JPH0644090B2

JPH0644090B2 - 光学繊維潤滑・クッション用組成物

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Publication number: JPH0644090B2
Application number: JP60188751A
Authority: JP
Inventors: ランデイシサル
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-09-10
Filing date: 1985-08-29
Publication date: 1994-06-08
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: BR8504329A; JPS6184614A; CA1277653C; AU4696685A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の分野）最近の技術、特にデータの伝達あるいはその他の通信に
光線を用いる技術では、光学繊維がますます用いられる
ようになってきている。光学繊維からなるエレメント(e
lement) はそれ自体一般に比較的壊れ易いので、それを
使用するに当っては１本以上の光学繊維エレメントを１
束にまとめて、その束をポリエチレンジャケットのよう
な１本の保護管中に挿入して使用している。しかし、光
学繊維エレメントは上記種類のジャケット中に単にゆる
く維持したままにしておくわけにはいかない。もしそう
した場合には、ほとんどどんな種類の機械的衝撃や曲げ
でも、光学繊維エレメントを損傷あるいは破損する結果
になる。これら現在使用されている光学繊維データ伝送
用ケーブルの多くがかなり長くなっていることを考える
と、光学繊維エレメントの交換とか修理は困難で費用の
かかるものであろう。したがって、複数の光学繊維エレ
メントを一方から他方へ通しているジャケット中で、そ
れらエレンメトにクッションを与える手段が構じられな
ければならない。ジャケットや鞘中に通されている光学
繊維エレメントの潤滑もしくはクッションを施すに当っ
ては、光学繊維エレメントの光学的品質が減殺されない
ように注意が払われなければならない。したがって、鞘
中に入れられた光学繊維エレメントに用いる潤滑剤又は
クッション材を配合するに当っては、その配合物が必要
な潤滑性やクッション性を与えるのみならず、エレメン
トの光学的品質に有害な影響を与えてはならない。

光学繊維に用いられる配合物は、海水浸漬淡水浸漬およ
びpH１３までのアルカリ浸漬にも耐えられるものである
べきである。これらの配合物は、また空気の取り込みが
なく、優れた接着・凝集特性を示すものでなければなら
ない。これらの配合物は、温度変動範囲の両端でも柔軟
なままであり、またきわめて低い光エネルギの減衰を示
すものでなければならない。これらの配合物は、また、
耐水性を有し、防湿材として用いるのにも適するもので
なければならない。これらの配合物はまた、良好な誘電
体でなければならない。

したがって、これらの種々の要件全てを満足する組成物
が本発明の目的である。

（発明の説明）本発明により、ジャケット内に置かれる光学繊維エレメ
ントあるいは、それらエレメントの一連のものに対して
充分な潤滑性やクッション性を与えることができ、その
ように入れられたそれら光学繊維エレメントの光学的性
質を全く阻害しないかあるいは最小限にしか阻害せず、
無毒、非溶解性の材料であるという要件を含めた、光学
的導波材料のための種々の要件を満足する光学的導波配
合物が開発された。

本発明の材料の組成は、以下に光学繊維潤滑用組成物と
して言及するが、主成分として天然もしくは合成の石油
蒸留物のような潤滑液体を含んでいる。該組成物中に
は、濃化剤、特にフュームド(fumed)シリカのような二
酸化珪素粉が含まれている。さらに、該組成物は、ポリ
テトラフルオロエチレン（例えば商標名「テフロン」と
して販売されている種類のもの）のような微粒の重合フ
ッ化炭素粉を含んでいてもよく、また着色剤等の如き種
々の添加物を含んでいてもよい。

今述べた物質は組成物にとって重要であるが、1983年8
月2日公告の本願出願人による「潤滑用組成物およびそ
の製造方法」という名称の米国特許第4396514号中に詳
しく開示されているが、本発明の組成物の特に重要な成
分はポリブテン、特に、中程度ないし高度の粘度と粘着
性を有するポリブテン油である。

式（式中ｎは１５〜３５である）を有するこの物質を含有させることにより、光学繊維エ
レメントと一緒に使用するのに必要な潤滑性およびクッ
ション性が与えられる。配合物中に含有されるポリブテ
ンの量は、許容変化量を約１０％とし、約１％であるべ
きである。上記構造中のｎの値は１５から３５として与
えられているが、ｎの好ましい値はおよそ２０から２５
である。

