JP2004341266A

JP2004341266A - Tensile material for cable and its manufacturing method

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Publication number: JP2004341266A
Application number: JP2003138114A
Authority: JP
Inventors: Eiji Fujioka; 英治藤岡; Rokuro Sakai; 麓郎酒井; Toshihiko Naito; 淑彦内藤; Junya Tajima; 純也田島; Yoshihiro Amano; 順弘天野; Yoshiaki Suzuki; 義昭鈴木
Original assignee: Du Pont Toray Co Ltd; Sakai Sangyo KK
Current assignee: Du Pont Toray Co Ltd; Sakai Sangyo KK
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2004-12-02

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tensile material for cable that prevents expansion in cable making and that improves adhesiveness to a sheath material, and its manufacturing method . <P>SOLUTION: In a linear tensile material 12 that is imbedded in the sheath material 13 of a cable, on the outer surface of a core material 12a for which a fiber is covered with a thermosetting resin, there is installed at least one kind of film 12b selected from an ethylene based elastomer, ethylene vinylacetate copolymer, and ethylene methacrylic acid copolymer or its ionomer resin. The core material 12a having a tensile effect is put through a water-dispersion solution of a polyolefine based resin, and then dried to form the film 12b on the outer surface. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルのシース材に埋設される線状の抗張材及びその製造方法に関し、更に詳しくは、シース材に対する密着性を改善したケーブル用抗張材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ケーブルのシース材に埋設される抗張材として、高強度かつ高弾性率の有機繊維やガラス繊維を熱硬化性樹脂で固めたものがある。このような抗張材は軽量であり、しかも絶縁性に優れるという利点がある。そのため、上記抗張材を備えた光ファイバーのケーブルを構成し、これを利用して光ファイバーの布設を行うことが提案されている。
【０００３】
しかしながら、繊維を熱硬化性樹脂で固めた抗張材は、熱可塑性樹脂からなるシース材に対する密着性が悪いという問題がある。そのため、シース材と抗張材との密着性が不十分であると、両者間に相対的な滑りを生じ易くなり、シース材から抗張材が抜け易くなる。特に、ケーブルを金具等により外側から押さえ込むようにして固定する場合、抗張材とシース材との間に相対的な滑りを生じると、固定されたシース材に対して抗張材が長手方向に変位するので、その抗張作用を十分に発揮できなくなる。そして、光ファイバー心線をケーブルに沿って布設する場合において、抗張材とシース材との間に相対的な滑りを生じると、光ファイバー心線に張力が直接掛かり、断線等の不都合を生じることになる。
【０００４】
そのため、抗張材とシース材との間に接着層を介在させて両者の密着性を高めることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、抗張材の補強繊維又はマトリックス樹脂が空気中の水分を吸収し易い場合、ケーブルを作成するときに抗張材から水分が蒸発することによって膨れを起こすことがある。また、熱可塑性樹脂を溶融押出により抗張材の周りに塗布する場合、その皮膜が必要以上に厚くなるため、抗張材における繊維の占有率が低下し、補強効率が不十分になるという不都合がある。更に、皮膜を形成するための溶融押出機を備え付ける必要があり、設備コストが大幅に増大するという不都合もある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１７１６７３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ケーブル作成時の膨れを防ぎ、シース材に対する密着性を改善することを可能にしたケーブル用抗張材及びその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のケーブル用抗張材の製造方法は、ケーブルのシース材に埋設される線状の抗張材の製造方法において、抗張作用を有するコア材をポリオレフィン系樹脂の水分散溶液中に通した後、該コア材を乾燥させて外表面に皮膜を形成することを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、抗張材のシース材に対する密着性を改善するために、コア材の外表面にポリオレフィン系樹脂の皮膜を形成する。その際、コア材をポリオレフィン系樹脂の水分散溶液中に通した後、該コア材を直ちに乾燥させて外表面に皮膜を形成するので、皮膜形成後においては空気中の水分が抗張材に吸収され難くなる。従って、ケーブル作成時の膨れを防ぎ、シース材に対する密着性を改善することができる。
