建築および産業用ケーブル用途向けの難燃性ポリオレフィン化合物

90 °C のハロゲンフリーのシース化合物は、単線 EN 60332-1-2 燃焼試験に合格しても、注文書に記載された Cca 分類に合格しない可能性があります。 EN 50399 では、束ねたケーブルのトレイ上の熱放出を 20.5 kW、次に 30 kW で測定するため、火災クラスはデータシートに記載されているペレットではなく、完成したケーブル設計に属します。

最初に耐火クラスを指定し、次にポリマーを指定します

難燃性ポリオレフィンコンパウンドの作業順序は、耐火クラス、連続使用温度、架橋ルート、押出ウィンドウ、そして文書の順です。この順序を逆にすることが、型式試験に不合格になった後にケーブルが再形成される理由です。

EN 50575 では、建物に恒久的に設置されるケーブルは、Aca、B1ca、B2ca、Cca、Dca、Eca、Fca の 7 つの火災反応クラスで EN 13501-6 に分類されます。 Eca 上のすべての試験は、EN 60332-1-2 単線試験、20.5 kW および 30 kW での EN 50399 バンドル試験、EN 61034-2 煙密度、および EN 60754-2 酸性ガス伝導率を組み合わせています。化合物選択の実際的な結果は次のとおりです。難燃性の評価がどのように LSZH 配合物の選択を左右するか : より高いクラスでは、制約がベースポリマーから離れて、フィラーシステム、チャーフォーマー、およびシースの滴下挙動に移動します。

定義

難燃性ポリオレフィン化合物は、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの水酸化鉱物をおよそ 50 ～ 65 wt% 配合したポリオレフィンマトリックス (EVA、LLDPE、EEA またはブレンド) に、相溶化剤、加工助剤、および通常はシリコーンまたは炭形成相乗剤を加えたものです。ハロゲン化学物質を使用せずに、可燃性ガスの吸熱分解と希釈によって火炎を遅らせます。

防火クラスと設置基準を修正します: EU ライザーの場合は B2ca、プラントトレイの場合は UL 1685。
製品規格から連続使用温度を固定します: 70、90、105、125、または 150 °C。
架橋ルートを選択します: 熱可塑性プラスチック、シラン、過酸化物、または電子線照射。
基準線ではなく、実際に所有する線の押し出しウィンドウを確認してください。
書類を収集します: 分類報告書、型式試験、バッチ分析証明書、RoHS および REACH 宣言。

50 ～ 65 パーセントのミネラル負荷が化合物に与える影響

その負荷では、ポリマーではなくフィラーがコンパウンドを支配します。 US20210147662A1を含む、公開されているHFFRジャケット配合物には、50〜65重量%の水酸化アルミニウムの配合量が記載されている。その帯域の下では炎のパフォーマンスは低下します。それを超えると、破断点伸びと押し出し出力が制約になります。

水酸化アルミニウムは約 180 ～ 200 °C で吸熱分解し、水蒸気を放出します。水酸化マグネシウムは 330℃ 付近で分解します。このギャップは、火災の決定と同じくらい加工上の決定でもあります。ATH システムは約 200 °C 未満の押出ウィンドウで動作しますが、連続加硫チューブ内での過酸化物の架橋は十分に高温であるため、通常は MDH ベースのシステムが選択されます。

50～65重量％一般的な HFFR ケーブルコンパウンドに含まれる水酸化物

180～200℃ 水酸化アルミニウムの分解窓

330 °C 水酸化マグネシウムの分解開始

7クラス EN 13501-6 で定義された火災反応クラス

結合していない鉱物フィラーは引張強度と破断伸びを低下させます。無水マレイン酸グラフトポリエチレンはフィラーとマトリックスの接着を回復し、シリコーンまたは炭化形成添加剤は残留物を増加させます。データシートに付属のプラークではなく、完成した絶縁体またはシースの EN 60811-501 引張試験と伸び試験で確認してください。

酸素指数を ISO 4589-2 に制限することは、実験室のスクリーニング番号です。束ねられたトレイの熱放出は、酸素指数と同じくらいチャーの強度と滴下に依存するため、EN 50399 の性能を予測するものではありません。

熱可塑性または架橋: 結果によって決定

熱可塑性 LSZH は、変換コストとスクラップのリサイクルが重要となる 70 ～ 90 °C の建築および通信ケーブルに適合します。ケーブルが 105 ～ 150 °C に耐える必要がある場合、EN 60811-507 のホットセットテストに合格する必要がある場合、または繰り返しの屈曲に耐える必要がある場合、架橋 LSZH は正しい選択です。

熱可塑性LSZH

硬化ステップはありません。標準単軸押出
生産スクラップは社内で再ペレット化可能
標準定格は 70 ～ 90 °C。 105 °C グレードには経年変化データが必要です
定格に近い負荷が続くと柔らかくなる
キロメートルあたりの変換コストが低い

