JPH0777641A

JPH0777641A - 難燃性プラスチック光ファイバケーブル

Info

Publication number: JPH0777641A
Application number: JP5222602A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Aoki; 和則青木
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 1995-03-20

Abstract

(57)【要約】【目的】難燃性に優れているとともに経時的にファイ
バ性能を劣化させず、しかも炎に接したときにケーブル
をドリップさせず、ケーブル加工時に押出温度や圧力が
高くならない難燃性プラスチック光ファイバケーブルを
提供することである。【構成】難燃性プラスチック光ファイバケーブルは、
プラスチック光ファイバが難燃性被覆材で被覆されたも
のでであって、難燃性被覆材が、下記組成の（ａ）〜
（ｄ）成分を含み、（ａ）エチレン−（メタ）アクリル
酸エステル共重合体５〜８０重量部（ｂ）低結晶性エチレン−高級オレフィン共重合体
２０〜９５重合部（ｃ）金属水酸化物１
００〜３００重量部（ｄ）赤リン
２〜３０重量部光ファイバの外径と該被覆材層の外径との比が、１：１
〜１：６の範囲に、好ましくは、１：２〜１：３の範囲
にある

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、プラスチック光ファ
イバケーブルに関し、より詳細には、屋内あるいは機器
内、車両内等の難燃性が要求される場所にて光伝送媒体
として利用することができる、難燃性に優れかつ光ファ
イバの透光性能を維持する難燃性ケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバは、光伝送、照明、装飾、意
匠、ディスプレイなどに利用されている。光ファイバと
しては、広い波長にわたって優れた光伝送性を有する無
機ガラス系光学繊維が知られているが、加工性が悪く曲
げ応力が弱いなどの問題をもつ。これに対して、プラス
チック系光ファイバは、ガラス系光ファイバに比べて柔
軟性に富み、加工性に優れているなどの特徴を持つ。し
かも、プラスチック光ファイバの製造技術の向上に伴っ
て、光ファイバの光伝送距離も長くなり、短距離ＬＡＮ
用の光ファイバとして、また種々の通信の光情報伝送体
としてプラスチック系光ファイバが利用され、利用分野
が更に拡大されてきている。

【０００３】光ファイバケーブルは、細い直径のプラス
チック系光ファイバを単数本若しくは複数本を用い、保
護被覆材で被覆したものである。このケーブルは、装飾
用途或いは、自動車などの交通機関や、種々機器のライ
トガイド、光通信の素材などの産業用途にも広く使用さ
れている。このプラスチック系光ファイバの保護被覆材
としては、通常、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンなどに
限定されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリ塩
化ビニル系被覆材では、これに添加されている可塑剤な
ど添加剤の影響により、プラスチック光ファイバの特性
を劣化させる恐れがあり、特に、高温・高湿条件下で長
時間放置した場合、顕著に現れる。また、不燃性のガラ
スファイバと異なり、可燃性のプラスチック系光ファイ
バは、それ自体が燃焼したりまた炎に接したときにドリ
ップするので、従来の被覆材では、プラスチック系光フ
ァイバから難燃性に優れたケーブルを得ることが難し
い。

【０００５】更に、従来の難燃性材料を被覆材として用
いても経時的に難燃性成分や可塑剤などの添加剤が光フ
ァイバに移行してファイバ自体の透光性を劣化させた
り、耐屈曲性を低下させる。しかも、難燃性成分の種類
によっては、燃焼時にハロゲン含有物質などの有毒なガ
スを発生する。そのほか、被覆材の種類によっては、ケ
ーブル加工時に、押出加工温度が１６０℃以上になった
り、押出圧力が高くなって、伝送損失などの光学的特性
が劣化する。

【０００６】この発明は上述の背景に基づきなされたも
のであり、その目的とするところは、難燃性に優れてい
るとともに経時的にファイバ性能を劣化させず、しかも
炎に接したときにケーブルをドリップさせず、ケーブル
加工時に押出温度や圧力が高くならない難燃性プラスチ
ック光ファイバケーブルを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題は、この発明に
よる解決される。すなわち、この発明の難燃性プラスチ
ック光ファイバケーブルは、プラスチック光ファイバが
難燃性被覆材で被覆されたものでであって、難燃性被覆
材が、下記組成の（ａ）〜（ｄ）成分を含み、（ａ）エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体５〜８０重量部（ｂ）低結晶性エチレン−高級オレフィン共重合体２０〜９５重合部（ｃ）金属水酸化物１００〜３００重量部（ｄ）赤リン２〜３０重量部光ファイバの外径と該被覆材層の外径との比が、１：１
〜１：６の範囲に、好ましくは、１：２〜１：３の範囲
にあることを特徴とするものである。

