(57)【要約】【課題】ガラスＦＲＰの発泡に起因する光ファイバケーブルの不具合を防止する。【解決手段】本発明の光ファイバケーブルの製造方法は、ガラスＦＲＰの抗張力体２と光ファイバ１０との周囲に熱可塑性樹脂の被覆層３を押し出し被覆するときに、熱可塑性樹脂の温度を、１６０℃から１９０℃の範囲内に設定する。また、押し出し被覆して光ファイバケーブル１を形成した後に、被覆層３を冷却するために最初に用いる第１冷却用水槽７０の冷却水の温度を、１５℃から５０℃の範囲内に設定する。【選択図】    図１
2004309648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スチレンを含むマトリックス樹脂を用いて成形されたガラスＦＲＰと、光ファイバとの周囲に、
熱可塑性樹脂を押し出し被覆して光ファイバケーブルを製造する方法であって、
前記押し出し被覆するときの前記熱可塑性樹脂の温度を、１６０℃から１９０℃の範囲内に設定することを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバケーブルの製造方法において、
前記押し出し被覆した後に、前記熱可塑性樹脂を冷却するために最初に用いる冷却媒体の温度を、１５℃から５０℃の範囲内に設定することを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光ファイバケーブルの製造方法において、
前記押し出し被覆する前の前記ガラスＦＲＰの外周に接着層が被覆されていることを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスＦＲＰと光ファイバとの周囲に、熱可塑性樹脂を押し出し被覆して光ファイバケーブルを製造する光ファイバケーブルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信システムの需要が増加するにつれ、光伝送路である光ファイバケーブルが多く使用されている。ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）等の用途に用いられる光ファイバケーブルとして、架空の配線ケーブルから１本または複数本の光ファイバ毎に分配されて引き落とされるドロップ型の光ファイバケーブルが挙げられる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
通常のドロップ型の光ファイバケーブルでは、光ファイバを外力から保護するために、張力を負荷する抗張力体と、光ファイバとが、熱可塑性樹脂により一括で押し出し被覆されて一体化されている。従来、このような光ファイバケーブルに使用される抗張力体としては、鋼線が使用されている場合が多かったが、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）を用いることもあった。
【０００４】
また、ドロップ型の光ファイバケーブルは、架空から屋内へと引き込まれる状態で敷設されるため、落雷等により発生する誘導電流が屋内へ伝わってしまうことが懸念されている。そこで、誘導性の鋼線に代わり、無誘導性のガラスＦＲＰを抗張力体として用いる要求が高まっている。
【０００５】
【非特許文献１】
光ケーブルネットワーク配線システム総合カタログ，住友電気工業株式会社，２００２年４月，ｐ１３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ガラスＦＲＰは、集合させたガラス繊維に対してスチレンを含むマトリックス樹脂を含浸させた後、１３０℃から１５０℃の温度雰囲気中で、マトリックス樹脂を熱硬化させることにより形成されている。その際、スチレンの多くは重合反応によりスチレンポリマーとなるが、一部のスチレンはスチレンモノマーのままガラスＦＲＰの中に残っている。
【０００７】
そのため、ガラスＦＲＰを抗張力体として用いてドロップ型の光ファイバケーブルを製造する際には、ガラスＦＲＰの周囲に押し出し被覆された熱可塑性樹脂の熱により、ガラスＦＲＰの中に残存したスチレンモノマーが発泡してしまう。
図４に、スチレンモノマーが発泡した場合の光ファイバケーブルの長手方向の断面図を示す。図４に示すように、スチレンモノマーから発泡した気体は、ガラスＦＲＰ１０１と熱可塑性樹脂の被覆層１０２との間に気泡１０３として溜まってしまう。この気泡により、被覆層１０２の外周にはコブ状の凹凸が形成されてしまい、光ファイバケーブル１００の外観が悪化してしまう。
【０００８】
また、気泡の発生によって被覆層が光ファイバを圧迫して、光ファイバの伝送特性を低下させてしまうことがある。
さらに、発生した気泡により形成された空洞が光ファイバまで達すると、その空洞に水が侵入してしまった場合に光ファイバの伝送特性に大きな悪影響を及ぼしてしまう。また、侵入した水が凍結した場合には、光ファイバが断線してしまうこともある。
