JPS63316011A - 光ファイバケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） ［発明の属する技術分野］ 本発明は光ファイバケーブルに関する。

［従来技術の説明］ 広帯域容量と小さいサイズが期待されているが、光を伝
搬する光ファイバは機械的にもろく、引張負荷では低い
応力破壊を示し、曲げられたとき光の伝送を劣化させる
。曲げによる伝送劣化はマイクロベンディングロスとし
て知られている。この結果ケーブル構造はさまざまの環
境で光ファイバを機械的に保護するように開発された。

例えば、線渠で使うケーブルはケーブルが線渠に引かれ
たときの引張負荷およびねじれあるいは曲がりパスによ
る応力に耐える能力を必要とする。

光ファイバのために開発されたケーブル構造はルーズ管
、撚りとりリボンケーブルを含む。ある光通信ケーブル
では、多数の光ファイバはユニットを形成する押出され
たプラスチック管の中に囲まれ、多数のこれらの管状ユ
ニットは外装システムに囲まれる共通の押出されたプラ
スチック管に囲まれる。

このケーブルの外装システムはアメリカ特許第４．２４
１．９７９で発表したものでもよい。らせん状に補強部
材の周りに包まれる被覆層は外部ジャケットによってカ
プセル化される補強部材の範囲を制御するため押出され
たプラスチック内部と外部ジャケットの間に加えられる
。このケーブルは二つの離れている金属補強部材層を含
み、それらは反対方向にらせん状に包まれる。引張負荷
を受けたとき、この二つの補強部材層はケーブルに等し
いが反対方向のトルクを提供し、ねじりのないことを保
証する。さらに、補強部材はケーブルに必要な補強特性
を提供するだけではなく、外装を補強し、外器変動から
光ファイバを保護するのにも役立つ。

前述のような外装システムは一つの金属補強部材層しか
使わないものによって替えられることができる。またい
くつかの従来のケーブルでは前述のアメリカ特許第４．
２４１．９７９番での外装システムの金属ワイヤはガラ
スファイバで置換えられ、ガラスファイバの少なくとも
いくつかは引張負荷と同様予想される圧縮に耐えられる
能力を有する。

前述の外装システムは前述の条件を満しているるか、そ
の代用品をさがす努力が続けらてる。従来のケーブルで
は通常補強部材の数は多く、またコアの入口はこれらの
補強部材の完全なバイオレーションを必要とする。さら
に、これらの補強部材は一般にコアの周りにならせん状
に巻かれており、この処理は比較的重い供給品の回転を
含む。

まだ必要でそして従来技術によって提供されていないの
は次のケーブルである。即ち引張負荷と同様圧縮にも耐
えられる能力を有するコンパクトで比較的複雑でない外
装システムを有するケーブルである。望まれるケーブル
はさまざまな環境で使用でき、多数の光ファイバを収容
できる必要がある。また望まれるケーブルは比較的重い
供給品の回転を含まずに製造でき、コアは補強部材シス
テムの完全性を妨害せずにアクセスできる必要がある。

（発明の概要） 従来技術の前述の問題は本発明の光ファイバケーブルに
よって克服される。この光ファイバケーブルは少なくと
も一本の光ファイバからなるコアおよび絶縁材料で作ら
れ、コアを囲む管状部材を含む。プラスチック材料で作
られるジャケットはこの管状部材を囲む。またケーブル
は補強部材システムをも含む。この補強部材システムは
直径の反対方向で管状部材に隣接する二つの補強部材を
含み、またコアの縦軸に平行に伸びる。この補強部材は
十分な引張および圧縮強さを有し、ジャケットに十分に
係合され、ケーブルの収縮を十分に抑制できる混合構造
を提供し、ケーブルに適当な強度特性を提供する。相対
的な引張および圧縮強さは先決され、曲げられたときの
ケーブル動きおよび曲げの中軸の位置を制御する。

従来のケーブルはかなりの数のガラスロッド状補強部材
を含み、それぞれの補強部材はかなり大きな断面積を有
する可能性がある。これに対して本発明のケーブルは二
つの補強部材で必要な補強装置を提供し、これらの補強
部材はスチールで作られるのが望ましく、また比較的小
さい。

（実施例の説明） 第１図と第２図を参照すれば、本発明の光ファイバケー
ブル２０が示されている。この光ファイバケーブルは一
本あるいはそれ以上の光ファイバ２４−２４からなるコ
ア２１を含む。それぞれの光ファイバはコアとクラッド
を含む。光ファイバ２４−２４は例えばアメリカ特許第
４．２１７．０２７番で述べられる内寸は科学的気相析
出法（ＭＣＶＤ）によって作られることができる。さら
に光ファイバ２４−２４は光学的に適当なコアとクラッ
ド２６および一つ以上のコーティング２８−２８を含む
（第３図参照）。ここで理解されるべきのは本明細書で
光ファイバという用語はファイバ自身とその上のコーテ
ィングを意味することである。

