JP3104948B2 - 光ファイバケーブルおよびその防水充填組成物 - Google Patents
光ファイバケーブルおよびその防水充填組成物Info
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- JP3104948B2 JP3104948B2 JP05323364A JP32336493A JP3104948B2 JP 3104948 B2 JP3104948 B2 JP 3104948B2 JP 05323364 A JP05323364 A JP 05323364A JP 32336493 A JP32336493 A JP 32336493A JP 3104948 B2 JP3104948 B2 JP 3104948B2
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
- G02B6/4401—Optical cables
- G02B6/4429—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
- G02B6/44384—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables the means comprising water blocking or hydrophobic materials
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、防水材料を備えた光フ
ァイバケーブルに関する。
ァイバケーブルに関する。
【0002】
【従来の技術】ケーブル業界において、周囲条件の変化
がプラスチックケーブルジャケットの内部と外部の水蒸
気圧に差を生じさせることは周知である。これは一般
に、ケーブルの外部から内部へ一方向の水分の拡散を起
こす。結局これは、ケーブル内部の好ましくない高い水
分レベルを招き、特に、プラスチックジャケットが水分
の浸入のみに対する障壁である場合に著しい。ケーブル
外装システム内部の、高いレベルの凝縮された水分は、
金属導体ケーブルの伝送特性に不利な影響を及ぼす。
がプラスチックケーブルジャケットの内部と外部の水蒸
気圧に差を生じさせることは周知である。これは一般
に、ケーブルの外部から内部へ一方向の水分の拡散を起
こす。結局これは、ケーブル内部の好ましくない高い水
分レベルを招き、特に、プラスチックジャケットが水分
の浸入のみに対する障壁である場合に著しい。ケーブル
外装システム内部の、高いレベルの凝縮された水分は、
金属導体ケーブルの伝送特性に不利な影響を及ぼす。
【0003】さらに水は、ケーブルの保全性を傷つける
ケーブルの損傷によっても、ケーブル内に浸入する。例
えば、ネズミの攻撃や機械的な衝撃は、ケーブルの外装
システムに穴を開け、水の浸入を許し、もし制御されて
いなければ、水がケーブルに沿って縦方向に継ぎの終端
部へ移動することを許す。
ケーブルの損傷によっても、ケーブル内に浸入する。例
えば、ネズミの攻撃や機械的な衝撃は、ケーブルの外装
システムに穴を開け、水の浸入を許し、もし制御されて
いなければ、水がケーブルに沿って縦方向に継ぎの終端
部へ移動することを許す。
【0004】従来技術において、ケーブルの外装システ
ムを通り、コアに沿う水の浸入を防ぐために、様々な技
術が使用されている。例えば、金属導体ケーブルを落雷
やネズミの攻撃から保護するためにしばしば使用される
金属シールドが、封止された縦継ぎ目に設置される。し
かし、ケーブルコアの周囲へのシールドの形成には、比
較的遅い製造ライン速度の使用が要求される。同様に、
金属シールドの使用は、光ファイバケーブルの他の全静
電特性に対して有害である。さらに、落雷が金属シール
ドに穴を開ける可能性もある。
ムを通り、コアに沿う水の浸入を防ぐために、様々な技
術が使用されている。例えば、金属導体ケーブルを落雷
やネズミの攻撃から保護するためにしばしば使用される
金属シールドが、封止された縦継ぎ目に設置される。し
かし、ケーブルコアの周囲へのシールドの形成には、比
較的遅い製造ライン速度の使用が要求される。同様に、
金属シールドの使用は、光ファイバケーブルの他の全静
電特性に対して有害である。さらに、落雷が金属シール
ドに穴を開ける可能性もある。
【0005】金属シールドに追加して、または金属シー
ルドの代わりに、コアへの水の浸入を防ぐ設備を含むこ
とはまれではない。ケーブルコアを充填し、ケーブルに
浸入する水が縦に移動しないようにケーブル外装システ
ムを覆うために、防水材料が使用されている。このよう
な材料は通常充填材料と称される。光ファイバケーブル
において、充填材料のさらに重要な機能は、応力の小さ
い状態における光ファイバの保全である。
ルドの代わりに、コアへの水の浸入を防ぐ設備を含むこ
とはまれではない。ケーブルコアを充填し、ケーブルに
浸入する水が縦に移動しないようにケーブル外装システ
ムを覆うために、防水材料が使用されている。このよう
な材料は通常充填材料と称される。光ファイバケーブル
において、充填材料のさらに重要な機能は、応力の小さ
い状態における光ファイバの保全である。
【0006】米国特許第5,187,763号に記述さ
れるように、ケーブル充填材料、特に、光ファイバケー
ブル充填材料は、様々な要求を満たさなければならな
い。そのひとつは、ケーブルの物理的特性がかなり広い
温度範囲、例えば約ー40℃から約76℃の範囲内で、
許容可能な限界内に保たれることである。
れるように、ケーブル充填材料、特に、光ファイバケー
ブル充填材料は、様々な要求を満たさなければならな
い。そのひとつは、ケーブルの物理的特性がかなり広い
温度範囲、例えば約ー40℃から約76℃の範囲内で、
許容可能な限界内に保たれることである。
【0007】充填材料の物質組成は、実質的にシネレシ
スがない、すなわち温度範囲を通じて均一なコンシステ
ンシーを維持する能力を有することが望ましい。一般に