【０００９】
なお、ガラスＦＲＰと被覆層との間には接着層が設けられる場合もあるが、その場合には、被覆層の熱によりガラスＦＲＰが発泡するとガラスＦＲＰと接着層との間に気泡がさらに溜まリやすく、同じような不具合が起きてしまう。
【００１０】
本発明の目的は、ガラスＦＲＰの発泡に起因する光ファイバケーブルの不具合を防止することのできる光ファイバケーブルの製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る光ファイバケーブルの製造方法は、スチレンを含むマトリックス樹脂を用いて成形されたガラスＦＲＰと、光ファイバとの周囲に、熱可塑性樹脂を押し出し被覆して光ファイバケーブルを製造する方法であって、押し出し被覆するときの熱可塑性樹脂の温度を、１６０℃から１９０℃の範囲内に設定することを特徴としている。
【００１２】
このような光ファイバケーブルの製造方法によれば、熱可塑性樹脂を被覆したときのガラスＦＲＰの温度が低く抑えられるため、ガラスＦＲＰの発泡が抑えられて、光ファイバケーブル内に気泡が発生することによる外観の悪化や伝送特性の低下を防ぐことができる。
【００１３】
また、本発明に係る光ファイバケーブルの製造方法において、押し出し被覆した後に、熱可塑性樹脂を冷却するために最初に用いる冷却媒体の温度を、１５℃から５０℃の範囲内に設定することが好ましい。冷却媒体としては、例えば水を好適に用いることができる。
このように冷却媒体の温度を設定することで、被覆した熱可塑性樹脂の温度をできるだけ早いうちに大きく低下させて、ガラスＦＲＰが受ける熱可塑性樹脂の温度の影響を極力少なくすることができる。そのため、ガラスＦＲＰの発泡を効果的に抑制することができる。
【００１４】
また、押し出し被覆する前の前記ガラスＦＲＰの外周に接着層が被覆されている場合には、従来、ガラスＦＲＰと接着層との間に気泡が溜まりやすい状況にあったものを、本発明に係る上記の光ファイバケーブルの製造方法を採用することにより、ガラスＦＲＰの発泡を抑制することができ、より確実にコブの発生を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光ファイバケーブルの製造方法の実施の形態の例を、図１から図３に基づいて説明する。
本実施の形態の光ファイバケーブルの製造方法は、ガラスＦＲＰと光ファイバとの周囲に熱可塑性樹脂を押し出し被覆するときに、熱可塑性樹脂の温度を、１６０℃から１９０℃の範囲内に設定することを特徴としている。
【００１６】
まず、本実施の形態の光ファイバケーブルの製造方法により製造される光ファイバケーブルの一例を図１に示す。
図１に示す光ファイバケーブル１は、ドロップ型の光ファイバケーブルとして用いられているものである。この光ファイバケーブル１は、エレメント部９とメッセンジワイヤ部８とが首部６により接続された構成である。
【００１７】
エレメント部９は、ほぼ中央に配置された光ファイバ１０と、２本の抗張力体２とが、熱可塑性樹脂の被覆層３により被覆されている。熱可塑性樹脂は、難燃ポリエチレンやＰＶＣを好適に使用することができる。
２本の抗張力体２は、光ファイバ１０と同一平面上に並列しており、２本の抗張力体２の間に光ファイバ１０が配置されている。
【００１８】
光ファイバ１０は、特に種類や形状が限定されるものではないが、好適に用いられる例として、コアとクラッドからなるガラス体の光ファイバの外周に紫外線硬化樹脂が被覆された、いわゆる光ファイバ心線の形態をなすものが挙げられる。その場合、光ファイバ１０の外径は０．２５ｍｍとなるものが代表的である。ガラス体の光ファイバは、例えばシングルモード光ファイバやマルチモード光ファイバを用いることができる。また、紫外線硬化樹脂のさらに外周に、着色層が設けられていても良い。また、本実施の形態ではガラス体の光ファイバを用いているが、プラスチック体の光ファイバを用いても良い。
【００１９】
抗張力体２は、ガラスＦＲＰが用いられており、断面の外形が円形に形成されている。ガラスＦＲＰは、上述したように、集合させたガラス繊維に対してスチレンを含むマトリックス樹脂を含浸させた後、１３０℃から１５０℃の温度雰囲気中で、マトリックス樹脂を熱硬化させることにより形成されている。
また、ガラスＦＲＰの抗張力体２の外周には、接着層５が設けられており、抗張力体２と被覆層３との間が強く接着されている。接着層５の材質は、ポリエチレンが好適に用いられる。
このように、光ファイバ１０と抗張力体２とが一括に被覆されていることにより、エレメント部９に付加される張力等の外力を抗張力体２が受けて、光ファイバ１０を外力から保護することができる。
【００２０】
