JPH09129033A - 無遮蔽対型ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、安定した伝送特性と高い難
燃性を兼ね備えると共に、耐水性を向上させて長期間に
亘る使用においてもケーブル特性が低下しない新規な無
遮蔽対型ケーブルを得る。 【解決手段】 上記課題を解決するために本発明は、対
撚り線４を複数本束ねてなるユニット６を少なくとも１
つ以上束ね、その周囲に一括シース８を施してなる無遮
蔽対型ケーブルにおいて、上記ユニット６内又はユニッ
ト６間に、内層９と外層１０との２層からなるプラスチ
ック介在５，７を備えると共に、この内層９を非ハロゲ
ン系難燃剤を含む樹脂組成物から形成し、外層１０を、
厚さ０．５ｍｍのフィルムで評価した透湿度が１０（ｇ
・ｍ^-2・ ２４ｈｒ^-1）以下で、ハロゲンを含まない樹脂
組成物から形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特に高速デジタル信
号の伝送に適した無遮蔽対型ケーブルに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＬＡＮ(Local-Area-Network)用
ケーブルとしては、一対撚線又は多対撚線群を束ねてこ
れらの周囲に一括シースを形成した無遮蔽対型ケーブル
が多用されているが、この種のＬＡＮケーブルは、建物
のフロア間に垂直に布設されたり、或いは天井裏の空
間、すなわちプレナム部に水平に、しかも金属コンジッ
ト無しで布設されるのが普通であることから、もし、万
一火災等が発生した場合には、この敷設されたケーブル
が延焼の媒介物となる危険性を備えている。そのため、
従来の無遮蔽対型ケーブルには例えば絶縁体や一括シー
スの構成材料として難燃性の高いフッ素樹脂やポリ塩化
ビニルなどのハロゲン含有材料が使用されているのが一
般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
ハロゲン含有材料は燃焼時に塩化水素やフッ化水素など
の有毒有色ガスを発生させることから、これが人体に対
して危険を及ぼすと共に、避難行動や消火活動の妨げた
り、更にはコンピュータ回路や通信装置などを腐食させ
てしまうなどの二次災害を招く危険性を有している。

【０００４】そのため、このような二次災害を招く虞の
あるハロゲン含有難燃材料に代わって非ハロゲン系の難
燃材料を用いることも検討されているが、非ハロゲン系
の難燃材料を用いるとケーブルの伝送損失が大きくなっ
て高速度のデジタル信号伝送特性が著しく損なわれると
いう欠点があった。

【０００５】すなわち、このような無遮蔽対型ケーブル
には近年におけるＬＡＮの益々の高速化もあって高い伝
送特性が要求されており、その伝送特性としては情報信
号が１０Ｍｂ／ｓから１００Ｍｂ／ｓ（ＴＰ−ＤＤＩ
ＬＡＮという高速度のデジタル信号伝送特性が求められ
ているが、非ハロゲン系材料によって構成されるケーブ
ルの信号伝送特性と難燃性は互いに相反する性質があ
り、難燃材の添加により絶縁体の難燃性を高めていく
と、ケーブルの伝送特性が大きくなって高速度のデジタ
ル信号伝送特性が著しく損なわれる。

【０００６】一方、従来の無遮蔽対型ケーブルにはユニ
ットの構造を安定させるために、ユニット内またはユニ
ット間の空隙部分にポリエチレン製のプラスチック介在
が設けられているものがあるが、このプラスチック介在
は可燃性であるために炎の延焼速度を速めてしまうこと
が考えられる。

【０００７】そのため、絶縁体を難燃化する代わりに、
このプラスチック介在を難燃化することにより、ケーブ
ルの伝送特性を損なうことなく難燃性を付与する施策が
提案されている。しかしながら、このプラスチック介在
に添加された難燃剤が吸水することにより、長期使用す
る間にケーブル特性が大幅に低下してしまうという問題
があった。

