(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体上に耐火層を介して絶縁体を被覆した絶縁体コアを複数本撚り合わせ、その周囲に押えテープを巻き付け、さらにその上にシースを被覆してなる耐火ケーブルにおいて、上記絶縁体が、ポリオレフィンに、タルク、クレー、ウアラストナイト、ケイ酸、炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ粉のいずれかを混和した発熱量が３０，０００Ｊ／ｇ以下のポリオレフイン混和物からなり、上記押さえテープが、ポリオレフインに金属水酸化物を混和したコンパウンドをコーティング又は含浸により処理した織布テープからなり、かつ上記シースが、ポリオレフイン１００重量部に対し、金属水酸化物を５０〜２００重量部混和した樹脂組成物からなることを特徴とする耐火ケーブル。
【請求項２】
上記押えテープに処理するコンパウンドが、ポリオレフイン１００重量部に対し、金属水酸化物を２００〜４００重量部の範囲で混和したものを有機溶剤に溶解したものであることを特徴とする請求項１記載の耐火ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はビルや地下街等の高い安全性が要求される場所に用いられる耐火ケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ビルや地下街では火災時における安全対策として、スプリンクラ、水噴霧装置等の消火設備や自動火災報知機、非常警告装置、誘導灯等の非難誘導表示機器等の設置が義務付けされており、これら電気設備には、難燃性及び耐火性に優れた耐火ケーブルが使用されている。
【０００３】
このような従来の耐火ケーブルとしては、例えば図２に示すように、導体１上に、ガラスマイカ等の耐火層２を巻き付けると共に、その周囲にポリエチレンや架橋ポリエチレン等のポリオレフィンからなる絶縁体３を被覆した絶縁体コア４、４を形成し、さらにその周囲に介在７、押えテープ５を介して難燃性のシース６を被覆した構造をしており、火災時の高熱から絶縁体コア４、４を保護して上記設備を一定時間作動させると共に、ケーブルの燃焼による延焼等を未然に防止することができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、このような耐火ケーブルとしてはＪＩＳ−Ｃ−３００５の６０°傾斜試験に合格する程度の難燃性を備えたものが主流を占めてきたが、最近ではビルの高層化、地下街の拡大深層化に伴い、ＩＥＥＥ規格３８３の垂直トレイ燃焼試験に合格する程度のさらに優れた難燃性を備えた耐火ケーブルが要求されるようになってきた。そして、このような高難燃化を実現するためには、図示するような直接火炎に晒されるシース６を難燃化させることで容易に達成できる。
【０００５】
しかしながら、このシース６を高難燃化させると、逆にＪＩＳ−Ａ１３０４に準じた耐火試験、特に電線管用試験においてポリエチレンや架橋ポリエチレン等のポリオレフィンからなる絶縁体３が溶融落下あるいは燃焼しずらくなってしまい、蒸し焼き状態を経て炭化し、その結果、電気特性を大巾に悪化させて耐電圧試験や絶縁抵抗の規格値を満足することが困難になってくる。すなわち、シース６を高難燃化することで、実際の火災時における断線や延焼を防止することは達成できるが、上述した理由により、電気特性が著しく悪化し、ケーブルとしての一定時間本来の機能を維持することが出来なくなってしまうといった新たな問題が生じてくる。
【０００６】
