JP2009116017A - 光ケーブル及び光ケーブルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】押え巻きテープの除去と共に粗巻き紐の除去も同時に除去することができ、ケーブルの解体時及び光ファイバ分岐時の被覆除去性に優れた光ケーブルとその製造方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ心線１４を収納した溝付きスロット１２の外周に、粗巻き紐１５と押え巻きテープ１６とシース１７とを順に施してなる光ケーブルで、粗巻き紐１５は、押え巻きテープ１６の内面に接して接着され、スロット１２には接着されないようにする。粗巻き紐１５は熱可塑性樹脂を含み、シース１７の成形時の熱により押え巻きテープ１６に溶着される。また、粗巻き紐１５は、少なくとも２層以上の融点の異なる複数の材料層でテープ状に形成されていて、融点の低い方の材料層１５ａが押え巻きテープ１６に接するように巻付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、溝付きスロットの溝内に多数本の光ファイバ心線を収納し、スロットの外周に粗巻き紐、押え巻きテープ、及びシースを順に施してなる光ケーブル及び光ケーブルの製造方法に関する。

情報通信の進展により光ケーブルを用いたネットワーク化が進むなかで、使用済み光ケーブルの廃棄量も増大しているが、地球環境保護と資源の有効利用の観点から、光ケーブルのリサイクルに対する対応が求められている。光ケーブルのリサイクルを実施するに当たって、リサイクルコストやリサイクル品の品質、また、リサイクルを考慮した光ケーブルに関して、今までにも種々の提案がなされている。

光ケーブルは、単心のものから１０００心を超えるものもある。代表的な光ケーブル１としては、図２（Ａ）に示すように、中心にテンションメンバ３を埋設一体化し、複数の溝２ａを外周に設けたプラスチック材からなるスロット２（スペーサとも言う）により構成される。スロット２の溝２ａは螺旋状又はＳＺ状に形成され、溝２ａ内には複数本の光ファイバ心線又はテープ状の光ファイバ心線４が集線され収納される。

光ケーブル１の製造過程で、光ファイバ心線４を溝２ａ内に収納した直後、溝２ａから光ファイバ心線４が脱落する（特に、ＳＺ状スロットの場合）のを防止するために、粗巻き紐５がスロット２の外周に直ちに螺旋状に、比較的粗いピッチで巻き付けられる。粗巻き紐５が施されたスロット２の外周には、ケーブル内への止水又はシース成形時の熱絶縁のための押え巻きテープ６（上巻テープとも言う）を螺旋巻きあるいは縦添えで施し、その外側をシース７（外被とも言う）で被覆して光ケーブル１とされる。水走り防止のためには、押え巻きテープ６は吸水性を持つ材料で構成される。

通常、この押え巻きテープ６としては、幅広のテープが用いられ、スロット２の外周面に、テープの一部が重なるように螺旋状に巻かれる。一般に、この巻き方を横巻きの重ね巻きと言う。そして、粗巻き紐５と押え巻きテープ６とは、図２（Ａ）に示すようにお互いクロスするように巻かれているか、お互い平行になるように巻かれている。

図２（Ａ）の光ケーブル１をリサイクルのために解体する場合、まず、シース７に切込みを入れて、これを剥ぎ取り回収手段により回収する。次いで、図２（Ｂ）に示すように、シース７が除去されて露出された押え巻きテープ６に、カッター８ａを当ててでり込みを入れ、押え巻きテープ６を切断すると共に粗巻き紐５を切断する。切断された押え巻きテープ６及び粗巻き紐５の屑は、自然に落下するか、解体装置のダイス１０でスロット表面をしごくことによって、強制的に落下させることにより回収廃棄するようにしている。

しかしながら、押え巻きテープ６と粗巻き紐５に対して、カッター８ａにより切込みを入れたとき、押え巻きテープ６は幅広テープで且つ摩擦がある程度大きいので切断は容易であるが、図２（Ｂ）に示すように、粗巻き紐５が切断されずに残ってしまうことがある。この理由としては、カッター８ａがスロット２のリブ部にある粗巻き紐に当たる場合は、リブ部が壁となって粗巻き紐が逃げないため比較的切断し易いが、スロット２の溝部２ａに跨る粗巻き紐は、カッター８ａに対し逃げるため切断されないことがある。また、一端が切断された粗巻き紐は、張力が開放された状態となって弛むため、カッター８ａが当たっても切断されずにスロット２の長手方向に逃げてしまうことがある。

