JP2012149187A - Flame retardant resin composition, and optical fiber cable and wire using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、難燃樹脂組成物、並びにそれを使用した光ファイバケーブル及び電線に関する。また、本発明は、複数本の前記電線を纏めて形成されるケーブルやハーネスに関するものでもある。 The present invention relates to a flame retardant resin composition, and an optical fiber cable and an electric wire using the same. The present invention also relates to a cable and a harness formed by collecting a plurality of the electric wires.
光ケーブルの宅内への引き込みに用いられるドロップ光ケーブルは難燃性が要求されるため、外被には難燃性を有するものが使用される。従来から、このような光ファイバケーブルの外被には金属水和物と赤燐が難燃成分として併用されており、特許文献1に開示された樹脂組成物にも難燃剤として金属水和物と共に赤燐が添加されている。また、近年、この種の光ファイバケーブルに対して、蝉がケーブルの外被に産卵管を突き刺し、内部の光ファイバ心線を損傷、あるいは外被内に卵を産み付けるという問題が多発している。これに対して特許文献1では、外被(シース)のショアD硬度を55以上と硬質な材料とすることで、クマ蝉の産卵管を突刺させないようにしている。これにより、内部の光ファイバ心線に過剰な外圧がかかったり、光ファイバ心線が損傷することを防いでいる。 Since the drop optical cable used for drawing the optical cable into the house is required to be flame retardant, a material having flame resistance is used for the outer jacket. Conventionally, metal hydrate and red phosphorus have been used together as flame retardant components in the jacket of such an optical fiber cable, and the metal hydrate as a flame retardant is also used in the resin composition disclosed in Patent Document 1. Along with red phosphorus. Also, in recent years, with this type of optical fiber cable, there have been many problems that a spear pierces the egg-laying tube into the jacket of the cable, damages the inner optical fiber core, or lays an egg in the jacket. . On the other hand, in patent document 1, the Shore D hardness of a jacket (sheath) is made into a hard material with 55 or more, so that the laying tube of a bear shark is not pierced. This prevents excessive external pressure from being applied to the internal optical fiber core and prevents damage to the optical fiber core.
しかしながら、赤燐は単体で自然発火の懸念があるとともに、ケーブルの製造工程において臭気の原因となったり、あるいはその気化物が引火したりするなど、製造上の取り扱いが困難であることが問題となっていた。また、赤燐は濃赤色であることから、赤燐を使用すると外被材料が赤く着色してしまうため白色や淡色の色目を有する外被を形成することができない。したがって、赤燐を含まずとも優れた難燃性を示す外被材料が希求されていた。
また、従来、難燃性を得るために樹脂組成物に相当量の金属水和物を添加しているが、機械強度の低下、成形時の押出トルクの上昇、低温環境下で外被が脆くなるなどの点で金属水和物の添加量を極力減らすことも望まれている。
However, red phosphorus alone has the risk of spontaneous ignition, and it is difficult to handle in manufacturing because it causes odors in the cable manufacturing process or the vaporized product ignites. It was. Further, since red phosphorus is a deep red color, when red phosphorus is used, the outer cover material is colored red, so that it is not possible to form a white or light-colored outer cover. Therefore, there has been a demand for a jacket material that exhibits excellent flame retardancy without containing red phosphorus.
Conventionally, in order to obtain flame retardancy, a considerable amount of metal hydrate has been added to the resin composition. However, the mechanical strength is reduced, the extrusion torque is increased during molding, and the jacket is brittle in a low temperature environment. It is also desired to reduce the amount of metal hydrate added as much as possible.
ところで、特許文献1に記載されるように、ドロップ光ケーブルなどの光ファイバケーブルは、蝉の産卵管による突刺による光ファイバ心線の損傷を防止するため、高硬度であることが望まれる。また、光ファイバケーブルは寒冷地域で使用されることもあるため、低温での外被の脆化は抑制される必要がある。 By the way, as described in Patent Document 1, an optical fiber cable such as a drop optical cable is desired to have high hardness in order to prevent damage to the optical fiber core wire caused by piercing by a spawning tube of a spider. Moreover, since the optical fiber cable may be used in a cold region, it is necessary to suppress the embrittlement of the jacket at a low temperature.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、赤燐を含まず且つ金属水和物の添加量も極力少なく抑えられながらも優れた難燃性を備えると共に、硬度や耐寒性といった光ファイバケーブルの外被に要求される特性をも満足する難燃樹脂組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has excellent flame retardancy while not containing red phosphorus and suppressing the addition amount of metal hydrate as much as possible, as well as hardness and cold resistance. An object of the present invention is to provide a flame retardant resin composition that also satisfies characteristics required for the jacket of an optical fiber cable.
本発明の難燃樹脂組成物は、高密度ポリエチレンまたはポリプロピレン系ブロック共重合体40〜80重量部と直鎖状低密度ポリエチレン60〜20重量部とを少なくとも含んでなるベース樹脂100重量部に、難燃剤として、芳香族リン酸エステル2〜10質量部と、ビニルシラン処理、メタクリロキシシラン処理、あるいはこれらの処理の際にオレイン酸を併用して処理された水酸化マグネシウム30〜70重量部とが配合されたものであることを特徴とする(請求項1)。 The flame retardant resin composition of the present invention comprises 100 parts by weight of a base resin comprising at least 40 to 80 parts by weight of high density polyethylene or polypropylene block copolymer and 60 to 20 parts by weight of linear low density polyethylene. As a flame retardant, 2 to 10 parts by mass of an aromatic phosphate, and 30 to 70 parts by weight of magnesium hydroxide treated with vinyl silane treatment, methacryloxy silane treatment, or oleic acid at the time of these treatments It is what was mix | blended (Claim 1).
