(57)【要約】【課題】可とう性に優れ、且つ側圧による潰れを抑制し、光ファイバの挿入も容易であり、屋外での中空パイプ暴露状態での敷設に対しても長期的に安定な光ファイバ挿入用中空パイプを用いた光ファイバケーブルを提供すること。【解決手段】光ファイバユニット（３）を挿入する１本以上の中空パイプ（２）を備えた光ファイバケーブル（６）であって、前記光ファイバユニット（３）を挿入する中空パイプ（２）が、架橋度３０％以上８０％以下の架橋構造を持つ熱可塑性樹脂である光ファイバケーブル（６）。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを挿入する１本以上の中空パイプを備えたケーブルであって、前記光ファイバを挿入する中空パイプが架橋構造を持つ熱可塑性樹脂であることを特徴とする光ファイバケーブル。
【請求項２】
前記架橋構造を持つ熱可塑性樹脂は、架橋度が３０％以上、８０％以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル。
【請求項３】
前記光ファイバケーブルは、構成部材として抗張力体を用いていないことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバケーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ心線を挿入するための中空パイプを有する光ファイバケーブルに関し、特に側圧特性を向上させた光ファイバ挿入用中空パイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年は、光通信の利用の加速化、情報量の増加に伴い、光ファイバが通信局間の長距離通信に加えて、通信局から加入者用への短距離通信にも拡大され、一般家庭の軒先まで光ファイバが敷設される状況にある。この敷設工法の一つとして、一般家庭の軒先まで中空パイプを敷設しておき、必要に応じて、中空パイプ内に光ファイバを、気送方式により送り込んだり、手などで押し込んだり、予め中空パイプ内に引き込み線を入れ、その引き込み線と光ファイバを接続することで光ファイバを中空パイプ内に引き込み挿入するという工法が検討され、一部では採用されている。
このような光ファイバを所定のルートに敷設する方法として、所用本数の中空パイプを有するケーブルをそのルートに敷設しておいて、後に前記中空パイプ内に気送方式により光ファイバを送り込んで敷設する方法が、特公平２−２２９２１号公報で知られている。
【０００３】
これらに用いられているパイプの中には、敷設時の張力によりパイプが伸びてしまうことを防止する目的で、パイプに鋼線や抗張力繊維などの抗張力体を埋め込んでいるものも使用されている。また、オフィスビルなどにおいても、中空パイプを数本で構成したパイプ集合型ケーブルを敷設し、必要に応じて光ファイバを後で気送方式や手押しなどで挿入する方法が知られている。
当該中空パイプは、材料の価格、光ファイバ心線との摩擦力、ケーブル構成材料としての使用実績等に基づいて、高密度ポリエチレンが一般的に多く用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の高密度ポリエチレンを用いた光ファイバ挿入用中空パイプ（以下、単に「中空パイプ」という）は、当該ケーブルの敷設時、または中空パイプのみ（パイプ単体型ケーブル）の敷設時において、容易に曲げやすいためその曲げにより、中空パイプに潰れ（座屈）を発生してしまう。また誤ってケーブルや中空パイプを踏み潰すなどの外力により、中空パイプに潰れを発生してしまうことがある。また、敷設後の光ファイバケーブル、中空パイプにおいても受ける外力で中空パイプに潰れが発生してしまうことがある。
このように一部潰れた状態の中空パイプに光ファイバを挿入しようとする際に、当該中空パイプの潰れた箇所において、光ファイバが引っかかり、挿入性が阻害される問題が発生する。また、既に光ファイバが挿入された後に当該中空パイプが側圧で潰れた場合には、中空パイプ内に挿入されている光ファイバに伝送ロス増を生起させるなどの問題が発生する。
また、中空パイプに抗張力体を埋め込んだものに関しては、パイプ単体型光ファイバケーブルやパイプを集合して構成されているパイプ集合型光ファイバケーブルに於いて、曲げの方向によっては、パイプ単体型又はパイプ集合型光ファイバケーブルのパイプ内の抗張力体が突っ張りとなってしまい、曲がらないなどの問題が生じてしまう。
