JPH0781039B2 - Flame-retardant wire / cable - Google Patents

Flame-retardant wire / cable

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JPH0781039B2
JPH0781039B2 JP2005556A JP555690A JPH0781039B2 JP H0781039 B2 JPH0781039 B2 JP H0781039B2 JP 2005556 A JP2005556 A JP 2005556A JP 555690 A JP555690 A JP 555690A JP H0781039 B2 JPH0781039 B2 JP H0781039B2
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JP
Japan
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flame
magnesium hydroxide
retardant
calcium aluminate
cable
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康彰 山本
正美 反町
紀雄 高畑
徳次 常泉
進 渡辺
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Hitachi Cable Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Hitachi Cable Ltd
Nippon Light Metal Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、燃焼時に有害なハロゲン系ガスを発生せず、
しかも硬度の難燃性を有する絶縁体またはシースを備え
た難燃性電線・ケーブルに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention does not generate harmful halogen-based gas upon combustion,
Moreover, the present invention relates to a flame-retardant electric wire / cable including an insulator or a sheath having hardness flame retardancy.

[従来の技術] 電線・ケーブルの絶縁体やシースとして使用されている
ポリオレフィンは可燃性のものであり、火災が発生した
場合には、電線・ケーブルを伝わって火災が拡大する例
が多く、電線・ケーブルの難燃化の要請がにわかに高ま
ってきた。
[Prior Art] Polyolefins used as insulators and sheaths for electric wires and cables are flammable, and in the event of a fire, there are many cases where the fire spreads through the electric wires and cables.・ The demand for flame-retardant cables has suddenly increased.

そして、最近電線・ケーブルを中心に高難燃化が要求さ
れるようになってきており、ULVW−1の垂直燃焼試験や
IEEE規格383、IEC規格332等の垂直トレイ燃焼試験レベ
ルに合格する高難燃電線・ケーブルの実現が要望される
ようになってきた。
Recently, high flame retardancy has been demanded mainly in electric wires and cables, and the vertical combustion test of ULVW-1 and
There has been a growing demand for the realization of highly flame-retardant electric wires and cables that pass the vertical tray combustion test levels such as IEEE standard 383 and IEC standard 332.

ポリオレフィンを難燃化する方法としてはハロゲン含有
化合物等を混和する方法が一般に採用されてきている。
このような難燃性材料は火災時に不撚性のハロゲン系ガ
ス等を多量を発生させ、それにより電線・ケーブルの周
囲における酸素を遮断し、燃焼を防止しようとするもの
であり、優れた難燃特性を発揮するものの、その折発生
するハロゲン系ガス等は例えば塩化水素のように有毒な
ものが多く、このような有毒ガスを含んだ煙を多量に発
生させるため見通しが悪くなり、火災発生の際の避難行
動や消火活動を妨げ、あるいは前記有毒ガスが人体に悪
影響を与えるなどして二次災害のおそれもあり、さらに
はハロゲン系ガスが空気中の水分と反応し、ハロゲン化
水素酸となって機器を腐食させるおそれもある。
As a method of making a polyolefin flame-retardant, a method of mixing a halogen-containing compound or the like has been generally adopted.
Such a flame-retardant material generates a large amount of non-twisting halogen-based gas, etc. in the event of a fire, thereby shutting off oxygen in the surroundings of electric wires and cables and preventing combustion. Although it exhibits flammability characteristics, the halogen-based gas, etc. that is generated at that time is often toxic, such as hydrogen chloride, and a large amount of smoke containing such toxic gas causes poor visibility, causing a fire. There is also a risk of secondary disasters such as hindering evacuation behavior and fire extinguishing activities in the event of a fire, or adverse effects on the human body due to the poisonous gas. There is also a risk of corroding the equipment.