【０００９】
また、ポリオレフィン系樹脂の水分散溶液を用いて皮膜を形成した場合、その皮膜を可及的に薄くすることが可能である。そのため、抗張材における繊維等の補強部材の占有率が高くなり、その補強効率を高めることができる。
【００１０】
更に、ポリオレフィン系樹脂の水分散溶液を用いることにより、溶融押出機のように高価な設備が不要になる。従って、シース材に対する密着性を改善したケーブル用抗張材を安価な設備で製造することができる。
【００１１】
抗張材とシース材との密着性を向上するために、水分散溶液を構成するポリオレフィン系樹脂としては、エチレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂から選ばれた少なくとも１種を用いることが好ましい。
【００１２】
一方、上記目的を達成するための本発明のケーブル用抗張材は、ケーブルのシース材に埋設される線状の抗張材において、抗張作用を有するコア材の外表面に、エチレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂から選ばれた少なくとも１種からなる皮膜を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
このようにコア材の外表面にエチレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂の皮膜を形成することにより、抗張材とシース材との密着性を改善し、その密着性を長期間にわたって良好に維持することができる。その結果、ケーブルにおいて、抗張材とシース材との間に相対的な滑りを生じ易くなり、シース材から抗張材が抜け難くなる。特に、ケーブルを金具等により外側から押さえ込むようにして固定する場合、抗張材とシース材との間に相対的な滑りを生じ難くし、その抗張作用を十分に発揮することが可能になる。
【００１４】
ここで、抗張材を覆う皮膜は、前述したケーブル用抗張材の製造方法にしたがって、エチレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂の水分散溶液を用いて形成すると良い。また、皮膜の厚さは５〜１００μｍであることが望ましい。
【００１５】
更に、本発明の光ファイバーケーブルは、上記抗張材をシース材に埋設したことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明において、抗張作用を有するコア材は、繊維と熱硬化性樹脂との複合材料、繊維と熱可塑性樹脂との複合材料、或いは、金属材料から構成することが可能であるが、エチレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂の皮膜は繊維を熱硬化性樹脂で被覆したコア材の場合に特に有効である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態からなる光ファイバーケーブルを示すものであり、図２はその抗張材とシース材を拡大して示すものである。図１に示すように、この光ファイバーケーブルは、例えば、直径１．２ｍｍの鋼線からなる１本の支持線１１と、２本の抗張材１２，１２とをシース材１３で一体的に被覆すると共に、シース材１３における抗張材１２，１２間の位置に２本の光ファイバー心線１４，１４を挿入した構成になっている。図２に示すように、抗張材１２はコア材１２ａと皮膜１２ｂとから構成されている。
【００１９】
コア材１２ａは、有機繊維、炭素繊維、ガラス繊維、セラミック繊維等の繊維と樹脂との複合材料から構成されている。これら繊維は抗張材の長手方向に連続的に延在している。繊維としては、特にガラス繊維又は有機繊維を用いることが好ましい。有機繊維としては、樹脂と複合したときの引張強度と曲げ強度が高いことが望まれるので、アラミド繊維、ポリアミド繊維（例えば、ナイロン繊維）、ポリエステル繊維、ポリエチレン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、全芳香族ポリエステル繊維、ポリイミド繊維等が好ましい。また、繊維には抗張材の形状が真円になるように予め撚りを掛けるのが望ましい。
【００２０】
コア材１２ａを複合化するための樹脂は、熱硬化性樹脂でも熱可塑性樹脂でも良いが、曲げ剛性を高くするために熱硬化性樹脂を用いるほうが良い。熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられるが、特にエポキシ樹脂が好ましい。また、熱可塑性樹脂としては、ポリアミド樹脂（例えば、ナイロン樹脂）、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。
【００２１】
