JP3514036B2 - 難燃性電線・ケーブル - Google Patents
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Description
ブルに係り、特に、ノンハロゲン系の難燃性電線・ケー
ブルに関するものである。
どといった地下の有効利用が進められる現在において
は、安全性確保の観点から、使用する電線・ケーブルに
対して、高い難燃性を要求するようになってきている。
E(米国電気安全技術協会)規格383のVTFT(垂
直トレイ燃焼試験)がある。これは、電線・ケーブルの
実際の布設状況を模擬した多条布設の燃焼試験であり、
この試験に合格することを高難燃性の条件として採用す
るのが一般的となってきている。
しいものであり、従来、このような厳しい条件を満足さ
せ得る難燃性電気絶縁組成物として、ハロゲン系化合物
などを混和した材料などが提案・使用されてきた。
難燃性電気絶縁組成物は、火災時に不燃性ハロゲン系ガ
スなどを多量に発生させる。この不燃性ハロゲン系ガス
によって、電線・ケーブルの周囲における酸素を遮断す
ると共に、燃焼を防止するものである。
組成物は、十分な難燃特性を発揮するものの、燃焼時に
発生するハロゲン系ガスの中には、例えば、塩化水素の
ように有害なものも含まれる。
物は、有害成分を含んだ煙を多量に発生させるため、火
災時における避難行動の際の視界・見通しが悪くなると
共に消火活動をも妨げる。また、ハロゲン系ガス中の有
害成分が人体に悪影響を与えるなどの二次災害のおそれ
もある。さらに、ハロゲン系ガスが空気中の水分と反応
して、ハロゲン化水素酸となって配電盤を腐食させるお
それもある。
機水酸化物を混和し、火災時の安全性を重視した難燃性
電気絶縁組成物が提案されており、注目を集めている。
無機水酸化物を混和した難燃性電気絶縁組成物は、火災
時に無機水酸化物が結晶水を放出する際の吸熱作用を難
燃効果として利用するものであり、発煙性、毒性、およ
び腐食性は極めて少ない。
ン系化合物に比べて難燃効果が劣るため、多量に混和す
る必要がある。その結果、機械特性の低下を招き、実用
上の使用範囲が制限されていた。
燃剤と難燃助剤として効果の高いリン系の難燃剤とを併
用するケースが増えている。これにより、無機系難燃剤
の混和量を抑え、難燃性と機械特性の両立を図ることが
できるが、赤リンに代表されるように、リン系難燃剤は
耐水性があまり良好でない。すなわち、リン系難燃剤を
混和した難燃性電気絶縁組成物は、高湿度の環境や水に
浸漬された状態で使用すると、吸水現象を生じ、電気特
性の低下を招くという問題がある。
な難燃性を有すると共に、機械特性および耐水性の良好
なノンハロゲン系の難燃性電線・ケーブルを提供するこ
とにある。
に請求項1の発明は、100重量部のポリオレフィンに
対して、30〜250重量部の金属水酸化物、0.1〜
50重量部のリン系難燃剤、およびリン系難燃剤が水分
の存在下で生成するイオン化したリン酸を安定化すべく
0.1〜50重量部の鉛化合物を混和・添加してなる組
成物を、導体の絶縁体、または電線・ケーブルのシー
ス、あるいは該絶縁体および該シースの両方として被覆
するものである。
赤リンまたはトリフェニルホスフェートである請求項1
記載の難燃性電線・ケーブルである。
基性硫酸塩または三塩基性マレイン酸硫酸塩である請求
項1記載の難燃性電線・ケーブルである。
平均粒径が3μm以下の脂肪酸金属塩、シランカップリ
ング剤、またはチタネートカップリング剤で表面処理さ
れた請求項1記載の難燃性電線・ケーブルである。
る。
30〜250重量部の金属水酸化物を混和すると限定し
た理由は、金属水酸化物の混和量が30重量部より少な
いと目的とする難燃性を得ることができず、金属水酸化
物の混和量が250重量部より多いと機械特性が著しく
低下するためである。
0.1〜50重量部のリン系難燃剤を混和すると限定し
た理由は、リン系難燃剤の混和量が0.1重量部より少
ないと難燃剤としての効果を得ることができず、リン系
難燃剤の混和量が50重量部より多いと機械特性ばかり
か難燃性までも低下し、さらに、耐水性も著しく低下す
るためである。
0.1〜50重量部の鉛化合物を添加すると限定した理
