JPS6330809A - 水走り防止材料 - 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料に関し、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瞑材料として
極めて優れた性能を有し、かつ耐久性に優れた光ファイ
バーケーブル用水走り防止材料に関する。

（従来の技術） 従来の光フアイバーケーブルの構造は、一般に第２図に
示すように、最中６部にコアとしてのテンションメンバ
ー１があり、その周りに複数本の光ファイバー２が均等
間隔で配置され、その光ファイバー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、光フアイバー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ントヤ
ーンの形状に形成したものなどが知られている。

しかしながら、近年、光フア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、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ともに水走り防止
性が重要視されるに至った。

すなわち、埋設されたケーブルに何らかの原因でシース
（ケーブルの最外被層）にクランクが生じ、埋設された
ケーブル周辺の水が侵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において、防
水型のケーブルが開発されてきた。防水型ケーブルの充
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、他の面で多くの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
系また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。この吸水性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す
る方法は、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脱落しやすく、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する方法は、ケーブルのコネク
ト作業性、ケーブル内で吸水ポリマーを長期間にわたっ
て均一に保つといった問題点は大きく改良されたが、生
物学的腐敗の問題、イオン含を水に対する水走り防止性
等が新しい問題として提起されている。

従来の通信用ケーブルにおいて、難腐敗性、イオン含有
水に対する水走り防止性、ケーブル作成時の容易性、完
成ケーブルの長期安定性等を併せもった光フアイバーケ
ーブル用の水走り防止材料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
な光フアイバーケーブルにおいて、何らかの形で外被が
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し、ここでは２４時間
で水が何龍伝播するかを数値化したもので表される。こ
の値が小さいほど水走り防止性がよい。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、イオン含有水に対する水走り防止性、
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光ファイバーケ
ーブル用水走り防止材料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、難腐敗性合成繊維
よりなる紡績糸、紡績糸織物、紡績糸編地、および不織
布等の繊維構造物を、ポリエチレンオキシド系高吸水体
で処理したことを特徴とする光ファイバーケーブル用水
走り防止材料である。

すなわち、本発明は、難腐敗性合成繊維からなる嵩高性
繊維構造物を、平均分子量１０万以上の水溶性ポリエチ
レンオキシドに、これに対して０゜０１ないし５重量％
のモノおよびポリイソシアナート化合物を反応させて得
られたポリエチレンオキシド系高吸水体で処理して得ら
れた、３倍以上の吸水倍率を有する水走り防止材料を特
徴とする。

本発明において、水走り防止材料を、イオン含有水に対
し水走り防止効果に優れ、腐敗の起こり難いものにする
ためには、繊維構造体は難腐敗性合成繊維でなければな
らず、高吸水体はポリエチレンオキシド系高吸水体でな
ければならない。難腐敗性合成繊維構造体とポリエチレ
ンオキシド系高吸水体以外の組合せでは上記効果を得る
ことは不可能である。また難腐敗性合成繊維構造体は、
紡績糸およびそれを使用した織物、編物、不織布等の形
態である。難腐敗性合成繊維の長繊維使いの糸、織物、
編地に、ポリエチレンオキシド系高吸水体を処理しても
、ケーブル製造時およびケーブルコネクト時の作業性、
および水走り防止性に優れた水走り防止材料を得ること
はできない。これは長繊維使いでは、紡績糸使いの構造
体または不織布のような嵩高性のある構造体を得ること
が難しいからである。

本発明において、ｉ！腐敗性合成繊維とは、その成分中
に少なくとも４０重量％以上のアクリロニトリル単位を
含むアクリル系合成繊維、ポリエチレンテレフタレート
、ポリブチレンテレフタレート、またはこれらの混合物
を少なくとも９０重量％以上含むポリエステル系合成繊
維、式（式中Ａ　ｒ　１およびＡｒ２は芳香族化合物残
基、ｎは整数である） を有する重合体からなる芳香族ポリアミド繊維、および
ポリプロピレン繊維を［旨称し、第３図に示す容器を使
用して行なう下記の腐敗テストで、はとんど腐敗が起こ
らず、また腐敗が起こっても水素ガスを発生しないもの
をいう。

