JP2011099978A - Optical cable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数本の光ファイバを収納した集合コアを防湿層で覆い、その外側をポリエチレンのシースで被覆した光ケーブルに関する。 The present invention relates to an optical cable in which a collective core containing a plurality of optical fibers is covered with a moisture-proof layer and the outside is covered with a polyethylene sheath.
光ファイバは水分に弱く、吸湿することで強度の劣化や伝送特性が悪化してファイバ寿命が短くなる。このため、地中管路内に敷設するような光ケーブルは、雨水等に浸されたような場合でも問題がないように防湿機能を備えていることが求められる。従来、吸水テープ(止水テープとも言う)により、ケーブル内に入り込んだ水が、ケーブル長手方向に走らないようにしている。しかし、シース(通常、ポリエチレン)および吸水テープだけでは、大気中の湿気の浸入を阻止することは難しい。 The optical fiber is vulnerable to moisture, and absorbing the moisture deteriorates strength and transmission characteristics, thereby shortening the fiber life. For this reason, an optical cable laid in an underground conduit is required to have a moisture-proof function so that there is no problem even when it is immersed in rainwater or the like. Conventionally, water that has entered the cable is prevented from running in the longitudinal direction of the cable by a water absorbing tape (also referred to as a water-stopping tape). However, it is difficult to prevent moisture from entering the atmosphere only with a sheath (usually polyethylene) and a water absorbing tape.
このため、例えば、特許文献1にはシース内面にアルミニウムテープを溶着したLAPシースを用いることが開示されている。また、特許文献2には、シースの内側にポリ塩化ビニリデンの押出し成形による防湿層を設けることが開示され、特許文献3には、アルミニウム箔もしくは樹脂フィルムとの積層アルミニウム箔を遮水フィルムとすることが開示されている。
For this reason, for example,
特許文献1または3に開示のように、シースの内側にアルミニウムの金属箔等を配することで、ケーブル内への湿気の浸入を防止することができる。しかしながら、光ケーブルを電気ケーブルと同じ地中管路に敷設するような場合、アルミニウムの金属箔は電気ケーブルから生じる電界により、光ケーブル内の光ファイバの伝送特性に好ましくない影響を与える。
As disclosed in
一方、特許文献2に開示されるように、非金属のポリ塩化ビニリデン(PVCD)を用いて防湿層を成形することで電界の影響を回避することができる。しかし、PVCDの使用は、環境汚染対策としてのノンハロゲン化を進めることができないという問題がある。また、防湿層が押出し成形により形成されているため粘着性があり取り扱いにくく、また、可塑剤を含むため経時安定性が十分でないという問題がある。
On the other hand, as disclosed in
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、電気ケーブルとの併設ができ、ノンハロゲン化が可能で、取り扱い性がよく経時安定性のある防湿層を備えた光ケーブルの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an optical cable including a moisture-proof layer that can be provided with an electric cable, can be non-halogenated, is easy to handle, and is stable over time. .
本発明による光ケーブルは、複数本の光ファイバが収納された集合コアの外周を防湿層で覆い、その外側をポリエチレンのシースで被覆した光ケーブルであって、防湿層は、JIS K7129Aに基づく乾湿センサー法(40℃、90%RH)による透湿度が1.0g/m2・day・atm以下の非導電性かつ非ハロゲンの材料で形成されていることを特徴とする。 An optical cable according to the present invention is an optical cable in which the outer periphery of an aggregate core containing a plurality of optical fibers is covered with a moisture-proof layer and the outside is covered with a polyethylene sheath, and the moisture-proof layer is a dry / wet sensor method based on JIS K7129A It is characterized by being formed of a non-conductive and non-halogen material having a moisture permeability of 1.0 g / m 2 · day · atm or less (40 ° C., 90% RH).
前記の防湿層は、防湿性を有するプラスチックフィルムの巻き付けにより形成され、または、防湿性物質をコーティングしたプラスチックフィルムの巻き付けにより形成することができる。さらには、プラスチックフィルムの巻き付けの重なり部分が、互いに溶着されるようにしてもよい。 The moisture-proof layer can be formed by winding a moisture-proof plastic film or by winding a plastic film coated with a moisture-proof substance. Furthermore, the overlapping portions of the wrapping of the plastic film may be welded together.
