JPS62188109A - 水走り防止材および通信用ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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材に関し、さらに詳しくは水走り防
止型ケーブルに用いられるケーブル用充填材料として極
めて優れた性能を有し、かつ耐久性に優れた水走り防止
材に関する。

（従来の技術） 従来の通信用ケーブルの構造は、一般に第２図に示すよ
うに、最中心部にコアｌとしてのテンシランメンバーが
あり、その周りに複数本の通信用導線２が均等間隔で配
置され、その導線間の隙間および全体を包み込む形で充
填材料３が存在し、その外周にテープ４が被覆されて断
面が円形状に形成され、そしてさらに全体が外被層５で
包み込まれたものである。

従来、通信用ケーブルに使用されてきた充填材料として
は、麻やポリプロピレンを糸またはスプリットヤーンの
形状に形成したものなどが知られている。

しかるに、近年、通信用ケーブルは地下に埋設されるケ
ースが増加しており、従来の充填材料の要求特性、つま
り緩衝性能や充填容易性と共に水走り防止性が重要視さ
れるに到った。すなわち、埋設されたケーブルに何らか
の原因でシース（ケーブルの再外被層）にクランクが生
じ、埋設されたケーブル周辺の水が浸入してきてケーブ
ル内に浸透し、悪影響を及ぼす現象があり、この現象を
防止する特性が重要視されている。

そこで近年、地下ケーブルや海底ケーブル等の通信用ケ
ーブルにおいて水走り防止型のケーブルが開発されてき
た。水走り防止型ケーブルの内部充填材料としては、従
来、ベトラム系やポリブテン系のゼリーが使用されてき
た。そして該ゼリーは水走り防止性は優れているが、他
の面で多く問題点を有している。すなわち、ケーブル同
士を接続する際のコネクト作業性が劣ること、ケーブル
製造時にゼリー封入速度に限界があり、ケーブル生産性
が劣ること、極低温でのマイクロベンディングによりロ
スが増加すること等である。

これらの問題を解決するために、近年、ポリアクリル酸
系あるいはカルボキシメチルセルロース系等の吸水性ポ
リマー粉末をケーブル内部に充填し水走り防止を企てる
ことが試みられている。この吸水ポリマー粉末をケーブ
ル内部に充填させる方法として、吸水性ポリマー粉末を
直接充填する方法、吸水性ポリマー粉末をワニス等とブ
レンドして紙や布等の支持体に塗布したものを充填する
方法が知られている。吸水性ポリマー粉末を直接充填し
、た場合は該ポリマー粉末が固定されていないため、ケ
ーブルを接続する際にポリマー粉末が騰落しやす（コネ
クト作業性が劣ること、およびケーブルの傾斜、振動等
によってポリマー粉末がケーブル内を動く恐れがあり、
長期にわたってケーブル内に均一にポリマー粉末を存在
させることが難しいという問題があり、また、吸水性ポ
リマーを支持体に塗布した材料は吸水性ポリマーよりも
吸水性が劣るため、組織としての吸水性が低下すること
および非水系のワニス等も同時に塗布されるため吸水性
が低下し、水走り防止性が低下するという問題がある。

また特開昭５２−１５５２１８号公報にはセルロース系
の高吸水繊維が報告されている。しかしながら、このセ
ルロース系高吸水繊維は水走り防止性および被覆緩衝゛
効果は優れているが、水に濡れた状態では短期間で腐敗
が生じ、炭酸ガス、水素ガス等を発生して分解し水走り
防止性が失われてしまうという欠点がある。

一方、高度情報化社会における通信用ケーブルの安全性
確保は重要であり、例えばケーブル火災が生じた場合そ
の被害は莫大なものになるため、通信用ケーブルにとっ
て難燃性は重要な要素となる。

従来の通信用ケーブルにおいて、水走り防止性、被覆緩
衝性、非腐敗性、難燃性、ケーブル作成時の容易性等を
併せもった通信用ケーブル水走り防止材はまだ報告され
ていない。

ここで水走り防止性とは、例えば第１図に見られるよう
な通信用ケーブルにおいて、何らかの形で外被が破られ
水が浸入した場合、−ケーブルの長手方向に伝わろうと
する水を瞬時のうちに吸水膨潤し遮水する性能をいう。

水走り防止性は遮水性能を表わし、ここでは２４時間で
水が何日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。

