JPH10223062A - 耐火ケーブル及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微粉砕タルク粉末を使用することなくして、
消防庁告示の耐火認定基準に適合する優れた高温耐電圧
特性をそなえた耐火ケーブルを提供する。 【解決手段】 本発明の耐火ケーブルは、線状導体上
に、粉末マイカと珪酸ソーダとシランカップリング剤と
シリコーン系バインダとを含む組成物からなる耐火層を
設けたものであり、粉末マイカ１００重量部と、珪酸ソ
ーダ５〜２００重量部と、シランカップリング剤０．１
〜０．５重量部と、シリコーン系バインダ５０〜１３０
重量部と、液状希釈剤５０〜１１０重量部とを含む液状
組成物を、導体上に塗布して耐火層を形成したうえ、そ
の他従来同様の絶縁被服等を設けることにより製造する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火災等によって高
熱や火炎等に曝されてもなお長時間の使用に堪え得る、
合成樹脂絶縁層を有する耐火ケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、劇場やデパート等の多数の人が
集まる場所においては、火災等の非常事態が発生した際
に、場内にいる人を安全に非常口に誘導する必要があ
る。このような場合、非常口案内灯そのものが破壊され
なくても、送電用のケーブルが高熱や火炎等に曝された
場合には、ケーブルが短時間で短絡を起こして送電が停
止する事態が起こる恐れがある。しかし、非常口案内灯
は一定の時間点灯していることが要求されるので、非常
口案内灯に給電するためのケーブルとしては、高熱や火
炎等に曝された場合でも絶縁が破壊されず、電力の供給
が可能であることが必要である。

【０００３】このような目的で用いられる耐火ケーブル
には、図１に示すような構造を有するものがある。すな
わち、耐火ケーブル１は、導体２の外周に耐火層３が形
成されており、その外周をポリエチレンからなる絶縁層
４で被覆し、更にその外周にシース５を被覆して形成さ
れている。この耐火ケーブル１の耐火層３は、図２に示
すように、ガラス繊維布などの無機質材料からなる基材
層３１に集成マイカ層３２を貼り合わせて形成された、
厚さ０．０１〜０．１５mm程度の集成マイカシート３３
と、補強層３４を貼り合わせた耐火テープで構成された
ものである。

【０００４】かかる耐火ケーブルは、消防庁告示第７号
によって定められた耐火認定基準である、８４０℃以上
の高温での絶縁特性や耐電圧特性を満足するために、上
記のような耐火テープ２〜３枚を１／２〜１／４重ねて
巻き付けるか、又は縦添えで巻き付けて製造されていた
ため、耐火層の厚さが４５０〜６００μｍとなり、耐火
層の上にシースを被覆するとケーブルが太くなって、可
撓性が悪いばかりでなく軽量化ができず、取扱性が悪い
という難点があった。

【０００５】そこで近年は、セラミックス粒子とシリコ
ーン系樹脂とを含む塗料溶液の中に、導体を浸漬し走行
させるディッピング法を用いて、導体上にセラミックス
被膜の耐火層を形成させる方法（例えば特公昭６３−３
７９２２号）などが提案されている。しかしこの方法で
は、一般的な耐熱絶縁性や耐電圧特性をもたせることは
できるが、消防庁告示第７号によって定められた耐火認
定基準（８４０℃に加熱後の絶縁抵抗値が０．４ＭΩ以
上で、絶縁耐圧が１５００Ｖ、１分耐圧）を満足するこ
とができなかった。

【０００６】また、かかるディッピング法によって得ら
れる耐火ケーブルの表面平滑性を改良すると共に可撓性
を持たせ、更に上記の消防庁告示の耐火認定基準に適合
するケーブルとして、メチルフェニルシリコーン系樹脂
と希釈剤とシランカップリング剤と３μｍ以下の粒径の
タルクとからなる混合液中に導体をディッピングして耐
火層を形成し、該耐火層の上にポリエチレン等の絶縁体
を被覆し、更にシースを被覆して構成したものが提案さ
れている（特開平７−１０５７３３号）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
改良された耐火ケーブルにおいて、耐火認定基準を満た
すためには、粒径が３μｍ以下という微粉砕したタルク
粉末を使用することが必要であるが、かかる特殊な材料
の使用は経済的でないという欠点があった。そしてその
問題を避けるために、比較的に安価な、粉砕度を緩めた
タルク粉末を使用すると、耐火層の平滑性が失われるば
かりでなく、ケーブルの高温耐電圧特性が低下して、耐
火認定基準を満たすことができなくなるという問題があ
った。