【０００８】そこで、本発明はこのような課題を有効に
解決するために案出されたものであり、その目的は安定
した伝送特性と高い難燃性を兼ね備えると共に、耐水性
を向上させて長期間に亘る使用においてもケーブル特性
が低下しない新規な無遮蔽対型ケーブルを提供するもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、対撚り線を複数本束ねてなるユニットを少
なくとも１つ以上束ね、その周囲に一括シースを施して
なる無遮蔽対型ケーブルにおいて、上記ユニット内又は
ユニット間に、内層と外層との２層からなるプラスチッ
ク介在を備えると共に、この内層が非ハロゲン系難燃剤
を含む樹脂組成物からなり、外層が、厚さ０．５ｍｍの
フィルムで評価した透湿度が１０（ｇ・ｍ^-2・ ２４ｈｒ
^-1）以下で、ハロゲンを含まない樹脂組成物からなるも
のである

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明を実施する好適一形
態を説明する。

【００１１】図１は本発明に係る無遮蔽対型ケーブルの
一形態を示す拡大断面図である。図示するように、この
無遮蔽対型ケーブルは、導体１上に絶縁体２を被覆した
絶縁電線３、３を対撚りした対撚り線４をプラスチック
介在５の周囲に５本づつ束ねてなるユニット６を形成
し、このユニット６をメインプラスチック介在７の周囲
に５本巻き付け、さらにその周囲に一括シース８を被覆
して成るものである。

【００１２】また、これらプラスチック介在５及びメイ
ンプラスチック介在７のいずれも内層９と外層１０との
２層から構成されており、これら内層９は上述したよう
に、非ハロゲン難燃剤を含む樹脂組成物からなり、外層
１０は、厚さ０．５ｍｍのフィルムで評価した透湿度が
１０（ｇ・ｍ^-2・ ２４ｈｒ^-1）以下の低透湿度ポリマ
で、かつハロゲン系材料を含まない樹脂組成物から構成
されている。

【００１３】すなわち、上述したように、この絶縁体２
を難燃化すると、対撚り線４の２本の銅導体１，１とそ
れらの間に介在する絶縁体２によって形成されるコンデ
ンサーの静電容量が増大してケーブルの伝送特性が著し
く低下することから、この絶縁体２を難燃化しない代わ
りに、ユニット６の構造を保持するためのプラスチック
介在５，７を難燃化することで、このプラスチック介在
５，７が対撚り線４の静電容量に与える影響を小さく
し、ケーブルの伝送特性の低下を抑制することができる
ことが知られている。しかしながら、このようにプラス
チック介在５，７中に難燃剤を添加すると、この難燃剤
が吸水性を発揮することから、対撚り線４の静電容量が
増大する虞があり、長期間に亘るケーブルの使用に際し
てはその信頼性に問題があった。

【００１４】そこで、本発明者らはこのプラスチック介
在５，７を内層９と外層１０との２層で形成し、内層９
側のみに非ハロゲン系の難燃剤を添加し、外層１０を空
気中の水分を遮蔽する性質を有する樹脂組成物で形成す
ることにより、上記問題点を解決しようとしたものであ
る。そして、本発明を完成させるために、この外層１０
を構成する組成物に関して鋭意研究を行った結果、厚さ
０．５ｍｍシートのＪＩＳ Ｚ−０２０８に準拠した吸
湿度が１０（ｇ・ｍ^-2・２４ｈｒ^-1）以下であれば、ケ
ーブルの長期使用に際した信頼性が著しく向上すること
を見出した。これによって、この外層１０の存在により
長期使用に際しても、空気中の水分の影響を受けにくく
なり、ケーブル特性が吸水によって低下しない難燃性と
高速デジタル信号伝送特性を兼備した無遮蔽対型ケーブ
ルの提供に成功したものである。次に、本発明の構成材
料について詳述する。

【００１５】このプラスチック介在５及びメインプラス
チック介在７を構成する樹脂組成物とは、この組成物を
構成する樹脂自体は勿論、この樹脂に必要に応じて配合
される難燃剤及び添加剤などの全てがハロゲン原子を含
有しない組成物のことである。そして、具体的には、主
鎖にオレフィンを重合した単位を有するポリマ単独か、
あるいはこのポリマに、主鎖に芳香環を有するポリマを
混合したものである。

