JP2011150201A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】クマゼミの産卵管が刺さり難く光ファイバ心線を十分に保護することができる外被を有しながら、垂直トレイ燃焼試験に合格することができる十分な難燃特性を有する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１を内層コア部３ａにより被覆し、この内層コア部３ａを外層部３ｂにより被覆する。内層コア部３ａの材料は、ベース材に高密度ポリエチレンを含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を１５重量％以上、４０重量％未満含有し、外層部３ｂの材料は、ベース材にＥＶＡ、ＥＥＡ及び低密度ポリエチレンの少なくとも１種類以上を含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を５０重量％以上含有する。外被３全体に対する外層部３ｂが占める割合が、５０体積％以上である。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線をシースで被覆した光ファイバケーブルに関する。

光通信に使用される光ファイバケーブルとしては、加入者用光ファイバケーブルとして架設される架空集合型ドロップ光ファイバケーブルや、該架空集合型ドロップ光ファイバケーブルから分岐して加入者宅に引込み配線するための架空個別ドロップ光ファイバケーブルが知られている。

アパートやマンション等の集合住宅へ引込み配線するための前記架空個別ドロップ光ファイバケーブルとしては、特許文献１及び特許文献２に記載されているように、自己支持構造の光ファイバケーブルが使用されている。この自己支持構造の光ファイバケーブルは、図２に示すように、支持線１０１を内包した支持線部１０１ａと、光ファイバ心線１０２を内包したケーブル本体部１０２ａとが、首部１０３を介して連結されてなる。ケーブル本体部１０２ａには、抗張力体（テンションメンバ）１０５，１０５も内包されている。

なお、加入者宅内や、ビル、マンション等の構内において使用される光ファイバケーブルは、支持線部を有しないケーブル本体部のみからなる。

また、アパートなどの小規模集合住宅の外壁配線に使用される光ファイバケーブルは 支持線を有しないケーブル本体部を、光ファイバエレメントとし、複数本の光ファイバエレメントを支持線に外被を被覆した支持線部の周囲に撚りあわせた構造の光ファイバケーブルである。このような自己支持構造の光ファイバケーブルの外被（シース）１０４は、ノンハロゲン難燃材料からなる外被１０４を使用している。この外被１０４は、支持線１０１を覆う部分と、光ファイバ心線１０２を覆う部分とが、首部１０３によって繋がった状態で一体的に形成されている。

前記自己支持構造の光ファイバケーブルにおいては、クマゼミが外被１０４に産卵管を刺し、光ファイバ心線１０２を断線させてしまうという不具合が生じている。この対策として、図３に示すように、光ファイバ心線１０２の周囲に防護壁１０６，１０６を配置し、光ファイバ心線１０２を保護する構造が提案されている。

また、防護壁１０６，１０６を配置する代わりに、外被１０４をなす材料を、ＨＤＰＥ（High Density Polyethylene：高密度ポリエチレン）など、産卵管が刺さり難い硬い材料とし、この外被１０４により光ファイバ心線１０２を保護する構造が提案されている。

特開２００９−２５１３５８号公報 特開２００７−１２７８４８号公報

ところで、前記自己支持構造の光ファイバケーブルは、光ファイバ心線１０２の心数が１心であるものの他に、集合住宅等へ引込み配線するために使用されるものでは、（１）２心、４心、または、８心など、複数の光ファイバが束ねられた多心光ファイバ心線、（２）複数の光ファイバがリボン状に結合された多心光ファイバ心線を用いるものがある。これら多心光ファイバ心線を用いる光ファイバケーブルは、集合住宅内の縦系配線に用いられることもあるが、その場合には、例えば、ＪＩＳ Ｃ３５２１に規定されるように、垂直トレイ燃焼試験に合格するような難燃特性が要求される。

このような難燃特性を満足する外被をなす材料としては、ノンハロゲン系難燃剤として、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、赤燐などの無機系難燃剤を含む合成樹脂材料がある。

一方、クマゼミの産卵管が刺さり難い外被を構成するための硬い材料としては、ベースポリマーがＨＤＰＥである合成樹脂材料が好適である。

ＨＤＰＥをベースポリマーとした合成樹脂材料に、無機系難燃剤を大量に配合すると、破断伸びや破断強度などの物性が低下し、クマゼミの産卵管から光ファイバ心線を保護するのに十分な物性が得られなくなる。クマゼミの産卵管から光ファイバ心線を保護するのに十分な物性が得ようとすると、無機系難燃剤の配合量が制限されるため、垂直トレイ燃焼試験に合格することができなくなる。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、クマゼミの産卵管が刺さり難く光ファイバ心線を十分に保護することができる外被を有しながら、垂直トレイ燃焼試験に合格することができる十分な難燃特性を有する光ファイバケーブルを提供することを目的とする。