【０００８】そこで本発明は、粒径が３μｍ以下という
微粉砕タルク粉末を使用することなくして、優れた高温
耐電圧特性をそなえた耐火ケーブルを提供することを目
的とした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の本発明の目的は、
線状導体上に、粉末マイカと珪酸ソーダとシランカップ
リング剤とシリコーン系バインダとを含む組成物からな
る耐火層を設けたことを特徴とし、更に必要に応じてそ
の上に絶縁層やシースを設けた耐火ケーブルによって、
達成することができる。

【００１０】更に、かかる本発明の耐火ケーブルは、粉
末マイカ１００重量部と、珪酸ソーダ５〜２００重量部
と、シランカップリング剤０．１〜０．５重量部と、シ
リコーン系バインダ５０〜１３０重量部と、液状希釈剤
５０〜１１０重量部とを含む液状組成物を、導体上に塗
布して耐火層を形成したうえ、その他従来同様の絶縁被
服等を設けることにより製造することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の耐火ケーブルは、本質的
に図１に示すような従来の耐火ケーブルと同様な構造を
有しているが、その耐火層３が特定の組成の液状組成物
を、導体２の表面に塗布して形成されたものである点
が、従来の耐火ケーブルと異なっている。しかし耐火層
３の上に絶縁層４を被覆し、また絶縁層４の上にシース
５を被覆する点については、従来の耐火ケーブルと同様
である。

【００１２】本発明の耐火ケーブルにおいて、耐火層に
用いられる耐火性付与材料である粉末マイカは、微粉末
状である必要はないが、あまりに粗であることは望まし
くなく、例えば粒径が５００μｍ以下で粒度（平均粒
径）が１０μｍ程度のフレーク状のものなどを、好まし
く使用することができる。

【００１３】また、マイカと組み合わせて用いられる珪
酸ソーダは、マイカ粒子と結合して耐火性を高めるもの
と考えられるが、その組成や形態は特に限定されるもの
ではなく、市販の製品などから適宜選択して使用するこ
とができる。かかる珪酸ソーダの配合量は、粉末マイカ
１００重量部当たり固形分換算で、５〜２００重量部で
ある。珪酸ソーダの配合量がこの範囲より少なくては高
温での耐電圧特性が充分に改良されず、また多過ぎても
耐電圧特性が低下するほか、耐火層の表面の平滑性も低
下するから好ましくない。

【００１４】本発明の耐火ケーブルの耐火層を形成する
のに、耐火性付与材料である粉末マイカの結合剤として
シリコーン系バインダが用いられるが、かかるバインダ
としてメチルフェニルシリコーン系樹脂が好ましく使用
できる。メチルフェニルシリコーン系樹脂は、高温時に
おいて絶縁特性と耐電圧特性を維持するに適した材料で
あって、かかるバインダの配合量は、粉末マイカ１００
重量部当たり５０〜１３０重量部であるのが好ましい。
シリコーン系バインダの配合量がこの範囲を下回ると、
耐火層の表面が粗く可撓性も不十分となるうえ耐電圧特
性も改良されない。逆に配合量がこの範囲を越えると耐
火層の表面が粗くなり、高温での電気特性が損なわれる
ので、好ましくない。

【００１５】また、シリコーン系バインダと共に用いら
れるシランカップリング剤は、粉末マイカと珪酸ソーダ
からなる耐火性付与材料とバインダとを効果的に結合し
て、均一で緻密な耐火層を形成するための材料であっ
て、特にγ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリ
メトキシシランが好ましく用いられる。かかるシランカ
ップリング剤は、タルク１００重量部当たり０．１〜
０．５重量部の範囲で配合することが好ましい。シラン
カップリング剤の配合量がこの範囲より少ないと耐電圧
特性が低下し、またこの範囲を越えても耐電圧特性が低
下する。