また、本発明の難燃樹脂組成物の好適形態は、前記直鎖状低密度ポリエチレンが、チーグラー・ナッタ触媒あるいはメタロセン触媒を用いて重合されたものであることを特徴とする(請求項2)。 In a preferred embodiment of the flame retardant resin composition of the present invention, the linear low density polyethylene is polymerized using a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst. .
また、本発明の難燃樹脂組成物の別の好適形態は、前記水酸化マグネシウムが、ビニルシランとオレイン酸の併用による処理、メタクリロキシシラン処理、またはメタクリロキシシランとオレイン酸の併用による処理のいずれかの方法によって表面処理されていることを特徴とする(請求項3)。 Another preferred embodiment of the flame retardant resin composition of the present invention is that the magnesium hydroxide is any of a treatment using a combination of vinyl silane and oleic acid, a methacryloxy silane treatment, or a treatment using a combination of methacryloxy silane and oleic acid. The surface is treated by any of the above methods (claim 3).
また、本発明の難燃樹脂組成物の別の好適形態は、前記ベース樹脂が、無水マレイン酸変性SEBS(スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体)を10重量部以下で含むことを特徴とする(請求項4)。 In another preferred embodiment of the flame retardant resin composition of the present invention, the base resin contains maleic anhydride-modified SEBS (styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymer) in an amount of 10 parts by weight or less. (Claim 4).
本発明の光ファイバケーブルは、本体部と支持線部とが切断容易な首部を介して連結され、前記本体部は、光ファイバ心線の両側にテンションメンバが配されて外被で長方形状に一括被覆され、両側面に外被切裂き用のノッチが設けられてなり、前記支持線部は、前記テンションメンバと前記光ファイバ心線の中心を結ぶ延長線上に配されてなる光ファイバケーブルであって、前記外被が前記難燃樹脂組成物からなることを特徴とする(請求項5)。 In the optical fiber cable of the present invention, the main body portion and the support wire portion are connected via a neck portion that can be easily cut, and the main body portion is formed in a rectangular shape with a jacket with tension members arranged on both sides of the optical fiber core wire. An optical fiber cable that is covered in a lump and is provided with notches for jacket tearing on both sides, and the support wire portion is disposed on an extension line that connects the tension member and the center of the optical fiber core wire. The outer jacket is made of the flame retardant resin composition (claim 5).
本発明の電線は、導体を絶縁樹脂で被覆した電線であって、少なくとも最外層が前記難燃樹脂組成物からなることを特徴とする(請求項6)。 The electric wire of the present invention is an electric wire in which a conductor is covered with an insulating resin, and at least an outermost layer is made of the flame retardant resin composition (claim 6).
本発明の難燃樹脂組成物は、赤燐を含まず且つ金属水和物の添加量も極力少なく抑えられながらも優れた難燃性を示す。また、本発明の難燃樹脂組成物は金属水和物の添加量が極力少なく抑えられていることから、ケーブル等の外被として押出被覆するときに押出性に優れ、さらに低温下でも前記外被が割れにくい耐寒性を示す。またこの耐寒性は金属水和物以外の配合によっても発揮されている。更に、かかる難燃樹脂組成物からなる外被を備えた光ファイバケーブルは硬度に優れるとともに、引張強度および引張伸びといった機械強度にも優れる。
本発明の難燃樹脂組成物は、光ファイバケーブル(好ましくはドロップ光ケーブル)の他に、ハロゲンフリーの絶縁電線やシールド電線(同軸電線)といった電線の絶縁体やシース材(シースの被覆樹脂)としても使用することができる。また、複数本の電線を纏めてケーブルやハーネスとして使用することもできる。いずれの場合も本発明の難燃樹脂組成物を使用した電線を用いることで、電線、ケーブルまたはハーネスとして難燃性を有する。
The flame-retardant resin composition of the present invention does not contain red phosphorus, and exhibits excellent flame retardancy while suppressing the addition amount of metal hydrate as much as possible. In addition, the flame-retardant resin composition of the present invention has an excellent extrudability when it is extrusion-coated as a jacket of a cable or the like because the amount of metal hydrate added is suppressed as much as possible. Shows cold resistance that prevents the cover from cracking. This cold resistance is also exhibited by blends other than metal hydrates. Furthermore, an optical fiber cable provided with a jacket made of such a flame retardant resin composition is excellent in hardness and mechanical strength such as tensile strength and tensile elongation.
In addition to the optical fiber cable (preferably drop optical cable), the flame-retardant resin composition of the present invention is used as an insulator or sheath material (sheath covering resin) such as a halogen-free insulated wire or shielded wire (coaxial wire). Can also be used. Further, a plurality of electric wires can be collected and used as a cable or a harness. In any case, by using an electric wire using the flame retardant resin composition of the present invention, it has flame retardancy as an electric wire, cable or harness.
本発明の難燃樹脂組成物の組成について説明する。
本発明の難燃樹脂組成物は、高密度ポリエチレンまたはポリプロピレン系ブロック共重合体40〜80重量部と直鎖状低密度ポリエチレン60〜20重量部とを少なくとも含んでなるベース樹脂100重量部に、難燃剤として、芳香族リン酸エステル2〜10質量部と、ビニルシラン処理、メタクリロキシシラン処理、あるいはこれらの処理の際にオレイン酸を併用して処理された水酸化マグネシウム30〜70重量部とが配合されたものである。
The composition of the flame retardant resin composition of the present invention will be described.
