(57)【要約】【課題】取り扱い性がよく経時安定性のある防湿層を備えた光ケーブルを提供する。【解決手段】複数本の光ファイバが収納された集合コア２の外周を防湿層３で覆い、その外側をシース４で被覆した光ケーブルであって、防湿層３は、ＪＩＳ Ｋ７１２９Ａに基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）による透湿度が５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下の非導電性の防湿用フィルムの巻き付けで形成されていることを特徴する。なお、防湿用フィルムの巻き付けの重なり幅は、２ｍｍ以上とするのが好ましい。また、防湿用フィルムは、コーティング層を介して２層の防湿コート層を有する形状としてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の光ファイバが収納された集合コアの外周を防湿層で覆い、その外側をシースで被覆した光ケーブルであって、
前記防湿層は、ＪＩＳ Ｋ７１２９Ａに基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）による透湿度が５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下の非導電性の防湿用フィルムを、重なり幅２ｍｍ以上の重なりを持たせた巻付けにより形成されていることを特徴とする光ケーブル。
【請求項２】
前記防湿用フィルムは、コーティング層を介して２層の防湿コート層を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の光ケーブル。
【請求項３】
前記防湿用フィルムの巻付けの重なり部分が、熱融着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数本の光ファイバを収納した集合コアを防湿層で覆い、その外側をシースで被覆した光ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは水分に弱く、吸湿することで強度の劣化や伝送特性が悪化してファイバ寿命が短くなる。従来、吸水テープ（止水テープとも言う）により、ケーブル内に入り込んだ水が、ケーブル長手方向に走らないようにしている。しかし、シース（通常、ポリエチレン）および吸水テープだけでは、ケーブルが水漬けになったような場合は、水分の浸入を阻止することは難しい。
【０００３】
このため、例えば、特許文献１にはシース内面にアルミニウムテープを溶着したLAPシースを用いることが開示されている。また、特許文献２には、シースの内側にポリ塩化ビニリデンの押出し成形による防湿層を設けることが開示され、特許文献３には、アルミニウム箔もしくは樹脂フィルムとの積層アルミニウム箔を遮水フィルムとすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−２２１２０９号公報
【特許文献２】実開平４−２２７０７号公報
【特許文献３】特開昭６２−１８４４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１または３に開示のように、シースの内側にアルミニウムの金属箔等を配することで、ケーブル内への湿気の浸入を防止することができる。しかしながら、光ケーブルを電気ケーブルと同じ地中管路に敷設するような場合、アルミニウムの金属箔は電気ケーブルから生じる電界により、光ケーブル内の光ファイバの信頼性に好ましくない影響を与える。一方、特許文献２に開示されるように、非金属のポリ塩化ビニリデンを用いて防湿層を成形することで電界の影響を回避することができる。しかし、防湿層が押出し成形により形成されているため粘着性があり取り扱いにくく、また、可塑剤を含むため経時安定性が十分でないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、非導電性で取り扱い性がよく経時安定性のある防湿層を備えた光ケーブルの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による光ケーブルは、複数本の光ファイバが収納された集合コアの外周を防湿層で覆い、その外側をシースで被覆した光ケーブルであって、防湿層は、ＪＩＳ Ｋ７１２９Ａに基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）による透湿度が５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下の非導電性の防湿用フィルムを、重なり幅２ｍｍ以上の重なりを持たせた巻付けにより形成されていることを特徴する。また、防湿用フィルムは、コーティング層を介して２層の防湿コート層を有する形状としてもよい。さらに、前記防湿用フィルムの巻付けの重なり部分が、熱融着されたものとしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所定値以下の透湿度を有する非導電性の防湿用フィルムを、光ファイバの集合コアを巻き付けることにより形成しているので、粘着性がなく取り扱い性がよい。また、防湿用フィルムは、厚さが均一で経時安定性がよく、地中管路内で雨水等に浸されたような場合でもケーブル内への湿気の浸入をケーブル全長にわたって効果的に抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明による光ケーブルの概略を説明する図である。