本発明によれば、防湿層を、所定値以下の透湿度を有する防湿用フィルムを光ファイバの集合コアを巻き付けることにより形成しているので、粘着性がなく取り扱い性がよい。また、防湿用フィルムは、厚さが均一で経時安定性がよく、ケーブル内への湿気の浸入をケーブル全長にわたって効果的に抑制することが可能となる。また、防湿層は、非導電性かつ非ハロゲンの防湿層で形成しているので、電気ケーブルとの併設ができ、かつノンハロゲン化を実現することができる。 According to the present invention, since the moisture-proof layer is formed by winding a moisture-proof film having a moisture permeability of a predetermined value or less around the optical fiber aggregate core, the moisture-proof layer has no adhesiveness and is easy to handle. Further, the moisture-proof film has a uniform thickness and good stability over time, and it is possible to effectively suppress the intrusion of moisture into the cable over the entire length of the cable. In addition, since the moisture-proof layer is formed of a non-conductive and non-halogen moisture-proof layer, it can be provided with an electric cable and non-halogenation can be realized.
図1により本発明の実施の形態を説明する。図1(A)は光ケーブルの概略を示し、図1(B)はスロット形光ケーブルへの適用例を説明する図である。図中、1,1’は光ケーブル、2は集合コア、3は防湿層、4はシース、5はスロットロッド、5aはスロット溝、6はテンションメンバ、7は光ファイバ心線、8は押え巻きを示す。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows an outline of an optical cable, and FIG. 1B is a diagram for explaining an application example to a slot-type optical cable. In the figure, 1 and 1 'are optical cables, 2 is a collective core, 3 is a moisture-proof layer, 4 is a sheath, 5 is a slot rod, 5a is a slot groove, 6 is a tension member, 7 is an optical fiber core wire, and 8 is a presser winding Indicates.
本発明による光ケーブル1は、図1(A)に示すように、複数本の光ファイバが収納され束ねられた状態の集合コア2の外側を防湿層3で覆い、その外周をシース(外被とも言う)4で被覆した構造の光ケーブルを対象とする。本発明における集合コア2とは、複数本の光ファイバ心線を介在等を介して集合させ、その外側を押え巻き(上巻きとも言う)等を用いて束ねた状態のもの、または、次に説明する図1(B)に示すように、スロットロッドに複数枚の光ファイバテープ心線を収納し、押え巻き等により保持した状態のものを言うものとする。
As shown in FIG. 1 (A), an
図1(B)は、地下管路等に敷設される幹線用の光ケーブルとして多用されているスロット形の光ケーブル1’である。この光ケーブル1’は、中心にテンションメンバ(抗張力体とも言う)6を埋設一体化し、複数のスロット溝5aを設けたプラスチック材からなるスロットロッド(スペーサロッドとも言う)5により構成される。スロットロッド5のスロット溝5aは、螺旋状またはSZ状に形成され、スロット溝5a内には複数本の光ファイバ心線またはテープ状の光ファイバ心線7(以下、テープ心線を含めて光ファイバ心線と言う)が収納される。
FIG. 1B shows a slot-shaped
光ファイバ心線7がスロット溝5a内に収納された状態で、スロットロッド5の外周に押え巻き8が施される。この押え巻き8は、スロット溝5aに収納された光ファイバ心線7が飛び出さないように保持すると共に、シース4の成形時の熱絶縁層、あるいは、光ケーブル内への止水のため吸水剤を付与して吸水層として機能させることもできる。また、押え巻き8は、螺旋状に巻き付ける横巻き、または、長手方向の縦添えして巻き付けるかのいずれかの形態を用いることができ、押え巻き8が施された状態で、上述したように集合コア2とされる。
In the state where the optical
シース4は、ポリエチレンまたは難燃ポリエチレン樹脂の押出し成形で形成されるが、このシース4により浸水を抑制することはできても、表面からの湿気の浸入を完全に阻止することまでは難しい。このため、長期間の間には湿気がシースを透過してケーブル内に浸入する。また、押え巻き8によるも、吸水フィルムの使用でケーブル長手方向の走水は阻止することはできても、径方向からの浸入してくる湿気を防止するには十分でない。
The
本発明の特徴とするところは、上記の集合コア2とシース4との間に配される防湿層3の構成にあり、防湿層3は所定値以下の透湿度を有し、外部の湿気がシース4を透過してケーブル内に浸入するのを防止する。防湿層3は、層が厚ければ厚いほど、湿気に対する透湿度を小さくすることができるが、ケーブル外径が太くなり、管路内への収納が難しくなることがある。このため、防湿層の厚さをあまり厚くすることなく、所定の透湿度以下とする必要がある。