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和効果をいう。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、水走り防止性、被ｆｆｌ緩衝性等に優
れ、ケーブルコネクト作業時およびケーブル製造時のケ
ーブル成形性に優れた、腐敗の起こりにくい通信ケーブ
ル用水走り防止材を提供することにある。

（問題点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、水膨潤度が５〜２
００ｃＣ／ｇの高吸水アクリル系繊維を重量比で５０ｗ
ｔ％以上含み、かつ水膨潤度（ｃｃ／ｇ）と高吸水アク
リル繊維の含有重量（％）の積が５００以上であること
を特徴とする通信ケーブル用水走り防止材である。

本発明において、アクリル系高吸水繊維が、アクリロニ
トリル６５〜９０重量％と、リチウム、カリウム、ナ十
すウムおよびアンモニウムの中から選ばれた少なくとも
１種の物質のカルボン酸塩との共重合体からなり、かつ
前記カルボン酸塩が均一に分布することが望ましい。

本発明において、ケーブルの水走り防止性を得るには、
水の浸入と共に水走り防止材全体が瞬時のうちに吸水膨
潤し水はそれ以上浸入しないことが必要である。水走り
防止効果の良否を判定するには、例えば内径５ｆｉφの
ガラス管に水走り防止材を、長さ３０ａｍ間充填し、水
平に置き、その先を垂直に立てた内径１０鶴φのガラス
管とゴム管でつなぎ、垂直に立てたガラス管に水平に置
いたガラス管から高さ１ｍのところまで水を満たし、２
４時間後に水平に置いたガラス管中の水走り防止材への
水の浸入長さを、水走り長さまたは水走り性として評価
する。水走り防止効果のよいものは、侵入による吸水部
分の長さが短く、瞬時に膨潤して水走りを防止する。

水走り防止効果は、アクリル系高吸水繊維の水膨潤度、
水走り防止材中に占めるアクリル系高吸水繊維の含有率
、ガラス管への水走り防止材の詰込密度に関連する。

アクリル系高吸水繊維の水膨潤度は、高いほど水走り防
止効果がよく、およそ５〜２００ｃｃ／ｇ、好ましくは
１０〜１５０ｃｃ／ｇがよい。

水膨潤度が５ｃｃ／ｇ未満のものでは、１００％吸水ア
クリル系繊維で作成した水走り防止材を用いても水走り
防止性が大幅に低下してしまい、また２００ｃｃ／ｇを
超えると水走り防止材の強力が大幅に低下するため、ケ
ーブル作成時の作業性が低下する。

水走り防止材中に含まれるアクリル系高吸水繊維の重量
割合は、およそ５　Ｑ　ｗ　ｔ％以上であればよく、好
ましくは７０〜１００％のものがよい。

水走り防止材中にアクリル系高吸水繊維以外の繊維（膨
潤しない繊維）が多くなると、水は膨潤しない繊維を伝
わり浸透する。

水走り防止性には、水走り防止材の充填密度にも関連し
、充填密度が高くなるほど水走り防止効果は高くなる。

充填密度はおよそ０．１〜０．３ｇ／ｄ以上は必要であ
る。

水走り防止材の形態は、ケーブルの構造、およびケーブ
ル作成の容易性から、紡績糸およびテープ状のものが好
ましい、　　・ 本発明の水走り防止材を用いた好ましい一例を光ケーブ
ルの場合を例にして第１図により説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す層撚タイプの光通信ケ
ーブルの断面図である。このケーブルは、テンシランメ
ンバー１と、その外側に順次設けられた吸水テープ６、
光フアイバ心線２、本発明による水走り防止用吸水紡績
糸３Ａ、水走り防止用吸水押え巻きテープ４Ａおよび外
被５とからなる。

このようにしてつくられた光ケーブルは外被５にクラン
クが生じて水が浸入してきても吸水紡績糸３Ａと吸水テ
ープ６が瞬時のうちに膨潤し、水の浸入をわずかにとど
め、さらにそれ以上の浸入を長期間にわたって防ぐこと
ができる。

本発明においてアクリル系高吸水繊維とは、例えばアク
リロニトリル６５〜９Ｑｗｔ％と、リチウム、カリウム
、ナトリウム、およびアンモニウムの中から選ばれた少
なくとも１種の物質のカルボン酸塩０．５〜４．５　ｍ
　ｍ　ｏ　ｌ　／　ｇよりなる繊維をいうが、これはア
クリル系高吸水繊維の好適例の１つであり、何ら本発明
を限定するものではない。