本発明における腐敗テスト方法は次のとおりである。

第３図に示す容器１２にテストサンプル１４を４ｇ入れ
、以下に述べる土壌抽出液１３を２００ＣＣ入れて混合
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２〜４ｃｃ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う。

（１）土は落葉などあり、草のはえている所から採取す
る。

（２）５００ｇの土を２０００ｃｃの純水に混ぜて攪拌
する。

（３）１２時間放置後止子み液を濾過し、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。

本発明で用いるポリエチレンオキシド系吸水体は、特公
昭５０−３６２８０号公報による方法、すなわち、平均
分子量１０万以上の水溶性ポリエチレンオキシドに、こ
れに対して０．０１ないし５重量％のモノおよびポリイ
ソシアナート化合物を反応させて得ることができる。水
溶性ポリエチレンオキシドは、平均分子量が１０万より
小さいと、同様な反応生成物でも脆弱で皮膜を形成せず
、水に対しては膨潤性が小さいか、または小粒状に分散
してしまい、実用性に乏しくなる。水溶性ポリエチレン
オキシドは、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、
その他重合可能成分を水溶性を失わない程度に共重合物
として含有していてもよい。またその範囲内では、主鎖
中または側鎖にアルキレン基やアルキル基を含有しても
差し支えない。これらは単独または２種以上の混合物と
して用いることができる。これらの適度な共重合体、ま
たは混合物の使用により、生成する樹脂の性質、例えば
水膨潤性等を調節することも可能である。

一方、モノおよびポリイソシアナート化合物としては、
同一分子内にイソシアナート基を１個または２個あるい
はそれ以上含有する有機化合物が用いられ、例えばｎ−
プロピルイソシアナート、ｎ−ブチルイソシアナート、
ｎ−ヘキシルイソシアナート、ドデシルイソシアナート
、オクタデシルイソシアナート、シクロヘキシルイソシ
アナート、ベンジルイソシアナート、フェニルイソシア
ナート、ｐ−クロルフェニルイソシアナート、ｐ−ニト
ロフェニルイソシアナート、２−クロロエチルイソシア
ナート、ステアコイルイソシアナート、ｐ−ドルオルス
ルフォニルイソシアナート、プロパンジイソシアナート
、ヘキサンジイソシアナート、デカンジイソシアナート
、ω、ω１−ジプロピルエーテルジイソシアナート、チ
オジエチルジイソシアナート、ヘキサフルオロプロパン
ジイソシアナート、ｌ、３−ジメチルベンゼン−ω。

ω１−ジイソシアナート、１．４−ジメチルナフタリン
−ω、ω７−ジイツシアナート、２，４−トルイレンジ
イソシアナート、１．３−ジメチルベンゼン−２，４−
ジイソシアナート、ナフタリノー１．４−ジイソシアナ
ート、ビフェニル−４゜４′−ジイソシアナート、２−
ニトロビフェニル−４，４’−ジイソシアナート、３．
３′−ジメトキシビフェニル−４，４′−ジイソシアナ
ート、ジフェニルメタン−４，４′−ジイソシアナート
、３．３′−ジクロロジフェニルジメチルメタン−４，
４′−ジイソシアナート、１−メチルベンゼン−２，４
，６−ドリイソシアナート、ナフタリン−１，３，７−
１−ジイソシアナート、ビフェニル−２，４，４’−）
ジイソシアナート、トリフヱニルメタン−４，４’、４
”−１−ジイソシアナート、またＴＤＩの三量体（デス
モデュールＩＬ）、ポリメチレンポリフェニルイソシア
ナート（アップジョン社製）、トリメチロールプロパン
等のポリオールにその活性水素の数に対応するモル数の
ジイソシアナートを反応させて得られるウレタントリイ
ソシアナート化合物（デスモデュールし）等がある。

さらにこれらのモノおよびポリイソシアナート化合物は
適当なマスク剤でマスクされていても、反応時に可成温
度以上に上げられれば差し支えない。これらのイソシア
ナート化合物は単独または２種以上を混合して用いるこ
とができる。反応に使用されるモノおよびポリイソシア
ナート化合物の量はポリエチレンオキシド樹脂に対し０
．０１ないし５重量％が好ましく、各反応組成物の種類
によって種々異なるが、通常は０．０５〜２重量％でよ
い。

