(57)【要約】  【課題】他の部材との接着性が高く引き抜き強度に優れ、十分な強力を備えると共に低コストで製造可能であり、テンションメンバなどのケーブル用補強部材の構成素材として好適なポリエステルモノフィラメントおよびその製造方法を提供する。  【解決手段】エチレン−２，６−ナフタレート単位を８５モル％以上含有するポリエステル系樹脂に対して、ポリオレフィン系樹脂を０．５〜１０重量％含有させたポリエステル系樹脂組成物からなるポリエステルモノフィラメント。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン−２，６−ナフタレート単位を８５モル％以上含有するポリエステル系樹脂に対して、ポリオレフィン系樹脂を０．５〜１０重量％含有させたポリエステル系樹脂組成物からなることを特徴とするポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリメチルペンテンから選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項１記載のポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
前記モノフィラメントのＪＩＳ  Ｌ−１０１３−１９９９  ８．１０の規定に準じて測定したヤング率が１００００Ｎ／ｍｍ２以上、３００００Ｎ／ｍｍ２以下、ＪＩＳ  Ｌ１０１３−１９９９  ８．１８．２のＢ法に準じて測定した１４０℃における乾熱収縮率が５．０％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のポリエステルモノフィラメント。
【請求項４】
直径または短径が０．２ｍｍ〜４．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のポリエステルモノフィラメント。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のポリエステルモノフィラメントを用いてなることを特徴とするケーブル用補強部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他の部材との接着性が高く引き抜き強度に優れ、十分な強力を備えると共に低コストで製造可能であり、テンションメンバなどのケーブル用補強部材の構成素材として好適なポリエステルモノフィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレートからなるモノフィラメントに代表される繊維は、優れた力学特性、耐熱性などを有していることから、従来より各種工業用部品、衣料用および工業用繊維材料、各種織物などに使用されてきた。
【０００３】
さらに近年では、光ファイバーケーブルに用いられている抗張力体またはテンションメンバと呼ばれる内部補強部材を、従来の鋼線に代えてポリエステル等の絶縁体に互換する要請が高まっている。
【０００４】
しかし、これらの内部補強部材は、光ファイバーケーブルを製造する際に、シースと呼ばれる絶縁体で溶融被覆されるが、このシース材には主にポリエチレンが使用されており、ポリエステルモノフィラメントはシースとの接着性が低いためにケーブルから抜けやすく、ケーブルの長さ方向に力が掛かった場合には、本来の抗張力体としての役割を果たすことが出来ず、通信部材に負担がかかり、情報伝達特性の低下や、通信部材の破断などを招くという問題があった。
【０００５】
この問題解決のための対策としては、ポリエステルモノフィラメントの断面を異形にしたケーブル用補強部材（例えば、特許文献１参照）が知られている。この技術はモノフィラメント断面を異形にすることにより、内部補強部材とシースとの接着面積を増加させ、接着性を向上させたものであるが、内部補強部材とシースとの摩擦力のみに頼っていることから、満足する接着性が得られたとは言い難いものであった。
【０００６】
また、抗張力体とシース材の接着性を改善する方法としては、線条抗張力体の外周に接着層を介して熱可塑性樹被覆層を設けたテンションメンバ構造体（例えば、特許文献２参照）や、強化プラスチックを主体とするロットに被覆されたテンションメンバであって、そのテンションメンバの周面に形成された螺旋状の溝の底面に微細な凹凸が分布したテンションメンバ（例えば、特許文献３参照）が提案されている。これら技術は接着性の改善という面ではある程度の改善効果は見られるものの、テンションメンバ構造体を作成するために多くの工程、材料が必要となり、結果としてコストアップに繋がり実用性に欠けるという問題があった。
【０００７】
このように、従来のケーブル用補強部材は、十分な機能を発揮するものではなかったため、現状のものよりも実用性の高いケーブル用補強部材の開発が強く要求されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２０００７３号公報
【特許文献２】特開平０７−３３３４７７号公報
