塑料光缆的制作方法

塑料光缆的制作方法
【专利摘要】一种塑料光缆，其为包含由芯11A和鞘11B形成的塑料光纤12以及被覆于该塑料光纤12的被覆层的塑料光缆，被覆层包含内层13和外层14至少2层，内层13由包含乙烯与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物的树脂形成，外层14由氟系树脂形成，通过该塑料光缆，可以获得阻燃性以及外观优异、使用时的加工性优异的塑料光缆。
【专利说明】塑料光缆
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及阻燃性优异的塑料光缆。
【背景技术】
[0002]光纤被应用于光传输、照明、装饰、显示器等中。无机玻璃系光纤在宽广的波长范围内具有优异的光传输性能，但另一方面，存在加工性差、机械耐久性弱等问题。而塑料光纤(以下称为“P0F”)具有使用主要由聚甲基丙烯酸甲酯等透明性高的树脂形成的芯、在其外周被覆有折射率比其低的透明树脂的结构，从而，与玻璃系光纤相比具有富于柔软性、力口工性优异等特征。另外，关于P0F，随着其制造技术的进步，其可传输距离变长，被用作短距离LAN用、各种通信用的光信息传输体。
[0003]通常，在使用POF时，除了照明用途以外，以POF单体进行使用的情况较少，为了赋予机械强度、耐热性、阻燃性等，POF多作为在POF上被覆有热塑性树脂的POF线缆使用。特别是近年来塑料制品的阻燃化规定变得严格，对于POF线缆也要求具有高的阻燃性。
[0004]POF本身包含聚甲基丙烯酸甲酯等易燃性塑料，因而容易燃烧。因此，通过将阻燃性高的树脂例如氯乙烯树脂、氯化聚乙烯树脂、或者在树脂中大量分散有卤素系、磷系、氢氧化镁等各种阻燃剂的阻燃性树脂被覆于POF而制成POF线缆，可以赋予一定的阻燃效果。
[0005]例如，在专利文献I中提出了一种阻燃性POF涂层，其通过用含有氢氧化镁和红磷的聚乙烯系树脂组合物被覆POF的周围而形成。
[0006]在专利文献2中提出了一种POF线缆，在POF的外侧，被覆有不热熔接于鞘的树脂的第I被覆层和在其外侧的氟系树脂。
[0007]另外，在专利文献3中有一种关于POF线缆的提案，在POF的外侧，被覆有包含氢氧化镁的聚烯烃树脂和在其外侧的包含偏二氟乙烯-三氟氯乙烯系共聚物的树脂。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本特许第2838895号公报
[0011]专利文献2:日本特许第2809721号公报
[0012]专利文献3:日本特许第2882703号公报

【发明内容】

[0013]发明所要解决的课题
[0014]然而，在专利文献I中那样的基于无机系阻燃剂的阻燃化方法中，为了确保所期望的阻燃性，需要添加多达50质量％以上的无机系阻燃剂，有引起被覆表面的表皮粗糙、树脂强度的降低的担忧。
[0015]另外，在专利文献2、3中虽然有通过在POF的最外层被覆氟系树脂来提高阻燃效果、提高耐热性的记载，但通常氟系树脂容易产生成为线缆外观粗糙的原因的熔体破裂(melt fracture)，为了获得外观良好的线缆，需要使被覆速度极为缓慢或者提高成型温度。因此有使POF的光学特性劣化的担忧。
[0016]进一步，一般的POF多使用氟系树脂作为鞘材，在将氟系树脂作为被覆树脂直接被覆于POF的情况下，由于氟系树脂热熔接于POF的鞘层而成为高密合，难以将被覆层剥去。因此，需要在POF与氟系树脂之间设置与鞘层密合性低的树脂作为被覆内层。然而，在考虑了与POF的密合性的情况下，与作为被覆材料层的氟系树脂的密合却变差，利用市售的剥线器难以将被覆剥离，为了将被覆剥离，需要使被覆内层的厚度为剥线器的齿的内径以上的厚度，线缆结构的控制、线缆的制造工序复杂。
[0017]用于解决问题的方法
[0018]本发明的主要目的在于提供一种阻燃性以及使用时的加工性等优异的POF线缆。
[0019]本发明涉及一种POF线缆，其为包含POF与被覆于POF的被覆层的POF线缆，被覆层包含内层与外层至少2层，被覆内层含有树脂，所述树脂包含烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物，被覆外层以氟原子含量为50质量％以上的氟系树脂为主要成分而构成。
[0020]发明的效果
[0021]根据本发明，可以提供一种不仅使用时的加工性优异而且具有高度的阻燃性的POF线缆。
【专利附图】

【附图说明】
[0022]图1是表示本发明的POF线缆的一个例子的剖视图。
[0023]图2是表示本发明的另一方式的POF线缆的一个例子的剖视图。
【具体实施方式】
[0024]以下对本发明的优选实施方式进行说明。