ポリエチレンオキシド樹脂にモノおよびポリイソシアナ
ート化合物を反応させる方法としては、適当な溶媒中の
溶液中で反応させるのが普通であるが、溶媒中に分散状
で反応させたり、または粉末状または固体状に両者を均
一に混合した後に所要温度に加熱反応させることもでき
る。反応温度は一般に５０℃ないし１５０℃が好ましい
。

ポリエチレンオキシド系高吸水体を処理する方法は、浸
漬後マングルで絞液する方法、糸状の場合は織物の糊付
整経に準じる方法、−本糊付け（例えばユニサイザー：
梶製作所＠）による方法等いかなる方法によってもよい
。

本発明において、水走り防止材料は後述するＣＢ法によ
る吸水倍率が３倍以上であり、特に５倍以上あることが
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、
水の侵入とともに水走り防止材が瞬時に吸水膨潤し、水
はそれ以上浸入しないことが必要である。

水走り防止性は、難腐敗性合成繊維構造物の嵩高性、ポ
リエチレンオキシド系高吸水体の付着量および吸水倍率
（水膨潤度）、水走り防止材料の詰込密度に関係する。

難腐敗性合成繊維構造物の嵩高性は、高いほど水走り防
止効果が良く、後述の嵩高性測定方法でおよそ６〜１８
ａ＋ｌ／ｇが好ましく、特に８〜１４ｃｘＡ／ｇがより
好ましい。嵩高性が小さすぎると、ポリエチレンオキシ
ド系高吸水ポリマーを構造体内部まで均一に付着させる
のが難しく、水走り防止性能が低下する。また嵩高性が
大きすぎると、構造体の強力が低下し、ケーブル製造時
、ケーブルコネクト作業時の作業性が低下する。

ポリエチレンオキシド系高吸水体の付着量は、ポリエチ
レンオキシド系高吸水体の吸水倍率にも関連するが、ポ
リエチレンオキシド系高吸水体１００％フィルムの吸水
倍率がＴＢ法２り℃×１０分で１０倍、２０℃×２４時
間で３５倍の場合は、水走り防止材料中の重量割合で５
重量％以上、特に１０〜５０重量％が好ましい。ポリエ
チレンオキシド系高吸水体の付着量が少なすぎると水走
り防止効果が充分に得られず、一方、多すぎると水走り
防止材料が非常に硬いものになってしまい、ケーブル製
造時、ケーブルコネクト作業時の作業性が低下するうえ
、曲げや衝撃により水走り防止材料からポリエチレンオ
キシド系高吸水ポリマーが脱落し易くなり、また、光フ
ァイバーに対するクッション材にならず、悪影響を及ぼ
すことがある。

ポリエチレンオキシド系高吸水体の吸水倍率は５倍以上
が好ましく、特に１０倍以上であることが望ましい。吸
水倍率が小さすぎると、水走り防止性、ケーブル製造時
■・作業時およびケーブル製造時のケーブル成形性、ケ
ーブルの曲げ、衝撃等に対して安定な水走り防止材料を
得ることはできない。

水走り防止材料の充填密度は、合成繊維構造体の嵩高度
、ポリエチレンオキシド系高吸水体の吸水倍率およびそ
の付着量にも関連するが、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／ｃ＋ｄ以上が好ましい。

水走り防止材料の形態は、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料を用いた好ましい一例を光フア
イバーケーブルの場合を例にして第り図により説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示す層撚タイプの光フアイ
バーケーブルの断面図である。このケーブルは、テンシ
ョンメンバー１と、その外側に順次設けられた本発明に
よる水走り防止用吸水テープ６、光フアイバー心線２、
本発明による水走り防止用吸水紡績糸３Ａ、水走り防止
用吸水押さえ巻きテープ４Ａおよび外被５からなる。こ
のようにして作られた光フアイバーケーブルは外被５に
クラックが生じて水が侵入してきても吸水紡績糸３Ａと
吸水テープ４．６が瞬時のうちに膨潤し、水の侵入をわ
ずかにとどめ、さらにそれ以上の侵入を長期間にわたっ
て防ぐことができる。