皮膜１２ｂは、ポリオレフィン系樹脂から構成されている。ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン系エラストマー、ポリプロピレン系エラストマー、低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、低分子ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−ポリプロピレンのアロイ品、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂等が挙げられるが、特に密着性の観点からエチレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂が好ましい。ここで言うアイオノマー樹脂は、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間をＮａ^＋Ｚｎ^２＋などの金属イオンで架橋したものである。
【００２２】
皮膜１２ｂは、後述するようにポリオレフィン系樹脂の水分散溶液を用いて生成されることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂の水分散溶液は、界面活性剤を使用した溶液でも変性ポリオレフィンを用いた溶液でも良い。また、皮膜１２ｂの厚さは５〜１００μｍであることが好ましい。皮膜１２ｂの厚さが過大であると、抗張材における繊維の占有率が不十分になり、抗張作用が低下する要因となる。
【００２３】
一方、シース材１３にはポリエチレン樹脂等のポリオレフィン樹脂が一般に使用されるが、それ以外の熱可塑性樹脂を使用することも可能であり、また難燃性を高めるために無機物等を配合することが望ましい。
【００２４】
次に、本発明の抗張材の製造方法について説明する。図３は本発明の抗張材を製造するための装置を例示するものである。図３に示すように、繊維ボビン２１から供給される抗張材の繊維ｆは、熱硬化性樹脂の主剤と硬化剤とを混合状態で貯留する樹脂槽２２、ダイス２３、ヒーター２４、ポリオレフィン系樹脂（例えば、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂）の水分散溶液（ディスパージョン）を貯留する樹脂槽２５、ダイス２６、ヒーター２７を通過してワインダー２８に巻き取られるようになっている。
【００２５】
上記装置では、樹脂槽２２において繊維ｆに対して熱硬化性樹脂を含浸し、この熱硬化性樹脂を含浸した繊維ｆがヒーター２４を通過する際に熱硬化性樹脂を硬化させてコア材１２ａを形成する。次いで、樹脂槽２５においてコア材１２ａをポリオレフィン系樹脂の水分散溶液中に通した後、この水分散溶液が付着したコア材１２ａをヒーター２７で乾燥させて外表面にポリオレフィン系樹脂の皮膜１２ｂを形成する。これにより、コア材１２ａと皮膜１２ｂとからなる抗張材１２を得る。
【００２６】
上述のようにポリオレフィン系樹脂の水分散溶液を用いて皮膜１２ｂを形成した場合、その厚さを５〜１００μｍの範囲で薄くすることが可能であるが、水分散溶液中の樹脂濃度を調整することで皮膜１２ｂの厚さを任意に調整できるという利点もある。水分散溶液中の樹脂濃度は、５〜５０重量％の範囲であれば良く、特に１０〜３０重量％の範囲が好ましい。樹脂濃度を上記範囲に設定することで、良好な皮膜の形成が可能になる。
【００２７】
上述のように熱硬化性樹脂をマトリックスとするコア材１２ａの外表面にエチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂の皮膜１２ｂを形成することにより、抗張材１２とシース材１３との密着性を改善し、その密着性を長期間にわたって良好に維持する。その結果、光ファイバー布設用ケーブルは、抗張材１２とシース材１３との相対的な滑りを生じ難く、抗張作用の持続が可能になるので、光ファイバー心線１４への張力負荷を回避し、断線等の不都合を防止することができる。
【００２８】
また、コア材１２の外表面にポリオレフィン系樹脂の皮膜１２ｂを形成するに際し、ポリオレフィン系樹脂の水分散溶液を用いるので、溶融押出機のように高価な設備が不要である。従って、シース材１３に対する密着性を改善した抗張材１２を安価な設備で製造することができる。
【００２９】
更に、コア材１２ａの外表面に形成されたポリオレフィン系樹脂からなる皮膜１２ｂは、吸湿による抗張材１２の水分率の上昇を抑える作用を有している。そのため、抗張材１２をシース材１３で被覆してケーブルを製造する際に、抗張材１２に含まれる水分に起因して、抗張材１２とシース材１３との密着性が低下するのを避けることができる。
【００３０】
なお、抗張材１２に含まれる補強繊維が空気中の水分を吸収し易い場合は、水分率管理を十分に行う必要がある。そのためには抗張材１２の表面に繊維が現れないように抗張材１２の表面にて樹脂層が５μｍ以上の厚さを保って空気中の水分の吸収を防ぐことが望ましい。また、ケーブル作成時にケーブル表面に膨れを起こさないためには、抗張材１２の水分率が１．０重量％以下であることが望ましい。
【００３１】
上述した実施形態ではコア材１２ａを繊維と樹脂との複合材料から構成した場合について説明したが、本発明ではコア材１２ａを鋼線から構成することも可能である。また、上記実施形態では鋼線からなる支持線１１も抗張作用を有しているので、該支持線１１をコア材とし、その周囲にエチレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂から選ばれた少なくとも１種の皮膜を形成しても良い。
【００３２】
本発明において、抗張材の製造装置は上記実施形態に限定されるものではなく、必要な工程を実施可能である限り、その装置構造及びレイアウトを種々変更することが可能である。
【００３３】
本発明の抗張材は、主に光ファイバー心線を付設するときに必要な光ファイバー布設用として好適であるが、それ以外の用途にも適用することができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明のケーブル用抗張材を試作した内容について説明する。
