JPH06103830A - 難燃性通信ケーブル - Google Patents

難燃性通信ケーブル

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JPH06103830A
JPH06103830A JP5069172A JP6917293A JPH06103830A JP H06103830 A JPH06103830 A JP H06103830A JP 5069172 A JP5069172 A JP 5069172A JP 6917293 A JP6917293 A JP 6917293A JP H06103830 A JPH06103830 A JP H06103830A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的低い誘電特性を有しながら、火炎拡散
と発煙防止の両方の性能を有する難燃特性も満足するケ
ーブルを提供すること。 【構成】 本発明の難燃性通信ケーブルは、通信媒体３
２を含むコア２２と難燃性手段とを有し、前記難燃性手
段は、約３５０℃の温度で溶融する第１非有機酸化物成
分と、６５０℃の温度で結晶化する第２非有機酸化物成
分と、酸化物ベースレジンと、からなり、前記難燃性手
段は、約３５０℃から１０００℃の範囲の温度で、前記
コアを熱エネルギーから絶縁する皮殻層を形成すること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は火炎の拡散と煙の発生を
抑えるのに適した難燃性通信ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】ビル内に配置される難燃性通信ケーブル
の規格はナショナルエレクトリクコード（ＮＥＣ）によ
る規格を満足しなければならないか、あるいはアンダー
ライターラバラトリ（ＵＬ）の試験をパスしなければな
らない。従来の火炎の拡散と発煙防止用のケーブルには
バリア層が含まれている。この従来のケーブルはコアを
包囲する非有機セルラ材料製のバリア層と、シームを形
成する軸方向端部を有する金属バリア層を有している。
熱を遮閉するための金属バリア層は約０．０３９−０．
０５７の範囲の反射率を有している。この金属バリア層
は半透明で、低い熱拡散性能を有する内部テープでカバ
ーされている。このようなケーブルの例として米国特許
第４２８４８４２号がある。
【０００３】エチレン共重合体を有するバリア材料は、
ヨーロッパ特許出願第０２４８４０４号を参照のこと。
高周波数と高いビットレートが使用される通信ケーブル
においては、比較的低い誘電特性が好ましい。しかし、
従来の絶縁材料、例えば、ポリエチレンのようなものは
比較的低い誘電特性は示すが、難燃性の問題は解決でき
ない。電気的特性の観点からは望ましい有機レジンを使
用する従来の解決方法としては、火の発生を抑える添加
物を使用することである。しかし、この方法にも限界が
あり、この難燃性添加物は火の発生を遅らせるのみで、
一旦限界温度に達すると、その機能はすぐに損なわれ
る。またハロゲン化物と燐の難燃性材料は煙を発生さ
せ、浸食性ガスを生成する。さらに、低重量のハロゲン
化物と隣化物とを添加することにより、得られた材料の
機械的特性を影響するようなプラスチックを生成する。
このように良好な電気的特性（低誘電率と難燃性、火炎
拡散と発煙防止）等を同時に満たすような通信ケーブル
は従来存在しなかった。熱遮閉材料としてハロゲンプラ
スチック材料を用いることも考えられるが、例えば、塩
化ポリビニール（ＰＶＣ）は難燃性の点については満足
するが、比較的高い誘電常数を有する点で不利である。
しかし、近年光ファイバケーブルが使用されるようにな
っているから、前記の誘電特性の問題にはあまり関心が
払われずに、非ハロゲン材料によって浸食性の問題に関
心を払われるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は比較的低い誘
電特性を有しながら、火炎拡散と発煙防止の両方の性能
を有する難燃特性も満足するケーブルを提供することで