本発明の潤滑およびクッション用組成物を形成する方法
は、前述の米国特許第4396514号に記載されたものが好
ましいことが判明しているので、同特許のその記載箇所
をここに引用して記すこととする。

（図面の説明）第１図は、光学繊維を用いたケーブルの典型的な構造を
示す。

第２図は、押出し方法の大要を示す。

（望ましい具体例の記載）本発明によれば、ジャケットに入れられた光学繊維エレ
メントと共に用いるための光学繊維潤滑用組成物は次の
ものを含んでいる。

(a)炭化水素潤滑用液体と、 (b)組成物の約２〜１０％を占める、粒径約７〜約４０
ミリミクロンの粒子である微粒シリカ粉末状の二酸化珪
素と、 (c)全組成物の重量で約１％を占める、式（式中、ｎの値は１５〜３５、好ましくは２０〜２５で
ある）を有する油状ポリブテン。

上記光学繊維用組成物は、その組成物の約０〜約３％を
占める重合体フッ化炭素粉末で、０．１〜１００ミクロ
ンの粒径の粒子状で融点が２３２℃（４５０゜F）より
高いポリテトラフルオロエチレンからなる重合体フッ化
炭素微粉末を含有しもよい。

前述したように、本発明の組成物を形成するための好ま
しい方法は、前記米国特許第4396514号中に記載されて
いるように、上昇させた温度で円板押出機を使用するこ
とである。形成方法につき、前記特許のその部分に関す
る記載をここに引用して記することとする。

本発明に用いられる潤滑用液体は、種々の等級のグリー
スや油などを含めた天然石油蒸留物からなっていてもよ
く、あるいは、合成石油蒸留物または合成炭化水素から
なっていてもよい。この発明で用いるのに好ましい合成
炭化水素は、低分子量の飽和ポリアルファオレフィンと
短い直鎖アルファオレフィンの水素化オリゴマーであ
る。これらの合成炭化水素潤滑用液体は容易に入手し得
る市販品である。それらはユニロイヤル(Uniroyal)社で
は商標名「ユニロイヤル(Uniroyal)PAO」として、また
ガルフペトロケミカルズ(Gulf Petrochemicals)社では
商標名「シンフルイド(Synfluid)」として市販されてお
り、両社の液体は種々の等級、種々の重量で入手できる
ようになっている。この発明にとっては、所定温度にお
いて約６センチストークと約４０センチストークの２種
の油の混合物を用いるのが好ましい。これらの合成炭化
水素は純粋にそれ自体か、または天然石油蒸留物と混合
して、本発明を実施する際に用いることも考慮に入れら
れている。上記２種の油の混合により配合物の作業温度
が決まり、低流動点や高発火点となる配合物が製造でき
る。

これら合成液体を使用することにより、減少する天然石
油資源の世界的供給量の保存に付加的に貢献するきわめ
て純粋な潤滑用液体が確実に与えられるものである。

どんな重合フッ化炭素粉でも高い融点、すなわち２３２
℃（４５０゜F）より高い融点を特徴とし、１ミクロン
より小さい値（例えば約０．１ミクロン）から１００ミ
クロンの平均粒径をもつ微粉粒子からなるものであるな
らば本発明に用いることができる。好ましくはこれらの
粒子は約０．７ミクロンの平均粒径をもつ粒子である。
ポリテトラフルオロエチレン(TFE)とフッ化エチレンプ
ロピレン(FEP)共重合体からなる群から選択された重合
フッ化炭素が好ましい。この発明で有効な重合フッ化炭
素化合物は「TEEテフロン」とか「TEPテフロン」といる
商標名で容易に入手し得、市販品として買うことができ
る。ポリテトラフルオロエチレンは基本的化学式が（−
ＣＦ₂−ＣＦ₂−）の完全にフッ化された炭化水素の重合
体であって、フッ化エチレンを少なくとも７１重量％含
有する。プロピレン共重合体は、約５〜約５０重量％の
ヘキサフルオロプロピレンと、約９５〜約５０重量％の
テトラフルオロエチレンを含有する共重合体を形成する
ようにテトラフルオロプロピレンとヘキサフルオロプロ
ピレンとを重合することによって作られた完全にフッ化
された樹脂である。これら共重合体は、各々約２４９℃
（４８０゜F）から約２９３℃（５６０゜F）の融点を有
する。この発明で使用するのに特に好ましいのは、ポリ
テトラフルオロエチレン(PTFE)である。