【特許文献３】特許３００５８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果、達成されたものである。すなわち、本発明の目的は、シースとの接着性が高く引き抜き強度が優れ、十分な強力を備えると共に低コストで製造可能であり、テンションメンバなどのケーブル用補強部材の構成素材として好適なポリエステルモノフィラメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の問題を解決するために、本発明によれば、エチレン−２，６−ナフタレート単位を８５モル％以上含有するポリエステル系樹脂に対して、ポリオレフィン系樹脂を０．５〜１０重量％含有させたポリエステル系樹脂組成物からなることを特徴とするポリエステルモノフィラメントが提供される。
【００１１】
なお、本発明のポリエステルモノフィラメントにおいては、
前記ポリオレフィン系樹脂が、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリメチルペンテンから選ばれた少なくとも一種であること、
ＪＩＳ  Ｌ−１０１３−１９９９  ８．１０の規定に準じて測定したヤング率が１００００Ｎ／ｍｍ２以上、３００００Ｎ／ｍｍ２以下、ＪＩＳ  Ｌ１０１３−１９９９  ８．１８．２のＢ法に準じて測定した１４０℃における乾熱収縮率が５．０％以下であること、および
直径または短径が０．２ｍｍ〜４．０ｍｍであること、
が、さらに好ましい条件として挙げられ、これらの条件を満たすことでさらに優れた効果が得られる。
【００１２】
また、本発明のケーブル用補強部材は、上記のポリエステルモノフィラメントを使用してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、他の部材との接着性が高く引き抜き強度に優れ、十分な強力を備えると共に低コストで製造可能であり、テンションメンバなどのケーブル用補強部材の構成素材として好適なポリエステルモノフィラメントを得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００１５】
本発明のポリエステルモノフィラメントは、エチレン−２，６−ナフタレート単位を８５モル％以上含有するポリエステル系樹脂に対して、ポリオレフィン系樹脂を０．５〜１０重量％含有させたポリエステル系樹脂組成物からなることを特徴としている。
【００１６】
つまり、本発明のポリエステルモノフィラメントは、ポリエステル系樹脂にシース材と同様の成分であるポリオレフィン系樹脂を含有させることにより、シースとの接着力が向上し引き抜き強度が改善されるため、通信ケーブルの長手方向に力が掛かってもこのテンションメンバによりケーブルの形態変化を抑制できることから、光ファイバーケーブルの情報伝達特性の低下や、通信部材の破断などの問題を効果的に解決することができる。
【００１７】
まず、本発明のポリエステル系樹脂は、エチレン−２，６−ナフタレート単位を８５モル％以上含有することが必要である。
【００１８】
これはポリエステル系樹脂中のエチレン−２，６−ナフタレート単位の含有量が上記範囲を下回る場合は、モノフィラメントの強力が低くなりすぎて抗張力体として使用しても光芯線を守ることが出来なくなるからである。
【００１９】
本発明で使用するポリエステル系樹脂に含まれるエチレン−２，６−ナフタレート単位以外の成分は、エチレン−２，６−ナフタレート単位以外の単位を構成する他のジカルボン酸成分およびジオール成分からなる単位であり、例えば、ジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸などが挙げられ、ジオール成分としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチレングリコールなどの脂肪族グリコール、ｏ−キシリレングリコール、ｐ−キシリレングリコール、ｍ−キシリレングリコールなどの芳香族グリコールなどが挙げられるが、これらの中から２種以上を選択して適宜使用することもできる。なお、モノフィラメントの強力が得られやすいことから、これらの中でもエチレンテレフタレート単位であることが特に好ましい。
【００２０】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントを構成するポリエステル系樹脂組成物は、ポリエステル系樹脂に対して、ポリオレフィン系樹脂を０．５〜１０重量％、特に１．０〜７．０重量％の範囲で含有していることが必要である。
【００２１】
これは、ポリオレフィン系樹脂の含有量が上記範囲を下回る場合は、シースとの接着性改善効果が低く、抗張力体として使用しても光芯線を守ることが出来なくなり、逆に上記範囲を上回る場合は、モノフィラメントの製造が困難になり、また得られるモノフィラメントの強度が不足したものとなる傾向が招かれるからである。
【００２２】
ここで、本発明のポリエステルモノフィラメントに含有されるポリオレフィン系樹脂は、溶融紡糸可能な熱可塑性合成樹脂であれば特に限定はされず、ポリプロピレン、低密度および高密度ポリエチレン、シンジオタクチックまたはアタクチックまたはイソタクチックポリスチレンなどが挙げられるが、なかでも、シースとの接着性が向上しやすいとの理由から、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテンの使用が好ましい。
【００２３】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントのヤング率は１００００Ｎ/ｍｍ2以上、３００００Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００２４】