架橋LSZH

シラン、過酸化物、または電子線架橋
グレードに応じて105～150℃で安定
ホットセットおよびゲル含有量のチェックによって検証済み
スクラップを単に同じ製品に再溶解することはできません
コストは高いが、鉄道、太陽光発電、産業仕様によって要求される

ケーブル絶縁および被覆用の難燃性 PVC、熱可塑性 LSZH、および架橋 LSZH コンパウンドの比較。
プロパティ	FR-PVC	熱可塑性LSZH	架橋LSZH (XLPO)
ハロゲン含有量	塩素化ベースポリマー; EN 60754-1 は発生ガスを定量化します	ハロゲンフリー処方	ハロゲンフリー処方
酸性ガス、EN 60754-2	塩化水素の放出が支配的	中性に近い燃焼ガス	中性に近い燃焼ガス
煙、EN 61034-2	より高い。煙抑制剤で管理する	低い	低い
炎のパッケージ	リン酸塩可塑剤と三酸化アンチモンまたはホウ酸亜鉛相乗剤	50～65重量％ ATH or MDH with compatibiliser	50～65重量％ ATH or MDH plus curing route
代表的な評価	70～105℃	70～105℃	105～150℃
B2ca および Cca の範囲	可能です。煙と酸性ガスが制限要因です	そのために設計された	そのために設計された
人生の終わり	PVCリサイクルルートの確立	再溶融可能だがフィラーが豊富	再溶解不可
主な警戒	密閉空間での煙と酸性ガス	持続荷重時の変形	架橋密度の制御

アプリケーションマップ: どの規格がグレードを決定するか

難燃性ポリオレフィンに関するほとんどの決定は 4 つの規格でカバーされています。EU 建築用ケーブルについては EN 50575 と EN 13501-6、産業用トレイの設置については UL 1685 または IEC 60332-3-24、鉄道車両については EN 45545-2 要件セット R15 および R16、太陽光発電ケーブルについては EN 50618 または IEC 62930 です。

ケーブル用途ごとに管理される標準および推奨化合物ファミリー。
アプリケーション	判断基準	化合物ファミリー	を決めるパラメータ
建築用ワイヤー、EU	EN 50575 と EN 13501-6、EN 50399、EN 61034-2	架橋または熱可塑性 LSZH	結束試験における発熱率
データおよび通信ケーブル	Cca または Dca EN 50575 に準拠。プレナム市場におけるNFPA 262	LSZH は B2ca および Cca に等級付けされました	立坑内の煙濃度
産業用トレイとプラント	UL 1685; IEC 60332-3-24 カテゴリー C	熱可塑性LSZH or XLPO	20分間暴露後の損傷高さ
LVおよびMV電源ケーブル	IEC 60502-1; EN 60332-1-2	XLPE、ZPE、FR-PVC シース	単線火炎伝播
鉄道車両	EN 45545-2 は R15 および R16 を設定します	XLPO LSZH	危険レベルHL1からHL3の煙と毒性
太陽光発電ケーブル	EN 50618; IEC 62930	放射線架橋LSZH	1.5 kV DC での熱および UV エージング

建築用ワイヤーは体積的に最も厳しいケースです。 B1 分類の 105 °C 照射架橋 LSZH 絶縁体には、老化後の伸びを維持するフィラーシステムと、放熱を EN 50399 曲線内に保持するチャーフォーマーが必要です。

ML-FJ105B1 105°C Cross-Linked LSZH B1 Insulation

ML-FJ105B1 105°C 架橋 LSZH B1 絶縁建築用ワイヤー用の 105°C 架橋 LSZH B1 絶縁体。厳密に指定されたワイヤー構造での経年伸びと放熱性能をサポートすることを目的としています。製品を見る→

電力ケーブルのシースは逆方向に引っ張られます。B1 に分類される 90 °C の熱可塑性 LSZH シースは、3 芯の装甲構造上で柔軟性を維持する必要があります。これはまさにフィラーの負荷と低温性能が競合する場所です。

ML-H9001B1 Thermoplastic LSZH B1 Sheath for Power and Control Cables

ML-H9001B1 電源および制御ケーブル用熱可塑性 LSZH B1 シース熱可塑性LSZH B1 sheath for power and control cables, designed for bundled combustion performance and 60% light transmittance in cable constructions. 製品を見る→

B2ca シースは、コネクタ端できれいに剥離しながら、放熱と光学密度の両方を制限する必要があるため、データケーブルではさらに問題が生じます。

ML-TH9001B2ca 90°C Low-Smoke Communication Cable Sheath Compound

ML-TH9001B2ca 90℃低煙通信ケーブルシースコンパウンドデータ、同軸/ネットワーク、光ファイバーケーブルなどの通信ケーブル用の 90°C ハロゲンフリー低煙難燃性シースコンパウンドで、押出成形に対応した配合です。製品を見る→

