デジタル変革と社会の知能化の進展に伴い、光ケーブルの利用はますます普及しています。光ケーブルにおける情報伝送媒体である光ファイバーは、高帯域幅、高速、低遅延の伝送を実現します。しかし、直径がわずか125μmでガラス繊維でできているため、非常に脆弱です。そのため、海、陸、空、宇宙といった多様な環境において、光ファイバーの安全かつ信頼性の高い伝送を確保するには、補強材として高品質のファイバー材料が必要となります。
アラミド繊維は、1960年代の工業化以来進化を続けてきたハイテク合成繊維です。幾度もの改良を経て、多様なシリーズと仕様が生み出されてきました。軽量性、柔軟性、高い引張強度、高い引張弾性率、低い線膨張係数、そして優れた耐環境性といった独自の特性により、光ケーブルの補強材として理想的な素材となっています。
1. 光ケーブルの構成材料
光ケーブルは、強化コア、ケーブルコア、シース、および外側保護層から構成されます。コア構造は、単芯（ソリッドタイプおよびチューブバンドルタイプ）または多芯（フラットタイプおよびユニットタイプ）のいずれかです。外側保護層は、金属製または非金属製の装甲層のいずれかです。
2. 光ケーブルにおけるアラミド繊維の構成
内側から外側へ、光ケーブルには光ファイバー光ファイバーは、ルースチューブ、絶縁層、およびシースから構成される。ルースチューブは光ファイバーを囲み、光ファイバーとルースチューブの間の空間はゲルで満たされている。絶縁層はアラミド繊維でできており、外側のシースは低発煙性、ハロゲンフリーの難燃性ポリエチレン製で、アラミド層を覆っている。
3．アラミド繊維の光ケーブルへの応用
（１）屋内用光ケーブル
シングルコアおよびダブルコアのソフト光ケーブルは、高帯域幅、高速、低損失を特徴としています。これらは、データセンター、サーバー室、およびFTTD（Fiber-to-the-Desk）アプリケーションで広く使用されています。高密度に展開されたモバイルブロードバンドネットワークでは、多数の基地局と屋内高密度時分割システムにより、長距離光ケーブルとマイクロ光ハイブリッドケーブルの使用が必要となります。シングルコアまたはダブルコアのソフト光ケーブル、あるいは長距離光ケーブルとマイクロ光ハイブリッドケーブルのいずれであっても、高強度、高弾性率、柔軟性を備えたケーブルの使用が求められます。アラミド繊維補強材として、機械的保護、難燃性、耐環境性、およびケーブル要件への適合性を確保します。
（２）全誘電体自己支持型（ADSS）光ケーブル
中国の電力インフラと超高圧プロジェクトの急速な発展に伴い、スマートグリッド構築には電力通信ネットワークと5G技術の緊密な統合が不可欠となっています。ADSS光ケーブルは送電線沿いで使用されるため、高電磁界環境下での優れた性能、電柱への負荷を最小限に抑えるための軽量化、落雷防止と安全性確保のための全誘電体設計が求められます。高強度、高弾性率、低膨張係数のアラミド繊維は、ADSSケーブル内の光ファイバーを効果的に保護します。
（３）テザー接続型光電子複合ケーブル
テザーケーブルは、気球、飛行船、ドローンなどの制御プラットフォームと制御対象機器を接続する重要な構成要素です。情報化、デジタル化、そして高度なインテリジェンスが急速に進む現代において、光電子複合材製のテザーケーブルは、システム機器への電力供給と高速情報伝送の両方を提供する必要があります。
（４）モバイル光ケーブル
移動式光ケーブルは、油田、鉱山、港湾、テレビ生放送、通信回線の修理、緊急通信、耐震性、災害救援など、一時的なネットワーク構築の場面で主に使用されます。これらのケーブルには、軽量性、小径性、携帯性に加え、柔軟性、耐摩耗性、耐油性、耐低温性が求められます。柔軟性、高強度、高弾性率のアラミド繊維を補強材として使用することで、移動式光ケーブルの安定性、耐圧性、耐摩耗性、耐油性、低温での柔軟性、難燃性を確保できます。
（５）導光光ケーブル
光ファイバーは、高速伝送、広帯域幅、優れた電磁干渉耐性、低損失、長距離伝送といった特性に優れています。これらの特性から、有線誘導システムにおいて広く利用されています。ミサイル誘導ケーブルにおいては、アラミド繊維が繊細な光ファイバーを保護し、ミサイル飛行中でも高速展開を可能にします。
（６）航空宇宙用高温設置ケーブル
アラミド繊維は、高強度、高弾性率、低密度、難燃性、耐高温性、柔軟性といった優れた特性を持つため、航空宇宙ケーブルに広く使用されています。亜鉛、銀、アルミニウム、ニッケル、銅などの金属でアラミド繊維をメッキすることで、静電保護と電磁シールドを提供する導電性アラミド繊維が作られます。これらの繊維は、航空宇宙ケーブルのシールド要素または信号伝送コンポーネントとして使用できます。さらに、導電性アラミド繊維は、性能を向上させながら大幅な軽量化を実現できるため、マイクロ波通信、RFケーブル、その他の航空宇宙防衛プロジェクトの開発を支援します。これらの繊維は、航空機の着陸装置ケーブル、宇宙船ケーブル、ロボットケーブルなどの高周波屈曲部における電磁シールドとしても機能します。
投稿日時: 2024年11月11日