JP3371518B2 - 防水テープ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ケーブルに使用され
る防水テープに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ケーブルに防水特性を付与させる手段
としては、一般に、 防水混和物と呼ばれるゲル状の詰め物をケーブル中に
注入して、外部から水の侵入を防ぐ方法。 水を吸収・保持する吸水材を直接あるいはテープ状に
加工したものをケーブル内部に入れ、浸水の際に吸水材
が吸水・膨張することで水をせき止めてケーブルの深部
への流入を防ぐ方法。という２つの方法に大別される。

【０００３】本発明は、の方法に関するものである。
の方法は、さらに、 吸水材を例えば、静電塗布等によって直接ケーブルコ
アに付着させる方法。 吸水繊維を直接布状に加工したもの、または、吸水材
を布に塗布や含浸させることによって布状に加工したも
のを、テープ状に加工して、これを押さえ巻きテープと
して利用して、集合コアに巻き付ける方法（押さえ巻き
吸水テープを用いる方法）。 溝・チューブ内に伝送媒体（例えば、光ファイバ）が
収納される構造のケーブルにおいて、上記の布状の吸水
テープを細幅とした細幅吸水テープを溝やチューブ内に
伝送媒体と接触するように一緒に封入する方法。に分類
される。

【０００４】本発明の防水テープは、の方法に適用さ
れるものであるが、従来技術としての方法が実際に適
用された例の報告としては、例えば、「吸水材料による
ノンメタル防水光ファイバケーブルの設計と特長」（久
木田ら，ＯＱＥ８７−６、ｐｐ．３９−４６）が挙げら
れる。

【０００５】当時、光ケーブルは、ＧＩ型光ファイバ
を、０．８５μｍ帯の伝送領域で使用するものであった
が、技術革新によって、１．３１μｍ帯で使用されるＳ
Ｍ型光ファイバが、ＧＩ型光ファイバよりも廉価で製造
されるようになると、光ケーブルの主流は、ＧＩ型光フ
ァイバケーブルからＳＭ型光ファイバケーブルに移行し
ていった。防水テープについても、溝やチューブ内の空
間に伝送媒質と接触するように、細幅吸水テープを用い
る方法が、スリット加工代がかさむことから敬遠され、
押さえ巻き吸水テープへと移行していった。

【０００６】一方、光ケーブルについてみると、従来は
電話局間を結ぶ中継用をその主眼としてきたことから、
ケーブル内の光ケーブル心線数としては、数百心程度の
もので十分であり、現在国内では３００心までの光ケー
ブルが中継用として使用されており、ケーブル外径は、
たかだか２５ｍｍ未満である。

【０００７】しかしながら、将来的に全電話加入者に光
ファイバを適用しようとする場合、局と加入者に１対１
で線を結ぶ必要があることから数千心もの光ファイバが
必要となることが予想される。このような多心数の光ケ
ーブルは、例えば、４０ｍｍ以上の外径となることが予
想され、少しでもケーブル外径を細くするための工夫が
必要となる。

【０００８】防水テープを使用したケーブルでは、例え
ば、光ユニットを集合して撚り集める構造を採る場合な
ど、押さえ巻き吸水テープを使用するよりも、細幅吸水
テープを使用した方が外径を細くするために有利である
ケースがある。

【０００９】現在使用されている防水テープを細くスリ
ット状にして光ケーブル中に収納した場合は、実使用に
おいて想定される低温領域（−３０℃）において防水テ
ープが低温で凝縮し、接触している光ファイバを曲げて
伝送特性の劣化を引き起こす可能性があった。このこと
から、低温における光ファイバの伝送損失の低下を防ぐ
ため、線膨張係数が小さい防水テープの開発が必要とな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、線膨張係数の小さい防水テ
ープを実現し、これを用いた光ケーブルの低温における
伝送損失の低下を防止しできる防水テープを提供するこ
とを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光ファイバ心線を並列に並べて一括被覆を施したテ
ープ心線を用いた光ケーブル中に該テープ心線に接触す
るように収納される防水テープにおいて、該防水テープ
は、その長手方向に長いガラス繊維と吸水材とが水溶性
バインダーにより一体化されて、前記防水テープの線膨
張係数が１×１０のマイナス５乗より小さくなるように
されたものであることを特徴とするものである。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の防水テープにおいて、前記水溶性バインダーが６０℃
以上１００℃以下の軟化点を持つ水溶性の押し出し材料
であることを特徴とするものである。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の防水テープにおいて、前記ガラス繊維が光フ
ァイバであることを特徴とするものであり、請求項４に
記載の発明は、請求項３に記載の防水テープにおいて、
前記光ファイバが光ケーブルの全長にわたって切れ目な
く構成されたものであることを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】一般に、防水テープを構成する布（不織布等の
プラスチックテープ、ポリエステル等の延伸テープ）の
線膨張係数は、１０のマイナス４乗程度であり、光ファ
イバを構成するガラスの線膨張係数である１０のマイナ
ス７乗からは大きく離れている。一般に弾性係数が大き
いとされるアラミド繊維などでは、低温での収縮時に抑
えが効かず、防水テープに含ませても、線膨張係数の改
善は期待できない。そこで、本発明では、フィラーとし
て、防水テープの長手方向に長いガラス繊維を用いて、
低温での収縮時の抑えとすることにより、防水テープの
線膨張係数を改善することができる。

