(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバー心線を酢酸ビニル（ＶＡ）含有量が５〜４５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）９９．５〜７５重量％と不飽和カルボン酸で変性されたポリオレフィン樹脂０．５〜２５重量％からなる樹脂成分１００重量部に対し、難燃剤１５０〜３００重量部と、下記（1）、（2）の添加剤
（1）ＨＬＢが１０以下の界面活性剤０．１〜１０重量部、
（2）粘度が１０万ｃｓ以上のシリコン０．１〜１０重量部
を含んだものを配合した難燃性組成物で被覆してなることを特徴とする難燃性少心光ファイバーケーブル。
【請求項２】
難燃剤が脂肪酸または脂肪酸金属塩で表面処理された水酸化マグネシウムと、表面処理されてない金属水酸化物とを０：１０〜４：６で混合したものである請求項１記載の難燃性少心光ファイバーケーブル。
【請求項３】
表面処理されていない金属水酸化物が、表面処理されていない水酸化マグネシウムである請求項２記載の難燃性少心用光ファイバーケーブル。
【請求項４】
表面処理されていない金属水酸化物が、表面処理されていない水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムの混合物である請求項２記載の難燃性少心光ファイバーケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼時にハロゲン系有毒ガスや煙等を発生せず、かつ高度の難燃性を有し、耐熱性、機械強度、柔軟性が良好で、成形加工性を低下させることなく光屋外線、光屋内線、少心加入用ケーブルなどに用いられる少心光ファイバーケーブルに関し、口出し時の作業性を向上させた難燃性少心光ファイバーケーブルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の少心光ファイバーケーブルとしては、図１に示すようなものが使用されている。図１中の符号１に示されるものは直径１２５μｍの光心線であり、符号２は外径０．４ｍｍの単鋼線の副テンションメンバである。この副テンションメンバ２と光心線１をユニットシース４の押し出し成形で一括被覆され、光ファイバユニット５をなしており、これら単体は光屋内線（インドアケーブル）等に使用される。この光ファイバユニット５の中央には、溝６が上下に対向して設けられている。この溝６はこのような少心光フィバケーブルの接続などの際に口出し（光心線を痛めずに引き出す）を容易に行えるように、ユニットシース４を引裂きやすくするためのものである。符号３は外径２．６ｍｍの単鋼線の主テンションメンバである。これにユニットシース４を被覆したものが支持線７であり、屋外で使用される場合には、前記述の光ファイバユニット５と支持線７とを同時に成形し図１のような屋外用の光屋外線（架空光ドロップ光フィバ）となる。
【０００３】
近年、火災時の安全性の面から、難燃電線、難燃ケーブルのノンハロゲン化、すなわち、煙の発生が少なく、ハロゲン化水素ガスなどの有害ガスが発生しない電線・ケーブルの開発が進められ、最近は材料のリサイクルを含む環境保護対策の面からも、このようなノンハロゲン化への期待が高まっており、従来のポリ塩化ビニルを被覆材として使用するのは好ましくなくなってきた。
このため、ハロゲンを含まない有機ポリマーをベースとしたノンハロゲン難燃性組成物の開発が盛んに行われている。しかしながら、このような組成物を少心光ファイバーに前述のユニットシースとして使用した場合、難燃性が不十分であったり、被覆材料の伸びが４００％以上もあることから口出し性の作業性が悪いという難点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、有害性の高いハロゲンを含まない被覆材で、高度な難燃性を有したもので被覆された、口出しの際の作業性が良好である難燃性少心光ケーブルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者はハロゲンを含まない各種ポリマーと難燃剤を組み合わせ、これらを製造し、光ファイバに被覆し難燃性と口出し性を評価したところ特定のポリマーと特定の難燃剤を組み合わせたものだけが、本発明の問題が解決されることを見い出した。
