JP5205478B2 - 光ファイバケーブル - Google Patents
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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、図４に示すように、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Ｒ３ＳｉＯ０．５（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ＳｉＯ２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。
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。
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、赤燐及び水酸化マグネシウム、または、赤燐及び水酸化アルミニウムを難燃剤として含有する黒色のポリオレフィン系材料からなり、外層は、水酸化マグネシウム、または、水酸化アルミニウム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ることを特徴とするものである。
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、赤燐及び水酸化マグネシウム、または、赤燐及び水酸化アルミニウムを難燃剤として含有する黒色のポリオレフィン系材料からなり、外層は、水酸化マグネシウム、または、水酸化アルミニウム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、内層をなす材料の酸素指数が３６以上、４０以下であって、外層をなす材料の酸素指数が３１以上、３３以下であることを特徴とするものである。
構成１を有する光ファイバケーブルにおいて、内層をなす材料の酸素指数が３６以上、４０以下であって、外層をなす材料の酸素指数が３１以上、３３以下であることを特徴とするものである。
〔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、外層の厚さは、１８μｍ以上１５１μｍ以下であることを特徴とするものである。
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、外層の厚さは、１８μｍ以上１５１μｍ以下であることを特徴とするものである。
〔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、内層と外層とは、互いに密着していることを特徴とするものである。
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、内層と外層とは、互いに密着していることを特徴とするものである。
〔構成５〕
構成１乃至構成４のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、外観色が、内層をなす材料の樹脂の色味とも、外層をなす材料の樹脂の色味とも異なることを特徴とするものである。
構成１乃至構成４のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、外観色が、内層をなす材料の樹脂の色味とも、外層をなす材料の樹脂の色味とも異なることを特徴とするものである。
〔構成６〕
構成１乃至構成４のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、内層をなす材料として黒色樹脂、外層をなす材料として非黒色樹脂を用い、外層をなす材料の消色効果により外観色が非黒色となっていることを特徴とするものである。
構成１乃至構成４のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、内層をなす材料として黒色樹脂、外層をなす材料として非黒色樹脂を用い、外層をなす材料の消色効果により外観色が非黒色となっていることを特徴とするものである。
〔構成７〕
構成１乃至構成５のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、外観色が、マンセル値での明度３以上８以下、かつ、彩度０以上１．５以下であることを特徴とするものである。
構成１乃至構成５のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、外観色が、マンセル値での明度３以上８以下、かつ、彩度０以上１．５以下であることを特徴とするものである。
〔構成８〕
構成１乃至構成５のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、外観色が、臙脂、蘇芳、茜色、紅樺色、鉛丹色、紅海老茶、鳶色、小豆色、弁柄色、海老茶、赤茶、赤錆色、肉桂色、樺色、煉瓦色、錆色、檜皮色、栗色、代赭、駱駝色、黄茶、灰茶、茶色、焦茶、杏色、褐色、土色、小麦色、琥珀色、金茶、黄土色、朽葉色、芥子色、鶯茶、抹茶色、茶鼠、鼠色、黒茶、バーガンディ、ボルドー、マルーン、テラコッタ、バーントシェンナ、チョコレート、ココアブラウン、ローシェンナ、ブラウン、タン、コルク、アンバ、ブロンズ、ベージュ、イエローオーカ、バーントアンバ、セピア、カーキ、ローアンバ、オリーブドラブ、ローズグレイのうちのいずれかの色であることを特徴とするものである。
