JP6145632B2 - 光ファイバ被覆用組成物及び光ファイバケーブル - Google Patents
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Description
ポリフェニレンエーテル樹脂と該ポリフェニレンエーテル樹脂と相溶可能な熱可塑性樹脂とを含む変性PPE樹脂、及び非ハロゲン系難燃剤を含む組成物であって、
該組成物は、前記非ハロゲン系難燃剤としてリン化合物を含み、
前記リン化合物の含有率は、前記変性PPE樹脂に対して5〜50質量%の範囲にあり、
当該組成物中の元素分析で測定したリン元素の含有量が10000〜80000ppmの範囲にあり、
前記非ハロゲン系難燃剤は、さらに窒素化合物を含み、前記組成物中の元素分析で測定した窒素元素の含有量が、100000〜300000ppmの範囲にある、光ファイバ被覆用組成物が提供される。
芯と該芯の外側の少なくとも一層の鞘層とを含む光ファイバと、
該光ファイバを被覆する被覆層と、を含み、
該被覆層は上記の組成物からなる、ファイバケーブルが提供される。
PPE自体は難燃性が高いものの、成形温度が極めて高く、樹脂の流動性も悪いため、PPE単体での使用は困難である。そこでPPEの流動性を高め、成形温度を低下させるために、PPEと相溶性が高く、流動性の高い熱可塑性樹脂と混合して使用することが一般的である。特にプラスチック光ファイバ(POF)のようなプラスチック製の導光体に樹脂を被覆してケーブルとする場合、溶融温度が高すぎると被覆時にPOF自体が溶断しやすくなり、被覆することが困難となる。そのため、POF用の被覆用樹脂として使用する場合には、溶融温度をPOFの被覆に好適な温度で溶融可能なように、成形可能温度を低くする必要がある。一般的にPOFに熱可塑性樹脂を被覆する場合、被覆樹脂の溶融温度は150℃から230℃の範囲に設定することが好ましい。そのため、PPEに混合し相溶する熱可塑性樹脂は、PPEとの相溶性が良く、成形可能温度が230℃以下であることが好ましく、150〜230℃がより好ましい。
PPEとしては公知のものが使用できる。PPEの具体例としては、ポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジエチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−エチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−メチル−6−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジプロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2−エチル−6−プロピル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジメトキシ−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジクロロメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジブロモメチル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジフェニル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジトリル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジクロロ−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,6−ジベンジル−1,4−フェニレン)エーテル、ポリ(2,5−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルなどが挙げられる。中でもポリ(2,6−ジメチル−1,4−フェニレン)エーテルが汎用的に入手しやすい点で特に好ましい。
PPEと混合する熱可塑性樹脂は、PPEと相溶可能な樹脂であれば特に制限されないが、一般的にPPEと非常に良く相溶する樹脂として知られているスチレン系樹脂を好適に用いることができる。
本発明の実施形態による被覆用組成物は、さらにポリオレフィン系樹脂を含んでいてもよい。このポリオレフィン系樹脂としては、JIS K7210(190℃、2.16kg)で測定した溶融粘度が50〜800g/10分の範囲にある樹脂を使用することが好ましい。溶融粘度が50g/10分以上のポリオレフィン樹脂を使用することにより、変性PPE樹脂の溶融粘度を十分に低下させることができる。溶融粘度が800g/10分を超えた樹脂を用いても、飛躍的な効果の上昇は認められにくい。
本発明の実施形態による光ファイバ被覆用組成物は、変性PPE樹脂に非ハロゲン系難燃剤を添加したものである。この非ハロゲン系難燃剤は、窒素系難燃剤として窒素化合物を含む。これにより、光ファイバケーブルの被覆層の燃焼時に自己消化性が高まり、光ファイバケーブルの難燃性を高めることができる。この非ハロゲン系難燃剤は、さらにリン系難燃剤としてリン化合物を含有していてもよい。
窒素化合物としては、例えば、メラミン系化合物、トリアジン系化合物、尿素系化合物、グアニジン系化合物、テトラゾール系化合物等を使用することができる。
変性PPE樹脂にリン化合物を添加することで、光ファイバケーブルの燃焼時に炭化を促進し、POF等の光ファイバ自身のドリップをより強く抑制することが可能となる。
