JP3592431B2 - エチレン重合体組成物及びそれを用いた光ファイバー収納用スぺーサー - Google Patents
エチレン重合体組成物及びそれを用いた光ファイバー収納用スぺーサー Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属に対する接着性が優れるとともに、ポリオレフィンに対する接着性も優れ、かつ耐熱老化性に優れたエチレン共重合体組成物に関する。さらに詳しくは、光ファイバー収納用スペーサーの接着剤として優れた性能を示すエチレン共重合体組成物に関する。本発明はまた、上記エチレン共重合体組成物を用いた光ファイバー収納用スペーサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバーケーブルは一般に中心部に抗張力線が設けられ、その外周に熱可塑性樹脂製のスペーサーが被覆された構造となっている。図１に光ファイバー収納用スペーサー１の一例の横断面図を示す。
光ファイバーケーブルに用いられるスペーサー１として、単鋼線、撚鋼線などの抗張力線２の外周に、光ファイバーを収納させる螺旋溝６を有する樹脂製のスペーサー本体３を形成したものが知られており、スペーサー本体３を形成する樹脂としては一般的にはポリオレフィン系樹脂が用いられ、とくに耐候性、耐熱性などに優れる安価な高密度ポリエチレンが多用されている。しかしながらスペーサー本体を全て高密度ポリエチレンで構成した場合には、上記の抗張力線とスペーサー本体との接合力は、主として高密度ポリエチレンの固化時の収縮力などによるものであるため、充分な接合力を得ることはできない。そのため種々環境温度が変化する光ファイバーケーブルの使用上において、抗張力線の熱線膨張係数と高密度ポリエチレンによるスペーサー本体の熱線膨張係数が異なる故、スペーサー本体が抗張力線より大きく伸び縮みし、光ファイバー自体に歪みを生じさせ、伝送損失を増加せしめる問題が指摘されていた。
【０００３】
そのためスペーサー本体を、螺旋溝を有する外層樹脂層４と内層樹脂層５とに分け、内層樹脂として抗張力線と外層樹脂である高密度ポリエチレンの双方に良好な接着性を示す接着性樹脂を用いることにより、上記問題点の解決が図られてきた。このような内層樹脂として無水マレイン酸でグラフト変性されたポリオレフィンが適していることが、例えば特開昭６１−１７９４０８や特開昭６２−１６８１０４の各公報で知られている。しかしながら、このようなグラフト変性体は高価であり、より安価な材料への転換が求められていた。
【０００４】
エチレン・アクリル酸共重合体、及びエチレン・メタクリル酸共重合体で代表されるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、金属への接着力が良好であり、かつ安価であるところから、このような代替材料として注目されるが、高密度ポリエチレンに対する接着力が充分でない。また、一般に不飽和カルボン酸の含有量が増えるにしたがい、樹脂の融点がポリエチレンより低くなるため耐熱変形性に劣り、かつ安定剤処方を施さないものは後記するような耐熱老化性試験に対しても十分な性能を示さず、また変性ポリオレフィンに有効な安定剤処方がそのまま使用できないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者らは、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体を使用して、上記スペーサー用接着剤として、優れた性能を示す処方を見出すべく鋭意検討を行った。その検討の過程で、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体にポリオレフィンを配合すると、金属に対する接着性が低下するものの、耐熱変形性が改善され、高密度ポリエチレンに対する接着性も改善されることが判った。また、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の耐熱老化性の改善には、フェノール系酸化防止剤とペンタエリスリトールジホスファイトの併用が優れていることを見出したが、その一方でペンタエリスリトールジホスファイトの添加は、金属接着性に悪影響を及ぼすことを知った。ところが、フェノール系酸化防止剤と、ペンタエリスリトールジホスファイトを配合したエチレン・不飽和カルボン酸共重合体に、ポリオレフィンを配合すると、かえって金属接着性が改善され、しかも優れた耐熱老化性の組成物が得られるという予想外の効果が達成できることを見出すに至り、本発明に到達した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリオレフィン（Ａ）１０〜９０重量部、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）９０〜１０重量部（両者の合計が１００重量部）からなる樹脂成分に対し、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）０．０１〜１重量部及びペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）０．００１〜０．３重量部とからなるエチレン共重合体組成物に関する。本発明はまた、このようなエチレン共重合体組成物を接着樹脂層に用いた光ファイバー収納用スペーサーに関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるポリオレフィン（Ａ）としては、高圧法低密度ポリエチレン、シングルサイト触媒あるいはマルチサイト触媒で製造される直鎖低密度ポリエチレン、中、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどを例示することができるが、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）との混和性を考慮すると、高圧法低密度ポリエチレンまたは密度が０．９００〜０．９４０ｇ／ｃｍ３ 、好ましくは０．９１０〜０．９３０ｇ／ｃｍ３ の直鎖低密度ポリエチレンを使用するのが好ましい。ポリオレフィンがポリエチレンである場合には、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが０．１〜５０ｇ／１０分、特に０．１〜１０ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【０００８】
