(57)【要約】【課題】  特に火災時に絶縁抵抗が急激に低下することがない、耐火性と電気絶縁性に優れた耐火性シリコーン樹脂組成物を提供すること、またそのシリコーン樹脂組成物の架橋物を耐火絶縁層とした、耐火性と電気絶縁特性に優れた低圧用の耐火ケーブルを提供することにある。【解決手段】  シリコーン樹脂１００重量部に対して、軟化開始温度が５００℃以下でかつ結晶化開始温度が８４０℃以下の低融点ガラスフリット、架橋剤およびカオリナイトが添加された耐火性シリコーン樹脂組成物とすることによって、解決される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーン樹脂１００重量部に対して、軟化開始温度が５００℃以下でかつ結晶化開始温度が８４０℃以下の低融点ガラスフリット、架橋剤およびカオリナイトが添加されたことを特徴とする耐火性シリコーン樹脂組成物。
【請求項２】
前記カオリナイトの添加量が、シリコーン樹脂１００重量部に対して０．５〜５０重量部であることを特徴とする請求項１または２に記載の耐火性シリコーン樹脂組成物。
【請求項３】
前記低融点ガラスフリットの添加量が、シリコーン樹脂１００重量部に対して１〜４０重量部であることを特徴する請求項１または２のいずれかに記載の耐火性シリコーン樹脂組成物。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれかに記載の耐火性シリコーン樹脂組成物の架橋物が、導体上に耐火絶縁層として設けられたことを特徴とする低圧耐火ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火性と電気絶縁特性に優れたシリコーン樹脂組成物、およびその架橋物を耐火絶縁層とした低圧用の耐火ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
低圧耐火ケーブルは、６００Ｖ以下の消防用の非常設備の配線として使用されるもので、火災時にも所定時間その機能を維持することが消防庁の低圧耐火ケーブル認定試験基準（ＪＭＣＡ試第１０１０号）で規定されている。このためケーブルの絶縁層として、軟化開始温度が５００℃以下で、結晶化開始温度が８４０℃以下のガラスフリットを添加したシリコーン樹脂組成物を、耐火絶縁層として被覆することが行われている。（特許文献１）このような低圧耐火ケーブルは、前記消防庁の認定試験基準の耐火性を満足するものであるが、絶縁抵抗が急激に低下することがある。これは前記ガラスフリット中のアルカリ金属イオンが、耐火絶縁層中を移動することによって生じるものと考えられ、このような現象を抑えるための種々の提案がなされている。例えば特許文献２に見られるように、軟化開始温度が５００℃以下で結晶化開始温度が８４０℃以下のガラスフリット、並びに金属酸化物を添加したシリコーン樹脂組成物を、導体上に被覆・架橋して耐火絶縁層とするものであるが、この低圧耐火ケーブルは前記認定試験基準に合格し、絶縁抵抗の急激な低下もかなり抑えることができるが、まだ時として絶縁抵抗が低下する場合があり今だ十分満足できるものではなかった。また燃焼性としての延焼の問題も、完全には満足できるものではなかった。
【特許文献１】特開２００２−２７００４７号公報
【特許文献２】特開２００３−１２９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
よって本発明が解決しようとする課題は、特に火災時に絶縁抵抗が急激に低下することがない、耐火性（燃焼性）と電気絶縁特性に優れた耐火性シリコーン樹脂組成物を提供すること、また前記シリコーン樹脂組成物の架橋物を耐火絶縁層とした、耐火性と電気絶縁特性（絶縁抵抗、絶縁耐力）に優れた低圧用の耐火ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記解決しようとする課題は、請求項１に記載されるように、シリコーン樹脂１００重量部に対して、軟化開始温度が５００℃以下でかつ結晶化開始温度が８４０℃以下の低融点ガラスフリット、架橋剤およびカオリナイトが添加され耐火性シリコーン樹脂組成物とすることによって、解決される。
【０００５】
また請求項２に記載されるように、前記カオリナイトの添加量が、シリコーン樹脂１００重量部に対して０．５〜５０重量部である耐火性シリコーン樹脂組成物とすることによって、解決される。
【０００６】
