JP2005017380A - 光ファイバケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】損失特性、側圧特性と光ファイバ心線の口出し性を向上せしめる光ファイバケーブルおよびその製造法を提供することにある。
【解決手段】単数または複数の光ファイバ心線３の周囲に第１シース５で一括し、この周囲に第２シース７で一括してなる光ファイバケーブル１において、前記第１シース５が発泡性の樹脂、前記第２シース７が非発泡性の樹脂からなり、第２シース７の融点は第１シース５の融点よりも高く、かつ、両者の融点の差が３０℃以内であり、かつ前記第１シース５と前記第２シース７とが接合されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、損失特性を向上せしめるようにした光ファイバケーブルおよびその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバケーブルに要求される重要な項目として、側圧印加時に損失増が生じにくいケーブルであることが挙げられる。この要求条件を満たす構造としての光ファイバケーブル１０１は、図６に示されているように、複数の光ファイバ心線１０３と光エレメント用抗張力体１０５（テンションメンバ）とが引き揃えられた状態で、その周囲に発泡樹脂からなる第１シース１０７で一括シースし、この第１シース１０７の外周に第２シース１０９でシースした構造が有効な手段の一つとして考えられる。このとき、第１シース１０７は光ファイバ心線１０５に対してクッションの役目を果たしている。前記第２シース１０９の外周部の一部にノッチ部１１１が形成されている。
【０００３】
また、発泡樹脂からなる第１シース１０７としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂またはポリウレタンなどの熱硬化樹脂に発泡剤を混入し押出時の温度で発泡させる化学発泡を利用したものや押出の際にガスを注入するガス発泡を利用したものなどが好適に使用される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−８３３８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した光ファイバケーブル１０１でも良好な機能を達成できるが、シースが第１シース１０７と第２シース１０９による２層構造になっていると共に第１シース１０７と第２シース１０９とは接着されていないため、作業者がノッチ部１１１より引き裂いて口出しを行った際に第１シース１０７が残ってしまうため、再度第１シース１０７の引き裂き作業を行わなければならず、口出しが困難という欠点がある。
【０００６】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、損失特性、側圧特性と光ファイバ心線の口出し性を向上せしめる光ファイバケーブルおよびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明の光ファイバケーブルは、単数または複数の光ファイバ心線の周囲に第１シースで一括し、この周囲に第２シースで一括してなる光ファイバケーブルにおいて、前記第１シースが発泡性の樹脂、前記第２シースが非発泡性の樹脂からなり、第２シースの融点は第１シースの融点よりも高く、かつ、両者の融点の差が３０℃以内であり、かつ前記第１シースと前記第２シースとが接合されていることを特徴とするものである。
【０００８】
したがって、前記第１シースに発泡性の樹脂を使用することにより側圧特性が向上される。かつ前記第１シースと前記第２シースとが接合されているから、第２シースを引き裂くと第１シースも同時に引き裂かれるので、口出し性が向上されると共に良好な損失特性が得られる。また、第２シースの融点は第１シースの融点よりも高く、かつ、両者の融点の差が３０℃以内の樹脂であるから、第１シースと第２シースとが容易に接合される。
【０００９】
請求項２によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項１記載の光ファイバケーブルにおいて、前記第２シースの外周部にノッチ部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
