JPS5853964A - 電線用塗材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は火災時の熱によシ強固々炭化層を形成し延焼を
防止する電、線用塗材に関する。

近年、高層建築物や工場などにおいて照明はもとより、
動力源、及び機器の集中管理など電気機器の使用の増加
に伴いエネルギー供給及び制御信号の送受信などに極め
て多−厚の（２） 電気配線が施されるようになった。これ等の電線はシー
ス材として通常ポリエチレンなどの高分子材料が被覆さ
れているが、極めて燃焼し易く火災時に電線を伝わって
延焼が起るという大きな問題点が有る。このため被Ｓ電
純に防火塗料を塗布し延焼を防止する方法が一般に行な
われており、これに用いる種々の防火塗料が開発されて
いるが、これらは溶剤型塗料が大部分であり、また塗装
作業のほとんどを建築物内部で行うため作業者に対する
毒性、引火などによる火災の危険性、及び揮散溶剤によ
る大気汚染の問題が有り、一方水希釈型塗料は上記溶剤
型塗料の欠点がガい反面、耐水性が劣り、架設時に電、
線を曲げたときに防火塗膜に大きなりラックを発生し、
火災時にこの部分から火炎が侵入して延焼を引゛き起す
ため防炎効果が減殺されるなど致命的な欠点を有してい
る。また、従来防火塗料において塗膜の強度保持および
火災にあった時の塗膜のクラック、剥離防止のためアス
ベス（３） ト繊維を配合することが行われていたが、アスベストは
最近発ガン性物質としての危険性が指摘され使用上問題
となってきた。

本発明は上記の問題点を解決し、耐水性、可撓性が優れ
、かつ延焼防止性、断熱性の良好な、アスベスト繊維を
含まない電線用塗材に関する。このような塗材は （１）（イ）　ポリリン酸アンモニウム及び／又はポリ
リン酸アンモニウム誘導体 １．０〜８０重量部 （ロ）水酸化アルミニウム ０．４〜０．８重量部、 （ハ）　ジペンタエリスリトール １．０重量部 よりなる延焼防止剤が５０〜８５重１・俤、（１１）水
希釈型樹脂よりなる水系結合剤が固形分で１４〜３５重
量％、及び （ｆｉｔ）　　中空状無機物粉末が０１〜２０重量％の
均質な混合物により構成される。

本発明の塗材を被覆電線に塗布し形成した（４） 防火塗膜は、高熱時適度に軟化し電線シース材の熱膨張
に追随するためクラックの発生がなく、また、上記延焼
防止剤が火災に対して強固な炭化層を形成する機能を有
するため、延焼防止性が極めて大きいものである。

また、上記中空状無機物粉末が断熱性能を有するため、
火炎が電１線を襲った場合電線の加熱劣化を防止すると
共に、強い火炎が襲った場合にも電線が局部的に加熱さ
れず周辺をその炭化層中に均一に分散しているため炭化
層は機械的強度が高く、中空状無機物粉末を含まないも
のに比較しはるかに優れた断熱防炎性能を有する。

さらに、中空状無機物粉末は塗膜の成膜性を向上させる
ため、クラック等の塗膜欠陥が防止でき延焼防止性がさ
らに向上する。すなわち、従来の電線塗装は複雑な部位
では厚く塗装されやすく、その部分ではクラックが発（
５） 生しやすく、そのため電線が火炎にさらされた時クラッ
ク部分が延焼の糸口と彦りやすかったが、中空状無機物
粉末を配合させることにより塗膜にクラックが生じにく
くなり、前述の如き欠点が解消出来る特徴を有している
。

本発明の上記塗材構成々分及び配合比は広範囲に互る実
験により求めたもので、その反応機構的な解明は十分行
っていないが、この有効範囲をはずれると塗膜の特に高
熱時における可撓性及び延焼防止性が著しく低下する。

本発明におけるポリリン酸アンモニウム及びその誘導体
はジペンタエリスリトール１．０重量部当り１，０〜８
．０重量部の範囲で使用されるが、１．０重量部以下で
は延焼防止性が低下し、一方８，０重量部以上になると
耐水、耐アルカリ性が低下する。

上記ポリリン酸アンモニウム及びポリリン酸アンモニウ
ム誘導体は塗材の延焼防止性の他に、塗膜の耐水性を向
上させる点から燐含有量がｐ２ｏ、換算で４０〜７５重
量％、また（６） 窒素含有量がＮ換算で１２〜４０重量％、さらに水不溶
解成分が８０重ｆチ以上であることが好ましい。即ち水
不溶解成分が８０重量％より少いものや、また燐含有量
がＰ！ＯＳ換算で４０重量−以下、窒素含有量がＮ換算
で４０重［−１以上になると塗膜の耐水性が低下し、ま
た燐含有量がＰ、　Ｏ，換算で７５重ｆチ以上、窒素含
有量がＮ換算で１２重量％以下になると火災に対して強
固な炭化層を形成する機能が低下する。

