JP2009237571A - Plastic optical fiber cable and signal transmitting method - Google Patents
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
【課題】耐熱性に優れたプラスチック光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】ポリメタクリル酸メチル又はメタクリル酸メチルを主成分とする共重合体からなるコアと、クラッド、被覆層を有するプラスチック光ファイバケーブルにおいて、クラッドは、特定の含フッ素オレフィン系樹脂からなる層を少なくとも最外層に有し、被覆層は、内側から順に光遮断被覆層、機能被覆層からなり、機能被覆層は、臭素系高分子難燃剤を含有し、特定の結晶融点を持ち、酸素透過率P(cm3・cm/(cm2・sec・Pa))が特定の関係を満たす無着色の又は無機顔料により着色されたナイロン系樹脂組成物から形成され、光遮断被覆層は、ナイロン11及びナイロン12の少なくとも一方のナイロン系樹脂を主成分として含有し、ナイロン系樹脂由来のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量が特定の範囲にある樹脂組成物から形成されている。
【選択図】図1A plastic optical fiber cable excellent in heat resistance is provided.
In a plastic optical fiber cable having a core made of polymethyl methacrylate or a copolymer mainly composed of methyl methacrylate, a clad and a coating layer, the clad is a layer made of a specific fluorine-containing olefin resin. At least on the outermost layer, and the coating layer is composed of a light shielding coating layer and a functional coating layer in order from the inside. The functional coating layer contains a brominated polymer flame retardant, has a specific crystal melting point, and transmits oxygen. The light blocking coating layer is made of a nylon resin composition that is uncolored or colored with an inorganic pigment, with a rate P (cm 3 · cm / (cm 2 · sec · Pa)) satisfying a specific relationship. And nylon 12 as a main component, and the total content of the monomer compound and oligomer compound derived from the nylon resin is special. It is formed from a resin composition in a certain range.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、100〜110℃程度の高温環境下において、長期間にわたり安定に信号伝送のできるプラスチック光ファイバケーブル、及びこの光ファイバケーブルと、発光中心が500nm以上600nm以下の範囲にある可視光発光ダイオードを組み合わせて用いる信号伝送方法に関する。 The present invention relates to a plastic optical fiber cable capable of stably transmitting signals over a long period of time in a high temperature environment of about 100 to 110 ° C., and visible light emission having a light emission center in the range of 500 nm to 600 nm. The present invention relates to a signal transmission method using a combination of diodes.
従来、光ファイバとしては、広い波長領域にわたって優れた光伝送を行うことができる石英系光ファイバが幹線系を中心に実用化されているが、この石英系光ファイバは高価で加工性が低い。そのため、より安価で、軽量、大口径であり、端面加工や取り扱いが容易である等の長所を有するプラスチック光ファイバ(以下、POFと略する。)が、ライティング用途やセンサー用途、あるいはFA、OA、LAN等の屋内配線用途の分野で実用化されている。 Conventionally, as an optical fiber, a silica-based optical fiber capable of performing excellent optical transmission over a wide wavelength region has been put into practical use mainly in a trunk line system, but this silica-based optical fiber is expensive and has low workability. Therefore, a plastic optical fiber (hereinafter abbreviated as POF) having advantages such as lower cost, lighter weight, large diameter, and easy end face processing and handling can be used for lighting applications, sensor applications, FA, OA. It has been put to practical use in the field of indoor wiring applications such as LAN.
なかでも、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)をコア材とするコア−クラッド構造を有するステップインデックス型(SI型)のPOFの外周に被覆層が形成されたPOFケーブルは、高速データ通信が可能で、軽量化や通信システムの低コスト化、電磁ノイズ対策等に優れる観点から自動車内LAN通信用配線として実用化されつつある。 In particular, a POF cable having a coating layer formed on the outer periphery of a step index type (SI type) POF having a core-clad structure with polymethyl methacrylate (PMMA) as a core material enables high-speed data communication. From the standpoint of weight reduction, cost reduction of the communication system, countermeasures against electromagnetic noise, etc., it is being put into practical use as a wiring for LAN communication in an automobile.
自動車のエンジンルームや天井裏部分などにPOFケーブルが配設されて使用される場合、100〜110℃程度の高温環境下において長期間わたり安定して信号伝送できることが望まれる。 When a POF cable is used in an engine room or a ceiling part of an automobile, it is desired that a signal can be stably transmitted over a long period of time in a high temperature environment of about 100 to 110 ° C.
一方、POFの光源として用いられてきた発光中心波長が650nm付近にある発光ダイオード(LED)は、100℃以上での耐熱性が不十分という問題があった。その理由は、このようなLEDはGaAlAs系材料から形成され、そのAl成分の含有量が多いとLED自身の耐熱性が低下する傾向があるためである。 On the other hand, a light emitting diode (LED) having an emission center wavelength near 650 nm, which has been used as a POF light source, has a problem that heat resistance at 100 ° C. or higher is insufficient. The reason is that such an LED is formed from a GaAlAs-based material, and if the content of the Al component is large, the heat resistance of the LED itself tends to be reduced.
100℃以上での耐熱性が優れた信号伝送システムとして、特許文献1(特開2001−74945号公報)には、発光中心を930〜990nmに有するLEDとノルボルネン系樹脂をコア材とするPOFからなる信号伝送システムが開示されており、特許文献2(特開2001−21737号公報)には、発光中心を750〜850nmに有するLEDとポリカーボネート系樹脂をコア材とするPOFからなる信号伝送システムが開示されている。このような近赤外波長の領域に発光中心を有するLEDは、Al成分の構成比が少ないので、LED自身の100℃以上での耐熱性は優れている。さらに、POFがこのような高温環境下に置かれた場合、一般的な現象として、POF素線部の熱酸化劣化により電子遷移吸収が増大したり、被覆材中に含まれる低分子化合物がPOF素線中に移行することによりレイリー散乱が増大したりするが、近赤外波長領域の伝送損失値にはその影響が及び難い。そのため、上記特許文献に記載された信号伝送質システムでは、100℃以上の高温環境下でも伝送損失の経時的な変化が小さく、十分長期間に渡り伝送損失を安定化させることが可能であった。 As a signal transmission system excellent in heat resistance at 100 ° C. or higher, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-74945) discloses an LED having a light emission center at 930 to 990 nm and a POF having a norbornene resin as a core material. A signal transmission system consisting of an LED having an emission center of 750 to 850 nm and a POF having a polycarbonate resin as a core material is disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21737). It is disclosed. Such an LED having an emission center in the near-infrared wavelength region has a low Al component composition ratio, and therefore the heat resistance of the LED itself at 100 ° C. or higher is excellent. Furthermore, when the POF is placed in such a high temperature environment, as a general phenomenon, the electron transition absorption increases due to the thermal oxidation deterioration of the POF strand portion, or the low molecular weight compound contained in the coating material is POF. Rayleigh scattering increases by moving into the strand, but the transmission loss value in the near infrared wavelength region is hardly affected. Therefore, in the signal transmission quality system described in the above-mentioned patent document, the change over time of the transmission loss is small even under a high temperature environment of 100 ° C. or higher, and it was possible to stabilize the transmission loss for a sufficiently long period. .
しかし、上記特許文献1に記載されているノルボルネン系樹脂をコア材とするPOFの930〜990nmにおける伝送損失は6000dB/km台であり、特許文献2に記載されているポリカーボネート系樹脂をコア材とするPOFの750〜850nmにおける伝送損失は1000dB/km台であり、両特許文献に記載されているPOFの伝送損失は極めて高く、自動車内LAN通信用配線として実用化するには不十分であった。 However, the transmission loss at 930 to 990 nm of the POF having the norbornene resin described in Patent Document 1 as a core material is on the order of 6000 dB / km, and the polycarbonate resin described in Patent Document 2 is used as a core material. The transmission loss of POF at 750 to 850 nm is in the 1000 dB / km range, and the POF transmission loss described in both patent documents is extremely high, which is insufficient for practical use as a wiring for LAN communication in an automobile. .
一方、発光中心波長を600nm以下に有する可視光LEDとしては、InGaN系(発光中心波長505nm、520nm)やPGaN系(発光中心波長565nm)、InGaAlP系(発光中心波長590nm)等が知られおり、LEDの耐熱性を低下させる原因となるAl成分を含まない、或いは含んでも構成比が小さいため、LED自身の100℃以上での耐熱性も十分実用化できるレベルに到達している。さらに、コア材がPMMA樹脂であるPOFは、波長570nm付近に伝送損失の窓(80〜90dB/km)があり、波長650nm付近の窓(約130〜140dB/km)と比較すると、伝送損失値が著しく低いという特徴もある。 On the other hand, as a visible light LED having an emission center wavelength of 600 nm or less, an InGaN system (emission center wavelength 505 nm, 520 nm), a PGaN system (emission center wavelength 565 nm), an InGaAlP system (emission center wavelength 590 nm), and the like are known. Since the composition ratio is small even if it does not contain an Al component that causes a decrease in the heat resistance of the LED, or has been included, the heat resistance of the LED itself at 100 ° C. or higher has reached a level at which it can be practically used. Furthermore, POF whose core material is PMMA resin has a transmission loss window (80 to 90 dB / km) in the vicinity of a wavelength of 570 nm, and a transmission loss value compared with a window in the vicinity of a wavelength of 650 nm (about 130 to 140 dB / km). There is also a feature that is extremely low.
しかし、このような波長の短い領域では、POFが100℃以上の高温環境下に置かれた場合、上述した電子遷移吸収やレイリー散乱の増大の影響を受け易いため、POFの伝送損失が増加し易いという問題がある。そのため、自動車内のような高温環境下で、POFと、発光中心が波長500〜600nmの範囲にあるLEDを用いた信号伝送システムを実用化することは難しいと考えられてきた。 However, in such a short wavelength region, when the POF is placed in a high temperature environment of 100 ° C. or higher, it is easily affected by the above-described increase in electronic transition absorption and Rayleigh scattering, so that POF transmission loss increases. There is a problem that it is easy. Therefore, it has been considered difficult to put into practical use a signal transmission system using POF and an LED having a light emission center in the wavelength range of 500 to 600 nm in a high temperature environment such as in an automobile.
本発明の目的は、耐熱性に優れたプラスチック光ファイバケーブル、及びこれを用いた信号伝送方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a plastic optical fiber cable excellent in heat resistance and a signal transmission method using the same.
本発明によれば、コアと該コアの外周に形成された1層または2層以上からなるクラッド層を有するプラスチック光ファイバ素線と、その外周に被覆層を有するプラスチック光ファイバケーブルであって、
前記コアは、ポリメタクリル酸メチル又はメタクリル酸メチルを主成分とする共重合体からなり、
前記クラッド層は、テトラフルオロエチレン単位を含み且つ示差走査熱量測定(DSC)における結晶融解熱が40mJ/mg以下である含フッ素オレフィン系樹脂からなる層を少なくとも最外層に有し、
前記被覆層は、内側から順に、光遮断被覆層、機能被覆層からなり、
前記機能被覆層は、臭素系高分子難燃剤を含有し、示差走査熱量測定(DSC)による結晶融点が240℃以上280℃以下の範囲にあり、且つISO14663−2:1999(Annex C)に定められた方法で測定した温度T(K)における酸素透過率P(cm3・cm/(cm2・sec・Pa))が、下記一般式(1)
P<8×10-2×exp(−5600/T) (1)
を満たす、無着色の又は無機顔料により着色されたナイロン系樹脂組成物から形成され、
前記光遮断被覆層は、ナイロン11及びナイロン12の少なくとも一方のナイロン系樹脂を主成分として含有し、含有されるナイロン系樹脂由来のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量が1.5質量%以下の範囲にある樹脂組成物から形成されている、プラスチック光ファイバケーブルが提供される。
According to the present invention, there is provided a plastic optical fiber cable having a core and a clad layer composed of one or more layers formed on the outer periphery of the core, and a plastic optical fiber cable having a coating layer on the outer periphery thereof.
The core is made of polymethyl methacrylate or a copolymer mainly composed of methyl methacrylate,
The clad layer has at least an outermost layer comprising a fluoroolefin-based resin containing a tetrafluoroethylene unit and having a heat of crystal melting in differential scanning calorimetry (DSC) of 40 mJ / mg or less,
The coating layer is composed of a light shielding coating layer and a functional coating layer in order from the inside,
The functional coating layer contains a bromine-based polymer flame retardant, has a crystal melting point by differential scanning calorimetry (DSC) in the range of 240 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and is defined in ISO 14663-2: 1999 (Annex C). The oxygen permeability P (cm 3 · cm / (cm 2 · sec · Pa)) at the temperature T (K) measured by the above method is expressed by the following general formula (1)
P <8 × 10 −2 × exp (−5600 / T) (1)
Satisfying, formed from a non-colored or pigmented nylon resin composition with an inorganic pigment,
The light shielding coating layer contains at least one nylon resin of nylon 11 and nylon 12 as a main component, and the total content of monomer compounds and oligomer compounds derived from the nylon resin contained is 1.5% by mass or less. There is provided a plastic optical fiber cable formed from a resin composition in the range of
また本発明によれば、前記機能被覆層が、結晶化度が30%以上55%以下の範囲にあるナイロン系樹脂組成物から形成されている、上記のプラスチック光ファイバケーブルが提供される。 According to the present invention, there is provided the plastic optical fiber cable, wherein the functional coating layer is formed from a nylon resin composition having a crystallinity in the range of 30% to 55%.
また本発明によれば、前記機能被覆層が、顕微鏡観察による球晶サイズの平均直径が0.01μm以上40μm以下の範囲にあるナイロン系樹脂組成物から形成されている、上記のいずれかのプラスチック光ファイバケーブルが提供される。 According to the invention, any one of the above plastics, wherein the functional coating layer is formed from a nylon resin composition having an average diameter of spherulite size by microscopic observation in the range of 0.01 μm to 40 μm. A fiber optic cable is provided.
また本発明によれば、前記機能被覆層が、ナイロン66を主成分とするナイロン系樹脂組成物から形成されている、上記のいずれかのプラスチック光ファイバケーブルが提供される。 In addition, according to the present invention, there is provided any one of the above plastic optical fiber cables, wherein the functional coating layer is formed from a nylon resin composition mainly composed of nylon 66.
また本発明によれば、前記機能被覆層が、前記臭素系高分子難燃剤として、臭素置換ポリスチレン又はポリ(臭素化ベンジルアクリレート)を臭素原子の含有量が1.5質量%以上30質量%以下の範囲となるように含有し、さらに酸化アンチモンを0〜20質量%の範囲で含有するナイロン系樹脂組成物から形成されている、上記のいずれかのプラスチック光ファイバケーブルが提供される。 Further, according to the present invention, the functional coating layer contains bromine-substituted polystyrene or poly (brominated benzyl acrylate) as the brominated polymer flame retardant, and the bromine atom content is 1.5% by mass or more and 30% by mass or less. The plastic optical fiber cable according to any one of the above is provided, which is formed from a nylon-based resin composition containing the antimony oxide in the range of 0 to 20% by mass.
また本発明によれば、前記機能被覆層が、無機顔料を0.1質量%以上10質量%以下の範囲で含有するナイロン系樹脂組成物から形成されている、上記のいずれかに記載のプラスチック光ファイバケーブルが提供される。 According to the invention, the plastic according to any one of the above, wherein the functional coating layer is formed from a nylon resin composition containing an inorganic pigment in a range of 0.1% by mass to 10% by mass. A fiber optic cable is provided.
また、本発明によれば、前記プラスチック光ファイバ素線と前記光遮断被覆層の間に、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、(メタ)アクリル酸メチル系樹脂、スチレン系樹脂、フッ化ビニリデン単独重合体、エチレン単位とビニルアルコール単位を含有する共重合体から選択される樹脂からなる保護被覆層を有する上記のいずれかに記載のプラスチック光ファイバケーブルが提供される。 According to the present invention, a polybutylene terephthalate resin, a (meth) methyl acrylate resin, a styrene resin, a vinylidene fluoride homopolymer, between the plastic optical fiber and the light shielding coating layer, Any one of the above plastic optical fiber cables having a protective coating layer made of a resin selected from a copolymer containing ethylene units and vinyl alcohol units is provided.
また本発明によれば、上記のいずれかに記載のプラスチック光ファイバケーブルを、発光中心を波長500nm以上600nm以下の範囲に有する可視光発光ダイオードと組み合わせて信号を伝送することを特徴とする信号伝送方法が提供される。 According to the invention, a signal transmission is characterized in that the plastic optical fiber cable according to any one of the above is combined with a visible light emitting diode having an emission center in a wavelength range of 500 nm to 600 nm. A method is provided.
本発明によれば、耐熱性に優れたプラスチック光ファイバケーブル、及びこれを用いた信号伝送システムを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a plastic optical fiber cable excellent in heat resistance and a signal transmission system using the same.
本発明者らは、高温(あるいは高温高湿)環境下で、プラスチック光ファイバケーブル(POFケーブル)の伝送損失が増加する原因が、被覆材中に含まれている低分子化合物がプラスチック光ファイバ素線(POF素線)中に移行してレイリー散乱が増大すること、及びPOFケーブルが放置されている環境中の酸素が被覆材を通過してPOF素線内に浸透、拡散して酸化劣化を引き起こし電子遷移吸収が増大することによることを見出した。そして、POFケーブルの被覆層の構造において、POF素線への低分子化合物(モノマーやオリゴマー)の移行量を抑え、さらに酸素透過性が低いナイロン系樹脂組成物からなる被覆層により酸素透過量を抑えて、レイリー散乱と電子遷移吸収の増大を抑制することにより、POFの波長650nmの伝送損失だけではなく、波長600nm以下の伝送損失の増加を抑制することが可能であることを見出した。
The present inventors have found that the reason why the transmission loss of a plastic optical fiber cable (POF cable) increases in a high-temperature (or high-temperature and high-humidity) environment is that the low-molecular compound contained in the coating material is a plastic optical fiber element. Rayleigh scattering increases by moving into the wire (POF strand), and oxygen in the environment where the POF cable is left passes through the coating material and penetrates and diffuses into the POF strand to cause oxidative degradation. It has been found that this is due to the increase in electronic transition absorption. Further, in the structure of the coating layer of the POF cable, the amount of low-molecular compounds (monomers and oligomers) transferred to the POF strand is suppressed, and the oxygen transmission rate is reduced by the coating layer made of a nylon resin composition having low oxygen permeability. It was found that by suppressing the increase in Rayleigh scattering and electronic transition absorption, it is possible to suppress not only the transmission loss of POF wavelength 650 nm but also the increase of transmission loss of
以下に、本発明のPOFケーブルの好適な実施の形態について説明する。 The preferred embodiments of the POF cable of the present invention will be described below.
[POFケーブルの基本構造]
本発明のPOFケーブルは、図1に示すように、コアと、その外周に形成された少なくとも一層のクラッドからなるコア/クラッド構造を有するPOF素線101と、その外周に設けられた、内層側から順に、光遮断被覆層102、機能被覆層103からなる被覆層を有する。
[Basic structure of POF cable]
As shown in FIG. 1, the POF cable of the present invention includes a core, a
[POF素線]
本発明のPOFケーブルでは、POF素線のコアを構成する材料(コア材)は、特に限定されるものではないが、105℃付近での長期耐熱性を満足する観点からは、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、メタクリル酸メチル(MMA)単位を主成分とする共重合体が好ましい(以下、これらをPMMA系樹脂と呼ぶ。)。この共重合体としては、メタクリル酸メチル(MMA)単位と1種類以上のビニル系単量体単位からなる共重合体が好ましい。PMMA系樹脂のなかでも、透明性と機械的強度のバランスに優れたPMMAが特に好ましい。コア材がMMAを主成分とする共重合体である場合には、透明性を十分に確保する点から、MMA単位の含有量は50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましい。MMAに対する共重合成分としては、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル等の、POF用コア材の原料としてこれまでに提案されている材料に使用されている成分を適宜選択することができる。
[POF strand]
In the POF cable of the present invention, the material (core material) constituting the core of the POF strand is not particularly limited, but from the viewpoint of satisfying long-term heat resistance at around 105 ° C., polymethyl methacrylate (PMMA) and copolymers having methyl methacrylate (MMA) units as main components are preferred (hereinafter referred to as PMMA resins). The copolymer is preferably a copolymer comprising methyl methacrylate (MMA) units and one or more types of vinyl monomer units. Among PMMA-based resins, PMMA excellent in balance between transparency and mechanical strength is particularly preferable. When the core material is a copolymer having MMA as a main component, the content of the MMA unit is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, from the viewpoint of sufficiently ensuring transparency. The mass% or more is more preferable. As a copolymerization component for MMA, a component used in a material proposed so far as a raw material for a core material for POF, such as methacrylic acid ester and acrylic acid ester, can be appropriately selected.
コアの外周に形成されるクラッドは、1層から形成されていてもよいし、2層以上の複数層から形成されてもよい。このクラッドは、コアあるいは内層クラッドの保護材として機能するための機械特性や耐熱性、耐薬品性、耐衝撃性、また、屈曲時の光ロスを十分低減できる程度に低屈折率であるといった光学特性の点から、含フッ素オレフィン系樹脂からなる層を少なくとも最外層に有する。この含フッ素オレフィン系樹脂としては、テトラフルオロエチレン(TFE)単位を少なくとも有し、結晶融解熱が40mJ/mg以下の含フッ素オレフィン系重合体を用いる。 The clad formed on the outer periphery of the core may be formed from one layer or may be formed from a plurality of layers of two or more layers. This clad has optical properties such as mechanical properties, heat resistance, chemical resistance, impact resistance, and low refractive index that can sufficiently reduce optical loss during bending to function as a protective material for the core or inner layer clad. From the viewpoint of characteristics, at least the outermost layer has a layer made of a fluorine-containing olefin resin. As this fluorine-containing olefin resin, a fluorine-containing olefin polymer having at least a tetrafluoroethylene (TFE) unit and a crystal melting heat of 40 mJ / mg or less is used.
TFE単位を含む含フッ素オレフィン系重合体としては、TFE単位と、フッ化ビニリデン(VdF)単位、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)単位、パーフルオロ(フルオロ)アルキルビニルエーテル(FVE)単位のうちの少なくとも1種とを共重合して得られる共重合体、VdF単位とTFE単位とヘキサフルオロアセトン単位との共重合体、TFE単位とHFP単位とエチレン単位との共重合体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。TFEに対する共重合成分としては、コスト、透明性、耐熱性の点から、VdF単位、HFP単位あるいはFVE単位が特に好ましい。 The fluorine-containing olefin polymer containing a TFE unit is at least one of a TFE unit, a vinylidene fluoride (VdF) unit, a hexafluoropropylene (HFP) unit, and a perfluoro (fluoro) alkyl vinyl ether (FVE) unit. A copolymer obtained by copolymerizing, a copolymer of VdF unit, TFE unit and hexafluoroacetone unit, a copolymer of TFE unit, HFP unit and ethylene unit, etc. Is not to be done. As a copolymerization component for TFE, a VdF unit, an HFP unit, or an FVE unit is particularly preferable from the viewpoint of cost, transparency, and heat resistance.