The flame retardant resin composition of the present invention comprises 100 parts by weight of a base resin comprising at least 40 to 80 parts by weight of high density polyethylene or polypropylene block copolymer and 60 to 20 parts by weight of linear low density polyethylene. As a flame retardant, 2 to 10 parts by mass of an aromatic phosphate, and 30 to 70 parts by weight of magnesium hydroxide treated with vinyl silane treatment, methacryloxy silane treatment, or oleic acid at the time of these treatments It is a blended one.
本発明に用いることができる高密度ポリエチレンとしては、特に限定されないが、例えば密度0.945g/cm3以上のものが好ましい。
また、ポリプロピレン系ブロック共重合体としては、特に限定されないが、例えばエチレン・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の共重合体(TPO)が挙げられる。ポリプロピレン系ブロック共重合体は安価で且つ適度な硬度を有し、また適切な量を配合することで引張伸び等の加工性にも優れるため好ましい。
The high-density polyethylene that can be used in the present invention is not particularly limited, but preferably has a density of 0.945 g / cm 3 or more.
The polypropylene block copolymer is not particularly limited. For example, an ethylene / propylene block copolymer, or propylene and a small amount of other α-olefin (for example, 1-butene 1-hexene, 4-methyl-1 pentene). And a copolymer of propylene and ethylene propylene (TPO). A polypropylene block copolymer is preferable because it is inexpensive and has an appropriate hardness, and by blending an appropriate amount, it is excellent in workability such as tensile elongation.
本発明に用いることができる直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)としては、密度が0.91〜0.94g/cm3のものが好ましい。直鎖状低密度ポリエチレンは、一般的に、エチレンとエチレンより炭素数の多いα―オレフィン(プロピレン、ブテン、ヘキセン、オクテン、4−メチルペンテンなど)とを共重合したものであり、エチレン長鎖にα―オレフィンの短鎖分岐が導入された構造である。さらに、直鎖状低密度ポリエチレンの中でもチーグラー・ナッタ触媒あるいはメタロセン触媒により重合されたものがより好ましく、メタロセン触媒により重合されたものが特に好ましい。チーグラー・ナッタ触媒やメタロセン触媒により重合された直鎖状低密度ポリエチレンは、分子量分布や組成分布が狭く、引張強度等の機械強度に優れる為である。 As the linear low density polyethylene (LLDPE) that can be used in the present invention, those having a density of 0.91 to 0.94 g / cm 3 are preferable. Linear low-density polyethylene is generally a copolymer of ethylene and an α-olefin (propylene, butene, hexene, octene, 4-methylpentene, etc.) having more carbon atoms than ethylene. In this structure, a short chain branch of α-olefin is introduced. Further, among the linear low density polyethylene, those polymerized by a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst are more preferred, and those polymerized by a metallocene catalyst are particularly preferred. This is because linear low-density polyethylene polymerized with a Ziegler-Natta catalyst or a metallocene catalyst has a narrow molecular weight distribution and composition distribution and is excellent in mechanical strength such as tensile strength.
本発明では、ベース樹脂100重量部において、高密度ポリエチレンまたはポリプロピレン系ブロック共重合体が40〜80重量部、直鎖状低密度ポリエチレンが60〜20重量部含まれるように配合する。配合量比をこの範囲とすることで、硬度、引張強度、引張伸びおよび耐寒性をバランス良く両立することができる。
また、本発明の難燃樹脂組成物は、前記ベース樹脂に無水マレイン酸変性SEBS(スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体)を10重量部以下で含むことが好ましい。無水マレイン酸変性SEBSを導入することで、耐寒性をより向上させることができる。
本発明に用いることができる無水マレイン酸変性SEBSとしては、各モノマーがブロック状に共重合され、無水マレイン酸がグラフト化されたものである。無水マレイン酸変性SEBSにおけるスチレン含有量は機械特性の観点から60重量%以下であるものが好ましい。60重量%を越えると硬く脆くなり、光ケーブルシースへの使用に適さない。また無水マレイン酸による変性量は0.1重量%〜20重量%であることが好ましい。0.1重量%未満であると効果を発揮せず、20重量%を超えると粘着性が大きくなり、加工が困難となる。
In this invention, it mix | blends so that 40-80 weight part of high density polyethylene or a polypropylene-type block copolymer and 60-20 weight part of linear low density polyethylene may be contained in 100 weight part of base resins. By setting the blending ratio within this range, it is possible to achieve a balance between hardness, tensile strength, tensile elongation and cold resistance.
The flame-retardant resin composition of the present invention preferably contains maleic anhydride-modified SEBS (styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymer) in an amount of 10 parts by weight or less in the base resin. By introducing maleic anhydride-modified SEBS, cold resistance can be further improved.
As maleic anhydride-modified SEBS that can be used in the present invention, each monomer is copolymerized in a block shape and maleic anhydride is grafted. The styrene content in the maleic anhydride-modified SEBS is preferably 60% by weight or less from the viewpoint of mechanical properties. If it exceeds 60% by weight, it becomes hard and brittle and is not suitable for use in an optical cable sheath. The amount of modification with maleic anhydride is preferably 0.1% by weight to 20% by weight. If the amount is less than 0.1% by weight, the effect is not exhibited.
