JP2000088147A - 難燃性電線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度と高度な難燃性を達成した、エン
ジニアリングプラスチックからなる難燃性電線管を提供
する。 【解決手段】 非ハロゲン系難燃剤によって酸素指数を
２８以上に高めたエンジニアリングプラスチックからな
り、肉厚０．５〜３ｍｍである難燃性電線管を提供す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はエンジニアリングプ
ラスチックからなり、非ハロゲン系難燃剤を用いた難燃
性電線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、とう道、トンネル、建築物内の空
間をより効率よく利用するために電線、ケーブルをより
高密度に布設することが提案されている。このようにケ
ーブルの布設密度を高めるためには、最小限の間隔を確
保するために電線管に収容することが望ましい。ところ
で、このようにとう道内等で用いる電線管には、地中に
埋設する電線管よりも高度な難燃性が必要である。その
目安としては、ＪＩＳ Ｃ３５２１に規定された通信ケ
ーブル用難燃シース燃焼性試験で十分な難燃性能を発揮
するものであることが好ましい。従来は難燃性を付与し
た合成樹脂製電線管として、ハロゲン系難燃剤を配合し
た樹脂や難燃性の高いポリ塩化ビニル樹脂製の難燃性電
線管が使用されてきた。

【０００３】しかしながら、難燃剤としてハロゲン系難
燃剤を用いたり、ポリ塩化ビニル樹脂を使用した電線管
は、燃焼時に発生するガスの毒性の問題や埋め立てや焼
却など最終処分過程での安全性という観点から問題があ
るので、近年ではノンハロゲン難燃樹脂材料からなる難
燃性電線管の要求が増えている。ノンハロゲン難燃樹脂
材料としては水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム
などの金属水和物を配合したポリオレフィン系樹脂が挙
げられるが、高度な難燃性能を得るためには金属水和物
を大量に配合しなければならず、引っ張り強度等の機械
的強度が劣るという欠点があり、配管場所によっては電
線管の材料として使用することができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、エンジニアリン
グプラスチックに難燃剤を配合した難燃エンジニアリン
グプラスチック材料からなる電線管は、耐熱性、機械的
強度ともに優れており、さらに高度な難燃性が求められ
る場所に配管するための電線管として期待されている。

【０００５】本発明者らはより高度な難燃性能を有する
エンジニアリングプラスチック製の電線管を開発するた
めに、通常電線管に適用される試験よりも条件が厳しい
ＪＩＳ Ｃ３５２１の通信ケーブル用難燃シース燃焼性
試験に準拠した試験を採用した。

【０００６】本発明者らがＪＩＳ Ｃ３５２１の燃焼性
試験に準拠して、種々の電線管について、実際に電線管
にケーブルを収容した状態で垂直に設置しバーナーの炎
を２０分間接炎させて最大燃焼長を測定する試験を実施
したところエンジニアリングプラスチックは燃焼時に溶
融した樹脂が垂れ落ちやすく、垂れ落ちた樹脂が中に収
容されているケーブルに付着する。この垂れ落ちた樹脂
は炭化するまで燃焼が持続するため、その間に上方へ燃
焼部分が広がっていきやすいということ、また、同じ材
質であっても電線管の種類によって最大燃焼長が大きく
異なることがわかった。

【０００７】さらに検討した結果、本発明者らは電線管
の肉厚と最大燃焼長とが密接に関わっていることを突き
止め、上記した厳しい条件で燃焼試験を行った時にも最
大燃焼長の小さな、優れた難燃性と十分な機械的強度と
を併せ持つ、ノンハロゲン難燃エンジニアリングプラス
チック材料からなる難燃性電線管を発明するに至った。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、非ハ
ロゲン系難燃剤によって酸素指数を２８以上に高めたエ
ンジニアリングプラスチックからなり、肉厚０．５〜３
ｍｍであることを特徴とする難燃性電線管が提供され
る。

【０００９】また、非ハロゲン系難燃剤によって酸素指
数を２８以上に高めたエンジニアリングプラスチックか
らなる最外層と、該最外層の内側に最外層よりも摩擦係
数の小さな潤滑層とを備え、肉厚が０．５〜３ｍｍであ
ることを特徴とする難燃性電線管が提供される。前記潤
滑層の肉厚を０．０３ｍｍ以上とすると、電線管に電線
・ケーブルを挿通する際、作業性の観点で好ましい。