粗巻き紐５に切断できない部分が生じると、スロット２に巻き付いた紐自体が緩み易くなって、リブ部上の粗巻き紐５に対しての切断ができなくなることがある。そのため、切断が不十分となり、粗巻き紐５と押え巻きテープ６を自然に落下させて完全に除去することは困難となることがある。さらに、ダイス１０等を用いてスロット表面をしごいて除去する場合も、粗巻き紐５は、溜まり絡まって毛玉状に固まって、押え巻きテープ６の切断を妨げたり、ダイス１０の通し穴を塞いでスロット２の移動が停止されるなどの障害を発生し、効率のよいケーブル解体ができないという問題があった。

上記のような問題を改善する方法として、例えば、図２（Ｃ）に示すように、押え巻きテープ６が露出された後、光ケーブル１の長手方向に押え巻きテープ６の上から、間欠カッター８ｂで、間欠的な切込み９ｂを入れて、粗巻き紐５が短い長さとなるように切断しておく。この後、カッター８ａで押え巻きテープ６に切込み９ａ入れてターン毎の短片に切断し、この押え巻きテープ６の内側で、予め、間欠カッター８ｂによって短く切断されている粗巻き紐５を落下させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、粗巻き紐５が毛羽だったり、絡まって毛玉状に固まったりしないように、粗巻き紐５にモノフィラメント、撚られた繊維束、細幅で平坦な帯状等のものを用いることも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００７−２１２５２２号公報 特開２００７−２１２５２３号公報

図２（Ｃ）の解体方法を用いる場合、間欠カッター８ｂを別途設置する必要があると共に、粗巻き紐５の巻きピッチに応じた切込みタイミングを設定する必要があり、事前に解体する光ケーブルの構成に関する情報を知っておく必要があるが、取得することができない場合もあり、作業準備に時間を要するという問題がある。さらに、光ファイバの中間分岐の被覆除去作業では利用することが難しい。

特許文献２に開示のように粗巻き紐５に特殊のものを用いる場合は、毛羽立ちや絡み等の発生を少なくすることは期待できるとしても完全ではなく、また、特殊の紐を用いるためコスト高となる。
また、光ファイバの分岐作業は、電柱上やパケット車上というような作業環境の悪い状況で行うことが多く、できるだけ簡単で短時間に行えることが要望されている。

本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、押え巻きテープの除去と共に粗巻き紐の除去も同時に除去することができ、ケーブルの解体時及び光ファイバ分岐時の被覆除去性に優れた光ケーブルとその製造方法の提供を目的とする。

本発明による光ケーブルは、光ファイバ心線を収納した溝付きスロットの外周に、粗巻き紐と押え巻きテープとシースとを順に施してなる光ケーブルで、粗巻き紐は、押え巻きテープの内面に接して接着され、スロットには接着されていないことを特徴とする。粗巻き紐は熱可塑性樹脂を含み、シースの成形時の熱により押え巻きテープに溶着される。また、粗巻き紐は、少なくとも２層以上の融点の異なる複数の材料層でテープ状に形成されていて、融点の低い方の材料層が押え巻きテープに接するように巻付けられ、融点の低い方の材料としては、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を用いることができる。

また、本発明による光ケーブルの製造方法は、光ファイバ心線を収納した溝付きスロットの外周に、粗巻き紐と押え巻きテープとシースとを順に施してなる光ケーブルの製造方法で、シースの加熱温度により、粗巻き紐が押え巻きテープの内面に溶着し、スロットに溶着しないように、シースの加熱温度を制御することを特徴とする。

本発明の光ケーブルによれば、光ケーブルの解体に際して、シースを除去してリサイクルを図り、押え巻きテープの除去と同時に粗巻き紐も除去することができ、解体の作業性を向上することができる。また、光ファイバの分岐作業に際しても、シースを除去した領域の押え巻きテープと粗巻き紐を同時に除去でき、被覆除去作業の時間短縮を図ることができる。

図１により本発明の実施の形態を説明する。図１（Ａ）は本発明による光ケーブルの一例を説明する図、図１（Ｂ）は光ケーブルの被覆部分の断面構造を示す図、図１（Ｃ）は粗巻き紐の一例を説明する図である。図中、１１は光ケーブル、１２はスロット、１２ａは溝、１３はテンションメンバ、１４は光ファイバ心線、１５は粗巻き紐、１５ａ，１５ｂ，１５ｃは材料層、１６は押え巻きテープ、１７はシース、１８は溶着部を示す。

本発明による光ケーブル１１は、図１（Ａ）に示すように、例えば、中心にテンションメンバ１３（抗張力体とも言う）を埋設一体化し、複数の溝１２ａを設けたプラスチック材からなるスロット１２（スペーサとも言う）により構成される。スロット１２の溝１２ａは、螺旋状又はＳＺ状に形成され、溝１２ａ内には複数本の光ファイバ心線又はテープ状の光ファイバ心線１４が収納される。光ケーブル１１の製造過程で、光ファイバ心線１４が、溝１２ａ内に収納された後で押え巻きテープ１６を巻付ける前に、溝１２ａから脱落するのを（特に、ＳＺスロットの場合）防止するために、粗巻き紐１５がスロット１２の外周に、例えば、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度のピッチで巻付けられている。

