(57)【要約】【課題】高い難燃性を有しながら火災時の安全性が高く、環境への影響が少なく、簡単な工程で製造できる難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物を提供する。  【解決手段】酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％でメルトフローレート３０〜８０ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−酢酸ビニル共重合体１０〜３０重量％及びメルトフローレート０．２〜１．０ｇ／１０ｍｉｎのポリオレフィンエラストマー５〜２０重量％に、水酸化マグネシウム６５〜８０重量％及びシリコーンオイル１〜５重量％を含んでなることを特徴とする難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％でメルトフローレート３０〜８０ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−酢酸ビニル共重合体１０〜３０重量％及びメルトフローレート０．２〜１．０ｇ／１０ｍｉｎのポリオレフィンエラストマー５〜２０重量％に、水酸化マグネシウム６５〜８０重量％及びシリコーンオイル１〜５重量％を含んでなることを特徴とする難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物。
【請求項２】
水酸化マグネシウムがシランカップリング剤で処理された平均粒子径０．５〜２μｍの水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項１記載の難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を伝送する光ファイバーとしては、石英ガラス製のものとプラスチック製のものがある。石英ガラス光ファイバーは伝送損失が非常に小さいため、長距離の光伝送及びデータ伝送に広く使用されている。一方、プラスチック光ファイバーは、石英ガラス光ファイバーに比較し伝送損失は大きいが、軽量で、大口径でも可撓性に優れ、加工が容易で、安価である等の長所を有しているため、家庭内通信、オーディオ、家電、自動車内通信等の短距離伝送用として使用されている。特に、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）は、安価で光学特性に優れているため、広く使用されている。
【０００３】
プラスチック光ファイバーは、光の透過性が良好なポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート等のポリマーを芯材（コア）とし、フッ化ビニリデン系ポリマー、パーフルオロアルキルメタクリレート系ポリマー等のコア材よりも屈折率の小さいポリマーを鞘材（クラッド）とした同心型の形態になっており、その一端から入射した光をコアとクラッドの界面で屈折率差によって生じる全反射により反射を繰り返しながら、他端に伝送するものである。
【０００４】
クラッドの外側は耐熱性及び強度を付与し、水、化学薬品、酸素、光等から保護するため、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアセタール系樹脂等で被覆されているが、難燃性の要求が強まると共に、火災時の安全性及び環境への配慮からハロゲンを含まない難燃性被覆材が求められている。また、プラスチック光ファイバーは、不燃性のガラス光ファイバーと比べそれ自体が燃焼し、炎に接した時にドリップするので、その被覆材には特に高い難燃性が求められる。
【０００５】
特許文献１には、ポリオレフィン樹脂に難燃剤として水酸化マグネシウムを添加混練したポリオレフィン樹脂コンパウンドと、ポリアミド樹脂と、マレイン化重合体とを混練してなるプラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物が開示され、高温多湿条件下でも強度が低下せず、難燃性、耐摩耗性及び柔軟性に優れているとしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の樹脂組成物は、前もって水酸化マグネシウムを添加混練してポリオレフィン樹脂コンパウンドを製造し、それにポリアミド樹脂及びマレイン化重合体を混練し、且つ、十分な難燃性を付与するには、このポリアミド樹脂にも難燃剤としてメラミンシアヌレートを混練しておくなど、複雑な製造工程により製造されるためコストアップが避けられない。さらに、火災時にはポリアミド、メラミンシアヌレートなどの含窒素化合物に由来するシアン化合物の発生の恐れもある。
【０００７】
特許文献２には、難燃剤として平均粒径が２μｍ以下の金属水酸化物を含有するプラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物が開示され、該樹脂組成物を被覆層とすることで、機械的特性を低下させずに、難燃性を有するプラスチック光ファイバーを提供できるとしている。該プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物は、金属水酸化物の含有量が３５〜６０％が好ましく、４０〜５０％が特に好ましいとされ、金属水酸化物の添加量が少ないと難燃性が不十分で、多いと機械的性能が低下するとしているが、この範囲の添加量では、ＵＬ−９４試験でＶ−０レベルの高い難燃性を達成するには不十分である。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−５３７０７号
