JP2006337581A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】防水性が良好で、しかも、浸水時にマイクロベンディングによる伝送損失の増加が生ずることのないスロットレス型の光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】光ファイバ心線１１と、その周囲にヤーンを集合して形成された緩衝層１２と、さらにその外側に設けられた外被１３とを備えた光ファイバケーブル１０であって、緩衝層１２が、吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンを体積比４０：６０〜８０：２０で集合して構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線の周囲に緩衝層を有し、その外側に外被を設けた、いわゆるスロットレス型光ファイバケーブルに関する。

従来より、光ファイバケーブルとして、単心光ファイバ心線、あるいは、複数本の光ファイバ素線を並列させその外周に一括被覆を施した光ファイバテープ心線を、１本（枚）乃至複数本（枚）集合し、その周囲にポリエステル繊維やアラミド繊維などの繊維からなるヤーンを縦添えもしくは撚合わせて緩衝層を形成し、さらにその外側にポリエチレンなどのプラスチックの押出しにより外被を施したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。このケーブルは、従来のスロット型光ファイバケーブルに対し、スロットを持たないことから、スロットレス型光ファイバケーブルと称されており、スロット型光ファイバケーブルに比べ、構造が簡単なうえ、ケーブルの細径化、軽量化を図ることができるなどの特徴を有している。

ところで、このようなスロットレス型光ファイバケーブルは、防水機能を有していないため、布設環境によっては、ケーブル内に水が浸入するおそれがあった。そこで、近時、そのような布設環境にも対応できるよう、上記光ファイバケーブルにおいて、緩衝層を形成するヤーンとして吸水性ヤーンを用いることにより、防水性を付与したものが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。吸水性ヤーンが浸入した水を吸収して膨潤し、その結果、長さ方向の走水が防止されるというものである。

しかしながら、このような従来の防水性光ファイバケーブルにおいては、浸入した水を吸収して膨潤した吸水性ヤーンの圧力で、光ファイバ心線にマイクロベンディングによる伝送損失の増加が生ずるという問題があった。
特許第３０６４２８４号公報 特開２００１−３４３５６７号公報

本発明はこのような従来技術の課題に対処してなされたもので、防水性が良好で、しかも、浸水時にマイクロベンディングによる伝送損失の増加が生ずることのないスロットレス型の光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の光ファイバケーブルは、光ファイバ心線と、その周囲にヤーンを集合して形成された緩衝層と、さらにその外側に設けられた外被とを備えた光ファイバケーブルであって、前記緩衝層は、吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンの集合体で構成されていることを特徴とするものである。

本発明の光ファイバケーブルによれば、緩衝層が吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンの集合体で構成されているので、ケーブル内に万一水が浸入しても長さ方向に走水することがないうえ、浸入した水の吸収に伴う光ファイバ心線のマイクロベンディングによる伝送損失の増加も防止される。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の光ファイバケーブルの一実施形態を示す横断面図である。

図１に示すように、本実施形態の光ファイバケーブル１０は、４本の光ファイバ素線１１ａを並列させ、その外周に一括被覆１１ｂを施した光ファイバテープ心線１１を複数枚（図面の例では、６枚）積層し、その周囲に非吸水性ヤーンと吸水性ヤーンを縦添えもしくは撚合わせて緩衝層１２を形成し、さらにその外側にポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの合成樹脂からなる外被１３を施した構造を有する。

外被１３内には、２本の鋼線あるいはＦＲＰ（繊維強化プラスチック）などからなる抗張力体１４、１４がケーブルの中心に対し互いに対称の位置になるように縦添えして埋め込まれ、また、これらの各抗張力体１４からそれぞれ周方向にほぼ９０°回転した位置に、それぞれ１本ずつ、計２本のポリエステルなどからなる引き裂き紐１５、１５が縦添えして埋め込まれている。すなわち、これらの２本の引き裂き紐１５、１５も、２本の抗張力体１４、１４と同様、ケーブルの中心に対し互いに対称の位置に埋め込まれている。

緩衝層１２を形成する非吸水性ヤーンとしては、例えば、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などのポリエステル系繊維、ポリアミド繊維（ナイロン繊維）などの単繊維からなるヤーンやポリプロピレンのスプリットヤーンが挙げられ、なかでも、側圧に対する緩衝効果の観点から、ポリプロピレンのスプリットヤーンが好ましい。