そこで、本発明は上記の問題点を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は優れた難燃性と耐火特性を兼ね備えた新規な耐火ケーブルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、導体上に耐火層を介して絶縁体を被覆した絶縁体コアを複数本撚り合わせ、その周囲に押えテープを巻き付け、さらにその上にシースを被覆してなる耐火ケーブルにおいて、上記絶縁体が、ポリオレフィンに、タルク、クレー、ウアラストナイト、ケイ酸、炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ粉のいずれかを混和した発熱量が３０，０００Ｊ／ｇ以下のポリオレフイン混和物からなり、上記押さえテープが、ポリオレフインに金属水酸化物を混和したコンパウンドをコーティング又は含浸により処理した織布テープからなり、かつ上記シースが、ポリオレフイン１００重量部に対し、金属水酸化物を５０〜２００重量部混和した樹脂組成物からなることを特徴とする耐火ケーブルを提供する。また上記押えテープに処理するコンパウンドが、ポリオレフイン１００重量部に対し、金属水酸化物を２００〜４００重量部の範囲で混和したものを有機溶剤に溶解したものである。
すなわち、耐火ケーブルに高難燃性と共に耐火特性を兼備させるために種々検討を重ねた結果、絶縁体としてポリオレフィンに、タルク、クレー、ウアラストナイト、ケイ酸、炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ粉のいずれかを混和して、低発熱量のポリマ混和物を用いると共にシースに難燃性を付与することにより、絶縁体の難燃性の向上を図れることは勿論のこと、耐火特性も著しく向上することが分かり本発明に至ったものである。また、さらに、絶縁体コアとシースとの間にテープ巻き時の強度を付与するテンションメンバである押えテープとして、上述のような処理を施した繊布テープを用いたことにより、燃焼時の絶縁体の噴き出しを抑えた上で、炭化等による絶縁体の電気特性の低下を抑制することができる。
【０００８】
この絶縁体として用いるポリオレフイン混和物は、ポリエチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマ、エチレンメチルアクリレートコポリマ、エチレンエチルアクリレートコポリマ、エチレンプロピレンゴム、エチレンブテンコポリマ、エチレンプロピレンコポリマ等のポリオレフインに、タルク、クレー、ウアラストナイト、ケイ酸、炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ粉のいずれかを混和したものであり、その発熱量が３０，０００Ｊ／ｇ以下でなければならない。すなわち、３０，０００Ｊ／ｇを越えると、特に耐火特性が大巾に低下してしまうからである。
この絶縁体の発熱量は、配合組成により決まり、有機物（ポリオレフィン）／無機物（タルク等）の混合割合で決定される。一般にポリオレフィンの発熱量は４６，０００Ｊ／ｇと高いのに対して、無機物は燃焼せず発熱量への直接的影響は小さい。絶縁体の発熱量が、３０，０００Ｊ／ｇ以下ということは、絶縁体のベースポリマであるポリオレフィンを含む有機物の含有量を少なくすることにある。絶縁体をポリオレフィンで形成した場合、耐火試験時、温度の上昇に伴い、ポリオレフィンを主体とする有機物が炭化し、その結果、絶縁性が低下するが、ポリオレフィンにタルク等を混和することことで、発熱量が低く、温度の上昇が抑えられ、炭化が抑制される。ここで絶縁体の発熱量を、３０，０００Ｊ／ｇ以下とすることで、炭化物の生成量を減少できること、またタルク等は比熱が高く熱伝導性が低いことにより、絶縁体自体の温度上昇を遅延させ、炭化を遅らせることが可能となる。
尚、このポリオレフイン混和物は過酸化物や多官能性モノマを加え、化学架橋や電子線照射架橋を行ってもよい。
【０００９】
また、シースに用いるポリオレフィンとしてはポリエチレン、エチレン酢酸ビニルコポリマ、エチレンメチルアクリレートコポリマ、エチレンエチルアクリレートコポリマ、エチレンプロピレンゴム、エチレンブテンコポリマ、エチレンプロピレンコポリマ等のポリオレフィン等のポリマが挙げられ、これらを２種以上併用することもできる。また、これらに混和する金属水酸化物としては水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、アルミン酸カルシウム等が挙げられる。そして、この混和量をポリマ１００重量部に対して５０〜２００重量部と規定したのは、５０重量部以下では目的とする難燃性を付与できず、また、２００重量部以上を越えると強靭性や押出し加工性が著しく低下してしまうからである。尚、必要に応じて、この他に難燃助剤としてシリコーン化合物やカーボンブラック等を添加しても良く、絶縁体と同様に、これらからなる組成物を過酸化物等による化学架橋や電子線架橋を行ってもよい。