【００３５】
実施例１：
熱硬化性樹脂と繊維との複合材料からなるロッドを抗張材のコア材とした。繊維にはアラミド繊維〔ＫＥＶＬＡＲ（商標名）Ｋ４９１５８０ｄｔｅｘ東レ・デュポン社製〕を選び、その繊維に撚り係数１．５の撚りをかけた。樹脂にはエポキシ樹脂（主剤Ｅｐ６００３、硬化剤Ｅｋ１５０Ｄジャパンエポキシレジン製）を選び、主剤と硬化剤の割合を１００：１４．５にして混合後約３０分間攪拌した。皮膜を形成するための材料としては、濃度が２５重量％であるエチレン−メタクリル酸共重合体の水分散溶液を使用した。
【００３６】
装置には引き抜き成型機を用いた。そして、繊維をエポキシ樹脂に含浸し、直径０．５２ｍｍのダイスを通した後、該エポキシ樹脂をヒーターで硬化させてコア材を形成した。次いで、コア材をエチレン−メタクリル酸共重合体の水分散溶液中に通し、直径０．６０ｍｍのダイスを通した後、コア材をヒーターで乾燥させて外表面に皮膜を形成し、抗張材を得た。糸の処理速度は１０ｍ／ｍｉｎとし、ヒーター温度はいずれも１５０〜２２０ ℃に設定した。エポキシ樹脂の硬化時間は約２分３０秒であり、皮膜の乾燥時間は約６０秒である。
【００３７】
実施例２：
熱硬化性樹脂と繊維との複合材料からなるロッドを抗張材のコア材とした。繊維にはアラミド繊維〔ＫＥＶＬＡＲ（商標名）Ｋ４９１５８０ｄｔｅｘ東レ・デュポン社製〕を選び、その繊維に撚り係数１．５の撚りをかけた。樹脂にはエポキシ樹脂（主剤Ｅｐ６００３、硬化剤Ｅｋ１５０Ｄジャパンエポキシレジン製）を選び、主剤と硬化剤の割合を１００：１４．５にして混合後約３０分間攪拌した。皮膜を形成するための材料としては、濃度が２５重量％であるアイオノマー樹脂の水分散溶液を使用した。
【００３８】
装置には引き抜き成型機を用いた。そして、繊維をエポキシ樹脂に含浸し、直径０．５２ｍｍのダイスを通した後、該エポキシ樹脂をヒーターで硬化させてコア材を形成した。次いで、コア材をアイオノマー樹脂の水分散溶液中に通し、直径０．６０ｍｍのダイスを通した後、コア材をヒーターで乾燥させて外表面に皮膜を形成し、抗張材を得た。糸の処理速度は１０ｍ／ｍｉｎとし、ヒーター温度はいずれも１５０〜２２０ ℃に設定した。エポキシ樹脂の硬化時間は約２分３０秒であり、皮膜の乾燥時間は約６０秒である。
【００３９】
比較例１：
熱硬化性樹脂と繊維との複合材料からなるロッドを抗張材とした。繊維にはアラミド繊維〔ＫＥＶＬＡＲ（商標名）Ｋ４９１５８０ｄｔｅｘ東レ・デュポン社製〕を選び、その繊維に撚り係数１．５の撚りをかけた。樹脂にはエポキシ樹脂（主剤Ｅｐ６００３、硬化剤Ｅｋ１５０Ｄジャパンエポキシレジン製）を選び、主剤と硬化剤の割合を１００：１４．５にして混合後約３０分間攪拌した。
【００４０】
装置には引き抜き成型機を用いた。そして、繊維をエポキシ樹脂に含浸し、直径０．５０ｍｍのダイスを通した後、該エポキシ樹脂を硬化させて抗張材を得た。糸の処理速度は１０ｍ／ｍｉｎとし、ヒーター温度は１５０〜２２０ ℃に設定した。エポキシ樹脂の硬化時間は約２分３０秒である。
【００４１】
比較例２：
直径０．４ｍｍで表面が塩化ビニル樹脂でコーティングされているガラスロッドを抗張材とした。
【００４２】
実施例３：
熱可塑性樹脂と繊維との複合材料からなるロッドを抗張材のコア材とした。繊維にはアラミド繊維〔ＫＥＶＬＡＲ（商標名）Ｋ２９１６７０ｄｔｅｘ東レ・デュポン社製〕を選び、樹脂にはナイロン６６樹脂〔アミラン（商標名）東レ社製〕を選んだ。皮膜を形成するための材料としては、濃度が２５重量％であるエチレン−メタクリル酸共重合体の水分散溶液を使用した。
【００４３】
装置には引き抜き成型機を用いた。そして、１６７０ｄｔｅｘのアラミド繊維を３本束ねて２７０℃で溶融したナイロン樹脂に含浸した後、これを冷却して直径１．２０ｍｍのコア材を形成した。次いで、コア材をエチレン−メタクリル酸共重合体の水分散溶液中に通し、直径１．２５ｍｍのダイスを通した後、コア材をヒーターで乾燥させて外表面に皮膜を形成し、抗張材を得た。糸の処理速度は１０ｍ／ｍｉｎとし、ヒーター温度は１５０〜２２０ ℃に設定した。
【００４４】
比較例３：
熱可塑性樹脂と繊維との複合材料からなるロッドを抗張材とした。繊維にはアラミド繊維〔ＫＥＶＬＡＲ（商標名）Ｋ２９１６７０ｄｔｅｘ東レ・デュポン社製〕を選び、樹脂にはナイロン６６樹脂〔アミラン（商標名）東レ社製〕を選んだ。
【００４５】
装置には引き抜き成型機を用いた。そして、１６７０ｄｔｅｘのアラミド繊維を３本束ねて２７０℃で溶融したナイロン樹脂に含浸した後、これを冷却して直径１．２０ｍｍの抗張材を得た。
【００４６】
実施例４：
直径０．６２ｍｍの鋼線を抗張材のコア材とした。皮膜を形成するための材料としては、濃度が２５重量％であるエチレン−メタクリル酸共重合体の水分散溶液を使用した。
【００４７】
鋼線からなるコア材をエチレン−メタクリル酸共重合体の水分散溶液中に通し、これを乾燥機により１００ ℃で２０分間乾燥させて外表面に皮膜を形成し、抗張材を得た。
【００４８】
比較例４：
直径０．６２ｍｍの鋼線を何も被覆せずに抗張材とした。
【００４９】
上述のようにして得た抗張材について、ポリエチレン樹脂との密着力を求めるために引抜試験を行った。具体的には、ポリエチレン樹脂を約１８０℃で熱融解した後、図４のようにロッド状の抗張材の周りに樹脂を被覆し、冷却させて固化した。ポリエチレン樹脂（Ｐ）は抗張材（Ｒ）の長さ１０ｍｍの範囲に設けた。そして、オートグラフを用いて抗張材とポリエチレン樹脂との引抜力を測定した。試験体はＮ＝５とし、測定方法はＪＩＳＬ１０１３に準じて測定を行った。その結果を表１〜３に示す。
【００５０】
【表１】