また、TFE単位を含む含フッ素オレフィン系重合体中にVdF単位とHFP単位のうち少なくとも1種類を含む樹脂は、POFの溶融紡糸時の安定性に優れている点で好ましい。 In addition, a resin containing at least one of a VdF unit and an HFP unit in a fluorine-containing olefin polymer containing a TFE unit is preferable in terms of excellent stability during POF melt spinning.
上記のTFE単位を含む含フッ素オレフィン系重合体の具体例としては、VdF単位60〜90質量%とTFE単位10〜40質量%からなる2元共重合体、VdF単位10〜60質量%と、TFE単位20〜70質量%と、HFP単位5〜35質量%とからなる3元共重合体、VdF単位5〜25質量%と、TFE単位50〜80質量%と、FVE単位5〜25質量%からなる3元共重合体、エチレン単位5〜60質量%と、TFE単位25〜70質量%と、HFP単位5〜45質量%とからなる3元共重合体、VdF単位10〜30質量%と、TFE単位40〜80質量%と、HFP単位5〜40質量%と、FVE単位0.1〜15質量%とからなる4元共重合体、TFE単位40〜90質量%と、FVE単位10〜60質量%とからなる2元共重合体、TFE単位30〜75質量%とHFP単位25〜70質量%からなる2元共重合体、等を挙げることができる。 Specific examples of the fluorine-containing olefin polymer containing the TFE unit include a binary copolymer composed of 60 to 90% by mass of VdF units and 10 to 40% by mass of TFE units, 10 to 60% by mass of VdF units, A terpolymer comprising 20 to 70% by mass of TFE units and 5 to 35% by mass of HFP units, 5 to 25% by mass of VdF units, 50 to 80% by mass of TFE units, and 5 to 25% by mass of FVE units. A terpolymer comprising 5 to 60% by mass of ethylene units, 25 to 70% by mass of TFE units, and 5 to 45% by mass of HFP units, and 10 to 30% by mass of VdF units. A quaternary copolymer comprising 40 to 80% by mass of TFE units, 5 to 40% by mass of HFP units and 0.1 to 15% by mass of FVE units, 40 to 90% by mass of TFE units, and 10 to 10% of FVE units. 60% by mass 2 terpolymer, consisting of TFE units 30 to 75 wt%, HFP units 25 to 70 wt% bipolymer, and the like.
FVE単位としては、CF2=CFOCF3、CF2=CFOCF2CF3、CF2=CFOCF2CF2CF3、CF2=CFOCH2CF3、CF2=CFOCH2CF2CF3、CF2=CFOCH2CF2CF2CF3、CF2=CFOCH3、CF2=CFOCH2CH3及びCF2=CFOCH2CH2CH3からなる群より選ばれた少なくとも1種の化合物の単位は、原料が低コストで得られる点から好ましい。 The FVE unit, CF 2 = CFOCF 3, CF 2 = CFOCF 2 CF 3, CF 2 = CFOCF 2 CF 2 CF 3, CF 2 = CFOCH 2 CF 3, CF 2 = CFOCH 2 CF 2 CF 3, CF 2 = The unit of at least one compound selected from the group consisting of CFOCH 2 CF 2 CF 2 CF 3 , CF 2 = CFOCH 3 , CF 2 = CFOCH 2 CH 3 and CF 2 = CFOCH 2 CH 2 CH 3 This is preferable because it can be obtained at low cost.
さらに、本発明においては、少なくともクラッド最外層を形成する含フッ素オレフィン系重合体として、示差走査熱量測定(DSC)による結晶融解熱の値が40mJ/mg以下の樹脂を用いる必要があり、20mJ/mg以下の樹脂が好ましく、15mJ/mg以下の樹脂がより好ましい。結晶融解熱が高すぎると、特に40mJ/mgを超えると、樹脂の結晶性が高くなり、高温環境下においては樹脂の透明性の低下が起こって、POFケーブルの初期および高温環境下での伝送損失が増大する原因となる。少なくともクラッド最外層を構成する含フッ素オレフィン系重合体として、結晶融解熱が上記の範囲内において、例えば1mJ/mg以上の樹脂を用いることができる。 Furthermore, in the present invention, it is necessary to use a resin having a crystal melting heat value of 40 mJ / mg or less by differential scanning calorimetry (DSC) as a fluorine-containing olefin polymer forming at least the outermost clad layer. A resin of mg or less is preferred, and a resin of 15 mJ / mg or less is more preferred. If the heat of crystal fusion is too high, especially if it exceeds 40 mJ / mg, the resin crystallinity will be high, and the transparency of the resin will be reduced in a high-temperature environment, and the POF cable will be transmitted in the initial and high-temperature environments. This causes an increase in loss. As the fluorine-containing olefin polymer constituting at least the outermost layer of the clad, a resin having a crystal melting heat within the above range, for example, 1 mJ / mg or more can be used.
クラッドが複数層で形成されている場合、その内層側の内層クラッドを形成する樹脂としては、フッ素化メタクリレート系重合体、フッ化ビニリデン系重合体等のPOF用クラッド材として提案されている材料を適宜選択することができる。特にフッ素化メタクリレート系重合体は、屈折率の調整が容易で、良好な透明性及び耐熱性を有しながら、屈曲性及び加工性に優れる重合体であるため好ましい。 When the clad is formed of a plurality of layers, the resin that forms the inner clad on the inner layer side is a material proposed as a clad material for POF, such as a fluorinated methacrylate polymer or a vinylidene fluoride polymer. It can be selected appropriately. In particular, a fluorinated methacrylate polymer is preferable because it is easy to adjust the refractive index, has excellent transparency and heat resistance, and is excellent in flexibility and workability.
上記フッ素化メタクリレート系重合体としては、例えば、良好な透明性及び耐熱性を有しながら、屈曲性及び加工性に優れる重合体として、
下記一般式(6)
CH2=CX−COO(CH2)m−R1f (6)
(式中、Xは水素原子、フッ素原子、又はメチル基、R1fは炭素数1〜12の(フルオロ)アルキル基、mは1又は2の整数を示す。)
で表される(メタ)アクリル酸フッ素化アルキルエステルの単位(A)15〜90質量%と、単位(A)の単量体と共重合可能な単量体の単位(B)10〜85質量%からなり、屈折率が1.39〜1.475の範囲にある共重合体を用いることができる。
As the fluorinated methacrylate-based polymer, for example, as a polymer excellent in flexibility and workability while having good transparency and heat resistance,
The following general formula (6)
CH 2 = CX-COO (CH 2) m -R 1f (6)
(Wherein, X represents a hydrogen atom, a fluorine atom, or a methyl group, R 1f represents a (fluoro) alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and m represents an integer of 1 or 2).
15 to 90% by mass of the (meth) acrylic acid fluorinated alkyl ester unit represented by the formula (B) and 10 to 85% by mass of the monomer unit (B) copolymerizable with the monomer of the unit (A). %, And a copolymer having a refractive index in the range of 1.39 to 1.475 can be used.
(メタ)アクリル酸フッ素化アルキルエステルの単位(A)としては、(メタ)アクリル酸−2,2,2−トリフルオロエチル(3FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(4FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(5FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル(6FM)、(メタ)アクリル酸−1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(8FM)、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロブチル)エチル(9FM)、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロヘキシル)エチル(13FM)、(メタ)アクリル酸−1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニル(16FM)、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロオクチル)エチル(17FM)、(メタ)アクリル酸−1H,1H,11H−(イコサフルオロウンデシル)(20FM)、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロデシル)エチル(21FM)等を挙げることができるが、特に限定されるものではない。 As the unit (A) of the (meth) acrylic acid fluorinated alkyl ester, (meth) acrylic acid-2,2,2-trifluoroethyl (3FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3- Tetrafluoropropyl (4FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (5FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,4,4,4-hexafluoro Butyl (6FM), (meth) acrylic acid-1H, 1H, 5H-octafluoropentyl (8FM), (meth) acrylic acid-2- (perfluorobutyl) ethyl (9FM), (meth) acrylic acid-2- (Perfluorohexyl) ethyl (13FM), (meth) acrylic acid-1H, 1H, 9H-hexadecafluorononyl (16FM), (meth) acrylic acid-2- (perfluoroio Cyl) ethyl (17FM), (meth) acrylic acid-1H, 1H, 11H- (icosafluoroundecyl) (20FM), (meth) acrylic acid-2- (perfluorodecyl) ethyl (21FM), etc. However, it is not particularly limited.
一方、単位(A)の単量体と共重合可能な単量体の単位(B)として、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステルや、メタアクリル酸等の化合物の単位を挙げることができるが、特に限定されるものではない。 On the other hand, as a monomer unit (B) copolymerizable with the monomer of the unit (A), (meth) methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, etc. Examples of the unit include compounds such as alkyl acrylates and methacrylic acid, but are not particularly limited.
これらの中から、クラッド材としての透明性や耐熱性を満足するように、1種類以上の化合物を適宜選択すればよい。中でも、(メタ)アクリル酸メチルは、(メタ)アクリル酸フッ素化アルキルエステルと共重合することによって、クラッド材の透明性や耐熱性、さらに機械的強度をバランス良く向上させることができる点から好ましい。また、メタアクリル酸の単位を、フッ素化メタクリレート系重合体中に0.5〜5質量%の範囲で含有させることによって、POFのコア材及びクラッド最外層の樹脂の両方に対する密着性を向上できる。 From these, one or more kinds of compounds may be appropriately selected so as to satisfy the transparency and heat resistance of the clad material. Among them, methyl (meth) acrylate is preferable from the viewpoint that the transparency and heat resistance of the clad material and the mechanical strength can be improved in a well-balanced manner by copolymerizing with (meth) acrylic acid fluorinated alkyl ester. . Moreover, by including the methacrylic acid unit in the range of 0.5 to 5% by mass in the fluorinated methacrylate polymer, the adhesion to both the core material of the POF and the resin of the clad outermost layer can be improved. .
POFに低曲げ損失が要求される場合には、(メタ)アクリル酸−2−(パーフルオロオクチル)エチル(17FM)の単位10〜40質量%と、(メタ)アクリル酸−2,2,2−トリフルオロエチル(3FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(4FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(5FM)のうち少なくとも1種類からなる単位40〜90質量%と、メタクリル酸メチルの単位0〜20質量%からなり、屈折率が1.39〜1.43の範囲にある共重合体が好ましい。 When low bending loss is required for POF, the unit of 10 to 40% by mass of (meth) acrylic acid-2- (perfluorooctyl) ethyl (17FM) and (meth) acrylic acid-2,2,2 -Trifluoroethyl (3FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3-tetrafluoropropyl (4FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (5FM) ) Is preferably a copolymer having 40 to 90% by mass of at least one unit and 0 to 20% by mass of methyl methacrylate and having a refractive index in the range of 1.39 to 1.43.
POFに高い伝送帯域が要求される場合には、(メタ)アクリル酸−2,2,2−トリフルオロエチル(3FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(4FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(5FM)のうち少なくとも1種類からなる単位15〜30質量%と、メタクリル酸メチルの単位70〜95質量%からなり、屈折率が1.45〜1.475の範囲にある共重合体が好ましい。 When high transmission bandwidth is required for POF, (meth) acrylic acid-2,2,2-trifluoroethyl (3FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ( 4FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (5FM), at least one unit of 15 to 30% by mass, and methyl methacrylate unit of 70 to 95% by mass. A copolymer having a refractive index in the range of 1.45 to 1.475 is preferred.
尚、前述のようにクラッド層は2層以上の複数層から形成されてもよいが、製造コストを低減する観点からは、最外層クラッドとコアの間に内層クラッドとして第1クラッドのみを備え、第1クラッド及びその外周に最外層クラッドとして第2クラッド層を備えた2層構造とすることが好ましい。 As described above, the clad layer may be formed of a plurality of layers of two or more layers, but from the viewpoint of reducing the manufacturing cost, only the first clad is provided as the inner clad between the outermost clad and the core, It is preferable to have a two-layer structure including a first cladding and a second cladding layer as an outermost cladding around the first cladding.
[光遮断被覆層]
次に本発明のPOFケーブルを構成する光遮断被覆層について説明する。
[Light blocking coating layer]
Next, the light shielding coating layer constituting the POF cable of the present invention will be described.
本発明のPOFケーブルには、上述したコア−クラッド構造からなるPOF素線の外周に、外光の入射を防止するためカーボンブラック等の遮光剤を含有させたナイロン系樹脂(ポリアミド系樹脂)からなる光遮断被覆層が設けられる。 The POF cable of the present invention is made of a nylon resin (polyamide resin) containing a light shielding agent such as carbon black around the outer periphery of the POF strand having the core-clad structure described above to prevent the incidence of external light. A light blocking coating layer is provided.
POFケーブルが、自動車内LAN通信用配線として、自動車のエンジンルーム近傍等のような高温環境下に敷設される場合には、オイルや電解液、ガソリン等の引火性物質が存在するため、耐熱性と同時に耐薬品性に優れることも要求される。そのため、POFケーブルの被覆材としてのナイロン系樹脂としては、耐熱性、耐屈曲性、耐薬品性等に優れたナイロン11(単独重合体)又はナイロン12(単独重合体)が適している。ナイロン11、ナイロン12は、被覆工程における成形性が良好で、かつ適度な融点を有しているため、PMMA系樹脂をコア材とするPOFケーブルの伝送性能を低下させることなく容易にPOF素線を被覆することができる。 When the POF cable is laid in a high-temperature environment such as in the vicinity of the engine room of an automobile as wiring for LAN communication in an automobile, there is a flammable substance such as oil, electrolyte, gasoline, etc. At the same time, excellent chemical resistance is also required. Therefore, nylon 11 (homopolymer) or nylon 12 (homopolymer) excellent in heat resistance, flex resistance, chemical resistance, etc. is suitable as a nylon resin as a coating material for the POF cable. Nylon 11 and nylon 12 have good moldability in the coating process and have an appropriate melting point. Therefore, POF strands can be easily used without degrading the transmission performance of POF cables using PMMA resin as a core material. Can be coated.
光遮断被覆層は、ナイロン11及びナイロン12の一方のナイロン系樹脂から形成してもよいし、両方を混合して使用してもよい。また、必要に応じて、その他の重合体や化合物を添加して使用することもできる。このように他の重合体や化合物などの他成分を配合する場合には、50質量%以下の範囲内で他成分を添加することが好ましい。他成分が50質量%より多い場合には、ナイロン11、ナイロン12による特性が不十分になるため、バッテリー液耐性が低下したり、POFケーブルの熱寸法安定性が低下する傾向ある。本発明における光遮断被覆層を構成する材料は、ナイロン系樹脂を主成分とし、ナイロン系樹脂成分の含有量(ナイロン11とナイロン12の両方を含有するときは合計含有量)は50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましい。 The light blocking coating layer may be formed from one nylon resin of nylon 11 and nylon 12, or a mixture of both may be used. Further, if necessary, other polymers and compounds can be added and used. Thus, when mix | blending other components, such as another polymer and a compound, it is preferable to add another component within the range of 50 mass% or less. When the amount of other components is more than 50% by mass, the characteristics of nylon 11 and nylon 12 become insufficient, so that the battery fluid resistance tends to decrease and the thermal dimensional stability of the POF cable tends to decrease. The material constituting the light shielding coating layer in the present invention is mainly composed of a nylon resin, and the content of the nylon resin component (the total content when both nylon 11 and nylon 12 are included) is 50% by mass or more. Is preferable, 70 mass% or more is more preferable, and 80 mass% or more is more preferable.
一般的に、ナイロン12等のナイロン系樹脂は、工業的にはアミンとカルボン酸の重縮合反応により得られる。しかし、ナイロン系樹脂の重合は化学平衡反応であるため、生成ポリマー中にナイロン系樹脂の原料に由来するモノマー、オリゴマーが残存することは避けられない。 In general, nylon resins such as nylon 12 are industrially obtained by a polycondensation reaction of an amine and a carboxylic acid. However, since polymerization of nylon resin is a chemical equilibrium reaction, it is inevitable that monomers and oligomers derived from the raw material of nylon resin remain in the produced polymer.
本発明者らの検討によれば、POF素線に接するように、ナイロン11又はナイロン12からなる一次被覆層を設けたPOFケーブルは、105℃の高温環境下に長期間放置された場合、POFの伝送損失が著しく増大する現象が見られた。 According to the study by the present inventors, a POF cable provided with a primary coating layer made of nylon 11 or nylon 12 so as to be in contact with a POF strand is POF when left in a high temperature environment of 105 ° C. for a long time. There was a phenomenon that transmission loss increased significantly.
本発明者らは、この原因についての詳細な解析を行い、その結果、上記の伝送損失が増大する原因は、これら原料由来の残存モノマーやオリゴマーが、一次被覆層や二次被覆層からPOF素線の内部に溶解・拡散して、POFの伝送損失の増大を引き起こしていることをつき止めた。 The present inventors have conducted a detailed analysis of this cause, and as a result, the above-mentioned increase in transmission loss is caused by the residual monomers and oligomers derived from these raw materials from the primary coating layer and the secondary coating layer. It has been found that it has dissolved and diffused inside the wire, causing an increase in POF transmission loss.
さらに、この現象は、クラッド最外層が、テトラフルオロエチレン(TFE)単位を含む含フッ素オレフィン系樹脂であって、その結晶融解熱がある一定以上の値であるものからなる場合に、この伝送損失の増大が著しいことを見出した。 Furthermore, this phenomenon occurs when the outermost clad layer is a fluorine-containing olefin resin containing a tetrafluoroethylene (TFE) unit and the heat of crystal melting is a certain value or more. It was found that the increase in
上記のナイロン系樹脂原料に由来するモノマーとしては、ナイロン系樹脂を構成する脂肪族ジアミノ酸化合物、脂肪族ジカルボン酸化合物、アミノ脂肪族カルボン酸化合物等があり、具体的には、ナイロン11では11−アミノウンデカン酸、ナイロン12では12−アミノドデカン酸が挙げられる。さらに、アミノカルボン酸化合物の分子鎖末端が分子内でエステル環化結合して、環内にアミド結合(−CONH−)を有する環状ラクタム化合物等の副生成物も挙げられ、具体的には、ナイロン12ではラウリルラクタムが挙げられる。ここで、原料に由来するモノマーには、原料合成時に副生成物として生成した低分子化合物も含まれる。 Examples of the monomer derived from the above-mentioned nylon resin raw material include an aliphatic diamino acid compound, an aliphatic dicarboxylic acid compound, an amino aliphatic carboxylic acid compound and the like constituting the nylon resin. -Aminoundecanoic acid, nylon 12 includes 12-aminododecanoic acid. Furthermore, by-products such as cyclic lactam compounds in which the molecular chain terminal of the aminocarboxylic acid compound is ester-cyclized in the molecule and an amide bond (—CONH—) is included in the ring, specifically, Nylon 12 includes lauryl lactam. Here, the monomer derived from the raw material includes a low molecular compound produced as a by-product during the raw material synthesis.
一方、上記のナイロン系樹脂原料に由来するオリゴマーとしては、ナイロン系樹脂製造時の縮重合反応の過程で、前述した原料モノマー(前述の脂肪族ジアミノ酸化合物、脂肪族ジカルボン酸化合物、アミノ脂肪族カルボン酸化合物等)の2分子以上の分子鎖末端同士が分子間でエステル結合し、分子鎖末端にアミノ基(−NH2)とカルボキシル基(−COOH)の両方、またはどちらか一方の官能基を有する化合物、あるいは、その化合物の分子鎖末端がさらに分子内でエステル環化結合して環内にアミド結合(−CONH−)を有する環状ラクタム化合物、さらに上記の化合物の分子間エステル結合した化合物、さらに分子内/分子間で副反応(脱アミノ化反応あるいは脱カルボキシル化反応)を起こし生成した化合物等が挙げられる。 On the other hand, as the oligomer derived from the above-mentioned nylon resin raw material, the above-mentioned raw material monomers (the above-mentioned aliphatic diamino acid compound, aliphatic dicarboxylic acid compound, aminoaliphatic compound) in the process of condensation polymerization reaction at the time of nylon resin production Two or more molecular chain ends of the carboxylic acid compound, etc. are ester-bonded between the molecules, and both the amino group (—NH 2 ) and the carboxyl group (—COOH) or one of the functional groups at the molecular chain terminal Or a cyclic lactam compound in which the end of the molecular chain of the compound has an ester cyclization bond in the molecule and an amide bond (-CONH-) in the ring, and an intermolecular ester bond of the above compound Furthermore, compounds generated by causing a side reaction (deamination reaction or decarboxylation reaction) between molecules / molecules are listed.
前記モノマーやオリゴマーが直鎖状である場合は、その末端アミノ基が含フッ素オレフィン系重合体と高い親和性を有し、含フッ素オレフィン系重合体からなるクラッド層の内部に留まりやすい。そのため、クラッド材の透明性が低下し、POFケーブルの伝送特性が著しく低下する傾向がある。一方、前記モノマーやオリゴマーが環状ラクタム化合物である場合は、クラッド層の内層側(コアまたは第1クラッド層)の界面付近にまで移行して粒子状構造体を形成しやすい。そのため、POFのコア−クラッド界面、又はクラッドが多層である場合は、クラッド−クラッド界面における構造不整が増大し、POFケーブルの伝送特性が著しく低下する傾向がある。 When the monomer or oligomer is linear, the terminal amino group has a high affinity with the fluorinated olefin polymer and tends to stay inside the clad layer made of the fluorinated olefin polymer. For this reason, the transparency of the clad material is lowered, and the transmission characteristics of the POF cable tend to be remarkably lowered. On the other hand, when the monomer or oligomer is a cyclic lactam compound, it easily moves to the vicinity of the interface on the inner layer side (core or first cladding layer) of the cladding layer to form a particulate structure. Therefore, when the POF core-cladding interface or the clad is a multilayer, structural irregularities at the cladding-cladding interface increase, and the transmission characteristics of the POF cable tend to be remarkably deteriorated.
上記オリゴマーは、低分子量である程、POF素線中への溶解・拡散が起こりやすくなる傾向があり、分子量2000以下ではその影響が特に顕著に現れる。 The above-mentioned oligomer tends to be dissolved and diffused into the POF strand as the molecular weight is low, and the influence is particularly remarkable at a molecular weight of 2000 or less.