コア２１は多数のユニットからなり、個々のユニットは
一般に数字２２で示され、多数の独立の光ファイバ２４
−２４を含む。個々のユニット２２−２２は撚りのある
あるいはないもので、即ちユニットは一般にケーブルの
縦軸２９に平行に伸び、あるいは往復するよりで形成さ
れる。

ここで理解されるべきなのは本発明の実施例のユニット
２２−２２に含まれる光ファイバ２４−２４は互いによ
られておらず、さらにユニット自身は無限に長いよりを
有することである。光ファイバはユニットに沿う部分で
うねる可能性がある′。これによって光ファイバは少な
くとも外装システムの長さより少し長くなる。これは製
造、架設およびケーブル敷設のときに光ファイバ２４−
２４に与えられる過度の応力を防ぐ。

第１図と第２図かられかるように、コア２１は多数のユ
ニットからなり、これらのユニットは結束材３２によっ
てたばねられ、管状部材３４に囲まれる。

本発明の実施例ではこの管状部材３４は例えばポリ塩化
ビニルあるいはポリエチレンのような絶縁材料で作られ
。管に入れていないたばねられた個々のユニットを含み
、一般にケーブルの縦軸２９に平行に伸びる。

本発明のケーブルの重要な特性はそのパッヶ一ジ密度で
ある。パッケージ密度はコーティングを含む先ファイバ
の断面積と管状部材３４によって囲まれる全断面積との
間の比として定義される。もしパッケージ密度が高すぎ
ると、コア内の光ファイバは比較的高い応力を受け、ケ
ーブルの扱いのとき断裂することがある。これはパッケ
ージ密度が高すぎるときに起こる。これは比較的高い応
力を与える防水材料の利用によって光ファイバは管内で
十分に動き、曲げのあるときに現われるような応力を緩
和できなくなるからである。従来の技術ではこの問題は
ユニットを囲む個々の管状部材をよることによって克服
された。しかし公知のように、よるステップは比較的低
いケーブル化スピードを要求し、コストの増加をもたら
す。最大のパッケージ密度は約０．５であることが望ま
れる。

コア２１および管状部材３４を囲むのは一般に数字４０
で示される外装システムである。この外装システムは補
強部材４２−４２、テープ４４および外部プラスチック
ジャケット４Ｂからなる補強部材システムを含む。第１
図の実施例では、テープ４４はグレーンブロセッシング
株式会社（Ｇｒａｉｎ　Ｐ＋’ｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｃｏ
ｒｐｏｒａｔｔｏｎ）より市販されるＷａｔｅｒｌｏｃ
ｋ　Ｌａｍ１ｎａｔｅのような水を吸収するテープで、
軸方向の継ぎ目を有するように管状部材３４の周り包ま
れる。第１図のケーブルでは、外部プラスチックジャケ
ット４６の管状部材３４への粘着を防ぐテープ４４は非
線合せポリエチル材料で作られることもできる。プラス
チックジャケット４Ｂは一般にポリエチレン材料で作ら
れる。ＫＥＶＬＡＲプラスチックで製造できる開きコー
ド４５は外装の除去を容易にするために利用される。

第１図に示される実施例では管状部材３４はそれぞれ約
０．４３ｃｍの内径および０．８１ｃｍの外径を存する
。水を吸収するテープはそれぞれ約０．０４ｃｍの厚さ
を有し、ジャケットはそれぞれ約０．６４ｃｍの内径お
よび１．１４３ｃｍの外径を有する。

本発明の実施例では、補強部材システムは二つの補強部
材４２−４２を含み、これらは管状部材３４に隣接する
よう１こ置かれ、実質上ジャケット４６によって囲まれ
る。さらに、本発明の実施例では補強部材４２−４２は
テープ４４に接触する。個々の補強部材４２−４２は例
えばスチールのような金属材料からなる。さらに二つの
補強部材は直径上に反対で、縦軸２９と同じ方向に直線
状に伸びる。同じ方向で直線状に伸びることは個々の補
強部材はまっすぐで、実質上縦軸２９と平行に伸びるこ
とを意味し、これによって例えば補強部材がコアの周り
にらせん状に包まれるシステムの欠点を避ける。