【００５１】
【表２】

【００５２】
【表３】

表１〜３に示すように、実施例１〜４の抗張材はポリエチレン樹脂との密着性が良好であった。
【００５３】
次に、実施例１及び比較例１で作成した抗張材について水蒸気の発生状況を調べるため、以下のモデルテストを行った。このモデルテストでは、予め１８０℃に加温したシリコンオイルの中に抗張材を入れて抗張材内から発生する水蒸気による発泡の状況を調べた。実施例１及び比較例１についてそれぞれテスト用の抗張材を多数用意し、それら抗張材を作成直後から大気中に放置し、放置期間を異ならせてシリコンオイルの中に投入した。また、比較のため、アラミド繊維のサンプル及びエポキシ樹脂のサンプルを用意し、これらサンプルについても同様のテストを行った。その結果を表４に示す。表４において、「◎」は発泡現象がない場合であり、「○」は発泡がごく僅かに認められる場合であり、「△」は発泡が認められる場合であり、「×」は発泡が多量に認められる場合である。
【００５４】
【表４】

表４から判るように、比較例１の抗張材では時間の経過に伴って水蒸気による発泡が顕著に認められるが、実施例１の抗張材では作成直後から１２日後においても発泡が殆ど認められなかった。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のケーブル用抗張材の製造方法によれば、コア材をポリオレフィン系樹脂の水分散溶液中に通した後、該コア材を乾燥させて外表面に皮膜を形成するから、ケーブル作成時の膨れを防ぎ、シース材に対する密着性を改善したケーブル用抗張材を安価な設備で製造することができる。
【００５６】
また、本発明のケーブル用抗張材によれば、コア材の外表面に、エチレン系エラストマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体又はそのアイオノマー樹脂から選ばれた少なくとも１種の皮膜を形成することにより、抗張材とシース材との密着性を改善し、その密着性を長期間にわたって良好に維持することができる。
【００５７】
従って、抗張材に沿って光ファイバー心線を付設してなる光ファイバーケーブルを構成した場合、光ファイバー心線への張力負荷を回避し、断線等の不都合をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる光ファイバー布設用ケーブルを示す断面図である。
【図２】図１の光ファイバーケーブルにおける抗張材とシース材を拡大して示す切り欠き部分拡大斜視図である。
【図３】本発明の実施形態からなる抗張材の製造装置を示す説明図である。
【図４】抗張材とポリエチレン樹脂との引抜試験方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１１支持線
１２抗張材
１２ａコア材
１２ｂ皮膜
１３シース材
１４光ファイバー心線
２１繊維ボビン
２２，２５樹脂槽
２３，２６ダイス
２４，２７ヒーター
２８ワインダー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a linear tensile material buried in a sheath material of a cable and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a cable tensile material having improved adhesion to a sheath material and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a tensile material embedded in a sheath material of a cable, there is a material obtained by hardening organic fiber or glass fiber having high strength and high elastic modulus with a thermosetting resin. Such a tensile material has advantages that it is lightweight and has excellent insulating properties. Therefore, it has been proposed to construct an optical fiber cable provided with the above-described tensile material and to lay the optical fiber using the cable.
[0003]
However, the tensile material in which the fibers are hardened with a thermosetting resin has a problem that adhesion to a sheath material made of a thermoplastic resin is poor. For this reason, if the adhesion between the sheath material and the tensile material is insufficient, relative slippage between the two is likely to occur, and the tensile material is easily released from the sheath material. In particular, when fixing the cable by pressing it down from the outside with metal fittings or the like, if a relative sliding occurs between the tensile material and the sheath material, the tensile material moves in the longitudinal direction with respect to the fixed sheath material. Because of the displacement, the tensile action cannot be sufficiently exhibited. And, when laying the optical fiber core along the cable, if a relative slip occurs between the tensile material and the sheath material, tension is directly applied to the optical fiber core, which causes inconvenience such as disconnection. Become.
[0004]
Therefore, an adhesive layer is interposed between the tensile material and the sheath material to enhance the adhesion between them (for example, see Patent Document 1). However, if the reinforcing fiber or matrix resin of the tensile material easily absorbs moisture in the air, the cable may be swollen due to evaporation of the moisture from the tensile material when making the cable. Further, when the thermoplastic resin is applied around the tensile material by melt extrusion, the film becomes thicker than necessary, so that the occupation ratio of the fiber in the tensile material decreases, and the reinforcing efficiency becomes insufficient. There is. Furthermore, it is necessary to equip a melt extruder for forming a film, and there is also a disadvantage that the equipment cost is greatly increased.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-171673
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a tensile material for a cable which can prevent swelling at the time of producing the cable and improve the adhesion to a sheath material, and a method for manufacturing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the method for producing a tensile material for a cable according to the present invention is a method for producing a linear tensile material embedded in a sheath material of a cable, wherein the core material having a tensile action is made of a polyolefin resin. After passing through a water dispersion solution, the core material is dried to form a film on the outer surface.
[0008]
In the present invention, a film of a polyolefin resin is formed on the outer surface of the core material in order to improve the adhesion of the tensile material to the sheath material. At that time, after passing the core material through the aqueous dispersion solution of the polyolefin resin, the core material is immediately dried to form a film on the outer surface, so that after the film is formed, moisture in the air is applied to the tensile material. It is difficult to be absorbed. Therefore, it is possible to prevent swelling at the time of producing the cable and improve the adhesion to the sheath material.
[0009]
When a film is formed using an aqueous dispersion of a polyolefin-based resin, the film can be made as thin as possible. Therefore, the occupancy of the reinforcing member such as fiber in the tensile member is increased, and the reinforcing efficiency can be increased.
[0010]
Further, by using an aqueous dispersion of a polyolefin resin, expensive equipment such as a melt extruder is not required. Therefore, a tensile material for a cable with improved adhesion to the sheath material can be manufactured with inexpensive equipment.
[0011]
In order to improve the adhesiveness between the tensile material and the sheath material, examples of the polyolefin resin constituting the aqueous dispersion solution include an ethylene elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer thereof. It is preferable to use at least one selected from resins.
[0012]
On the other hand, the tensile material for cables of the present invention for achieving the above object is a linear tensile material embedded in a sheath material of a cable, wherein an ethylene-based elastomer is provided on the outer surface of a core material having a tensile action. , An ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer resin thereof.
[0013]
By forming a film of an ethylene-based elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer resin thereof on the outer surface of the core material in this manner, the adhesion between the tensile material and the sheath material is improved. Can be improved, and the adhesion can be favorably maintained for a long period of time. As a result, in the cable, relative sliding easily occurs between the tensile member and the sheath member, and the tensile member does not easily come off from the sheath member. In particular, when the cable is fixed by being pressed down from the outside by a metal fitting or the like, relative slippage between the tensile member and the sheath member is less likely to occur, and the tensile action can be sufficiently exhibited. .
[0014]
Here, the film covering the tensile material is formed by an aqueous dispersion of an ethylene-based elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer resin thereof according to the above-described method for producing a tensile material for a cable. It is good to form using a solution. Further, the thickness of the film is desirably 5 to 100 μm.
[0015]
Further, the optical fiber cable according to the present invention is characterized in that the tensile material is embedded in a sheath material.
[0016]
In the present invention, the core material having a tensile action can be composed of a composite material of a fiber and a thermosetting resin, a composite material of a fiber and a thermoplastic resin, or a metal material. A film of an elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer resin thereof is particularly effective for a core material in which fibers are coated with a thermosetting resin.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the configuration of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIG. 1 shows an optical fiber cable according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an enlarged view of a tensile material and a sheath material. As shown in FIG. 1, this optical fiber cable integrally covers, for example, one support wire 11 made of a steel wire having a diameter of 1.2 mm and two

