JPH09204824A - 耐火ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の課題は、たとえ高温にさらされても優
れた耐火性を発揮できる耐火ケーブルを提供することに
ある。 【解決手段】本発明は、導体上に耐火層、絶縁体層、シ
ース層を順次設けて成る耐火ケーブルにおいて、シース
層としてエチレン系コポリマ１００重量部に対して金属
水酸化物５０〜２５０重量部及び軟化点３００〜６００
℃のフリット１〜２００重量部を含むものを用いたこと
にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐火ケーブルに関す
るものである。更に詳述すれば本発明は高度な火災防止
安全性が要求されるビル内や地下街等に配線される耐火
ケーブルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の都市では高層ビルや地下街が益々
発展の方向にある。

【０００３】このような高層ビルや地下街の発展につれ
て、これらの場所の火災防止安全性が高く要求されるよ
うになってきている。

【０００４】一般に、これらビルや地下街では火災発生
時の安全対策として消火設備や避難誘導表示装置の設置
が法的に義務ずけられている。

【０００５】ここにおいて消火設備としてはスプリンク
ラーや水噴霧装置等がある。また、避難誘導表示装置と
しては自動火災報知機、非常警告装置、誘導灯等があ
る。

【０００６】そしてこれらの消火設備や避難誘導表示装
置の電気系統の電線としては難燃性と耐火性とが優れた
耐火ケーブルが使用されている。

【０００７】この種の耐火ケーブルは火災時の高熱にお
いても導体保護機能、消火設備や避難誘導表示装置が正
常に作動できるように一定時間電線機能維持、延焼防止
機能等の特性が要求されている。

【０００８】図２はこのような従来の単芯の耐火ケーブ
ルの横断面図を示したものである。図２において１は導
体、２は耐火層、３は絶縁体層、４はシース層である。

【０００９】即ち、従来の耐火ケーブルは導体１の上層
にガラスマイカテープやマイカテープ等の耐火層２を巻
回し、更にこの耐火層２上にポリエチレン等のポリオレ
フィン等の絶縁体層３を押し出し被覆し、そして更にこ
の絶縁体層３上に難燃性シース層４を押し出し被覆して
成るものである。

【００１０】従来、この種の耐火ケーブルの大半はＪＩ
Ｓ−Ｃ−３００５で定める６０°傾斜燃焼試験に耐えら
れるレベルのものであった。

【００１１】しかし近年ではビルの高層化や地下街の深
層化が益々進み、より高度な火災防止安全性が要求され
るようになってきている。

【００１２】このため高度な火災防止安全性を保証でき
るＩＥＥＥ−３８３で定める垂直トイレ燃焼試験に耐え
られる耐火ケーブルが要求されるようになってきてい
る。

【００１３】このＩＥＥＥ−３８３で定める垂直トイレ
燃焼試験に耐えられる耐火ケーブルとするには、一般に
シース層の難燃性化も向上する必要がある。

【００１４】しかし単にシース層自体の難燃性だけを向
上しただけでは耐火露出試験に耐えられない。特に多芯
タイプの耐火ケーブルは耐火露出試験に耐えられない傾
向がある。

【００１５】そこで本発明者等は多芯タイプ耐火ケーブ
ルの耐火露出試験について、その燃焼挙動について観察
調査した。その結果耐火露出試験は行うと耐火ケーブル
は次のようなａ〜ｅの挙動を示すことかわかった。

【００１６】ａ．外層シース層４が炭化 ｂ．内層の絶縁層３や図示しない介在等が高熱により熱
溶融、ガス化し、内圧が上昇 ｃ．ケーブル内圧の上昇により炭化シース層４には無数
のクラックが発生 ｄ．炭化シース層４のクラック発生箇所部より内層熱溶
融物が吹き出し ｅ．炭化シース層４が脱落、燃焼 そして炭化シース層４が脱落、燃焼することにより、耐
火試験中の耐火ケーブルの温度はＪＩＳ−Ａ−１３０４
で定める火災温度曲線より遥かに高くなってしまう。

【００１７】更に、耐火試験中の耐火ケーブルは炭化シ
ース層４が脱落、燃焼することにより、耐火層２が露出
し、その結果耐火層２は耐火試験の炎に直接さらされる
ことになる。

【００１８】このように耐火層２が炎に直接さらされる
と、耐火層２を構成している水酸基保持天然マイカはそ
の保持している水酸基に脱水反応が起こる。脱水反応を
起こした水酸基保持天然マイカは結晶構造が破壊され、
本来有していた電気絶縁抵抗が低下する。