シネレシスは、適当量のコロイド粒子または他のゲル試
薬の分散を確実にすることによって制御される。この組
成物の他の望ましい特性に、熱酸化抵抗が含まれる。
スがない、すなわち温度範囲を通じて均一なコンシステ
ンシーを維持する能力を有することが望ましい。一般に
シネレシスは、適当量のコロイド粒子または他のゲル試
薬の分散を確実にすることによって制御される。この組
成物の他の望ましい特性に、熱酸化抵抗が含まれる。
【0008】光ファイバケーブルは、通信ケーブル市場
に大きく参入してきている。光ファイバケーブル内の水
の存在そのものは必ずしもその動作に有害ではないとし
ても、ケーブル内部を水が通って、例えば接続点、端
子、または取り付けられている内部の装置などに至る
と、問題を生じる。両方の場合において、凍結状態では
光ファイバの性能は低下する。
に大きく参入してきている。光ファイバケーブル内の水
の存在そのものは必ずしもその動作に有害ではないとし
ても、ケーブル内部を水が通って、例えば接続点、端
子、または取り付けられている内部の装置などに至る
と、問題を生じる。両方の場合において、凍結状態では
光ファイバの性能は低下する。
【0009】さらに水の浸入を防ぐためにケーブルコア
に防水充填材料を導入することによって、光ファイバケ
ーブルの状態が複雑になる。適当な防水材料は、ケーブ
ルの製造時、または取扱い時に生じる歪のもとでたわむ
必要がある。そうでなければ、ケーブル内の光ファイバ
の動きが妨げられ、ファイバが比較的小さい周期におい
てたわまない充填材料の表面に接するためにゆがむ。フ
ァイバがこのようなたわまない表面に接する周期が小さ
いほど、マイクロベンディング損と称される損失が大き
くなる。
に防水充填材料を導入することによって、光ファイバケ
ーブルの状態が複雑になる。適当な防水材料は、ケーブ
ルの製造時、または取扱い時に生じる歪のもとでたわむ
必要がある。そうでなければ、ケーブル内の光ファイバ
の動きが妨げられ、ファイバが比較的小さい周期におい
てたわまない充填材料の表面に接するためにゆがむ。フ
ァイバがこのようなたわまない表面に接する周期が小さ
いほど、マイクロベンディング損と称される損失が大き
くなる。
【0010】一般に、光ファイバケーブルにおけるマイ
クロベンディング損は、短波長における場合に比べて長
波長において制御が困難である。従って、ファイバケー
ブル充填材料の機械的特性に対する要求は、一般に、例
えば1.55μmの動作波長で使用するケーブルについ
ては、より短い動作波長(例えば1.3μm)で使用す
るケーブルについての要求に比べて実質的にきびしい。
いくつかの従来技術による充填材料は、約1.3μmま
での波長においては非常に満足に機能することがわかっ
ているが、より長い波長においてはそうではないことも
知られている。
クロベンディング損は、短波長における場合に比べて長
波長において制御が困難である。従って、ファイバケー
ブル充填材料の機械的特性に対する要求は、一般に、例
えば1.55μmの動作波長で使用するケーブルについ
ては、より短い動作波長(例えば1.3μm)で使用す
るケーブルについての要求に比べて実質的にきびしい。
いくつかの従来技術による充填材料は、約1.3μmま
での波長においては非常に満足に機能することがわかっ
ているが、より長い波長においてはそうではないことも
知られている。
【0011】シリカに基づく光ファイバは一般に、波長
1.55μmまたはその近傍において、その損失の最小
値を有するため、おおよそその波長における光ファイバ
通信システムの動作は、非常に興味深い。従って、約
1.55μmを含む長波長においてケーブルに起因する
重大な損失を示さない、光ファイバケーブルのための有
効な充填組成物を提供することが重要である。
1.55μmまたはその近傍において、その損失の最小
値を有するため、おおよそその波長における光ファイバ
通信システムの動作は、非常に興味深い。従って、約
1.55μmを含む長波長においてケーブルに起因する
重大な損失を示さない、光ファイバケーブルのための有
効な充填組成物を提供することが重要である。
【0012】光ファイバケーブルに使用する充填組成物
は、比較的低いせん断弾性率Ge を有する。しかし、少
なくともいくつかの応用例において、充填材料の低いG
e 値は低いケーブル損失を保証するために十分ではない
ことが決定されており、充填材料を有するケーブル内の
ファイバの性能に影響を及ぼすもう一つのパラメータ、
臨界降伏応力σc の制御が必要である。
は、比較的低いせん断弾性率Ge を有する。しかし、少
なくともいくつかの応用例において、充填材料の低いG
e 値は低いケーブル損失を保証するために十分ではない
ことが決定されており、充填材料を有するケーブル内の
ファイバの性能に影響を及ぼすもう一つのパラメータ、
臨界降伏応力σc の制御が必要である。
【0013】グリース様の物質組成内にブロック共重合
体を混合することによって、ゲルのシネレシスを防ぐた
めに混合物に添加されているコロイド粒子の量を削減さ
せることが可能である。この削減によって、経費の節約
ができる。さらに、非常に低い臨界降伏応力を有するブ
リード組成物のより少ない配合が可能になる。
体を混合することによって、ゲルのシネレシスを防ぐた
めに混合物に添加されているコロイド粒子の量を削減さ
せることが可能である。この削減によって、経費の節約
ができる。さらに、非常に低い臨界降伏応力を有するブ
リード組成物のより少ない配合が可能になる。
【0014】ケーブルに使用する防水充填材料はまた、
工業標準規格のドロップ試験に合格しなければならな
い。これらの試験に合格するために、ケーブルコア内の
充填材料はケーブルサンプルとして保持され、垂直に吊
るされ、規定の高温にさらされる。
工業標準規格のドロップ試験に合格しなければならな
い。これらの試験に合格するために、ケーブルコア内の
充填材料はケーブルサンプルとして保持され、垂直に吊