そこで、上記ハロゲン系化合物に代えて、水酸化マグネ
シウム等の金属水酸化物を混和し、火災時の安全性を重
視した難燃材料が提案され、電線・ケーブルの絶縁体や
シース材料に一部適用され注目を集めている。
Therefore, instead of the above halogen-based compounds, a flame-retardant material has been proposed in which a metal hydroxide such as magnesium hydroxide is mixed and the safety in case of fire is emphasized. It has been applied and is attracting attention.

[発明が解決しようとする課題] 上記金属水酸化物を混和した難燃材料は、火災時に当該
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、毒性あるいは腐食性
は極めて少ない。
[Problems to be Solved by the Invention] The flame-retardant material mixed with the metal hydroxide utilizes the endothermic action when the hydroxide releases crystal water during a fire as a flame-retardant effect. Very low in toxicity, toxicity or corrosivity.

しかしながら、金属水酸化物は難燃効果が小さいため、
上記したような高度の難燃性を付与するには、金属水酸
化物を多量に加えることが必要であり、その結果として
得られる絶縁体やシースの引張特性等の機械的特性が著
しく低下するという問題がある。
However, since the metal hydroxide has a small flame retardant effect,
In order to impart a high degree of flame retardancy as described above, it is necessary to add a large amount of metal hydroxide, and as a result, mechanical properties such as tensile properties of the insulator and the sheath are significantly reduced. There is a problem.

本発明の目的は、上記したような従来技術の問題点を解
消し、有毒はハロゲン系ガスを発生することがなく、垂
直燃焼試験レベルに合格する高度の難燃性を有し、しか
も優れた機械的特性を有する絶縁体あるいはシースを備
えた電線・ケーブルの提供を目的とするものである。
The object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, toxic does not generate a halogen-based gas, has a high degree of flame retardance that passes the vertical combustion test level, and is excellent. An object of the present invention is to provide an electric wire / cable provided with an insulator or a sheath having mechanical characteristics.

[課題を解決するための手段] 本発明の電線・ケーブルは、ポリオレフィン100重量部
に対し水酸化マグネシウムアルミン酸カルシウムからな
る混合物100〜300重量部を混和し、当該水酸化マグネシ
ウムとアルミン酸カルシウムの比率が重量比で90/10〜5
0/50となるように構成してなる難燃性電気絶縁組成物に
より絶縁体あるいはシースを形成したものである。
[Means for Solving the Problems] The electric wire / cable of the present invention is prepared by mixing 100 to 300 parts by weight of a mixture of magnesium hydroxide and calcium aluminate with 100 parts by weight of a polyolefin to obtain the magnesium hydroxide and the calcium aluminate. The ratio is 90/10 to 5 by weight
An insulating material or a sheath is formed of a flame-retardant electrical insulating composition having a composition of 0/50.

難燃剤として水酸化マグネシウムとアルミン酸カルシウ
ムを比率が重量比で90/10〜50/50となるように併用する
ことにより、難燃性を大幅に向上し得ることを見出し本
発明に至ったものである。
By using magnesium hydroxide and calcium aluminate as a flame retardant in combination so that the weight ratio is 90/10 to 50/50, it has been found that the flame retardancy can be significantly improved and the present invention has been achieved. Is.

本発明において、ポリオレフィンとしては、エチレンプ
ロピレンゴム、ポリエチレン、エチレンブテンコポリ
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ク
リレートコポリマといったものがあげられ、これらは単
独使用または2種以上の併用が可能である。
In the present invention, examples of the polyolefin include ethylene propylene rubber, polyethylene, ethylene butene copolymer, ethylene butene terpolymer, ethylene vinyl acetate copolymer, ethylene ethyl acrylate copolymer, ethylene methyl acrylate copolymer, ethylene methyl methacrylate copolymer, and the like. They can be used alone or in combination of two or more.