【００１０】前記潤滑層はポリオレフィン系樹脂を主成
分とするポリオレフィン系樹脂材料により形成するとよ
い。また、多層構造の電線管とする時にはエンジニアリ
ングプラスチックからなる最外層の肉厚を管全体の６０
％以上とすると難燃性、機械的強度の観点から好まし
い。

【００１１】エンジニアリングプラスチックとしては変
性ポリフェニレンエーテルを好適に用いることができ
る。

【００１２】難燃性電線管の構成層の外周および／また
は内周に波付部を有する波付管とすると可撓性の点で好
ましい。

【００１３】本発明の難燃性電線管は酸素指数２８以上
のシースを有するケーブルの保護管として用いると効果
的である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の難燃性電線管は、エンジ
ニアリングプラスチックに非ハロゲン系の難燃剤を配合
したエンジニアリングプラスチック材料を管状に成形し
てなるもので、酸素指数２８以上、肉厚０．５〜３ｍｍ
であることを必須とする。

【００１５】エンジニアリングプラスチックとしては、
例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエ
ーテル、ポリアリレート、ポリカーボネート等が挙げら
れ、特に変性ポリフェニレンエーテルを用いると難燃
性、機械的強度、耐熱性および成形性の点で好ましい。

【００１６】非ハロゲン系の難燃剤としては、リン酸エ
ステル系難燃剤（例えばトリフェニルホスフェート）な
どが挙げられ、エンジニアリングプラスチックの種類や
得ようとする電線管の特性に応じて選択する。

【００１７】難燃剤の配合量はエンジニアリングプラス
チックや難燃剤の種類によって調整するが、電線管の酸
素指数が２８未満では難燃性が不十分となるので、２８
以上となるようにする。

【００１８】本発明の電線管は、その肉厚を０．５〜３
ｍｍとする。上述したように、電線管にケーブルを収容
した状態で燃焼試験を行うと、接炎部分から電線管を構
成する樹脂が順次内部に向かって溶融し、燃焼しながら
樹脂は収容されているケーブルに付着し、さらに炭化す
るまで燃焼し続ける。電線管の肉厚が３ｍｍを越える
と、例え電線管の酸素指数が２８以上であっても、溶融
してケーブルに付着する樹脂の量が多いため、樹脂が炭
化するまでの所要時間も長く、その結果燃焼部分がさら
に上方に拡大していってしまう。電線管の肉厚を３ｍｍ
以下とすれば、溶融してケーブルに付着する樹脂の量が
少ないため、樹脂は素早く炭化する。また、流れ落ちる
樹脂の量も少ないために接炎部分と燃焼部分とが速やか
に分離して、上方の燃焼部分もまもなく自消するので、
ケーブルの燃焼長は短くてすむのである。したがって、
肉厚の小さな電線管ほど燃焼長が小さく難燃性能が優れ
るということになるが、肉厚が０．５ｍｍ未満になると
引っ張り強度、圧縮強度等の機械的強度が不十分となる
ので肉厚は０．５ｍｍ以上とする。

【００１９】また、非ハロゲン系難燃剤を配合したエン
ジニアリングプラスチックからなる最外層と、該外層の
内側に該外層よりも摩擦係数の小さな潤滑層とを備え
た、２層構造の電線管としてもよい。電線管の内周面の
摩擦係数が大きい場合には、通線時に電線・ケーブルに
大きな張力がかかり、また、配管が長距離にわたる場合
には通線作業が困難な場合があるが、潤滑層を設けるこ
とで通線作業が容易になるという利点がある。潤滑層は
最も内側に設けるとよい。

【００２０】潤滑層としては摩擦係数の比較的小さな、
高密度ポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂を主成
分とするポリオレフィン系樹脂材料が好適に用いられ、
適宜脂肪酸類やシリコーン系滑剤を配合してもよい。潤
滑層の肉厚は０．０３ｍｍ以上とすると安定した潤滑性
能が得られる。ただし、電線管の機械的強度、難燃性を
考慮すると、複数層からなる電線管の場合には非ハロゲ
ン系難燃剤を配合したエンジニアリングプラスチックか
らなる最外層の肉厚は全体の６０％以上、さらに好まし
くは７０％以上とするのが好ましい。