さらに、本発明の難燃樹脂組成物は、難燃剤として赤燐を含まずに、芳香族リン酸エステルと水酸化マグネシウムとを含む。
本発明に用いることができる芳香族リン酸エステルとしては、例えば化学式で、(C6H5O)2P(O)OC6H4OP(O)(OC6H5)2、(C6H5O)2P(O)C6H4C(CH3)2C6H4OP(O)(OC6H5)2[(OC6H3(CH3)2)P(O)OC6H4OP(O)[OC6H3(CH3)2]2などのように表されるものを使用することができる。芳香族リン酸エステルは、外被のベース樹脂100重量部に対して、2〜10質量部配合する。配合比が2重量部未満であると難燃効果が発現しにくく、一方、10重量部を超えると耐寒性が悪くなる。
Furthermore, the flame retardant resin composition of the present invention does not contain red phosphorus as a flame retardant, but includes an aromatic phosphate and magnesium hydroxide.
Examples of the aromatic phosphate ester that can be used in the present invention include (C 6 H 5 O) 2 P (O) OC 6 H 4 OP (O) (OC 6 H 5 ) 2 , (C 6 H 5 O) 2 P (O) C 6 H 4 C (CH 3 ) 2 C 6 H 4 OP (O) (OC 6 H 5 ) 2 [(OC 6 H 3 (CH 3 ) 2 ) P (O) OC 6 H 4 OP (O) [OC 6 H 3 (CH 3 ) 2 ] 2 or the like can be used. The aromatic phosphate ester is blended in an amount of 2 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin of the jacket. If the blending ratio is less than 2 parts by weight, the flame retardant effect is hardly exhibited, while if it exceeds 10 parts by weight, the cold resistance is deteriorated.
また、本発明で用いることができる水酸化マグネシウムは、その表面を、ビニルシラン処理、メタクリロキシシラン処理、あるいはこれらの処理の際にオレイン酸を併用して処理された合成水酸化マグネシウムである。上記のいずれかの処理方法で表面処理された合成水酸化マグネシウムを使用することで、外被の引張強度や硬度、さらには耐寒性を向上させることができる。合成水酸化マグネシウムは、より前記効果を得るという観点から、ビニルシランとオレイン酸の併用による処理、メタクリロキシシラン処理、またはメタクリロキシシランとオレイン酸の併用による処理のいずれかの方法によって表面処理されていることが望ましい。
合成水酸化マグネシウムは、外被のベース樹脂100重量部に対して30〜70重量部で含有される。30重量部未満では所望の難燃性を得ることができず、70重量部を超えると耐寒性が悪くなる。
The magnesium hydroxide that can be used in the present invention is a synthetic magnesium hydroxide whose surface is treated with vinyl silane treatment, methacryloxy silane treatment, or in combination with oleic acid during these treatments. By using the synthetic magnesium hydroxide surface-treated by any of the above treatment methods, it is possible to improve the tensile strength and hardness of the jacket, and further the cold resistance. From the viewpoint of obtaining the above effect, synthetic magnesium hydroxide is surface-treated by any of the following methods: treatment with a combination of vinyl silane and oleic acid, treatment with methacryloxy silane, or treatment with a combination of methacryloxy silane and oleic acid. It is desirable.
Synthetic magnesium hydroxide is contained in an amount of 30 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base resin of the jacket. If it is less than 30 parts by weight, the desired flame retardancy cannot be obtained, and if it exceeds 70 parts by weight, the cold resistance is deteriorated.
上記の芳香族リン酸エステルおよび合成水酸化マグネシウムは、上述のように難燃剤として配合される。また合成水酸化マグネシウムは、上記の添加範囲内とすれば、後述する図2に示す光ファイバケーブルに使用した場合において光ファイバ心線を取出す際のノッチ18の引裂き性の向上にも寄与する。
Said aromatic phosphate ester and synthetic magnesium hydroxide are mix | blended as a flame retardant as mentioned above. Further, if the synthetic magnesium hydroxide is within the above addition range, it contributes to the improvement of the tearability of the
本発明の難燃樹脂組成物には、難燃剤の他に、シリコーン、脂肪酸アミド、ステアリン酸、ステアリン酸金属塩、パラフィン等を加工助剤として添加してもよい。特に、上記脂肪酸アミド(滑剤)は、本発明の難燃樹脂組成物を図1に示す絶縁電線の絶縁体やシールド電線のシースとして使用する場合に、絶縁体やシースの除去性を向上させるために配合されるものである。敷設時などに外被を除去する必要のある光ファイバケーブルにおいても有用である。同様に、酸化防止剤、防カビ剤等の一般的に樹脂配合剤として用いられる成分も添加してもよい。 In addition to the flame retardant, silicone, fatty acid amide, stearic acid, metal stearate, paraffin and the like may be added to the flame retardant resin composition of the present invention as a processing aid. In particular, the fatty acid amide (lubricant) improves the removability of the insulator and sheath when the flame retardant resin composition of the present invention is used as the insulator of the insulated wire and the sheath of the shielded wire shown in FIG. It is blended in. It is also useful in an optical fiber cable that needs to remove the jacket when laying. Similarly, components generally used as a resin compounding agent such as an antioxidant and an antifungal agent may be added.
本発明の難燃樹脂組成物は、上記の各成分を、二軸混錬押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等、通常用いられる混錬装置で溶融混錬して得ることができる。 The flame-retardant resin composition of the present invention can be obtained by melt-kneading the above components with a kneading apparatus usually used such as a twin-screw kneading extruder, a Banbury mixer, a kneader, or a roll.