また、吸水性ヤーンとしては、上記のような繊維に吸水性樹脂粒子を付着させたもの、あるいは、そのような吸水性樹脂粒子をブチルゴム系接着剤などに分散させて前記繊維からなるヤーンに含浸させたものが使用される。吸水性樹脂粒子としては、でんぷん系、セルロース系、ポリアクリル酸系、ポリビニルアルコール系、ポリオキシエチレン系などの吸水性樹脂粒子が挙げられる。また、このような吸水性樹脂をポリエステル樹脂などの樹脂に混合し、溶融紡糸して得られるヤーンや、吸水性樹脂を塗布したポリプロピレンのスプリットヤーンを使用することも可能である。本発明においては、なかでも防水性能の点から、吸水性樹脂粒子を付着させた繊維からなるヤーンが好ましい。すなわち、このようなヤーンでは、万一浸水があった場合に、繊維に付着した吸水性樹脂粒子が水を吸収して脱落し、非吸水性ヤーン間やその内部、非吸水性ヤーンと光ファイバテープ心線１１との間などに入り込むため、他のヤーンに比べより効果的に外被１３内の走水を防止することができる。

これらの吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンの割合は、体積比で４０：６０〜８０：２０の範囲とすることが好ましい。吸水性ヤーンの割合が前記範囲より少ないと、外被１３内の走水を十分に防止することができない場合があり、逆に、吸水性ヤーンの割合が前記範囲を超えると、浸水時に吸水性ヤーンあるいは吸水性樹脂粒子が浸入した水を吸収して膨潤した際の圧力で、光ファイバ心線にマイクロベンディングが生じ、伝送損失が増大するおそれがある。吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンのより好ましい体積比は、５０：５０〜８０：２０の範囲である。

また、吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンの重量比は、４０：６０〜８０：２０であることが好ましく、５０：５０〜７０：３０であることがより好ましい。重量比が４０：６０未満では、防水性が十分に得られないおそれがあり、逆に、８０：２０を超えると、浸水時に吸水性ヤーンあるいは吸水性樹脂粒子が浸入した水を吸収して膨潤した際の圧力で、光ファイバ心線にマイクロベンディングが生じ、伝送損失が増大するおそれがある。

本実施形態の光ファイバケーブル１０においては、緩衝層１２が吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンの集合体で構成されているので、ケーブル内に万一水が浸入しても長さ方向に走水することがないうえ、水の吸収に伴う光ファイバ心線のマイクロベンディングによる伝送損失の増加も防止される。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態では、内部に４心光ファイバテープ心線が複数枚積層されて収容されているが、図２乃至図５に例示するように、光ファイバ心線の種類や数、収容形態などは、用途に応じて適宜選択されてよい。

すなわち、図２および図３に示す光ファイバケーブル２０、３０は、光ファイバテープ心線１１としてそれぞれ４心光ファイバテープ心線および２心光ファイバテープ心線を使用した例である。また、図４に示す光ファイバケーブル４０は、光ファイバテープ心線１１に代えて単心光ファイバ心線１１Ａを複数本（図４の例では、１６本）集合した例、図５に示す光ファイバケーブル５０は、単心光ファイバ心線１１Ａをポリエチレンなどからなる介在１６を中心に複数本（図５の例では、１２本）撚り合わせた例である。単心光ファイバ心線１１Ａは、特に限定されるものではなく、光ファイバの外周にシリコーン樹脂や紫外線硬化型樹脂などを被覆したもの、その外周にさらにナイロン樹脂やポリブチレンナフタレート系熱可塑性エラストマ、ポリブチレンテレフタレート系熱可塑性エラストマなどの熱可塑性エラストマを被覆したものなどが使用される。なお、このような単心光ファイバ心線１１Ａを用いた光ファイバケーブルは、光ファイバテープ心線１１を用いた光ファイバケーブルに比べ、浸水時の膨潤した吸水性ヤーンによる光ファイバ心線の損失増加が大きいため、本発明による効果がより顕著に得られる。

本発明においては、さらに、図６に示すように、上記実施形態の光ファイバケーブル１０の外被１３にケーブル支持線１７を取り付けた構造としてもよい。図６において、１８は、ケーブル支持線１７の外周に設けられた被覆部、１９は、光ファイバケーブル１０の外被１３とケーブル支持線被覆部１８とを結合する首部である。

このような支持線付き光ファイバケーブル６０においても、前述した実施形態の光ファイバケーブル１０と同様、外被１３内に万一水が浸入しても長さ方向に走水することがないうえ、水の吸収に伴う光ファイバ心線１１のマイクロベンディングによる伝送損失の増加が防止される。

