JP5707539B2 - 光ファイバユニット抱合用繊維 - Google Patents
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Description
例えば、光ファイバユニットを束ねる押さえ巻き材として不織布、テープ状物、糸状体、素材はナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)等が提案され、また光ファイバユニットを識別するために押さえ巻き材に着色することも提案されている。
また、ケーブル化時の適正巻き付けピッチの問題や、ケーブル化後においては、分岐作業のためにケーブルの途中で巻きつけ糸を切断すると、切断部両側の光ファイバ束に緩みが発生し、光ファイバ心線の散(ばら)けにより分岐作業性、接続作業性が悪化するという問題があった。一方、ユニットとしての一体化のための円滑な巻き付け作業性を維持するためには、巻きつけ糸やテープは細巾にせざるを得ない。
しかしながら、地下マンホール内やとう道などの暗い場所で電灯を用いての識別作業及び分岐接続作業においては、細巾の場合には、特にカラー識別性に問題があった。また、糸の製造においても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安定性の低下等生産性の問題もあった。
(1)暗所での分岐作業に際して、光ファイバユニット間の識別のため、抱合用繊維のカラー発色性を改善すること。
(2)ケーブルコストの点から、抱合用繊維は複数本使用による交点接着性を有する繊維ではなく、1本を螺旋状に光ファイバ心線束に巻きつけることによって、光ファイバ心線分岐作業に伴う抱合用繊維の切断時においても、作業性に問題を生じさせない範囲で光ファイバユニットの分岐前後の光ファイバ心線の保形性を維持すること。
(3)抱合用繊維は、ケーブル化加工の段階で、光ファイバ心線を圧迫しないこと。即ち加工段階の加熱に対して熱収縮率が小さいこと。
(4)抱合用繊維は、識別性と作業性の点からケーブル化時の熱で繊維表面が溶融しないこと。即ち光ファイバ心線および、隣接する光ファイバユニットに巻きつけられている抱合用繊維と熱融着しないこと。
〔1〕鞘成分樹脂と、前記鞘成分樹脂の融点より20℃以上高い樹脂融点を有する芯成分樹脂とを備えた、熱可塑性樹脂からなる鞘芯型着色複合紡糸繊維を複数本集束し、前記鞘成分の融点以上、且つ、前記芯成分の融点未満の温度で延伸しつつ前記鞘成分を融合一体化した海成分と、該海成分に該芯成分からなる繊維が島状に分散した島成分とを有する扁平状海島型着色複合繊維からなり、前記鞘芯型着色複合紡糸繊維は、少なくとも前記鞘成分に配合された顔料により着色されてなり、前記扁平状海島型着色複合繊維が以下の(1)〜(3)を満たすことを特徴とする光ファイバユニット抱合用繊維。
(1)前記扁平状海島型着色複合繊維の海成分の溶融開始温度が100℃以上で、且つ、溶融ピーク温度が120〜150℃である。
(2)前記扁平状海島型着色複合繊維の幅が0.5〜3.0mm、厚みが0.15mm以下である。
(3)前記扁平状海島型着色複合繊維を100℃で3時間加熱した後の熱収縮率が1.0%以下である。
〔2〕前記鞘芯型着色複合紡糸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プロピレンとの2元共重合体、及びエチレンとブテン及びプロピレンとの3元共重合体から選ばれる単独あるいはこれらの混合体であり、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〔1〕に記載の光ファイバユニット抱合用繊維。
〔3〕前記鞘芯型着色複合紡糸繊維の鞘成分樹脂が、メタロセン触媒によって重合されたエチレン−プロピレンランダム共重合体である〔1〕又は〔2〕に記載の光ファイバユニット抱合用繊維。
2 島成分
10 抱合用繊維
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
鞘芯型着色複合紡糸繊維は、少なくとも鞘成分に配合された顔料により着色されてなることが、抱合用繊維としての海成分が着色されることとなって、識別し易いので好ましい。
鞘成分樹脂の着色は、鞘成分樹脂に各種カラー顔料を練り込むことにより達成され、鞘芯型複合繊維の紡糸段階で、鞘成分の主体樹脂に顔料マスターバッチ(以下、「MB」と称する場合がある。)を混合しながら溶融紡糸するか、鞘成分樹脂として、所望のカラーに着色したカラーペレットを供給して溶融紡糸することによって達成できる。
また、鞘芯型着色複合繊維として芯成分樹脂を着色する場合も前述の鞘成分樹脂に代えて芯成分樹脂に各種カラー顔料を練り込むことにより達成される。
本発明に用いられる鞘芯型着色複合紡糸繊維は、鞘成分樹脂と、鞘成分樹脂の融点より20℃以上高い樹脂融点を有する芯成分樹脂とを備えており、鞘芯型複合紡糸ノズルを備えた溶融紡糸設備により定法によって紡糸できる。
鞘/芯断面積比は、7/3〜3/7の範囲が延伸後に形成する扁平状海島型着色複合繊維における海成分と補強繊維の機能を果たす島成分との面積比率の観点から好ましい。
本発明の光ファイバユニット抱合用繊維は、(1)海島型着色複合繊維の海成分の溶融開始温度は、100℃以上で、且つ、溶融ピーク温度が120〜150℃であることを要する。ここで、注意すべきことは、鞘成分ではなく、扁平状海島型着色複合繊維における海成分の溶融開始温度を限定している点である。すなわち、海成分は、延伸時に溶融した鞘成分が融合一体化したものであり、繊維軸方向には配向度が低く、溶融開始温度が低い構造を呈しているため、光ファイバユニットの抱合用繊維として使用された後に、ケーブル被覆段階で受ける熱履歴に対して、低熱収縮率の性能を発現できる。