したがって、前記第２シースの外周部にノッチ部が形成されているから、ノッチ部から第２シースの引き裂きが容易に行われるので、第１シースと第２シースとが一緒に引き裂けて容易に口出しされる。
【００１１】
請求項３によるこの発明の光ファイバケーブルは、請求項１または２記載の光ファイバケーブルにおいて、前記第１シースの発泡度が１０〜６０％であるを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、前記第１シースの発泡度を１０〜６０％としたことにより、外部応力に対する緩衝作用が十分で、損失特性、側圧特性および光ファイバ心線の口出し性のすべての特性が良好である。
【００１３】
請求項４によるこの発明の光ファイバケーブルの製造方法は、単数または複数の光ファイバ心線の周囲に発泡性の樹脂からなる第１シースで一括する工程と、この第１シースの周囲に非発泡性の樹脂からなり、前記第１シースの融点よりも高い融点を有し、かつ融点の差が３０℃以内の第２シースで一括する工程とからなり、前記第１シースと前記第２シースとが接合されて、光ファイバケーブルを製造することを特徴とするものである。
【００１４】
したがって、単数または複数の光ファイバ心線の周囲に発泡性の樹脂からなる第１シースで一括シースされているから、側圧特性が向上される。かつ第１シースの周囲に非発泡性の樹脂からなる第２シースで一括すると共に前記第１シースと前記第２シースとが接合されているから、第２シースを引き裂くと第１シースも同時に引き裂かれるので、口出し性が向上されると共に良好な損失特性が得られる。
【００１５】
また、第２シースの融点は第１シースの融点よりも高く、かつ、両者の融点の差が３０℃以内の樹脂であるから、第１シースと第２シースとが容易に接合される。
【００１６】
請求項５によるこの発明の光ファイバケーブルの製造方法は、請求項４記載の光ファイバケーブルの製造方法において、前記第２シースの外周部にノッチ部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
したがって、前記第２シースの外周部にノッチ部が形成されているから、ノッチ部から第２シースの引き裂きが容易に行われる。
【００１８】
請求項６によるこの発明の光ファイバケーブルの製造方法は、請求項４または５記載の光ファイバケーブルにおいて、前記第１シースの発泡度が１０〜６０％であることを特徴とするものである。
【００１９】
したがって、前記第１シースの発泡度を１０〜６０％としたことにより、外部応力に対する緩衝作用が十分で、損失特性、側圧特性および光ファイバ心線の口出し性のすべての特性が良好である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図１を参照するに、この実施の形態に係る光ファイバケーブル１としては、単数又は複数例えば４心の０．２５ｍｍφの光ファイバ心線３を備えており、この複数の光ファイバ心線３を断面が円形形状の発泡樹脂からなる第１シース５で一括シースし、さらに、この第１シース５を断面が円形形状の非発泡樹脂からなる第２シース７で一括シースされている。また、前記第１シース５の近傍における第２シース７内には平行で両脇（図１において上下）に配置された例えば鋼線又はＦＲＰ、ガラス繊維、アラミド繊維からなる抗張力体９が設けられている。
【００２２】
図２には図１に代わる他の実施の形態が示されている。図２において図１における部品と同じ部品には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２３】
図２において、前記第２シース７内に抗張力体９が設けられず、光ファイバ心線３にガラス繊維、アラミド繊維などの抗張力繊維１１が引き揃えた状態で第１シース５の内側に設けられている。
【００２４】
図３には図１に代わる他の実施の形態が示されている。図３において図１における部品と同じ部品には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２５】