重合フッ化炭素は約３％以下の潤滑用組成物を含むのが
好ましい。３％のレベルは製品組成物のゲル化、誘電性
ならびに潤滑性の改良に役立つ。３％より多量ではPTEF
粒子は集積しやすくなる。もっとも本発明の実施に当っ
てはそれより高い割合で用いることができることも考慮
されている。

本発明で用いられる二酸化珪素またはフュームドシリカ
は、酸・水素ガスを使った火炎加水分解法で四塩化珪素
から製造される。この方法は非晶質構造できわめて純粋
な、調節された粒径をもつ高度に分散性の二酸化珪素を
生ずる。微細なフュームドシリカ粉は、約７〜４０ミリ
ミクロンの粒径を有する粒子である。そのような小さな
粒径の二酸化珪素粒子は研摩性をもたないということが
見出されたことは全く思いがけないことであった。この
発明にとって好ましい粒径は１２〜１６ミリミクロンで
ある。種々の大きさの粒子を潤滑用組成物中に混合して
もよく、すべての粒子が大体同一粒径のものであっても
よい。フュームドシリカ粉はデガッサコーポレーション
(Degassa Corp.) から商標名「エアロジル(Aerosil)」
として市販されている容易に入手できる商品である。

フュームドシリカ粉のきわめて高いチクソトロピー性の
充填材としての働きは、最適密度で粒子表面に存在する
シラノール基およびそれらの水素結合を形成する性質に
よるものである。こうした性質は潤滑用組成物を構成す
る分散物の高度な安定性の大きな原因になっており、そ
れによって重合フッ化炭素粉の潤滑用液体からの分離、
あるいは沈降が防止されるのである。さらに、フューム
ドシリカの導電性はきわめて悪いので、効果上絶縁体と
して特徴づけることができる。悪い条件下（つまり、異
常に湿度が高いとき）でも、フュームドシリカの電気抵
抗は、なお、５０〜６０g/の充填濃度で約１０×１０
¹²Ω×cmである。この性質は一体的部分となっている潤
滑用組成物の高い電気抵抗に大いに貢献するものであ
る。二酸化珪素またはフュームドシリカの粒子は潤滑用
組成物の約２％から１０％を構成することが好ましい。

全重量に対して約１％の量で本発明に用いられるポリブ
テンは、中程度ないし高度の粘度および粘着性を有する
不活性油である。配合することができるポリブテンの量
は、好ましい量の±１０％内で変動させることができ
る。該ポリブテンは式（式中、ｎは１５〜３５で、好ましくは２０〜２５であ
る）を有する。この物質の平均分子量は、したがって、約1,
000〜2,000、好ましくは約1,500内外である。

この発明に関連して使用される好ましい物質は、ポリブ
テン等級３２として指定されているシェブロンケミカル
(Chevron Chemical)社販売の物質である。このポリブテ
ンの性質は下記のとおりである。

この発明により形成された組成物はチキソトロピー性
で、きわめて広範な温度範囲、すなわち、約−５９℃
（−７５゜F）から＋３４３℃（６５０゜F）の範囲で有
効である。それらは耐水性であり、温度変動範囲の両端
でも柔軟なままであって光エネルギの減衰零を可能にし
ている。それら配合物のあるものは海水浸漬、淡水浸
漬、pH１３までのアルカリ浸漬および短期間の緩やかな
酸浸漬に耐えることができる。それらはポリプロピレ
ン、ポリエチレンおよびポリカ−ボネート材料をふくめ
た種々のジャケット材料と両立させることができる。