本発明で用いるアクリル系高吸水繊維は、例えばアクリ
ル系繊維を加水分解してシアノ基をカルボキシル基に転
換した後、カルボキシル基の末端をアルカリ金属または
アンモニウムで置換する方法、またはアクリロニトリル
とアクリロニトリルに共重合可能な活性二重結合を有し
、かつカルボキシル基を有する単量体を共重合した後、
カルボキシル基の末端をアルカリ金属またはアンモニウ
ムで置換する方法等により得られる。

これらの方法のうち、前者の加水分解による方法では加
水分解が繊維表面から進み、また紡績等の実用加工性を
維持させるためには加水分解を一定範囲に抑制しなけれ
ばならないため、繊維の外層部はカルボン酸塩が多くな
り、内層部は未加水分解のためカルボン酸塩を含まない
２層構造体となり、良好な難燃性が得られないことがあ
る。これに対し後者の共重合による方法は、カルボン酸
塩の分布が均一になり、良好な難燃性が得られるので好
ましい。

アクリル系高吸水繊維の難燃性は、アクリロニトリルと
カルボン酸塩が均一に分布している場合、カルボン酸塩
の割合が大きいほど高くなる０例えば、カルボン酸ナト
リウムが３ｍｍｏｆｆｉ／ｇであれば難燃性を表す限界
酸素指数ＬＯＩは３０〜３３となり、レギュラーアクリ
ル繊維であるカシミロン（旭化成工業（株）社製アクリ
ル系短繊維の登録商標）が、Ｌ０１１９、特開昭５２−
１５５２１８号公報のセルロース系高吸水繊維が、ＬＯ
１２４であるのに比べ大幅に難燃性が向上している。

なお、限界酸素指数（Ｌｏｔ）は連続して燃焼するため
に最低限必要な濃度（％）であり、この値が大きいほど
難燃性が高い。

本発明において難燃性と水走り防止性とは直接の関連は
ないが、難燃性高吸水アクリル系繊維を用いて水走り防
止材を作成する場合は、組合わせる素材も当然のことで
あるが、難燃素材を用いなければＮ燃性水走り防止材を
得ることはできない。

このため、本発明は特にＮ燃性水走り防止材に好適であ
る。

本発明に用いる水走り防止用吸水紡績糸は通常の紡績方
法により容易に製造できる。

また、水走り防止用テープは、通常の不織布製造方法に
よってつ（られた吸水不織布を通常のスリット法による
テープ製造方法でスリットすることにより容易に製造で
きる。水走り防止用テープは必要に応じて不織布に裏貼
り後スリットすることにより、補強しケーブル作成の容
易性を高めることも可能である。

本発明品を用いて水走り防止効果を得るためには、一定
量以上の詰込密度でケーブル内に装填する必要がある。

本発明者らの実験結果では、詰込密度は０．０４ｇ／ｃ
ｃ以上で、かつ詰込密度と高吸水繊維の水膨潤度とその
混合比率の３者の積が３００以上、好ましくは４００以
上あれば優れた水走り防止効果が得られることが判った
。これは、いかに水膨潤度の高いものでも膨潤に一定時
間を要するため、０．０４　ｇ　／　ｃｃ未満の詰込声
変では高吸水繊維が膨潤して水走り防止効果を示す前に
繊維の隙間から水が大量に通過してしまうためである。

ただし、前記３者間の積が３００以上あれば、水走り長
さにかかわりなく、最終的には水走り防止効果は得られ
る。したがうて当然のことながら効率よく水走り防止効
果を得るためには、水走り防止材の形態はバルキーで広
がりのあるものがよく、初期の吸水速度の速いものほど
よい。

次に本発明の水走り防止材の被覆緩衝性について述べる
。

紡績糸は、撚を加えて糸にするため、通常丸みをもって
いる。丸い通信ケーブル心線を被覆すると部分的に糸層
がずれ、通信ケーブル心線が露出する場合がある。紡績
糸の嵩高度を適当に調節することにより通信ケーブル心
線の露出を防、ぎ、外力に対し緩衝性の優れた通信ケー
ブル遮水用紡績糸を得ることができる。本発明において
ケーブル遮水用紡績糸の嵩高度は３ｃｊ／ｇ以上、望ま
しくは５〜１０ａｊ／ｇにすることにより、通信ケーブ
ル心線の露出を防ぎ、外力に対して＠面性の優れた通信
ケーブル遮水用紡績糸を得ることができる。

