特開 2024-145453 光ファイバユニットおよび光ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024145453

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】光ファイバユニットおよび光ケーブル

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/44 20060101AFI20241004BHJP

【ＦＩ】

G02B6/44 381

G02B6/44 366

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023057812

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】秋山 竹將

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 文昭

【テーマコード（参考）】

2H201

【Ｆターム（参考）】

2H201AX03

2H201AX13

2H201AX17

2H201AX20

2H201BB06

2H201BB08

2H201BB60

2H201BB65

2H201BB80

2H201DD13

2H201DD33

2H201KK02

2H201KK07

2H201KK08

2H201KK17

2H201KK28C

2H201KK32C

2H201KK34C

2H201KK42C

2H201KK43C

2H201KK63

2H201KK65

2H201KK72

2H201KK73

2H201KK76

(57)【要約】

【課題】光ファイバ心線を取り出す際の作業性が良好な光ファイバユニットを提供する。
【解決手段】光ファイバユニットは、複数の光ファイバ心線と、前記複数の光ファイバ心線を覆うチューブと、を有し、前記チューブの引張伸び率が１００％以上５００％以下である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の光ファイバ心線と、
前記複数の光ファイバ心線を覆うチューブと、を有し、
前記チューブの引張伸び率が１００％以上５００％以下である、
光ファイバユニット。

【請求項2】

前記チューブの引張強さが５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下である、請求項１に記載の光ファイバユニット。

【請求項3】

前記チューブが、
ポリブチレンテレフタレートとポリエーテルのブロック共重合体と、
シリカと、を含有し、
前記シリカの含有量が、前記ブロック共重合体１００質量部に対して１．６質量部以上２．６質量部以下である、
請求項１または請求項２に記載の光ファイバユニット。

【請求項4】

複数の請求項１または請求項２に記載の光ファイバユニットと、
前記複数の光ファイバユニットを覆うケーブル外被と、を有する、
光ケーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光ファイバユニットおよび光ケーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、光ファイバケーブルとして、複数の光ファイバ心線をまとめた光ファイバユニットをチューブで覆ったものを複数束ねて、ケーブル外被で覆ったルースチューブ型ケーブルが知られている（特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１３４２６７号公報

【特許文献2】国際公開第２０２１／２４１４８５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ルースチューブ型ケーブルを使用する場合、チューブによって覆われた光ファイバユニットを取り出す際には、通常チューブを人の手で裂くことによりチューブ内部に収容された光ファイバを露出させている。しかしながら、チューブを裂く作業に手間取る場合があることや、作業時に光ファイバを損傷させてしまう可能性があるという課題があった。したがって、チューブを手で裂く作業の効率性、すなわち手切れ性を改善することが求められている。

【0005】

本開示は、光ファイバ心線を取り出す際の作業性が良好な光ファイバユニットおよび光ケーブルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の実施形態に係る光ファイバユニットは、
複数の光ファイバ心線と、前記複数の光ファイバ心線を覆うチューブとを有し、
前記チューブの引張伸び率が１００％以上５００％以下である。

【0007】

本開示の実施形態に係る光ケーブルは、複数の上記光ファイバユニットと、前記複数の光ファイバユニットを覆うケーブル外被とを有する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、光ファイバ心線を取り出す際の作業性が良好な光ファイバユニットおよび光ケーブルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本開示の一実施形態に係る光ケーブルの断面図である。

【図2】図２は、光ファイバ心線の一例を示す断面図である。

【図3】図３は、実施例および比較例に係るチューブの引張強さおよび引張伸び率を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
（１）本開示の実施形態に係る光ファイバユニットは、
複数の光ファイバ心線と、
前記複数の光ファイバ心線を覆うチューブと、を有し、
前記チューブの引張伸び率が１００％以上５００％以下である。

【0011】

上記（１）の光ファイバユニットは、チューブの引張伸び率が５００％以下であるため、手切れ性が良く、光ファイバ心線を取り出す際の作業性が良好である。また、チューブの引張伸び率が１００％以上であるため、チューブを成形する時の押出し性や外観に優れる。

【0012】

（２）上記（１）の光ファイバユニットは、前記チューブの引張強さが５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であってもよい。

【0013】

引張強さが５ＭＰａより小さいと、敷設時の張力で破断するおそれがあり、外観も悪くなる。また、引張強さが３０ＭＰａより大きいと、手切れ性が悪くなる。上記（２）の光ファイバユニットは、引張強さが適切な範囲であるため、引張伸び率を適切な範囲に制御しやすく、光ファイバ心線を取り出す際の作業性に特に優れる。