本発明は、可とう性に優れ、且つ側圧による潰れを抑制し、光ファイバの挿入性に優れ、屋外での中空パイプ暴露状態での敷設に対しても長期的に安定な光ファイバ挿入用中空パイプを用いた光ファイバケーブルを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記目的に鑑み中空パイプの材質について鋭意研究した結果、架橋構造を有する樹脂が良いことが判明した。そこでこれらの知見に基づいて本発明をなすに至った。
上記目的を達成するために本発明は、
（１）光ファイバを挿入する１本以上の中空パイプを備えたケーブルであって、前記光ファイバを挿入する中空パイプが架橋構造を持つ熱可塑性樹脂であることを特徴とする光ファイバケーブル、
（２）前記架橋構造を持つ熱可塑性樹脂は、架橋度が３０％以上、８０％以下であることを特徴とする（１）記載の光ファイバケーブル、及び、
（３）前記光ファイバケーブルは、構成部材として抗張力体を用いていないことを特徴とする（１）又は（２）に記載の光ファイバケーブル、
を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の中空パイプを備えた光ファイバケーブルの好ましい実施の態様について詳細に説明するが、これに限定されるものではなく特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の実施の態様が可能である。
本発明の光ファイバケーブルの光ファイバを挿入した状態の代表的な構成を図１及び図２に示す。
図１は、本発明の光ファイバケーブルの一例を模式的に示す断面図であり、ケーブルは１本の中空パイプのみから構成されたパイプ単体型光ファイバケーブルであり、１本の中空パイプのみでケーブルとしての特性を満足できるものである。図１において、光ファイバケーブル１は、中空パイプ２内に光ファイバユニット３が挿入されているものである。光ファイバユニット３は、光ファイバ心線５及びその周囲を被覆する光ファイバユニットの被覆層４とからなるものであり、光ファイバユニットの被覆層４はポリエチレン系樹脂、スチレン系エラストマー樹脂、ゴム系樹脂等を用いることができる。この図では、光ファイバユニット３は１本の光ファイバ心線５で示しているが、必要に応じて、複数本の光ファイバ心線５を集合したものや、複数本の光ファイバ心線５を平行に並べて、一括被覆したテープ型光ファイバ心線を、１枚ないし複数枚積層したものを用いることができる。
【０００７】
図２は、本発明の光ファイバケーブルの他の一例を模式的に示す断面図であり、パイプ集合型光ファイバケーブル６である。中心の中空パイプ２の周りに６本の中空パイプ２、２、・・・・を集合し、その外周に押え巻７を施し、その周囲をケーブル被覆層８で覆った構造のものである。中空パイプ２の中には、図１で説明したと同様の構成を持つ光ファイバユニット３が挿入される。図ではパイプ集合型光ファイバケーブル６に７本の中空パイプ２が示されているが、中空パイプの数は敷設に当って需要に応じて適宜設定できる。また、同様に図では３本の中空パイプ２に光ファイバユニット３が挿入されたものが示されているが、光ファイバユニット３を、必要に応じて適宜挿入できる。ケーブル被覆層８はポリエチレン、ポリ塩化ビニル等のシースで構成することができる。
これらの図１、図２でも示すように、本発明の光ファイバケーブルにあっては、どこにも芳香族ポリアミド等の繊維や鋼線等の金属のような抗張力体は用いないものである。また、中空パイプの大きさはどのようなものでもよく、その形状は図では円形のものを示しているが、必要に応じて平形等のものでもよい。
【０００８】
本発明の光ファイバケーブルの中空パイプ２は、熱可塑性樹脂で構成されており、熱可塑性樹脂としては特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン系、アクリル系、α−オレフィン系、エチレン・酢酸ビニル系、ポリアミド系、塩化ビニル系などがあげられ、好ましくは、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンであり、上記の材料で最も好ましいのは、パイプ型光ファイバケーブルのパイプ構成材料として使用実績のある高密度ポリエチレンである。尚、前記の熱可塑性樹脂は、単独、または必要に応じて２種類以上を混ぜて使用することが可能である。
【０００９】
また、本発明の光ファイバケーブルの中空パイプ２においては、その熱可塑性樹脂は３０％以上、８０％以下の架橋度に架橋されていることが好ましい。ここでの架橋度は、「ＪＩＳ　Ｋ　６７８７『水道管架橋ポリエチレン管』の付属書７」に規定された試験方法で測定される平均架橋度である。