本発明で用いられるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）は、不飽和カルボン酸含量が好ましくは１〜３０重量％、特に好ましくは４〜２０重量％の共重合体であって、エチレンと不飽和カルボン酸からなる共重合体のみならず、他に第３の単量体が共重合されたものであってもよい。このような第３の単量体は、例えば３０重量％以下、好ましくは１０重量％以下の割合で共重合されていてもよい。
【０００９】
不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステルなどを例示することができ、とくにアクリル酸又はメタクリル酸が最も好ましい。
【００１０】
また、任意成分である上記第３の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸エステル、一酸化炭素などを例示することができる。
【００１１】
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）としてはまた、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが、０．１〜３００ｇ／１０分、とくに０．５〜１００ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。このような共重合体は、高圧法ポリエチレンの製造と同様にして、エチレン、不飽和カルボン酸、任意に第３の単量体を、高温、高圧下、ラジカル共重合することによって得ることができる。
【００１２】
ポリオレフィン（Ａ）とエチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）の配合割合は、両者の合計量１００重量部とするときに（Ａ）が１０〜９０重量部、好ましくは４０〜７０重量部に対し、（Ｂ）が９０〜１０重量部、好ましくは６０〜３０重量部である。（Ａ）の使用割合が上記範囲より少ないと、（Ｂ）の融点以上である１００℃での加熱エージング試験において、耐熱変形性に優れた組成物を得るのが困難となる。また、耐熱老化性に優れた組成物を得るために安定剤を多量に使用する必要があり、その結果、抗張力線との充分な接着性が得られなくなるので好ましくない。一方、（Ａ）の使用量が上記範囲を超えると、金属接着性が損なわれるので好ましくない。
【００１３】
本発明においては、上記ポリオレフィン（Ａ）とエチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）０．０１〜１重量部、好ましくは０．１〜０．５重量部、ペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）０．００１〜０．３重量部、好ましくは０．０１〜０．０５重量部の割合で配合するものである。
【００１４】
フェノール系酸化防止剤としては、例えば２，６−ジ−第３ブチル−ｐ−クレゾール、ステアリル−β−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ第３ブチルフェニル）プロピオネート、ジステアリル−３，５−ジ第３ブチル−ヒドロキシベンジルホスホネート、２，４，６−トリス（３′，５′−ジ−第３ブチル−４′−ヒドロキシベンジルチオ）−１，３，５−トリアジン、ジステアリル（４−ヒドロキシ−３−メチル−５−第３ブチル）ベンジルマロネート、２，２′−メチレンビス（４−メチル−６−第３ブチルフェノール）、４，４′−メチレンビス−（２，６−ジ第３ブチルフェノール）、２，２′−メチレンビス［６−（１−メチルシクロヘキシル）ｐ−クレゾール］、ビス［３，５−ビス（４−ヒドロキシ−３−第３ブチルフェニル）ブチリックアシド］グリコールエステル、４，４′−ブチリデンビス（６−第３ブチル−ｍ−クレゾール）、２，２′−エチリデンビス（４，６−ジ−第３ブチルフェノール）、２，２′−エチリデンビス（４−第２ブチル−６−第３ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−第３ブチルフェニル）ブタン、ビス［２−第３ブチル−４−メチル−６−（２−ヒドロキシ−３−第３ブチル−５−メチルベンジル）フェニル］テレフタレート、１，３，５−トリス（２，６−ジメチル−３−ヒドロキシ−４−第３ブチル）ベンジルイソシアヌレート、１，３，５−トリス（３，５−ジ第３ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２，４，６−トリメチルベンゼン、２，６−ジフェニル−４−オクタデシロキシフェノール、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、１，３，５−トリス−［（３，５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス［（３，５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシエチル］イソシアヌレート、２−オクチルチオ−４，６−ジ−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−第３ブチル）フェノキシ−１，３，５−トリアジン、４，４′−チオビス（６−第３ブチル−ｍ−クレゾール）、トコフェロールなどを例示することができる。これらのなかでは、１分子中に２個以上のフェノール骨格を有するものが特に効果的である。