由は、リン系難燃剤の添加に合わせたものであり、鉛化
合物の添加量が0.1重量部より少ないと、耐水性向上
効果を得ることができず、鉛化合物の添加量が50重量
部より多いと機械特性が著しく低下すると共に、耐水性
への効果も飽和するためである。
オレフィンに対して、30〜250重量部の金属水酸化
物、0.1〜50重量部のリン系難燃剤、および0.1
〜50重量部の鉛化合物を混和・添加し、この組成物
を、導体の絶縁体、または電線・ケーブルのシース、あ
るいは絶縁体およびシースの両方として被覆しているた
め、十分な難燃性を有すると共に、機械特性および耐水
性の良好なノンハロゲン系の難燃性電線・ケーブルを得
ることができる。
する。
レフィンに金属水酸化物とリン系難燃剤とを混和し、か
つ、鉛化合物を添加することにより、難燃性が良好で、
機械特性および耐水性に優れた難燃性電気絶縁組成物を
得ることができるということを見出だした。
一形態を図1に示す。
ケーブル1は、抗張力体(テンションメンバ)2の外周
をスペーサ3で被覆し、そのスペーサ3の外周に沿って
螺旋状に形成された各スペーサ溝部(図中では6本)3
aに複心SMファイバテープ4を多層(図中では5層)
に重ねて収容すると共に、そのスペーサ3の外周を吸水
膨潤テープ5およびシース6で、順次、被覆してなるも
のである。
大図を図2に示す。
プ4は、光ファイバ11の外周を緩衝層12で被覆して
なる光ファイバ心線13を同一平面上に複数本(図中で
は4本)並べると共に、2次被覆層14で一括被覆して
なるものである。
30〜250重量部の金属水酸化物、0.1〜50重量
部のリン系難燃剤、および0.1〜50重量部の鉛化合
物を混和・添加してなる難燃性電気絶縁組成物を、難燃
性電線・ケーブル1のシース6、または光ファイバ心線
(導体)13の2次被覆層14(または光ファイバ11
の緩衝層12)、あるいはシース6および2次被覆層1
4の両方として被覆する。
る難燃性電気絶縁組成物を構成するポリオレフィンとし
ては、例えば、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、エチレンメチルメタアクリ
レートコポリマなどが挙げられ、これらを単独または2
種以上を併用して使用する。
る難燃性電気絶縁組成物を構成する金属水酸化物として
は、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウ
ム、水酸化カルシウム、ハイドロタルサイト類などが挙
げられる。凝集性、強靱性、耐水性などの観点からすれ
ば、平均粒径が3μm以下の脂肪酸金属塩、シランカッ
プリング剤、チタネートカップリング剤などで表面処理
した金属水酸化物を用いることがより好ましい。
る難燃性電気絶縁組成物を構成するリン系難燃剤として
は、例えば、赤リン、トリフェニルホスフェート、芳香
族縮合リン酸エステルなどが挙げられるが、特に、赤リ
ン、トリフェニルホスフェートが好ましい。
る難燃性電気絶縁組成物を構成する鉛化合物としては、
例えば、酸化鉛(リサージ、鉛丹)、硫酸鉛、三塩基性
硫酸鉛、二塩基性ステアリン酸硫酸鉛、三塩基性マレイ
ン酸硫酸鉛などが挙げられるが、特に、三塩基性マレイ
ン酸硫酸鉛、三塩基性硫酸鉛が好ましい。
ける難燃性電気絶縁組成物からなる絶縁層またはシース
は非架橋のものであってもよいが、有機過酸化物や電子
線照射などにより架橋したものであってもよい。
られる難燃性電気絶縁組成物中に、カーボンブラックな
どの難燃助剤、ヒンダードフェノールなどの酸化防止
剤、滑剤などを添加してもよいことは言うまでもない。
30〜250重量部の金属水酸化物、0.1〜50重量
部のリン系難燃剤、および0.1〜50重量部の鉛化合
物を混和・添加してなる難燃性電気絶縁組成物を、難燃
性電線・ケーブル1のシース6、または光ファイバ心線
13の2次被覆層14、あるいはシース6および2次被
覆層14の両方として被覆することにより、難燃性が良
好で、耐水性に優れた難燃性電気絶縁組成物を得ること
ができる。
は不明であるが、以下のように推察している。
3 PO 4 )に変化するというように、イオン化し易い。
すなわち、難燃性電気絶縁組成物中におけるリン系難燃
剤が、空気中の水分と反応して難燃性電気絶縁組成物中
