JP2012098315A - 光ファイバコード及び光ファイバケーブル - Google Patents

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Abstract

【課題】機械特性、耐寒性および難燃性に優れるとともに光ファイバ心線の損傷を防止する光ファイバコード及び光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】(a)エチレン−α−オレフィン共重合体85〜15質量%、(b)ポリプロピレン樹脂10〜80質量%、(c−1)不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポリオレフィン樹脂および/または(c−2)エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体0〜20質量%、(d)スチレン系エラストマー0〜15質量%からなる熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、(B)金属水和物80〜120質量部、(C)赤燐5〜9質量部および(D)シリコーン化合物0.1〜3質量部を含有させた難燃性樹脂組成物を光ファイバ2の外側に被覆した光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル1。
【選択図】図1

Description

本発明は、光ファイバコード及び光ファイバケーブルに関する。より詳しくは、機械特性、難燃性及び耐寒性に優れるとともに光ファイバ心線の損傷を防ぐ難燃性樹脂組成物で被覆した光ファイバコード及び光ファイバケーブルに関する。
光ファイバコード及び光ファイバケーブルとして、例えば図2に示すようなドロップケーブルが挙げられる。ドロップケーブルとしての光ファイバケーブル11は1つ或いは複数の単心光ファイバ心線や光ファイバテープ心線等の光ファイバ12と、鋼線、アラミド樹脂等からなるテンションメンバー13、13’と、支持線14とを、首部15を有するシース16で一括被覆して構成される。また、シース16にはノッチ17と呼ばれる切り欠きが形成される。このノッチ17に基づきシース16を容易に引き裂くことができる。光ファイバ12は容易に露出される。
近年、クマゼミなどの害虫が光ファイバケーブルに産卵管を差し込んでその内部に産卵するという被害が増えている。産卵管が光ファイバケーブルに差し込まれると、情報伝達に重要な役割を果たす光ファイバ心線が損傷してしまい、情報伝達に支障が生じる。さらに産卵管の差し込みによる傷穴から雨水がケーブル内部に侵入し、光ファイバ心線の光伝達特性が大幅に低下してしまう。
これに対して、光ファイバ心線とノッチとの間に防護テープを設けることにより、光ファイバ心線の損傷を防ぐ技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。しかしながら、こうしたケーブルでは製造コストがかかる。また、産卵管が斜めに突き刺さった場合に光ファイバ心線の損傷を避けることができないといった問題がある。
一方で、こうした光ファイバケーブルでは、難燃特性保持の観点から難燃性に優れる材料が提案されている(例えば特許文献2参照)。しかしながら、今後更なる難燃性の向上が要求されるところ、難燃材料を多量に添加すると、機械的強度や耐寒性の低下という問題が生じる。
特開2006−313314号公報 特開2008−176244号公報
本発明は、上記の問題点を鑑み、機械特性、耐寒性および難燃性に優れるとともにクマゼミの産卵行動に起因する光ファイバの損傷を防止する光ファイバコード及び光ファイバケーブルを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討を行った結果、難燃剤としての金属水和物、難燃助剤としての赤燐に加えて、適量のシリコーン化合物を添加した難燃性樹脂組成物を光ファイバの外側の被覆材料として用いることにより、機械特性、耐寒性および難燃性に優れるとともにクマゼミの産卵行動に起因する光ファイバ心線の損傷を防止することができることを見出した。
本発明はこの知見に基づきなされたものである。
すなわち本発明は、
<1>(a)エチレン−α−オレフィン共重合体85〜15質量%、(b)ポリプロピレン樹脂10〜80質量%、(c−1)不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポリオレフィン樹脂および/または(c−2)エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体0〜20質量%、(d)スチレン系エラストマー0〜15質量%からなる熱可塑性樹脂成分(A)100質量部に対し、(B)金属水和物80〜120質量部、(C)赤燐5〜9質量部および(D)シリコーン化合物0.1〜3質量部を含有させた難燃性樹脂組成物を光ファイバの外側に被覆したことを特徴とする光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル、
