JP2012037759A - 光ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】電気ケーブルとの併設ができ、ノンハロゲン化が可能で、防湿機能を備えた光ケーブルを提供する。
【解決手段】複数本の光ファイバ７が収納された集合コア２，２’の外周を防湿層で３覆い、その外側をシース４で被覆した光ケーブルであって、防湿層３は、ＪＩＳ Ｋ７１２９Ａに基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）による透湿度が５.０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ以下の押出し成型による極性基を持たない高分子化合物の樹脂層で形成され、シース４がハロゲンフリー難燃樹脂層で形成されていることを特徴とする。
なお、防湿層３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはシクロオレフィンポリマーのいずれかで形成することができる。
【選択図】図１

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、その外側をシースで被覆した光ケーブルに関する。

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。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、ポリオレフィン）および吸水テープだけでは、ケーブルが水漬けになった場合に水分の浸入を阻止することは難しい。

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。また、特許文献４には、シースに難燃性の樹脂を用い、シース内にポリプロピレンの樹脂層を配することが開示されている。

特開昭６３−２２１２０９号公報 実開平４−２２７０７号公報 特開昭６２−１８４４１１号公報 特開平４−２２６４０８号公報

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、光ケーブルを電力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力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信頼性に好ましくない影響を与える。

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（ＰＶＤＣ）を用いて防湿層を押出し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、ＰＶＤＤＣ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、特許文献４にシース内にポリプロピレンの樹脂層を配し、シースに難燃性の樹脂を用いているが、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を用いるため、前記と同様に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。

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、防湿機能を備えた光ケーブルの提供を目的とする。

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に基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）による透湿度が５.０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ以下の押出し成型による極性基を持たない高分子化合物の樹脂層で形成され、シースがハロゲンフリー難燃樹脂層で形成されていることを特徴とする。
なお、防湿層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはシクロオレフィンポリマーのいずれかで形成することができる。また、防湿層をポリプロピレンで形成した場合、そのメソペンタッド分率が９０.０％以上とする。

本発明によれば、所定値以下の透湿度を有する押出し成形された防湿層により、地中管路内で雨水等に浸されたような場合でも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、防湿層の外側は、ハロゲンフリーの難燃性樹脂で覆われているので、自然環境を阻害することなく難燃性を持たせることが可能となる。

本発明による光ケーブルの概略を説明する図である。 本発明による光ケーブルの各被覆層を示す図である。 本発明による光ケーブルの試験結果を示す図である。

図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）はスロット型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、２，２’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（テープ心線）、８は押え巻きを示す。

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た集合コア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の一例としては、図１（Ｂ）に示すように、スロットロッド５に複数枚の光ファイバテープ心線７を収納し、押え巻き８等により保持した形態のものがある。

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型の光ケーブル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。

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の外周には押え巻き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、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、長手方向に縦添えして巻き付けるかのいずれかの形態が用いられ、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。

シース４は、ポリオレフィンまたは難燃ポリオレフィ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に吸水性を持たせたり、別に吸水フィルムを使用して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。

本発明の特徴とするところは、上記の集合コア２または２’とシース４との間に押出し成形により形成する防湿層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、湿気が通過する時間を延ばすことができるが、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、所定の防湿層を形成する必要があり、０.０５ｍｍ〜１.００ｍｍの範囲で形成されているのが好ましい。

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に基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）で、５.０ｇ／ｍ^２・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。さらに、好ましくは、防湿層３の透湿度は１.０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ以下とされる。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、電力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、防湿層３は、テープで形成することも可能であるが、本発明においては、上記したように樹脂の押出し成形により形成される。このため、テープ巻きのように巻き重ね部分がなく、隙間のない均一な層で形成することができる。また、防湿層３の外側に被覆するシース４との同時に押出し成形（２色成形）することにより、製造効率を高めることが可能となる。さらに、後述するように、防湿層３とシース４と接着一体化することにより、ケーブル解体時に、シース４の剥ぎ取りと同時に、防湿層３の剥ぎ取りができるようにすることも可能となる。

防湿層３には、環境汚染上の対策からハロゲンを含まない樹脂で、親水性がなく透湿度も極めて小さい極性基を持たない高分子化合物の樹脂材が用いられ、例えば、ポリエチレン（好ましくはＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）等が用いられる。これらの防湿層用の樹脂材に、難燃化用の添加剤を添加すると防湿性が低下する。したがって、本発明においては、シース層４に難燃性の機能を持たせることで、防湿層を難燃化せず、高い防湿性を有する防湿層としている。

