氟塑料电缆材料介绍
氟塑料电缆材料介绍
传输速度的高速化和高度的阻燃性能 ：CMP阻燃通信电缆的外包覆材料
·耐火性能
·实施大规模试验得出的阻燃性能比较结果
·CMP阻燃通信电缆的外包覆材料
·电气特性
·美国采用的电缆外包覆材料
·**性的阻燃性试验
| CMP阻燃通信电缆的特征 | |||
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(2)燃烧能量低 即使强制使其燃烧所发生的燃烧能量非常低(仅为聚乙烯的1/9)，所以不必担心其火焰的蔓延。 (3)低烟 发生火灾时冒出的浓烟将成为阻碍人员避难和消防救护活动的因素。该材料燃烧后所发出的烟雾以及气体极少。 | ||
 | (1)毒性低 分解温度高，所以能赶在发出分解气体之前避难。纽约州的试验结果表明，该材料的毒性和无卤型聚乙烯基本相同。 (2)侵蚀性低 试验结果表明，该材料的分解气体对电气产品电路的影响不比聚乙烯·氯乙烯大。 | ||
 | (1)传送损耗低 介电率·介电损耗因数低于其它树脂，可减低传送损耗，不失为*佳的绝缘材料。 (2)传输速度高 介电率低，尤其适宜于用做要求高速传输的5类增强电缆以及6类LAN电缆的绝缘材料。 | ||
 | (1) 铺设简单 可不套金属管线布线，便于铺设和改换布线。 (2)容积小·重量轻 因其优异的电特性和机械强度，电缆绝缘材料的包覆厚度得以变薄，大量的电缆捆在一起也不会占用太多的空间。 (3)对环境的依存性小 具有优异的耐热性、耐候性、耐药性、耐寒性，可长期使用。 | ||
| 建议 尽管建筑物不可能只由完全不燃烧的材料构成，但我们可以尽可能地采用防火性能高的材料。 万一火苗没能得到控制而导致火灾时，*重要的是能尽快逃离现场。 使用氟树脂「NEOFLON FEP」为材料的电缆，则可以控制火势蔓延和烟雾发生，以保证迅速离开现场。 以氟树脂「NEOFLON FEP」为材料的电缆是本公司为智能建筑物的综合布线系统所特别推荐的产品。 |
耐火性能：
作为高层建筑内LAN电缆的外皮保护层材料，氟树脂〈NEOFLONFEP〉具有以下优势。LAN电缆要求具有能控制火势蔓延、通信高速化的特点，而氟树脂〈NEOFLONFEP〉所具有的特性表明它有充分的理由能够充当其包覆材料。
(1)阻燃性
NEOFLONFEP是一种极限氧指数超过95%的阻燃材料，其燃烧能非常低。即使发生火灾，它也不会成为使火势进一步蔓延的二次火灾源。
<表-2>阻燃性（极限氧指数）比较
| 特性/种类 | 氟树脂 | 其它树脂 | ||
| FEP | ECTFE | PE | PVC | |
| 极限氧指数 ※(Oxgen index %) | >95 | 60 | 18 | 45 |
※ASTM No.D2863
※极限氧指数即表示氧指数是指使该材料继续燃烧而不熄灭所需的氧气量的百分比。
※ PE：聚乙烯、PVC：聚氯乙烯
<图-6>各种材料的燃烧能量比较
(2)CMP阻燃通信电缆的阻燃性和低烟性（斯泰纳风洞试验）
美国NFPA(National Fire ProtectionAssociation：全美防火协会)为防止由于铺设在走廊吊顶层、密闭的管道内或活动地板内的电缆引起的火灾蔓延，对电缆外皮保护层材料以及电缆的阻燃性能作出了严格规定。采用FEP材料作为绝缘层的电缆通过了该协会的阻燃性能认证，经UL910斯泰纳风洞试验(NFPA-262)证明，采用FEP材料作为保护层的电缆具有和铁制金属管同等的低燃烧性和低烟性特性。＜图７＞＜图８＞＜图９＞
<图-7>斯泰纳风洞试验（UL910）
斯泰纳风洞试验（UL910）通过实际使用电缆来测试电缆的耐燃性和发烟率，其测试结果近似于实际发生火灾情况下的使用结果。日本（社）电线综合技术中心（简称：JECTEC）拥有这种测试设备。
＜测试方法＞
将电缆横铺在7.3m长的铁制架上，向煤气炉鼓风，测试在煤气炉燃烧下电缆的火焰蔓延距离以及从电缆冒出的烟雾量，试验时间持续20分钟。
各种电缆的试验结果如<图-8>丄<图-9>
<图-8>蔓延率比较（火焰蔓延） <图-9>浓烟率比较
·火焰蔓延距离在1.5m以下为合格 ·峰位烟密度在0.5以下为合格
※注： 绝缘体
护套材料
实施大规模试验得出的阻燃性能比较结果：