<2>前記(a)エチレン−α−オレフィン共重合体の密度が940kg/m以下であることを特徴とする<1>に記載の光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル、
<3>前記(B)金属水和物が無処理の金属水和物および/またはシランカップリング剤で表面処理された金属水和物であることを特徴とする<1>または<2>に記載の光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル、及び
<4>前記難燃性樹脂組成物が少なくとも1層被覆されていることを特徴とする<1>〜<3>のいずれか1項に記載の光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル、
を提供するものである。
本発明は、機械特性、難燃性及び耐寒性に優れるとともにクマゼミの産卵行動に起因する光ファイバ心線の損傷を防ぐ難燃性樹脂組成物で被覆した光ファイバコード及び光ファイバケーブルを提供することができる。
本発明の光ファイバケーブルの一実施形態を示す概略断面図である。 従来の光ファイバケーブルの概略断面図である。
以下、本発明の好ましい実態の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す概略断面図である。本発明の光ファイバケーブル1は4心テープ心線2と、φ1.2mmの鋼線からなる支持線4、φ0.5mmのアラミドFRPからなる2本のテンションメンバー3、3’を有し、首部5を有するシース6で一括被覆して構成されている。支持線を除くシース6の長編は3.8mm、短辺が2.0mm、首部5が長さ0.2mm、厚さ0.2mm、支持線4を覆うシース6の外径が2.0mm、光ファイバケーブル1全体の高さが6.0mmである。またシース6を破壊して内部の4心テープ心線2等を取り出す際の便宜のため、シース6上にはノッチ7を設けてある。なお、シース6の材料は優れた難燃性、低摩擦性、耐摩耗性を有するために、後述の難燃性樹脂組成物で形成される。
本発明の光ファイバコード及び光ファイバケーブルは、熱可塑性樹脂成分(A)と、(B)金属水和物80〜120質量部、(C)赤燐5〜9質量部および(D)シリコーン化合物0.1〜3質量部を含有する難燃性樹脂組成物からなる。まず、本発明における難燃性樹脂組成物のうち、熱可塑性樹脂(A)について説明する。
(A)熱可塑性樹脂成分
熱可塑性樹脂成分(A)は、(a)エチレン−α−オレフィン共重合体、(b)ポリプロピレン樹脂、(c−1)不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポリオレフィン樹脂および/または(c−2)エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、(d)スチレン系エラストマーを含有する。
(a)エチレン−α−オレフィン共重合体
(a)エチレン−α−オレフィン共重合体は、後述の(c−1)を除く共重合体をいう。本発明における(a)エチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレンと炭素数4〜12のα−オレフィンとの共重合体が好ましく、α−オレフィンの具体例としては、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン等が挙げられる。
エチレン−α−オレフィン共重合体としては、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、VLDPE(超低密度ポリエチレン)、EBR(エチレン−ブタジエンゴム)、及びシングルサイト触媒存在下に合成されたエチレン−α−オレフィン共重合体等が挙げられる。この中でも、シングルサイト触媒存在下に合成されたエチレン−α−オレフィン共重合体が好ましい。
エチレン−α−オレフィン共重合体の密度は、引張特性、熱老化性、難燃性の両立の点から940kg/m以下が好ましく、さらに好ましくは930kg/m以下、特に好ましいのは928kg/m以下である。
また、エチレン−α−オレフィン共重合体としては、メルトフローインデックス(ASTM D−1238)が0.5〜30g/10分のものが好ましい。
本発明におけるエチレン−α−オレフィン共重合体は、シングルサイト触媒の存在下に合成されるものや通常の直鎖型低密度ポリエチレンや超低密度ポリエチレン等が挙げられるが、中でもシングルサイト触媒の存在下に合成されるものが好ましく、その製法としては、特開平6−306121号公報や特表平7−500622号公報等に記載されている公知の方法を用いることができる。
シングルサイト触媒は、重点活性点が単一であることから、高い重合活性を有する。こうした触媒はメタロセン触媒、カミンスキー触媒とも呼ばれており、この触媒を用いて合成したエチレン−α−オレフィン共重合体は、分子量分布が狭いという特徴がある。
