(57)【要約】【課題】防湿性に優れた光ケーブルを実現する。【解決手段】光ケーブル１０に用いる防湿性フィルム５を選定する際に、予めＪＩＳ  Ｃ  ２１５１「電気用プラスチックフィルム試験方法」、２１項のｂ）に準拠した寸法変化試験を行い、外被６の溶融温度に相当する２００℃で１分間加熱処理した後の寸法変化率が３．０％以下であった防湿性フィルム５を選定するようにすることで、防湿性フィルム５の初期透湿度の値からだけでは予測が付き難かった光ケーブル１０としての防湿性能の良否を判断しやすくなり、防湿性に優れた光ケーブル１０を製造することが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバーを収容したケーブルコアの外周を防湿性フィルムで覆い、その外側を外被で被覆した光ケーブルであって、
前記防湿性フィルムは、ＪＩＳ  Ｃ  ２１５１、２１項のｂ）に準拠した寸法変化試験により、前記外被を押出成形する際の溶融温度で１分間処理した後の寸法変化率が３．０％以下であることを特徴とする光ケーブル。
【請求項２】
前記防湿性フィルムは、非導電性材料からなることを特徴とする請求項１に記載の光ケーブル。
【請求項３】
前記防湿性フィルムは、ノンハロゲン系の材料からなることを特徴とする請求項１又は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、光ケーブルに係り、特に光ファイバーを収容したケーブルコアの外周を防湿性フィルムで覆い、その外側を外被で被覆した光ケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数本の光ファイバー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（外被）で被覆した光ケーブルが知られている（例えば、特許文献１〜５参照。）。
光ファイバーは水分に弱く、吸湿してしまうと強度の低下や伝送特性の悪化が生じてしまうので、光ケーブルのシースの内側に防湿層を備えることで、光ケーブル内部への透湿を抑制し、シースを透過した湿気が光ファイバーに達しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９９９７８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０７２５８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１０７２３２号公報
【特許文献４】特開２０１１−１４５３６３号公報
【特許文献５】特開２０１１−１１８３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献の場合、防湿層は、樹脂製の基材（例えば、ＰＥＴ、ＯＰＰ、ポリエチレンなどのプラスチックフィルム）の表面に、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタンなどの無機系の防湿性物質を含む防湿膜が形成されてなる防湿性フィルムによって構成されているため、光ケーブルの製造過程で受ける熱、特に、防湿層の外側にシースを押出成形する工程で溶融したシース材料（例えば、ポリエチレンやポリオレフィン系の難燃性樹脂材料など）と接した際に受ける熱によって基材が収縮するなど寸法変化を起こしてしまうことがある。
防湿性フィルムの基材が熱収縮すると、基材上に形成された防湿膜に亀裂が生じるなどして防湿層が損傷してしまうので、当初防湿性フィルムが有していた防湿性が得られず、光ケーブルの防湿性は設計値よりも低くなってしまうことがあった。
【０００５】
本発明の目的は、防湿性に優れた光ケーブルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
光ファイバーを収容したケーブルコアの外周を防湿性フィルムで覆い、その外側を外被で被覆した光ケーブルであって、
前記防湿性フィルムは、ＪＩＳ  Ｃ  ２１５１、２１項のｂ）に準拠した寸法変化試験により、前記外被を押出成形する際の溶融温度で１分間処理した後の寸法変化率が３．０％以下であることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光ケーブルにおいて、
前記防湿性フィルムは、非導電性材料からなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光ケーブルにおいて、
