JPH0798930B2 - 遮水用材料および光ファイバーケーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水走り防止性に優れた遮水用材料およびこれを
用いた光ファイバーケーブルに関する。

〔従来の技術〕

近年、光ファイバーケーブルは地下に埋設されるケース
が増加しており、緩衝性能、充填容易性などの充填材料
の要求特性のほか、優れた水走り防止性が要求されてい
る。

特開昭63−6055号公報には、乾燥被膜が水溶性であるポ
リビニールピロリドン系バインダーを支持体にコーティ
ングした水膨張性複合材料が報告されている。しかし、
該複合材料の遮水性能はまだ不充分であり、またその被
膜が非常に硬いため、ケーブル作製時やケーブル施工時
の作業性に劣り、さらに基布（支持体）とコーティング
層との吸湿によるディメンジョン変化のため湿度変化に
よって遮水テープがカールし、さらに吸湿によりテープ
がべとつき、作業性が悪くなるという問題がある。

従来技術においては、水走り防止性、微小間隙に対して
の水走り防止性、湿度変化によるカール防止性およびべ
とつき防止性、被覆緩衝性、非腐敗性、ケーブル作製時
や施工時の作業容易性等をあわせもった光ファイバーケ
ーブル用遮水用材料はまだ知られていない。また従来に
おいては、非水溶性バインダーを用いると、バインダー
の接着力により高吸水ポリマー粒子の吸水性および脱落
性が阻害されるため、脱落型遮水材は得られないと考え
られていた。

ここで水走り防止性とは、光ファイバーケーブルの外被
が破られ、水が侵入した場合、ケーブルの長手方向に伝
わろうとする水を速やかに吸水して膨潤し、遮水する性
能をいう。ここでは24時間で水が何mm伝播するかを数値
化したもので表わし、この値が小さいほど水走り防止性
がよいことを示す。また被覆緩衝性とは、ケーブルに対
する外力から通信ケーブル心線を保護する外力緩衝効果
をいう。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記従来技術の課題を解決し、水走り
防止性、微小間隙に対しての水走り防止性、湿度変化に
よるカール防止性およびべとつき防止性、被覆緩衝性、
非腐敗性およびケーブル成形性に優れた遮水用材料およ
びこれを用いた光ファイバーケーブルを提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、
被覆緩衝性に優れたバインダーと高吸水ポリマーとを有
するコーティング層について検討をした結果、非水溶性
で可撓性のある特定のゴム系バインダーと、特定の粒子
径を有する粒子状高吸水ポリマーを用いることによって
前記目的を達成できることを見出し、本発明に到達し
た。

すなわち、本発明は、少なくとも55重量％が50μｍ以上
の粒子径をもち、1g当たり10ml以上の水を吸う吸水ポリ
マー粒子を含むゴム系バインダーによるコーティング層
を有する固体支持体からなる遮水用材料であって、該コ
ーティング層は前記吸水ポリマー粒子50〜90重量％とゴ
ム系バインダー10〜50重量％とからなり、遮水用材料を
水に浸漬したときに10分後の吸水ポリマーの脱落率が50
重量％以上であり、さらに該コーテイング層の表面が被
覆材で覆われ、かつ該吸水ポリマー粒子の少なくとも一
部が該コーティング層の外側に顔を出していることを特
徴とする遮水用材料に関する。

本発明において、吸水ポリマーの吸水倍率（ml/g）と遮
水用材料の中の吸水ポリマーの混率（重量％）との積は
150以上であることが好ましく、また被覆材は膨潤した
吸水ポリマーが通過することができる低目付を有する不
織布であることが好ましい。

〔作用〕

本発明における粒子状高吸水ポリマーは、水に接触しな
い限りはゴム系バインダーに保持されて外に出ることが
なく、水と接触したときには速やかに膨潤してバインダ
ーから脱落し、バラバラに分離した状態でケーブル内に
広がることができる。

ゴム系バインダーが非水溶性であるにもかかわらず、水
に接触したときに高吸水ポリマー粒子がバインダーから
脱落することができるのは、高吸水ポリマー粒子の粒子
径が充分に大きく、その粒子の一部がコーティング層の
外側に顔を出しているため、水と接触したときに粒子が
直ちに膨潤することができ、またバインダーの被膜が高
吸水ポリマー粒子の膨潤力を押さえ込むほどの力をもた
ないため、吸水により膨潤した高吸水ポリマー粒子がゴ
ム系バインダーを膨らませ、ついにはゴム風船が破裂す
るのと同じ原理でバインダーに穴を開けることができる
ためと考えられる。前記高吸水ポリマー粒子の充分な大
きさとは、高吸水ポリマー粒子のかなりの数がコーティ
ング層からその粒子の一部が出ているか、それに近い状
態にあり、また水に膨潤するとコーティング層から飛び
出すことのできる大きさをいう。