前述の通りPOFケーブルには耐熱性に優れているが求められており、特に自動車内でPOFケーブルが使用される場合には、105℃環境下において5000時間を超える長期間にわたり伝送損失の増加量が小さいことが要求されている。 As described above, the POF cable is required to have excellent heat resistance, and particularly when the POF cable is used in an automobile, the increase in transmission loss over a long period exceeding 5000 hours in a 105 ° C environment. Is required to be small.
本発明のPOFケーブルでは、POFケーブルの長期耐熱性をより高いものとするために、光遮断被覆層が、ナイロン11及びナイロン12の少なくとも一方のナイロン系樹脂を主成分とする樹脂材料であって、かつこの材料中に含まれるナイロン系樹脂由来のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量が1.5質量%以下の範囲にある樹脂材料で形成されている必要がある。このモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量は1.3質量%以下の範囲にあることが好ましく、1.0質量%以下の範囲にあることがより好ましく、0.8質量%以下の範囲であれば特に好ましい。光遮断被覆層中のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の含有量が多すぎると、特に1.5質量%より多ければ、光遮断被覆層中のモノマー化合物及びオリゴマー化合物のPOF素線へ移行する量が大きくなり、伝送損失の低下が著しくなる。このように光遮断被覆層中のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量が上記の範囲内であれば、光遮断被覆層中のモノマー化合物及びオリゴマー化合物のPOF素線への移行量を低く抑えられる。 In the POF cable of the present invention, in order to make the long-term heat resistance of the POF cable higher, the light shielding coating layer is a resin material mainly composed of at least one nylon resin of nylon 11 and nylon 12. And the total content of the monomer compound derived from the nylon resin contained in this material and an oligomer compound needs to be formed with the resin material which exists in the range of 1.5 mass% or less. The total content of the monomer compound and the oligomer compound is preferably in the range of 1.3% by mass or less, more preferably in the range of 1.0% by mass or less, and in the range of 0.8% by mass or less. Is particularly preferred. If the content of the monomer compound and oligomer compound in the light shielding coating layer is too large, especially if it is more than 1.5% by mass, the amount of the monomer compound and oligomer compound in the light shielding coating layer transferred to the POF strand is large. As a result, the transmission loss is significantly reduced. As described above, when the total content of the monomer compound and the oligomer compound in the light blocking coating layer is within the above range, the migration amount of the monomer compound and the oligomer compound in the light blocking coating layer to the POF strand can be kept low. .
上記のオリゴマー化合物は、低分子量である程、POF素線中への溶解・拡散が起こりやすくなる傾向があり、分子量2000以下ではその影響が特に顕著に表れるため、分子量2000以下のオリゴマー化合物及びモノマー化合物の合計含有量が1.5質量%以下であることが好ましく、1.3質量%以下の範囲にあることがより好ましく、1.0質量%以下の範囲にあることがさらに好ましく、0.8質量%以下の範囲であれば特に好ましい。 The above-mentioned oligomer compound tends to be dissolved and diffused into the POF strand as the molecular weight is low. Since the influence is particularly noticeable at a molecular weight of 2000 or less, the oligomer compound and monomer having a molecular weight of 2000 or less. The total content of the compounds is preferably 1.5% by mass or less, more preferably in the range of 1.3% by mass or less, still more preferably in the range of 1.0% by mass or less. If it is the range of 8 mass% or less, it is especially preferable.
ナイロン系樹脂中のモノマー化合物及びオリゴマー化合物を低減する方法としては、ナイロン系樹脂の重縮合反応時の温度、水分率、反応系内の原料/生成物濃度を制御する方法や、重合後のナイロン系樹脂を熱水抽出塔に供給して熱水で向流抽出する方法や、溶融したナイロン系樹脂を高温・高真空下で脱モノマー処理する方法など、公知の技術を用いることができる。 As a method for reducing the monomer compound and oligomer compound in the nylon resin, there are a method for controlling the temperature, moisture content, raw material / product concentration in the reaction system of the nylon resin, and nylon after polymerization. Known techniques such as a method of supplying a resin to a hot water extraction tower and counter-current extraction with hot water, and a method of removing a molten nylon resin under a high temperature and a high vacuum can be used.
上記のようなモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量が1.3質量%以下のナイロン系樹脂としては、例えば、ナイロン12ではダイセル・エボニック社製のダイアミド−L1600、L1640(商品名)、ナイロン11ではアルケマ社のRilsan BMF−0(商品名)等が挙げられる。 As a nylon resin having a total content of the monomer compound and oligomer compound as described above of 1.3% by mass or less, for example, in nylon 12, Daiamide-L1600, L1640 (trade name), nylon 11 manufactured by Daicel-Evonik Then, Rilsan BMF-0 (trade name) of Arkema Co., etc. may be mentioned.
[保護被覆層]
本発明のPOFケーブルは、図2に示すように、POF素線101と光遮断被覆層102の間に、以下に説明する保護被覆層104を設けてもよい。この保護被覆層を設けることにより、上述の光遮断被覆層を形成するナイロン系樹脂に微量含まれる原料由来のモノマー化合物及び/又はオリゴマー化合物のPOF素線への移行を遮断して、前述したレイリー散乱の増大を抑制することにより、波長500nm〜600nmの伝送損失の増加をさらに低減することが可能になる。
[Protective coating layer]
As shown in FIG. 2, the POF cable of the present invention may be provided with a
このような保護被覆層を形成する樹脂としては、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、(メタ)アクリル酸メチル系樹脂、スチレン系樹脂、フッ化ビニリデン単独重合体、エチレン単位とビニルアルコール単位を含有する共重合体から選択される樹脂が好ましい。 Examples of the resin for forming such a protective coating layer include polybutylene terephthalate resin, (meth) methyl acrylate resin, styrene resin, vinylidene fluoride homopolymer, copolymer containing ethylene unit and vinyl alcohol unit. Resins selected from coalescence are preferred.
以下、本発明のPOFケーブルの保護被覆層の材料として好ましく用いることができる各種樹脂について説明する。 Hereinafter, various resins that can be preferably used as a material for the protective coating layer of the POF cable of the present invention will be described.
前記保護被覆層を構成する(メタ)アクリル酸メチル系樹脂としては公知のものが使用でき、例えば、(メタ)アクリル酸メチルの単独重合体(PMMAなど)や、(メタ)アクリル酸メチル(MMAなど)と他の単量体との共重合体等が挙げられる。(メタ)アクリル酸メチル系樹脂中の(メタ)アクリル酸メチル単位の含有量は、10質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上がさらに好ましい。 As the (meth) methyl acrylate resin constituting the protective coating layer, known resins can be used. For example, a homopolymer of methyl (meth) acrylate (such as PMMA) or methyl (meth) acrylate (MMA) Etc.) and other monomers. The content of methyl (meth) acrylate units in the methyl (meth) acrylate resin is preferably 10% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and further preferably 60% by mass or more.
(メタ)アクリル酸メチルに対する共重合成分としては、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸tert−ブチル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、その他の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、さらには下記一般式(9)
CH2=CX−COO(CH2)m(CF2)nY (9)
(式中、Xは水素原子又はメチル基、Yは水素原子又はフッ素原子を示し、mは1又は2、nは1〜12の整数を示す。)
で表される、(メタ)アクリル酸フッ素化アルキルエステルが挙げられる。
As copolymerization components for methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid n-Butyl, other (meth) acrylic acid alkyl esters, and the following general formula (9)
CH 2 = CX-COO (CH 2) m (CF 2) nY (9)
(In the formula, X represents a hydrogen atom or a methyl group, Y represents a hydrogen atom or a fluorine atom, m represents 1 or 2, and n represents an integer of 1 to 12.)
(Meth) acrylic acid fluorinated alkyl ester represented by
なお、上記一般式(9)において、含フッ素アルキル基の構造が嵩高くなると共重合時の重合性、共重合体の耐熱性が低下することから、含フッ素アルキル基は炭素数が1〜12であることが好ましい。 In the above general formula (9), if the structure of the fluorinated alkyl group becomes bulky, the polymerization property at the time of copolymerization and the heat resistance of the copolymer are lowered. Therefore, the fluorinated alkyl group has 1 to 12 carbon atoms. It is preferable that
上記一般式(9)で表される(メタ)アクリル酸フッ素化アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸−2,2,2−トリフルオロエチル(3FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3−テトラフルオロプロピル(4FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(5FM)、(メタ)アクリル酸−2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル(6FM)、(メタ)アクリル酸−1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル(8FM)、(メタ)アクリル酸―2−(パーフルオロブチル)エチル(9FM)、(メタ)アクリル酸―2−(パーフルオロヘキシル)エチル(13FM)、(メタ)アクリル酸―1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニル(16FM)、(メタ)アクリル酸―2−(パーフルオロオクチル)エチル(17FM)、(メタ)アクリル酸―1H,1H,11H−(イコサフルオロウンデシル)(20FM)、(メタ)アクリル酸―2−(パーフルオロデシル)エチル(21FM)等の(メタ)アクリル酸フッ素化エステル等を挙げることができる。 The (meth) acrylic acid fluorinated alkyl ester represented by the general formula (9) includes (meth) acrylic acid-2,2,2-trifluoroethyl (3FM), (meth) acrylic acid-2,2 , 3,3-tetrafluoropropyl (4FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl (5FM), (meth) acrylic acid-2,2,3,4,4 , 4-Hexafluorobutyl (6FM), (meth) acrylic acid-1H, 1H, 5H-octafluoropentyl (8FM), (meth) acrylic acid-2- (perfluorobutyl) ethyl (9FM), (meth) Acrylic acid-2- (perfluorohexyl) ethyl (13FM), (meth) acrylic acid-1H, 1H, 9H-hexadecafluorononyl (16FM), (meth) acrylic acid-2- ( -Fluorooctyl) ethyl (17FM), (meth) acrylic acid-1H, 1H, 11H- (icosafluoroundecyl) (20FM), (meth) acrylic acid-2- (perfluorodecyl) ethyl (21FM), etc. (Meth) acrylic acid fluorinated ester and the like.
(メタ)アクリル酸メチル系樹脂は、保護被覆層としての機械的強度と、上述のナイロン系樹脂に含まれるモノマー及びオリゴマーのPOF素線中への溶解・拡散を防止する点から、(メタ)アクリル酸メチル単位70〜95質量%と(メタ)アクリル酸アルキルエステル単位((メタ)アクリル酸n−ブチルや(メタ)アクリル酸エチル)5〜30質量%とを含む共重合体や、(メタ)アクリル酸メチル単位60〜90質量%と(メタ)アクリル酸フッ素化アルキルエステル単位10〜40質量%とを含む共重合体が好ましい。 (Meth) methyl acrylate resin is (meth) from the viewpoint of mechanical strength as a protective coating layer and the dissolution and diffusion of monomers and oligomers contained in the above-mentioned nylon resin into POF strands. A copolymer containing 70 to 95% by mass of methyl acrylate units and 5 to 30% by mass of (meth) acrylic acid alkyl ester units (n-butyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate); ) A copolymer containing 60 to 90% by mass of methyl acrylate units and 10 to 40% by mass of (meth) acrylic acid fluorinated alkyl ester units is preferred.
また、保護被覆層を構成する(メタ)アクリル酸メチル系樹脂は、その示差走査型熱量分析計(DSC)で測定したガラス転移温度が70℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、90℃以上であることがさらに好ましい。ガラス転移温度が低すぎると、光遮断被覆層のナイロン系樹脂由来のモノマー化合物及び/又はオリゴマー化合物のPOF素線への移行を遮断する効果が不十分となる。 Further, the methyl (meth) acrylate resin constituting the protective coating layer preferably has a glass transition temperature of 70 ° C. or higher, measured by a differential scanning calorimeter (DSC), of 80 ° C. or higher. Is more preferable, and it is more preferable that it is 90 degreeC or more. If the glass transition temperature is too low, the effect of blocking the transfer of the monomer compound and / or oligomer compound derived from the nylon resin of the light blocking coating layer to the POF strand becomes insufficient.
保護被覆層を構成する樹脂としてスチレン系樹脂を用いてもよい。ここでスチレン系樹脂とは、樹脂中に80質量%以上のスチレン単位を含む樹脂を指し、スチレンの単独重合体や、スチレン単位を80質量%以上含有する共重合体等が挙げられる。スチレンの単独重合体としては、アタクチックポリスチレンが好ましい。アタクチックポリスチレンは、ガラス転移温度を100℃付近に有する非晶性高分子であり、明確な融点を有さないために比較的低い温度(220℃以下)で、PMMAをコアとするPOF素線に直接被覆することが可能である。一方、アイソタクチックポリスチレンやシンジオタクチックポリスチレンは、融点が240℃以上であり、POF素線の外周に保護被覆層を被覆する時に、高い被覆温度(260℃以上)が必要となる。被覆温度が低いほうが、POF素線への被覆時の影響を抑えることができるため好ましい。尚、スチレンに対する共重合成分としては、上述した(メタ)アクリル酸メチルに対する共重合成分として挙げられた各種単量体成分を用いることができる。 A styrenic resin may be used as the resin constituting the protective coating layer. Here, the styrene resin refers to a resin containing 80% by mass or more of styrene units in the resin, and examples thereof include styrene homopolymers and copolymers containing 80% by mass or more of styrene units. As the styrene homopolymer, atactic polystyrene is preferred. Atactic polystyrene is an amorphous polymer having a glass transition temperature around 100 ° C., and has a clear melting point, so it has a relatively low temperature (220 ° C. or lower) and a POF strand having PMMA as a core. It is possible to coat directly. On the other hand, isotactic polystyrene and syndiotactic polystyrene have a melting point of 240 ° C. or higher, and a high coating temperature (260 ° C. or higher) is required when a protective coating layer is coated on the outer periphery of the POF strand. It is preferable that the coating temperature is lower because the influence on the POF strand can be suppressed. In addition, as a copolymerization component with respect to styrene, the various monomer components mentioned as a copolymerization component with respect to the methyl (meth) acrylate mentioned above can be used.
このようなスチレン系樹脂としては、例えば、PSジャパン社製のHF10、NF20、HT52、HF77、679(商品名)、日本ポリスチレン社製の日本ポリスチG120K、G440K、G430(商品名)等の中から選ぶことができる。 Examples of such styrenic resins include HF10, NF20, HT52, HF77, 679 (trade name) manufactured by PS Japan, Japan Polystyrene G120K, G440K, G430 (trade name) manufactured by Nippon Polystyrene. You can choose.
保護被覆層を構成する樹脂としてフッ化ビニリデン系樹脂を用いる場合には、フッ化ビニリデン(VdF)単位のみからなる樹脂(フッ化ビニリデン単独重合体:PVDF)でなければならない。市販されているフッ化ビニリデン系樹脂には、VdF単位と、TFE単位やHFP単位、FVE単位(フルオロビニルエーテル単位)等と含む共重合体が知られているが、これらの材料を保護被覆層に用いても、POFケーブルの十分な耐熱性向上効果を得ることができない。 When a vinylidene fluoride resin is used as the resin constituting the protective coating layer, it must be a resin consisting only of vinylidene fluoride (VdF) units (vinylidene fluoride homopolymer: PVDF). Commercially available vinylidene fluoride resins include copolymers containing VdF units, TFE units, HFP units, FVE units (fluorovinyl ether units), etc., and these materials are used as protective coating layers. Even if it uses, the sufficient heat resistance improvement effect of a POF cable cannot be acquired.
このようなPVDF樹脂としては、例えば、アルケマ社製のKYNAR710、720(商品名)、アウジモント社製のHYLAR−MP10、MP20(商品名)、呉羽化学社製のKFポリマー(商品名)等の中から選ぶことができる。 Examples of such PVDF resins include KYNAR710 and 720 (trade name) manufactured by Arkema, HYLAR-MP10 and MP20 (trade name) manufactured by Augmont, and KF polymer (trade name) manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd. You can choose from.
上述した樹脂から形成された保護被覆層は、光遮断被覆層を構成するナイロン系樹脂由来のモノマー化合物及び/又はオリゴマー化合物のPOF素線への移行を遮断する機能は十分有していることに加え、このような保護被覆層を有するPOFケーブルは、POF素線と光遮断被覆層との密着性(引き抜き強度)が低いため、容易に光遮断被覆層を除去できる。そのため、これらのPOFケーブルは、POFケーブルの末端部分から光遮断被覆層の一部を剥離して、その上にプラグを固定する用途に用いることができる。 The protective coating layer formed from the resin described above has a sufficient function of blocking the transfer of the monomer compound and / or oligomer compound derived from the nylon resin constituting the light blocking coating layer to the POF strand. In addition, since the POF cable having such a protective coating layer has low adhesion (pullout strength) between the POF strand and the light blocking coating layer, the light blocking coating layer can be easily removed. Therefore, these POF cables can be used for the purpose of peeling a part of the light shielding coating layer from the end portion of the POF cable and fixing the plug thereon.
一方で、自動車搭載用のPOFケーブルの中には、末端部分の光遮断被覆層をPOFケーブルから剥離させずに、接着剤やレーザー融着法を用いてプラグを直接POFケーブルの光遮断被覆層の外周に直接固定する用途があり、この場合、POF素線と光遮断被覆層との間には強い密着性(引き抜き強度)が要求される。 On the other hand, in some POF cables for mounting on automobiles, the light shielding coating layer of the POF cable is directly connected to the plug using an adhesive or a laser fusion method without peeling off the light shielding coating layer at the end portion from the POF cable. In this case, strong adhesion (pullout strength) is required between the POF strand and the light shielding coating layer.
このような強い密着性を発現することが可能な保護被覆層材料としては、ポリブチレンテレフタレート系樹脂が好ましい。 A polybutylene terephthalate resin is preferable as the protective coating layer material capable of exhibiting such strong adhesion.
保護被覆層を構成するポリブチレンテレフタレート系樹脂(以下、PBT樹脂と略する)とは、1,4−ブタンジオール(テトラメチレングリコール)とテレフタル酸のエステル化反応、または1,4ブタンジオールとテレフタル酸ジメチルのエステル交換反応により得られたビスヒドロキシブチルテレフタレート(BHT)ないしはそのオリゴマーを重縮合して合成された、下記一般式(10) The polybutylene terephthalate resin (hereinafter abbreviated as PBT resin) constituting the protective coating layer is an esterification reaction of 1,4-butanediol (tetramethylene glycol) and terephthalic acid, or 1,4 butanediol and terephthalate. Bishydroxybutyl terephthalate (BHT) obtained by transesterification of dimethyl acid or an oligomer thereof synthesized by polycondensation is represented by the following general formula (10)
で示されるオリゴポリ1,4−ブチレンテレフタレートの単位を主構成単位として含有する重合体のことである。 The polymer which contains the unit of the oligo poly 1, 4- butylene terephthalate shown by this as a main structural unit.
本発明に適しているPBT樹脂として、より具体的には、上記一般式(10)で示されるオリゴポリ1,4−ブチレンテレフタレートをハードセグメント単位(結晶相)として含有し、ソフトセグメント単位(非晶相)として、分子量が200〜5000の範囲にある脂肪族ポリエーテル(例えば、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)など)と、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、テレフタル酸ジエチル、テレフタル酸ジプロピル、テレフタル酸ジブチルのうち少なくとも1種類との重縮合で合成された、下記一般式(11) More specifically, the PBT resin suitable for the present invention contains oligopoly 1,4-butylene terephthalate represented by the above general formula (10) as a hard segment unit (crystalline phase), and a soft segment unit (amorphous). Phase) as an aliphatic polyether having a molecular weight in the range of 200 to 5000 (for example, polytetramethylene glycol (PTMG)), terephthalic acid, dimethyl terephthalate, diethyl terephthalate, dipropyl terephthalate, and dibutyl terephthalate. The following general formula (11) synthesized by polycondensation with at least one of them
(式中、pは4〜12の整数、qは2〜20の整数を示す。)
で示される、脂肪族ポリエーテル単位を含有するブロック単位を含有するブロック共重合体であるPBT樹脂が挙げられる。
(In the formula, p represents an integer of 4 to 12, and q represents an integer of 2 to 20.)
The PBT resin which is a block copolymer containing the block unit containing an aliphatic polyether unit shown by these is mentioned.
または、上記一般式(10)で示されるオリゴポリ1,4−ブチレンテレフタレートをハードセグメント単位(結晶相)として含有し、ソフトセグメント単位(非晶相)としてポリ(ε−カプロラクトン)(PCL)やポリブチレンアジペート(PBA)のような、下記一般式(12) Alternatively, the oligopoly 1,4-butylene terephthalate represented by the above general formula (10) is contained as a hard segment unit (crystalline phase), and poly (ε-caprolactone) (PCL) or poly (poly) as a soft segment unit (amorphous phase). The following general formula (12), such as butylene adipate (PBA)
で示される脂肪族ポリエステルのブロック単位とを含有するブロック共重合体からなるPBT樹脂が挙げられる。 The PBT resin which consists of a block copolymer containing the block unit of the aliphatic polyester shown by these is mentioned.
上記のPBT樹脂の中でも、特に、高温高湿下における、POFケーブルの光学性能や被覆層の引抜強度の耐久性を維持する点で、上記一般式(11)で示される脂肪族ポリエーテル単位を含むブロック単位をソフトセグメント単位として有するPBT樹脂が好適である。特に、オリゴポリ1,4−ブチレンテレフタレートからなるハードセグメント部分(A)(式(10)に示される構造)と、テレフタル酸あるいはテレフタレートと分子量が200〜600の範囲にあるポリテトラメチレングリコール(PTMG)との重縮合体からなるソフトセグメント部分(B)(式(11)においてp=4の場合の構造)とを含むブロック共重合体であるPBT樹脂が、高温高湿下における、POFケーブルの光学性能や被覆層の引抜強度の耐久性に優れていることから好ましい。 Among the above PBT resins, the aliphatic polyether unit represented by the above general formula (11) is particularly preferable in that the durability of the optical performance of the POF cable and the pull-out strength of the coating layer is maintained under high temperature and high humidity. A PBT resin having a block unit as a soft segment unit is preferable. In particular, a hard segment part (A) composed of oligopoly 1,4-butylene terephthalate (structure represented by formula (10)) and terephthalic acid or terephthalate and polytetramethylene glycol (PTMG) having a molecular weight in the range of 200 to 600 PBT resin, which is a block copolymer containing a soft segment part (B) composed of a polycondensate with (a structure in the case of p = 4 in the formula (11)), is an optical fiber for POF cables under high temperature and high humidity. It is preferable because of its excellent performance and durability of the pulling strength of the coating layer.
