JP7795564B2

JP7795564B2 - マイクロダクト用樹脂管

Info

Publication number: JP7795564B2
Application number: JP2024008690A
Authority: JP
Inventors: 穂高堀越; 遼槻川原; 昭典番場; 孔也田口
Original assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Current assignee: Ube Exsymo Co Ltd
Priority date: 2024-01-24
Filing date: 2024-01-24
Publication date: 2026-01-07
Anticipated expiration: 2044-01-24
Also published as: JP2025114171A; WO2025158766A1

Description

本発明は、光ファイバケーブルを挿入布設するマイクロダクト用樹脂管に関する。

大径のメインダクト内に配設された細径のマイクロダクトに光ファイバケーブルを挿入布設する所謂マイクロダクトシステム工法は、一度管路（マイクロダクト）を布設すれば、大規模な工事をすることなく光ファイバケーブルの追加・変更・更新が可能であることから、欧米で広く導入されている。一般に、マイクロダクトシステム工法では、高圧圧縮空気でマイクロダクト内に光ファイバケーブルを圧送して挿通させる方法や、空気圧送式押込みと固体式押込みとを併用する方法が適用されている（例えば、特許文献１参照。）。

いずれの方法でも、マイクロダクトを構成する管には、低摩擦で、ケーブルが座屈しにくく、空気圧送特性が良好であることが求められる。従来、空気圧送光ケーブル用管（パイプ・チューブ）としては、ポリエチレンなどの合成樹脂で形成されたものが用いられている（例えば、特許文献２，３参照。）。特許文献２には、合成樹脂からなるパイプ本体と、このパイプ本体の内壁面に半ば埋設された状態のスパイラル状のワイヤとからなる空気圧送光ケーブル用パイプが提案されている。また、特許文献３には、ビカット軟化点１２０～１４０℃、密度０．９５０～０．９７０ｇ／ｃｍ^３、オルゼン剛性７５００～１３０００ｋｇ／ｃｍ^２のポリエチレンからなるプラスチックパイプが提案されている。

特開２００１－３０９５１９号公報特開平５－３２３１２８号公報特開平１０－６２６６５号公報

近年、光ファイバケーブルの挿入布設距離が更に長距離化しており、マイクロダクト用樹脂管にも、より低摩擦で、空気圧送や固体式押込みがしやすいものが求められている。しかしながら、前述した従来の樹脂管は、ケーブルとの摺動性が劣っており、長距離布設には適さないという課題がある。

そこで、本発明は、光ファイバケーブルの挿入布設性能に優れたマイクロダクト用樹脂管を提供することを目的とする。

本発明に係るマイクロダクト用樹脂管は、光ファイバケーブルが挿入布設されるマイクロダクト用樹脂管であって、外径が４～４０ｍｍ、内径が２～３８ｍｍ、厚さが１～３ｍｍであり、２以上の層で構成されており、少なくとも最内層は、断面が略円形状であり、非反応性シリコーンガム又は非反応性シリコーンゴムを０．０５～１０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成され、最外層は直下の層の全面に密着して形成されており、前記最内層は、厚さが全体厚さの５～３０％であり、ＪＩＳＫ７１２５に規定される方法に準拠し、接触面の寸法を６３ｍｍ×６３ｍｍ、測定時の荷重を５０ｇ、テーブルの移動速度を１００ｍｍ／ｍｉｎとして、摩擦係数測定器により測定した高密度ポリエチレンに対する動摩擦係数が０．２以下である。
前記ポリエチレン樹脂は、密度が異なる２種類以上のポリエチレンを含んでいてもよく、少なくとも密度が０．９１～０．９７ｇ／ｃｍ^３のポリエチレンと、密度が０．９１～０．９３ｇ/ｃｍ^３のポリエチレンを用いることができる。その場合、前記ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び／又は直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを含み、前記低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び前記直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の含有量が０．０１～２０質量％でもよい。
また、本発明のマイクロダクト用樹脂管の最外層は、例えば、非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成してもよい。その場合、最内層と最外層との間に１又は２層以上の中間層を設けてもよく、この中間層は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成することができる。
又は、最内層と最外層との間に１又は２層以上の中間層を設け、この中間層は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成し、最外層は非反応性のシリコーンガム、シリコーンゴム及びシリコーンオイルから選択されるいずれか１種を０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成してもよい。
本発明のマイクロダクト用樹脂管は、例えば、任意の位置での外径の最大値と最小値をノギスで測定し、算術平均により算出した扁平率を１０％以下にすることができる。