【０００８】この発明の好ましい態様において、難燃性
被覆材の（ａ）成分エチレン−（メタ）アクリル酸エス
テル共重合体を、１〜１２モル％の（メタ）アクリル酸
エステル含量であり、２ｇ／１０分以下のメルトフロー
レートであるものとすることができる。更に、この発明
の好ましい態様において、難燃性被覆材の（ｂ）成分低
結晶性エチレン−高級オレフィン共重合体を、８２〜９
３モル％のエチレン含量であり、０．５〜２０ｇ／１０
分のメルトフローレートであるものとすることができ
る。

【０００９】この発明で用いられる光ファイバは、プラ
スチック系のものであり、その構造としては、屈折率が
段階的に変化しクラッドとコアからなるステップインデ
ックス型マルチモード光ファイバ、屈折率が段階的に変
化し単一モードからなるステップインデック型シングル
モード光ファイバ、異なるモードを伝搬するグレーデッ
ドインデックス型マルチモード光ファイバがある。コア
材を構成する素材としては、ポリメチルメタクリレート
樹脂（ＰＭＭＡ、本明細書においてメタクリル酸メチル
の単独重合体及び共重合体を含む）、重水素化ＰＭＭ
Ａ、ポリカーボネート、ポリスチレン系重合体、ポリ−
４−メチルペンテン−１、シリコン系重合体などを用い
ることができる。

【００１０】この有機材料の中では、ポリメチルメタク
リレート系樹脂が特に好ましく、ポリメチルメタクリレ
ート、メチルメタクリレート単位を主成分として、好ま
しくは、少くとも７０重量％含有する共重合体、ないし
はこれらを重水素化した樹脂を用いることができる。メ
チルメタクリレートとの共重合成分としては、例えば、
メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルア
クリレート、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシル
アクリレート等のアクリル酸エステル、シクロヘキシル
メタクリレート、ベンジルメタクリレート、エチルメタ
クリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリ
レート等のメタクリル酸エステル等が挙げられる。ポリ
メチルメタクリレート系樹脂としては、例えば、特公昭
５３−４２２６０号公報に示されているような連続塊状
重合方法により得られたものを使用することが好まし
い。また、特定の環状構造単位とメタクリル酸メチル単
位とからなる重合体を芯成分とすることもできる。

【００１１】この発明において用いられるクラッド
（鞘）材としては、コア材より屈折率が小さいものであ
る。芯材としてＰＭＭＡ系樹脂を用いた場合、鞘材とし
ては、例えば、フッ素系重合体、具体的には、フッ化ビ
ニリデン系重合体（本明細書において、共重合体を含
み、例えば、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレ
ン共重合体（例えば、フッ化ビニリデンを５０重量％以
上、好ましくは７０重量％以上９０重量％以下含有する
共重合体）、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共
重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共
重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重
合体、フッ化ビニリデンの３元以上の共重合体などを含
む）、パーフルオロアルキルメタクリレート系重合体、
メタクリル酸エステル系重合体などがある。

【００１２】この発明において、光ファイバの外表面を
保護層で直接被覆して保護してもよい。この保護層の材
料としては、種々のものがあり、上述した芯材や鞘材の
材料を用いても、またその他の無機・有機材料を用いて
もよい。この発明の光ファイバの鞘材及び保護層の形成
は、各々の材料を、酢酸エチル、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド等の溶媒に溶解した溶液を用
い、コーティング法、浸漬法で石英ガラス芯線や有機重
合体からなる芯成分の表面を被覆するか又は３層複合紡
糸ノズルを用いて芯材重合体、鞘材重合体を複合紡糸す
ると共に、保護層を押出賦形することにより行うことが
できる。

【００１３】この発明で用いられる被覆材の（ａ）成分
のエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、
好ましくは１〜１２モル％、より好ましくは３〜１０モ
ル％の（メタ）アクリル酸エステル含量であり、２ｇ／
１０分以下、好ましくは０．１〜１ｇ／１０分のメルト
フローレートを示すものである。このような（ａ）成分
を用いることにより、多量の金属水酸化物や赤リンを配
合しても高強度および伸びを維持することができる。こ
の成分における（メタ）アクリル酸エステルとしては、
（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチ
ル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル
酸イソブチルなどがある。