【００２１】また、電線管の構成層の内周面および／ま
たは外周面に管軸方向に沿って螺旋状あるいは管軸対称
に波形を形成した波付管とすると、可撓性が向上し施工
性に優れた電線管となる。なお、波付管の肉厚が一定で
ない場合には複数箇所で肉厚を測定して算出した平均肉
厚を管の肉厚とする。

【００２２】２層構造の電線管としては、例えば、非ハ
ロゲン系難燃剤を配合したエンジニアリングプラスチッ
クからなる最外層に波付部を設け、内側の潤滑層を直管
とする内面平滑波付管（ダブルウォール管）が挙げられ
る。このような構成の電線管では最外層とその内側の潤
滑層との間に空隙部分が存在するが、本発明における管
の肉厚は空隙部分を除外した樹脂部分の厚みとする。

【００２３】本発明の難燃性電線管を酸素指数２８以上
のシースを有する電線・ケーブルの保護管に用いれば、
ＪＩＳ Ｃ３５２１の燃焼試験で２４００ｍｍの電線管
を試料とした時の最大燃焼長を１８００ｍｍ以下に抑え
ることができる、優れた難燃効果を達成することができ
る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に
説明する。 （実施例１〜５）（比較例１〜４） ベース樹脂としてポリフェニレンエーテル（表中ＰＰ
Ｅ）を用い、リン酸エステル系難燃剤を配合した難燃樹
脂材料を用いて、表１に示す酸素指数および平均肉厚で
内径５０ｍｍの電線管を製造した。

【００２５】（比較例５、６）ベース樹脂として低密度
ポリエチレン（表中ＬＤＰＥ）を用い、水酸化マグネシ
ウムおよびリンを配合した難燃樹脂材料を用いて、表１
に示す酸素指数および平均肉厚の電線管を製造した。

【００２６】得られた実施例１〜５および比較例１〜６
の電線管について、引張強度、圧縮強度、最大燃焼長を
以下の試験方法で測定した。 （１）引張試験 得られた電線管から切り取った長さ３００ｍｍの試料を
２３℃±２℃に２時間以上保った後、両端を把持し、管
軸方向に５０ｍｍ／分の速度で引張り、破断までの最大
引張張力を測定する。

【００２７】（２）圧縮試験 得られた電線管から切り取った長さ１００ｍｍの試料を
２３±２℃に２時間以上保った後、試料の中央を７０×
７０ｍｍ角の平板で、管軸方向と直角に１０ｍｍ／分の
速度で、圧縮荷重を加え、試料の外径が５０％になった
時の圧縮荷重を測定する。引張強度が４０００Ｎ以上、
圧縮強度が５００Ｎ以上であれば機械的強度は十分と言
える。

【００２８】（３）燃焼性試験 得られた電線管から切り取った長さ２４００ｍｍの試料
の中に、外径φ２５ｍｍの表１に示す種類のケーブルを
１本入れ、ＪＩＳ Ｃ３５２１に準拠して燃焼性試験を
行い、最大燃焼長を測定する。最大燃焼長が１８００ｍ
ｍ未満であれば難燃性十分と言える。結果を表１に示
す。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１に示すように、実施例１〜５の電線管
は非ハロゲン系難燃剤を配合したエンジニアリングプラ
スチックからなり、酸素指数２８以上、肉厚０．５〜３
ｍｍであるので引張強度および圧縮強度などの機械的強
度とともに優れた難燃性を有する電線管となっている。
実施例３、４、５は同一の酸素指数の異なるケーブルを
収容して燃焼性試験を行ったものであるが、酸素指数２
８以上のシースを有するケーブルを収容した実施例３で
は実施例４、５に比べて最大燃焼長が著しく短くなって
いる。それに対して、比較例１の電線管は実施例と同様
の樹脂材料を用いているにもかかわらず管の肉厚が大き
すぎるため、難燃性に劣るものとなった。比較例２の電
線管は管の肉厚が小さすぎるために、引張強度、圧縮強
度が小さく、機械的強度に劣るものとなった。比較例
３、４の電線管は酸素指数が２８未満であるために難燃
性に劣るものとなった。比較例５、６の電線管は酸素指
数および肉厚は本発明の規定の範囲であるが、エンジニ
アリングプラスチックを用いていないため引張強度や圧
縮強度などの機械的強度が劣っていたり難燃性が劣るも
のとなった。