嵩高度が３ｃｊ／ｇ未満では通信ケーブル心線が露出し
やすく、１０ｃｊ／ｇを超えると強力の低下が大きくケ
ーブル製造時の工程性が低下する。

このような紡績糸を得る方法は、梳毛紡績方式および紡
毛紡績方式において撚糸数α−４０〜１００にすること
で容易に得られる。繊維配列はどちらかというと均一に
そろえるよりランダム化するほうがよい、また、スフ紡
績およびオープンエンド紡績方式であってもよい、ここ
でいう嵩高度とは、紡績糸を認に巻き恒温室（２０℃×
６０ＲＨ％）に１日以上放置し、切断してＢＯＸ　（４
ｃｍＸ　５　ｅｌｌ　Ｘ　４　ｅｌｍ）に入れ蓋板をし
て、１４．４ｇ／ｃ＋Ｊの圧力を加え、１分放置後目盛
（ｈ：高さ）を読み次式から算出される。

（５，４５８は蓋とＢＯＸの厚みを表す）（発明の効果
） 本発明による水走り防止材は、繊維状であるため、優れ
た物性を持つ水走り防止用吸水紡績糸、吸水テープなど
から容易に得られ、吸水ポリマー、吸水ゼリー等を使用
した場合と比べてケーブル作成が極めて容易である。

また本発明の水走り防止材は、紡績糸、テープを構成す
る素材そのものが膨潤するため、膨潤しない紡績糸、テ
ープ等に吸水ポリマー、吸水ゼリー等を付与した水走り
防止材等と比べ水走り防止効果が一段と優れたものとな
る。

本発明の水走り防止材は、それぞれ紡績糸とテープの形
態で使用できるが、素材が繊維状であるため、いずれも
弾力性があり、被覆緩衝性の優れた通信ケーブルが容易
に得られる。

また本発明の水走り防止材は、アクリル系繊維からなる
ため、従来のセルロース系高吸水繊維による水走り防止
材に較べて腐敗しにくいという特長がある。すなわち、
従来のセルロース系高吸水繊維による材料は水に濡れた
状態では短期間で腐敗が生じ、水走り防止性を失うとい
う欠点を有しているが、本発明による水走り防止材は水
で濡れた状態で長期間放置していてもほとんど腐敗は起
こらず、吸水性が低下することもない。

本発明における腐敗テスト方法は次のとおりである。

テストサンプル４ｇを以下に述べる土壌抽出液２００　
ｃｃと混ぜ、第３図に示す容器１２にテストサンプル１
４を４ｇ入れ、土壌抽出液（１３）２００ｃｃと混合し
、３０℃で日陰に保存し、定期的に容器のコック１０を
開き、空気の部分から２〜４　ｃｃ程度の空気を抜き取
り、ガスクロマトグラフで発生ガスを分析すると共に肉
眼で溶液の色や状態を観察し、さらに膨潤度を調べる。

土壌抽出液の作成は以下のように行なった。

（１）土は落葉などのあり、草のはえている一般の所か
ら採取する。

（２）５００ｇの土を２０００　ｃｃの純水に混ぜて攪
拌する。

（３）１２時間放置後上ずみ液を濾過し、濾過液５０ｃ
ｃに純水１５０ｃｃを加え土壌抽出液とする。

（４）土および土壌抽出液は試験のバッチ毎に新しく採
取、抽出する。

本発明において水膨潤度は、下記の方法で測定されたも
のである。

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分間吊した後、試料をネットよ
り取出し重量を測定する。このときの重量をＡとし次式
により求める。

Ｂ：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重量。

したがって本水膨潤度は、繊維の自重の何倍の水を吸収
保有するかを示す数値である。充填密度とは、内径５ｆ
ｌφのガラス管に充填した水走り防止材の密度のことで
あり、ケーブル中の水走り防止材の充填密度に相当する
。

以下、具体的実施例によって本発明をさらに具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定され
るものではない。

実施例１ 中和条件を種々変更して作製した水膨潤度が５〜２００
　ｃｃ／　ｇの高吸水アクリル系繊維（３ｄ、７０〜１
２７ｍ）と、水膨潤度が０．２ｃｃ／Ｈの従来のアクリ
ル系繊維（３ｄ、７０〜１２７ｍ）を混紡して梳毛紡績
方式により１／３Ｎｍ、α−６０の紡績糸を得た。これ
らを内径５Ｗφのガラス管に充填密度０．５ｇ／ｃｃで
充填し、蒸留水を用いて水圧１ｍ下で水走り性の試験を
行なった精果を第１表に示す。

