JPH09282951A - 耐火ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐火認定基準に合格する絶縁特性及び高温耐電
圧特性を保持しながら、より製造コストを引下げること
が可能な耐火ケーブルを提供する。 【解決手段】粒度５μｍ以下のタルク１００重量部に対
して、粒度１μｍ以下のシリカ１〜９重量部と、メチル
フェニルシリコーン系樹脂５０〜１３０重量部と、シラ
ンカップリング剤０．１〜０．４重量部と、液状希釈剤
５０〜１１０重量部とを含む液状組成物を導体に塗布し
て耐火層を形成し、その上にポリオレフィン系樹脂から
なる絶縁層を設け、必要により絶縁層の上にシースを設
けて、本発明の耐火ケーブルを得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災等によって高
熱や火炎等に曝されてもなお長時間の使用に堪え得る、
合成樹脂絶縁層を有する耐火ケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、劇場やデパート等の多数の人が
集まる場所においては、火災等の非常事態が発生した際
に、場内にいる人を安全に非常口に誘導する必要があ
る。このような場合、非常口案内灯そのものが破壊され
なくても、送電用のケーブルが高熱や火炎等に曝された
場合には、ケーブルが短時間で短絡を起こして送電が停
止する事態が起こる恐れがある。しかし、非常口案内灯
は一定の時間点灯していることが要求されるので、非常
口案内灯に給電するためのケーブルとしては、高熱や火
炎等に曝された場合でも絶縁が破壊されず、電力の供給
が可能であることが必要である。

【０００３】このような目的で用いられる耐火ケーブル
には、図１に示すような構造を有するものがある。すな
わち、耐火ケーブル１は、導体２の外周に耐火層３が形
成されており、その外周をポリエチレンからなる絶縁層
４で被覆し、更にその外周にシース５を被覆して形成さ
れている。この耐火ケーブル１の耐火層３は、図２に示
すように、ガラス繊維布などの無機質材料からなる基材
層３１に集成マイカ層３２を貼り合わせて形成された、
厚さ０．０１〜０．１５mm程度の集成マイカシート３３
と、補強層３４を貼り合わせてテープ状に構成されたも
のであった。

【０００４】かかる耐火ケーブルは、消防庁告示第７号
によって定められた耐火認定基準である８４０℃以上の
高温において、絶縁特性、耐電圧特性を満足するため
に、上記の様な耐火テープ２〜３枚を１／２〜１／４重
ねて巻き付けるか、又は縦添えで巻き付けて形成されて
いたため、耐火層の厚さが４５０〜６００μｍとなり、
耐火層の上にシースを被覆するとケーブルが太くなっ
て、可撓性が悪いばかりでなく軽量化ができず、取扱性
が悪いという難点があった。

【０００５】そこで近年は、セラミックス粒子とシリコ
ーン系樹脂とを含む塗料溶液の中に、導体を浸漬し走行
させるディッピング法を用いて、導体上にセラミックス
被膜の耐火層を形成させる方法（例えば特公昭６３−３
７９２２号）などが提案されている。しかしこの方法で
は、一般的な耐熱絶縁性や耐電圧特性をもたせることは
できるが、消防庁告示第７号によって定められた耐火認
定基準（８４０℃に加熱後の絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以
上で、絶縁耐圧が１５００Ｖ、１分耐圧）を満足するこ
とができなかった。

【０００６】また、かかるディッピング法によって得ら
れる耐火ケーブルの表面平滑性を改良すると共に可撓性
を持たせ、更に上記の消防庁告示の耐火認定基準に適合
するケーブルとして、メチルフェニルシリコーン系樹脂
と希釈剤とシランカップリング剤と３μｍ以下の粒径の
タルクとからなる混合液中に導体をディッピングして耐
火層を形成し、該耐火層の上にポリエチレン等の絶縁体
を被覆し、更にシースを被覆して構成したものが提案さ
れている（特開平７−１０５７３３号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
改良された耐火ケーブルにおいて、耐火認定基準を満た
すためには、粒径が３μｍ以下という微粉砕したタルク
粉末を使用することが必要であるが、かかる特殊な材料
の使用は経済的でないという欠点があった。そしてその
問題を避けるために、比較的に安価な、粉砕度を緩めた
タルク粉末を使用すると、耐火層の平滑性が失われるば
かりでなく、ケーブルの高温耐電圧特性が低下して、耐
火認定基準を満たすことができなくなるという問題があ
った。