（発明の効果） 本発明によれば、水走り防止性、ケーブル作業性、ケー
ブル成形性等に優れた、腐敗の起こりにくい光ファイバ
ーケーブル用水走り防止材料を得ることができる。

（実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。実
施例中の％はすべでＭ量％である。

実施例中の特性値の評価方法は以下のとおりである。

吸水性： イ）ＴＢ法 ポリエステルネットに入れた試料を２０’Ｃ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
次式により吸水倍率を求める。

Ｃ：　８ｏ℃に調整した熱風乾燥回申でＭ量変化のなく
なるまで乾燥した後の重量 口）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、遠心脱水機にて１００Ｇの力で１分間脱水を行
った後、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Ｂとし次式により吸水倍率を求める。

し 嵩高性： イ）紡績糸 紡績糸を認に通量巻き、恒温室（温度２０±２℃、相対
湿度６５±２％）に２４時間以上放置し、長さ４■に切
断して箱（巾４　ａｍ　Ｘ長さ５　ｃｍ　Ｘ高さ４ＣＪ
）に、ふた板をしてロードセルで１４．４ｇ／ｄの圧力
を加え１分間加圧後目盛りを読み次式から嵩高性を算出
する測定機：前田式圧縮弾性試験機）。

口）織物、編地、不織布 試料を４　ｃｍ　Ｘ　５　ｃｍの長方形に切断し、恒温
室（温度２０±２℃、相対湿度６５±２％）に２４時間
以上放置した後、高さ約４　ｃｍになるように櫃み重ね
、箱（巾４備×長さ５　ｃｍ　Ｘ高さ４０）に、ふた板
をしてロードセルで１４．４ｇ／ｃ＋＋ｌの圧力を加え
１分間加圧後目盛りを読み紡績糸と同様にして嵩高性を
算出する。

水走り防止性： 内径５龍中のガラス管に水走り防止材料を、長さ３０口
充愼し、これを水平に置き、その先を垂直に立てた内径
１０鶴中のガラス管にゴム管でつなぎ、垂直に立てたガ
ラス管に水平に置いたガラス管から１ｍの所まで水を満
たし、２４時間後に水平に置いたガラス管の永逝り防止
材への水の侵入長さを測定し、その長さを永逝り性とし
て評価した。水の侵入長さの短いものが永逝り防止性が
良好となる。

実施例−１ カシミロン（旭化成工業■製アクリル系合成繊維単繊維
の商品名）３ｄトウ６５万デニールを用い、トウ牽切機
を用いて牽切し通常のバルキー糸の製造方法で２／３　
ＯＮｍ、ｃｘ＝０．６／６５、沸水収縮率２６％の糸を
作成した。この糸をスチームセント（１００℃×１５分
）することにより１２ｃｆｆｌ／ｇの嵩高性を有する紡
績糸を得た。

次にこの紡績糸を、平均分子ｆｉｔ５０万のポリエチレ
ンオキシド樹脂２０７部およびトリエチルジアミン０．
０５部をニトロメタン３８０部中に加え、窒素雰囲気中
３０〜４０℃にて完全に溶解せしめた後、１−メチルペ
ンゾール、２，５−ジイソシアナート０．１部を加え、
７０℃にて５時間反応させ得られたポリエチレンオキシ
ド系吸水体（フィルムの吸水倍率二ＴＢ法で３０倍）の
トルエン溶液を用い、−本糊付方式（ユニサイザー：梶
製作所Ｃ４’ｉの商品名）で処理した。

