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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-08-08
(45)【発行日】2022-08-17
(54)【発明の名称】電線被覆材料の評価方法
(51)【国際特許分類】
G01N 25/50 20060101AFI20220809BHJP
H01B 13/00 20060101ALI20220809BHJP
【ＦＩ】
G01N25/50 C
H01B13/00 Z
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019037504
(22)【出願日】2019-03-01
(65)【公開番号】P2020139903
(43)【公開日】2020-09-03
【審査請求日】2021-07-09
(73)【特許権者】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】日立金属株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】三浦 剛
(72)【発明者】
【氏名】菊池 龍太郎
【審査官】福田 裕司
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－２１３１４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１４－５０６９５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１９１８３５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１４－５１４３８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０６１８８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１０８９１９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】実開平０３－０９９３４８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許出願公開第２０１１／０２２８８０８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ２５／５０
Ｈ０１Ｂ １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）第１面、前記第１面の反対側の第２面、および前記第１面と前記第２面のそれぞれに交差する方向に延びる側面を有し、電線被覆材料から成る試料を準備する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程で準備した前記試料を、前記側面が垂直方向に延びるように保持する工程と、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、保持された前記試料の前記第１面にバーナから炎を接触させる工程と、
（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記試料に接触する前記バーナからの炎を取り除き、前記試料の燃焼状態を確認する工程と、
（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記試料に再び前記バーナから炎を接触させる工程と、
（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記試料に接触する前記バーナからの炎を取り除き、前記試料の燃焼状態を再び確認する工程と、
（ｇ）前記（ｄ）工程で確認した燃焼状態、および前記（ｆ）工程で確認した燃焼状態のそれぞれを、予め定めた判定基準に従って数値化し、数値の大小によって前記試料の難燃性の合否を判定する工程と、
を含み、
前記（ａ）工程で準備する前記試料の前記第１面の面積は、５ｍｍ２以上、かつ２２．５ｍｍ２以下であり、
前記（ｃ）工程および前記（ｅ）工程で前記試料に接触させる前記バーナからの炎の高さは、７ｍｍ以上、かつ１５ｍｍ以下であり、
前記（ｃ）工程で前記試料に前記バーナからの炎を接触させる時間、および前記（ｅ）工程で前記試料に前記バーナからの炎を接触させる時間は、それぞれ１２秒以上、かつ１８秒以下であり、
前記（ｃ）工程の終了直後から前記（ｅ）工程を開始させるまでの時間は、１２秒以上、かつ１８秒以下である、電線被覆材料の評価方法。
【請求項2】
請求項１において、前記（ｇ）工程での前記判定基準は、以下の（Ａ）群および（Ｂ）群から成り、前記合否の判定に用いる数値は、前記（Ａ）群の点数と前記（Ｂ）群の点数の合計値であって、
前記（Ａ）群は、
前記（ｃ）工程の終了直後から前記試料が消炎するまでの時間が１０秒未満で、かつ、前記試料からの落下物がない場合をＮ１点、
前記（ｃ）工程の終了直後から前記試料が消炎するまでの時間が１０秒以上で、かつ、前記試料からの落下物がない場合をＮ２点、
前記（ｃ）工程の終了直後から１０秒以上経過後に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒以内に消炎した場合をＮ３点、
前記（ｃ）工程の終了直後から１０秒未満に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒以内に消炎した場合をＮ４点、
前記（ｃ）工程の終了直後から１０秒以上経過後に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合をＮ５点、
前記（ｃ）工程の終了直後から１０秒未満に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合をＮ６点、
前記（ｃ）工程の終了後、前記（ｅ）工程が開始されるまで、前記試料が消炎しなかった場合を０点、
とする７段階の判定基準であり、
前記（Ｂ）群は、
前記（ｅ）工程の終了直後から前記試料が消炎するまでの時間が１０秒以下で、かつ、前記試料からの落下物がない場合をＮ１点、
前記（ｅ）工程の終了直後から前記試料が消炎するまでの時間が１０秒以上で、かつ、前記試料からの落下物がない場合をＮ２点、
前記（ｅ）工程の終了直後から１０秒以上経過後に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒以内に消炎した場合をＮ３点、
前記（ｅ）工程の終了直後から１０秒未満に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒以内に消炎した場合をＮ４点、
前記（ｅ）工程の終了直後から１０秒以上経過後に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合をＮ５点、
前記（ｅ）工程の終了直後から１０秒未満に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合をＮ６点、
前記（ｅ）工程の終了後、前記試料が６０秒以上消炎しなかった場合を０点、
とする７段階の判定基準である、電線被覆材料の評価方法。
【請求項3】
請求項２において、ゼロ以外の正の実数をＲとした場合、前記Ｎ１の点数は６×Ｒ、前記Ｎ２の点数は５×Ｒ、前記Ｎ３の点数は４×Ｒ、前記Ｎ４の点数は３×Ｒ、前記Ｎ５の点数は２×Ｒ、前記Ｎ６の点数は１×Ｒ、として表せ、
