JP3761382B2

JP3761382B2 - 光ファイバコードおよび光ファイバケーブル

Info

Publication number: JP3761382B2
Application number: JP2000033953A
Authority: JP
Inventors: 敏訓關; 龍夫吉原
Original assignee: 昭和電線電纜株式会社
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2020-02-10
Also published as: JP2001221935A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバコード、およびそのような光ファイバコードを用いた光ファイバケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光機器における機器内または機器間配線には、ナイロン樹脂を被覆した光ファイバ心線の外周にアラミド繊維などの抗張力繊維を集合させ、その外側に塩化ビニル樹脂からなる外被を設けた光ファイバコードや、このような光ファイバコード複数本をテンションメンバの周りに集合させ、その外側に所要の被覆を施した光ファイバケーブルが用いられている。
【０００３】
しかしながら、上記光ファイバコードにおいては、外被に塩化ビニル樹脂が使用されているため、難燃性に優れている半面、火災時や焼却処理の際に、環境に有害なハロゲンガスやダイオキシンが発生するという問題があった。
【０００４】
このため、塩化ビニル樹脂に代えてノンハロゲンの難燃性ポリオレフィン樹脂を外被材料として用いることが検討されている。すなわち、この難燃性ポリオレフィン樹脂は、可燃性のポリオレフィン樹脂に水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどのノンハロゲン難燃剤を添加して難燃化したもので、ハロゲンを含まないため、燃焼時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害物質が発生するおそれのないものである。
【０００５】
しかしながら、難燃性ポリオレフィン樹脂は塩化ビニル樹脂に比べ難燃性が低いうえ、外被内部の抗張力繊維やナイロン樹脂被覆が燃えやすいため、単に塩化ビニル樹脂からなる外被を難燃性ポリオレフィン樹脂からなる外被に置き換えただけでは、従来の光ファイバコードが有するような難燃性を備えることは困難であった。すなわち、従来と同様の難燃化処理が施されていない光ファイバ心線を用い、外被を塩化ビニル樹脂および難燃性ポリオレフィン樹脂でそれぞれ構成した光ファイバコードについて、JIS C 3005に規定する60°傾斜燃焼試験（長さ約300mmの試料を、水平に対して約60°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秒以内で着火するまで当接し、炎を取り去った後の試料の燃焼の程度を調べる）を実施したところ、外被を塩化ビニル樹脂で構成した従来の光ファイバコードでは、試料は全焼に至らずに自己消火するのに対し、難燃性ポリオレフィン樹脂を用いたものでは、試料は自己消火せず全焼する結果となった。
【０００６】
なお、この対策として、水酸化アルミニウムなどの難燃剤の添加量を増大させて、難燃性ポリオレフィン樹脂の難燃性を高めたり、あるいは、外被の厚さを厚くして、着火後の外被内部の抗張力繊維やナイロン樹脂被覆への延焼を防止することが考えられるが、難燃剤の添加量を増大させた場合には、樹脂の流動性の低下により押出加工性が低下するとともに、得られる光ファイバコードの可撓性が低下するといった問題を生ずる。また、外被の厚さを厚くした場合には、外被と抗張力繊維との密着度が高くなる（光ファイバコードの外径が規定されているため、外被の肉圧は中心方向に大きくしなければならず、結果的に外被と抗張力繊維が密着することになる）ため、外被除去の際の作業性が低下するとともに、難燃剤の添加量を増大させた場合と同様、得られる光ファイバコードの可撓性が低下するといった問題を生ずる。
【０００７】
また、光ファイバ心線に着目し、ナイロン樹脂に難燃剤を添加することにより、光ファイバ心線自身の難燃化を図ることも考えられるが、難燃剤の添加により、ナイロン樹脂の押出加工性や剥取り性の問題を考慮しなければならない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、火災時や焼却処理時にダイオキシンなどが発生することなく自己消火性を具備し、外被の押出加工性並びに可撓性や外被除去の際の作業性、さらには、ナイロン樹脂被覆の押出加工性や剥取り性についても実用上問題のない光ファイバコードが得られるには至っていないのが実状である。
【０００９】
そこで、本発明は、本発明はこのような実状に鑑みなされたもので、火災時や焼却処理時にダイオキシンなどが発生することなく自己消火性を具備し、外被の押出加工性並びに可撓性や外被除去の際の作業性、さらには、ナイロン樹脂被覆の押出加工性や剥取り性についても実用上問題のない光ファイバコードおよびこのような光ファイバコードを用いた光ファイバケーブルを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、酸素指数が32以上のノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマからなる外被を備え、かつ、ノンハロゲン難燃剤を10〜50重量％、好ましくは30〜40重量％含有するナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマで光ファイバを被覆することにより、上記課題を解決できること見出し本発明を完成した。