[0025]根据本发明的实施方式的POF线缆具有内层与外层至少2层作为被覆于POF的被覆层，被覆内层含有树脂，所述树脂包含烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物，被覆外层以氟系树脂为主要成分而构成，因此，不仅使用时的加工性优异，而且具有能够在要求最高度的阻燃性能的美国消防协会(National Fire Protection Association)NFPA262的斯坦纳隧道燃烧试验(Steiner Tunnel Combustion Test)中合格的高度的自熄性和低发烟性。因此，适合使用于需要高度的阻燃性的办公楼、大厦、旅馆、医院等建筑物的通风空间(利用空调使空气一直流通的楼层间的空间、阁楼等空间)。
[0026]根据本发明的实施方式的POF线缆，如图1和图2中例示的那样，在由传播光的芯IlA以及形成于其外周的鞘IlB形成的P0F12的外周形成有被覆内层13，进一步在其外侧形成有被覆外层14。根据本实施方式的POF线缆10可以是图1中例示的那样的单线，也可以如图2中例示的那样，2根或者2根以上的POF线缆隔着被覆材料重叠。另外，也可以使多根POF —并用被覆材料覆盖。
[0027](1)P0F(塑料光纤 I
[0028]此处，对本发明中使用的POF进行说明。作为P0F12，除了图1、图2中记载的结构以外，也可以使用公知的结构，可以列举例如芯IlA的折射率从中心向外周连续降低的GI型P0F、芯IlA的折射率从中心向外阶段性地降低的多层P0F、用鞘将多根芯IlA包围而合拢的多芯POF等。其中，为了使POF宽带化而进行高速信号传输，更优选使用多层P0F。[0029]作为芯IlA中所使用的原料(芯材)，没有特别限定，可以根据使用目的等进行适当选择，但优选使用例如透明性高的聚合物。作为透明性高的聚合物，优选包含甲基丙烯酸酯单元的聚合物。作为这样的聚合物，可以列举甲基丙烯酸甲酯均聚物、以甲基丙烯酸甲酯单元为主要结构单元的共聚物、以甲基丙烯酸氟代烷基酯单元为主要结构单元的聚合物。其中，优选甲基丙烯酸甲酯均聚物、以甲基丙烯酸甲酯单元为主要结构单元的共聚物。作为该共聚物，优选包含50质量％以上的甲基丙烯酸甲酯单元，更优选包含60质量％以上，进一步优选包含70质量％以上。从耐热性与透明性优异的观点考虑，特别优选甲基丙烯酸甲酯均聚物。
[0030]形成于芯IlA的外周的鞘IlB可以由I层形成，也可由2层以上的多层形成。作为构成POF的鞘的原料(鞘材)，使用折射率比芯材低的原料。在使用甲基丙烯酸甲酯(MMA)系聚合物作为芯材的情况下，作为鞘材，可以使用偏二氟乙烯系聚合物等氟系聚合物、甲基丙烯酸全氟烷基酯系聚合物、甲基丙烯酸酯系聚合物、甲基丙烯酸全氟烷基酯系化合物与(甲基)丙烯酸酯系化合物的共聚物等。
[0031]作为偏二氟乙烯系聚合物，可以列举:聚偏二氟乙烯、含有偏二氟乙烯单元的共聚物例如偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙酮共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、含有偏二氟乙烯单元的其它3元以上的共聚物等。
[0032]这样的POF可以通过熔融纺丝法等通常的方法来制造。另外，在温度差剧烈的环境中使用光缆的情况下，为了抑制活塞作用(Pistoning)，优选通过连续或分批处理实施退火处理。
[0033]本发明中的POF的直径没有特别限定，可以根据使用目的等进行适当选择。例如，从传输特性以及操作性等观点考虑，优选将直径设定为500 ?1200 ym，更优选设为700 ii m?1100 u m,进一步优选设为750?1000 u m。
[0034]另外，关于POF的鞘材的厚度，为了使通过芯部的光发生全反射，优选处于3?30 u m的范围，更优选处于4?20iim的范围,进一步优选处于5?15iim的范围。通过使鞘的厚度为3pm以上，可以容易地使在芯中传播的光发生全反射。另一方面，通过使鞘的厚度为30 以下，可以防止由于芯的直径对应于鞘的厚度受到限制而使得光纤所传播的光量降低。另外，即使使鞘厚至该值以上，也难以确认到光传播相关效果的飞跃性提高。
[0035](2)光缆(亦称为“P0F线缆”。I
[0036]本发明的POF线缆以上述POF和被覆于该POF的被覆层为必需的构成要件。被覆层包含内层(被覆内层)和外层(被覆外层)至少2层。也可以包含除了该2个层以外的层。
[0037]本发明人等着眼于含有偏二氟乙烯等单元的氟系树脂与(甲基)丙烯酸系化合物的密合性良好这一点，发现通过使用烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物作为被覆内层、使用以含有50质量％以上的氟原子的氟系树脂为主要成分作为被覆外层，可以维持高度的阻燃性并且可以利用市售的剥线器容易地将被覆树脂剥去。
[0038]此处，被覆内层与被覆外层具有适度的密合性是特别有利的。这是因为，如果在利用市售的剥线器将被覆层剥离时可以将内层与外层的被覆层一次性地剥取，则可以削减时间、成本。[0039](2-1)被覆内层
