JP2013037253A - 光ファイバユニット抱合用繊維 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鞘成分2樹脂の融点が100℃乃至140℃、芯成分3樹脂の融点が前記鞘成分2樹脂の融点より20℃以上高い融点を有する鞘芯型熱融着性複合繊維1の複数本から形成された熱融着性の抱合用繊維10であって、該抱合用繊維10を80℃で6時間加熱後の熱収縮率が0.2%以下の光ファイバユニット抱合用繊維10である。
【選択図】図1
Description
また、テープを巻回して束ねる場合は、ユニットのサイズが大きくなり、且つ内部の光ファイバ心線又はテープ心線が見えないため、接続工事を行うためにテープを除去して光ファイバ心線又はテープ心線を露出する際に、誤ってファイバにダメージを与えてしまう危険があった。さらに、テープが容易に外れ易く、光ファイバ心線がばらばらになってしまうことにより、光ファイバ心線の識別に手間が掛かるという問題があった。
一方、特許文献3の光ファイバケーブルは、巻きつけ糸によるケーブル化後の光ファイバへの締め付けの悪影響は解決できるが、特許文献1、2における場合と同様、巻きつけピッチや、糸の切断による切断部両側の緩みの処理等の問題があった。さらに、糸の製造において短繊維の混合等工程数の増加やパラフィン等の添加による紡糸性安定性の低下等生産性の問題があった。
さらに、特許文献4においてはこの網体に使用する繊維は、熱収縮を起こしても、光ファイバはスロット溝に収納されており、網を構成する繊維が光ファイバに直接作用することはなく、スロットが光ファイバへの外部ダメージをガードする構造であるため伝損が低下するなどの問題はない。しかし、スロットを使用しているため、光ファイバを収納できる断面積がスロットに支配され、ケーブルの細径化が困難であるという根源的な問題点があった。また、特許文献4では、網体を構成する糸部の材料として、破断強度や耐摩耗性に優れた材料が適当で、ポリエチレンやナイロンなどが適するとされており、交差部の接合は、接着剤、熱溶着により行うことが出来るとされている。光ファイバ心線を一束化した光ファイバユニットに網体を施す場合には、網体が光ファイバ心線に直接触れるため、接着剤が光ファイバ心線に付着するという問題があった。また、熱溶着させる場合には、材料の融点以上の温度で加熱する必要があり、材料を溶断させずに熱溶着させるためには、加熱温度、加熱時間を細かく精密に制御する必要があり、光ファイバユニットの製造が困難であるという問題があった。
本発明は、
(1)鞘成分樹脂の融点が100℃乃至140℃、芯成分樹脂の融点が前記鞘成分樹脂の融点より20℃以上高い融点を有する鞘芯型熱融着性複合繊維の複数本から形成された熱融着性の抱合用繊維であって、該抱合用繊維を80℃で6時間加熱後の熱収縮率が0.2%以下であることを特徴とする、光ファイバユニット抱合用繊維、
(2)該抱合用繊維を交差させて150℃で熱融着した際の繊維間接点強度が0.5cN/dtex以上であることを特徴とする前記(1)の光ファイバユニット抱合用繊維、
(3)前記鞘芯型熱融着性複合繊維の鞘成分樹脂がポリエチレン、エチレン又はブテンとの2元或いは3元共重合プロピレン、の単独あるいはこれらの混合体であって、芯成分樹脂が結晶性ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリアミドから選択される1種である前記(1)又は(2)の光ファイバユニット抱合用繊維、及び
(4)前記鞘芯型熱融着性複合繊維の鞘成分樹脂が熱溶融により互いに融合してなる前記(1)〜(3)のいずれかの光ファイバユニット用抱合用繊維、
を提供するものである。
網体で抱持された光ファイバユニットは、抱合用繊維の交差部を熱接(融)着させることが出来るので、光ケーブルの接続作業などにおいて、光ファイバユニットを取り扱う際に、光ファイバユニットがばらばらになることや、解れた抱合用繊維同士が絡まることを防止することで出来る。