さらに、上記PBT樹脂においては、ハードセグメント部分(A)に含まれる1,4−ブチレンテレフタレート単位の総モル数(a)と、ソフトセグメント部分(B)に含まれる1,4−ブチレンテレフタレート単位の総モル数(b)の比(a/b)は、15/85〜30/70の範囲が好ましい。この比(a/b)が小さすぎると、ポリマー主鎖中のエーテル結合単位の数が増えるため、高温高湿下でPBT樹脂が加水分解による劣化を受けやすくなったり、ソフトセグメント含有量が増大するため、材料自体が柔軟で変形を受け易くなるために引抜強度が低下したり、光遮断被覆層を構成するナイロン系樹脂由来のモノマーやオリゴマーを遮断する効果が低下する。逆に、この比(a/b)が大きすぎると、ハードセグメントの含有量が増大するために、融点が高くなり、保護被覆層の被覆安定性が低下したり、被覆工程におけるPOF素線と保護被覆層の間、及び/又は保護被覆層と光遮断被覆層の間の熱融着性が低下したりする傾向がある。この比(a/b)は18/82以上がより好ましく、22/78以上がさらに好ましい。一方、この比は27/73以下がより好ましく、25/75以下がさらに好ましい。 Further, in the PBT resin, the total number of moles (a) of 1,4-butylene terephthalate units contained in the hard segment part (A) and 1,4-butylene terephthalate units contained in the soft segment part (B). The ratio (a / b) of the total number of moles (b) is preferably in the range of 15/85 to 30/70. If this ratio (a / b) is too small, the number of ether bond units in the polymer main chain will increase, so that the PBT resin will be susceptible to degradation due to hydrolysis under high temperature and high humidity, and the soft segment content will increase. Therefore, since the material itself is flexible and easily deformed, the pulling strength is reduced, and the effect of blocking the monomer or oligomer derived from the nylon resin constituting the light blocking coating layer is reduced. Conversely, if this ratio (a / b) is too large, the hard segment content increases, so the melting point increases, the coating stability of the protective coating layer decreases, and the POF strands in the coating process There exists a tendency for the heat-sealing property between a protective coating layer and / or between a protective coating layer and a light-shielding coating layer to fall. The ratio (a / b) is more preferably 18/82 or more, and further preferably 22/78 or more. On the other hand, this ratio is more preferably 27/73 or less, and further preferably 25/75 or less.
さらに、上記PBT樹脂の融点は、155℃以上205℃以下の範囲にあることが好ましい。融点が低すぎると、モノマーやオリゴマーのPOF素線への移行を遮断する機能が不十分となるおそれがある。一方、融点が高すぎると、後述するような共押出被覆装置を用いて、POF素線の外周に保護被覆層を設ける際の成形安定性が低下するおそれがある。PBT樹脂の融点は195℃以下がより好ましく、185℃以下がさらに好ましい。またPBT樹脂の融点は165℃以上がより好ましく、175℃以上がさらに好ましい。 Furthermore, the melting point of the PBT resin is preferably in the range of 155 ° C. or higher and 205 ° C. or lower. If the melting point is too low, the function of blocking the transfer of monomers and oligomers to the POF strands may be insufficient. On the other hand, if the melting point is too high, there is a risk that the molding stability when a protective coating layer is provided on the outer periphery of the POF strand using a coextrusion coating apparatus as will be described later is lowered. The melting point of the PBT resin is more preferably 195 ° C. or less, and further preferably 185 ° C. or less. The melting point of the PBT resin is more preferably 165 ° C. or higher, and further preferably 175 ° C. or higher.
さらに、上記PBT樹脂は、JIS K7215規格に準じて測定したショアD硬度が38〜65の範囲にあることが好ましい。ショアD硬度が低すぎると、高温での流動性が高くなる傾向があるため、被覆安定性が低下したり、材料自体が柔軟で変形しやすくなったりする傾向があるため、POF素線と光遮断被覆層との間の引き抜き強度が低下する。ショアD硬度が高すぎると、被覆工程における、POF素線と保護被覆層の間、及び/又は保護被覆層と光遮断被覆層の間の熱融着性が低下するため、POF素線と光遮断被覆層との間の引き抜き強度が低下する。このショアD硬度は40以上がより好ましく、45以上がさらに好ましい。また、このショアD硬度は60以下がより好ましく、55以下がさらに好ましい。 Further, the PBT resin preferably has a Shore D hardness of 38 to 65 measured according to JIS K7215 standard. If the Shore D hardness is too low, the fluidity at high temperatures tends to increase, so that the coating stability tends to decrease, and the material itself tends to be flexible and easily deformed. The pull-out strength between the barrier coating layer decreases. If the Shore D hardness is too high, the thermal fusion between the POF strand and the protective coating layer and / or between the protective coating layer and the light shielding coating layer in the coating process is reduced. The pull-out strength between the barrier coating layer decreases. The Shore D hardness is more preferably 40 or more, and further preferably 45 or more. The Shore D hardness is more preferably 60 or less, and even more preferably 55 or less.
このようなPBT樹脂の融点やショアD硬度は、上記ハードセグメント単位と上記ソフトセグメント単位の構成比や各々の分子量、あるいは重合体全体の分子量を調整することによって調整できる。 The melting point and Shore D hardness of such a PBT resin can be adjusted by adjusting the composition ratio of the hard segment unit and the soft segment unit, the molecular weight of each, or the molecular weight of the entire polymer.
このようなPBT樹脂としては、例えば、東レ・デュポン社製のハイトレル(Hytrel)2551、2474、4047、4057、4767(商品名)や、ポリプラスチック社製のDYURANEX 400LP(商品名)、帝人化成社製のヌーベラン4400シリーズ(商品名)、東洋紡社製のペルプレンSタイプ、Pタイプ(P150M)(商品名)、三菱化学社製のプリマロイBシリーズ(商品名)等の中から選ぶことができる。 Examples of such PBT resins include Hytrel 2551, 2474, 4047, 4057, 4767 (trade name) manufactured by Toray DuPont, DYURANEX 400LP (trade name) manufactured by Polyplastics, and Teijin Chemicals Ltd. It can be selected from Nouvelan 4400 series (trade name) manufactured by Toyobo Co., Ltd., Perprene S type, P type (P150M) (trade name) manufactured by Toyobo Co., Ltd., and Primalloy B series (trade name) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
上記のようなPBT樹脂を保護被覆層に用いることによって、POF素線と光遮断被覆層との間の引き抜き強度を30N以上とすることが可能となり、POFケーブルが高温環境下に置かれた時のピストニングの発生をより一層抑制できる。また、POFケーブルの一端にプラグを固定し、プラグを介して他の機器等と接続した後に振動などの機械的作用を受けた際に、POF素線と光遮断被覆層との密着性が不十分な場合には、POF素線に過剰な力が作用してPOF素線が破断し易くなるが、このような破断も防止できる。 By using the PBT resin as described above for the protective coating layer, it becomes possible to increase the pull-out strength between the POF strand and the light shielding coating layer to 30 N or more, and when the POF cable is placed in a high temperature environment. The occurrence of pistoning can be further suppressed. In addition, when the plug is fixed to one end of the POF cable and connected to other devices through the plug and then subjected to mechanical action such as vibration, the adhesion between the POF strand and the light shielding coating layer is poor. When sufficient, an excessive force acts on the POF strand and the POF strand is easily broken, but such breakage can be prevented.
その他に、強密着効果を発現することが可能な保護被覆層を構成する樹脂としては、エチレン単位とビニルアルコール単位を含有する共重合体(以下、EVAL共重合体と略する)がある。このEVAL共重合体は、エチレン単位とビニルアルコール単位の含有量比が、エチレン単位20〜70モル%、ビニルアルコール単位30〜80モル%の範囲にある共重合体が好ましい。特に、共重合体の融点が195℃以下、より好ましくは180℃以下の範囲にあり、210℃、荷重5kgf(49N)で測定したメルトフローインデックスが25〜80g/10分の範囲にあるものが、上述のナイロン系樹脂に含まれるモノマー及びオリゴマーのPOF素線中への溶解および拡散を防止する効果に優れるとともに、POFケーブルの成形安定性に優れる点から好ましい。 In addition, as a resin constituting the protective coating layer capable of exhibiting a strong adhesion effect, there is a copolymer containing ethylene units and vinyl alcohol units (hereinafter abbreviated as EVAL copolymer). This EVAL copolymer is preferably a copolymer in which the content ratio of ethylene units to vinyl alcohol units is in the range of 20 to 70 mol% ethylene units and 30 to 80 mol% vinyl alcohol units. In particular, the copolymer has a melting point of 195 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, and a melt flow index measured at 210 ° C. and a load of 5 kgf (49 N) in a range of 25 to 80 g / 10 minutes. The monomer and oligomer contained in the above-mentioned nylon resin are preferable because they are excellent in the effect of preventing dissolution and diffusion into the POF strand and are excellent in the molding stability of the POF cable.
また、EVAL共重合体は酸素遮断性が高いことから、高温環境下におけるPOFの酸化劣化による伝送損失の増大も抑制できる。 Further, since the EVAL copolymer has a high oxygen barrier property, it is possible to suppress an increase in transmission loss due to oxidation degradation of POF in a high temperature environment.
EVAL共重合体としては、例えば、クラレ社製のエバールE105、G156、F104、FP104、EP105、EU105(商品名)等が挙げられる。 Examples of the EVAL copolymer include Eval E105, G156, F104, FP104, EP105, EU105 (trade name) manufactured by Kuraray Co., Ltd., and the like.
以上のような各種樹脂を、本発明のPOFケーブルの保護被覆層を構成する好ましい材料として挙げることができるが、上記保護被覆層には、POF素線への外光の入射を防止するために、光遮断被覆層と同様に、カーボンブラック等の遮光剤を含有させてもよく、十分な光遮断効果を得るために、保護被覆層の本来目的とする効果を損なわない範囲で、例えば0.1質量%以上含有させてもよい。 Various resins as described above can be mentioned as preferred materials for forming the protective coating layer of the POF cable of the present invention. In order to prevent the outside light from entering the POF strand, Similarly to the light shielding coating layer, a light shielding agent such as carbon black may be contained, and in order to obtain a sufficient light shielding effect, the protective coating layer has an intrinsic effect of, for example, 0. You may contain 1 mass% or more.
[機能被覆層]
本発明のPOFケーブルにおける特徴の一つは、光遮断被覆層の外周に、特定の範囲にある酸素透過率を持つナイロン系樹脂組成物からなる機能被覆層を設けて、POFケーブルが高温環境下で使用される場合の電子遷移吸収の増大を抑制することにある。この機能被覆層に、後述の臭素系高分子難燃剤を含有させることにより、難燃性を付与するとともに、耐熱性をさらに向上することができる。また、この機能被覆層に、後述の無機顔料を含有させることによりPOFケーブルに、耐熱性を損なわずに識別性を付与することができ、場合によっては耐熱性をさらに向上することができる。
[Functional coating layer]
One of the features of the POF cable of the present invention is that a functional coating layer made of a nylon resin composition having an oxygen transmission rate in a specific range is provided on the outer periphery of the light shielding coating layer so that the POF cable can be used in a high temperature environment. It is to suppress an increase in electronic transition absorption when used in the above. By making this functional coating layer contain a brominated polymer flame retardant described later, it is possible to impart flame retardancy and to further improve heat resistance. In addition, by including an inorganic pigment described later in this functional coating layer, it is possible to impart distinguishability to the POF cable without impairing the heat resistance, and in some cases, the heat resistance can be further improved.
上述した、POF素線の外周に、光遮断被覆層もしくは、保護被覆層および光遮断被覆層を形成した上記のPOFケーブル(一次被覆ケーブル)は、105℃環境下において耐熱性が次の点で不十分である。波長650nm付近における伝送損失だけを見れば、105℃環境下においても長期間にわたり安定であるが、波長が600nmより短い波長領域においてはPOFの伝送損失の増大が大きく、500〜600nmの波長領域での信号伝送に用いることは困難であった。 The above-mentioned POF cable (primary coated cable) in which a light shielding coating layer or a protective coating layer and a light shielding coating layer are formed on the outer periphery of the POF strand described above has the following heat resistance in a 105 ° C. environment. It is insufficient. If only the transmission loss in the vicinity of the wavelength of 650 nm is observed, it is stable for a long time even in the environment of 105 ° C., but the increase in the POF transmission loss is large in the wavelength region shorter than 600 nm, and in the wavelength region of 500 to 600 nm. It was difficult to use for signal transmission.
一方、自動車内LAN等で用いられるPOFケーブルでは、識別性、難燃性を高めるために、一次被覆ケーブルの光遮断被覆層の外周に、さらに、識別のために着色されたナイロン系樹脂組成物からなる機能被覆層を形成することが要求されている。 On the other hand, in a POF cable used in an in-vehicle LAN or the like, a nylon-based resin composition colored on the outer periphery of the light shielding coating layer of the primary coated cable for further identification in order to enhance discrimination and flame retardancy. It is required to form a functional coating layer made of
先述したように、ナイロン系樹脂の重合は化学平衡反応であるため、ポリマー中にナイロン系樹脂原料に由来するモノマーやオリゴマーが残存することは避けられない。さらに、本発明者らの検討結果によれば、105℃の高温環境下での耐久性が優れている一次被覆ケーブルの外周に、ある種のナイロン系樹脂を機能被覆層として設けたPOFケーブルは、105℃の高温環境下に長期間放置された場合、POFケーブルが置いてある環境中の酸素や、機能被覆層中の残存モノマーやオリゴマーが、光遮断被覆層および保護被覆層を通過してPOF素線の内部に溶解・拡散して、電子遷移吸収やレイリー散乱等の増大を引き起こし、その結果、POFの伝送損失が増大することが解った。 As described above, since the polymerization of the nylon resin is a chemical equilibrium reaction, it is inevitable that monomers and oligomers derived from the nylon resin raw material remain in the polymer. Furthermore, according to the examination results of the present inventors, a POF cable in which a certain type of nylon resin is provided as a functional coating layer on the outer periphery of a primary coated cable that is excellent in durability at a high temperature environment of 105 ° C. When left in a high temperature environment of 105 ° C. for a long time, oxygen in the environment where the POF cable is placed and residual monomers and oligomers in the functional coating layer pass through the light shielding coating layer and the protective coating layer. It has been found that it dissolves and diffuses inside the POF strand, causing an increase in electronic transition absorption, Rayleigh scattering, and the like, resulting in an increase in POF transmission loss.
そこで、本発明者らは、機能被覆層に使用してもPOFケーブル(一次被覆ケーブル)の耐熱性を損なわないナイロン系樹脂組成物に関して鋭意検討を行った結果、結晶融点と酸素透過性が特定の範囲にあるナイロン系樹脂組成物を用いることにより、105℃の高温環境下において、波長650nmの伝送特性を損なわずに、波長600nm以下の伝送損失の増大を著しく抑制できることを見出した。 Therefore, as a result of intensive studies on a nylon resin composition that does not impair the heat resistance of a POF cable (primary coated cable) even when used in a functional coating layer, the present inventors have determined the crystalline melting point and oxygen permeability. It has been found that by using a nylon resin composition in the range of <1>, an increase in transmission loss at a wavelength of 600 nm or less can be remarkably suppressed without impairing transmission characteristics at a wavelength of 650 nm in a high temperature environment of 105 ° C.
すなわち、この機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物として、示差走査熱量測定(DSC)による結晶融点が240℃以上280℃以下であり、且つISO14663−2:1999(Annex C)に定められた方法で測定した温度T(K)における酸素透過率P(cm3・cm/(cm2・sec・Pa))が、下記一般式(1)
P<8×10-2×exp(−5600/T) (1)
を満たすナイロン系樹脂組成物を用いる。
That is, as a nylon-based resin composition for forming this functional coating layer, the crystal melting point by differential scanning calorimetry (DSC) is 240 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and is defined in ISO 14663-2: 1999 (Annex C). The oxygen permeability P (cm 3 · cm / (cm 2 · sec · Pa)) at the temperature T (K) measured by the method is represented by the following general formula (1)
P <8 × 10 −2 × exp (−5600 / T) (1)
A nylon resin composition satisfying the above is used.
なお、ここで一般式(1)が成立する温度T(K)の範囲は、283K(10℃)以上、333K(60℃)以下である。高分子材料の酸素透過率は、温度に対してアレニウス依存性を有することが良く知られており、さらにガラス転移温度の前後において、アレニウス依存性が変化する。本発明におけるナイロン66樹脂組成物のガラス転移温度は、55〜65℃の範囲にある。従って、温度T(K)の上限は333K(60℃)である。一方、下限については、酸素透過率の測定精度の点から283K(10℃)以上である。 In addition, the range of temperature T (K) where General formula (1) is materialized here is 283K (10 degreeC) or more and 333K (60 degreeC) or less. It is well known that the oxygen permeability of a polymer material has Arrhenius dependence on temperature, and the Arrhenius dependence changes before and after the glass transition temperature. The glass transition temperature of the nylon 66 resin composition in the present invention is in the range of 55 to 65 ° C. Therefore, the upper limit of the temperature T (K) is 333K (60 ° C.). On the other hand, the lower limit is 283 K (10 ° C.) or more from the viewpoint of measurement accuracy of oxygen permeability.
このようなナイロン系樹脂組成物としては、より高い耐熱性向上効果(特に波長600nm以下)を得る点から、ナイロン66を主成分とするナイロン系樹脂組成物が好ましく、特に、その酸素透過率(P)が、T=296K(23℃)を一般式(1)、及び後述の一般式(2)〜(4)に代入して得られるいずれかの条件を満たすものが好ましい。 As such a nylon resin composition, a nylon resin composition mainly composed of nylon 66 is preferable from the viewpoint of obtaining a higher heat resistance improvement effect (particularly, a wavelength of 600 nm or less), and in particular, its oxygen permeability ( P) preferably satisfies any condition obtained by substituting T = 296K (23 ° C.) into general formula (1) and general formulas (2) to (4) described later.
まず、機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物の結晶融点が240℃以上280℃以下である必要性について説明する。 First, the necessity for the crystalline melting point of the nylon resin composition forming the functional coating layer to be 240 ° C. or higher and 280 ° C. or lower will be described.
ナイロン系樹脂においては、Brill転移温度と呼ばれる温度が存在することが知られている。このBrill転移温度においては、Brill転移と呼ばれる現象、すなわちポリマー主鎖のメチレンーアミド基間のねじれ運動が活発となり、アミド基の水素結合は保持されつつも、メチレン鎖のコンフォメーションの揺らぎや規則性の乱れを伴った大きな運動がおこりはじめる現象が起こり始める(Polymer,44(2003)、p6407−6417)。 It is known that a temperature called a Brill transition temperature exists in a nylon resin. At this Brill transition temperature, the phenomenon called the Brill transition, that is, the torsional motion between the methylene-amide groups of the polymer main chain becomes active, and the hydrogen bonds of the amide groups are maintained, but the conformational fluctuations and regularity of the methylene chains are maintained. A phenomenon in which a large movement with disturbance starts to occur (Polymer, 44 (2003), p6407-6417).
Brill転移現象は、約40℃の温度範囲にわたって発現する現象であり、そのピーク最大値の温度をBrill転移温度と呼ばれている。ナイロン12(融点約180℃)のBrill転移温度は約140〜150℃付近、ナイロン6−12(融点約155〜160℃)のBrill転移温度は約120〜130℃付近に存在することが知られている。本発明者らの検討によれば、機能性被覆層の材料として、ナイロン12やナイロン6−12を含有するナイロン系樹脂組成物を用いた場合、POFケーブルが100℃の環境下に長期間放置された場合、ナイロン12やナイロン6−12中に含まれるナイロン樹脂由来の残存モノマーや残存オリゴマーがPOF素線中に移行して、光伝送性能が著しく低下することが判明した、そこで、本発明者らは、このナイロン12やナイロン6−12では、Brill転移温度は約120〜145℃付近に存在することから、残存モノマーや残存オリゴマーのブリーディングが起こりやすいと考え、より高いBrill転移温度を有するナイロン系樹脂組成物を機能性被覆層の材料として用いれば、この問題は改善できると考えた。 The Brill transition phenomenon is a phenomenon that occurs over a temperature range of about 40 ° C., and the temperature of the peak maximum value is called the Brill transition temperature. Nylon 12 (melting point: about 180 ° C.) has a Brill transition temperature of about 140 to 150 ° C., and nylon 6-12 (melting point: about 155 to 160 ° C.) has a Brill transition temperature of about 120 to 130 ° C. ing. According to the study by the present inventors, when a nylon resin composition containing nylon 12 or nylon 6-12 is used as a material for the functional coating layer, the POF cable is left in an environment of 100 ° C. for a long period of time. In this case, it has been found that the residual monomer or residual oligomer derived from the nylon resin contained in nylon 12 or nylon 6-12 migrates into the POF strand, and the optical transmission performance is significantly reduced. In these nylon 12 and nylon 6-12, since the Brill transition temperature exists in the vicinity of about 120 to 145 ° C., it is considered that bleeding of residual monomers and residual oligomers easily occurs, and has a higher Brill transition temperature. It was thought that this problem could be improved if a nylon resin composition was used as the material for the functional coating layer.
しかし、Brill転移温度は測定に特別な装置を使用するため、容易に測定できる指標値ではない。そこで本発明者らは、比較的容易に測定可能な指標値として、示差操作型熱量分析計(DSC)により測定する結晶融解温度(結晶融点)を用いることを検討した。その結果、機能性被覆層に用いるナイロン系樹脂組成物の結晶融点をある温度範囲に設定することにより、POFケーブルの耐久性能を十分なものにできることを見出し、本発明を完成することができた。 However, the Brill transition temperature is not an index value that can be easily measured because a special apparatus is used for the measurement. Therefore, the present inventors examined the use of a crystal melting temperature (crystal melting point) measured by a differential operation calorimeter (DSC) as an index value that can be measured relatively easily. As a result, it was found that by setting the crystal melting point of the nylon resin composition used for the functional coating layer in a certain temperature range, the durability performance of the POF cable can be made sufficient, and the present invention was completed. .