粗巻き紐１５は、例えば、テープ形状のものが用いられ、後述するように、熱可塑性樹脂製のものが用いられる。粗巻き紐１５が施されたスロット１２の外周には、ケーブル内への止水のため、又はシース成形時に加熱されたシース用の溶融樹脂材が光ファイバ心線に直接接触しないように熱絶縁用としての押え巻きテープ１６が施される。押え巻きテープ１６には、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等の繊維からなる不織布等が用いられ、テープ幅としては、例えば、１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度のものを用いることができる。

この押え巻きテープ１６は、スロット１２上に重ね巻きあるいは隙間を有しない密接巻きで施され、その外側をシース１７（外被とも言う）で被覆して光ケーブル１１とされる。押え巻きテープ１６は、スロット１２内に収納された光ファイバ心線１４が外に飛び出さないように、粗巻き紐１５による保持を補強する。

図１（Ｂ）のケーブル被覆部分の断面図は、本発明による特徴部分を説明するもので、スロット１２の外面に巻付けられた粗巻き紐１５の上から、押え巻きテープ１６が巻付けられ、押え巻きテープ１６の外周にはシース１７で被覆される。粗巻き紐１５と押え巻きテープ１６が接する部分は、溶着部１８により接着された状態とされる。しかし、粗巻き紐１５は、押え巻きテープ１６には溶着（接着）されるが、スロット１２上の面には溶着（接着）されないようなものが用いられる。

また、本発明においては、シース１７を押え巻きテープ１６の外面に成形するときの熱で、粗巻き紐１５が部分的に溶融し、押え巻きテープ１６に接する部分で熱溶着して接着される形態が好ましい。図１（Ｃ）は、前記の接着形態を実現させるのに適した粗巻き紐の構成例を説明する図である。すなわち、粗巻き紐１５を細幅のテープ状で、少なくとも２層以上の融点が異なる材料層（例えば、１５ａ，１５ｂ，１５ｃの３層）で形成する。

粗巻き紐１５をスロット１２の外面に巻付ける際に、巻付けの外側となって押え巻きテープ１６と接する側の材料層１５ａを、シース１７の成形時の熱で溶融可能な材料で形成する。そして、スロット１２に巻付ける際に、巻付けの内側となってスロット１２の面に接する材料層１５ｂは、シース１７の成形時の熱では溶融せず、接着もしない材料で形成する。中間の材料層１５ｃは無くてもよいが、両面の材料層１５ａと１５ｂを支持するベース層とし、また、熱伝導の低い材料で形成することにより、スロット１２に接する材料層１５ｂ側の温度を、押え巻きテープ１６に接する材料層１５ａ側の温度より低くすることが可能となる。

次に、押え巻きテープ１６と接する側の材料層１５ａに、直鎖状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）を用いて、種々のシース温度で、粗巻き紐１５と押え巻きテープ１６との溶着、粗巻き紐１５とスロット１２との溶着についての評価を行った。
表１は、図１（Ｃ）の粗巻き紐１５を、Ｌ−ＬＤＰＥのみで形成した場合（１層、厚さ０.０５ｍｍ）と、押え巻きテープ１６と接する側の材料層１５ａにＬ−ＬＤＰＥ、スロット１２と接する側の材料層５ｂをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、中間層１５ｃを無しで形成した場合（２層、厚さＬ−ＬＤＰＥ０.０２５ｍｍ、ＰＥＴ０.０２５ｍｍ）とを比較評価した例である。

上記の表１の結果から、粗巻き紐１５とスロット１２との溶着を防止するには、粗巻き紐１５を少なくとも２層構造とし、押え巻きテープ１６と接する側の材料層１５ａを融点の低いもので形成し、スロット１２と接する側の材料層１５ｂを融点が高くスロット１２の材料と相性が悪く溶着しにくいもので形成することが、有用であると言える。

表２は、粗巻き紐１５をＬ−ＬＤＰＥの１層で形成し、粗巻き紐１５の厚さとシース温度を変えて評価したもので、粗巻き紐１５の厚さにより、押え巻きテープ１６とスロット１２側との温度差等による影響を調べてみた。