構成１乃至構成５のいずれか一を有する光ファイバケーブルにおいて、外観色が、臙脂、蘇芳、茜色、紅樺色、鉛丹色、紅海老茶、鳶色、小豆色、弁柄色、海老茶、赤茶、赤錆色、肉桂色、樺色、煉瓦色、錆色、檜皮色、栗色、代赭、駱駝色、黄茶、灰茶、茶色、焦茶、杏色、褐色、土色、小麦色、琥珀色、金茶、黄土色、朽葉色、芥子色、鶯茶、抹茶色、茶鼠、鼠色、黒茶、バーガンディ、ボルドー、マルーン、テラコッタ、バーントシェンナ、チョコレート、ココアブラウン、ローシェンナ、ブラウン、タン、コルク、アンバ、ブロンズ、ベージュ、イエローオーカ、バーントアンバ、セピア、カーキ、ローアンバ、オリーブドラブ、ローズグレイのうちのいずれかの色であ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、赤燐及び水酸化マグネシウム、または、赤燐及び水酸化アルミニウムを難燃剤として含有する黒色のポリオレフィン系材料からなり、外層は、水酸化マグネシウム、または、水酸化アルミニウム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つつ、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。
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、黒色で難燃性の高い樹脂材料を用いている。内層３ａをなす材料は、赤燐及び水酸化マグネシウム、または、赤燐及び水酸化アルミニウムを難燃剤として含有する黒色のポリオレフィン系材料からなる。この内層３ａをなす材料は、酸素指数が３６以上、４０以下であることが好ましい。
外層３ｂをなす材料は、内層３ａに比較すると難燃性が低く、かつ、非黒色、例えば、白色の樹脂材料である。外層３ｂをなす材料は、水酸化マグネシウム、または、水酸化アルミニウム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る。この外層３ｂをなす材料は、酸素指数が３１以上、３３以下であることが好ましい。この外層３ｂの厚さは、１８μｍ以上１５１μｍ以下の範囲とすることが好ましい。また、内層３ａと外層３ｂとは、互いに密着していることが望ましい。
このような内層３ａと外層３ｂとを組合わせることにより、ケーブルとしての難燃性を保ちつつ、また、良好な耐寒性を保ちつつ、外観の色味を非黒色（例えば、灰色）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。
難燃性については、内層３ａの難燃性と外層３ｂの難燃性及びこれらの厚みがパラメータとなる。内層３ａの酸素指数が３６以上であり、外層３ｂの難燃性が３１以上であり、外層３ｂの厚みが１５１μｍ以下であることにより、ＪＩＳ Ｃ３００５傾斜燃焼試験において、自己消炎が見られる。
耐寒性については、ＪＩＳ Ｃ３００５傾斜燃焼試験での自己消火性を維持しつつ、−３０°Ｃ環境下における耐寒性を考える。内層３ａをなす黒色樹脂には赤燐が配合可能であることから、水酸化マグネシウムの配合量を非黒色樹脂よりも少なくすることができる。そのため、目標値を十分に満足する耐寒性が実現される。外層３ｂをなす非黒色樹脂は赤燐が配合できないことから、難燃性を維持するには水酸化マグネシウムの大量配合が必要となり、この結果、耐寒性が目標値に達しない。しかし、これらの２層構造であることにより、内層３ａをなす高難燃性樹脂が難燃性を補うので、外層３ｂをなす非黒色樹脂の難燃性がそれほど高くなくとも、光ファイバケーブルとしては傾斜燃焼試験に合格することができる。
この光ファイバケーブルの外観色は、内層３ａの色味が外層３ｂを透過して視認されるため、内層３ａをなす材料の樹脂の色味とも、外層３ｂをなす材料の樹脂の色味とも異なっている。この光ファイバケーブルの外観色は、マンセル値での明度３以上８以下、かつ、彩度０以上１．５以下であることが好ましい。または、この光ファイバケーブルの外観色は、〔表１〕に示すように、着色を施すことで、種々の色とすることが可能であり、例えば、臙脂、蘇芳、茜色、紅樺色、鉛丹色、紅海老茶、鳶色、小豆色、弁柄色、海老茶、赤茶、赤錆色、肉桂色、樺色、煉瓦色、錆色、檜皮色、栗色、代赭、駱駝色、黄茶、灰茶、茶色、焦茶、杏色、褐色、土色、小麦色、琥珀色、金茶、黄土色、朽葉色、芥子色、鶯茶、抹茶色、茶鼠、鼠色、黒茶、バーガンディ、ボルドー、マルーン、テラコッタ、バーントシェンナ、チョコレート、ココアブラウン、ローシェンナ、ブラウン、タン、コルク、アンバ、ブロンズ、ベージュ、イエローオーカ、バーントアンバ、セピア、カーキ、ローアンバ、オリーブドラブ、ローズグレイのうちのいずれかの色とすることができる。
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。
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、〔表２〕に組成を示す樹脂材料Ａ〜Ｃ、外層３ｂをなす材料として〔表２〕に組成を示す樹脂材料Ｄ〜Ｆを用いて、図１に示した構造の光ファイバケーブルを試作した。内層３ａと外層３ｂとの間は、押出し成形時の熱により密着させた。
ここで、各樹脂材料を組成する材料としては、以下に示す材料を使用した。
ＥＥＡ：三井デュポンポリケミカル社製「エバフレックスEEA A710」
ＥＶＡ：三井デュポンポリケミカル社製「エバフレックス EV460」
日本ポリエチレン社製「ノバテックLL UE320」
水酸化マグネシウム：協和化学工業社製「キスマ5B」
赤燐：燐化学工業社製「ノーバレット120UF」
カーポンプラック：キャボット社製「VULCAN9A32」
酸化防止剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「IRGANOX1010」
紫外線吸収剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「Chimassorb81」