このようなシングルサイト触媒存在下で合成されたエチレン−α−オレフィン共重合体は、高い引張強度、引裂速度、衝撃速度等を有することから、金属水和物を高充填する必要があるノンハロゲン難燃材料(光ファイバケーブルの被覆材料)に使用した場合、高充填された金属水和物による機械特性の低下を小さくすることができるという利点がある。
一方で、シングルサイト触媒を用いて合成されたエチレン−α−オレフィン共重合体を用いる場合、通常のエチレン−α−オレフィン共重合体を用いる場合と比べて、溶融温度の上昇や溶融張力の低下が起こるため、成形加工性に問題が生じる。この点について、シングルサイト触媒として非対称な触媒を用いて長鎖分岐を導入し(Constrained Geometory Catalystic Technology)、または合成の際に2つの重合層を連結することで分子量分布に2つのピークを作る(Advanced Performance Terpolymer)ことで、その成形加工性を改良したものもある。
本発明において用いられるシングルサイト触媒の存在下に合成されたエチレン−α−オレフィン共重合体としては、前記成形加工性を改良したものが好ましく、具体的には、Dow Chemical社から「AFFINITY」「ENGAGE」(商品名)が、日本ポリエチレン社から「カーネル」(商品名)、三井住友ポリオレフィン社から「エボリュー」(商品名)、宇部丸善ポリエチレン社から「ユメリット」(商品名)が上市されている。
本発明において、エチレン−α−オレフィン共重合体の含有量は前記熱可塑性樹脂成分(A)中85〜15質量%であることが好ましく、さらに好ましくは80〜50質量%である。
(b)ポリプロピレン樹脂
本発明に用いることのできるポリプロピレン樹脂としては、プロピレン単独重合体(ホモポリプロピレン)、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体や、プロピレンと他の少量のα−オレフィン(例えば1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン等)との共重合体、プロピレンとエチレンプロピレンとの共重合体(TPO)が挙げられる。ここでエチレン−プロピレンランダム共重合体はエチレン成分含量が1〜4質量%程度のものをいい、エチレン−プロピレンブロック共重合体はエチレン成分含量が5〜20質量%程度のものをいう。この中でも、エチレン-プロピレンブロック共重合体が好ましい。
ポリプロピレン樹脂を配合することにより、クマゼミの産卵管の突き刺しによる光ファイバ心線の損傷を低減することができる。
前記ポリプロピレン樹脂の含有量は、前記熱可塑性樹脂成分(A)中10〜80質量%であればよく、25〜50質量%であることが好ましい。含有量が多すぎると、耐寒性、引張伸びが不十分な場合がある。含有量が少なすぎると、力学的強度が低下するとともに、クマゼミの産卵管の突き刺しによる光ファイバ心線の損傷を低減することが困難になる。
(c−1)不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポリオレフィン樹脂、(c−2)エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体
本発明における「不飽和カルボン酸またはその誘導体(以下、これらを併せて不飽和カルボン酸等ともいう)で変性されたポリオレフィン樹脂」とは、ポリオレフィン樹脂を不飽和カルボン酸またはその誘導体として変性することにより、グラフト重合した樹脂をいう。
不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等が挙げられる。不飽和カルボン酸の誘導体としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、マレイン酸モノエステル、マレイン酸ジエステル、無水マレイン酸、イタコン酸モノエステル、イタコン酸ジエステル、無水イタコン酸、フマル酸モノエステル、フマル酸ジエステル、無水フマル酸等が挙げられる。この中でも、マレイン酸が好ましい。
ポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン(直鎖状ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン)、ポリプロピレン(ホモポリプロピレン、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−エチレンブロック共重合体や、プロピレンと他の少量のα−オレフィン(例えば、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン等)との共重合体)、エチレンとα−オレフィンとの共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)−アクリル酸エステル共重合体、スチレン共重合体等が挙げられる。この中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンが好ましい。
ポリオレフィン樹脂の変性は、例えば、ポリオレフィン樹脂と不飽和カルボン酸等とを有機パーオキサイドの存在下に加熱、混練することにより行うことができる。不飽和カルボン酸等による変性量は、0.5〜15質量%であることが好ましい。
