JP3996185B2 - 電気導体の保護のためのジャケット材料 - Google Patents

Description

発明の背景
１．発明の分野
本発明は、改良された物理的・電気的性能特性を有する保護ジャケット材料組成物に関する。
２．関連技術の説明
電流又は光信号を伝送する電磁エネルギー導体は、一般に保護ジャケットで覆われている。このようなジャケットは、電気的及び／又は熱的絶縁を与え、多数の導体を収容する助けとなる外装として役立ち、及び周囲の条件や使用の際に導体に与えられる応力による攻撃や損傷から導体を物理的に保護することを含む、多数の機能の中の１つ以上の役割をすることができる。
現在、広く成功裏に使用されている材料には、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸膨張ＰＴＦＥ、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ペルフルオロアルコキシポリマー（ＰＦＡ）、ポリエステル、シリコーンゴム、及びナイロンがある。これらの材料は、押出、テープ巻回、予備成形チューブへの挿入、収縮包装などを含む種々の仕方で導体の上に施されることができる。導体の上に施す材料（複数でもよい）の仕方（複数でもよい）の選択はいずれも、使用中に導体に対して要求される必要特性と予想条件に大きく依存する設計的選択である。
多くの場合、改良された物理的特性を付与するため、追加の物理的構造体がジャケット材料に組み込まれ又はその上に施されることがある。例えば、ワイヤー、ガラス繊維、ポリマー繊維などが、ジャケット単独では得られないさらに高い長手方向の強度や他の物理的特性を与えるために、ジャケット付導体の上に施されることがある。別な場合には、そのような特性を与える複合構造体を形成するため、材料が組み合わされることもある（例えば、シリコーンでコーティングされたガラス繊維の編組、箔でラミネートされたポリエステルなど）。
不都合なことに、異なる特性の間に正確なバランスを与えることは、多くの用途にとって極めて難しいことがある。例えば、非常に高い可撓性を備えながら、導体に長手方向の歪みが与えられたときに伸び又は破断に抵抗する十分に強いケーブルを有することが必要なことが多い。導体へのこのような応力を緩和する長手方向に強いジャケットを使用することは、一般に「負荷分割（load sharing）」と称される。良好な伸長抵抗を与えるために導体を補強することは割合に簡単なことであるが、一般にこのような補強は、ワイヤーの可撓性のような他の特性を顕著に低下させる。非常に細かい導体（例えば０．２５ｍｍ未満のレベル）を使用すると、負荷分割は非常に重要であるが、そのようなワイヤーの可撓性の低下に対してバランスされなければならない。
これらの特性間の許容できるバランスを達成することは、可能ではないことが多い。シリコーンのジャケットは高度の可撓性を有するが、伸びに対して非常に乏しい抵抗しか与えず、従って長手方向の力に対して負荷分割に事実上全く寄与しない。ワイヤー又は繊維によるこのような材料の補強は、必要とされる長手方向の強度を付与するが、同時にそのワイヤーをかなり低い可撓性にする傾向にある。
遭遇することが多いもう１つの問題は、多くの導体が、通常のジャケット材料を弱化させる又は破壊することが可能な極めて過酷な環境条件に曝されることである。例えば、医療用途においては一般に、高温高圧（例えばオートクレーブ中）及び／又は高活性（harsh）の薬剤でケーブルを滅菌することが必要である。多くの他の適当な材料は、このような処理に耐えることができない。シリコーンとポリウレタンは、周知のように高温処理に耐えることができず、ある種の薬剤によって劣化されることがある。例えば、シリコーンジャケット付導体は、スチーム滅菌の際にかなり膨張しやすく、過度の膨張とケーブルへの損傷を避けるため、補強材料の使用を必要とする。
Ｇｏｒｅの米国特許第３９５３５６６号明細書に従って作成されたような多孔質延伸膨張ＰＴＦＥは、殆どの用途のケーブルジャケットとして極めて良好な優れた誘電特性と機能性を有する。その望ましい属性の中に、優れた強度と可撓性、耐熱性、耐薬品性がある。不都合なことに、延伸膨張ＰＴＦＥの多孔性は、ある種の高活性薬剤（例えばグルタルアルデヒド（gluteraldehyde））がその隙間に侵入することを許容することがある。わずかな量であっても、これが延伸膨張ＰＴＦＥジャケット材料の不都合な湿潤をもたらすことがある。悪ければ、この薬剤は、ジャケット材料の特性を変化させ（例えばジャケットの可撓性を低くする）、さらには離層を起こさせ又は導体そのものを攻撃又は妨害することによってケーブルの性能を減じさせることがある。この導体損傷の危険性は、その薬剤への暴露が、オートクレーブサイクルにおける繰り返しの高温高圧のスチーム滅菌処理と組み合わされた場合、特に問題であることがある。
多くの既存のジャケット材料に関するもう１つの問題は、それらの取扱い上の要求に制約が多過ぎることである。延伸膨張ＰＴＦＥのような極めて有効なジャケット材料でさえも、ある種の改良された伸縮性を備えて製造されることが可能ならば、顕著に改良されるであろう。改良された軸方向の伸縮性を備えた延伸膨張ＰＴＦＥは、より良好な耐磨耗性、改良されたカットスルー抵抗（切断抵抗）、及びより広範囲な取扱い性を付与することができる。
従って、本発明の主な目的は、わずかに屈曲抵抗に寄与しながら、ワイヤーの縦の長さにそった良好な負荷分割を与える、導体用のジャケット材料を提供することである。
本発明のもう１つの目的は、ジャケットや導体についての譲歩なしに、滅菌操作のような極めて厳しい使用条件に耐えることができるジャケット材料を提供することである。
本発明のさらにもう１つの目的は、種々の改良された取扱い性を備え、ジャケット材料の可能な使用範囲とそのような材料の適用・使用の容易性の両方を増進する、ジャケット材料を提供することである。
本発明のこれら及びこの他の目的は、以降の説明の再吟味から明らかになるであろう。
発明の要旨
本発明は、ワイヤー、光ファイバー、及びその他の導体を保護するための改良されたジャケット組成物である。本発明のジャケット組成物は、延伸膨張ＰＴＦＥのマトリックス構造を埋封するシリコーンポリマーで浸透された、多孔質延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）マトリックスの複合材料である。延伸膨張ＰＴＦＥマトリックス、シリコーン材料のタイプ、及び適用方法の選択によって、この複合材料は、広い温度範囲にわたって優れた軸方向の可撓性を保有しながら、その長手方向の次元は伸縮性又は非伸縮性に（必要により負荷分割を付与する）作成されることができる。