本発明によれば、光ファイバケーブルと接触する内面を低摩擦化することができるため、光ファイバケーブルの挿入布設性能を向上させることができる。

本発明の実施形態の樹脂管の構造例を示す断面図である。Ａ及びＢは本発明の実施形態の樹脂管の他の構造例を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る樹脂管は、光ファイバケーブルが挿入布設されるマイクロダクト用樹脂管であって、少なくとも内面が非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成されている。ここでいう「内面」は、光ファイバケーブルと接触する中空側の面をいう。また、光ファイバケーブルの挿入方法は、空気圧送式押込み、固体式押込み又はこれらの併用のいずれでもよい。

［構造］
図１及び図２Ａ，Ｂは本発明の実施形態の樹脂管の構造例を示す断面図である。本実施形態の樹脂管は、図１に示す樹脂管１のように単一の樹脂層１１のみで構成された単層構造、図２Ａに示す樹脂管２のように内層２１及び外層２２で構成される２層構造、図２Ｂに示す樹脂管３のように内層３１、外層３２及び中間層３３を有する３層構造のいずれでもよい。また、図２Ｂに示す中間層３３は、複数層で構成されていてもよく、ポリエチレン以外の樹脂又は素材で形成された層を含んでいてもよい。

図１に示す単層構造の樹脂管１の場合、樹脂層１１全体が非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成される。また、図２Ａに示す２層構造の樹脂管２の場合、内層２１及び外層２２の両方が非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成されていてもよいが、製造コストの増加抑制の観点から、外層２２は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成することが好ましい。これにより、製造コストを削減しつつ内面２０に摺動性を付与することができる。

更に、図２Ｂに示す３層構造の樹脂管３の場合、少なくとも内層３１が非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成されていればよい。中間層３３及び外層３２も非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成してもよいが、製造コストの増加抑制の観点から、中間層３３は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成することが好ましい。一方、外層３２は、製造コスト増加抑制の観点からは非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成することが好ましいが、非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成することで、外面にも摺動性を付与することができる。

樹脂管１，２，３のサイズは、マイクロダクトの仕様に応じて適宜選択することができるが、例えば、外径４～４０ｍｍ、内径２～３８ｍｍ、厚さ１～３ｍｍとすることができる。また、図２Ａに示す２層構造の樹脂管２の場合、内層２１の厚さは全体厚さ（内層２１及び外層２２の総厚）に対して１～５０％であることが好ましく、より好ましくは５～３０％である。更に、図２Ｂに示す３層構造の樹脂管３の場合、内層３１及び外層３２の厚さはそれぞれ全体厚さ（内層３１、外層３２及び中間層３３の総厚）に対して１～４５％であることが好ましく、より好ましくは５～３０％である。

樹脂管１，２，３の長さは、特に限定されず、マイクロダクトの仕様や生産設備などに応じて適宜選択することができる。また、樹脂管１，２，３の内面及び／又は外面には、凹凸状及び螺旋状などの表面加工が施されていてもよい。

［非反応性シリコーン］
本実施形態の樹脂管１，２，３では、内面１０，２０，３０を構成するポリエチレン樹脂に０．０１～２０質量％の範囲で非反応性シリコーンが含有されている。非反応性シリコーン含有量が０．０１質量％未満の場合、内面１０，２０，３０の摺動性を向上させる効果が得られず、また、２０質量％を超えて添加しても摺動性の更なる向上は期待できず、製造コストの増加を招く上に、成形性（賦形性）も低下する。なお、内面１０，２０，３０の摺動性と製造コストのバランスの観点から、ポリエチレン樹脂中の非反応性シリコーン量は、０．０５～１０質量％とすることが好ましい。

本実施形態の樹脂管１，２，３に用いられる非反応性シリコーンは、反応性官能基を有しないシリコーンであればよく、例えば非反応性のシリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンオイル及びシリコーンパウダーなどを用いることができる。

［ポリエチレン樹脂］
樹脂管１，２，３の内面１０，２０，３０を構成するポリエチレン樹脂は、ポリエチレンを主成分とする樹脂であれば特に限定されるものではないが、摺動性向上の観点から、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を主成分とするＨＤＰＥ樹脂が好ましい。また、図１に示す単層構造の樹脂管１の場合、光ファイバケーブルの挿入しやすさの観点から、ポリエチレン樹脂の曲げ弾性率は、主成分が高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の場合は６００～１８００ＭＰａ、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）の場合は１００～４００ＭＰａ、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の場合は１５０～６００ＭＰａであることが好ましい。