不飽和カルボン酸等により変性されたポリオレフィン樹脂としては、具体的には例えば、ポリボンド(商品名、クロンプトン(株)製)、アドテックス(商品名、日本ポリエチレン(株)製)、アドマー(商品名、三井化学(株)製)、クレイトン(商品名、JSRクレイトン(株)製)などが挙げられる。
本発明におけるエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体とは、例えば、エチレン−アクリル酸共重合体やエチレン−メタクリル酸共重合体が挙げられる。具体的には、例えば、ニュクレル(商品名、三井デュポンポリケミカル(株)製)が挙げられる。
本発明において、(c−1)成分および(c−2)成分は、後述する水酸化マグネシウムと成形時に化学的に結合することにより、高い難燃性、機械特性、耐摩耗性を得ることができる。この優れた効果は、アクリル酸もしくはメタクリル酸で変性されたポリオレフィン樹脂やエチレン(メタ)アクリル酸共重合体を使用したときに特に顕著である。本発明において、(c−1)および/または(c−2)成分として、アクリル酸もしくはメタクリル酸で変性されたポリオレフィン樹脂やエチレン(メタ)アクリル酸共重合体を使用するか併用するほうが好ましい。
本発明において、(c−1)成分および/または(c−2)成分の含有量は、前記熱可塑性樹脂(A)中0〜20質量%であり、特に5〜15質量%が好ましい。この量が多すぎると、伸びが大幅に低下する。
(d)スチレン系エラストマー
本発明において、耐寒性および引張伸びの向上の点から、熱可塑性樹脂(A)に対してスチレン系エラストマーを含有させることが好ましい。本発明におけるスチレン系エラストマーとして、例えば、HSBR(水添スチレンブタジエンエラストマー)、SBS(スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー)、SIS(スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー)、SEBS(スチレン−エチレン・ブタジエン−スチレンブロックコポリマー)、SEPS(スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロックコポリマー)等が挙げられ、それらを変性したものを用いてもよい。この中でも、混練時の相溶性の点からHSBRが好ましい。
本発明のスチレン系エラストマーとして、具体的には例えば、ダイナロン(商品名、JSR(株)製)、タフテック(商品名、旭化成ケミカルズ(株)製)、セプトン(商品名、(株)クラレ製)等が挙げられる。不飽和カルボン酸で変性されたスチレン系エラストマーとして、例えば、クレイトン1901FG(商品名、クレイトンポリマージャパン(株)製)が挙げられる。
本発明の(d)成分の配合量は、0〜15質量%が好ましく、さらに0〜10質量%が好ましい。配合量が多すぎると、強度、耐薬品性が低下するおそれがある。また、少なすぎると柔軟性を得ることができない。
(B)金属水和物
本発明に用いられる金属水和物として、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。この中でも、難燃性保持の点から水酸化マグネシウムが好ましい。
本発明において、通常市販されている金属水和物を使用することができる。本発明において、金属水和物は、無処理のままでも、表面処理を施されていてもよい。表面処理としては、例えば、脂肪酸処理、リン酸処理、チタネート処理、シランカップリング剤による処理などが挙げられる。本発明において、熱可塑性樹脂成分(A)との反応性の観点から、無処理のものか、シランカップリング剤を用いたものを使用することが好ましい。
本発明において、シランカップリング剤として、末端にビニル基、メタクロキシ基、グリシジル基、アミノ基を有するものが好ましい。具体的には、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリプロピルメチルジメトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。この中でも、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が好ましい。
シランカップリング剤による表面処理の方法として、通常使用される方法で処理を行うことが可能であるが、例えば、表面処理を行っていない水酸化マグネシウムにあらかじめドライブレンドしたり、湿式処理を行ったり、混練時にシランカップリング剤をブレンドすることなどにより得ることが可能である。
使用するシランカップリング剤の配合量は、表面処理に十分な量が適宜加えられればよく、具体的には水酸化マグネシウムに対し0.1〜2.5質量%が好ましく、さらに好ましくは0.2〜1.8質量%、特に好ましくは0.3〜1.0質量%である。
また、すでにシランカップリング剤で表面処理された水酸化マグネシウムを入手することもできる。シランカップリング剤で表面処理された水酸化マグネシウムとして、具体的には、キスマ5L、キスマ5N、キスマ5P(いずれも商品名、協和化学(株)製)などが挙げられる。