得られたユニークな組成物は、延伸膨張ＰＴＦＥとシリコーンの欠点のいくつかを低下させる又は解消しながら、それら両者の最良の特性のいくつかを保有するジャケット材料を形成する。特に関心が持たれる点は、ジャケット材料又はそれが収容する導体（複数でもよい）のいずれもが劣化することなく、繰り返しの薬剤及び／又はスチームの滅菌処理のような過酷な環境条件に耐えるそのジャケット材料の性能である。さらに、本発明の組成物は、耐磨耗性、切断抵抗、選択的な歪み逃げ（strain relief）、選択的な伸縮性、エラストマー単独に勝る改良された潤滑性、完全に生体適合性にされ得ることを含む、多数のその他の改良された取扱い性を有する。
図面の説明
本発明の作用は、次の説明を添付の図面と併せて考慮されることによって明らかになるはずである。
図１は、本発明の組成物の２０００倍に拡大された走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）であり、低濃度のシリコーン材料で被覆されたポリマーのノードとフィブリルの構造を示す。
図２は、本発明の組成物の２０００倍に拡大されたＳＥＭであり、中間的な濃度のシリコーン材料で被覆されたポリマーのノードとフィブリルの構造を示す。
図３は、本発明の組成物の２０００倍に拡大されたＳＥＭであり、高濃度のシリコーン材料で被覆されたポリマーのノードとフィブリルの構造を示す。
図４は、マルチストランドの導体、絶縁層、シールド層、及び本発明の巻回されたジャケット材料を含んでなる多層同軸ケーブルの半横向きの等角投影図である
図５は、図４の線５−５にそったケーブルの横断面図である。
図６は、本発明のジャケット材料を巻回された導体テープの半横向きの等角投影図である
図７は、本発明のジャケット材料の連続チューブの中にシールされた導体の半横向きの等角投影図である
図８は、本発明のジャケット材料のテープの中にシガレット巻きされた導体の半横向きの等角投影図である
図９は、本発明のジャケット材料の中にシールされた多数撚線の光ファイバーケーブルの縦断面図である。
図１０は、本発明のジャケット材料の中にシールされた多数撚線の光ファイバーケーブルの端面図である。
図１１は、ジャケット付光ファイバーケーブルの市販のサンプルについての屈曲試験結果を示すグラフである。
図１２は、本発明のジャケット材料の中にシールされた光ファイバーケーブルの２種のサンプルについての屈曲試験結果を示すグラフである。
発明の詳細な説明
本発明は、電気信号を伝送する導電性ケーブルと光信号を伝送する光ファイバーケーブルを含む、各種のいろいろな電磁エネルギー伝導性材料を被覆するに適切な改良された保護ジャケット材料である。本発明のジャケットは、繰り返しのスチーム滅菌処理のような過酷な環境条件や、繰り返しの屈曲のような攻撃的な取扱いの要請に耐えなければならないケーブルの保護に使用するに特に適切である。
本発明の保護ジャケットは、シリコーンエラストマー材料を含浸された延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔質基材の複合材料を含んでなる。この複合材料は、次の仕方で作成されることができる。
先ず、Ｇｏｒｅの米国特許第３９５６５６６号明細書とＧｏｒｅの同第４１８７３９０号明細書に開示の方法のようにして延伸膨張ＰＴＦＥ材料が作成され、これらの特許は参考にして取り入れられている。例えば、延伸膨張ＰＴＦＥチューブが、ＰＴＦＥ樹脂（約９５％以上の結晶度を有する）と液体潤滑剤（例えば、ナフサ、ホワイトオイル、ミネラルスピリットなどの溶媒）の混合物から作成されることができる。この混合物が十分に混合され、次いで乾燥され、ペレットにされる。このペレットはラム式押出機によってチューブ状に押出される。引き続いて潤滑剤が、オーブン内で蒸発によって除去されることができる。次いで得られたチューブ材料が３２７℃未満の温度で１軸又は２軸の伸長に供され、チューブに所望のレベルの気孔率とその他の特性を付与することができる。伸長は、１以上の工程によって、１：１〜４５：１以下の種々の程度で行われることができる。次いで得られたチューブは、３４５℃（即ち、ＰＴＦＥの溶融温度）より高い焼成温度に供され、その延伸膨張された方向にチューブをアモルファス固定する。
あるいは、乾燥されたペレットが平坦なシートに押出されることを除き、同様な方法によって平坦なテープ又は膜が作成されることができる。延伸膨張されてアモルファス固定された後、このシートは、導体のまわりに螺旋状又は煙草状に巻回するに適切なテープのような、任意の所望の形状に切り込まれることができる。
これらの両方の場合において、多孔質延伸膨張構造体が得られる。図１に示されたように、延伸膨張ＰＴＦＥ構造体10は、フィブリル14によって相互に接続されたポリマーのノード12を含んでなる。このような構造体の一般的な特性は、ノード間の０．０５〜３０μｍ（好ましくは０．２〜１０μｍ）の平均フィブリル長さ、２０〜７０％（好ましくは３０〜５０％）の気孔率を含む。以降の説明から明らかなはずのように、本発明に採用される延伸膨張ＰＴＦＥ構造体の正確な特性と寸法は、用途によって決まる。本発明に使用するに適する一般的な膜特性は、中位から高い気孔率、及び塩化メチレン、トルエン、及び／又はアセトンのような種々の溶媒による湿潤性を含むべきである。
単一方向に延伸膨張された延伸膨張ＰＴＦＥのフィブリル長さは、本願では、延伸膨張方向のフィブリルによって接続されたノードの間の１０通りの測定値の平均として定義される。延伸膨張ＰＴＦＥサンプルの代表的な顕微鏡写真について１０通りの測定が行われる。顕微鏡写真の倍率は、顕微鏡写真の幅の中に少なくとも５本の連続したフィブリルを示すに十分であるべきである。像を３つの同等な面積に分割するように、顕微鏡写真の幅の端から端まで２本の平行な線を引き、その線は延伸膨張方向であってフィブリルの配向方向に平行に引く。左から右に測定し、顕微鏡写真の左端の近くで線に交差する第１のノードから始め、その線と交差する一連のノードについて測定を続け、顕微鏡写真の上の線にそって５通りのフィブリル長さの測定を行う。もう１本の線にそって右から左にさらに５通りの測定を行い、この場合、顕微鏡写真の右側の線と交差する第１のノードから始める。この方法によって得られた１０通りの測定値を平均し、その材料の平均フィブリル長さを求める。
上記の方法の１つによって作成され、本発明に使用するに適切な基材材料は、多数の業者からいろいろな形態で市販されており、デラウェア州のニューアークにあるＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社からの商標ＧＯＲＥ−ＴＥＸ（登録商標）がある。
適切な多孔質延伸膨張ＰＴＦＥ基材材料が得られた後、本発明の複合材料を作成するために次の加工が行われる。先ず、フルオロシリコーンのようなシリコーンを有機溶媒中に溶かすことによって溶液が作成される。シリコーンと溶媒の比は、体積部で４：１〜１：１０の範囲にあるべきで、好ましくは体積部で３：１〜１：３の範囲である。この溶液は、外界条件下で機械式ミキサーによって混合するような任意の通常の手段によって作成される。シリコーンの高充填が望まれる場合、溶媒の沸点未満の高い温度が使用されてよい。