前記（ｇ）工程での前記合否の判定では、前記（Ａ）群の点数と前記（Ｂ）群の点数の合計値が１０×Ｒ以上の電線被覆材料を合格とする、電線被覆材料の評価方法。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項において、前記（ａ）工程で、前記試料は短冊状に形成される、電線被覆材料の評価方法。
【請求項5】
請求項４において、前記（ｂ）工程では、前記短冊状の前記試料の前記側面の、前記第１面より前記第２面に近い位置が固定治具に保持される、電線被覆材料の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電線の技術に関し、電線被覆材料の評価に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１（特開２０１７－１７１８８９号公報）には、電線の難燃性評価試験として、ＵＬ（Underwriters Laboratories）規格の垂直燃焼試験（ＵＬ１５８１ ＶＷ－１）を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－１７１８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電線の難燃性を評価する試験方法として、ＵＬ規格のＵＬ１５８１の垂直燃焼試験（ＶＷ－１）がある。新たな電線被覆材料を開発する場合、開発後の電線被覆材料を用いた電線が、この垂直燃焼試験に合格するためには、開発段階において、電線被覆材料を評価する必要がある。
【0005】
しかし、電線被覆材料を上記垂直燃焼試験と全く同じ方法で評価するためには、電線被覆材料を用いた電線を製造し、これを垂直燃焼試験に供する必要がある。この場合、試験に供する試料の調製に多くの時間を要する。
【0006】
本発明は、電線被覆材料の評価を効率化することを目的とし、本願発明者は、上記垂直燃焼試験よりも簡易に行える試験で、上記垂直燃焼試験と相関性の高い結果が得られる評価方法について検討を行った。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様である電線被覆材料の評価方法は、（ａ）第１面、前記第１面の反対側の第２面、および前記第１面と前記第２面のそれぞれに交差する方向に延びる側面を有し、電線被覆材料から成る試料を準備する工程と、（ｂ）前記（ａ）工程で準備した前記試料を、前記側面が垂直方向に延びるように保持する工程と、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、保持された前記試料の前記第１面にバーナから炎を接触させる工程と、（ｄ）前記（ｃ）工程の後、前記試料に接触する前記バーナからの炎を取り除き、前記試料の燃焼状態を確認する工程と、（ｅ）前記（ｄ）工程の後、前記試料に再び前記バーナから炎を接触させる工程と、（ｆ）前記（ｅ）工程の後、前記試料に接触する前記バーナからの炎を取り除き、前記試料の燃焼状態を再び確認する工程と、（ｇ）前記（ｄ）工程で確認した燃焼状態、および前記（ｆ）工程で確認した燃焼状態のそれぞれを、予め定めた判定基準に従って数値化し、数値の大小によって前記試料の難燃性の合否を判定する工程と、を含む。前記（ａ）工程で準備する前記試料の前記第１面の面積は、５ｍｍ２以上、かつ２２．５ｍｍ２以下である。前記（ｃ）工程および前記（ｅ）工程で前記試料に接触させる前記バーナからの炎の高さは、７ｍｍ以上、かつ１５ｍｍ以下である。前記（ｃ）工程で前記試料に前記バーナからの炎を接触させる時間、および前記（ｅ）工程で前記試料に前記バーナからの炎を接触させる時間は、それぞれ１２秒以上、かつ１８秒以下である。前記（ｃ）工程の終了直後から前記（ｅ）工程を開始させるまでの時間は、１２秒以上、かつ１８秒以下である。
【0008】
例えば、前記（ｇ）工程での前記判定基準は、以下の（Ａ）群および（Ｂ）群から成り、前記合否の判定に用いる数値は、前記（Ａ）群の点数と前記（Ｂ）群の点数の合計値である。前記（Ａ）群は、前記（ｃ）工程の終了直後から前記試料が消炎するまでの時間が１０秒以下で、かつ、前記試料からの落下物がない場合をＮ１点、前記（ｃ）工程の終了直後から前記試料が消炎するまでの時間が１０秒以上で、かつ、前記試料からの落下物がない場合をＮ２点、前記（ｃ）工程の終了直後から１０秒以上経過後に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒以内に消炎した場合をＮ３点、前記（ｃ）工程の終了直後から１０秒未満に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒以内に消炎した場合をＮ４点、前記（ｃ）工程の終了直後から１０秒以上経過後に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合をＮ５点、前記（ｃ）工程の終了直後から１０秒未満に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合をＮ６点、前記（ｃ）工程の終了後、前記（ｅ）工程が開始されるまで、前記試料が消炎しなかった場合を０点、とする７段階の判定基準である。前記（Ｂ）群は、前記（ｅ）工程の終了直後から前記試料が消炎するまでの時間が１０秒以下で、かつ、前記試料からの落下物がない場合をＮ１点、前記（ｅ）工程の終了直後から前記試料が消炎するまでの時間が１０秒以上で、かつ、前記試料からの落下物がない場合をＮ２点、前記（ｅ）工程の終了直後から１０秒以上経過後に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒以内に消炎した場合をＮ３点、前記（ｅ）工程の終了直後から１０秒未満に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒以内に消炎した場合をＮ４点、前記（ｅ）工程の終了直後から１０秒以上経過後に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合をＮ５点、前記（ｅ）工程の終了直後から１０秒未満に前記試料からの落下物が発生し、かつ、前記落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合をＮ６点、前記（ｅ）工程の終了後、前記試料が６０秒以上消炎しなかった場合を０点、とする７段階の判定基準である。
【0009】
例えば、ゼロ以外の正の実数をＲとした場合、前記Ｎ１の点数は６×Ｒ、前記Ｎ２の点数は５×Ｒ、前記Ｎ３の点数は４×Ｒ、前記Ｎ４の点数は３×Ｒ、前記Ｎ５の点数は２×Ｒ、前記Ｎ６の点数は１×Ｒ、として表せる。前記（ｇ）工程での前記合否の判定では、前記（Ａ）群の点数と前記（Ｂ）群の点数の合計値が１０×Ｒ以上の電線被覆材料を合格とする。
【0010】
例えば、前記（ａ）工程で、前記試料は短冊状に形成される。
【0011】
例えば、前記（ｂ）工程では、前記短冊状の前記試料の前記側面の、前記第１面より前記第２面に近い位置が固定治具に保持される。
【発明の効果】
【0012】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。本発明の代表的な実施の形態によれば、電線被覆材料の評価を効率化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】ＵＬ規格で規定される垂直燃焼試験において、試料に炎を接触させている状態を模式的に示す説明図である。
【図2】一実施の形態である電線被覆材料の評価に用いる試料の斜視図である。
【図7】表１に記載される５種類の材料が成形された試料の形状を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0015】
＜垂直燃焼試験＞