【００１６】本発明の耐火ケーブルの耐火層を形成する
には、粉末マイカと珪酸ソーダとシリコーン系バインダ
とシランカップリング剤とを、液状の希釈剤と混合して
液状組成物を形成し、これを線状導体の表面に塗布し、
乾燥する。この際の液状希釈剤は、導体上に所定の厚さ
の均一な塗布層を形成するに適した粘度を有する液状組
成物を得るためのもので、例えばキシレンなどの芳香族
系の溶剤が好ましく用いられる。かかる液状希釈剤の配
合量は、粉末マイカ１００重量部当たり５０〜１１０重
量部であることが好ましく、液状組成物が導体上に塗布
するに操作に適した粘度を示すように、上記の範囲内で
適宜調整することが望ましい。

【００１７】上記のような液状組成物を導体上に塗布す
るに当たっては、適宜の方法を採用することができる
が、塗膜の均一性などの点から、ディップコーティング
法によることが好ましい。

【００１８】本発明の耐火ケーブルは、単線又は撚線か
らなる導体上にディップコーティング法等により、前記
のような耐火層形成用の液状組成物を塗布し、乾燥した
のちポリオレフィン系樹脂などの合成樹脂を用いて絶縁
被覆を施し、更に必要に応じて保護用の合成樹脂シース
や金属テープなどで被覆することによって、製造するこ
とができる。

【００１９】

【実施例】表１の配合に従って、シリコーン系バインダ
（ＳＢＲ）としてのメチルフェニルシリコーン系樹脂
（東レダウコーニングシリコーン社、ＳＨ−８０５）
と、シランカップリング剤（ＳＣＰ）としてのγ−（２
−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシランと
を、液状の希釈剤（ＳＶＴ）としてのキシレンに混合
し、これに粉末マイカ（日本マイカ社）として、粒度が
５μｍで粒径１０〜１μｍのもの（Ｍ−１）、粒度が１
０μｍで粒径１５〜１μｍのもの（Ｍ−２）、粒度が４
００μｍで粒径４３０〜２８０μｍのもの（Ｍ−３）、
又は粒度が７００μｍで粒径７６０〜４５０μｍのもの
（Ｍ−４）を配合し、更に珪酸ソーダ（ＮＳＬ、東曹産
業社、ＪＩＳ−１号品）を添加し、均一に混合して塗料
組成物を得た。また比較のために、粉末マイカを用いず
に微粉砕タルク（フジタルク社）の、粒度が２．１μｍ
で粒径５．０〜０．６μｍのもの（Ｔ−１）、及び粒度
が４．５μｍで粒径１０〜０．８μｍのもの（Ｔ−２）
を用いて、従来技術による塗料組成物も作成した。

【００２０】

【表１】

【００２１】これらの塗料組成物を収容したディップコ
ーティング装置に、径１．６mmの単線銅導体を導入して
導体表面に液状組成物を塗布し、溶剤を除去し乾燥した
のち１５０℃で３分間焼き付けて、厚さ０．１７mmの耐
火層を形成したケーブル線心を得た。次にこの耐火ケー
ブル線心に厚さ０．７５mmのポリエチレン絶縁被覆を施
し、更にポリエチレンからなる厚さ１．４mmのシースを
被覆して、外径が６．２４mmの耐火ケーブルを得た。

【００２２】こうして得た耐火ケーブルからシース及び
絶縁被覆を除去した線心の試料について、外観検査及び
可撓性試験を行い、また耐火ケーブルから切り出した試
料について、常温での絶縁特性及び常温での耐電圧特
性、並びに高温での絶縁特性及び高温での耐電圧特性の
試験を行い、これらの試験結果を纏めて、表１に併せて
示した。なお、これらの試験方法及び判定基準は、以下
のとおりである。

【００２３】〔外観検査〕 線心試料の耐火層の表面を目視で調べ、凹凸がなく、均
一であるものを○、そうでないものを×とした。 〔可撓性〕 線心試料を径１０mmのマンドレルに巻き付け、ひび割れ
が生じないものを○、そうでないものを×とした。