従って、光ファイバ心線の分岐作業や、接続作業時に外被をはがし、抱合用繊維を部分的に切除しても光ファイバ心線が散けることなく、かつ暗所においてもカラーによる識別を行なうことができる。つまり、光ケーブルの外被の被覆は、難燃ポリエチレン(PE)などを通常200℃のダイス温度で被覆するため、この被覆ダイス通過中、および冷却固化されるまでの被覆樹脂の熱量により光ファイバユニットの表面温度は、到達温度で100℃程度となり、この温度により抱合用繊維が熱セットされ、光ファイバユニットの形状に沿ってフィットすることとなる。
厚みは、0.15mm以下であれば、光ケーブルの細経化が可能であり、また、材料減による低コスト化を図ることができる。
熱収縮率は、実施例に記載の方法により測定する。
軟化しても流動化が起こり難い樹脂としては、ポリプロピレン(PP)を主骨格とする共重合樹脂が望ましい。
このような樹脂は、溶融開始から溶融ピークを経て、溶融の終了までの温度範囲が広く、いわゆるブロードな溶融特性を有する樹脂である。
これらの樹脂は、暗所(ロウソクの炎が発する光(20ルクス)程度)で識別するために、カラー顔料の本来の色調を発色させるためにも好ましい樹脂であって、鞘成分の熱可塑性樹脂として好適である低結晶性な樹脂である。
さらに、着色された鞘成分は、一般の条件での延伸、すなわち、鞘成分も繊維強度を発現する鞘成分の融点未満の温度条件で延伸した場合は、低結晶性な樹脂の使用であっても、熱延伸過程で低度の分子配向と、これに伴う配向結晶が発生し、失透(白化)現象を生じうる結果、本来の色調になりにくい。しかし、本発明では、熱延伸過程で鞘成分が溶融する温度条件で延伸しているため、顔料本来の色調にすることができる。あるいは、熱延伸過程後に別工程で、緊張張力下で鞘成分樹脂のみを溶融させて、これにより融合一体化しても、顔料本来の色調にすることができる。
これらの中で、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種が、前記の好ましい鞘成分との組み合わせによる紡糸性等の観点から好ましい。
すなわち、抱合用繊維の表面にエンボス処理を行うと、より柔軟性が増し、更に円滑に螺旋巻きを行うことができるため、より好ましい。エンボス処理は、抱合用繊維の片面または両面の表面に平行柄状、或いは格子柄状に凹凸を付与することが好ましく、その形状は特に限定されないが、隣接する凹凸間の距離が5mm以下であることが必要である。この距離が5mmを越えると柔軟性の付与に効果がなく、2mm以下が好ましく、1mm以下が更に好ましい。
凹凸の付与は、軟化状態にある抱合用繊維を、所定の形状のエンボス賦形が可能な表面を有する一対のエンボスローラ間に挟んで挿通することによって、扁平状海島型着色複合繊維の少なくとも表面あるいは両面にエンボス処理を行うことで達成できる。また、抱合用繊維が軟化状態より低温である場合には、加熱されたエンボスローラにより賦形すれば、扁平状海島型着色複合繊維の表面に損傷を与えることなく、所定の性能を発現できるエンボス処理を行うことができる。
また、その上でさらにアニール処理を行うことで、100℃で3時間加熱後の熱収縮率が、1.0%以下の繊維とすることができ、ケーブル化時の外被樹脂による熱被覆工程において、熱被覆での熱によって抱合用繊維が熱収縮して光ファイバ心線を圧迫することがないので、光ファイバの伝送損失を悪化させることがない。
また、抱合用繊維としての評価は以下の方法によって行った。
示差走査熱量計(以後、DSC)を用い、繊維試料7.0mgを室温から昇温条件10℃/分で200℃まで測定したDSCデータから、低融点成分の吸熱開始温度を、海成分の溶融開始温度とした。また、溶融ピーク温度(融点)は吸熱ピークが頂点に達する温度とした。島成分についても吸熱ピークが頂点に達する温度を融点とした。
(2)熱収縮率評価方法
1000mmの長さに切断した繊維を100℃に昇温したオーブン中で3時間養生後取出し、繊維の長さを測定した。その後、次式により、熱収縮率を計算した。
熱収縮率(%)=(1000−養生後の繊維長さ(mm))×100/1000
(3)抱合用繊維の寸法測定方法
長手方向に直交する抱合用繊維(糸)の断面の試料をミクロトームにより調製し、この糸断面試料を平面に固定し、KEYENCE社製デジタルマイクロスコープ(VHX−900)で糸の真上及び真横から観察し、適正な拡大レンズを取り付けたカメラにより撮影した画像をパソコンに取り込み、任意の箇所の長さを基準長と比較することで長さを計測した。長径を幅、短径を厚みとし寸法を測定した。幅寸法は50倍の拡大レンズで画像を撮影し、1/10mmの精度で測定した。
また、厚み寸法は175倍の拡大レンズで画像を撮影し、1/100mmの精度で測定した。糸試料につき1mおきに、5回測定し、その平均値を求めた。
なお、比較例において扁平状海島型着色複合繊維の状態を呈さず融合されていないマルチフィラメント状の抱合用繊維については、正確な幅及び厚みの測定ができないので、「見かけの幅」、「見かけの厚み」と表記して区別した。
