JP3830023B2

JP3830023B2 - 耐火ケーブル

Info

Publication number: JP3830023B2
Application number: JP2001018442A
Authority: JP
Inventors: 茂須原
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2001-01-26
Filing date: 2001-01-26
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2021-01-26
Also published as: JP2002231068A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火災によって高熱や火炎に晒されても長時間の使用に耐えうる合成樹脂製の耐火ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、劇場、デパート等多数の人が集合する場所においては、火災等が発生した場合、場内の人を安全に非常口に案内するために、非常口案内灯などの避難誘導灯などを避難が完了する程度の一定の時間、点灯させておくことが要求されている。そこで耐火対象物等における消火設備、警報設備、避難設備の配線に用いられる耐火ケーブルに関しては、社団法人日本電線工業会が自主的に独自の耐火ケーブル等に関する認定基準を設け、その性能、構造および材料等の品質の確保を図っている。尚、本明細書において耐火ケーブルという場合は、平成９年消防庁告示第１０号で規定された耐火性能を有するケーブルの総称を指すものとする。
【０００３】
この耐火ケーブルは、図８及び図９に示される如き構成を有している。すなわち、耐火ケーブル４０は、導体４１の外周に、軟質天然集成マイカ（金雲母）と、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のフィルム又はガラスクロスからなる裏打材とを貼り合わせてなる耐火テープ（集成マイカテープ）４２を１／２〜１／１０ラップ又は縦添えにより複数枚（例えば１〜３枚）必要に応じて巻き付けて耐火層４３を形成し、その外周をポリエチレンからなる絶縁体層４４を押出し被覆して、その上にさらにシース４５を被覆することにより形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記耐火ケーブル４０は、消防庁告示第１１号によって定められた耐火認定基準８４０℃以上の高温において、絶縁特性・耐電圧特性を満足させるため、一般的に耐火テープ４２を１〜３枚、１／２〜１／１０ラップして巻き付けるか、又は耐火テープ４２を縦添えで巻き付けて耐火層４３を形成するようになっている。しかしながら、この方法で耐火層４３を形成し耐火試験を行ってみると、耐火テープ４２の重ね合わせ部分に導電性燃焼生成物が侵入しうる間隙ができてしまうことが分かった。この導電性燃焼生成物は、電線管内で電線が高温に加熱された際、酸素不足のために燃焼できずに溶融したシースや絶縁体から生成される炭化物質である。したがって、未だ燃焼性を有しているため、燃焼時に耐火テープの重ね合わせ部分に導電性燃焼生成物が入り込むと、外部から加えられる火炎によって、導電性燃焼生成物が再燃し、耐火性能の低下をきたしたり、安定した耐火性能を得ることができない。
【０００５】
この対策として、酸素発生化合物を使用し不完全燃焼による導電性燃焼生成物の発生を抑制する方法が種々提案されているが、例えば過マンガン酸カリウムやリサージ等、使用する酸素発生化合物によっては、重金属を含有するため環境上好ましくないとか、必要酸素量を確保するために多量の酸素発生化合物を添加することで加工性が低下してしまうとか、製造原価が増加してしまうとか等の諸問題が生じていた。
【０００６】
本発明の目的は、耐火テープの重ね合わせ部分が開いてしまうのを抑制することにより、導電性燃焼生成物の侵入を阻止して、安定した耐火性能を有するとともに、環境に悪影響を与えず、加工性の向上を図り、製造原価を抑えた耐火ケーブルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る耐火ケーブルは、導体の上に耐火テープを巻き付けて耐火層を形成し、該耐火層の上に６００〜８００℃で溶融しガラス状化する四ホウ酸ナトリウム又は無水四ホウ酸ナトリウムを混合して構成される絶縁体層を形成し、さらに該絶縁体層の上にシースを被覆してなるものである。