ある。しかも、さらに製造しやすいケーブルを提供する
ことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の難燃性通信ケー
ブルは、通信媒体３２を含むコア２２とそれを包囲する
難燃性手段とを有し、前記難燃性手段２９は、約３５０
℃の温度で溶融する第１非有機酸化物成分と、６５０℃
の温度で結晶化する第２非有機酸化物成分と、酸化物ベ
ースレジンと、からなり、前記難燃性手段は、約３５０
℃から１０００℃の範囲の温度で、前記コアを熱エネル
ギーから絶縁する皮殻層を形成することを特徴とする。
【０００６】
【実施例】図１において、光ファイバケーブル２０は図
２に示すビルディングのプレナム２１のような顧客の構
内において使用される。この光ファイバケーブル２０は
ビルディングの立ち上がり部（図示せず）にも使用され
る。図１に示すように光ファイバケーブル２０はコア２
２を有し、このコア２２は絶縁被覆金属導体２６−２
６、または光ファイバ（図示せず）の導体対２４−２４
のような伝送媒体を含む。コア２２の上に難燃性プラス
チック材料のジャケット２９が配置される。
【０００７】絶縁被覆金属導体２６は軸方向に伸びる金
属導体３２と絶縁カバー３４とを有する（図３）。好ま
しくは、絶縁カバー３４はポリエチレン材料製で、比較
的誘電係数εの低いものが好ましい。絶縁カバーとして
使用しやすい材料は、ポリエチレン、またはその共重合
材料である。光ファイバケーブルの応用としては、エン
ジニアリング熱軟化性材料のような機械的特性のよいも
のは好ましい。
【０００８】周知のようにポリエチレン材料は、難燃特
性が好ましくない。このような好ましい誘電特性と好ま
しくない難燃特性とのジレンマは、この二つの特性を妥
協させることになる。本発明のケーブルは、この好まし
い特性の両方を得ようとするものである。本発明のケー
ブルは、このようにトレードオフの関係にある特性を得
るために、火元とプラスチック絶縁物との間にバリア材
料を含ませることによって解決する。図１の実施例のバ
リア材料はジャケット２９内に含まれる。
【０００９】本発明のバリア材料は、有機ベースレジン
と添加物とからなる。このベースレジンは、ポリマ材料
と塩化ポリビニール（ＰＶＣ）、またはゴムとを含む。
このポリマ材料は、ポリエチレン、あるいはエチレン
と、プロピレン、プチレン、ペンテン、ヘキセン、Ｃ1
からＣ6のアルキルアクリレート、あるいはアルキルメ
タクリレート、アクリル酸、メタクリ酸、ビニールアセ
テートからなるグループから選択されたコモノマとのコ
ポリマ材料である。
【００１０】この添加物は、少なくとも低溶融点の第１
非有機酸化物成分と高溶融点の第２非酸化物不透過成分
とからなる。この第１非有機酸化物成分は、３５０℃か
ら４５０℃の温度で溶融を開始する。これは一般的にガ
ラスより低い温度である（英国特許第２２２０２０８号
を参照のこと）。この非有機酸化物成分は、フリットと
称される。この実施例において、この成分はガラス材料
とセラミック材料の混合物を含む。
【００１１】この添加物システムの第１非有機酸化物成
分として使用されるガラスは、燐酸塩ガラス、例えば、
非有機酸化物ガラスで以下のモル％を含む。すなわち、
１．２−３．５モル％のＢ2Ｏ3、５０−７５モル％のＰ
2Ｏ5、０−３０モル％のＰｂＯと０−５モル％の次の元
素の酸化物、すなわち、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｃ、Ｙ、
Ｌａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍ
ｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ
ｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔ
ｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｐｄ、Ｕの酸化物から選択され