【００１５】
本発明におけるペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）としては、例えばジフェニルペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−ｐ−トリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジオレイルペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−２，４−キシレニル−ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（４−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２，４−ジ−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３アミル−４メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチル−５−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３アミル−５メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチル−４−フェニルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２，４−ジ−第３アミルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２，４−ジメチル−６−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−メチル−６−ジ−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチル−４−シクロヘキシルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトなどを例示することができる。これらの中では、ジアリールペンタエリスリトールジホスファイトの使用が好ましく、とりわけ第３アルキル置換アリール基を１個以上、好ましくは２個有するペンタエリスリトールジホスファイトを使用するのが最も好ましい。
【００１６】
フェノール系酸化防止剤（Ｃ）とペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）が相乗的に作用し、比較的少量で（Ａ）と（Ｂ）からなる組成物の耐熱老化性を改良することができる。この場合、（Ｄ）は過度に使用すると金属接着性を損なうので、（Ａ）と（Ｂ）の使用割合に合わせ、耐熱老化性と金属接着性のバランスを考え、使用量を調節することが望ましい。
【００１７】
本発明のエチレン共重合体組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で種々の添加剤を併用しても差し支えない。このような添加剤として上記以外の各種安定剤類、着色剤、滑剤、無機充填剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤などを例示することができる。
【００１８】
本発明のエチレン共重合体組成物を得るには、各成分を同時にあるいは任意の順序で配合することによって行われる。例えばポリオレフィン（Ａ）とエチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）を押出機を用いて混練する際に、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）とペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）を添加する方法、溶融混合によって得た（Ａ）と（Ｂ）の組成物に押出機を用いて（Ｃ）と（Ｄ）を添加して再押出する方法など、添加の順序や混練方法に規制されるものではない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、金属接着性、耐熱老化性、耐熱変形性に優れたエチレン共重合体組成物を提供することができる。したがって、金属同志の接着、あるいは金属と熱可塑性樹脂との接着に好適である。接着の対象となる金属としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、鉄、ニッケル、マグネシウム、スチール、錫、銅、真鍮などを例示することができる。また、金属との接着に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、各種ポリオレフィン類、オレフィン共重合体などを例示することができる。このエチレン共重合体組成物は、金属とともにポリオレフィン類、例えば高密度ポリエチレンに対しても優れた接着性を有しているので、光ファイバー収納用スペーサーの内層樹脂へ適用することにより耐熱老化性及び耐熱変形性に優れた光ファイバー収納用スペーサーを安価に提供することができる。すなわちこの用途においては、図１に示すように、例えば単鋼線、撚鋼線などの抗張力線２の外周に本発明のエチレン重合体組成物を押出被覆して接着層（内層樹脂層）４を形成し、さらにその外周に回転ダイから高密度ポリエチレンを螺旋状に押出被覆して外層樹脂層５を形成することによって、光ファイバー担持用の螺旋溝を有するスペーサー１を製造するものである。このようなスペーサーは、金属線などの抗張力線との接着性に優れ、かつ耐熱老化性、耐熱変形性も良好であるため、ケーブル自体の耐久性（長期間に及ぶ耐熱伸縮性及び耐熱老化性）及び光ファイバーの伝送損失の軽減化への信頼性に優れるものである。
【００２０】
【実施例】
以下本発明を実施例，比較例によって説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例において用いられた試料の調製法及び試験方法は次の通りである。