上記で説明した本発明の難燃樹脂組成物は、絶縁電線やシールド電線(同軸電線)の絶縁体やシース材(シースの被覆樹脂)として使用することができる。
以下、本発明の難燃樹脂組成物を使用した絶縁電線について図面を参照して詳細に説明する。図1(A)、(B)は、本発明の絶縁電線の実施形態の一例を示す概略図である。
図1(A)に示す絶縁電線1は、中心導体2と、中心導体2の周囲に配置され中心導体2を被覆する絶縁体3とから構成されている。一方、図1(B)に示すシールド電線4は、図1(A)に示す絶縁電線1と、その周囲に絶縁電線1の中心導体2と同軸構造で配置される外部導体5(例えば編組導体や複数本の金属線を螺旋巻きした層)と、その外部導体5の周囲に配置されるシース6からなる。本発明の難燃樹脂組成物は、図1(A)(B)に示す電線の絶縁体3およびシース6のいずれにも使用することができるが、最外層に使用されることが望ましい。
The flame-retardant resin composition of the present invention described above can be used as an insulator or sheath material (sheath covering resin) for insulated wires or shielded wires (coaxial wires).
Hereinafter, an insulated wire using the flame retardant resin composition of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1A and 1B are schematic views illustrating an example of an embodiment of an insulated wire according to the present invention.
An insulated wire 1 shown in FIG. 1A is composed of a central conductor 2 and an
また、本発明の難燃樹脂組成物は、光ファイバケーブルの外被樹脂として使用することもできる。特に、本発明の難燃樹脂組成物は、難燃性、耐寒性、硬度の他に、引張強度や引張伸び等の特性にも優れることから、特に後述する構造を有するドロップ光ケーブルの外被として好適に使用できる。ドロップ光ケーブルは光ケーブルの宅内への引き込みに用いられるものである。
以下、本発明の難燃樹脂組成物を外被に使用した光ファイバケーブルついて詳細に説明する。図2は本発明の難燃樹脂組成物を外被に使用したドロップ光ケーブルの実施形態の一例を示す概略図である。
図2(A)は、本発明の光ファイバケーブルのうち、1心の単心光ファイバ心線を用いた一実施形態を示し、図2(B)は、4心の光ファイバテープ心線を2枚用いた別の実施形態を示す。なお、光ファイバ心線の心数は、これらに限らず、2心、4心など任意の心数とすることができる。
Moreover, the flame-retardant resin composition of the present invention can also be used as a jacket resin for optical fiber cables. In particular, since the flame-retardant resin composition of the present invention is excellent in properties such as tensile strength and tensile elongation in addition to flame retardancy, cold resistance, and hardness, it is particularly useful as an outer sheath of a drop optical cable having a structure described later. It can be used suitably. The drop optical cable is used for drawing the optical cable into the house.
Hereinafter, an optical fiber cable using the flame retardant resin composition of the present invention for the outer cover will be described in detail. FIG. 2 is a schematic view showing an example of an embodiment of a drop optical cable using the flame retardant resin composition of the present invention as a jacket.
FIG. 2A shows an embodiment using one single-core optical fiber core of the optical fiber cable of the present invention, and FIG. 2B shows a four-fiber optical fiber ribbon. Another embodiment using two sheets is shown. The number of cores of the optical fiber core wire is not limited to these, and can be any number of cores such as two cores and four cores.
図中、11、11’は光ファイバケーブル、12は本体部、13は支持線部、14は首部、15は光ファイバ心線、15’は光ファイバテープ心線、16はテンションメンバ、17は外被、17aは本体部の側面、18はノッチ、19は鋼線を示す。 In the figure, 11 and 11 'are optical fiber cables, 12 is a main body part, 13 is a support line part, 14 is a neck part, 15 is an optical fiber core wire, 15' is an optical fiber tape core wire, 16 is a tension member, and 17 is a tension member. A jacket, 17a is a side surface of the main body, 18 is a notch, and 19 is a steel wire.
図2(A)に示す光ファイバケーブル11は、断面が長方形状の本体部12と、断面が円形状の支持線部13を切断容易な細幅の首部14で連結した自己支持型の構造で形成される。本体部12は、中心に単心の光ファイバ心線15を1本配し、その両側にテンションメンバ(抗張力体ともいう)16を配し、外被17で一体に被覆してなる。また、本体部12の両側面17aには、光ファイバ心線15にV字状の底部が接近するようにノッチ18が設けられる。
An
支持線部13は、単心線又は撚り線からなる鋼線19(外径1.2mm程度)が用いられ、光ファイバ心線15とテンションメンバ16の中心を結ぶラインYの延長線上又はその付近に設けられる。支持線部13の鋼線19は、切断容易な首部14を介して本体部12と連結され、本体部12の外被17の成形時に同じ樹脂材で押出し成形により一括して被覆される。
The
光ファイバ心線15は、例えば、標準外径が125μmのガラスファイバで、被覆外径が250μm前後で1層又は2層で被覆されたもので、光ファイバ素線と称されるものや被覆表面に着色が施されたものを含むものとする。この光ファイバ心線15は、1本〜数本程度を外被17で直接被覆して収納される。