た酸化物を含み、更に、アルカリ金属酸化物から選択さ
れた酸化物と、アルカリ土類金属酸化物と、酸化塩から
選択された酸化物とを含む。ガラスを含む好ましい鉛酸
化物は、鉛酸化物が１０−３０モル％で、Ｐ2Ｏ5が５０
−５８モル％のときに好ましい成分となる（米国特許第
４０７９０２２号を参照のこと）。
【００１２】この高固溶点の第２酸化物成分は、結晶化
している、すなわち、ガラス状態から結晶状態にある。
フリットを６５０℃から１０００℃の間の温度で不透明
化して、ケーブルの内部部分をシールする皮殻質層を形
成する。第２非有機酸化物成分は、１１００℃の温度ま
で硬いままでいるのが望ましい。この第２非有機酸化物
成分は、セラミックファイバ及び／またはバサルト（玄
武岩）ファイバを細かくしたものである。好ましいセラ
ミックファイバは多結晶ムライトファイバ（Ａｌ2Ｏ3／
ＳｉＯ2）である（英国特許第２２２０２０８号参照の
こと）。
【００１３】ガラス材料とセラミック材料の混合物とし
て市販されているものはＩＣＩ社のＣｅｅｐｒｅｅファ
イババリア充填材である。この添加物システムは他の成
分を含んでもよい。例えば、水和物成分、または水酸化
物成分、あるいは二価または三価金属の炭酸塩である。
この成分は、分解時、水蒸気、または二酸化炭素を吸熱
しながら発散し、火炎の拡散を防止し、機材を冷却し、
可燃性ガスを拡散することによって火炎の広がりを遅延
させる。また非有機燐酸塩、あるいは有機燐酸塩も添加
可能で、これにより炭化形成を速める。この燐酸塩は、
爆発剤を含むことによる炭化により膨張する。添加物に
含める他の成分としては、亜鉛ホウ酸塩があり、これは
水蒸気を発生し、発煙を減少させながら、バリア形成用
カプセル材として機能する。またマイカがあり、これは
水和物金属成分とともに難燃性の相互作用を提供し、熱
バリアと金属変態を提供する。他の成分としては高温高
熱に曝されたときに分解して、セラミックの灰の泡を形
成し、これらはセルからなる。このセルが熱の移動に対
してバリアとなる。
【００１４】本発明のケーブルのガラスフィラメントま
たは粒子は、３５０℃の以内のある温度になると溶け始
める。これは、１５００℃の範囲内で溶けるガラス成分
のバラツキである。さらに、このガラスフィラメントは
通常の燃焼温度のもとでは再溶融はしない。この溶融に
より、燃焼中のベースレジンの周囲にガラス材料が流れ
ることになる。この燃焼中のレジン、または分解してい
ないその一部はカプセル化される。このカプセル化によ
りコアが酸素に触れることができず、炭素質の分解生成
物から煙が発生するのを阻止する。この非常に安定した
炭化構造が生成されて、煙の発生が抑えられる。第１非
有機酸化物成分はカプセル化し、爆発材料とともに溶融
し、炭化し、ファイバ及び他の充填材を強化する。
【００１５】約６５０℃以上の温度で高融点の第２非有
機酸化物成分は不透過となり、すなわち、ガラス状から
結晶状態に変化する。その結果、添加物の粘性が増加
し、成分は固化して固体状になる。この第２のフリット
が固化する際に、有機ベースレジンからの炭素を保持す
る。その結果、硬く保護バリア層が形成される。この皮
殻層は煙有毒ガスの通過を阻止する。かくして、このバ
リア層はカプセル化し、爆発材料とともに溶融し、炭化
し、ファイバと充填材を強化する。この得られた結晶構
造により１１００℃の温度まで熱的保護を提供する。
【００１６】ガラス材料とセラミック材料の混合物は発
火を起こらせるものではないが、ベースレジンとともに
熱エネルギーが通過するのを阻止し、ケーブルの回路の
完全性を維持する。発火の遅れは、前記の炭化添加物と
水和物とによって行われる。ガラスセラミック混合物は
様々な方法で光ファイバケーブル２０内に実現できる。
例えば、この混合物をテープ状にして、ガラスフィラメ
ント、あるいは粒子がガラスを保持する添加物とともに
充填される。他の実施例としては、ガラスフィラメン
ト、または粒子をケーブルに使用される他のプラスチッ
ク材料とともに引き抜く。例えば、光ファイバケーブル
においては、このガラスは光ファイバのコアを包囲する
通常プラスチック部材を含むコアチューブとともに引き