本発明では高難燃化の点から金属水酸化物として水酸化
マグネシウムを使用しているが、この水酸化マグネシウ
ムとしては凝集、強靱性、難燃性、耐水性等から平均粒
径が0.1〜5μmで脂肪酸金属塩、シランカップリング
剤、チタネートカップリング剤等で表面処理したものを
用いることが好ましい。
In the present invention, magnesium hydroxide is used as a metal hydroxide from the viewpoint of high flame retardancy, but as this magnesium hydroxide, the average particle diameter is 0.1 to 10 due to aggregation, toughness, flame retardancy, water resistance and the like. It is preferable to use those having a surface treatment of 5 μm with a fatty acid metal salt, a silane coupling agent, a titanate coupling agent, or the like.

これと併用するアルミン酸カルシウムは、3CaO・Al2O3
・6H2Oで表わされる化合物であり、水酸化マグネシウム
との併用により難燃性が大幅に向上する。アルミン酸カ
ルシウムは凝集、強靱性、難燃性、耐水性、加工性から
平均粒径0.1〜5μmで脂肪酸、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等で表面処
理したものを用いることが好ましい。
The calcium aluminate used in combination with this is 3CaO ・ Al 2 O 3
-A compound represented by 6H 2 O, which greatly improves flame retardancy when used in combination with magnesium hydroxide. Calcium aluminate should have surface treatment with fatty acid, fatty acid metal salt, silane coupling agent, titanate coupling agent, etc. with an average particle size of 0.1-5 μm due to aggregation, toughness, flame resistance, water resistance, and processability. Is preferred.

水酸化マグネシウムとアルミン酸カルシウムの総混和量
は、ポリオレフィン100重量部に対して100〜300重量部
の範囲とする必要があり、さらに水酸化マグネシウム/
アルミン酸カルシウムの比率は重量比で90/10〜50/50と
する必要がある。総混和量が規定値未満では目的とする
難燃性を付与できず、規定値を越えた場合は加工性や強
靱性を著しく損なう。また、混和比率については水酸化
マグネシウムの量が規定値を越えるか規定値未満では難
燃性への相乗効果がほとんど見られなくなる。
The total admixture of magnesium hydroxide and calcium aluminate must be in the range of 100 to 300 parts by weight with respect to 100 parts by weight of polyolefin.
The weight ratio of calcium aluminate must be 90/10 to 50/50. If the total amount of admixture is less than the specified value, the desired flame retardancy cannot be imparted, and if it exceeds the specified value, the workability and toughness are significantly impaired. Regarding the admixture ratio, when the amount of magnesium hydroxide exceeds or falls below the specified value, the synergistic effect on flame retardancy is hardly seen.

水酸化マグネシウムとアルミン酸カルシウムの少なくと
も一方はシランカップリング剤で表面処理することによ
り、浸水課電後の絶縁抵抗の低下を抑制することが可能
となる。
By subjecting at least one of magnesium hydroxide and calcium aluminate to a surface treatment with a silane coupling agent, it becomes possible to suppress a decrease in insulation resistance after water immersion.

シランカップリング剤としては、不飽和シラン、エトキ
シシラン、メルカプトシラン、アミノシラン等があり、
具体的には、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシ
シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシ
ラン等があげられる。
Examples of silane coupling agents include unsaturated silanes, ethoxysilanes, mercaptosilanes and aminosilanes.
Specific examples include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane.

本発明では上記成分に加えて架橋剤、酸化防止剤、滑
剤、分散剤、着色剤等を適宜添加してもよい。
In the present invention, in addition to the above components, a crosslinking agent, an antioxidant, a lubricant, a dispersant, a coloring agent and the like may be added as appropriate.

[実施例] 以下に、本発明について実施例を参照し説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described with reference to Examples.