第１図は光学繊維系構造体を例示するものである。同構
造の中心には、鋼鉄棒のような強い材料で構成された耐
張力部材、すなわち支持棒が置かれている。該部材を囲
んで光学繊維材料から構成された光学繊維エレメント２
がある。この発明の組成物からなる緩衝材層は、光学繊
維を適切に緩衝し、支持するため、光学繊維と耐張力部
材との間に設けられている。これらは、保護管６中に設
置され、該保護管６は一層強い保護管５中に配置され、
それらの間には本発明の組成物３が入れられている。本
発明の組成物は、繊維を支持し、かつ光線の減衰を防止
するため、個々の繊維エレメント２ならびに保護管６の
周囲にも入れられている。光学繊維と第１保護管との間
に入れられ、第１保護管と１本の第２保護管との間に入
れられた組成物３は、支持条件の如何により、また必要
な誘電性の如何により、同一でも異っていてもよい。一
つの例は、光学繊維と第１保護管との間の組成物３が次
のような安定な分散物を構成する、光学繊維エレメント
と共に使用される組成物である場合であろう。すなわ
ち、 (a)炭化水素潤滑用液体と、 (b)組成物の約２〜１０％を占める、約７〜約４０ミリ
ミクロンの粒径の微粒(c) シリカ粉末状の二酸化珪素と、式（式中、ｎは１５〜３５である）を有する油状ポリブテンで、組成物の約１重量％を占め
ている場合。又、複数の第１保護管と１本の第２保護管
の間の組成物３が次のような安定な分散物を構成する、
光学繊維と共に用いられる組成物である場合、すなわ
ち、 (a)炭化水素潤滑用液体 (b)組成物の約２〜１０％を占める、約７〜約４０ミリ
ミクロンの粒径の微粒シリカ粉末状の二酸化珪素と、 (c) （式中、ｎは１５〜３５である）を有する油状ポリブテンであって組成物の約１重量を占
め、然も0.1〜100ミクロンの粒径の粒子状で、融点が２
３２℃（４５０゜F）より高いポリテトラフルオロエチ
レンから成る、該組成物の０〜約３％を占める微粒重合
フッ化炭素粉末を含有する場合。

本組成物は第１図に示された光学繊維系構造体あるいは
他の光学繊維系または同様の構造体にも使用することが
できることは分るであろう。

第２図は押出し方法の大要を例示し、構造体の形成を示
すものである。

第１図および第２図に示されているように、第１図は光
学繊維ユニットを例示し、第２図は押出し方法を例示し
ている。第１図および第２図に示されているように、本
発明の組成物を用いるには、それらは第１図に示される
ような光学繊維エレメント、およびジャケット５を形成
するのに使用される溶融重合体を保持する押出し器９の
押出し型ヘッド１０中に一般に導入される。このように
用いることにより、組成物は、光学繊維エレメントを包
み、本発明の誘電体材料と共に領域３になっているジャ
ケット内部を満す。組成物はこのようにしてジャケット
内の光学繊維エレメントの動きを減少させ、動きによっ
て起きるかも知れないどんな減衰でも制御し、工業的要
件である４dB/km より低く減衰を抑えることを可能にし
ている。また、それは防湿壁ともなり、ジャケット内に
水分を蓄積しにくくしている。

水分の蓄積が防げない場合には、水分は通常、光学繊維
エレメント上に形成されているアクリルレート被膜を侵
食して、信号ひずみや減衰の原因となる。従って、本発
明の組成物が防水性であることは、全体としての光学繊
維系構造体の完全さと信号の安定性にとって必須であ
る。

特に、全体のケーブル構造中に１本以上の光学繊維エレ
メントが包含されている場合には、本発明の組成物は潤
滑剤として作用する。従って、組成物は多数のフィラメ
ントを有する構造体のジャケット内における動きの振幅
を緩衝し減少させるものである。

本発明の組成物は、下に列挙した仕様を満足するもので
ある。

下記組成物は、本発明の範囲内に入る潤滑用組成物の種
々の具体例である。

実施例１ポリα−オレフィン油６９．００％鉱油U.S.P. １７．００％ PTFE（サイズ：１．８〜４ミクロン）３．００％フュ-ムドシリカ(サイズ：16ミリミクロン以下）９．００％ポリエチレングリコール１．００％ポリブテン等級３２１．００％１００．００％実施例２ポリα−オレフィン油７２．００％鉱油U.S.P. １７．００％フュ-ムドシリカ(サイズ：16ミリミクロン以下）９．００％」ポリエチレングリコール１．００％ポリブテン等級３２１．００％１００．００％ポリクロームオレンジ着色剤（試料に微量）実施例に詳しく示されているように、潤滑用組成物に望
ましい性質を補う、又は強化するために、他の組成物を
少量入れることも本発明の範囲内に入るものである。意
図されている組成物には、染料、酸化防止剤、陽イオン
界面活性剤、さび止め、乳化剤、アタパルガイト(attap
ulgite)、ゲル化剤およびイミダゾールオレエートが含
まれる。