抱合用繊維によりバインドされた光ファイバユニットからなる光ファイバケーブルを分解し、20ルクスの電灯光の中で目視による抱合用繊維の識別機能の確認を行った。目視は5人で行い、5人が識別できれば○、3人あるいは4人が識別できれば△、識別できた人数が2人以下の場合は×とした。そのうち、○の結果のみを合格とした。
(5)非接着性評価方法
上記(4)同様に光ファイバケーブルを分解し、抱合用繊維(糸)が光ファイバ心線に接着していないか、および抱合用繊維(糸)同士が接着していないかを目視および触診により確認した。接着が無い場合は○、接着がある場合は×とした。○の結果のみを合格とした。
(6)光ファイバユニットの保形性評価方法
上記(4)同様に光ファイバケーブルを分解後、光ファイバユニットを途中切断し、端末の光ファイバ心線が散けない場合は○、散けてしまい、著しく作業性を妨げる場合は×とした。○の結果のみを合格とした。
(7)伝送損失評価方法
ケーブル化後の光ファイバ心線を任意に選択し、OTDR法により安藤電気社製計測器(型式:AQ7250)を用い、測定波長1.55μmで測定し、伝送損失が0.25dB/km以下の場合を良好とした。
鞘芯型着色複合紡糸繊維の製造
芯成分のPP樹脂として融点が169℃のアイソタクチックポリプロピレン(プライムポリマー社製、グレード名:S135)を使用し、また、鞘成分としてメタロセン触媒により重合された融点が125℃のエチレン−プロピレンランダム共重合体(以下、「エチレン共重合PP」又は「co-PP樹脂」と称することがある。)(日本ポリプロピレン社製、グレード名:ウィンテックWSX02)を使用し、さらに着色用青色15%MB(東京インキ社製、グレード名:TPM 5BA649 BLUE MF #131)を5%添加し、定法の複合紡糸設備、鞘芯型複合紡糸ノズル(120H)を用い、鞘/芯断面比=4/6で、240℃で紡糸し、排気・風冷による冷却を連続的に行い、繊度が14331dtexの鞘芯型着色複合繊維の未延伸糸を得た。
引き続き、この紡糸未延伸糸の120フィラメントを集束し、蒸気圧が0.52MPa(絶対圧)、154℃の飽和水蒸気圧下の1段で、延伸倍率11倍の延伸を行い、延伸と共に鞘成分のco-PP樹脂で芯成分繊維間を融合一体化したトータル繊度1312dtex、芯成分フィラメント数120本の扁平状繊維を得た。続けて150℃のローラーでプレス(ゲージ圧:0.35Mpa)することによって、幅2.0mm、厚み0.11mmに調整し、鞘成分のco-PP樹脂で融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維を作製した。更に連続してこれを巻き取りテンション0.49Nにて、長さが12インチの紙管に、35kmの長さに巻取った。
これを真空加熱装置にて、真空度(絶対圧)0.05MPa、温度125℃で、30時間アニール処理した。
得られた扁平状海島型着色繊維(以後、単に「糸」と称する場合がある。)は、図1のDSCチャートに示すように、海成分の溶融開始温度が108℃、海成分の溶融ピーク温度が124℃で、島成分の融点は166℃であった。また、図4に示すように着色された鞘成分が一体化して海成分となった扁平状海島型着色複合繊維であることが確認された。100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.51%であった。
得られた抱合用繊維(糸)の原料組成、製造条件及び評価結果をまとめて表1に示す。
単心の光ファイバ心線20本を引き揃えながら、前記で得られた糸(抱合用繊維)1本で時計方向に巻きピッチが約100mmになるように抱合した。抱合後の光ファイバユニット20の断面は、図5(a−1)及び(a−2)にその集合状態の例を模式的に示すように、光ファイバ心線21を20本集合させたので不定形となった。
次いで、得られた光ファイバユニットを5本収束させ、被覆材として融点範囲が70〜110℃のエチレン・アクリル酸エチル共重合体(日本ユニカー社製、グレード名:NUC9739)を190℃で押出し被覆し、図6に示すような断面構造の100心の光ファイバケーブルを作製した。
この光ファイバケーブルにおいて、光ファイバユニットの抱合用繊維として使用した場合の評価結果を表1に示す。
表1に示すように、光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.19dB/kmと低いレベルであり、したがって抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、芯成分として融点256℃のPET(ユニチカ社製、グレード名:SA-1206)を使用し、300℃で紡糸して得た繊度が8412dtexの鞘芯型複合繊維の未延伸糸を、200℃で6倍に乾熱延伸し、繊度が1405dtexで、幅が2.1mm、厚みが0.10mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は111℃、海成分の溶融ピーク温度は127℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.38%であった。
