JP2012145761A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバを外被で被覆した光ファイバケーブルにおいて、外被の色味を非黒色とし、高い難燃性を実現しつつ、耐水性、引張特性及び耐寒性等の諸物性に優れた光ファイバケーブルを提供する。
【解決手段】外被３は、光ファイバ心線１を被覆した内層３ａと、この内層３ａを被覆した外層３ｂとからなり、内層３ａは、リン系化合物、または、窒素系化合物、あるいは、これらの両方を難燃剤として含有する非黒色のポリオレフィン系材料からなり、外層３ｂは、非黒色の高密度ポリエチレン、または、非黒色のポリオレフィン系材料からなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバを外被（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、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ドロップ光ファイバケーブルとして使用されるものがある。

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架空ドロップ光ファイバケーブルとしては、図３に示すように、支持線部１０１と、ケーブル本体部１０２とが、首部１０３を介して連結された自己支持構造の光ファイバケーブルが使用されている。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１０１を有しないケーブル本体部１０２のみからなる構造の光ファイバケーブルである。

支持線部１０１には、鋼線からなる支持線１０４が内蔵されている。ケーブル本体部１０２には、光ファイバ心線１０５と、抗張力体１０６が内蔵されている。このような光ファイバケーブルの光ファイバ心線１０５は、石英系ガラスファイバの外周を、紫外線硬化型樹脂などからなる被覆材により被覆して構成されている。外被（シース）１０７としては、ノンハロゲン難燃シースが使用されている。

特許文献１には、蝉の産卵管により突き刺しによる損傷を防止するとともに、巻き癖がなく難燃特性を備えた光ファイバケーブルが記載されている。この光ファイバケーブルは、光ファイバ心線とテンションメンバとを平行に配置し、外被により一体に被覆した光ファイバケーブルであり、外被は、光ファイバ心線の外周を覆う内側の第1の被覆層と、第１の被覆層の外周を覆う外側の第２の被覆層とを有し、第１の被覆層はデュロメータ（タイプＤ）による硬さが５２以上で、第２の被覆層は第１の被覆層より硬さが小さい樹脂材料で形成されている。第１の被覆層の硬さは５６〜６４で、第２の被覆層の硬さが５２以下となっている。また、第１の被覆層の外被に対する断面積比率は、１／４〜２／３であることが望ましいとなっている。

特許文献２には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、繊維、コーティング剤、シーラントなどの樹脂、エラストマーに使用される難燃性添加剤において、耐吸湿性、分散性に優れたリン系難燃性添加剤が記載されている。このリン系難燃性添加剤は、リンと窒素を両方とも含有する化合物より成る群の中から選択されたガス発生剤またはリン含有化合物と窒素含有化合物との混合物であるガス発生剤８０〜９９．８質量％と、平均式Ｒ_３ＳｉＯ_０．５（式中Ｒ は炭素数１〜３０の非置換または置換の炭化水素基から選択される同種あるいは異種の基である。）で示されるＭ単位と、平均式ＳｉＯ_２で示されるＱ単位とを主成分として含むシリコーン樹脂０．２〜２０質量％とからなるものである。

特開２００９‐２６５３９４号公報 特開２００５−２２６０３４号公報

ところで、前述のような光ファイバケーブルにおいては、加入者宅内や、ビル、または、マンション等の外壁ヘ布設する場合には、外観上の問題から、外被の色を非黒色、例えば、白色、灰色、または、茶色等として、壁面の色に合わせた色味とすることが求められている。

しかし、外被をなす材料を非黒色のものとする場合には、色味の問題から、配合できる難燃剤の種類が限られてしまう。例えば、難燃剤として水酸化マグネシウム及び赤燐等を配合し、これらの併用による相乗効果により難燃性を得る場合には、外被の色味は、濃赤色となってしまうので、目的の色味を得ることは困難である。

難燃剤としては、一般的には、水酸化マグネシウムや、これに窒素系化合物を添加した難燃樹脂が用いられている。しかし、この難燃剤を用いる場合には、所望の難燃性を得るためには、多量の難燃剤の添加が必要である。難燃剤を多量に添加すると、引張特性及び耐寒性が大幅に低下してしまい、屋外での使用に耐えられない光ファイバケーブルになってしまうという問題がある。

近年、前述したように、難燃剤として、ポリリン酸アンモニウム等のリン系化合物、または、メラミンシアヌレート等の窒素系化合物、もしくは、これらの両方を含有する化合物であるイントメッセント系材料が提案されている。このようなイントメッセント系材料を難燃剤として用いることにより、外被を非黒色とすることができ、また、金属水和物による難燃剤を用いる場合に比較して、少ない添加量で高い難燃性を実現することができるので、引張特性や耐寒性等の種々の物性が損なわれることがない。