【0014】

（３）上記（１）または（２）の光ファイバユニットは、前記チューブが、ポリブチレンテレフタレートとポリエーテルのブロック共重合体と、シリカと、を含有し、前記シリカの含有量が、前記ブロック共重合体１００質量部に対して１．６質量部以上２．６質量部以下であってもよい。

【0015】

上記（３）の光ファイバユニットは、チューブの伸縮性を低下させるシリカが添加されており、チューブの引張伸び率を適切な範囲に制御できる。これにより、光ファイバ心線を取り出す際の作業性に特に優れる。

【0016】

（４）本開示の光ケーブルは、複数の上記（１）から（３）のいずれかの光ファイバユニットと、前記複数の光ファイバユニットを覆うケーブル外被とを有する。

【0017】

上記（４）の光ケーブルは、収容されている光ファイバユニットを覆うチューブの手切れ性が良く、光ファイバ心線を取り出す際の作業性が良好である。

【0018】

［本開示の実施形態の詳細］
本開示の実施形態に係る光ファイバユニットおよび光ケーブルの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0019】

図１は、本実施形態に係る光ケーブル１の一例を示す断面図である。光ケーブル１は、複数の光ファイバユニット１０と、複数の光ファイバユニット１０を覆うケーブル外被２０とを備える、ルースチューブ型ケーブルである。それぞれの光ファイバユニット１０は、複数の光ファイバ心線１１と、複数の光ファイバ心線１１を覆うチューブ１２とを備える。

【0020】

複数の光ファイバ心線１１は、並列に配置されて光ファイバテープ心線としてチューブ内部に収容されている。図１に示す例では、光ファイバ心線１１が１２本並列に並べられて光ファイバテープ心線を構成している。光ファイバテープ心線は光ファイバ心線１１同士が間欠的に連結された間欠リボンであり、複数の光ファイバ心線１１が並列に配置された状態で、隣接する光ファイバ心線１１間が連結された連結部と、隣接する光ファイバ心線１１間が連結されていない非連結部とが長手方向に間欠的に設けられている。

【0021】

図２は、光ファイバ心線１１の一例を示す断面図である。図２に示すように、光ファイバ心線１１はガラスファイバ１１１と、ガラスファイバ１１１を覆う樹脂層１１２とを有する。ガラスファイバ１１１はコア１１１ａと、コア１１１ａよりも低い屈折率を有するクラッド１１１ｂとを有し、クラッド１１１ｂがコア１１１ａを囲むように設けられている。コア１１１ａおよびクラッド１１１ｂはそれぞれガラス製の部材、例えばＳｉＯ_２ガラスからなる。樹脂層１１２はプライマリ層１１２ａと、セカンダリ層１１２ｂと、着色層１１２ｃとを有する。樹脂層１１２は、例えば、オリゴマー、モノマー及び光重合開始剤を含む紫外線硬化性樹脂組成物を硬化させて形成することができる。

【0022】

ガラスファイバ１１１の直径は通常１２５μｍ程度であり、樹脂層１１２の総厚は例えば７０μｍ以下である。光ファイバ心線１１の直径は例えば２４５μｍ以上２６５μｍ以下、細径のものでは例えば１８０μｍ以上２２０μｍ以下である。

【0023】

チューブ１２は、複数の光ファイバ心線１１を覆っている。図１の例では、複数の光ファイバテープ心線が一つのチューブ１２内に収容されている。防水特性を高めるために、チューブ１２の内部にジェリーや吸水ヤーンが充填されていてもよい。

【0024】

チューブ１２の厚さは、材料にもよるが、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下程度である。

【0025】

チューブ１２は、軟質材料で構成される。軟質材料とは、例えばヤング率が１０ＭＰａ以上４００ＭＰａ以下の樹脂材料である。チューブ１２を構成する材料の例としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）や直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、熱可塑性エラストマーが挙げられる。

【0026】

熱可塑性エラストマーは、熱可塑性樹脂の性質とエラストマーの性質の両方を有する材料である。チューブを構成する材料として用いられる熱可塑性エラストマーの例としては、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）とポリエーテルのブロック共重合体のようなポリエステル系熱可塑性エラストマーや、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）が挙げられる。

【0027】

チューブ１２は、無機フィラーを含んでもよい。無機フィラーの例としては、シリカ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。無機フィラーを添加する態様は特に限定されず、無機フィラーを単独で添加してもよいし、適宜選択された樹脂材料に無機フィラーを分散させたペレットの形態で添加してもよい。

【0028】

チューブ１２にシリカを添加すると、チューブ１２の引張伸び率を小さくすることができる。シリカの添加量はチューブ１２を構成する軟質材料の特性に応じて適宜調整できるが、典型的には軟質材料１００質量部に対して０．１質量部以上５．０質量部以下程度であり、好ましくは１．０質量部以上３．０質量部以下である。例えばチューブ１２の軟質材料としてＰＢＴとポリエーテルのブロック共重合体を使用する場合、シリカの含有量は、ブロック共重合体１００質量部に対して１．６質量部以上２．６質量部以下であることが好ましい。

