JP3370126B2 - 光ファイバケーブル用止水テープ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバケーブルに
おいて使用される走水防止用の止水テープに関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】光ファイバケーブルは、基本的には光フ
ァイバ心線とこの光ファイバ心線を覆って保護する保護
部材とから構成されている。光ファイバケーブルが直接
地中に埋設される場合や海底に敷設される場合には、外
力により内部の光ファイバ心線が損傷しないように機械
的強度が十分に高いスチールワイヤや鋼パイプ等の金属
外装が保護部材として使用され、更に金属外装の外側に
は金属外装の腐食を防止するための合成樹脂製の外被が
設けられている。また、何らかの原因により外被や外装
が破損して、外部から光ファイバケーブル内に水が侵入
してきた場合でも、この侵入水が光ファイバケーブルに
沿って他の箇所まで進むことを防止するために止水テー
プが使用されている。これは、光ファイバに水分が作用
すると光ファイバの伝送特性の変化や強度の劣化等の不
都合が生じるからである。 【０００３】図２は、止水テープを使用した一般的な光
ファイバケーブルの構造の一例を示す断面図である。ポ
リブチレンテレフタレート・コアチューブ３１の中に光
ファイバ心線集合体３２が収納され、ポリブチレンテレ
フタレート・コアチューブ３１の中の空間にはジェリー
３３が充填してある。ポリブチレンテレフタレート・コ
アチューブ３１の外周には止水テープ３７が巻かれ、更
に、止水テープ３７の外側に管状の金属外装３６が施さ
れ、この金属外装３６の長さ方向に沿って両側にはスチ
ールワイヤ抗張力体３５及び引裂き紐３４が配置され、
更に全体がポリエチレン外被３８で被覆されている。 【０００４】図２に示す構造を有する光ファイバケーブ
ルにおいて、ポリエチレン外被３８、金属外装３６及び
ポリブチレンテレフタレート・コアチューブ３１が劣化
したり、或いは、何等かの事故により破損して、水がケ
ーブル内に侵入してくると、金属外装３６下に配置され
ている止水テープ３７は、ポリエチレン外被３８や金属
外装３６を通過し侵入してくる水を吸収して膨脹し、そ
の侵入箇所付近のみにて止水し、ケーブル内の長手方向
や内部方向に走水することを防止している。 【０００５】従来、この光ファイバケーブル用止水テー
プとしては、２枚の基材不織布間に、高吸水性樹脂粉粒
体と低融点接着樹脂粉粒体とを混合した吸水膨潤層を複
数層有し、各吸水膨潤層間に基材不織布を夫々介在させ
たサンドイッチタイプ止水テープ（特開昭６３−３０１
４１８号公報参照）や、ポリエステル長繊維不織布シー
トの片面または両面に、粉末或いは粒状の吸水性樹脂と
樹脂バインダーとを混合した塗装液を塗布した塗布タイ
プ止水テープ（実開昭６１−１２９２２８号公報）等が
提案されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上記止水テープを使用
することにより、水が外被や金属外装を通過しケーブル
内に侵入して来た場合にも、水の影響を侵入箇所付近の
みに抑えることができる。しかしながら、止水テープを
使用した場合でも、ケーブル内に水が侵入した状態が長
期間続くと光ファイバの伝送特性が変化するという問題
が生じる。 【０００７】この光ファイバの伝送特性が変化する原因
を検討した結果、強度を維持するために金属外装等の金
属材料が使用された光ファイバケーブルにおいては、金
属材料と侵入してきた酸性の水が作用して金属腐食が生
じ、多量の水素ガスが発生し、この水素ガスによって光
ファイバの材料であるガラスが変質して光ファイバの伝
送特性が変化することが判明した。また、ガラスの変質
により機械的強度も劣化する。 【０００８】そこで、本発明は、金属が内部に使用され
た光ファイバケーブル内に、何等かの事故により酸性の
水が侵入しても、金属腐食による水素ガスの発生が生じ
ないようにして、水素ガスに起因する光ファイバの伝送
特性の変化及び強度の劣化を防止することを目的とす
る。 【０００９】 【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、金属外装を有する光ファイバケーブル内
に金属外装と隣接して設けられる光ファイバケーブル用
止水テープであって、基材の少なくとも片面上に、吸水