好ましい溶液は、延伸膨張ＰＴＦＥ構造体に浸透し、それを湿潤させることができる１種以上の溶媒に可溶な材料を含むシリコーン材料である。この材料は、好ましくは９５〜１００％の固形分、０．９５〜１．５の比重、及び３００〜１５００００セイチポイズの粘度を有する。この材料は好ましくは色が半透明である。また、この材料は、１液又は２液（one or two part）の硬化系を使用し、理想的には高められた温度で液体シリコーンがゴム状の物体に硬化する。高められた温度で活性化され、架橋してゴム状の物質になる白金タイプの硬化系を有するシリコーンを使用することが特に好ましい。
反応基を有するシロキサン又はポリシロキサン、アルコキシシラン又はその部分的加水分解物、及び反応基を有するコポリマーのシロキサンからなる群よりシリコーン材料を選択することが提案される。公知の硬化性シリコーンゴム材料組成物には、常温硬化タイプ、低温硬化タイプ、高温硬化タイプがある。本発明に使用するに適切なシリコーンには、メチル水素シロキサン、ジメチル水素シロキサン、ジメチルシロキサン、ジメチルビニル末端化シロキサン、ジメチルメチルフェニルメトキシシリコーンポリマーなどがある。また、そのシリコーンは、ジメチルビニル化シリカ、トリメチル化シリカなどを含むことができる。本発明に使用される市販のシリコーンにはＱ３−６６１１、Ｘ１−４１０５、及びＱ１−４０１０があり、いずれもミシガン州のミッドランドにあるダウコーニング社より入手可能である。
シリコーンの室温硬化と高温硬化の組成物には２液タイプの材料がある。２液タイプの材料は、触媒の存在中で反応基（例えばＳｉＯＨ、ＳｉＯ−Ｒ（ここでＲはアルキル基）、ＳｉＨ、ＳｉＣＨ＝ＣＨ₂など）を有するシロキサンの反応によって、架橋された構造を有するシリコーンゴムを提供する。この２液タイプの組成物は、縮合反応タイプと付加反応タイプに分けられる。
縮合反応タイプには、シラノールとアルコキシシロキサンの間の脱水縮合反応、シラノールとアルコキシシロキサンの間の脱アルコール縮合反応、及びＳｉＨとシラノールの間の脱水縮合反応を利用するものがある。付加反応タイプには、ビニル基、アルキル基、又は他の不飽和基とＳｉＨの間の付加反応を利用するものがある。
適当な硬化触媒は、所望の硬化反応のタイプによって選択される。例えば、金属、有機金属塩、有機アミン、第４アンモニウム塩などが縮合反応タイプの反応に採用される。パラジウム又は白金黒、白金アスベスト、塩化白金酸、又は他の形態の白金が付加反応タイプの反応に採用される。また、上記の組成物は、ある種の他の材料の例えばシリコーンオイル、ＳｉＯ₂、又はヒュームドシリカを特性改質剤として含むこともできる。
好ましい溶媒は、シリコーンを活発に溶解し、且つ目的とするポリマー基材の構造体の中に容易に吸収される溶媒である。ＰＴＦＥ基材の構造体に使用されるには、ハロゲン化された溶媒の例えば塩化メチレン、アセトン、又はトルエンが特に有用であり、例えば市販の溶媒のＮＯＲＰＡＲ−１２やＩＳＯＰＡＲ−Ｃがある。塩化メチレンはこれまでに最も良好な結果を生じているが、この溶媒の発癌性がいくつかの用途に嫌悪されている。従って、別な好ましい溶媒の探索が続けられている。
現状で好ましい組成物は、重量で１０〜７５％のＱ１−４０１０シリコーンエラストマーと、２５〜９０％の塩化メチレン、アセトン、又はトルエンの溶媒の混合物を含む。この混合物は、室温（約２２℃）でシリコーンエラストマーを添加しながら、混合物が均一な色となるまで溶媒を攪拌することによって作成される。アセトン混合物の場合、その混合物は材料の沈殿のため、各使用の前に再度攪拌されるべきである。
シリコーン／溶媒の組成物が作成されると、次いでそれは任意の適切な微細多孔質膜に施されることができる。本発明に使用するに好ましい膜には、上記の多孔質延伸膨張ＰＴＦＥ材料がある。本発明に使用するに適切であることができる別な膜材料には、延伸膨張された超高分子量のポリエチレン、及び恐らくノードとフィブリルの開口した多孔質網状構造に延伸膨張されることができるこの他のものがある。
この溶液は、膜の上に組成物を均一に塗布し、次いでそのままで組成物をその中に吸収させることによって、多孔質ＰＴＦＥ材料に施される。好ましくは、ＰＴＦＥ材料を溶液の浴に１〜５分間にわたって沈めるようにして、ＰＴＦＥ材料が飽和するまでＰＴＦＥ材料を溶媒の中に浸漬する。この溶液は、例えば真空チャンバーの中で減圧下に置き、多孔質ポリマー基材の完全な充填を促進させることもできる。
充填された後、その膜と吸収された溶液を、７０〜７５℃又はそれ以上に設定された加熱オーブンのようなエネルギー源に２〜５分間又はそれ以上の時間で暴露し、全ての溶媒を蒸発除去させる。理想的には、蒸発は、８５℃以上に加熱されたオーブンを用い、組成物を少なくとも５分間曝すことを含む。溶媒の蒸発は次の仕方、即ち、約５時間の空気乾燥、又は防爆オーブン中で約５０℃にて約１時間のいずれかで行われることができる。
この仕方で施されると、多孔質ＰＴＦＥ材料は、その上面から底面までシリコーンで十分に含浸されることが見出されている。１つの面の上に塗布することによって平坦な膜に施されたとき、膜の底面（即ち、組成物が施された面の反対面）は、その膜が接着層として使用されるべき場合に望ましいことがある粘着の感じを底面に与え易い。
これに対し、いくつかの用途では、膜の上面はその上に粉末状の物質を有することが見出されている。これはいくつかの商業的シリコーン材料においてフィラーとして見られる二酸化ケイ素のコーティングであると考えられる。この材料は、扱い易さのためにその場所のままでよく、又は任意の適当な手段の例えば溶媒の使用及び／又は機械的そぎ落としによって除去されてもよい。また、シリコーンと共にフィラーや異種材料を膜の中に侵入させるように、膜の気孔サイズを調節することもできる。二酸化ケイ素フィラーを含む又は含まない種々のシリコーン混合物が、本願に示す例で開示されている。
含浸の後、組成物の材料は、シリコーン材料を硬化させるに適当な条件に供されることができる。ダウコーニング社のＱ１−４０１０タイプのシリコーンについて、フィラー入りのＰＴＦＥ膜は、その複合材料を約１１０℃のオーブンの中に約３０分間入れることによって硬化されることができる。
本発明の目標は、膜のポリマーのノードとフィブリルの上にシリコーンの完全な被覆層（overlay）を提供することである。採用される条件によって、膜の完全な含浸は、空気の透過に対して微細多孔質構造を開口したままにしながら、ポリマー構造体を単に被覆することでもよい。あるいは、多孔質構造体の殆ど又は全てをその中に含む膜全体のフィブリル化された内部がシリコーンで充填されてもよい。
図２は、ポリマーの両方のノードとフィブリルの構造体を被覆するシリコーンポリマーの中位のレベルのコーティングを備え、本発明の複合材料を形成した、図１に示したと同様なフィブリル化されたＰＴＦＥ構造体を示す。この材料は、５０体積％のＱｌ−４０１０シリコーンと５０体積％のＩＳＯＰＡＲ−Ｃ溶媒の溶液に１分間延伸膨張ＰＴＦＥ膜を入れた結果である。次いでこの充填された材料を約１１０℃のオーブンで１０分間加熱し、最終生成物を得た。