【図２】本発明に用いる防湿用フィルムの構造例を説明する図である。
【図３】本発明における防湿用フィルムの巻き付け形態を説明する図である。
【図４】本発明による光ケーブルのロスの増加を示す図である。
【図５】図４の防湿用フィルムの重なり部分を熱融着させた場合のロスの増加を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は光ケーブルの概略を示し、図１（Ｂ）はスロット型光ケーブルへの適用例を説明する図である。図中、１，１’は光ケーブル、２は集合コア、３は防湿層、４はシース、５はスロットロッド、５ａはスロット溝、６はテンションメンバ、７は光ファイバ心線、８は押え巻きを示す。
【００１１】
本発明による光ケーブル１は、図１（Ａ）に示すように、複数本の光ファイバが収納された集合コア２の外側を防湿層３で覆い、その外周をシース（外被とも言う）４で被覆した構造の光ケーブルを対象とする。本発明における集合コア２の一例としては、図１（Ｂ）に示すように、スロットロッドに複数枚の光ファイバテープ心線を収納し、押え巻き等により保持した状態のものがある。
【００１２】
図１（Ｂ）は、地下管路等に敷設される幹線用の光ケーブルとして多用されているスロット型の光ケーブル１’である。この光ケーブル１’は、中心にテンションメンバ（抗張力体とも言う）６を埋設一体化し、複数のスロット溝５ａを設けたプラスチック材からなるスロットロッド（スペーサロッドとも言う）５により構成される。スロットロッド５のスロット溝５ａは、螺旋状またはＳＺ状に形成され、スロット溝５ａ内には複数本の光ファイバ心線またはテープ状の光ファイバ心線７（以下、テープ心線を含めて光ファイバ心線と言う）が収納される。
【００１３】
光ファイバ心線７がスロット溝５ａ内に収納された状態で、スロットロッド５の外周には押え巻き８が施される。この押え巻き８は、スロット溝５ａに収納された光ファイバ心線７が飛び出さないように保持すると共に、シース４の成形時の熱絶縁、あるいは、光ケーブル内への止水のため吸水剤を付与して吸水層として機能させることもできる。また、押え巻き８は、螺旋状に巻き付ける横巻き、または、長手方向の縦添えして巻き付けるかのいずれかの形態が用いられ、押え巻き８が施された状態で、上述したように集合コア２とされる。
【００１４】
シース４は、ポリエチレンまたは難燃ポリエチレン樹脂の押出し成形で形成されるが、このシース４により浸水を抑制することはできても、表面からの湿気の浸入を完全に阻止することまでは難しい。このため、長期間の間には湿気がシースを透過してケーブル内に浸入する。また、押え巻き８に吸水性をもたせたり、別に吸水フィルムを使用して、ケーブル長手方向の走水は阻止することはできても、径方向からの浸入してくる湿気を防止するには十分でない。
【００１５】
本発明の特徴とするところは、上記の集合コア２とシース４との間に配される防湿層３の構成にあり、防湿層３は所定以下の透湿度を有し、外部の湿気がシース４を透過してケーブル内に浸入するのを防止する。防湿層３は、層が厚ければ厚いほど、湿気が通過する時間を延ばすことができるが、ケーブル外径が太くなり、管路内への収納が難しくなることがある。このため、防湿層の厚さをあまり厚くすることなく、所定の防湿層を形成する必要がある。
【００１６】
本発明においては、種々調査の結果、防湿層３の透湿度は、ＪＩＳ Ｋ７１２９Ａに基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）で、５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であれば、光ファイバに対して実質的に問題ない状態とすることが確認されている。さらに、好ましくは、防湿層３の透湿度は１.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下とされる。この透湿度は、防湿層３に金属箔を用いることにより容易に実現することができるが、電気ケーブルとの併設ができなくなるため、本発明は、非金属性（非導電性）の材料で実現することにある。
【００１７】