【０００８】そこで本発明は、耐火認定基準に合格する
絶縁特性及び高温耐電圧特性を保持しながら、より製造
コストを引下げることが可能な耐火ケーブルを提供する
ことを目的とした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
とができる本発明の耐火ケーブルは、メチルフェニルシ
リコーン系樹脂とシランカップリング剤と粒度５μｍ以
下のタルクと粒度１μｍ以下のシリカとを含む組成物か
らなる耐火層を設けたことを特徴とするものである。そ
して更に、かかる耐火層の上にポリオレフィン系樹脂か
らなる絶縁層を設け、また必要により絶縁層の上にシー
スを設けることができる。

【００１０】更にかかる本発明の耐火ケーブルは、粒度
５μｍ以下のタルク１００重量部に対して、粒度１μｍ
以下のシリカ１〜９重量部と、メチルフェニルシリコー
ン系樹脂５０〜１３０重量部と、シランカップリング剤
０．１〜０．４重量部と、液状希釈剤５０〜１１０重量
部とを含む液状組成物を導体に塗布することにより耐火
層を形成することにより、製造することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の耐火ケーブルは、本質的
に図１に示すような従来の耐火ケーブルと同様な構造を
有しているが、その耐火層３が特定の組成を有してお
り、しかも導体２の表面に液状組成物を塗布することに
よって形成されたものである点が、従来の耐火ケーブル
と異なっている。しかし耐火層３の上に絶縁層４を被覆
し、また絶縁層４の上にシース５を被覆する点について
は、従来の耐火ケーブルと同様である。

【００１２】本発明の耐火ケーブルにおいて、耐火層に
用いられる耐火性付与材料であるタルクは、耐電圧特性
の点から微粉末状でなければならない。かかるタルクの
粒度、即ち重量での最頻値が５μｍ以下のものが使用で
き、好ましくは最大粒径が２０μｍを越えないものであ
る。かかるタルクの粒度は小さいほど絶縁特性や耐電圧
特性が良好であるが、一方では粉砕コストがかかるう
え、粉塵の発生が著しくて取扱が容易でなくなる問題が
あるので、粒度が５μｍを越えない範囲で大きい方が好
ましい。

【００１３】また、タルクと共に耐火性付与材料として
配合されるシリカは、同じく微粉末状である必要があ
り、その粒度は１μｍ以下、特に好ましくは０．１μｍ
以下である。かかる微粉末状シリカとしては、例えば単
位粒子の径が５０nm以下の無定形シリカである、いわゆ
るホワイトカーボンが好ましく用いられるが、乾式或い
は湿式のいずれの製法によるものであっても構わない。

【００１４】かかる微粉末状シリカの配合量は、タルク
１００重量部当たり１〜９重量部である。シリカの配合
量が１重量部より少ないと耐電圧特性が改良されず、ま
た９重量部より多くなると、塗布した耐火層の平滑さが
損なわれるばかりでなく耐電圧特性も低下するから、何
れも好ましくない。

【００１５】本発明の耐火ケーブルの耐火層を形成する
のに、前記のタルクと前記の微粉末状シリカとからなる
耐火性付与材料の結合剤として、メチルフェニルシリコ
ーン系樹脂が用いられる。かかるメチルフェニルシリコ
ーン系樹脂は高温時において絶縁特性と耐電圧特性を維
持するに適した材料であって、その配合量は、タルク１
００重量部当たり５０〜１３０重量部であるのが好まし
い。メチルフェニルシリコーン系樹脂の配合量がこの範
囲を下回ると、耐火層の表面が粗く可撓性も不十分とな
るうえ耐電圧特性が改良されない。逆に配合量がこの範
囲を越えると耐火層の表面が粗くなり、高温での電気特
性が損なわれることになり、好ましくない。

【００１６】また、メチルフェニルシリコーン系樹脂と
共に用いられるシランカップリング剤は、かかるメチル
フェニルシリコーン系樹脂と前記の耐火性付与材料とを
効果的に結合して、均一で緻密な耐火層を形成するため
の材料であって、特にγ−（２−アミノエチル）アミノ
プロピルトリメトキシシランが好ましく用いられる。か
かる特殊なシランカップリング剤は、タルク１００重量
部当たり０．１〜０．４重量部の範囲で配合することが
好ましい。シランカップリング剤の配合量がこの範囲よ
り少ない耐電圧特性が低下し、またこの範囲を越えても
耐電圧特性が低下する。

【００１７】本発明の耐火ケーブルの耐火層を形成する
には、上記の耐火性付与材料とメチルフェニルシリコー
ン系樹脂とシランカップリング剤とを、液状の希釈剤と
混合して液状組成物を形成し、これを線状導体の表面に
塗布し、乾燥する。この際の液状希釈剤は、導体上に所
定の厚さの均一な塗布層を形成するに適した粘度を有す
る液状組成物を得るためのもので、例えばキシレンなど
の芳香族系の溶剤が好ましく用いられる。かかる液状希
釈剤の配合量は、タルク１００重量部当たり５０〜１１
０重量部であることが好ましく、液状組成物が導体上に
塗布するに操作に適した粘度を示すように、上記の範囲
内で適宜調整することが望ましい。

