(57)【要約】【課題】非導電性で取り扱い性がよく経時安定性があり、曲げに対しても防湿機能が低下しない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、ＪＩＳＫ７１２９Ａ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付けで形成され、防湿用フィルムは重なり幅が２ｍｍ以上で巻付けられ、重なり部分が粘着層により密着されている。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。【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の巻付けで形成され、前記防湿用フィルムは重なり幅が２ｍｍ以上で巻付けられ、重なり部分が粘着層により密着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、ケーブルが水漬きになった場合に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。また、光ケーブルの曲げにより、防湿機能が低下するという問題もある。
【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があり、曲げに対しても防湿機能が低下しない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の巻き付けで形成され、防湿用フィルムは重なり幅が２ｍｍ以上で巻き付けられ、重なり部分が粘着層により密着されていることを特徴とする。
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。
【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、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、重なり部分が粘着層により接着封止されているので、地中管路内で雨水等に浸されてかつ光ケーブルが曲げられたときでも、重なり部分が開いてケーブル内へ湿気が浸入すること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。
【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に吸水性を持たせたり、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、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、３ｄは粘着層を示す。
【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、順で３層により構成され、さらに、最上層のコーティング層３ｃの上に粘着層３ｄを有する幅が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５〜２０μｍ程度、例えば、１２μｍの樹脂フィルムからなり、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、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、散布などの方法を用いることもでき、厚さ０.５〜１５μｍ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。
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】
粘着層３ｄは、後述する防湿用フィルム３’の巻き付けの重なり部分を接着封止するためのもので、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、アクリル系粘着材、シリコーン系粘着材、ウレタン系粘着材で形成される。この粘着層３ｄの厚さは数μｍ〜数百μｍで、防湿用フィルム３’のテープ幅の１／２以下の幅で、テープの一方の縁部側に塗布、散布などの方法により形成される。粘着層３ｄを両面粘着テープとしてもよい。これは、ＰＥＴ、ＰＰ、発泡ポリウレタン、紙などのテープの両面に上述の粘着材を塗布したものである。
【００２４】
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。粘着層３ｄは、最上層のコーティング層の上に形成される。ベースフィルム層３ａ、防湿コート層３ｂ、コーティング層３ｃ、粘着層３ｄ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。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。
【００２５】
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、この重ね部分を上記の粘着層３ｄにより接着する。この重なり幅Ｄは、フィルムテープ幅の１／１５〜１／２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。
【００２６】
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。粘着層により接着封止することで、重ね部分に隙間ができることがなく湿気の透過を抑制することができる。
なお、この重ね部分を接着するだけなら、図２で説明した粘着層３ｄの厚さは、数μｍあればよい。しかし、防湿コート層３ｂがアルミナやシリカ等のセラミック系の材料で形成されている場合、光ケーブルの曲げで割れやすく湿気の透湿度が悪化（大きくなる）する可能性がある。このため、割れ防止のためのクッション作用をもたせ応力を緩和するために厚め（３０μｍ以上）に形成するようにしてもよい。
【００２７】
しかし、光ケーブルの外径が決まっているので、その分シースの厚さを薄くする。なお、シースの厚さは、通常、２ｍｍ程度であるが、これを１ｍｍ程度まで可とするなら、粘着層は９００μｍ程度まで厚くすることができる。粘着層が５０μｍを超える場合は、両面テープとするのが好ましい。粘着層が比較的薄い場合は（例えば１００μｍ以下）両面テープの基材にＰＥＴ、ＰＰ、紙などを使用できる。粘着層が比較的厚い場合は（例えば１００μｍ超過）両面テープの基材に発泡ウレタンを使用することが好ましい。
【００２８】
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、水没させる前と水没１年後の伝送損失増加量（ｄＢ／ｋｍ）を調査した結果である。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。
【００２９】
粘着層の材質はアクリル系粘着材である。粘着層の厚さが０.００５ｍｍ、０.０３０ｍｍのものは粘着材を塗布した。粘着層の厚さが０.０５５ｍｍのものは厚さ０.０３０ｍｍのＰＥＴテープの両面に粘着材を０.０１５ｍｍずつ塗布する。粘着層の厚さが０.５００ｍｍのものは厚さ０.２５０ｍｍの発泡ウレタンテープの両面に粘着材を０.１２５ｍｍずつ塗布する。
【００３０】
クッション効果の評価方法は、１１連金車（しごき角度１３５°）を使用して光ケーブルを１９６０Ｎの張力で１ｍを４往復させて金車でしごいた後に当該光ケーブルの伝送損失を測定し、その後上述と同様に水槽に水没させて１年後に伝送損失増加量を測定する。伝送損失増加量が０．１ｄＢ／ｋｍ以下であるものをクッション効果あり、伝送損失増加量が０．１ｄＢ／ｋｍを超えるものをクッション効果なしと評価する。
【００３１】
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２ｍｍで、粘着層ありとし、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は横巻き、試料２は縦添えとしている。この場合、試料１、試料２ともロス増値は０.０２ｄＢ／ｋｍであり、ケーブルの曲げ径が１ｍ程度では縦添えも横巻きもロス増加の点で同等であると言える。
【００３２】
試料３は、粘着層なしという点以外は試料１と同様である。試料１と試料３とを比較して、粘着層が少しでもあれば、ロス増加が改善されると言える。
試料４と試料５は、粘着層の厚さをそれぞれ０.０３０ｍｍ、０.０５５ｍｍとした以外は試料１と同様である。試料１と試料４および試料５とを比較して、粘着層が０.０３０ｍｍあれば、ケーブルの曲げ径を小さくしたときに（この例では５００ｍｍ）にロス増加を抑えることができると言える。これは、粘着層が一定以上の厚さとなればクッションとして作用し、防湿コート層が曲げにより割れることを防止できるからであると考えられる。
【００３３】
試料６は、防湿層を図２（Ｂ）の５層構造とした以外は試料１と同様である。試料１と試料６とを比較して、防湿層を２層重ねてもロス増加に対する効果は防湿層が１層の場合と同等であると言える。
試料７、試料８および試料９は防湿コート層の蒸着物質がアルミナとシリカの２元蒸着ＰＥＴで透湿度が０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍである例であるが、ロス増値は試料１、試料３および試料４と同様である。防湿コート層の材質にかかわらず、透湿度が１.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であれば、光ケーブルが水につけられてもロス増加に効果があると言える。
【００３４】
試料１０および試料１１は防湿コート層の材質が試料１、試料３とは異なり、ポリ塩化ビニリデンのコート層であり透湿度が５.０ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍの例である。試料１に比べると試料１０はロス増値が大きくなっているが、０．１ｄＢ／ｋｍより小さく良好である。本発明ではポリ塩化ビニリデンのコート層をLLDPEのフィルムで挟んでいるので、ポリ塩化ビニリデンの粘着性が問題にならずに取り扱い容易であり、また経時安定性がよい。
【００３５】
試料１２は防湿コート層の透湿度が７．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍの例であるが、粘着層で防湿フィルムを貼り合わせてもロス増値が０．１ｄＢ／ｋｍを超えてしましい不良である。試料１〜１２から透湿度が０．５ｇ／ｍ２・ｄａｙ・ａｔｍ以下であることが必要であると言える。
試料１３は、防湿層の重なり幅を１．５ｍｍとした以外は試料１と同様であるが、ロス増値が０．１ｄＢ／ｋｍを超えてしまい不良である。試料１と試料１３とを比較して防湿層の重なり幅が２ｍｍは必要であると言える。
【符号の説明】
【００３６】
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、３ｄ…粘着層、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４】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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