四ホウ酸ナトリウム又は無水四ホウ酸ナトリウムは、耐火特性評価（ＪＩＳＡ１３０４に規定される火災温度曲線にしたがって３０分加熱）を実施した際にシースや絶縁体が燃焼し、耐火テープが露出するのが加熱開始後１０分目以降であることから、その温度領域、すなわち６００〜８００℃で溶融してガラス状化し、耐火テープの重ね合わせ部分を塞ぐ（密着させる）ように作用する。
このように構成されるものであるから、請求項１に記載の発明によると、シース及び絶縁体層が燃焼して燃焼温度が６００℃〜８００℃に達したときに絶縁体層に混合されている四ホウ酸ナトリウム又は無水四ホウ酸ナトリウムが溶融状態となって、耐火テープ上に付着し、耐火テープの重ね合わせ部分が開いてしまうことを抑制する。これにより、導電性燃焼生成物の侵入が阻止され、耐火ケーブルは、安定した耐火性能を有することができる。
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明に係る耐火ケーブルは、導体の上に耐火テープを巻き付けて耐火層を形成し、該耐火層の上に２層以上に分けて絶縁体層を形成し、さらに該絶縁体層の上にシースを被覆してなり、前記２層以上に分けて形成された絶縁体層のうち、最内層に位置する絶縁体層に６００〜８００℃で溶融しガラス状化する無機粉末を混合してなるものである。
無機粉末は、請求項１記載の発明同様、耐火特性評価（ＪＩＳＡ１３０４に規定される火災温度曲線にしたがって３０分加熱）を実施した際にシースや絶縁体が燃焼し、耐火テープが露出するのが加熱開始後１０分目以降であることから、その温度領域、すなわち６００〜８００℃で溶融してガラス状化し、耐火テープの重ね合わせ部分を塞ぐ（密着させる）ように作用する無機粉末が選定される。
このように構成されるものであるから、請求項２に記載の発明によると、シース及び絶縁体層が燃焼して燃焼温度が６００℃〜８００℃に達したときに最内層に位置する絶縁体層に混合されている無機粉末が溶融状態となって、耐火テープ上に付着し、耐火テープの重ね合わせ部分が開いてしまうことを抑制する。これにより、導電性燃焼生成物の侵入が阻止され、耐火ケーブルは、安定した耐火性能を有することができる。また、無機粉末を絶縁体層全体ではなく、２層以上で形成されている絶縁体層のうちの最内層に混合したので、多量の混合物を添加することによる加工性の低下や製造原価の増加といったことが生じない。さらに、絶縁体としての一般的性能を維持することができる。
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明に係る耐火ケーブルは、前記無機粉末を混合した前記最内層に位置する絶縁体層の厚さを、０．１ｍｍ以上としたものである。
このように無機粉末を混合した絶縁体層の厚さを０．１ｍｍ以上としたので十分な耐火性を得ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。
図１は、本発明に係る耐火ケーブルの第１の実施の形態を示す斜視図、図２は、図１に示す耐火ケーブルの断面図である。
図１、図２において、耐火ケーブル１は、導体２と耐火層３と絶縁体層４とシース５とを中心から順に備えて構成されている。導体２は、銅または銅合金からなり、線状に構成されている。耐火層３は導体２の上、すなわち表面を覆うように形成されており、その上には絶縁体層４が形成されている。そして、絶縁体層４の上には、シース５が被覆されている。
【００１１】
耐火層３は、図３に示されるように、耐火テープ６の巻き付けにより形成されている。すなわち、耐火層３は、耐火テープ６を１／４ラップ例えば１〜３枚重ね巻き付けて形成されている。なお、耐火層３は、図示しないが、耐火テープ６を縦添えにより例えば１〜３枚巻き付けて形成してもよい。その耐火テープ６は、図４に示されるように、軟質天然集成マイカ（金雲母）７とフィルム（裏打材）８とからなっている。あるいは、図５に示されるように軟質天然集成マイカ（金雲母）７とガラスクロス９とからなっている。
【００１２】
本実施の形態において、軟質天然集成マイカ（金雲母）７の厚さは、０．０９〜０．１５ｍｍである。また、フィルム（裏打材）８は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等からなり、その厚さは０．０１５ｍｍ〜０．０３０ｍｍである。軟質天然集成マイカ（金雲母）７とフィルム（裏打材）８とは貼り合わせられ、耐火テープ６を形成している。さらに、ガラスクロス（裏打材）９はガラス繊維等を貼り合わせてクロス状にしたものからなり、その厚さは０．０１５ｍｍ〜０．０３０ｍｍである。軟質天然集成マイカ（金雲母）７とガラスクロス（裏打材）９とは貼り合わせられ、耐火テープ６を形成している。