導体を難燃ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、あるいはノンハロゲン組成物で被覆した被覆電線は、種々の用途に幅広く利用される。これらの被覆材組成物を利用した電線の規格として、ＵＬ規格がある。ＵＬ規格に適合する電線には、耐熱性や低温特性の他、高い難燃性が要求される。この電線の難燃性に関する規格（ＵＬ１５８１：Reference Standard for Electrical Wires, Cables, and Flexible Cords）に、垂直燃焼試験（ＶＷ－１）の規定がある。
導体を難燃ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、あるいはノンハロゲン組成物で被覆した被覆電線は、種々の用途に幅広く利用される。これらの被覆材組成物を利用した電線の規格として、ＵＬ規格がある。ＵＬ規格に適合する電線には、耐熱性や低温特性の他、高い難燃性が要求される。この電線の難燃性に関する規格（ＵＬ１５８１：Reference Standard for Electrical Wires, Cables, and Flexible Cords）に、垂直燃焼試験（ＶＷ－１）の規定がある。
【0016】
この垂直燃焼試験では、導体が被覆された被覆電線、あるいは複数の被覆電線をシース材で被覆したケーブルを製造し、これを試料として用いる。垂直に保持された試料にバーナの炎を複数回に亘って繰り返し接触させて、試料の燃焼状態を観察することにより難燃性を評価する。上記したＶＷ－１には、炎を接触させる時間、休止時間、試料に対するバーナの傾斜角度、炎を接触させる位置、判定基準などが規定されている。
【0017】
後述する実施例において、ＵＬ１５８１のＶＷ－１に沿って実施した垂直燃焼試験の結果を示すが、その詳細な条件は以下の通りである。図１は垂直燃焼試験において、試料に炎を接触させている状態を模式的に示す説明図である。図１に示すように、垂直燃焼試験では、試料ＳＰ１を弛みのない状態で垂直方向（鉛直方向）に延ばして固定する。試料ＳＰ１は、上記した被覆電線またはケーブルである。試料ＳＰ１には、燃焼の程度を評価する際の指標である指標旗ＦＬ１が取り付けられる。指標旗ＦＬ１は、クラフト紙で形成され、試料ＳＰ１に捲きつけられる。指標旗ＦＬ１のうち、試料ＳＰ１から突出した部分の面積は、水平方向に１９ｍｍ、垂直方向に１３ｍｍである。試料ＳＰ１の直下には、外科用綿が配置される。
【0018】
また、試料ＳＰ１に接触させる炎は、バーナＣＢ１から供給される。バーナＣＢ１は円筒形のシリンダ（直線的に延びる筒状の部分）の先端から炎が出るタイプのバーナである。バーナＣＢ１を固定する固定台ＷＤ１の固定面ＷＤｔは、水平面に対して傾斜している。固定面ＷＤｔの水平面に対する傾斜角度θ１は、２０度である。水平面に対して傾斜した固定面ＷＤｔ上にバーナＣＢ１を固定すると、バーナＣＢ１のシリンダと、試料ＳＰ１とが成す傾斜角度θ１は２０度になる。これにより、試料ＳＰ１に対して２０度の角度で炎を接触させることができる。
【0019】
固定台ＷＤ１は、試料ＳＰ１に対して以下の位置に配置される。すなわち、バーナＣＢ１のシリンダの延長線が試料ＳＰ１と交わる位置Ｐまでの距離Ｄ１は、４０ｍｍである。また、シリンダの延長線が試料ＳＰ１と交わる位置Ｐから、指標旗ＦＬ１の下端までの距離Ｄ２は、２５０ｍｍである。
【0020】
また、試料に炎を接触させる時間は、下記の通りである。すなわち、１５秒間試料ＳＰ１に接炎（炎を接触させること）した後、１５秒間休止する。この休止時間中は、バーナＣＢ１を試料ＳＰ１から十分に遠ざける。１５秒間の接炎と１５秒間の休止を繰り返し、試料ＳＰ１の燃焼状態を観察する。
【0021】
難燃性の判定基準は以下の通りである。すなわち、接炎させた後、試料ＳＰ１の炎が消えるまでの時間が６０秒を超える場合は、不合格。指標旗ＦＬ１の２５％を超えて焼損した場合には不合格。落下物（ドリップと呼ぶ）により、外科用綿ＳＣ１が燃焼した場合には不合格。上記３つの不合格の条件に当てはまらない場合には合格とした。
【0022】
上記の垂直燃焼試験には多くの時間を要する。例えば、架橋難燃ポリエチレン電線の場合、電線被覆材料の作成に６時間、電線形状に押し出し成形するのに６時間、難燃性評価に２時間を要する。特に、電線形状に押し出すのに要する時間が長い。また、電線被覆材料の構成材料や導体の直径が変われば試験結果が変わる。したがって、導体のサイズや電線被覆材料のカラーバリエーション毎に上記した時間を要する。
【0023】
そこで、上記垂直燃焼試験よりも簡易的に行える試験で、上記垂直燃焼試験と相関性の高い結果が得られる評価方法について検討を行った。特に、電線被覆材料を電線形状に成形する工程に要する時間が長いので、試料ＳＰ１を電線形状に成形せずに評価可能な方法を検討した。
【0024】
＜電線被覆材料の評価方法＞
以下、本願発明者が検討した結果、上記した垂直燃焼試験よりも効率的で、かつ、垂直燃焼試験の試験結果との相関が高い評価方法を見出した。以下、評価方法の詳細について説明する。図２は、本実施の形態の難燃性評価試験に供する試料の斜視図である。なお、以下では、本実施の形態の燃焼試験方法と、図１に示す垂直燃焼試験の方法とを識別し易くするため、本実施の形態の燃焼試験のことを、「難燃性評価試験」と記載する。ただし、試験の内容としては、試料を垂直に保持した状態で、炎を接触させる燃焼試験である。したがって、本実施の形態の難燃性評価試験も垂直燃焼試験の一種である。
以下、本願発明者が検討した結果、上記した垂直燃焼試験よりも効率的で、かつ、垂直燃焼試験の試験結果との相関が高い評価方法を見出した。以下、評価方法の詳細について説明する。図２は、本実施の形態の難燃性評価試験に供する試料の斜視図である。なお、以下では、本実施の形態の燃焼試験方法と、図１に示す垂直燃焼試験の方法とを識別し易くするため、本実施の形態の燃焼試験のことを、「難燃性評価試験」と記載する。ただし、試験の内容としては、試料を垂直に保持した状態で、炎を接触させる燃焼試験である。したがって、本実施の形態の難燃性評価試験も垂直燃焼試験の一種である。
【0025】
図２に示すように、本実施の形態の電線被覆材料の評価方法は、以下で説明する難燃性評価試験に供する試料ＳＰ２を準備する（言い換えれば調製する）工程（試料準備工程）を有する。試料ＳＰ２は、面ＳＰｂ、面ＳＰｂの反対側の面ＳＰｔ、および面ＳＰｂと面ＳＰｔのそれぞれに交差するＺ方向に延びる側面ＳＰｓを有する。図２に示す例では、試料ＳＰ２は、短冊状に形成される。このため、試料ＳＰ２は、４つのＳＰｓを有する。また、面ＳＰｂおよび面ＳＰｔのそれぞれの外縁は、Ｘ方向に延びる長辺と、Ｙ方向に延びる短辺とを有する。
【0026】
試料ＳＰ２のように、短冊形状に成形する場合、図１に示す試料ＳＰ１のように電線形状に成形する場合と比較して、簡単に成形することができる。例えば、上記した架橋難燃ポリエチレン電線の場合、電線形状に成形するためには、６時間程度を要するが、電線被覆材料の作成段階で、一度、短冊状に形成される。したがって、試料ＳＰ２の場合には、図１に示す試料ＳＰ１の場合と比較して、試料の調製に要する時間を少なくとも６時間以上は短縮できる。
【0027】
なお、詳細は後述するが、本実施の形態の難燃性評価試験の評価結果と、上記した垂直燃焼試験の評価結果との相関性の観点からは、試料ＳＰ２の形状は特に短冊状には限定されない。炎が接触する面ＳＰｂの面積が、後述する範囲内であれば、面ＳＰｂの形状は、例えば、円形、楕円形、多角形、あるいはさらに複雑な形状など、種々の変形例を適用できる。なお、試料ＳＰ２の側面ＳＰｓは、面ＳＰｂおよび面ＳＰｔと直交する方向に直線的に延びる。したがって、試料ＳＰ２の面ＳＰｂと平行な断面の断面積は、面ＳＰｂの面積と同じである。したがって、面ＳＰｂの面積は、試料ＳＰ２を面ＳＰｂと平行に切断した時の切断面の断面積、と言い換えることができる。