tensile members

12, 12 with a sheath material 13. At the same time, two optical fiber cores 14 are inserted between the tension members 12 in the sheath member 13. As shown in FIG. 2, the tensile material 12 is composed of a core material 12a and a film 12b.
[0019]
The core material 12a is made of a composite material of a fiber and a resin such as an organic fiber, a carbon fiber, a glass fiber, and a ceramic fiber. These fibers extend continuously in the longitudinal direction of the tensile member. As the fibers, it is particularly preferable to use glass fibers or organic fibers. As organic fibers, high tensile strength and bending strength when combined with resin are desired, so aramid fibers, polyamide fibers (for example, nylon fibers), polyester fibers, polyethylene fibers, polyparaphenylene benzobisoxazole fibers, Preferred are wholly aromatic polyester fibers and polyimide fibers. Further, it is desirable to twist the fiber in advance so that the shape of the tensile material becomes a perfect circle.
[0020]
The resin for forming the composite of the core material 12a may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin, but it is better to use a thermosetting resin in order to increase bending rigidity. Examples of the thermosetting resin include an epoxy resin, an unsaturated polyester resin, a phenol resin, a silicone resin, a polyurethane resin, a vinyl ester resin, and a polyimide resin, and an epoxy resin is particularly preferable. Examples of the thermoplastic resin include a polyamide resin (for example, a nylon resin), a polyester resin, a polyethylene resin, and a vinyl chloride resin.
[0021]
The film 12b is made of a polyolefin resin. Examples of polyolefin resins include ethylene-based elastomers, polypropylene-based elastomers, low-density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, low-molecular-weight polyethylene, polypropylene, ethylene-polypropylene alloys, ethylene-methacrylic acid copolymers, and ionomer resins thereof. And the like. In particular, from the viewpoint of adhesion, an ethylene-based elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer resin thereof is preferable. The ionomer resin mentioned here is obtained by crosslinking the molecules of an ethylene-methacrylic acid copolymer with a metal ion such as Na ⁺ Zn ²⁺ .
[0022]
The coating 12b is preferably formed using a water-dispersed solution of a polyolefin-based resin as described later. The aqueous dispersion of the polyolefin resin may be a solution using a surfactant or a solution using a modified polyolefin. Further, the thickness of the coating 12b is preferably 5 to 100 μm. If the thickness of the coating 12b is too large, the occupancy of the fiber in the tensile material becomes insufficient, which causes a reduction in the tensile action.
[0023]
On the other hand, a polyolefin resin such as a polyethylene resin is generally used for the sheath material 13, but other thermoplastic resins can also be used, and an inorganic material or the like may be blended to enhance flame retardancy. desirable.
[0024]
Next, a method for producing the tensile material of the present invention will be described. FIG. 3 illustrates an apparatus for manufacturing the tensile material of the present invention. As shown in FIG. 3, the fiber f of the tensile material supplied from the fiber bobbin 21 is a resin tank 22 for storing a thermosetting resin base material and a curing agent in a mixed state, a die 23, a heater 24, a polyolefin-based resin. The resin (e.g., ethylene-methacrylic acid copolymer or its ionomer resin) is passed through a resin tank 25 for storing an aqueous dispersion solution (dispersion), a die 26, and a heater 27, and is wound on a winder 28. I have.
[0025]
In the above-described apparatus, the fiber f is impregnated with the thermosetting resin in the resin tank 22, and the thermosetting resin is cured when the fiber f impregnated with the thermosetting resin passes through the heater 24 so that the core material 12a To form Next, after the core material 12a is passed through the aqueous dispersion of the polyolefin resin in the resin tank 25, the core material 12a to which the aqueous dispersion is adhered is dried by the heater 27 to form the polyolefin resin coating 12b on the outer surface. Form. Thereby, the tensile member 12 including the core member 12a and the coating 12b is obtained.
[0026]
When the film 12b is formed using the aqueous dispersion solution of the polyolefin-based resin as described above, the thickness can be reduced in the range of 5 to 100 μm, but the resin concentration in the aqueous dispersion solution is adjusted. This also has the advantage that the thickness of the coating 12b can be arbitrarily adjusted. The resin concentration in the aqueous dispersion may be in the range of 5 to 50% by weight, and particularly preferably in the range of 10 to 30% by weight. By setting the resin concentration in the above range, a good film can be formed.
[0027]
By forming an ethylene-methacrylic acid copolymer or its ionomer resin film 12b on the outer surface of the core material 12a having a thermosetting resin as a matrix as described above, the adhesion between the tensile material 12 and the sheath material 13 is achieved. Improve the adhesion and maintain its adhesion well over a long period of time. As a result, the optical fiber laying cable is less likely to cause relative slip between the tensile member 12 and the sheath member 13 and can maintain the tensile action, thereby avoiding a tension load on the optical fiber core wire 14, Inconveniences such as disconnection can be prevented.
[0028]
Further, when forming the polyolefin-based resin film 12b on the outer surface of the core material 12, a water-dispersed solution of the polyolefin-based resin is used, so that expensive equipment such as a melt extruder is not required. Therefore, the tensile member 12 with improved adhesion to the sheath member 13 can be manufactured with inexpensive equipment.
[0029]
Further, the film 12b made of a polyolefin resin formed on the outer surface of the core material 12a has an action of suppressing an increase in the moisture content of the tensile material 12 due to moisture absorption. Therefore, when the cable is manufactured by covering the tensile member 12 with the sheath member 13, the adhesion between the tensile member 12 and the sheath member 13 is reduced due to the moisture contained in the tensile member 12. Can be avoided.
[0030]
When the reinforcing fibers contained in the tensile material 12 easily absorb moisture in the air, it is necessary to sufficiently control the moisture content. For this purpose, it is desirable that the resin layer has a thickness of 5 μm or more on the surface of the tensile member 12 to prevent absorption of moisture in the air, so that no fibers appear on the surface of the tensile member 12. Further, in order to prevent the cable surface from swelling at the time of producing the cable, it is desirable that the moisture content of the tensile member 12 is 1.0% by weight or less.
[0031]
In the above-described embodiment, the case where the core material 12a is made of a composite material of fiber and resin has been described. However, in the present invention, the core material 12a can be made of a steel wire. Further, in the above embodiment, since the support wire 11 made of a steel wire also has a tensile action, the support wire 11 is used as a core material, and an ethylene-based elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene- At least one kind of film selected from a methacrylic acid copolymer or an ionomer resin thereof may be formed.