にイオン種が生成する。これによって、絶縁抵抗を低下
させると共に難燃性電気絶縁組成物の浸透圧が低下する
ため、難燃性電気絶縁組成物中に水が浸入し、難燃性電
気絶縁組成物の耐水性の低下を招くと考えられる。
併用することにより、難燃性電気絶縁組成物の吸水によ
る重量増加率が著しく減少することが確認されている。
すなわち、鉛化合物を併用することにより、イオン化し
たリン酸を安定なリン酸鉛にすることができると考えら
れる。このことから鉛化合物はイオン化したリン酸を安
定化させ、吸水を防ぐものであると推定している。
ファイバ心線を同一平面上に4本並べると共に、2次被
覆層で一括被覆して4心SMファイバテープを作製す
る。
の外周を被覆するスペーサの外周に沿って螺旋状に形成
された6本のスペーサ溝に、5層に重ねて収容する。さ
らに、そのスペーサの外周を吸水膨潤テープで被覆し、
その後、吸水膨潤テープの外周をシースで被覆して難燃
性電線・ケーブルを作製する。
スの構成材として、190℃におけるメルトインデック
スが0.6で、かつ、エチルアクリレート含有量が1
1.5重量%のエチレンエチルアクリレートが90重量
部と、直鎖状低密度ポリエチレンがベースで、無水マレ
イン酸含有量が0.5重量%、密度が0.92g/cm
2 の変性ポリエチレンが10重量部とでなるポリオレフ
ィンに、平均粒径が0.8μmで、ステアリン酸で表面
処理された水酸化マグネシウムを70重量部、赤リン
(ノーバレッド120VFA;燐化学工業製)を10重
量部、および三塩基性マレイン酸硫酸鉛(Stabin
ex TcV;水沢化学工業株式会社製)を5重量部混
和・添加し、さらに、ステアリン酸、イルガノックス1
010を0.5重量部、シリコーンガム(ジメチルシリ
コーン、平均分子量:9,000)を1重量部、カーボ
ンブラックを10重量部それぞれ添加してなる難燃性電
気絶縁組成物を用いて、難燃性電線・ケーブルを作製す
る。
スの構成材として、エチレンエチルアクリレートが70
重量部と、190℃におけるメルトインデックスが1.
0で、かつ、酢酸ビニル含有量が40重量%のエチレン
酢酸ビニルコポリマが20重量部と、変性ポリエチレン
が10重量部とでなるポリオレフィンに、水酸化マグネ
シウムを100重量部、赤リンを8重量部、および三塩
基性マレイン酸硫酸鉛を4重量部混和・添加し、さら
に、ステアリン酸、イルガノックス1010を0.5重
量部、シリコーンガムを1重量部、カーボンブラックを
10重量部それぞれ添加してなる難燃性電気絶縁組成物
を用いて、難燃性電線・ケーブルを作製する。
スの構成材として、エチレンエチルアクリレートが10
0重量部のポリオレフィンに、水酸化マグネシウムを5
0重量部、トリフェニルホスフェート(大八化学製)を
30重量部、および三塩基性マレイン酸硫酸鉛を10重
量部混和・添加し、さらに、ステアリン酸、イルガノッ
クス1010を0.5重量部、シリコーンガムを1重量
部、カーボンブラックを10重量部それぞれ添加してな
る難燃性電気絶縁組成物を用いて、難燃性電線・ケーブ
ルを作製する。
スの構成材として、エチレンエチルアクリレートが80
重量部と、変性ポリエチレンが20重量部とでなるポリ
オレフィンに、水酸化マグネシウムを80重量部、赤リ
ンを10重量部、および三塩基性硫酸鉛(Stabin
ex Tc;水沢化学工業株式会社製)を5重量部混和
・添加し、さらに、ステアリン酸、イルガノックス10
10を0.5重量部、シリコーンガムを1重量部、カー
ボンブラックを10重量部それぞれ添加してなる難燃性
電気絶縁組成物を用いて、難燃性電線・ケーブルを作製
する。
成材として、エチレンエチルアクリレートが90重量部
と、変性ポリエチレンが10重量部とでなるポリオレフ
ィンに、水酸化マグネシウムを80重量部、赤リンを1
0重量部混和し、さらに、ステアリン酸、イルガノック
ス1010を0.5重量部、シリコーンガムを1重量
部、カーボンブラックを10重量部それぞれ添加してな
る難燃性電気絶縁組成物を用いて、電線・ケーブルを作
製する。
成材として、エチレンエチルアクリレートが100重量
部のポリオレフィンに、水酸化マグネシウムを80重量
部、三塩基性硫酸鉛を3重量部混和・添加し、さらに、