るされ、規定の高温にさらされる。
【0015】従来技術において使用されていたいくつか
の材料は、マイクロベンディングおよびそれに関連する
損失に関しては十分な性能を有するが、過度にブリード
し、現行のドロップ試験への適合に問題がある。また、
いくつかの従来技術の充填材料による低平均追加損失
が、少なくともドロップ試験に合格し、適切な低温特性
を有する充填材料に適合することが望ましい。
の材料は、マイクロベンディングおよびそれに関連する
損失に関しては十分な性能を有するが、過度にブリード
し、現行のドロップ試験への適合に問題がある。また、
いくつかの従来技術の充填材料による低平均追加損失
が、少なくともドロップ試験に合格し、適切な低温特性
を有する充填材料に適合することが望ましい。
【0016】油分離は、その寿命の間に油がしみ出す傾
向を評価した、グリース様材料の特性である。約26,
000G.の相対遠心力に相当する回転速度で2時間遠
心分離を行った場合に、油分離を有する充填材料が5%
を越えないことが望ましい。
向を評価した、グリース様材料の特性である。約26,
000G.の相対遠心力に相当する回転速度で2時間遠
心分離を行った場合に、油分離を有する充填材料が5%
を越えないことが望ましい。
【0017】要求される充填材料の粘度もまた、処理に
関して重要である。ケーブルドリップが油分離に関連し
ているため、要求される充填材料についての制約は、油
分離、臨界降伏応力、および粘度を含む。通常、これら
の制約は互いに矛盾する。例えば、油分離の削減とケー
ブルドリップ温度の上昇は、高い粘度と降伏応力を必要
とするが、一方、処理を容易にし、光損失を削減するた
めには、低い粘度と降伏応力を必要とする。
関して重要である。ケーブルドリップが油分離に関連し
ているため、要求される充填材料についての制約は、油
分離、臨界降伏応力、および粘度を含む。通常、これら
の制約は互いに矛盾する。例えば、油分離の削減とケー
ブルドリップ温度の上昇は、高い粘度と降伏応力を必要
とするが、一方、処理を容易にし、光損失を削減するた
めには、低い粘度と降伏応力を必要とする。
【0018】充填された光ファイバケーブルに関するも
う一つの問題点は、延伸された光ファイバに光ファイバ
の保護のために施す被覆材料と、充填材料との適合性で
ある。適合性が欠落していると、光ファイバの性能も、
外観も不利な影響を受ける。他の適切な従来技術の材料
といくつかの被覆材料、特に比較的柔軟な被覆材料との
適合性は、要求されるより低い。
う一つの問題点は、延伸された光ファイバに光ファイバ
の保護のために施す被覆材料と、充填材料との適合性で
ある。適合性が欠落していると、光ファイバの性能も、
外観も不利な影響を受ける。他の適切な従来技術の材料
といくつかの被覆材料、特に比較的柔軟な被覆材料との
適合性は、要求されるより低い。
【0019】充填材料の物質組成は油成分を含むもので
あり、これは比較的分子量の大きい脂肪族炭化水素であ
る。脂肪族炭化水素成分は、例えばポリアルファオレフ
ィンのような合成油または鉱油、または比較的分子量の
大きい鉱油である。低温における光損失の改善のため
に、比較的流動点の低い油が使用される。充填材料や充
填材料に接触する材料の熱酸化分解を防ぐために、比較
的大きい重量パーセントの酸化防止システムが使用され
る。充填材料の油分離を防ぐために、低分子量の共重合
体もまた使用される。
あり、これは比較的分子量の大きい脂肪族炭化水素であ
る。脂肪族炭化水素成分は、例えばポリアルファオレフ
ィンのような合成油または鉱油、または比較的分子量の
大きい鉱油である。低温における光損失の改善のため
に、比較的流動点の低い油が使用される。充填材料や充
填材料に接触する材料の熱酸化分解を防ぐために、比較
的大きい重量パーセントの酸化防止システムが使用され
る。充填材料の油分離を防ぐために、低分子量の共重合
体もまた使用される。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上述の組成物は、光フ
ァイバケーブル内の容易な防水のために、多くの見地か
ら適切であるが、さらに組成物の性能および経費の改善
が要求される。
ァイバケーブル内の容易な防水のために、多くの見地か
ら適切であるが、さらに組成物の性能および経費の改善
が要求される。
【0021】従来使用されているものより、高性能であ
り、経費の少ない防水組成物が要求されている。特に、
成分の一つが改善された性能を示すのみでなく、相乗的
な特性を提供することが必要である。
り、経費の少ない防水組成物が要求されている。特に、
成分の一つが改善された性能を示すのみでなく、相乗的
な特性を提供することが必要である。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明による、ケーブル
コアに配置される充填物の物質組成によって、従来技術
における性能の問題が改善される。
コアに配置される充填物の物質組成によって、従来技術
における性能の問題が改善される。
【0023】
【実施例】図1及び図2に、本発明による改良された充
填材料を組み込んだ通信ケーブル20が示され、縦軸2
1を有する。ケーブルは、一つ以上のユニット24ー2
4に配列された光ファイバ25ー25から成るコア22
を含む。各光ファイバには、保護被覆システムが施さ
れ、これは、内側の第一の被覆層と外側の第二の被覆層
を含む。
填材料を組み込んだ通信ケーブル20が示され、縦軸2
1を有する。ケーブルは、一つ以上のユニット24ー2
4に配列された光ファイバ25ー25から成るコア22
を含む。各光ファイバには、保護被覆システムが施さ
れ、これは、内側の第一の被覆層と外側の第二の被覆層
を含む。
【0024】また、各被覆されたファイバは、例えばポ
リ塩化ビニル(PVC)の外部層によって、緩衝され
る。各ユニット24ー24は、バインダーリボン23に
よって包まれる。コア22は、外装システム27の管状
部材28内に配置される防水材料26を含む。管状部材