光ファイバ心線15に平行に配されるテンションメンバ16は、外径0.4mm程度の鋼線あるいはガラス繊維強化プラスチック(FRP)、アラミド繊維強化プラスチック(KFRP)などを用いることができる。光ファイバケーブルの本体部12および支持線部13の被覆を構成する外被17は、本発明の難燃樹脂組成物で形成される。本発明の難燃樹脂組成物は高硬質であると共に引張強度や引張伸びに優れるため、後述する理由からドロップケーブルの耐蝉性に優れた外被樹脂として好適に使用することができる。
The
As the
上述した構成の光ファイバケーブル11は、例えば、光ファイバ心線15が1心である場合、本体部12の長辺側の縦幅Lは3.1mm、短辺側の横幅Wは2.0mm、支持線部13の直径Dは2.0mm、首部14の長さKを0.2mmの標準的な外形寸法で形成することができる。また、ノッチ18は、深さが0.2mm程度、幅が0.3mm程度で形成される。なお、ノッチ18の底部先端と光ファイバ心線15との離間距離Sは、後述する外被材料および引裂き性を考慮して設計する。
In the
図2(B)に示す光ファイバケーブル11’は、図2(A)の光ファイバ心線15に代えて、4心の光ファイバテープ心線15’を2枚重ねて配したもので、形状としては図2(A)のものと同じである。ただ、光ファイバの心数が8心となることから、長辺側の縦幅Lが4.1mmとなる。その他の短辺側の横幅Wの2.0mm、支持線部13の直径Dの2.0mmおよび首部14の長さKの0.2mmとすることは、図2(A)のものと同じとすることができる。
An
なお、本発明における「光ファイバ心線」とは、前記の光ファイバテープ心線15’のような光ファイバテープ心線を含めたものとする。光ファイバテープ心線を含む光ファイバケーブル又は光ファイバ心線を複数列含む光ファイバケーブルでは、各光ファイバ心線とテンションメンバの中心を結ぶラインが複数ある。したがって、支持線部はいずれかの光ファイバ心線とテンションメンバを結ぶ線の延長線付近にあることになる。
The “optical fiber core wire” in the present invention includes an optical fiber tape core wire such as the optical fiber
上述した光ファイバケーブル11,11’に光コネクタ等を取付けて端末を形成する場合、外被17内の光ファイバ心線15,15’を取出すために、ケーブル端部のノッチ18をニッパ等で10mm程の切り込みを入れる。次いで、この切り込みを始端として、手でノッチ18の部分を100mm程引裂いて外被17を2分する。この外被17を手で引裂くには、ノッチ18の先端と光ファイバ心線15、15’との離間距離Sが大きく関係するが、この離間距離Sが小さいと、蝉の産卵管による突刺し量が光ファイバ心線に達し、これを避けるために離間距離Sを大きくすると引裂きが困難になる。
When an optical connector or the like is attached to the
また、上記の離間距離Sを所定の値に設定したとして、外被17の引張強度が小さい場合は外被17の引裂きは容易であるが、蝉の産卵管による突刺し量が大きくなり、離間距離Sを大きくする必要がある。一方、外被17の硬度が大きくかつ引張強度が大きいと、蝉の産卵管による突刺し量は抑えられるが、引張強度が大き過ぎると引裂きが難しくなる。
Further, assuming that the above-mentioned separation distance S is set to a predetermined value, the
本発明の光ファイバケーブルは、上記の構造的特徴に加え、耐蝉性と難燃性を兼ね備えるとともに耐寒性や引張伸びにも優れた本発明の難燃樹脂組成物により形成された外被を有する。耐蝉性は、上記の通り、耐蝉用に適した硬度と引張強度とを両立することで得られる。耐寒性は、寒冷地でのケーブル屈曲時の損傷を防ぐために重要な特性である。また、引張伸びは、ノッチ部分で光ファイバケーブルを裂いて光ファイバ心線を取り出すことの容易さに重要な特性である。 In addition to the above structural features, the optical fiber cable of the present invention has an outer sheath formed of the flame retardant resin composition of the present invention that has both weather resistance and flame retardancy and is excellent in cold resistance and tensile elongation. Have. As described above, weather resistance can be obtained by satisfying both hardness and tensile strength suitable for weather resistance. Cold resistance is an important characteristic for preventing damage when a cable is bent in a cold region. Further, the tensile elongation is an important characteristic for the ease of taking out the optical fiber core by tearing the optical fiber cable at the notch portion.
以下、本発明に係る実施例及び比較例を用いた評価試験の結果を示し、本発明を更に詳細に説明する。なお、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the results of evaluation tests using examples and comparative examples according to the present invention will be shown, and the present invention will be described in more detail. The present invention is not limited to these examples.
表1に示す組成の外被材料(実施例1〜9、比較例1〜10)を用いて、各種特性の評価を下記の要領で行った。なお、外被の長期安定性を向上させるために、実施例、比較例の全てに共通して、酸化防止剤(ヒンダードフェノール系)を1重量部添加した。
評価試験に供するサンプルは、まず、200℃に加熱したオイル加熱式のオープンロールで表1に示す各配合成分を加熱混合し、これを成型することにより得た。硬度、引張強度、引張伸び、低温脆化試験については、前記ロール混合で得られたものをプレス機でシート状にして成型した。一方、JIS60度傾斜燃焼試験に用いるサンプルについては、前記ロール混合で得られたものをペレタイザでペレット状に切断し、このペレットを、65mmφ押出機を使用して光ファイバ心線の周囲に被覆させ、図2(A)又は(B)に示すドロップケーブル形状(1心及び8心)として得た。得られたケーブルサンプルは、横幅Wを2.0mm、縦幅Lを3.1mm、支持線部13の径を2.0mmとした。
各例の評価結果を表1に併せて示す。尚、表中の材料配合における各数値の単位は「重量部」である。
Using the jacket materials (Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 10) having the compositions shown in Table 1, various characteristics were evaluated in the following manner. In order to improve the long-term stability of the jacket, 1 part by weight of an antioxidant (hindered phenol type) was added in common to all of the examples and comparative examples.