[0032]
In the present invention, the tensile material manufacturing apparatus is not limited to the above-described embodiment, and the apparatus structure and layout can be variously changed as long as necessary steps can be performed.
[0033]
The tensile material of the present invention is suitable mainly for laying an optical fiber necessary for attaching an optical fiber core wire, but can also be applied to other uses.
[0034]
【Example】
Hereinafter, the details of the trial production of the cable tensile material of the present invention will be described.
[0035]
Example 1
A rod made of a composite material of a thermosetting resin and a fiber was used as a core material of the tensile material. Aramid fiber (KEVLAR (trade name) K49 1580 dtex manufactured by Dupont Toray) was selected as the fiber, and the fiber was twisted with a twist factor of 1.5. An epoxy resin (main agent Ep6003, hardener Ek150D manufactured by Japan Epoxy Resin) was selected as the resin, and the ratio of the main agent to the hardener was 100: 14.5. After mixing, the mixture was stirred for about 30 minutes. As a material for forming a film, an aqueous dispersion of an ethylene-methacrylic acid copolymer having a concentration of 25% by weight was used.
[0036]
The apparatus used was a pultrusion molding machine. Then, the fiber was impregnated with an epoxy resin, passed through a die having a diameter of 0.52 mm, and then the epoxy resin was cured with a heater to form a core material. Next, the core material was passed through an aqueous dispersion of an ethylene-methacrylic acid copolymer, and after passing through a die having a diameter of 0.60 mm, the core material was dried with a heater to form a film on the outer surface. Got. The processing speed of the yarn was 10 m / min, and the heater temperature was set at 150 to 220 ° C. The curing time of the epoxy resin is about 2 minutes and 30 seconds, and the drying time of the film is about 60 seconds.
[0037]
Example 2:
A rod made of a composite material of a thermosetting resin and a fiber was used as a core material of the tensile material. Aramid fiber (KEVLAR (trade name) K49 1580 dtex manufactured by Dupont Toray) was selected as the fiber, and the fiber was twisted with a twist factor of 1.5. An epoxy resin (main agent Ep6003, hardener Ek150D manufactured by Japan Epoxy Resin) was selected as the resin, and the ratio of the main agent to the hardener was 100: 14.5. After mixing, the mixture was stirred for about 30 minutes. As a material for forming a film, an aqueous dispersion of an ionomer resin having a concentration of 25% by weight was used.
[0038]
The apparatus used was a pultrusion molding machine. Then, the fiber was impregnated with an epoxy resin, passed through a die having a diameter of 0.52 mm, and then the epoxy resin was cured with a heater to form a core material. Next, the core material was passed through an aqueous dispersion solution of an ionomer resin, and after passing through a die having a diameter of 0.60 mm, the core material was dried with a heater to form a film on the outer surface to obtain a tensile material. The processing speed of the yarn was 10 m / min, and the heater temperature was set at 150 to 220 ° C. The curing time of the epoxy resin is about 2 minutes and 30 seconds, and the drying time of the film is about 60 seconds.
[0039]
Comparative Example 1:
A rod made of a composite material of a thermosetting resin and a fiber was used as a tensile material. Aramid fiber (KEVLAR (trade name) K49 1580 dtex manufactured by Dupont Toray) was selected as the fiber, and the fiber was twisted with a twist factor of 1.5. An epoxy resin (main agent Ep6003, hardener Ek150D manufactured by Japan Epoxy Resin) was selected as the resin, and the ratio of the main agent to the hardener was 100: 14.5. After mixing, the mixture was stirred for about 30 minutes.
[0040]
The apparatus used was a pultrusion molding machine. Then, the fiber was impregnated with epoxy resin, passed through a die having a diameter of 0.50 mm, and then cured to obtain a tensile material. The processing speed of the yarn was 10 m / min, and the heater temperature was set at 150 to 220 ° C. The curing time of the epoxy resin is about 2 minutes and 30 seconds.
[0041]
Comparative Example 2:
A glass rod having a diameter of 0.4 mm and a surface coated with a vinyl chloride resin was used as a tensile material.
[0042]
Example 3
A rod made of a composite material of a thermoplastic resin and a fiber was used as a core material of the tensile material. Aramid fiber [KEVLAR (trade name) K29 1670 dtex manufactured by Dupont Toray Co., Ltd.] was selected as the fiber, and nylon 66 resin [Amilan (trade name) manufactured by Toray Co., Ltd.] was selected as the resin. As a material for forming a film, an aqueous dispersion of an ethylene-methacrylic acid copolymer having a concentration of 25% by weight was used.
[0043]
The apparatus used was a pultrusion molding machine. Then, three aramid fibers of 1670 dtex were bundled and impregnated in a nylon resin melted at 270 ° C., and then cooled to form a core material having a diameter of 1.20 mm. Next, the core material was passed through an aqueous dispersion solution of an ethylene-methacrylic acid copolymer, and after passing through a die having a diameter of 1.25 mm, the core material was dried with a heater to form a film on the outer surface. Got. The processing speed of the yarn was 10 m / min, and the heater temperature was set at 150 to 220 ° C.
[0044]
Comparative Example 3:
A rod made of a composite material of a thermoplastic resin and fibers was used as a tensile material. Aramid fiber [KEVLAR (trade name) K29 1670 dtex manufactured by Dupont Toray Co., Ltd.] was selected as the fiber, and nylon 66 resin [Amilan (trade name) manufactured by Toray Co., Ltd.] was selected as the resin.
[0045]
The apparatus used was a pultrusion molding machine. Then, three aramid fibers of 1670 dtex were bundled and impregnated in a nylon resin melted at 270 ° C., and then cooled to obtain a tensile material having a diameter of 1.20 mm.
[0046]
Example 4:
A steel wire having a diameter of 0.62 mm was used as the core material of the tensile material. As a material for forming a film, an aqueous dispersion of an ethylene-methacrylic acid copolymer having a concentration of 25% by weight was used.
[0047]
The core material made of a steel wire was passed through an aqueous dispersion of an ethylene-methacrylic acid copolymer, and this was dried at 100 ° C. for 20 minutes with a dryer to form a film on the outer surface, thereby obtaining a tensile material.
[0048]
Comparative Example 4:
A 0.62 mm diameter steel wire was used as a tensile material without any coating.
[0049]
With respect to the tensile material obtained as described above, a pull-out test was performed in order to determine the adhesion to the polyethylene resin. Specifically, after the polyethylene resin was heat-melted at about 180 ° C., the resin was coated around a rod-shaped tensile material as shown in FIG. 4 and cooled to solidify. The polyethylene resin (P) was provided in the range of 10 mm in length of the tensile material (R). Then, the pulling force between the tensile material and the polyethylene resin was measured using an autograph. The test body was set to N = 5, and the measurement method was measured according to JIS L1013. The results are shown in Tables 1 to 3.
[0050]
[Table 1]