すなわち、本発明は、光ファイバー心線を酢酸ビニル（ＶＡ）含有量が５〜４５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）９９．５〜７５重量％と不飽和カルボン酸で変性されたポリオレフィン樹脂０．５〜２５重量％からなる樹脂成分１００重量部に対し、難燃剤１５０〜３００重量部と、下記▲１▼〜▲３▼の添加剤を▲１▼ＨＬＢが１０以下の界面活性剤０．１〜１０重量部、
▲２▼粘度が１０万ｃｓ以上のシリコン０．１〜１０重量部
▲３▼高級脂肪酸を０．１〜１０重量部
少なくとも１種を含んだものを配合した難燃性組成物で被覆してなる難燃性少心光ファイバーケーブルである。
好ましくは、前記難燃剤が脂肪酸または脂肪酸金属塩で表面処理された水酸化マグネシウムと、表面処理されてない金属水酸化物とを０：１０〜４：６で混合したものである前記難燃性少心光ファイバーケーブルである。
更に好ましくは、前記表面処理されていない金属水酸化物が、表面処理されていない水酸化マグネシウムである、又は表面処理されていない水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムの混合物である前記難燃性少心光ファイバーケーブルである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられるエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）は、酢酸ビニル（ＶＡ）含有量が５〜４５重量％のＥＶＡを単独で用いても、ＶＡ含有量が高いＥＶＡとＶＡ含有量が低いＥＶＡ又はポリエチレン（ＰＥ）を混合することにより、ＶＡ含有量を５〜４５重量％に調整したものを用いても良い。ＶＡ含有量は、２５重量％〜４５重量％が好ましく、さらに好ましくは、２５〜３１重量％である。ＥＶＡのＶＡ含有量が、５重量％未満であると、難燃性が不十分となり、４５重量％を超えると、極端に強度が低下する。
【０００７】
本発明で使用される不飽和カルボン酸変性のポリオレフィン樹脂としては、特に規定するわけではないが、不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸等の一塩基酸及び二塩基酸あるいは上記の不飽和カルボン酸の金属塩、アミド、イミド、エステルもしくは無水物等が挙げられ、最も好ましいのは無水マレイン酸でありその変性率は０．０５〜５重量部が適当である。変性されるポリオレフン樹脂についても特に規定しないが強度、耐熱の面からＬＬＤＰＥ、ＰＰ等が好ましい。
ＥＶＡと不飽和のカルボン酸変性のポリオレフィン樹脂の比率は９９．５：０．５〜７５：２５の範囲が好ましく、この範囲からはずれると柔軟性が損なわれまた難燃性も低下し好ましくない。
【０００８】
本発明で利用される水酸化マグネシウムの表面処理剤としては、脂肪酸または脂肪酸金属塩が用いられ好ましくはオレイン酸等で処理されたものである。
また、表面処理されていない金属水酸化物としては、表面処理されていない水酸化マグネシウム、又は表面処理されていない水酸化マグネシウムと水酸化アルミニウムの混合物であることが好ましい。表面処理されていない水酸化アルミニウムの表面処理されていない金属水酸化物全量に対する混合比は、１／２以下が好ましく、さらに好ましくは、１／３以下が好ましい。水酸化アルミニウムの表面処理されていない金属水酸化物全量に対する混合比が１／２を上回ると、混練時の温度上昇による発泡により、成形外観が悪化する。
脂肪酸又は脂肪酸金属塩で処理された水酸化マグネシウム、表面処理されていない金属水酸化物の平均粒径としては５μｍ以下が好ましく、さらに好ましくは、２μｍ以下が好ましい。平均粒径が５μｍを上回ると、最終的な難燃性組成物の難燃性が不十分となるばかりでなく、べたつき性がひどくなり、成形外観が悪くなる。
脂肪酸又は脂肪酸金属塩で処理された水酸化マグネシウムと表面処理されていない金属水酸化物の混合比は、０：１０〜４：６であることが好ましく、さらに好ましくは、２：８である。
