難燃性の評価が LSZH コンパウンドの選択に与える影響 |ケーブル材料ガイド

難燃性の評価が LSZH コンパウンドの選択に与える影響

難燃性の評価により、使用できる LSZH コンパウンドが決まります。好みではなく、厳密な制約として使用できます。フィラーの配合量、ベースポリマー、架橋の必要性、および材料の押出挙動を設定します。プロジェクトの後半で定格を選択すると、火災反応テストに不合格になったり、ケーブルに必要のなかった性能の代償を支払ったりする危険があります。

典型的な事例を見てみると、これが明らかです。ケーブルメーカーは、同じ週に 2 件の LSZH (低煙、ゼロハロゲン) の注文を受けました。 1 つはヨーロッパの高層プロジェクト向けの建築用ワイヤーです。仕様では CPR クラス B2ca が要求されます。もう 1 つは、EN 45545-2 要件セット HL3 を満たす必要がある鉄道車両用のフレキシブルケーブルです。どちらの製品も低煙でハロゲンフリーですが、どちらも同じ化合物から作ることはできません。単一の材料では耐火性能を超えて材料コストが膨らむか、認証制限を下回ってプロジェクトが妨げられる可能性があります。

このため、選択プロセスは常に、必要な難燃性定格を明確に示すことから始め、その後、最終ケーブルの温度クラスと機械的ニーズを考慮する必要があります。

難燃性評価は実際に何を測定するのか

難燃性の評価はテストのパッケージであり、単一の数値ではありません。最も一般的な規格はさまざまな市場で使用されており、それぞれが火炎伝播と他の火災関連特性を組み合わせています。

IEC 60332-1-2 : 1 本のケーブルの垂直火炎伝播。これは基本的なスクリーニングテストであり、施設内の火災安全性の尺度ではありません。
IEC 60332-3 : 実際の設置条件に近い、ケーブルの束の延焼。
EN 50399 : 欧州建設製品規則 (CPR) によって放熱と火炎拡散のために使用され、B2ca、Cca、Dca、または Eca クラスを決定します。
EN 60754-2 : 燃焼ガスの酸性度。ゼロハロゲンの動作が検証される場所です。
EN 61034-2 : 煙の密度。通常、輸送および海上仕様における火災分類と組み合わせられます。
GB 31247 : ケーブルの燃焼挙動の B1、B2、C、D グレードを定義する中国の規格。
EN 45545-2 : 火炎の広がり、煙の密度、および煙の毒性を組み合わせた危険レベル HL1、HL2、および HL3 を持つ鉄道要件。

化合物の選択において重要な結果は、「LSZH」と「難燃剤」が 2 つの別個の軸であるということです。化合物はハロゲンフリーでも、控えめな単一ケーブル燃焼試験にのみ合格する場合があります。 B1 や B2ca などのより高いクラスを達成するには、意図的に設計された難燃システムが必要です。

評価が処方をどのように推進するか

フィラーの充填と難燃性のメカニズム

ほとんどの熱可塑性 LSZH コンパウンドは、無機水酸化物充填剤、通常はアルミナ三水和物 (ATH) または水酸化マグネシウム (MDH) を使用して難燃性を実現します。これらの充填剤は加熱されると吸熱的に分解し、水を放出し、火炎の広がりを遅らせ煙を抑制する絶縁炭化層を形成します。目標とする難燃剤クラスが高くなるほど、充填剤の充填量も多くする必要があり、機械的強度と柔軟性に利用できるポリマーが少なくなります。

負荷が高くなると実際にどのような変化があるのか

機械的および処理上の影響は予測可能です。難燃剤の配合量が増加すると、引張強度と破断点伸びが低下する傾向があり、硬度が上昇し、溶融物をスムーズに押し出すことがより困難になります。次の表は、一般的な熱可塑性 LSZH グレード全体で観察される指標値を示しています。

難燃剤クラスにわたる典型的な熱可塑性 LSZH グレードの比較を示します。実際の値は、特定のグレードおよび架橋方法によって異なります。
プロパティ	Cca/Dcaタイプ	B2ca/Cクラス	B1クラス
難燃性フィラー配合	中等度	高	非常に高い
代表的な引張強さ（MPa）	10 - 13	9～12	8～11
典型的な破断点伸び (%)	150～250	120～200	100～180
酸素指数（目安）	28 - 32	32 - 38	38 - 45
押し出し動作	標準	介護が必要	高er screw wear and surface control needed
相対コスト指数	1.0	1.15～1.25	1.3～1.5

補償ツールとしての架橋

架橋により、このトレードオフが変化します。照射架橋およびシラン架橋された LSZH コンパウンドは、フィラーの高充填によって引き起こされる機械的特性の損失の大部分を回復し、連続動作温度でクリープや変形を起こすことなく温度定格を 105 °C、125 °C、さらには 150 °C まで上昇させることができます。実際には、これが、要求の厳しい用途における高耐火クラスが、通常、純粋な熱可塑性グレードではなく、架橋グレードとして供給される理由です。