前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る光ファイバケーブルは、以下の構成を有するものである。

〔構成１〕
光ファイバ心線を熱可塑性合成樹脂材料からなる外被によって被覆した光ファイバケーブルであって、外被は、光ファイバ心線を被覆する内層コア部とこの内層コア部を被覆する外層部とからなり、内層コア部は、ベース材に高密度ポリエチレンを含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を１５重量％以上、４０重量％未満含有した材料からなり、外層部は、ベース材にＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合体）及び低密度ポリエチレンの少なくとも１種類以上を含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を５０重量％以上含有した材料からなり、外被全体に対する外層部が占める割合が、５０体積％以上であることを特徴とするものである。

〔構成２〕
構成１を有する光ファイバケーブルにおいて、外層部は、内層コア部に接着されており、内層コア部をなす材料における難燃剤の含有量が、３０重量％以上、４０重量％未満であり、外被全体に対する外層部が占める割合が、６０体積％以上であることを特徴とするものである。

〔構成３〕
構成１、または、構成２を有する光ファイバケーブルにおいて、内層コア部には、光ファイバ心線とともに、繊維強化プラスチックからなる抗張力体が内包されていることを特徴とするものである。

〔構成４〕
構成１乃至構成３のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、内層コア部の両側部には、光ファイバ心線を挟んで対峙する位置に該光ファイバ心線に平行な溝状の内部引き裂き用ノッチが設けられており、外層部には、内部引き裂き用ノッチに対応する位置に内部引き裂き用ノッチに平行な溝状の外部引き裂き用ノッチが設けられていることを特徴とするものである。

〔構成５〕
構成１乃至構成３のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、内層コアと外層部は接着されており、外部引き裂き用ノッチから、外被を引裂くことで、外層部と内層コアを一括して引裂くことができることを特徴とするものである。

〔構成６〕
構成１乃至構成５のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、外層部には、内層コア部とともに光ファイバ心線に平行な支持線が内包されていることを特徴とするものである。

本発明に係る光ファイバケーブルは、内層コア部をなす材料が、ベース材に高密度ポリエチレンを含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を１５重量％以上、４０重量％未満含有した材料であり、外層部をなす材料が、ベース材にＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合体）及び低密度ポリエチレンの少なくとも１種類以上を含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を５０重量％以上含有した材料であり、外被全体に対する外層部が占める割合が５０体積％以上であることにより、内層コア部にはクマゼミの産卵管が刺さり難く、光ファイバ心線を十分に保護することができ、外層部は、垂直トレイ燃焼試験に合格することができる十分な難燃特性を有する。

また、内層コア部をなす材料における難燃剤の含有量を３０重量％以上、４０重量％未満とし、外被全体に対する外層部が占める割合を６０体積％以上とすることにより、難燃特性をより向上させることができる。

すなわち、本発明は、クマゼミの産卵管が刺さり難く光ファイバ心線を十分に保護することができる外被を有しながら、垂直トレイ燃焼試験に合格することができる十分な難燃特性を有する光ファイバケーブルを提供することができるものである。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの構成を示す断面図である。 従来の光ファイバケーブルの構成を示す断面図である。 従来の光ファイバケーブルの構成の他の例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブルの構成を示す断面図である。

本発明の実施の形態に係る光ファイバケーブル１は、図１に示すように、光ファイバ心線１を合成樹脂材料からなる外被（シース）３によって被覆した本体部１ａと、支持線２を外被３によって被覆した支持部２ａとからなる。これら本体部１ａと支持部２ａとは、肉薄の首部４によって連結されている。

この実施の形態では、光ファイバ心線１として光ファイバテープ心線を用いている。光ファイバ心線１としては、光ファイバテープ心線の他、光ファイバ素線を用いてもよい。光ファイバ素線は、光ファイバの上に紫外線硬化樹脂を被覆したものである。光ファイバテープ心線は、光ファイバ素線を平行に数本並べて紫外線硬化樹脂で被覆したものである。

外被３は、熱可塑性合成樹脂材料からなる。この外被３は、光ファイバ心線１を被覆する内層コア部３ａと、この内層コア部３ａに接着、例えば、熱融着されて内層コア３ａを被覆する外層部３ｂとからなる。

支持線２は、金属線等からなり、光ファイバ心線１に平行となされ、内層コア部３ａとともに、外層部３ｂに内包されている。

内層コア部３ａは、ベース材にＨＤＰＥ（High Density Polyethylene：高密度ポリエチレン）を含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を１５重量％以上、４０重量％未満含有した材料からなる。なお、内層コア部３ａをなす材料における難燃剤の含有量は、３０重量％以上、４０重量％未満とすることがより好ましい。

