(57)【要約】【課題】  押出成形によっても平滑な表面を得ることができ、また環境温度の変化による膨張収縮を可及的に抑制することができる被覆部材及び線材、該線材を製造する方法を提供する。【解決手段】  樹脂材料を含有する被覆部材にて導線の周囲を被覆して線材を製造する場合、樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得る工程と、得られた混練物を押出成形する工程とを実施して被覆部材を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を含有してなり、線材に備えられた導線の周囲を被覆する被覆部材において、
前記樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得、得られた混練物を押出成形してなることを特徴とする被覆部材。
【請求項２】
樹脂材料を含有する被覆部材にて導線の周囲を被覆してなる線材において、
前記被覆部材は、前記樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得、得られた混練物を押出成形してなることを特徴とする線材。
【請求項３】
樹脂材料を含有する被覆部材にて導線の周囲を被覆して線材を製造する方法において、
前記樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得る工程と、
得られた混練物を押出成形する工程と
を実施して前記被覆部材を形成することを特徴とする線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線材を構成する光ファイバ又は電送線等の芯線を被覆する被覆部材、及び該被覆部材で芯線を被覆してなる線材、並びに該線材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバコードは、光信号を伝搬させるコアをクラッドで囲繞してなる１又は複数本の芯線を、可撓性を有する被覆部材で覆って構成されている。かかる光ファイバコードの被覆部材としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）といった適宜の可撓性を有する合成樹脂と水酸化マグネシウムといった難燃剤とを混合した基材が用いられており、この基材を押出成形することによって所要形状の被覆部材に形成されている。
【０００３】
このような線材を配線するには、線材の両端にそれぞれコネクタを連結しておき、該当する機器まで線材を配設すると共に、一方のコネクタを当該機器のソケットに連結固定させ、また他方のコネクタを端末器又はルータといった他の機器に連結固定させることによって行われている。
【０００４】
このような配線によって両端のコネクタが固定された線材にあっては、環境温度の変化に伴って、芯線より被覆部材の方がより収縮するため、線材内で芯線に蛇行が発生するという問題があった。
【０００５】
そのため、後記する特許文献１には、ポリ塩化ビニル製の被覆部材で芯線を被覆した後に、それらを６０℃で１７時間程度のアニール処理することによって被覆部材のポリマーを再配向させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−５８７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような従来の線材にあっては、アニール処理に長時間を要するため単位時間当たりの製造量が少ない上に、加熱するためのランニングコストも嵩むという問題があった。また、線材が配線された環境条件によっては、被覆部材の膨張収縮を許容範囲内に抑制することができない場合もあった。
【０００８】
このため、前述した基材に長さ寸法が数ｍｍ程度のガラスファイバを適宜量混練させて被覆部材を成形することが考えられるが、かかる材料を用いて押出成形によって被覆部材を製造すると、被覆部材の表面にガラスファイバの端部が突出した複数の凹凸が生じて所要の平滑度を得ることができない。従って、射出成形によって被覆部材を製造しなければならず、射出成形に用いる金型のために多大なコストを要する一方、当該金型の内壁面を疵付ける虞があった。
【０００９】
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、押出成形によっても平滑な表面を得ることができ、また環境温度の変化による膨張収縮を可及的に抑制することができる被覆部材、及び該被覆部材で芯線を被覆してなる線材、並びに該線材を製造する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る被覆部材は、樹脂材料を含有してなり、線材に備えられた導線の周囲を被覆する被覆部材において、前記樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得、得られた混練物を押出成形してなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の被覆部材にあっては、樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした針状結晶とを混練して混練物を得、得られた混練物を押出成形してなる。