性樹脂を含み吸水後にｐＨが８〜１２のアルカリ性のゲ
ルとなるアルカリ性付与剤を含むを吸水性樹脂組成物が
塗布されていることを特徴とする。 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【作用】外被や金属外装の破損等により水が光ファイバ
ケーブルの内部まで侵入すると、光ファイバケーブルの
内部に設けられた止水テープの吸水性樹脂組成物が水分
を吸収しゲルとなって膨張し、それ以降の水の侵入を防
止する。このとき、ゲルはアルカリ性であるので侵入し
た水が酸性であっても、ゲルのアルカリ性の成分と反応
して中和される。これにより、光ファイバケーブル内に
侵入した水に起因する金属外装の腐食が防止され水素ガ
スの発生が抑えられる。したがって、水素ガスによって
光ファイバの材料であるガラスが変質することがなくな
り、伝送特性の変化及び強度の劣化が防止される。 【００１３】 【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。 【００１４】図１は、本発明の光ファイバケーブル用止
水テープの構造の一例を示す断面図である。図１に示す
止水テープは、合成樹脂フィルム、或いは合成繊維の織
物または不織布シートからなる基材１の片面に吸水性樹
脂組成物２が塗布され、さらにその上にカバー材７が貼
り合わされた構成となっている。吸水性樹脂組成物２
は、粉末或いは粒状の吸水性樹脂３、合成樹脂または合
成ゴムからなるバインダー４、アルカリ性付与剤５、金
属腐食防止剤６等を含んでおり、吸水性樹脂３はバイン
ダー４により相互に固着されて吸水性樹脂組成物２の層
を形成している。この吸水性樹脂組成物２の層の、基材
１とは反対側の面には低目付不織布シート等からなるカ
バー材７が貼り合わせてある。図１に示す止水テープ８
においては、カバー材７側が吸水面となる。 【００１５】先に述べたように、吸水性樹脂組成物２
は、吸水後にアルカリ性のゲルとなるので、侵入した水
が酸性であっても、ゲルのアルカリ性の成分と反応して
中和される。これにより、光ファイバケーブル内に侵入
した水に起因する金属外装３６（図２参照）の腐食が防
止され水素ガスの発生が抑えられる。したがって、水素
ガスによって光ファイバ心線集合体３２の材料であるガ
ラスが変質することがなくなり、伝送特性の変化及び強
度の劣化が防止される。 【００１６】図１に示す止水テープ８に用いる基材１
は、塗布加工時やケーブルへのテーピング時の張力に耐
える強度を有し、微生物に分解されないものであり、可
撓性を有するものが望ましい。したがって、基材１とし
ては、合成樹脂フィルム、或いは合成繊維からなる織物
または不織布シートが望ましく、材質面からはポリプロ
ピレン、ナイロン、ポリエステル、アクリルが使用でき
るが、特に価格、強度の面からは、スパンボンド法で製
造される長繊維不織布シートが有利である。 【００１７】吸水性樹脂組成物２に含まれる合成樹脂ま
たは合成ゴムのバインダー４は、吸水性樹脂３を基材１
に密着させ、かつ低目付不織布シートなどのカバー材７
を吸水性樹脂層に密着させる作用を有するものであり、
微生物分解性のない１００％合成品である。合成樹脂ま
たは合成ゴムとしては、アクリル系樹脂、ポリウレタン
系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エチレン系共重合体
樹脂、ポリアマイド樹脂、シリコーン樹脂、ポリイソブ
チレン、ブチルゴム、アクリルゴム、エチレン・プロピ
レンゴム、シリコーンゴムなどのハロゲン原子を含まな
いものが好ましい。 【００１８】吸水性樹脂組成物２に含まれる粉末或いは
粒状の吸水性樹脂３としては、水と接したときに溶ける
ことがなく、自重の数１０倍〜数１０００倍の吸水能力
を有する合成ポリマーで、かつ微生物分解性のない１０
０％合成品であればよく、例えば、アクリル酸塩系架橋
物、酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合体ケン化
物、ポリビニルアルコール・無水マレイン酸塩反応物、
イソブチレン・マレイン酸共重合体架橋物、アクリル酸
塩・アクリルアミド共重合体、アクリル酸・ビニルアル
コール共重合体、ポリエチレンオキサイド変性物などが
好適であり、単体或いは２種以上配合しても良い。吸水
性樹脂の配合量としては、バインダー１００重量部に対
して１００〜２０００重量部が好適である。これは、１
００重量部未満では、止水効果が発揮されず、２０００