下列图片是**阻燃性试验中采用大规模试验设备（BRE/FRS所有）对LAN电缆的阻燃性能和冒烟率作出的比较测试结果。试验方法是将由200根电缆组成的电缆捆摆放于吊灯层空间，放在事先准备在下层房子右端的木材发出的火焰下烘烤，以测试电缆的延烧以及冒烟情况，试验时间持续60分钟。试验时，用鼓风机从上端抽出空气，制造强制性的空气流，以忠实地再现实际火灾情景。根据电缆的不同种类，实施了3次试验。请参照下面3张图片。
另外，采用斯坦纳管道试验（ＵＬ９１０）方法也能得出同样的结果。
[绝缘材料／包装材料]
上层：普通通信电缆 [ CMX]
中层：低烟无卤通信电缆 [ CSOH/CM
下层：阻燃通信电缆 [CMP]
注）LSZH：低烟无卤树脂、PE：聚乙烯
 | 点火后经过1分53秒后 | 上层：普通电缆（CMX) | 点着了。浓烟笼罩，视野模糊。 |
| 中层：低烟无卤电缆（LSOH/CM) | 无变化 | ||
| 下层：阻燃电缆（CMP） | 无变化。 |
 | 点火后经过14分53秒后 | 上层：普通电缆（CMX) | 已全部燃烧 |
| 中层：低烟无卤电缆（LSOH/CM) | 比上层着火晚，点火6分钟后开始燃烧。 火势与上层一样迅速蔓延。 | ||
| 下层：阻燃电缆（CMP) | 无变化。 |
CMP阻燃通信电缆的绝缘层材料：
随着通信事业的迅速发展，不远的将来，图像通信的传输速度将提高至100Mbps以上。从长远来看，尽快引进采用具有优异电性能的FEP材料制造的CMP阻燃通信电缆是非常有利的。FEP具有优良的阻燃性能，万一发生火灾时，它对火势的蔓延能起到一定的控制作用。
●图
LAN电缆的外皮保护层材料要求具有传输高速化、阻燃性高的特性。下面是适宜于用作LAN电缆保护层材料的主要构成：
注※ 4 外皮保护层材料
PVC:聚氯乙烯树脂
PVDF:聚偏氟乙烯
ECTFE:乙烯-三氟氯乙烯共聚物
PE:聚乙烯
※ ７ 其它:FEP以外的绝缘电线
※ ８ LSF:低烟性Hume PE
※ ９ LSZH:低烟无卤PE
※１０ FR:增加阻燃性能
※１１ 加＜＞符号:日英美三国1995年的主流产品
电气特性:
（1）介电率、介电损耗因数和信号衰减量
以下公式表明了介电率、介电损耗因数和信号衰减量的关系以及介电率和信号传输速度的关系。如表5所示，FEP的介电率和介电损耗因数指数在所有树脂中为*小。这表明FEP的信号衰减小、传输速度高，是*适宜于LAN电缆的包覆材料。
<表-5>各种塑料的电特性
| 特性（周波数） | FEP | 低密度PE | 交联式PE | 高密度PE | 软质PVC | |
| 介电率 | 103Hz | 2.1 | 2.25～2.35 | 2.27～7.40 | 2.30～2.35 | 4.0～5.0 |
| 106Hz | 2.1 | 2.25～2.35 | 2.27～7.50 | 2.30～2.35 | 3.5～4.5 | |
| 介电损耗因数 | 103Hz | 6×10-5 | <5×10-4 | 0.0005～0.049 | <3×10-4 | 0.09～0.16 |
| 106Hz | 5×10-4 | <5×10-4 | 0.0004～0.005 | <3×10-4 | 0.09～0.10 | |
<表-6>包覆材料的种类和阻尼率
| 频率 (MHz) | 5类 (EIA/TIA规格) | 5类 FEP/FEP※1 | 5类 FEP/PVC※1 | 3类 PVC/PVC※1 |
| 10 | 6.6 | 5.9 | 5.9 | 8.2 |
| 16 | 8.2 | 7.5 | 7.5 | 11.4 |
| 20 | 9.2 | 8.5 | 8.5 | 12.8 |
| 31.25 | 11.8 | 11.2 | 11.2 | 16.9 |
| 62.50 | 17.1 | 16.1 | 16.1 | 27.3 |
| 100 | 22.0 | 20.5 | 20.5 | 38.7 |
※1：[绝缘体/包装材料]
（2）频率、环境温度依存性
FEP的介电率和介电损耗因数比其它材料小，而且在极广的频率带范围内都几乎不变。在高频率范围也能保持低介电率、低介电损耗因数的FEP包覆电缆，在高速传输（高频率领域）领域的信号阻尼率小于其它材料。所以，我们确信它能满足今后不断发展的高速化信息系统的需求。