[0040]本发明的光缆的被覆内层含有树脂，所述树脂包含烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物。
[0041]在内层中，除了包含烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物的树脂以外，还可以包含其它树脂，另外，也可以添加后述的颜料、阻燃剂。相对于内层所包含的树脂总质量，优选包含至少70质量％的烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物，进一步优选包含90质量％以上,进一步,也可以为100质量％。
[0042]另外，为了至少确保与POF的充分的密合性，相对于内层总质量，包含烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物的树脂的含量优选为45质量％以上，进一步优选为47质量％以上，更优选为50质量％以上。
[0043]关于烯烃的种类，只要可以获得所期望的效果就没有特别限定。在本发明中，可以使用直链烯烃，也可以使用具有支链的烯烃。烯烃之中优选的化合物例如为碳原子数2?6的链烯。作为链烯，可以使用直链链烯，也可以使用具有支链的链烯。更详细而言，可以列举乙烯、丙烯、1- 丁烯、2- 丁烯、异丁烯、1-戍烯、顺式-2-戍烯、反式-2-戍烯、1-己烯、2-己烯、3-己烯等。它们之中特别优选乙烯。
[0044]作为(甲基)丙烯酸系化合物也没有限定，不仅包括(甲基)丙烯酸化合物，还包括(甲基)丙烯酸酯化合物、(甲基)丙烯酰胺。作为(甲基)丙烯酸化合物，可以列举例如丙烯酸、甲基丙烯酸。作为(甲基)丙烯酸酯化合物，可以列举例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯等。作为(甲基)丙烯酰胺，可列举丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺。其中，优选丙烯酸、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯等。
[0045]作为本发明所使用的由烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物形成的共聚物，可以列举例如乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸丁酯共聚物等。其中，从加工性、耐热性方面考虑，优选乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物等。
[0046]烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物中(甲基)丙烯酸系化合物单元的含量没有特别限制，优选含有5?40质量％，更优选含有10?38质量％，进一步优选含有15?35质量％。
[0047]通过使(甲基)丙烯酸系化合物单元的含量为5质量％以上，可以提高与作为被覆外层的氟系树脂的密合性，可以容易地进行利用剥线钳进行的被覆材料的一次性剥去。
[0048]另外，通过使(甲基)丙烯酸系化合物单元的含量为40质量％以下，可以防止被覆内层与POF的密合性变得过强而与作为被覆外层的氟系树脂的一次性剥去变得困难。
[0049]予以说明，出于赋予防止从POF向被覆层的漏光、或者防止外部光线向POF内部的入射的功能的目的，可以在被覆内层中添加炭黑等黑色颜料。添加量没有特别限定，例如，在构成被覆内层的树脂总量中，可以添加0.15?5质量％，更优选添加0.2?2.5质量％，进一步优选添加0.3?1.5质量％。通过设为0.15质量％以上，可以抑制外部光线向POF的光入射，可以不损害作为POF本来的利用目的的通信稳定性地进行使用。通过设为5质量％以下，即使在使POF弯曲的状态下进行敷设，也可以抑制来自弯曲部的漏光。
[0050]另外，出于提高阻燃性的目的，可以添加氢氧化镁、氢氧化铝等金属氢氧化物、红磷、有机磷酸化合物等磷化合物、三聚氰胺氰尿酸酯等氮系阻燃剂。这些添加剂的添加量只要处于不损害本发明所期望的特性的范围，就没有特别限定。
[0051]例如，如果是金属氢氧化物，那么相对于被覆内层总量，可以设为15?50质量％，更优选设为20?48质量％，进一步优选设为20?45质量％。如果是磷化合物，那么相对于被覆内层总量，可以设为I?10质量％，更优选设为2?8质量％,进一步优选设为3?7质量％。如果是氮系阻燃剂，那么相对于前述被覆内层总量，可以设为10?50质量％，更优选设为15?45质量％，进一步优选设为20?40质量％。
