1 はじめに
過去 10 年ほどの通信技術の急速な発展に伴い、光ファイバー ケーブルの適用分野は拡大しています。光ファイバーケーブルに対する環境要件が増加し続けるにつれて、光ファイバーケーブルに使用される材料の品質に対する要件も増加しています。光ファイバケーブル止水テープは、光ファイバケーブル業界で使用される一般的な止水材料であり、光ファイバケーブルにおける密封、防水、湿気および緩衝保護の役割が広く認識されており、その種類と性能は継続的に改良されています。光ファイバーケーブルの開発により改良され、完成されました。近年、光ケーブルには「ドライコア」構造が導入されています。このタイプのケーブル遮水材は通常、テープ、糸、またはコーティングを組み合わせて、水がケーブルコアに縦方向に浸透するのを防ぎます。ドライコア光ファイバケーブルの受け入れが進むにつれて、ドライコア光ファイバケーブル材料は、従来のワセリンベースのケーブル充填化合物に急速に取って代わりつつあります。ドライコア素材には、水を素早く吸収してヒドロゲルを形成するポリマーが使用されており、これが膨張してケーブルの水浸透チャネルを満たします。さらに、乾燥したコア材料には粘着性のグリースが含まれていないため、ケーブルの接続準備にワイプ、溶剤、クリーナーが必要なく、ケーブルの接続時間が大幅に短縮されます。ケーブルが軽量であり、外層補強糸とシースとの密着性が低下しないため、人気があります。
2 ケーブルへの水の影響と防水機構
さまざまな防水対策を講じる必要がある主な理由は、ケーブル内に侵入した水が水素と O H- イオンに分解し、光ファイバの伝送損失が増加し、ファイバの性能が低下し、長さが短くなるからです。ケーブルの寿命。最も一般的な止水対策は、石油ペーストの充填や止水テープの追加であり、ケーブルのコアとシースの隙間に充填することで水や湿気の垂直方向への拡散を防ぎ、止水の役割を果たします。
光ファイバーケーブル（まずケーブル）の絶縁体として合成樹脂が大量に使用される場合、これらの絶縁材料も水の浸入を免れません。絶縁材内での「水トリー」の形成が、伝送性能に影響を与える主な原因です。絶縁材料が水トリーの影響を受けるメカニズムは、通常、次のように説明されます。強い電界（別の仮説は、加速された電子の非常に弱い放出によって樹脂の化学的性質が変化するというものです）により、水分子が浸透します。光ファイバーケーブルの外装材に存在するさまざまな数の微細孔を通じて。水の分子は、ケーブルのシース材料にある異なる数の微細孔を通過して「水トリー」を形成し、徐々に大量の水を蓄積してケーブルの長手方向に広がり、ケーブルの性能に影響を与えます。長年にわたる国際的な研究とテストの後、1980 年代半ばに、水トリーを生成する最良の方法を排除する方法を見つけるために、ケーブルの押し出しを吸水層で包み込み、水障壁の膨張を抑制する方法を見つけました。そして、水トリーの成長を遅らせ、縦方向の広がり内のケーブル内の水を遮断します。同時に、外部損傷や水の浸入により、ケーブルの長手方向の広がりではなく、防水層が水を素早く遮断することもできます。
3 ケーブル遮水壁の概要
3.1 光ファイバーケーブル遮水壁の分類
光ケーブルの遮水壁を分類する方法は数多くあり、その構造、品質、厚さに応じて分類できます。一般に、その構造により、両面積層止水、片面塗装止水、複合フィルム止水に分類できます。ウォーターバリアのウォーターバリア機能は主に高吸水性素材（ウォーターバリアと呼ばれます）によるもので、ウォーターバリアが水に触れると急速に膨張し、大量のゲルを形成します（ウォーターバリアは数百倍の量を吸収します）これにより、水トリーの成長が防止され、水の継続的な浸透と拡散が防止されます。これらには、天然多糖類と化学的に修飾された多糖類の両方が含まれます。
これらの天然または半天然のウォーターブロッカーには優れた特性がありますが、次の 2 つの致命的な欠点があります。