【００１６】この主鎖にオレフィンを重合した単位を有
するポリマとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリブテン、ポリ−４−メチル−ペンテン−１、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレー
ト共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン
−ブテン−１共重合体、エチレン−メチルアクリレート
共重合体、エチレングリシジルメタクリレート共重合
体、エチレン−無水マレイン酸共重合体、エチレン−メ
チルメタクリレート共重合体、スチレン−エチレンブチ
レン−スチレントリブロック共重合体、スチレン−エチ
レンブチレンジブロック共重合体、スチレン−エチレン
プロピレン−スチレントリブロック共重合体、スチレン
−エチレンプロピレンジブロック共重合体などの各種オ
レフィン系ポリマ等を用いることができ、これらは単独
もしくは２種以上混合して使用することができる。一
方、このポリマに混合して用いることができる、主鎖に
芳香環を有するポリマとしては、ポリフェニレンオキサ
イド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレ
ンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボ
ネート、ポリエーテルイミド−シリコン共重合体、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、芳香族ポリアミド、ポリアリレート、無水マレイン
酸変性ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルケトン
などが使用することができ、これらは夫々単独又は併用
の形で使用することができる。尚、これらポリマは、燃
焼時に急速に炭化を促進させる性質を有していることか
ら、高い難燃性を備えており、従って、これらを使用す
るプラスチック介在に対して良好な難燃特性を付与する
ことができる。そして、さらに、これらの材料は、分子
構造の中に塩素やフッ素のようなハロゲン系有毒ガス発
生因子を含んでいないことから、燃えにくく、かつ燃焼
しても有毒ガス等を発揮しないといった優れた利点を有
している。特に、オレフィン重合単位を有するポリマ
は、成形温度が低く、難燃剤などのフィラーを充填する
作業が容易であり、また安価であり、コスト的に有利で
あることから、プラスチック介在のベースポリマーとし
て適している。そして、これら材料群の中でも、誘電
率、加工性、価格の面から、ポリエチレンを用いるのが
好ましい。すなわち、ポリエチレンは、その誘電率は上
述した材料群の中でも最も小さいため、対撚り線４の静
電容量に与える影響が小さく、ひいてはケーブルの伝送
特性へ与える影響も小さくでき、しかも、成形・加工温
度は比較的低く、プラスチック介在の製造が容易であ
り、さらに、価格が安いため、他の材料を使用したとき
に比べ、ケーブル全体としてのコストも低下させること
ができる等の利点を備えているからである。

【００１７】また、より難燃性を付与するためには外層
１０として、主鎖に芳香環を持つポリマ等のような、厚
さ０．５ｍｍのフィルムで評価した透湿度が１０（ｇ・
ｍ^-2・ ２４ｈｒ^-1）以下の低透湿度ポリマを含む組成物
を用いることが好ましく、例えば、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニ
レンサルファイド、ポリエーテルサルフォン、ポリカー
ボネート、ポリエーテルイミド−シリコン共重合体、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト、芳香族ポリアミド、ポリアリレート、無水マレイン
酸変性ポリフェニレンオキサイド、ポリエーテルケトン
等が挙げられる。このうち、最も好適なのはポリフェニ
レンオキサイドであり、このポリフェニレンオキサイド
は、主鎖に芳香環を含有する他のポリマに比べ、難燃特
性を同等のものとした場合に誘電正接、誘電率などの電
気特性に優れているからである。