さらに請求項３に記載されるように、前記低融点ガラスフリットの添加量が、シリコーン樹脂１００重量部に対して１〜４０重量部である耐火性シリコーン樹脂組成物とすることによって、解決される。
【０００７】
そして請求項４に記載されるように、前記請求項１〜３のいずれかに記載の耐火性シリコーン樹脂組成物の架橋物が、導体上に耐火絶縁層として設けられた低圧耐火ケーブルとすることによって、解決される。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように、シリコーン樹脂１００重量部に対して、軟化開始温度が５００℃以下でかつ結晶化開始温度が８４０℃以下の低融点ガラスフリット、架橋剤およびカオリナイトが添加され耐火性シリコーン樹脂組成物とすることによって、特に火災時に絶縁抵抗が低下することがなく、絶縁耐力並びに燃焼性も良好な、耐火性と電気絶縁特性に優れたシリコーン樹脂組成物を提供できる。
【０００９】
また好ましくは、前記カオリナイトの添加量が、シリコーン樹脂１００重量部に対して０．５〜５０重量部である耐火性シリコーン樹脂組成物とすることによって、さらに、前記低融点ガラスフリットの添加量も、シリコーン樹脂１００重量部に対して１〜４０重量部である耐火性シリコーン樹脂組成物とすることによって、特に火災時に絶縁抵抗が急激に低下することがなく、絶縁耐力並びに燃焼性にも優れた耐火性シリコーン樹脂組成物となり、この架橋物を耐火絶縁層とした低圧耐火ケーブルは、耐火性と電気絶縁特性に優れた低圧用の耐火ケーブルとなる。
【００１０】
そして、前記請求項１〜３のいずれかに記載の耐火性シリコーン樹脂組成物の架橋物が、導体上に耐火絶縁層として設けられた低圧耐火ケーブルとすることによって、耐火性（延焼性）と電気絶縁特性（絶縁抵抗並びに絶縁耐力）に優れた低圧用の耐火ケーブルとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明を詳細に説明する。請求項１に記載される発明は、シリコーン樹脂１００重量部に対して、軟化開始温度が５００℃以下でかつ結晶化開始温度が８４０℃以下の低融点ガラスフリット、架橋剤およびカオリナイトが添加され耐火性シリコーン樹脂組成物であって、特に火災時に絶縁抵抗が低下することがなく、絶縁耐力並びに燃焼性に優れた、耐火性と電気絶縁特性に優れたシリコーン樹脂組成物である。
【００１２】
まずベースポリマーとなるシリコーン樹脂について説明すると、ここで使用されるシリコーン樹脂は特に制限されるものではないが、押出し成形が可能な熱可塑性のシリコーン樹脂がよい。具体的には、ジメチルシリコーン樹脂、メチルビニルシリコーン樹脂、メチルフェニルシリコーン樹脂やポリシロキサンを主体とするポリオルガノシロキサンが挙げられる。そして、これらのシリコーン樹脂１００重量部に対して、軟化開始温度が５００℃以下でかつ結晶化開始温度が８４０℃以下の低融点ガラスフリット、架橋剤およびカオリナイトが必要量添加されて、架橋可能な耐火性シリコーン樹脂組成物とすることができる。
【００１３】
また、軟化開始温度が５００℃以下でかつ結晶化開始温度が８４０℃以下の低融点ガラスフリットは、シリコーン樹脂が燃焼した時に生成される酸化ケイ素を主成分とする無機質の殻の強度を向上させるバインダー的な役目をするもので、釉薬を溶融し、冷却した後粉砕することによって、粒子径が５０μｍ以下とした微粉末である。粒子径を５０μｍ以下とするのは、５０μｍを超えるような粉末であるとシリコーン樹脂との混練が十分に行われ難くなるためである。このような低融点ガラスフリットは、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＣａＯ、Ａｓ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＺｎＯ等の金属酸化物を成分とするガラス組成物である。特に、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ等のアルカリ金属酸化物を、１〜４０ｗｔ％の範囲で含むことにより、軟化開始温度を低くすることができ好ましい。またこれらの低融点ガラスフリットは、シリコーン樹脂との分散性や相溶性を向上させるために、シランカップリング剤等によって表面処理を施すのが好ましい。
【００１４】
また低融点ガラスフリットの添加量は、請求項３に記載されるように、シリコーン樹脂１００重量部に対して１〜４０重量部とするのが好ましい。これは低融点ガラスフリットの添加量が１重量部未満であると、燃焼時に生成する殻の強度を十分なものとすることができず、また４０重量部を超えて添加すると、シリコーン樹脂組成物の機械的強度が低下したり、押出し成形性が悪くなるので、前記配合割合とするのがよい。