【0028】
一方、試料ＳＰ２の成形に要する時間を短縮する観点からは、試料ＳＰ２が短冊形状であることが特に好ましい。短冊形状の試料ＳＰ２は、例えば、プレス成形機を用いたプレス成形等により容易に成形できる。
【0029】
また、試料ＳＰ２は、電線の被覆材料から成る。電線の被覆材料の例については後述するが、試料ＳＰ２は、電線の導電経路を構成する導体を含まない樹脂成形物である。この点において、図２に示す試料ＳＰ２は、図１に示す試料ＳＰ１と相違する。また、電線の被覆材料は、線径に形成された導体を直接的に覆う絶縁材料の場合もあるし、複数の被覆電線を一括して覆う、シース材を構成する材料の場合もある。
【0030】
図３は、図２に示す試料を固定治具で保持した状態を示す説明図である。図３に示すように、本実施の形態の電線被覆材料の評価方法は、試料準備工程で準備した試料ＳＰ２を固定治具ＨＬＤで保持する工程（試料保持工程）を有する。試料保持工程では、試料ＳＰ２の面ＳＰｂが下方に、面ＳＰｔが上方に位置し、かつ、側面ＳＰｓが垂直方向（図３のＺ方向）に延在するように、固定治具ＨＬＤの把持部ＨＬ１が、試料ＳＰ２の側面ＳＰｓの一部を把持する。把持部ＨＬ１は、固定治具ＨＬＤの支持部ＨＬ２に支持されている。後述する第１接炎工程で、バーナＣＢ１の炎を面ＳＰｂに接触させるので、本工程では、把持部ＨＬ１は、試料ＳＰ２の側面ＳＰｓのうち、面ＳＰｂよりも面ＳＰｔに近い位置を保持することが好ましい。
【0031】
本工程により、試料ＳＰ２は、側面ＳＰｓが垂直方向に弛みのないように延びた状態で固定治具ＨＬＤに保持される。試料ＳＰ２の下端に位置する面ＳＰｂと作業台ＳＴＧ１との間には、バーナＣＢ１を挿入可能な高さの空間がある。なお、図３に示す試料保持工程では、バーナＣＢ１からに炎が着いていなくても良い。後述する第１接炎工程における炎の高さＤｆを定義するために、図３では、バーナＣＢ１に炎が着いた状態を示している。
【0032】
図４は、図３に示す試料に炎を接触させた状態を示す説明図である。図４に示すように、本実施の形態の電線被覆材料の評価方法は、試料保持工程の後、固定治具ＨＬＤに保持された試料ＳＰ２の面ＳＰｂにバーナから炎を接触させる工程（第１接炎工程）を有する。第１接炎工程では、試料ＳＰ２の側面ＳＰｓではなく、下端の面ＳＰｂに炎を接触させる。この点で、図１に示す垂直燃焼試験と相違する。図１に示す垂直燃焼試験の場合、試料ＳＰ１が電線形状に成形されているので、試料ＳＰ１の側面に炎を接触させたとしても、試料ＳＰ１の側面全体が炎に接触して、試験結果の再現性が高い。一方、本実施の形態のように、試料ＳＰ２が、成形し易さを優先して短冊状に成形されている場合に、側面ＳＰｓに炎を接触させた場合、炎が接触する部分によって、異なる試験結果になる可能性がある。言い換えれば、試験結果の再現性が低下する。
【0033】
そこで、本実施の形態では、試料ＳＰ２の下端にある面ＳＰｂに炎を接触させる。面ＳＰｂは側面ＳＰｓより面積が小さいので、面ＳＰｂの全体を炎に接触させることができる。これにより、試料ＳＰ２を用いた難燃性評価試験の再現性を向上させることができる。また、詳細は実施例として後述するが、本願発明者の検討によれば、面ＳＰｂに炎を接触させる試験方法の場合、面ＳＰｂの面積が評価方法の有効性に影響を与えることが判った。
【0034】
詳しくは、試料準備工程で準備する図２に示す試料ＳＰ２の面ＳＰｂの面積は、５ｍｍ２以上、かつ２２．５ｍｍ２以下である必要がある。面ＳＰｂの面積が５ｍｍ２未満である場合、試料ＳＰ２が炎により燃焼し易い。この結果、図１に示す垂直燃焼試験を実施すれば、合格になる電線被覆材料であったとしても、本実施の形態の難燃性評価試験で不合格と判定される場合がある。
【0035】
一方、面ＳＰｂの面積が２５ｍｍ２を超える場合、面ＳＰｂが炎により燃焼し難い。この結果、図１に示す垂直燃焼試験を実施すれば、不合格になる電線被覆材料であったとしても、本実施の形態の難燃性評価試験で合格と判定される場合がある。また、面ＳＰｂの面積が大きく、面ＳＰｂのうち、炎が接触する部分の面積が安定しない場合、評価結果の再現性が低下する原因になる。上記の検討結果より、本実施の形態の難燃性評価試験に供する試料ＳＰ２の面ＳＰｂの面積は、５ｍｍ２以上、かつ２２．５ｍｍ２以下である。
【0036】
なお、試料ＳＰ２のＺ方向の長さは、特に限定されないが、試料ＳＰ２の下端に炎を接触させるので、下端の位置が炎を接触させ易い高さに配置されることが好ましい。例えば、図２に示す試料ＳＰ２のＺ方向の長さは、１００～１５０ｍｍが好ましい。
【0037】
また、第１接炎工程において、試料ＳＰ２に接触させるバーナＣＢ１からの炎の高さＤｆ（図３参照）は、７ｍｍ以上、かつ１５ｍｍ以下である。バーナＣＢ１からの炎の高さＤｆは、炎が試料ＳＰ２に接触している時の炎の高さではなく、図３に示すように、炎が試料ＳＰ２に接触していない状態でのバーナＣＢ１の先端から炎の先端までの高さＤｆとして定義される。高さＤｆが７ｍｍ未満の場合、火力が安定せず、試験中に消炎してしまう場合がある。燃料ガスの供給量を増やして炎を安定させることができるが、この場合、炎が安定したとしても、火力が強すぎるため、図１に示す垂直燃焼試験の結果と相関させることが困難である。なお、本願発明者が実験した結果から、炎の高さＤｆは１５ｍｍが上限と考えるが、高さＤｆが、７ｍｍ以上、かつ１０ｍｍ以下であることが特に好ましい。
【0038】
また、第１接炎工程において、試料ＳＰ２にバーナＣＢ１からの炎を接触させる時間（接炎時間）は、１２秒以上、かつ１８秒以下である。詳細は後述するが、接炎時間が１２秒未満の場合、および接炎時間が１８秒を超える場合、図１に示す垂直燃焼試験の判定と本実施の形態の難燃性評価試験の評価結果とを相関させることが難しいことが判った。
【0039】
なお、図４に示す例は、バーナＣＢ１を作業台ＳＴＧ１上に固定して、バーナＣＢ１のシリンダが垂直方向に延びるように配置されている。ただし、面ＳＰｂの大部分に炎を接触させることができれば、バーナＣＢ１のシリンダの傾斜角度は、図４に示す態様には限定されない。例えば、バーナＣＢ１のシリンダが、垂直方向に対して、９０度未満の鋭角で傾斜していても良い。また、バーナＣＢ１を作業台ＳＴＧ１上に固定せず、手などを用いてバーナＣＢ１を保持しても良い。この場合、後述する第１接炎休止工程において、バーナＣＢ１を試料ＳＰ２から遠ざける作業が容易になる。なお、バーナＣＢ１からの炎を面ＳＰｂに接触させているときに、試料が変形していく場合、試料の変形に合わせてバーナＣＢ１の位置を移動させて、バーナＣＢ１からの炎を面ＳＰｂに接触させ続ける。
【0040】
図５は、図４に示す試料から炎を遠ざけた状態を示す説明図である。図５に示すように、本実施の形態の電線被覆材料の評価方法は、第１接炎工程の後、試料ＳＰ２に接触するバーナＣＢ１からの炎を取り除き、試料ＳＰ２の燃焼状態を確認する工程（第１接炎休止工程）を有する。第１接炎休止工程では、試料ＳＰ２に炎が接触しない状態にする。図５に示す例では、炎が着いた状態のバーナＣＢ１を試料ＳＰ２から遠ざけている。変形例として、バーナＣＢ１から出る炎を消しても良い。
【0041】
第１接炎休止工程の時間、言い換えれば、第１接炎工程の終了直後から後述する第２接炎工程を開始させるまでの時間は、１２秒以上、かつ、１８秒以下である。試料ＳＰ２から炎を離した状態で長時間放置すれば、試料ＳＰ２の燃焼は収まる傾向になるが、接炎終了後、十数秒程度の時間であれば、接炎終了後も試料ＳＰ２の燃焼が継続する。試料ＳＰ２の難燃性評価試験の条件としては、第１接炎休止工程の時間が長い程、厳しい条件になる。詳細は後述するが、接炎休止時間が１２秒未満の場合、および接炎休止時間が１８秒を超える場合、図１に示す垂直燃焼試験の判定と本実施の形態の難燃性評価試験の評価結果とを相関させることが難しいことが判った。