重量部を超すと、止水テープを実用幅にカットした側面
から吸水性樹脂が著しく脱落するためである。 【００１９】また、吸水性樹脂は、吸水後のゲルのｐＨ
が８〜１２となるものが望ましいが、ｐＨが酸性ないし
中性になる場合には、アルカリ性付与剤を吸水性樹脂組
成物に添加し、吸水後のゲルのｐＨを８〜１２に調整で
きる。 【００２０】吸水性樹脂組成物２に含まれるアルカリ性
付与剤５は、吸水性樹脂組成物２が吸水してゲルになっ
たときに、このゲルｐＨを８〜１２にすることによっ
て、金属腐食による水素ガス発生を抑制するために用い
る。アルカリ性付与剤５としては、炭酸カルシウム、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、
水酸化アルミ、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウ
ム、有機アミン類などが好ましく、その適性配合量は、
吸水性樹脂組成物２に純水を加えて溶液状とし、この溶
液ｐＨが８〜１２になるように調整することにより得ら
れる。溶液ｐＨが８未満では、金属の腐食を助長して大
量の水素ガスを発生し、光ファイバの伝送特性を変化さ
せる。溶液ｐＨが１２を超すと、ガラスからなる光ファ
イバの著しい強度劣化を起こす。 【００２１】吸水性樹脂組成物２に場合によって添加さ
れる金属腐食防止剤６は、金属腐食及び金属腐食による
水素ガス発生を防止するために用いられる。すなわち、
ケーブルの構造上、止水テープ３７と金属外装３６等の
金属が隣接しているので、止水テープ３７と金属外装３
６等の金属が接触しているとき、或いは、吸水性樹脂組
成物２が吸水してゲルになって金属と接触するようにな
ったとき、金属腐食が発生する恐れがあるので、金属腐
食防止剤６を使用する。金属腐食防止剤６としては、
１，２，３−べンゾトリアゾール及びその誘導体、例え
ば、メチルベンゾトリアゾール、１−［Ｎ，Ｎ−ビス
（２−エチルヘキシル）アミノメチル］べンゾトリアゾ
ール、１−［マレイン酸］ベンゾトリアゾール等、或い
は、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトレート、燐酸
塩、アミンの高級脂肪酸塩、ソジウムメルカプトベンゾ
チアゾール等があり、光ファイバケーブルに使用されて
いる金属の種類により選定される。例えば、銅が使用さ
れている場合は、１，２，３−べンゾトリアゾール及び
その誘導体が効果的であり、また、鉄が使用されている
場合はジシクロヘキシルアンモニウムナイトレートが効
果的である。これらの金属腐食防止剤６は非常に高価で
あるため、バインダー１００重量部に対して、配合量は
通常５０重量部以下である。 【００２２】場合によって用いるカバー材７は、止水テ
ープ８が梅雨場などの高湿度環境下に放置され著しく吸
湿した時にテープ同志のブロッキングを防止したり、ケ
ーブルへのテーピング中にガイドロールなどを汚すなど
のトラブルを防止するためのものであり、止水テープ８
の止水性能を阻害しないように適度な目スキがあり、微
生物に分解されないものであり、かつ貼り合わせ加工時
の張力に耐えるものでなければならない。したがって、
カバー材７としては、合成繊維からなる不織布シートが
望ましく、材質面からはポリプロピレン、ポリエチレ
ン、ナイロン、ポリエステル、アクリルが使用できる
が、特に価格、強度の面からは、スパンボンド法やメル
トブロー法で製造される長繊維不織布シートが有利であ
る。カバー材７の目付としては、５〜２０ｇ／ｍ² が好
適である。５ｇ／ｍ² 未満では、カバー材貼り合わせ加
工時の張力が得られず、さらに高湿度環境下で止水テー
プ８が吸湿したときにブロッキングを防止できず、２０
ｇ／ｍ² を超すとカバー材７の繊維間空隙面積が小さす
ぎるため、止水テープ８が水に接したときに吸水性樹脂
３が吸水膨潤し脱落するのを阻害して止水性能を著しく
低下させるためである。 【００２３】上記吸水性樹脂組成物２は、基材１に塗布
するために、有機溶剤中に溶解・分散して塗料とする。
有機溶剤としては、前述したバインダー４を構成する合
成樹脂や合成ゴムを溶解し得るものはすべて使用できる
が、例えば、トルエン、キシレン、べンゼン、メチルエ
チルケトン、アセトン、へキサン、メチルイソブチレ
ン、酢酸エチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、シ