A feature of the present invention lies in the configuration of the moisture-
本発明においては、種々調査の結果、防湿層3の透湿度は、JIS K7129Aに基づく乾湿センサー法(40℃、90%RH)で、1.0g/m2・day・atm以下であれば、光ファイバに対して実質的に問題ない状態とすることが確認されている。この透湿度は、防湿層3に金属箔を用いることにより容易に実現することができるが、電気ケーブルとの併設ができなくなるため、本発明は、非金属性(非導電性)の材料で実現することにある。また、ノンハロゲンの光ケーブルを実現するために、非ハロゲン材で形成する。
In the present invention, as a result of various investigations, if the moisture permeability of the moisture-
また、防湿層3は、シース4の成形と同様に押出し成形で形成することも可能であるが、押出し成形の場合は、成形厚さをあまり薄くすることができず、さらに均一厚さに管理する必要があり、コスト的にも高くなる。このため、防湿層を予めフィルム状に形成し、これを集合コア2の外側に巻き付ける形態が好ましい。この形態によれば、押出し成形よりは薄い層で防湿層の形成を実現でき、粘着性がなく取り扱い性もよくなる。
Further, the moisture-
図2は、本発明の光ケーブルに用いる防湿用フィルムの構成例を説明する図で、図2(A)は1層の防湿コート層を有する例、図2(B)は2層の防湿コート層を有する例である。図中、3’は防湿用フィルム、3aはベースフィルム層、3bは防湿コート層、3c、3c’はコーティング層を示す。 FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining a configuration example of a moisture-proof film used in the optical cable of the present invention. FIG. 2A is an example having one moisture-proof coating layer, and FIG. 2B is a two-layer moisture-proof coating layer. It is an example which has. In the figure, 3 'is a moisture-proof film, 3a is a base film layer, 3b is a moisture-proof coating layer, and 3c and 3c' are coating layers.
図2(A)に示す防湿用フィルム3’は、例えば、ベースフィルム層3a、防湿コート層3b、コーティング層3cの順で3層により構成され、幅が15〜60mm程度のテープ状とされる。ベースフィルム層3aは、防湿用フィルムの基材とされるもので、厚さが50μm程度の樹脂フィルムからなり、ポリエチレンテレフタレート(PET)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、延伸ぽリプロピレン(OPP)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリアミド(PA)、非晶質ポリオレフィン(APO)などが用いられる。
The moisture-
防湿コート層3bは、湿気の透過を抑制する層となるもので、ベースフィルム層3a上に、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO2)などの非導電性で非ハロゲンの防湿物質をコーティングして形成される。なお、2種類以上のものを多層にコーティングした多元コート層としてもよい。これらの物質のコーティングには、PVDやCVDによる蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法が用いられる。なお、防湿コート層3bは、予め薄い樹脂フィルムにコーティングされ、フィルム状(例えば、厚さ12〜20μm位)にしたものをベースフィルム層3a上に接着積層するようにしてもよい。
The moisture-
防湿コート層3bの露出面に形成されるコーティング層3cは、必ずしも必要とするものではないが、防湿コート層3bの保護や防湿性向上、ヒートシールやシースとの接着のために設けるようにしてもよい。このコーティング層3cは、ベースフィルム層3aと同様な樹脂剤をコーティングして形成することができ、厚さは10μm程度とされる。また、コーティング層3cは、予めフィルム状にしたものを防湿コート層3b上に接着積層するようにしてもよい。
The
図2(B)に示す防湿用フィルム3’は、図2(A)の防湿用フィルムに、さらにもう1層の防湿コート層3bを加えた、2層の防湿コート層3bを有する構成としたものである。ベースフィルム層3a、防湿コート層3b、コーティング層3cは、図2(A)で説明したのと同様の材料とコーティング方法で形成することができる。なお、中間のコーティング層3cには、上下の防湿コート層3bを接着する機能をもたせることができ、鎖線で示す最上層のコーティング層3c’は、上記と同様にあってもなくてもよい。
The moisture-
この他に、防湿コート層3bとして、非ハロゲン系の透湿度の小さい樹脂材を防湿コート層とすることができ、ベースフィルム層3a上に塗布、散布、浸漬などの方法を用いてコーティングすることもできる。また、例えば、延伸ポリプロピレン(OPP)や高密度ポリエチレンをベースとする透湿度の小さいプラスチックフィルムは、積層構造を用いることなく直接巻き付けるようにしてもよい。
In addition, as the moisture-
図3は、上述した防湿用フィルム3’をテープ状にして、集合コア2の外側に巻き付ける形態を説明する図で、図3(A)は横巻きで重ね巻きする例を示し、図3(B)は縦添えで重ね巻きする例を示す。