内層コア部３ａには、光ファイバ心線１とともに、繊維強化プラスチックからなる２本の抗張力体（テンションメンバ）５，５が内包されている。これら抗張力体５，５は、光ファイバ心線１に平行に配置されている。

外層部３ｂは、ベース材にＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合体）及び低密度ポリエチレンの少なくとも１種類以上を含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を５０重量％以上含有した材料からなる。

外層部３ｂは、外被３全体に対して占める割合が、５０体積％以上となっている。なお、外層部３ｂの外被３全体に対して占める割合は、６０体積％以上とすることがより好ましい。

また、内層コア部３ａの両側部には、光ファイバ心線１を挟んで対峙する位置に、光ファイバ心線１に平行な溝状の内部引き裂き用ノッチ６，６が設けられている。そして、外層部３ｂには、内部引き裂き用ノッチ６，６に対応する位置に、内部引き裂き用ノッチ６，６に平行な溝状の外部引き裂き用ノッチ７，７が設けられている。

外被３は、これら外部引き裂き用ノッチ７及び内部引き裂き用ノッチ６において、容易に引き裂くことが可能となっている。外層部３ｂを内層コア部３ａの外表面に接着させることにより、外被３を引き裂くことにより、光ファイバ心線１を外部に引き出して、他の光ファイバケーブルの光ファイバ心線との接続を行うことができる。

この光ファイバケーブルにおいては、外被３をなす材料に水酸化マグネシウム、または、水酸化アルミニウムが多く含有されていることにより、加熱されて外被３の燃焼が開始されると、脱水吸熱反応により、外被３の温度上昇が抑えられ、燃焼の継続が阻害される。また、脱水反応により発生する水蒸気により、燃焼の継続が阻害される。さらに、脱水生成物が、外被３が燃焼して生成される炭化生成物と結合し、外被３の表面に燃焼バリア層を形成し、酸素遮断効果及び断熱効果により燃焼の継続を阻害する。

また、赤燐は、燃焼すると酸素と結合して酸化物（Ｐ_２Ｏ_２）となり、さらに水と結合して燐酸（Ｈ_３ＰＯ_４）及び縮合燐酸（（ＨＰ_３）_ｎ）となる。縮合燐酸は、燃焼時に発生した炭と結合して外被３の表面に層（チャー）を形成する。この層は、外被３の表面を覆って酸素及び熱を遮断するため、燃焼の継続が抑制される。

このように、この光ファイバケーブルにおいては、外被３の表面にバリア層を形成して酸素及び熱を遮断する難燃剤が外被３をなす材料に多く含有されていることにより、高い難燃性が実現される。

ＨＤＰＥのように結晶性の高い樹脂材料は、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、赤燐などの無機フィラーの受容性が低く、これらを大量に含有すると、破断伸びや破断強度、脆化特性などの物性の低下を招く。このような物性の低下を防止するには、ベースポリマーをＥＥＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）やＥＶＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合体）などポリオレフィン系プラスチックを含んだ材料とすることが有効である。

そこで、本発明に係る光ファイバケーブルにおいては、内層コア部３ａは、ベースポリマーにＨＤＰＥを含んだ高強度外被材からなるものとし、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び赤燐などの難燃剤の含有量を少なく（４０重量％未満）している。そして、外層部３ｂは、ベースポリマーにＥＥＡやＥＶＡなどを含み、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及び赤燐などの難燃剤を多く（５０重量％以上）含有した高難燃外被材からなるものとしている。

さらに、外被３全体に対して外層部３ｂが占める割合を５０体積％以上とすることにより、ＪＩＳ Ｃ３５２１に規定される垂直トレイ燃焼試験において、トレイ上端まで全焼せずに自己消火する難燃性を実現することができる。

以下の〔表１〕に示すように、光ファイバケーブルの複数のサンプルを作製し、ＪＩＳ Ｃ３５２１に規定される垂直トレイ燃焼試験を行った。各サンプルにおいては、光ファイバ心線として、４心の光ファイバテープを２枚積層したものを用い、抗張力体として、０．５ｍｍ径のアラミドＦＲＰを用いた。また、支持線としては、１．２ｍｍ径の亜鉛メッキ銅線を用いた。外層部３ｂは、押出加工時の熱により、内層コア部３ａの外表面と熱融着させている。光ファイバケーブルの外径は、支持線部分の外被径が２ｍｍ、本体部の外径が２ｍｍ×３．７ｍｍ、全体の長径が５．９ｍｍである。