[0051]
[Table 2]

[0052]
[Table 3]

As shown in Tables 1 to 3, the tensile materials of Examples 1 to 4 had good adhesion to the polyethylene resin.
[0053]
Next, the following model tests were performed on the tensile members prepared in Example 1 and Comparative Example 1 in order to examine the generation state of water vapor. In this model test, a tensile material was put into silicon oil heated to 180 ° C. in advance, and the state of foaming caused by water vapor generated from inside the tensile material was examined. For each of Example 1 and Comparative Example 1, a large number of tensile materials for testing were prepared, and these tensile materials were left in the air immediately after being prepared, and charged into silicone oil for different periods of time. For comparison, a sample of an aramid fiber and a sample of an epoxy resin were prepared, and the same test was performed on these samples. Table 4 shows the results. In Table 4, “◎” indicates that there was no foaming phenomenon, “○” indicates that foaming was slightly observed, “△” indicates that foaming was observed, and “×” indicates that foaming was large. Is the case.
[0054]
[Table 4]

As can be seen from Table 4, foaming due to water vapor was remarkably observed with time in the tensile material of Comparative Example 1, but almost no foaming was observed in the tensile material of Example 1 even immediately after 12 days from the preparation. I couldn't.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for producing a tensile material for a cable of the present invention, a core material is passed through an aqueous dispersion of a polyolefin resin, and then the core material is dried to form a film on the outer surface. Therefore, it is possible to manufacture a tensile material for a cable which prevents swelling at the time of preparing the cable and has improved adhesion to the sheath material with inexpensive equipment.
[0056]
Further, according to the tensile material for a cable of the present invention, at least one selected from an ethylene-based elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer resin thereof is provided on the outer surface of the core material. By forming the seed film, the adhesion between the tensile material and the sheath material can be improved, and the adhesion can be favorably maintained for a long period of time.
[0057]
Therefore, when an optical fiber cable in which an optical fiber core is provided along a tensile member is configured, a tension load on the optical fiber core can be avoided, and inconvenience such as disconnection can be more reliably prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an optical fiber laying cable according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged perspective view of a cutout portion showing a tensile material and a sheath material in the optical fiber cable of FIG. 1 in an enlarged manner.
FIG. 3 is an explanatory view showing an apparatus for manufacturing a tensile material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory view showing a pull-out test method for a tensile material and a polyethylene resin.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Support wire 12 Tensile material 12a Core material 12b Coating 13 Sheath material 14 Optical fiber core wire 21

Fiber bobbin

22, 25

Resin tank

23, 26

Dice

24, 27 Heater 28 Winder

Claims

In the method for producing a linear tensile material embedded in a sheath material of a cable, a core material having a tensile action is passed through an aqueous dispersion solution of a polyolefin resin, and then the core material is dried to form an outer surface. A method for producing a tensile material for a cable, comprising forming a film.

In a method for producing a linear tensile material embedded in a sheath material of a cable, a core material obtained by coating fibers with a thermosetting resin is passed through an aqueous dispersion of a polyolefin resin, and then the core material is dried. A method for producing a tensile material for a cable, comprising forming a film on the outer surface of the cable.

The cable for cable according to claim 1 or 2, wherein the polyolefin resin is at least one selected from an ethylene elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer resin thereof. Production method of upholstery.

In a linear tensile material embedded in a cable sheath material, an ethylene-based elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-methacrylic acid copolymer or an ionomer thereof is provided on an outer surface of a core material having a tensile action. A tensile material for a cable, comprising a coating made of at least one selected from resins.

In a linear tensile material embedded in a cable sheath material, an ethylene-based elastomer, an ethylene-vinyl acetate copolymer, and an ethylene-methacrylic acid copolymer are coated on the outer surface of a core material in which fibers are coated with a thermosetting resin. A tensile material for a cable, comprising a film made of at least one selected from the group consisting of a united resin and an ionomer resin thereof.

The tensile material for a cable according to claim 4 or 5, wherein the thickness of the coating is 5 to 100 µm.

An optical fiber cable in which the tensile material according to any one of claims 4 to 6 is embedded in a sheath material.