さらに、抱合用繊維に識別用の着色を施すことにより、光ファイバユニットの識別が容易となる。また、前記の交差部の熱接(融)着は容易に剥がすことが可能であり、光ファイバユニットから任意の光ファイバ心線を容易に取り出すことができる。また、前記の光ファイバユニットへの抱合用繊維は、疎に巻くことが出来るので、光ファイバの取出し作業が容易となり作業性が向上し、かつ、光ファイバの伝送損失の増加等の悪影響を低減できる。
前記鞘成分を構成する熱可塑性樹脂の融点は、100℃乃至140℃であり、100℃以上であれば、ケーブル化において、ルースチューブやシースなどの被覆部材を押出成形するさいに、鞘部が溶融してしまうことを避けることができ、140℃以下であれば、抱合用繊維の交点を融着するための加熱温度をケーブルの他部材への熱的ダメージを与えることがない温度に抑えることができる。
また、芯成分を構成する熱可塑性樹脂の融点は、鞘成分樹脂の融点より20℃以上高ければ、芯成分の繊維強度等の機能を保持しつつ鞘成分のみを溶融させることができる。
さらに、鞘芯型熱接着性複合繊維の複数本で構成される光ファイバユニット抱合用繊維は、該抱合用繊維を80℃で6時間加熱後の熱収縮率が0.2%以下である繊維性能を備えている。この熱収縮率が、0.2%以下であれば、抱合用繊維が光ケーブル化時や、ケーブル化後使用時に光ファイバ心線やテープ心線に対して、光伝送損失の増加等の悪影響を及ぼすことがない。
なお、識別のための着色は、芯成分樹脂に着色用マスターバッチ(MB)を添加することで行うのが一般的であるが、必要に応じて鞘成分樹脂にも着色することが可能である。
(長径-短径)/((長径+短径)/2)×100 ………式(1)
(扁平率の測定方法)
繊維交点における扁平率の測定は下記の通りである。
長さ100mmの本発明の抱合用繊維を2本準備し、長さ250mm×幅100mm×厚み1mmの表面が平坦なアルミニウム板の2枚の間に、前記2本の抱合用繊維を交点角度が90°となるように挟み込んだ。次に前期抱合繊維を挟み込んだ状態のままのアルミニウム板ごと、これを不織布圧着試験機(ハシマ(株)製 HP−54A)を使用して、150℃で、光ファイバケーブルユニットの交点における熱接着時点の相当圧力である0.0245MPaで、20秒間熱圧着することによって抱合繊維同士の接点を熱接着させた。その後、不織布圧着試験機からアルミニウム板ごと取り出し、充分空冷した。熱接着部分を5mm×5mmのサイズで切り出し、エポキシ樹脂で埋抱硬化して、ミクロトームで融着部の断面切片を作成し、得られた切片の断面を、KEYENCE製デジタルマイクロスコープ(VHX-900)にて50倍で観察し、一番大きな径と一番小さな径を測長した。これを3断面で測定しこれらの平均をそれぞれ長径と短径として、式(1)にて扁平率を求めた。
繊維の扁平率測定は、測定用サンプルとして繊維交点ではなく、繊維単独の見本を使用する以外は、前記と同様の方法で測定した。
このような構造とすれば、抱合用繊維が複数本から形成されている場合と比較して、前記のような優位性が得られる他、鞘芯型熱融着性複合繊維の単繊維のバラけによる取り扱い難さ等が解消され、光ケーブルからの分岐接続のための網体の除去等の作業が容易となるため、より好ましい。
本発明の抱合用繊維は、抱合用繊維を80℃で6時間加熱後の熱収縮率が0.2%以下であることを要し、以下の要領で測定される。
測定対象の抱合用繊維から2mサンプルを切出し、検査長として1mの間隔を正確にマーキングする。マーキング時の荷重は検査長を正確に規定し、繊維を伸長させない荷重として0.0393cN/dtexに相当する荷重で統一した。その後、試験片を80℃に温度調整した乾熱オーブンに無荷重状態で入れ、熱収縮率が飽和状態となる6時間の加熱(処理)を行った。しかる後、撚りが入らないようして、測定荷重0.0393cN/dtexの荷重を試験片にかけながら、マーキング部の長さを計測し、加熱処理前後での検査長の変化率を、熱収縮率(%)として算出した。
この繊維間接点強度は、その繊維の熱収縮率と関係している。即ち熱収縮率が高くなると接点強度は低下し、熱収縮率が低いと接点強度は増大する。これは熱融着時の温度により繊維間接着と同時に接点での繊維の熱収縮による繊維の動きにより、接点でのズレが生じ、強い接着が行なわれないためである。この点において150℃で熱融着した際の繊維間接点強度が0.5cN/dtex以上であるためには、抱合用繊維の80℃で6時間加熱後の熱収縮率が0.2%以下であることが必要である。