[0052]这些化合物可以单独使用I种，也可以组合2种以上而使用。在组合2种以上而使用的情况下，例如，可以从金属氢氧化物(同一种类的阻燃剂)中组合2种以上，也可以组合金属氢氧化物与磷化合物那样的其它种类的阻燃剂而使用。
[0053]其中尤其是氢氧化镁与红磷的组合由协同效果带来的自熄性高，通过以被覆内层总量中10?50质量％添加氢氧化镁、以被覆内层总量中I?10质量％添加红磷，可以显现高度的阻燃性，因而非常优选。
[0054](2-2)被覆外层
[0055](2-2-1)氟系树脂
[0056]下面，对本发明中使用的被覆外层的树脂进行说明。如前所述，被覆外层的树脂使用与作为被覆内层的由烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物形成的共聚物的密合性良好且可以对光缆赋予充分的阻燃性的树脂。
[0057]作为这样的树脂，使用氟原子含量为50质量％以上的氟系树脂。在本发明中，被覆外层以氟原子含量为50质量％以上的氟系树脂为主要成分而构成。作为主要成分而构成意思是相对于外层的总质量具有50质量％以上的氟原子含量为50质量％以上的氟系树月旨。前述氟系树脂相对于外层的总质量优选为70质量％以上，进一步更优选为80质量％以上。
[0058]此处，所谓氟系树脂所含有的氟原子的含有率，是将构成高分子链的重复单元所含有的氟原子的含量定义为氟含量。如果氟原子含量为50质量％以上，则具有后述那样的可以在斯坦纳隧道燃烧试验中合格的高度的阻燃性，因此非常优选。更优选将氟原子含量设为53质量％以上，进一步优选设为55质量％以上。
[0059]其中，特别优选含有偏二氟乙烯单元的氟系树脂。通过使用含有偏二氟乙烯的氟系树脂，可以防止树脂的熔融温度变得过高，POF的被覆变得容易进行。另外，可以获得与前述的由烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物形成的共聚物的密合效果，因而优选。
[0060]作为含有偏二氟乙烯单元的氟系树脂没有特别限制，可以列举偏二氟乙烯-三氟乙烯系共聚物(2F-3F)、偏二氟乙烯-四氟乙烯系共聚物(2F-4F)、偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物(2F-6F)、偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯系共聚物(2F-4F-6F)、偏二氟乙烯-二氟氯乙烯系共聚物(2F-3FC1)等。
[0061]其中，从熔融粘度低、容易加工的观点考虑，优选偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物、偏二氟乙烯-三氟氯乙烯系共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯系共聚物。
[0062]以上例示出的树脂可单独使用I种，也可组合2种以上的树脂而使用。另外，这些树脂可以是分子链中包含其它成分的共聚物，也可以是侧链上接枝结合有其它成分的共聚物。[0063](2-2-2)表面改件剂
[0064]这些氟系树脂具有高度的阻燃性，但是如前所述，氟系树脂中，有的容易产生成为线缆外观粗糙的原因的熔体破裂，成型性非常差，根据情况，还有的需要在230°C以上的高温进行熔融，难以作为POF的线缆材料直接使用。因此，优选在氟系树脂中添加表面改性剂。
[0065]添加了表面改性剂的氟系树脂根据JIS K7210-1999得到的MFR(230°C、21.2N)优选为3?50g/10min,更优选为3.5?45g/10min,进一步优选为4?40g/10min。通过将MFR设为3g/10min以上，可以降低在将树脂被覆于POF而制成线缆时由树脂施加于POF裸线的压力，可以不损害POF的光学特性地制造所期望的POF线缆。另外，通过将MFR设为50g/10min以下，树脂的加工性提高，可以在POF线缆的制造速度下抑制熔体破裂的产生。
[0066]作为这样的表面改性剂，可以适当使用与含有偏二氟乙烯单元的氟系树脂的相溶性优异、优选根据JIS K7210-1999得到的MFR(230°C>21.2N)处于5?500g/10min、更优选处于7?400g/10min、进一步优选处于10?300g/10min的范围的流动性高的树脂。作为这样的树脂，可以适当使用例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸叔丁酯等丙烯酸系树脂或它们的共聚物、或者聚酰胺12、聚酰胺612、聚酰胺11等聚酰胺系树脂或它们的共聚物
坐寸o
[0067]这些表面改性剂之中，作为丙烯酸系树脂的聚甲基丙烯酸甲酯、作为聚酰胺系树脂的聚酰胺12、聚酰胺11的流动性特别优异，与前述氟系树脂的相溶性也良好，因此特别优选。在使用丙烯酸系树脂的情况下，该树脂的数均分子量为10000?50000左右、更优选为15000?45000、进一步优选为20000?40000的低分子量体流动性高，因而优选。