上記の表２の結果から、粗巻き紐１５の厚さを増加させていくと、押え巻きテープ１６との溶着性は低下する。これは、粗巻き紐１５の厚さの増加に伴って質量増による熱容量が増加し、溶着に必要な加熱温度が高くなることによるものと思われる。他方、粗巻き紐１５の厚みが増加することにより、厚み方向の熱抵抗が増加し、粗巻き紐１５の両面間の温度差が大きくなり、これにより、粗巻き紐１５とスロット１２とが接する側の温度が低下し、スロット１２との溶着性が低下するとものと思われる。この表２からは、１層の粗巻き紐１５であれば、厚さは０.０５ｍｍ以上で、シース温度を１７０℃〜２１０℃の範囲で選択設定することにより、本発明を実現することが可能であると言える。

表３は、押え巻きテープ１６に、比較的に耐熱性のある融点の高い高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ナイロン（ＮＹ）を用いて、シース１７及びスロット１２には溶着しない樹脂材料で形成する。そして、粗巻き紐１５は、厚み０.０５ｍｍで、Ｌ−ＬＤＰＥ又はＨＤＰＥの１層で形成し、シース温度を変えて評価したものである。

上記の表３の結果から、粗巻き紐１５に融点の高いＨＤＰＥを用いるより、これより融点の低いＬ−ＬＤＰＥを用いる方が、粗巻き紐１５は押え巻きテープ１６に溶着されやすくなる。他方、粗巻き紐１５はスロット１２に対しては、ＨＤＰＥ又はＬ−ＬＤＰＥの何れを用いても、同程度の接着性を有している。ただ、押え巻きテープ１６にＰＰ，ＮＹ等の耐熱性のものを用いることにより、スロット１２との接着性を更に弱めることができる。また、この表３からは、粗巻き紐１５に、厚さ０.５ｍｍで１層のＬ−ＬＤＰＥを用いる場合は、シース温度を１８０℃〜２００℃の範囲で、１層のＨＤＰＥを用いる場合は、シース温度を１９０℃〜２００℃の範囲で制御することにより、本発明を実現することが可能であると言える。

上述した光ケーブルが、幹線光ケーブルとして布設された後、ケーブルの途中部分で光ファイバを分岐する必要が生じたとする。この場合、光ケーブルのシースの所定長さ（通常、５０ｃｍ程度）を剥ぎ取って、被覆を除去する。シースを剥ぎ取ると、押え巻きテープが露出するので、適当な個所にカッター等を用いて切れ目を入れて切裂きの始端部分を作り、押え巻きテープを幅方向に切裂き切断する。次いで、押え巻きテープを巻きほぐして剥ぎ取る。このとき、押え巻きテープの内面には、粗巻き紐が溶着されているので、押え巻きテープの剥ぎ取りと同時に、粗巻き紐も一体となって同時に剥ぎ取ることができ、作業効率を高めることができる。また、粗巻き紐が周囲に飛散して、作業周辺への悪影響を防止することができる。

また、光ケーブルを解体しリサイクルするに際しては、押え巻きテープと粗巻き紐が接着一体となっているため、図２（Ｂ）で説明したような、粗巻き紐が毛玉状になって解体作業を阻害するようなことから防止することができる。また、図２（Ｃ）のような間欠カッターを用いて、粗巻き紐を短く切断する必要もなく、解体作業を効率よくスムーズに実施することができる。

本発明の概略を説明する図である。 従来技術を説明する図である。

符号の説明

１１…光ケーブル、１２…スロット、１２ａ…溝、１３…テンションメンバ、１４…光ファイバ心線、１５…粗巻き紐、１５ａ…押え巻きテープと接する側の材料層、１５ｂ…スロットの面に接する材料層、１５ｃ…中間の材料層、１６…押え巻きテープ、１７…シース、１８…溶着部。

Claims (5)

1. 光ファイバ心線を収納した溝付きスロットの外周に、粗巻き紐と押え巻きテープとシースとを順に施してなる光ケーブルであって、
   前記粗巻き紐は、前記押え巻きテープの内面に接して接着され、前記スロットには接着されていないことを特徴とする光ケーブル。
2. 前記粗巻き紐は熱可塑性樹脂を含み、前記シースの成形時の熱により溶着されていることを特徴とする請求項１に記載の光ケーブル。
3. 前記粗巻き紐は、少なくとも２層以上の融点の異なる複数の材料層でテープ状に形成されていて、融点の低い方の材料層が前記押え巻きテープに接するように巻付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ケーブル。
4. 前記粗巻き紐の融点の低い方の材料層が、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であることを特徴とする請求項３に記載の光ケーブル。
5. 光ファイバ心線を収納した溝付きスロットの外周に、粗巻き紐と押え巻きテープとシースとを順に施してなる光ケーブルの製造方法であって、
   前記シースの加熱温度により、前記粗巻き紐が前記押え巻きテープの内面に溶着し、前記スロットに溶着しないように、前記シースの加熱温度を制御することを特徴とする光ケーブルの製造方法。

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