補強部材はいくつかの規準を満す必要がある。

まず、補強部材は十分な圧縮強さを有し、ケーブルの軸
上の収縮を十分に抑制する混合構造を提供するためにジ
ャケットに十分に結合される必要がある。これは製造中
のケーブルジャケット冷却および低温振動のときの収縮
による過度マイクロベンディングロスを防ぐ。さらに個
々の補強部材は一般に線渠に引くときの曲げ、引き張り
および架設負荷による歪みを制御し、ケーブルの断面形
状を過度に大きくしないために十分な引張および圧縮強
さを有する必要がある。さらにケーブルは比較均油げや
すい必要もある。

また本発明のケーブルの補強部材は所定の方法でケーブ
ルを曲げるのに十分な圧縮強さによって特徴づけられる
。曲げ力を与えたときケーブル２Ｑはねじられ、自身を
再配向することによってケーブルは二つの補強部材、従
ってケーブルの幾何的中心を通る中立軸の周りに曲がる
。この再配向は直・接には補強部材の圧縮強さに起因す
る。もしこのような再配向が現れず、また補強部材は引
き張強さより低い圧縮強さを有するなら、曲げの中立軸
は幾何的軸から転置されるかもしれない。その結果、い
くつかの光ファイバは圧縮され、余分なベンディングロ
スを有する。

特に単なるケーブル曲げではケーブルの長さ方向に沿っ
てゼロ応力および歪みの曲面がある。ケーブルの断面図
では、この面はエツジで見られ、中立軸と呼びれる断面
を通る線として現れる。外装システムで中心補強部材あ
るいは多数のらせん状に巻かれた補強部材を有するよう
な軸対称ケーブルの設計では、曲げたときに中立軸に向
きはない、即ち任意の方向へケーブルを曲げるのにまっ
たく、エネルギーを必要としない。

直径の反対方向で直線状に伸びる二つの補強部材を有す
るような非軸対称構造では、中立軸に向きがあり、それ
は直交で、望ましい曲げ平面を定義する。その面内では
ケーブルを曲げるのに必要なエネルギーは最小である。

直径の反対方向で直線状に伸びる二つの補強部材を有す
るケーブル構造では、ケーブルを曲げるのに必要なエネ
ルギーを最小にする望ましい向きは中立軸が二つの補強
部材の中心を通るものである。望ましい曲げ平面はゼロ
応力および歪みの曲面でケーブルの縦軸に沿う各点で曲
げの中立軸に垂直である。もし曲げたときケーブルは中
立軸が向きを有さないように拘束されているなら、ケー
ブルを曲げるのにより大きなエネルギーが必要とされ、
ケーブルは拘束力が残っている間に中立平衡位置をとる
。もし拘束力が除去されたら、曲げられたケーブルは不
安定平衡状態をとり、軸方向にねじることによって安定
位置へ再配向し、中立軸は望ましい向きへ動かされる。

公知のようにケーブルは一般に拘束され、またしばしば
滑車、ベルマウスおよび線渠ランでの曲がりパスの周り
での曲げによるかなりの摩擦負荷を伴うように曲げられ
る。曲げおよび表面摩擦による拘束は拘束力を提供でき
、これはケーブルの望ましい曲げ平面への再配向するた
めのねじりを抵抗する。

従来のケーブルは一般に比較的大きい引張強さしかし低
いあるいはゼロの圧縮強さを有する直径の反対方向で直
線状に延びる補強部材を含み、よる糸あるいはローブあ
るいは他の撚り部材を含む。

曲げたときこのようなケーブルは望ましいのと違う曲げ
平面を有し、曲げ平面の引張側の補強部材を引き伸ばす
にはより大きなエネルギーを必要とし、しかし反対側の
補強部材を圧縮するのにかなりの付加エネルギーを必要
としない。望ましくない平面でケーブルを曲げたとき中
立安定状態を保つのに必要な拘束力は引き張りの補強部
材を引き延ばすのに必要な全付加エネルギーに比例する
。

もし拘束力がねじりを防ぐのに十分な大きさを有するな
ら、従来のケーブルは望ましくない平面で曲げられ、中
立軸は最小エネルギーの部分をさがし、ケーブルの中心
から離れる。その結果従来のケーブルのコアは軸対称ケ
ーブルの場合より大きな平均圧縮歪みを有し、光ファイ
バの光学特性に損害を与える。

必要でそして従来技術で利用されていないのは直線状補
強部材を有するケーブル構造で、これは拘束力を克服す
る性質およびせ克服できない拘束された部分で中立軸の
中心再配向を保つ能力によって特徴づけられる。