光ケーブルの集合コア2上に巻き付けられた防湿用フィルム3’は、ある程度の重なり幅Dをもたせることにより重ね部分の隙間を通しての湿気の浸入を抑制する。この重なり幅Dは、フィルムテープ幅の1/5〜1/2幅の重ねピッチで、少なくとも2mm以上の重なり幅が得られるように巻き付けられていることが好ましい。
FIG. 3 is a diagram for explaining a form in which the moisture-
The moisture-
また、図3(B)に示すように、光ケーブル1の集合コア2上に防湿用フィルム3’を縦添えで巻き付けるようにしてもよく、横巻きと同様に重なり幅Dを持たせて縦添えする。しかし、光ケーブルを小径で曲げたときに防湿層が開くことがあり、実用上は図3(A)に示す横巻きの形態が好ましい。
Further, as shown in FIG. 3B, a moisture-
また、防湿用フィルム3’を上記のようにして巻き付けた場合、重なり部分を互いに溶着させることによりこの部分の密封性を高め、また、ケーブルの曲げにより隙間が生じるのを防止することができる。この、重なり部分の溶着は、防湿用フィルムのベースフィルム層または最上層のコーティング層に熱可塑性樹脂を用い、シースの押出し成形時の熱により溶着させることができる。
In addition, when the moisture-
また、光ケーブルの中間分岐等でケーブル内の光ファイバ心線を取り出す場合がある。この場合は、シースを部分的に除去(ケーブル長で30cm〜50cm位)すると共に、上述した防湿用フィルム3’で形成された防湿層3も部分的に除去される。このため、防湿用フィルム3’のテープエッジ部分に切裂きの始端となるマジックカットあるいは切れ目を入れておくと引き剥がし易く、中間分岐の作業性をよくすることができる。この他、防湿層の内側に引裂き紐を配して、解体し易いようにしてもよい。
In some cases, the optical fiber core in the cable is taken out at an intermediate branch of the optical cable. In this case, the sheath is partially removed (cable length of about 30 cm to 50 cm), and the moisture-
上述した種々の形態の防湿層を備えた光ケーブルの試料1〜11について、その透湿度とケーブル内への水分の浸入状態の調査結果を示したものである。試料とした光ケーブルは、図1(B)に示したスロット形光ケーブルで、スロットロッドの外周に吸水テープを巻き付けた形態の集合コアの外径が15mm、シースをポリエチレン樹脂により厚さ1.8mm〜2.0mmで成形し、吸水テープとシースとの間に配する防湿用フィルム(図2)の構造、材料等を異ならせた防湿層を配したものである。 The examination result of the moisture permeability of the optical cable samples 1-11 provided with the moisture-proof layer of the various forms mentioned above and the penetration | invasion state of the water | moisture content in a cable is shown. The optical cable used as a sample is the slot-type optical cable shown in FIG. 1 (B), and the outer diameter of the collective core is 15 mm with a water absorbing tape wrapped around the outer periphery of the slot rod, and the sheath is made of polyethylene resin with a thickness of 1.8 mm to It is formed by 2.0 mm and provided with a moisture-proof layer in which the structure, material, etc. of the moisture-proof film (FIG. 2) disposed between the water absorbing tape and the sheath are different.
試料とされた光ケーブルは、それぞれ80cmの長さに切断し、その両端を封止したうえで、U字状に折り曲げて中央部50cm以上を1週間60℃の水槽に浸漬し、その後解体して、中央部30cmの領域のケーブル内に水泡が有るか無いか(顕微鏡観察)を調べた。
なお、透湿度(*1)は、JIS K7129Aに基づく乾湿センサー法(40℃、90%RH)による測定値で、単位は(g/m2・day・atm)である。
Each optical cable made as a sample is cut into a length of 80 cm, sealed at both ends, bent into a U shape, immersed in a water tank at 60 ° C. for 50 cm or more at the center, and then disassembled. Then, it was examined whether or not water bubbles were present in the cable in the region of the center 30 cm (microscopic observation).
The moisture permeability (* 1) is a value measured by a wet and dry sensor method (40 ° C., 90% RH) based on JIS K7129A, and the unit is (g / m 2 · day · atm).