紫外線安定剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「Tinuvin770DF」
これらの樹脂材料を用いて光ファイバケーブルを試作し、難燃性、耐寒性及び外観の色味について評価を行った。その結果を〔表３〕に示す。
ＥＶＡ：三井デュポンポリケミカル社製「エバフレックス EV460」
日本ポリエチレン社製「ノバテックLL UE320」
水酸化マグネシウム：協和化学工業社製「キスマ5B」
赤燐：燐化学工業社製「ノーバレット120UF」
カーポンプラック：キャボット社製「VULCAN9A32」
酸化防止剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「IRGANOX1010」
紫外線吸収剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「Chimassorb81」
紫外線安定剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製「Tinuvin770DF」
これらの樹脂材料を用いて光ファイバケーブルを試作し、難燃性、耐寒性及び外観の色味について評価を行った。その結果を〔表３〕に示す。
ここで、樹脂材料の酸素指数の測定は、ＪＩＳ Ｋ７２０１−２による方法で行った。外層３ｂの厚さは、試作したケーブルを断面方向に片刃を用いて切断し、顕微鏡を用いて測定した。難燃性については、ＪＩＳ Ｃ３００５ ６０°傾斜燃焼試験を行い、自己消炎した場合を「合」（合格）、延焼した場合を「不」（不合格）とした。耐寒性は、ＪＩＳ Ｋ７２１６に準拠し、−３０°Ｃで樹脂材料のシート表面にクラックが生じなかった場合を「合」（合格）、クラックが生じた場合を「不」（不合格）とした。外観の色味については、マンセル値での明度３以上８以下、かつ、彩度０以上１．５以下である場合を○とし、それ以外を×とした。
〔表３〕に示すように、外層３ｂの厚さを１８μｍ〜１５１μｍ以下とすることにりより、難燃性、耐寒性及び外観の色味の全てについて良好であることが確認された。
その他の実施例として、内層３ａ及び外層３ｂにおける難燃剤を、水酸化マグネシウムに代えて水酸化アルミニウムとした材料を用いた場合についても、同様の結果が得られた。
また、内層３ａをなす樹脂材料から、耐候処方材として添加されているカーボンを抜いた配合樹脂についても、難燃性及び外観の色味ともに、同様の結果が得られた。この場合には、内層３ａをなす材料は、ベース樹脂及び水酸化マグネシウムが白色であり、赤燐の濃赤色が色味の主体となるので、茶色となる。ここでいう「茶色」は、〔表１〕に示したものである。外観の色味としても、屋外での使用において良好な美観を保つことが可能な色味になった。なお、カーボンを抜いても、難燃性には影響がない。
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）
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 (8)
- 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、赤燐及び水酸化マグネシウム、または、赤燐及び水酸化アルミニウムを難燃剤として含有する黒色のポリオレフィン系材料からなり、
前記外層は、水酸化マグネシウム、または、水酸化アルミニウム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る
ことを特徴とする光ファイバケーブル。 - 前記内層をなす材料の酸素指数が３６以上、４０以下であって、
前記外層をなす材料の酸素指数が３１以上、３３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。 - 前記外層の厚さは、１８μｍ以上１５１μｍ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。 - 前記内層と前記外層とは、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。 - 外観色が、前記内層をなす材料の樹脂の色味とも、前記外層をなす材料の樹脂の色味とも異なる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。 - 前記内層をなす材料として黒色樹脂、前記外層をなす材料として非黒色樹脂を用い、
前記外層をなす材料の消色効果により、外観色が非黒色となっている
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。 - 外観色が、マンセル値での明度３以上８以下、かつ、彩度０以上１．５以下である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。 - 外観色が、臙脂、蘇芳、茜色、紅樺色、鉛丹色、紅海老茶、鳶色、小豆色、弁柄色、海老茶、赤茶、赤錆色、肉桂色、樺色、煉瓦色、錆色、檜皮色、栗色、代赭、駱駝色、黄茶、灰茶、茶色、焦茶、杏色、褐色、土色、小麦色、琥珀色、金茶、黄土色、朽葉色、芥子色、鶯茶、抹茶色、茶鼠、鼠色、黒茶、バーガンディ、ボルドー、マルーン、テラコッタ、バーントシェンナ、チョコレート、ココアブラウン、ローシェンナ、ブラウン、タン、コルク、アンバ、ブロンズ、ベージュ、イエローオーカ、バーントアンバ、セピア、カーキ、ローアンバ、オリーブドラブ、ローズグレイのうちのいずれかの色である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の光ファイバケーブル。
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