これらの特徴は所定の引張および圧縮強さを有する補強
部材を必要とする本発明のケーブルによって提供される
。補強部材の圧縮強さが引張強さに近ければ近いほど、
拘束力を克服するために生じるねじり力が大きい。また
中立軸はケーブルの断面の中心により近い。このケーブ
ルを望ましくない平面で曲げるには、補強部材を引き延
ばすにも圧縮するにも望ましい平面で曲げるときより大
きなエネルギーが必要である。必要な全エネルギーは本
発明のものと同じ引張強さ、しかしより小さい圧縮強さ
を有する補強部材を有する従来のケーブルのエネルギー
の約２倍である。従って本発明のケーブルを中立平衡状
態に保つために拘束力もより大きくなければならない。

逆に言えば、もし摩擦力の場合のように拘束力が有限で
あるなら、本発明のケーブルはこのような拘束力を克服
し、望ましい平面で再配向する可能性が大きく、これに
よって曲げ構造を完成するのに必要架設力を減少する。

拘束力を克服できない場合では、本発明のケーブルは基
本的には引張および圧縮歪みをバランスし、従って中立
軸は依然ケーブルコアの中心を通る。これによってコア
２１内の光ファイバ２４−２４はゼロ平均歪みを経験し
、マイクロベンディングによる光学特性への損害を避け
る。

従って本発明のケーブルは望ましくない平面で曲げられ
たとき比較的小さい圧縮強さを有する補強部材のものよ
り小さい入力エネルギーで自身をねじり、再配向するこ
とによって拘束力を克服する能力を有する。また本発明
のケーブルは拘束力がねじりおよび再配向を排除するの
に十分おおきいにもかかわらずコアや光ファイバに有利
な歪み環境を保つ。

さらに本発明のケーブルは基本的に軸対称構造のケーブ
ルと同じようにコア２１内の光ファイバに保護を提供す
る。純粋な曲げについて述べたこれらの利点は曲げだけ
ではなく、引張りをも含むケーブルの標準の架設負荷に
拡張できる。

これらの性質を提供するためには、補強部材４２−４２
は例えばＡＳＴＭ−Ａ　２２８−７７クラスのようなス
チールで作られることが望ましい。さらに第１図と第２
図のケーブルの実施例では補強部材４２−４２は片偏り
で約０．１６ｃｍの外径を有する。補強部材は、は約２
０８Ｘ　ｔｏ６ＫＰａの圧縮および引張係数を示す。　
第４図と第５図を参照すれば、本発明のケーブルの実施
例が示されている。一般に、数字５０で示されるこのケ
ーブルは、ケーブル２０のコア２１と同じで、管状部材
５４に囲まれるコア５２を含む。

第４図と第５図に示される実施例では、ユニッ）　２２
−２２およびユニットと管状部材５４との間のコア５２
は適当な防水材５Ｂによって充填される。光ファイバケ
ーブルでは充填混合物は比較的低い応力状態で光ファイ
バを保持する機能をも提供しなければならないことが決
められている。このような防水材はアメリカ特許第４．
７０１．０１６番で示されたコロイド状粒子で充満され
たグリース混合物である。

グリースは典型的には液体キャリヤでの濃密化あるいは
ゲル化試剤からなる固体あるいは半液体物である。グリ
ースに利用されるゲル化試剤はしばしば粘土、シリカ、
有機染料、芳香族アミドのような高融点物質で、脂肪質
酸性せっけんであり、また尿素誘導体も使用できる。

小さい応力がグリースに与えられたとか、この物質は基
本的には固体状材料として働く。もし応力がある臨界値
以上になると、粘性が急速に減少し、この物質は流れる
。粘性の減少は大部分は反転できる。これはこの減少は
典型的には充填材粒子の間のネットワーク接合の破裂に
よるもので、これらの接合は超臨界応力の除去の後に再
形成できるからである。

ケーブルの充填あるいは防水材、特に光ファイバケーブ
ルの充填材はさまざまな要求を満たす必要がある。中に
はかなり広い温度範囲、例えば約−４０℃から約７１”
Ｃまでの間でケーブルの物理性質を許容できる範囲に保
つ必要がある。また充填材は上述の温度範囲で比較的に
自由に離液できることも望まれる。離液というのは応力
の与えられたときのゲルからの油の分離である。光ファ
イバケーブルに使う充填材は比較的小さい剪断変形係数
を有する必要もある。従来技術によると、剪断変形係数
は光フィイバケーブル充填材の臨界材料パラメータであ
る。これはそれが直接マイクロベンディングロスに関係
すると思われているからである。