前記防湿性フィルムは、ノンハロゲン系の材料からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光ケーブルに用いる防湿性フィルムを選定する際に、予めＪＩＳ  Ｃ  ２１５１「電気用プラスチックフィルム試験方法」、２１項のｂ）に準拠した寸法変化試験を行い、外被を押出成形する際の溶融温度で１分間加熱処理した後の寸法変化率が３．０％以下である防湿性フィルムを選定するようにすることで、防湿性に優れた光ケーブルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光ケーブルであるスロット型光ファイバーケーブルを示す断面図である。
【図２】光ケーブルからコア部分を引き抜いた、防湿性フィルムと外被とからなる２層構成のチューブを示す断面図である
【図３】光ケーブルの透湿度の測定方法を示す説明図である。
【図４】光ケーブルであるスロットレス型光ファイバーケーブルを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る光ケーブル１０を示す断面図である。
光ケーブル１０は、図１に示すように、所定数の光ファイバー（光ファイバー心線）を収容したケーブルコア１１の外周を防湿性フィルム５で覆い、その外側を外被６で被覆してなるスロット型光ファイバーケーブルである。
【００１３】
光ケーブル１０のケーブルコア１１は、光ファイバーテープ心線３（以下、光心線３）を収容したスロットロッド２の外周に、押え巻きテープ４が巻かれた構成を有している。
スロットロッド２は、樹脂製の長尺部材であり、その中心部にテンションメンバ１が長手方向に沿って設けられている。このスロットロッド２の外周面には、長手方向に沿って複数条のスロット溝２ａが形成されており、各スロット溝２ａに複数枚の光心線３が積層状態で収容されている。
つまり、この光ケーブル１０のケーブルコア１１は、テンションメンバ１と、スロットロッド２と、光心線３と、押え巻きテープ４を備えている。
【００１４】
テンションメンバ１は、光ケーブル１０の敷設時などにおいて、光ケーブル１０にかかる張力から光ファイバーを守るための部材であり、例えば、単鋼線、鋼撚線、ＦＲＰ等を用いることができる。
スロットロッド２は、光心線３をスロット溝２ａ内に保持する部材である。スロットロッド２は、ノンハロゲン系の材料からなることが好ましく、例えば、高密度ポリエチレン等の樹脂材料からなる。
光心線３は、複数本（例えば図中４本）の光ファイバーを横一列に並べて樹脂で一体化したものであり、各スロット溝２ａにおいて、複数枚（例えば図中４枚）の光心線３が積層されている。
押え巻きテープ４は、スロット溝２ａに収容した光心線３が、スロット溝２ａから出ないように封入する機能を有している。なお、後述する防湿性フィルム５によってスロット溝２ａ内に光心線３を封入する場合、押え巻きテープ４を用いなくてもよい。
また、押え巻きテープ４を、例えば、不織布と吸水性ポリマーの複合体で構成して、吸水性を有する押え巻きテープとすれば、外被６の破損箇所などから浸み込む水滴をスロット溝２ａに侵入させないように防ぐことができる。
なお、押え巻きテープ４は、ノンハロゲン系の材料からなることが好ましい。
【００１５】
防湿性フィルム５は、ケーブルコア１１の周囲に縦添え巻き、あるいは横巻き（螺旋巻き）などにより巻き付けられて設けられている。防湿性フィルム５は、樹脂製の基材（樹脂フィルム）の表面に防湿性物質を含む防湿膜が形成されてなる防湿性を有するフィルム部材である。
この防湿性フィルム５は、ノンハロゲン系の材料からなることが好ましい。防湿性フィルム５の基材には、例えば、ＰＥＴ、ＯＰＰ、ポリエチレンなどの樹脂材料を用いることができる。また、防湿性フィルム５の防湿膜（防湿性物質）には、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタンなどの無機系の材料や、シロキサンなどの有機ケイ素化合物などを用いることができる。
【００１６】
また、防湿性フィルム５は、非導電性材料からなることが好ましい。防湿性フィルムの防湿性を向上させるために、防湿性フィルムにアルミ蒸着などを施す技術が知られている。しかしながら、アルミ蒸着などが施された導電性のフィルム材料を防湿性フィルムとして光ケーブル１０に用いると、光ケーブル１０が電力ケーブルと併設された際に電力ケーブルの誘導電界の影響を受けて光ケーブル１０に不具合が生じることがあり、また落雷による被害を受け易くなる。そのため、防湿性フィルム５には、導電性材料を用いないことが好ましいのである。