以下余白 第　　　２　　　表 実施例に示すごとく水膨潤度５　ｃｃ　／　ｇ以上の高
吸水繊維を５０％以上含み、かつ水膨潤度（倍）×高吸
水繊維の混率（％）が５００以上では、水走り長さは短
く、一定長さで止まっているが、比較例のごとくその範
囲からずれる場合は水走り長さは長く完全には遮水しな
いことがわかる。

実施例２ 水膨潤度が１００ｃｃ／ｇの高吸水アクリル系繊維（３
ｄＸ７０〜１２７ｍｍ）と、水膨潤度が０．２ｃｃ／ｇ
の従来のアクリル系繊維（３ｄＸ７０〜１２７日）を混
紡して梳毛紡績方式により１／３Ｎｍ１α−６０の紡績
糸を得た。これを内径５龍φのガラス管に、第２表に示
すごとく密度を変えて充填し、蒸留水を用いて水圧１ｍ
下で水走り防止性テストを行なった。結果を第２表に示
す。

第　　２　　表 第２表に示すごと（、いかに水防正性に優れた水走り防
止材であっても、水走り防止効果を得るためには一定量
以上の詰込密度が必要である。我々の実験結果では詰込
密度と高吸水繊維の水膨潤度と混率の３者間の積が３０
０以上、好ましくは４００以上ないと水走り防止性が得
られにくい。

ただし詰込密度は最低０．０４ｇ／ｃｃ以上あるほうが
よい。これはいかに水膨潤度の高いものでも膨潤に一定
時間を要するため、０．０４　ｇ　／ｃｃ未満の詰込密
度では高吸水繊維が膨潤し水走り防止効果を示す前に、
繊維の隙間から水が大量に通過じてしまうためである。

ただし、前記３者の積が３００以上あれば、水走り長さ
にかかわりなく、最終的には水走り防止効果は得られる
。

実施例３ 実施例１に用いた水走り防止用紡績糸と、水膨潤度が１
００ｃｃ／ｇであるセルロース系高吸水繊維による吸水
不織布について腐敗テストを行なった。

その結果セルロース系高吸水繊維は１０日経過後には空
気中の酸素が大幅に減少し、水素ガスの割合が大幅に増
加し腐敗が進行しているのが明らかになる。また肉眼に
よる判定でも試料がドロドロに分解しており腐敗の進行
していることがうかがえる。

これに対し、本発明の水走り防止用紡績糸は、アクリル
系高吸水繊維の混率が１００％、７０％、５０％の３点
共に、３ケ月経過後もガスの成分にほとんど変化は認め
られず、肉眼による判定でもほとんど変化はな（，３ケ
月経過後の試料の水膨潤度もテスト前と同等の膨潤度を
示し、本発明の水走り防止材は腐敗の起きにくいことが
わかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の水走り防止材を充填した光フアイバ
ケーブルを示す横断面図、第２図は、従来の光フアイバ
ケーブルを示す横断面図、第３図は、腐敗テスト用装置
を示す側面図である。 １・・・テンションメンバー、２・・・光フアイバ心線
、３・・・充填材、３Ａ・・・水走り防止用吸水紡績糸
、４・・・水走り防止用押さえ巻きテープ、４Ａ・・・
水走り防止用吸水押さえ巻きテープ、５・・・外被、６
・・・水走り防止用吸水テープ。 代理人　弁理士　川　北　武　長 第１図　　　　第２図 抱３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水膨潤度が５〜２００ｃｃ／ｇの高吸水アクリル
   系繊維を重量比で５０ｗｔ％以上含み、かつ水膨潤度（
   ｃｃ／ｇ）と高吸水アクリル繊維の含有重量（％）の積
   が５００以上であることを特徴とする水走り防止材。
2. （２）アクリル系高吸水繊維が、アクリロニトリル６５
   〜９０重量％と、リチウム、カリウム、ナトリウムおよ
   びアンモニウムの中から選ばれた少なくとも１種の物質
   のカルボン酸塩との共重合体からなり、かつ前記カルボ
   ン酸塩が均一に分布することを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項記載の水走り防止材。