【0029】

チューブ１２に水酸化アルミニウムまたは炭酸カルシウムを添加すると、難燃性や低発煙性が向上する。

【0030】

光ファイバユニット１０は、引裂紐１３を有していてもよい。引裂紐１３は光ファイバ心線の長手方向に沿って設けられている。引裂紐１３を引っ張ってチューブ１２を裂くことにより、チューブ１２内部の光ファイバ心線１１を取り出すことができる。光ファイバユニット１０の断面視において、引裂紐１３の少なくとも一部はチューブ１２に埋没していてもよい。

【0031】

図１に示すように、光ケーブル１は、複数の光ファイバユニット１０を備えている。図１には６個の光ファイバユニット１０を備える例を示しているが、光ファイバユニットの数は特に限定されない。また、図１ではチューブ１２が真円形の断面を有しているが、チューブ１２は軟質材料で構成されているため、容易に変形可能である。チューブ１２が容易に変形可能であることで、光ケーブル１に収容される光ファイバ心線１１の密度を高めることができる。

【0032】

光ケーブル１は、複数の光ファイバユニット１０を覆うケーブル外被２０を有している。ケーブル外被２０は高密度ポリエチレンなどの硬質材料で構成される。硬質材料とは、例えばヤング率が８００ＭＰａ以上１２００ＭＰａ以下の樹脂材料である。

【0033】

光ケーブル１は、ケーブル外被２０の内側に吸水テープ３０を備えていてもよい。吸水テープ３０を備えることにより、光ケーブルの防水特性が向上する。

【0034】

光ケーブル１は、引裂紐４０を備えていてもよい。引裂紐４０を引っ張ってケーブル外被２０を裂くことにより、内部に収容された光ファイバユニット１０を取り出すことができる。

【0035】

光ケーブル１は、テンションメンバ５０を備えていてもよい。テンションメンバ５０は、例えば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）やアラミド繊維で構成され、光ファイバ心線１１に過度の応力がかかることを防止する。図１に示す例ではテンションメンバ５０は断面視において光ケーブルの中心に一つ配置されているが、テンションメンバ５０の位置は限定されず、２つ以上のテンションメンバ５０を設けられていてもよい。

【0036】

光ファイバユニット１０は、チューブ１２の引張伸び率が１００％以上５００％以下である。チューブ１２の引張伸び率が５００％以下であるため、手切れ性が良く、光ファイバ心線１１を取り出す作業の効率が向上する。また、チューブ１２の引張伸び率が１００％以上であるため、チューブ１２を成形する時の押出し性に優れる。チューブ１２の引張伸び率は、例えばチューブ１２の材料の種類、添加するフィラーの種類、フィラーの添加量により調整できる。チューブ１２の引張伸び率は１５０％以上４５０％以下が好ましく、２００％以上４００％以下がより好ましい。

【0037】

本明細書における引張伸び率とは、破断伸び率と同義であり、引張試験において破断する時の伸び率をいう。引張伸び率は、例えば実施例に記載の方法で測定できる。

【0038】

光ファイバユニット１０のチューブ１２は、引張強さが５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であってもよい。引張強さがこの範囲であると、引張伸び率を適切な範囲に制御しやすい。チューブ１２の引張強さは１０ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下であることがより好ましい。

【0039】

本明細書における引張強さとは、引張試験においてサンプルが破断するまでに加えられる最大応力である。具体的には引張試験において破断するまでにサンプルに加えられた最大の試験力を、サンプルの断面積で除した値（単位：ＭＰａ）である。

【実施例0040】

（チューブの作製）
例１から例１８について、表１および表２に示す組成によって材料を押出成形機（株式会社プラスチック工学研究所製、型式：φ３０横型）に投入し、ダイスを通して外径５ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍのチューブを成形した。なお、成形時の温度は使用する材料に応じて１５０℃から２００℃の範囲で適宜調整した。