【００１８】上記のような液状組成物を導体上に塗布す
るに当たっては、適宜の方法を採用することができる
が、塗膜の均一性などの点から、ディップコーティング
法によることが好ましい。

【００１９】本発明の耐火ケーブルは、単線又は撚線か
らなる導体上にディップコーティング法等により、前記
のような耐火層形成用の液状組成物を塗布し、乾燥した
のちポリオレフィン系樹脂などの絶縁被覆を施し、更に
必要に応じて保護用の合成樹脂シースや金属テープなど
で被覆して、製造することができる。

【００２０】

【実施例】表１の配合に従って、メチルフェニルシリコ
ーン系樹脂（東レダウコーニングシリコーン社、ＳＨ−
８０５）とシランカップリング剤（γ−（２−アミノエ
チル）アミノプロピルトリメトキシシラン）とを液状の
希釈剤（キシレン）と混合し、これに微粉砕タルクを配
合し、更に微粉末状シリカを加えて液状組成物を製造し
た。この際使用した微粉砕タルクは、フジタルク社製の
それぞれ粒度２．１μｍ（粒径分布８〜０．６μｍ）、
粒度４．５μｍ（粒径分布１０〜０．８μｍ）、粒度
９．０μｍ（粒径分布２０〜０．８μｍ）のものであ
り、また微粉末状シリカは、日本アエロジル社製の単位
粒径が１６nmのものであった。

【００２１】

【表１】

【００２２】これらの液状組成物を収容したディップコ
ーティング装置に、径１．６mmの単線銅導体を導入して
導体表面に液状組成物を塗布し、溶剤を除去し乾燥した
のち１５０℃で３分間焼き付けて、厚さ０．１７mmの耐
火層を形成したケーブル線心を得た。次にこの耐火ケー
ブル線心に厚さ０．７５mmのポリエチレン絶縁被覆を施
し、更にポリエチレンからなる厚さ１．４mmのシースを
被覆して、外径が６．２４mmの耐火ケーブルを得た。

【００２３】こうして得た耐火ケーブルからシース及び
絶縁被覆を除去した線心の試料について、外観検査及び
可撓性試験を行い、また耐火ケーブルから切り出した試
料について、常温での絶縁特性及び常温での耐電圧特
性、並びに高温での絶縁特性及び高温での耐電圧特性の
試験を行い、これらの試験結果を纏めて、表１に併せて
示した。なお、これらの試験方法及び判定基準は、以下
のとおりである。

【００２４】〔外観検査〕 線心試料の耐火層の表面を目視で調べ、凹凸がなく、均
一であるものを○、そうでないものを×とした。 〔可撓性〕 線心試料を径１０mmのマンドレルに巻き付け、ひび割れ
が生じないものを○、そうでないものを×とした。

【００２５】〔常温絶縁性〕露出配線用ケーブル試験 加熱炉に出入できる台車に垂直に取り付けた、縦３００
mm、横３００mm、厚さ１０mmのパーライト板に対して、
あらかじめ１０mmマンドレルを用いて曲がり癖を矯正し
ておいた長さ１．３ｍの耐火ケーブル試料を、その中央
部の２０cmを隔てた２箇所の位置で、それぞれ径１．６
mmの軟銅線を用いて水平に取り付けて固定した。そし
て、その取り付け位置の中央に約１３mmの間隔を置い
て、長さ４０cmの径１．６mmの軟銅線２本の束の両端を
巻き付け、その軟銅線の中央部に３２０ｇの錘（長さ
１．３ｍの耐火ケーブルの重量の２倍に相当する荷重）
を吊るした。この状態で、線心導体と固定線との間に５
００Ｖの直流電圧を印加して常温での絶縁抵抗値を測定
し、５０ＭΩ以上の抵抗値を有するものを○、そうでな
いものを×とした。電線管配線用ケーブル試験 露出配線用ケーブル試験と同様に台車に取り付けたパー
ライト板に対して、外径１９．１mm、長さ４０cmの薄肉
電線管を、その中央部の２０cmの間隔を隔てた２箇所の
位置で、２重に巻き付けた径１．６mmの軟銅線によって
水平に取り付けて固定した。そして、長さ１．３ｍの耐
火ケーブル試料を上記の電線管内に通し、電線管の端部
にロックウールを詰めて耐火ケーブル試料を固定した。
その後、露出配線用ケーブル試験と同様の試験条件で測
定を行い、５０ＭΩ以上の抵抗値を有するものを○、そ
うでないものを×とした。