【0042】
また、第１接炎休止工程では、試料ＳＰ２の燃焼状態を確認する。図５では、試料ＳＰ２にドットパターンを付して、試料ＳＰ２の下端の一部が炙られた状態を模式的に示している。試料ＳＰ２の燃焼状態は、試料ＳＰ２の難燃特性に応じてさまざまである。多くの場合、第１接炎休止工程の開始直後は、試料ＳＰ２は消炎していない。試料ＳＰ２の一部が溶融して、落下物（ドリップ）として炎を伴って下方に落下する場合もある。詳細な判定基準は、後でまとめて説明するが、後述する判定工程では、試料ＳＰ２の燃焼状態を、予め設定された判定基準に従って、複数の段階に数値化して分類する。したがって、第１接炎休止工程では、後述する判定工程で、燃焼状態を分類できるように、第１接炎工程の終了直後から試料ＳＰ２が消炎するまでの時間、試料ＳＰ２からの落下物の有無、落下物がある場合に、落下物から落下した炎が消炎するまでの時間などを計測する。
【0043】
図６は、図５に示す試料に炎を再び接触させた状態を示す説明図である。図６に示すように、本実施の形態の電線被覆材料の評価方法は、第１接炎休止工程の後、固定治具ＨＬＤに保持された試料ＳＰ２にバーナから炎を接触させる工程（第２接炎工程）を有する。第２接炎工程では、試料ＳＰ２の側面ＳＰｓではなく、試料ＳＰ２の下端に炎を接触させる。なお、第１接炎工程での試料ＳＰ２の燃焼状態によっては、面ＳＰｂが変形、または消失している場合もある。いずれの場合も、第２接炎工程では、試料ＳＰ２の下端に炎を接触させる。面ＳＰｂが残存している場合には、面ＳＰｂに炎を接触させる。
【0044】
また、第２接炎工程において、試料ＳＰ２にバーナＣＢ１からの炎を接触させる時間（接炎時間）は、１２秒以上、かつ１８秒以下である。詳細は後述するが、接炎時間が１２秒未満の場合、および接炎時間が１８秒を超える場合、図１に示す垂直燃焼試験の判定と本実施の形態の難燃性評価試験の評価結果とを相関させることが難しいことが判った。
【0045】
図５に示すように、本実施の形態の電線被覆材料の評価方法は、第２接炎工程の後、試料ＳＰ２に接触するバーナＣＢ１からの炎を取り除き、試料ＳＰ２の燃焼状態を再び確認する工程（第２接炎休止工程）を有する。なお、第２接炎休止工程の説明図は、図５と同様なので、重複する図示を省略し、本工程は、図５を用いて説明する。第２接炎休止工程では、試料ＳＰ２に炎が接触しない状態にする。図５に示す例では、炎が着いた状態のバーナＣＢ１を試料ＳＰ２から遠ざけている。変形例として、バーナＣＢ１から出る炎を消しても良い。
【0046】
第２接炎休止工程では、試料ＳＰ２の燃焼状態を確認する。後述する判定工程では、試料ＳＰ２の燃焼状態を、予め設定された判定基準に従って、複数の段階に数値化して分類する。したがって、第２接炎休止工程では、後述する判定工程で、燃焼状態を分類できるように、第２接炎工程の終了直後から試料ＳＰ２が消炎するまでの時間、試料ＳＰ２からの落下物の有無、落下物がある場合に、落下物から落下した炎が消炎するまでの時間などを計測する。
【0047】
第２接炎休止工程の時間、言い換えれば、第２接炎工程の終了直後から試料ＳＰ２の燃焼状態の観察を終了するまでの時間は、１２秒以上である。燃焼状態を確認する際に、接炎終了後、１０秒以上経過後に落下物が生じる場合もある。このため、少なくとも１２秒以上は観察を継続することで、図１に示す垂直燃焼試験の判定と本実施の形態の難燃性評価試験の評価結果とを相関させることができる。また、試料ＳＰ２の燃焼状態を観察するまでの時間が極端に長いと、試料ＳＰ２の燃焼が進み、図１に示す垂直燃焼試験を実施すれば、合格になる電線被覆材料であったとしても、本実施の形態の難燃性評価試験で不合格と判定される場合がある。したがって、第２接炎工程の終了直後から１８秒以内には、観察を終了し、次の判定工程に移行することが好ましい。ただし、後述するように、試料ＳＰ２からドリップが落下せず、かつ、第２接炎工程の終了後、６０秒以上消炎しない場合もある。この場合、ドリップが落下しなくても、低評価にすべきなので、ドリップが落下せず、かつ消炎していない場合には、６０秒を経過するか、あるいは消炎するまでの間は、継続して観察することが好ましい。
【0048】
本実施の形態の電線被覆材料の評価方法は、第１接炎休止工程で確認した燃焼状態、および第２接炎休止工程で確認した燃焼状態のそれぞれを、予め定めた判定基準に従って数値化し、数値の大小によって試料ＳＰ２の難燃性の合否を判定する（判定工程）工程を有する。本実施の形態の難燃性評価試験の場合、試料ＳＰ２の燃焼状態を数値化（言い換えれば点数化）し、数値の大小によって合否を判定する点で、図１に示す垂直燃焼試験と相違する。また、本実施の形態の難燃性評価試験の場合、第１接炎休止工程での試料ＳＰ２の燃焼状態と、第２接炎休止工程での試料ＳＰ２の燃焼状態と、をそれぞれ数値化し、各工程での数値の合計値を合否判定の閾値と比較する。
【0049】
本実施の形態の難燃性評価試験の場合、複数回の接炎工程後のそれぞれの燃焼状態をそれぞれ数値化する。数値化のための判定基準を細分化して、複数種類の点数に分類することで、接炎工程の回数は少なくても、信頼性の高い難燃性評価試験を実施することが可能になる。例えば、本実施の形態では、接炎工程は２回であるが、後述するように、垂直燃焼試験と相関の高い判定結果が得られる。上記した垂直燃焼試験の場合、接炎工程が５回必要である。したがって、本実施の形態の場合、電線被覆材料の難燃性の評価に要する試験時間を半分以下にすることができる。
【0050】
後述する実施例において、難燃性評価試験の判定に用いた点数を示すが、その詳細な判定基準は以下の通りである。すなわち、判定工程での判定基準は、（Ａ）群および（Ｂ）群から成り、合否の判定に用いる数値は、（Ａ）群の点数と（Ｂ）群の点数の合計値である。まず、（Ａ）群は、以下の７段階の点数の分類を備える。第１接炎工程の終了直後から試料ＳＰ２が消炎するまでの時間が１０秒以下で、かつ、試料ＳＰ２からの落下物がない場合は、Ｎ１点とする。第１接炎工程の終了直後から試料ＳＰ２（図５参照）が消炎するまでの時間が１０秒以上で、かつ、試料ＳＰ２からの落下物がない場合は、Ｎ２点とする。第１接炎工程の終了直後から１０秒以上経過後に試料ＳＰ２からの落下物が発生し、かつ、落下物が落下から２秒以内に消炎した場合は、Ｎ３点とする。第１接炎工程の終了直後から１０秒未満に試料ＳＰ２からの落下物が発生し、かつ、落下物が落下から２秒以内に消炎した場合は、Ｎ４点とする。第１接炎工程の終了直後から１０秒以上経過後に試料ＳＰ２からの落下物が発生し、かつ、落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合は、Ｎ５点とする。第１接炎工程の終了直後から１０秒未満に試料ＳＰ２からの落下物が発生し、かつ、落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合は、Ｎ６点とする。第１接炎工程の終了後、第２接炎工程が開始されるまで、試料ＳＰ２が消炎しなかった場合を０点とする。
【0051】
また、上記した（Ｂ）群は、以下の７段階の点数の分類を備える。第２接炎工程の終了直後から試料ＳＰ２が消炎するまでの時間が１０秒以下で、かつ、試料ＳＰ２からの落下物がない場合は、Ｎ１点とする。第２接炎工程の終了直後から試料ＳＰ２が消炎するまでの時間が１０秒以上で、かつ、試料ＳＰ２からの落下物がない場合は、Ｎ２点とする。第２接炎工程の終了直後から１０秒以上経過後に試料ＳＰ２からの落下物が発生し、かつ、落下物が落下から２秒以内に消炎した場合は、Ｎ３点とする。第２接炎工程の終了直後から１０秒未満に試料ＳＰ２からの落下物が発生し、かつ、落下物が落下から２秒以内に消炎した場合は、Ｎ４点とする。第２接炎工程の終了直後から１０秒以上経過後に試料ＳＰ２からの落下物が発生し、かつ、落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合は、Ｎ５点とする。第２接炎工程の終了直後から１０秒未満に試料ＳＰ２からの落下物が発生し、かつ、落下物が落下から２秒を経過した後に消炎した場合は、Ｎ６点とする。第２接炎工程の終了後、試料ＳＰ２が６０秒以上消炎しなかった場合を０点とする。