サンプル１では、内層コア部３ａをなす材料における難燃剤の含有量は、１５重量％、外層部３ｂをなす材料における難燃剤の含有量は、５０重量％、外被３全体に対して外層部３ｂが占める割合は、５０体積％であり、ＪＩＳ Ｃ３５２１に規定される垂直トレイ燃焼試験における燃焼長は、１．６ｍであった。

サンプル２では、内層コア部３ａをなす材料における難燃剤の含有量は、１５重量％、外層部３ｂをなす材料における難燃剤の含有量は、５０重量％、外被３全体に対して外層部３ｂが占める割合は、６０体積％であり、垂直トレイ燃焼試験における燃焼長は、１．５ｍであった。

サンプル３では、内層コア部３ａをなす材料における難燃剤の含有量は、３０重量％、外層部３ｂをなす材料における難燃剤の含有量は、５０重量％、外被３全体に対して外層部３ｂが占める割合は、５０体積％であり、垂直トレイ燃焼試験における燃焼長は、１．４ｍであった。

サンプル４では、内層コア部３ａをなす材料における難燃剤の含有量は、３０重量％、外層部３ｂをなす材料における難燃剤の含有量は、５０重量％、外被３全体に対して外層部３ｂが占める割合は、６０体積％であり、垂直トレイ燃焼試験における燃焼長は、１．０ｍであった。

サンプル５では、内層コア部３ａをなす材料における難燃剤の含有量は、１５重量％、外層部３ｂをなす材料における難燃剤の含有量は、５０重量％、外被３全体に対して外層部３ｂが占める割合は、４０体積％であり、垂直トレイ燃焼試験においては、全焼した。

サンプル６では、内層コア部３ａをなす材料における難燃剤の含有量は、３０重量％、外層部３ｂをなす材料における難燃剤の含有量は、５０重量％、外被３全体に対して外層部３ｂが占める割合は、４０体積％であり、垂直トレイ燃焼試験においては、全焼した。

このように、サンプル１乃至４では、垂直燃焼試験において、燃焼長が１．８ｍ未満であり、合格した。サンプル５及び６は、不合格である。

したがって、外層部３ｂは、ベース材にＥＶＡ、ＥＥＡ及び低密度ポリエチレンの少なくとも１種類以上を含み難燃剤を５０重量％以上含有した材料からなり、外被３全体に対して占める割合が、５０体積％以上であることが好ましい。内層コア部３ａは、ベース材にＨＤＰＥを含み、難燃剤を１５重量％以上含有した材料からなることが好ましい。

本発明は、光ファイバをシースで被覆した光ファイバケーブルに適用される。

１ 光ファイバ心線
２ 支持線
３ 外被（シース）
４ 首部
５ 抗張力体（テンションメンバ）

Claims (6)

1. 光ファイバ心線を熱可塑性合成樹脂材料からなる外被によって被覆した光ファイバケーブルであって、
   前記外被は、前記光ファイバ心線を被覆する内層コア部と、この内層コア部を被覆する外層部とからなり、
   前記内層コア部は、ベース材に高密度ポリエチレンを含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を１５重量％以上、４０重量％未満含有した材料からなり、
   前記外層部は、ベース材にＥＶＡ（エチレン−酢酸ビニル共重合体）、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合体）及び低密度ポリエチレンの少なくとも１種類以上を含み、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム及び赤燐のうちの少なくとも１種類以上の難燃剤を５０重量％以上含有した材料からなり、
   前記外被全体に対する前記外層部が占める割合が、５０体積％以上である
   ことを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記外層部は、内層コア部に接着されており、
   前記内層コア部をなす材料における前記難燃剤の含有量が、３０重量％以上、４０重量％未満であり、
   前記外被全体に対する前記外層部が占める割合が、６０体積％以上である
   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. 前記内層コア部には、前記光ファイバ心線とともに、繊維強化プラスチックからなる抗張力体が内包されている
   ことを特徴とする請求項１、または、請求項２記載の光ファイバケーブル。
4. 前記内層コア部の両側部には、前記光ファイバ心線を挟んで対峙する位置に、該光ファイバ心線に平行な溝状の内部引き裂き用ノッチが設けられており、
   前記外層部には、前記内部引き裂き用ノッチに対応する位置に、この内部引き裂き用ノッチに平行な溝状の外部引き裂き用ノッチが設けられている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。
5. 前記内層コアと外層部は接着されており、外部引き裂き用ノッチから、外被を引裂くことで、外層部と内層コアを一括して引裂くことができる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。
6. 前記外層部には、前記内層コア部とともに、前記光ファイバ心線に平行な支持線が内包されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。

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