また抱合用繊維で収束された光ファイバユニット同士が、それぞれの抱合用繊維によって接着してしまうことは、光ファイバの取出し作業の点において好ましくない。
前記の150℃融着時接点強度は次のようにして測定した。
長さ100mmの本発明の抱合用繊維を2本準備し、長さ250mm×幅100mm×厚み1mmの表面が平坦なアルミニウム板の2枚の間に、前記2本の抱合用繊維を交点角度が90°となるように挟み込んだ。次に前期抱合繊維を挟み込んだ状態のままのアルミニウム板ごと、これを不織布圧着試験機(ハシマ(株)製 HP−54A)を使用して、150℃で、光ファイバケーブルユニットの交点における熱接着時点の相当圧力である0.0245MPaで、60秒間熱圧着することによって抱合繊維同士の接点を熱接着させた。その後、不織布圧着試験機からアルミニウム板ごと取り出し、充分空冷した後、万能引張試験機(商品名:「TENSILON」)を使用し、上下のチャックに抱合用繊維の片端をそれぞれチャックし、引張速度150mm/minで引張試験することによって交点強力(cN)を測定した。この値を抱合用繊維の繊度(dtex)で除すことによって接点強度を算出した。
鞘芯型熱融着性複合繊維、及び抱合用繊維の製造
芯成分樹脂として融点が164℃のアイソタクチックポリプロピレン(株式会社プライムポリマー社製のグレード名:Y2000GV)を使用し、また、鞘成分樹脂として融点が125℃の直鎖状低密度ポリエチレン(株式会社プライムポリマー社製のグレード名:45200)を使用し、定法の複合紡糸設備、芯鞘型複合紡糸ノズル(60H)を用い、芯/鞘断面比=7/3で、240℃で紡糸し、排気・風冷による冷却を連続的に行い、未延伸糸を得た。
引き続き、この紡糸未延伸糸の60フィラメントを集束し、145℃の飽和水蒸気圧下の1段で、延伸倍率11倍の延伸を行い、延伸と共に芯成分のポリプロピレン樹脂の周囲に鞘成分のポリエチレン樹脂がマトリックス状に融合した、トータル繊度520dtex、フィラメント数が60で、全体が扁平状の抱合用繊維を作製した。これを、巻き取りテンションを0.49Nとし、35km長さで巻芯(外径305mm)に巻き取った。これを真空加熱装置にて、真空度(絶対圧)0.05MPa、温度100℃で、24時間アニール処理し、抱合用繊維を得た。 鞘芯複合繊維の構成、ならびに、この抱合用繊維の物性(熱収縮率、150℃融着時の融着部の扁平率、150℃融着時の融着部の接点強度)を表1にまとめて示す。
実施例1において、鞘成分樹脂として融点117℃の直鎖状低密度ポリエチレン(株式会社プライムポリマー社製のグレード名:1018G)を使用した以外は実施例1と同様にして抱合用繊維を製造した。
鞘芯複合繊維の構成、ならびに、この抱合用繊維の物性(熱収縮率、150℃融着時の融着部の扁平率、150℃融着時の融着部の接点強度)を表1にまとめて示す。
実施例1において、鞘成分樹脂として融点132℃の高密度ポリエチレン(京葉ポリエチレン株式会社社製のグレード名:S6932)を使用した以外は実施例1と同様にして抱合用繊維を製造した。
鞘芯複合繊維の構成、ならびに、この抱合用繊維の物性(熱収縮率、150℃融着時の融着部の扁平率、150℃融着時の融着部の接点強度)を表1にまとめて示す。
実施例1において、鞘成分樹脂として融点138℃のエチレン−プロピレン共重合体(エチレン含有量4.3質量%、株式会社プライムポリマー社製、グレード名:Y−2045GP)を使用した以外は実施例1と同様にして抱合用繊維を製造した。
鞘芯複合繊維の構成、ならびに、この抱合用繊維の物性(熱収縮率、150℃融着時の融着部の扁平率、150℃融着時の融着部の接点強度)を表1にまとめて示す。
実施例1において、芯成分樹脂として融点251℃のポリエチレンテレフタレート(ユニチカ株式会社社製のグレード名:SA-1206)を使用し300℃で紡糸して、200℃で6倍に乾熱延伸した以外は実施例1と同様にして抱合用繊維を製造した。
鞘芯複合繊維の構成、ならびに、この抱合用繊維の物性(熱収縮率、150℃融着時の融着部の扁平率、150℃融着時の融着部の接点強度)を表1にまとめて示す。