[0068]这些表面改性剂的含量没有特别限制，在被覆外层总量中优选为0.5?20质量％，更优选为5?17质量％，进一步优选为7?15质量％。通过将表面改性剂的含量设为0.5质量％以上，可以获得作为表面改性剂的充分的效果，可以抑制在被覆时由氟系树脂导致的熔体破裂的发生。通过将表面改性剂的含量设为20质量％以下，可以获得充分的阻燃性，同时，可以提高POF线缆的成型性、外观。
[0069](2-2-3)添加剂等
[0070]予以说明，出于提高识别性、外观设计性的目的，在这些被覆外层中，也可以在不损害其特性的范围内添加添加剂。添加剂的种类没有特别限定，可根据目的进行适当选择，可以适当使用颜料。
[0071]作为颜料，其种类没有限定，可以使用公知的颜料。例如可以使用无机系颜料、有机系颜料。例如，作为黑色颜料可以列举炭黑、四氧化三铁等，作为白色颜料可以列举二氧化钛、氧化锌等，作为黄色颜料可以列举偶氮系有机颜料、黄铅、铬黄、锌黄等，作为蓝色颜料可以列举群青(ultramarine blue)、钴蓝等,作为绿色颜料可以列举氧化铬、钴绿等。其中，从隐蔽率的观点考虑，作为黑色颜料特别优选炭黑。另外，作为白色颜料，优选二氧化钛、氧化锌，从隐蔽率、着色力的观点考虑，特别优选二氧化钛。另外从隐蔽率、着色力的观点考虑，作为蓝色颜料，特别优选群青，作为绿色颜料，特别优选氧化铬。
[0072]关于颜料的含量，只要不阻碍由本发明的被覆外层获得的效果就没有特别限制，例如在被覆外层总量中可以设为0.5?10质量％，更优选设为I?7质量％，进一步优选设为3?6质量％。上述的颜料是使外层着色从而对POF线缆赋予识别性、外观设计性等的物质，因此，通过将颜料设为0.5质量％以上，可以发出所期望的颜色，从而可以提高识别性。通过将添加量设为10质量％以下，可以避免下述情况:线缆的机械强度降低、或者因颜料向POF内部的转移而导致光学特性降低。
[0073](2-2-4) POF 线缆
[0074]以这种方式制造的POF线缆的外径多为1.5mm或2.2mm，考虑到一般的POF的外径为1.0mm,在直径为1.5mm的POF线缆的情况下，被覆层的厚度为0.25mm左右，因此，优选被覆内层为0.1mm、被覆外层为0.15mm左右。另外，在直径为2.2mm的POF线缆的情况下，被覆层的厚度为0.6mm左右，因此，优选被覆内层为0.25mm、被覆外层为0.35mm左右。通过将被覆内层与被覆外层的厚度比例设为上述那样的组成，可以获得所期望的阻燃效果。
[0075]予以说明，被覆内层的厚度只要可以抑制来自外部光线的光入射、在使POF线缆弯曲的状态下进行敷设时的通信光的漏光即可，因此，为了获得充分的漏光效果和良好的阻燃性以及作为线缆的外观设计性(色调)，优选被覆内层与被覆外层的厚度比(被覆内层:被覆外层)处于50:50?15:85的范围。
[0076]在先前所述的一般的POF线缆的外径为2.2mm的情况下，被覆层的厚度为
0.6mm(600 u m)，因而优选被覆内层处于90?300 y m的范围、被覆外层处于300?510 y m的范围，另外进一步优选被覆内层处于150?270 u m、被覆外层处于330?450 y m的范围，最优选的范围是被覆内层为240?264 u m、被覆外层为336?360 y m的厚度。它们分别相当于被覆内层与被覆外层的厚度比为50:50?15:85,25:75?45:55,40:60?44:56。
[0077]如果被覆内层的厚度相对于被覆层的厚度为15%以上(被覆外层的厚度相对于被覆层的厚度为85%以下)，则可以确保斯坦纳隧道燃烧试验足够过关的充分的阻燃性，可以获得所期望的外观设计性的POF线缆。如果被覆内层的厚度相对于被覆层的厚度为50%以下(被覆外层的厚度相对于被覆层的厚度为50%以上)，则可以确保充分的阻燃性且不损害作为POF本来的利用目的的通信稳定性地进行使用。
[0078]本发明的POF线缆具有满足NFPA (美国消防协会)标准262的斯坦纳隧道燃烧试验的阻燃性。
[0079]NFPA标准262是指美国消防协会所制定的使用斯坦纳隧道试验装置进行的燃烧试验的标准，目前是要求最高的阻燃性能的试验。燃烧试验是在设置于控制了温度、湿度、室内压力的试验室内的斯坦纳隧道试验装置(在全长约8m的试验炉内设置有长度约7m、宽度约0.3m的线缆托盘)中，在遍及全长地铺满了线缆试样的状态下进行的、对延烧性以及发烟性进行评价的试验。根据本发明的POF线缆的形态，可以在斯坦纳隧道燃烧试验中合格。
[0080]最后，对本发明的POF线缆的制造方法进行说明。