【特許文献２】特開２００４−２９３３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決することを鑑みてなされたものであり、高い難燃性を有しながら火災時の安全性が高く、環境への影響が少なく、簡単な工程で製造できる難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％でメルトフローレート３０〜８０ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−酢酸ビニル共重合体１０〜３０重量％及びメルトフローレート０．２〜１．０ｇ／１０ｍｉｎのポリオレフィンエラストマー５〜２０重量％に、水酸化マグネシウム６５〜８０重量％及びシリコーンオイル１〜５重量％を含んでなることを特徴とする難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物である。
【００１１】
また、本発明は、水酸化マグネシウムがシランカップリング剤で処理された平均粒子径０．５〜２μｍの水酸化マグネシウムであることを特徴とする請求項１記載の難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、火災等の燃焼時にハロゲンを含む有毒なガスを発生することなく高い難燃性、十分な機械的強度及び柔軟性を有するとともに、低温で加工でき、溶融粘度が低いためプラスチック光ファイバーのコア及びグリットへの機械的影響の少ないプラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物を低コストで提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本実施形態に係るプラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物について説明する。なお、本実施形態は、本発明を実施するための一形態に過ぎず、本発明は本実施形態によって限定されるものではない。
【００１４】
本発明で用いられるエチレン−酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニル含有量が３０〜５０重量％、メルトフローレートが３０〜８０ｇ／１０ｍｉｎである。該エチレン−酢酸ビニル共重合体は、酢酸ビニルの含有量が３０重量％未満では柔軟性及び難燃性が低下し、５０重量％を超えると機械的強度が低下するので好ましくない。また、そのメルトフローレートは、３０ｇ／１０ｍｉｎ未満では柔軟性が低下し、８０ｇ／１０ｍｉｎを超えると機械的強度が低下するため好ましくない。
【００１５】
本発明で用いられるポリオレフィンエラストマーとしては、エチレンと炭素数３以上のα−オレフィンとの共重合エラストマーが使用され、そのメルトフローレートは０．２〜１．０ｇ／１０ｍｉｎが好ましい。メルトフローレートが１．０ｇ／１０ｍｉｎを越えると柔軟性だけでなく難燃性も低下するので好ましくない。また、エチレンと共重合させる炭素数３以上のα−オレフィンとしてはプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン等が挙げられ、これらと共に１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン等の非共役ジエンを使用することもできる。
【００１６】
本発明において、水酸化マグネシウムは難燃剤として用いられるが、その含有量はプラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物の６５〜８０重量％である。含有量が６５重量％未満では十分な難燃性が発揮されず、８０重量％を越えると機械的強度及び柔軟性が不十分となる。該水酸化マグネシウムはシランカップリング剤で処理されていることが好ましい。処理されていないと難燃効果が低下し、樹脂への分散性も低下する。また、該水酸化マグネシウムの平均粒子径は０．５〜２μｍが好ましい。粒子径が２μｍを越えると樹脂中に均一細密に分散しないため難燃性が低下し、０．５μｍ未満では溶融粘度が大きくなるため加工性に劣る。なお、粒子径はレーザー式粒度分布測定機、例えば日機装株式会社製マイクロトラックを用いて測定できる。
【００１７】
本発明で用いられるシリコーンオイルは、粘度が５０００〜１００００ｍＰａ・ｓが好ましい。該シリコーンオイルは、本発明の樹脂組成物の粘度を下げるための滑剤としての役割の他、水酸化マグネシウムとともに難燃性付与の役割も担っているが、粘度が５０００ｍＰａ・ｓ未満では被覆材からのブリードが大きくなるため、また粘度が１００００ｍＰａ・ｓを越えると作業性が悪化するため好ましくない。また、その含有量は、本発明の樹脂組成物の１〜５重量％である。１重量％未満では効果がなく、５重量％を越えると経時的な変化としてブリードが発生するため好ましくない。