図３は、ポリマーの両方のノードとフィブリルの構造体を被覆するシリコーンポリマーの高いレベルのコーティングを備えて本発明の複合材料を形成した、図１に示したと同様なフィブリル化されたＰＴＦＥ構造体を示す。観察できるように、この材料のノードとフィブリルの構造体は、シリコーンですっかり充填されている。この材料は、７５体積％のＱ１−４０１０シリコーンと２５体積％のＩＳＯＰＡＲ−Ｃ溶媒の溶液に１分間延伸膨張ＰＴＦＥ膜を入れた結果である。次いでこの充填された材料を約１１０℃のオーブンで１０分間加熱し、最終生成物を得た。
いずれの場合も、本発明の目的は実質的なゴム弾性を有する、十分に含浸された複合材料の膜を作成することである。この点に関し、本発明の伸縮性の程度は次のようにして測定されることができ、即ち、処理され硬化された膜の片の長さを測定し、その長さを２回伸長し、緩め、その新たな長さを再度測定する。レジリエンスは、所与の厚さの処理された膜をその元の高さの５０％に１分間圧縮し、緩め、その厚さを再度測定することによって測定される。
含浸プロセスをさらに助長するため、本発明のプロセスに他のプロセスを組み合わせて特定の特性を得ることもできる。例えば、非常に微細な多孔質の膜を用いるようないくつかの用途において、機械的真空プロセスの助けを借りて、膜にシリコーン／溶媒組成物を含浸させることが望ましいことがある。この他のあり得る方法には、加圧又は減圧プロセスのいずれかによる機械的圧力の使用がある。
このようにして作成された後、本発明の組成物は導体のジャケットに作成されることができる。図４と５は、本発明のジャケット18で保護されたワイヤー16の１つの例を示す。この例において、ワイヤー16は、誘電体22に包囲され、次に編組ワイヤー又はホイルシールド24に巻回されたマルチストランドの中心導体20を含む同軸ケーブルである。同軸ケーブルのこれらの機能性エレメントを保護する目的で、次いで全体の構造が保護ジャケット26で巻回される。例示のジャケット26は、シールド24のまわりに螺旋状に巻回された本発明の複合材料の膜から作成されたテープを含んでなる。このジャケット26は、例えばジャケットとシールドの間に接着剤を施すような、任意の通常の手段によって適切に保持されることができる。あるいは、シリコーンの硬化の前にケーブル上にジャケットを巻回し、次いでアセンブリーされたワイヤーをシリコーンの硬化温度まで加熱し、シリコーンを流動させ編組に及びそれ自体に接着させることによってシールド24にジャケット26を結合させることもできる。
この構造は、同軸ケーブルなどを保護するに非常に有効であることが証明されている。ジャケットとしてシリコーン材料のみを使用することはその可撓性については望ましいが、伸びに対して非常に乏しい抵抗を有する傾向にある。このことは、ジャケットによって「負荷分割」がされず、ジャケットに収められた材料が、ジャケットのみの部分の負荷箇所を支持しなければならないことを意味する。しかしながら、本発明の複合材料は、かなりの負荷分割性を可能にするように顕著に強化しながら、シリコーンの可撓性を保有する。同軸ケーブルなどの場合、このことは、ケーブルが部分的に負荷の下に置かれたときに変形が生じる可能性が比較的小さく、ケーブルの長さの全体にわたってより一定した信号伝送に結びつく。
本発明に従って作成されたケーブルジャケットのもう１つの長所は、過酷な環境条件に耐え得ることである。先に説明したように、シリコーンやポリウレタンのようなある種のジャケット材料は、滅菌技術や高活性薬剤に曝されることに耐える性能に制限があることが知られている。高温スチーム処理は、シリコーンのワイヤージャケットを早期に劣化させ、それらの可撓性を低下させ、それらの保護特性を損なうであろう。。本発明の複合材料は、そのような制約がない。延伸膨張ＰＴＦＥはスチーム滅菌操作の際にシリコーン材料を効果的に保護し、その結果、その性能に影響を及ぼすことなく、その材料ははるかに多くのオートクレーブサイクルに耐え得ることが見出されている。このことは、本発明のジャケット材料を、過酷な環境条件に繰り返して曝される医療用装置や他のデバイスに使用するに特に適切にする。
本発明のもう１つの構成が図６に示されている。この例において、ケーブル26は、本発明の複合材料テープジャケット30で螺旋状に巻回された中心導体28を含んでなるに過ぎない。この構成は、普通の金属導電体から高度な光ファイバーケーブル構成までの広範囲な用途に適する。同様に、この構成は、改良された負荷分割と過酷な条件下で使用され得ることを含む、ワイヤーの取扱性の顕著な改良を与える。
図７に示された構成は、事実上任意の形態の導体32をシールするもう１つの適切な方法を例示する。この場合、ジャケット34は、本発明の複合材料の連続チューブによって形成される。延伸膨張ＰＴＦＥチューブは、同時押出され又は他の方法で導体の上に形成され、次いでシリコーンを適切に充填されることができ、あるいは本発明に従って複合材料チューブが作成され、導体の上に引かれることもできる。
本発明のジャケット38を導体38に巻回するもう１つの有効な手段が図８に示されている。ここでは、割合に広いテープがシガレット巻き態様で導体のまわりに長手方向に巻回されている。１本のみの継目40が、導体の長尺体の下に形成され、先に記載の任意の接着方法によって適当に支持されることができる。
本発明の複合材料について特に高まりつつある関心分野１つは、光ファイバー導体の１本又は複数本の配列用のジャケット化である。この分野に使用される１つの構成が図１０と１１に示されている。本発明の複合ジャケット材料46のチューブに巻回された多数撚線の光ファイバー導体44を含む光ファイバーケーブルのアセンブリー42が示されている。ジャケット46の各々の端部は、ステンレス鋼の端部のコネクター48と50で止められ、それらはエポキシ接着剤で適切に接着されている。下記により詳しく説明するように、この構成は、これらケーブルの屈曲抵抗に劇的な改良を生んでいる。
本発明の特に重要な２つの局面は、本発明が提供する、圧縮抵抗と、その劣化することなく高温処理に繰り返して耐える性能の、両者の改良された特性である。圧縮抵抗に関し（又は「レジリエンス」、本発明のワイヤージャケットは、軸の寸法で７５％の圧縮に耐え、その元の寸法の少なくとも５０％の回復を有することができる。このことは、最少限の圧潰抵抗を有する通常の延伸膨張ＰＴＦＥのような多くの現状で入手可能な材料に勝る、注目に値する改良である。本発明の耐熱性に関し、有意な劣化なしに２５０℃を超える温度に繰り返して曝されることに耐える性能を有する。この特性は、繰り返しの滅菌を必要とする用途のような厳しい要求の用途にそれを特に適切にする。