[0081 ] 在制造本发明的构成的POF线缆时，在对POF赋以被覆层的被覆工序中，可以使用具备十字头模具(cross head die)的挤出被覆装置对POF进行被覆。本发明的POF线缆可以用具备口模(dies)和螺纹接头(nipple)的十字头(cross head)形成被覆内层,然后分批式地形成被覆外层，也可以使用口模和螺纹接头为二段的十字头一次性被覆二层。
[0082]下面，基于图2对本发明的另一实施方式进行说明。
[0083]图2为2芯并行POF线缆的剖视图，2根POF线缆的被覆外层14结合在一起。为了制造这种结构的POF线缆，例如可以通过下述操作获得:使用十字头模具挤出被覆装置在P0F12的外周形成被覆内层13，然后分批式地用具备2芯用的口模/螺纹接头的十字头被覆被覆外层14。
[0084]通常在通信用途中使用POF线缆时，需要将POF线缆的一端连接于光源系统，将另一端连接于受光系统。此时，在双向进行通信的情况下，通过以各自具备这样的光源-受光系统的方式使用2根POF线缆，可以容易地进行双向通信。因此，也可以用2根POF制成图2那样的2芯POF线缆。
[0085]实施例[0086]以下，通过列举实施例对本发明进行说明，但本发明的范围不限定于这些实施例。实施例中的各评价方法如下。
[0087][斯坦纳隧道燃烧试验]
[0088]关于POF线缆的阻燃性评价，依照NFPA (美国消防协会)262的斯坦纳隧道燃烧试验实施燃烧试验。将所需根数份(1.5mm的POF线缆为约203根，2.2mm POF线缆为约138根)的POF线缆在装置的水平托盘上布设多条，利用规定的燃气燃烧器燃烧20分钟。将最大火焰的火焰不扩展至距燃气燃烧器的火焰尖端5ft以上并且光密度的峰值最大为0.5以下、平均值密度最大为0.15以下的情况设为合格。
[0089][传输损耗]
[0090]通过25m_5m削减法(cutback method)测定传输损耗(dB/km)。使用测定波长为650nm、入射光的NA (数值孔径)为0.1的光。
[0091][被覆树脂的剥去性]
[0092]利用市售的剥线钳3000B (VESSEL公司制)对被覆内层与被覆外层的密合程度进行评价。对于使用外径1.0mm的POF裸线制作的POF线缆，剥线钳的线缆剥去部的刃使用
1.2_用的部分。这是由于如果剥去部的刃使用1.0mm用的部分，则存在在剥去被覆时损伤POF的鞘部的可能，因此剥线钳的刃需要使用比POF的外径稍大的剥去刃。另外，出于同样的理由，对于POF裸线使用0.75mm的POF裸线而制作的POF线缆，剥线钳的线缆剥去部的刃使用1.0mm用的部分。将被覆内层与被覆外层可一次性地简单地剥离的情况设为合格(在表中表记为“〇”)，将仅被覆外层剥落的情况设为不合格(在表中表记为“ X ”)。
[0093][外观]
[0094]关于所制作的POF线缆的外观，使用泷川工程公司制的外径凸凹检出器(型号名:TM-1000XY)，通过目测对1000m线缆的表面的凸凹的有无以及外观的样子进行判定。线缆的测定条件设定为可以检测到±40iim以上的凹凸，将没有熔体破裂那样的表面粗糙、光滑而没有粒状物、瘤状物等的情况(凸凹测定器检测不到凹凸的情况)设为合格(在表中记为“〇”)，将产生了表面粗糙等的情况或者凸凹测定器检测出凹凸的情况设为不合格(在表中记为“ X ”)。
[0095]〈实施例1>
[0096]使用甲基丙烯酸甲酯(MMA)的均聚物(PMMA)作为芯材，使用偏二氟乙烯(2F) /四氟乙烯(4F) =80/20 (mol%)的共聚物作为鞘材，将它们熔融，从中心依次层叠为同心圆状进行复合纺丝，得到由芯直径980 u m、鞘厚10 ii m构成的外径1.0mm的P0F。
[0097]接着，作为被覆内层，使用在含有丙烯酸乙酯单元20质量％的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA树脂)中含有相对于该EEA树脂为0.45质量％的炭黑的物质。另外，作为被覆外层，使用在偏二氟乙烯(2F)/六氟丙烯(6F) =85/15 (mo 1%)(商标名:KYNAR Flex2500_20、阿科玛公司制、氟原子含量为61.0质量％、MFR(2300C>21.2N):2.90g/10min)中添加有10质量%的根据JIS K7210-1999得到的MFR(230°C >21.2N)为10.75g/10min的聚甲基丙烯酸甲酯(商标名:Acrypet TF9三菱丽阳公司制)作为表面改性剂的物质。添加表面改性剂后的树脂的 MFR(230°C、21.2N:JIS K7210-1999)为 3.73g/10min。另外，使用为了对被覆外层进行着色而含有5质量％的氧化锌作为着色颜料的树脂。
[0098]将它们供给于树脂被覆用十字头型被覆装置，在POF的外周依次被覆两种被覆材料，从而得到外径1.5mm的POF线缆。此时被覆内层的厚度为100 y m，被覆外层的厚度为150 u m。对以这种方式得到的POF线缆实施斯坦纳隧道燃烧试验并对燃烧的程度和发烟性进行评价。另外，为了评价POF线缆的加工性、外观设计性，进行被覆内层与被覆外层的一次性剥去性和外观的评价。将其结果汇总示于表2。如从表2可知，其为除了阻燃性之外，被覆材料的剥去性、外观也非常优异的POF线缆。