クロヘキサン、アルコールなどの汎用溶剤が好適であ
る。 【００２４】吸水性樹脂組成物２は、前述した配合剤の
他に、目的に合わせて次のような配合剤を配合すること
ができる。例えば、基材１やカバー材７に対する接着性
を改善するためのポリエチレンやエチレン系共重合体な
どの粉末或いは粒状の熱可塑性樹脂、バインダー４を構
成する合成樹脂や合成ゴムを架橋したり加硫するための
架橋剤、加硫剤、加硫助剤、耐老化性を改良するための
老化防止剤、吸水層の水に対する濡れ性を改善して吸水
性能を増加させるための湿潤剤、コス卜低減のための充
填剤、難燃性を付与するための難燃剤、導電性を付与す
るための導電性物質、加工性を改善するための加工助剤
などである。例えば、吸水性樹脂組成物に水酸化アルミ
ニウム、水酸化マグネシウムなどの難燃剤を配合した場
合は、難燃性の止水テープを得ることができる。 【００２５】上述した止水テープはたとえば、以下に示
す方法により製造することができる。 【００２６】バインダーと、吸水性樹脂と、有機溶剤
と、金属腐食防止剤と、アルカリ性付与剤と、必要に応
じて老化防止剤、湿潤剤などを所望量用意し、ボールミ
ル、攪拌機などにより十分に溶解混合して吸水性樹脂組
成物を得る。得られた吸水性樹脂組成物を、公知のコー
ティング方法によって基材１の少なく共片面上に塗布、
又は基材１の内部に一部浸透する状態で片面に塗布し、
場合により、吸水性樹脂層に溶剤を含んだ状態でカバー
材７を貼り合わせた後に乾燥したり、吸水性樹脂組成物
２を基材１に塗布し乾燥した後に、熱ロールやエンボス
ロールなどによりカバー材７を貼り合わせたりする。必
要に応じて、加熱処理を行って硬化させる。 【００２７】以下、具体的な製造方法の実施例について
幾つか説明する。 【００２８】〔実施例１〕エチレン・プロピレンゴム１
００重量部と、吸水性樹脂（株式会社 日本触媒：アク
アリックＣＳ−６／ｐＨ＝８．６）５００重量部と、老
化防止剤３重量部と、湿潤剤１重量部と、ポリエチレン
パウダー（粒子径：約１００μｍ）２０重量部と、トル
エン８００重量部を攪拌容器にいれ、攪拌機で攪拌溶解
し、吸水性樹脂組成物を得た。次に、この吸水性樹脂組
成物をポリエステル長繊維不織布（旭化成工業社製：Ｅ
Ｓ５０６０）の片面に乾燥付着量１００ｇ／ｍ² で塗布
乾燥する。次に、乾燥後の吸水性樹脂層の上にカバー材
（サンレックス工業社製：ポリプロピレン不織布ＰＫ−
１０２ 目付１２ｇ／ｍ² ）をエンボスロールにて貼り
合わせ、幅３５ｍｍに裁断してケーブル用止水テープを
得た。裁断時に止水テープのカット側而からの吸水性樹
脂の脱落はなく、バインダーで固着した効果が確認でき
た。テープの厚さは０．２８ｍｍ、単位重量は１７２ｇ
／ｍ² であった。 【００２９】〔実施例２〕エチレン・プロピレンゴム１
００重量部と、吸水性樹脂（株式会社 日本触媒：アク
アリックＣＳ−６／ｐＨ＝８．６）５００重量部と、水
酸化マグネシウム５０重量部、老化防止剤３重量部と、
湿潤剤１重量部と、ポリエチレンパウダー（粒子径：約
１００μｍ）２０重量部と、トルエン８００重量部を攪
拌容器にいれ、攪拌機で攪拌溶解し、吸水性樹脂組成物
を得た。次に、この吸水性樹脂組成物をポリエステル長
繊維不織布（旭化成工業社製：ＥＳ５０６０）の片面に
乾燥付着量１０８ｇ／ｍ² で塗布乾燥する。次に、乾燥
後の吸水性樹脂層の上にカバー材（サンレックス工業社
製：ポリプロピレン不織布ＰＫ−１０２ 目付１２ｇ／
ｍ² ）をエンボスロールにて貼り合わせ、幅３５ｍｍに
裁断してケーブル用止水テープを得た。裁断時に止水テ
ープのカット側而からの吸水性樹脂の脱落はなく、バイ
ンダーで固着した効果が確認できた。テープの厚さは
０．２８ｍｍ、単位重量は１８０ｇ／ｍ² であった。 【００３０】〔実施例３〕エチレン・プロピレンゴム１
００重量部と、吸水性樹脂（株式会社 日本触媒：アク
アリックＣＳ−６／ｐＨ＝８．６）５００重量部と、金
属腐食防止剤（ジシクロヘキシルアンモニウムナイ卜レ
ート）１０重量部と、老化防止剤３重量部と、湿潤剤１
重量部と、ポリエチレンパウダー（粒子径：約１００μ
ｍ）２０重量部と、トルエン８００重量部を攪拌容器に
いれ、攪拌機で攪拌溶解し、吸水性樹脂組成物を得た。
次に、この吸水性樹脂組成物をポリエステル長繊維不織
布（旭化成工業社製：ＥＳ５０６０）の片面に乾燥付着
量１０２ｇ／ｍ² で塗布乾燥する。次に、乾燥後の吸水
性樹脂層の上にカバー材（サンレックス工業社製：ポリ
