(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ素線の外周が一次被覆材で被覆され、さらに前記一次被覆材の外周が二次被覆材で被覆されている光ファイバ心線において、前記一次被覆材が紫外線硬化樹脂で形成され、前記二次被覆材が、融点２００℃以下の熱可塑性ポリエステルエラストマーであって、該ポリエステルエラストマーのハードセグメントが下記式１で表される構造のみからなり、かつソフトセグメントがポリオールからなる該ポリエステルエラストマーを主成分として含有する樹脂組成物を被覆してなることを特徴とする難燃光ファイバ心線。
【化１】
0003717475.tif 000007
【請求項２】
上記樹脂組成物が、上記熱可塑性ポリエステルエラストマー100質量部に対し、ポリブロモフェニルエーテル及びポリブロモビフェニルを除く臭素系難燃剤10〜70質量部、及び三酸化アンチモン5〜40質量部を含有することを特徴とする、請求項１記載の難燃光ファイバ心線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ心線に関し、さらに詳しくは、ブリードがなく、実使用時において端面からの光ファイバの突き出し量が小さく、さらに高温多湿下でも使用することができる光ファイバ心線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ心線は、図1で示したように、光ファイバ素線２の外周を一次被覆材３で被覆し、さらにその一次被覆材３の外周を二次被覆材４で被覆した構造になっている。この二次被覆材４としてポリエステルエラストマーを被覆することにより、二次被覆層と一次被覆層が接着し、ヒートサイクルを加えても突き出しのない難燃性光ファイバ心線が得られる（例えば、特許文献１及び特許文献２等参照。）。
しかしながら、ポリエステル系樹脂は耐加水分解性に乏しく、テルコーディアー規格に示される８５℃相対湿度８５％１０００時間に対応する耐湿熱性を維持することは困難である。これを解決すべくポリエステルエラストマーに対し、エポキシ系化合物やカルボジイミドを加える方法が考えられるが、高温高湿下においてブリードを引き起こす問題があり、他の機器への影響が問題となっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１５７９５０号公報
【特許文献２】
特開２００２−１６２５４３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決するため、難燃剤のブリードがなく、実使用時において端面からの光ファイバの突き出し量が小さく、さらに耐湿熱性に優れる難燃光ファイバ心線を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ハードセグメント部位がポリアルキレンテレフタレートからなり、かつソフトセグメントがポリオールからなる融点２００℃以下のポリエステルエラストマーを主成分としてなる樹脂組成物を二次被覆材とすることにより、耐湿熱性を維持しつつ、ヒートショックによるファイバの突き出しを抑え、しかも配線性に優れた難燃光ファイバ心線を得ることができることを見出した。本発明はこの知見に基づきなされるに至ったものである。
すなわち、本発明は、
（１）光ファイバ素線の外周が一次被覆材で被覆され、さらに前記一次被覆材の外周が二次被覆材で被覆されている光ファイバ心線において、前記一次被覆材が紫外線硬化樹脂で形成され、前記二次被覆材が、融点２００℃以下の熱可塑性ポリエステルエラストマーであって、該ポリエステルエラストマーのハードセグメントが下記式１で表される構造のみからなり、かつソフトセグメントがポリオールからなる該ポリエステルエラストマーを主成分として含有する樹脂組成物を被覆してなることを特徴とする難燃光ファイバ心線、および
【０００６】
【化２】
0003717475.tif 000002
【０００７】
（２）上記樹脂組成物が、上記熱可塑性ポリエステルエラストマー100質量部に対し、ポリブロモフェニルエーテル及びポリブロモビフェニルを除く臭素系難燃剤10〜70質量部、及び三酸化アンチモン5〜40質量部を含有することを特徴とする、（１）項記載の難燃光ファイバ心線
により構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
まず本発明の耐湿熱性難燃光ファイバ心線の一次被覆材について説明する。本発明の耐湿熱性難燃光ファイバ心線の一次被覆材は紫外線硬化型樹脂で形成される。紫外線硬化型樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエーテル系、ポリエステル系、エポキシ系、ポリブタジエン系のウレタンアクリレートをあげることができる。