28はコアチューブと称される。
リ塩化ビニル(PVC)の外部層によって、緩衝され
る。各ユニット24ー24は、バインダーリボン23に
よって包まれる。コア22は、外装システム27の管状
部材28内に配置される防水材料26を含む。管状部材
28はコアチューブと称される。
【0025】管状部材28は、金属シールド29と外側
のプラスチックジャケット32によって囲まれる。外装
システム27はまた、補強部材30ー30を含む。ま
た、コアチューブ28の外表面の周囲に防水テープ35
が巻かれる。テープ35は、例えば、C.J.アロヨ
(Arroyo)による1989年9月19日付けの米国特許
第4,867,526号に記載されている防水テープで
ある。また、充填材料26は、米国特許第4,900,
176号に記載されている様な光ファイバリボンを含む
ケーブルコアを充填するために使用される。
のプラスチックジャケット32によって囲まれる。外装
システム27はまた、補強部材30ー30を含む。ま
た、コアチューブ28の外表面の周囲に防水テープ35
が巻かれる。テープ35は、例えば、C.J.アロヨ
(Arroyo)による1989年9月19日付けの米国特許
第4,867,526号に記載されている防水テープで
ある。また、充填材料26は、米国特許第4,900,
176号に記載されている様な光ファイバリボンを含む
ケーブルコアを充填するために使用される。
【0026】油成分を含む要求される充填材料の制約
は、油分離とそれに関連するケーブルドリップ温度、臨
界降伏応力、および充填材料の粘度を含む。前述したよ
うに、これらの制約は互いに矛盾する。前に、低流動点
油は、その臨界降伏応力が低温で減少し、流動点が低い
充填材料を生成することは立証した。
は、油分離とそれに関連するケーブルドリップ温度、臨
界降伏応力、および充填材料の粘度を含む。前述したよ
うに、これらの制約は互いに矛盾する。前に、低流動点
油は、その臨界降伏応力が低温で減少し、流動点が低い
充填材料を生成することは立証した。
【0027】流動点とは、材料サンプルが流動する最低
の温度である。理論上は、低流動点油の使用は低温にお
ける光損失の減少に資する。ケーブルの構造およびケー
ブルの動作条件も、光ファイバの性能に影響し、従っ
て、低流動点油の利点は不明瞭になることがある。
の温度である。理論上は、低流動点油の使用は低温にお
ける光損失の減少に資する。ケーブルの構造およびケー
ブルの動作条件も、光ファイバの性能に影響し、従っ
て、低流動点油の利点は不明瞭になることがある。
【0028】充填材料の臨界降伏応力は、充填材料によ
って充填されたケーブル内の光ファイバの光学的性能に
影響すると考えられる。従来技術の充填材料は、室温で
0.0016psi、ー40℃で0.0096psiの
臨界降伏応力を有する。充填材料26の臨界降伏応力
は、あらゆる温度において、従来技術の充填材料におけ
る場合より光損失の増加を起こさないことが必要であ
る。
って充填されたケーブル内の光ファイバの光学的性能に
影響すると考えられる。従来技術の充填材料は、室温で
0.0016psi、ー40℃で0.0096psiの
臨界降伏応力を有する。充填材料26の臨界降伏応力
は、あらゆる温度において、従来技術の充填材料におけ
る場合より光損失の増加を起こさないことが必要であ
る。
【0029】粘度の要求は、ケーブルの性能ではなく、
動作に適応する必要がある。ヘリパス粘度計によって測
定された従来技術の充填材料の粘度は、スピンドルTB
を使用し、室温において15から45ユニットである。
光ファイバケーブルの水頭抵抗を確実にするためには、
28ユニットを越えるヘリパス粘度を有することが望ま
しい。現在有効な処理設備が使用可能であるように、充
填材料の粘度は従来技術の充填材料の粘度の近傍の値で
あることが望ましい。
動作に適応する必要がある。ヘリパス粘度計によって測
定された従来技術の充填材料の粘度は、スピンドルTB
を使用し、室温において15から45ユニットである。
光ファイバケーブルの水頭抵抗を確実にするためには、
28ユニットを越えるヘリパス粘度を有することが望ま
しい。現在有効な処理設備が使用可能であるように、充
填材料の粘度は従来技術の充填材料の粘度の近傍の値で
あることが望ましい。
【0030】ケーブル20のコア内の隙間を埋めるため
に使用し、前述の要求を満たす充填材料26の物質組成
は、85から92重量パーセントの範囲の油成分を含
む。適切な油成分は、比較的分子量の大きい脂肪族炭化
水素である。ここで比較的大きい分子量とは、約600
以上である。
に使用し、前述の要求を満たす充填材料26の物質組成
は、85から92重量パーセントの範囲の油成分を含
む。適切な油成分は、比較的分子量の大きい脂肪族炭化
水素である。ここで比較的大きい分子量とは、約600
以上である。
【0031】脂肪族炭化水素成分は、例えばウィッコ・
コーポレーション(Witco Corporation )から市販され
ているケイドール(Kaydol)のような、比較的分子量の
大きい鉱油である。代わりに、脂肪族炭化水素成分は、
例えばポリアルファオレフィン油、ポリプロペン油、ポ
リブテン油のような、合成油または鉱油でも良い。ポリ
オレフィン油と、鉱油およびポリブテン油との混合物も
使用できる。
コーポレーション(Witco Corporation )から市販され
ているケイドール(Kaydol)のような、比較的分子量の
大きい鉱油である。代わりに、脂肪族炭化水素成分は、
例えばポリアルファオレフィン油、ポリプロペン油、ポ
リブテン油のような、合成油または鉱油でも良い。ポリ
オレフィン油と、鉱油およびポリブテン油との混合物も
使用できる。
【0032】本実施例において、組成物は、約86.7
重量%のモービル・コーポレーション(Mobil Corporat
ion)から市販されているSHF402油のようなポリ
アルファオレフィンを含む。本実施例における合成油ま