得られた抱合用繊維を用いて、前記同様によってケーブル化し、前記評価方法によって、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.20dB/kmと低いレベルであり、したがって抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、芯成分として融点225℃の6ナイロン(Ny6)(宇部興産社製、グレード名:1030B2)を使用し265℃で紡糸して得た繊度が8104dtexの鞘芯型複合繊維の未延伸糸を、200℃で6倍に乾熱延伸し、繊度が1351dtexで、幅が2.0mm、厚みが0.11mmの融合一体化した抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価を実施した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は109℃、海成分の溶融ピーク温度は125℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.43%であった。
得られた抱合用繊維を用い、実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバが散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.19dB/kmと低いレベルであり、したがって抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、芯成分のPP樹脂にも実施例1と同じ着色用MBを同じ量を添加し、繊度が1295dtexで、幅が2.2mm、厚みが0.09mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は112℃、海成分の溶融ピーク温度は127℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.56%であった。
得られた抱合用繊維を、実施例1と同様にしてケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバが散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.20dB/kmと低いレベルであり、したがって、抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、鞘成分としてco−PP樹脂の融点が144℃のチーグラーナッタ触媒により重合された共重合ポリプロピレン(サンアロマー社製、グレード名:PH943B)を使用し、繊度が1314dtexで、幅が2.3mm、厚みが0.12mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は120℃、海成分の溶融ピーク温度は141℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.64%であった。
得られた抱合用繊維を、実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように、光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバが散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.21dB/kmと低いレベルであり、したがって抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、鞘成分として着色用緑色15%MB(東京インキ社製、グレード名:TPM 6BA422 GREEN MF #131)を5%添加し、繊度が5511dtexの鞘芯型複合繊維の未延伸糸を延伸倍率11倍で延伸を行い、繊度を521dtex、幅を0.7mm、厚み0.08mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造し、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は110℃、海成分の溶融ピーク温度は125℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.48%であった。
得られた抱合用繊維を、ケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は、光ファイバが散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性としての伝送損失は0.21dB/kmと低いレベルであり、したがって抱合用繊維が光ファイバを圧迫していることはなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、鞘成分として着色用赤色15%MB(東京インキ社製、グレード名:TPM 4BA985 RED MF #131)を5%添加し、繊度が22035dtexの鞘芯型複合繊維の未延伸糸を延伸倍率11倍で延伸を行い、繊度を2026dtex、幅を2.8mm、厚み0.13mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造し、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は111℃、海成分の溶融ピーク温度は124℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.61%であった。