ヤング率が上記範囲を下回る場合は、強力に欠けたモノフィラメントとなり、抗張力体として使用した場合、光ファイバーが破断しやすくなる傾向が招かれる。逆に、ヤング率が上記範囲を上回る場合は、柔軟性に欠けたモノフィラメントとなり、抗張力体として使用した場合、可撓性に欠けた光ファイバーケーブルとなる傾向が招かれる。
【００２５】
さらに、本発明のポリエステルモノフィラメントは、１４０℃における乾熱収縮率が５．０％以下であることが好ましく、さらには３．０％以下であることがより好ましい条件である。
【００２６】
乾熱収縮率が上記範囲を上回ると、ケーブル加工時にシース材の熱により抗張力体が縮んでしまい、ケーブル内で蛇行しやすくなり、品質に欠けたケーブルが得られやすい傾向となるからである。
【００２７】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントの直径または短径は０．２〜４．０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【００２８】
これは、直径が上記範囲を下回る場合は、モノフィラメントの強力が低くなりすぎて抗張力体として使用しても光芯線を守ることが出来なくなる傾向が招かれ、逆に上記範囲を上回る場合は、ケーブル自体が太くなりすぎるためケーブル作製のコストが上がってしまうばかりか、可撓性の欠けた通信ケーブルとなるからである。
【００２９】
また、本発明で使用するポリエステル系樹脂組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲であれば、酸化チタン、酸化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、燐酸バリウム、燐酸リチウム、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニア、フッ化リチウム、カオリン、タルク等の無機粒子、耐熱剤、耐候剤、耐光剤、耐加水分解剤、紫外線防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、平滑剤、ワックス類、シリコーンオイル、界面活性剤、染料、顔料などの公知の添加剤成分を必要に応じて任意に添加することができる。
【００３０】
さらに、本発明で使用するポリエステル系樹脂組成物には、本発明の目的を阻害しない範囲であれば、異素材のポリマーも添加することができ、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６・１２、ナイロン１２、ナイロン６・１０、ナイロン１０またはその２種類以上の共重合体またはブレンドなどのポリアミド、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、ポリプロピレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリフェニレンサルファイドなどのポリサルファイド、ポリスチレン・ポリブタジエン・ポリスチレンブロックコポリマー、ポリスチレン・ポリイソプレン・ポリスチレンブロックコポリマーなどのスチレン系熱可塑性エラストマー、エチレン・プロピレン・ジエチレンコポリマーなどのオレフィン系ゴムとポリプロピレンまたはエチレンなどのポリオレフィンとのブレンドなどのポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、フッ素ゴム系熱可塑性エラストマー、ポリエーテルエステル、ポリウレタン、ポリカボネート、ポリアリレート、エチレンテトラフロロエチレン、ポリビニリデンフロライドなどのフッ素樹脂、およびシリコン樹脂などの他の熱可塑性樹脂や、ガラス繊維や炭素繊維などの補強繊維を、必要に応じてブレンドして使用することができる。
【００３１】
なお、本発明のポリエステルモノフィラメントの断面形状は特に限定はされず、例えば、丸形、楕円形、中空形、三角・四角・六角などの多角形、またはこれらの形状に突起を有する形状のほか、星型、十・Ｙ・Ｈ型、２葉・５葉・６葉・８葉等の花びら型、帽子型などの異型断面などを挙げることができる。
【００３２】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントの製造方法としては、公知の溶融紡糸法を適用することができ、例えば、まず原料となるポリエステルチップとポリオレフィンチップを分散混合した後、公知の溶融紡糸機に供給し、所望の断面形状を有する紡糸口金孔からポリエステル樹脂の溶融物を押し出し、冷却固化、熱延伸および熱セットを施した後巻き取ることによりポリエステルモノフィラメントを得ることができる。
【００３３】
このように、本発明のポリエステルモノフィラメントは、ケーブル用補強部材として使用した場合に、シースとの接着性が高く引き抜き強度が優れ、十分な強力を備えると共に低コストで製造可能などの特長を有するものである。
【実施例】
【００３４】
以下、実施例により本発明のポリエステルモノフィラメントをさらに詳しく説明するが、本発明はその主旨を超えない限り、以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお上記および下記のポリエステルモノフィラメントの各種特性値は以下の方法に従って測定したものである。