高吸水ポリマー粒子が小さいと、大部分の粒子がコーテ
ィング層の中に閉じ込められているため、遮水用材料が
水と接触しても、高吸水ポリマー粒子に直接水が接触す
るまで時間がかかり膨潤速度が遅くなり、また膨潤して
もコーティング層から飛び出す力がなく、ポリマーが脱
落することができず遮水性が低下する。

本発明に用いられる粒子状吸水ポリマーは、55重量％以
上、好ましくは85重量％以上が50μｍ以上、好ましくは
50〜200μｍ、より好ましくは70〜150μｍの粒子径をも
ち、かつ後述するCB法で測定した水膨潤度が10ml/g以上
であることが必要である。これらの範囲外では遮水用材
料の膨潤速度が遅くなるため水走り防止性が低下する。
高吸水ポリマー粒子の最大の大きさは、粒子の支持体へ
の付着性の点から300μｍ以下が好ましい。この高吸水
ポリマーは、水と接触したときにバラバラに分離してケ
ーブル内に広がる必要があるため、粒子状のものでなけ
ればならないが、その粒子形状には特に限定はなく、例
えば、エマルジョン重合によって得られる真円形のも
の、通常の粉砕機によって粉砕されたランダムにいびつ
な形状のものでもよい。

前記高吸水ポリマーとしては、例えば、ポリアクリロニ
トリルグラフト重合体加水分解物、ポリアクリル酸ソー
ダ、メチルメタクリル酸−酢酸ビニル共重合体加水分解
物、ポリビニルアルコール架橋重合物、ポリアクリロニ
トリル架橋体加水分解物、ポリエチレンオキサイド架橋
重合体物、ポリアクリルアミド架橋重合物、アクリルア
ミド−アクリル酸架橋共重合体物、スルホアルキル（メ
タ）アクリレート−アクリル酸架橋共重合体物、イソブ
チレン−無水マレイン酸架橋共重合体物などが好ましく
用いられる。この他、腐敗して水素ガスを発生する、デ
ンプン−ポリアクリロニトリルグラフト重合加水分解
物、デンプン−アクリル酸グラフト共重合物、カルボキ
シメチルセルロース架橋重合物、セルロース−ポリアク
リロニトリルグラフト重合体加水分解物なども腐敗防止
処理を施して使用することができる。

本発明に用いられるゴム系バインダーは、遮水用材料を
水に浸漬して10分後の吸水ポリマー粒子の脱落率が50重
量％以上となるものが用いられる。該脱落率は、遮水用
材料1gを１の市販の精製水に吊るした状態で静置し、
10分間浸漬した後、取出し、これをそのままの状態で乾
燥して残存ポリマー量を測定して求められる。吸水ポリ
マー粒子の脱落率が50重量％未満では脱落する吸水ポリ
マーが少なくなるため、水走り防止性が低下する。前記
吸水ポリマー粒子の好ましい脱落率は80重量％である。
一例を示せば、KIゲール201K（クラレ社製商品名、20メ
ッシュパス:790μｍ以下）を100メッシュの篩を用いて1
50μｍ以下にしたものを70部、オクチルホスフェートカ
リウム0.7部、ゴム系バインダーを30重量部用い、トル
エン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等の有機溶剤で
希釈混合したものでポリエステルスパンボンドＥ−5060
（旭化成工業社製商品名、ポリエステルスパンボンド）
に高吸水ポリマーの付着量が100g/m²になるように均一
にコーティングし、乾燥して得られたものを1gサンプリ
ングし、１の市販の精製水に吊るした状態で静置し10
分間浸漬した後とりだし、そのままの状態で乾燥した後
重量を測定し、重量の減少量から計算されるポリマーの
脱落量が50重量％以上のものが好ましい。

このようなゴム系バインダーとしては、例えばトルエ
ン、メチルエチルケトン、酢酸エチル等の有機溶剤に可
溶で、水と接したときに高吸水ポリマー粒子を容易に脱
離し、かつ遮水用材料に可撓性を与え、また腐敗により
水素ガスを発生しないものが好ましい。