1) 生分解性があり、2) 可燃性が高い。このため、光ファイバーケーブルの材料として使用される可能性は低くなります。耐水性材料のもう 1 つのタイプの合成材料はポリアクリレートに代表されます。ポリアクリレートは次の要件を満たすため、光ケーブルの耐水性材料として使用できます。1) 乾燥すると、光ケーブルの製造中に発生する応力を打ち消すことができます。
2) 乾燥している場合、ケーブルの寿命に影響を与えることなく光ケーブルの動作条件 (室温から 90 °C までの熱サイクル) に耐えることができ、また短時間の高温にも耐えることができます。
3) 水が入ると急速に膨潤し、膨張速度でゲルを形成します。
4) 高粘度のゲルを生成します。高温でもゲルの粘度は長時間安定しています。
撥水剤の合成は、従来の化学法－逆相法（油中水滴重合架橋法）、独自の架橋重合法－ディスク法、照射法－「コバルト60」γに大別されます。 -rayメソッド。架橋方法は「コバルト60」γ線法に基づいています。合成方法が異なれば、重合度や架橋度も異なるため、止水テープに必要な止水剤の要件も非常に厳しくなります。上記の 4 つの要件を満たすことができるポリアクリレートはごくわずかであり、実際の経験によれば、止水剤 (吸水性樹脂) を架橋ポリアクリル酸ナトリウムの単一部分の原料として使用することはできません。迅速かつ高い吸水倍数の目的を達成するために、マルチポリマー架橋法（すなわち、架橋ポリアクリル酸ナトリウム混合物のさまざまな部分）を使用します。基本的な要件は次のとおりです。吸水倍数は約 400 倍に達し、吸水率は最初の 1 分間で耐水性レジストが吸収する水の 75% を吸収することができます。耐水性、乾燥性、熱安定性要件：長期耐熱性90℃、最高使用温度160℃、瞬間耐熱性230℃（電気信号を有する光電複合ケーブルでは特に重要）。ゲル形成後の吸水性 安定性要件: 数回の熱サイクル後 (20°C ～ 95°C) 吸水後のゲルの安定性には次の要件が必要です: 数回の熱サイクル後 (20°C ～ 95°C) の高粘度ゲルおよびゲル強度C)。ゲルの安定性は、合成方法やメーカーが使用する材料によって大きく異なります。同時に、膨張速度は速いほど良いわけではなく、一部の製品は速度を一方的に追求し、添加剤の使用はヒドロゲルの安定性を助長せず、保水能力を破壊しますが、その効果は達成できません。耐水性。
3. 止水テープの3つの特徴 ケーブルは、製造、試験、輸送、保管、使用プロセスにおける環境試験に耐えるため、光ケーブルの用途の観点から、ケーブル止水テープは要件は次のとおりです。
1）外観繊維分布、層間剥離や粉末のない複合材料、一定の機械的強度を備え、ケーブルのニーズに適しています。
2) 均一、再現性、安定した品質、ケーブルの形成時に層間剥離が発生せず、
3) 高い膨張圧力、速い膨張速度、良好なゲル安定性;
4) 良好な熱安定性、その後のさまざまな処理に適しています。
5) 高い化学的安定性、腐食性成分を含まず、バクテリアやカビの侵食に耐性があります。
6) 光ケーブルの他の材質との適合性、耐酸化性などに優れています。
4 光ケーブルの遮水性能基準
ケーブル伝送性能の長期安定性に対して不適格な耐水性があると、多大な害をもたらすことが多くの研究結果で示されています。この害は、光ファイバケーブルの製造工程や工場検査では発見することが困難ですが、使用後のケーブル敷設の過程で徐々に現れます。したがって、すべての関係者が受け入れることができる評価の基礎を見つけるために、包括的で正確な試験基準をタイムリーに開発することが緊急の課題となっています。著者の止水ベルトに関する広範な研究、探査、実験は、止水ベルトの技術標準の開発に十分な技術的基盤を提供しました。以下に基づいて、防水バリア値の性能パラメータを決定します。
1) 止水材に関する光ケーブル規格の要件（主に光ケーブル規格における光ケーブル材料の要件）。