第1表の実施例1〜10、第2表の比較例1〜5の各欄に
示すような配合に従って各種成分を12インチロールを用
い混練し、その後40m/m押出機(L/D=22)を用い、芯線
外径1.8mmφの導体上に10μmの紙セパレータを縦添え
しながら1.8mmの厚さで押出被覆し、その後15kg/cm2
水蒸気雰囲気中に3分間保持することにより架橋した。
Various components were kneaded using a 12-inch roll according to the formulations shown in the columns of Examples 1 to 10 in Table 1 and Comparative Examples 1 to 5 in Table 2, and then a 40 m / m extruder (L / D = 22), a conductor with a core wire outer diameter of 1.8 mmφ and a 10 μm paper separator is vertically attached while extrusion-coated to a thickness of 1.8 mm, and then crosslinked by holding in a steam atmosphere of 15 kg / cm 2 for 3 minutes. did.

このようにして製造した絶縁電線について、引張特性お
よび難燃性(垂直燃焼試験)を評価し、その結果を第1
表および第2表の下欄に示した。
The tensile properties and flame retardancy (vertical combustion test) of the insulated wire thus manufactured were evaluated, and the results were
The results are shown in the lower column of Table and Table 2.

各評価方法は次の通りである。Each evaluation method is as follows.

引張特性:芯線およびセパレータを除いた試料をJISC30
05に準拠し、引張り速度500mm/分で測定した。
Tensile properties: JIS C30 for samples excluding core wire and separator
In accordance with 05, the tensile speed was measured at 500 mm / min.

難燃性(垂直燃焼試験):UL44に準拠して行った。すな
わち、試料を垂直に置き、試験下部にバーナ炎を15秒着
炎し、バーナ炎を取去った後の燃焼時間を測定する。こ
れを5回繰り返し、いずれにおいても燃焼時間が60秒以
下であり、また、試料上部に取り付けたクラフト紙の旗
および試料下部に敷いた綿を燃焼させない場合を合格と
判定した。燃焼時間が60秒を越えるもの、または旗ある
いは綿が燃焼した場合を不合格と判定した。
Flame retardance (vertical combustion test): It was performed according to UL44. That is, the sample is placed vertically, a burner flame is applied to the lower part of the test for 15 seconds, and the burning time after removing the burner flame is measured. This was repeated 5 times, and the burning time was 60 seconds or less in each case, and the case where the flag of the kraft paper attached to the upper part of the sample and the cotton laid on the lower part of the sample were not burned was judged to be acceptable. If the burning time exceeds 60 seconds, or if the flag or cotton burns, it was judged as a failure.

第1表および第2表からも明らかな通り、本発明に係る
実施例1〜10は、いずれも引張特性に優れ、難燃性は垂
直燃焼試験に合格する。比較例1、2は水酸化マグネシ
ウムおよびアルミン酸カルシウムの総混和量が本発明の
規定値を外れる場合であり、難燃性や引張特性が不十分
である。比較例3は水酸化マグネシウムのみを添加した
もの、比較例5はアルミン酸カルシウムのみを添加した
ものであり、垂直燃焼試験に不合格である。比較例5は
水酸化マグネシウムとアルミン酸カルシウムの含有比率
が本発明の規定値を外れるものであり、垂直燃焼試験に
不合格である。
As is clear from Tables 1 and 2, Examples 1 to 10 according to the present invention all have excellent tensile properties and flame retardancy passes the vertical combustion test. Comparative Examples 1 and 2 are cases in which the total admixture of magnesium hydroxide and calcium aluminate deviates from the specified values of the present invention, and the flame retardancy and tensile properties are insufficient. Comparative Example 3 is one in which only magnesium hydroxide is added, and Comparative Example 5 is one in which only calcium aluminate is added, and fails the vertical combustion test. In Comparative Example 5, the content ratio of magnesium hydroxide and calcium aluminate deviates from the specified value of the present invention, and fails the vertical combustion test.