抜くこともできる。
【００１７】他の実施例を図３、４、５に示す。図３に
おいて、本発明のケーブル４０は、コア４２を有し、こ
のコア４２は、複数の対の絶縁被覆金属導体２６−２６
を有する。ここ絶縁被覆金属導体２６は、金属導体３２
と絶縁カバー３４とを含む。このコア４２はその周囲に
螺旋状、また軸方向（図示せず）に卷回して軸方向継ぎ
目４６を形成する。このテープ４４をジャケット４８が
包囲し、ジャケット４８は、難燃性ポリエチレン、また
はその共重合体、または塩化ポリビニールである。本発
明のケーブルは光ファイバを有するが、金属導体の有無
を問わない。
【００１８】このテープ４４は、バルア層を提供し、爆
発性のガス煙の通行を阻止する。このテープ４４は、熱
固化性ポリエチレン、またはその共重合体、あるいは塩
化ポリビニール、またはエポキシのような固化システム
のようなベースレジンと添加物とを含む。この添加物に
は、低融点フリット、例えば、３５０℃で溶解を開始す
るようなガラスと、高融点不透過フリットで結晶化し、
皮殻層を提供するようなものが含まれる。
【００１９】図４において、本発明のケーブル５０は、
コア５２を含み、このコア５２は絶縁被覆金属導体２６
−２６、あるいは光ファイバ（図示せず）からなる導体
対２４−２４を含む。このコア５２の上にジャケット５
４が配置され、このジャケット５４は、ポリエチレン、
またはその共重合体、あるいは塩化ポリビニール、ある
いはＥＰＤＭラバーとのプラスチック材料性である。ジ
ャケット５４の周囲にバリア層５６が配置され、このバ
リア層５６は、３５０℃以上の温度に曝されると、バリ
ア層を形成する。このバリア層５６は、コーティング、
またはジャケット５４とともに引き抜くことにより形成
される。特殊な応用においては、本発明のケーブル６０
（図５）はコア６２とジャケット６４とを含み、ジャケ
ット５４の内表面と係合するバリア層６６を含む。
【００２０】図１の実施例において、ジャケットは１０
−５０重量％のポリマベース材料と、５−６０％の非有
機酸化物成分の添加物と、５−４０％の非有機酸化物成
分とを含む。図３のテープが使用される場合は、このテ
ープは、１−３０重量％のポリマベース材料と、５−６
０％の添加物と、５−５０％の非有機酸化物成分とを含
む。図４、５に示されるコーティング、または共引き抜
き層が使用される場合には、各成分は、ケーブルの特
性、例えば、機械的特性に依存する。共引き抜きバリア
層の典型的な成分は１０−５０％のポリマベース材料
と、５−７０％の非有機酸化物成分の添加物システム
と、５−６０％の非有機酸化物成分とからなる。
【００２１】
【発明の効果】本発明のバリアシステムをケーブル材料
のコアに使用すると、好ましい誘電体特性と比較的安価
で、難燃性、例えば、ＴＥＦＬＯＮプラスチックのよう
な難燃性特性が得られる。本発明のバリアシステムによ
れば、好ましい誘電体材料としてコア内で使用でき、ジ
ャケット、またはテープとしてはコアをシールし、火炎
の拡散を防ぎ、煙の発煙を防止する。本発明のケーブル
のバリア層の機能は難燃性添加物のそれとは異なる。本
発明のバリア層は着火を遅らせるだけでなく、火が拡散
することを防止し、煙の発生を押え、ケーブルの通信機
能の損傷を最小限にし、さらに、機械的特性を維持す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケーブルの断面図である。
【図２】本発明のケーブルが用いられる使用状況を示す
ビルディングの一部を示す図である。
【図３】本発明のケーブルの断面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示すケーブルの断面図で
ある。
【図５】本発明の他の実施例のケーブルを示す断面図で
ある。
【符号の説明】
２０ 光ファイバケーブル ２２ コア ２４ 導体対 ２６ 絶縁被覆金属導体 ２９ ジャケット ３２ 金属導体 ３４ 絶縁カバー ４０ 本発明のケーブル ４２ コア ４４ テープ ４６ 軸方向継ぎ目 ４８ ジャケット ５０ 本発明のケーブル ５２ コア ５４ ジャケット ５６ バリア層 ６０ 本発明のケーブル ６２ コア ６４ ジャケット ６６ バリア層