一方、非反応性シリコーンの分散性向上及び柔軟性付与の観点からは、密度が異なる２種以上のポリエチレンが含まれるポリエチレン樹脂により、内面１０，２０，３０を形成することが好ましい。ポリエチレン樹脂に含まれるポリエチレンが２種類である場合、例えば、密度が０．９１～０．９７ｇ／ｃｍ^３のポリエチレンと、密度が０．９１～０．９３ｇ／ｃｍ^３のポリエチレンを用いることができる。

内面１０，２０，３０を構成するポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び／又は直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを含むことがより好ましい。その場合、ポリエチレン樹脂中の低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の含有量は、非反応性シリコーンの配合量や柔軟性などの樹脂管１，２，３に要求される物性に応じて適宜選択することができるが、例えば０．０１～２０質量％とすることができる。

ここで、図２Ａに示す２層構造の樹脂管２の場合、内層２１を形成するポリエチレン樹脂と、外層２２を形成するポリエチレン樹脂は、同じでもよいし、異なっていてもよい。図２Ｂに示す３層構造の樹脂管３の場合は、内層３１を形成するポリエチレン樹脂と、外層３２を形成するポリエチレン樹脂と、中間層３３を形成するポリエチレン樹脂は、同じでもよいし、相互に異なっていてもよい。

なお、本実施形態の樹脂管１，２，３は、前述したポリエチレン樹脂に顔料や染料を添加し、適宜加色してもよい。また、ポリエチレン樹脂には、耐候剤や耐熱剤などが添加されていてもよい。更に、ポリエチレン樹脂は、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要に応じて、他の添加剤を添加することもできる。ポリエチレン樹脂に添加されるその他の添加剤としては、例えば加工熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、帯電防止剤、難燃剤、撥水剤、防水剤、親水性付与剤、導電性付与剤、熱伝導性付与剤、電磁波シールド性付与剤、透光性調整剤、蛍光剤、摺動性付与剤、透明性付与剤、アンチブロッキング剤、金属不活性化剤及び防菌剤などが挙げられる。

以上詳述したように、本実施形態の樹脂管は、少なくとも内面が非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成されているため、光ファイバケーブルと接触する面を低摩擦化し、摺動性を向上することができる。その結果、光ファイバケーブルの挿入布設性能に優れ、長距離布設が可能なマイクロダクトを実現することができる。

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、以下に示す方法で樹脂管を作製し、賦形性及び摺動性を評価した。

＜評価用試料の作製＞
（１）原料
ポリエチレン樹脂Ａ：高密度ポリエチレン樹脂
ポリエチレン樹脂Ｂ：低密度ポリエチレン樹脂
非反応性シリコーン：シリコーンガム

（２）樹脂管の作製方法
前述した各原料を下記表１に示す割合で配合して混練した混練物を、パイプダイを備えた押出機を用いて成形し、実施例及び比較例の樹脂管を得た。その際の成形条件は、回転数：２６．７ｒｐｍ、パイプダイの口金寸法：外径１８ｍｍ及び内径１２ｍｍ、成形速度：３ｍ／ｍｉｎとした。また、樹脂管の寸法は、外径１２ｍｍ、内径８ｍｍ、肉厚２ｍｍとした。

＜評価＞
（１）賦形性
実施例及び比較例の樹脂管の賦形性は、扁平率から求めた真円性により評価した。具体的には、前述した方法で作製した各樹脂管について、任意の位置での外径の最大値と最小値をノギスで測定し、算術平均により扁平率を算出した。その結果、扁平率が１０％以下のものを可（○）、扁平率が１０％を超えたものを不可（×）とした。

（２）摺動性
１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×２ｍｍの型枠に混練物を入れ、２２０℃の熱プレスにより１０ＭＰａの荷重を３分間印加して成形したシートを、幅６３ｍｍにカットして評価用試験片（長さ１５０ｍｍ、厚さ２ｍｍ）とした。そして、ＪＩＳＫ７１２５に規定される方法に準拠して、各試験片の表面の動摩擦係数を測定した。測定には、設置面と平行方向に移動可能なテーブルと、試験片をテーブルに固定するための補強板と、試験片上に載置される相手材と、試験片に対して相手材を一定荷重で押圧するためのおもりと、相手材に接続されたロードセルとを備える摩擦係数測定器を使用した。

その際、相手材には、試験片に使用したポリエチレン樹脂Ａを使用し、相手材の試験片への接触面の寸法は６３ｍｍ×６３ｍｍ、おもりの重さ（測定時の荷重）は５０ｇ、テーブルの移動速度は１００ｍｍ／ｍｉｎとした。その結果、動摩擦係数が０．２以下だったものを可（○）、動摩擦係数が０．２を超えていたものを不可（×）とした。