また、防湿層３は、シース４の成形と同様に押出し成形で形成することも可能であるが、押出し成形の場合は、成形厚さをあまり薄くすることができず、さらに均一厚さに管理する必要があり、コスト的にも高くなる。このため、本発明では、防湿層を予めフィルム状に形成し、これを集合コア２の外側に巻き付けて形成している。この結果、押出し成形よりは薄い層で防湿層の形成を実現でき、粘着性がなく取り扱い性もよくなる。
【００１８】
図２は、本発明の光ケーブルに用いる防湿用フィルムの構成例を説明する図で、図２（Ａ）は１層の防湿コート層を有する例、図２（Ｂ）は２層の防湿コート層を有する例である。図中、３’は防湿用フィルム、３ａはベースフィルム層、３ｂは防湿コート層、３ｃはコーティング層を示す。
【００１９】
図２（Ａ）に示す防湿用フィルム３’は、例えば、ベースフィルム層３ａ、防湿コート層３ｂ、コーティング層３ｃの順で３層により構成され、幅が３０ｍｍ程度のテープ状とされる。ベースフィルム層３ａは、防湿用フィルムの基材とされるもので、厚さが５〜２０程度、例えば、１２μｍの樹脂フィルムからなり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリアミド（ＰＡ）、非晶質ポリオレフィン（ＡＰＯ）などが用いられる。
【００２０】
防湿コート層３ｂは、湿気の透過を抑制する層となるもので、ベースフィルム層３ａ上に、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）などの非導電性物質をコーティングして形成される。なお、２種類以上のものを多層にコーティングした多元コート層としてもよい。これらの物質のコーティングには、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法が用いられ、数十ｎｍ〜数十μｍの厚さの防湿コート層３ｂとされる。
【００２１】
この他に、防湿コート層３ｂとして、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＣＤ）のような透湿度の小さい樹脂材を防湿コート層とすることができる。この樹脂材のコーティングには、塗布、散布、浸漬などの方法を用いることもでき、厚さ数μｍ〜数十μｍ程度（０.５μｍ〜１５μｍ）の防湿コート層３ｂとされる。また、防湿コート層３ｂは、予め薄い樹脂フィルムにコーティングされ、フィルム状にしたものをベースフィルム層３ａ上に接着積層するようにしてもよい。
【００２２】
防湿コート層３ｂの露出面に形成されるコーティング層３ｃは、必ずしも必要とするものではないが、防湿コート層３ｂの保護や防湿性向上のために形成するようにしてもよい。このコーティング層３ｃは、ベースフィルム層３ａと同様な樹脂剤をコーティングして形成することができ、厚さは十数μｍ〜数十μｍ程度とされる。また、コーティング層３ｃは、予めフィルム状にしたものを防湿コート層３ｂ上に接着積層するようにしてもよい。なお、ベースフィルム層３ａと防湿コート層３ｂまたは防湿コート層３ｂとコーティング層３ｃが接着される場合は、両層の間に数μｍの厚さの接着剤が介されて接着される。
【００２３】
図２（Ｂ）に示す防湿用フィルム３’は、図２（Ａ）の防湿用フィルムに、さらにもう１層の防湿コート層３ｂとコーティング層３ｃを加えた、２層の防湿コート層を有する構成としたものである。ベースフィルム層３ａ、防湿コート層３ｂ、コーティング層３ｃは、図２（Ａ）で説明したのと同様の材料とコーティング方法で形成することができる。なお、中間のコーティング層３ｃには、上下の防湿コート層３ｂを接着する機能をもたせることができる。各層が接着される場合は、防湿用フィルム３と同様に、両層の間に数μｍの厚さの接着剤が介されて接着される。
【００２４】
図３は、上述した防湿用フィルム３’をテープ状にして、集合コア２の外側に巻き付ける形態を説明する図で、図３（Ａ）は横巻きで重ね巻きする例を示し、図３（Ｂ）は縦添えで重ね巻きする例を示す。
光ケーブルの集合コア２上に巻き付けられた防湿用フィルム３’は、ある程度の重なり幅Ｄをもたせることにより重ね部分の隙間を通しての湿気の浸入を抑制する。この重なり幅Ｄは、フィルムテープ幅の１／５〜１／２の重ねピッチで、少なくとも２ｍｍ以上の重なり幅が得られるように巻き付けられていることが好ましい。
【００２５】
また、図３（Ｂ）に示すように防湿用フィルム３’は、縦添えで巻き付けることも可能であるが、光ケーブルを小径で曲げたときに防湿層が開くことがあり、実用上は図３（Ａ）に示すような横巻きが好ましい。なお、図２に示す防湿用フィルム３’では、重ね部分がベースフィルム層３ａとコーティング層３ｃが重なる形態となり、この間に隙間ができて湿気が浸入しやすくなる。このため、図２の最上層のコーティング層３ｃのない防湿コート層３ｂが露出した形状の防湿用フィルムとしてもよい。
【００２６】