難燃剤の難燃効果を高める目的で難燃助剤として、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の金属水酸化物、シリコーン系化合物、タルク、酸化亜鉛、酸化チタンなどの無機物質を変性PPE樹脂に添加してもよい。
光ファイバ被覆用組成物中の難燃成分の含有量は、当該組成物中に含まれる窒素元素含有量、又は窒素元素含有量とリン元素含有量で規定することができる。
光ファイバ被覆用組成物には、光ファイバケーブルの識別性や意匠性を高める目的で、その特性を損なわない範囲で各種顔料を添加してもよい。これらの顔料は無機系顔料や有機系顔料から選ばれる公知のものを使用できる。例えば、白色顔料としては二酸化チタン、酸化亜鉛などが挙げられ、黄色顔料としてはアゾ系有機顔料、黄鉛、クロム黄、亜鉛黄などが挙げられ、青色顔料としては群青(ウルトラマリンブルー)やコバルトブルーなどが挙げられ、緑色顔料としては酸化クロムやコバルトグリーンなどが挙げられる。特に、白色顔料としては、二酸化チタンや酸化亜鉛が好ましく、なかでも、隠蔽率や着色力の点から二酸化チタンが特に好ましい。青色顔料としては群青、緑色顔料としては酸化クロムが、隠蔽率や着色力の点から特に好ましい。
本発明の実施形態による光ファイバケーブルは、図1及び2で例示されるように、光を伝播する芯(11A)、その外周に光を全反射する鞘(11B)、その外周に難燃性および機械的強度を付与する被覆層(13)を含む。本実施形態による光ファイバケーブルは、図1で例示されるような単線であっても良いし、図2で例示されるように、被覆材を介して2本又はそれ以上の光ファイバケーブルが連なったものでもよい。また、複数の光ファイバをまとめて被覆材で覆うことも可能である。
燃焼試験はUL1581のVW−1(垂直燃焼試験)に準拠して行った。一本の試料につき15秒×5回の接炎試験を行い、下に敷いた外科用綿が燃焼物のドリップによる延焼がなく、また試料(光ファイバケーブル)が着火した場合、60秒以内に消火すれば合格とした。この燃焼試験は、各実施例、各比較例について試料15本を用意して実施し、全数合格したものを表中、合格と表記した。
組成物中の各元素の含有量は、元素分析法により測定した。測定装置は、エレメンタール社製の全自動元素分析装置(商品名:VARIO EL III)を用いた。測定条件を下記に示す。
燃焼管温度:1150℃
還元管温度:850℃
酸素流量:35mL/min
酸素供給時間:120秒
標準試薬:スルファニル酸。
25m−5mカットバック法により伝送損失(dB/km)を測定した。測定波長が650nm、入射光のNA(開口数)が0.1の光を用いた。
70℃の温度条件下で3000時間後の伝送損失を測定した。長期耐熱評価は3000時間後の伝送損失が170dB/km以下であれば合格とした。
60℃95%RHの温度条件下で3000時間後の伝送損失を測定した。長期湿熱評価は3000時間後の伝送損失が200dB/km以下であれば合格とした。
芯材として、メチルメタクリレート(MMA)の単独重合体(PMMA)を用い、鞘材としてフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(フッ化ビニリデン/テトラフルオロエチレン=80/20(mol%))を用い、これらを溶融して同心円状に中心から順次積層して複合紡糸し、芯(芯径980μm)及び鞘層(厚み10μm)からなる外径1.0mmのPOFを得た。
参考例1と同様にして芯(芯径980μm)及び鞘層(厚み10μm)からなる外径1.0mmPOFを作製した。
被覆層の材料として、変性PPE樹脂(サビック社製、商品名:ノリルWCD801A)に、難燃剤としてリン化合物(商品名:アデカスタブFP−2200S、ADEKA社製)を20質量%添加したものを使用した以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
被覆層の材料(被覆用組成物)として、変性PPE樹脂(サビック社製、商品名:ノリルWCD801A)に、ポリリン酸メラミン化合物からなるリン系難燃剤(ADEKA社製、商品名:アデカスタブFP−2200S)を5質量%と、窒素系難燃剤としてメラミンシアヌレート(堺化学工業社製、商品名:STABIACE MC−2010N)を40質量%添加したものを使用した以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
被覆層の材料(被覆用組成物)として、変性PPE樹脂(サビック社製、商品名:ノリルWCD801A)に、リン系難燃剤としてピロリン酸塩(堺化学工業社製、商品名:STABIACE SCFR−200)を5質量%と、窒素系難燃剤としてメラミンシアヌレート(日産化学社製、商品名:MC−4000)を40質量%添加したものを使用した以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
被覆層の材料(被覆用組成物)として、変性PPE樹脂(サビック社製、商品名:ノリルWCD801A)に、ポリリン酸メラミン化合物からなるリン系難燃剤(ADEKA社製、商品名:アデカスタブFP−2200S)を40質量%と、窒素系難燃剤としてメラミンシアヌレート(日産化学社製、商品名:MC4000)を10質量%添加したものを使用した以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
被覆層の材料(被覆用組成物)として、変性PPE樹脂(サビック社製、商品名:ノリルWCD801A)に、リン系難燃剤としてビスフェノールAビス−ジフェニルホスフェート型有機リン酸塩(ADEKA社製、商品名:アデカスタブFP−600)を5質量%と、窒素系難燃剤としてメラミンシアヌレート(堺化学工業社製、商品名:STABIACE MC−5F)を30質量%添加したものを使用した以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