使用可能なゴム系バインダーとしては、スチレンブタジ
エンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ハロプレ
ンゴム、イソブチレンゴム、ブチルゴム、エチレン・プ
ロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、シ
リコンゴム、トリフロロ、クロロエチレンゴム、ビニリ
デン・フロライドゴム、ジヒドロ・パーフロロ・アルキ
ルアクリレートゴム、ポリウレタンゴム、ビニール系ゴ
ムなどが挙げられるが、これらのうちスチレンブラジエ
ンゴムが好ましく用いられる。スチレンブタジエンゴム
は、支持体への接着力、ケーブル製造時や付設時のポリ
マーの脱落性、遮水用材料の遮水性能、被覆緩衝性およ
びカール防止などの点から、スチレン５重量％以上、好
ましくは10〜40重量％をブロック共重合したものが好ま
しい。またスチレンブタジエンゴムは不飽和タイプでも
飽和タイプでもよいが、耐久性の面から飽和タイプのも
のが好ましい。スチレンブタジエンゴムは単独でもまた
２種以上併用して用いてもよく、またランダム重合され
たスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴムなどを混合
して用いてもよい。

前記ゴム系バインダーは、疎水性であるため、水をはじ
いて遮水性能が低下する場合がある。その場合は、アル
キルホスフェートのアルカリ金属塩等の親水化剤を併用
することにより、遮水性能を向上させることができる。

本発明に用いられる支持体は、耐久性が良好で、特に腐
敗して水素ガスを発生しないものであればよく、例え
ば、アクリル系合成繊維、ポリエステル系合成繊維、ポ
リアミド系合成繊維、ポリプロピレン系合成繊維等の織
物、編物、不織布、メッシュ状織物、メッシュ状編物、
フィルム等が用いられる。

本発明の遮水用材料は、例えば、有機溶剤に溶解したゴ
ム系バインダー中に高吸水ポリマーを均一に分散させて
得られるコーティング液を、支持体の少なくとも一面に
コーティングし、次に前記溶剤を蒸発させ、熱固着する
方法により得られる。

コーティング処理に際し、コーティング量が多いと遮水
用材料の厚みが大きくなり、実用上問題となるため、高
圧カレンダープレスなどによって遮水用材料の厚みをコ
ントロールすることが好ましい。

遮水用材料中の高吸水ポリマーの混率は水走り防止性の
点から10重量％以上であることが好ましい。本発明にお
いて、ケーブルの水走り防水効果は、水の浸入とともに
水走り防止材全体が速やかに吸水膨潤し、水がそれ以上
浸入するのを防止することによって得られるため、高吸
水ポリマーの吸水倍率（水膨潤度）、高吸水ポリマーの
混率、ケーブルへの遮水テープの詰込密度などに影響さ
れる。高吸水ポリマーの吸水倍率Ａおよび高吸水ポリマ
ーの混率Ｂが高いほど水走り防止効果が向上する。前記
吸水倍率Ａ（cc/g）と混率Ｂ（重量％）との積（Ａ×
Ｂ）は150以上であることが好ましく、より好ましくは2
00以上である。

本発明における遮水用材料は、水と接触しない限り、高
吸水ポリマーが外に出ないよう支持体に保持されるが、
遮水用材料の表面の滑り性をよくし、取扱いを容易にす
るため、該遮水材のコーティング層の表面には、被覆材
として、例えば吸水膨潤時に膨潤したポリマーが通過で
きる程度に粗い、低目付の不織布もしくは水可溶性のPV
Aフィルムを貼るか、またはポリメチルシロキサン系の
離型剤を前記表面に処理する。該PVAフィルムを貼るこ
とによって水膨潤速度が低下する場合は、PVAフィルム
に孔を開けることにより改良することができる。この方
法には、始めから孔の開いたフィルムを用いる方法と、
孔の開いてないフィルムを貼り付けた後に孔を開ける方
法があり、いずれの方法によってもよい。

第１図は、本発明の一実施例による遮水テープを用いた
スロットタイプの水走り防止型光ファイバーケーブルの
拡大断面図である。このケーブルは、最中心部に設けら
れたコアとしてのテンションメンバー７と、その周りに
設けられた、スロットを有するスロット型スペーサ３
と、スロット内に設置される光ファイバー芯線テープ１
と、該光ファイバー心線テープ１に収められた光ファイ
バー２と、前記スロット型スペーサ３の周りに設けられ
る遮水テープを用いた押さえ巻きテープ６と、外被４と
からなる。このような構成の光ファイバーケーブルは、
外被４にクラックが生じて水が浸入すると、浸入してき
た水により遮水テープ６に保持された高吸水ポリマー粒
子が水を吸収して速やかに吸水膨潤し、スロット内に脱
落して広がる。従って、水の浸入を長時間にわたって防
ぐことができる。