（３）総合評価
賦形性及び摺動性の評価のいずれも可（○）だったものを合格（○）、１つでも不可（×）があったものを不合格（×）とした。以上の結果を下記表１に示す。

上記表１に示すように、非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成した比較例１は摺動性が劣っていた。また、非反応性シリコーンを２０質量％よりも多く含有するポリエチレン樹脂を用いた比較例２は賦形性が劣っていた。これに対して、非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％の範囲で含有するポリエチレン樹脂で内面を形成した参考例１，２及び実施例３，４は、賦形性及び摺動性のいずれも良好であった。

以上の結果から、本発明によれば、光ファイバケーブルの挿入布設性能に優れたマイクロダクト用樹脂管を実現できることが確認された。

なお、本発明は、以下の形態をとることもできる。
〔１〕
光ファイバケーブルが挿入布設されるマイクロダクト用樹脂管であって、
少なくとも内面が非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成されているマイクロダクト用樹脂管。
〔２〕
前記ポリエチレン樹脂は、密度が異なる２種類以上のポリエチレンを含む〔１〕に記載のマイクロダクト用樹脂管。
〔３〕
前記ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を含む〔１〕又は〔２〕に記載のマイクロダクト用樹脂管。
〔４〕
前記非反応性シリコーンは、シリコーンガム、シリコーンゴム、シリコーンオイル又はシリコーンパウダーである〔１〕～〔３〕のいずれかに記載のマイクロダクト用樹脂管。
〔５〕
内層と外層の２層で構成され、
前記内層は非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成されており、
前記外層は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成されている〔１〕～〔４〕のいずれかに記載のマイクロダクト用樹脂管。
〔６〕
内層と中間層と外層を有し、
前記内層は非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成されており、
前記中間層は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成されており、
前記外層は非反応性シリコーンを０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂又は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成されている〔１〕～〔４〕のいずれかに記載のマイクロダクト用樹脂管。

１～３樹脂管
１０、２０、３０内面
１１樹脂層
２１、３１内層
２２、３２外層
３３中間層

Claims

光ファイバケーブルが挿入布設されるマイクロダクト用樹脂管であって、
外径が４～４０ｍｍ、内径が２～３８ｍｍ、厚さが１～３ｍｍであり、
２以上の層で構成されており、
少なくとも最内層は、断面が略円形状であり、非反応性シリコーンガム又は非反応性シリコーンゴムを０．０５～１０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成され、
最外層は直下の層の全面に密着して形成されており、
前記最内層は、
厚さが全体厚さの５～３０％であり、
ＪＩＳＫ７１２５に規定される方法に準拠し、接触面の寸法を６３ｍｍ×６３ｍｍ、測定時の荷重を５０ｇ、テーブルの移動速度を１００ｍｍ／ｍｉｎとして、摩擦係数測定器により測定した高密度ポリエチレンに対する動摩擦係数が０．２以下である
マイクロダクト用樹脂管。
前記ポリエチレン樹脂は、密度が異なる２種類以上のポリエチレンを含み、
少なくとも密度が０．９１～０．９７ｇ／ｃｍ^３のポリエチレンと、密度が０．９１～０．９３ｇ/ｃｍ^３のポリエチレンを含む請求項１に記載のマイクロダクト用樹脂管。
前記ポリエチレン樹脂は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）と、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び／又は直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）とを含み、前記低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び前記直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）の含有量が０．０１～２０質量％である請求項２に記載のマイクロダクト用樹脂管。
前記最外層は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成されている請求項１～３のいずれか１項に記載のマイクロダクト用樹脂管。
前記最内層と前記最外層との間に１又は２層以上の中間層が設けられており、
前記中間層は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成されている
請求項４に記載のマイクロダクト用樹脂管。
前記最内層と前記最外層との間に１又は２層以上の中間層が設けられており、
前記中間層は非反応性シリコーンを含まないポリエチレン樹脂で形成されており、
前記最外層は非反応性のシリコーンガム、シリコーンゴム及びシリコーンオイルから選択されるいずれか１種を０．０１～２０質量％含有するポリエチレン樹脂で形成されている
請求項１～３のいずれか１項に記載のマイクロダクト用樹脂管。
任意の位置での外径の最大値と最小値をノギスで測定し、算術平均により算出した扁平率が１０％以下である請求項１～３のいずれか１項に記載のマイクロダクト用樹脂管。