【００１４】（ｂ）成分の低結晶性エチレン−高級オレ
フィン共重合体は、８２〜９３モル％のエチレン含量で
あり、０．５〜２０ｇ／１０分、好ましくは１〜１０ｇ
／１０分のメルトフローレートを示す。ここで用いる高
級オレフィンは、炭素数４以上のα−オレフィンであ
り、実用的には、炭素数４〜１０程度のα−オレフィン
であり、特に、１−ブテンが経済的にかつ性能的に優れ
ている。この（ｂ）成分の結晶性は、Ｘ線回折に基づく
結晶化度が３〜２０％、好ましくは５〜１５％程度であ
る。

【００１５】この発明で用いられる被覆材の（ａ）成分
のエチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体は、
（ａ）と（ｂ）との両成分の合計量を１００重量部とし
たときに、５〜８０重量部、好ましくは、１０〜７０重
量部、より好ましくは、１０〜５０重量部である。ま
た、（ｂ）成分の低結晶性エチレン−高級オレフィン共
重合体は、２０〜９５重合部、好ましくは、３０〜９０
重量部、より好ましくは、５０〜９０重量部である。更
に、（ａ）と（ｂ）との両成分の好ましい配合は、組成
物のメルトフローレートが、０．５〜５ｇ／１０分、好
ましくは、０．５から２ｇ／１０分となるように選択す
ることができる。

【００１６】（ｃ）成分の金属水酸化物は、（ａ）と
（ｂ）との両成分の合計量を１００重量部あたり、１０
０〜３００重量部、好ましくは、１５０〜２５０重量
部、より好ましくは、１５０〜２００重量部である。こ
こで、用いられる金属水酸化物は、難燃性を示し、具体
的には、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウ
ム、ハイドロタルサイト、水酸化アルミニウムなどがあ
る。これらは、脂肪酸、脂肪酸金属塩、シランカップリ
ング剤、チタネートカップリング剤などで表面処理し
て、組成物の加工性および機械特性の向上を図ってもよ
い。

【００１７】（ｄ）成分の赤リンは、（ａ）と（ｂ）と
の両成分の合計量を１００重量部あたり、２〜３０重量
部、好ましくは、５〜２０重量部、より好ましくは、１
０〜２０重量部である。

【００１８】この発明において、上記の被覆材以外に、
ポリエチレン、エバール系重合体、水架橋型ポリオレフ
ィンなどのポリマーなどを混入するすることができる。
この被覆材には、この発明の目的に反しない限り、通常
技術によるカーボンブラックその他の充填材、種々の補
強材などを用いることができる。

【００１９】この発明による難燃性プラスチック光ファ
イバケーブルの一構造例を図１に示す。この例の難燃性
プラスチック光ファイバケーブルは、プラスチック系光
ファイバ１と、これを被覆する被覆材層２とからなる。
この発明において、被覆材層の割合に関しては、光ファ
イバの外径（ｒ）と被覆材層の外径（Ｒ）との比が、
１：１〜１：６の範囲に、好ましくは、１：２〜１：３
の範囲にある。これは、被覆材の割合が上記範囲より小
さいと、光ファイバが可燃性であることから、ケーブル
の難燃性を維持することができず、他方、上記範囲を超
えると、ケーブル外径が太くなりすぎて規格のコネクタ
に適合しなくなるからである。

【００２０】この発明の難燃性ケーブルは、上記例の構
造に限定されず、更に種々の変形態様が可能である。被
覆材にテンションメンバを組み合わせてもよい。テンシ
ョンメンバをケーブル中に配置するには、紡糸あるいは
被覆加工の際に介在させて層形成を行なう方法などがあ
る。また、この発明による別の態様例として、光ファイ
バ以外に、金属性電線芯を被覆した多芯電線・光ファイ
バ複合ケーブルをすることができる。更に、この発明に
よる難燃性プラスチック光ファイバケーブルの他の態様
を図２及び３に示す。この態様の難燃性プラスチック光
ファイバケーブルは、２本及び５本のプラスチック系光
ファイバ１と、それぞれを被覆する被覆材層２とからな
る２芯ケーブル及び多芯プラスチック光ファイバケーブ
ルである。