【００１５】
なお低融点ガラスフリットの特性を、軟化開始温度が５００℃以下でかつ結晶化開始温度が８４０℃以下とするのは、低融点ガラスフリットが５００℃以下で溶融しないと、シリコーン樹脂が燃焼時に生成する無機質の殻が膨張して、崩壊することが確認されたためである。軟化開始温度が５００℃以下のガラスフリットは、シリコーン樹脂が燃焼して生成する無機質の殻に、溶融したガラスフリットが絡まってその膨張を抑え、緻密で高強度の耐火性の層を形成させることができる。また、結晶化開始温度を８４０℃以下としたのは、高温で結晶化するガラスフリットであるとシリコーン樹脂が燃焼時して生成する無機質の殻を、より高温においてもその強度を補強する効果がある。これに対して、高温で流動化するガラスフリットは、流動化することによって補強効果が発現しない。
【００１６】
またシリコーン樹脂組成物は、耐熱性を向上させると共に応力がかかった場合の変形防止のために、架橋して低圧耐火ケーブルの耐火絶縁層として使用される。このための架橋剤としては、ジクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物が添加されて、架橋が可能な耐火性シリコーン樹脂組成物とする。通常シリコーン樹脂１００重量部に対して、０．５〜３重量部配合される。３重量部を超えて配合すると、押出し成形時にスコーチが生じることがあるためである。
【００１７】
以上のシリコーン樹脂組成物は、低圧耐火ケーブルの耐火絶縁層として消防庁の低圧耐火ケーブル認定試験基準（ＪＭＣＡ試第１０１０号）をクリアするものであるが、時として絶縁抵抗が急激に低下することがある。これを防止するため、本発明ではカオリナイトを添加する。このカオリナイトは、八面体リケート層が層状に積み重なった層状ケイ酸塩化合物の内、蛇紋岩−カオリン層に属するもので、これを前記シリコーン樹脂組成物中に添加すると絶縁抵抗が向上し、ケーブル燃焼時の絶縁抵抗の急激な低下をほぼ防止できることがわかった。これは、シリコーン樹脂組成物中を移動すると考えられるガラスフリットのアルカリ金属イオンを完全に抑制しているためと思われる。このためカオリナイトは、不純物が少ない合成カオリナイトを用いることが好ましい。例えば、バーゲスピグメント社製のＫＥが知られている。
【００１８】
このようなカオリナイトは請求項２に記載されるように、シリコーン樹脂１００重量部に対して０．５〜５０重量部添加することが好ましい。これは、カオリナイトの添加量が０．５重量部未満であると、前記アルカリ金属イオンの移動を抑制できず絶縁抵抗の向上が見られない。また５０重量部を超えて添加すると、得られたシリコーン樹脂組成物を押出し被覆する際の負荷トルクが著しく増加し、製造上好ましくないので５０重量部までとする。このような耐火性シリコーン樹脂組成物は、低圧用の耐火ケーブルの耐火絶縁層として、架橋物として被覆される。このような耐火絶縁層は、絶縁抵抗が大幅に向上し、絶縁耐力並びに燃焼性も消防庁の低圧耐火ケーブル認定試験基準（ＪＭＣＡ試第１０１０号）に合格するものとなる。そしてまた製造上からも、押出し性能が良好な実用的なものとなる。
【００１９】
つぎに低圧耐火ケーブルについて説明する。請求項４に記載されるように、請求項１〜３のいずれかに記載の耐火性シリコーン樹脂組成物の架橋物を、導体上に耐火絶縁層として設けることによって、耐火性と電気絶縁特性に優れた低圧用の耐火ケーブルとすることができる。図１に見られるように、無酸素銅等からなる導体１上に、前記耐火性シリコーン樹脂組成物の架橋物が押出し被覆されて、耐火絶縁層２が形成される。さらにその上にポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、クロロプレンゴム等のシース３が設けられて、低圧耐火ケーブルが構成される。導体１は断面積が１．２〜６００ｍｍ２程度、耐火絶縁層２の厚さは１．１〜３．５ｍｍ程度、シース３厚さが１．５〜２．３ｍｍ程度のものである。耐火絶縁層２は、導体１上に耐火性シリコーン樹脂組成物を押出し被覆した後に、架橋装置で１００〜２００℃程度に加熱して、架橋処理を施すことによって形成される。このようにして得られた低圧耐火ケーブルは、絶縁抵抗、絶縁耐力並びに燃焼性に優れ、十分に消防庁の低圧耐火ケーブル認定試験基準（ＪＭＣＡ試第１０１０号）に合格するものとなる。