すなわち、機能被覆層を構成するナイロン系樹脂組成物の結晶融点が240℃より低ければ、POFケーブルが105℃の環境下に長期間おかれた場合、機能被覆層を構成するナイロン系樹脂の原料に由来する残存モノマーやオリゴマーが、機能被覆層からブリードアウトしてPOF素線に移行する現象を、抑制できないおそれがある。一方、結晶融点が280℃より高ければ、機能被覆層を被覆形成する温度を高く設定しなければならないため、特に300℃以上に設定すると、PMMAやMMAを主成分とする共重合体からなるコアを有するPOF素線や、ナイロン11やナイロン12等の比較的融点の低いナイロン系樹脂からなる光遮断被覆層が熱変形しやすくなり、POFケーブルの光学特性や熱収縮特性が損なわれる可能性がある。機能被覆層を構成するナイロン系樹脂組成物の結晶融点は240℃以上が好ましく、250℃以上がより好ましく、260℃以上がさらに好ましい。また、この結晶融点は、280℃以下が好ましく、275℃以下がより好ましく、270℃以下がさらに好ましい。 That is, if the crystalline melting point of the nylon resin composition constituting the functional coating layer is lower than 240 ° C., the raw material of the nylon resin constituting the functional coating layer when the POF cable is placed in an environment of 105 ° C. for a long period of time. There is a possibility that the phenomenon that the residual monomer or oligomer derived from bleed out from the functional coating layer and migrate to the POF strand cannot be suppressed. On the other hand, if the crystal melting point is higher than 280 ° C., the temperature at which the functional coating layer is formed must be set high. Therefore, when the crystal melting point is set at 300 ° C. or more, the core is made of a copolymer mainly composed of PMMA or MMA. Light-shielding coating layer made of a nylon resin having a relatively low melting point such as nylon 11 and nylon 12 is likely to be thermally deformed, and the optical characteristics and heat shrink characteristics of the POF cable may be impaired. is there. The crystalline melting point of the nylon resin composition constituting the functional coating layer is preferably 240 ° C. or higher, more preferably 250 ° C. or higher, and further preferably 260 ° C. or higher. The crystal melting point is preferably 280 ° C or lower, more preferably 275 ° C or lower, and further preferably 270 ° C or lower.
結晶融点が240℃以上280℃以下であるナイロン系樹脂組成物に含有されるナイロン系樹脂としては、具体的には、ナイロン66の単独重合体、または後述するようなナイロン66を主成分とするナイロン系樹脂組成物を挙げることができる。ここで、主成分とするとは、ナイロン系樹脂組成物の全体量を100質量%とした時、ナイロン66を50質量%以上含有することを意味し、60質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましい。 As the nylon resin contained in the nylon resin composition having a crystal melting point of 240 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, specifically, a homopolymer of nylon 66 or nylon 66 as described below is a main component. Mention may be made of nylon resin compositions. Here, the main component means that when the total amount of the nylon resin composition is 100% by mass, it means that nylon 66 is contained by 50% by mass or more, preferably 60% by mass or more, and preferably 70% by mass or more. Is more preferable.
ナイロン66(Brill温度の最大値は約150〜160℃、Polymer,42(2001)、p10119−10132)は、融点が265℃であり、温度23℃における酸素透過率は、P=約3×10-10〜4×10-10cm3・cm/(cm2・sec・Pa)、温度105℃における酸素透過率は、P=約1×10-8〜2×10-8cm3・cm/(cm2・sec・Pa)である。 Nylon 66 (Brill temperature has a maximum value of about 150 to 160 ° C., Polymer, 42 (2001), p10119-10132) has a melting point of 265 ° C., and the oxygen permeability at a temperature of 23 ° C. is P = about 3 × 10 −10 to 4 × 10 −10 cm 3 · cm / (cm 2 · sec · Pa), the oxygen permeability at a temperature of 105 ° C. is P = about 1 × 10 −8 to 2 × 10 −8 cm 3 · cm / (Cm 2 · sec · Pa).
機能被覆層に含まれるナイロン系樹脂由来のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量については、一般的に工業化されているナイロン系樹脂の含有レベルにあれば、本発明によるPOFケーブルは十分な耐熱性を得ることができる。機能被覆層中のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量は15質量%以下の範囲にあることが好ましく、10質量%以下の範囲にあることがより好ましく、5.0質量%以下の範囲であれば特に好ましい。これらの化合物の合計含有量の下限については特に制限はない。機能被覆層中のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量が上記の範囲内であれば、より十分な耐熱性を有するPOFケーブルが得られる。例えば、機能被覆層中のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量が、0.1質量%以上、さらには0.5質量%以上であっても十分な耐熱性を有するPOFケーブルを得ることができる。 As for the total content of the monomer compound and oligomer compound derived from the nylon resin contained in the functional coating layer, the POF cable according to the present invention has sufficient heat resistance as long as it is at the level of nylon resin that is generally industrialized. Can be obtained. The total content of the monomer compound and oligomer compound in the functional coating layer is preferably in the range of 15% by mass or less, more preferably in the range of 10% by mass or less, and in the range of 5.0% by mass or less. Is particularly preferred. There is no particular limitation on the lower limit of the total content of these compounds. When the total content of the monomer compound and oligomer compound in the functional coating layer is within the above range, a POF cable having more sufficient heat resistance can be obtained. For example, a POF cable having sufficient heat resistance can be obtained even if the total content of the monomer compound and oligomer compound in the functional coating layer is 0.1% by mass or more, further 0.5% by mass or more. .
なお、ナイロン系樹脂由来のモノマー化合物及びオリゴマー化合物とは、上述した通りであるが、具体的には、ナイロン66の場合、モノマーとはヘキサメチレンジアミンとアジピン酸、オリゴマーとはヘキサメチレンジアミンとアジピン酸からなる縮合化合物の4量体以下の環状オリゴマー及び鎖状オリゴマーを意味する。 The monomer compound and oligomer compound derived from the nylon resin are as described above. Specifically, in the case of nylon 66, the monomer is hexamethylenediamine and adipic acid, and the oligomer is hexamethylenediamine and adipine. It means a cyclic oligomer or a chain oligomer having a tetramer or less of a condensation compound composed of an acid.
ナイロン66としては、宇部興産社製のUBEナイロン2015B、2020B、2026B(商品名)や、東レ社製のアミランCM3007、CM3001−N、CM3006、CM3301、CM3304、CM3004(商品名)、旭化成ケミカルズ社製のレオナ1200S、1300S、1500、1700(商品名)や、BASF社製のUltramid 1000、1003、A3、N322、A3X2G5(商品名)、EMS・CHEMIE AG社製のGRILON ASシリーズ、AZシリーズ、AR、ATシリーズ(商品名)、DuPont社製のZytel 101、103、42A、408(商品名)を挙げることができる。
As nylon 66, UBE nylon 2015B, 2020B, 2026B (trade name) manufactured by Ube Industries, Ltd., Amilan CM3007, CM3001-N, CM3006, CM3301, CM3304, CM3004 (trade name) manufactured by Toray Industries, Inc., manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation Leona 1200S, 1300S, 1500, 1700 (trade name),
上述したPOFケーブルの波長650nmの伝送損失値は、105℃の高温環境下でも、長期間にわたり安定である。 The transmission loss value of the POF cable described above at a wavelength of 650 nm is stable for a long period of time even under a high temperature environment of 105 ° C.
次に、機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物の酸素透過率(P)についてさらに説明する。 Next, the oxygen permeability (P) of the nylon resin composition forming the functional coating layer will be further described.
機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物の酸素透過率(P)が、上記式(1)の右辺の値より高くなると、POFケーブルが105℃の高温環境下に長期間置かれた場合、POFが置いてある環境中の酸素が、光遮断被覆層および保護被覆層を透過して、POF素線の内部に溶解・拡散して、POF素線が酸化劣化を受ける傾向が大きくなる。その結果、POF素線のコア部やクラッド部における電子遷移吸収が増大して、波長600nm以下の伝送損失が増大する。酸素透過率(P)が、上記式(1)を満たせば、POFの波長600nm以下の伝送損失の増大を抑えることができる。 When the oxygen permeability (P) of the nylon resin composition forming the functional coating layer is higher than the value on the right side of the above formula (1), when the POF cable is placed in a high temperature environment of 105 ° C. for a long time, Oxygen in the environment where the POF is placed passes through the light shielding coating layer and the protective coating layer, dissolves and diffuses inside the POF strand, and the tendency of the POF strand to undergo oxidative degradation increases. As a result, the electronic transition absorption in the core part and the clad part of the POF strand increases, and the transmission loss at a wavelength of 600 nm or less increases. If the oxygen transmission rate (P) satisfies the above formula (1), an increase in transmission loss of POF wavelength of 600 nm or less can be suppressed.
機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物の酸素透過率(P)は、波長600nm以下の伝送損失の増大を抑制する点から、下記一般式(2)
P<8×10-2×exp(−5800/T) (2)
を満たすことがより好ましく、
下記一般式(3)
P<8×10-2×exp(−6000/T) (3)
を満たすことがさらに好ましく、
下記一般式(4)
P<8×10-2×exp(−6300/T) (4)
を満たすことが、特に好ましい。
The oxygen permeability (P) of the nylon resin composition forming the functional coating layer is represented by the following general formula (2) from the viewpoint of suppressing an increase in transmission loss at a wavelength of 600 nm or less.
P <8 × 10 −2 × exp (−5800 / T) (2)
More preferably,
The following general formula (3)
P <8 × 10 −2 × exp (−6000 / T) (3)
More preferably,
The following general formula (4)
P <8 × 10 −2 × exp (−6300 / T) (4)
It is particularly preferable to satisfy
ナイロン系樹脂組成物の酸素透過率を低くするための方法としては、結晶化度を一定の範囲に制御する方法や、球晶サイズを一定の範囲に制御する方法を用いることが好ましい。 As a method for lowering the oxygen permeability of the nylon resin composition, it is preferable to use a method for controlling the crystallinity within a certain range or a method for controlling the spherulite size within a certain range.
機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物の結晶化度は30%以上55%以下の範囲にあることが好ましい。結晶化度をこのような範囲に制御することにより、所望の酸素透過率を有するナイロン系樹脂組成物を得やすくなる。結晶化度が小さすぎると、POFケーブルが高温下で処理された際に後結晶化が発生するため、POFケーブルの寸法変化が生じたり、所望の酸素透過率が得られないため、105℃の環境下に長期間置かれた場合に、波長600nm以下の伝送損失の増加を抑制することが困難になったりする。結晶化度が大きすぎると、POFケーブルの曲げ弾性率が高くなるため、POFケーブルが取り扱い難くなったり、POFケーブルをボビンに巻き取って長期間保管しておくと巻き癖が付き易くなったりする等の問題が生じる。機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物の結晶化度の好ましい範囲の下限側は35%以上がより好ましく、上限側は50%以下がより好ましく、45%以下がさらに好ましい。 The crystallinity of the nylon resin composition forming the functional coating layer is preferably in the range of 30% to 55%. By controlling the crystallinity in such a range, a nylon resin composition having a desired oxygen permeability can be easily obtained. If the degree of crystallinity is too small, post-crystallization occurs when the POF cable is processed at a high temperature, so that the dimensional change of the POF cable occurs or the desired oxygen permeability cannot be obtained. When placed in an environment for a long time, it may be difficult to suppress an increase in transmission loss at a wavelength of 600 nm or less. If the degree of crystallinity is too high, the flexural modulus of the POF cable will increase, making it difficult to handle the POF cable, and if the POF cable is wound around a bobbin and stored for a long period of time, it will be prone to wrinkles. Such problems arise. The lower limit side of the preferred range of the crystallinity of the nylon-based resin composition forming the functional coating layer is more preferably 35% or more, the upper limit side is more preferably 50% or less, and further preferably 45% or less.
なお、結晶化度(X)とは、密度から下記一般式に従って算出するものとする。 The crystallinity (X) is calculated from the density according to the following general formula.
結晶化度(X)=(ds−da)/(dc−da)
(da:非晶質の密度、dc:結晶質の密度、ds:試料の密度)。
Crystallinity (X) = (ds−da) / (dc−da)
(Da: amorphous density, dc: crystalline density, ds: sample density).
本発明において、機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物は、顕微鏡観察による球晶サイズの平均直径が0.01μm以上40μm以下の範囲にあることが好ましい。 In the present invention, the nylon resin composition forming the functional coating layer preferably has an average diameter of spherulite size by microscopic observation in the range of 0.01 μm or more and 40 μm or less.
ここで、球晶サイズは、POFケーブルの機能被覆層から超薄切片を作製し、その切片を顕微鏡で観察し、球晶の写真を撮影した後、画像解析装置で球晶の直径の数平均を算出して得られる値である。 Here, the spherulite size is obtained by preparing an ultrathin section from the functional coating layer of the POF cable, observing the section with a microscope, taking a photograph of the spherulite, and then taking the number average of the diameter of the spherulite with an image analyzer. Is a value obtained by calculating.
球晶サイズが小さすぎると、POFケーブルの機械的強度(特に、引っ張り強度)が低下する傾向がある。また、球晶サイズが大きすぎると、所望の酸素透過率が得られないため、POFケーブルが105℃の環境下に長期間置かれた場合に波長600nm以下の伝送損失が増加したり、POFケーブルの耐熱寸法安定性が損なわれたりする傾向がある。この球晶サイズ(平均直径)の好ましい範囲の下限側は1.0μm以上がより好ましく、5μm以上がさらに好ましく、上限側は30μm以下がより好ましく、20μm以下がさらに好ましく、10μm以下が特に好ましい。 If the spherulite size is too small, the mechanical strength (particularly, tensile strength) of the POF cable tends to decrease. If the spherulite size is too large, the desired oxygen transmission rate cannot be obtained. Therefore, when the POF cable is placed in an environment of 105 ° C. for a long period of time, the transmission loss at a wavelength of 600 nm or less increases, or the POF cable. There is a tendency that the heat-resistant dimensional stability is impaired. The lower limit side of the preferred range of the spherulite size (average diameter) is more preferably 1.0 μm or more, further preferably 5 μm or more, and the upper limit side is more preferably 30 μm or less, further preferably 20 μm or less, and particularly preferably 10 μm or less.
ナイロン66等のナイロン系樹脂の結晶化度や球晶サイズを一定の範囲に制御する方法としては、製造時の成形温度や冷却速度等を適当な範囲に制御する等の方法を挙げることができる。しかし、POFケーブルの性能を損なわずに製造することが可能な条件範囲では、所望する結晶化度や球晶サイズに制御することが困難である。そこで、本発明のPOFケーブルでは、機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物に結晶化促進剤(造核剤)や、後述する特定の難燃剤を含有させることが好ましく、これにより、球晶サイズを小さくしたり、結晶化度を上げたりすることができる。 Examples of a method for controlling the crystallinity and spherulite size of a nylon-based resin such as nylon 66 within a certain range include a method for controlling a molding temperature, a cooling rate, and the like during production to an appropriate range. . However, it is difficult to control to a desired crystallinity and spherulite size within the range of conditions that can be manufactured without impairing the performance of the POF cable. Therefore, in the POF cable of the present invention, it is preferable that the nylon resin composition forming the functional coating layer contains a crystallization accelerator (nucleating agent) or a specific flame retardant described later. The size can be reduced and the crystallinity can be increased.
結晶化促進剤としては、POF素線中に移行して、POFケーブルの光学性能に影響を与えない化合物が好ましい。このような結晶化促進剤としては、酸化マグネシウムや酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化銅、酸化鉄等の金属酸化物や、タルク、シリカ、グラファイト、炭化珪素等の無機微粒子、ナイロン6T、ナイロン66/6Tなどの高融点ポリアミドを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 As the crystallization accelerator, a compound that migrates into the POF strand and does not affect the optical performance of the POF cable is preferable. Examples of such crystallization accelerators include metal oxides such as magnesium oxide, aluminum oxide, zinc oxide, copper oxide and iron oxide, inorganic fine particles such as talc, silica, graphite and silicon carbide, nylon 6T, nylon 66 / Although high melting point polyamides, such as 6T, can be mentioned, it is not limited to these.
機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物中の結晶化促進剤の含有量は、POFケーブルの105℃での耐熱性を損なわない範囲で適宜設定することができるが、ナイロン系樹脂組成物100質量%に対し、0.01〜10質量%の範囲にあることが好ましく、0.05〜5質量%の範囲がより好ましく、0.3〜3質量%の範囲がさらに好ましい。
The content of the crystallization accelerator in the nylon resin composition forming the functional coating layer can be appropriately set within a range that does not impair the heat resistance of the POF cable at 105 ° C., but the
[機能被覆層の難燃剤]
機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物に特定の難燃剤を含有させることにより、機能被覆層の酸素透過性を小さくすることができる。
[Flame retardant for functional coating layer]
By incorporating a specific flame retardant into the nylon resin composition forming the functional coating layer, the oxygen permeability of the functional coating layer can be reduced.
自動車内通信用途で用いられるPOFケーブルには高い難燃性が要求されるため、機能被覆層に難燃剤を含有させることが好ましい。機能被覆層に難燃剤を含有させる場合、本発明のPOFケーブルでは、PMMA系樹脂からなるPOF素線、保護被覆層、光遮断被覆層には難燃剤を含ませないことが好ましく、また各々の被覆層の材料は自己消火性を有さない点から、機能被覆層に難燃機能を担わせることが好ましい。 Since high flame retardance is required for POF cables used for in-car communication applications, it is preferable to include a flame retardant in the functional coating layer. When the functional coating layer contains a flame retardant, it is preferable that the POF cable of the present invention does not contain a flame retardant in the POF strand made of PMMA resin, the protective coating layer, and the light shielding coating layer. Since the material of the coating layer does not have self-extinguishing properties, the functional coating layer preferably has a flame retardant function.
一般的にナイロン系樹脂に用いられる難燃剤としては、リン系化合物、臭素系化合物、塩素系化合物、トリアジン系化合物、水和金属系化合物が良く知られており、様々な用途で利用されている。 As flame retardants generally used for nylon resins, phosphorus compounds, bromine compounds, chlorine compounds, triazine compounds, and hydrated metal compounds are well known and are used in various applications. .
しかし、本発明者らの検討によれば、ある種の難燃剤は、POFケーブルが105℃の高温環境下に長期間置かれた場合に、光遮断被覆層と保護被覆層を通過してPOF素線部に移行して、伝送損失の著しい増大を引き起こしたり、被覆材自体の劣化を引き起こしたり、あるいは十分な難燃性を達成するにはかなりの高配合量が必要となることから被覆層の機械的強度が著しく低下することが判明した。 However, according to the study by the present inventors, certain flame retardants pass through the light shielding coating layer and the protective coating layer when the POF cable is placed in a high temperature environment of 105 ° C. for a long time. Since it moves to the strand part, it causes a significant increase in transmission loss, causes deterioration of the coating material itself, or requires a considerably high blending amount to achieve sufficient flame retardancy. It has been found that the mechanical strength of is significantly reduced.
本発明者らは、このような問題を解決できる難燃剤の探索・検討を行った結果、高分子量タイプの臭素系難燃剤(臭素系高分子難燃剤)を単独、又は高分子量タイプの臭素系難燃剤と酸化アンチモンを併用して、ナイロン系樹脂に対して特定の範囲内の量を添加して用いることが、本発明のPOFケーブルに最適であることを見出した。 As a result of searching and examining a flame retardant capable of solving such problems, the present inventors have found that a high molecular weight type brominated flame retardant (brominated polymeric flame retardant) is used alone or a high molecular weight type brominated flame retardant. It has been found that it is optimum for the POF cable of the present invention to use a flame retardant and antimony oxide in combination and add an amount within a specific range to the nylon resin.
すなわち、機能被覆層を構成するナイロン系樹脂組成物の全体を100質量%とする時、臭素系難燃剤を樹脂組成物中の臭素原子含有量が1.5〜30質量%の範囲となる量、及び酸化アンチモンを0〜20質量%の範囲の量で含有させることが好ましい。臭素原子の含有量が少なすぎると、POFケーブルに十分な難燃性を付与することが困難であり、多すぎると、POFケーブルの耐摩耗性や機械的強度が低下したり、POFケーブルの曲げ弾性率が高くなりすぎて取り扱い性が低下したりする恐れがある。臭素原子の含有量は5質量%以上がより好ましく、8質量%以上がさらに好ましく、10質量%以上が特に好ましい。また、臭素原子の含有量は25質量%以下がより好ましく、20質量%以下がさらに好ましく、15質量%以下が特に好ましい。 That is, when the total amount of the nylon resin composition constituting the functional coating layer is 100% by mass, the bromine flame retardant is an amount in which the bromine atom content in the resin composition is in the range of 1.5 to 30% by mass. , And antimony oxide are preferably contained in an amount ranging from 0 to 20% by mass. If the bromine atom content is too small, it is difficult to impart sufficient flame retardancy to the POF cable. If the bromine atom content is too large, the wear resistance and mechanical strength of the POF cable will decrease, or the POF cable will be bent. There is a possibility that the elastic modulus becomes too high and the handleability is lowered. The bromine atom content is more preferably 5% by mass or more, further preferably 8% by mass or more, and particularly preferably 10% by mass or more. The bromine atom content is more preferably 25% by mass or less, further preferably 20% by mass or less, and particularly preferably 15% by mass or less.
このような臭素系難燃剤の中でも、数平均分子量が900以上60,000以下の範囲にあるポリスチレン臭素化物、ポリジブロモスチレン等の臭素置換ポリスチレン(臭素化ポリスチレン)及びポリ(ペンタブロモベンジルアクリレート)から選ばれる少なくとも一種が特に好ましい。尚、ここで数平均分子量(Mn)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したポリスチレン換算分子量のMnを意味する。 Among such brominated flame retardants, polystyrene brominated products having a number average molecular weight in the range of 900 to 60,000, brominated polystyrene (brominated polystyrene) such as polydibromostyrene, and poly (pentabromobenzyl acrylate). At least one selected is particularly preferred. In addition, a number average molecular weight (Mn) means Mn of the polystyrene conversion molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) here.
上記臭素系難燃剤の分子量が小さすぎると、POFケーブルが105℃の高温環境下の長期間置かれた場合、機能被覆層の材料が上述したように高融点であっても、臭素系難燃剤が、機能被覆層からブリードアウトして、光遮断被覆層と保護被覆層を通過してPOF素線に移行して伝送損失の著しい増大を引き起こしたり、あるいはPOFケーブルの機能被覆層の表面に臭素系難燃剤がブリードアウトしてPOFケーブルの難燃性が低下したりするおそれがある。 If the molecular weight of the brominated flame retardant is too small, the brominated flame retardant may be used when the POF cable is placed in a high temperature environment at 105 ° C. for a long time, even if the material of the functional coating layer has a high melting point as described above. Bleeds out from the functional coating layer, passes through the light shielding coating layer and the protective coating layer, and shifts to POF strands, causing a significant increase in transmission loss, or bromine on the surface of the functional coating layer of the POF cable. The flame retardant of the type may bleed out and the flame retardancy of the POF cable may decrease.