【0041】

表１、２に示す各材料の詳細は以下の通りである。
低密度ポリエチレンＡ：ＬＬＤＰＥとＥＶＡの混合物に水酸化アルミニウムを添加したもの（例えば、アビエント社製ＥＣ－８５００）
低密度ポリエチレンＢ：ＬＬＤＰＥ（例えば、ＮＵＣ社製ＤＦＤＪ７５４０）
低密度ポリエチレンＢ共重合体：ＬＬＤＰＥ７８質量％、オレフィン系樹脂１２質量％、ＨＤＰＥ系樹脂１０質量％の共重合体
熱可塑性エラストマーＡ：プロピレン／α－オレフィン共重合体（例えば、三井化学社製タフマー（登録商標）ＰＮ－３５６０）
熱可塑性エラストマーＢ：環状オレフィン共重合体（例えば、三井化学社製ＡＰＬ６０１１Ｔ）
熱可塑性エラストマーＣ：ＰＢＴとポリエーテルのブロック共重合体（例えば、東レ社製ハイトレル（登録商標）４７６７Ｎ）
熱可塑性エラストマーＤ：ＰＢＴとポリエーテルのブロック共重合体（例えば、東レ社製ハイトレル３０４６）
熱可塑性エラストマーＥ：ＰＢＴとポリエーテルのブロック共重合体（例えば、東レ社製ハイトレルＧ３５４８ＬＮ）

【0042】

シリカ：シリカは、ＬＬＤＰＥにシリカを練り込んだペレットの形態で添加した。ペレット中のシリカ含有量は１０％である。例えば「シリカ１質量部」は、当該ペレットを１０質量部添加したことを示す。
シリコーン：シリコーンは、ＬＤＰＥにシリコーンを練り込んだペレットの形態で添加した。ペレット中のシリコーン含有量は５０％である。例えば「シリコーン５質量部」は、当該ペレットを１０質量部添加したことを示す。
ポリプロピレン：ポリプロピレンは、ペレットの形態で添加した。
炭酸カルシウム：炭酸カルシウムは、粉体の形態で添加した。

【0043】

（評価）
作製したチューブについて、下記の方法により引張伸び率、引張強さ、押出し性、手切れ性および外観を評価した。

【0044】

＜引張伸び率および引張強さ＞
各チューブについて内径３．８５ｍｍ、肉厚０．１５ｍｍのチューブサンプルを切り出した。引張試験機（島津製作所社製、型番：ＡＧ－ＸＰｌｕｓ）を用いて、切り出したサンプルを５００ｍｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、サンプルが破断するまでの伸び率と応力を測定した。破断直前におけるサンプルの伸び率（％）と最大応力（ＭＰａ）をそれぞれ引張伸び率、引張強さとした。引張伸び率の計算式は下記の通りである。
引張伸び率（％）＝（破断直前の標点間距離－試験前の標点間距離）／試験前の標点間距離×１００
引張伸び率および引張強さの測定結果を表１、２に示す。また、図３は横軸を引張強さ、縦軸を引張伸び率として各チューブの測定結果をプロットしたグラフである。図３において、黒丸は後述の押出し性、手切れ性、外観すべての評価がＡまたはＢである例を表し、白丸は押出し性、手切れ性、外観のうち少なくとも一つの評価がＣである例を表している。

【0045】

＜押出し性＞
チューブを押出成形する際、塗布切れを起こさずに良好に成形が行えたものをＡ、塗布切れを起こし成形不良が生じたものをＣ、その中間をＢとした。押出し性の評価結果を表１に示す。

【0046】

＜手切れ性＞
熟練した作業者がチューブを手で裂き、チューブの手切れ性を評価した。切るのに過度な力を必要とせず、手切れ性が特に良好であるものをＡ、手切れ性が良好であり許容可能な水準にあるものをＢ、切るために過度な力が必要であり手切れ性が不良であるものをＣとした。手切れ性の評価結果を表１、２に示す。

【0047】

＜外観＞
チューブを手で触り、チューブ表面の状態を評価した。表面が平滑なものをＡ、表面がザラザラしているものをＣ、その中間をＢとした。

【0048】

【表1】

【0049】

【表2】

【0050】

例１から例７が実施例であり、例８から例１８が比較例である。表１に示されるように、引張伸び率が１００％以上５００％以下の範囲内であるチューブは、優れた押出し性を有し、かつ手切れ性が良好である。特に、ブロック共重合体（熱可塑性エラストマーＣ）１００質量部に対して、シリカを１．６質量部以上２．６質量部以下添加した場合（例５から例７）、引張伸び率を１００％以上５００％以下の良好な範囲に制御できる。また、引張強さが５ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下であれば、敷設時の張力で破断することも無く、手切れ性、外観も良好である。

【符号の説明】

【0051】

１：光ケーブル
１０：光ファイバユニット
１１：光ファイバ心線
１１１：ガラスファイバ
１１１ａ：コア
１１１ｂ：クラッド
１１２：樹脂層
１１２ａ：プライマリ層
１１２ｂ：セカンダリ層
１１２ｃ：着色層
１２：チューブ
１３：引裂紐
２０：ケーブル外被
３０：吸水テープ
４０：引裂紐
５０：テンションメンバ

【図1】

【図2】

【図3】