【実施例】
【００２０】
表１に記載する実施例並びに比較例によって、本発明の効果を確認した。シリコーン樹脂（旭化成ワッカーシリコーン社製のエラストシルＲ４０１１７０Ｓ、密度が１．１７ｇ／ｃｍ３）、低融点ガラスフリット（軟化開始温度３７０℃、結晶化開始温度６５０℃）、平均粒子径３〜５μｍのカオリナイト（バーゲスピグメント社製）および架橋剤として有機過酸化物（ジクミルパーオキサイド）を混練して、耐火性シリコーン樹脂組成物とした。これを１Ｃ×３．５ｍｍ２の無酸素銅導体上に、１．１ｍｍ厚さに押出し被覆し、２００℃で架橋処理を施して、耐火絶縁層を形成した。この上に１．５ｍｍ厚さのポリエチレンシースを施して、６００Ｖ低圧耐火ケーブルとした。また比較例の一つとして、前記カオリナイトを配合しないシリコーン樹脂組成物を作製し、同様にして６００Ｖ低圧耐火ケーブルとした。
【００２１】
この低圧耐火ケーブルについて、消防庁の低圧耐火ケーブル認定試験基準（ＪＭＣＡ試第１０１０号）に基づいて、燃焼試験前後の架橋耐火絶縁層の絶縁抵抗並びに絶縁耐力を測定した。燃焼前の絶縁抵抗が５０ＭΩ以上、絶縁耐力が１５００Ｖで１分に耐えること、燃焼３０分後の絶縁抵抗が０．４ＭΩ以上、３０分間燃焼中の絶縁耐力が６００Ｖに耐えること、および燃焼直後の絶縁耐力が１５００Ｖで１分以上に耐え、燃焼性として燃焼炉壁より１５０ｍｍ以上延焼しないものを合格として、○印で示した。また押出し加工性については、カオリナイトを含まないシリコーン樹脂組成物（比較例１）の負荷トルクを１００とし、負荷トルクが３００以上のものを成形性不良とした。結果を表１に示した。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１から明らかなとおり、実施例１〜８に記載される本発明の耐火性シリコーン樹脂組成物を耐火絶縁層とした低圧耐火ケーブルは、絶縁抵抗、絶縁耐力並びに燃焼性に優れたものであることがわかる。さらに押出し加工性も良好で実用的なものである。より詳細に説明すると、実施例１〜８に示されるように、低融点ガラスフリットの添加量が１〜４０重量部、カオリナイトが０．５〜５０重量部を添加し、架橋された耐火性シリコーン樹脂組成物とすることによって、絶縁抵抗が燃焼前（常温で５０ＭΩ以上）および３０分燃焼後（０．４ＭΩ以上）共に、また絶縁耐力が燃焼前、３０分間燃焼中（６００Ｖに耐えること）並びに燃焼直後（１５００Ｖに１分間耐えること）のいずれもが、消防庁の低圧耐火ケーブル認定試験基準（ＪＭＣＡ試第１０１０号）全てに合格するものであった。また燃焼性に関しても燃焼炉壁から１５０ｍｍ以上延焼せず、十分合格するものであった。さらに押出し加工性に関しても、負荷トルクが全て３００以下と実用上問題がないものであった。
【００２４】
これに対して比較例１〜３は、絶縁抵抗、絶縁耐力並びに押出し加工性のいずれかに問題があるものであった。カオリナイトを添加しない比較例１は、３０分燃焼後の絶縁抵抗並びに絶縁耐力が低下し不合格であり、また燃焼直後の絶縁耐力も７５０Ｖであった。カオリナイトの添加量が本発明の下限値を下回る比較例２は、３０分燃焼後の絶縁抵抗並びに絶縁耐力が不合格であり、また燃焼直後の絶縁耐力も８００Ｖであった。さらに、カオリナイトの添加量が本発明の上限値を超える比較例３は、押出し加工性において、負荷トルクが３２０と実用的ではなかった。よって、カオリナイトの添加量はシリコーン樹脂１００重量部に対して、０．５〜５０重量部とすべきである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のような低圧耐火ケーブルは、優れた耐火性と電気絶縁特性を有するものであるから、種々の低圧耐火ケーブルとして実用的なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】低圧耐火ケーブルの概略断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    導体
２    耐火絶縁層
３    シース
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月22日(2003.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記カオリナイトの添加量が、シリコーン樹脂１００重量部に対して０．５〜５０重量部であることを特徴とする請求項１に記載の耐火性シリコーン樹脂組成物。