たは鉱油は、平均分子量1280の、アルファーデカン
の水素化オリゴマーである。100℃における油の粘度
は、約40センチストークである。この油は約ー40℃
の流動点を有する。
重量%のモービル・コーポレーション(Mobil Corporat
ion)から市販されているSHF402油のようなポリ
アルファオレフィンを含む。本実施例における合成油ま
たは鉱油は、平均分子量1280の、アルファーデカン
の水素化オリゴマーである。100℃における油の粘度
は、約40センチストークである。この油は約ー40℃
の流動点を有する。
【0033】ポリアルファオレフィン脂肪族炭化水素も
また、100℃において約10から60センチストーク
の範囲の粘度であることを特徴とするもののひとつであ
る。適当なポリブテン油は190から300センチスト
ークの範囲の粘度を有し、一方適切な鉱油は、150S
USすなわち約35センチストークより大きい粘度を有
する。もし充填材料が、例えば40センチストークのよ
うに、実質的に10センチストークより大きい粘度を有
するならば、充填材料と被覆された光ファイバとの適合
性はより良くなる。
また、100℃において約10から60センチストーク
の範囲の粘度であることを特徴とするもののひとつであ
る。適当なポリブテン油は190から300センチスト
ークの範囲の粘度を有し、一方適切な鉱油は、150S
USすなわち約35センチストークより大きい粘度を有
する。もし充填材料が、例えば40センチストークのよ
うに、実質的に10センチストークより大きい粘度を有
するならば、充填材料と被覆された光ファイバとの適合
性はより良くなる。
【0034】本発明による充填材料26の組成には、約
1.3重量%の酸化防止システムが含まれることが重要
である。本実施例の酸化防止システムは、二つの酸化防
止成分を含む。特に、酸化防止成分の一つは、ジアリル
ジチオリン酸亜鉛、またはジアルキルジチオリン酸亜鉛
(ZDDP)である。他の酸化防止成分は、比較的鉱油
に対して可溶である、高分子量のヒンダードフェノール
スルファイドである。
1.3重量%の酸化防止システムが含まれることが重要
である。本実施例の酸化防止システムは、二つの酸化防
止成分を含む。特に、酸化防止成分の一つは、ジアリル
ジチオリン酸亜鉛、またはジアルキルジチオリン酸亜鉛
(ZDDP)である。他の酸化防止成分は、比較的鉱油
に対して可溶である、高分子量のヒンダードフェノール
スルファイドである。
【0035】許容されるZDDP酸化防止剤は、ルブリ
トール・コーポレーション(Lubritol Corporation)か
らルブリトール(Lubritol)1370、および1395
の商品名で市販されており、許容されるフェノールスル
ファイド成分は、シバーゲイジー・カンパニー(Ciba-G
eigy Company)からイルガノクス(Irganox )1035
の商品名で市販されている。本実施例において、充填組
成物は約1.0重量%のルブリトール1370と、約
0.3重量%のイルガノクス1035を含む。この酸化
防止システムは油の性能を改善する。
トール・コーポレーション(Lubritol Corporation)か
らルブリトール(Lubritol)1370、および1395
の商品名で市販されており、許容されるフェノールスル
ファイド成分は、シバーゲイジー・カンパニー(Ciba-G
eigy Company)からイルガノクス(Irganox )1035
の商品名で市販されている。本実施例において、充填組
成物は約1.0重量%のルブリトール1370と、約
0.3重量%のイルガノクス1035を含む。この酸化
防止システムは油の性能を改善する。
【0036】ZDDPは他の好ましい特性を有する。Z
DDPはまた耐蝕試薬としても機能する。他の安定化剤
に比べて経費が削減されることも見落としてはならな
い。
DDPはまた耐蝕試薬としても機能する。他の安定化剤
に比べて経費が削減されることも見落としてはならな
い。
【0037】本発明の典型的な組成が表1および2に示
され、各成分は重量パーセントで表されている。特性の
概略もまた各表に記載されている。表には、室温におけ
る基本の光ファイバ被覆材料の膨潤度、粘度、油分離、
および降伏応力が記載されている。65℃におけるケー
ブルドリップ試験の結果もまた、表のいくつかに記載さ
れている。
され、各成分は重量パーセントで表されている。特性の
概略もまた各表に記載されている。表には、室温におけ
る基本の光ファイバ被覆材料の膨潤度、粘度、油分離、
および降伏応力が記載されている。65℃におけるケー
ブルドリップ試験の結果もまた、表のいくつかに記載さ
れている。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】本発明の安定化システムにおける酸化防止
剤の最適濃度は、表1に挙げられる実験から展開される
データの直線回帰から得られる。例えば、使用される充
填化合物組成は、鉱油、ケイドール(Kaydol)(表1に
示される量)、6重量%のクラトン1701、6重量%
のCab−O−Sil TS−720、および変動する
量の酸化防止剤を含む。
剤の最適濃度は、表1に挙げられる実験から展開される
データの直線回帰から得られる。例えば、使用される充
填化合物組成は、鉱油、ケイドール(Kaydol)(表1に
示される量)、6重量%のクラトン1701、6重量%
のCab−O−Sil TS−720、および変動する
量の酸化防止剤を含む。
【0041】一般に、酸化誘導時間(OIT)の値は、
試験される材料が酸化され始める時間の指標になる。換
言すると、OITの高い酸化防止システムは、OIT値
の低いシステムより良く酸化を防止する。本発明の酸化
防止システムは、油の性能を改善する。組成物中の油の
酸化誘導時間は、この酸化防止システムの使用とともに
増加する。
試験される材料が酸化され始める時間の指標になる。換
言すると、OITの高い酸化防止システムは、OIT値