ステアリン酸、イルガノックス1010を0.5重量
部、シリコーンガムを1重量部、カーボンブラックを1
0重量部それぞれ添加してなる難燃性電気絶縁組成物を
用いて、電線・ケーブルを作製する。
成材として、エチレンエチルアクリレートが80重量部
と、エチレン酢酸ビニルコポリマが20重量部とでなる
ポリオレフィンに、水酸化マグネシウムを10重量部、
赤リンを4重量部、および三塩基性マレイン酸硫酸鉛を
2重量部混和・添加し、さらに、ステアリン酸、イルガ
ノックス1010を0.5重量部、シリコーンガムを1
重量部、カーボンブラックを10重量部それぞれ添加し
てなる難燃性電気絶縁組成物を用いて、電線・ケーブル
を作製する。
成材として、エチレンエチルアクリレートが90重量部
と、変性ポリエチレンが10重量部とでなるポリオレフ
ィンに、水酸化マグネシウムを300重量部、赤リンを
7重量部、および三塩基性硫酸鉛を5重量部混和・添加
し、さらに、ステアリン酸、イルガノックス1010を
0.5重量部、シリコーンガムを1重量部、カーボンブ
ラックを10重量部それぞれ添加してなる難燃性電気絶
縁組成物を用いて、電線・ケーブルを作製する。
成材として、エチレンエチルアクリレートが80重量部
と、変性ポリエチレンが20重量部とでなるポリオレフ
ィンに、水酸化マグネシウムを90重量部、赤リンを7
0重量部、および三塩基性マレイン酸硫酸鉛を10重量
部混和・添加し、さらに、ステアリン酸、イルガノック
ス1010を0.5重量部、シリコーンガムを1重量
部、カーボンブラックを10重量部それぞれ添加してな
る難燃性電気絶縁組成物を用いて、電線・ケーブルを作
製する。
難燃性電線・ケーブルまたは電線・ケーブルのシースの
構成材である難燃性電気絶縁組成物または組成物の諸元
を表1に示す。
難燃性電線・ケーブルまたは電線・ケーブルについて、
引張特性(引張強さ、伸び)、耐水性、および難燃性の
評価を行った。各特性の評価は以下に示す方法で行っ
た。
ブルを180℃で1mm厚にプレス成形した後、JIS
ダンベル3号試験片を作製し、ショッパー型引張試験機
により200mm/minの速度で引張試験を行った。
ルを180℃で1mm厚にプレス成形した後、水温75
℃の水に50日間浸漬し、その後、水から取り出し、常
温で体積抵抗率を測定した。
mの各難燃性電線・ケーブルまたは電線・ケーブルを規
定の本数で垂直に並べ、各難燃性電線・ケーブルまたは
電線・ケーブルの下方0.6mから70,000BTU
/hrの炎を20分間当てる。その後、炎を取り去った
際に、ケーブルが1.8m未満で自己消炎すれば合格、
1.8m以上に延焼すれば不合格とした。
性電線・ケーブルは、いずれも引張特性に優れ、電気用
品取締法のPE規格(TS(引張強さ):9.8MPa
以上、TE(伸び):300%以上)を満足するもので
あった。また、耐水性にも優れており、浸水後の体積抵
抗率は1014オーダーを保持していた。さらに、難燃性
も良好であり、全ての難燃性電線・ケーブルが垂直トレ
イ燃焼試験の規格をクリアしている。
は、引張特性(引張強さ:11.4MPa、伸び:50
0%)、難燃性は優れているものの、シースの構成材で
ある組成物中に鉛化合物が全く混和されていないため、
耐水性(体積抵抗率:1.6×109 Ω・cm3 未満)が劣
っていた。
(引張強さ:12.0MPa、伸び:550%)、耐水
性(5.0×1014Ω・cm3 )は優れているものの、シー
スの構成材である組成物中にリン系難燃剤が全く混和さ
れていないため、難燃性が劣っていた。
(引張強さ:15.0MPa、伸び:600%)、耐水
性(3.8×1014Ω・cm3 )は優れているものの、シー
スの構成材である組成物中における金属水酸化物(水酸
化マグネシウム)の混和量(10重量部)が規定範囲
(30〜250重量部)外であるため、難燃性が劣って
いた。
0×1014Ω・cm3 )、難燃性は優れているものの、シ
ースの構成材である組成物中における金属水酸化物(水
酸化マグネシウム)の混和量(300重量部)が規定範
囲(30〜250重量部)外であるため、引張特性(引
張強さ:6.0MPa、伸び:50%未満)が劣ってい
た。
成材である組成物中におけるリン系難燃剤(赤リン)の