プロピレン不織布ＰＫ−１０２ 目付１２ｇ／ｍ² ）を
エンボスロールにて貼り合わせ、幅３５ｍｍに裁断して
ケーブル用止水テープを得た。裁断時に止水テープのカ
ット側面からの吸水性樹脂の脱落はなく、バインダーで
固着した効果が確認できた。テープの厚さは０．２８ｍ
ｍ、単位重量は１７４ｇ／ｍ² であった。 【００３１】〔比較例〕エチレン・プロピレンゴム１０
０重量部と、吸水性樹脂（株式会社 日本触媒：アクア
リックＣＳ−７／ｐＨ−６．３）５００重量部と、老化
防止剤３重量部と、湿潤剤１重量部と、ポリエチレンパ
ウダー（粒子径：約１００μｍ）２０重量部と、トルエ
ン８００重量部を攪拌容器にいれ、攪拌機で攪拌溶解
し、吸水性樹脂組成物を得た。次に、この吸水性樹脂組
成物をポリエステル長繊維不織布（旭化成工業社製：Ｅ
Ｓ５０６０）の片面に乾燥付着量１００ｇ／ｍ² で塗布
乾燥する。次に、乾燥後の吸水性樹脂層の上にカバー材
（サンレックス工業社製：ポリプロピレン不織布ＰＫ−
１０２ 目付１２ｇ／ｍ² ）をエンボスロールにて貼り
合わせ、幅３５ｍに裁断してケーブル用止水テープを得
た。裁断時に止水テープのカット側面からの吸水性樹脂
の脱落はなく、バインダーで固着した効果が確認でき
た。テープの厚さは０．２８ｍｍ、単位重量は１７２ｇ
／ｍ² であった。 【００３２】〔ｐＨの測定〕止水テープの試料２ｇを取
り、純水１００ｇの中に分散させてゲル溶液とする。こ
のゲル溶液のｐＨをｐＨ計を用いて測定した。結果は、
以下の通りであった。 【００３３】 【表１】 〔金属腐食水素ガス発生試験〕試験は金属腐食試験用人
工海水（八洲薬品製：アクアマリン）を用いて行った。 【００３４】内容積約２６０ｃｃの三角フラスコに、止
水テープ２ｇと、０．２ｍｍ厚×３０ｍｍ×２０ｍｍの
鋼テープと、人工海水１００ｇを入れ、テフロン栓にて
密栓する。同時に、止水テープを入れない試料（ブラン
ク）も用意する。この三角フラスコを６０℃で１４日間
処理し、三角フラスコ内の水素ガスの濃度をガスクロマ
トグラフィで分析した。結果は、以下の通りであった。 【００３５】 【表２】 実施例１〜３は、ブランクおよび比較例に比べて水素ガ
スの発生が著しく少なく、この程度の水素ガスの発生で
は、光ファイバの伝送特性を変化させることはない。 【００３６】 【発明の効果】本発明によれば、金属材料が内部に使用
された光ファイバケーブルにおいて、何等かの事故によ
りケーブル内に酸性の水が侵入しても止水テープのアル
カリ性で中和されるため、金属が腐食して水素ガスを発
生することがなく、光ファイバの伝送特性変化や強度劣
化が生じることがない。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の光ファイバケーブル用止水テープの
構造の一例を示す断面図である。 【図２】 一般的な光ファイバケーブルの一例を示す断
面図である。 【符号の説明】 １：基材、２：吸水性樹脂組成物、３：吸水性樹脂、
４：バインダー、５：アルカリ性付与剤、６：金属腐食
防止剤、７：カバー材、８：止水テープ、３１：ポリエ
チレンコアチューブ、３２：光ファイバ心線集合体、３
３：ジェリー、３４：引き裂き紐、３５：スチールワイ
ヤ抗張力体、３６：金属外装、３７：止水テープ、３
８：ポリエチレン外被

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−17588（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−101109（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−35010（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−62519（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/44

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 金属外装を有する光ファイバケーブル内
   に金属外装と隣接して設けられる光ファイバケーブル用
   止水テープであって、基材の少なくとも片面上に、吸水
   性樹脂を含み吸水後にｐＨが８〜１２のアルカリ性のゲ
   ルとなるアルカリ性付与剤を含むを吸水性樹脂組成物が
   塗布されていることを特徴とする光ファイバケーブル用
   止水テープ。