【００２１】

【作用】上述の構成からなるの発明によるケーブルのプ
ラスチック系光ファイバは、光伝送媒体となることがで
き、光ファイバ面に被覆材が被覆されることにより、光
ファイバケーブルを構成し、光伝送ケーブルとして機能
する。この発明において、被覆材に、難燃性金属水酸化
物および赤リンを含有するので、芯が可燃性のものであ
っても、ケーブル全体として難燃性になる。この被覆材
には、光ファイバへの経時的移行成分がなく、光ファイ
バの透光性能や力学的特性に悪影響を及ぼさない。ま
た、この発明による被覆材の特定の組成物が、炎に接し
てもドリップしない特性を示し、ケーブル自体のドリッ
プを未然に防止する。しかも、この発明による特定の被
覆材組成物が好ましい押出特性を示し、ケーブル化にお
ける押出温度や押出圧力が過度になることを防止する。
この発明におけるプラスチック光ファイバケーブルに
は、燃焼時のガス中に有毒物を発生させる成分や元素が
含まれていないので、有毒性がない。この発明による難
燃性プラスチック系光ファイバケーブルを評価すると、
ケーブルは、ＵＬ（Underwriters Laboratories）規格
のＵＬ−１５８１に準拠する垂直炎テストＶＷ−１試験
に合格するものである。

【００２２】

【実施例】以下に、この発明を実施例に基づき具体的に
説明するが、この発明はその要旨を超えない限り以下の
例に限定されるものではない。

【００２３】評価例この評価例において、図１に示す構造の難燃性プラスチ
ック光ファイバケーブルを調製した。このケーブルは、
コア材にポリメチルメタクリレートと、鞘材にフッ素含
有アルコールエステルの含フッ素メタクリレートを用い
た外径１mmのプラスチック系光ファイバと、この発明よ
る種々の難燃性被覆材とからなる。

【００２４】得られた難燃性プラスチック光ファイバケ
ーブルの難燃性評価及び伝送劣化の有無を測定した。伝
送性能の劣化の測定は、８５℃×９５％の環境下で光伝
送性能の変化を、２０００時間にわたって測定する。
０．３ｄＢ／１５ｍ以下の変化の場合、劣化なしと判定
した。

【００２５】上記評価の結果、この発明による難燃性プ
ラスチック光ファイバケーブルは、難燃性に関して、Ｕ
Ｌ規格１５８１の垂直炎テストＶＷ−１試験に合格する
水準を有しており、また、伝送劣化も見られなかった。

【００２６】

【発明の効果】この発明による難燃性ケーブルにより、
難燃性に優れているとともに経時的にファイバ性能を劣
化させず、しかも炎に接したときにケーブルをドリップ
させず、ケーブル加工時に押出温度や圧力が高くならな
いという効果を奏する。更に、この発明による難燃性ケ
ーブルには、難燃性成分としてハロゲン含有物質が含ま
れていないので、火災時にも、有毒なガスが発生せず、
安全性の高いケーブルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による難燃性ケーブルの一例の断面図
である。

【図２】この発明による難燃性ケーブルの一例の断面図
である。

【図３】この発明による難燃性ケーブルの一例の断面図
である。

【符号の説明】

１光ファイバ２被覆材層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック光ファイバが難燃性被覆材
で被覆された難燃性プラスチック光ファイバケーブルで
あって、難燃性被覆材が、下記組成の（ａ）〜（ｄ）成分を含
み、（ａ）エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体５〜８０重量部（ｂ）低結晶性エチレン−高級オレフィン共重合体２０〜９５重合部（ｃ）金属水酸化物１００〜３００重量部（ｄ）赤リン２〜３０重量部光ファイバの外径と該被覆材層の外径との比が、１：１
〜１：６の範囲にあることを特徴とする難燃性に優れた
難燃性プラスチック光ファイバケーブル。
【請求項２】難燃性被覆材の（ａ）成分エチレン−
（メタ）アクリル酸エステル共重合体が、１〜１２モル
％の（メタ）アクリル酸エステル含量であり、２ｇ／１
０分以下のメルトフローレートである請求項１の難燃性
プラスチック光ファイバケーブル。
【請求項３】難燃性被覆材の（ｂ）成分低結晶性エチ
レン−高級オレフィン共重合体が、８２〜９３モル％の
エチレン含量であり、０．５〜２０ｇ／１０分のメルト
フローレートである請求項１の難燃性プラスチック光フ
ァイバケーブル。
【請求項４】光ファイバの外径と該被覆材層の外径と
の比が、１：２〜１：３の範囲にある請求項１の難燃性
プラスチック光ファイバケーブル。