【００１２】
樹脂材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の結晶性樹脂、又はポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂等の非結晶性樹脂を用いることができる。
【００１３】
一方、針状結晶は直線線分形をなす無機化合物であり、針状結晶の平均長さ寸法は略１０μｍ以上略１００μｍ以下である。
針状結晶の平均長さ寸法が略１０μｍ未満の場合、被覆部材の線膨張係数を所要の値になすことが困難であり、針状結晶の平均長さ寸法が略１００μｍを超えた場合、押出成形によって平滑な表面を得ることが困難である。
かかる針状結晶と前記樹脂材料とを混練して混練物を得、得られた混練物を押出成形することによって被覆部材が形成してある。
【００１４】
このようにして形成された被覆部材にあっては、混入された針状結晶の平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下と、ガラスファイバの長さ寸法に比べて非常に短いので、押出成形機によって混練物を押し出す際に、針状結晶はそれぞれその全長に亘って被覆部材の長手方向と略平行な方向へ配向される。従って、各針状結晶の端部が被覆部材の表面に突出するというような状況が回避されるので、押出成形された被覆部材の表面は平滑である。また、押出成形機のダイス及びニップルの表面を疵付ける虞が無い。
【００１５】
また、このように被覆部材の長手方向と略平行な方向へ配向された針状結晶がアンカーとなるため、被覆部材の線膨張係数の値が針状結晶を混入させていない被覆部材に係る線膨張係数の値より低く、従って環境温度の変化による収縮を可及的に抑制することができる。
【００１６】
（２）本発明に係る線材は、樹脂材料を含有する被覆部材にて導線の周囲を被覆してなる線材において、前記被覆部材は、前記樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得、得られた混練物を押出成形してなることを特徴とする。
【００１７】
本発明の線材にあっては、樹脂材料を含有する被覆部材にて導線の周囲を被覆してなり、前記被覆部材は、前記樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得、得られた混練物を押出成形してなる。
【００１８】
かかる被覆部材を備える線材にあっては、前同様、各針状結晶の端部が被覆部材の表面に突出するというような状況が回避されるので、押出成形された被覆部材の表面は平滑である。また、被覆部材の長手方向と略平行な方向へ配向された針状結晶がアンカーとなるため、被覆部材の線膨張係数の値が針状結晶を混入させていない被覆部材に係る線膨張係数の値より低く、従って環境温度の変化による収縮を可及的に抑制することができる。
【００１９】
（３）本発明に係る線材の製造方法は、樹脂材料を含有する被覆部材にて導線の周囲を被覆して線材を製造する方法において、前記樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得る工程と、得られた混練物を押出成形する工程とを実施して前記被覆部材を形成することを特徴とする。
【００２０】
本発明の線材の製造方法にあっては、樹脂材料を含有する被覆部材にて導線の周囲を被覆して線材を製造する場合、前記樹脂材料と、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下であり、直線線分形をなした無機針状結晶とを混練して混練物を得る工程と、得られた混練物を押出成形する工程とを実施して前記被覆部材を形成する。
【００２１】
前述した混練物を得る工程では、オープン型ロール、バンバリーミキサ、加圧ニーダ、単軸押出機、二軸押出機等を適宜用いて樹脂材料と針状結晶とを混練する。
そして、得られた混練物を、対をなすダイス及びニップルにて構成される押出成形機に供給し、該押出成形機によって長尺筒状の被覆部材を成形する。
このようにして成形された被覆部材内に芯材を挿通させて線材を得る。
【００２２】
