JP2000238143A - 繊維強化合成樹脂製線状物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 繊維強化合成樹脂製線状物の引張および曲げ
特性の改善。 【解決手段】 線状物は、補強繊維束１と、未硬化状の
熱硬化性樹脂２を補強繊維束１に含浸させた後、外周に
熱可塑性樹脂からなる被覆層３を形成し、この被覆層３
を冷却固化した後に、熱硬化性樹脂２を硬化させたもの
であって、熱硬化性樹脂２に脱泡剤を含有させている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノンメタリック光
ファイバーケーブルおよび光ファイバ心線ケーブル管の
抗張力体に適し、曲げおよび引張特性に優れた繊維強化
合成樹脂製線状物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、ノンメタリック光ファイバーケー
ブルおよび光ファイバ心線を収納したケーブル管の抗張
力体としては、長繊維状のガラス繊維、アラミド繊維な
どの補強繊維束を熱硬化性樹脂で硬化し結着させた線状
物すなわちＦＲＰ線状物が使用されている。

【０００３】さらに近年、より高度なマルチメディアサ
ービスを提供するためにアクセス網の光化が行われよう
としており、このアクセス系光ファイバーケーブルには
細径、軽量化が求められている。この軽量化のために、
現在用いられている鋼線の抗張力体をＦＲＰ化する検討
が進められている。

【０００４】このようなノンメタリック光ファイバーケ
ーブル用の抗張力体はたとえば、特開平８ー１４６２６
３号公報などにより公知であるが、以下に説明する技術
的な課題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、ノンメタリ
ック光ファイバーケーブルのさらなる細径、軽量化のた
めには、抗張力体としてのＦＲＰ線状物は、引張弾性率
をさらに向上させかつ軽量化させる必要があり、このた
め補強繊維束としてガラス繊維（比重 ２．５４、引張
弾性率８０００ｋｇf/ｍｍ²）に替えて、高性能の有機
繊維としてたとえばアラミド繊維（比重１．４５、引張
弾性率１３４００ｋｇf/ｍｍ²）が奨用されようとして
いる。

【０００６】しかし、一般にＦＲＰに用いられる熱硬化
性樹脂は、引抜成形性の点から不飽和ポリエステル樹脂
が用いられており、この樹脂とアラミド繊維などの有機
繊維との濡れ性が十分ではなく、ＦＲＰとした場合、曲
げおよび引張性能について有機繊維の性能を十分に引き
出しているとはいえない状態であり、これらの物性の向
上が求められていた。

【０００７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、前
述した問題が解決できる繊維強化合成樹脂製棒状物を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明は、補強繊維束と、未硬化状の熱硬化性樹脂を
前記補強繊維束に含浸させた後、外周に熱可塑性樹脂か
らなる被覆層を形成し、前記被覆層を冷却固化した後
に、前記熱硬化性樹脂を硬化させた繊維強化合成樹脂製
棒状物において、前記熱硬化性樹脂に脱泡剤を含有させ
るようにした。前記脱泡剤は、前記熱硬化性樹脂に対し
て、０．０５〜２．０重量％含有させることができる。
前記熱可塑性樹脂は、フッ素系熱可塑性樹脂から選択す
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態について、実施例とともに説明する。本発明は、補強
繊維束と、未硬化状の熱硬化性樹脂を前記補強繊維束に
含浸させた後、外周に熱可塑性樹脂からなる被覆層を形
成し、前記被覆層を冷却固化した後に、前記熱硬化性樹
脂を硬化させた繊維強化合成樹脂製棒状物において、前
記熱硬化性樹脂に脱泡剤を含有させることを基本的な構
成としている。

【００１０】本発明に使用される脱泡剤は、非シリコン
系のビニルポリマーが好ましく用いられ、たとえばポリ
ビニルイソブチルエーテル、ポリビニルブチレート、２
エチルヘキシルアクリレートとｎーブチルアルデヒドの
共重合体などを例示できる。

【００１１】また、脱泡剤の含有率については、熱硬化
性樹脂に対して、０．０５から２．０重量％の範囲内が
好ましく、０．０５重量％未満であると曲げおよび引張
特性向上の効果が認められなくなり、２．０重量％以上
では耐熱性低下とコストアップの点で問題となってく
る。

【００１２】補強繊維束としては、芳香族ポリアミド繊
維（アラミド繊維）、ポリパラフェニレンベンゾビスオ
キサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリエステル繊維、ビニロ
ン繊維などの有機繊維や、ガラス繊維、カーボン繊維、
セラミック繊維などの無機繊維あるいは金属繊維等が挙
げられるが、比強度の点でアラミド繊維、ＰＢＯ繊維な
どの有機繊維が好ましく用いられる。

【００１３】熱硬化性樹脂としては、繊維強化合成樹脂
（以下ＦＲＰという）の引抜成形に一般的に用いられる
不飽和ポリエステル樹脂（不飽和アルキドまたはエポキ
シアルキレートとスチレンなどの架橋性物質とを組み合
わせてのもの）が用いられる。