の低いシステムより良く酸化を防止する。本発明の酸化
防止システムは、油の性能を改善する。組成物中の油の
酸化誘導時間は、この酸化防止システムの使用とともに
増加する。
【0042】OITは示差走査熱量計によって測定され
る。特に、デラウェア、ニューキャッスルのTAインス
ツルメンツ(前のE.I.デュポン・インスツルメン
ツ)によって製造された示差走査熱量計セルに付帯する
熱分析器が、ここでOIT値を測定するために使用され
る。さらに前述したように、表2のように評価されてい
る特定の酸化防止剤は、C1ーC14 アルキルジチオリン
酸亜鉛であるルブリゾール1395、シバーゲイジー社
によって製造されたヒンダードフェノールであるイルガ
ノクス1076、およびイルガノクス1035を含む。
る。特に、デラウェア、ニューキャッスルのTAインス
ツルメンツ(前のE.I.デュポン・インスツルメン
ツ)によって製造された示差走査熱量計セルに付帯する
熱分析器が、ここでOIT値を測定するために使用され
る。さらに前述したように、表2のように評価されてい
る特定の酸化防止剤は、C1ーC14 アルキルジチオリン
酸亜鉛であるルブリゾール1395、シバーゲイジー社
によって製造されたヒンダードフェノールであるイルガ
ノクス1076、およびイルガノクス1035を含む。
【0043】油成分は、ケーブルから浸出しないよう
に、そして油分離が削減されるように、濃縮される必要
がある。油分離またはシネレシスは、充填材料の寿命の
間に油が滲み出す傾向を示す、充填材料の特性である。
従来技術の充填材料の一つは、ある時間静かに放置され
ると油を分離することが知られている。シネレシスは通
常、遅く進行する過程であるため、促進された方法、す
なわち遠心分離によって定義される。
に、そして油分離が削減されるように、濃縮される必要
がある。油分離またはシネレシスは、充填材料の寿命の
間に油が滲み出す傾向を示す、充填材料の特性である。
従来技術の充填材料の一つは、ある時間静かに放置され
ると油を分離することが知られている。シネレシスは通
常、遅く進行する過程であるため、促進された方法、す
なわち遠心分離によって定義される。
【0044】前述したように、充填材料26は、26,
000Gの相対遠心力に相当する回転速度において、2
時間遠心分離された場合に、5%の最大油分離を起こす
ことが望ましい。これを達成するために、無機および有
機増粘剤が充填材料の組成に含まれる。
000Gの相対遠心力に相当する回転速度において、2
時間遠心分離された場合に、5%の最大油分離を起こす
ことが望ましい。これを達成するために、無機および有
機増粘剤が充填材料の組成に含まれる。
【0045】組成物の降伏応力を調節するために、無機
増粘剤としてコロイド充填材が使用される。油中のコロ
イド充填材粒子は、結合表面ヒドロキシル基がネットワ
ークを形成することによって、油をゲル化する。このよ
うなゲルは、応力の臨界値において負荷を支えることが
可能である。この応力レベル以上ではネットワークは破
壊され、充填材は液体様の特性を示し、応力下において
流動する。このような現象はチキソトロープと呼ばれ、
処理を容易にする。
増粘剤としてコロイド充填材が使用される。油中のコロ
イド充填材粒子は、結合表面ヒドロキシル基がネットワ
ークを形成することによって、油をゲル化する。このよ
うなゲルは、応力の臨界値において負荷を支えることが
可能である。この応力レベル以上ではネットワークは破
壊され、充填材は液体様の特性を示し、応力下において
流動する。このような現象はチキソトロープと呼ばれ、
処理を容易にする。
【0046】ケーブル20に利用されるコロイド充填材
は、親水性または疎水性のコロイドシリカを含み、約5
0から約400m2 /gmの領域のBET表面を有する
疎水性ヒュームドシリカを含むことが望ましい。表面領
域が大きくなるほど、油分離は少なくなる。ヒュームド
シリカのレベルの増加は油分離を減少させるが、逆に、
臨界降伏応力とグリースの粘度は増加する。
は、親水性または疎水性のコロイドシリカを含み、約5
0から約400m2 /gmの領域のBET表面を有する
疎水性ヒュームドシリカを含むことが望ましい。表面領
域が大きくなるほど、油分離は少なくなる。ヒュームド
シリカのレベルの増加は油分離を減少させるが、逆に、
臨界降伏応力とグリースの粘度は増加する。
【0047】疎水性ヒュームドシリカの例は、約80ー
120m2 /gmのBET表面領域を有するポリジメチ
ルシロキサンー被覆ヒュームドシリカであり、約5%の
b.w.炭素を含み、イリノイ州タスコーラ(Tuscola
)のキャボット・コーポレーション(Cabot Corporati
on )からCab−O−Sil TS720の商品名で
市販されている。
120m2 /gmのBET表面領域を有するポリジメチ
ルシロキサンー被覆ヒュームドシリカであり、約5%の
b.w.炭素を含み、イリノイ州タスコーラ(Tuscola
)のキャボット・コーポレーション(Cabot Corporati
on )からCab−O−Sil TS720の商品名で
市販されている。
【0048】典型的な親水性コロイド材料は、約175
ー225m2 /gmのBET表面領域、0.012μm
の公称粒子サイズ、および2.2の比重を有するヒュー
ムドシリカであり、キャボット・コーポレーションから
Cab−O−Sil M−5の商品名で市販されてい
る。表面処理の有無に関わらず沈降シリカおよびベント
ナイトのようなクレーが、他のコロイド充填材として、
本発明の実施に利用可能である。本実施例において、約
4から8重量パーセントの、Cab−O−SilTS7
20のような疎水性ヒュームドシリカが、無機増粘剤と
して使用される。
ー225m2 /gmのBET表面領域、0.012μm
の公称粒子サイズ、および2.2の比重を有するヒュー
ムドシリカであり、キャボット・コーポレーションから
Cab−O−Sil M−5の商品名で市販されてい
る。表面処理の有無に関わらず沈降シリカおよびベント