このような線材にあっては、前同様、各針状結晶の端部が被覆部材の表面に突出するというような状況が回避されるので、押出成形された被覆部材の表面は平滑である。また、被覆部材の長手方向と略平行な方向へ配向された針状結晶がアンカーとなるため、被覆部材の線膨張係数の値が針状結晶を混入させていない被覆部材に係る線膨張係数の値より低く、従って環境温度の変化による収縮を可及的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る線材を製造する手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は本発明に係る線材を製造する手順を示すフローチャートである。
図１に示した如く、被覆部材を構成する複数の原料をそれぞれ所要の割合になるように秤量する（ステップＳ１）。そのような原料としては、樹脂材料、難燃材又は充填材等のフィラー、及び直線線分形状をなし、所定の長さ寸法を有する無機化合物の針状結晶を用いる。
【００２５】
前述した樹脂材料としては線材の被覆部材に用いられるものであればよいが、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の結晶性樹脂、若しくはポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂等の非結晶性樹脂、又はエチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）といった半結晶性樹脂を用いることができる。これらの樹脂材料は単独で又は適宜組み合わせて用いる。
【００２６】
また、フィラーとしては被覆部材に用いられるものであればよいが、例えば水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、タルク、クレー、酸化マグネシウム、アルミナ、又はリン酸塩化合物等を用いることができる。かかるフィラーも単独で又は適宜組み合わせて用いる。
【００２７】
一方、針状結晶としては、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下のものを用いることができ、好ましくは平均長さ寸法が略１０μｍ以上略５０μｍ以下のものを用いることができる。
【００２８】
ここで、本発明者らが鋭意検討した結果、平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下の無機針状結晶を添加することによって、押出成形によっても平滑な表面を得ることができる一方、被覆部材の線膨張係数の値を低減することによって、環境温度の変化による膨張収縮を可及的に抑制することができるという知見を得た。
【００２９】
針状結晶の平均長さ寸法が略１０μｍ未満の場合、被覆部材の線膨張係数を所要の値に低減することが困難であり、針状結晶の平均長さ寸法が略１００μｍを超えた場合、押出成形によって平滑な表面を得ることが困難である。
【００３０】
一方、針状結晶の平均長さ寸法が略１０μｍ以上略５０μｍ以下である場合、樹脂材料、フィラー及び針状結晶の混練させる条件を、針状結晶を添加しない従来の条件と同じにすることができるため、被覆部材の製造効率を高く維持することができる。また、比較的少ない混練量でも被覆部材の線膨張係数を所要の値に低減することができるため、原料コストの上昇を可及的に抑制することができる。
なお、針状結晶長さ寸法を直径の寸法で除した値であるアスペクト比は１０程度〜５０程度である。
【００３１】
ところで、前述したように針状結晶は無機化合物にて構成されるが、例えばメタケイ酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム等、被覆部材を成形する温度帯域において直線線分状の針状結晶の構造を保持できるもので構成する。
【００３２】
かかる針状結晶の比重は前述した各種フィラーの比重より小さい場合が多いが、そのような針状結晶を混合させることによって、フィラーの混合量を低減させることができるので、被覆部材の軽量化を図ることができる。
このような各原料の混合割合は、樹脂材料が１００質量部に対して、フィラーが１０質量部以上３００質量部以下であり、針状結晶が５質量部以上５０質量部以下に設定する。
【００３３】
針状結晶の混合割合が５質量部未満の場合、被覆部材の線膨張係数を所要の値に低減することが困難であり、針状結晶の混合割合が５０質量部を超えた場合、被覆部材の可撓性が所要未満に低下するため、被覆部材及び該被覆部材を被覆させた線材の取り扱いが困難になる。
このようにして秤量した各原料を混練機に投入し、該混練機によって混練する（ステップＳ２）。
【００３４】
混練機としては、オープン型ロール、バンバリーミキサ、加圧ニーダ、単軸押出機、二軸押出機等を適宜用いることができる。
【００３５】
かかる混練操作にあっては、投入された各原料を当該樹脂材料の溶融温度程度の温度以上であり、当該樹脂材料の分解開始温度未満の適宜温度に保持し、適宜回転数で適宜時間だけ各原料を混練する。
【００３６】