【0052】
上記の分類によれば、試料ＳＰ２の難燃性の状態を、１３段階に分類することができる。このように、燃焼状態の分類の種類数を細分化することにより、難燃性評価結果の信頼性が向上する。この結果、垂直燃焼試験の結果との相関性が高い閾値を見出すことができる。
【0053】
また、上記では、点数を一般化するため、Ｎ１～Ｎ６の変数を用いたが、例えば、後述する実施例に示す結果の場合、Ｎ１は６点、Ｎ２は５点、Ｎ３は４点、Ｎ４は３点、Ｎ５は２点、Ｎ６は１点、として算出している。合否の判定では、（Ａ）群の点数と（Ｂ）群の点数の合計値が１０点以上の電線被覆材料を合格とした。ただし、点数は整数に限定されず、少数や分数でも良い。一方、各点数の比率は、上記した点数配分と同様にすることで、後述する実施例の結果と同様の判定結果が得られる。したがって、上記の点数配分を一般化すると以下のように表現できる。ゼロ以外の正の実数をＲとした場合、Ｎ１の点数は６×Ｒ、Ｎ２の点数は５×Ｒ、Ｎ３の点数は４×Ｒ、Ｎ４の点数は３×Ｒ、Ｎ５の点数は２×Ｒ、Ｎ６の点数は１×Ｒ、として表せる。合否の判定では、（Ａ）群の点数と（Ｂ）群の点数の合計値が１０×Ｒ以上の電線被覆材料を合格とする。
【0054】
実施例として後述するように、上記の点数配分により、本実施の形態の難燃性評価試験の判定結果は、図１に示す垂直燃焼試験の判定結果との高い相関を示す。つまり、本実施の形態によれば、難燃性評価試験の効率を向上し、かつ、ＵＬ規格に定められた垂直燃焼試験と相関性の高い結果が得られる。
【0055】
＜実施例＞
次に、複数種類の電線被覆材料に対して、種々の試験条件を変更して、燃焼試験を実施した。その結果について説明する。なお、表１に記載する実施例は、本願発明者が実施した実験の一部である。
次に、複数種類の電線被覆材料に対して、種々の試験条件を変更して、燃焼試験を実施した。その結果について説明する。なお、表１に記載する実施例は、本願発明者が実施した実験の一部である。
【0056】
【表1】
【0057】
＜試料の調製＞
まず、試験に供する試料の調製方法として、５種類のレシピの電線被覆材料を調整し、それぞれ、図２に示す試料ＳＰ２の形状になるように成形した。試料のレシピとしては以下の５種類を準備した。
まず、試験に供する試料の調製方法として、５種類のレシピの電線被覆材料を調整し、それぞれ、図２に示す試料ＳＰ２の形状になるように成形した。試料のレシピとしては以下の５種類を準備した。
【0058】
まず、難燃ポリエチレン電線の例として表１の材料欄に、ＰＥ（１）と記載される材料、およびＰＥ（２）と記載される材料を準備した。材料ＰＥ（１）は、ベースポリマとして、高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製 ＨＢ２３５Ｒ）を５０重量部、エチレン・エチルアクリレート共重合体（日本ポリエチレン社製 ＥＥＡ１１５０）を４０重量部、塩素化ポリエチレン（昭和電工社製 エラスタレン２５２Ｂ）を１０重量部用いた。また、酸化防止剤として、ペンタエリトリトールテトラキス［３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオナート］（ソンウォン社製 ソンノックス１０１０ＰＷ）を０．５重量部、ペンタエリスリチルテトラキス（３－ラウリルチオプロピオネート）（シプロ化成社製 シーノックス４１２Ｓ）を６重量部、複合型酸化防止剤（アデカ社製 ＡＯ－１８）を３重量部用いた。また、安定剤として、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（アデカ社製 アデカスタブＥＰ１３）を０．３重量部、ハイドロタルサイト（協和化学社製 ＤＨＴ－４Ａ）を６重量部用いた。また、滑剤として、ステアリン酸（花王社製 Ｓ－５０Ｖ）を０．２重量部、銅害防止剤として、Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン（アデカ社製 ＣＤＡ１０）を０．５重量部、架橋助剤としてトリアリルシアヌレート（日本化成社製 ＴＡＩＣ）を５重量部用いた。また、フィラとしてタルク（イメリス社製 タルクＭＶＴ）を５重量部、シリカ（シベルコ社製 イムシルＡ１０）を１０重量部用いた。また、難燃剤として１，２－ビス（プロモフェニル）エタン（アルベマール社製 サイテックス８０１０）を４０重量部、三酸化アンチモン（中国辰州製 ＮＡＮＯ２００）を３５重量部用いた。
【0059】
材料ＰＥ（２）は、ベースポリマとして、高密度ポリエチレン（日本ポリエチレン社製 ＨＢ２３５Ｒ）を５０重量部、エチレン・エチルアクリレート共重合体（日本ポリエチレン社製 ＥＥＡ１１５０）を４０重量部、塩素化ポリエチレン（昭和電工社製 エラスタレン２５２Ｂ）を１０重量部用いた。また、酸化防止剤として、ペンタエリトリトールテトラキス［３－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオナート］（ソンウォン社製 ソンノックス１０１０ＰＷ）を０．５重量部、ペンタエリスリチルテトラキス（３－ラウリルチオプロピオネート）（シプロ化成社製 シーノックス４１２Ｓ）を６重量部、複合型酸化防止剤（アデカ社製 ＡＯ－１８）を３重量部用いた。また、安定剤として、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（アデカ社製 アデカスタブＥＰ１３）を０．３重量部、ハイドロタルサイト（協和化学社製 ＤＨＴ－４Ａ）を６重量部用いた。また、滑剤として、ステアリン酸（花王社製 Ｓ－５０Ｖ）を０．２重量部、銅害防止剤として、イソフタル酸ビス（２フェノキシプロピオニルヒドラジン）（三菱化学ファイン社製 キューノックスＡＸ）を１重量部、架橋助剤としてトリアリルシアヌレート（日本化成社製 ＴＡＩＣ）を５重量部用いた。また、難燃剤として水酸化マグネシウム（協和化学社製 キスマ５Ｐ）を２０重量部、１，２－ビス（プロモフェニル）エタン（アルベマール社製 サイテックス８０１０）を３５重量部、三酸化アンチモン（中国辰州製 ＮＡＮＯ２００）を３５重量部用いた。
【0060】
また、塩化ビニル樹脂電線の例として表１の材料欄に、ＰＶＣと記載される材料を準備した。材料ＰＶＣは、ベースポリマとして、塩素化ポリエチレン（信越化学工業社製 ＴＫ－１３００）を６１重量部、トリメリット酸トリ２－エチルヘキシル（花王ケミカル社製 Ｔ－０８）を２７重量部用いた。また、安定剤として、カルシウム亜鉛系安定剤（水澤化学工業社製 ＮＬ－ＨＴ７）を２．７重量部、フィラとして、焼成クレー（カオリン製 トランスリンク３３）を５．６重量部、難燃剤として、三酸化アンチモン（中国辰州製 ＮＡＮＯ２００）を３．７重量部用いた。
【0061】