また、無処理の水酸化マグネシウムとして、例えばキスマ5(商品名、協和化学(株)製)、マグニフィンH5(商品名、アルベマール(株)製)などが挙げられる。
本発明において、表面処理を行っていない水酸化マグネシウムや表面処理を行った水酸化マグネシウムを併用することも可能である。
本発明において、水酸化マグネシウム等の金属水和物の配合量は、熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し80〜120質量部であり、好ましくは80〜110質量部、特に好ましくは85〜100質量部である。配合量が少なすぎると、難燃性に問題があり、多すぎると伸びの低下、力学的強度の著しい低下、低温脆性の低下という問題がある。
金属水和物の配合量がこの範囲内であれば、所望の難燃性を満足するとともに、クマゼミの産卵管による刺し傷跡を大幅に低減することができる。
(C)赤燐
本発明において、高い難燃性を保持するために熱可塑性樹脂(A)に難燃剤を含有させることが好ましい。赤燐として、分散性に優れる粉末状のものが機械物性や難燃性に対して良好である。また、赤燐は、粉末状のままではなく、無機、有機コートしたものも使用される。なお、本発明において、平均粒径3〜9μmの赤燐が好ましい。赤燐が9μmより大きいと、外観及び力学的強度が著しく低下する。また、3μm以下より小さいと、混練工程が著しく困難となる。
赤燐の配合量は、熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、5〜9質量部が好ましく、特に5〜8質量部が好ましい。この量が多すぎると、力学的特性が低下する。
(D)シリコーン化合物
本発明において、熱可塑性樹脂成分(A)にシリコーン化合物を含有させることが好ましい。シリコーン化合物の中でも、重量平均分子量が10万以上のものが好ましい。更に好ましくは、10〜80万である。また、25℃における動粘度は1万cSt以上のものが好ましい。
ここで、重量平均分子量は、下記条件のGPC(ゲル−パーミエーション クロマトグラフ)で測定することができる。
GPC装置:HLC−8120GPC(商品名、東ソー社製)
カラム:TSK gel SuperHM−H/4000/H3000/H2000(商品名、東ソー社製)
流量:0.6ml/min
濃度:0.3質量%
注入量:20μl
カラム温度:40℃
また、動粘度は、25℃で回転粘度計により粘度を測定し、その後、動粘度に換算した値である。
シリコーン化合物は難燃助剤としての役割を果たす。本発明において、難燃剤である金属水和物および難燃助剤である赤燐に加えて、適量のシリコーン化合物を添加することにより、燃焼時に生成する炭化層や無機酸化物複合層にシリコーン由来のケイ素元素が介在する。そのため、より強固な殻が形成され、その結果、高い難燃効果が付与される。したがって、シリコーン化合物を添加してなる光ファイバケーブルおよび光ファイバコードの難燃性は向上することができる。
また、光ファイバコードにおいては、絶縁体(前記難燃性樹脂組成物を含んでなる被覆層)と導体の密着力を制御する効果があり、光ファイバケーブルにおいては、滑性を付与することで、外傷を低減させる効果がある。このような本発明で用いられるシリコーン化合物の具体例としては、「SFR−100」(商品名、GE社製)、「CF−9150」(商品名、東レ・ダウシリコーン社製)などの市販品が挙げられる。
(D)の配合量は、熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し0.1〜3質量部が好ましく、特に0.5〜2質量部が好ましい。配合量が少ないと難燃性や滑性に対して実質的に効果がない。また、配合量が多いとコード、ケーブルの外観が低下したり、押出成形速度が低下し量産性が悪くなる場合がある。
本発明に用いられる難燃性樹脂組成物には、一般的に使用されている各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、金属不活性剤、難燃(助)剤、充填剤、滑剤などを本発明の目的を損なわない範囲で適宜含有させることができる。
酸化防止剤としては、4,4'−ジオクチル・ジフェニルアミン、N,N'−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物などのアミン系酸化防止剤、ペンタエリスリチル−テトラキス(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)、オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン等のフェノール系酸化防止剤、ビス(2−メチル−4−(3−n−アルキルチオプロピオニルオキシ)−5−t−ブチルフェニル)スルフィド、2−メルカプトベンヅイミダゾールおよびその亜鉛塩、ペンタエリスリトール−テトラキス(3−ラウリル−チオプロピオネート)などのイオウ系酸化防止剤などが挙げられる。