2) 遮水壁の製造と使用の経験および関連する試験報告書。
3) 止水テープの特性が光ファイバケーブルの性能に及ぼす影響に関する研究結果。
4.1 外観
防水テープの外観は、繊維が均一に分散されている必要があります。表面は平らで、しわ、しわ、裂け目があってはならない。テープの幅に切れ目があってはなりません。複合材料は層間剥離があってはなりません。テープはしっかりと巻き、手持ちテープの端に「麦わら帽子の形」がないようにしてください。
4.2 止水板の機械的強度
止水材の引張強度はポリエステル不織布テープの製造方法によって異なりますが、同じ定量的条件下では、ビスコース法の製品引張強度は熱間圧延方法よりも優れており、厚さもより薄くなります。止水テープの引張強度はケーブルの巻き方、巻き方により異なります。
これは、2 つの止水ベルトの重要な指標であり、試験方法をデバイス、液体、試験手順と統一する必要があります。止水テープの主な止水材は部分的に架橋したポリアクリル酸ナトリウムとその誘導体であり、水の膨潤高さの基準を統一するために、水質要件の組成や性質に影響を受けやすいです。ブロッキングテープを使用する場合は、脱イオン水の使用が優先されます (調停には蒸留水が使用されます)。これは、脱イオン水にはアニオン成分やカチオン成分が含まれておらず、基本的には純水であるためです。吸水性樹脂の吸収倍率は、純水での吸収倍率を公称値の100%とすると、水質ごとに大きく異なります。水道水では 40% ～ 60% (各場所の水質によって異なります)。海水では12%です。地下水や側溝水はより複雑で、吸収率を決定するのが難しく、その値は非常に低くなります。ケーブルの防水効果と寿命を確保するには、膨潤高さが 10mm 以上の防水テープを使用するのが最適です。
4.3電気的特性
一般に、光ケーブルには金属線の電気信号の伝送が含まれていないため、半導電性抵抗防水テープの使用は含まれません。33 王強など：光ケーブル防水テープのみを使用してください。
電気信号が存在する前の電気複合ケーブル。契約によるケーブルの構造に応じた特定の要件。
4.4 熱安定性 ほとんどの種類の止水テープは、長期耐熱性 90℃、最高使用温度 160℃、瞬間耐熱性 230℃といった熱安定性の要件を満たすことができます。防水テープの性能は、これらの温度で指定された時間が経過しても変化しないはずです。
ゲルの強度は膨張性材料の最も重要な特性である必要がありますが、膨張率は初期の水の浸透の長さを制限するためにのみ使用されます (1 m 未満)。優れた膨張材料は、適切な膨張率と高い粘度を備えている必要があります。防水性の低い材料は、たとえ膨張率が高く粘度が低い場合でも、防水性が劣ります。これは、多数の熱サイクルと比較してテストできます。加水分解条件下では、ゲルは低粘度の液体に分解され、品質が低下します。これは、膨潤性粉末を含む純水懸濁液を 2 時間撹拌することによって達成されます。次いで、得られたゲルを過剰な水から分離し、回転粘度計に置き、95℃で24時間の前後で粘度を測定します。ゲルの安定性の違いがわかります。これは通常、20℃から95℃まで8時間、95℃から20℃まで8時間のサイクルで行われます。関連するドイツの規格では、8 時間の 126 サイクルが必要です。
4.5 適合性 防水層の適合性は、光ファイバ ケーブルの寿命に関連する特に重要な特性であるため、これまでに使用されてきた光ファイバ ケーブルの材料と関連して考慮する必要があります。互換性が明らかになるまでに長い時間がかかるため、加速劣化試験を使用する必要があります。つまり、ケーブル材料の試験片をきれいに拭き取り、乾いた耐水テープの層で包み、100°Cの恒温室に10分間保管します。数日経過後、品質が測定されます。材料の引張強さと伸びは、試験後に 20% を超えて変化してはなりません。
投稿日時: 2022 年 7 月 22 日