【００２６】〔常温耐電圧性〕露出配線用ケーブル試験 前記の常温絶縁性測定に続いて、線心導体と固定線との
間に１５００Ｖの商用交流電圧を印加し、１分間で絶縁
破壊が起こらないものを○、そうでないものを×とし
た。電線管配線用ケーブル試験 前記の常温絶縁性測定に続いて、上記の露出配線用ケー
ブル試験と同様の試験条件で測定を行い、１分間で絶縁
破壊が起こらないものを○、そうでないものを×とし
た。

【００２７】〔高温絶縁性〕露出配線用ケーブル試験 前記の常温耐電圧性測定を行ったのち、耐火ケーブルの
試料を取り付けた台車を加熱炉内に導入し、加熱炉を３
０分間で８４０℃まで昇温させ、この状態で導体と固定
線との間に５００Ｖの直流電圧を印加して絶縁抵抗値を
測定し、０．４ＭΩ以上の抵抗値を有するものを○、そ
うでないものを×とした。電線管配線用ケーブル試験 前記の常温耐電圧性測定を行ったのち、上記の露出配線
用ケーブル試験と同様の加熱試験条件で測定を行い、
０．４ＭΩ以上の抵抗値を有するものを○、そうでない
ものを×とした。

【００２８】〔高温耐電圧性〕露出配線用ケーブル試験 前記の高温絶縁性測定に続いて、導体と固定線との間に
１５００Ｖの商用交流電圧を印加し、１分間で絶縁破壊
が起こらないものを○、そうでないものを×とした。電線管配線用ケーブル試験 前記の高温絶縁性測定に続いて、上記の露出配線用ケー
ブル試験と同様の試験条件で測定を行い、１分間で絶縁
破壊が起こらないものを○、そうでないものを×とし
た。

【００２９】表１に示した試験結果を見ると、粒度１μ
ｍ以下の微粉末状シリカを加えないか、又は添加量が少
ない場合は、タルクの粒度が３μｍより大きくなると高
温耐電圧性が低下するのに対して、上記の微粉末状シリ
カをタルク１００重量部に対して１〜９重量部の範囲で
添加すると、高温耐電圧性が改良されることがわかる。
また、タルクの粒度が５μｍより大きくなると、微粉末
状シリカの添加効果が期待できないこともわかる。

【００３０】更に、メチルフェニルシリコーン系樹脂の
配合量はタルク１００重量部に対して５０〜１３０重量
部の範囲で、シランカップリング剤の配合量はタルク１
００重量部に対して０．１〜０．４重量部の範囲で、そ
れぞれ良好な高温耐電圧性が期待できることがわかる。
そしてまた導体への耐火層の塗布に際して、上記の配合
の組成物に配合される液状希釈剤の量は、タルク１００
重量部に対して５０〜１１０重量部が適当であることも
わかる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の耐火ケーブルは、特定の粒度の
タルク粉末と特定の粒度の微粉末シリカとを特定の比率
で組合せて耐火層の構成材料としたもので、消防庁告示
第７号の耐火認定基準に適合する高度な絶縁特性と、優
れた高温耐電圧特性とを備えながら経済性に優れ、更に
粉塵の発生を抑えて生産設備の環境を改善することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る耐火ケーブルの構造を示す断面図
である。

【図２】従来の耐火ケーブルにおける耐火層の構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 耐火ケーブル ２ 導体 ３ 耐火層 ４ 絶縁層 ５ シース ３１ 基材層 ３２ 集成マイカ層 ３３ 集成マイカシート ３４ 補強層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｂ 3/46 Ｈ０１Ｂ 3/46 Ｄ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線状導体の表面に、メチルフェニルシリ
   コーン系樹脂とシランカップリング剤と粒度５μｍ以下
   のタルクと粒度１μｍ以下のシリカとを含む組成物から
   なる耐火層を設けたことを特徴とする耐火ケーブル。
2. 【請求項２】 耐火層の上にポリオレフィン系樹脂から
   なる絶縁層を設けてなる、請求項１に記載の耐火ケーブ
   ル。
3. 【請求項３】 メチルフェニルシリコーン系樹脂５０〜
   １３０重量部と、シランカップリング剤０．１〜０．４
   重量部と、粒度５μｍ以下のタルク１００重量部と、粒
   度１μｍ以下のシリカ１〜９重量部と、液状希釈剤５０
   〜１１０重量部とを含む液状組成物を導体に塗布するこ
   とにより耐火層を形成することを特徴とする耐火ケーブ
   ルの製造法。