本発明のジャケット材料のさらなる改良は、１種以上の特性を向上させる粒子又は材料を延伸膨張ＰＴＦＥ構造に充填することによって達成されることができる。例えば、ジャケット材料は、延伸膨張ＰＴＦＥの中に導電性粒子を含めることによって、導電性シールド性を加えることができる。好ましい態様において、ジャケット材料は、炭素、グラファイト、アルミニウム、銀メッキアルミニウム、銅、銅合金、鉄、鉄合金、ニッケル、コバルト、金、銀、又は銀メッキ銅などの１種以上の粒子、繊維、又はその他のフィラーを含有することができる。フィラー含有率は、好ましくはＰＴＦＥ／フィラー組成物の５〜８５体積％である。ジャケット用テープとして使用するに好ましいＰＴＦＥとフィラーの組成は、その混合物の３０〜５０体積％を構成するフィラーを含む。また、このようにして作成された材料は、電気的・電磁的効果に対してシールドを提供することもできる。
あるいは、ジャケットが、金属でメッキされた延伸膨張ＰＴＦＥから作成されることもできる。このようなメッキプロセスは、いずれもＭａｎｎｉｓｏの米国特許第４５５７９５７号明細書、同４７２０４００号明細書に開示されており、これらは参考にして取り入れられている。好ましい金属メッキ用材料には、銀、銀銅合金、金、コバルト、白金、銅合金があり、最も好ましくは銅、ニッケル、及び錫である。
本発明の範囲を限定する意図はないが、次の例は、どのようにして本発明が作成され、使用されるかを例証する。
例１
次のようにして、本発明のジャケットとして使用するに適する複合材料の膜を作成した。ミシガン州のミッドランドにあるダウコーニング社より商品名Ｑ３−６６１１のシリコーン接着剤を入手した。Ｑ３−６６１１はジメチルメチル水素シロキサンコポリマー、ジメチルビニル化とトリメチル化のシリカ、及び石英を含んだ。この材料は、９５０００センチボイズの粘度を有する１液で灰色のどろどろした流動性のある液体である。硬化の後であるが延伸膨張ＰＴＦＥ構造に含浸させる前に、この材料は、ショアーＡ６０のジュロメーター測定値、７００ｐｓｉの引張強度、及び１２５％の伸びを有する。
このシリコーン材料を、塩化メチレンのハロゲン化溶媒中で混合した（５０重量％の水溶液）。混合は、均一な色が生成するまで室温にて溶液を攪拌することによって行った。
参考にして取り入れているＧｏｒｅの米国特許第３９５３５６６号明細書に従って作成された延伸膨張ＰＴＦＥのサンプルの膜に、各々の混合物の複合材料を施した。
塗布はホイール転写法によって行い、それによって長さ２５フィート×幅６インチ×厚さ０．００８インチの未焼成延伸膨張ＰＴＦＥ材料を、シリコーン溶媒混合物の中に部分的に沈められた回転ドラムの上の巻出と巻取のリール設備によって移動させた。ドラムは、材料の走行方向の反対方向に回転した。含浸された材料がブレードを横切って走行すると過剰のシリコーン材料がかき取られるように、ドラムの後ろにブレードを配置した。
シリコーンの浸透範囲は予想以上であり、膜の塗布していない面を粘着性にさせた。この粘着性は、巻取される前の溶媒の乾燥のために膜が横切って走行するプレナムに膜が引っ張られ、付着させた。この方法を用い、２０フィートの含浸された膜を作成した。
このようにして塗布された後、その膜を１５０℃のオーブンで１０分間硬化させた。膜の片は非常に良好な伸縮性を有し、シリコーンの普通の低温流れ性は示さなかった。
この膜の検査から、シリコーンが施された面は、その上に粉末状の物質の薄い層を有することが分かった。これは、Ｑ３−６６１１シリコーンに存在するフィラー材料である二酸化ケイ素の堆積物と考えられる。膜の他の面はねばねばする又はくっつくような感触を有し、シリコーンが膜に完全に浸透したことを示した。また、本質的的に不透明で白色の膜が、この浸透によって半透明になった。
この膜の両面に接着性を確立する目的で、ブレードを用い、未硬化の膜をかき取ることによってサンプルの一部から粉末層を除去した。
本発明の１つの用途を例証する目的で、得られたシートを、可撓性プリント回路板材料と交互の層に配置した。次いでこの複合材料を５００ポンドで１５０℃の加熱されたプレスに１０分間配置した。得られた可撓性複合材料は、層の間の優れた接着性とある程度の伸縮性を有した。
例２
フィラー材料を含まないシリコーンを用い、もう１つの混合物を作成した。この材料は、ダウコーニング社のＱ１−４０１０シリコーンコンフォーマルコーティングであった。Ｑ１−４０１０はジメチルメチル水素シロキサンコポリマー、ジメチルシロキサン、ジメチルビニル末端化シリカ、及びトリメチル化シリカを含んだ。このシリコーンを塩化メチレンの溶媒を用いて希釈した。混合は、同様に均一な色が得られるまで室温で攪拌することによって行った。
例１で使用したと同じ膜材料への適用は、ホイールコーター機に代えて、シリコーン剥離ペーパーの層の上に膜材料を置くことによって行った。シリコーンと塩化メチレンの重量で５０：５０の混合物を膜の上に注ぎ、均一な半透明性が得られるまで表面全体にこすりつけることによって行った。
この同じ作業を多数の延伸膨張ＰＴＦＥ膜のサンプルについて行った。次いで各々のサンプルを１５０℃で１０分間硬化させた。
例３
次のようにして本発明のチューブ状複合材料を作成し、下記に示す仕方でワイヤーのジャケットとして試験した。
次のようにしてポリテトラフルオロエチレンの分散系を調製した。Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから入手したＰＴＦＥ樹脂を１７体積％のＩＳＯＰＡＲ−Ｃ潤滑剤で混合した。この混合物を２００ｐｓｉでペレットに圧縮した。このペレットをラム式押出機によって３００ｐｓｉで押出し、押出チューブを作成した。この押出チューブを約３００℃で５秒間乾燥した。次いでこのチューブを２４フィート／分の線速度にて４：１で延伸膨張させた。次いで延伸膨張したチューブを３９５℃で１７秒間焼成した。得られたチューブは、約０．５ｇ／ｃｃの密度と約０．０３０インチの名目上の肉厚を有した。
上記のチューブの中にワイヤーのアセンブリーを入れ、次のようにして本発明の複合材料のワイヤージャケットを作成した。チューブとワイヤーアセンブリーを、下記の表に示されたシリコーンと溶媒（ＩＳＯＰＡＲ−Ｃ）の溶液に浸した。各々のタイプのケーブルの１つのサンプルを、試験のために取り出した。次に７通りのサンプルを示す。

次いでこれらのサンプルの各々を次の装置を用いて試験した。
・１０００ポンドの引張用ロードセルを備えたインストロン４２０１万能試験機
・１００ポンドの圧縮用ロードセル
・半径０．００３インチ×幅０．２５０インチのブレードジグ
・デルロン（Delron）絶縁スペーサー
・ショート検出器
・Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｔａｂｅｒ Ｍｏｄｅｌ Ｖ−５剛性試験器
・９０°Ｔｉｋ Ｔｏｋ試験器
・Ｐｅｌｔｏｎ−Ｃｒａｎｅ Ｖａｌｉｄａｔｏｒ Ｐｌｕｓオートクレーブ
次の方法を用いてケーブルを評価した。