另外，FEP所具有的这些电气特性不受环境温度影响，用于室内布线时，即使温度发生变化，通信系统也不会受到任何影响。
<图-15>介电率的频率、环境依存性
<图-16>介电损耗因数的频率、环境依存性
美国采用的电缆外皮保护层材料:
■高层建筑的防火对策
70年代，**贸易大厦等高层建筑中曾经多次发生大规模火灾。火灾规模迅速扩大的原因之一是由于铺设在吊顶层、活动地板里层的电线、电缆的包覆材料引起的火势蔓延。1975年，美国政府在有关防火措施的法律中规定：铺设在吊顶层、活动地板里层的电线、电缆必须采用金属管。1978年，又制定了防火测试标准（UL910）。因FEP材料和以FEP为基础的混合材料具有优异的阻燃性能用其为绝缘层电缆可达到UL910的测试要求，美国国家电器规程（NEC）中，规定此种电缆可不用套金属管布线放在plenum空间内，并称之为CMP等级。因此CMP电缆在美国迅速得到普及应用。
●Plenum和Plenum电缆
Plenum是指天花板上和地板下面，用于空调风管、布线、维护等空间。铺设在Plenum空间的电缆要求通过UL910测试。
■通信系统的高速化
美国的商用楼宇LAN电缆布线标准（EIA/TIA-568A※１）中，对信号传输速度以及与之相适应的电缆规格作出了明确规定（表-1）。5类电缆作为信号传输速度*高的LAN电缆得到认可。5类电缆能支持目前所有的通信系统，所以美国的LAN电缆都采用它。
其中，作为用于通信速度为１５５Ｍｂｐｓ※2的ＡＴＭ※3和1Gbps的6类电缆，FEP包覆电线也受到推崇，可望成为支持新一代高速通信网的LAN电缆。
●表-1
美国的非屏蔽双绞线电缆(UTP)规格(EIA/TIA-568A)和外包覆材料
| 分类 | 包覆材料※４ | 内容及用途 | |
| [绝缘材料/护套材料] | |||
| 1类 | PVC/PVC | 用于简易通信 | 没有得到EIA/TIA-568A规格的承认 LAN电缆不采用 |
| 2类 | PVC/PVC | 用于音声等低等级通信 | |
| 3类 | PVC/PVC FEP/PVDF FEP/ECTFE ECTFE/ECTFE | 用于１６MHz以下的信号传输 用于１０Mbps以下的LAN电缆 例如：4Mbps Token Ring※５, 10BASE-T※６ | |
| 4类 | FEP/PVC FEP/ECTFE FEP/FEP | 用于２０MHz以下的信号传输 用于１６Mbps以下的LAN电缆 例如：低损耗10 BASE-T, 16Mbps Token Ring | |
| 5类 | FEP/PVC FEP/FEP FEP/ECTFE | 用于１００MHz以下的信号传输 用于１００Mbps以下的LAN电缆 例如：100 BASE-X※６, 16Mbps TokenRing ATM(at 156Mbps) | |
注※１ EIA/TIA-568A
EIA(Electronic Industries Association)
TIA(Telecommunication Industries Association)
制定的美国商业建筑布线规格
※２ Mbps:Mega bit per second 信号传输速度单位
※３ ATM:Asynchronous Transfer Mode 新一代高密度高速通信系统
※４ 包覆材料
PVC:氯乙烯树脂
PVDF:聚偏氟乙烯
ECTFE:乙烯-三氟氯乙烯共聚物
PE:聚乙烯
※５ Token Ring:IBM开发的电脑LAN系统
※６ 10 BASE-T, 100 BASE-X
Xerox, Intel, Digital Equipment 3公司共同开发的电脑LAN、"以太网"标准系统
**性的阻燃性试验：
目前，**各国都在就如何利用各种试验设备、试验方法忠实地再现火灾实况，以检测各种电缆的阻燃性能而进行探讨。其中，斯泰纳风洞试验设备（UL910）适宜于进行实体火灾的大规模试验，被认为是理想的试验装置。目前**上共有5台这种装置。除美国、英国各拥有两台外，日本（社）电线综合技术中心（简称：JECTEC）也拥有1台。
图-3 阻燃性能试验的层次结构
注※１ BRE/FRS:
英国Building Research Establishment/Fire Research Station 的简称。
原英国环境厅的相关机关