得られた糸を、実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は、光ファイバ心線が散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.19dB/kmと低いレベルであり、したがって、抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、真空加熱装置によるアニール処理を、温度125℃で15時間処理し、繊度が1325dtexで、幅が2.2mm、厚みが0.12mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は108℃、海成分の溶融ピーク温度は126℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.80%であった。
得られた抱合用繊維を、実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.23dB/kmと低いレベルであり、したがって抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、鞘成分としてチーグラーナッタ触媒によって重合されたco−PP樹脂で、融点が131℃の共重合ポリプロピレン(プライムポリマー社製、グレード名:Y2045GP)を使用し、繊度が1307dtexで、幅が2.3mm、厚みが0.10mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は110℃、海成分の溶融ピーク温度は124℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.64%であった。
得られた抱合用繊維を、実施例1と同様にしてケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は、光ファイバ心線が散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.22dB/kmと低いレベルであり、したがって抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
実施例1において、芯成分として融点256℃のPET(ユニチカ社製、グレード名:SA-1206)を使用し、繊度が1373dtexで、幅が2.1mm、厚みが0.11mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維を上下一対の表面にギヤ目形状の付形(成型)ローラーを備えるエンボス付形装置に挿通して、プレス(ゲージ圧:0.30Mpa)しながら、エンボス処理した以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、両面には、長さ0.6mmから0.7mm間隔で凹状のくぼみが形成されており、海成分の溶融開始温度は112℃、海成分の溶融ピーク温度は126℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.40%であった。得られた抱合用繊維の表面写真を図7に示す。また、後述の方法で測定した剛軟度は112mmであった。
得られた抱合用繊維を用いて、前記同様によってケーブル化し、前記評価方法によって、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表1にまとめて示す。
表1に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず、作業性が良好であった。また、ケーブル特性の伝送損失は0.18dB/kmと低いレベルであり、したがって抱合用繊維が光ファイバを圧迫していなかった。また、ケーブル化時の熱による抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかった。
日本工業規格JIS−L−1096(2010)、8.21.1に記載のA法(45°カンチレバー法)に準じて測定した。測定用の抱合繊維は、ボビンに巻き取った時の巻癖による湾曲等がないもの、あるいは除去したものを使用した。1本の抱合繊維を長さ方向に移動し、抱合繊維の先端が45°の角度に傾斜した面に、自重で接触するまでの長さを測定した。これを5点の抱合繊維について、それぞれ表とその裏を上側にして合計10点の測定を行い、その平均値を剛軟度(mm)とした。
識別性:20ルクスの電灯光下で、5人で目視観察し、「○:5人が識別可と判定、△:3〜4人が識別可と判定、×:2人以下が識別可と判定。」
保形性(端末状態):「○:散けない、×:散ける。」
非接着性(接着の有無):「○:接着部分なし、×:接着部分あり。」
実施例1において、鞘成分への着色用MB添加に代えて、芯成分のみにMBを5%添加し、繊度が1330dtexで、幅が2.4mm、厚みが0.12mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。芯成分のみに着色用青色MBを添加したため、海成分に青色顔料が存在しないために発色性が悪く、識別が困難であった。
得られた抱合用繊維を用いてケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表2にまとめて示す。
表2に示すように、ケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず、また、ケーブル特性の伝送損失は0.20dB/kmと低いレベルであり、ケーブル化時の熱で抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかったが、光ファイバユニット間でのカラー識別性が不良であった。