ここで、脂肪酸又は脂肪酸金属塩で処理された水酸化マグネシウムと表面処理されていない金属水酸化物の混合比が４：６より大きくなると引張伸びが高くな口出し作業性が極端に低下する。
上記の混合比で混合した脂肪酸又は脂肪酸金属塩で処理された水酸化マグネシウムと表面処理されていない金属水酸化物の酢酸ビニル（ＶＡ）含有量が５〜４５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）９９．５〜７５重量％と不飽和カルボン酸で変性されたポリオレフィン樹脂を０．５〜２５重量％からなる樹脂成分１００重量部に対する配合量は、１５０〜３００重量部が好ましく、さらに好ましくは１７０〜２００重量部である。１５０重量部を下回ると、難燃性が不十分となり、３００重量部部を上回ると押し出しトルクが上昇し、成形加工性が悪化する。
【０００９】
本発明で用いられるＨＬＢが１０以下の非イオン系界面活性剤は、主に、押し出しトルクを下げ成形加工を向上とさせるとともに、外観を向上させるために、添加するもので特に制限されるものではないが、以下のものが挙げられる。
例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ソルビット脂肪酸エステル、ペンタエリスリトール脂肪酸エステル、エチレングリコール脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリグリセリン、ショ糖の高次脂肪酸エステル、ポリエチレングリコールの高級アルコール又は高級脂肪酸の付加体（ポリエチレングリコール鎖が短いもの）、アルキルグルコシド、アルキルマルトシド等がある。さらにシリコーン系のＨＬＢが１０以下である非イオン系界面活性剤としては、特に制限されるものではなく、例えば、ポリエーテル変性ジメチルポリシロキサン類、ポリエーテル変性メチルフェニルポリシロキサン類、ポリエーテル変性メチルハイドロジェンポリシロキサン類、ジメチルポリシロキサンポリアルキレングリコール共重合体類、メチルフェニルポリシロキサンポリアルキレングリコール共重合体類、メチルハイドロジェンポリシロキサンポリアルキレングリコール共重合体類等が挙げられる。本発明ではこれら非イオン系界面活性剤の中から１種または２種以上を用いることができる。
【００１０】
ここで用いられるＨＬＢ値は、以下のようにして算出された値で、
ＨＬＢ＝２０×Ｍｎ／Ｍ
Ｍ：界面活性剤の分子量
Ｍｎ：親水基部分の分子量
ＨＬＢが１０以下、好ましくは７以下、さらに好ましくは５以下、最も好ましくは３以下の界面活性剤が有効に働き、添加量も少なくて済む。この系においてＨＬＢが１０を超えると、金属水酸化物を十分に分散できない。親水性のポリオキシエチレン鎖等はできるだけ短くするか、又は、含まない方が好ましい。長いポリオキシエチレン鎖があるとＨＬＢが大きくなるため、金属水酸化物を分散する能力がなくなる。
【００１１】
界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、糖類などの脂肪酸エステル等が好ましく、さらに好ましくは、グリセリン、ソルビタン、糖類等の高次脂肪酸エステルであり、最も好ましくは、グリセロールモノステアレート、トリオレイン酸ソルビタン、トリステアリン酸ソルビタンである。
界面活性剤の添加量は、樹脂成分１００重量部に対し０．１重量部から１０重量部であり、好ましくは０．３重量部から５重量部であり、さらに好ましくは０．５重量部から１重量部である。界面活性剤の添加量が、金属水酸化物１００重量部に対し０．１重量部未満では、界面活性剤の効果が十分に発現せず、成形加工性、破断伸びが十分向上しない。また、１０重量部を超えると、成形後、界面活性剤がブリードしたり、難燃性が低下するなどの不具合を生ずる。
【００１２】
本発明に使用されるシリコンオイルの種類については、特に規定しないがジメチルシリコーンオイルが成形加工面で良好であり、粘度はブリードの面から１０万ＣＳ〜５０万ＣＳが好ましい。１０万ＣＳ未満だと経時的な変化で表面にブリードし好ましくなく５０万ＣＳを越えると粘度が急激に作業性が悪化し好ましくない。添加量については、０．１〜１０重量部であり、０．１重量部未満では効果がなく１０重量部よりも多いと経時的な変化でブリード等が発生し好ましくない。