A sample to be used for the evaluation test was obtained by first heating and mixing each of the blending components shown in Table 1 with an oil heating type open roll heated to 200 ° C., and molding this. For the hardness, tensile strength, tensile elongation, and low temperature embrittlement test, the product obtained by mixing the rolls was molded into a sheet with a press. On the other hand, for the sample used for the JIS 60 degree inclined combustion test, the one obtained by the above roll mixing is cut into pellets with a pelletizer, and this pellet is coated around the optical fiber core using a 65 mmφ extruder. The drop cable shape (1 core and 8 cores) shown in FIG. 2 (A) or (B) was obtained. The obtained cable sample had a lateral width W of 2.0 mm, a longitudinal width L of 3.1 mm, and a diameter of the
The evaluation results of each example are also shown in Table 1. The unit of each numerical value in the material composition in the table is “part by weight”.
<評価試験方法>
[硬度]
外被の硬度は、日本工業規格のJIS K7215(プラスチックのデュロメータ硬さ試験方法)で規定されるデュロメータ(タイプD)を用いて計測した(以下、ショアD硬度という)。外被の硬度の判定基準は、ショアD硬度で57以上であることが耐蝉性を有する必要条件であるとした。
<Evaluation test method>
[hardness]
The hardness of the jacket was measured using a durometer (type D) defined by JIS K7215 (plastic durometer hardness test method) of Japanese Industrial Standard (hereinafter referred to as Shore D hardness). The criterion for the hardness of the jacket is that the Shore D hardness is 57 or more is a necessary condition for weather resistance.
[引張強度]
外被の引張強度は、日本工業規格のJIS K7113に準拠し、2号試験片を用いて行なった。引張強度の判定基準は、外被に蝉の産卵管が突刺された際に、外被に変形を生じず、卵を産み付ける空間の確保を阻止できる15.2MPa以上であることが耐蝉性を有する必要条件とした。
[Tensile strength]
The tensile strength of the jacket was measured using a No. 2 test piece in accordance with JIS K7113 of Japanese Industrial Standard. The criterion for determining the tensile strength is that when the spawning tube of a spider is pierced into the outer cover, the outer cover is not deformed, and it is possible to prevent the securing of a space for laying the eggs, so that the sputum resistance is not less than 15.2 MPa. It was a necessary condition.
[引張伸び]
外被の引張伸びは、日本工業規格のJIS K7113に準拠し、2号試験片を用いて行なった。外被の引張伸びの判定基準は、320%以上であることがケーブル敷設時に折り曲げて使用できるため、その必須条件とした。
[Tensile elongation]
The tensile elongation of the jacket was performed using a No. 2 test piece in accordance with JIS K7113 of the Japanese Industrial Standard. The criterion for determining the tensile elongation of the jacket is that it is 320% or more, since it can be bent and used when laying the cable.
[耐寒性(低温脆化試験)]
低温脆化試験(亀裂発生温度)は、低温での耐衝撃性を検証するもので、日本工業規格のJIS C3005に準拠して行なった。判定基準は、−30℃未満の低温で、厚さ2mmのシート状の試験片を打撃試験機で打撃し、シート表面に亀裂が生じていないことを必須条件とした。
[Cold resistance (low temperature embrittlement test)]
The low-temperature embrittlement test (cracking temperature) is for verifying impact resistance at low temperatures, and was performed in accordance with Japanese Industrial Standard JIS C3005. The criterion was that a sheet-like test piece having a thickness of 2 mm was hit with a hitting tester at a low temperature of less than −30 ° C., and the sheet surface was not cracked.
[難燃性(60度傾斜燃焼試験)]
試験には、1心ケーブル及び8心ケーブルを用いた。日本工業規格のJIS C3005に準拠して行った。完成品から採取した長さ約300mmの試料を、水平に対して約60度傾斜させて支持し、還元炎の先端を、試料の下端から約20mmの位置に、30秒以内で燃焼するまで当て、炎を静かに取り去る。そして、自然消炎した場合を合格とする。
[Flame retardance (60 degree inclined combustion test)]
A 1-core cable and an 8-core cable were used for the test. This was performed in accordance with Japanese Industrial Standard JIS C3005. A sample of about 300 mm in length collected from the finished product is supported at an inclination of about 60 degrees with respect to the horizontal, and the tip of the reducing flame is applied to a position about 20 mm from the lower end of the sample until it burns within 30 seconds. , Take out the flame quietly. And the case where it extinguishes naturally is considered as a pass.
上記結果に示すように、所定の配合量の外被材料からなる実施例1〜9の外被においては、難燃性、引張強度、ショアD硬度、耐寒性、引張伸びに優れた性能を有することが確認された。 As shown in the above results, the jackets of Examples 1 to 9 made of a jacket material of a predetermined blending amount have excellent performance in flame retardancy, tensile strength, Shore D hardness, cold resistance, and tensile elongation. It was confirmed.
比較例1は、ベース樹脂にプロピレンホモポリマーを使用しているため、引張伸びが不足するとともに、低温で亀裂が発生した。 In Comparative Example 1, since a propylene homopolymer was used as the base resin, tensile elongation was insufficient and cracks occurred at low temperatures.
比較例2は、ベース樹脂に(ラジカル重合により得られた)低密度PEを使用しているため、引張強度およびショアD硬度が小さく、また低温で亀裂が発生した。 Since Comparative Example 2 uses low-density PE (obtained by radical polymerization) as the base resin, the tensile strength and Shore D hardness were small, and cracks occurred at low temperatures.
比較例3は、難燃剤としてオレイン酸処理された水酸化マグネシウムを使用したため、引張強度およびショアD硬度が小さく、また低温で亀裂が発生した。 Since Comparative Example 3 used magnesium hydroxide treated with oleic acid as a flame retardant, the tensile strength and Shore D hardness were small, and cracks occurred at low temperatures.