【００１７】
特に、本発明に係る光ケーブル１０には、ＪＩＳ  Ｃ  ２１５１「電気用プラスチックフィルム試験方法」、２１項のｂ）に準拠した寸法変化についての試験により、外被６を押出成形する際の溶融温度（例えば１９０℃）で１分間処理した後の寸法変化率が３．０％以下である防湿性フィルム５を用いる。
防湿性フィルム５は、外被６を押出成形する際に、溶融した樹脂材料に覆われて高温に晒されることで、熱収縮する寸法変化を起こす。本発明者が鋭意検討した結果、この熱収縮の収縮率である寸法変化率が３．０％以下であれば、防湿性フィルム５の防湿性能が機能低下しないことが分かった。
【００１８】
外被６は、防湿性フィルム５の周囲を覆うように、押出成形によって設けられている。
外被６は、ノンハロゲン系の材料からなることが好ましく、例えば、ポリエチレン（ＬＤＰＥやＬ−ＬＤＰＥなど）や、ＥＥＡ（エチレン−アクリル酸エチル共重合体）等のポリオレフィン系の難燃性樹脂材料からなる。
この外被６を押出成形する際、外被材料（例えば、ＬＤＰＥ、Ｌ−ＬＤＰＥ、ＥＥＡ等のポリオレフィン系の難燃性樹脂材料）の溶融温度は１９０℃である。なお、外被６となる外被材料の種類や、外被６の成形条件（厚みや表面性状など）等に応じて溶融温度を調整することがあるが、溶融温度は１９０±１０℃であることが好ましい。
【００１９】
なお、光ケーブル１０を構成するスロットロッド２、押え巻きテープ４、防湿性フィルム５、外被６等をノンハロゲン系の材料とすることによって、火災時や焼却時に光ケーブル１０から有毒ガスが発生し難くなるので、環境に優しいなどのメリットが期待できる。
【００２０】
次に、防湿性フィルム５の寸法変化率の測定方法について説明する。
本発明では、ＪＩＳ  Ｃ  ２１５１「電気用プラスチックフィルム試験方法」、２１項のｂ）に準拠した寸法変化試験によって、防湿性フィルム５の寸法変化率を測定した。
【００２１】
試験片のサイズは、幅約２０ｍｍ、長さ約１５０ｍｍとし、試験対象の防湿性フィルム５の縦方向から５個の試験片を切り出した。各試験片には、試験片の中央部を中心にして間隔１００ｍｍ±２ｍｍの標線を付けた。なお、試験片を切り出した防湿性フィルム５は、ケーブルコア１１の周囲に巻き付ける前のものである。
まず、恒温槽に入れる前の試料片の寸法（Ｌ０）を測定した。その試験片を１個、熱風循環式の恒温槽内に無荷重の状態で垂直に吊り下げ、恒温槽の扉を閉じ、槽内が２００℃に安定してから１分後に試験片を取り出した。試験片を室温まで冷却した後、加熱処理前に寸法測定した同じ部分でＪＩＳに規定する方法により試験片の寸法（Ｌ）を測定した。
試験片の寸法変化率Ｓ（％）は、以下の式で計算して求めた。
Ｓ（％）＝（（Ｌ０−Ｌ）／Ｌ０）×１００
Ｌ０：試験前の寸法（ｍｍ）
Ｌ：試験後の寸法（ｍｍ）
そして、５個の試験片の寸法変化率の平均値を、試験対象の防湿性フィルム５の寸法変化率とした。
この寸法変化率が３．０％以下の防湿性フィルム５を、本発明に係る光ケーブル１０に適用するようにした。
【００２２】
なお、外被６を押出成形する際の溶融温度は約１９０℃に設定されているが、防湿性フィルム５がより過酷な高温条件に晒される可能性を考慮して、試験温度を２００℃とした。
また、防湿性フィルム５の周囲に外被６が押出成形された後、冷却工程で外被６は冷却されるが、押出成形後の約１分間は外被６が１００℃以上の高温を維持している。そのため、少なくとも１分間、防湿性フィルム５は高温に晒されることを考慮して、試験時間を１分間とした。
【００２３】
次に、防湿用途に市販されているフィルム材料（表１参照、フィルムＮｏ．１〜１１）を防湿性フィルムとして用いた光ケーブルの防湿性能と、フィルム材料（防湿性フィルム）の寸法変化率（％）の相関について説明する。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
表１に示すように、フィルムメーカー各社から市販されているフィルム材料を１１種類用意した（フィルムＮｏ．１〜１１）。
防湿性フィルム５として用いる各フィルム材料（フィルムＮｏ．１〜１１）の基材と防湿素材（防湿性物質）は表１に示す通りである。なお、フィルム材料が同一基材、同一防湿素材であっても、基材と防湿膜の厚さや、基材と防湿膜の積層方法などはフィルム材料毎に異なる。但し、各フィルム材料の厚さは０．０２５ｍｍに統一した。