本発明における熱可塑性樹脂の架橋方法としては、特に限定されるものではないが、シラン化合物をグラフト付加させた後縮合させるシラン架橋法、有機過酸化物を配合する過酸化物架橋法、電子線又はγ線を使用する放射線照射架橋法などがあげられる。熱可塑性樹脂に直接的に配合添加して、押出加工時に、または押出加工後に水蒸気等により反応させることで架橋させることが可能なシラン架橋法が、設備コスト、製造コスト、架橋度の制御などの総合的な観点より推奨される。
【００１０】
その中空パイプ樹脂の架橋度が３０％未満の場合、架橋により向上させる機械特性の効果が薄れてしまう。また、敷設時やパイプ集合型光ファイバケーブルの製造時において、パイプに設計以上の引張応力が加わると、パイプに伸びが生じてしまい、パイプの設計内径より小さなものとなり、挿入されるはずの光ファイバが挿入できなくなるなどの不具合が生じる。
また、架橋度が８０％を超えると、パイプの剛性が大きくなりすぎることから以下の欠点が生起する。
１）複数本のパイプをあるピッチで一括集合して、押え巻を施してパイプ集合型光ファイバケーブルを構成する場合に、パイプの剛性により規定のピッチでパイプを撚ることが困難となる。
２）複数本のパイプを集合した光ケーブルの場合、集合されるパイプの本数にも起因するが、ケーブルとしての曲げ剛性が大きくなりすぎてしまい、ケーブル敷設時の施工性が損なわれてしまう。
したがって、得られたパイプの架橋度は３０％以上８０％以下とするのが好ましい。構成されるケーブル構造にもよるが、架橋度としては、ケーブル施工性や側圧特性を考慮すると、４０％以上７５％以下がより好ましく、５０％以上７０％以下がさらに好ましい。
【００１１】
さらに、要求される特性に応じては、光ファイバ挿入用パイプとしての機能を阻害しない範囲で、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、赤リン、シリコーンなどのハロゲン系を含まないものや、臭素系、塩素系などのハロゲン系の難燃剤や難燃助剤を添加したり、カーボン、紫外線防止剤、酸化防止剤などの劣化防止処方を施したり、また、複数本のパイプの識別を目的にカラー顔料などを適宜添加することが可能である。また、光ファイバの挿入性を向上する目的で、ステアリン酸系、オレイン酸系、エルカ酸系などの脂肪酸系滑剤やシリコーン系滑剤などを添加又は塗布することも可能である。
【００１２】
また、ケーブルの敷設前あるいは敷設後の中空パイプ内への光ファイバの挿入を容易にする目的で、予め中空パイプ内に光ファイバ引き込み用の紐を入れておくことも可能である。
【００１３】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
実施例として用いた熱可塑性樹脂は、密度が９５０ｋｇ／ｍ３、曲げ弾性率が１０００ＭＰａの高密度ポリエチレンに、シラン架橋カップリング剤を表１の架橋度となるように適宜配合を施し、これから内径２．５ｍｍ、外径４．５ｍｍの中空パイプを押出成形にて製造した。得られた中空パイプを架橋するために温度９８℃のスチームバスに投入して、実施例および比較例の架橋度をもつ中空パイプを得た。
上述した方法で製造した中空パイプを単品で側圧特性試験、曲げ特性試験、内径減少率試験について以下の方法で試験し、評価した。結果を後記の表１に示した。
【００１４】
（側圧特性試験）
中空パイプの潰れ特性を試験する方法として、中空パイプ内に、外径１．２ｍｍの２心テープ入り光ファイバユニットを１本挿入し、このパイプを縦横５０ｍｍの平板で両側から挟み込み、平板の上から５５０Ｎの荷重を負荷させたときの光ファイバユニットの伝送損失を、カットバック法を用いて測定した。測定波長は１．３１μｍと１．５５μｍの２波長としたが、実用に供するためには、測定波長１．５５μｍにおいて伝送損失増加が０．１ｄＢ未満であることが必要である。表１には以下の基準で評価した結果を示した。
○：測定波長１．５５μｍおよび１．３１μｍで伝送損失増加が０．１ｄＢ未満
×：測定波長１．３１μｍまたは１．５５μｍのいずれか一方で伝送損失増加が０．１ｄＢ以上
【００１５】
上記の側圧特性試験の結果より、実施例で用いた中空パイプは、５０ｍｍ平板で５５０Ｎの荷重を負荷しても挿入した外径１．２ｍｍの光ファイバユニットに伝送ロス増を発生させる側圧が加わっていないことが判る。これは、中空パイプの樹脂架橋度を３０％以上で構成することで、パイプの側圧特性を向上させていることを示すものである。