【００１１】
すなわち、本発明の光ファイバコードは、窒素系難燃剤、リン系難燃剤およびリン−窒素系難燃剤の群から選ばれる少なくとも１種のノンハロゲン難燃剤を３０〜４０重量％含有するノンハロゲン難燃性ナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマからなる被覆を有する光ファイバ心線の外周に、抗張力繊維層を介して、酸素指数が３２以上のノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマからなる外被を備えてなることを特徴としている。
【００１２】
ここで、酸素指数は、JIS K 7201に準拠して測定された値である。
【００１３】
上記構成の光ファイバコードにおいては、酸素指数が32以上のノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマからなる外被と、光ファイバ心線において、所定量のノンハロゲン難燃剤を含有するナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマからなる被覆によって、火災時や焼却処理時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害物質を発生することなく自己消火性を具備することができる。そのうえ、外被の押出加工性や外被除去の際の作業性、光ファイバコードの可撓性も良好で、しかも、光ファイバ心線において、ノンハロゲン難燃剤の配合量についても検討を加えたため、ナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマからなる被覆の押出加工性や剥取り性も良好である。
【００１４】
本発明においては、ナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマのノンハロゲン難燃剤の含有量を３０重量％以上としたことにより、高い自己消火性を具備し、また、ノンハロゲン難燃剤の含有量を４０重量％以下としたことにより、ナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマからなる被覆の押出加工性や剥取り性を高めることができる。
【００１６】
また、本発明の光ファイバケーブルは、上記した本発明の光ファイバコードを複数本集合し、その外周にノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマからなる外被を備えたことを特徴としている。
【００１７】
本発明の光ファイバケーブルにおいては、火災時や焼却処理の際に、環境に有害なハロゲンガスやダイオキシンが発生することがないうえ、光ファイバコードは自己消火性を有しているため、着火の際の延焼を抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１９】
図1は、本発明の光ファイバコードの一実施形態を示す横断面図である。
【００２０】
図1において、1は、光ファイバ２上に、シリコーン樹脂などからなる緩衝層３を介して、難燃性ナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマからなる被覆４を設けてなる光ファイバ心線を示している。この光ファイバ心線１上には、アラミド繊維が縦添えもしくは撚合されて抗張力繊維層５が形成されており、さらにその上には、ノンハロゲンの難燃性ポリオレフィン樹脂および／または難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマからなる外被６が設けられている。
【００２１】
被覆４を構成する難燃性ナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマは、ナイロン樹脂やナイロン系熱可塑性エラストマ、あるいはこれらの混合物に、ノンハロゲン難燃剤を含有量が全体の10〜50重量％となるように配合したものである。
【００２２】
ナイロン樹脂としては、ナイロン１２ホモポリマやナイロン１２コポリマなどが、また、ナイロン系熱可塑性エラストマとしては、ナイロン１２成分とポリオールの共重合体などが例示される。
【００２３】
ノンハロゲン難燃剤としては、グアニジン系、メラミン系などの窒素系難燃剤、リン酸アンモニウム、赤リンなどのリン系難燃剤、リン−窒素系難燃剤、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、酸化モリブデン、三酸化アンチモンなどの酸化アンチモン系難燃剤、ホウ酸亜鉛などのホウ酸化合物、炭酸カルシウムなどが例示される。これらは1種を単独で使用してもよく2種以上を混合して使用するようにしてもよい。本発明においては、なかでも、窒素系難燃剤、リン系難燃剤およびリン−窒素系難燃剤から選ばれる少なくとも1種を使用することが好ましい。具体的には、三和ケミカル社製の、硫酸-2-メラミンを主成分とするアピノン−９０１やポリリン酸メラミンを主成分とするＭＰＰ−Ａ（以上、いずれも商品名）などが好ましく使用される。
【００２４】
なお、本発明において、このような難燃剤の含有量を10〜50重量％の範囲に限定したのは、含有量が10重量％未満では自己消火性が得られず、また、逆に50重量％を超えると、ナイロン被覆の押出加工性や剥取り性が不良となるからである。難燃剤の含有量のより好ましい範囲は、30〜40重量％の範囲である。
【００２５】