【００１８】尚、これらの材料は、いずれか単独でも二
種以上の混合体として使用することもできる。

【００１９】この内層９を構成する樹脂組成物中に添加
される非ハロゲン系難燃剤としては、例えば、リン化合
物や水和金属化合物あるいは酸化金属化合物などが使用
され、これらの難燃剤も、単独か２種以上組み合わせて
使用することができる。そして、このリン化合物の例と
しては例えば、赤リン、フォスフェートエステル、フォ
スフォネート、フォスフォリネンなどを挙げることがで
き、一方、水和金属化合物としては水酸化アルミニウ
ム、水酸化マグネシウム、ハイドロタルサイト、カルシ
ウムアルミネート水和物、水酸化カルシウム、水酸化ス
ズ、水酸化バリウム、ハードクレーなどを使用すること
ができる。また、これらの物質の耐水性を考慮して脂肪
酸又はその金属塩あるいはシラン乃至チタネート系カッ
プリング剤によって処理しても勿論構わない。尚、この
酸化金属化合物としては、例えば、酸化アンチモン、酸
化スズ、酸化モリブデン、酸化ジルコニウムなどが使用
される。そして、この非ハロゲン系難燃剤の添加量とし
ては、上述した樹脂組成物１００重量部に対して、１〜
３００重量部の範囲が好ましい。

【００２０】尚、上述した樹脂組成物中には、従来と同
様に、必要に応じて酸化防止剤、滑剤、界面活性剤、着
色剤、軟化剤、可塑剤、無機充填剤などを加えることは
何ら差し支えない。また、絶縁電線３の絶縁体２を構成
する材料としては、ポリフェニレンオキサイドを含有す
る組成物を用いるのが好ましい。このポリフェニレンオ
キサイドは、上述したように誘電正接も含め誘電率など
の他の電気的特性においても優れるため、これを含有す
る組成物を電気的特性最も受けやすい導体１上の絶縁体
に用いることによって、高速度のデジタル信号伝送にお
いても低伝送損失の優れたケーブルを達成することがで
きる。さらに、一括シース８を構成する材質は主鎖にオ
レフィンを重合した単位を有するポリマに非ハロゲン系
難燃剤を添加してなる組成物を用いるのが好ましい。

【００２１】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例を説明する。

【００２２】図１に示すように、先ず、外径が０．５ｍ
ｍの銅導体１の上に、表３に示す組成物からなる０．２
５ｍｍ厚の絶縁体２を備えた絶縁電線３をピッチ１０〜
２０ｍで２本撚り合わせて対撚り線４とし、この対撚り
線４を５本用いて直径１ｍｍ（外層厚０．２ｍｍ）のプ
ラスチック介在５の周囲に配して束ねてユニット６を形
成した。次に、このユニット６を５つ用いて、外径３ｍ
ｍ、内径１．５ｍｍのチューブ状で外層厚０．２ｍｍの
メインプラスチック介在７の周囲に配して束ね、さらに
その周囲に表４に示すような組成物からなる一括シース
８を０．７ｍｍ厚で被覆して、表１に示すような５種類
の無遮蔽対型の試料ケーブル（実施例１〜５）と、表２
に示すような４種類の無遮蔽対型の試料ケーブル（比較
例１〜４）を各１００ｍづつ作製した。

【００２３】そして、このようにして得られた無遮蔽対
型の試料ケーブル（実施例５種類、比較例４種類）の伝
送特性と難燃性、燃焼時のハロゲン化水素の有無及びプ
ラスチック介在５，７の外層１０を構成する組成物の透
湿度を以下に示すような方法を用いてそれぞれ評価し
た。