【００３５】
［ヤング率］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３−１９９９の８．１０に準じ、（株）オリエンテック社製“テンシロン”ＵＴＭ−４−１００型引張試験機を使用して、モノフィラメントの荷重−伸度曲線を得た。その後、得られた荷重−伸度曲線からヤング率（Ｎ／ｍｍ２）を求めた。なお、引張速度は３００ｍｍ／分で行い、５回の平均値で評価した。
【００３６】
［１４０℃における乾熱収縮率］
ＪＩＳ  Ｌ１０１３−１９９９の８．１８．２に準じ、モノフィラメントを５００ｍｍに切断し、１４０℃のギア・オーブン内で３０分間放置した。その後、再びモノフィラメントの長さを測定し、収縮率（％）を算出した。なお、測定は５回行い、その平均値で評価した。
【００３７】
［直径測定］
ＭＩＴＵＴＯＹＯ社製「デジタルマイクロメータ」を使用し、モノフィラメントの直径をその長さ方向に沿って５箇所無作為に測定し、その平均値を求めた。
【００３８】
［シースとの接着性（引き抜き強度）］
得られたモノフィラメント試料の表面に、ポリエチレン樹脂（ユニチカ製、９７３９）を厚さ２ｍｍに溶融被覆した後、片側のシースを取り除き、モノフィラメントをシースから引き抜いた。この引き抜きの際に働く強力（Ｎ）をテンシロンで測定し、単位長さ（ｃｍ）当たりに換算し、その値を接着性の評価値（Ｎ／ｃｍ）とした。この強力値が大きいほど引き抜き強度に優れていることを示す。
【００３９】
［実施例１］
エチレン−２，６−ナフタレート単位を９２モル％およびエチレンテレフタレート単位を８モル％含有する共重合ポリエステル系樹脂（東洋紡（株）製  ＰＮ６４０、以下、ＰＥＮと称す）に対して、ポリエチレン樹脂（東レ（株）製  ２１００Ｊ、以下ＰＥという）を３重量％撹拌混合した後、押出型紡糸機へ供給し、加熱溶融された樹脂組成物を丸形状の孔を有するノズルから押し出し、温度７０℃で温水冷却した。そして、冷却固化した未延伸糸を温度１８０℃の乾熱熱風浴中と温度２４０℃の乾熱熱風浴中で７．５倍の加熱延伸し、２６０℃で０．９５倍に熱処理して巻取ることにより、外接円直径が約０．６５ｍｍのポリエステルモノフィラメントを得た。
【００４０】
［実施例２］
ＰＥの配合割合を１重量％に変更した以外は、実施例１と同様の方法でポリエステルモノフィラメントを作製した。
【００４１】
［実施例３］
ＰＥの配合割合を５重量％に変更した以外は、実施例１と同様の方法でポリエステルモノフィラメントを作製した。
【００４２】
［実施例４］
直径を約２．０ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同じ条件でポリエステルモノフィラメントを作製した。
【００４３】
［実施例５］
ＰＥを、ポリプロピレン樹脂（日本ポリプロ（株）製  ＦＹ５、以下ＰＰという）に変更した以外は、実施例１と同様の方法でポリエステルモノフィラメントを作製した。
【００４４】
［比較例１］
ＰＥを配合しなかった以外は、実施例１と同様の方法でポリエステルモノフィラメントを作製した。
【００４５】
［比較例２］
ＰＥの配合割合を２０重量％に変更した以外は、実施例１と同様の方法でポリエステルモノフィラメントの紡糸を実施した。
【００４６】
［比較例３］
ポリエチレンテレフタレート樹脂（東レ（株）製  Ｔ７０１Ｔ、以下、ＰＥＴと称す）に対して、ＰＥを３重量％撹拌混合した後、押出型紡糸機へ供給し、加熱溶融された樹脂組成物を丸形状の孔を有するノズルから押し出し、温度７０℃で温水冷却した。そして、冷却固化した未延伸糸を温度９３℃の温水浴中と温度１８０℃の乾熱熱風浴中で５．５倍の加熱延伸し、２６０℃で０．９２倍に熱処理して巻取ることにより、外接円直径が約０．６５ｍｍのポリエステルモノフィラメントを製造したこと以外は、実施例１と同じ条件でポリエステルモノフィラメントを作成した。
【００４７】
【表１】
2011102449.tif 000002
【００４８】
表１の結果から明らかなように、本発明の条件を満たしたポリエステルモノフィラメント（実施例１〜５）は、シースとの接着性に優れ、さらには十分な強力を兼ね備えていることが分かる。
【００４９】
これに対して、本発明の条件を満たさないポリエステルモノフィラメント（比較例１〜３）は、本発明の効果を十分に発揮することができず、例えば、ＰＥを配合しなかったポリエステルモノフィラメント（比較例１）は、シースとの接着性に欠けたケーブルとなりやすく、ＰＥを２０重量％配合したポリエステルモノフィラメント（比較例２）は、操業状態が安定しないため紡糸することが出来ず、ＰＥＮの替わりにＰＥＴを用いたポリエステルモノフィラメント（比較例３）は、強度に欠けたケーブルとなりやすい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上、説明したとおり、本発明のポリエステルモノフィラメントは、ケーブル用補強部材として使用した場合、他の部材との接着性が高く引き抜き強度が優れ、十分な強力を兼ね備えると共に、安価に製造できることから、その実用性は極めて有効である。
【００５１】
また、本発明のポリエステルモノフィラメントは、上記の用途のほか、光ファイバーケーブルの隙間を埋める介在線、通信ケーブルの外層被覆を剥離する引き裂き線、さらには電気部品結束材料などにも展開できるものである。