上述の如く、本発明の組成物は特に光学繊維系構造体に
関連して有用である。特にそれらの組成物は、重合体ジ
ャケット内に維持された光学繊維エレメントの潤滑およ
びクッションに有用である。

本発明の特別の具体例について示し且つ記述してきた
が、本発明は特許請求の範囲に示したものに限定される
ものと考えられるべきではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学繊維を用いたケーブルの典型的構造を示す
図である。第２図は押出し方法の大要を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】(a)炭化水素潤滑用液体と、 (b)組成物中約２〜１０％を占める粒径約７〜約４０ミ
リミクロンの粒子である微粒シリカ粉末状二酸化珪素
と、 (c)組成物中約１％(重量)を占める式：（式中ｎは１５〜３５である。）を有する油状ポリブテン、との安定な分散物からなる光学繊維エレメントと共に用
いるための組成物。
【請求項２】潤滑用液体が石油蒸留物である特許請求の
範囲第１項に記載の組成物。
【請求項３】潤滑用液体が合成炭化水素である特許請求
の範囲第１項に記載の組成物。
【請求項４】潤滑用液体が石油蒸留物と合成炭化水素と
から成る特許請求の範囲第１項に記載の組成物。
【請求項５】ｎの値が２０〜２５である特許請求の範囲
第１項記載の組成物。
【請求項６】(a)炭化水素潤滑用液体と、 (b)組成物中約２〜１０％を占める粒径約７〜約４０ミ
リミクロンの粒子である微粒シリカ粉末状二酸化珪素
と、 (c)組成物中約１％(重量)を占める式：（式中ｎは１５〜３５である。）を有する油状ポリブテンと、 (d)組成物中約３％(重量)以下を占める、粒径が０．１
〜１００ミクロンの粒子状で、約２３２℃（４５０゜
Ｆ）の融点を有するポリテトラフルオロエチレンから成
る微粒重合フッ化炭素粉末、との安定な分散物からなる
光学繊維エレメントと共に用いるための組成物。
【請求項７】潤滑用液体が石油蒸留物である特許請求の
範囲第６項に記載の組成物。
【請求項８】潤滑用液体が合成炭化水素である特許請求
の範囲第６項に記載の組成物。
【請求項９】潤滑用液体が石油蒸留物と合成炭化水素と
から成る特許請求の範囲第６項に記載の組成物。
【請求項１０】ｎの値が２０〜２５である特許請求の範
囲第６項に記載の組成物。
【請求項１１】(a)複数の光学繊維と、 (b)複数第１保護管であって、各管が各光学繊維を取り
巻いている第１保護管と、 (c)前記複数の第１保護管を取り巻く第２保護管と、 (d)光学繊維と第１保護管との間、および複数の第１保
護管と第２保護管との間に光学繊維を支持し、該光学繊
維の光学的性質を実質的に維持するために設けられた、 (a′)炭化水素潤滑用液体と、 (b′)組成物中約２〜１０％を占める粒径約７〜約４０
ミリミクロンの粒子である微粒シリカ粉末状二酸化珪素
と、 (c′)組成物中約１％(重量)を占める式：（式中ｎは１５〜３５である。）を有する油状ポリブテン、との安定な分散物からなる組成物、または(d′)組成物
中０〜約３％（重量）を占める、粒径が０．１〜１００
ミクロンの粒子状で、約２３２℃（４５０゜Ｆ）の融点
を有するポリテトラフルオロエチレンから成る微粒重合
フッ化炭素粉末、からなる組成物のクッション、とから成る光学繊維ユニット。
【請求項１２】炭化水素潤滑用液体が石油蒸留物である
特許請求の範囲第１１項に記載の光学繊維ユニット。
【請求項１３】炭化水素潤滑用液体が合成炭化水素であ
る特許請求の範囲第１１項に記載の光学繊維ユニット。
【請求項１４】炭化水素潤滑用液体が石油蒸留物と合成