上記臭素系難燃剤の分子量が大きすぎると、臭素系難燃剤の流動性や、ナイロン系樹脂組成物中への溶解性・分散性が低下することにより、POFケーブルの難燃性や機械的強度が低下したり、ケーブルの外観が損なわれたりする傾向がある。 If the molecular weight of the brominated flame retardant is too large, the fluidity of the brominated flame retardant and the solubility / dispersibility in the nylon resin composition will decrease, resulting in the flame retardancy and mechanical strength of the POF cable. Tends to decrease or the appearance of the cable is impaired.
ポリスチレン臭素化物(BrPS)又はポリジブロモスチレン(PDBS)としては、下記一般式(17) As polystyrene bromide (BrPS) or polydibromostyrene (PDBS), the following general formula (17)
(ポリジブロモスチレンの場合はm=2、ポリスチレン臭素化物の場合はm=2〜5。nは整数)
で示される分子量900〜60,000の化合物を挙げることができる。例えば、ブロモケム社製のFR−803P(商品名)、アルベマール社製のSAYTEX−HP−7010、HP−3010、PYROCHEK−68PB(商品名)、GLC社製のPB−411、PBDS−80、PBS−64HW、CP−411(商品名)、マナック社製のプラセフテイ−1200(商品名)が挙げられる。
(M = 2 for polydibromostyrene, m = 2 to 5 for polystyrene bromide, n is an integer)
The compound of molecular weight 900-60,000 shown by can be mentioned. For example, FR-803P (trade name) manufactured by Bromochem, SAYTEX-HP-7010, HP-3010, PYROCHEK-68PB (trade name) manufactured by Albemarle, PB-411, PBDS-80, PBS- manufactured by GLC 64HW, CP-411 (trade name), and Manufactured plastic safety-1200 (trade name).
臭素系難燃剤は単独で使用しても難燃性の向上効果が得られるが、酸化アンチモンと併用することにより、さらに難燃性を高めることができる。酸化アンチモンは、POFケーブルが高温環境下に長期間置かれた場合でもPOF素線へ移行することがないため、本発明のPOFケーブルに適している。このような酸化アンチモンとしては、三酸化アンチモン、五酸化アンチモンを挙げることができるが、低価格という点から五酸化アンチモンが好ましい。酸化アンチモンの含有量は、機能被覆層を構成するナイロン系樹脂組成物の全体を100質量%としたとき、臭素原子含有量が1.5〜30質量%の範囲となる量の臭素系難燃剤に対して、酸化アンチモンを20質量%以下となるように添加することが好ましい。酸化アンチモンの含有量が多すぎると、POFケーブルの耐摩耗性や機械的強度が低下したり、あるいはPOFケーブルの曲げ弾性率が高くなりすぎて取り扱い性が低下したりするなどの恐れがある。酸化アンチモンの含有量は15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。また臭素系難燃剤と酸化アンチモンを併用する場合には、臭素系難燃剤と酸化アンチモンの質量比(臭素系難燃剤/酸化アンチモン)を1/1以上、4/1以下の範囲となるように設定することが好ましい。この質量比が高すぎると、酸化アンチモンを添加したことによる難燃化の相乗効果は不十分であり、この質量比が低すぎると、酸化アンチモンを過剰に添加していることになり、難燃性の著しい向上は見られない一方で、POFケーブルの耐摩耗性や機械的強度が低下したり、あるいはPOFケーブルの曲げ弾性率が高くなったりするおそれがある。臭素系難燃剤と酸化アンチモンの質量比は1.5/1以上がより好ましく、2/1以上がさらに好ましい。また、この質量比は3/1以下がより好ましく、2.5/1以下がさらに好ましい。 Even if it uses a brominated flame retardant alone, the improvement effect of a flame retardance will be acquired, but a flame retardance can be improved further by using together with an antimony oxide. Antimony oxide is suitable for the POF cable of the present invention because it does not shift to a POF strand even when the POF cable is placed in a high temperature environment for a long period of time. Examples of such antimony oxide include antimony trioxide and antimony pentoxide, but antimony pentoxide is preferred from the viewpoint of low cost. The content of antimony oxide is a brominated flame retardant in an amount such that the bromine atom content is in the range of 1.5 to 30% by mass when the entire nylon resin composition constituting the functional coating layer is 100% by mass. On the other hand, it is preferable to add antimony oxide so that it may become 20 mass% or less. If the content of antimony oxide is too large, the wear resistance and mechanical strength of the POF cable may be reduced, or the bending elastic modulus of the POF cable may be too high and the handleability may be reduced. The content of antimony oxide is more preferably 15% by mass or less, and further preferably 10% by mass or less. When a brominated flame retardant and antimony oxide are used in combination, the mass ratio of brominated flame retardant to antimony oxide (brominated flame retardant / antimony oxide) should be in the range of 1/1 to 4/1. It is preferable to set. If this mass ratio is too high, the synergistic effect of flame retardancy due to the addition of antimony oxide is insufficient, and if this mass ratio is too low, excessive antimony oxide is added, resulting in flame retardancy. However, there is a possibility that the wear resistance and mechanical strength of the POF cable are lowered, or the bending elastic modulus of the POF cable is increased. The mass ratio between the brominated flame retardant and antimony oxide is more preferably 1.5 / 1 or more, and further preferably 2/1 or more. Further, this mass ratio is more preferably 3/1 or less, and further preferably 2.5 / 1 or less.
三酸化アンチモンは、日本精鉱社製のPATOXシリーズ(CZ等)、STOXシリーズ(商品名)、鈴裕化学社製のFCP AT−3、AT−3CN(商品名)等を挙げることができ、五酸化アンチモンは、日産化学社製のサンエポック(商品名)を挙げることができる。 Antimony trioxide can include PATOX series (CZ, etc.) manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd., STOX series (trade name), FCP AT-3, AT-3CN (trade name) manufactured by Suzuhiro Chemical Co., Ltd., etc. Examples of antimony pentoxide include San Epoch (trade name) manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.
[機能被覆層の着色剤]
本発明のPOFケーブルでは、機能被覆層を形成するナイロン系樹脂組成物に、特定の着色剤を添加したり、上述した難燃剤と特定の着色剤を組み合わせて添加することにより、機能被覆層の材料の結晶化度を高めたり、球晶サイズを小さくしたりして、酸素透過性を制御することができる。これにより、POFケーブルが高温環境下で使用される場合に波長650nmの伝送特性を安定に維持できるばかりでなく、波長600nm以下の伝送損失の増大を著しく抑制できる。
[Colorant for functional coating layer]
In the POF cable of the present invention, by adding a specific colorant to the nylon resin composition forming the functional coating layer, or by adding a combination of the above-mentioned flame retardant and the specific colorant, The oxygen permeability can be controlled by increasing the crystallinity of the material or reducing the spherulite size. As a result, when the POF cable is used in a high temperature environment, not only can the transmission characteristics at a wavelength of 650 nm be stably maintained, but an increase in transmission loss at a wavelength of 600 nm or less can be remarkably suppressed.
一般的な熱可塑性樹脂の着色剤としては、有機系色素と無機顔料が広く用いられているが、機能被覆層を識別するための着色剤としては、有彩色の無機系顔料を用いる。 Organic pigments and inorganic pigments are widely used as colorants for general thermoplastic resins, but chromatic inorganic pigments are used as colorants for identifying functional coating layers.
本発明者らの検討によれば、機能被覆層に有機系色素を含有させたPOFケーブルが105℃の高温環境下の長期間置かれた場合、これらの有機色素が、光遮断被覆層と保護被覆層を通過してPOF素線中に移行して、伝送損失の著しい増大を引き起こすことが判明した。一方で、無機顔料を用いた場合には、このような移行現象は見られず、POFケーブルが105℃の高温環境下で長期間置かれた場合でも、伝送損失に影響をあたえないことを明らかにした。 According to the study by the present inventors, when a POF cable containing an organic dye in the functional coating layer is placed in a high temperature environment at 105 ° C. for a long time, these organic dyes are protected from the light blocking coating layer. It has been found that it moves through the coating layer into the POF strand, causing a significant increase in transmission loss. On the other hand, when an inorganic pigment is used, such a transition phenomenon is not observed, and it is clear that even if the POF cable is placed in a high temperature environment of 105 ° C. for a long time, the transmission loss is not affected. I made it.
機能被覆層を構成するナイロン系樹脂組成物の全体を100質量%とした時に、無機系顔料の含有量は0.1質量%以上10質量%以下の範囲にあることが好ましい。無機顔料の含有量が少なすぎると着色効果が不十分であり、鮮やかな色合いを出すことが困難になる。この含有量が多すぎると、被覆材の機械的強度が低下して、耐摩耗性や耐接傷性が低下するおそれがある。無機顔料の含有量は0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましく、3質量%以上が特に好ましい。また、無機顔料の含有量は7質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。 The content of the inorganic pigment is preferably in the range of 0.1% by mass or more and 10% by mass or less when the entire nylon resin composition constituting the functional coating layer is 100% by mass. If the content of the inorganic pigment is too small, the coloring effect is insufficient and it becomes difficult to produce a vivid color. If the content is too large, the mechanical strength of the covering material is lowered, and the wear resistance and the scratch resistance may be lowered. The content of the inorganic pigment is more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 3% by mass or more. Further, the content of the inorganic pigment is more preferably 7% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less.
無機顔料として、例えば、緑色が要求される場合にはセリウムまたはランタンのうち少なくとも1つを含むレアメタル系化合物や、青色の場合には群青、紺青、黄色の場合は黄酸化鉄、赤色の場合は弁柄(三酸化二鉄)、白色の場合は酸化チタン、タルク、カオリン、黒色の場合はカーボンブラック、黒色酸化鉄等を挙げることができる。なかでも、群青、紺青、酸化鉄、弁柄、酸化チタン、レアメタル系化合物、カーボンブラックから選択される少なくとも一種の着色剤を好適に用いることができる。 As an inorganic pigment, for example, when a green color is required, a rare metal compound containing at least one of cerium or lanthanum, when blue, ultramarine blue, bitumen, when yellow, yellow iron oxide, when red In the case of a petal (diiron trioxide), white, titanium oxide, talc, kaolin, and black, carbon black, black iron oxide and the like can be mentioned. Among these, at least one colorant selected from ultramarine, bitumen, iron oxide, dial, titanium oxide, rare metal compound, and carbon black can be preferably used.
[POFケーブルの構造]
次に、本発明のPOFケーブルを構成する各層の厚みについて説明する。
[PoF cable structure]
Next, the thickness of each layer constituting the POF cable of the present invention will be described.
本発明では、コア−クラッド構造を有するPOF素線の外径をa(μm)、光遮断被覆層(または光遮断被覆層と保護被覆層を合わせたもの)の厚みをb(μm)、機能被覆層の厚みをc(μm)とした時、機械特性および耐熱特性の双方を両立する観点から、a,b,cの値を下記の式を満たす範囲に設定することが好ましい。 In the present invention, the outer diameter of the POF strand having a core-cladding structure is a (μm), the thickness of the light shielding coating layer (or the combination of the light shielding coating layer and the protective coating layer) is b (μm), When the thickness of the coating layer is c (μm), it is preferable to set the values of a, b, and c within a range satisfying the following formula from the viewpoint of achieving both mechanical characteristics and heat resistance characteristics.
900≦a≦1100
200≦b≦350
500≦b+c≦660
光遮断被覆層の厚みbが小さすぎると、POFケーブルの耐薬品性が低下する恐れがあり、逆に大きすぎると、光遮断被覆層に由来する残存モノマーやオリゴマーがPOF素線の光学特性に影響を及ぼす恐れがある。
900 ≦ a ≦ 1100
200 ≦ b ≦ 350
500 ≦ b + c ≦ 660
If the thickness b of the light shielding coating layer is too small, the chemical resistance of the POF cable may be reduced. Conversely, if it is too large, residual monomers and oligomers derived from the light shielding coating layer may contribute to the optical properties of the POF strand. May have an effect.
被覆層全体の厚み(b+c)については、小さすぎると、自動車内における振動や、高温多湿な環境からPOF素線を保護する効果等、各層による効果が不十分になるおそれがある。逆に大きすぎると、POFケーブルの曲げ弾性が大きくなり、ケーブル加工時の取り扱い性が低下する。 If the thickness (b + c) of the entire coating layer is too small, the effects of each layer, such as vibration in the automobile and the effect of protecting the POF strand from a hot and humid environment, may be insufficient. On the other hand, if it is too large, the flexural elasticity of the POF cable becomes large, and the handleability during cable processing decreases.
[POFケーブルの製造方法(被覆方法)]
次に、本発明のPOFケーブルの被覆層の形成方法について説明する。
[PoF cable manufacturing method (coating method)]
Next, a method for forming the coating layer of the POF cable of the present invention will be described.
本発明におけるPOFケーブルの製造プロセスにおける被覆工程は、クロスヘッドダイを備えた押出被覆装置を用いて、POF素線の外周を被覆材で被覆することにより行うことができる。 The covering step in the POF cable manufacturing process of the present invention can be performed by covering the outer periphery of the POF strand with a covering material using an extrusion coating apparatus equipped with a crosshead die.
POF素線を被覆する際の被覆温度Tの範囲は、保護被覆層及び光遮断被覆層の場合、190℃以上230℃以下であることが好ましい。被覆温度が190℃より低いと、被覆する樹脂が十分に溶融されず、塊となって被覆の厚み変動が大きくなったり、被覆樹脂の被覆装置配管中の流れが悪くなり、樹脂吐出不足を起こし、所望の厚み制御が困難になる。被覆温度が230℃より高くなると、POF素線が溶融しやすくなり、被覆工程の被覆樹脂供給圧力で外径変動を起こしたり、熱劣化による伝送損失の増加等を招く恐れがある。被覆層の厚みをより薄く均一に制御し、且つPOF素線の光学特性を維持するためには、被覆温度Tは200℃から220℃の範囲にあることがより好ましい。 In the case of the protective coating layer and the light shielding coating layer, the range of the coating temperature T when coating the POF strand is preferably 190 ° C. or higher and 230 ° C. or lower. When the coating temperature is lower than 190 ° C., the resin to be coated is not sufficiently melted and becomes a lump, resulting in a large fluctuation in the thickness of the coating, or the flow of the coating resin in the coating apparatus piping is deteriorated, resulting in insufficient resin discharge. The desired thickness control becomes difficult. When the coating temperature is higher than 230 ° C., the POF strands are likely to melt, and there is a possibility that the outer diameter fluctuates due to the coating resin supply pressure in the coating process, or the transmission loss increases due to thermal degradation. In order to control the thickness of the coating layer to be thinner and more uniform and maintain the optical characteristics of the POF strand, the coating temperature T is more preferably in the range of 200 ° C. to 220 ° C.
機能被覆層を被覆する場合は、ナイロン系樹脂組成物の主材料にもよるが、機能被覆材料の融点M℃と示すとき、M+3℃以上、M+15℃以下とすることが好ましい。被覆温度がM+3℃より低いと、被覆する樹脂が十分に溶融されず、塊となって被覆の厚み変動が大きくなったり、被覆樹脂の被覆装置配管中の流れが悪くなり、樹脂吐出不足を起こし、所望の厚み制御が困難になる。被覆温度がM+15℃より高くなると、POF素線もしくは一次被覆ケーブルが溶融しやすくなり、被覆工程の被覆樹脂供給圧力で外径変動を起こしたり、熱劣化による伝送損失の増加等を招く恐れがある。被覆層の厚みをより薄く均一に制御し、且つPOF素線の光学特性を維持するためには、被覆温度Tは、M+5℃以上、M+10℃以下の範囲にあることがより好ましい。 When covering the functional coating layer, although depending on the main material of the nylon resin composition, when the melting point of the functional coating material is M ° C., it is preferably M + 3 ° C. or higher and M + 15 ° C. or lower. When the coating temperature is lower than M + 3 ° C., the resin to be coated is not sufficiently melted and becomes a lump, resulting in a large fluctuation in the thickness of the coating, and the flow of the coating resin in the coating apparatus piping is deteriorated, resulting in insufficient resin discharge. The desired thickness control becomes difficult. When the coating temperature is higher than M + 15 ° C., the POF strand or the primary coated cable is likely to melt, and there is a possibility that the outer diameter fluctuates due to the coating resin supply pressure in the coating process, or the transmission loss increases due to thermal degradation. . In order to control the thickness of the coating layer thinner and more uniformly and to maintain the optical characteristics of the POF strand, the coating temperature T is more preferably in the range of M + 5 ° C. or higher and M + 10 ° C. or lower.
POF素線の被覆は次の通りに行うことができる。 The POF strand can be coated as follows.
まず、通常の方法に従って、コアと、その外周に形成される少なくとも1層以上のクラッドとを複合紡糸して、POF素線を形成する。その後に、POF素線の外周に、クロスヘッドダイを備えた被覆装置を用いて光遮断被覆層を形成し、POF一次ケーブルを得る。その後、別のクロスヘッドダイを備えた被覆装置を用いて、そのPOF一次ケーブルの外周に機能被覆層を形成する。 First, in accordance with a normal method, a core and at least one or more layers of clad formed on the outer periphery thereof are composite-spun to form a POF strand. After that, a light blocking coating layer is formed on the outer periphery of the POF strand using a coating device equipped with a crosshead die to obtain a POF primary cable. Thereafter, a functional coating layer is formed on the outer periphery of the POF primary cable by using a coating apparatus having another crosshead die.
保護被覆層を設ける場合は、以下の方法に従ってPOF素線を被覆することができる。 When a protective coating layer is provided, the POF strand can be coated according to the following method.
まず、コアと、その外周に形成される少なくとも1層以上のクラッドと、さらにその外周に形成される保護被覆層とを複合紡糸して、POF素線と保護被覆層を一体形成する。その後に、その保護被覆層の外周に、クロスヘッドダイを備えた被覆装置を用いて光遮断被覆層を形成し、POF一次ケーブルを得る。その後、別のクロスヘッドダイを備えた被覆装置を用いて、そのPOF一次ケーブルの外周に機能被覆層を形成する。 First, the core, at least one clad formed on the outer periphery thereof, and a protective coating layer formed on the outer periphery thereof are composite-spun to integrally form the POF strand and the protective coating layer. After that, a light shielding coating layer is formed on the outer periphery of the protective coating layer using a coating device equipped with a crosshead die to obtain a POF primary cable. Thereafter, a functional coating layer is formed on the outer periphery of the POF primary cable by using a coating apparatus having another crosshead die.
また、被覆層を設ける場合は、以下の方法によってもPOF素線を被覆することができる。 Moreover, when providing a coating layer, a POF strand can be coat | covered also with the following method.
まず、コアと、その外周に形成された少なくとも1層以上のクラッドからなるPOF素線を複合紡糸により形成する。その後に、クロスヘッドダイを備えた被覆装置を用いて、そのPOF素線の外周に保護被覆層と光遮断被覆層とを同時に共押し出しにより被覆してPOF一次ケーブルを得る。その後、別のクロスヘッドダイを備えた被覆装置を用いて、そのPOF一次ケーブルの外周に機能被覆層を形成する。 First, a POF strand consisting of a core and at least one clad formed on the outer periphery thereof is formed by composite spinning. After that, using a coating apparatus equipped with a crosshead die, the outer periphery of the POF strand is simultaneously coated with a protective coating layer and a light blocking coating layer by coextrusion to obtain a POF primary cable. Thereafter, a functional coating layer is formed on the outer periphery of the POF primary cable by using a coating apparatus having another crosshead die.
被覆装置は、図3に示すようなクロスヘッドを備えた装置(クロスヘッドダイ)を用いることができる。POF素線あるいはPOF一次ケーブルは、クロスヘッドのダイス201とニップル202に設けられた軸線204に沿った経路を通過し、被覆された後に、ダイス201の先端面201aの開口からPOFケーブルとして外部へ押し出される。その際、このクロスヘッド内では、被覆樹脂流路203からの樹脂がPOF素線(あるいはPOF一次ケーブル)の外周へ被覆される。ダイス−ニップル部での被覆樹脂流路205と軸線204とのなす角度θ(ダイス−ニップルのテーパー角)が20度から70度となっていることが好ましい。すなわち、POF素線(あるいはPOF一次ケーブル)と被覆層を形成する材料が、POF素線の中心軸と被覆材料の流路205の流れ方向とのなす角が20度から70度の範囲で接触することが好ましい。θが20度未満では、POF素線(あるいはPOF一次ケーブル)に均一な厚みで被覆層を形成することがすることが困難であり、一方、70度を超えると、高温に加熱された被覆材料がPOF素線に与える熱や応力が大きくなり、POF素線の光学特性が劣化する場合がある。光遮断被覆層や、保護被覆層を形成する場合には角度θが30〜45度となるように形成されていることが好ましく、機能被覆層を形成する場合には、角度θが30〜60度となるように形成されていることが好ましい。
As the coating apparatus, an apparatus (crosshead die) having a crosshead as shown in FIG. 3 can be used. The POF strand or the POF primary cable passes through a path along the
機能被覆層を形成する場合、その機能被覆層に用いられるナイロン樹脂組成物は、例えばナイロン66を主成分とするナイロン系樹脂と、少なくとも前述の臭素系高分子難燃剤(必要に応じてさらに酸化アンチモン)を含有するナイロン系樹脂組成物と、前述の無機顔料を含有するナイロン系樹脂組成物を非溶融状態で混合してナイロン系樹脂混合物を形成し、このナイロン系樹脂混合物を被覆装置に付属されている押出機を用いて溶融混錬して溶融樹脂混合物を形成し、その直後に、この溶融樹脂混合物をクロスヘッドダイに導入し、POF素線の外周に連続して被覆することができる。 When the functional coating layer is formed, the nylon resin composition used for the functional coating layer includes, for example, a nylon resin mainly composed of nylon 66 and at least the above-described bromine-based polymer flame retardant (an additional oxidation if necessary). A nylon resin composition containing antimony) and a nylon resin composition containing the inorganic pigment described above are mixed in a non-molten state to form a nylon resin mixture, and this nylon resin mixture is attached to the coating device. It is possible to melt and knead using a conventional extruder to form a molten resin mixture. Immediately thereafter, the molten resin mixture can be introduced into a crosshead die and continuously coated on the outer periphery of the POF strand. .
[POFケーブルを用いた信号伝送方法]
次に、本発明のPOFケーブルを用いた信号伝送システムについて説明する。
[Signal transmission method using POF cable]
Next, a signal transmission system using the POF cable of the present invention will be described.
上述したように、発光中心波長が650nm付近にある可視光LEDは、POFの光源として広く用いられているが、100℃以上での耐熱性が不十分という問題があった。その理由として、このようなLEDは、GaAlAs系材料から形成され、Al成分の構成比が多いために酸化されやすいことが挙げられる。 As described above, visible LEDs having an emission center wavelength in the vicinity of 650 nm are widely used as POF light sources, but have a problem of insufficient heat resistance at 100 ° C. or higher. The reason for this is that such an LED is formed from a GaAlAs-based material and is easily oxidized due to a large proportion of Al components.