図３において、前記第２シース７内に抗張力体９が設けられず、光ファイバ心線３に例えば鋼線又はＦＲＰからなる抗張力体９が引き揃えた状態で第１シース５の内側に設けられている。しかも、前記第２シース７の外周の一部にはノッチ部１３が形成されている。
【００２６】
図４には図１に代わる他の実施の形態が示されている。図４において図１における部品と同じ部品には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２７】
図４において、図１における０．２５ｍｍφの光ファイバ心線３の代わりに例えば６心の光ファイバテープ心線１５が設けられ、この光ファイバテープ心線１５の周囲にガラス繊維、アラミド繊維などの抗張力繊維１１が設けられ、これらを断面が矩形形状の発泡樹脂からなる第１シース５で一括シースし、さらに、この第１シース５を断面が矩形形状の非発泡樹脂からなる第２シース７で一括シースされている。
【００２８】
上記図１〜図４において、第１シース５の外周と第２シース７の内周とが接合（接着）されている。前記第１シース５は上述したごとく発泡樹脂からなっていて、この発泡樹脂としては例えばポリエチレン、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂に、発泡剤を混入し押出時の温度で発泡させる化学発泡を利用したものや押出の際にガスを注入するガス発泡を利用したものなどが好適に使用される。
【００２９】
前記第２シース７は前記第１シース５よりも融点が高く、かつ両者の融点の差が３０℃以内の樹脂を用いるのが有効である。樹脂は同じ材料でも分子鎖の分岐状態あるいは分子量を変えたもの、あるいは異なる材料の樹脂を用いたり、あるいはまたベース樹脂にカーボン、シリカなど無機フィラーを混入させる等により得ることができる。
【００３０】
すなわち、ケーブルシース工程で、その熱で第１シース５（ユニットシース）の表面を融解し、第２シース７（ケーブルシース）と接着させる。ここで、第２シース７（ケーブルシース）に比べ第１シース５（ユニットシース）の融点が同じか高すぎると、ケーブルシース時に第１シース５（ユニットシース）が溶解しないあるいは溶解しにくくなるため、接着が達成されない。一方、低すぎると第１シース５（ユニットシース）が多量に溶解してしまい発泡構造が壊れてしまうため、側圧特性の効果がなくなってしまうばかりか、場合によっては損失特性が劣化する可能性がある。実験の結果、第１シースは第２シースよりも融点が低く、かつ、両者の融点の差がおおよそ３０℃以内の樹脂を用い、しかも、第２シース７（ケーブルシース）の樹脂をシースする際に、第１シース５（ユニットシース）をその融点以上の温度で加熱せしめることにより、良好な融着性を得ることがわかった。
【００３１】
材料の組み合わせとしては、例えば第１シースが低密度ポリエチレン（融点１００℃）の場合は第２シースは直鎖状低密度ポリエチレン（融点１２０℃）、第１シースが直鎖状ポリエチレン（融点１２０℃）の場合は、第２シースは高密度ポリエチレン（融点１３０℃）、第１シースが高密度ポリエチレン（融点１３０℃）の場合は第２シースはポリプロピレン（融点１６０℃）の組合わせが有効である。
【００３２】
上記構成により、前記第１シース５に発泡性の樹脂を使用することにより側圧特性を向上させることができる。かつ前記第１シース５と前記第２シース７とが接合（接着）されているから、第２シース７を引き裂くと第１シース５も同時に引き裂かれるので、口出し性を向上させることができると共に良好な損失特性を得ることができる。図３に示されているように、第２シース７の外周の一部にノッチ部１３が形成されていると、第２シース７を容易に引き裂くことができる。また、第１シース５の融点は第２シース７よりも低く、両者の融点の差を３０℃以内の樹脂とすることにより、容易に接合（接着）せしめることができる。
【００３３】
つぎに、光ファイバケーブルの製造方法について説明する。
【００３４】