【００１８】
本発明の樹脂組成物中の上記各成分の含有量は、エチレン−酢酸ビニル共重合体１０〜３０重量％、ポリオレフィンエラストマー５〜２０重量％、水酸化マグネシウム６５〜８０重量％及びシリコーンオイル１〜５重量％である。この含有量は、高い難燃性、機械的強度及び柔軟性を有しながら、低温で押出加工ができ、溶融粘度を低くして被覆加工時に光ファイバーのコア及びグリットに過大な力が掛からないようにするための配合割合として最適化されたものである。
【００１９】
なお、本発明の難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物には、その特性に影響しない範囲で、酸化防止剤、耐候性改良剤、紫外線吸収剤、着色剤、顔料、充填剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、架橋剤、難燃剤、防錆剤、抗菌剤、香料、可塑剤、加工助剤等の添加物を添加しても良い。
【００２０】
本発明の難燃性プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物は、上記で説明したエチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィンエラストマー、水酸化マグネシウム、シリコーンオイル及び必要に応じて上記添加物を混合し、二軸押出機、バンバリーミキサーまたは加圧ニーダー等の混練機で混練し、単軸押出機で造粒することによって容易に製造できる。
【００２１】
光ファイバーへ本発明の樹脂組成物を被覆するには、従来公知の任意の方法、例えば単軸押出機などで溶融押出しすることで行われるが、溶融温度は１４０℃以下である。この温度ではＰＭＭＡなどの光ファイバーのコア樹脂への影響が殆どないが、１４０℃を越えると光ファイバーが熱で変形することがある。また、溶融粘度が高いと光ファイバーに過大な力が掛かって破損の原因となることがある。
【実施例】
【００２２】
本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。なお、実施例及び比較例において部と記載されているものは重量部を表す。
【００２３】
実施例１
酢酸ビニル含有量３２重量％でメルトフローレート３０ｇ／１０ｍｉｎ（ＪＩＳ Ｋ−７２１０に準拠）のエチレン−酢酸ビニル共重合体（東ソー社製：ウルトラセン７５０）１７．０８部、メルトフローレート０．５ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−オクテン共重合体（デュポン社製：エンゲージ８１５０）７．３２部、水酸化マグネシウム（堺化学社製：ＭＧＺ−１、平均粒子径０．８μｍ、表面がシランカップリング処理されている）７２．５０部、粘度１００００ｍＰａ・ｓのジメチルシリコーンオイル３．００部、及び酸化防止剤（チバガイギー社製：ＩＲＧＡＮＯＸ  １０１０）０．１０部を加圧ニーダーで１５０℃、１０分間混練した後、単軸押出機で造粒して直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００２４】
実施例２
実施例１のエチレン−酢酸ビニル共重合体を、酢酸ビニル含有量４２重量％でメルトフローレート７０ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−酢酸ビニル共重合体（東ソー社製：ウルトラセン７６０）に変更した以外は実施例１と同様にして直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００２５】
比較例１
実施例１のエチレン−酢酸ビニル共重合体を、酢酸ビニル含有量２８重量％でメルトフローレート１８ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−酢酸ビニル共重合体（東ソー社製：ウルトラセン７１０）に変更した以外は実施例１と同様にして直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００２６】
比較例２
実施例１のポリオレフィンエラストマーを、メルトフローレート３．０ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−オクテン共重合体（デュポン社製：エンゲージ８４５２）に変更した以外は実施例１と同様にして直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００２７】
比較例３
実施例１の水酸化マグネシウムを、平均粒子径０．４μｍの水酸化マグネシウム（堺化学社製：ＭＧＺ−３、表面がシランカップリング処理されている）変更した以外は実施例１と同様にして直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００２８】
比較例４
実施例１のシリコーンオイルを粘度４０００ｍＰａ・ｓのジメチルシリコーンオイルに変更した以外は実施例１と同様にして直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００２９】