【００１９】そしてこのように耐火層２を構成している
水酸基保持天然マイカが電気絶縁抵抗を低下させると、
耐火ケーブルは電力や警報信号の送達性が低下する懸念
が発生する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点に立
って為されたものであって、その目的とするところは前
記した従来技術の欠点を解消し、たとえ高温にさらされ
ても優れた耐火性を発揮できる耐火ケーブルを提供する
ことにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明の耐火ケーブルの
要旨とするところは、導体上に耐火層、絶縁体層、シー
ス層を順次設けて成る耐火ケーブルにおいて、シース層
としてエチレン系コポリマ１００重量部に対して金属水
酸化物５０〜２５０重量部及び軟化点３００〜６００℃
のフリット１〜２００重量部を含むものを用いたことに
ある。

【００２２】本発明におけるエチレン系コポリマとして
はエチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、エチレンブ
テンポリマ、エチレンブテンターポリマ、エチレン酢酸
ビニルコポリマ、エチレンエチルアクリレートコポリ
マ、エチレンメチルアクリレートコポリマといったもの
が挙げられる。これらは単独又は２種類以上を併用して
使用してもよく、特にエチレン酢酸ビニルコポリマ単独
もしくはエチレン酢酸ビニルコポリマとそれ以外のエチ
レン系コポリマとのブレンドが好ましい。

【００２３】また、このエチレン系コポリマに配合され
る金属水酸化物としては水酸化アルミニウム、水酸化マ
グネシウム、炭酸マグネシウム、アルミン酸カルシウ
ム、水酸化マグネシウムとニッケルの固溶体などが挙げ
られる。これらの金属水酸化物としては特に吸熱ピーク
が３００℃以上のものが望ましく、このような金属水酸
化物としては水酸化マグネシウム、及び水酸化マグネシ
ウムとニッケルとの固溶体等が挙げられる。

【００２４】なお、これらの金属水酸化物は凝集、強靭
性、難燃性、耐水性等から平均粒径３μｍ以下で脂肪酸
金属塩、シランカップリング剤、チタネートカップリン
グ剤等で表面処理したものを用いるのが望ましい。

【００２５】本発明において金属水酸化物の混和量をベ
ースのエチレン系コポリマ１００重量部に対して５０〜
２５０重量部と規定したのは、５０重量部以下では目的
とする難燃性を付与できず、また２５０重量部を越える
と強靭性や押出し加工性が著しく低下してしまうからで
ある。

【００２６】本発明においてフリットとしては酸化ケイ
素、アルミナ、ホウ酸、酸化ナトリウム、酸化カリウ
ム、酸化リチウム、酸化チタン、酸化バリウム、酸化亜
鉛、フッ化カルシウム、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化ニッケル等に代表される原料のうち少なくとも２種
類以上組み合わせたものを用いる。特に規定はしないが
軟化点は３００℃〜７００℃であり、８００℃以上にお
いて結晶化し形状を保持するようなフリットが好まし
い。

【００２７】本発明においてフリットの添加量をエチレ
ン系コポリマ１００重量部に対して１〜２５０重量部と
規定したのは、１重量部以下では目的とする燃焼時の固
化性が付与できず、また２５０重量部を越えると強靭性
や押出し加工性が著しく低下してしまうためである。

【００２８】また、本発明では必要に応じて上記成分に
加えて、赤リン、シリコーン生ゴム、カーボン等を難燃
助剤として添加してもよい。シリコーン生ゴムとして
は、メチルフェニルシリコーン生ゴム、メチルビニルシ
リコーン生ゴム等が挙げられる。

【００２９】本発明ではこのようにして得られるシース
層の難燃性電気絶縁組成物は非架橋の状態でも良いが、
有機過酸化物や電子線照射等により架橋してもよい。

【００３０】以上のように本発明の耐火ケーブルでは、
シースとしてエチレン系コポリマ１００重量部に対して
金属水酸化物５０〜２５０重量部及びフリット１〜２０
０重量部を含有する難燃性電気絶縁組成物を用いること
により、燃焼時のシース炭化物の固化性が著しく向上
し、耐火特性ばかりでなく難燃性においても大幅に向上
することが分かり本発明に至ったものである。

【００３１】つまり本発明の耐火ケーブルは、難燃時の
シース炭化物の固化性を向上させることによって耐火露
出試験における絶縁体、介在等の可燃物の急激な発火を
防ぎ、その結果温度上昇を効果的に抑制することができ
る。更にシース層４の脱落を抑止できることから、シー
ス層４が耐火層２の耐熱層の役割をはたし、その結果耐
火特性をも向上させるものと考えられる。また垂直トレ
イ燃焼試験においても同様に可燃物の吹出しを防ぎ、延
焼を効果的に抑制でき、それにより耐火特性、難燃性の
両特性を顕著に向上することができる。