図５（ａ），（ｂ）には光ファイバケーブル１の製造ラインが示されている。例えば、図３に示す光ファイバケーブル１を製造する場合は、図５（ａ）に示す工程において例えば鋼線又はＦＲＰ、ガラス繊維、アラミド繊維からなる抗張力体９が複数のボビン１７から引き出されると共に光ファイバ心線３がボビン１９から引き出されて集合し、押出し機の押出しヘッド２１に送り込まれると共に例えば発泡性ポリエチレンＰ１が供給されると、この押出しヘッド２１で第１シース５が前記光ファイバ心線３と抗張力体９の周囲に被覆されボビン２３に巻き取られる。ついで、図５（ｂ）に示す工程で押出し機の押出しヘッド２５に送り込まれると共に例えば第１シース５より融点の高いポリエチレンＰ２が供給されると、この押出しヘッド２５では第２シース７（ケーブルシース）が一体被覆されて図３に示されているような光ファイバケーブル１がボビン２７に巻き取られて、光ファイバ１を得ることができる。そして、第２シース７には第２押出しヘッド２５のニップル部においてノッチ部１３が形成される。
【００３５】
（実施例１）
図２に示すように４本のＳＭ０．２５ｍｍφ素線からなる光ファイバ心線３と、アラミド繊維からなる抗張力繊維１１を引きそろえ、発泡性の第１シース５をシースしたユニットを作製した。
【００３６】
発泡性の第１シース５は低密度ポリエチレンに発泡剤を混入した材料を用いた。第１シース厚は０．５ｍｍである。
【００３７】
第２シース７には種々の融点の材料（種々の分子量を有するポリエチレンまたはポリプロピレ）を用い、第２シース７の厚さは１ｍｍ、外径は約４ｍｍに仕上げた。
【００３８】
表１に試作した光ファイバケーブル１の損失特性、側圧特性、心線口出し性、外観、製造性について調査した結果を示す。
【００３９】
損失特性については○印はケーブル化後の損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ（１．５５μｍ）以下と良好なものであり、×印は０．２５ｄＢ／ｋｍ（１．５５μｍ）を超え実用上問題のあるものである。側圧特性については○印は荷重５０ｋｇ／１００ｍｍ幅において損失増が０．１ｄＢ以下（１．５５μｍ）と良好なものであり、×印は０．１ｄＢを超え、実用上問題のあるものである。
【００４０】
【表１】

試作例１〜１１は第１シース５の発泡度を４０％とし、第２シース７の融点を変化させた場合の結果である。
【００４１】
試作例１〜３は第２シース７の融点が第１シース５の融点に等しいか低い場合で、第１シース５と第２シース７とが接合されておらず、第２シース７を引き裂こうとしても第１シース５を同時に引き裂くことができず口出し性に問題があった。
【００４２】
試作例４〜９は第２シース７の融点が第１シース５の融点よりも高くその差が３０℃以内の場合で、上記のすべての特性に問題はなかった。
【００４３】
試作例１０〜１１は第２シース７の融点が第１シース５の融点より高くその差が３０℃を超える場合で、発泡層が融けて第１シース５内面の表面状態が悪くなるため損失特性が悪くなり、発泡層が融けて外観が悪くなり、また、第１シース５の発泡層が融けてしまうため製造性にも問題がある。
【００４４】
以上の結果から第２シース７の融点は第１シース５の融点よりも高く、かつ、両者の融点の差が３０℃以内であることにより良好な特性が得られることが明らかになった。
【００４５】
試作例１２〜１３は押出し温度を第２シース７の融点よりも４０〜４５℃高く設定した場合であるが、すべての特性に問題はなかった。
【００４６】
試作例７、１４〜２２は第２シース７の融点を第１シース５の融点よりも２０℃高くし、第１シース５の発泡度は０〜８０％に変化させて試作した結果である。
【００４７】
試作例１４〜１５は第１シース５の発泡度が０〜５％と１０％未満の場合で側圧特性において０．３ｄＢの損失が発生した。発泡度が１０％未満であると外部応力に対する緩衝作用が不十分であり、側圧特性が低下してしまうためである。
【００４８】
試作例１６〜２０は第１シース５の発泡度が１０〜６０％の場合で、すべての特性が良好であった。
【００４９】
試作例２１〜２２は第１シース５の発泡度が７０〜８０％と６０％を超える場合で、空隙部が多すぎるため均一な形状が得られないようになって製造が困難であり製造性に問題があった。
【００５０】
以上の結果から第１シース５の発泡度は１０〜６０％が好適であることが明らかになった。
【００５１】
（実施例２）
図３に示すように、４本のＳＭ０．２５ｍｍφ素線からなる光ファイバ心線３と３本のＦＲＰからなる抗張力体とを引きそろえ、発泡性の第１シース５をシースしたユニットを作製した。
