JPS6149310A - 難燃性ケ−ブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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がっ絶縁
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（Ｐ　Ｅ）や架橋ポリエチレン（Ｘ　Ｌ　Ｐ
　Ｅ）などを用い、また多心ケーブルにあっては、介在
としてポリプロピレン、ポリエステル、ジュート、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
縁体史にはシース部分にポリ塩化ビニル、ポリクロロプ
レンゴム、クロロスルホン化ＰＥゴム、塩素化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っては、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
たがって、安全性などの点に問題があり、例えば地下鉄
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った。またハロ
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って、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、ドリップとして流動し
、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って
、火災をさらに増長させるなどの重大な問題があった。

このため、より無災害を志向する難燃ケーブルにあって
は、その難燃化にあたって、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、プラスチッ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
■が多くなると、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
など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、多心ケーブルにあっては連続製
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、？Ｒ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
ルの緒特性のバランスを考慮して配合しなければならな
い。言い換えれば、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離ｔＡ化にあたっては、
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、溶融したドリップ材の
ケーブル表面への流出を防止したり、火災などにあって
も、崩壊などによる形くずれがなく、コア内部への酸素
の供給を断ったリ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、プラスチッ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、プラスチック、更にはハロゲン
元素系の無燃剤を使用する場合に比較して、離燃性が低
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＆ビみてなされたも
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、プラスチックなど
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
クリーン化を図った防災ケーブルを提供せんとすること
にある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明のテ１〔燃性ケーブルは、基本的には、導体上に
ゴム、プラスチック（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
ッ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ｊｆｆｌ　Ｍ８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、およびポリオレフン系樹脂
１００−Ｘ重量部（ただし、ハロゲン元素含有のものを
除く）に金属水和物５０〜２００重量部を添加したポリ
オレフン系樹脂混和物に、シラングラフト化ポリオレフ
ン系樹脂Ｘ重量部（ただし、Ｘは５〜８０）とカーボン
ブラック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とを含んでなるシラングラフト化
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）を添加してなるシラン架橋シースを施し
たものである。また必要により、フレームノくリア層の
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
説すると、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ｉｔ　Ｎ９＝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はフレーム
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はノλ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、エチレンとアクリル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
ックエラストマー、水素添加スチレンブタジェンエラス
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ップリング剤を用い
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はジュート、紙、非吸湿処理紙、難燃処理紙、離燃
性ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＰヤーン、ポリエチレン
テレフタレートフィルムなどよりなる。

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
ラミッ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−祇混抄テ
ープ、アスヘストテープ、マイカ祇ラミネートテープ、
シリコンあるいはアルキッドワニス引きガラステープ、
アルミナ・シリカ溶融紡糸テープ（カオウール、セラミ
ックファイバーなど）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（Ａ１）、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、ポリエーテルザルホン、ポリエー
テルイミドポリサルホン、ポリカーボネート、フェノー
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０．０５〜０．２龍ｔのもの
を１１５〜１／２ラップ巻で、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０．０３〜０．２
１ＩＩｔのものを１７５〜１７２ラップ巻で、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、アクリル繊維クロス
、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、アルキッド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一層と
同様ラップ巻により施す。なお、第３図、第４図のケー
ブルではこの炭化テープ層６を省略しである。

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、セラミックファイバ
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で
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−オレフィン
共重合体、ＥＶＡ、ＥＥＡユエチレンアクリリソクエラ
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（Ａ
１２０３　・３Ｈ，Ｏ）、酸化マグネシウムの水和物（
Ｍ　ｇ　０−Ｈｚ　Ｏ）　、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
物に脂肪酸シラン力・ノブリング剤、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ックまたは赤りん成分が２〜５
０重ｆｆｉ部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）に対しカボンブラソク５〜４０重量部または上
記赤りん系デｉ（ｆ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ィン樹脂とシラングラフト化ポ
リオレフィン樹脂が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、ポリオレフィン系
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、カーボンブラック５〜４０重量
部、赤りん系デ１〔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ィ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。またカーボンブラック、赤りん系難燃剤を所
定量シラングラフト化ポリオレフィン系じゅしに添加す
るのは前述ポリオレフィ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、カーボンブラッ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、プラスチックに
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、を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であるため、これらテープの耐
熱性、難燃性および気ざ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っ
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。したがって
、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
架橋させであるため、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、カーホンブラック
、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
用カップリング剤、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ったが
、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（患１〜４）を示しである。

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（Ｎα２５〜３４
）を作製した。これについても、比較例（１’ｈ５〜１
０）を作製した。。

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、十分な離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（Ｎα１〜１０）による従来ケーブルの場合、難
燃性が不良であったり、煙の発生が多かったり、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
であった。さらにシースにおいても押出性などが悪く不
十分なものであった。

〈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、その他の措成材に、ノンハロゲンのゴム、
プラスックを用いると共に、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（（ｙ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、セラミッ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
層を設けであるため、優れたテＩＥ燃性および耐熱性を
存し、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っ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。 第　１　図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）、導体上にゴム、プラスチック（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、順次セラミッ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、およびポリオレフン
   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）に金属水和物５０〜２００重量部を添加し
   たポリオレフン系樹脂混和物に、シラングラフト化ポリ
   オレフン系樹脂Ｘ重量部（ただし、Ｘは５〜８０）とカ
   ーボンブラック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とを含んでなるシラングラ
   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）を混合してなるシラン架橋シース
   を施したことを特徴とする難燃性ケーブル。
2. （２）、上記ポリオレフン系樹脂混和物に、カーボンブ
   ラック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. （３）、上記ポリオレフン系樹脂混和物に、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. （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３項記載の難燃性ケーブ
   ル。
5. （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。