比較例4は、ポリプロピレンブロック共重合体の配合量が少ないため、ショアD硬度が上がらない結果となった。 In Comparative Example 4, since the blending amount of the polypropylene block copolymer was small, the Shore D hardness did not increase.
比較例5は、ポリプロピレンブロック共重合体の配合量が多すぎるため、引張伸びが不足するとともに、低温で亀裂が発生した。 In Comparative Example 5, since the amount of the polypropylene block copolymer was too large, the tensile elongation was insufficient and cracks occurred at low temperatures.
比較例6は、ビニルシラン処理された水酸化マグネシウムの配合量が少なすぎるため、難燃性に劣る結果となった。 In Comparative Example 6, the amount of magnesium hydroxide treated with vinylsilane was too small, resulting in poor flame retardancy.
比較例7は、ビニルシラン処理された水酸化マグネシウムの配合量が多すぎるため、低温での亀裂が発生した。 In Comparative Example 7, cracking at low temperature occurred because the amount of magnesium hydroxide treated with vinylsilane was too large.
比較例8は、難燃剤である芳香族リン酸エステルの配合量を1重量部と少なくしたため、難燃性に劣る結果となった。 Since the comparative example 8 reduced the compounding quantity of the aromatic phosphate ester which is a flame retardant with 1 weight part, it resulted in inferior flame retardance.
比較例9は、難燃剤である芳香族リン酸エステルの配合量を12重量部と多くしたため、低温での亀裂が発生した。 In Comparative Example 9, since the blending amount of the aromatic phosphate ester, which is a flame retardant, was increased to 12 parts by weight, cracks occurred at low temperatures.
比較例10は、赤燐や芳香族リン酸エステルなどの難燃剤が添加されておらず、したがって難燃性がNGとなった。
本実施例のような高硬度を発現する樹脂材料を用いた場合、難燃性向上の目的で金属水酸化物を多量に添加すると、低温での耐衝撃性が悪くなり、引っ張り強度が低下する。したがって、所望の強度が実現される程度に金属水和物を添加すると、それだけでは難燃性のケーブルが得られない。
In Comparative Example 10, no flame retardant such as red phosphorus or aromatic phosphate was added, and therefore the flame retardancy was NG.
When using a resin material exhibiting high hardness as in this example, if a large amount of metal hydroxide is added for the purpose of improving flame retardancy, the impact resistance at low temperatures will deteriorate and the tensile strength will decrease. . Therefore, if a metal hydrate is added to such an extent that a desired strength is achieved, a flame-retardant cable cannot be obtained by itself.
図2に示した光ファイバケーブルは、外被17を上述した本実施例の難燃樹脂組成物とすることにより、難燃性と、耐蝉用に適した硬度と引張強度を確保することができる。また、当該外被材料によれば、耐寒性についても優れた性能を確保することができる。さらに本実施例の難燃樹脂組成物により形成された外被17であれば、当該樹脂組成物が適切な引張伸びを有することから、ノッチ18の引き裂き性にも優れていることが判った。
The optical fiber cable shown in FIG. 2 can ensure flame retardancy, hardness suitable for weathering, and tensile strength by using the flame retardant resin composition of the above-described embodiment as the
尚、実施例4における外被材料の組成において、ビニルシランで処理された水酸化マグネシウムに替えて、ビニルシランとオレイン酸とで処理した水酸化マグネシウムを使用した場合、およびメタクリロキシシランで処理した水酸化マグネシウムを使用した場合の何れにおいても、実施例4と同等の効果が得られることが確認された。 In addition, in the composition of the jacket material in Example 4, when magnesium hydroxide treated with vinylsilane and oleic acid was used instead of magnesium hydroxide treated with vinylsilane, and hydroxide treated with methacryloxysilane In any case where magnesium was used, it was confirmed that an effect equivalent to that of Example 4 was obtained.
上記実施例において光ファイバケーブルの場合について説明したが、本発明の難燃樹脂組成物は、ハロゲンフリーの絶縁電線やシールド電線(同軸電線)の絶縁体またはシース材(シースの被覆樹脂)として使用できる。これらの電線は機器内配線用途や車載用途に使用可能である。また、複数本の電線を纏めてケーブルやハーネスとして使用することもできる。いずれの場合も本発明の難燃樹脂組成物を使用した電線を用いることで、電線、ケーブルまたはハーネスとして難燃性を有する。そして金属水和物の添加量が従来よりも少ないので製造するときに被覆樹脂の押出性に優れる。さらに低温度での耐衝撃性に優れるとともに、樹脂材料の機械強度の発現を妨げることがない。 Although the case of the optical fiber cable has been described in the above embodiment, the flame retardant resin composition of the present invention is used as an insulator or sheath material (sheath covering resin) for halogen-free insulated wires and shielded wires (coaxial wires). it can. These electric wires can be used for in-apparatus wiring applications and in-vehicle applications. Further, a plurality of electric wires can be collected and used as a cable or a harness. In any case, by using an electric wire using the flame retardant resin composition of the present invention, it has flame retardancy as an electric wire, cable or harness. And since the addition amount of a metal hydrate is smaller than before, it is excellent in the extrudability of coating resin when manufacturing. Furthermore, it has excellent impact resistance at low temperatures and does not hinder the development of the mechanical strength of the resin material.
1 絶縁電線
2 中心導体
3 絶縁体
4 シールド電線
5 外部導体
6 シース
11,11’ 光ファイバケーブル
12 本体部
13 支持線部
14 首部
15 光ファイバ心線
15’ 光ファイバテープ心線
16 テンションメンバ
17 外被
17a 外被の側面
18 ノッチ
19 鋼線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulated electric wire 2
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