本発明になる遮水テープを用いることにより、ほとんど
のタイプの光ファイバーケーブルの水走り防止が、第１
図に示す遮水テープを用いた押さえ巻きテープ６だけで
可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。なお、
実施例中の％および部は重量％および重量部を意味す
る。

また実施例中の吸水性、腐敗テスト、水走り防止性は下
記の測定方法で行った。

（１）吸水性 イ）TB法： ポリエステルネットに入れた試料を20℃の水中に一定時
間浸漬し、空中に10分間吊るした後、試料をネットから
取出して重量を測定する。このときの重量をＡとして次
式により吸水倍率を求める。ただし、式中のＣは80℃に
調整した熱風乾燥器中で、重量変化のなくなるまで乾燥
した後の試料の重量を示す。

ロ）CB法： TB法で重量を測定した試料を再度ポリエステルネットに
戻し、遠心脱水機で100Gの力で１分間試料を行った後、
試料をネットから取出して重量を測定する。このときの
重量をＢとして次式により吸水倍率を求める。

（２）腐敗テスト 第２図に示すガラス製三角フラスコ10にテストサンプル
12を4g入れ、下記に述べる土壌抽出液11を200cc入れて
混合し、30℃で日陰に保存し、30日経過後に容器のコッ
ク９を開き、空気の部分から２〜4ccの空気を抜き取
り、ガスクロマトグラフで発生ガスを分析するととも
に、肉眼で溶液の色や状態を調べる。土壌抽出液の作製
は以下のように行う。

（ａ） 土壌は落ち葉などがある草のはえているところ
から採取する。

（ｂ） 500gの土を2000ccの純水に混ぜて攪拌する。

（ｃ） 12時間放置後、上澄み液を濾過し、濾過液50cc
に純水150ccを加え土壌抽出液とする。

（ｄ） 土および土壌抽出液は試験のバッチごとに新し
く採取、抽出する。

（３）水走り防止性 直径1.5cmのポリエチレン製の円柱状の棒に、長さ方向
に沿って幅2.0mm、深さ2.0mmの溝（スロット）を掘る。
このスロット棒の溝にまず厚さ400μｍ、幅1.6mmの光フ
ァイバー心線テープを４枚入れる。全体を遮水テープで
覆い、さらにその上をビニールテープで覆う。両端をオ
ープンにして水平に置き、その先を垂直に立てた内径10
mmのガラス管にゴム管でつなぎ、該ガラス管に前記水平
に置いたガラス管から1mのところまで水を満たし、24時
間後に水平に置いたガラス管の遮水テープへの水の浸入
長さ（水走り長さ）を測定する。該水の浸入長さが短い
ものが良好である。

実施例１ タフデン1000（スチレンブタジエン系ゴム、旭化成工業
社製商品名）15部、タフプレンＡ（旭化成工業社製商品
名、スチレンブタジエン系ゴム）15部、KIゲル201K（イ
ソブチレン−無水マレイン酸架橋共重合体物、クラレ社
製商品名、20メッシュパス:790μｍ以下）を100メッシ
ュの篩を用いて150μｍ以下にした高吸水ポリマー70
部、オクチルホスフェートカリウム0.7部および希釈液
としてトルエン90部を混合し、均一に分散させた。この
分散液をポリエステルパンボンドＥ−5060（ポリエステ
ルスパンボンド、旭化成工業社製商品名）に高吸水ポリ
マー付着量が100g/m²になるようにコーティングし、乾
燥した。これを乾燥し、10g/m²のポリエステルスパンボ
ンドの間に挟み、50℃に調節した、線圧70kg/cmの高圧
カレンダーで処理した。得られた布帛を2.5cm幅にスリ
ットし、遮水テープを作製した。

得られた遮水テープを人工海水（アクアマリン、八洲薬
品社製商品名）を用いて水走り防止性を調べ、その結果
を第１表に示した。この遮水テープは、ケーブルコネク
ト作業性、被覆緩衝性ともに良好であり、腐敗テストに
よる水素ガスの発生は認められなかった。