[0099]〈实施例2>
[0100]被覆外层所用的树脂使用下述物质:使用偏二氟乙烯(2F)/四氟乙烯(4F)/六氟丙烯(6F) =60/35/5 (mol%)(商标名:Dyneon THV220G、住友3M公司制、氟原子含量为69.5质量％、MFR(230°C、21.2N):7.03g/10min)作为氟系树脂，添加相对于该树脂为10质量％的、MFR(230°C、21.2N)为84g/10min的聚酰胺12 (商标名=Daiamid L1640大赛璐-赢创公司)作为表面改性剂，添加后的树脂的MFR为8.51g/10min ;除此以外，与实施例1同样地操作，得到外径1.5mm的POF线缆。将所得到的POF线缆的各种评价结果示于表2。
[0101]<实施例3>
[0102]将被覆外层所用的氟系树脂变更为偏二氟乙烯(2F)-四氟乙烯(4F)共聚物(商标名:Neoflon VP-50、大金工业公司制、氟原子含量为62.7质量％、MFR(230°C、21.2N):
10.65g/10min)，添加相对于该树脂为5质量％的实施例2所用的聚酰胺12作为表面改性齐U，使添加后的树脂的MFR为12.05g/10min,向该树脂中添加相对于该树脂为I质量％的炭黑作为着色颜料，通过与实施例1同样的方法得到外径2.2mm的POF线缆。此时被覆内层的厚度为250 ym，被覆外层的厚度为350 ym。将所得到的POF线缆的各种评价结果示于表2。
[0103]<实施例4>
[0104]作为被覆内层，使用向乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(丙烯酸乙酯单元35质量％)中添加相对于内层总质量为45质量％的氢氧化镁和为5质量％的红磷作为阻燃剂而得到的树脂组合物；作为被覆外层，在向偏二氟乙烯(2F)-三氟氯乙烯(3F)系共聚物=80/20(mol%)(商标名:Cefral Soft G150、中央硝子公司制、氟原子含量为56.8质量％、MFR(230°C、21.2N):5.76g/10min)中添加相对于该树脂为10质量％的聚酰胺12作为表面改性剂从而使添加后的树脂的MFR为7.32g/10min的树脂中，添加相对于该树脂为5质量％的二氧化钛作为着色颜料；除此以外，与实施例3同样地操作，得到外径2.2mm的POF线缆。将所得到的POF线缆的各种评价结果示于表2。
[0105]<实施例5 >
[0106]将被覆外层中使用的表面改性剂变更为实施例1中所使用的聚甲基丙烯酸甲酯，制成添加后的树脂的MFR为6.46g/10min的树脂，除此以外，与实施例4同样地操作，得到外径1.5mm(被覆内层的厚度IOOii m、被覆外层的厚度150 iim)的POF线缆。将所得到的POF线缆的各种评价结果示于表2。
[0107]<比较例1>
[0108]被覆内层以及被覆外层使用低密度聚乙烯(PE、商标名:UBE C180、宇部丸善公司制、MFR(2300C >21.2N):0.68g/10min)，使用含有60质量%的氢氧化镁、5质量%的红磷作为阻燃剂的树脂组合物作为内层，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作外径1.5mm的POF线缆。所得到的POF线缆的阻燃性差，在斯坦纳隧道燃烧试验中不能合格。
[0109]<比较例2>
[0110]被覆内层以及被覆外层使用使用了氯乙烯树脂(PVC、商标名:Kanevinyl S1003、KANEKA CORPORATION制)、向其中添加了 10质量％的氢氧化铝、2质量％的三氧化锑作为阻燃剂的PVC复合物，除此以外，通过与实施例1同样的方法制作外径1.5mm的POF线缆。进行所得到的POF线缆的燃烧试验，结果是树脂本身的自熄性高，但在燃烧时发烟多，在斯坦纳隧道燃烧试验中不能合格。
[0111]<比较例3>
[0112]被覆内层使用比较例2所使用的PVC，除此以外，与实施例4同样地操作，得到POF线缆。所得到的POF线缆的外观良好且阻燃性优异，但是超过了作为燃烧时的发烟性(光密度的最大值)的基准的0.5，因而在斯坦纳隧道燃烧试验中不能合格。另外，被覆层的剥去性(被覆内层与被覆外层的密合性)差，利用市售的剥线钳不能一次性剥去。
[0113]<比较例4>
[0114]被覆内层使用偏二氟乙烯(2F)/六氟丙烯(6F)系树脂，被覆外层使用含有丙烯酸乙酯单元20质量％的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(MFR(230。。、21.2N):0.93g/10min)，除此以外，与实施例1同样地操作，得到POF线缆。所得到的POF线缆燃烧时的火焰的最大火焰超过了作为基准的5英尺，因而在斯坦纳隧道燃烧试验中不能合格。另外，被覆内层使用了氟系树脂，因此，与POF的密合性过强，利用市售的剥线钳不能剥去。