【００２１】
（１）エチレン共重合体組成物の調製法
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）に対し、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）及び／またはペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）を小型単軸押出機を用い、２００℃で加熱溶融混練して得た組成物を調製後、再度小型単軸押出機を用い、ポリオレフィン（Ａ）と２００℃で加熱溶融混練することにより共重合体組成物を作成した。
【００２２】
（２）金属接着性
１ｍｍ厚プレスシートを作製し、５０μｍ厚アルミに５０ｋｇ／ｃｍ２ 、１８０℃で５分間溶融圧着したサンプルを１０ｍｍ巾の短冊状に切断し、２３℃、５０％ＲＨ雰囲気下、引張速度２００ｍｍ／分の条件で金属接着強度の測定及び剥離面の観察を実施した。剥離面の状態は凝集剥離したものを○、界面剥離したものを×とした。
【００２３】
（３）耐熱老化性（ＯＩＴ）
ＴＧ／ＤＴＡ分析機を使用し、アルミパン上、窒素雰囲気下の試料１０ｍｇを２００℃に安定させた後、２００ｍｌ／ｍｉｎの速度で酸素を注入し、酸素注入開始から酸化発熱反応が始まるまでの時間を分単位で表わす。これを酸素誘導期（ＯＩＴ）とし、耐熱老化性の指標とした。
【００２４】
［実施例１］
メタクリル酸含量１５重量％、メルトフローレート２５ｇ／１０分のエチレン・メタクリル酸共重合体（Ｂ−１）に、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）としてイルガノックス１０１０（チバガイギー社製）及びペンタエリスリトールジホスファイト系酸化防止剤（Ｄ）としてジ−（２，４−ジ−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト（ボーグ・ワーナーケミカルズ社製：ウルトラノックス６２６）を表１の配合比でメルトブレンドした後、密度０．９２ｇ／ｃｍ３ 、ＭＦＲ ０．２ｇ／１０分の低密度ポリエチレン（Ａ）とを、（Ｂ）／（Ａ）が４０／６０（重量比）となる割合で混練した共重合体組成物を調製し、金属接着性、耐熱老化性（ＯＩＴ）を評価した。結果を表１に示す。
【００２５】
［実施例２〜９］
実施例１において、各成分の配合割合を変えた以外は同様に行った。尚、実施例６、実施例８においては、（Ｂ−１）の代わりに、メタクリル酸含量１２重量％、メルトフローレート７ｇ／１０分のエチレン・メタクリル酸共重合体（Ｂ−２）を用いた。結果を表１に併記する。
【００２６】
［比較例１〜４］
（Ｃ）、（Ｄ）成分無添加及び（Ｄ）成分無添加で表１に示す配合割合で調製した共重合体組成物について実施例１と同様に物性を評価した。結果を表１に示す。
【００２７】
［比較例５］
表１に示す配合割合で調製した共重合体組成物について実施例１と同様に物性を評価した。結果を表１に示す。
【００２８】
［比較例６〜７］
低密度ポリエチレン（Ａ）を配合せず、エチレン・メタクリル酸共重合体（Ｂ−１）のみを、（Ｃ）、（Ｄ）成分無添加及び添加処方について実施例１と同様に物性を評価した。結果を表１に示す。
【００２９】
実施例１〜９においては、良好な接着強度及び剥離状態を示し、ＯＩＴ値も高く、バランスのよい配合であった。
一方、比較例１〜４の添加剤無配合または１成分配合処方では耐熱老化性が劣り、比較例５の（Ｄ）成分多量配合処方では金属接着性が劣っていた。また比較例６〜７のポリエチレン無配合処方では接着性または耐熱老化性が劣る結果となった。
【００３０】
【表１】
【００３１】
［実施例１０］（光ファイバー用鋼線との密着力測定）
エチレン共重合体組成物を光ファイバー収納用スペーサー内層樹脂層として用いた場合の鋼線との密着力を引張試験機を用いて測定した。
測定方法は、図２に示す引張試験機１１において、中心抗張力体となる直径２．６φｍｍの鋼線２の外周に内層樹脂として実施例５のエチレン共重合体組成物を押出し被覆し、その上に高密度ポリエチレンを押出加工した外径１０．０ｍｍのスぺーサーについて、被覆部長さ２５ｍｍの測定用サンプルを加工し、露出した鋼線２の一端を固定部１２に固定し、スペーサー本体をストリッパー１３により５０ｍｍ／ｍｉｎで引き抜いた時の最大引抜力を測定して密着力を評価した。
【００３２】
結果は、内層樹脂層としてポリオレフィン系接着樹脂を用いた従来のスペーサーの密着力が１５〜３０ｋｇ／２５ｍｍ以上であったのに対し、本発明のエチレン重合体組成物を内層樹脂層に適用したスペーサーは３０ｋｇ／２５ｍｍ以上で、ポリオレフィン系接着樹脂と同等以上であることを確認した。
この結果と実施例１〜９の結果から、本発明のエチレン共重合体組成物をスペーサーの内層樹脂層へ適用することにより金属に対する接着性が優れ、耐熱老化性、耐熱変形性にも優れた光ファイバー収納用スペーサーを安価に実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバー収納用スペーサーの横断面図。
【図２】スペーサーにおける中心抗張力体とスペーサー本体間の密着力の測定機の概略図。
【符号の説明】
１ スペーサー
２ 中心抗張力体
３ スペーサー本体
４ 外層樹脂層
５ 内層樹脂層
６ 螺旋溝
１１ 引張試験機
１２ 固定部
１３ ストリッパー
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属に対する接着性が優れるとともに、ポリオレフィンに対する接着性も優れ、かつ耐熱老化性に優れたエチレン共重合体組成物に関する。さらに詳しくは、光ファイバー収納用スペーサーの接着剤として優れた性能を示すエチレン共重合体組成物に関する。本発明はまた、上記エチレン共重合体組成物を用いた光ファイバー収納用スペーサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバーケーブルは一般に中心部に抗張力線が設けられ、その外周に熱可塑性樹脂製のスペーサーが被覆された構造となっている。図１に光ファイバー収納用スペーサー１の一例の横断面図を示す。