【００１０】
また、織布テープに処理するコンパウンドのポリオレフィンとしてはブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリエチレン、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等が挙げられ、このうち特にブチルゴム又はエチレン酢酸ビニルコポリマが好ましい。一方、金属水酸化物としては上記と同じものを用いることができるが、難燃性から水酸化マグネシウムが最も好ましい。そして、この混和量は高度の難燃性を付与するために上述したようにポリオレフィン１００重量部に対して２００〜４００重量部とするのが好ましい。さらに必要に応じて燃焼固化剤として酸化ケイ素、アルミナ、ホウ酸、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化リチウム、酸化チタン、酸化バリウム、酸化カリウム、酸化亜鉛、フッ化カルシウム、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケル等フリット等を添加してもよい。そして、これらの材料はロール、バンバリミキサ、ニーダ、２軸押出機等により混練後、例えば、この組成物をトルエン、ベンゼン、キシレン、ｎ−ヘキサン等の有機溶媒に溶解させ、５０〜３００センチポイズ程度の粘度に調整してコンパウンドとした後、織布テープに塗布又は含浸し乾燥させる方法や、押出機を用い、織布テープ上に押出し被覆する方法等が考えられる。尚、このコンパウンド中には必要に応じ硫黄や過酸化物により架橋してもよい。
【００１１】
【作用】
本発明は上述したように、絶縁体として、ポリオレフィンに、タルク、クレー、ウアラストナイト、ケイ酸、炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ粉のいずれかを混和した低発熱量（３０，０００Ｊ／ｇ以下）のポリオレフイン混和物を用いると共に、シースに金属水酸化物を添加したポリオレフインを用いることにより、絶縁体及びシースの難燃性の向上を図れる。また、さらにポリオレフインに金属水酸化物を混和したコンパウンドをコーティング又は含浸により処理した織布テープを上述した組成の絶縁体コアとシースとの間、具体的には絶縁体コア上、絶縁体コアとポリプロピレンヤーン等の介在との撚合せ上、シールド用銅テープ上等に設けることにより、燃焼時にこの織布テープが延焼を防止すると共に絶縁体コアに固着し、絶縁体をシールしてその噴き出しを大巾に抑えることができる。
従って、燃焼時には燻蒸状態による絶縁体の炭化が抑制され、これに起因する電気特性の低下が防止される。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を詳述する。
【００１３】
（実施例）
先ず、図１及び表１に示すように、１．２ｍｍφの銅導体１上に、０．１５ｍｍ厚のガラスマイカ（マイカ厚０．１０ｍｍ）を１／５ラップで２枚巻きして耐火層２を形成した後、この耐火層２上に、０．８ｍｍの厚さで表２に示すポリオレフィン混和物（Ｉ−１，Ｉ−２，Ｉ−３）からなる絶縁体３を押出し被覆して絶縁体コア４を作製した。次に、この絶縁体コア４を７本撚合わせ、その上に押えテープ５を１／２ラップ、２枚巻きして巻き付けた後、さらにこの押えテープ５上に表３に示す組成物（Ｊ−１，Ｊ−２，Ｊ−３）からなるシース６を被覆して３種類の試料ケーブル（実施例１，２，３）を作製した。ここで、押えテープ５は表４に示すようなコーティング材料をトルエンに溶解させたコンパウンドをスフテープあるいはガラスクロスからなる織布テープにそれぞれ約３０μｍ厚で塗布し、その後、１３０℃で乾燥させたものを用いた（Ｔ−１，Ｔ−２）。
【００１４】