【００２４】先ず、難燃性の評価方法としてはＩＥＥＥ
規格３８３に準拠し、２．４ｍのケーブルを規定の本数
だけ垂直に並べ、下方から７０．０００ＢＴＵ／ｈの炎
を２０分間当て、その後炎を取り去り、延焼距離１．８
ｍ未満で自己消炎したものを良（○）、１．８ｍ以上延
焼したものを不良（×）とした。次に、燃焼時のハロゲ
ン化水素発生の有無は、ＪＣＳ（日本電線工業規格）Ｃ
第５３号に準拠して各樹脂組成物について測定し、絶縁
体２又は一括シース８又はプラスチック介在を構成する
樹脂組成物からハロゲン化水素ガスの発生が認められた
ものを不良（×）、認められないものを良（○）とし
た。また、ケーブルの伝送損失αはネットワーク・アナ
ライザ（横川ヒューレットパッカード社製）を用いて
０．０６４ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの周波数帯で全ての対
撚り線について測定し、いずれの対撚り線においても、
α（ｄＢ／１００ｍ）＝１．９６７√ｆ＋０．０２３ｆ
＋０．０５／√ｆ（ｆ：周波数）以下のものを合格
（○）とし、これ以上の値が認められたものを不合格
（×）とした。より詳細には、１００ＭＨｚにおけるα
の値の最大値を空気中の水分がケーブルの伝送特性αに
与える影響を調べるために、ケーブル完成品１００ｍ
を、６０℃、湿度９０％の恒温槽中で５００日間保存
し、しかる後、ケーブルの伝送損失を上述と同一の方法
によって測定及び合否判定を行った。１００ＭＨｚにお
けるαの値の最大値を示した。さらに、これと同時にプ
ラスチック介在５，７の外層１０を構成する組成物の
０．５ｍｍ厚シートの透湿度をＪＩＳ Ｚ−０２０８に
準拠して測定した。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】この結果、表１に示すように、本発明に係
る実施例１〜５の無遮蔽対型ケーブルはそのいずれもが
耐湿性試験前後の伝送損失及び難燃性及びハロゲン化水
素ガスの発生のいずれの特性においても良好な結果を示
していることが認められる。

【００３０】これに対し、表２に示すように、難燃剤を
添加した内層のみからなる比較例１と、外層として透湿
度が本発明の規定値を上回る樹脂組成物を用いた比較例
２及び比較例３ではいずれも耐湿試験後の伝送損失が不
良であり、また、外層用の樹脂組成物としてハロゲンを
含んだポリ塩化ビニルを用いた比較例４では燃焼時にハ
ロゲン化水素ガスが発生した。

【００３１】また、図２に示すように、プラスチック介
在を有しない６本のユニット６ａを備えた構造を持つケ
ーブルについても同様な評価を行った結果、上記実施例
と同様に、透湿度、耐湿試験前後の伝送特性、難燃性、
ハロゲン化水素ガスの発生の有無に係るいずれの特性に
おいても良好な結果を示した。

【００３２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、難燃化さ
れたプラスチック介在の周囲に、透湿度が１０（ｇ・ｍ
^-2２４ｈｒ^-1）以下で、かつハロゲンを含有しない組成
物からなる層を設けたため、ケーブルのノンハロゲン
化、高速デジタル信号伝送特性、難燃性のみならず、水
分の浸入を効果的に遮断して、耐湿性や長期使用時にお
ける信頼性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る無遮蔽対型ケーブルの一形態を示
す拡大断面図である。

【図２】本発明に係る無遮蔽対型ケーブルの他の形態を
示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 導体 ２ 絶縁体 ３ 絶縁電線 ４ 対撚り線 ５ プラスチック介在 ６、６ａ ユニット ７ メインプラスチック介在 ８ 一括シース ９ 内層 10 外層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対撚り線を複数本束ねてなるユニットを
   少なくとも１つ以上束ね、その周囲に一括シースを施し
   てなる無遮蔽対型ケーブルにおいて、上記ユニット内又
   はユニット間に、内層と外層との２層からなるプラスチ
   ック介在を備えると共に、この内層が非ハロゲン系難燃
   剤を含む樹脂組成物からなり、外層が、厚さ０．５ｍｍ
   のフィルムで評価した透湿度が１０（ｇ・ｍ^-2・ ２４ｈ
   ｒ^-1）以下で、ハロゲンを含まない樹脂組成物からなる
   ことを特徴とする無遮蔽対型ケーブル。
2. 【請求項２】 上記プラスチック介在の外層を構成する
   樹脂組成物が、主鎖に芳香環を持つポリマを含んでいる
   ことを特徴とする請求項１記載の無遮蔽対型ケーブル。