光ファイバーケーブルに用いられるスペーサー１として、単鋼線、撚鋼線などの抗張力線２の外周に、光ファイバーを収納させる螺旋溝６を有する樹脂製のスペーサー本体３を形成したものが知られており、スペーサー本体３を形成する樹脂としては一般的にはポリオレフィン系樹脂が用いられ、とくに耐候性、耐熱性などに優れる安価な高密度ポリエチレンが多用されている。しかしながらスペーサー本体を全て高密度ポリエチレンで構成した場合には、上記の抗張力線とスペーサー本体との接合力は、主として高密度ポリエチレンの固化時の収縮力などによるものであるため、充分な接合力を得ることはできない。そのため種々環境温度が変化する光ファイバーケーブルの使用上において、抗張力線の熱線膨張係数と高密度ポリエチレンによるスペーサー本体の熱線膨張係数が異なる故、スペーサー本体が抗張力線より大きく伸び縮みし、光ファイバー自体に歪みを生じさせ、伝送損失を増加せしめる問題が指摘されていた。
【０００３】
そのためスペーサー本体を、螺旋溝を有する外層樹脂層４と内層樹脂層５とに分け、内層樹脂として抗張力線と外層樹脂である高密度ポリエチレンの双方に良好な接着性を示す接着性樹脂を用いることにより、上記問題点の解決が図られてきた。このような内層樹脂として無水マレイン酸でグラフト変性されたポリオレフィンが適していることが、例えば特開昭６１−１７９４０８や特開昭６２−１６８１０４の各公報で知られている。しかしながら、このようなグラフト変性体は高価であり、より安価な材料への転換が求められていた。
【０００４】
エチレン・アクリル酸共重合体、及びエチレン・メタクリル酸共重合体で代表されるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、金属への接着力が良好であり、かつ安価であるところから、このような代替材料として注目されるが、高密度ポリエチレンに対する接着力が充分でない。また、一般に不飽和カルボン酸の含有量が増えるにしたがい、樹脂の融点がポリエチレンより低くなるため耐熱変形性に劣り、かつ安定剤処方を施さないものは後記するような耐熱老化性試験に対しても十分な性能を示さず、また変性ポリオレフィンに有効な安定剤処方がそのまま使用できないという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明者らは、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体を使用して、上記スペーサー用接着剤として、優れた性能を示す処方を見出すべく鋭意検討を行った。その検討の過程で、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体にポリオレフィンを配合すると、金属に対する接着性が低下するものの、耐熱変形性が改善され、高密度ポリエチレンに対する接着性も改善されることが判った。また、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の耐熱老化性の改善には、フェノール系酸化防止剤とペンタエリスリトールジホスファイトの併用が優れていることを見出したが、その一方でペンタエリスリトールジホスファイトの添加は、金属接着性に悪影響を及ぼすことを知った。ところが、フェノール系酸化防止剤と、ペンタエリスリトールジホスファイトを配合したエチレン・不飽和カルボン酸共重合体に、ポリオレフィンを配合すると、かえって金属接着性が改善され、しかも優れた耐熱老化性の組成物が得られるという予想外の効果が達成できることを見出すに至り、本発明に到達した。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリオレフィン（Ａ）１０〜９０重量部、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）９０〜１０重量部（両者の合計が１００重量部）からなる樹脂成分に対し、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）０．０１〜１重量部及びペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）０．００１〜０．３重量部とからなるエチレン共重合体組成物に関する。本発明はまた、このようなエチレン共重合体組成物を接着樹脂層に用いた光ファイバー収納用スペーサーに関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるポリオレフィン（Ａ）としては、高圧法低密度ポリエチレン、シングルサイト触媒あるいはマルチサイト触媒で製造される直鎖低密度ポリエチレン、中、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどを例示することができるが、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）との混和性を考慮すると、高圧法低密度ポリエチレンまたは密度が０．９００〜０．９４０ｇ／ｃｍ３ 、好ましくは０．９１０〜０．９３０ｇ／ｃｍ３ の直鎖低密度ポリエチレンを使用するのが好ましい。ポリオレフィンがポリエチレンである場合には、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが０．１〜５０ｇ／１０分、特に０．１〜１０ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。
【０００８】
本発明で用いられるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）は、不飽和カルボン酸含量が好ましくは１〜３０重量％、特に好ましくは４〜２０重量％の共重合体であって、エチレンと不飽和カルボン酸からなる共重合体のみならず、他に第３の単量体が共重合されたものであってもよい。このような第３の単量体は、例えば３０重量％以下、好ましくは１０重量％以下の割合で共重合されていてもよい。