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 通信媒体（３２）を含むコア（２２）
    と、難燃性手段とを有する難燃性通信ケーブルにおい
    て、前記難燃性手段（２９）は、 約３５０℃の温度で溶融する第１非有機酸化物成分と、 ６５０℃の温度で結晶化する第２非有機酸化物成分と、 酸化物ベースレジンと、 からなり、 前記難燃性手段は、約３５０℃から１０００℃の範囲の
    温度で、前記コアを熱エネルギーから絶縁する皮殻層を
    形成することを特徴とする難燃性通信ケーブル。
  2. 【請求項２】 前記第１と第２の非有機酸化物成分が分
    散されている有機プラスチックレジンマトリックスを有
    する外部ジャケットをさらに含むことを特徴とする請求
    項１のケーブル。
  3. 【請求項３】 前記有機プラスチックレジンは、塩化ポ
    リビニールと、ポリオレフィンと、ポリウレタンと、そ
    れらの共重合体とからなるグループから選択されること
    を特徴とする請求項２のケーブル。
  4. 【請求項４】 前記ポリオレフィンは、ポリエチレンと
    ポリプロピレンとからなるグループから選択されること
    を特徴とする請求項３のケーブル。
  5. 【請求項５】 前記共重合体は、プロピレンと、ブチレ
    ンと、ペンテンと、ヘッキセンと、Ｃ1からＣ6のアルキ
    ルアクリレートと、Ｃ1からＣ6のアルキルメタクリレー
    トと、アクリル酸と、メタアクリル酸と、ビニールアセ
    テートとからなるグループから選択されたコモノマーを
    含むことを特徴とする請求項３のケーブル。
  6. 【請求項６】 前記難燃性手段は、水和金属成分と、二
    価または三価金属の水酸化物と、二価または三価金属の
    炭酸塩と、非有機燐酸塩と、有機燐酸塩と、亜鉛ホウ酸
    塩と、マイカと、遷移金属コンプレックスとからなるグ
    ループから選択された添加物を含むことを特徴とする請
    求項１のケーブル。
  7. 【請求項７】 前記第１非有機成分は、 約１．２−３．５％のＢ2Ｏ3と、 ５０−７２％のＰ2Ｏ5と、 ３０％以下のＰｂＯと、 ５％以下の以下のグループから選択された元素との酸化
    物と、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｔｉ、Ｚ
    ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｔ
    ｃ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏ
    ｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅ
    ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌ
    ｕ、Ｔｈ、Ｐｄ、Ｕから選択された金属との酸化物とを
    含むことを特徴とする請求項１のケーブル。
  8. 【請求項８】 プラスチック材料と、難燃性手段を含む
    前記コアの周囲に卷回されるテープとを有する外部ジャ
    ケットをさらに含むことを特徴とする請求項１のケーブ
    ル。
  9. 【請求項９】 前記外部ジャケットは、ポリエチレン
    と、ポリエチレンの共重合体と、塩化ポリビニールと、
    ＥＰＤＭラーバーからなるグループから選択されるプラ
    スチック材料からなることを特徴とする請求項８のケー
    ブル。
  10. 【請求項１０】 外部ジャケットと、前記外部ジャケッ
    トに隣接するバリア層とを有し、前記バリア層が、前記
    難燃性手段を含むことを特徴とする請求項１のケーブ
    ル。
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