次に、本発明の実施例を具体的に記載するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１〜３、比較例１、２
光ファイバテープ心線として、幅１．１ｍｍ、厚さ０．３ｍｍの４心光ファイバテープ心線を用意し、この光ファイバテープ心線を６枚積層し、その周囲に５５００デニールの吸水性ヤーン（ポリプロピレンのスプリット繊維の周囲にポリアクリル酸Ｎａ系吸水性樹脂をポリプロピレンのスプリット繊維１００重量部あたり１０重量部付着させて得られたもの）と５０００デニールのポリプロピレンのスプリット繊維からなる非吸水性ヤーンとを、体積比４０：６０（実施例１）、６０：４０（実施例２）、８０：２０（実施例３）、３０：７０（比較例１）、９０：１０（比較例２）で、断面においてほぼ均等に配置されるように縦添えしてケーブルコア（両ヤーンの総数 ８本）とした。次いで、このケーブルコアの周囲に、直径０．７ｍｍの鋼線からなる２本の抗張力体と、１０００デニール３本撚りのポリエステル紐からなる２本の引き裂き紐を沿わせた状態で、外被用樹脂として、低密度ポリエチレン（宇部興産社製 商品名ＵＶＥＣ６００Ｖ６）を押出被覆して、外径約１０ｍｍ、外被厚さ約２ｍｍの光ファイバケーブルを製造した。

実施例４〜６、比較例３、４
単心光ファイバ心線として、外径２５０μｍの単心紫外線硬化型樹脂被覆光ファイバ心線を用意し、この単心光ファイバ心線を１６本集合し、その周囲に５５００デニールの吸水性ヤーン（ポリプロピレンのスプリット繊維の周囲にポリアクリル酸Ｎａ系吸水性樹脂をポリプロピレンのスプリット繊維１００重量部あたり１０重量部付着させて得られたもの）と５０００デニールのポリプロピレンのスプリット繊維からなる非吸水性ヤーンとを、体積比４０：６０（実施例４）、６０：４０（実施例５）、８０：２０（実施例６）、３０：７０（比較例３）、９０：１０（比較例４）で、断面においてほぼ均等に配置されるように縦添えしてケーブルコア（両ヤーンの総数 ８本）とした。次いで、このケーブルコアの周囲に、直径０．７ｍｍの鋼線からなる２本の抗張力体と、１０００デニール３本撚りのポリエステル紐からなる２本の引き裂き紐を沿わせた状態で、外被用樹脂として、低密度ポリエチレン（宇部興産社製 商品名ＵＶＥＣ６００Ｖ６）を押出被覆して、外径約１０ｍｍ、外被厚さ約２ｍｍの光ファイバケーブルを製造した。

得られた各光ファイバケーブルの中間部に約３ｍ長の走水長となるように人工海水を強制注入した試料を作成し、伝送損失（λ＝１５５０ｎｍ）を測定するとともに、ヒートサイクル試験（−３０℃〜＋７０℃、３サイクル）を行い、伝送損失（λ＝１５５０ｎｍ）の増加量を測定し、その温度特性を評価した。また、図７に示すように着色人工海水７１によって、光ファイバケーブル試料７２の断面に水頭長１ｍの水圧（約０．１Ｐａ）を加え、２４時間後の走水長を測定した。これらの結果を表１および表２に示す。

表１および表２からも明らかなように、本発明に係る光ファイバケーブルは、いずれも十分に実用可能な伝送特性、温度特性を有するとともに、防水性にも優れていることが確認された。

本発明の光ファイバケーブルの一実施形態を示す断面図である。 本発明の光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図である。 本発明の光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図である。 本発明の光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図である。 本発明の光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図である。 本発明の光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図である。 防水性の試験方法を模式的に説明する図である。

符号の説明

１１…光ファイバテープ心線、１１Ａ…単心光ファイバ心線、１２…緩衝層、１３…外被、１４…抗張力体、１５…引き裂き紐、１０，２０，３０，４０，５０，６０…光ファイバケーブル

Claims (8)

1. 光ファイバ心線と、その周囲にヤーンを集合して形成された緩衝層と、さらにその外側に設けられた外被とを備えた光ファイバケーブルであって、
   前記緩衝層は、吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンの集合体で構成されていることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンの体積比が、４０：６０〜８０：２０であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。
3. 吸水性ヤーンと非吸水性ヤーンの体積比が、５０：５０〜８０：２０であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。
4. 吸水性ヤーンおよび非吸水性ヤーンの重量比が４０：６０〜８０：２０であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光ファイバケーブル。
5. 吸水性ヤーンおよび非吸水性ヤーンは光ファイバ心線の周囲にそれぞれほぼ均等に集合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光ファイバケーブル。
6. 吸水性ヤーンは、吸水性樹脂粒子を付着させた繊維からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の光ファイバケーブル。
7. 非吸水性ヤーンは、ポリプロピレンのスプリットヤーンであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の光ファイバケーブル。
8. 前記光ファイバ心線は、単心光ファイバ心線であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の光ファイバケーブル。

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