前記ポリリン酸アンモニウム誘導体としては例えばスミ
セーフＰＭ（住友化学工業社製商品名）、ゴーカッ）１
００（日量化学工業社製商品名）などがある。

更に本発明において水酸化アルミニウムがジペンタエリ
スリトール１．０重量部に対し０４〜０．８重量部の範
囲で用いられるが、０４重量部以下では防災防火性が低
下し、一方０．８重量部以上になると耐水、耐アルカリ
性が低下する。

（７） 一ヒ記延焼防止剤は塗材固形分中に５０〜８５重量％添
加する。添加量が５０１ｔチより少くなれば、火災によ
る強固な炭化層の形成の効果が充分に得られなく−ｈｈ
、一方添加量を８５重量％より多くしてもさらにこれ等
の効果の増加は見られず、塗材の密着性及び塗膜の可撓
性等が極端に低下する。

また前記（イ）〜（ハ）成分よりなる延焼防止剤の効果
をより高めるためにメラミン等の昇華性物質を塗材固形
分に対して２０重量％まで添加することができる。添加
量がこれより多くなればかえって延焼防止性が低下する
ため好しくない。

本発明でいう中空状無機物粉末とは、シャボン玉の如く
内部が完全に中空でその中空部が殻で完全に閉ざされて
いる粒子、おるいは軽石の如く内部に隔壁のある独立気
泡状の粒子である。中空状無機物粉末は平均粒径１〜１
０００／’、特に好ましくは５０〜１００１のものが適
当で、また比重は約０．８以下のも（８） が適当である。

中空状無機物粉末としては、ガラスバルーン、シラスバ
ルーン、パーライトバルーン、フライアッシュバルーン
、シリカバルーン、アルミノシリケートバルーン、スピ
ネルバルーン、アノ〆ミナバルーン、ジルコニアバルー
ン、カーホンバルーンなどが使用出来る。

具体的にはシラスバルーン（日本重化学工業社製商品名
）、シルボン（日本化学工業社製商品名）、マイクロバ
ルーン（東洋曹達工業社製商品名）Ｑ−セル＃２００、
＃３００（Ｐ　Ｑ　Ｃｏｍｐａｎｙ製商品名）、フィラ
イト（日本フィライト社製商品名）等の市販品が挙げら
れる。

中空状無機物粉末は前述の如く塗材の断熱性、成膜性等
を向上させるだめ塗材固形分中に０１〜２０重１ｔ％添
加される。添加量が０．１重量％以下では前述の効果が
期待出来ず、一方２０重量％以上では塗膜強度、可撓性
が低下する。

（９） 本発明において延焼防止剤を含む塗膜を形成するための
水希釈型樹脂よりなる水系結合剤は延焼防止剤の炭化層
形成能を阻害せず、かつ被覆電線に対する密着性、可撓
性、耐水性、等の諸物件に優れるものを用いる。このよ
うな特性を有する結合剤としてアクリル樹脂系エマルジ
ョンが特に好適に使用出来る。

アクリル樹脂系エマルジョンは種々の単量体より合成し
たものが使用出来、ガラス転移温度（Ｔｇ）が１０℃以
下のものが好ましい。

’ｒｇが１０℃より高くなれば充分な可撓性を有する塗
膜を得ることが出来ず、電線の架設作業による折り曲げ
や、温度変化による電線の伸縮により塗膜にクラックが
発生し脱落し易くなる。塗膜に適度の可撓性を付与する
アクリル樹脂系エマルジョンとしてはＴｇが一２０℃〜
−５０℃のものが特に好ましい。

アクリル樹脂系エマルジョンの合成に用いる単量体は例
えばアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル
酸メチル、メタクリル（１０） 酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸フチル、ア
クリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸−２−エ
チルヘキシル、メタクリル酸ヒドロキシエチル、メタク
リル酸、アクリル酸、スチレン、無水マレイン酸、ビニ
ルトルエン、酢酸ビニル、及びその他のαりβ−不飽和
カルボン酸エステルが挙げられる。

これ等の結合剤は固形分で塗材中に１４〜３５重量％添
加する。添加量が１４重量％より少くなれば、充分な密
着性、可撓性及び耐水性等を有する塗膜を形成すること
が出来かくなり、一方３５重量％より多い場合はさらに
密着性、可撓性、耐水性等の向上は々〈逆に前記延焼防
止剤及び中空状無機物粉末の添加量が相対的に少くなる
ためこれ等の持つ特性が充分に得られなくガる。

また必要により塗材中に適当量の着色顔料、染料等の着
色剤、ガラス締維、タルク繊維、シリカアルミナ繊維、
パノしプ繊維、ビニロン繊維等の長さ０．５〜１ｃｒｎ
程度の繊維：各種添（１１） 加削等を配合することが出来る。

不発明の塗材の製造は、通常の攪拌機、例えばバタフラ
イミキサー、かい型攪拌機、プインターナルミキサー、
ミュラーミキサー、ポニーミキサー等の捏和機で混練す
る方法が用い得る。均一に混線して得られた塗材は必要
により水で適当な粘度に希釈し、ヘラ塗り、ハケ塗り、
スプレー塗り等の方法により塗装することが出来る。