また、エレメント部９の外周には、光ファイバ１０に向かうように形成されたノッチ４が２つ設けられている。このノッチ４は、光ファイバ１０の取り出しを容易にするものであり、取り出しの際には、２つのノッチ４の間の被覆層３に切り込みを入れるようにして引き裂けば良い。
【００２１】
メッセンジワイヤ部８は、光ファイバケーブル１を架空で支持するための強度を有するように構成されており、鋼やＦＲＰ等の支持線７が熱可塑性樹脂の被覆層３により被覆されている。また、支持線７の外周には接着層５が設けられており、支持線７と被覆層３との間が強く接着されている。
【００２２】
また、首部６は、エレメント部９及びメッセンジワイヤ部８の被覆層３と同じ樹脂により、エレメント部９及びメッセンジワイヤ部８とが一体的に形成されている。この首部６は、エレメント部９とメッセンジワイヤ部８とを分割する際には、手指等で簡単に引き裂くことができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、１本の光ファイバ１０を有する光ファイバケーブル１を例示したが、光ファイバ１０が２本並列した状態で配置されても良く、複数本の光ファイバをテープ化したテープ心線を備えていても良い。また、抗張力体２が１本のみであっても良い。
【００２４】
次に、図１に示した光ファイバケーブル１を製造するにあたり、ガラスＦＲＰの抗張力体２と、光ファイバ１０との周囲に、熱可塑性樹脂を押し出し被覆する方法について説明する。
熱可塑性樹脂の被覆層３を被覆する際には、図２に示すようなクロスヘッド５０を用いて押し出し成形する。クロスヘッド５０は、押し出し機の一部を構成する装置であり、加熱されて流動体となった熱可塑性樹脂を供給するためのシリンダ６０に接続されている。筒状に構成されたダイス５２の前端（図中右端）には、光ファイバケーブル１（図１参照）の外形とほぼ同形の断面を有する押し出し孔５４が形成されている。そして、ダイス５２の内側には押し出し孔５４から所定の間隔を設けてニップル５３が位置決めされている。ダイス５２とニップル５３との間隙は、熱可塑性樹脂を押し出すための流路５６である。
【００２５】
図２に示すように、接着層５が設けられた２本の抗張力体２と、光ファイバ１０と、支持線７は、ニップル５３とダイス５２に挿通された状態で、クロスヘッド５０の後端（図中左端）側から前端側へ向かって（図中矢印Ａ方向）走行している。また、シリンダ６０から供給された熱可塑性樹脂が、流路５６内を押し出し孔５４に向けて押し出されて、光ファイバ１０と２本の抗張力体２、及び支持線７の周囲に一括被覆される。これにより、光ファイバケーブル１（図１参照）が製造される。
【００２６】
本実施の形態の光ファイバケーブルの製造方法において、クロスヘッド５０により熱可塑性樹脂を押し出す際には、流路５６内を流れる熱可塑性樹脂の温度を１６０℃から１９０℃の範囲内に設定する。これにより、従来に比べ低い温度で熱可塑性樹脂を押し出すこととなり、ガラスＦＲＰの抗張力体２に加わる熱量も低下する。したがって、ガラスＦＲＰの中に存在するスチレンモノマーの発泡が抑えられて、抗張力体２と接着層５との間に気泡が発生することが防がれる。また、接着層５が設けられていない場合でも、抗張力体２と被覆層３との間に気泡が発生することを防止することができる。
【００２７】
また、本実施の形態の光ファイバケーブルの製造方法において、クロスヘッド５０により熱可塑性樹脂が押し出し被覆された直後には、冷却媒体を用いて熱可塑性樹脂の被覆層３を冷却する。冷却媒体としては、水を用いると良い。
図３に示すように、クロスヘッド５０の下流側（図中右側）には、第１から第３の冷却用水槽７０，７１，７２が用意されており、クロスヘッド５０により押し出し被覆されて形成された光ファイバケーブル１は、これらの３つの冷却用水槽７０，７１，７２の中を通されて、強制的に冷却される。
【００２８】
第１から第３の冷却用水槽７０，７１，７２には、それぞれ冷却水を循環させるためのポンプ７３が接続されている。そして、これらの冷却用水槽７０，７１，７２の内部では、光ファイバケーブル１に対して常時流動的に冷却水を接触させて、効果的に冷却が行われる。
第１冷却用水槽７０は、クロスヘッド５０との間隔Ｌ１が２０ｃｍ程度となる位置に設置されており、クロスヘッド５０により押し出し被覆されて形成された光ファイバケーブル１に対して、およそ１秒以内に第１冷却用水槽７０に導入させるように図られている。
また、第１冷却用水槽７０の冷却領域の長さＬ２は５ｍから１０ｍ程度である。第２冷却用水槽７１及び第３冷却用水槽７２も、第１冷却用水槽７０と同様の構成であり、それぞれ上流側の冷却用水槽から近接して設置されている。
【００２９】
第１冷却用水槽７０の冷却水の温度は、１５℃から５０℃の範囲内に設定されている。この温度範囲は、被覆層３を急冷しすぎて樹脂の状態を悪化させることなく、なおかつできるだけ早いうちに被覆層３の温度を低下させることのできる条件である。