これに対して、発光中心波長を600nm以下に有する可視光LEDとしては、InGaN系(発光中心波長505nm、520nm)やPGaN系(発光中心波長565nm)、InGaAlP系(発光中心波長590nm)等が知られているが、LEDの耐熱性を低下させる原因となるAl成分を含まない、或いは含んでも含有量が小さいため、LED自身の100℃以上での耐熱性も十分実用化できるレベルに到達している。 On the other hand, as a visible light LED having an emission center wavelength of 600 nm or less, an InGaN system (emission center wavelengths 505 nm and 520 nm), a PGaN system (emission center wavelength 565 nm), an InGaAlP system (emission center wavelength 590 nm), and the like are known. Although it does not contain Al components that cause the heat resistance of the LED to decrease, or the content is small even if it contains, the heat resistance of the LED itself at 100 ° C or higher has reached a level where it can be practically used. Yes.
一方、上述したように本発明のPOFケーブルは、POF素線の外周部に、特定の材料から構成される遮断被覆層、機能被覆層を有することによって、必要に応じて特定の材料から構成される保護被覆層をさらに有することによって、100℃以上の高温環境下において、波長600nm以下の波長領域でも、POFの伝送損失の増大が著しく抑制される。 On the other hand, as described above, the POF cable of the present invention has a barrier coating layer and a functional coating layer made of a specific material on the outer peripheral portion of the POF strand, and is made of a specific material as necessary. By further including the protective coating layer, an increase in POF transmission loss is significantly suppressed even in a wavelength region of 600 nm or less in a high temperature environment of 100 ° C. or higher.
これにより、本発明のPOFケーブルと、発光中心を波長500nm以上600nm以下の範囲に有する可視光LEDとを組み合わせることによって、自動車内通信分野などの100℃以上での長期耐熱性が要求される分野でも、良好な信号伝送が可能となった。 Thus, by combining the POF cable of the present invention and a visible light LED having a light emission center in a wavelength range of 500 nm or more and 600 nm or less, a field where long-term heat resistance at 100 ° C. or higher is required, such as an in-vehicle communication field. However, good signal transmission has become possible.
このような可視光LEDとしては、発光中心を波長520nm近辺に有するInGaN系LED、発光中心を波長565nm近辺に有するPGaN系LED、発光中心を波長590nm近辺に有するAlGaInP系LEDから選ばれるLEDを用いることができるが特に限定されるものではない。 As such a visible light LED, an LED selected from an InGaN LED having an emission center near 520 nm, a PGaN LED having an emission center near 565 nm, and an AlGaInP LED having an emission center near 590 nm is used. However, it is not particularly limited.
以下、実施例を挙げて本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
本発明の各実施例に対して実施した各種の評価は、下記に記載の評価方法に従って行った。各実施例のPOFケーブルの構成および評価結果を比較例とともに各表に示した。 Various evaluations performed on each example of the present invention were performed according to the evaluation methods described below. The configuration and evaluation results of the POF cable of each example are shown in each table together with comparative examples.
[結晶融解熱(△H)及び結晶融点(Tm)の測定]
示差走査熱量計(DSC)(セイコーインスツル社製、商品名:DSC−220)を使用して測定を行った。サンプルを、昇温速度10℃/分で200℃まで昇温して5分間保持して溶融させた後、10℃/分で0℃まで降温して、再度昇温速度10℃/分で昇温、5分間保持、10℃/分で降温を行い、この時の結晶融解熱(△H)を求めた。また、結晶融解ピークの最大点を結晶融点とした。
[Measurement of crystal melting heat (ΔH) and crystal melting point (Tm)]
The measurement was performed using a differential scanning calorimeter (DSC) (trade name: DSC-220, manufactured by Seiko Instruments Inc.). The sample was heated to 200 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min, held for 5 minutes to melt, then cooled to 0 ° C. at 10 ° C./min, and again increased at a heating rate of 10 ° C./min. The temperature was maintained for 5 minutes, and the temperature was lowered at 10 ° C./minute, and the heat of crystal melting (ΔH) at this time was determined. The maximum point of the crystal melting peak was defined as the crystal melting point.
[屈折率の測定]
溶融プレスにより厚さ200μmのフィルム状の試験片を形成し、アッベの屈折計を用い、室温23℃におけるナトリウムD線の屈折率(nD23)を測定した。
[Measurement of refractive index]
A 200 μm-thick film-shaped test piece was formed by a melt press, and the refractive index ( n D 23 ) of sodium D-line at room temperature of 23 ° C. was measured using an Abbe refractometer.
[ナイロン系樹脂中の低分子化合物(モノマー化合物およびオリゴマー化合物)の定量分析および定性分析方法]
ナイロン系樹脂のペレット50gとメタノール100mlを300mlナスフラスコに入れ24時間、攪拌しながら還流した。還流後、メタノールをビーカーに移し、新たなメタノールをナスフラスコに入れて更に24時間還流を行った。還流後、抽出したメタノール溶液の合計200mlを乾固させ、得られた乾固物の質量(Xg)を測定した。
[Quantitative and qualitative analysis methods for low molecular weight compounds (monomer compounds and oligomeric compounds) in nylon resins]
50 g of nylon resin pellets and 100 ml of methanol were placed in a 300 ml eggplant flask and refluxed for 24 hours with stirring. After the reflux, the methanol was transferred to a beaker, and fresh methanol was added to the eggplant flask and refluxed for another 24 hours. After the reflux, a total of 200 ml of the extracted methanol solution was dried and the mass (Xg) of the obtained dried product was measured.
この乾固物について、質量分析計(MS)(日本電子(株)製、商品名:SX−102)、熱抽出GC−MS(Agilent社製、商品名:HP5890/5972)による定性分析を行った。 This dried product was subjected to qualitative analysis using a mass spectrometer (MS) (manufactured by JEOL Ltd., trade name: SX-102), heat extraction GC-MS (manufactured by Agilent, trade name: HP5890 / 5972). It was.
また、この乾固物をメタノールに再度適当量溶解し、分取型サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)(日本分析工業(株)製、商品名:LC−10)により、乾固物を分子量別に分けて採取した。さらに、採取物に対して、核磁気共鳴スペクトル測定(NMR)(日本電子(株)製、商品名:EX−270)による定性分析を行った。 In addition, an appropriate amount of this dried product is dissolved again in methanol, and the dried product is separated by molecular weight by preparative size exclusion chromatography (SEC) (trade name: LC-10, manufactured by Nihon Analytical Industries, Ltd.). And collected. Furthermore, the qualitative analysis by nuclear magnetic resonance spectrum measurement (NMR) (The JEOL Co., Ltd. make, brand name: EX-270) was performed with respect to the extract.
なお、ナイロン系樹脂のペレット中に含まれる低分子化合物の含有量(モノマー化合物とオリゴマー化合物の合計含有量)は下記式(iX)により算出した。 The content of low molecular weight compounds contained in the nylon resin pellets (total content of monomer compounds and oligomer compounds) was calculated by the following formula (iX).
〔含有量〕=X/50×100(質量%) (iX)。 [Content] = X / 50 × 100 (mass%) (iX).
[結晶化度(X)の測定]
25℃に管理された恒温水槽にn−ヘプタンと四塩化炭素からなる密度勾配管を作製し、試料を5mm×5mm程度の大きさにサンプリングして投入し、24時間後に読み取り、この読み取り値より密度dsを決定した。次いで、この密度dsを用いて、結晶化度(X)を下記一般式に従って算出した。
[Measurement of crystallinity (X)]
A density gradient tube made of n-heptane and carbon tetrachloride is prepared in a constant temperature water bath controlled at 25 ° C., and a sample is sampled and put into a size of about 5 mm × 5 mm, and read after 24 hours. The density ds was determined. Next, the crystallinity (X) was calculated according to the following general formula using this density ds.
結晶化度(X)=(ds−da)/(dc−da)
(ここで、da:非晶質の密度、dc:結晶質の密度、ds:試料の密度)
ds、dcの値はX線回折法や赤外線スペクトルから求めた。ナイロン66の場合、da=1.09、dc=1.24を用いた。
Crystallinity (X) = (ds−da) / (dc−da)
(Where da: amorphous density, dc: crystalline density, ds: sample density)
The values of ds and dc were obtained from an X-ray diffraction method or an infrared spectrum. In the case of nylon 66, da = 1.09 and dc = 1.24 were used.
[球晶サイズの測定]
POFケーブルの機能被覆層からミクロトームで超薄切片を切り出し、その切片を偏光顕微鏡で観察し、球晶の写真を撮影した後、画像解析装置で球晶の直径を20点測定して数平均を算出して、これを球晶サイズとした。
[Measurement of spherulite size]
Cut an ultrathin section from the functional coating layer of the POF cable with a microtome, observe the section with a polarizing microscope, take a photograph of the spherulite, measure the diameter of the spherulite with an image analyzer, and calculate the number average. This was calculated as the spherulite size.
[全波長伝送損失スペクトルの測定]
励振NA=0.1の光を用い、25−1mのカットバック法により、初期のPOFケーブルの伝送損失、及び105℃で5000時間熱処理を行った後のPOFケーブルの伝送損失を、測定波長400nm〜710nmの範囲で測定した。
[Measurement of full-wavelength transmission loss spectrum]
Using a light of excitation NA = 0.1, the transmission loss of the initial POF cable and the transmission loss of the POF cable after heat treatment at 105 ° C. for 5000 hours by the cut-back method of 25-1 m are measured at a wavelength of 400 nm. It measured in the range of -710nm.
[耐熱試験方法]
POFケーブルあるいはPOF素線を、105℃のオーブン内に5000時間放置した後に、測定波長520nm、570nm、650nm、励振NA=0.1の光を用い、25−1mのカットバック法により伝送損失を測定した。
[Heat resistance test method]
After leaving the POF cable or the POF strand in an oven at 105 ° C. for 5000 hours, the transmission loss is reduced by the cut-back method of 25-1 m using the light having the measurement wavelengths of 520 nm, 570 nm, 650 nm, and the excitation NA = 0.1. It was measured.
[酸素透過率の測定]
ISO14663−2:1999(Annex C)に定められた方法に従って、以下のようにして被覆材料の酸素透過率を測定した。
[Measurement of oxygen permeability]
In accordance with the method defined in ISO 14663-2: 1999 (Annex C), the oxygen transmission rate of the coating material was measured as follows.
機能被覆層を形成するためのナイロン系樹脂組成物を、圧縮成形機により加熱下に圧縮成形し、厚さ100μmのフィルム状試験片を作製し、米国、モコン(MOCON)社製の酸素透過率測定装置(機種名:OXTRAN(登録商標))を用い、温度23℃、湿度0%RHの条件下で酸素透過率[cm3・cm/(cm2・sec・Pa)]を測定した。 A nylon resin composition for forming a functional coating layer is compression-molded by heating with a compression molding machine to produce a film-shaped test piece having a thickness of 100 μm, and an oxygen transmission rate manufactured by MOCON, USA Using a measuring apparatus (model name: OXTRAN (registered trademark)), the oxygen transmission rate [cm 3 · cm / (cm 2 · sec · Pa)] was measured under the conditions of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 0% RH.
[参考例1]
コア材としてPMMA(屈折率1.492)、第1クラッド材として3FM/17FM/MMA/MAA(組成比で51/31/17/1(質量%))からなる共重合体(屈折率1.416〜1.417)、第2クラッド材としてVdF/TFE/HFP(組成比で43/48/9(質量%)、屈折率1.375、結晶融解熱(△H)14mJ/mg)からなる共重合体をそれぞれ用いた。これらの重合体を溶融して、220℃の紡糸ヘッドに供給し、同心円状複合ノズルを用いて複合紡糸した後、140℃の熱風加熱炉中で繊維軸方向に2倍に延伸し、各クラッドの厚みが10μmで直径が1mmのPOF素線を得た(表1及び表2中では「POF(A)」と略する)。得られたPOF素線の波長650nmの伝送損失は130dB/kmと良好であった。
[Reference Example 1]
A copolymer (refractive index of 1.50) having a core material of PMMA (refractive index 1.492) and a first cladding material of 3FM / 17FM / MMA / MAA (composition ratio 51/31/17/1 (mass%)). 416 to 1.417), VdF / TFE / HFP (composition ratio 43/48/9 (mass%), refractive index 1.375, crystal melting heat (ΔH) 14 mJ / mg) as the second cladding material. Each copolymer was used. These polymers are melted, supplied to a spinning head at 220 ° C., subjected to composite spinning using a concentric composite nozzle, and then stretched twice in the fiber axis direction in a hot air heating furnace at 140 ° C. A POF strand having a thickness of 10 μm and a diameter of 1 mm was obtained (abbreviated as “POF (A)” in Tables 1 and 2). The obtained POF strand had a good transmission loss of 130 dB / km at a wavelength of 650 nm.
作製したPOF素線の外周に、光遮断被覆層として、カーボンブラックを1質量%添加した、市販のナイロン12(ダイセル・エボニック社製、商品名:ダイアミド−L1640)を、210℃に設定したクロスヘッドダイを用いたクロスヘッドケーブル被覆装置で被覆し、光遮断被覆層(厚み250μm)を有する外径1.50mmのPOF一次ケーブルを得た。 Cloth made of commercially available nylon 12 (manufactured by Daicel-Evonik Co., Ltd., trade name: Daiamide-L1640) in which 1% by mass of carbon black is added as a light-shielding coating layer on the outer periphery of the produced POF strand, and set at 210 ° C. A POF primary cable having an outer diameter of 1.50 mm having a light shielding coating layer (thickness: 250 μm) was obtained by coating with a crosshead cable coating apparatus using a head die.
得られたPOF一次ケーブルは、波長650nmの初期の伝送損失が134dB/kmと良好であった。しかし、耐熱試験後の伝送損失は560dB/kmであり、光伝送性能に低下が見られた。また、耐熱試験後の波長520nm及び波長570nmの伝送損失は、それぞれ1000dB/km以上、980dB/kmであり、初期の伝送損失に対して著しく増加した。 The obtained POF primary cable had a good initial transmission loss of 134 dB / km at a wavelength of 650 nm. However, the transmission loss after the heat test was 560 dB / km, and a decrease in the optical transmission performance was observed. Also, the transmission loss at a wavelength of 520 nm and a wavelength of 570 nm after the heat resistance test was 1000 dB / km or more and 980 dB / km, respectively, which was remarkably increased with respect to the initial transmission loss.
光遮断被覆層のナイロン12に含まれるモノマーおよびオリゴマーの合計含有量は、1.18質量%であった。抽出後のメタノール溶液から得られた採取物の定性分析を行ったところ、抽出物は、ナイロン12の原料であるモノマー単量体(12−アミノドデカン酸およびω−ラウロラクタム)及びこのモノマーの二量体、三量体、四量体、さらにそれ以上の多量体(アミノ脂肪族カルボン酸化合物と環状ラクタム化合物)であった。 The total content of monomers and oligomers contained in nylon 12 of the light shielding coating layer was 1.18% by mass. A qualitative analysis was conducted on a sample obtained from the methanol solution after extraction. As a result, the extract was obtained from monomer monomers (12-aminododecanoic acid and ω-laurolactam) which are raw materials of nylon 12, and two monomers. It was a multimer (amino aliphatic carboxylic acid compound and cyclic lactam compound).
[参考例2]
参考例1で作製したPOF素線(POF(A))の外周に、保護被覆層としてボリブチレンテレフタレート(PBT)系樹脂(東レ・デュポン社、商品名:ハイトレル(Hytrel)4047)、光遮断被覆層として、カーボンブラックを1質量%添加した、市販のナイロン12(ダイセル・デグッサ社製、商品名:ダイアミド−L1640)を設けた以外は、参考例1と同様にして、保護被覆層(厚み40μm)、および光遮断被覆層(厚み215μm)を有する外径1.51mmのPOF一次ケーブルを得た。
[Reference Example 2]
On the outer periphery of the POF strand (POF (A)) prepared in Reference Example 1, as a protective coating layer, boribylene terephthalate (PBT) resin (Toray DuPont, trade name: Hytrel 4047), light shielding coating As a layer, a protective coating layer (thickness of 40 μm) was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that a commercially available nylon 12 (manufactured by Daicel Degussa, trade name: Daiamide-L1640) to which 1% by mass of carbon black was added was provided. And a POF primary cable having an outer diameter of 1.51 mm having a light shielding coating layer (thickness: 215 μm).
なお、PBT系樹脂の、ソフトセグメント部分(B)を構成するポリテトラメチレングリコール単位の分子量は430、そのハードセグメント部分(A)に含まれるポリブチレンテレフタレート単位の総モル数(a)と、そのソフトセグメント部分(B)に含まれるポリブチレンテレフタレート単位の総モル数(b)の比(a/b)は25/75、ショアD硬度は47、融点は199℃、メルトフローインデックスは22g/10分であった。 The molecular weight of the polytetramethylene glycol unit constituting the soft segment part (B) of the PBT resin is 430, the total number of moles of polybutylene terephthalate units (a) contained in the hard segment part (A), and The ratio (a / b) of the total number of moles (b) of the polybutylene terephthalate units contained in the soft segment part (B) is 25/75, the Shore D hardness is 47, the melting point is 199 ° C., and the melt flow index is 22 g / 10. Minutes.
得られたPOF一次ケーブルは、波長650nmの初期の伝送損失が134dB/kmと良好であった。さらに、耐熱試験後の伝送損失は185nmと良好であった。また、耐熱試験後の波長520nm及び波長570nmの伝送損失は、それぞれ1000dB/km以上、460dB/kmであった。 The obtained POF primary cable had a good initial transmission loss of 134 dB / km at a wavelength of 650 nm. Furthermore, the transmission loss after the heat test was as good as 185 nm. Moreover, the transmission loss of wavelength 520nm and wavelength 570nm after a heat test was 1000 dB / km or more and 460 dB / km, respectively.
得られたPOF一次ケーブルを105℃に5000時間放置した時の伝送損失スペクトルを、初期の場合と比較して図4に示す。短波長側の伝送損失が著しく増大していることがわかる。 The transmission loss spectrum when the obtained POF primary cable is left at 105 ° C. for 5000 hours is shown in FIG. 4 in comparison with the initial case. It can be seen that the transmission loss on the short wavelength side is remarkably increased.
[参考例3]
参考例2で作製した外径1.51mmのPOF一次ケーブルの外周に、機能被覆層として、ナイロン66(宇部興産社製、商品名:UBEナイロン2015B)を、275℃に設定したクロスヘッドダイを用いたクロスヘッドケーブル被覆装置で被覆し、機能被覆層(厚み400μm)を有する外径2.31mmのPOF二次ケーブルを得た。
[Reference Example 3]
On the outer periphery of the POF primary cable having an outer diameter of 1.51 mm produced in Reference Example 2, a cross head die set with nylon 66 (product name: UBE nylon 2015B, manufactured by Ube Industries, Ltd.) as a functional coating layer at 275 ° C. The POF secondary cable having an outer diameter of 2.31 mm having a functional coating layer (thickness: 400 μm) was obtained by covering with the crosshead cable coating apparatus used.
得られたPOF二次ケーブルは、波長650nmの初期の伝送損失が136dB/kmと良好であり、耐熱試験後の伝送損失も205dB/kmと良好であった。また、耐熱試験後の波長520nm及び波長570nmの伝送損失は、それぞれ1000dB/km以上、662dB/kmであった。 The obtained POF secondary cable had a good initial transmission loss of 136 dB / km at a wavelength of 650 nm, and a good transmission loss of 205 dB / km after the heat resistance test. Moreover, the transmission loss of wavelength 520nm and wavelength 570nm after a heat test was 1000 dB / km or more and 662 dB / km, respectively.
得られたPOF二次ケーブルを105℃に5000時間放置した時の伝送損失スペクトルを、初期の場合と比較して図5に示す。 The transmission loss spectrum when the obtained POF secondary cable is left at 105 ° C. for 5000 hours is shown in FIG. 5 in comparison with the initial case.
[参考例4]
機能被覆層として、ナイロン66(宇部興産社製、商品名:UBEナイロン2015B)を98質量%、群青を2.0質量%の比率で配合したナイロン66樹脂組成物を用いた以外は、参考例3と同様の方法でPOF二次ケーブルを得た。
[Reference Example 4]
Reference Example, except that nylon 66 resin composition containing 98% by mass of nylon 66 (product name: UBE nylon 2015B) and 2.0% by mass of ultramarine is used as the functional coating layer. A POF secondary cable was obtained in the same manner as in No. 3.
得られたPOF二次ケーブルは、波長650nmの初期の伝送損失が136dB/km、耐熱試験後の伝送損失が197dB/kmと良好であった。また、耐熱試験後の波長520nm及び波長570nmの伝送損失は、それぞれ1000dB/km以上、506dB/kmであった。 The obtained POF secondary cable had good initial transmission loss of 136 dB / km at a wavelength of 650 nm and 197 dB / km after the heat resistance test. Moreover, the transmission loss of wavelength 520nm and wavelength 570nm after a heat test was 1000 dB / km or more and 506 dB / km, respectively.
[実施例1]
機能被覆層として、ナイロン66(宇部興産社製、商品名:UBEナイロン2015B)を85質量%、臭素化ポリスチレン(アルベマール社製、商品名:HP−3010、GPCで測定したポリスチレン換算分子量50,000、臭素原子の含有量は68.5質量%)を10質量%、五酸化アンチモン(日産化学社製、商品名:サンエポック)を5質量%の比率で配合したナイロン66樹脂組成物を用いた以外は、参考例3と同様の方法でPOF二次ケーブルを得た。なお、この機能被覆層中の臭素原子の含有量は6.85質量%に相当する。
[Example 1]
As a functional coating layer, nylon 66 (manufactured by Ube Industries, trade name: UBE nylon 2015B) is 85% by mass, brominated polystyrene (trade name: HP-3010, trade name: HP-3010, polystyrene-converted molecular weight 50,000 measured by GPC). A nylon 66 resin composition containing 10% by mass of bromine atom content of 68.5% by mass and antimony pentoxide (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., trade name: Sun Epoch) at a ratio of 5% by mass was used. Except for the above, a POF secondary cable was obtained in the same manner as in Reference Example 3. In addition, content of the bromine atom in this functional coating layer is equivalent to 6.85 mass%.