金属不活性剤としては、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、3−(N−サリチロイル)アミノ−1,2,4−トリアゾール、2,2'−オキサミドビス−(エチル3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)などが挙げられる。
さらに難燃(助)剤、充填剤としては、カーボン、クレー、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、三酸化アンチモン、石英、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ホワイトカーボンなどが挙げられる。
滑剤としては、炭化水素系、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属石けん系などが挙げられる。なかでも、ワックスE、ワックスOP(いずれも商品名、Hoechst社製)などの内部滑性と外部滑性とを同時に示すエステル系、アルコール系、金属石けん系などが好ましい。
本発明の光ファイバコード及び光ファイバケーブルで使用する難燃性樹脂組成物は、上記の各成分を溶融混練して得ることができる。混練温度や混練時間等の混練条件は、熱可塑性樹脂成分が溶融する温度で適宜設定されればよい。混練方法としては、ゴム、プラスチックなどで通常用いられる方法であれば満足に使用でき、装置としては、例えば、一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサーなどが用いられる。この工程により、各成分が均一に分散された難燃性樹脂組成物を得ることができる。
本発明の難燃性樹脂組成物は光ファイバコードの被覆層として用いられることが好ましい。本発明の光ファイバコードは、押出成形機を使用して、光ファイバ素線の周囲に、または抗張力繊維を縦添えもしくは撚り合わせた光ファイバ心線の周囲に前記難燃性樹脂組成物を押出被覆することによって製造される。このときの押出成形機の温度は、樹脂の種類、光ファイバ等の引取り速度の諸条件、個々の押出成形機の最適化工条件にもよるが、シリンダー部で170〜190℃、クロスヘッド部で約190〜220℃程度にすることが好ましい。
本発明の光ファイバコードにおいて、前記難燃性樹脂組成物が少なくとも1層被覆されていればよく、多層構造であってもよい。本発明の難燃性樹脂組成物で形成した被覆層のほかに他の樹脂で形成した層を有していてもよい。
本発明の光ファイバコードや光ファイバケーブルは、光ファイバ心線上に直接に又は他の層を介して前記の難燃性樹脂組成物で被覆されてなる。本発明において、該難燃性樹脂組成物を用いた光ファイバコードおよび光ファイバケーブルは、機械特性、耐寒性および難燃性に優れるとともにクマゼミの産卵行動に起因する光ファイバ心線の損傷を防止することができる。
(実施例)
以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
(従来例、実施例および比較例)
表1に従来例、実施例及び比較例の樹脂組成物の各成分の含有量を示す。
まず、下記表1に示す各成分を室温(23±2℃)にてドライブレンドし、バンバリーミキサーを用いて溶融混練して、各難燃性樹脂組成物を製造した。
次に、押出被覆装置を用いて、4心テープ心線、φ1.2mmの亜鉛メッキ鋼線からなる支持線、φ0.5mmのアラミドFRPからなる2本のテンションメンバー上に、予め溶融混練した難燃性樹脂組成物を押出法により被覆して、各々ケーブルを製造した。支持線を除くシースの長辺は3.7mm、短辺が2.0mm、首部が長さ0.2mm、厚さ0.28mm、支持線を覆うシースの外径が2.0mm、光ファイバーケーブル全体の高さが5.9mmである。
得られたケーブルに対して、以下の評価を行った。
(1)引張特性
難燃性樹脂組成物を加熱加圧成形し、厚さ1.0mm±0.15mmのシートを作製した。このシートからJIS K 7113に基づくダンベル2号形試験片を作製して引張試験を行った。標線間25mm、引張速度200mm/分で試験を行った。引張強さ(TS)10MPa以上で、かつ引張伸び(EL)300%以上のものを合格とした。
(2)VOT難燃性
JIS C 3521に規定される垂直トレイ燃焼試験を行い、合否を確認した。
(3)耐寒性
難燃性樹脂組成物を加熱加圧成形し、厚さ2.0mmのシートを作製した。このシートから長さ38.0mm±2.0mm、幅6.0mm±0.4mm、厚さ2.0±0.2mmの試験片を作製した。この試験片をJIS C 3005の耐寒性試験により打撃したとき、試験片に亀裂が発生する温度が−30℃以下であるものを合格とした。
(4)セミの産卵管突き刺し試験
得られた光ファイバケーブルに対して、以下の評価を行った。長さ13cmに切断した2本の光ファイバケーブルを1組として、総数20組40本を産卵期のクマゼミとともに高さ16cm×直径9cmの円筒容器内に放置し、各組毎に1日ずつ経過後、光ファイバケーブルに残されたクマゼミの産卵管により孔の跡が形成された部分のシースを取り外し、光ファイバ心線の損傷の有無を測定した。光ファイバ心線の損傷が皆無のものを合格とした。