【００５２】
発泡性の第１シース５は高密度ポリエチレンに発泡剤を混入した材料を用いた。第１シース厚は０．５ｍｍである。
【００５３】
第２シース７には種々の融点の材料（種々の分子量を有するポリエチレンまたはポリプロピレ）を用い、第２シース７の厚さは１ｍｍ、外径は約４ｍｍに仕上げた。
【００５４】
表２に試作した光ファイバケーブルについて同様に損失特性、側圧特性、心線口出し性、外観、製造性について調査した結果を示す。
【００５５】
損失特性については○印はケーブル化後の損失が０．２５ｄＢ／ｋｍ（１．５５μｍ）以下と良好なものであり、×印は０．２５ｄＢ／ｋｍ（１．５５μｍ）を超え実用上問題のあるものである。側圧特性については○印は荷重５０ｋｇ／１００ｍｍ幅において損失増が０．１ｄＢ以下（１．５５μｍ）と良好なものであり、×印は０．１ｄＢを超え、実用上問題のあるものである。
【００５６】
【表２】

試作例２３〜３３は第１シース５の発泡度を４０％とし、第２シース７の融点を変化させた場合の結果である。
【００５７】
試作例２３〜２５は第２シース７の融点が第１シース５の融点に等しいか低い場合で、第１シース５と第２シース７とが接合されておらず、第２シース７を引き裂こうとしても第１シース５を同時に引き裂くことができず口出し性に問題があった。
【００５８】
試作例２６〜３１は第２シース７の融点が第１シース５の融点よりも高くその差が３０℃以内の場合で、上記のすべての特性に問題はなかった。
【００５９】
試作例３２〜３３は第２シース７の融点が第１シース５の融点より高くその差が３０度を超える場合で、発泡層が融けて第１シース５内面の表面状態が悪くなるため損失特性が悪くなり、発泡性が融けて外観が悪くなり、また、第１シース５の発泡層が融けてしまうため製造性にも問題がある。
【００６０】
以上の結果から第２シース７の融点は第１シース５の融点よりも高く、かつ、両者の融点の差が３０℃以内であることにより良好な特性が得られることが明らかになった。
【００６１】
試作例２９、３４〜４２は第２シース７の融点を第１シース５の融点よりも２０℃高くし、第１シース５の発泡度は０〜８０％に変化させて試作した結果である。
【００６２】
試作例３５〜３６は第１シース５の発泡度が０〜５％と１０％未満の場合で側圧特性において０．３ｄＢの損失が発生した。発泡度が１０％未満であると外部応力に対する緩衝作用が不十分であり、側圧特性が低下してしまうためである。
【００６３】
試作例３７〜４０は第１シース５の発泡度が１０〜６０％の場合で、すべての特性が良好であった。
【００６４】
試作例４１〜４２は第１シース５の発泡度が７０〜８０％と６０％を超える場合で、空隙部が多すぎるため均一な形状が得られないようになって製造が困難であり製造性に問題があった。
【００６５】
表２から第２シース７の融点は第１シース５の融点よりも高く、両者の差が３０℃以内であることにより良好な特性が得られることが明らかになった。
【００６６】
また、第１シース５の発泡度は１０〜６０％が好適であることが明らかになった。
【００６７】
なお、第１シース５の発泡度が１０〜６０％の範囲であれば、第１シース５の肉厚は０．２ｍｍ以上において良好な損失特性、側圧特性、心線口出し性が得られる。また肉厚の上限は大きいほど良好な特性が得られるが、ケーブルの外径が大きくなりすぎるため、１．５ｍｍ程度までが好適である。したがって、発泡度は１０〜６０％、肉厚０．２〜１．５ｍｍ程度が好適である。
【００６８】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００６９】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、前記第１シースに発泡性の樹脂を使用することにより、側圧特性を向上させることができる。かつ前記第１シースと前記第２シースとが接合されているから、第２シースを引き裂くと第１シースも同時に引き裂かれるので、口出し性を向上させることができると共に良好な損失特性を得ることができる。
【００７０】
また、前記第１シースと前記第２シースとに同じ組成の材料を用い、かつ、両者の融点の差が３０℃以内の樹脂であるから、第１シースと第２シースとを容易に接合することができる。