【００１３】
絶縁体層４は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂で構成され、６００〜８００℃で溶融してガラス状化する無機粉末１０が混合されている（図１、図２）。この無機粉末１０の選定にあたっては、耐火特性評価（ＪＩＳＡ１３０４に規定される火災温度曲線にしたがって３０分加熱）を実施した場合に、シース５や絶縁体層４が燃焼し、耐火テープ６が露出するのが加熱開始後１０分目以降であることから、その温度領域、すなわち６００〜８００℃で溶融してガラス状化し、耐火テープの重ね合わせ部分を塞ぐ（密着させる）ように作用するものが選定されるものとする。したがって、このような性質を持つ無機粉末であれば、その材質は特に問わないが、本実施の形態では、耐火電線用であるから、四ホウ酸ナトリウムが好ましく、特にその無水物であればなお好ましい。
ここで、絶縁体層４に上記無機粉末１０を混合する方法としては、無機粉末１０を絶縁体層４に混練してコンパウンド化するのが、効果的である。
なお、無機粉末１０は、図においては説明の便宜上点で表されているが、実際には肉眼では確認することができない。
【００１４】
このように、第１の実施の形態に係る耐火ケーブル１は、導体２の上に耐火テープ６を巻き付けて耐火層３を形成し、該耐火層３の上に６００℃〜８００℃で溶融しガラス状化する無機粉末１０を混合して構成される絶縁体層４を形成し、さらに該絶縁体層４の上にシース５を被覆してなる。したがって、シース５及び絶縁体層４が燃焼して燃焼温度が６００℃〜８００℃に達したときに絶縁体層４に混合されている無機粉末１０が溶融状態となって、耐火テープ６上に付着し、耐火テープ６の重ね合わせ部分が開いてしまうことを抑制する。これにより、導電性燃焼生成物の侵入が阻止され、耐火ケーブル１は、安定した耐火性能を有することができる。また、酸素発生化合物を使用しないことから、酸素発生化合物による環境上の問題点や、加工性の低下、製造原価の増加等の諸問題を解消することができる。
【００１５】
次に、本発明に係る耐火ケーブルの第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同一のものについては、同一の符号を付して説明を省略する。
図６、図７において、耐火ケーブル２０は、導体２と耐火層３と第１の絶縁体層２１と第２の絶縁体層２２とシース５とを中心から順に備えて構成されている。導体２は、銅または銅合金からなり、線状に構成されており、該導体２の上には、耐火層３が導体２の表面を覆うように形成されている。耐火層３の上には第１の絶縁体層２１が形成され、その上には第２の絶縁体層２２が形成され、第１の絶縁体層２１と第２の絶縁体層２２とで絶縁体層２３を構成している。そして、絶縁体層２３の上には、シース５が被覆されている。
【００１６】
絶縁体層２３を構成する第１の絶縁体層２１と第２の絶縁体層２２は、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂で構成されている。そして、絶縁体層２３のうち、内側の層である第１の絶縁体層２１には、６００〜８００℃で溶融してガラス状化する無機粉末１０が混合されている。この無機粉末１０の選定にあたっては、耐火特性評価（ＪＩＳＡ１３０４に規定される火災温度曲線にしたがって３０分加熱）を実施した場合に、シース５や絶縁体層２３が燃焼し、耐火テープ６が露出するのが加熱開始後１０分目以降であることから、その温度領域、すなわち６００〜８００℃で溶融してガラス状化し、耐火テープ６の重ね合わせ部分を塞ぐ（密着させる）ように作用するものが選定されるものとする。したがって、このような性質を持つ無機粉末であれば、その材質は特に問わないが、本実施の形態では、耐火電線用であるから、四ホウ酸ナトリウムが好ましく、特にその無水物であればなお好ましい。
ここで、第１の絶縁体層２１に上記無機粉末１０を混合する方法としては、無機粉末１０を第１の絶縁体層２１に混練してコンパウンド化するのが、効果的である。
【００１７】