ナイトのようなクレーが、他のコロイド充填材として、
本発明の実施に利用可能である。本実施例において、約
4から8重量パーセントの、Cab−O−SilTS7
20のような疎水性ヒュームドシリカが、無機増粘剤と
して使用される。
【0049】充填材料26の油保留性は、さらに有機増
粘剤またはブリード防止剤を組成物に追加することによ
って改良される。ブリード防止剤として使用される共重
合体はグリース様充填材料の油分離を削減することが知
られており、また、ヒュームドシリカと異なり、降伏応
力と粘度の増加を起こさない。
粘剤またはブリード防止剤を組成物に追加することによ
って改良される。ブリード防止剤として使用される共重
合体はグリース様充填材料の油分離を削減することが知
られており、また、ヒュームドシリカと異なり、降伏応
力と粘度の増加を起こさない。
【0050】ブリード防止剤はブロック共重合体、比較
的粘度の高い半液体、または半固体、ゴム、または他の
適切なゴムである。ブロック共重合体および半液体ゴム
は、集合してゴム重合体と称される。グリース様の物質
組成にゴム重合体を組み入れることによって、ゲルのシ
ネレシスを防ぐために混合物に添加されるべきコロイド
粒子の量を減少させることが可能であり、経費の節約が
可能である。さらに、比較的低い臨界降伏応力を有する
ブリーディングのない組成物の形成が可能である。
的粘度の高い半液体、または半固体、ゴム、または他の
適切なゴムである。ブロック共重合体および半液体ゴム
は、集合してゴム重合体と称される。グリース様の物質
組成にゴム重合体を組み入れることによって、ゲルのシ
ネレシスを防ぐために混合物に添加されるべきコロイド
粒子の量を減少させることが可能であり、経費の節約が
可能である。さらに、比較的低い臨界降伏応力を有する
ブリーディングのない組成物の形成が可能である。
【0051】本発明のケーブルの防水組成物に使用可能
なブロック共重合体は、スチレンゴムおよびスチレンー
ゴムースチレンブロック共重合体であり、スチレン/ゴ
ムの比は約0.1から約0.8の間、トルエン中25℃
における粘度によって示される分子量は20%b.w.
ゴム溶液内での約100cpsから15%b.w.ゴム
溶液内での2000cpsの間である。
なブロック共重合体は、スチレンゴムおよびスチレンー
ゴムースチレンブロック共重合体であり、スチレン/ゴ
ムの比は約0.1から約0.8の間、トルエン中25℃
における粘度によって示される分子量は20%b.w.
ゴム溶液内での約100cpsから15%b.w.ゴム
溶液内での2000cpsの間である。
【0052】典型的なブロック共重合体は、(a)無可
塑のスチレンーエチレンープロピレンブロック共重合体
(SEP)で、スチレン/ゴムの比は約0.59、比重
約0.93、ASTM D−412あたりの破断強さは
300psi、テキサス州、ハウストン(Houston)の
シェル・ケミカル・カンパニー(Shell Chemical Compa
ny)からクラトンG1701の商品名で市販されている
もの、(b)スチレンーエチレンープロピレンブロック
共重合体で、スチレン/ゴムの比は約0.39、シェル
・ケミカル・カンパニーからG1702の商品名で市販
されているもの、(c)無可塑のスチレンーエチレン
ブチレンースチレンブロック共重合体(SEBS)で、
スチレン/ゴムの比は約0.16、比重約0.90、伸
び率750%、ASTM D−412あたりの300%
モジュラスは350psi、シェル・ケミカル・カンパ
ニーからクラトンG1657の商品名で市販されている
もの、(d)エチレンとプロピレンのジブロック共重合
体(EP)で、シェル・ケミカル・カンパニーからG1
750の商品名で市販されているものである。
塑のスチレンーエチレンープロピレンブロック共重合体
(SEP)で、スチレン/ゴムの比は約0.59、比重
約0.93、ASTM D−412あたりの破断強さは
300psi、テキサス州、ハウストン(Houston)の
シェル・ケミカル・カンパニー(Shell Chemical Compa
ny)からクラトンG1701の商品名で市販されている
もの、(b)スチレンーエチレンープロピレンブロック
共重合体で、スチレン/ゴムの比は約0.39、シェル
・ケミカル・カンパニーからG1702の商品名で市販
されているもの、(c)無可塑のスチレンーエチレン
ブチレンースチレンブロック共重合体(SEBS)で、
スチレン/ゴムの比は約0.16、比重約0.90、伸
び率750%、ASTM D−412あたりの300%
モジュラスは350psi、シェル・ケミカル・カンパ
ニーからクラトンG1657の商品名で市販されている
もの、(d)エチレンとプロピレンのジブロック共重合
体(EP)で、シェル・ケミカル・カンパニーからG1
750の商品名で市販されているものである。
【0053】使用可能なもう一つの共重合体は、30%
のスチレンーエチレン ブチレンースチレントリブロッ
ク共重合体(SEBS)と、70%のスチレンーエチレ
ンブチレンジブロック共重合体(SEB)の混合物であ
るクラトン1726共重合体である。本実施例は、6重
量パーセントの量のクラトンG1701ブロック共重合
体を含む。
のスチレンーエチレン ブチレンースチレントリブロッ
ク共重合体(SEBS)と、70%のスチレンーエチレ
ンブチレンジブロック共重合体(SEB)の混合物であ
るクラトン1726共重合体である。本実施例は、6重
量パーセントの量のクラトンG1701ブロック共重合
体を含む。
【0054】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって、
ケーブルの防水のためにケーブルコアに充填される、高
性能で経費の少ない組成物を提供することが可能とな
る。
ケーブルの防水のためにケーブルコアに充填される、高
性能で経費の少ない組成物を提供することが可能とな
る。
【図1】本発明による、充填材料を施されたコアを有す