【０００９】
不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステルなどを例示することができ、とくにアクリル酸又はメタクリル酸が最も好ましい。
【００１０】
また、任意成分である上記第３の単量体としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸エステル、一酸化炭素などを例示することができる。
【００１１】
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）としてはまた、１９０℃、２１６０ｇ荷重におけるメルトフローレートが、０．１〜３００ｇ／１０分、とくに０．５〜１００ｇ／１０分のものを使用するのが好ましい。このような共重合体は、高圧法ポリエチレンの製造と同様にして、エチレン、不飽和カルボン酸、任意に第３の単量体を、高温、高圧下、ラジカル共重合することによって得ることができる。
【００１２】
ポリオレフィン（Ａ）とエチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）の配合割合は、両者の合計量１００重量部とするときに（Ａ）が１０〜９０重量部、好ましくは４０〜７０重量部に対し、（Ｂ）が９０〜１０重量部、好ましくは６０〜３０重量部である。（Ａ）の使用割合が上記範囲より少ないと、（Ｂ）の融点以上である１００℃での加熱エージング試験において、耐熱変形性に優れた組成物を得るのが困難となる。また、耐熱老化性に優れた組成物を得るために安定剤を多量に使用する必要があり、その結果、抗張力線との充分な接着性が得られなくなるので好ましくない。一方、（Ａ）の使用量が上記範囲を超えると、金属接着性が損なわれるので好ましくない。
【００１３】
本発明においては、上記ポリオレフィン（Ａ）とエチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）の合計量１００重量部に対し、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）０．０１〜１重量部、好ましくは０．１〜０．５重量部、ペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）０．００１〜０．３重量部、好ましくは０．０１〜０．０５重量部の割合で配合するものである。
【００１４】
フェノール系酸化防止剤としては、例えば２，６−ジ−第３ブチル−ｐ−クレゾール、ステアリル−β−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ第３ブチルフェニル）プロピオネート、ジステアリル−３，５−ジ第３ブチル−ヒドロキシベンジルホスホネート、２，４，６−トリス（３′，５′−ジ−第３ブチル−４′−ヒドロキシベンジルチオ）−１，３，５−トリアジン、ジステアリル（４−ヒドロキシ−３−メチル−５−第３ブチル）ベンジルマロネート、２，２′−メチレンビス（４−メチル−６−第３ブチルフェノール）、４，４′−メチレンビス−（２，６−ジ第３ブチルフェノール）、２，２′−メチレンビス［６−（１−メチルシクロヘキシル）ｐ−クレゾール］、ビス［３，５−ビス（４−ヒドロキシ−３−第３ブチルフェニル）ブチリックアシド］グリコールエステル、４，４′−ブチリデンビス（６−第３ブチル−ｍ−クレゾール）、２，２′−エチリデンビス（４，６−ジ−第３ブチルフェノール）、２，２′−エチリデンビス（４−第２ブチル−６−第３ブチルフェノール）、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ−５−第３ブチルフェニル）ブタン、ビス［２−第３ブチル−４−メチル−６−（２−ヒドロキシ−３−第３ブチル−５−メチルベンジル）フェニル］テレフタレート、１，３，５−トリス（２，６−ジメチル−３−ヒドロキシ−４−第３ブチル）ベンジルイソシアヌレート、１，３，５−トリス（３，５−ジ第３ブチル−４−ヒドロキシベンジル）−２，４，６−トリメチルベンゼン、２，６−ジフェニル−４−オクタデシロキシフェノール、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、１，３，５−トリス−［（３，５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシベンジル）イソシアヌレート、１，３，５−トリス［（３，５−ジ−第３ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオニルオキシエチル］イソシアヌレート、２−オクチルチオ−４，６−ジ−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−第３ブチル）フェノキシ−１，３，５−トリアジン、４，４′−チオビス（６−第３ブチル−ｍ−クレゾール）、トコフェロールなどを例示することができる。これらのなかでは、１分子中に２個以上のフェノール骨格を有するものが特に効果的である。
【００１５】