上記した紫外線硬化型樹脂は、後述する二次被覆材との密着性強度が向上する。したがって、心線使用時において光ファイバ素線が端面から突き出す突き出し量を抑制する働きをする。
【０００９】
次に本発明の耐湿熱性難燃光ファイバ心線の二次被覆材について説明する。
ポリエステルエラストマーのソフトセグメント部のポリオールは耐湿熱性に優れており、この部位を増やすことにより耐湿熱性が向上させることが可能であるが、ポリオール部位を増やすことにより被覆材の強度が著しく低下する。
そこでハードセグメントが上記式１で表される構造を有するポリエステルエラストマーを主成分とすることにより、被覆材の強度の低下は最小限に抑えることができる。さらにハードセグメント部位が上記式１で表される構造のみからなるポリエステルエラストマーを使用し、かつそのポリエステルエラストマー融点が２００℃以下の場合に限り、耐湿熱性を維持しつつ、ヒートショックによるファイバの突き出しを抑え、しかも配線性に優れた難燃心線を得ることができる。
【００１０】
（ａ）熱可塑性ポリエステルエラストマー
ポリエステルエラストマーとは一般的には、結晶性（ハード）セグメントAと非結晶性（ソフト）セグメントBからなる（AB）n型のマルチブロック共重合体の構造を呈し、構造的に結晶性セグメントはポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンイソフタレートなどのポリエステルであり、非結晶性セグメントはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテルタイプと脂肪族ポリエステルなどのポリエステルタイプの2種類が挙げられる。
【００１１】
本発明において、主成分として使用されるポリエステルエラストマーは、結晶性セグメントすなわちハードセグメントはポリアルキレンテレフタレートのみからなる。但し、特性を害しない範囲でハードセグメント中ポリアルキレンテレフタレートとポリイソテレフタレート（例えば、下記式２で表される構造）の２つの構造からなるポリエステルエラストマーを、ハードセグメント中ポリアルキレンテレフタレートのみからなるポリエステルエラストマーに対して一部分混合して使用してもよいが、ハードセグメント中ポリアルキレンテレフタレートとポリイソテレフタレート（例えば、下記式２で表される構造）の２つの構造からなるポリエステルエラストマーを１５質量％以下の範囲で使用することが好ましい。
【００１２】
【化３】
0003717475.tif 000003
【００１３】
非晶性セグメントすなわちソフトセグメントはポリアルキルグリコール（ポリオール）のみからなっていることが必要である。
ハードセグメントとしてポリアルキレンイソフタレートからなるポリエステルエラストマーを使用すると耐湿熱特性に適合しないだけではなく、被覆層の強度が著しく低下する。
さらに、ソフトセグメントとして脂肪族ポリエステルを使用すると耐湿熱性が大幅に低下する。
【００１４】
さらに、本発明において、ポリエステルエラストマーの融点は２００℃以下でなければならない。融点が２００℃以上のポリエステルエラストマーを使用すると、耐湿熱性が低下するのみならず、配線時の加工性が著しく低下し、さらに被覆層を被覆する際に発泡が生じたりする問題が生ずる。
ポリエステルエラストマーの融点は好ましくは１５０℃〜１９５℃、さらに好ましくは１６０℃〜１９０℃が好ましい。融点があまり低いと配線性が逆に大幅に低下するためである。
特性に影響ない範囲で上記に規定されたポリエステルエラストマー以外のポリエステルエラストマーを加えてもよい。一般的にこれらを加える範囲は３０質量％以下である。
【００１５】
また、ポリエステルエラストマーの耐加水分解性を向上させるために通常エポキシ樹脂やカルボジイミド等を加えるが、本発明ではこれを加えてはならない。これらの化合物はヒートサイクルや高温高湿のもとでブリードを生じ、一次被覆層と二次被覆層の密着力を低下させ、ファイバの突き出しを生じさせるのみならず、使用時にその他の機器への付着や劣化を生じさせる可能性があるからである。
本発明の規定のポリエステルエラストマーを主成分としてなる二次被覆層には難燃性を保持させるために、臭素系難燃剤やアンチモン化合物を用いることができる。
【００１６】
（ｂ）臭素系難燃剤