また、光ケーブルの中間分岐等でケーブル内の光ファイバ心線を取り出す場合がある。この場合は、シースを部分的に除去（ケーブル長で３０ｃｍ〜５０ｃｍ位）すると共に、上述した防湿用フィルム３’で形成された防湿層３も部分的に除去される。このため、防湿用フィルム３’のテープエッジ部分に切裂きの始端となるマジックカットあるいは切れ目を入れておくと、分岐作業の作業性をよくすることができる。
【００２７】
防湿用フィルム３’を巻き付けた後に加熱して重なり部分を熱融着すると、防湿性がさらに良くなる。図２（Ａ）に示す３層構造の防湿フィルム、図２（Ｂ）に示す５層構造の防湿フィルムをヒートシールする場合は、いずれもベースフィルム層３ａとコーティング層３ｃとが熱融着される。ベースフィルム層３ａとコーティング層３ｃは、同系の樹脂、例えば、いずれもＰＥ、いずれもＰＥＴなどとすると強固に熱融着できる。コーティングの上に、重なり部分となる箇所にシーラント材、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン（LＬＬＤＰＥ）やエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）の層を設けてシーラント材を熱で融かしてベースフィルム層３ａとコーティング層３ｃとを接着するようにしてもよい。
【００２８】
防湿用フィルム３’を集合コア２に巻き付けた直後に、その周囲に配置したヒータで防湿用フィルム３’を加熱して重なり部分を熱融着する。防湿用フィルム３’を巻き付けた集合コアを筒状のヒータの中に通すと、防湿用フィルム３’が万遍なく加熱されて好ましい。加熱温度はベースフィルム層３ａまたはコーティング層３ｃの融点ないし融点よりも２０℃高い範囲の温度とする。シーラント材を使用する場合はその融点ないし融点よりも２０℃高い範囲の温度とする。シーラント材にＬＬＤＰＥやＥＶＡを使用すると、ベースフィルム層またはコーティング層に使用するＰＥＴ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＡまたはＡＰＯよりも柔軟であるので、ケーブルが曲げられたときの防湿用フィルムにかかる力を緩和し、防湿用フィルムの破断を防ぐ効果がある。
【００２９】
図４は、上述した防湿層を備えた光ケーブル５００ｍを、巻径１〜１.５ｍで６０℃に保った水槽に水没させ、水没１年後の伝送損失増加量（ｄＢ／ｋｍ）を示す図である。対象となる光ケーブルは、図１（Ｂ）に示したスロット型ケーブルで、ケーブルシースの外経が１２ｍｍ、光ファイバ心数（４心テープ心線２０枚）とし、その防湿層に用いるフィルム構造とフィルム構成（透湿度が異なる）、および、巻き付けの重なり幅を変えている。なお、防湿用フィルムは、幅３０ｍｍ程度のテープ状としたものを巻き付けるものとする。
【００３０】
試料１と試料２とは、共に図２（Ａ）に示す３層のフィルム構造で、防湿コート層をアルミナ蒸着ＰＥＴ（透湿度１.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）、巻き付けの重なり幅を１５ｍｍとし、防湿用フィルムの巻き付け形態を異ならせた例である。なお、防湿コート層の透湿度は、ＪＩＳ Ｋ７１２９Ａに基づく感湿センサー法（４０℃、９０％ＲＨ）による測定値である。試料１は縦添え、試料２は横巻きとしている。この場合、試料１と試料２のロス増値は、共に０.０３ｄＢ／ｋｍで、特に巻き付け形態の違いによる差はない。
【００３１】
試料３〜試料１０は、共に図２（Ａ）に示す３層のフィルム構造で、横巻き（重なり幅１５ｍｍ）とし、フィルム構成の防湿コート層を異ならせた例である。試料３はアルミナ蒸着ＰＥＴ（透湿度０.２ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）、試料４はアルミナ蒸着ＰＥＴ（透湿度１.５ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）、試料５はシリカ蒸着ＰＥＴ（透湿度０.０５ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）、試料６はアルミナとシリカの２元蒸着ＰＥＴ（透湿度０.５ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）、試料７はアルミナとシリカの２元蒸着ＰＥＴ（透湿度３.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）、試料８は二軸延伸ポリプロピレン（透湿度７.５ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）、試料９は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（透湿度５０.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）、試料１０はポリ塩化ビニリデン（透湿度５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）としている。