上記第１の絶縁体層２１の厚さの下限は０．１ｍｍであり、上限は絶縁体層２３の厚さの１／２又は０．５ｍｍのうちの小さいほうであることが望ましい。ただし、必ずしもこのような厚さのものには限られない。
【００１８】
第２の実施の形態に係る耐火ケーブル２０は、以上のように構成されているので、シース５及び絶縁体層２３が燃焼して燃焼温度が６００℃〜８００℃に達したときに、絶縁体層２３のうちの内側の層である第１の絶縁体層２１に混合されている無機粉末１０が溶融状態となって、耐火テープ６上に付着し、耐火テープ６の重ね合わせ部分が開いてしまうことを抑制する。これにより、導電性燃焼生成物の侵入が阻止され、耐火ケーブル２０は、安定した耐火性能を有することができる。また、酸素発生化合物を使用しないことから、酸素発生化合物による環境上の問題点や、加工性の低下、製造原価の増加等の諸問題を解消することができる。
また、無機粉末１０を絶縁体層全体ではなく、第１の絶縁体層２１にのみ混合したので、多量の混合物添加による加工性の低下や製造原価の増加といったことが生じない。また、絶縁体としての一般的性能を維持することができる。
さらに、第１の絶縁体層２１の厚さは、０．１ｍｍ以上となっているので、十分な耐火性能を有する。また、絶縁体層２３の厚さの１／２以下又は０．５ｍｍ以下のうちの小さいほうの厚さを有しているので、多量の混合物添加による加工性の低下や製造原価の増加といったことが生じない。
【００１９】
【実施例】
以上のような構成を有する耐火ケーブルの具体的実施例について従来例と比較して以下に説明する。
【００２０】
実施例１
実施例１は、軟質天然集成マイカ（金雲母）７とフィルム（裏打材）８とを備えた耐火テープ（フィルムマイカテープ）６を導体２に重ね巻きし、その上に無機粉末１０を混合した絶縁体層４を形成した耐火ケーブルである。
【００２１】
実施例２
実施例２は、軟質天然集成マイカ（金雲母）７とフィルム（裏打材）８とを備えた耐火テープ（フィルムマイカテープ）６を導体２に重ね巻きし、その上に第１の絶縁体層２１を形成し、さらにその上に第２の絶縁体層２２を形成し、第１の絶縁体層２１に無機粉末１０を混合して形成した耐火ケーブルである。
【００２２】
実施例３
実施例３は、軟質天然集成マイカ（金雲母）７とフィルム（裏打材）８とを備えた耐火テープ（フィルムマイカテープ）６を導体２に縦添えにより巻きつけその上に無機粉末１０を混合した絶縁体層４を形成した耐火ケーブルである。
【００２３】
実施例４
実施例４は、軟質天然集成マイカ（金雲母）７とフィルム（裏打材）８とを備えた耐火テープ（フィルムマイカテープ）６を導体２２に縦添えにより巻きつけ、その上に第１の絶縁体層２１を形成し、さらにその上に第２の絶縁体層２２を形成し、第１の絶縁体層２１に無機粉末１０を混合して形成した耐火ケーブルである。
【００２４】
実施例５
実施例５は、軟質天然集成マイカ（金雲母）７とガラスクロス（裏打材）９とを備えた耐火テープ（ガラスマイカテープ）６を導体２に重ね巻きし、その上に第１の絶縁体層２１を形成し、さらにその上に第２の絶縁体層２２を形成し、第１の絶縁体層２１に無機粉末１０を混合して形成した耐火ケーブルである。
【００２５】
従来例
従来例は、導体と軟質天然集成マイカ（金雲母）及び裏打材（フィルム）からなる耐火テープにより形成（重ね巻き）される耐火層と、酸素発生化合物を混合した絶縁体層と、シースとで構成した耐火ケーブルである。
【００２６】
表１は、上記実施例１〜５と、従来例のそれぞれについて、耐火性能、耐火層重ね部分の開き（耐火層における耐火テープの開き）、環境負荷影響、製造コストを比較した結果である。
【００２７】
【表１】

表１における耐火性能は、ＪＩＳＡ１３０４火災温度曲線にしたがって、３０分加熱（試験方法：ＪＣＭＡ試第１０１０号準拠）したときの結果を示したものである。そして、その試験に合格となる場合には『良』、基本的に試験に合格するが、線心数・サイズ、その他の条件により試験に不合格となる可能性がある可能性がある（性能が不安定である）場合には、『良〜不可』の評価をするものとした。なお、表１を見てもわかるように、試験に不合格となる『不可』の結果はなかった。
【００２８】
表１における耐火層重ね部分の開きは、上記試験の際、耐火層における耐火テープの重ね合わせ部分の開きの有無を見たものである。そして、重ね合わせ部分が密着している場合には、開きがないものとする『無』の評価をするものとした。また、重ね合わせ部分に開きが生じた場合には『有』の評価をするものとした。
【００２９】