選択の失敗が発生する場所

ラインにおける難燃性ポリオレフィンの故障のほとんどは、化学的な故障ではなくプロセスの故障です。ベースポリマーの選択よりも、水分の吸収、不十分なフィラー分散、誤った架橋密度が不合格の原因となります。

水分: 水酸化物充填化合物は水を吸収するため、乾燥が必須であり、デフォルト設定ではなくサプライヤーの乾燥曲線によって温度と滞留時間が定義されます。
分散: スクリーンパック圧力の上昇と破断伸びの低下が最初のシグナルです。凝集物もロット間で火炎結果を変動させます。
架橋: EN 60811-507 に準拠したホットセットとゲル含有量により硬化密度が確認され、硬化が不十分なシラン化合物は変形せず、硬化しすぎた化合物は脆くなります。
エージング: 証明書に宣言されている温度クラスでの EN 60811-401 オーブンエージングは、フィラーパッケージがその定格に対して安定化されているかどうかを示します。

杭州美林新材料技術有限公司は、杭州臨安市の 3 つの工場から 31 の自動化ラインで難燃性ポリオレフィンと PVC を配合し、その報告書を公開しています。社内の臨床検査装置サプライヤー記録の一部として。このリストは、候補者に最初に要求するものの 1 つです。なぜなら、分散と時代遅れの主張は、その背後にある手段と同じくらい優れているからです。

データシートで承認されている化合物は仮説です。ケーブルの完成品の 3 つの結果、つまりバンドル燃焼テスト、煙密度テスト、宣言された温度クラスでのオーブンエージング後の伸びに基づいて承認されます。

サプライヤーを認定する前の調達チェックリスト

難燃性ポリオレフィンのサプライヤーは、キログラムあたりの価格ではなく、8 つの文書に基づいて認定されます。

この化合物を使用して構築されたケーブルに関する EN 13501-6 分類レポート。
仕向け先の市場に応じて、EN 60332-3-24 または UL 1685 に準拠した型式試験レポートが作成されます。
EN 60754-1 および EN 60754-2 のハロゲンおよび酸性ガスのデータ。
EN 61034-2 の煙密度は、実際に稼働する壁の厚さで算出されます。
EN 60811-501 に準拠した密度、メルトフローレート、引張強度、伸びをカバーする分析のバッチ証明書。
架橋グレードのホットセットおよびゲル含有量のデータは EN 60811-507 に準拠しています。
RoHS および REACH SVHC 宣言に加え、市場が要求する場合には鉛フリー宣言も行います。
UL リストに記載されたケーブルが最終製品となる UL イエローカードファイル番号。

次に、ライントライアルを実行します。同じスクリューで 2 つの押出成形を実行し、1 つは推奨プロファイルで、もう 1 つは 10 °C 冷却器で実行し、両方の表面仕上げ、スクリーンパックの圧力上昇および伸びを測定します。 1 つの狭い範囲でのみ機能する化合物は、その分類が何であれ、生産上のリスクとなります。

順番を決める選択問題

限界酸素指数が高いほど、ケーブルが優れていることを意味しますか?

ISO 4589-2 は小さな試験片の酸素指数を測定しますが、EN 50399 分類は束ねられたトレイからの熱放出に依存し、炭化強度と滴下が支配的です。酸素指数が高い化合物でも、燃焼粒子を放出すると B2ca に失敗する可能性があります。

B2ca 定格化合物は 105 °C で使用できますか?

グレードに熱データが記載されている場合のみ。耐火クラスと温度クラスは独立した特性です。B2ca シースの定格は 90 °C である場合があり、105 °C での動作には、コンパウンドの供給元からのその温度での EN 60811-401 老化および変形結果が必要です。

難燃性ポリオレフィンにはどのくらいの水酸化アルミニウムが必要ですか?

US20210147662A1に記載されているように、ワイヤおよびケーブル用に公開されているHFFR配合物では、50〜65重量%の水酸化アルミニウムが使用されています。この範囲を下回ると、火炎性能が急速に低下します。それを超えると、破断点伸びと押出出力が限界になるため、単にフィラーを追加する代わりに相溶化剤とチャーフォーマーが使用されます。

サプライヤーの問題を最も多く検出する単一のテストはどれですか?

オーブンエージング後の破断伸びは、証明書に宣言されている温度クラスで EN 60811-501 および EN 60811-401 に準拠して実行されます。安定化不足のフィラーパッケージ、分散不良、湿気による損傷のあるロットを燃焼試験よりも早く、バンドル試験の数分の一のコストで明らかにします。

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