JP5533693B2 - 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 - Google Patents
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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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (6)
- 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難燃樹脂組成物。
- 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1記載の難燃樹脂組成物。
- 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1または2記載の難燃樹脂組成物。
- 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1〜3の何れか一項に記載の難燃樹脂組成物。
- 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、前記外被が請求項1〜4の何れか一項に記載の難燃樹脂組成物からなることを特徴とする光ファイバケーブル。
- 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請求項1〜4の何れか一項に記載の難燃樹脂組成物からなることを特徴とする電線。
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