表１における環境負荷影響は、燃焼により環境に与える影響度合いを判断するためのものである。ここではマンガンや鉛などの重金属を含有する場合、環境に与える影響を『中』として評価した。また、重金属を含有しない場合には、環境に与える影響を『小』の評価にすることにした（環境負荷影響が全くないと言い切れるものではないため）。尚、耐火ケーブルでは考え難いが、構成材料中にカドミウムや六価クロム、アスベスト、フロン、その他の毒・劇物等を含有する場合には『大』の評価がなされるものとする。
【００３０】
表１における製造コストは、従来例の製造コストを１００とした場合の相対比較値（例）である。
【００３１】
以上、表１の結果から実施例１〜５は、いずれも耐火性能、耐火層重ね部分の開き、環境負荷影響、製造コストの全てについて良好な結果を得ることができた。これに対し、従来例は、耐火性能、耐火層重ね部分の開き及び環境負荷影響について十分な結果が得られなかった。
【００３２】
実施例１〜５は、いずれも耐火テープの重ね合わせ部分の開きを抑制することができる。そして、例えば火災等によって高熱や火炎に晒されても導電性燃焼生成物が耐火テープの重ね合わせ部分を介して侵入することはない。従って、実施例１〜５は、いずれも安定した耐火性能を有する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００３４】
請求項１に記載の発明によれば、耐火テープの重ね合わせ部分が開いてしまうのを抑制して、導電性燃焼生成物の侵入を阻止することができる。そして、このことにより、安定した耐火性能を有することができる。また、酸素発生化合物を使用しないことから、酸素発生化合物による環境上の問題点や、加工性の低下、製造原価の増加等の諸問題を解消することができる。
【００３５】
請求項２に記載の発明によれば、安定した耐火性能を得ることができ、また、酸素発生化合物を使用しないことから、酸素発生化合物による環境上の問題点や、加工性の低下、製造原価の増加等の諸問題を解消することができる。さらに、無機粉末を絶縁体層全体ではなく、絶縁体層を２層以上に分けたうちの最内層に混合したので、多量の混合物添加による加工性の低下や製造原価の増加といったことが生じない。また、絶縁体としての一般的性能を維持することができる。
【００３６】
請求項３に記載の発明によれば、無機粉末を混合した絶縁体層の厚さを０．１ｍｍ以上としたので十分な耐火性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る耐火ケーブルの第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示す耐火ケーブルの断面図である。
【図３】図１に示す耐火層を導体に形成する状態を示す説明図である。
【図４】図１に示す耐火層を構成する耐火テープの断面図である。
【図５】図１に示す耐火層を構成する別の耐火テープの断面図である。
【図６】本発明に係る耐火ケーブルの第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図７】図６に示す耐火ケーブルの断面図である。
【図８】従来の耐火ケーブルを示す斜視図である。
【図９】図８に示す従来の耐火ケーブルの断面図である。
【符号の説明】
１、２０………………耐火ケーブル
２………………………導体
３………………………耐火層
４、２３………………絶縁体層
５………………………シース
６………………………耐火テープ
１０……………………無機粉末
２１……………………第１の絶縁体層
２２……………………第２の絶縁体層

Claims

導体の上に耐火テープを巻き付けて耐火層を形成し、該耐火層の上に６００〜８００℃で溶融しガラス状化する四ホウ酸ナトリウム又は無水四ホウ酸ナトリウムを混合して構成される絶縁体層を形成し、さらに該絶縁体層の上にシースを被覆してなる耐火ケーブル。
導体の上に耐火テープを巻き付けて耐火層を形成し、該耐火層の上に２層以上に分けて絶縁体層を形成し、さらに該絶縁体層の上にシースを被覆してなり、前記２層以上に分けて形成された絶縁体層のうち、最内層に位置する絶縁体層に６００〜８００℃で溶融しガラス状化する無機粉末を混合したことを特徴とする耐火ケーブル。
前記無機粉末を混合した前記最内層に位置する絶縁体層の厚さは、０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の耐火ケーブル。