そして、これら各試料ケーブルについて垂直トレイ燃焼試験及び耐火性試験を行い、それぞれの難燃性及び耐火性を評価した。尚、この垂直トレイ燃焼試験としては、ＩＥＥＥ規格３８３に準拠した垂直トレイ燃焼試験法を用い、長さ２．４ｍに設定した試料ケーブルを７本垂直に並べ、下端に７０．０００ＢＴＵ／ｈｒの炎を２０分間当てた。その後、炎を取り去り、１．８ｍ未満で自己消炎すれば合格、１．８ｍ以上延焼した場合には不合格とした。一方、耐火試験としては、耐火・耐熱電線認定業務委員会で規定している露出試験をＪＩＳ−Ａ１３０４に定める火災温度曲線に従い、各種試料ケーブルを３０分間加熱し行った。測定に当たっては線芯７本を３本と４本に集合し、固定線に一方を設置し、絶縁抵抗を測定した。設置側となる集合線芯と非接触地側となる集合線芯は切り替えて測定した。それぞれの絶縁抵抗値は３０分後の測定値に非接触側の集合線芯数を乗じた値で示した。また、３０分後１５００Ｖ／１分の耐電圧試験を行い、絶縁破壊しないものを合格、絶縁破壊したものは不合格とした。
【００１５】
（比較例）
表１に示すようなポリオレフィン混和物あるいは組成物を用いた他は実施例と同様な構成の試料ケーブル（比較例１，２、３）を作製し、実施例と同様な方法でそれぞれの難燃性及び耐火性を評価した。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
【表２】
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【００１８】
【表３】
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【００１９】
【表４】
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【００２０】
この結果、表１からも明らかなように、本発明に係る実施例１〜３の試料ケーブルはいずれも垂直トレイ燃焼試験に合格し、かつ耐火試験では絶縁抵抗の規格値（０．４ＭΩ≦）を満足し、耐電圧試験にも合格した。
【００２１】
これに対し、絶縁体として、タルク等を添加していないポリオレフイン混和物（I−３）を用いた比較例１は、押えテープ（Ｔ−１）、シース（Ｊ−２）が実施例１と同じであるが、垂直トレイ燃焼試験及び耐火試験のいずれも不合格であった。これは、実施例１の絶縁体のポリオレフィン混和物（Ｉ−１）の発熱量が２１，０００（Ｊ／ｇ）に対して、比較例１の絶縁体のポリオレフィン混和物（Ｉ−３）の発熱量が４６，０００（Ｊ／ｇ）と発熱量が高いためであり、従って、絶縁体の発熱量は３０，０００（Ｊ／ｇ）以下がよい。
また、押えテープとして、３０μｍ厚６６ナイロンテープを用い、絶縁体（Ｉ−１）を実施例１、シース（Ｊ−１）を実施例３と同じにした比較例２は、耐火特性は良好であったものの、垂直トレイ燃焼試験に不合格であった。これにより押えテープは、織布テープにポリオレフィンに金属水酸化物を加えたコンパウンドを含浸したものがよい。
さらに、シースとして、金属水酸化物の配合量が少ない樹脂組成物（Ｊ−３）を用い、絶縁体（Ｉ−２）、押えテープ（Ｔ−１）を実施例２と同じにした比較例３は垂直トレイ燃焼試験に不合格となってしまい、また耐火特性も不十分であった。これにより、シースは、金属水酸化物を、ポリオレフィン１００重量部に対して５０重量部以上を混和する必要があり、また金属水酸化物を添加しすぎるとケーブルとしての可撓性が損なわれるため２００重量部以下とするのがよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、難燃性が向上すると共に、優れた耐火特性を発揮するため、火災時における信頼性が向上し、安全対策に大きく貢献することができる等といった優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る耐火ケーブルの一実施例を示す断面図である。
【図２】従来の耐火ケーブルの一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  導体
２  耐火層
３  絶縁体
４  絶縁体コア
５  押えテープ
６  シース
７  介在
【図１】
0003741380.tif 000006
【図２】
0003741380.tif 000007