【００１３】
本発明に使用される高級脂肪酸としては、高級脂肪酸金属塩が加工性改良の面で好ましく、例えばステアリン酸カルシュウムなどがある。これらの添加量については０．１〜１０重量部が好ましい。０．１重量部未満では効果なく１０重量部を超えると経時的な変化でブルーム等は発生し好ましくない。
【００１４】
なお、本発明の組成物には、必要に応じて、本発明の効果を阻害しない範囲で、着色剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加工助剤、安定剤その他の添加剤を配合することができる。
本発明の難燃性組成物は、以上の各成分をバンバリーミキサー、加圧ニーダー、等の通常のバッチ式混練機を用いて均一に混合することにより、容易に製造することができる。これらからできる難燃性少心光ファイバーケーブルは単軸押し出し機等を使用し被覆して製造できる。
本発明の難燃性少心光ファイバーケーブルは難燃性、口出し作業性が良いことから光屋外線、光屋内線、少心加入用ケーブル等に使用に適している。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を説明するが、これは単なる例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
各種評価については、下記に基づいて実施した。
シートの評価方法：
（１）引張特性：厚さ１ｍｍのプレスシートからＪＩＳダンベル３号試験片を作製し、引張試験機により２００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引張試験を行った。
（２）酸素指数：ＪＩＳ  Ｋ７２０１準拠
少心光ファイバーケーブルの評価方法：
（３）口出し性：図１の少心光ファイバーケーブルで図１の溝６の切れ目から切り裂き、切り裂き時に樹脂のネッキング伸びによる糸引き等がなくスムーズに光心線の口出し性を確認する。
（４）燃焼試験：図１の構造の少心光ファイバーケーブルをＪＩＳＣ３００５定める６０度傾斜燃焼試験を行い、６０秒以内に消火したものを合格とする。
【００１６】
《実施例１》
酢酸ビニル（ＶＡ）含有量が２５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（三井デュポンポリケミカル製、商品名ＥＶＡＦＬＥＸ、Ｐ２５０５）９０重量部、無水マレイン酸で変性されたポリオレフィン樹脂（ＪＰＯ(株)製、商品名アドテックス、Ｌ−６１０１Ｍ）１０重量部、表面処理されていない水酸化マグネシウム（協和化学(株)製、商品名キスマ５）１４０重量部、表面処理されていない水酸化アルミニウム（アルコア化成(株)製、商品名Ｂ−３０３）６０重量部、シリコンオイル（東レ・ダウコーニング製、商品名ＳＨ２００、粘度：３０万ｃｓ）２重量部、グリセリンモノステアレート（日本油脂(株)製、商品名エレガンＮ１１００）１重量部を加圧ニーダで１６５℃で５分混練し、オープンロールでシート状にしたものを、シートペレタイザーで粉砕し、単軸押し出し機でシー状に押し出したものを、１８０℃、５分加圧成形し、所定の厚みに調整した。評価結果、引っ張り強度１１Ｍｐａ、伸び２００％、酸素指数４５であった。
次に図１に示すようにな構造で幅４．５ｍｍ、高さ２ｍｍの光心線とテンションメンバを単軸押し出し機にて前述組成物で１６０度の成形温度で被覆し少心光ファイバーケーブルを製造した。評価結果、口出し性良好で、燃焼試験も合格であった。
【００１７】
《実施例２》