表１に示した各フィルム材料の寸法変化率（％）は、上記した方法によって求めたものである。また、各フィルム材料の初期透湿度（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２９Ａに準拠した乾湿センサー法（４０℃−９０％ＲＨ）により測定した値である。
【００２６】
このようなフィルム材料を防湿性フィルムとして用いた光ケーブル１０の防湿性能の判定に関し、光ケーブル１０における防湿性フィルム５と外被６の２層、つまり光ケーブル１０の外側２層の防湿性能の判定を行った。
この光ケーブルの防湿性能の判定用に、図１に示した構成のスロット型光ファイバーケーブルを作製した。
具体的に、スロットロッド２の外周に吸水性を有する押え巻きテープ４を１／３ラップで横巻きしてケーブルコア１１を形成し、そのケーブルコア１１の外周にフィルム材料（フィルムＮｏ．１〜１１）をそれぞれ防湿性フィルム５として用い、１／３ラップ巻きで約２０ｍの長さ間隔でフィルム材料（フィルムＮｏ．１〜１１）を連続的に横巻きして、外径約１５ｍｍで、長さ２２０ｍのコアを作製した。
この試験用のコアの外周に、押出成形時の樹脂溶融温度を１９０〜２００℃に設定した条件で、厚さ１．７±０．１ｍｍとなる外被６を形成して、光ケーブル１０を作製した。
なお、外被６を形成した後にケーブルコア１１に横巻きしたそれぞれのフィルム材料（フィルムＮｏ．１〜１１）の位置が判別できるように、外被６を形成する際に外被６の外表面におけるそれぞれのフィルムの切り替わり位置に白色ペンにて印を付けた。
なお、ダイスから押し出された直後の溶融樹脂の温度を非接触タイプの赤外線センサー温度計にて実測して調整しながら押出被覆を施した。この外被６には、ポリオレフィン系の難燃性樹脂材料（ＥＥＡをベース樹脂に難燃剤として水酸化マグネシウムを配合した難燃被覆材料）を用いた。
こうして作製した光ケーブル１０からケーブルコア１１部分を引き抜き、図２に示すような、防湿性フィルム５と外被６とからなる２層構成のチューブ５６を得て、このチューブ５６の防湿性能の判定を行った。
【００２７】
光ケーブル１０の防湿性能の判定の基準となる、防湿性フィルム５と外被６の２層構成のチューブ５６の透湿度（防湿性）は、図３に示す方法で測定した。
まず、防湿性能の判定用に作製した上記光ケーブル１０を４０ｃｍの長さに切断し、その切断したケーブルからケーブルコア１１部分を引き抜いて、試料となるチューブ５６を得た。
このチューブ５６の両端に、送気管６０が接続された金属キャップ５０を水密構造で取り付けて、そのチューブ５６を４０℃の恒温水槽４０に浸した。一方の送気管６０はガス供給源７０に接続され、他方の送気管６０は試料採取装置８０に接続されている。そして、ガス供給源７０からチューブ５６に向けて一定量のキャリアガスが送られるようになっており、試料採取装置８０はチューブ５６内に浸透した水蒸気を含むキャリアガスを採取するようになっている。
試料採取装置８０で採取されたキャリアガスに含まれる水蒸気量は、ガスクロマトグラフ９０により測定される。この水蒸気量の測定は３時間おきに行なわれ、直前に測定された値に対する差が±５％以内に４回連続しておさまったときに定常状態になったと判断し、測定された水蒸気の量を「一日あたりに試料（チューブ５６）を透過する水蒸気の量」に換算し、試料の表面積（外被の表面積）で割って、単位面積当たりの値を透湿度とした。
【００２８】
そして、その内部に浸透する水蒸気量が定常状態になったと判断されたチューブ５６を恒温水槽４０から取り出し、そのチューブ５６の内壁面に微小な水滴や結露が生じているか否か、ルーペ等を用いて観察した。なお、２４時間後にも定常状態にならない試料（チューブ５６）は、その時点で恒温水槽４０から取り出して観察した。
防湿性判定は、チューブ５６の内壁面に水滴が生じていない試料（チューブ５６）を合格「○」、チューブ５６の内壁面に水滴が生じていることが認められた試料（チューブ５６）を不合格「×」とした。その判定結果を表１に示す。
【００２９】
表１に示すように、フィルムＮｏ．３，６，７，９，１０，１１の６つの試料（チューブ５６）は、防湿性判定が合格「○」となった。防湿性判定が合格になったフィルムＮｏ．３，６，７，９，１０，１１のフィルム材料（防湿性フィルム）は、上記した２００℃×１分の加熱処理後の寸法変化率が３．０％以下であった。なお、防湿性判定が合格になった６つの試料（チューブ５６）の定常状態での透湿度は０．５０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であった。