また、ノンハロゲン電線の例として表１の材料欄に、ＮＨ（１）と記載される材料、およびＮＨ（２）と記載される材料を準備した。材料ＮＨ（１）は、ベースポリマとして、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ランクセス社製 レバプレン８００ＨＶ）を５０重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体（三井・デュポンポリケミカル社製 Ｖ５２７４）を３６重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体（三井・デュポンポリケミカル社製 ４５ＬＸ）を６重量部、無水マレイン酸変性ブタジエンゴム（三井化学社製 タフマーＭＨ７０２０）を８重量部用いた。また、酸化防止剤として、複合型酸化防止剤（アデカ社製 ＡＯ－１８）を１．５重量部用いた。また、滑剤として、脂肪酸アミド（三菱ケミカル社製 スリパックスＯ）を０．６重量部、銅害防止剤として、Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン（ソンウォン社製 ソンノックス１０２４）を０．５重量部、架橋助剤としてトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学社製 ＴＭＰＴ）を０．５重量部、加工助剤としてポリメチルメタアクリレート（三菱ケミカル社製 Ｐ－１０５０）を４重量部用いた。また、難燃剤として水酸化マグネシウム（神島化学工業社製 マグシーズＳ４）を２５０重量部、メラミンシアヌレート（堺化学工業社製 ＭＣ２０Ｓ）を４０重量部、錫酸亜鉛（水澤化学工業社製 アルカネックスＺＨＳ）を１０重量部用いた。
【0062】
材料ＮＨ（２）は、ベースポリマとして、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ランクセス社製 レバプレン８００ＨＶ）を５０重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体（三井・デュポンポリケミカル社製 Ｖ５２７４）を３６重量部、エチレン・酢酸ビニル共重合体（三井・デュポンポリケミカル社製 ４５ＬＸ）を６重量部、無水マレイン酸変性ブタジエンゴム（三井化学社製 タフマーＭＨ７０２０）を８重量部用いた。また、酸化防止剤として、複合型酸化防止剤（アデカ社製 ＡＯ－１８）を１．５重量部用いた。また、滑剤として、脂肪酸アミド（三菱ケミカル社製 スリパックスＯ）を０．６重量部、銅害防止剤として、Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（３，５－ジ－ｔ－ブチル－４－ヒドロキシフェニル）プロピオニル］ヒドラジン（ソンウォン社製 ソンノックス１０２４）を０．５重量部、架橋助剤としてトリメチロールプロパントリアクリレート（新中村化学社製 ＴＭＰＴ）を０．５重量部、加工助剤としてポリメチルメタアクリレート（三菱ケミカル社製 Ｐ－１０５０）を４重量部用いた。また、難燃剤として水酸化マグネシウム（神島化学工業社製 マグシーズＳ４）を１８０重量部、メラミンシアヌレート（堺化学工業社製 ＭＣ２０Ｓ）を２０重量部用いた。なお、材料ＮＨ（１）と材料ＮＨ（２）とは、難燃剤以外の原料は共通である。
【0063】
上記した５種類の材料のそれぞれは、図２に示す試料ＳＰ２のように短冊形状に成形される。試料ＳＰ２の成形方法は、６インチオープンロールによる混練後、７０トンのプレス成形機を用い、設定温度１８０℃、予熱時間３分、加圧時間２分、加圧圧力１０ＭＰａの条件で、プレス加工を行い、シート状に成形した。そのシートを切断し、複数個の短冊状の試料ＳＰ２を取得した。複数種類のシートを順次成形することができるので、原料の混合を開始してから、試料ＳＰ２を取得するまでに要する時間は、５種類全体で、約９時間程度であった。
【0064】
上記した５種類の材料のそれぞれを用いて形成された複数の試料ＳＰ２のそれぞれには、ベースポリマ等を架橋させるために電子線が照射される。放射線に付与されるエネルギー量は、電線に形成する際に照射される放射線のエネルギー量に合わせられている。例えば、表１の材料ＰＥ（１）および材料ＰＥ（２）には、２０ｋＧｙ（キログレイ）の放射線のエネルギーが付与される。表１の材料ＰＶＣ，材料ＮＨ（１）、および材料ＮＨ（２）のそれぞれには、３０ｋＧｙの放射線のエネルギーが付与される。
【0065】
一方、表１に示すように、上記した５種類の材料のそれぞれは、電線形状に押し出し成形され、図１を用いて説明した垂直燃焼試験にも供された。表１に示す例では、５種類の電線が形成され、図１に示す試料ＳＰ１として調製された。図７は、表１に記載される５種類の材料が成形された試料の形状を示す斜視図である。図７では、内部の導体の形状を見やすくするため被覆材料の一部分を取り除いて示しているが、試料ＳＰ１は、導体ＳＰ１ｃの先端面とその反対面を除く、全体が被覆されている。図７に示すように、試料ＳＰ１は、線径に形成された導体ＳＰ１ｃと、導体ＳＰ１ｃの周囲を被覆する被覆材ＳＰ１ｉとを有する。被覆材ＳＰ１ｉは、導体ＳＰ１ｃの絶縁性を確保する機能、および導体ＳＰ１ｃを保護する機能を備えている。
【0066】
表１に示す材料ＰＥ（１）および材料ＰＥ（２）は、ＵＬ規格のスタイル番号３２６６に適合する電線に形成される。材料ＰＥ（１）で形成された電線および材料ＰＥ（２）で形成された電線の導体ＳＰ１ｃの外径ＳＰｄ１は０．６１ｍｍであり、被覆材ＳＰ１ｉの外径ＳＰｄ２は１．４３ｍｍ、標準厚さＳＰＴ１は、０．４１ｍｍになっている。この電線には、２０ｋＧｙ（キログレイ）の放射線のエネルギーが付与される。
【0067】
表１に示す材料ＰＶＣは、ＵＬ規格のスタイル番号１０１５に適合する電線に形成される。材料ＰＶＣで形成された電線の導体ＳＰ１ｃの外径ＳＰｄ１は０．９４ｍｍであり、被覆材ＳＰ１ｉの外径ＳＰｄ２は２．５６ｍｍ、標準厚さＳＰＴ１は、０．８１ｍｍになっている。この電線には、３０ｋＧｙ（キログレイ）の放射線のエネルギーが付与される。
【0068】
表１に示す材料ＮＨ（１）および材料ＮＨ（２）は、ＵＬ規格のスタイル番号３３８５に適合する電線に形成される。材料ＮＨ（１）で形成された電線および材料ＮＨ（２）で形成された電線のそれぞれの導体ＳＰ１ｃの外径ＳＰｄ１は０．４８ｍｍであり、被覆材ＳＰ１ｉの外径ＳＰｄ２は１．３０ｍｍ、標準厚さＳＰＴ１は、０．４１ｍｍになっている。この電線には、３０ｋＧｙ（キログレイ）の放射線のエネルギーが付与される。
【0069】
上記した５種類の試料ＳＰ１調製するために要する時間は、約１４時間程度であった。
【0070】
＜試験結果の検討＞
表１では、実施例番号（比較例番号も含む）、垂直燃焼試験結果（ＶＷ－１に沿った試験の結果）、試料の下面の面積（単に面積と記載している）、炎の高さ、第１接炎工程の時間（第１接炎と記載している）、第１接炎休止工程の時間（第１休止と記載している）、第２接炎工程（第２接炎と記載している）の時間、第２接炎休止工程の時間（第２休止と記載している）、および燃焼状態を数値化した結果の合計値として得られる評価値が、左欄から順に記載されている。垂直燃焼試験結果の欄は、図１を用いて説明した条件により、ＵＬ１５８１に規定されるＶＷ－１に則った垂直燃焼試験を行い、合格したものには○、不合格だったものには×を記載している。なお、比較例４では、バーナＣＢ１（図４参照）の炎が不安定になり、試験中に消炎してしまったことに伴って測定不能であった。このため、試料の断面積の欄、各工程の時間や評価値の欄は、適用外（Ｎ／Ａ）と記載してある。
表１では、実施例番号（比較例番号も含む）、垂直燃焼試験結果（ＶＷ－１に沿った試験の結果）、試料の下面の面積（単に面積と記載している）、炎の高さ、第１接炎工程の時間（第１接炎と記載している）、第１接炎休止工程の時間（第１休止と記載している）、第２接炎工程（第２接炎と記載している）の時間、第２接炎休止工程の時間（第２休止と記載している）、および燃焼状態を数値化した結果の合計値として得られる評価値が、左欄から順に記載されている。垂直燃焼試験結果の欄は、図１を用いて説明した条件により、ＵＬ１５８１に規定されるＶＷ－１に則った垂直燃焼試験を行い、合格したものには○、不合格だったものには×を記載している。なお、比較例４では、バーナＣＢ１（図４参照）の炎が不安定になり、試験中に消炎してしまったことに伴って測定不能であった。このため、試料の断面積の欄、各工程の時間や評価値の欄は、適用外（Ｎ／Ａ）と記載してある。