【００１５】請求項１に記載の発明によれば、防水テー
プは、その長手方向に長いガラス繊維と吸水材とが水溶
性バインダーにより一体化されることによって、ガラス
繊維が低温での防水テープの収縮時の抑えとなって、防
水テープの線膨張係数を１×１０のマイナス５乗より小
さくでき、実用上問題のないレベルまで線膨張係数を低
く抑えることができる。

【００１６】請求項２に記載の発明によれば、前記水溶
性バインダーが６０℃以上１００℃以下の軟化点を持つ
水溶性の押し出し材料であることにより、押し出し時に
吸水材の吸水特性を損なうことがない。また、ガラス繊
維が樹脂被覆をされたものの場合に、１００℃以下の温
度では、樹脂被覆に影響を与えることがない。

【００１７】また、光ファイバを構成するガラスの線膨
張係数が１０のマイナス７乗程度であり、線膨張係数が
十分に小さい。請求項３に記載の発明によれば、前記ガ
ラス繊維として光ファイバを用いることにより、防水テ
ープの線膨張係数を、より低く抑えることができる。

【００１８】請求項４に記載の発明によれば、前記光フ
ァイバが光ケーブルの全長にわたって切れ目なく構成さ
れたものであることにより、前記光ファイバを通信用媒
体として利用することができる。

【００１９】

【実施例】図３は、防水テープをテープ心線と接触させ
て挿入する状態の説明図である。図中、１１は溝部、１
２はテープ心線、１３は防水テープである。

【００２０】図３（Ａ）は、防水テープがない場合であ
る。スペーサ部材等に形成された溝１１に、この例では
５枚のテープ心線１２が挿入された状態を示している。

【００２１】図３（Ｂ）は、防水テープを溝上に挿入し
た場合である。重ねられた５枚のテープ心線１２の上
に、防水テープ１３が重ねられたものである。防水テー
プ１３は、溝１１の溝底に入れても構わない。もちろ
ん、溝上と溝底の両方に配置することもできる。

【００２２】図３（Ｃ）は、防水テープをテープ心線に
挟んで挿入した場合である。挿入する位置はどこでもよ
い。複数の位置に挿入してもよく、あるいは、さらに、
図３（Ｂ）で説明したように、溝上、溝底の配置を組み
合わせた位置としてもよい。

【００２３】なお、図３（Ｂ），（Ｃ）では、防水テー
プ１３は１枚として図示したが、複数枚が組み合わされ
たものでもよい。また、図３では矩形の溝１１中にテー
プ心線１２を挿入した例を示したが、チューブのように
円形の空間にテープ心線を挿入するものであってもよ
い。

【００２４】このように閉空間にテープ心線を閉じ込め
た場合、温度変化によってテープ心線が伸び縮みする
が、図３（Ａ）のようにテープ心線同士が接触している
場合は線膨張係数が等しいことから長さに収支の差なく
変化し、問題はない。

【００２５】しかし、線膨張係数の異なる介在物をテー
プ心線と接触させて収納した場合には、アンバランスが
生じて光ファイバに局所的な曲げを引き起こし、損失増
を発生する。構成材料が異なる異種の介在物の線膨張係
数をテープ心線と完全に一致させることは困難である
が、実用上問題ない程度に近づけることは可能である。