１．剛性について試験サンプルは、Ｔｅｌｅｄｙｎｅ Ｔａｂｅｒ Ｍｏｄｅｌ Ｖ−５剛性試験器を用い、メーカーが推奨する方法を踏襲して試験した。
２．試験サンプルのジャケットを取り出し、寸法を測定し、インストロン４２０１万能試験器を用いて次の方法によって引張強度試験を行った。
（ａ）試験すべきサンプルを６インチの長さに切り、サンプルのコアを除去する。
（ｂ）ジャケット材料を測定して全体の外径、肉厚、及びジャケットの内径を求める。
（ｃ）１０００ポンドのロードセルを使用し、メーカーが推奨する方法を用いてインストロン４２０１を調整し、安定化させる。
（ｄ）クロスヘッド速度を２インチ／分に、サンプルのクランプを１インチの距離に設定する。
（ｅ）試験すべきサンプルをクランプに取り付け、引張る。
（ｆ）いくつかのサンプルを引張り、各々の引張りについて「ピーク」値を記録し、次いで平均ピーク力について値を平均する。
（ｇ）下記の式を用い、試験しているサンプルについて平均ＰＳＩを計算し、記録する。

３．インストロン４２０１万能試験器を用い、書類番号０６−０００２１−０１のＲｅｑｕｅｓｔｉｎｇ ＆ Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇケーブル圧潰試験法を踏襲し、次のようにして切断抵抗について試験サンプルのジャケットを試験した。
特定のパラメーターとして、
・１００ポンドの圧縮セル
・０．０５インチ／分
・半径０．００３インチ×幅０．２５０インチのブレードジグ方法として、
（ａ）試験すべきサンプルを６インチの長さに切り、サンプルのコアを除去する。
（ｂ）先の試験で測定した全体の外径、肉厚、及びジャケットの内径を記録する。
（ｃ）１００ポンドの圧縮ロードセルを使用し、メーカーが推奨する方法を用いてインストロン４２０１を調整し、安定化させる。
（ｄ）クロスヘッド速度を０．０５インチ／分に設定し、デルロンスペーサーと半径０．００３インチのブレードジグを装着する。
（ｅ）試験すべきサンプルを半径０．００３インチ×幅０．２５０インチのブレードジグに装着し、ショート検出器と赤いリード線をロードセルに、黒いリード線をそのジグに取り付ける。
（ｆ）いくつかのサンプルの圧縮を行い、ショート検出器がショートを検出したときにクロスヘッドを停止させ、各々の圧縮について「ピーク」値を記録する。平均ピーク力についての値を平均し、記録する。
４．試験サンプルを９０°Ｔｉｋ Ｔｏｋ試験器に装着し、書類番号０６−０００３４−０１のＲｅｑｕｅｓｔｉｎｇ ＆ Ｐｅｒｆｏｒｍｉｎｇケーブル屈曲試験法を踏襲して下記に示す仕方で屈曲させ、ジャケットの屈曲抵抗を評価した。試験の設定条件は次の通りである。
・マンドレル外径…０．３２０インチ
・屈曲速度 …１５サイクル／分
・張力 …１ポンド
・行ったサイクル…４９６６５３回
サンプルの評価として、全てのサンプルについてジャケットの損傷、クラック、割れなどは全く発生しなかった。
ジャケットの評価のみが所望であったため、屈曲試験の際に電気的試験は行わなかった。
試験方法は次の通りであった。
（ａ）サンプル材料をＴｉｋ Ｔｏｋ試験器に装着した。
（ｂ）次いでサンプルを前記の屈曲速度でマンドレルの上で反対方向に繰り返しの９０°の屈曲に供した。
（ｃ）示した数のサイクルを終えた後、サンプルを目視によって評価した。
５．５番のサンプルの１つを、Ｐｅｌｔｏｎ−Ｃｒａｎｅ Ｖａｌｉｄａｔｏｒ Ｐｌｕｓオートクレーブを用い、メーカー推奨の方法を踏襲してオートクレーブ処理した。個々のサイクル条件は次の通りであった。
・温度…２７０〜２７４°Ｆ
・圧力…３０〜３８ｐｓｉ
・時間…５分間
オートクレーブ処理の後、上記のようにして引張強度と切断試験を行い、材料特性変化を測定した。
６．サンプル６番と７番は対照標準材料であり、６番は１００％シリコーンのジャケット材料であり、７番はワイヤーアセンブリーの上にジャケットとして装着された通常の１００％延伸膨張ＰＴＦＥチューブである。
７．次のようにして、圧潰抵抗についてサンプルを試験した。
（ａ）電気的モニターのためにケーブルのサンプルを調製し、全ての中央の導体を一緒に接続し、約１８インチのリード線に取り付けた。シールドを一緒に接続し、それも１８インチのリード線に取り付けた。試験サンプルの反対の端部は露出され、不慮のショートを防ぐためにワイヤーを離した。
（ｂ）装着された平たいプレートを備えた１００ポンドの圧縮ロードセルを有するインストロン４２１０万能試験器を用いた。この万能試験器に半径０．００３インチのブレードジグを装着した。
（ｃ）試験サンプルからのリード線は、ＳＬＡＵＧＨＴＥＲシリーズ１０３／１０５−ＭＰ Ｈｉ−Ｐｏｔ試験器に取り付けた。
（ｄ）試験サンプルは、半径０．００３インチのブレードの上に垂直に配置した。ブレードは、サンプルの上に経路ができるようにサンプルの１つの端に配置した。
（ｅ）圧縮セルは、試験サンプルに丁度触れるように配置し、クロスヘッド速度は１．０インチ／分未満に設定した。
（ｆ）Ｈｉ−Ｐｏｔ試験器は１０ｍＡの電流限界で５００Ｖの直流に設定した。
（ｇ）次いで万能試験器の圧縮サイクルを開始し、同時にサンプルのショートを注視した。ショートが示されたとき、読み取りを行う。
８．次の方法に従って屈曲試験を行った。
（ａ）一緒に接続されて端部で約１８インチのリード線に取り付けられた導体のデージーチェインを用い、電気的監視のためにサンプルを調製した。
（ｂ）サンプルの１つの端を１８０°コルクネジ屈曲試験器のクランプに装入した。
（ｃ）次いでサンプルを３回転捩じり（反時計回り）、次いで反対のクランプに接続した。
（ｄ）サンプルを２００／５０Ｐｏｉｎｔ Ｂｒｅａｋ検出ボックスに接続した。
（ｅ）破壊が生じるまで試験器を１５±１サイクル／分で運転した。
（ｆ）破壊の後、破壊までのサイクル数を記録した。
上記試験の最終結果を下記にまとめている。

上記の試験に関して次の結論に達している。
テーバー剛性試験
テーバー剛性試験は、試験サンプルの可撓性の指標である。テーバー数が高い程、サンプルはより剛性である。この値は、ある試験サンプルと別なサンプルの剛性を定量する相対値である。試験サンプルの６番（１００％シリコーンのジャケット）のデータは、先の生産ロットから得られた試験データより求めた。これは、ユーザー承認のための試験に使用される値である。
試験は、２種の樹脂タイプに収まる傾向を示唆し、充填％の増加とともに剛性の増加が現れる。サンプル番号１、２、３（Ｑｌ−４０１０樹脂）は、サンプル番号４と５（Ｘ１−４１０５樹脂）に比較して同じ％の充填で若干高いレベルの剛性を示した。
サンプルを対照標準サンプルに比較し、全てのサンプルは、シリコーン対照標準よりも可撓性が高く、延伸膨張ＰＴＦＥジャケットの対照標準より可撓性が低い。
引張強度試験