炭化水素とから成る特許請求の範囲第１１項に記載の光
学繊維ユニット。
【請求項１５】ｎの値が２０〜２５である特許請求の範
囲第１１項に記載の光学繊維ユニット。
【請求項１６】光学繊維と第１保護管との間の組成物が
前記(a′)、(b′)、及び(c′)よりなる組成物であり、
複数の第１保護管と１本の第２保護管との間の組成物が
前記(a′)、(b′)、及び(c′)よりなる組成物である特
許請求の範囲第１１項に記載の光学繊維ユニット。
【請求項１７】光学繊維と第１保護管との間の組成物が
前記(a′)、(b′)、及び(c′)よりなる組成物であり、
複数の第１保護管と１本の第２保護管との間の組成物が
前記(d′)よりなる組成物である特許請求の範囲第１１
項に記載の光学繊維ユニット。
【請求項１８】光学繊維と第１保護管との間の組成物が
前記(d′)よりなる組成物であり、複数の第１保護管と
１本の第２保護管との間の組成物が前記(a′)、(b′)、
及び(c′)よりなる組成物である特許請求の範囲第１１
項に記載の光学繊維ユニット。
【請求項１９】光学繊維と第１保護管との間の組成物が
前記(d′)よりなる組成物であり、複数の第１保護管と
１本の第２保護管との間の組成物が前記(d′)よりなる
組成物である特許請求の範囲第１１項に記載の光学繊維
ユニット。
【請求項２０】(a)複数の光学繊維と、 (b)複数の第１保護管であって、各々の管が各光学繊維
を取り巻いている第１保護管と、 (c)光学繊維と、第１保護管との間に、前記光学繊維を
支持し、光学繊維の光学的性質を実質的に維持するため
に設けられた (a′)炭化水素潤滑用液体と、 (b′)組成物中約２〜１０％を占める粒径約７〜約４０
ミリミクロンの粒子である微粒シリカ粉末状二酸化珪素
と、 (c′)組成物中約１％(重量)を占める式：（式中ｎは１５〜３５である。）を有する油状ポリブテンと、 (d′)組成物中０〜約３％（重量）を占める、粒径が
０．１〜１００ミクロンの粒子状で、約２３２℃（４５
０゜Ｆ）の融点を有するポリテトラフルオロエチレンか
ら成る微粒重合フッ化炭素粉末、からなる組成物のクッ
ションと、 (d)前記複数の第１保護管を取り巻く第２保護管と、から成る光学繊維ユニット。
【請求項２１】組成物が前記(a′)、(b′)、及び(c′)
よりなる組成物である特許請求の範囲第２０項に記載の
光学繊維ユニット。
【請求項２２】組成物が前記(d′)よりなる組成物であ
る特許請求の範囲第２０項に記載の光学繊維ユニット。
【請求項２３】(a)複数の光学繊維と、 (b)複数の第１保護管であって、その各々が各光学繊維
を取り巻いている第１保護管と、 (c)前記複数の第１保護管を取り巻いている第２保護管
と、 (d)前記複数の第１保護管と、前記第２保護管との間
に、前記光学繊維の光学的性質を実質的に維持するため
に設けられた、 (a′)炭化水素潤滑用液体と、 (b′)組成物中約２〜１０％を占める粒径約７〜約４０
ミリミクロンの粒子である微粒シリカ粉末状二酸化珪素
と、 (c′)組成物中約１％(重量)を占める式：（式中ｎは１５〜３５である。）を有する油状ポリブテンと、 (d′)組成物中０〜約３％(重量)を占める、粒径が０．
１〜１００ミクロンの粒子状で、約２３２℃(４５０゜
Ｆ)の融点を有するポリテトラフルオロエチレンから成
る微粒重合フッ化炭素粉末、からなる組成物のクッショ
ン、とからなる光学繊維ユニット。
【請求項２４】組成物が前記(a′)、(b′)、及び(c′)
よりなる組成物である特許請求の範囲第２３項に記載の
光学繊維ユニット。
【請求項２５】組成物が前記(d′)よりなる組成物であ
る特許請求の範囲第２３項に記載の光学繊維ユニット。