このような難燃性ナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマには、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の樹脂に通常配合される顔料、熱老化防止剤、紫外線老化防止剤、その他の添加剤が配合されていてもよい。
【００２６】
また、外被６を構成するノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマには、ポリオレフィン樹脂および／またはポリオレフィン系熱可塑性エラストマにノンハロゲン難燃剤を配合して酸素指数を32以上としたものが使用される。酸素指数が32未満では自己消火性を具備することができない。酸素指数が32以上であれば、ポリオレフィン樹脂、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマ、ノンハロゲン難燃剤の種類は特に限定されるものではない。すなわち、ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレンポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体（ＥＰ）、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）、ポリイソブチレン、エチレン・アクリル酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、エチレン・アクリル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン・メタクリル酸エチル共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などが挙げられる。また、メタロセン触媒によりエチレンにプロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、オクテンなどのα−オレフィンや環状オレフィンなどを共重合させたものなども使用することができる。これらは単独または混合して使用される。また、ノンハロゲン難燃剤としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの金属水酸化物、赤リンなどのりん系難燃剤などが例示され、これらのなかから1種以上を適宜選択して使用することができる。
【００２７】
このようなノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマには、本発明の効果を阻害しない範囲で、この種の樹脂に通常配合される顔料、熱老化防止剤、紫外線老化防止剤、その他の添加剤が配合されていてもよい。
【００２８】
なお、具体的には、ノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマとして、ＪＰＯ社製のＣＡ１１５３（酸素指数32）、ＣＡ１１５５（酸素指数36）、日本ユニカー社製のＮＵＣ−９７３９（酸素指数36）、ＷＦＲ−３３１（酸素指数35）、理研ビニル社製のＡＮＡ９９８２Ｎ（酸素指数39）、ＡＮＡ９９６７Ｐ（酸素指数42）（以上、いずれも商品名）などを使用することができる。
【００２９】
このように構成される光ファイバコードにおいては、ハロゲンを含まないため、火災時や焼却処理時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害物質を発生することがなく、しかも、自己消火性を有している。すなわち、JIS C 3005に規定する60°傾斜燃焼試験を行った場合、長さ約300mmの試料は全焼することなく自己消火する。また、被覆４の押出加工性や剥取り性も良好で、外被6の押出加工性や可撓性も良好である。
【００３０】
なお、以上説明した例は、本発明の光ファイバコードを、いわゆる単心光ファイバコードに適用した例であるが、本発明はこのような例に限定されるものではなく、例えば、図２に示すような、光ファイバ心線１を２条並列させ、それぞれの外周に抗張力繊維層５を設け、それらの外側に平型に共通の外被６を設けた構造のいわゆる２心平型光ファイバコードや、図３に示すような、2条の光ファイバ心線１の外周に抗張力繊維層５を設け、その上に断面円形に共通の外被６を設けたいわゆる２心丸型光ファイバコードなどに適用できることはいうまでもなく、火災時や焼却処理時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害物質を発生することがなく、しかも、自己消火性を有し、また、光ファイバ心線の被覆の押出加工性や剥取り性が良好で、しかも、光ファイバコードの外被の押出加工性や可撓性も良好な光ファイバコードを得ることができる。
【００３１】
次に、このような光ファイバコードを用いた本発明の光ファイバケーブルの実施の形態を説明する。
【００３２】
図４は、本発明の光ファイバケーブルの一実施形態を示す横断面図である。
【００３３】
図４に示すように、この光ファイバケーブルは、図1に示す光ファイバコード７を複数条（図面の例では６条）、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、ポリエチレン被覆単鋼線などからなるテンションメンバ８の周りに集合させ、その外周に、ポリプロピレン紐などの介在紐からなる緩衝層９、ノンハロゲン難燃性押巻きテープなどからなる押え巻層１０を順に施し、さらにその上にノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂からなる外被１１を被覆して構成されている。
【００３４】