【００１４】不飽和アルキドとしては、多塩基性成分と
して無水マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などの不
飽和二塩基酸および無水フタール酸、イソフタール酸、
アジピン酸などの飽和二塩基酸と多価アルコール成分と
してエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエ
チレングリコール等のグリコール類を重縮合させること
により得られるものを使用できる。

【００１５】またエポキシアクリレートとしてビスフェ
ノール型エポキシアクリレートあるいはノボラック型エ
ポキシアクリレートあるいはこれらの混合物、及び各種
変性体が使用できる。

【００１６】熱可塑性樹脂としては、溶融押出成形が可
能であればとくに限定されないが直鎖状低密度ポリエチ
レン、中低密度ポリエチレン、あるいはこれらのポリエ
チレン樹脂と高密度ポリエチレンとの混合物が被覆押出
成形安定性の点で好ましく用いられる。

【００１７】フッ素系熱可塑性樹脂としては、溶融押出
しが可能なフっ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、４フっ
化エチレンーエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、１フっ化
ビニール樹脂（ＰＶＦ）、４フッ化エチレンー６フッ化
プロピレン樹脂（ＦＥＰ）、３フッ化エチレン塩化エチ
レンーエチレン樹脂（ＥＣＴＦＥ）、４フッ化エチレン
ーパーフロロアルキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、フ
ッ化エチレンープロピレンエーテル樹脂などが用いられ
る。

【００１８】なお、本発明において、物性の測定は次の
方法により行った。 （1）引張弾性率；インストロンタイプ万能試験機を用
いて、試料長１５０ｍｍ、引張速度５ｍｍ/分のときの
応力ー歪み曲線を計測し、ＦＲＰ断面積から引張弾性率
（kg/mm²）を算出した。

【００１９】（2）引張特性発現率；アラミド繊維（ケ
ブラーＫ４９）ロービングの引張弾性率を１３４００kg
f/mm²とした場合、繊維含有率５６ｖｏｌ％のＦＲＰの
理論引張弾性率は、１３４００×０．５６＝７５００kg
f/mm2と計算され、この理論値に対する実測された引張
弾性率を比率を引張弾性発現率として表した。

【００２０】（3）最小曲げ直径；試料を円弧状に曲げ
ていき、折れ始めたときの直径（ｍｍ）を測定した。

【００２１】（4）８０℃耐熱曲げ特性；試料をＦＲＰ
径の６０倍（６０Ｄ）の直径で半円となるように両端末
部を固定して、この試料５本を80コCの乾熱炉内に４８時
間放置して折れずに残っていた本数をカウントした。

【００２２】（5）曲げ弾性率；支点間距離をＦＲＰ径
の２０倍とし、曲げ加重速度を５ｍｍ/分で３点曲げ試
験をおこない、このときの応力歪み曲線を計測してＦＲ
Ｐ断面積から曲げ弾性率を算出した。

【００２３】［実施例］以下、本発明の好適な実施例に
ついて説明する。実施例１ 図１は、本発明にかかる繊維強化合成樹脂製線状物の一
実施例を示している。同図は、線状物の横断面であっ
て、線状物は、補強繊維束１と、未硬化状の熱硬化性樹
脂２を補強繊維束１に含浸させた後、外周に熱可塑性樹
脂からなる被覆層３を形成し、この被覆層３を冷却固化
した後に、熱硬化性樹脂２を硬化させたものであって、
熱硬化性樹脂２に脱泡剤を含有させている。

【００２４】より具体的な内容をその製造方法とともに
説明する。本実施例では、補強繊維である単糸径７オｍ
のアラミド繊維ロービング（東レ・デュポン製；ケブラ
ーＫ４９ ２８４０デニール/１３３３フィラメント）
に、不飽和ポリエステル樹脂（三井化学製；エスターＨ
６４００）に対して過酸化物系触媒５部、脱泡剤（ビッ
クケミー製；ＢＹＫ Ａー５１５）を０．２部添加した
熱硬化性樹脂を含浸させ、絞りノズルにより外径３．６
ｍｍ、ケブラー繊維含有率５６vol％に成形した未硬化
ＦＲＰをクロスヘッドダイに挿通して熱可塑性樹脂とし
て直鎖状低密度ポリエチレン（三井化学製；ネオゼック
ス２０１５Ｍ）を円環状の被覆ノズルから溶融押出して
厚さ０．７５ｍｍの環状に被覆し、その直後に被覆層を
水冷固化させた。

【００２５】引き続き蒸気圧３．７kg/cm2、１４０ーＣ
の加熱硬化槽に導入して未硬化ＦＲＰを硬化させて、外
径５．１ｍｍの熱可塑性樹脂被覆層を有するＦＲＰ線状
物を得た。

【００２６】その後、特公昭６３ー５８６９１号公報に
示された方法、装置により外径を均一化するための整形
処理をおこなって、外径４．６ｍｍの熱可塑性樹脂被覆
層を有するＦＲＰ線状物を得た。