実施例1において、延伸温度を蒸気圧:0.24MPa(絶対圧)、120℃の飽和水蒸気圧下の1段延伸とし、鞘成分を溶融させず、かつ、ローラープレス温度を110℃、真空加熱装置によるアニール処理を、温度110℃で30時間処理とし、繊度を1308dtex、延伸された鞘芯型複合繊維を束ねた状態での見かけの幅を1.7mm、見かけの厚みを0.13mmの融合されていないマルチフィラメント状の糸とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。
得られたマルチフィラメント状の糸は、図2のDSCチャートに示すように、鞘成分の溶融開始温度が110℃、鞘成分の溶融ピーク温度(融点)が144℃で、島成分の融点は173℃であった。鞘成分が延伸以降の過程で溶融状態を経ていないため、鞘成分樹脂の配向結晶化の進行により鞘成分の溶融ピーク温度は実施例1に比べて約20℃上昇する結果であった。
得られた糸は、鞘成分同士の融合一体化がなくマルチフィラメント状であって、バラバラであるため、保形性が悪く、光ファイバユニットを切断後の端末では、光ファイバ心線が散けてしまった。また、糸が散けているとともに、鞘成分樹脂の配向結晶化の進行のため、失透し、カラー識別性が悪い結果であった。
得られた糸を抱合用繊維として用いて、ケーブル化し、各種評価を実施した。
製造条件ならびに各評価結果を表2にまとめて示す。
表2に示すように、ケーブル特性の伝送損失は0.22dB/kmと低いレベルであり、ケーブル化時の熱で抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかったが、鞘成分が融合一体化しておらず、光ファイバユニット間での識別性は不良であった。更にケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けてしまい作業性が不良であった。
実施例1において、鞘成分としてco−PP樹脂の融点が156℃のチーグラーナッタ触媒により重合された共重合ポリプロピレン(サンアロマー社製、グレード名:PM923V)を使用し、繊度を1327dtex、延伸された鞘芯型複合繊維を束ねた状態での見かけの幅を1.9mm、見かけの厚みを0.13mmの融合されていないマルチフィラメント状の糸とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。
得られたマルチフィラメント状の糸は、鞘成分の溶融開始温度が155℃、鞘成分の溶融ピーク温度(融点)が170℃で、鞘成分樹脂の融点が高く、延伸温度条件が154℃で、鞘成分としてのco−PP樹脂の融点の156℃より低いため融合一体化しておらず、単糸同士がバラバラなため、保形性が悪く、光ファイバユニットを切断後の端末で光ファイバ心線が散けてしまうものであった。また、保形性不良だけでなく、延伸以降の過程で鞘成分が溶融状態を経ていないため、延伸による鞘成分樹脂の配向結晶化の進行による失透の悪影響を受け、カラー識別性が悪い結果であった。本比較例3では、飽和水蒸気圧を上昇させ、鞘成分を延伸融合するためには176℃程度の高圧飽和水蒸気が必要であり、芯成分が実施例1のアイソタクチックポリプロピレン樹脂では延伸不能であった。
得られた糸を抱合用繊維として用いて、実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表2にまとめて示す。
表2に示すように、ケーブル特性の伝送損失は0.22dB/kmと低いレベルであり、ケーブル化時の熱で抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかったが、鞘成分が一体化しておらず、光ファイバユニット間での識別性は不良であった。更にケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けてしまい作業性が不良であった。
実施例1において、繊度が3330dtexの鞘芯型複合繊維の未延伸糸を延伸倍率11倍で延伸し、繊度を324dtex、幅を0.3mm、厚みを0.05mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は110℃、海成分の溶融ピーク温度は124℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.43%であったが、抱合用繊維の幅が狭いため、識別が困難であった。
得られた抱合用繊維を用いて実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表2にまとめて示す。
表2に示すように、ケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず、また、ケーブル特性の伝送損失は0.20dB/kmと低いレベルであり、ケーブル化時の熱で抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかったが、光ファイバユニット間での識別性は不良であった。