酢酸ビニル（ＶＡ）含有量が４０重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（三井デュポンポリケミカル製、商品名ＥＶＡＦＬＥＸ、Ｐ２５０５）９０重量部、無水マレイン酸で変性されたポリオレフィン樹脂（ＪＰＯ(株)製、商品名アドテックス、Ｌ−６１０１Ｍ）１０重量部、表面処理されていない水酸化マグネシウム（協和化学(株)製、商品名キスマ５）１４０重量部、表面処理されていない水酸化アルミニウム（アルコア化成(株)製、商品名Ｂ−３０３Ｃ）６０重量部、シリコンオイル（東レ・ダウコーニング製、商品名ＳＨ２００、粘度：３０万ｃｓ）２重量部、グリセリンモノステアレート（日本油脂(株)製、商品名エレガンＮ１１００）１重量部を加圧ニーダで１６５℃で５分混練し、オープンロールでシート状にしたものを、シートペレタイザーで粉砕し、単軸押し出し機でシー状に押し出したものを、１８０℃、５分加圧成形し、所定の厚みに調整した。評価結果、引っ張り強度８Ｍｐａ、伸び２００％、酸素指数５０であった。
次に実施例１と同じ様に少心光ファイバーケーブルを作成し評価したところ、口出し性良好で、燃焼試験も合格であった。
【００１８】
《実施例３》
酢酸ビニル（ＶＡ）含有量が２５重量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体（三井デュポンポリケミカル製，商品名ＥＶＡＦＬＥＸ  Ｐ２５０５）９０重量部、無水マレイン酸で変性されたポリオレフィン樹脂（ＪＰＯ(株)製、商品名アドテックス、Ｌ−６１０１Ｍ）１０重量部、表面処理されていない水酸化マグネシウム（協和化学(株)製、商品名キスマ５）１８０重量部、表面処理されている水酸化マグネシウム（協和化学(株)製、商品名キスマ５Ｂ）２０重量部、シリコンオイル（東レ・ダウコーニング製、商品名ＳＨ２００、粘度：３０万ｃｓ）２重量部、グリセリンモノステアレート（日本油脂(株)製、商品名エレガンＮ１１００）１重量部を加圧ニーダで１６５℃で５分混練し、オープンロールでシート状にしたものを、シートペレタイザーで粉砕し、単軸押し出し機でシー状に押し出したものを、１８０℃、５分加圧成形し、所定の厚みに調整した。評価結果、引っ張り強度６Ｍｐａ、伸び２５０％、酸素指数５０であった。
次に実施例１と同じ様に少心光ファイバーケーブルを作成し評価したところ、口出し性良好で、燃焼試験も合格であった。
【００１９】
《比較例１》
実施例１においてエチレン−酢酸ビニル共重合体を使用せず、無水マレイン酸で変性されたＬＬＤＰＥを１００重量部に代えた以外は、実施例１と同様な操作を行ったところ難燃性が不合格となった。
《比較例２》
実施例１においてエチレン−酢酸ビニル共重合体の酢酸ビニル（ＶＡ）含有量を４５重量％に代えた以外は実施例１と同様な操作を行ったところ、機械的強度が低下し、加工性も悪くなった。
《比較例３》
実施例１において表面処理されていない水酸化マグネシウムの量を６０重量部に代えた以外は実施例１と同様な操作を行ったところ難燃性が不合格となった。
《比較例４》
実施例１において表面処理されていない水酸化マグネシウムの量を２８０重量部に代えた以外は実施例１と同様な操作を行ったところ、機械的強度が低下し、加工性も悪くなった。
《比較例５》
実施例３において表面処理されていない水酸化マグネシウムの量を１００重量部、表面処理されている水酸化マグネシウムの量を１００重量部に代えた以外は実施例３と同様な操作を行ったところ、口出し性が悪くなった。
《比較例６》
実施例１においてシリコンオイルとグリセリンモノステアレートの量を０重量部に代えた以外は実施例１と同様な操作を行ったところ、少心光ファイバーケーブルの製造時に加工性が悪くケーブルの製造が出来なかった。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の樹脂組成物を少心光ファイバーケーブルの被覆材として使用すると、火災等の燃焼時にもハロゲンを含む有毒なガスも発生せず、高度な難燃性を保持し、機械的強度、柔軟性、口出し性に優れたものとなる。
これらの少心光ファイバーケーブルは、電柱から各家庭まで張られる光屋外線、各家内に配線される屋内線等の広範囲の分野に好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の少心光ファイバーケーブルの断面概略図
【符号の説明】
１：光心線
２：副テンションメンバ
３：主テンションメンバ
４：ユニットシース
５：光ファイバユニット
６：溝
７：支持線
【図１】
0003714593.tif 000002