【００３１】（実施例６〜１２）（比較例７、８） 外層の形成材料として実施例２に示す樹脂にリン酸エス
テル系難燃剤を配合した材料を用い、内層の形成材料と
して高密度ポリエチレン１００重量部に対してシリコー
ン系滑剤３重量部を配合した材料を用い、表２に示す平
均肉厚の２層電線管を製造した。

【００３２】（比較例９）外層の形成材料として高密度
ポリエチレンに水酸化マグネシウムおよびリンを配合し
た材料を用い、内層の形成材料として高密度ポリエチレ
ン１００重量部に対してシリコーン系滑剤３重量部を配
合した材料を用い、表２に示す平均肉厚の電線管を製造
した。

【００３３】得られた実施例６〜１２および比較例７〜
９の電線管について、上記に示した試験方法で引張強度
および最大燃焼長を測定した。さらに、参考のため単層
からなる実施例２も加えて、下記に示す試験方法で通線
張力を測定し、通線のしやすさを評価した。

【００３４】（４）通線張力測定 得られた電線管から切り取った長さ２００ｍの試料をほ
ぼ直線になるように設置し、その中に、外径φ１８ｍｍ
のケーブルを電動ウィンチを用いて引き込み、その時の
最大張力を測定する。通線張力は４００Ｎ以下、特に３
００Ｎ以下であれば通線作業性に優れるといえる。結果
を表２に示す。

【００３５】

【表２】

【００３６】表２に示すように外層の内側に潤滑層を設
けた実施例６〜１２の電線管は、潤滑層のない実施例２
の電線管に比べて通線張力が小さく、通線作業性に優れ
るものとなっている。特に、潤滑層の肉厚が０．０３ｍ
ｍ以上の実施例６〜１１の電線管は通線張力が小さく、
潤滑層の肉厚が０．０３ｍｍ以上で管全体の肉厚に占め
る割合が４０％未満である実施例６〜１０の電線管は通
線張力および機械的強度、難燃性ともに特に優れるもの
となっている。一方、比較例７〜９の電線管は潤滑層を
有するため通線張力は小さいものの管全体の肉厚が不適
当であったり、管の外層材料としてエンジニアリングプ
ラスチックを使用していないために引張強度が小さかっ
たり、難燃性に劣るものとなった。

【００３７】

【発明の効果】本発明の難燃性電線管は、ノンハロゲン
難燃エンジニアリングプラスチックからなる材料からな
り、肉厚が０．５〜３ｍｍに限定されているため、機械
的強度と高度な難燃性を併せ持つものである。また、内
側に潤滑層を設けた難燃性電線管は電線・ケーブルの通
線作業が容易となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H111 BA15 BA34 CB03 CB29 DA11 DB23 4F100 AH02H AH10H AK03B AK05 AK31A AK54A AL06A AR00B BA02 CA08A DA11 GB07 GB46 GB90 JB20A JJ07 JK01 JK16B JL01 YY00 YY00A YY00B

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非ハロゲン系難燃剤によって酸素指数を
   ２８以上に高めたエンジニアリングプラスチックからな
   り、肉厚０．５〜３ｍｍであることを特徴とする難燃性
   電線管。
2. 【請求項２】 非ハロゲン系難燃剤によって酸素指数を
   ２８以上に高めたエンジニアリングプラスチックからな
   る最外層を備え、肉厚が０．５〜３ｍｍであることを特
   徴とする難燃性電線管。
3. 【請求項３】 前記最外層の内側に最外層よりも摩擦係
   数の小さな潤滑層を有することを特徴とする請求項２に
   記載の難燃性電線管。
4. 【請求項４】 前記潤滑層がポリオレフィン系樹脂材料
   からなることを特徴とする請求項２に記載の難燃性電線
   管。
5. 【請求項５】 前記潤滑層が０．０３ｍｍ以上であるこ
   とを特徴とする請求項３または４に記載の難燃性電線
   管。
6. 【請求項６】 前記外層の肉厚が管全体の肉厚の６０％
   以上であることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに
   記載の難燃性電線管。
7. 【請求項７】 前記エンジニアリングプラスチックが変
   性ポリフェニレンエーテルであることを特徴とする請求
   項１〜６のいずれかに記載の難燃性電線管。
8. 【請求項８】 酸素指数２８以上のシースを有する電線
   ・ケーブルの保護管に用いることを特徴とする請求項１
   〜７のいずれかに記載の難燃性電線管。