以下の〔表１〕には、ベース材としてＥＥＡ／ＬＬＤＰＥを用い、難燃剤として水酸化マグネシウムを配合した場合と、イントメッセント系難燃剤を配合した場合との樹脂の諸物性を示す。

しかしながら、特許文献２にも記載されているように、イントメッセント系材料は、耐水性が低く、周囲の水分に溶解し易い。そのため、イントメッセント系材料を難燃剤として用いた場合には、難燃材のブリードアウトによる外観不良や、長期的に水分に暴露されることで難燃性の低下が認められる。したがって、水が存在する環境である地下や屋外で使用する光ファイバケーブルの外被には、イントメッセント系材料を難燃剤として用いることができない。

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、光ファイバを外被で被覆した光ファイバケーブルにおいて、外被の色味を非黒色とし、高い難燃性を実現しつつ、耐水性、引張特性及び耐寒性等の諸物性に優れた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、以下の構成のいずれか一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した内層とこの内層を被覆した外層とからなり、内層は、リン系化合物、または、窒素系化合物、あるいは、これらの両方を難燃剤として含有する非黒色のポリオレフィン系材料からなり、外層は、非黒色の高密度ポリエチレン、または、非黒色のポリオレフィン系材料からな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、外層の厚さは、１１μｍ以上２１３μｍ以下であることを特徴とするものである。

より好ましくは、外層の厚さは、２６μｍ以上、２１３μｍ以下である。

〔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、外層の透湿度は、４．２２ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下であることを特徴とするものである。

さらに好ましくは、外層は、透湿度０．１９ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下で、厚さ１１μｍ以上、２１３μｍ以下、さらにより好ましくは、厚さ２６μｍ以上、２１３μｍ以下である。

〔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、内層及び外層は、互いに密着し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、構成１を有することにより、外被は、光ファイバ心線を被覆した内層とこの内層を被覆した外層とからなり、内層は、リン系化合物、または、窒素系化合物、あるいは、これらの両方を難燃剤として含有する非黒色のポリオレフィン系材料からなり、外層は、非黒色の高密度ポリエチレン、または、非黒色のポリオレフィン系材料からなるので、外層により高い耐水性が実現され、内層により高い難燃性が実現される。したがって、この光ファイバケーブルにおいては、外被の色味を非黒色としても、難燃性、耐水性、引張特性及び耐寒性等の諸物性を優れたものとすることができる。

すなわち、本発明は、光ファイバを外被で被覆した光ファイバケーブルにおいて、外被の色味を非黒色とし、高い難燃性を実現しつつ、耐水性、引張特性及び耐寒性等の諸物性に優れた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。 本発明の実施の形態に係る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。 従来の光ファイバケーブルの構成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によって被覆して構成されている。

光ファイバ心線１は、石英系ガラスファイバの外周を、紫外線硬化型樹脂などからなる被覆材により被覆して構成されている。外被３は、熱可塑性合成樹脂材料からなり、光ファイバ心線１を被覆した内層３ａと、この内層３ａを被覆した外層３ｂとからなる。

外被３の内層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。

外被３には、光ファイバ心線１を挟んで互いに対峙する両側面部に、平行な溝状の一対のノッチ６，６が形成されている。外被３は、これらノッチ６，６において、容易に引き裂くことが可能となっている。端末部分の外被３を引き裂くことにより、光ファイバ心線１の端末部分を外部に引き出す、いわゆる口出し作業を行うことにより、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、内層３ａをなす材料には、イントメッセント系材料の難燃剤が含有されている。外層３ｂをなす材料は、透湿度４．２２ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下で、非黒色、かつ、非難燃、もしくは、低難燃性の材料である。外層３ｂの被覆厚は、１１μｍ以上２１３μｍ以下とすることにより、耐ブリード性や難燃特性等を充分に維持しながら、外観の色味を非黒色とすることができ、建物の外壁の色に調色することが可能である。

この外被３において、外層３ｂをなす材料の透湿度が４．２２ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下であって、被覆厚が６μｍ以上であることによって、難燃材のブリードアウト現象を防止することができる。

なお、この光ファイバケーブルにおいて、外層３ｂの外被厚が薄すぎると、内層３ａの周囲に外層３ｂを被覆する際に、外層３ｂのセンター位置ずれにより内層３ａが外層３ｂからはみ出してしまう虞があるので、外層３ｂは、適度の厚さを有していることが望ましい。