【００７１】
請求項２の発明によれば、前記第２シースの外周部にノッチ部が形成されているから、ノッチ部から第２シースの引き裂きを容易に行うことができるので、第１シースと第２シースとが一緒に引き裂けて容易に口出しを行うことができる。
【００７２】
請求項３の発明によれば、前記第１シースの発泡度を１０〜６０％としたことにより、外部応力に対する緩衝作用が十分で、損失特性、側圧特性および光ファイバ心線の口出し性のすべての特性を良好にすることができる。
【００７３】
請求項４の発明によれば、単数または複数の光ファイバ心線の周囲に発泡性の樹脂からなる第１シースで一括シースされているから、側圧特性を向上させることができる。かつ第１シースの周囲に非発泡性の樹脂からなる第２シースで一括すると共に前記第１シースと前記第２シースとが接合されているから、第２シースを引き裂くと第１シースも同時に引き裂かれるので、口出し性を向上させることができると共に良好な損失特性を得ることができる。
【００７４】
また、前記第１シースと前記第２シースとに同じ組成の材料を用い、かつ、両者の融点の差が３０℃以内の樹脂であるから、第１シースと第２シースとを容易に接合することができる。
【００７５】
請求項５の発明によれば、前記第２シースの外周部にノッチ部が形成されているから、ノッチ部から第２シースの引き裂きを容易に行うことができる。
【００７６】
請求項６の発明によれば、前記第１シースの発泡度を１０〜６０％としたことにより、外部応力に対する緩衝作用が十分で、損失特性、側圧特性および光ファイバ心線の口出し性のすべての特性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の光ファイバケーブルの断面図である。
【図２】図１に代わる別の光ファイバケーブルの断面図である。
【図３】図１に代わる別の光ファイバケーブルの断面図である。
【図４】図１に代わる別の光ファイバケーブルの断面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は光ファイバケーブルを製造する製造ラインの第１、第２工程を示した図である。
【図６】光ファイバケーブルの断面図である。
【符号の説明】
１ 光ファイバケーブル
３ 光ファイバ心線
５ 第１シース
７ 第２シース
９ 抗張力体
１１ 抗張力繊維
１３ ノッチ部
１５ 光ファイバテープ心線
１７、１９、２３、２７ ボビン
２１ 第１押出しヘッド
２５ 第２押出しヘッド

Claims (6)

1. 単数または複数の光ファイバ心線の周囲に第１シースで一括し、この周囲に第２シースで一括してなる光ファイバケーブルにおいて、前記第１シースが発泡性の樹脂、前記第２シースが非発泡性の樹脂からなり、第２シースの融点は第１シースの融点よりも高く、かつ、両者の融点の差が３０℃以内であり、かつ前記第１シースと前記第２シースとが接合されていることを特徴とする光ファイバケーブル。
2. 前記第２シースの外周部にノッチ部が形成されてい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。
3. 前記第１シースの発泡度が１０〜６０％であることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバケーブル。
4. 単数または複数の光ファイバ心線の周囲に発泡性の樹脂からなる第１シースで一括する工程と、この第１シースの周囲に非発泡性の樹脂からなり、前記第１シースの融点よりも高い融点を有し、かつ、融点の差が３０℃以内の第２シースで一括する工程とからなり、第２シース工程は第２シースの融点よりも４０℃〜５０℃高い温度で押出し、前記第１シースと前記第２シースとが接合されて、光ファイバケーブルを製造することを特徴とする光ファイバケーブルの製造方法。
5. 前記第２シースの外周部にノッチ部が形成されていることを特徴とする請求項４記載の光ファイバケーブルの製造方法。
6. 前記第１シースの発泡度が１０〜６０％であることを特徴とする請求項４または５記載の光ファイバケーブルの製造方法。

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