【００２７】このＦＲＰ線状物の物性測定結果を表１に
示す。

【００２８】実施例２ 実施例１の脱泡剤（ＢＹＫ Ａー５１５）の添加量を
０．０５部としたこと以外は、実施例１と同様にして、
熱可塑性樹脂被覆を有するＦＲＰ線状物を得た。このも
のの物性測定結果を表ー１に示す。

【００２９】実施例３ 実施例１の脱泡剤（ＢＹＫ Ａー５１５）の添加量を
０．５部としたこと以外は、実施例１と同様にして熱可
塑性被覆を有するＦＲＰ線状物を得た。このものの物性
測定結果を表１に示す。

【００３０】比較例１ 脱泡剤を用いないこと以外は、実施例１と同様にしてＦ
ＲＰ線状物を得た。このものの物性測定結果を表１に示
す。

【００３１】実施例４ 補強繊維としてのガラス繊維ロービング（２８０tex）
に、不飽和ポリエステル樹脂（三井化学製；エスターＨ
６４００）に対して過酸化物系触媒５部そして実施例1
と同一の脱泡剤を０．２部添加した熱硬化性樹脂を含浸
させ、絞りノズルにより外径２．０ｍｍ、ガラス繊維含
有率６０vol%に成形した未硬化ＦＲＰを溶融押出機のク
ロスヘッドダイに挿通して熱可塑性樹脂として直鎖状低
密度ポリエチレン（三井化学製；ネオゼックス２０１５
Ｍ）円環状のノズルから溶融押出して厚さ１ｍｍの環状
に被覆し、その直後に熱可塑性樹脂を水冷固化させた。

【００３２】引き続き蒸気圧３．７ｋｇf/ｃｍ²、１４
０コＣの加熱硬化槽に導入して未硬化ＦＲＰを硬化させ
て、外径４ｍｍの熱可塑性樹脂被覆層を有するＦＲＰ線
状物を得た。

【００３３】その後、特公昭６３ー５８６９１号公報に
示された方法、装置により外径を均一化するための整形
処理を行って、外径３．２ｍｍの熱可塑性樹脂被覆層を
有するＦＲＰ線状物を得た。このＦＲＰ線状物の物性測
定結果を表２に示す。

【００３４】比較例２ 脱泡剤を用いないこと以外は、実施例４と同様にしてＦ
ＲＰ線状物を得た。このものの物性測定結果を表２に示
す。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】

【発明の作用・効果】本発明による繊維強化合成樹脂製
線状物は、未硬化状の熱硬化性樹脂に脱泡剤を好適な範
囲で添加しているので、補強繊維間に含浸された未硬化
状熱硬化性樹脂中の気泡がクロスヘッドダイで熱可塑性
樹脂により被覆されるまでに脱泡されるので、気泡の存
在により減殺されていた従来の物性と比較して、補強繊
維が本来有している引張および曲げ特性を十分に発現さ
せることができる。よって、本発明によるＦＲＰ線状物
は高性能であることから、これを光ファイバケブルある
いは光ファイバ心線管の抗張力体に用いれば、細径・軽
量化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる繊維強化合成樹脂製線状物の一
実施例を示す断面図である。

【符号の簡単な説明】

１ 補強繊維束 ２ 熱硬化性樹脂 ３ 被覆層(熱可塑性樹脂)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 賢 岐阜県岐阜市藪田西２丁目１番１号 宇部 日東化成株式会社岐阜工場内 (72)発明者 若原 貴之 岐阜県岐阜市藪田西２丁目１番１号 宇部 日東化成株式会社岐阜工場内 Ｆターム(参考） 2H001 DD10 DD11 KK08 4F205 AA08 AA16 AA36 AA41 AB01 AD16 AG03 AH33 AH35 HA13 HA14 HA27 HA34 HA37 HA40 HA46 HB02 HC02 HC12 HC14 HE12 HF01 HF02 HF05 HF23 HG03 HK04 HK05 HK16 HM02 HT03 HT27

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補強繊維束と、未硬化状の熱硬化性樹脂
   を前記補強繊維束に含浸させた後、外周に熱可塑性樹脂
   からなる被覆層を形成し、前記被覆層を冷却固化した後
   に、前記熱硬化性樹脂を硬化させた繊維強化合成樹脂製
   棒状物において、 前記熱硬化性樹脂に脱泡剤を含有させることを特徴とす
   る繊維強化合成樹脂製線状物。
2. 【請求項２】 前記脱泡剤は、前記熱硬化性樹脂に対し
   て、０．０５〜２．０重量％含有させることを特徴とす
   る請求項１記載の繊維強化合成樹脂製棒状物。
3. 【請求項３】 前記熱可塑性樹脂は、フッ素系熱可塑性
   樹脂から選択されることを特徴とする請求項１または２
   記載の繊維強化合成樹脂製棒状物。