外被１１を構成するノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂は、特にその種類が限定されるものではないが、難燃性の点から、光ファイバコード７の外被６で用いたような酸素指数が32以上のものを使用することが好ましい。
【００３５】
このように構成される光ファイバケーブルにおいては、ハロゲンを含まないため、火災時や焼却処理時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害物質を発生することがなく、しかも、光ファイバコード７は自己消火性を有するため、着火の際の延焼を抑制することができる。
【００３６】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３７】
実施例１
コア径50μｍ、クラッド径125μｍのマルチモード形光ファイバ上にシリコーン樹脂を被覆し、その上に、ナイロン樹脂（ダイセルヒュルス社製商品名Ｌ１９４０）に窒素系難燃剤のアピノン−９０１を配合して得た難燃性ナイロン樹脂（難燃剤含有量10重量％）を厚さ0.25mmに被覆して、外径0.9mmの光ファイバ心線を得た。この光ファイバ心線上にアラミド繊維（商品名ケブラー）を縦添えしつつ、その外周に、酸素指数32の難燃性ポリオレフィン樹脂（ＪＰＯ社製商品名ＣＡ１１５３ＢＭ）を厚さ0.6mmに被覆して、外径2.8mmの光ファイバコードを得た。
【００３８】
得られた光ファイバコードについてJIS C 3005 規定の60°傾斜燃焼試験を行い、着火（接炎時間15秒）後自己消火に至るまでの時間を測定し、自己消火性を評価した。また、光ファイバ心線の難燃性ナイロン樹脂被覆の押出加工性を被覆の外観により評価するとともに、その剥取り性を、ワイヤストリッパで被覆を剥取った際のネッキングの発生状況により評価した。これらの結果を表1に示す。
【００３９】
実施例２〜７
難燃性ナイロン樹脂中の難燃剤の含有量を15重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、および50重量％とした以外は実施例1と同様にして光ファイバ心線を得、さらに、これらの各光ファイバ心線を用いて、実施例1と同様にして光ファイバコードを得た。
【００４０】
これらの各光ファイバコードについて、実施例1と同様の評価を行った。これらの結果を表1に示す。
【００４１】
なお、表中、比較例として示したのは、ナイロン樹脂に対し難燃剤を未配合とした例（比較例1）、ナイロン樹脂に対し難燃剤を過少配合した例（比較例２）、ナイロン樹脂に対し難燃剤を過剰配合した例（比較例３）、ナイロン樹脂に対し難燃剤を過少配合し、かつ、酸素指数30の難燃性ポリオレフィン樹脂（ＪＰＯ社製商品名ＣＡ１１５２）を外被材料として用いた例（比較例４）、およびナイロン樹脂に対し難燃剤を過剰配合し、かつ、比較例４と同様の酸素指数30の難燃性ポリオレフィン樹脂を外被材料として用いた例（比較例５）で、いずれも本発明との比較のために示したものである。
【００４２】
【表１】

表１からも明らかなように、本発明に係る実施例は、いずれも自己消火性を有し、かつ、光ファイバ心線の難燃性ナイロン樹脂被覆の押出加工性や剥取り性も良好で、特に難燃性ナイロン樹脂被覆中の難燃剤の含有量が３０〜４０重量％の実施例３、４、５では、いずれも自己消火時間が６０秒以内と優れた自己消火性を示し、かつ、ナイロン樹脂被覆の押出加工性なども良好であった。これに対し、比較例では、自己消火性とナイロン樹脂被覆の押出加工性および剥取り性をともに満足するものはなかった。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバコードによれば、火災時や焼却処理時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害物質を発生することなく自己消火性を具備することができ、しかも、外被の押出加工性や外被除去の際の作業性、可撓性、光ファイバ心線の被覆の押出加工性や剥取り性などが損なわれることもない。
【００４５】
また、本発明の光ファイバケーブルによれば、火災時や焼却処理時にハロゲンガスやダイオキシンなどの有害物質を発生することがなく、また、光ファイバコードは自己消火性を有するため、着火の際の延焼を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバコードの一実施形態を示す断面図。
【図２】本発明の光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図。
【図３】本発明の光ファイバコードのさらに他の実施形態を示す断面図。
【図４】本発明の光ファイバケーブルの一実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
１………光ファイバ
４………光ファイバ心線被覆
５………抗張力繊維層
６………光ファイバコード外被
７………光ファイバコード
１１………光ファイバケーブル外被

Claims

窒素系難燃剤、リン系難燃剤およびリン−窒素系難燃剤の群から選ばれる少なくとも１種のノンハロゲン難燃剤を３０〜４０重量％含有するノンハロゲン難燃性ナイロン樹脂および／またはナイロン系熱可塑性エラストマからなる被覆を有する光ファイバ心線の外周に、抗張力繊維層を介して、酸素指数が３２以上のノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマからなる外被を備えてなることを特徴とする光ファイバコード。
請求項１記載の光ファイバコードを複数本集合し、その外周にノンハロゲン難燃性ポリオレフィン樹脂および／またはノンハロゲン難燃性ポリオレフィン系熱可塑性エラストマからなる外被を備えたことを特徴とする光ファイバケーブル。