以下実施例により不発明を説明する。

実施例及び比較例で用いる各塗材は表−１に示す配合成
分（市１部）をディスパーで均一に攪拌混合して、本発
明のｗ、線用塗材（塗１Ａ−Ｃ）及び不発明の組成範囲
外の比較対照用塗材（塗料ＤＩＧ　）を調製した。得ら
れた塗材塗膜の試験結果を表−２に示す。

（１２） （１３） （注１） ポリリン酸アンモニウム誘導体；商品名［スミセーフＰ
ＭＪ　（住友化学工業製）水不溶解分８５％以上、燐含
有量（ｐ２ｏ、換算）４４〜４７％、窒素含有量（Ｎ換
算）３２〜３５　％ （注２） 実施例Ａ、Ｂ、Ｄ、ＥＸＧのアクリル樹脂系エマルジョ
ン： Ｔｇ約−２５℃、商品名［ネオアク ロンＺ５０１２０Ｊ　（中央理化工業 製）、固形分５０チ 実施例Ｃ，Ｆのアクリル樹脂系エマルジョン： Ｔｇ−３０℃以下、商品名［アルマ テックス３３０１Ｊ（三井東圧化学 製）、固形分５０チ （注３） 実施例Ａ、、Ｄの中空状無機物粉末：商品名（１４） ［フィライト２００１７Ｊ（１不フィライト製）平均粒
径４５〜７５ノイ、比重ｏ７実施例Ｂ、　　Ｅの中空状
無機物粉末：商品名［マイクロバルーンＩＧＩＯＩＪ　
（東洋曹達工業膜）平均粒径６５／１７１、比重ｏ２７
実施例Ｃ，Ｆの中空状無機物粉末：商品名［Ｑ−セル＃
３００　Ｊ　（Ｐ　Ｑ　Ｃｏｍｐａｎｙ製）平均粒径６
５／′１１比重０．２１ （注４） 粒径１〜１０オ、比重２ 表−２ （１５） 注５）３０ｃＩｎ四方のマイラーシート上に塗材を乾燥
膜厚４■に々るようスプレ ー塗装し、常温乾燥後、厚膜部の塗 膜状態を観察した。

注６）ポリエチレンシース材を使用した被覆筒１線（外
径１５ｍｍ、長さ５０　ｃｍ　）に塗材を１＋ｎ＋ｎ厚
に塗布し、常温乾燥後、直径１５ｃｒｎの円筒状鉄管に
まきつけ、その時の塗膜状態を観察した。

注７）ポリエチレンシース材を使用した被覆電線（外径
１５捕、長さ５０ｃｒｎ）上に端部５ｃＩｎを残して塗
材をＩＩｍ厚に塗布し、常温乾燥後、シース材露 出端部を下にして垂直に固定し、火 炎上端温度を熱電対により８５０〜 ９００℃に調整したバーナーで試料 下端を２０分間燃焼させた後、バー ナーを除去する試験を各試料につき ３回行ない下記の評価で防炎性を判 定した。

０１３回とも燃焼は１線下端より （１６） １５ｃｎ１以下にとどまり自然鎮火 する。

６１３回のうち２回以上はシース材 の一部が燃えずに残る。

Ｘ：３回ともシース材が上＠まで完 全に燃えつきる。

表２より明らかな如く、本発明の塗材は優れた塗膜性能
を有していたが、中空状無機物粉末の量が少ない比較例
り及びＧではクラックが生じ、逆に多過ぎる比較例Ｅで
は可撓性が劣り、また水系結合剤の多過ぎる比較例Ｆ及
び中空状無機物粉末を含ま々い比較例Ｇでは防炎性が劣
る結果が出た。

（１７） ４３１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　（１）（イ）　ポリリン酸アンモニウム及び／
   又はポリリン酸アンモニウム誘導体 １．０〜８，０重量部、 （ロ）水酸化アルミニウム ０．４〜０．８重量部、 （ハ）　シヘンタエリスリトール １．０重量部 よりなる延焼防止剤が５０〜８５重量％、（１１）水希
   釈型樹脂よシなる水系結合剤が固（２）上記ポリリン酸
   アンモニウム及びポリリン酸アンモニウム誘導体の水不
   溶解成分が８０重量−以上であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の電線用塗材。 （３）上記ポリリン酸アンモニウム及びボリリ（１） 酸アンモニウム誘導体の燐含有量がｐ、　ｏ。 換算で４０〜７５重量％、また窒素含有量がＮ換算で１
   ２〜４０重限チであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項のいずれかに記載の電線用塗材。 （４）上記水系結合剤がアクリル樹脂系エマルジョンで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項又
   は第３項のいずれかに記載の電線用塗材。 （５）上記塗材固形分に対して２０重ｔ　％以下のメラ
   ミンを均質に分散包含することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項、第２項、第３項又は第４項のいずれかに記
   載の電線用塗材。