このようにして得られた吸水紡績糸について、吸水性と
、永逝り防止性について評価した結果を第１表に示す。

なお、吸水性の評価は、ＴＢ法およびＣＢ法で測定し、
純水は市販精製水、人工海水はアクアマリン（へ州薬品
■社製、商品名）を用いた。

永逝り防止性の評価は、先議密度の０．５ｇ／ｃｔｌで
、２４時間後の水の侵入長さで表した。

以下余白 第１表 少人下ギ通ヨ 実施例に示す如く、本発明になる永逝り防止材料、すな
わちＣＢ法で３倍以上の吸水倍率を持つ吸水紡績糸は良
好な永逝り防止性を示すが、３倍未満の吸水倍率のもの
では、比較例１〜３に示す如く永逝り防止性が不良とな
る。また付着量が５０％を越えると糸が硬くなり、ポリ
エチレンオキシド系吸水体が脱落し易くなるため、ケー
ブル製造時およびケーブルコネクト時の作業性が悪く、
さらにケーブルを曲げたり衝撃を与えたりした場合、永
逝り防止材がクンシラン材とならず、光ファイバーに悪
影響を及ぼす問題を生じる。

実施例−２ 紡績方法を変更して嵩高性の異なった糸を作成した。次
にこれらの紡績糸を実施例−１と同様の方法で得られた
ポリエチレンオキシド系高吸水体のトルエン溶液を用い
、実施例−１と同様の方法で処理し、ポリエチレンオキ
シド系高吸水体の付着量が１０〜５０％の永逝り防止材
料を得た。このようにして得られた吸水紡績糸について
吸水性と永逝りについて評価した結果を第２表に示した
。

紡績方法 （１）嵩高度：６ｃポ／ｇ 紡績方式：スフ紡、１１５２Ｎｍ、　Ｋ（を熱系数）・
９５原綿：カシミロン２ｄ　Ｘ５１ｍ （２）嵩高度：８ｃ＋＋！／ｇ 紡績方式：梳毛紡、１／３ＯＮｍ、　Ｘ＝６５原綿：カ
シミロン３ｄ　Ｘ７０〜１２７Ｂ（３）嵩高度：　１２
ｃｎ／ｇ 紡績方式：スフ紡、２／３ＯＮｍ、　Ｋ＝６５、ｋ（上
下比）＝０．６原綿：実施例−１と同じ （４）嵩高度：１６ｃＡ／ｇ 紡績方式：梳毛紡、２／３ＯＮｍ、に＝６５、ｋ＝０．
６原綿：カシミロン高収縮原綿Ａ−２５，４ｄ　Ｘ　８
４万デニールのトウを通常の高収縮綿を作る方法で熱延
伸した沸水収縮４０％の原綿３０％とカシミロン３ｃｊ
　Ｘ　７０〜１２７　ｍの原綿７０％第２表に示す如く
、嵩高度６〜１６ｃｎ！／ｇの紡績糸の場合、ポリエチ
レンオキシド系吸水体の付着量１５〜５０％で、水走り
防止性、作業性ともに良好な水走り防止材料が得られた
。

第　　　　２　　　　表 払′Ｆ術白 実施例−３ カシミロン３ｄＸ７６ｍの原綿を用いて、カード、ニー
ドルバンチにより嵩高度６ｃＡ／ｇ、厚さ１、Ｑｍｍの
不織布を作成した。なお、この不織布をニードルパンチ
するにあたりナイロン１５ｄモノフイラメント、目付３
０　ｇ／ｍの寒冷紗を補強材として用いた。

このようにして得られた不織布を実施例−１に用いたポ
リエチレンオキシド系高吸水体の３０％トルエン溶液に
浸漬した後マングルで絞りポリエチレンオキシド系高吸
水体を３０％付着させた後４　ｃｍ巾のテープ状にカッ
トした。

このテープを実施例−１と同様に詰込密度０．５ｇ／ｃ
司で水走り性を評価したところ、水走り性は、純水で６
０重１と良好な水走り防止性を示した。

また、このテープを用いたケーブル製造およびコネクト
作業時の作業性も良好であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の水走り防止材料を充填した光フアイ
バーケーブルを示す横断面図、第２図は、従来の光フア
イバー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・・・光フアイバー心
線、３・・・充項材、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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）難腐敗性合成繊維からなる嵩高性繊維構造物を、
   平均分子量１０万以上の水溶性ポリエチレンオキシドに
   、これに対して０．０１ないし５重量％のモノおよびポ
   リイソシアナート化合物を反応させて得られたポリエチ
   レンオキシド系高吸水体で処理して得られた、３倍以上
   の吸水倍率を有する水走り防止材料。