かかる混練操作が終了すると生成された混練物を、対をなすダイス及びニップルにて構成される押出成形機に供給し、該押出成形機によって長尺筒状の被覆部材を形成させる（ステップＳ３）。
【００３７】
このようにして形成された被覆部材にあっては、混入された針状結晶の平均長さ寸法が略１０μｍ以上略１００μｍ以下と、ガラスファイバに比べて非常に短寸であるので、押出成形機によって混練物を押し出す際に、針状結晶はそれぞれその全長に亘って被覆部材の長手方向と略平行な方向へ配向される。従って、各針状結晶の端部が被覆部材の表面に突出するというような状況が回避されるので、押出成形された被覆部材の表面は平滑である。また、押出成形機のダイス及びニップルの表面を疵付ける虞が無い。
【００３８】
また、被覆部材に混入された針状結晶がアンカーとなるため、当該被覆部材の線膨張係数の値が針状結晶を混入させていない従来の被覆部材に係る線膨張係数の値より低く、従って環境温度の変化による被覆部材の長手方向への膨張収縮を抑制することができる。
【００３９】
そして、この被覆部材内に、コアをクラッドにて囲繞してなる光ファイバ、又は電力若しくは信号等を伝送する導線といった芯線を挿入させることによって、当該芯線を被覆部材にて被覆してなる線材を得る（ステップＳ４）。
【００４０】
このような線材にあっては、前述したように被覆部材が環境温度の変化によって膨張収縮することを可及的に抑制することができる。そのため、光ファイバを収納する線材の場合、マイクロベンドの発生を防止することができ、また電送線を収納する線材の場合、絶縁不良といった事故の発生を防止することができる。
【実施例１】
【００４１】
次に、比較試験を行った結果について説明する。
次の表は、種々の被覆部材について、線膨張係数、引張強度、引張伸び及び押出成形後の表面外観を比較した結果を示すものである。
【００４２】
表中、本発明例は、膨張収縮防止材として平均長さ寸法が略１５μｍの直線線分形をなした無機針状結晶を用いた結果を示している。一方、比較例は、膨張収縮防止材としてパナテトラ（登録商標）（株式会社アムテック製）を用いた結果を示している。ここで、パナテトラは、酸化亜鉛からなる針状の単結晶が中心から四方向へそれぞれ伸張したものであり、各単結晶部分の平均長さ寸法は略１０μｍである。
【００４３】
なお、樹脂材料としては、本発明例及び比較例共にポリプロピレンを用い、フィラーとして水酸化マグネシウムを用いた。各原料の混合比はいずれの場合も、樹脂材料：フィラー：膨張収縮防止材＝１００質量部：１００質量部：２０質量部とした。
【００４４】
前述した図１に示したように、秤量した各原料を混練し、押出成形して被覆部材をそれぞれ得た。得られた、各被覆部材を３５℃〜８０℃の各温度に加温することによって線膨張係数の値をそれぞれ得、得られた各値の平均を算出した。そして、同様の操作を複数回繰り返すことによって線膨張係数の平均値を得た。
なお、対照例として膨張収縮防止材を混合していない被覆部材についての結果も示している。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
この表から明らかなように、本発明例の線膨張係数の値は比較例の線膨張係数の値の略１／２に低減しており、環境温度の変化による膨張収縮を可及的に抑制することができた。
【００４７】
これは、本発明例にあっては、膨張収縮防止材が直線線分形をなした針状結晶であるので、押出成形を行う際に、各針状結晶が押出方向と平行な方向へ容易に配向されて、得られた被覆部材中に各針状結晶が被覆部材の長手方向と平行に埋設されいるのに加え、無機針状結晶の線膨張係数の値が非常に小さいため、かかる各針状結晶が被覆部材の長手方向におけるアンカーとして作用し、当該被覆部材の長手方向の線膨張係数の値が非常に小さくなったものと考えられる。これによって、被覆部材が環境温度の変化にて膨張収縮することを可及的に抑制することができる。
【００４８】
一方、比較例にあっては、膨張収縮防止材がテトラポット形の結晶であるので、押出成形を行う際に、各結晶が押出方向と平行な方向へ配向され難い。そのため、被覆部材中に埋設された各結晶は被覆部材の長手方向におけるアンカーとして有効に作用せず、被覆部材の長手方向の線膨張係数の値を低減することにさほど寄与しなかったものと考えられる。
【００４９】
以上の結果より、膨張収縮防止材は直線線分形の針状結晶であることが必要であるといえる。
ところで、本発明例における引張強度の値及び引張伸びの値は対照例におけるそれらの値と同程度であり、本発明例にあっては膨張収縮防止材が混練されていても、膨張収縮防止材が混練されていない対照例と同程度の取扱容易性を有していた。
【符号の説明】
【００５０】
Ｓ１    被覆部材の各原料の秤量
Ｓ２    秤量した各原料の混練
Ｓ３    押出成形
Ｓ４    芯材の挿入
【図１】
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