本発明におけるペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）としては、例えばジフェニルペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−ｐ−トリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジオレイルペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−２，４−キシレニル−ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（４−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２，４−ジ−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチル−４−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３アミル−４メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチル−５−メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３アミル−５メチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチル−４−フェニルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２，４−ジ−第３アミルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２，４−ジメチル−６−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−メチル−６−ジ−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト、ジ−（２−第３ブチル−４−シクロヘキシルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイトなどを例示することができる。これらの中では、ジアリールペンタエリスリトールジホスファイトの使用が好ましく、とりわけ第３アルキル置換アリール基を１個以上、好ましくは２個有するペンタエリスリトールジホスファイトを使用するのが最も好ましい。
【００１６】
フェノール系酸化防止剤（Ｃ）とペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）が相乗的に作用し、比較的少量で（Ａ）と（Ｂ）からなる組成物の耐熱老化性を改良することができる。この場合、（Ｄ）は過度に使用すると金属接着性を損なうので、（Ａ）と（Ｂ）の使用割合に合わせ、耐熱老化性と金属接着性のバランスを考え、使用量を調節することが望ましい。
【００１７】
本発明のエチレン共重合体組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で種々の添加剤を併用しても差し支えない。このような添加剤として上記以外の各種安定剤類、着色剤、滑剤、無機充填剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤などを例示することができる。
【００１８】
本発明のエチレン共重合体組成物を得るには、各成分を同時にあるいは任意の順序で配合することによって行われる。例えばポリオレフィン（Ａ）とエチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）を押出機を用いて混練する際に、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）とペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）を添加する方法、溶融混合によって得た（Ａ）と（Ｂ）の組成物に押出機を用いて（Ｃ）と（Ｄ）を添加して再押出する方法など、添加の順序や混練方法に規制されるものではない。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、金属接着性、耐熱老化性、耐熱変形性に優れたエチレン共重合体組成物を提供することができる。したがって、金属同志の接着、あるいは金属と熱可塑性樹脂との接着に好適である。接着の対象となる金属としては、例えば、アルミニウム、亜鉛、鉄、ニッケル、マグネシウム、スチール、錫、銅、真鍮などを例示することができる。また、金属との接着に用いられる熱可塑性樹脂としては、例えば、各種ポリオレフィン類、オレフィン共重合体などを例示することができる。このエチレン共重合体組成物は、金属とともにポリオレフィン類、例えば高密度ポリエチレンに対しても優れた接着性を有しているので、光ファイバー収納用スペーサーの内層樹脂へ適用することにより耐熱老化性及び耐熱変形性に優れた光ファイバー収納用スペーサーを安価に提供することができる。すなわちこの用途においては、図１に示すように、例えば単鋼線、撚鋼線などの抗張力線２の外周に本発明のエチレン重合体組成物を押出被覆して接着層（内層樹脂層）４を形成し、さらにその外周に回転ダイから高密度ポリエチレンを螺旋状に押出被覆して外層樹脂層５を形成することによって、光ファイバー担持用の螺旋溝を有するスペーサー１を製造するものである。このようなスペーサーは、金属線などの抗張力線との接着性に優れ、かつ耐熱老化性、耐熱変形性も良好であるため、ケーブル自体の耐久性（長期間に及ぶ耐熱伸縮性及び耐熱老化性）及び光ファイバーの伝送損失の軽減化への信頼性に優れるものである。
【００２０】
【実施例】
以下本発明を実施例，比較例によって説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例において用いられた試料の調製法及び試験方法は次の通りである。
【００２１】
（１）エチレン共重合体組成物の調製法
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）に対し、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）及び／またはペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）を小型単軸押出機を用い、２００℃で加熱溶融混練して得た組成物を調製後、再度小型単軸押出機を用い、ポリオレフィン（Ａ）と２００℃で加熱溶融混練することにより共重合体組成物を作成した。
