JP2012185243A

JP2012185243A - 光ファイバケーブルおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2012185243A
Application number: JP2011047110A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fujii; 隆志藤井; Takashi Takada; 崇志高田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2012-09-27

Abstract

【課題】ＦＲＰからなるテンションメンバを用い、外被の表面に凹凸がない光ファイバケーブルとその製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ心線１１，２１とテンションメンバ１２，２２を平行に配し、外被１５，２５により被覆した光ファイバケーブルであって、テンションメンバは、有機系の高張力繊維束１３，２３を紫外線硬化樹脂１４，２４で被覆して形成され、紫外線硬化樹脂のゲル分率が８５％以上とされている。なお、高張力繊維束１３，２３の断面形状が長円形または十字形とするようにしてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線とテンションメンバを平行に配し、外被により被覆した光ファイバケーブルおよびその製造方法に関する。

光ファイバケーブルは、単心の光ファイバ心線ないしは複数本の光ファイバ心線と平行にテンションメンバ（抗張力体ともいう）を配し、外被により被覆して一体化された構成のものが一般的である。この光ファイバケーブルは、１〜数心の光ファイバ心線の心数が少ないものは、ドロップ光ケーブルあるいはインドア光ケーブルとして用いられ、数十心の光ファイバ心線の心数が比較的多いものは、準幹線光ケーブルとして用いられている。

テンションメンバは、外被に埋設されて光ファイバ心線に対する引張り強度を補強し、また、樹脂製の外被が温度変化で大きく伸縮するのを抑制する機能を有し、通常は、鋼線が用いられている。しかし、雷や電力線からの影響を受けないアラミド繊維等の高張力繊維束を、樹脂で被覆して固めた繊維強化プラスチック（ＦＲＰ：Fiber Reinforced Plastics）を用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２２１９１９号公報

特許文献１に開示されるように、テンションメンバに用いられるＦＲＰは、通常、引張り強度が大きい高張力の繊維束を熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂で被覆している。しかしながら、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂で被覆したテンションメンバは、外被を押出成形で形成する際に、押出し樹脂の熱（２００℃くらい）により被覆した樹脂が発泡することがある。テンションメンバの樹脂が発泡すると、発泡した部分が膨れて外被の表面に凹凸が生じ、外観不良となる。

本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、ＦＲＰからなるテンションメンバを用い、外被の表面に凹凸のない光ファイバケーブルとその製造方法の提供を目的とする。

本発明による光ファイバケーブルとその製造方法は、光ファイバ心線とテンションメンバを平行に配し、外被により被覆した光ファイバケーブルであって、テンションメンバは、有機系の高張力繊維束を紫外線硬化樹脂で被覆して形成され、紫外線硬化樹脂のゲル分率が８５％以上とされていることを特徴とする。なお、高張力繊維束の断面形状が長円形または十字形とするようにしてもよい。

本発明によれば、雷や電力線からの影響を受けず、テンションメンバの樹脂の発泡がなく、外被表面に凹凸のない光ファイバケーブルを得ることができる。

本発明による光ファイバケーブルの概略を説明する図である。本発明に用いるテンションメンバの例を示す図である。本発明による光ファイバケーブルの製造方法の一例を示す図である。本発明による光ファイバケーブルの検証結果を示す図である。

図１により本発明の実施の形態を説明する。図において、１０，２０は光ファイバケーブル、１１は光ファイバ心線、２１は光ファイバテープ心線、１２，２２はテンションメンバ、１３，２３は高張力繊維束、１４，２４は紫外線硬化樹脂、１５，２５は外被、１７はノッチ、１８は支持線、２６は介在を示す。

本発明の光ファイバケーブルは、図１（Ａ）に示すドロップ光ケーブルまたはインドア光ケーブルと言われている数心以下の光ファイバ心線を収納した光ケーブル、あるいは、図１（Ｂ）に示すように準幹線光ケーブルとして用いられる光ファイバテープ心線等を複数枚収納した光ケーブルを対象とする。