【００３２】
試料３〜１０で防湿層が金属（アルミなど）であっても樹脂（ＰＶＣＤなど）であってもその材質にかかわらず、透湿度が５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であればロス増値は０.１ｄＢ／ｋｍで良品であると言える。蒸着物質の違いによる差もないと考えられる。透湿度が５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍを超える試料８および試料９はロス増値が０.１ｄＢ／ｋｍを超え不良であった。
【００３３】
試料７と試料１１とは、共に横巻き（重なり幅１５ｍｍ）で、防湿コート層を２元蒸着ＰＥＴ（透湿度３.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）とし、フィルム構造を異ならせた例である。試料７は図２（Ａ）の３層構造、試料１１は図２（Ｂ）の５層構造としている。試料７と試料１１のロス増値はいずれも０.０８ｄＢ／ｋｍで、試料７では防湿コート層が１層、試料１１では防湿コート層が２層あるが、防湿層としての効果はほぼ同じである。これは防湿層の透湿度や重なり幅が違っても同様であると考えられる。
【００３４】
試料１２と試料１３は、共に図２（Ａ）の３層のフィルム構造で、フィルム構成の防湿コート層にシリカ蒸着ＰＥＴ（透湿度１.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ）を用い、横巻きの重なり幅を異ならせた例である。試料１２は横巻きの重なり幅を２ｍｍ、試料１３は横巻きの重なり幅を１.５ｍｍとしている。この場合、試料１２のロス増値は０.０３ｄＢ／ｋｍでロス増値が０.１ｄＢ／ｋｍより小さく良品であるが、試料１３のロス増値は０.１５ｄＢ／ｋｍで、ロス増値が０.１ｄＢ／ｋｍよりも大きく不良である。一方、試料１と試料１２とを比較すると重なり幅が２ｍｍ以上であるとロス増値は同程度でいずれも良品である。これより、重なり幅が２ｍｍより小さいとロス増値の点で不良となり、重なり幅が２ｍｍ以上だとロス増値の点で良品となるために必要であると言える。
【００３５】
しかし、試料８および試料９のように透湿度が５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍを超えると重なり幅が２ｍｍであってもロス増値が０.１ｄＢ／ｋｍを超えてしまう。したがって、重なり幅２ｍｍ以上かつ透湿度５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下がロス増値を０.１ｄＢ／ｋｍとするために必要であると言える。
【００３６】
試料１〜１３の結果から、透湿度５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍかつ２ｍｍ重ねでもロス増値は重なり幅が１５ｍｍの場合と同様に０.０８、０.０９ｄＢ／ｋｍ程度であると考えられる。これは防湿層の巻き付け形態が縦添えであっても横巻であっても同様と考えられる。ただし、ケーブルの巻径がもっと小さくなると横巻が有利であると考えられる。
また、試料３と試料５はそれぞれ透湿度が０.２ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ、０.０５ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍであるがロス増値が０.０２ｄＢ／ｋｍで同程度である。透湿度１.０以下ではロス増値はあまり変わらない（それより下がらない）ものと考えられる。
【００３７】
図５は、図４に示したものと同じ定義で、ベースフィルム層およびコーティング層にＰＥＴを使用し、２７０℃で２秒間加熱して重なり部分を熱融着した試料１４〜２１についての伝送損失増加量を示す図である。
防湿用フィルムの重なり部分を熱融着することにより、熱融着しない場合に比べて、０.０１〜０.０３ｄＢ／ｋｍだけさらにロスの増加を抑えることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１，１’…光ケーブル、２…集合コア、３…防湿層、３’…防湿用フィルム、３ａ…ベースフィルム層、３ｂ…防湿コート層、３ｃ…コーティング層、４…シース、５…スロットロッド、５ａ…スロット溝、６…テンションメンバ、７…光ファイバ心線、８…押え巻き。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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