【００２６】通常のプラスチックの線膨張係数は、一部
の例外を除けば、一般に１０のマイナス４乗より大き
く、光ファイバを構成するガラスの線膨張係数１０のマ
イナス７乗と比較して格段に大きいものである。実用
上、光ケーブルは−３０℃から６０℃までの温度範囲で
特性を満足することが要求されている。常温（２０℃）
との温度差を考えると、低温側の−３０℃との差である
５０℃の温度領域での特性が問題となる。

【００２７】この温度領域で問題のないケーブル特性を
満足させるためには、後述するように、常温から低温に
変化した場合の線長差変化を０．０５％以下とする必要
があり、これは介在させる防水テープの線膨張係数を、
１×１０のマイナス５乗以下とすることに相当する。

【００２８】図１は、本発明の防水テープの一実施例を
説明するためのもので、図１（Ａ）は平面図、図１
（Ｂ）は断面図である。図中、１はガラス繊維、２は吸
水材、３は水溶性バインダーである。この実施例では、
吸水材２をガラス繊維１とともに水溶性バインダー３で
一体化したものである。ガラス繊維１は、両側に１本ず
つが長手方向に向けて配置されている。両側のガラス繊
維の数は、１本に限られるものではなく、複数本が配置
されてもよい。両側に１本ずつのガラス繊維を用いた場
合は、防水テープの全長にわたって切れ目なく構成する
のがよい。途中で接続してもよいが、その場合は、融着
してもよく、あるいは、接続部において、適当な長さに
わたって、並行して配置するようにしただけでもよい。
ガラス繊維の本数が多い場合には、接続箇所が同じ所に
ならなければ、接続についての考慮を払わなくてもよ
い。

【００２９】この実施例の具体例では、ガラス繊維とし
て、紫外線硬化型樹脂を被覆して２５０μｍ径としたＳ
Ｍ型光ファイバを使用した。吸水材としては、ポリエチ
レンオキサイド（ＰＥＯ）を有機溶剤（トルエン等）に
溶解させ、撹拌して一様になるようにし、有機溶剤を気
化させて飛ばし、固形状となったものをペレット加工し
たものを用いた。ＰＥＯ以外の吸水性材料を用いること
ができるのはもちろんである。水溶性バインダーとして
は、１００℃以下の温度で押し出しできるもの、例え
ば、ポリビニルアルコールを用いることができる。１０
０℃以下の温度で押し出しを行なうのは、吸水材の吸水
特性を損なわないためである。１００℃以下の温度で押
し出しを行なうためには、水溶性バインダーの軟化点
は、１００℃以下であることが必要である。また、光フ
ァイバをガラス繊維として使用した場合に、水溶性バイ
ンダーの押し出し時の温度によって、そのガラス繊維の
被覆材に熱劣化が生じることを防ぐためでもある。例え
ば、ガラス繊維としてナイロン被覆の光ファイバを用い
る場合には、ナイロンの押し出し温度が品種によって異
なるとしても、１５０℃から２３０℃が一般的であり、
ナイロン被覆に熱劣化を生じることがないようにして水
溶性バインダーを押し出すには、水溶性バインダーの軟
化点が、１５０℃から２３０℃よりも十分に低いことが
要求されるし、紫外線硬化樹脂を用いた光ファイバの場
合でも、１００℃を超える温度に曝されることは好まし
くないので、水溶性バインダーの軟化点は、１００℃以
下であることが必要である。また、軟化点が低い材料で
は、環境温度で水溶性バインダーが軟化してしまうと問
題である。したがって、水溶性バインダーが環境温度で
軟化しないために、水溶性バインダーの軟化点は、環境
温度よりも高い６０℃以上であることも必要となる。

【００３０】試作では、紫外線硬化型樹脂被覆のＳＭ型
光ファイバの本数、押し出し材料の吐出量を変えなが
ら、図４の●に示すような線膨張係数を持つ防水テープ
を試作した。線膨張係数は、束状にとったサンプルを実
際に常温（２０℃）から低温（−３０℃）に曝し、位相
法によって防水テープ中の光ファイバ長の変化を測定す
ることによって行なった。

【００３１】このサンプルをプラスチックのロッドに螺
旋状の溝を切った１溝スロットにテープ心線と一緒に挿
入し、さらに、鋼撚線の上にポリエチレン被覆した抗張
力体の周囲に撚り合わせた模擬ケーブルにおける低温で
のテープ心線のロス変化（波長１．５５μｍ）を測定し
た結果を図４に示す。