[0115]<实施例6>
[0116]使用外径为0.75mm的POF裸线，将被覆内层的厚度和被覆外层的厚度变更为如表3所示，制作外径1.5mm的POF线缆，除此以外，与实施例1同样地操作，得到POF线缆。将评价结果示于表3。
[0117]<实施例7>
[0118]使用外径为0.75mm的POF裸线，将被覆内层的厚度和被覆外层的厚度变更为如表3所示，制作外径1.5mm的POF线缆，除此以外，与实施例4同样地操作，得到POF线缆。将评价结果示于表3。
[0119]<实施例8>
[0120]使用外径为1.0mm的POF裸线，将被覆内层的厚度和被覆外层的厚度变更为如表3所示，除此以外，与实施例4同样地操作，得到POF线缆。将评价结果示于表3。
[0121]<实施例9>
[0122]使用外径为1.0mm的POF裸线，使用乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(丙烯酸乙酯单元20质量％)作为被覆内层，除此以外，与实施例4同样地操作，得到POF线缆。将评价结果示于表3。[0123]<实施例10?11 >
[0124]使用外径为1.0mm的POF裸线，将被覆内层的厚度和被覆外层的厚度变更为如表3所示，制作外径2.2mm的POF线缆，除此以外，与实施例4同样地操作，得到POF线缆。将评价结果示于表3。
[0125]<实施例12?13 >
[0126]使用外径为1.0mm的POF裸线，将被覆内层的厚度和被覆外层的厚度变更为如表3所示，制作外径2.2mm的POF线缆，除此以外，与实施例1同样地操作，得到POF线缆。将评价结果示于表3。
[0127]表I
【权利要求】
1.一种塑料光缆，其特征在于，其为包含塑料光纤与被覆于塑料光纤的被覆层的塑料光缆， 被覆层包含内层与外层至少2层，被覆内层含有树脂，所述树脂包含烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物，被覆外层以氟原子含量为50质量％以上的氟系树脂为主要成分而构成。
2.根据权利要求1所述的塑料光缆，烯烃是碳原子数为2?6的链烯。
3.根据权利要求1或2所述的塑料光缆，烯烃是乙烯。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的塑料光缆，其特征在于，氟系树脂包含含有选自由偏二氟乙烯-三氟乙烯系共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯系共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯系共聚物、偏二氟乙烯-三氟氯乙烯系共聚物、以及偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯系共聚物组成的组中的至少I种的树脂。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的塑料光缆， 被覆外层中除了氟系树脂之外还包含表面改性剂， 所述氟系树脂与表面改性剂的混合物根据JIS K7210-1999得到的MFR为3?50g/10mino
6.根据权利要求1?5中任一项所述的塑料光缆，表面改性剂是根据JISK7210-1999得到的MFR为10?500g/10min的化合物。
7.根据权利要求5或6所述的塑料光缆，其特征在于，表面改性剂是选自由(甲基)丙烯酸酯系树脂、聚酰胺系树脂以及它们的共聚物组成的组中的至少I种。
8.根据权利要求1?7中任一项所述的塑料光缆，其特征在于，烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物中(甲基)丙烯酸系化合物单元的含量为5?40质量％。
9.根据权利要求1?8中任一项所述的塑料光缆，其特征在于， 烯烃与(甲基)丙烯酸系化合物的共聚物是选自由乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、以及乙烯-丙烯酸丁酯共聚物组成的组中的至少I种。
10.根据权利要求1?9中任一项所述的阻燃性塑料光缆，其特征在于，塑料光缆具有满足NFPA(美国消防协会)标准262的斯坦纳隧道燃烧试验的阻燃性。
【文档编号】G02B6/44GK103814319SQ201280044546
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年9月14日 优先权日:2011年9月14日
【发明者】木村刚, 塚本好宏, 浅野浩司 申请人:三菱丽阳株式会社