引張強度試験もまた、前記のテーバー試験と同様な傾向を示したが、１つの若干の相違を示した。サンプル１、２、３番（Ｑ１−４０１０樹脂）は増加したが、サンプル５番（Ｘ１−４１０５樹脂）は期待された増加を示していない。解釈は不明である。対照標準サンプル６番と７番の間の関係も若干異なり、サンプル３番はサンプル７番よりも高い。解釈は不明である。試験サンプル６番の最小値は、Ｑ７−４７５０材料についての業者のデータシートによれば１２００ｐｓｉである。
切断試験
半径０．００３インチ×幅０．２５０インチのブレードジグを用いて０．０５インチ／分のクロスヘッド速度で切断試験を行い、ジャケット材料の１枚の厚さを貫くに必要な最大力を記録した。各種の構造について行った試験は、材料を貫くに必要な最大力にサンプルの厚さが影響せず、ショートが認められるまでの時間に影響するに過ぎないことを示唆した。
屈曲試験
屈曲試験の結果は破壊を示さなかった。クラック、割れ、又は皺は全く認められなかった。認められた唯一の結果は、全ての屈曲試験の際に見られた一般的なジャケットの変色であり、これはアルミニウムマンドレルの使用によるものである。従来のシリコーンジャケットは表面磨耗の兆候を示した。
オートクレーブ試験
オートクレーブ処理後引張強度・切断試験を、前記と同様にして、オートクレーブ処理した１種のみのサンプルについて行った。この試験サンプルは５番であった。結果は、オートクレーブ処理によって引張強度と切断値が増加することを示した。
次の表は、銀メッキ銅導体の多数導体コアを覆う上記の作成サンプルと従来のシリコーンジャケットについての試験結果をまとめたものである。

記：この材料は、ダウコーニング社から入手した通常の押出されたＳＩＬＡＳＴＩＣ Ｑ７−４７５０液体シリコーン樹脂配合物
この例は、通常のシリコーンジャケットの１２倍を超える引張強度を示し、長手軸に非伸縮性である。この特徴は、本発明が、非常な可撓性を維持しながら、長手方向の歪みの逃げを与えることを可能にする。通常のシリコーンジャケットを用いると、この長手方向の歪みの逃げは、ワイヤー若しくは繊維編組又は撚線によって与えられなければならない。
例４
次のようにして、本発明の平坦なフィルムを作成した。
１ポンドのｄｕＰｏｎｔ Ｔ−３５１２樹脂あたりに１４５ｃｃのＩＳＯＰＡＲ−Ｋの混合物を用いて分散系を作成した。ラム式押出機によりＧｏｒｅのダブルキャビティダイを用いてこの混合物を押出した。次いで押出された材料を厚さ０．０２６インチから厚さ０．００６インチに圧延した。次いでこの材料を再度厚さ０．００４２インチに圧延した。次いで得られた材料を乾燥した。次いで乾燥された圧延材料を、１３０フィート／分の線速度で３．５５：１の名目上の延伸速度で延伸膨張させた。最後に、延伸膨張された材料を約３６９℃の温度で焼成した。得られた材料は、次の特性、即ち、０．７５ｇ／ｃｃの密度、７０％の気孔率、１２ｐｓｉの泡立ち点、膜の縦軸方向の１０６１０ｐｓｉのマトリックス引張強度、３．５５：１の名目上の延伸比、膜の横軸方向の２７３５ｐｓｉのマトリックス引張強度、及び８３００の転倒カップ水蒸気透過速度（ＭＶＴＲ）を有した。
これらの膜の特性を次のようにして測定した。
密度は、材料の寸法を測定し、単位面積あたりのその重量を計算することによって求めた。
気孔率は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｍｏｄｅｌ １３１０オートチコメーター（autotychometer）を用いてサンプルの真密度を計算することによって求めた。続いて行った手順はヘリウムを用い、ヘリウムで満たされた雰囲気にサンプルを５分間曝すことによってサンプルの空気を排除し、１インチ×１インチのサンプルの水置換によるアルキメデス法によってサンプルの嵩密度を求め、次の計算によって気孔率を求める。
気孔率＝１−（（嵩密度／真密度））×１００
多孔質ＰＴＦＥの泡立ち点は、ＡＳＴＭ標準法Ｆ３１６−８６に従ってイソプロピルアルコールを用いて測定した。泡立ち点は、円形サンプルを１インチ覆うイソプロピルアルコールの層を通って上昇することにより検出される最初の連続気泡を吐出するに必要な空気の圧力である。この測定は、最大気孔サイズの目安を与える。
引張強度は、インストロン引張試験器シリーズＩＸを用い、ＡＳＴＭＤ−８８２（薄いプラスチックシートの引張特性）に従って測定した。引張試験器のクロスヘッド速度は約２０インチ／分であり、ゲージ長さは２インチに設定した。
水蒸気透過速度（ＭＶＴＲ）は、３５重量部の酢酸カリウムと１５重量部の蒸留水からなる約７０ｍｌの溶液を混合し、それをその口で６．５ｃｍの内径を有する１３３ｍｌのポリプロピレンカップに入れることによって測定した。約８５０００ｇ／ｍ²／２４ｈ（Ｃｒｏｓｂｙの米国特許第４８６２７３０号明細書に記載の方法によって試験）の最小ＭＶＴＲを有し、ベラウェア州のニューアークにあるＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ＆ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ社から入手した延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜をカップの縁にヒートシールし、溶液を入れたぴんと張った漏れのない微細多孔質のバリヤを形成した。水槽の表面に同様な延伸膨張ＰＴＦＥの膜を取り付けた。温度調節室と水循環槽を用い、水槽アセンブリーを２３℃＋０．２℃に制御した。
試験手順を行う前に、試験すべきサンプルを２３℃の温度と５０％の相対湿度の条件に放置した。サンプルは、微細多孔質ポリマー膜が、水槽の表面に取り付けられた延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン膜に接触するように配置し、カップアセンブリーの導入前に少なくとも１５分間平衡にさせた。
カップアセンブリーを１／１０００ｇの精度で秤量し、試験サンプルの中央の上に逆さにして置いた。水の移動は、水槽の水と飽和塩溶液の間の、その方向に拡散による水の流束を与える駆動力によって与えられた。サンプルを５分間試験し、次いでカップアセンブリーを取り出し、再度１／１０００ｇの精度で秤量した。サンプルのＭＶＴＲをカップアセンブリーの重量増加から計算し、サンプル表面積の１平方メートルあたりで２４時間あたりの水のグラムで表した。
上記のようにして作成した延伸膨張ＰＴＦＥシートを、次いで前記のようにしてダウコーニング社のＱ１−４０１０シリコーンとＩＳＯＰＡＲ−Ｃ溶媒の体積で３：１の混合物の中に沈め、ワイパー（ドクター）ブレードを用いてその膜の表面から過剰のシリコーンを除去した。
このようにして作成した複合材料を、図４と５に示した構造のように同軸ケーブルのまわりに螺旋状に巻回した。巻回した後、その巻回されたケーブルを１１０℃のオーブンに１５分間入れ、シリコーン材料を硬化させ、同軸ケーブルに複合材料ジャケットを結合させた。