【００２４】〔常温絶縁性〕 加熱炉に出入できる台車に垂直に取り付けた、縦３００
mm、横３００mm、厚さ１０mmのパーライト板に対して、
あらかじめ１０mmマンドレルを用いて曲がり癖を矯正し
ておいた長さ１．３ｍの耐火ケーブル試料を、その中央
部の２０cmを隔てた２箇所の位置で、それぞれ径１．６
mmの軟銅線を用いて水平に取り付けて固定した。そし
て、その取り付け位置の中央に約１３mmの間隔を置い
て、長さ４０cmの径１．６mmの軟銅線２本の束の両端を
巻き付け、その軟銅線の中央部に３２０ｇの錘（長さ
１．３ｍの耐火ケーブルの重量の２倍に相当する荷重）
を吊るした。この状態で、線心導体と固定線との間に５
００Ｖの直流電圧を印加して常温での絶縁抵抗値を測定
し、５０ＭΩ以上の抵抗値を有するものを○、そうでな
いものを×とした。

【００２５】〔常温耐電圧性〕 前記の常温絶縁性測定に続いて、線心導体と固定線との
間に１５００Ｖの商用交流電圧を印加し、１分間で絶縁
破壊が起こらないものを○、そうでないものを×とし
た。

【００２６】〔高温絶縁性〕 前記の常温耐電圧性測定を行ったのち、耐火ケーブルの
試料を取り付けた台車を加熱炉内に導入し、加熱炉を３
０分間で８４０℃まで昇温させ、この状態で導体と固定
線との間に５００Ｖの直流電圧を印加して絶縁抵抗値を
測定し、０．４ＭΩ以上の抵抗値を有するものを○、そ
うでないものを×とした。

【００２７】〔高温耐電圧性〕 前記の高温絶縁性測定に続いて、導体と固定線との間に
１５００Ｖの商用交流電圧を印加し、１分間で絶縁破壊
が起こらないものを○、そうでないものを×とした。

【００２８】表１に示した試験結果を見ると、粉末マイ
カと珪酸ソーダを組み合わせて用いた場合は、珪酸ソー
ダを組み合わせないで製造した耐火ケーブルや、微粉砕
タルクを用いた従来技術の耐火ケーブルと比較して、高
温耐電圧性が改良されていることがわかる。

【００２９】更に、シリコーン系バインダの配合量は粉
末マイカ１００重量部に対して５０〜１３０重量部の範
囲で、シランカップリング剤の配合量は粉末マイカ１０
０重量部に対して０．１〜０．５重量部の範囲で、それ
ぞれ良好な高温耐電圧性が期待できることがわかる。そ
してまた導体への耐火層の塗布に際して、上記の配合の
組成物に配合される液状希釈剤の量は、タルク１００重
量部に対して５０〜１１０重量部が適当であることもわ
かる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の耐火ケーブルは、粉末マイカと
珪酸ソーダとを組み合わせて耐火層の構成材料としたも
ので、消防庁告示第７号の耐火認定基準に適合する高度
な絶縁特性と、優れた高温耐電圧特性とを備えながら経
済性に優れ、更に粉塵の発生もなくて生産設備の環境が
大幅に改善される効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る耐火ケーブルの構造を示す断面図
である。

【図２】従来の耐火ケーブルにおける耐火層の構成を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 耐火ケーブル ２ 導体 ３ 耐火層 ４ 絶縁層 ５ シース ３１ 基材層 ３２ 集成マイカ層 ３３ 集成マイカシート ３４ 補強層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線状導体上に、粉末マイカと珪酸ソーダ
   とシランカップリング剤とシリコーン系バインダとを含
   む組成物からなる耐火層を設けたことを特徴とする耐火
   ケーブル。
2. 【請求項２】 耐火層上に合成樹脂からなる絶縁層を設
   けてなる、請求項１に記載の耐火ケーブル。
3. 【請求項３】 粉末マイカ１００重量部と、珪酸ソーダ
   ５〜２００重量部と、シランカップリング剤０．１〜
   ０．５重量部と、シリコーン系バインダ５０〜１３０重
   量部と、液状希釈剤５０〜１１０重量部とを含む液状組
   成物を導体上に塗布して耐火層を形成することを特徴と
   する耐火ケーブルの製造法。