図１（Ａ）に示す光ファイバケーブル１０は、例えば、２心の光ファイバ心線１１を両側から挟むようにして、テンションメンバ（抗張力体とも言う）１２を平行に配し、外被（シースとも言う）１５により一体に被覆した形状のものである。外被１５のテンションメンバ１２が配されていない側の側面には、Ｖ字状のノッチ１７が形成され、光ファイバ心線１１の取り出しを容易にしている。また、光ファイバ心線１１とテンションメンバ１２を結ぶ直線の延長上に鎖線で示す支持線部１８を細幅の首部を介して連結することにより、自己支持型のドロップ光ケーブルとすることができる。また、支持線部１８を首部で切り離すことにより、インドア光ケーブルとすることもできる。

テンションメンバ１２は、後述するように、高張力繊維束１３を紫外線硬化樹脂１４により被覆した形状で、押出し成形で形成される外被１５内に埋設一体化される。このテンションメンバ１２は、外被１５と密着一体化されることで、外被１５が温度変化により、光ファイバ心線１１に対して大きく伸縮するのを抑制し、また、光ファイバ心線１１に大きな引張力が加わるのを防止する機能を有している。

図１（Ｂ）に示す光ファイバケーブル２０は、例えば、複数枚の光ファイバテープ心線２１を繊維束等の緩衝機能を有する介在２６で囲い、両側にテンションメンバ２２を平行に配し、該テンションメンバが埋設一体化されるようにして外被２２で被覆した形状のものである。なお、光ファイバテープ心線２１は、４心〜８心のものを数枚積層されるが、単心の光ファイバ心線を複数本束ねたものであってもよい。また、テンションメンバ２２は、図１（Ａ）のものよりは心線数に対応して太径とされるが、テンションメンバ１２と同様に、高張力繊維束２３を紫外線硬化樹脂２４により被覆した形状で、押出し成形で形成される外被２５内に埋設一体化される。

図２は、上述したテンションメンバ１２，２２について説明する図で、図２（Ａ）は、高張力繊維３ａが円形状に束ねられ、紫外線硬化樹脂４ａで被覆したテンションメンバ２ａの例を示す。また、図２（Ｂ）は、高張力繊維３ｂが平坦状に束ねられ、紫外線硬化樹脂４bで被覆したテンションメンバ２ｂの例を示し、図２（Ｃ）は、高張力繊維３ｃが十字状に束ねられ、紫外線硬化樹脂４ｃで被覆したテンションメンバ２ｂの例を示している。図２（Ａ）の場合で、紫外線硬化樹脂４ａが抗張力繊維３ａの束の内部奥まで浸透していると、繊維束の内部は繊維によって遮光されるため紫外線が届き難く、図２（Ｂ）や図２（Ｃ）の場合に比べて、紫外線が繊維束中心部の樹脂に届くまでの距離が長いため、未硬化になりやすい。

高張力繊維３ａ〜３ｃは、例えば、ケブラー（登録商標）やトワロン（登録商標）等のアラミド繊維、ベクトラン（登録商標）のポリアリレート繊維等を用いることができる。図１（Ａ）の光ファイバケーブルに用いるテンションメンバ用として、例えば、アラミド繊維１１００ｄｔｅｘを、図２（Ａ）で示す円形状に束ねることで、０.５ｍｍφ程度となる。これに、紫外線硬化樹脂で外径０.６ｍｍ程度となるように被覆して固める。

図３は、図１（Ａ）に示す光ファイバケーブル１０の製造方法の一例を示す図である。上述したテンションメンバ１２は、供給リール３２から繰り出された高張力繊維束１３を、ＵＶ樹脂成形機３３のダイス３３ａを通して紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹脂）を塗布コーティングした後、紫外線照射装置３４による所定量の紫外線照射によりＵＶ樹脂を硬化して形成される。ＵＶ樹脂の硬化により高張力繊維束１３を被覆して固めた線状のテンションメンバ１２は、外被成形機３５のクロスヘッド３５ａに導入案内される。

光ファイバ心線１１は、供給リール３１から繰り出され、テンションメンバ１２と共に外被成形機３５のクロスヘッド３５ａに導入案内される。この他、図１(Ａ)に鎖線で示した支持線部を設ける場合は、このための線材（図示せず）が、別途、クロスヘッド３５ａに導入案内される。クロスヘッド３５ａ内では、光ファイバ心線１１およびテンションメンバ１２が所定の配列で並べられ、ポリエチレン等の外被用樹脂により一体に被覆され、この樹脂被覆は冷却装置３６により冷却され、図１（Ａ）に示すような光ファイバケーブル１０とされる。