一方、フィルムＮｏ．１，２，４，５，８の５つの試料（チューブ５６）は、防湿性判定が不合格「×」となった。防湿性判定が不合格になったフィルムＮｏ．１，２，４，５，８のフィルム材料（防湿性フィルム）は、上記した２００℃×１分の加熱処理後の寸法変化率が３．０％を超える値であった。なお、防湿性判定が不合格になった５つの試料（チューブ５６）は定常状態にならず、その透湿度は０．６０ｇ／ｍ２・ｄａｙを超える値であった。
【００３０】
以上のように、初期透湿度の値が小さい防湿性フィルム５であっても、ＪＩＳ  Ｃ  ２１５１「電気用プラスチックフィルム試験方法」、２１項のｂ）に準拠した寸法変化試験で、外被６の溶融温度に相当する２００℃（１９０±１０℃）で１分間処理した後の寸法変化率が３．０％を超えてしまう防湿性フィルム５は、外被６を押出成型する際の熱により収縮してしまい、防湿性フィルム５表面の防湿膜に亀裂・破損が生じるなどして防湿性が悪化し、光ケーブル１０（チューブ５６）の防湿性能が低下してしまうことが分かった。
これに対し、外被６の溶融温度に相当する２００℃（１９０±１０℃）で１分間処理した後の寸法変化率が３．０％以下の防湿性フィルム５は、外被６を押出成型する際の熱による収縮は僅かであり、防湿性フィルム５表面の防湿膜に亀裂・破損は生じず、光ケーブル１０（チューブ５６）の防湿性能を維持することができる。
【００３１】
このように、光ケーブル１０に用いる防湿性フィルム５を選定する際に、予めＪＩＳ  Ｃ  ２１５１「電気用プラスチックフィルム試験方法」、２１項のｂ）に準拠した寸法変化試験を行い、外被６の溶融温度に相当する２００℃（１９０±１０℃）で１分間加熱処理した後の寸法変化率が３．０％以下であった防湿性フィルム５を選定するようにすればよい。
そうすることで、これまで防湿性フィルム５の初期透湿度の値からだけでは予測が付き難かった、光ケーブル１０としての防湿性能の良否を判断しやすくなり、防湿性に優れた光ケーブル１０を製造することが可能になる。
【００３２】
なお、以上の実施の形態において、光ケーブル１０は、スロット型光ファイバーケーブルを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、スロットレス型光ファイバーケーブルに本発明を適用してもよい。
例えば、図４に示すように、光心線３の周囲に、例えば４本の巻き付け材７を螺旋状に巻回して緩衝層を形成したケーブルコア２１を有し、そのケーブルコア２１の外周を防湿性フィルム５で覆い、その外側を外被６で被覆してなるスロットレス型の光ケーブル２０に本発明を適用してもよい。つまり、図４に示す光ケーブル２０の防湿性フィルム５が、ＪＩＳ  Ｃ  ２１５１、２１項のｂ）に準拠した寸法変化試験により、外被６を押出成形する際の溶融温度で１分間処理した後の寸法変化率が３．０％以下の条件を満たすものも、本発明に含まれる。
なお、スロットレス型の光ケーブル２０の場合、例えば、２本のテンションメンバ１が外被６に埋設され、その長手方向に配されている。また、押え巻きとして機能する防湿性フィルム５の周面に沿い、２本の引裂紐８がケーブルの長手方向に埋設されている。この引裂紐８は、外被６の剥ぎ取りを容易にすべく設けられた部材である。
【００３３】
また、以上の実施の形態において市販品の防湿性フィルム５（フィルム材料Ｎｏ．１〜１１）を用いたが、防湿性フィルム５は、基材（樹脂フィルム）の表面に予め防湿性物質を含む防湿膜が形成されている既製品を用いるのでなく、例えば、光ケーブルの製造過程におけるケーブルコアに防湿性フィルム５を巻き付ける工程において、基材（樹脂フィルム）の表面に防湿性物質を塗布するなどコーティングして形成した防湿性フィルム５であってもよい。この場合、防湿性フィルム５を形成しつつ、形成された防湿性フィルム５をケーブルコア１１に直ちに巻き付けるようにしてもよい。
【００３４】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    光ケーブル
１１    ケーブルコア
１      テンションメンバ
２      スロットロッド
２ａ    スロット溝
３      光心線（光ファイバー）
４      押え巻きテープ
５      防湿性フィルム
６      外被
２０    光ケーブル
２１    ケーブルコア
７      巻き付け材
８      引裂紐
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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