得られたPOF二次ケーブルは、波長650nmの初期の伝送損失が134dB/km、耐熱試験後の伝送損失が187dB/kmと良好であった。また、耐熱試験後の波長520nm及び波長570nmの伝送損失は、それぞれ1000dB/km以上、351dB/kmであった。 The obtained POF secondary cable had good initial transmission loss at a wavelength of 650 nm of 134 dB / km and a transmission loss after a heat resistance test of 187 dB / km. Moreover, the transmission loss of wavelength 520nm and wavelength 570nm after a heat test was 1000 dB / km or more and 351 dB / km, respectively.
[実施例2]
機能被覆層として、ナイロン66(宇部興産社製、商品名:UBEナイロン2015B)を83質量%、臭素化ポリスチレン(アルベマール社製、商品名:HP−3010)を10質量%、五酸化アンチモン(日産化学社製、商品名:サンエポック)を5質量%、群青を2.0質量%の比率で配合したナイロン66樹脂組成物を用いた以外は、参考例3と同様の方法でPOF二次ケーブルを得た。
[Example 2]
As the functional coating layer, 83% by mass of nylon 66 (manufactured by Ube Industries, trade name: UBE nylon 2015B), 10% by mass of brominated polystyrene (trade name: HP-3010, manufactured by Albemarle), antimony pentoxide (Nissan) POF secondary cable in the same manner as in Reference Example 3 except that a nylon 66 resin composition containing 5% by mass of Chemical Company, trade name: Sun Epoch) and 2.0% by mass of ultramarine was used. Got.
得られたPOF二次ケーブルは、波長650nmの初期の伝送損失が134dB/km、耐熱試験後の伝送損失が140dB/kmと非常に良好であった。さらに、耐熱試験後の波長520nm及び波長570nmの伝送損失は、それぞれ165dB/km、104dB/kmであり、非常に良好であった。 The obtained POF secondary cable had a very good initial transmission loss at a wavelength of 650 nm of 134 dB / km and a transmission loss after a heat resistance test of 140 dB / km. Furthermore, the transmission loss at a wavelength of 520 nm and a wavelength of 570 nm after the heat test was 165 dB / km and 104 dB / km, respectively, which were very good.
得られたPOF二次ケーブルを105℃に5000時間放置した時の伝送損失スペクトルを、初期の場合と比較して図6に示す。短波長側の伝送損失の増加は、図4(参考例2、POF一次ケーブル)や図5(参考例3)と比較すると著しく抑制されていることがわかる。 The transmission loss spectrum when the obtained POF secondary cable is left at 105 ° C. for 5000 hours is shown in FIG. 6 in comparison with the initial case. It can be seen that the increase in transmission loss on the short wavelength side is significantly suppressed as compared with FIG. 4 (Reference Example 2, POF primary cable) and FIG. 5 (Reference Example 3).
[実施例3]
参考例1で作製した外径1.51mmのPOF一次ケーブルの外周に、機能被覆層として、ナイロン66(宇部興産社製、商品名:UBEナイロン2015B)を83質量%、臭素化ポリスチレン(アルベマール社製、商品名:HP−3010、GPCで測定したポリスチレン換算分子量50,000、臭素原子の含有量は68.5質量%)を10質量%、五酸化アンチモン(日産化学社製、商品名:サンエポック)を5質量%、群青を2.0質量%の比率で配合したナイロン66樹脂組成物を、275℃に設定したクロスヘッドダイを用いたクロスヘッドケーブル被覆装置で被覆し、機能被覆層(厚み400μm)を有する外径2.31mmのPOF二次ケーブルを得た。
[Example 3]
On the outer periphery of the POF primary cable having an outer diameter of 1.51 mm prepared in Reference Example 1, 83% by mass of nylon 66 (manufactured by Ube Industries, trade name: UBE nylon 2015B) as a functional coating layer, brominated polystyrene (Albemarle) Product name: HP-3010, polystyrene conversion molecular weight 50,000 measured by GPC, bromine atom content 68.5% by mass) 10% by mass, antimony pentoxide (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., product name: Sun) A nylon 66 resin composition containing 5% by mass of epoch and 2.0% by mass of ultramarine is coated with a crosshead cable coating apparatus using a crosshead die set at 275 ° C., and a functional coating layer ( A POF secondary cable having an outer diameter of 2.31 mm having a thickness of 400 μm was obtained.
得られたPOF二次ケーブルは、波長650nmの初期の伝送損失が136dB/kmと良好であり、耐熱試験後の伝送損失も164dB/kmと良好であった。また、耐熱試験後の波長520nm及び波長570nmの伝送損失は、それぞれ899dB/km以上、292dB/kmであった。 The obtained POF secondary cable had a good initial transmission loss at a wavelength of 650 nm of 136 dB / km and a good transmission loss of 164 dB / km after the heat resistance test. Moreover, the transmission loss of wavelength 520nm and wavelength 570nm after a heat test was 899 dB / km or more and 292 dB / km, respectively.
[実施例4]
機能被覆層として表2に記載したナイロン66樹脂組成物を用いた以外は、実施例3と同様の方法でPOF二次ケーブルを得た。得られたPOF二次ケーブルの評価結果を表3に記載した。
[Example 4]
A POF secondary cable was obtained in the same manner as in Example 3 except that the nylon 66 resin composition described in Table 2 was used as the functional coating layer. The evaluation results of the obtained POF secondary cable are shown in Table 3.
[実施例5〜8]
保護被覆層として表2に記載した材料を用い、機能被覆層として表2に記載したナイロン66樹脂組成物を用いた以外は、参考例3と同様の方法でPOF二次ケーブルを得た。得られたPOF二次ケーブルの評価結果を表3に記載した。
[Examples 5 to 8]
A POF secondary cable was obtained in the same manner as in Reference Example 3 except that the material described in Table 2 was used as the protective coating layer and the nylon 66 resin composition described in Table 2 was used as the functional coating layer. The evaluation results of the obtained POF secondary cable are shown in Table 3.
[実施例9、10、比較例1]
POF素線の第1クラッド及び第2クラッドを表1に記載した材料(実施例9はPOF(B)、実施例10はPOF(C)、比較例1はPOF(D))を用いた以外は、参考例2と同様の方法で、各クラッドの厚みが10μmで直径が1mmのPOF素線を得た。
[Examples 9, 10 and Comparative Example 1]
Except for the use of the materials described in Table 1 for the first and second claddings of POF strands (Example 9 is POF (B), Example 10 is POF (C), and Comparative Example 1 is POF (D)). Produced a POF strand having a thickness of 10 μm and a diameter of 1 mm in the same manner as in Reference Example 2.
次に、これらのPOF素線の外周に、保護被覆層及び機能被覆層として表2に記載した材料を用いた以外は、参考例3と同様の方法でPOF二次ケーブルを得た。得られたPOF二次ケーブルの評価結果を表3に記載した。 Next, a POF secondary cable was obtained in the same manner as in Reference Example 3 except that the materials described in Table 2 were used as the protective coating layer and the functional coating layer on the outer periphery of these POF wires. The evaluation results of the obtained POF secondary cable are shown in Table 3.
[実施例11]
光遮断被覆層として、カーボンブラックを1質量%添加した市販のナイロン11(アルケマ社製、商品名:Rilsan BMF−0、モノマーおよびオリゴマーの合計含有量が0.95質量%)を用い、機能被覆層として、表2に記載したナイロン66樹脂組成物を用いた以外は、参考例3と同様の方法でPOF二次ケーブルを得た。得られたPOF二次ケーブルの評価結果を表3に記載した。
[Example 11]
As a light shielding coating layer, a functional nylon coating (manufactured by Arkema, trade name: Rilsan BMF-0, total content of monomer and oligomer is 0.95% by mass) to which 1% by mass of carbon black is added is used as a light shielding coating layer. A POF secondary cable was obtained in the same manner as in Reference Example 3 except that the nylon 66 resin composition described in Table 2 was used as the layer. The evaluation results of the obtained POF secondary cable are shown in Table 3.
[比較例2]
光遮断被覆層として、カーボンブラックを1質量%添加した市販のナイロン12(EMS・CHEMIE AG社製、商品名:Grilamide L16A、モノマーおよびオリゴマーの合計含有量が1.69質量%)を用いた以外は、実施例2と同様の方法でPOF二次ケーブルを得た。得られたPOF二次ケーブルの評価結果を表3に記載した。
[Comparative Example 2]
Other than using commercially available nylon 12 (manufactured by EMS / CHEMIE AG, trade name: Grilamide L16A, total content of monomer and oligomer is 1.69% by mass) to which 1% by mass of carbon black is added as the light shielding coating layer Obtained a POF secondary cable in the same manner as in Example 2. The evaluation results of the obtained POF secondary cable are shown in Table 3.
[比較例3〜4]
着色剤として有機色素であるフタロシアニン系化合物(比較例3)、アンスラキノン系化合物(比較例4)を用いた表2に記載のナイロン66樹脂組成物を機能被覆層として用いた以外は、参考例3と同様の方法でPOF二次ケーブルを作製した。得られたPOF二次ケーブルの評価結果を表3に記載した。
[Comparative Examples 3 to 4]
Reference Example, except that the nylon 66 resin composition described in Table 2 using a phthalocyanine compound (Comparative Example 3) and an anthraquinone compound (Comparative Example 4), which are organic pigments, was used as a functional coating layer. A POF secondary cable was produced by the same method as in FIG. The evaluation results of the obtained POF secondary cable are shown in Table 3.
[比較例5〜6]
参考例2で作製したPOF一次ケーブルの外周に、機能被覆層として、比較例5では市販のナイロン12(ダイセル・エボニック社製、商品名:ダイアミド−L1640)を、比較例6ではこのナイロン12を主成分とする表2に記載の樹脂組成物を、220℃に設定したクロスヘッドダイを用いたクロスヘッドケーブル被覆装置で被覆し、機能被覆層(厚み400μm)を有する外径2.31mmのPOF二次ケーブルを作製した。得られたPOF二次ケーブルの評価結果を表3に記載した。
[Comparative Examples 5-6]
As a functional coating layer on the outer periphery of the POF primary cable produced in Reference Example 2, commercially available nylon 12 (manufactured by Daicel-Evonik Co., Ltd., trade name: Daiamide-L1640) is used as a functional coating layer, and in Comparative Example 6, this nylon 12 is used. The resin composition described in Table 2 as a main component is coated with a crosshead cable coating apparatus using a crosshead die set at 220 ° C., and a POF having an outer diameter of 2.31 mm having a functional coating layer (
[比較例7〜8]
比較例7では参考例1で作製したPOF一次ケーブルを用い、比較例8では参考例2で作製したPOFケーブルを用い、それらのPOF一次ケーブルの外周に、機能被覆層として、市販のナイロン612(ダイセル・エボニック社製、商品名:ダイアミド−N1901)を、210℃に設定したクロスヘッドダイを用いたクロスヘッドケーブル被覆装置で被覆し、機能被覆層(厚み400μm)を有する外径2.31mmのPOF二次ケーブルを作製した。得られたPOF二次ケーブルの評価結果を表3に記載した。
[Comparative Examples 7-8]
In Comparative Example 7, the POF primary cable produced in Reference Example 1 was used, and in Comparative Example 8, the POF cable produced in Reference Example 2 was used. On the outer periphery of these POF primary cables, a commercially available nylon 612 ( Daicel-Evonik Co., Ltd., trade name: Daiamide-N1901) is coated with a crosshead cable coating apparatus using a crosshead die set at 210 ° C., and has an outer diameter of 2.31 mm having a functional coating layer (
[実施例12]
実施例2で作製したPOF二次ケーブルの端部に、発光中心を565nm付近に持つPGaN系のLEDを取り付けて、信号伝送用ケーブルとして用い、初期においても、105℃環境下に5000時間放置した後でも、安定に信号を送れることを確認した。
[Example 12]
A PGaN-based LED having a light emission center near 565 nm is attached to the end of the POF secondary cable manufactured in Example 2 and used as a signal transmission cable, and left in an environment of 105 ° C. for 5000 hours even in the initial stage. Later, it was confirmed that signals could be sent stably.
[実施例13]
実施例2で作製したPOF二次ケーブルの端部に、発光中心を520nm付近に持つInGaN系のLEDを取り付けて、信号伝送用ケーブルとして用い、初期においても、105℃環境下に5000時間放置した後でも、安定に信号を送れることを確認した。
[Example 13]
An InGaN-based LED having a light emission center near 520 nm is attached to the end of the POF secondary cable manufactured in Example 2 and used as a signal transmission cable, and left in an environment of 105 ° C. for 5000 hours at an initial stage. Later, it was confirmed that signals could be sent stably.
[実施例14]
実施例2で作製したPOF二次ケーブルの端部に、発光中心を590nm付近に持つAlGaInP系のLEDを取り付けて、信号伝送用ケーブルとして用い、初期においても、105℃環境下に5000時間放置した後でも、安定に信号を送れることを確認した。
[Example 14]
An AlGaInP LED having a light emission center near 590 nm is attached to the end of the POF secondary cable manufactured in Example 2 and used as a signal transmission cable, and left at a temperature of 105 ° C. for 5000 hours even in the initial stage. Later, it was confirmed that signals could be sent stably.
[実施例15]
実施例7で作製したPOF二次ケーブルの端部に、発光中心を565nm付近に持つPGaN系のLEDを取り付けて、信号伝送用ケーブルとして用い、初期においても、105℃環境下に5000時間放置した後でも、安定に信号を送れることを確認した。
[Example 15]
A PGaN-based LED having a light emission center near 565 nm is attached to the end of the POF secondary cable manufactured in Example 7 and used as a signal transmission cable, and is left in an environment of 105 ° C. for 5000 hours at an initial stage. Later, it was confirmed that signals could be sent stably.
[実施例16]
実施例8で作製したPOF二次ケーブルの端部に、発光中心を590nm付近に持つAlGaInP系のLEDを取り付けて、信号伝送用ケーブルとして用い、初期においても、105℃環境下に5000時間放置した後でも、安定に信号を送れることを確認した。
[Example 16]
An AlGaInP LED having a light emission center near 590 nm was attached to the end of the POF secondary cable produced in Example 8 and used as a signal transmission cable. The device was left in an environment of 105 ° C. for 5000 hours even in the initial stage. Later, it was confirmed that signals could be sent stably.
[実施例17]
実施例11で作製したPOF二次ケーブルの端部に、発光中心を520nm付近に持つInGaN系のLEDを取り付けて、信号伝送用ケーブルとして用い、初期においても、105℃環境下に5000時間放置した後でも、安定に信号を送れることを確認した。
[Example 17]
An InGaN-based LED having a light emission center near 520 nm was attached to the end of the POF secondary cable manufactured in Example 11 and used as a signal transmission cable, which was left in an environment of 105 ° C. for 5000 hours even in the initial stage. Later, it was confirmed that signals could be sent stably.
[比較例9]
比較例3で作製したPOF二次ケーブルの端部に、発光中心を565nm付近に持つPGaN系のLEDを取り付けて、信号伝送用ケーブルとして用いた。初期には安定に信号を送れたが、105℃環境下に5000時間放置した後では、安定に信号を送ることができなかった。
[Comparative Example 9]
A PGaN-based LED having a light emission center near 565 nm was attached to the end of the POF secondary cable produced in Comparative Example 3 and used as a signal transmission cable. Although the signal could be sent stably at the initial stage, the signal could not be sent stably after being left in a 105 ° C. environment for 5000 hours.
[比較例10]
比較例6で作製したPOF二次ケーブルの端部に、発光中心を565nm付近に持つPGaN系のLEDを取り付けて、信号伝送用ケーブルとして用いた。初期には安定に信号を送れたが、105℃環境下に5000時間放置した後では、安定に信号を送ることができなかった。
[Comparative Example 10]
A PGaN-based LED having a light emission center near 565 nm was attached to the end of the POF secondary cable produced in Comparative Example 6 and used as a signal transmission cable. Although the signal could be sent stably at the initial stage, the signal could not be sent stably after being left in a 105 ° C. environment for 5000 hours.
表中の略号は下記の化合物を示す。 The abbreviations in the table indicate the following compounds.
VdF:フッ化ビニリデン、
TFE:テトラフルオロエチレン、
HFP:ヘキサフルオロプロピレン、
PFPVE:パーフルオロペンタフオロプロピルビニルエーテル(CF2=CFOCH2CF2CF3)、
MMA:メタクリル酸メチル、
MAA:メタクリル酸、
3FM:メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル、
17FM:メタクリル酸2−(パーフルオロオクチル)エチル、
PBT樹脂:ポリブチレンテレフタレート系樹脂(東レ・デュポン社、商品名:ハイトレル(Hytrel)4047)、
PSt系樹脂:ポリスチレン樹脂(日本ポリスチレン社製、商品名:日本ポリスチG120K)、
アクリル系樹脂:MMAとブチルアクリレート(BA)の共重合体(組成比80/20、三菱レイヨン社製)、
PVdF:ポリフッ化ビニリデン樹脂(アルケマ社、商品名:KYNAR710)、
EVAL樹脂:エチレン−ビニルアルコール共重合体(組成比32/68mol%、クラレ社製、商品名:エバールF104)、
PA12:ナイロン12(ダイセル・エボニック社製、商品名:ダイアミド−L1640)、
PA12(B):ナイロン12(EMS/CHEMIE社製、商品名:Grilamide L16A)、
PA11:ナイロン11(アルケマ社製、商品名:Rilsan BMF−0)、
PA66:ナイロン66(宇部興産社製、商品名:UBEナイロン2015B)、
PA612:ナイロン612(ダイセル・エボニック社製、商品名:ダイアミド−N1901)、
BrPSt:臭素化ポリスチレン(アルベマール社製、商品名:HP−3010)、
AnOx:五酸化アンチモン(日産化学社製、商品名:サンエポック)、
フタロシアニン系化合物(着色剤):(チバ・スペシャリテイー・ケミカルズ社製、商品名:IRGALITE Blue−GBP)、
アンスラキノン系化合物(着色剤):(バイエル社製、商品名:Pigment Yellow 193)。
VdF: vinylidene fluoride,
TFE: tetrafluoroethylene,
HFP: hexafluoropropylene,
PFPVE: perfluoropentafluoropropyl vinyl ether (CF 2 = CFOCH 2 CF 2 CF 3 ),
MMA: methyl methacrylate,
MAA: methacrylic acid,
3FM: 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate,
17FM: 2- (perfluorooctyl) ethyl methacrylate,
PBT resin: polybutylene terephthalate resin (Toray DuPont, trade name: Hytrel 4047),
PSt-based resin: polystyrene resin (manufactured by Nippon Polystyrene Co., Ltd., trade name: Nippon Polystyrene G120K),
Acrylic resin: MMA and butyl acrylate (BA) copolymer (composition ratio 80/20, manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.)
PVdF: polyvinylidene fluoride resin (Arkema, trade name: KYNAR710),
EVAL resin: ethylene-vinyl alcohol copolymer (composition ratio 32/68 mol%, manufactured by Kuraray Co., Ltd., trade name: EVAL F104),
PA12: nylon 12 (manufactured by Daicel-Evonik, trade name: Daiamide-L1640),
PA12 (B): nylon 12 (manufactured by EMS / CHEMIE, trade name: Grilamide L16A),
PA11: nylon 11 (made by Arkema, trade name: Rilsan BMF-0),
PA66: nylon 66 (made by Ube Industries, trade name: UBE nylon 2015B),
PA612: nylon 612 (manufactured by Daicel-Evonik, trade name: Daiamid-N1901),
BrPSt: Brominated polystyrene (manufactured by Albemarle, trade name: HP-3010),
AnOx: antimony pentoxide (manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd., trade name: Sun Epoch),
Phthalocyanine compound (colorant): (Ciba Specialty Chemicals, trade name: IRGALITE Blue-GBP),
Anthraquinone compound (colorant): (Bayer, trade name: Pigment Yellow 193).
101 プラスチック光ファイバ素線(POF素線)
102 光遮断被覆層
103 機能被覆層
104 保護被覆層
201 ダイス
201a 先端面
202 ニップル
203 被覆材料の流路
204 POF素線1が通る経路の軸線
205 ダイス−ニップル部での被覆材料の流路
101 Plastic optical fiber (POF)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記コアは、ポリメタクリル酸メチル又はメタクリル酸メチルを主成分とする共重合体からなり、
前記クラッド層は、テトラフルオロエチレン単位を含み且つ示差走査熱量測定(DSC)における結晶融解熱が40mJ/mg以下である含フッ素オレフィン系樹脂からなる層を少なくとも最外層に有し、
前記被覆層は、内側から順に、光遮断被覆層、機能被覆層からなり、
前記機能被覆層は、臭素系高分子難燃剤を含有し、示差走査熱量測定(DSC)による結晶融点が240℃以上280℃以下の範囲にあり、且つISO14663−2:1999(Annex C)に定められた方法で測定した温度T(K)における酸素透過率P(cm3・cm/(cm2・sec・Pa))が、下記一般式(1)
P<8×10-2×exp(−5600/T) (1)
を満たす、無着色の又は無機顔料により着色されたナイロン系樹脂組成物から形成され、
前記光遮断被覆層は、ナイロン11及びナイロン12の少なくとも一方のナイロン系樹脂を主成分として含有し、含有されるナイロン系樹脂由来のモノマー化合物及びオリゴマー化合物の合計含有量が1.5質量%以下の範囲にある樹脂組成物から形成されている、プラスチック光ファイバケーブル。 A plastic optical fiber cable having a core and a clad layer composed of one or more layers formed on the outer periphery of the core, and a plastic optical fiber cable having a coating layer on the outer periphery thereof,
The core is made of polymethyl methacrylate or a copolymer mainly composed of methyl methacrylate,
The clad layer has at least an outermost layer comprising a fluoroolefin-based resin containing a tetrafluoroethylene unit and having a heat of crystal melting in differential scanning calorimetry (DSC) of 40 mJ / mg or less,
The coating layer is composed of a light shielding coating layer and a functional coating layer in order from the inside,
The functional coating layer contains a bromine-based polymer flame retardant, has a crystal melting point by differential scanning calorimetry (DSC) in the range of 240 ° C. or higher and 280 ° C. or lower, and is defined in ISO 14663-2: 1999 (Annex C). The oxygen permeability P (cm 3 · cm / (cm 2 · sec · Pa)) at the temperature T (K) measured by the above method is expressed by the following general formula (1)
P <8 × 10 −2 × exp (−5600 / T) (1)
Satisfying, formed from a non-colored or pigmented nylon resin composition with an inorganic pigment,
The light shielding coating layer contains at least one nylon resin of nylon 11 and nylon 12 as a main component, and the total content of monomer compounds and oligomer compounds derived from the nylon resin contained is 1.5% by mass or less. A plastic optical fiber cable formed from a resin composition in the range of
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