硬化の後、この材料は導体アセンブリーの上に非常に均一なジャケットを形成する。この作成方法は、肉厚が０．０００５インチ〜０．１００インチの範囲の非常に薄いジャケットの作成を可能にする。このジャケットの試験は、シリコーンジャケット材料に比較してより良好な切断抵抗、より良好な耐磨耗性、及び改良された潤滑性を含む、単独のシリコーン又は延伸膨張ＰＴＦＥジャケットに勝る顕著に改良された特性を示した。最終的な材料を試験し、次の特性、即ち、長手方向に６０６８ｐｓｉと長手方向に２０４８ｐｓｉのマトリックス引張強度、１．２５３の密度、及び２０３のＭＶＴＲを有した。
延伸膨張ＰＴＦＥの存在は、導体アセンブリーに半径方向の拘束を確立する。この半径方向の拘束は、伝送ラインに電気的ロスの安定性を付与するため、高周波同軸伝送ラインの作成に特に有用である。
例５
本発明の複合材料をさらに加工する次の例は、より以上に改良された特性を得るために採用することができる。
前記の例３に従って３フィートのチューブ複合材料を作成した。各々の端部から内側に２インチの拡張を含むチューブの各々の端部をダウコーニング社のＱ１−４０１０シリコーンとＩＳＯＰＡＲ−Ｃ溶媒の体積部で１：１の溶液の中に沈めた。その溶液からそのチューブの端部を取り出し、１２０℃のオーブンに３０分間入れ、シリコーンを硬化させた。次いでそのチューブの全体をその溶液の中に沈め、完全に浸透させた。浸透の後、その溶液からチューブを取り出し、前記のオーブンに３０分間入れた。
この例で得られたチューブは、中央よりもチューブの一方の端部でより硬質な領域を有した。この技術は、その長さにそった任意の所望の１以上の箇所で、高められた剛性を有するチューブを作成するために採用されることができる。これは、チューブに装入され、コネクターで止められる又は高められた剛性の領域でクランプされる伝送ラインの促進された歪みの逃げを可能にすることを可能にする。
例６
本発明の複合材料のチューブを上記の例３に記載した方法に従って作成し、但し５：１の延伸膨張比、７．５フィート／分の線速度とした。得られたチューブは０．０３０インチの肉厚を有した。
押出されたチューブをダウコーニング社のＱ１−４０１０シリコーンとＩＳＯＰＡＲ−Ｃ溶媒の１：３の溶液の中に沈めた。次いでチューブを取り出し、チューブの両端を支持されたマンドレルの上で巻回した。次いでチューブとマンドレルを１１０℃のオーブンに３０分間入れた。
最終的な複合材料のジャケットは０．３００インチの外径（Ｏ．Ｄ．）と０．１８０インチの内径（Ｉ．Ｄ．）を有した。
次いでガイドワイヤーを利用して、光ファイバーの束を引張ってこの複合材料ジャケットに通した。光ファイバーの束は０．１３７インチの外径を有し、各々のファイバーは０．００２インチの外径を有した。この光ファイバーはホウケイ酸ガラス材料から作成された。
ケーブルの各々の端部は、ファイバー束をステンレス鋼のエンドコネクターに挿入することによって端末処理、即ち止めた。エポキシ接着剤を使用し、ファイバー束をエンドコネクターに、及び互いに接着させた。最後に、光伝送装置の端部面（即ち、光ファイバー束を収めるエンドコネクターの横断面）を研磨した。
この方法で２本のケーブルアセンブリーを作成した。このケーブルをＥＩＡ標準法ＦＯＴＰ１０４に従って屈曲試験器で試験した。比較のため、２本の市販のケーブルもまた試験した。市販のケーブルは、通常のシリコーンジャケットの中に真っ直ぐなファイバー束を収容した。
これらのケーブルの試験結果は、図１１と１２のグラフに表されている。図１１は市販のケーブルの性能を例示する。このグラフは、これらケーブルの損傷が早期に起きることを示しており、５本のケーブルはわずか３００００サイクルの屈曲の後に損傷し、別なケーブルはわずか６００００サイクルの屈曲の後に損傷した。
これに対し、図１２は、本発明の例によって作成した２本のケーブルの性能を示す。理解できるように、これら２本のケーブルの１本は４３００００サイクルの屈曲の後に損傷し、もう１本はその段階では劣化を示さないままであった。
本願において本発明の特定の態様を例示し、説明してきが、本発明はこの例示や説明に限定されるべきでない。変化や変更が次の請求の範囲の範疇の中で本発明の一部として取り入れられ、具体化され得ることは明らかであろう。
例７
いくつかの延伸膨張ＰＴＦＥのサンプルを、トルエンで希釈したＸ１−４１０５とＱ１−４０１０シリコーンで含浸した。シリコーンとトルエンの比は３：１であった。これらのサンプルを硬化させ、次いで純粋なトルエンの中に沈めた。サンプルを取り出し、次の７２時間にわたって物理的特性における何らかの損失や見た目の劣化について検査した。サンプルは膨潤や重量増加の兆候を示したが、優れた引張、磨耗、及びレジリエンスの性質を有したままであった。サンプルを取り出してそれらを乾燥させた後、それらを再度秤量した。Ｘ１−４１０５を含むサンプルは２．３％の重量低下を示し、一方でＱ１−４０１０を含むサンプルは１．３％の重量低下を示した。シリコーンは複合材料の重量の５０％より多いため、これらの重量低下はわずかである。
厚さ０．００５インチのシリコーンゴムのシートを７２時間浸したとき、それらは膨潤し、形が崩れ、表面の損傷に非常に敏感になった。張力下に置かれると、表面に対する極めてわずかな切り込みや損傷がシート全体に敏速に伝搬するであろう。
そのようなものとして、本発明の複合材料は、材料の有意な劣化なしに高活性薬剤への暴露に耐えることができる。用語「高活性薬剤（harsh chemicals）」は、トルエンや類似の溶液のような溶媒、及びケーブルとワイヤージャケットの洗浄及び／又は滅菌に一般的使用されるその他の液体や気体の物質を包含するものとする。これらの薬剤の多くは、本発明の延伸膨張ＰＴＦＥ構造体によって保護されなければ、シリコーンを早期に劣化させるであろう。

Claims (4)

1. ジャケット内にシールされた少なくとも１本の導体を含んでなり、そのジャケットは、上面と下面の間に延在する微細多孔質構造を有するポリマー材料、及びその微細多孔質構造を封止してそれを液体不透過性にするように上面と下面の間の微細多孔質構造を連続して完全に埋封するシリコーンフィラーの層を含み、ポリマー材料が延伸膨張ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であって、フィブリルによって相互に接続されたポリマーノードの足場を備え、そのノードとフィブリルがシリコーンで埋封されたものであり、そのジャケットと導体の間の長手方向の歪みによる負荷を分割するように、ジャケットが長手方向に非伸縮性である、ジャケット付導体。
2. ジャケットが、有意に劣化することなく２５０℃を超える温度に繰り返して曝されることに耐え得る請求項１に記載のジャケット付導体。
3. ジャケットが、ジャケットと導体の有意な劣化なしに高活性な薬剤への繰り返しの暴露に耐え得る請求項１に記載のジャケット付導体。
4. シリコーンが、メチル水素シロキサン、ジメチル水素シロキサン、ジメチルシロキサン、ジメチルビニル末端化シロキサン、ジメチルメチルフェニルメトキシシリコーンポリマーからなる群より選択された請求項１に記載のジャケット付導体。

Images