【００１６】
（曲げ特性試験）
中空パイプの曲げ特性を試験する方法として、外径（ｂ）４．５ｍｍの中空パイプ７本（図２に示すように中心に１本を配し、その外周に６本を配した）を、撚りピッチが６００ｍｍ±６０ｍｍになるようにセットされた集合機で集合し、前記の集合された集合パイプの外周に押え巻きテープを施し、パイプの集合撚りが解けないように固定した。
得られた集合パイプの撚りピッチを測定し、撚りピッチの仕上がり公差が１０％以内で有るものを合格（○と表示）とし、１０％を超えるものを不合格（×と表示）とした。
【００１７】
以上の曲げ特性の結果より、実施例で用いた中空パイプは、公差が１０％以内で集合されているが、比較例の架橋度９０％の中空パイプは、公差が１０％を越える結果であった。これは、中空パイプの樹脂の架橋度が８０％を越える場合、パイプの剛性が大きすぎて所定の撚りピッチで集合できないことを示すものである。また、実施例では示していないが、この結果より、樹脂の架橋度が８０％を越える中空パイプの場合、ケーブルとしての剛性も大きくなることを示すものである。
【００１８】
（内径減少率試験）
中空パイプの引張伸び性能を試験する方法として、テンシロン型引張試験機を用いて、中空パイプを１５０ｍｍ長さに切り出して、その中央部分に２０ｍｍの標線を付け、つかみ間隔２５ｍｍとして、引張速度５０ｍｍ／分で中空パイプに張力を印加して、標線間が１００％伸びたところで引張張力の印加を解放した。次いで、張力解放後の中空パイプを１５分以上放置し、放置後に中空パイプに付けた標線間の中央部を、円周方向に対して薄くスライスし、万能投影機にて１０倍に拡大し、中空パイプの内径（ａ）を測定した。中空パイプの内径減少率が１０％以下のものを合格（○と表示）とし、内径減少率が１０％を越えるものを不合格（×と表示）とした。
なお、外径減少率は下式により求めた。
【００１９】
【数１】
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【００２０】
以上の内径減少率試験結果より、樹脂の架橋度を３０％以上で構成したものは、パイプに１００％の伸び歪みが印可されても、その伸び歪みは張力解放後には、ほとんど復元されることが判る。なお、この１００％伸び時の張力は２００Ｎｆ程度であり、この張力は中空パイプ単体での敷設張力の約１．３倍の張力である。
内径減少率試験の結果より、架橋度を３０％以上で構成した中空パイプは、敷設張力によるパイプの伸び歪み（パイプの内径減少）に対しても優れていることを示すものである。この結果より明らかなように、中空パイプの敷設時などで発生する伸び（パイプの内径減少）を防止する目的で用いている抗張力体を用いることなく中空パイプを構成することが可能であることを示すものである。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【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は、中空パイプ内に抗張力体を用いず、架橋された熱可塑性樹脂で製造された中空パイプから構成され、その中空パイプの材料である熱可塑性樹脂は、架橋度が３０％以上８０％以下としているので、敷設時及び敷設後の側圧による潰れが少なく、光ファイバの挿入性に優れ、中空パイプの集合工程、またはケーブル敷設時での施工性に優れたものである。また、屋外に曝露状態で敷設されても長期間安定である。さらに、ケーブル内に抗張力体を用いていないので、ケーブルの外径を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のケーブルの一例の断面図であり、１本の中空パイプのみからなるパイプ単体型光ファイバケーブルである。
【図２】本発明のケーブルの他の一例の断面図であり、複数の中空パイプを使用したパイプ集合型光ファイバケーブルである。
【符号の説明】
１　　パイプ単体型光ファイバケーブル
２　　中空パイプ
ａ　パイプ内径
ｂ　パイプ外径
３　　光ファイバユニット
４　　光ファイバユニットの被覆層
５　　光ファイバ心線
６　　パイプ集合型光ファイバケーブル
７　　押え巻
８　　ケーブル被覆層
【図１】
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【図２】
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