第3表は、実施例1〜3について絶縁抵抗を測定した結
果を示すものである。絶縁抵抗は、電線1000mmの端末を
除く900mmを20℃の水に浸漬し、5分後絶縁抵抗計で測
定した(初期)。次にこれを75℃の水に浸漬し、60Hz、
600Vの条件で15日間浸水課電を行い、その後75℃で絶縁
抵抗計で測定した(浸水課電15日後)。
Table 3 shows the results of measuring the insulation resistance of Examples 1 to 3. The insulation resistance was measured by immersing 900 mm excluding the end of the electric wire of 1000 mm in water at 20 ° C. and measuring it with an insulation resistance meter after 5 minutes (initial). Next, immerse this in 75 ° C water, 60Hz,
Immersion electricity was applied for 15 days under the condition of 600V, and then measured with an insulation resistance meter at 75 ° C (15 days after immersion of electricity).

水酸化マグネシウムおよびアルミン酸カルシウムの少な
くとも一方がシランカップリング剤により表面処理され
ている実施例2、3、5、6、8、10では浸水課電15日
後でもある程度の絶縁抵抗を有している。これにより、
耐水性に優れた難燃性絶縁電線を実現できる。
In Examples 2, 3, 5, 6, 8, and 10 in which at least one of magnesium hydroxide and calcium aluminate is surface-treated with a silane coupling agent, there is some insulation resistance even after 15 days of water immersion and application of electricity. . This allows
A flame-retardant insulated wire with excellent water resistance can be realized.

[発明の効果] 以上説明してきた通り、本発明によれば、燃焼時に有毒
なハロゲン系ガスを発生せず、垂直燃焼試験に合格する
高度の難燃性を有し、しかも機械的特性においても十分
満足できる難燃性電線・ケーブルを実現できることか
ら、火災時の安全性を向上でき、工業的価値は非常に大
きいものである。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, no toxic halogen-based gas is generated during combustion, and it has a high degree of flame retardance that passes the vertical combustion test, and also in mechanical characteristics. Since it is possible to realize flame-retardant electric wires / cables that are fully satisfactory, the safety in case of fire can be improved and the industrial value is very large.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 3:22 3:24) (72)発明者 高畑 紀雄 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日立 電線株式会社電線研究所内 (72)発明者 常泉 徳次 静岡県清水市三保4025番地の1 日本軽金 属株式会社清水工場内 (72)発明者 渡辺 進 静岡県清水市三保4025番地の1 日本軽金 属株式会社清水工場内 (56)参考文献 特開 昭63−39939(JP,A)Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location C08K 3:22 3:24) (72) Inventor Norio Takahata 5-1-1 Hidakacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Cable Co., Ltd. Electric Cable Research Institute (72) Inventor Tokuji Tsunezumi 1 at 4025 Miho, Shimizu City, Shizuoka Prefecture, Japan Shimizu Plant, Nippon Light Metal Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Watanabe 1 at 4025 Miho, Shimizu City, Japan Shimizu Plant, Kinka Co., Ltd. (56) Reference JP-A-63-39939 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポリオレフィン100重量部に対し水酸化マ
グネシウムとアルミン酸カルシウムからなる混合物100
〜300重量部を混和し、当該水酸化マグネシウムとアル
ミン酸カルシウムの比率が重量比で90/10〜50/50となる
ように構成してなる難燃性電気絶縁組成物により絶縁体
またはシースを形成してなることを特徴とする難燃性電
線・ケーブル。
1. A mixture 100 comprising magnesium hydroxide and calcium aluminate per 100 parts by weight of polyolefin.
~ 300 parts by weight are mixed to form an insulator or sheath with a flame-retardant electrical insulating composition that is configured so that the weight ratio of magnesium hydroxide to calcium aluminate is 90/10 to 50/50. Flame-retardant wire / cable characterized by being formed.
【請求項2】前記水酸化マグネシウムとアルミン酸カル
シウムの少なくとも一方はシランカップリング剤により
表面処理されている請求項1記載の難燃性電線・ケーブ
ル。
2. The flame-retardant wire / cable according to claim 1, wherein at least one of the magnesium hydroxide and calcium aluminate is surface-treated with a silane coupling agent.
JP2005556A 1990-01-12 1990-01-12 Flame-retardant wire / cable Expired - Lifetime JPH0781039B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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