本発明に用いる臭素系難燃剤としては、ポリブロモフェニルエーテル及びポリブロモビフェニルを除く臭素系難燃剤であればよい。臭素系難燃剤としては、たとえば臭素化エチレンビスフタルイミド誘導体、ビス臭素化フェニルテレフタルイミド誘導体、臭素化ビスフェノール誘導体、パークロロペンタシクロデカン、1，2‐ビス（ブロモフェニル）エタン等の有機系臭素を使用することができる。その中でも臭素化エチレンビスフタルイミド誘導体、1，2‐ビス（ブロモフェニル）エタンが好ましい。ポリブロモフェニルエーテル及びポリブロモビフェニルや塩素系難燃剤を使用すると、ブルーミングが激しく、実使用時にファイバが端面から突き出したり、ファイバに伝送損失増をもたらしたりする問題がある。特にビス臭素化フェニルテレフタルイミド誘導体、1，2‐ビス（ブロモフェニル）アルキルの二つの系の臭素系難燃剤を使用することによりブルーミングがほとんど生じず、しかも外観の非常に優れた被覆材料を形成することが可能である。
【００１７】
垂直難燃性を維持させる場合、含有量が樹脂成分100質量部に対し、上記臭素系難燃剤を、１５〜７０質量部加えることが好ましい。さらに好ましくは、１８〜５０質量部である。加える量が多すぎると力学的強度の低下を招いたり、耐加水分解性が低下したり、外観が悪くなるためである。ここで、垂直難燃性とは、ＵＬ１５８１で規定されるＶＷ−１試験である。
【００１８】
（ｃ）三酸化アンチモン
難燃助剤として三酸化アンチモンを使用することにより難燃性に大きな効果が生じる。垂直難燃性を維持するためには、ハロゲン系難燃剤に追加して、三酸化アンチモンを樹脂成分100質量部に対し、3〜50質量部加えることが好ましい。4〜25質量部加えることがさらに好ましい。
【００１９】
本発明に用いる絶縁樹脂組成物には、電線・ケーブルにおいて、一般的に使用されている各種の添加剤、例えば、酸化防止剤、金属不活性剤、難燃（助）剤、充填剤、滑剤などを本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。さらに、本発明の目的を損なわない範囲で、ポリエステルエラストマー以外の樹脂を混合することができる。混合可能な範囲は特には限定しないが、一般的に３０質量％以下である。
【００２０】
酸化防止剤としては、4，4’‐ジオクチルジフェニルアミン、N，N’‐ジフェニル‐ｐ‐フェニレンジアミン、2，2，4‐トリメチル‐1，2‐ジヒドロキノリンの重合物などのアミン系酸化防止剤、ペンタエリスリチル‐テトラキス（3‐（3，5‐ジ‐t‐ブチル‐4‐ヒドロキシフェニル）プロピオネート）、オクタデシル‐3‐（3，5‐ジ‐t‐ブチル‐4‐ヒドロキシフェニル）プロピオネート、1，3，5‐トリメチル‐2，4，6‐トリス（3，5‐ジ‐t‐ブチル−４−ヒドロキシベンジル）ベンゼン等のフェノール系酸化防止剤、ビス（2‐メチル‐4‐（3‐n- アルキルチオプロピオニルオキシ）-5-t-ブチルフェニル）スルフィド、2‐メルカプトベンゾイミダゾールおよびその亜鉛塩、ペンタエリスリトール‐テトラキス（3‐ラウリル‐チオプロピオネート）などのイオウ系酸化防止剤などがあげられる。
【００２１】
金属不活性剤としては、N，N’‐ビス（3‐（3，5‐ジ‐t‐ブチル‐4‐ヒドロキシフェニル）プロピオニル）ヒドラジン、3‐（N-サリチロイル）アミノ‐1，2，4‐トリアゾール、2，2’‐オキサミドビス‐（エチル3‐（3，5‐ジ‐t‐ブチル‐4‐ヒドロキシフェニル）プロピオネート）などがあげられる。
【００２２】
難燃（助）剤、充填剤としては、カーボン、クレー、酸化亜鉛、酸化錫、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、三酸化アンチモン、シリコーン化合物、石英、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ホワイトカーボンなどがあげられる。
【００２３】
滑剤としては、炭化水素系、脂肪酸系、脂肪酸アミド系、エステル系、アルコール系、金属石けん系などがあげられ、なかでも、ワックスE、ワックスOP（いずれも商品名、ヘキスト社製）などの内部滑性と外部滑性を同時に示すエステル系、アルコール系、金属石けん系などが挙げられる。ただしこれらの滑剤や酸化防止剤、金属不活性剤をあまり加えると、下層のファイバ素線との密着が著しく低下し、実使用時にファイバが突き出したりするなどの問題が生じる。
【００２４】
本発明で使用される光ファイバ素線は石英ファイバや多成分ガラス光ファイバである。
【００２５】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