【００３２】本発明の耐火ケーブルにおいて、固化性が
著しく向上する理由としては詳細は不明であるが、ポリ
マが分解する際に融け始めたフリットがその分解物のほ
うへ流れこみ、その分解物を取り囲むことにより酸素を
遮断し、ポリマの分解を遅らせ８００℃〜９００℃にな
るとそのまま固化するためと推察している。

【００３３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の耐火ケーブルの実
施例及び比較例について説明する。

【００３４】（耐火ケーブルのベース構造）実施例及び
比較例に用いた耐火ケーブルのベース構造は、まず、
１．２mmφの銅導体１上に０．１５mm厚のガラスマイカ
（マイカ厚０．１０mm）を１／５ラップで２枚巻きして
耐火層２を形成した。

【００３５】次に、この耐火層２上に、０．８mmの厚さ
でポリエチレン（絶縁体３）を押出し被覆して、絶縁体
コア５を作製した。

【００３６】次に、この絶縁体コア５を７本撚合わせ、
その上に押えテープ５を１／２ラップ、２枚巻きして巻
き付けることによりベース構造の耐火ケーブルを得た。

【００３７】（実施例及び比較例の耐火ケーブル）上記
で得られたベース構造の耐火ケーブルの押えテープ６の
上層に種々な組成のシース層７を押出し被覆することに
より実施例及び比較例の耐火ケーブルを得た。

【００３８】表１はこれらの耐火ケーブルの構成材料
表、表２はそれらのシース層７の組成表である。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】図１はかくして得られた実施例１の耐火ケ
ーブルの横断面図を示したものである。 図１において
１は導体、２は耐火層、３は絶縁体層、５は絶縁体コ
ア、６は押さえテープ層、７は最外シース層である。

【００４２】（耐火ケーブルの特性試験方法）耐火ケー
ブルの特性試験は、引張特性、難燃性及び耐火特性につ
いて評価を行った。引張特性の評価方法としては、先ず
各試料を１８０℃で１mm厚にプレス成形後、ＪＩＳダン
ベル３号試験片を作製し、それからショッパー型引張試
験機により２００mm／分の速度で引張試験を行った。難
燃性についてはＩＥＥＥ−３８３に準拠し２．４ｍのケ
ーブルを規定の本数を垂直に並べ下方０．６ｍから７
０，０００ＢＴＵ／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。

【００４３】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。

【００４４】（耐火ケーブルの評価試験結果）表２から
わかるように金属水酸化物の混和量が限定値以下である
比較例１は難燃性と耐火特性とが悪い。

【００４５】逆に金属水酸化物の混和量が限定値を越え
る比較例２は引張強さ及び伸びが大きく悪化する。

【００４６】また、フリットを添加しない比較例３や規
定外のフリットを使用した比較例５は固化性が劣り、絶
縁体等可燃物の吹出しを防ぐことができず、シース炭化
物が欠落し、その結果垂直トレイ燃焼試験、耐火試験の
両者が不合格であった。

【００４７】これらに対して、本発明に係る実施例１〜
４はシースのシート評価ではいずれも引張特性に優れ、
電気用品取締法のＰＥ規格（ＴＳ９．８Ｍｐａ以上、Ｔ
Ｅ３００％以上）を満足し、また、ケーブルにおける垂
直トレイ燃焼試験及び耐火試験に合格し、優れた難燃性
及び耐火特性を発揮した。

【００４８】

【発明の効果】本発明の耐火ケーブルは最外シース層と
して特殊な難燃性組成物を用いることにより優れた機械
的特性と電気特性とを有し、しかも優れた難燃性と耐火
性とを発揮するものであり、工業上有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の耐火ケーブルの横断面図を
示したものである。

【図２】従来の単芯の耐火ケーブルの横断面図を示した
ものである。

【符号の説明】

１ 導体 ２ 耐火層 ３ 絶縁体層 ４ シース層 ５ 絶縁体コア ６ 押さえテープ層 ７ 最外シース層

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】導体上に耐火層、絶縁体層、シース層を順
   次設けて成る耐火ケーブルにおいて、前記シース層はエ
   チレン系コポリマ１００重量部に対して金属水酸化物５
   ０〜２５０重量部及び軟化点３００〜６００℃のフリッ
   ト１〜２００重量部を含むものであることを特徴とする
   耐火ケーブル。
2. 【請求項２】エチレン系コポリマがエチレン酢酸ビニル
   コポリマ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】エチレン系コポリマがエチレン酢酸ビニル
   コポリマと他のエチレン系コポリマとのブレンド物であ
   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】金属水酸化物が吸熱ピークが３００℃以上
   の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。
5. 【請求項５】金属水酸化物が水酸化マグネシウム又は水
   酸化マグネシウムとニッケルとの固溶体であることを特
   徴とする請求項１記載の耐火ケーブル。
6. 【請求項６】フリットが８００℃以上の温度において結
   晶化し且つその結晶形状を保持し得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。