実施例1において、鞘成分樹脂として融点95℃の直鎖状低密度ポリエチレン(旭化成社製のグレード名:M7620)を使用した以外は実施例1と同様にして抱合用繊維を製造した。
鞘芯複合繊維の構成、ならびに、この抱合用繊維の物性(熱収縮率、150℃融着時の融着部の扁平率、150℃融着時の融着部の接点強度)を表1にまとめて示す。
実施例1において、鞘成分樹脂として融点148℃のエチレン−プロピレン共重合体(チッソ株式会社製、グレード名:F8090)を使用した以外は実施例1と同様にして抱合用繊維を製造した。
鞘芯複合繊維の構成、ならびに、この抱合用繊維の物性(熱収縮率、150℃融着時の融着部の扁平率、150℃融着時の融着部の接点強度)を表1にまとめて示す。
実施例1において、巻き取りテンションを0.98Nとした以外は実施例1と同様にして抱合用繊維を製造した。
鞘芯複合繊維の構成、ならびに、この抱合用繊維の物性(熱収縮率、150℃融着時の融着部の扁平率、150℃融着時の融着部の接点強度)を表1にまとめて示す。
得られた各実施例、比較例の抱合用繊維について、前述の測定方法により、80℃で6時間加熱後の熱収縮率を、35kmの巻き取り糸の最外層及び巻き始めより1000mの部位のサンプルについて測定した。結果を表1に示す。
また、前述の測定方法により150℃融着時接点強度を測定した。結果を同じく表1に示す。
前記の実施例および比較例で得られた抱合用繊維を使用し、下記に示す様に、光ファイバケーブルを作製した。即ち、石英ガラス光ファイバに紫外線硬化型樹脂を被覆した外径250μmの単心光ファイバ心線12本を引き揃えながら、得られた各抱合用繊維を2本用いて、1本を時計方向、他の1本を反時計方向に長手方向に巻きつけながら抱合し、これを150℃で20秒加熱して、2本の抱合用繊維(糸)の交点を熱融着し、光ファイバユニットを得た。得られた光ファイバユニットは、抱合用繊維の交点部分が熱融着して、斜交網状の網体構造を呈していた。
この光ファイバユニットを5本束ねて、所謂ルースチューブに実装し、さらにその上に200℃のダイスから押出したポリエチレンで被覆を行い、60心の光ファイバケーブルを得た。
得られた光ファイバケーブル10mを、胴径φ400mmのボビンに巻き取ったのち、巻き出し、光ファイバケーブルを分解し、(i)抱合繊維交点の接着(融着)外れの有無、(ii)光ファイバの飛び出しの有無、(iii)光ファイバユニット同士の抱合繊維間で接着の有無、を評価した。
結果をまとめて表1に示す。
2 鞘成分樹脂
3 芯成分樹脂
10、10A、10B 抱合用繊維
11 交点
20 光ファイバユニット
21 光ファイバ心線
23 ケーブル外被(シース)
24 抗張力体
25 止水材
26 ルースチューブ
30 光ファイバケーブル
Claims (4)
- 鞘成分樹脂の融点が100℃乃至140℃、芯成分樹脂の融点が前記鞘成分樹脂の融点より20℃以上高い融点を有する鞘芯型熱融着性複合繊維の複数本から形成された熱融着性の抱合用繊維であって、該抱合用繊維を80℃で6時間加熱後の熱収縮率が0.2%以下であることを特徴とする、光ファイバユニット抱合用繊維。
- 該抱合用繊維を交差させて150℃で熱融着した際の繊維間接点強度が0.5cN/dtex以上であることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバユニット抱合用繊維。
- 前記鞘芯型熱融着性複合繊維の鞘成分樹脂がポリエチレン、エチレン又はブテンとの2元或いは3元共重合プロピレン、の単独あるいはこれらの混合体であって、芯成分樹脂が結晶性ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、及びポリアミドから選択される1種である請求項1または2に記載の光ファイバユニット抱合用繊維。
- 前記鞘芯型熱融着性複合繊維の鞘成分樹脂が熱溶融により互いに融合してなる請求項1〜3のいずれかに記載の光ファイバユニット用抱合用繊維。
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