【００２２】
（２）金属接着性
１ｍｍ厚プレスシートを作製し、５０μｍ厚アルミに５０ｋｇ／ｃｍ２ 、１８０℃で５分間溶融圧着したサンプルを１０ｍｍ巾の短冊状に切断し、２３℃、５０％ＲＨ雰囲気下、引張速度２００ｍｍ／分の条件で金属接着強度の測定及び剥離面の観察を実施した。剥離面の状態は凝集剥離したものを○、界面剥離したものを×とした。
【００２３】
（３）耐熱老化性（ＯＩＴ）
ＴＧ／ＤＴＡ分析機を使用し、アルミパン上、窒素雰囲気下の試料１０ｍｇを２００℃に安定させた後、２００ｍｌ／ｍｉｎの速度で酸素を注入し、酸素注入開始から酸化発熱反応が始まるまでの時間を分単位で表わす。これを酸素誘導期（ＯＩＴ）とし、耐熱老化性の指標とした。
【００２４】
［実施例１］
メタクリル酸含量１５重量％、メルトフローレート２５ｇ／１０分のエチレン・メタクリル酸共重合体（Ｂ−１）に、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）としてイルガノックス１０１０（チバガイギー社製）及びペンタエリスリトールジホスファイト系酸化防止剤（Ｄ）としてジ−（２，４−ジ−第３ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト（ボーグ・ワーナーケミカルズ社製：ウルトラノックス６２６）を表１の配合比でメルトブレンドした後、密度０．９２ｇ／ｃｍ３ 、ＭＦＲ ０．２ｇ／１０分の低密度ポリエチレン（Ａ）とを、（Ｂ）／（Ａ）が４０／６０（重量比）となる割合で混練した共重合体組成物を調製し、金属接着性、耐熱老化性（ＯＩＴ）を評価した。結果を表１に示す。
【００２５】
［実施例２〜９］
実施例１において、各成分の配合割合を変えた以外は同様に行った。尚、実施例６、実施例８においては、（Ｂ−１）の代わりに、メタクリル酸含量１２重量％、メルトフローレート７ｇ／１０分のエチレン・メタクリル酸共重合体（Ｂ−２）を用いた。結果を表１に併記する。
【００２６】
［比較例１〜４］
（Ｃ）、（Ｄ）成分無添加及び（Ｄ）成分無添加で表１に示す配合割合で調製した共重合体組成物について実施例１と同様に物性を評価した。結果を表１に示す。
【００２７】
［比較例５］
表１に示す配合割合で調製した共重合体組成物について実施例１と同様に物性を評価した。結果を表１に示す。
【００２８】
［比較例６〜７］
低密度ポリエチレン（Ａ）を配合せず、エチレン・メタクリル酸共重合体（Ｂ−１）のみを、（Ｃ）、（Ｄ）成分無添加及び添加処方について実施例１と同様に物性を評価した。結果を表１に示す。
【００２９】
実施例１〜９においては、良好な接着強度及び剥離状態を示し、ＯＩＴ値も高く、バランスのよい配合であった。
一方、比較例１〜４の添加剤無配合または１成分配合処方では耐熱老化性が劣り、比較例５の（Ｄ）成分多量配合処方では金属接着性が劣っていた。また比較例６〜７のポリエチレン無配合処方では接着性または耐熱老化性が劣る結果となった。
【００３０】
【表１】
［実施例１０］（光ファイバー用鋼線との密着力測定）
エチレン共重合体組成物を光ファイバー収納用スペーサー内層樹脂層として用いた場合の鋼線との密着力を引張試験機を用いて測定した。
測定方法は、図２に示す引張試験機１１において、中心抗張力体となる直径２．６φｍｍの鋼線２の外周に内層樹脂として実施例５のエチレン共重合体組成物を押出し被覆し、その上に高密度ポリエチレンを押出加工した外径１０．０ｍｍのスぺーサーについて、被覆部長さ２５ｍｍの測定用サンプルを加工し、露出した鋼線２の一端を固定部１２に固定し、スペーサー本体をストリッパー１３により５０ｍｍ／ｍｉｎで引き抜いた時の最大引抜力を測定して密着力を評価した。
【００３２】
結果は、内層樹脂層としてポリオレフィン系接着樹脂を用いた従来のスペーサーの密着力が１５〜３０ｋｇ／２５ｍｍ以上であったのに対し、本発明のエチレン重合体組成物を内層樹脂層に適用したスペーサーは３０ｋｇ／２５ｍｍ以上で、ポリオレフィン系接着樹脂と同等以上であることを確認した。
この結果と実施例１〜９の結果から、本発明のエチレン共重合体組成物をスペーサーの内層樹脂層へ適用することにより金属に対する接着性が優れ、耐熱老化性、耐熱変形性にも優れた光ファイバー収納用スペーサーを安価に実現することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバー収納用スペーサーの横断面図。
【図２】スペーサーにおける中心抗張力体とスペーサー本体間の密着力の測定機の概略図。
【符号の説明】
１ スペーサー
２ 中心抗張力体
３ スペーサー本体
４ 外層樹脂層
５ 内層樹脂層
６ 螺旋溝
１１ 引張試験機
１２ 固定部
１３ ストリッパー
Claims (8)
- ポリオレフィン（Ａ）１０〜９０重量部、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）９０〜１０重量部（両者の合計が１００重量部）からなる樹脂成分に対し、フェノール系酸化防止剤（Ｃ）０．０１〜１重量部及びペンタエリスリトールジホスファイト（Ｄ）０．００１〜０．３重量部とからなるエチレン共重合体組成物。
- ポリオレフィン（Ａ）が、低密度ポリエチレン又は直鎖低密度ポリエチレンである請求項１記載の共重合体組成物。
- エチレン・不飽和カルボン酸共重合体（Ｂ）が、不飽和カルボン酸含量１〜３０重量％の共重合体である請求項１記載の共重合体組成物。
- 共重合体（Ｂ）の不飽和カルボン酸が、アクリル酸又はメタクリル酸である請求項３記載の共重合体組成物。
- 金属の接着に用いられる請求項１〜４に記載の共重合体組成物。
- ポリオレフィンと金属との接着に用いられる請求項１〜４に記載の共重合体組成物。
- 光ファイバー収納用スペーサーの接着層に用いられる請求項６に記載の共重合体組成物。
- 請求項７の共重合組成物を接着層に用いた光ファイバー収納用スペーサー。
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