上記の光ファイバケーブルの製造で、テンションメンバの紫外線硬化樹脂の硬化が不十分であると、外被の成形時の熱（２００℃くらい）で発泡し、外被の外観不良が生じるおそれがある。
本発明においては、テンションメンバの紫外線硬化樹脂のゲル分率が８５％以上とすることにより、紫外線硬化樹脂の発泡を抑えるようにしている。このため、図３のテンションメンバ１２の線速に応じて、紫外線照射装置３３での照射量が調整される。

なお、ゲル分率は、高張力繊維束に被覆されたＵＶ樹脂の未硬化分を溶剤（メチルエチルケトン）に溶出させ、
（未硬化分を溶出させた後の樹脂重量）／（未硬化分を溶出する前の樹脂重量）×１００（％）で表される。また、このゲル分率は、十分硬化させれば必ず１００％になるものではなく、樹脂の種類によって異なる飽和値を有している。

図４は、本発明による光ファイバケーブルの検証結果を示す図である。検証に用いたテンションメンバは、高張力繊維束としてアラミド繊維（東レ・デュポン製のケブラー２９）１１００ｄｔｅｘを用い、図２（Ａ）で示す外径０.５ｍｍの円形状（試料Ｎｏ.１，３）、図２（Ｃ）で示す十字型（試料Ｎｏ.２）に束ね、ＵＶ樹脂による被覆外径０.６ｍｍになるようにした。
なお、ＵＶ樹脂の飽和ゲル分率は、厚さ１００μｍのＵＶ樹脂フィルムを、１０００（ｍＪ／ｃｍ²）のＵＶ照射量で、硬化させて測定した。

上記の条件で、試料Ｎｏ.１は、線速３０ｍ／分で、ＵＶ照射量２０（ｍＪ／ｃｍ²）としたとき、ゲル分率比は８５％であった。また、試料Ｎｏ.２は、線速１００ｍ／分で、ＵＶ照射量２０（ｍＪ／ｃｍ²）としたとき、ゲル分率比は９０％であった。この試料Ｎｏ.１，２のケーブルは、外被の押出し成形時の熱による紫外線効果樹脂の発泡はなく、外被に外観不良は生じなかった。
試料Ｎｏ.３のケーブルは、線速３０ｍ／分で、ＵＶ照射量１０（ｍＪ／ｃｍ²）としたとき、ゲル分率比は７９％であった。この試料Ｎｏ.３は、外被の押出し成形時の熱により紫外線効果樹脂に発泡があり、外被に外観不良が生じていた。

図４の検証結果から、テンションメンバの紫外線硬化樹脂の硬化に際して、ＵＶ照射量が不十分でゲル分率比が８０％未満である場合は、外被の成形時の熱で発泡を生じる。しかし、ＵＶ照射量が十分でゲル分率比が８５％以上であれば、外被の成形時の熱で発泡が生じるのを回避できることが判明した。

２ａ〜２ｃ…テンションメンバ、３ａ〜３ｃ…高張力繊維束、４ａ〜４ｃ…紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹脂）、１０，２０…光ファイバケーブル、１１…光ファイバ心線、２１…光ファイバテープ心線、１２，２２…テンションメンバ、１３，２３…高張力繊維束、１４，２４…紫外線硬化樹脂（ＵＶ樹脂）、１５，２５…外被、１７…ノッチ、１８…支持線、２６…介在。

Claims

光ファイバ心線とテンションメンバを外被により被覆した光ファイバケーブルであって、前記テンションメンバは、有機系の高張力繊維束を紫外線硬化樹脂で被覆して形成され、前記紫外線硬化樹脂のゲル分率が８５％以上とされていることを特徴する光ファイバケーブル。
前記高張力繊維束の断面形状が長円形または十字形であることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブル。
光ファイバ心線とテンションメンバを外被で被覆して光ファイバケーブルを製造する方法であって、有機系の抗張力繊維束を紫外線硬化樹脂で被覆して前記テンションメンバを形成するときに、前記紫外線硬化樹脂のゲル分率が８５％以上となるように紫外線を照射することを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。