また、この外被３において、外層３ｂの被覆厚が１１μｍ以上２１３μｍ以下であることによって、イントメッセント系材料の難燃剤におけるチャーの生成速度が外層３ｂの延焼速度よりも十分に速くなり、自己消炎する。イントメッセント系材料の難燃剤は、燃焼時にチャー（灰分）を膨張させ、外被からの可燃性ガスの発生を防ぎ、また、外気からの酸素の流入を防ぐことにより、自己消炎する消炎機構を有している。

図２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の他の例を示す断面図である。

なお、本発明に係る光ファイバケーブルは、図２に示すように、支持線２を有する自己支持型の光ファイバケーブルとして構成してもよい。この場合には、この光ファイバケーブルは、光ファイバ心線１及び抗張力体５，５を内包した本体部１ａと、支持線２を内包した支持線部２ａとから構成される。支持線２としては、鋼線などを用いる。本体部１ａと支持線部２ａとは、一体的な外被３によって被覆されており、首部４を介して連結されている。

本発明に係る光ファイバケーブルの実施例として、内層３ａをなす材料として、ベース樹脂をＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ及びＥＶＡの混合物とし、難燃剤としてポリリン酸メラミンを４０ｗｔ％配合した材料を用いた。

外層３ｂをなす材料としては、非黒色、非燃性の高密度ポリエチレン（透湿度０．１９ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ）、または、難燃剤として水酸化マグネシウムを４０ｗｔ％配合した非黒色の難燃ポリオレフィン（透湿度４．２２ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ）を用いた。外層３ｂの被覆厚は、これら２種類の材料のそれぞれについて、０μｍ乃至３２０μｍとした。

これら内層３ａ及び外層３ｂを用いて、図１に示す構成の光ファイバケーブルを試作した。なお、内層３ａ及び外層３ｂ間は、押出し成形時の熱によって密着させた。このように試作した光ファイバケーブルの諸特性を以下の〔表２〕に示す。

透湿度の測定には、ＪＩＳ Ｚ０２０８「透湿度試験（カップ法）」を用いた。環境条件は、２５°Ｃ９０％ＲＨで０．４ｍｍシートでの測定結果を用いた。外層３ｂの被覆厚は、試作した光ファイバケーブルを断面方向に片刃で切断し、顕微鏡を用いて測定した。

難燃性については、光ファイバケーブルでのＪＩＳ Ｃ３００５水平燃焼試験を行い、自己消炎した場合を合格、延焼した場合を不合格とした。

難燃剤のブリードアウトの確認は、光ファイバケーブルを８５°Ｃ９５％ＲＨの湿熱槽に投入し、１ヶ月後に光ファイバケーブルの表面を顕微鏡により観察し、難燃材の析出の有無を確認した。

製造性については、ケーブル製造時のセンター位置微調整の時間が、一般的なインドアケーブルと比較して、２倍以上の時間を要した場合を×（不合格）、１．５倍以上２倍未満の時間を要した場合を△、１．５倍未満の時間で済んだ場合を○（合格）とした。

〔表２〕に示すように、光ファイバケーブルの燃焼特性、難燃剤のブリードアウト、製造性の観点から、外層３ｂをなす材料としては、透温度が４．２２ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下の材料であることが好ましい。そして、外層３ｂの被覆厚は、１１μｍ以上２１３μｍ以下であることが好ましく、２６μｍ以上、２１３μｍ以下であることがより好ましい。さらに、透湿度０．１９ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下で、厚さ１１μｍ以上、２１３μｍ以下であることがさらに好ましく、２６μｍ以上、２１３μｍ以下であることがさらにより好ましい。

また、光ファイバケーブルの端末部からの水分の侵入を防止するためには、外層３ｂと内層３ａとが密着していることが好ましい。

本発明は、光ファイバを外被（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
３ 外被（シース）
３ａ 内層
３ｂ 外層
５ 抗張力体（テンションメンバ）

Claims (4)

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した内層と、この内層を被覆した外層とからなり、
   前記内層は、リン系化合物、または、窒素系化合物、あるいは、これらの両方を難燃剤として含有する非黒色のポリオレフィン系材料からなり、
   前記外層は、非黒色の高密度ポリエチレン、または、非黒色のポリオレフィン系材料からなる
   ことを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記外層の厚さは、１１μｍ以上２１３μｍ以下である
   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. 前記外層の透湿度は、４．２２ｇ／ｍ^２・２４ｈｒ以下である
   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. 前記内層及び前記外層は、互いに密着している
   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。

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