実施例1において、繊度が27521dtexの鞘芯型複合繊維の未延伸糸を延伸倍率11倍で延伸し、繊度を2519dtex、幅を3.3mm、厚みを0.18mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は109℃、海成分の溶融ピーク温度は125℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.83%であったが、抱合用繊維の幅が広いため、光ファイバ心線束への巻付け作業の際に、正確に10度の角度をもって巻き弛みなく螺旋状に巻き上げることが困難であり、抱合用繊維の巾端部にたるみによる盛り上がり、シワが発生した。これが光ファイバを圧迫することとなり、結果として光ファイバの伝送損失を悪化させる結果であった。
得られた抱合用繊維を用いて実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表2にまとめて示す。
表2に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず作業性が良好であった。また、ケーブル化時の熱で抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかったが、ケーブル特性の伝送損失は0.35dB/kmと大きな伝送損失が生ずる結果であった。
実施例1において、真空加熱装置によるアニール処理を、温度70℃で30時間処理とし、繊度を1322dtex、幅を2.4mm、厚みを0.11mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。得られた抱合用繊維の、海成分の溶融開始温度は112℃、海成分の溶融ピーク温度は126℃であったが、100℃、3時間養生後の熱収縮率は1.20%であり、極めて大きな熱収縮率であった。
得られた抱合用繊維を用いて実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表2にまとめて示す。
表2に示すように光ファイバユニット間での識別性は良好で、ケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず作業性が良好であった。また、ケーブル化時の熱で抱合用繊維同士、あるいは抱合用繊維と光ファイバ心線との接着は認められなかったが、ケーブル特性の伝送損失は0.37dB/kmと大きな伝送損失が生ずる結果であった。これはケーブル化時の外被樹脂被覆の熱によって、抱合用繊維が収縮したため、光ファイバへの圧迫が生じ、伝送損失を増大、悪化せしめた結果である。
実施例1において、鞘成分として融点が113℃の直鎖低密度ポリエチレン(プライムポリマー社製、グレード名:1018G)を使用し、蒸気圧が0.40MPa(絶対圧)、145℃の飽和水蒸気圧下の1段で、繊度が14360dtexの鞘芯型複合繊維の未延伸糸を延伸倍率11倍で延伸し、真空加熱装置によるアニール処理を、温度110℃で30時間処理とし、繊度を1308dtex、幅を2.4mm、厚みを0.10mmの融合一体化した扁平状海島型着色複合繊維による抱合用繊維とした以外は実施例1と同様に製造、評価した。
得られた抱合用繊維は、図3のDSCチャートに示すように、海成分の溶融開始温度が69℃、海成分の溶融ピーク温度が109℃、島成分の融点が173℃であり、100℃、3時間養生後の熱収縮率は0.76%であった。
得られた抱合用繊維を用いて実施例1と同様にケーブル化し、各種評価を実施した。製造条件ならびに各評価結果を表2にまとめて示す。
表2に示すようにケーブル化後の保形性は光ファイバ心線が散けず良好であり、ケーブル特性の伝送損失も0.20dB/kmと低いレベルであった。しかし、ケーブル化時の外被樹脂被覆の熱によって、隣接するユニットの抱合用繊維同士、繊維とファイバとの接着が認められ、その結果、ユニット間の識別性及び作業性が著しく悪化する結果であった。
Claims (3)
- 鞘成分樹脂と、前記鞘成分樹脂の融点より20℃以上高い樹脂融点を有する芯成分樹脂とを備えた、熱可塑性樹脂からなる鞘芯型着色複合紡糸繊維を複数本集束し、
前記鞘成分の融点以上、且つ、前記芯成分の融点未満の温度で延伸しつつ前記鞘成分を融合一体化した海成分と、該海成分に該芯成分樹脂からなる繊維が島状に分散した島成分とを有する扁平状海島型着色複合繊維からなり、
前記鞘芯型着色複合紡糸繊維は、少なくとも前記鞘成分に配合された顔料により着色されてなり、
前記扁平状海島型着色複合繊維が以下の(1)〜(3)を満たすことを特徴とする光ファイバユニット抱合用繊維。
(1)前記扁平状海島型着色複合繊維の海成分の溶融開始温度が100℃以上で、且つ、溶融ピーク温度が120〜150℃である。
(2)前記扁平状海島型着色複合繊維の幅が0.5〜3.0mm、厚みが0.15mm以下である。
(3)前記扁平状海島型着色複合繊維を100℃で3時間加熱した後の熱収縮率が1.0%以下である。 - 前記鞘芯型着色複合紡糸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プロピレンとの2元共重合体、及びエチレンとブテン及びプロピレンとの3元共重合体から選ばれる単独あるいはこれらの混合体であり、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に記載の光ファイバユニット抱合用繊維。
- 前記鞘芯型着色複合紡糸繊維の鞘成分樹脂が、メタロセン触媒によって重合されたエチレン−プロピレンランダム共重合体である請求項1又は2に記載の光ファイバユニット抱合用繊維。
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