(5)硬度
難燃性樹脂組成物をロールプレスしたシートを用いて、JIS K 7215に基づくタイプDデュロメーター硬さ(以下ショアD硬度と称す)を測定した。クマゼミが万が一ケーブル(シース)表面にとまっても、シースが硬いため産卵管を刺し難くなるためにはショアD硬度57以上が好ましい。
なお、各成分として、下記のものを使用した。
<従来例>
・ノンハロゲン難燃ポリエチレン(難燃EEA)
商品名:NUC9739 製造元:日本ユニカー社
(a)成分
・メタロセン触媒ポリエチレン
商品名:ユメリット2525F 製造元:宇部丸善ポリエチレン社、密度926kg/m
商品名:エボリュ−SP2320 製造元:(株)プライムポリマー、密度920kg/m
(b)成分
・ブロックポリプロピレン
商品名:E−150GK 製造元:(株)プライムポリマー
・ホモポリプロピレン
商品名:ノバテックPP EA9 製造元:日本ポリプロ(株)
(c−1)成分
・不飽和カルボン酸で変性されたポリオレフィン樹脂
商品名:アドマーXE070 製造元:三井化学
(d)成分
・スチレン系エラストマー
商品名:セプトン4077 製造元:クラレ社
(B)成分
・シランカップリング剤で表面処理された水酸化マグネシウム
商品名:キスマ5L 製造元:協和化学(株)、平均粒径0.5〜1.1μm
・脂肪酸処理水酸化マグネシウム
商品名:マグシーズN4 製造元:神島化学(株)、平均粒径1.1μm
(C)成分
・赤燐
商品名:ヒシガードLP−F 製造元:日本化学工業(株)
(D)成分
・シリコーン化合物
商品名:XH2215 製造元:信越化学(株)
(重量平均分子量:40〜80万、25℃における動粘度(30%キシレン溶液粘度):21000CS)
商品名:CF−9150 製造元:東レ・ダウコーニング(株)
(重量平均分子量:10万以上、25℃における動粘度:100万cSt)
ここで、上述のシリコーン化合物の重量平均分子量と粘度は以下の方法により測定した値である。
(重量平均分子量)
下記条件のGPC)ゲルーパーミエーション クロマトグラフ)で測定した。
GPC装置:HLC−8120GPC(商品名、東ソー社製)
カラム:TSK gel SuperHM−H/4000/H3000/H2000(商品名、東ソー社製)
流量:0.6ml/min
濃度:0.3質量%
注入量:20μl
カラム温度:40℃
(動粘度)
25℃で回転粘度計により粘度を測定し、その後、動粘度に換算した。
Figure 2012098315
表1の結果から、従来例1については耐セミ性が不合格であった。また、比較例1および2については難燃性が不合格であった。比較例3については、耐寒性および耐セミ性が不合格であった。これに対して、シリコーン化合物を添加している実施例1〜4については、耐寒性、難燃性および耐セミ性全て良好な結果となった。
表1から明らかなように、外被材料として難燃EEAを使用する従来例1のケーブルは耐セミ性に問題がある。また、シリコーン化合物を含有していない比較例1および2は難燃性に問題があり、比較例3は耐寒性、引張特性および耐セミ性を満足しない。
これに対して、実施例1〜4については耐寒性、引張特性、難燃性、耐セミ性のいずれの項目も良好な結果が得られている。
1 本発明の光ファイバケーブル
2 4心テープ線
3 テンションメンバー
4 支持線
5 首部
6 シース

Claims (4)

  1. (a)エチレン−α−オレフィン共重合体85〜15質量%、(b)ポリプロピレン樹脂10〜80質量%、(c−1)不飽和カルボン酸またはその誘導体で変性されたポリオレフィン樹脂および/または(c−2)エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体0〜20質量%、(d)スチレン系エラストマー0〜15質量%からなる熱可塑性樹脂(A)100質量部に対し、(B)金属水和物80〜120質量部、(C)赤燐5〜9質量部および(D)シリコーン化合物0.1〜3質量部を含有させた難燃性樹脂組成物を光ファイバの外側に被覆したことを特徴とする光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル。
  2. 前記(a)エチレン−α−オレフィン共重合体の密度が940kg/m以下であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル。
  3. 前記(B)金属水和物が無処理の金属水和物および/またはシランカップリング剤で表面処理された金属水和物であることを特徴とする請求項1または2に記載の光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル。
  4. 前記難燃性樹脂組成物が少なくとも1層被覆されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ファイバコードもしくは光ファイバケーブル。
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