比較例５
実施例１のエチレン−酢酸ビニル共重合体を１８．８３部、ポリオレフィンエラストマーを８．０７部、ジメチルシリコーンオイルを０．５０部と変更した以外は実施例１と同様にして直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００３０】
比較例６
酢酸ビニル含有量３２重量％でメルトフローレート３０ｇ／１０ｍｉｎ（エチレン−酢酸ビニル共重合体（東ソー社製：ウルトラセン７５０）２５．８３部、メルトフローレート０．５ｇ／１０ｍｉｎのエチレン−オクテン共重合体（デュポン社製：エンゲージ８１５０）１１．０７部、水酸化マグネシウム（堺化学社製：ＭＧＺ−１、平均粒子径０．８μｍ、表面がシランカップリング処理されている）６０．００部、粘度１００００ｍＰａ・ｓのジメチルシリコーンオイル３．００部、及び酸化防止剤（チバガイギー社製：ＩＲＧＡＮＯＸ  １０１０）０．１０部を加圧ニーダーで１５０℃、１０分間混練した後、単軸押出機で造粒して直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００３１】
比較例７
流動開始温度が１０３℃、メルトフローレート８０ｇ／１０ｍｉｎで密度が０．９１６ｇ／ｃｍ３のポリエチレン(東ソー社製；ペトロセン２４９)３９．９０部及び水酸化マグネシウム６０．００部（堺化学社製：ＭＧＺ−１、平均粒子径０．８μｍ、シランカップリング処理されている）を混合し、加圧ニーダーで１５０℃、１０分間混練した後、単軸押出機で造粒して直径３ｍｍ、長さ３ｍｍのペレットを得た。
【００３２】
「プラスチック光ファイバー被覆用樹脂組成物の物性評価」
実施例及び比較例で得られた樹脂組成物ペレットを圧縮成形によりシート状に成形し、このシート状物から試験片を作成した。
【００３３】
＜難燃性１：垂直燃焼試験＞
長さ１２５±５ｍｍ、幅１３±０．５ｍｍ、厚さ２±０．２５ｍｍの試験片を作成し、東洋精機社製ＵＬ燃焼テストチャンバーＨＶＵＬ２を用いて、ＵＬ−９４  Ｖ−０に準拠した垂直燃焼試験によりＶ−０適合性を判定し、適合している場合を○、不適合を×とした。 
【００３４】
＜難燃性２：酸素指数＞
幅６．５±０．５ｍｍ、厚さ３±０．２５ｍｍの試験片を作成し、東洋精機社製酸素指数測定器Ｄを用いて、ＪＩＳ  Ｋ７２０１−２に準拠して測定し、４５．０以上で該試験での難燃性合格とした。
【００３５】
＜溶融粘度＞
ＪＩＳ  Ｋ７１９９(キャピラリーダイ法)に準拠し、キャピラリーダイ内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍ、試験温度１４０℃で東洋精機社製キャピログラフＰＭＤ−Ｃを用いて測定し、せん断速度１２ｓｅｃ−１における溶融粘度が２２０００Ｐａ・ｓ以下、１２２ｓｅｃ−１における溶融粘度が３０００Ｐａ・ｓ以下を合格とした。
【００３６】
＜引張試験＞
２号形試験片を使用し、厚み２ｍｍ、標線間２５ｍｍ、引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎの条件でＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠してインテスコ社製万能材料試験機２０１Ｂを用いて、引張降伏強度、引張伸び率を測定した。
【００３７】
＜耐白化性試験＞
溶融粘度測定において作成した、直径１ｍｍのストランドに２ｋｇｆの荷重を付与した状態で、直径１０ｍｍの円筒に巻き付け、その後解きほどいた時の白い筋の有無を目視確認によって測定し、白い筋がある場合を不合格×、無い場合を合格○とした。
【００３８】
【表１】
2007140239.tif 000002
【００３９】
以上の実施例及び比較例の物性評価結果を表１に記載した。それによると、実施例１及び２では、難燃性１の垂直難燃試験、難燃性２の酸素指数とも優れた難燃性を示し、適度な溶融粘度をもっていることから加工性に優れ、耐白化性試験で○、引張伸び率が高いことから柔軟性にも優れ、引張降伏強度試験においても適度な引張強度を有することが分かる。
【００４０】
一方、比較例１〜４では、実施例と各成分の配合比率は同じで、種類を１種類ずつ変化させているが、難燃性が不十分であったり、加工性に問題を抱えていたり、柔軟性が不足したりするなどプラスチック光ファイバー用被覆材料として適さないことが分かる。
【００４１】
また、比較例５は、シリコーンオイルの配合量を減らしたものであるが、酸素指数が小さいこと（不合格）から難燃性が不十分で、耐白化性試験で不合格であることから柔軟性が不足していることが分かる。
【００４２】
比較例６及び７は水酸化マグネシウムの添加量を減らして６０重量％としたものであるが垂直難燃試験、酸素指数の双方から難燃性が不十分なことが分かる。なお、比較例７は前記特許文献２の実施例を参考にしたもので、難燃剤である水酸化マグネシウムを特許文献２でいう最高濃度６０重量％とし、該水酸化マグネシウムの分散性を上げるためシリンカップリング処理をしているにも拘らず、難燃性が劣り、引張伸び率が０と脆くて成形加工できないレベルにある。