そして、第１から第３の冷却用水槽７０，７１，７２に用いられる冷却水の温度は、光ファイバケーブル１を徐々に冷却するために、段階的に温度が低くなっていくように設定されている。例えば、第１冷却用水槽７０の冷却水の温度が５０℃に設定されている場合には、第２冷却用水槽７１の冷却水の温度は３０℃に設定され、第３冷却用水槽７２の冷却水の温度は１５℃に設定されていると良い。
【００３０】
このように、最初に用いる冷却水の温度を、従来の設定温度より低い、１５℃から５０℃の範囲内に設定することで、被覆層３を適度に急冷して、抗張力体２が高温の環境にさらされる時間を少なくすることができる。そのため、気泡の発生を効果的に抑制することができる。
【００３１】
（実施例）
次に、本発明に係る光ファイバケーブルの製造方法の実施例について説明する。
上述した光ファイバケーブルの製造方法の実施の形態に基づき、押し出し被覆するときの熱可塑性樹脂の温度条件と、第１冷却用水槽の冷却水の温度条件とを適宜変更して、図１に示す形態の光ファイバケーブル１を製造した。そして、得られた光ファイバケーブル１の外表面の状態とコブの発生頻度とを調べた。なお、コブの発生頻度は、５ｋｍの光ファイバケーブル１あたりのコブの個数を調べた。
コブの発生頻度の評価基準は、５ｋｍあたり３個以下のものを許容できる範囲とした。
その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
2004309648.tif 000003
【００３３】
表１に示すように、１５５℃の熱可塑性樹脂で押し出し被覆を行った第１例では、コブの発生個数はゼロであったが、樹脂の温度が低すぎて、得られた被覆層の外表面に微小な凹凸が見られ、いわゆるなし地のようにざらざらに荒れた状態であった。
また、２００℃の熱可塑性樹脂で押し出し被覆を行った第１０例から第１３例では、得られた被覆層の外表面は平滑で良好であったが、樹脂の温度が高すぎて、コブの発生個数が何れも５個以上であった。
【００３４】
一方、１６０℃から１８０℃の熱可塑性樹脂で押し出し被覆を行った第２例から第５例では、得られた被覆層の外表面は何れも平滑であり、コブの発生も見られなかった。なお、第４例と第５例を比較すると、冷却水の温度が８０℃であっても２０℃であっても、良好な結果が得られていることが判る。
また、１９０℃の熱可塑性樹脂で押し出し被覆を行った第６例から第９例では、得られた被覆層の外表面は何れも平滑であったが、冷却水の温度が８０℃である第６例と、冷却水の温度が６０℃である第７例では、僅かにコブの発生があった。冷却水の温度が４０℃である第８例と、冷却水の温度が２０℃である第９例では、コブの発生はなかった。
【００３５】
以上に示した結果から、１６０℃から１９０℃の熱可塑性樹脂で押し出し被覆を行った場合に、良好な光ファイバケーブルが得られることが判った。なお、１９０℃の熱可塑性樹脂で押し出し被覆を行った場合には、最初に用いる冷却水の温度をおよそ１５℃から５０℃に設定することで、コブの発生をゼロに抑えられることが判った。
さらに、１６０℃から１８０℃の熱可塑性樹脂で押し出し被覆を行った場合には、冷却水の温度を特に考慮せずにコブの発生を抑えられることが判った。
【００３６】
以上説明したように、本実施例の結果から、本発明に係る光ファイバケーブルの製造方法は、ガラスＦＲＰの発泡に起因するコブの発生を抑えられることが判った。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバケーブルの製造方法によれば、ガラスＦＲＰの発泡に起因する光ファイバケーブルの不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバケーブルの製造方法により製造された光ファイバケーブルの一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る光ファイバケーブルの製造方法において用いることのできるクロスヘッドを示す断面図である。
【図３】クロスヘッドの下流側に設けられた冷却用水槽を示す模式図である。
【図４】光ファイバケーブル内で発生した気泡を示す断面図である。
【符号の説明】
１    光ファイバケーブル
２    抗張力体（ガラスＦＲＰ）
３    被覆層（熱可塑性樹脂）
５    接着層
７    支持線
１０  光ファイバ
５０  クロスヘッド
７０  第１冷却用水槽
７１  第２冷却用水槽
７２  第３冷却用水槽
【図１】
2004309648.tif 000004
【図２】
2004309648.tif 000005
【図３】
2004309648.tif 000006
【図４】
2004309648.tif 000007