また、防湿層３にＰＰを用いる場合、メソペンタッド分率が９０.０以上であることが望ましい。なお、メソペンタッド分率は、ポリプロピレン中のプロピレンモノマー単位中に含まれるメチル基が互いに同じ方向に５つ連続している割合を示すもので、ポリプロピレンの立体規則性を表す指標で、数値が大きいほど立体規則性が高いことを示す。

シース４は、防湿層と同様にハロゲンを含まない樹脂で、難燃性を持たせることが好ましい。例えば、ポリオレフィン系の樹脂でポリエチレンやポリプロピレン等に水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの非ハロゲンの添加剤を加えて難燃性を持たせてシース材とする。シース４の厚さは、外力からの保護・難燃性付与と言う観点から１.５ｍｍ〜２.５ｍｍ程度の範囲が好ましい。

防湿層３とシース４は、一つの押出し器（２色成形クロスヘッド）を用いて同時に成形するようにしてもよいが、防湿層３の成形とシース４の成形をタンデムに別々に成形するようにしてもよい。
また、防湿層３とシース４とは、互いに接着されていてもよい。しかし、防湿層３は極性基を持たない樹脂で形成されているので、防湿層３とシース４との樹脂材の組合わせによっては接着性が悪い場合がある。この場合は、防湿層３の外面に接着材層を付加することで接着するようにしてもよい。また、防湿層３の表面をコロナ処理やオゾン処理することにより、シース４との接着性を高めるようにしてもよい。

図３は、上述した防湿層を備えた光ケーブルの試験結果を示す図で、試料Ｎｏ.１〜４が防湿層を有する光ケーブル例、試料Ｎｏ.５が防湿層３を有しない（防湿層とシースが同じ）比較のための光ケーブル例である。試験に用いた光ケーブルは、図１（Ｂ）に示したスロット型ケーブルで、ケーブルシースの外径が１２ｍｍ、光ファイバ心数（４心テープ心線２０枚）とした。また、全試料共通の事項として、シースは、エチレンエチルアクリレートをベースポリマーとし水酸化マグネシウムと赤燐が入った難燃ポリエチレンの押出し成形で厚さ２.０ｍｍとした。押え巻きは、ポリプロピレンの不織布に高分子吸収剤を含ませた吸水テープを横巻きで巻付けたものを用いた。

試験の評価は、上述した試料Ｎｏ.１〜５の光ケーブル５００ｍを、巻径１〜１.５ｍで６０℃に保った水槽に水没させ、水没させる前と水没１年後の伝送ロス増加量（ｄＢ／ｋｍ）で行なった。なお、ロス増加量が０.０５〜０.１（ｄＢ／ｋｍ）の場合は「○」で許容範囲内で一応合格、ロス増加量が０.０５（ｄＢ／ｋｍ）未満の場合は「◎」で合格、ロス増加量が０.１（ｄＢ／ｋｍ）を越える場合は「×」で不合格とした。

上記の結果、試料Ｎｏ.１は、防湿層材料がＰＥで防湿層厚さが０.０５ｍｍで、水没試験結果は、「○」で一応合格であった。試料Ｎｏ.２は、防湿層材料がＰＥで防湿層厚さが１.０ｍｍで、水没試験結果は「◎」で合格であった。試料Ｎｏ.３は、防湿層材料がＰＰ（メソペンタッド分率が９０％以上）で防湿層厚さが０.０５ｍｍで、水没試験結果は「◎」で合格であった。また、試料Ｎｏ.４は、防湿層材料がＣＯＰで防湿層厚さが０.０５ｍｍで、水没試験結果は「◎」で合格であった。試料Ｎｏ.５は、防湿層がシースと同じ難燃ＰＥないしは実質的に無い状態で、水没試験結果は「×」で不合格であった。

図３の試験結果から、防湿層を有する試料Ｎｏ.１〜４の何れも、ロス増加値が０.１ｄＢ／ｋｍ以下で、ロスの増加の点では使用可能な許容範囲で、本発明の実施に用いることが可能である。しかし、防湿層を有しない試料Ｎｏ.５は、ロス増加値が０.１ｄＢ／ｋｍを越えるので不合格品となる。

１，１’…光ケーブル、２，２’…集合コア、３…防湿層、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。

Claims (3)

1. 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、その外側をシースで被覆した光ケーブルであって、
   前記防湿層は、ＪＩＳ Ｋ７１２９Ａに基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）による透湿度が５.０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ以下の押出し成型による極性基を持たない高分子化合物の樹脂層で形成され、前記シースはハロゲンフリー難燃樹脂層で形成されていることを特徴とする光ケーブル。
2. 前記防湿層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、またはシクロオレフィンポリマーのいずれかで形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光ケーブル。
3. 前記防湿層は、メソペンタッド分率が９０.０％以上のポリプロピレンで形成されていることを特徴とする請求項２に記載の光ケーブル。

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