る光ファイバケーブルの斜視図である。
る光ファイバケーブルの斜視図である。
【図2】図1のケーブルの断面図である。
20 光ファイバケーブル 21 縦軸 22 コア 23 バインダーリボン 24 ユニット 25 光ファイバ 26 防水充填材料 27 外装システム 28 管状部材 29 金属シールド 30 補強部材 32 プラスチックジャケット 35 防水テープ 37
フロントページの続き (72)発明者 スタンレー カウフマン アメリカ合衆国 30338 ジョージア ダンウッディー、ホワイトウッド コー ト、5536 (72)発明者 ジム ジェントソング シュー アメリカ合衆国 30338 ジョージア ダンウッディー、ダーレット ウェイ、 1621 (56)参考文献 特開 平3−221909(JP,A) 特開 昭54−12353(JP,A) 特開 昭52−102964(JP,A) 特開 昭62−2410(JP,A) 特開 平5−157952(JP,A) 実開 昭60−135708(JP,U) 米国特許4757100(US,A) 米国特許5187763(US,A) 欧州公開206234(EP,A1) 欧州公開510967(EP,A2)
Claims (10)
- 【請求項1】 少なくとも一つの光ファイバ伝送媒体
(25)を含むコア(22)と、前記コアの外周に施さ
れる外装システム(27)と、前記コア内の前記伝送媒
体の周囲に充填される充填組成物(26)を含む光ファ
イバケーブルにおいて、 前記充填組成物は、炭化水素、ブロック共重合体、コロ
イド充填材および酸化防止システムを含み、 前記酸化防止システムは、ヒンダードフェノールスルフ
ァイドと、酸化防止成分を含み、 前記酸化防止成分は、ジアルキルジチオリン酸塩および
ジアリルジチオリン酸塩からなる群から選択され、 前記酸化防止成分対ヒンダードフェノールスルファイド
の重量比は、およそ3対1から6対1の範囲にあること
を特徴とする光ファイバケーブル。 - 【請求項2】 前記酸化防止システムは、前記充填組成
物の約1.3重量パーセントを占めることを特徴とする
請求項1記載の光ファイバケーブル。 - 【請求項3】 前記炭化水素は、脂肪族炭化水素である
ことを特徴とする請求項1記載の光ファイバケーブル。 - 【請求項4】 前記脂肪族炭化水素は、合成油または鉱
油を含むことを特徴とする請求項3記載の光ファイバケ
ーブル。 - 【請求項5】 前記合成油は、ポリアルファオレフィ
ン、ポリブテン、およびポリプロペンからなる群から選
択されることを特徴とする請求項4記載の光ファイバケ
ーブル。 - 【請求項6】 炭化水素、ブロック共重合体、コロイド
充填材および酸化防止システムを含む光ファイバケーブ
ル充填組成物において、 前記酸化防止システムは、ヒンダードフェノールスルフ
ァイドと、酸化防止成分を含み、 前記酸化防止成分は、ジアルキルジチオリン酸塩および
ジアリルジチオリン酸塩からなる群から選択され、 前記酸化防止成分対ヒンダードフェノールスルファイド
の重量比は、およそ3対1から6対1の範囲にあること
を特徴とする光ファイバケーブル充填組成物。 - 【請求項7】 前記酸化防止システムは、前記充填組成
物の約1.3重量パーセントを占めることを特徴とする
請求項6記載の組成物。 - 【請求項8】 前記炭化水素は、脂肪族炭化水素である
ことを特徴とする請求項6記載の組成物。 - 【請求項9】 前記脂肪族炭化水素は、合成油または鉱
油を含むことを特徴とする請求項8記載の組成物。 - 【請求項10】 前記合成油は、ポリアルファオレフィ
ン、ポリブテン、およびポリプロペンからなる群から選
択されることを特徴とする請求項9記載の組成物。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/983,491 US5285513A (en) | 1992-11-30 | 1992-11-30 | Optical fiber cable provided with stabilized waterblocking material |
US983491 | 1992-11-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06215641A JPH06215641A (ja) | 1994-08-05 |
JP3104948B2 true JP3104948B2 (ja) | 2000-10-30 |
Family
ID=25529985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05323364A Expired - Fee Related JP3104948B2 (ja) | 1992-11-30 | 1993-11-30 | 光ファイバケーブルおよびその防水充填組成物 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5285513A (ja) |
EP (1) | EP0600640B1 (ja) |
JP (1) | JP3104948B2 (ja) |
AU (1) | AU658537B2 (ja) |
CA (1) | CA2107446C (ja) |
DE (1) | DE69316561T2 (ja) |
MX (1) | MX9307412A (ja) |
NZ (1) | NZ250264A (ja) |
Families Citing this family (91)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5433872A (en) * | 1990-06-22 | 1995-07-18 | Caschem, Inc. | Cable grease composition and articles incorporating same |
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