比較例１ 実施例１において、スチレンブタジエンゴムの代わり
に、セメンダイン198L（酢酸ビニール系バインダー、セ
メンダイン社製商品名）を用い、溶剤としてメタノール
を用いた以外は、実施例１と同様にして遮水テープを作
製し、その水走り防止性を調べた。その結果を第１表に
示したが、遮水性能に劣っていた。

実施例２ 実施例１において、タフデン1000の代わりに、タフデン
2100R（スチレンブタジエン系ゴム、旭化成工業社製商
品名）を、またタフプレンＡの代わりにソルプレンT411
（スチレンブタジエン系ゴム）、旭化成工業社製商品
名）を用いた以外は実施例１と同様にして遮水テープを
作製し、その水走り防止性を調べた。その結果を第２表
に示す。またこの遮水テープは、ケーブルコネクト作業
性、被覆緩衝性ともに良好であり、腐敗テストによる水
素ガスの発生は認められなかった。

実施例３ 実施例１において、タフデン1000の代わりにジエン35R
（ブタジエン系ゴム、旭化成工業社製商品名）を、タフ
プレンＡの代わりにタフテックH1052（スチレンブタジ
エン系ゴム、旭化成工業社製商品名）を用いた以外は実
施例１と同様にして遮水テープを作製し、その水走り防
止性を調べた。その結果を第２表に示す。またこの遮水
テープは、ケーブルコネクト作業性、被覆緩衝性ともに
良好であり、腐敗テストによる水素ガスの発生は認めら
れなかった。

比較例２ 実施例１において、KIゲルの100メッシュの篩で150μｍ
以下にした高吸水ポリマーの代わりに、KIゲル201K−F2
（クラレ社製商品名、20μｍ以下）を用いた以外は実施
例１と同様にして遮水テープを作製し、水走り防止性を
調べた。その結果を第３表に示す。またの遮水テープ
は、ケーブルコネクタ作業性、被覆緩衝性とも良好であ
り、腐敗テストによる水素ガスの発生は認められなかっ
たが、高吸水ポリマーの粒子が微粒子であるため、遮水
性能が劣っていた。

〔発明の効果〕 本発明の遮水用材料は、ゴム系バインダーで高吸水ポリ
マーを支持体に固定するため、ケーブルコネクト時にポ
リマー粒子が脱落することがなく作業性に優れるととも
に、ケーブルに水が侵入しても、その箇所のポリマー粒
子が速やかに膨潤してバインダーから脱落し、スロット
内に広がることができるため、水走り防止性に優れる。
また湿度変化によるカール防止性およびべとつき防止性
に優れる。また非水溶性で可撓性のあるゴム系バインダ
ーを用いるため、被覆緩衝性、非腐敗性およびケーブル
コネクト作業時やケーブル製造時のケーブル成形性に優
れる。したがって、本発明の遮水用材料は、特に光ファ
イバーケーブルの水走り防止材として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例による遮水テープを用いた
スロットタイプの光ファイバーケーブルの拡大断面図、
第２図は、腐敗テスト用装置を示す側面図である。 １……光ファイバー心線テープ、２……光ファイバー、
３……スロット型スペーサー、４……外被、６……本発
明の遮水テープを用いた押さえ巻きテープ、７……テン
ションメンバー、９……コック、10……ガラス製三角フ
ラスコ、11……土壌抽出液、12……テストサンプル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久木田 重蔵 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−129087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−163511（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−6055（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−207378（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも55重量％が50μｍを超える粒子
   径をもち、1g当たり10ml以上の水を吸う吸水ポリマー粒
   子を含むゴム系バインダーによるコーティング層を有す
   る固体支持体からなる遮水用材料であって、該コーティ
   ング層は前記吸水ポリマー粒子50〜90重量％とゴム系バ
   インダー10〜50重量％とからなり、遮水用材料を水に浸
   漬したときに10分後の吸水ポリマーの脱落率が50重量％
   以上であり、さらに該コーティング層の表面が被覆材で
   覆われ、かつ該吸水ポリマー粒子の少なくとも一部が該
   コーティング層の外側に顔を出していることを特徴とす
   る遮水用材料。
2. 【請求項２】請求項１記載の吸水ポリマーの吸水倍率
   （ml/g）と遮水用材料中の吸水ポリマーの混率（重量
   ％）との積が150以上であることを特徴とする遮水用材
   料。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の被覆材が、膨潤し
   た吸水ポリマーが通過することができる低目付を有する
   不織布であることを特徴とする遮水用材料。
4. 【請求項４】請求項１ないし３記載の遮水用材料を用い
   た光ファイバーケーブル。