直径0.125ｍｍのシングルモード光ファイバ素線の外周に、紫外線硬化型ウレタンアクリレート系樹脂を厚さ0.14ｍｍで塗布し、300ｍＪ／ｃｍ３の紫外線を照射することによって一次被覆材を形成した。さらに、二次被覆材として表１及び２で記した材料を210℃〜260℃の押し出し温度で外径0.9ｍｍで被覆を行った。なお、表１及び２に示した材料の配合量の単位は質量部である。
得られた各光ファイバ心線につき、下記の仕様で、光ファイバの突き出し性、耐湿熱性、ブルーミング、配線性を測定した。以上の結果を表1及び２に示した。
【００２６】
突き出し性：光ファイバ心線を長さ1.5ｍｍに切断し、その切断面に対し、−40℃〜80℃のヒートサイクル試験を100サイクル行い、万能投影機で断面からの突き出し量を測定した。光ファイバの突き出し量が片端より0.5ｍｍ未満であったものを○、0.5ｍｍより長いものを×で示した。
耐湿熱性：85℃、相対湿度80％の湿熱下に1000時間放置し、50ｍｍのマンドリルに6回巻きつけ、被覆部にクラックが生じるか確認した。クラックが生じたものを×、生じなかったものを○とした。
ブルーミング：ファイバ心線を60℃7日間放置し、表面に粉に吹き出しがないかどうかを測定した。粉が観測されたものを×、されなかったものを○とした。
配線性：１ｍの光ファイバ心線を４０ｍｍφのマンドレルに巻き付け、１８時間放置した。放置後巻き付けを解放し、上端からつり下げ、下端までの長さを測定した。長さが８００ｍｍ未満のものを×、８００ｍｍ以上のものを〇とした。
【００２７】
使用した材料は次の通りである。
１）ハイトレル４０４７
東レ・デュポン株式会社製、商品名
ポリエステルエラストマー
融点：１８２℃
ハードセグメント：上記式１のみ
ソフトセグメント：ポリエチレングリコール
２）ハイトレル３０７８
東レ・デュポン株式会社製、商品名
ポリエステルエラストマー
融点：１６１℃
ハードセグメント：上記式１のみ
ソフトセグメント：ポリエチレングリコール
３）ハイトレル３５４８
東レ・デュポン株式会社製、商品名
ポリエステルエラストマー
融点：１５４℃
ハードセグメント：上記式１のみ
ソフトセグメント：ポリエチレングリコール
４）ハイトレル２５５１
東レ・デュポン株式会社製、商品名
ポリエステルエラストマー
融点：１６４℃
ハードセグメント：上記式１及び上記式２
ソフトセグメント：ポリエチレングリコール
５）ハイトレル５５７７
東レ・デュポン株式会社製、商品名
ポリエステルエラストマー
融点：２０８℃
ハードセグメント：上記式１のみ
ソフトセグメント：ポリエチレングリコール
６）ヌーベランＥＬＡ４１００
帝人株式会社製、商品名
ポリエステルエラストマー
融点：２１０℃
ハードセグメント：上記式１のみ
ソフトセグメント：脂肪酸エステル
７）サイテックス８０１０
アルベマール浅野社製、商品名
【化４】
0003717475.tif 000004
８）中国産三酸化アンチモン
加商株式会社製
９）スタバックゾールＰ
カルボジイミド
バイエル社製、商品名
【００２８】
試験結果を表１及び２に示す。
【００２９】
【表１】
0003717475.tif 000005
【００３０】
【表２】
0003717475.tif 000006
【００３１】
表１及び２に示した結果から明らかなように、樹脂成分のハードセグメントに上記式２で表される構造も含まれる比較例１及び４では、耐湿熱性および配線性に劣った。樹脂成分であるポリエステルエラストマーの融点が２００℃以上である比較例２及び５では、どちらも配線性に劣り、さらに、カルボジイミドを加えていない比較例２では耐湿熱性について、カルボジイミドを加えた比較例５ではブルーミングについて劣っていた。樹脂成分の融点が２００℃以上であり、ソフトセグメントがポリエステルからなる比較例３では、耐湿熱性および配線性に劣った。カルボジイミドを加えた比較例６では、ブルーミングが起こった。
これに対し、本発明の実施例１〜５では、突き出し性、耐湿熱特性、及び配線性のいずれの点においても優れ、ブルーミングも起きなかった。
【００３２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の難燃光ファイバ心線は、耐湿熱性を有し、ヒートショックによるファイバの突き出しを抑え、しかも配線性に優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバ心線の構成の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  光ファイバ心線
２  光ファイバ素線
３  一次被覆材
４  二次被覆材
【図１】
0003717475.tif 000008