【００３２】図４から分かるように、防水テープの線膨
張係数が、１×１０のマイナス５乗より小さいものを用
いた場合には、低温に曝された場合のロス増はほとんど
なく、防水テープの線膨張係数が１×１０のマイナス５
乗より大きくなるにつれてロスが増加している。このこ
とから、ガラス繊維を防水テープ中に入れ、線膨張係数
を１×１０のマイナス５乗以下とすることによって、防
水テープをテープ心線と一緒に挿入しても安定した特性
を長波長でも維持することができる。

【００３３】なお、防水テープに含ませるガラス繊維と
して、光ファイバを用いて、これを光ケーブルの全長に
わたって切れ目なく構成した場合には、これを通信用に
利用することができる。防水テープに含ませた光ファイ
バを工事・保守の際の連絡用通信線として有効に利用す
ることもできる。

【００３４】図２は、本発明の防水テープの他の実施例
を説明するためのもので、図２（Ａ）は平面図、図２
（Ｂ）は断面図である。図中、図１と同様な部分には同
じ符号を付して説明を省略する。この実施例では、防水
テープの全体にわたってガラス繊維１を含ませ、吸水材
２とともに水溶性バインダー３で一体化したものであ
る。水溶性バインダーの押し出しの際に、ガラス繊維１
を長手方向に配向させるようにするのがよい。この実施
例においても、防水テープの線膨張係数を１×１０のマ
イナス５乗より小さくすることができる。ガラス繊維と
して、光ファイバを用いることもできる。

【００３５】ここで、光ファイバについて説明してお
く。本来光ファイバは、通信用の目的である特定波長、
例えば、ＳＭ型光ファイバならば通常は１．３１μｍで
使用されるように設計されているが、保守・低速度通信
用に波長を変えた領域でも使用されることが想定され
る。例えば、ＳＭ型光ファイバでは１．５５μｍ、１．
６５μｍ帯がその候補である。しかしながら、１．５５
μｍ、１．６５μｍのような長波長領域では、光ファイ
バの曲げによる損失増が増すことから、より慎重なケー
ブル化が望まれる。

【００３６】このように、将来広い波長帯で使用される
ことが想定される光ケーブルでは、光ファイバと一緒に
入れる介在物も十分に考慮する必要があり、本発明の防
水テープは、このようなケーブルを実現するためにも有
効なものである。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、防水テープにガラス繊維を含ませることによ
って、線膨張係数の小さい防水テープを実現することが
でき、これを用いた光ケーブルの低温における伝送損失
の低下を防止することが可能となる。また、ガラス繊維
と吸水材を一体化するバインダーを、６０℃以上１００
℃以下の軟化点を持つ水溶性の押し出し材料とすること
により、吸水材の吸水特性を損なうことがなく、ガラス
繊維の樹脂被覆に影響を与えることもない。

【００３８】また、ガラス繊維として光ファイバを用い
ることにより、防水テープの線膨張係数を、より低く押
さえることができ、光ファイバが切れ目なく配置された
場合には、これを通信線として使用することができると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の防水テープの一実施例を説明するため
のもので、図１（Ａ）は平面図、図１（Ｂ）は断面図で
ある。

【図２】本発明の防水テープの他の実施例を説明するた
めのもので、図２（Ａ）は平面図、図２（Ｂ）は断面図
である。

【図３】防水テープをテープ心線と接触させて挿入する
状態の説明図である。

【図４】試作した模擬ケーブルの測定結果を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…ガラス繊維、２…吸水材、３…水溶性バインダー、
１１…溝部、１２…テープ心線、１３…防水テープ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−233508（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−244006（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−309907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/44

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ心線を並列に並べて一括被覆
   を施したテープ心線を用いた光ケーブル中に該テープ心
   線に接触するように収納される防水テープにおいて、該
   防水テープは、その長手方向に長いガラス繊維と吸水材
   とが水溶性バインダーにより一体化されて、前記防水テ
   ープの線膨張係数が１×１０のマイナス５乗より小さく
   なるようにされたものであることを特徴とする防水テー
   プ。
2. 【請求項２】 前記水溶性バインダーが６０℃以上１０
   ０℃以下の軟化点を持つ水溶性の押し出し材料であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の防水テープ。
3. 【請求項３】 前記ガラス繊維が光ファイバであること
   を特徴とする請求項１または２に記載の防水テープ。
4. 【請求項４】 前記光ファイバが光ケーブルの全長にわ
   たって切れ目なく構成されたものであることを特徴とす
   る請求項３に記載の防水テープ。