混和量(70重量部)が規定範囲(0.1〜50重量
部)外であるため、引張特性(引張強さ:5.5MP
a、伸び:50%未満)、耐水性(体積抵抗率:1.0×1
09 Ω・cm3 未満)、および難燃性が劣っていた。
な優れた効果を発揮する。
械特性の良好なノンハロゲン系の難燃性電線・ケーブル
を得ることができる。
系難燃剤と共に鉛化合物を添加しているため、リン系難
燃剤が水の存在下でリン酸に変化しても鉛化合物が、リ
ン酸鉛といった安定な化合物とするため、絶縁抵抗の低
下や耐水性の低下のおそれがない。
燃剤を用いているため、火災時に有害なガスが発生しな
い。
態を示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 100重量部のポリオレフィンに対し
て、30〜250重量部の金属水酸化物、0.1〜50
重量部のリン系難燃剤、およびリン系難燃剤が水分の存
在下で生成するイオン化したリン酸を安定化すべく0.
1〜50重量部の鉛化合物を混和・添加してなる組成物
を、導体の絶縁体、または電線・ケーブルのシース、あ
るいは該絶縁体および該シースの両方として被覆するこ
とを特徴とする難燃性電線・ケーブル。 - 【請求項2】 上記リン系難燃剤が、赤リンまたはトリ
フェニルホスフェートである請求項1記載の難燃性電線
・ケーブル。 - 【請求項3】 上記鉛化合物が、三塩基性硫酸鉛または
三塩基性マレイン酸硫酸鉛である請求項1記載の難燃性
電線・ケーブル。 - 【請求項4】 上記金属水酸化物が、平均粒径が3μm
以下の脂肪酸金属塩、シランカップリング剤、またはチ
タネートカップリング剤で表面処理された請求項1記載
の難燃性電線・ケーブル。
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|---|---|---|---|
| JP13347496A JP3514036B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 難燃性電線・ケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13347496A JP3514036B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 難燃性電線・ケーブル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09320359A JPH09320359A (ja) | 1997-12-12 |
| JP3514036B2 true JP3514036B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=15105630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13347496A Expired - Fee Related JP3514036B2 (ja) | 1996-05-28 | 1996-05-28 | 難燃性電線・ケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3514036B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101789285A (zh) * | 2009-11-13 | 2010-07-28 | 曹洪波 | 用于地铁的屏蔽通信号电缆 |
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| CN107863188A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-03-30 | 上海南大集团有限公司 | 一种27.5kV单相交流防水阻燃环保电气化铁路电力电缆 |
-
1996
- 1996-05-28 JP JP13347496A patent/JP3514036B2/ja not_active Expired - Fee Related
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