させることにより、高温時
にセラミック化し、マイカ中への導電性分解物の浸入を
阻止し、耐火特性向上に効果があることが分かった。

【００１３】さらに含浸させていない合成集成マイカと
比較し、本発明の無機化シリコーンレジン含浸合成集成
マイカテープ自体の高温における絶縁抵抗を調べたとこ
ろ、ＪＩＳ−Ａ１３０４の加熱曲線で３０分後の８４０
℃における絶縁抵抗も約１桁高くなることが分かった。
この理由については現在検討中であるが、セラミック化
した層が断熱層として機能しているか又はマイカへの酸
素を遮断することにより劣化を防ぐといったことが考え
られるが詳細は不明である。このようにシリコーンレジ
ンとフィラからなる無機化シリコーンレジンを含浸する
ことで、導電性分解物の浸入を防ぐばかりか、高温にお
ける合成集成マイカテープ自体の絶縁抵抗も大幅に向上
することが分かった。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳述する。

【００１５】図１に示すように、先ず、銅導体１上に表
１に示すような組成を含浸したガラス合成マイカテープ
を１／５ラップで２枚巻きにして耐火層２を形成し、そ
の上に絶縁体層３として低密度ポリエチレンを被覆して
絶縁体コアを形成した。次に、この絶縁体コアの周囲に
介在５を介してリン含有テープからなる押えテープ６を
巻き付けると共に、その周囲に表２に示すような組成か
らなるシースを被覆して６種類の試料ケーブル（実施例
１〜３、比較例１〜３）を作製した。その後、これら各
種試料ケーブルについて難燃性、耐火特性についての評
価を行い、その結果を表１に示す。尚、この難燃性につ
いてはアメリカ規格ＩＥＥＥ３８３の垂直トレイ燃焼試
験（ＶＴＦＴ）に準拠し、２．４ｍのケーブルを１０本
垂直に並べ、その下方０．６ｍから７０，０００ＢＴＵ
／ｈの炎を２０分間当て、その後炎を取り去り１．８ｍ
未満で自己消炎すれば合格、１．８ｍ以上に延焼したも
のは不合格とした。また、耐火特性については耐火・耐
熱電線認定業務委員会で規定している露出試験及び管内
試験をＪＩＳ−Ａ１３０４に定める火災温度曲線に従
い、行った。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】この結果、表１からも明らかなように、本
発明の範囲内にある実施例１〜３はいずれもＶＴＦＴに
合格する難燃性を備えると共に、優れた耐火特性を発揮
した。これに対し、マイカ粉が無添加である比較例１、
エチレン酢酸ビニルレジンを用いた比較例２、無処理の
比較例３はいずれも耐火試験においては不合格であっ
た。

【００１９】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、特に優れ
た耐火特性を発揮するため、火災時における信頼性が向
上し、安全対策に大きく貢献することができる等といっ
た優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る多芯耐火ケーブルの一実施例を示
す断面図である。

【図２】従来の耐火ケーブルの一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 導体 ２ 耐火層 ３ 絶縁体 ４ シース ５ 介在 ６ 押えテープ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導体上に耐火層を形成すると共に、その
   周囲に絶縁体及びシースを被覆してなる耐火ケーブルに
   おいて、上記耐火層が合成集成マイカテープに無機化シ
   リコーンレジンを含浸させてなるものであることを特徴
   とする耐火ケーブル。
2. 【請求項２】 上記合成集成マイカテープが裏打ち材と
   合成集成マイカを貼り合わせてなるものであり、かつ、
   上記無機化シリコーンレジンがシリコーンレジンとフィ
   ラからなるものであることを特徴とする請求項１記載の
   耐火ケーブル。
3. 【請求項３】 上記無機化シリコーンレジンのＴ単位が
   ５０ｗｔ％以上であることを特徴とする請求項１記載の
   耐火ケーブル。
4. 【請求項４】 上記フィラがマイカ粉であることを特徴
   とする請求項２記載の耐火ケーブル。
5. 【請求項５】 導体上に合成集成マイカテープを巻き付
   けた後、この合成集成マイカテープにシリコーンレジン
   とフィラからなる無機化シリコーンレジンを塗布し、乾
   燥させ、その後、その上に絶縁体及びシースを被覆する
   ことを特徴とする耐火ケーブルの製造方法。