被覆層の材料として、変性PPE樹脂(サビック社製、商品名:ノリルWCD801A)に、窒素系難燃剤としてメラミンシアヌレート(堺化学工業社製、商品名:STABIACE MC3S)を10質量%添加したものを使用した以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
被覆層の材料として、エチレン−エチルアクリレート共重合体(EEA)50質量部に、難燃剤として水酸化マグネシウムを45質量部、赤燐を5質量部添加したものを用いた以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
被覆層の材料として、ポリアミド12樹脂(ダイセル・エボニック社製、商品名:ダイアミドL1640)に、窒素系難燃剤としてメラミンシアヌレート(日産化学社製、商品名:MC4000)を40質量%添加したものを用いた以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
被覆層の材料として、ポリプロピレン樹脂とスチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(SEBS)とを80/20の質量比で混合した樹脂組成物(プライムポリマー社製、Y−400GP)100質量部に、NOR型HALS系安定剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製、商品名:Ciba Flamestab NOR−116)1.2質量部と、リン系難燃剤としてビスフェノールAビス−ジフェニルホスフェート型有機リン酸塩(ADEKA社製、商品名:アデカスタブFP−600)を5質量部とを添加したものを使用した以外は、参考例1と同様にして外径1.5mmの光ファイバケーブルを作製した。
11B 鞘
12 POF
13 被覆層
Claims (15)
- ポリフェニレンエーテル樹脂と該ポリフェニレンエーテル樹脂と相溶可能な熱可塑性樹脂とを含む変性PPE樹脂、及び非ハロゲン系難燃剤を含む組成物であって、
該組成物は、前記非ハロゲン系難燃剤としてリン化合物を含み、
前記リン化合物の含有率は、前記変性PPE樹脂に対して5〜50質量%の範囲にあり、
当該組成物中の元素分析で測定したリン元素の含有量が10000〜80000ppmの範囲にあり、
前記非ハロゲン系難燃剤は、さらに窒素化合物を含み、前記組成物中の元素分析で測定した窒素元素の含有量が、100000〜300000ppmの範囲にある、光ファイバ被覆用組成物。 - 前記リン化合物が、リン酸エステル、縮合リン酸エステル、リン酸塩、縮合リン酸塩、リン酸アミド、及び縮合リン酸アミドからなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1に記載の組成物。
- 前記窒素化合物が、メラミン系化合物、トリアジン系化合物、グアニジン系化合物、尿素系化合物、及びテトラゾール系化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1又は2に記載の組成物。
- 前記窒素化合物の含有率は、前記変性PPE樹脂に対して5〜60質量%の範囲にある、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記熱可塑性樹脂はスチレン系樹脂を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記熱可塑性樹脂はスチレン系エラストマーを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記熱可塑性樹脂の含有率は、前記ポリフェニレンエーテル樹脂100質量部に対して、50〜100質量部の範囲にある、請求項1〜6のいずれか一項に記載の組成物。
- さらにポリオレフィン系樹脂を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- さらに、JIS K7210(190℃、2.16kg)で測定した溶融粘度が50〜800g/10分の範囲にあるポリオレフィン系樹脂、又はASTM D445(100℃)で測定した粘度が500センチストークス以下のポリオレフィン系樹脂を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ポリオレフィン系樹脂が低密度ポリエチレン又は液体ポリオレフィンである、請求項8又は9に記載の組成物。
- 前記熱可塑性樹脂の含有率は、前記ポリフェニレンエーテル樹脂100質量部に対して、50〜100質量部の範囲にあり、
前記ポリオレフィン系樹脂の含有率は、前記ポリフェニレンエーテル樹脂100質量部に対して、30〜100質量部の範囲にある、請求項8〜10のいずれか一項に記載の組成物。 - 芯と該芯の外側の少なくとも一層の鞘層とを含む光ファイバと、
該光ファイバを被覆する被覆層と、を含み、
該被覆層は請求項1〜11のいずれか一項に記載の組成物からなる、光ファイバケーブル。 - 前記被覆層の厚みが、前記光ファイバの直径の10〜60%の範囲にある、請求項12に記載の光ファイバケーブル。
- 前記光ファイバの直径は、500〜1200μmの範囲にある、請求項12又は13に記載の光ファイバケーブル。
- 前記光ファイバは、プラスチック光ファイバである、請求項12〜14のいずれか一項に記載の光ファイバケーブル。
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