試料1は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、シリカをPVDコーティングした厚さ12μmのPETフィルムを接着積層して形成した。この防湿用フィルムの透湿度は、1.0g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内の水泡は、認められなかった。
In
試料2は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのPETフィルム上に、シリカをPVDコーティングした厚さ12μmのPETフィルムを接着積層し、その上にコーティング層(ポリエチレン)を施した。この防湿用フィルムの透湿度は、0.05g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内の水泡は、認められなかった。
In
試料3は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂(EVOH)系のナイロン(Ny)フィルム上に、シリカをPVDコーティングした厚さ12μmのPETフィルムを接着積層し、その上にコーティング層(ポリエチレン)を施した。この防湿用フィルムの透湿度は、0.07g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内の水泡は、認められなかった。
In
試料4は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのPETフィルム上に、シリカをCVDコーティングした厚さ15μmのPETフィルムを接着積層して形成した。この防湿用フィルムの透湿度は、0.2g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内の水泡は、認められなかった。
In
試料5は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのNyフィルム上に、シリカをCVDコーティングした厚さ12μmのPETフィルムを接着積層して形成した。この防湿用フィルムの透湿度は、0.7g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内の水泡は、認められなかった。
In
試料6は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのPETフィルム上に、アルミナをPVDコーティングした厚さ20μmのPETフィルムを接着積層して形成した。この防湿用フィルムの透湿度は、0.3g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内の水泡は、認められなかった。
試料7は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのPETフィルム上に、アルミナとシリカを2元蒸着した厚さ15μmのPETフィルムを接着積層して形成した。この防湿用フィルムの透湿度は、0.3g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内の水泡は、認められなかった。
試料8は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのポリビニルアルコール樹脂(PVA)フィルム上に、シリカをPVDコーティングした厚さ12μmのPETフィルムを接着積層して形成した。この防湿用フィルムの透湿度は、0.8g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内の水泡は、認められなかった。
In
試料9は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのNyフィルム上に、アルミナをCVDコーティングした厚さ12μmのPETフィルムを接着積層して形成した。この防湿用フィルムの透湿度は、1.4g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内に水泡が存在していることが認められた。
試料10は、防湿用フィルムを、厚さ50μmのNyフィルム上に、アルミナをPVDコーティングした厚さ12μmのPETフィルムを接着積層して形成した。この防湿用フィルムの透湿度は、2.0g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内に水泡が存在していることが認められた。
試料11は、防湿用フィルムに、蒸着物質無しの厚さ20μmの2軸延伸ポリプロピレン(BOPP)フィルムを用いた。このフィルムの透湿度は、7.5g/m2・day・atmで、これを防湿層とした光ケーブルは、水槽浸漬後の集合コア内に水泡が存在していることが認められた。 Sample 11 was a biaxially oriented polypropylene (BOPP) film having a thickness of 20 μm and no vapor deposition material, as a moisture-proof film. The moisture permeability of this film was 7.5 g / m 2 · day · atm, and in the optical cable using this as a moisture-proof layer, it was confirmed that water bubbles were present in the assembly core after immersion in the water tank.
図4の調査結果によれば、試料1〜8は、集合コア上に形成された防湿層の透湿度がいずれも、JIS K7129Aに基づく乾湿センサー法(40℃、90%RH)による測定値で、1.0g/m2・day・atm以下で、水槽浸漬後のケーブル内への水分の透湿は認められず、本発明の実施に用いることが可能であった。試料9〜11は、ケーブル内への水分の透湿があり、本発明の実施には不適とされた。
According to the survey results of FIG. 4,
1,1’…光ケーブル、2…集合コア、3…防湿層、3’…防湿用フィルム、3a…ベースフィルム層、3b…防湿コート層、3c,3c’…コーティング層、4…シース、5…スロットロッド、5a…スロット溝、6…テンションメンバ、7…光ファイバ心線、8…押え巻き。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記防湿層は、JIS K7129Aに基づく乾湿センサー法(40℃、90%RH)による透湿度が1.0g/m2・day・atm以下の非導電性かつ非ハロゲンの材料で形成されていることを特徴とする光ケーブル。 An optical cable in which the outer periphery of a collective core containing a plurality of optical fibers is covered with a moisture-proof layer and the outside is covered with a polyethylene sheath,
The moisture-proof layer is formed of a non-conductive and non-halogen material having a moisture permeability of 1.0 g / m 2 · day · atm or less according to a dry / wet sensor method (40 ° C., 90% RH) based on JIS K7129A. An optical cable characterized by
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