アプリケーションに合わせた評価

建築と建設

ヨーロッパでは、B2ca や Cca などの CPR クラスが建物に設置されるケーブルを管理しており、その分類は承認された試験機関からの性能宣言によって裏付けられる必要があります。中国では、GB 31247 B1 および B2 グレードが高層ビルや公共の建物で同様の役割を果たしています。プロジェクトの配線および配電ケーブルの場合、 B1 グレードの熱可塑性 LSZH シースコンパウンド 煙の発生を規格の制限内に抑えながら、建築用ワイヤーの製造業者が信頼する難燃性と押出安定性を提供します。

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通信およびデータセンター

データセンターや公共の建物内の通信ケーブルは、多くの場合、CPR クラスまたは煙密度制限によって指定されます。これは、ライザールームやサーバールームで火災が発生すると、抑制システムが反応する前にケーブルの束を介して広がる可能性があるためです。の通信ケーブルの CPR 火災安全要件は現在、定期的な入札書類の一部となっているため、複合材サプライヤーは正確なクラスを文書化できる必要があります。仕様が B2ca に到達すると、 通信ケーブル用のB2ca定格LSZHシース材料 は、火炎の広がり、熱放出、高速押出ラインでの加工性のバランスが取れているため、実用的な選択肢です。

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電力ケーブルとエネルギーシステム

電源ケーブルは、より長い回路、より高い動作温度、より深刻な障害状態に直面します。耐火等級は、通常、90 °C または 105 °C の温度定格と組み合わされ、多くの場合、耐油性または耐寒性と組み合わされます。 90 °C で B1 に合格した材料が 125 °C では自動的に認定されるわけではないため、化合物を選択するということは、耐火クラスと長期耐熱定格の両方を検証することを意味します。

鉄道輸送と海洋

EN 45545-2 などの鉄道規格では危険レベルごとに材料が分類されており、試験には火炎の広がりだけでなく煙の密度と毒性も含まれます。海洋アプリケーションは、IMO FTP コードに基づいて同様のロジックに従います。鉄道車両および交通プロジェクトの場合、 90℃ B1クラスハロゲンフリー低発煙コンパウンド 薄肉構造に十分な柔軟性を維持しながら、これらの規格で要求される火炎伝播試験と煙密度試験の両方に合格するため、一般的に指定されています。

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実用的な選択ワークフロー

評価を理解すると、選択プロセスが体系化されます。次の順序により、最も一般的な仕様の間違いを防ぐことができます。

完成したケーブルが合格しなければならない規格を確立します。これにより、どの火災等級、煙限界、および毒性要件が必須であるかが決まります。
火災クラスを正確に定義します。 B2ca、B1、Cca、HL3 などの正確な指定を書き留め、それに伴うテスト方法を確認します。
温度定格を設定し、化合物を架橋する必要があるかどうかを決定します。 105 °C を超える定格は、ほとんどの場合、XLPO グレードを指します。
二次的な機械的要件をリストします: 柔軟性、耐油性、低温性能、または耐摩耗性。
受験者の成績を集計表ではなく、実際のテストレポートと比較します。異なるサプライヤーの同じクラスでも、ケーブル回線ではまったく異なる動作をする可能性があります。
完全な生産の前に、選択したコンパウンドを使用して押出トライアルを実行し、表面品質、出力率、熱収縮を確認します。

通信およびデータケーブルのメーカー向けに、以下から始めます。通信ケーブル用LSZHコンパウンド明確な CPR クラス目標を使用すると、ケーブル規格と材料データシートの間でやり取りする手間がほとんどなくなります。

化合物のサプライヤーに確認すべきこと

難燃性の評価の信頼性は、その裏にあるテストによって決まります。購入するクラスに正確に対応するサードパーティのテスト証明書については、サプライヤーに問い合わせてください。証明書が製品ファミリーだけでなく、同じ温度グレードをカバーしていることを確認してください。また、難燃性能はフィラーの分散と水分含有量に非常に影響されるため、バッチ間の一貫性を確認します。

ここで重要になるのがメーカー自身の検証能力です。専用のコンパウンドサプライヤー炎と煙の検証のための実験室試験装置受け取った原材料と完成した化合物をケーブル認証で使用したのと同じテストパラメータに照らしてチェックできるため、認証サイクルが大幅に短縮されます。生産規模も重要です。31 の自動生産ラインにわたる一貫した難燃性の結果は、紙に書かれた配合ではなく、制御された配合、粉塵処理、品質管理によってもたらされます。

最後の推奨事項はシンプルです。難燃性の評価は配合物の設計全体を決定するため、最初に難燃性の評価を選択します。次に、温度クラス、機械的特性、および証明書の裏にある証拠を確認します。規律ある選択プロセスにより、LSZH 化合物の選択が推測から再現可能なエンジニアリング上の決定に変わります。

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