【0071】
まず、実施例１～１１に示すように、試料の面積（図２に示す試料ＳＰ２の面ＳＰｂの面積）が５ｍｍ２以上、かつ２２．５ｍｍ２以下の範囲では、垂直燃焼試験の結果と相関する結果が得られた。なお、実施例１～１１では、炎の高さを１０ｍｍ、第１接炎工程から第２接炎休止工程までの４工程の時間をそれぞれ１５秒、とした場合の結果を例示的に示している。炎の高さや上記した各工程の時間が上記した範囲内であれば、垂直燃焼試験の結果と相関する結果が得られることを確認した。また、被覆材料が材料ＮＨ（１）および材料ＮＨ（２）の場合には、試料の面積が１３ｍｍ２の場合を例示的に示したが、他の材料と同様に、５ｍｍ２以上、かつ２２．５ｍｍ２以下の範囲では、垂直燃焼試験の結果と相関する結果が得られることを確認した。
【0072】
比較例１として示すように、材料ＰＶＣの場合、試料の面積が２．５ｍｍ２の試料において、第１接炎工程後の試料の炎が消炎せず、第２接炎工程に進めることができなかった。試料の面積が５ｍｍ２より小さい場合、第１または第２接炎休止工程中に炎が消えにくい傾向がある。被覆材料の種類によっては、試料の面積が５ｍｍ２より小さくても、垂直燃焼試験と同じ合否判定が可能な場合もあるが、本実施の形態の難燃性評価試験の結果の信頼性を向上させるためには、試料の面積が５ｍｍ２以上である必要がある。
【0073】
比較例２として示すように、材料ＰＥ（２）の場合に、試料の面積が４０ｍｍ２の試料において、第１接炎工程後、および第２接炎工程後のそれぞれにおいて、終了直後から１０秒未満に消炎し、かつ、落下物が確認されなかった。試料の面積が大きい場合、炎が図２に示す試料ＳＰ２の面ＳＰｂの全体に当たらないので、垂直燃焼試験に不合格となる材料であっても、比較例２のように評価値が１２点になる場合がある。被覆材料の種類によっては、試料の面積が２２．５ｍｍ２より大きくても、垂直燃焼試験と同じ合否判定が可能な場合もあるが、本実施の形態の難燃性評価試験の結果の信頼性を向上させるためには、試料の面積が２２．５ｍｍ２以下である必要がある。
【0074】
実施例１２～１８に示すように、試料ＳＰ２（図３参照）に接触させるバーナＣＢ１（図３参照）からの炎の高さＤｆ（図３参照）が、７ｍｍ以上、かつ１５ｍｍ以下の範囲では、垂直燃焼試験の結果と相関する結果が得られた。なお、実施例１２～１８では、試料の面積を１３ｍｍ２、第１接炎工程から第２接炎休止工程までの４工程の時間をそれぞれ１５秒、とした場合の結果を例示的に示している。試料の面積や上記した各工程の時間が上記した範囲内であれば、垂直燃焼試験の結果と相関する結果が得られることを確認した。また、炎の高さが１５ｍｍの場合の例は、被覆材料が材料ＰＥ（１）の場合および材料ＰＥ（２）の場合について例示的に示したが、他の材料の場合にも、同様に、炎の高さが、７ｍｍ以上、かつ１５ｍｍ以下の範囲では、垂直燃焼試験の結果と相関する結果が得られることを確認した。ただし、炎の高さが高く、火力が大きいと、相関性が得られなくなる傾向がある。したがって、本実施の形態の難燃性評価試験の信頼性を向上させるためには、７ｍｍ以上かつ１０ｍｍ以下が特に好ましい。
【0075】
また、比較例３として示すように、材料ＮＨ（１）の場合、試料の面積が６．５ｍｍ２の試料において、炎の高さを２０ｍｍとすると、評価値が７点であった。炎の高さを２０ｍｍで安定させるために、燃料ガスの量を増やしたために、試料が燃焼し易かったためと考えられる。評価値が７点は、実施例２、３、６、１１、および１３と同程度であり、不合格とすべき評価点である。つまり、材料ＮＨ（１）については、垂直燃焼試験の結果と相関しない結果となった。また、比較例４として、炎の高さが５ｍｍの場合にも実験を試みたが、炎が安定せず、接炎中に消えてしまった。このように、炎の高さは、７ｍｍ以上、かつ１５ｍｍ以下であることが必要で、７ｍｍ以上、かつ１０ｍｍ以下が特に好ましい。
【0076】
実施例１９～２８に示すように、上記した第１接炎工程、第１接炎休止工程、第２接炎工程、および第２接炎休止工程の時間が、１２秒以上、かつ１８秒以下の範囲では、垂直燃焼試験の結果と相関する結果が得られた。なお、実施例１９～２８では、試料の面積を１３ｍｍ２、炎の高さを１０ｍｍ、とした場合の結果を例示的に示している。試料の面積や炎の高さが上記した範囲内であれば、垂直燃焼試験の結果と相関する結果が得られることを確認した。なお、実施例２５の場合、評価値が１０点になっているが、実施例２５よりも条件的に燃焼し易い実施例２１での評価値が１１点になっている。また、垂直燃焼試験の結果が不合格のものは、全ての実施例において、８点以下になっている。このため、１点程度の誤差により、評価値が変化したとしても、評価値が１０点以上のものを合格と判定すれば、垂直燃焼試験との相関性は得られると考えられる。
【0077】
また、条件的に最も燃焼し易い実施例２１および２８、最も燃焼し難い実施例２０および２７のそれぞれにおいて、垂直燃焼試験の結果との相関性が得られた。したがって、第１接炎工程、第１接炎休止工程、第２接炎工程、および第２接炎休止工程のそれぞれの時間は、１２秒以上、かつ１８秒以下の範囲でそれぞれ任意に設定することができる。表１に示す例では、第１接炎工程の時間と第２接炎工程の時間を同じに設定し、第１接炎休止工程と第２接炎休止工程との時間を同じに設定したが、これらを互いに異なる時間にしても良い。
【0078】
比較例５として示すように、第１接炎工程、第１接炎休止工程、第２接炎工程、および第２接炎休止工程のそれぞれの時間を２５秒とした場合、材料ＰＥ（１）の評価値が７点になった。また、比較例６として示すように、第１接炎工程、第１接炎休止工程、第２接炎工程、および第２接炎休止工程のそれぞれの時間を１０秒とした場合、材料ＰＥ（２）の評価値が１２点になった。つまり、各工程の時間が１０秒以下の場合、および各工程の時間が２５秒以上の場合には、垂直燃焼試験との相関性が得られない。
【0079】
なお、上記した電線被覆材料の評価方法は、電線被覆材料の開発段階で行う試験である。しかし、以下のように、電線の製造工程の一部として考えることもできる。すなわち、電線被覆材料の評価を行う工程と、評価の結果、合格した前記電線被覆材料から成る電線を製造する工程と、を有する電線の製造方法として考えることができる。前記電線被覆材料の評価を行う工程において、既に説明した電線被覆材料の評価方法を適用する。この場合、電線を製造した段階で、垂直燃焼試験を実施することになるが、既に電線被覆材料の段階で、垂直燃焼試験の結果が推定できるので、製造された電線は、垂直燃焼試験に合格する。
【0080】
本発明は前記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能である。
い範囲で種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【0081】
本発明は、電線被覆材料の評価に利用可能である。
【符号の説明】
【0082】
ＣＢ１ バーナ
Ｄ１，Ｄ２ 距離
ＦＬ１ 指標旗
ＨＬ１ 把持部
ＨＬ２ 支持部
ＨＬＤ 固定治具
Ｐ 位置
ＳＣ１ 外科用綿
ＳＰ１，ＳＰ２ 試料
ＳＰ１ｃ 導体
ＳＰ１ｉ 被覆材
ＳＰｂ，ＳＰｔ 面
ＳＰｄ１，ＳＰｄ２ 外径
ＳＰｓ 側面
ＳＴＧ１ 作業台
ＷＤ１ 固定台
ＷＤｔ 固定面
θ１ 傾斜角度
Ｄ１，Ｄ２ 距離
ＦＬ１ 指標旗
ＨＬ１ 把持部
ＨＬ２ 支持部
ＨＬＤ 固定治具
Ｐ 位置
ＳＣ１ 外科用綿
ＳＰ１，ＳＰ２ 試料
ＳＰ１ｃ 導体
ＳＰ１ｉ 被覆材
ＳＰｂ，ＳＰｔ 面
ＳＰｄ１，ＳＰｄ２ 外径
ＳＰｓ 側面
ＳＴＧ１ 作業台
ＷＤ１ 固定台
ＷＤｔ 固定面
θ１ 傾斜角度
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】