望ましい防水材は二つの主な成分、即ち油とコロイド状
粒子のようなゲル化試剤、および任意のブレード防止剤
からなる混合物である。またこの防水混合物は熱酸化安
定剤も含む。防水材に使用する油は約０．８３の最小比
重およびＡＳＴＭＤ９７のどおり約１８℃以下の最大流
動点を有するボリブデン油あるいはＡＳＴＭタイプ１０
３．１０４Ａ、　１０４ＢあるいはＡＳＴＭＤ−２２８
テストのどおり、約０．８６の最小比重およびＡＳＴＭ
Ｄ９７のどおり約−４℃以下の最大流動点を有するナフ
テン油あるいはパラフィン油の混合物である。本発明の
ケーブルに使用する油の特例はボリブデン油でこれは一
３５℃のＡＳＴＭＤ９７の流動点、９９℃で１００５の
ＳＵＳ粘度、０．８５０９の比重および４６０の平均分
子重量を有する合成炭化水素油である。これはＬ−１０
０という名称でテキサス州、テキサス市のアモコ（Ａｍ
ｏｃｏ　）化学株式会社から市販されている。他の油の
例は一２５℃のＡＳＴＭＤ−９７の流動点、９９℃で５
３．７のＳＵＳ粘度、０．８８４の平均比重および重量
で最大１パーセントの芳香族油を有する白い無機油であ
る。これはドレーケオル３５　（Ｄｒｅｋｅｏｌ　３５
）という名称でペンシルベニア州のペンレコオブバット
レ（Ｐｅｎｒｅｃｏ　ｏｆ’　Ｂｕｔｌｅｒ　）会社よ
り市販されている。他の浦はヒマシ浦のような植物油ペ
ーストリグリセリドおよびポリプロピレン油のような合
成炭化水素油を含む。

火炎抑制特性を必要とする応用では、重量で約３０から
７５パーセントの塩素および２５℃で１００から１０．
０００の間の粘度を有する塩素化パラフィン油は有用で
ある。このような油の一例はバロイル１５２（Ｐａｒｏ
ｉｌ　１５２　　）で、オハイオ州のドベル化学会社（
Ｄｏｖｅｒ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ
’　Ｄｏｖｅｒ　）より市販されている。アクリル酸の
重合エステルあるいは同じような材料は重量で５パーセ
ント以下の添加レベルでは流動点抑制剤として有用であ
る。−例はエラキシオン化学会社（Ｅｘｘｏｎ　Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ　Ｃｏｌｌ１ｐａｎｙ）より市販されるＥ　
ＣＡ　７９５５である。

油でのコロイド状充填材粒子は水酸基グループ表面を接
合し、ネットワークを形成することによって油をゲルに
する。このようなゲルは臨界応力以下で負荷を支持でき
る。この臨界応力レベルを超えると、ネットワークは破
壊され、物質は液体状特性を持ち、応力によって流れる
。このような動作はしばしばチキソトロピクと呼ばれる
。

本発明のケーブルに有用なコロイド状充填剤はコロイド
状シリカ、親水性あるいは疎水性、望ましいのは約５０
から４００ｍ２／ｇｏのＢＥＴ表面積を有する疎水性蒸
発シリカを含む。疎水性蒸発シリカの一例は重量で約５
パーセントの炭素を含み、約８０から１２０ｍ２／ｇｍ
のＢＥＴ表面積を有するポリジメチルシロキサンでコー
トされた蒸発シリカで、イリニイ州のツコーラカボト株
式会社（Ｃａｂｏｔ　Ｃ。

ｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ’　Ｔｕｓｃｏｌａ）よりＣ
ａｂ−０−８１ｌ　Ｎ７Ｏ−ＴＳという商標で市販され
ている。典型的な親水性コロイド材料は約１７５から２
２５＋ｎ２／ｇｍのＢＥＴ表面積、０．０１２μｍの公
称粒子サイズおよび２．２の比重を有する蒸発シリカで
、Ｃａｂ−０−８１１Ｍ−５という名称でツコーラカボ
ト株式会社より市販されている。

本発明の実施例に有用な他のコロイド状充填剤は表面処
理したあるいはしていない沈降シリカあるいはベントナ
イトのような粘度である。

本発明のグリースの油保持率は混合物に一種あるいは数
種のブレード防止剤の添加によって改善できる。ブレー
ド防止剤はゴムブロック共重合体時には半固体ゴムと呼
ばれる比較的高粘度の半液体あるいは別の適当なゴムで
あってもよい。ブロック共重合体と半液体ゴムは集合的
にゴム重合体とも呼ばれる。ゴム重合体のグリース混合
物への混入はゲルの離液を防ぐために混合物に加えられ
るべきコロイド状粒子の量を減少する。この減少はコス
トの節約をもたらす。さらに比較的小さい臨界応力を有
する非ブレージング混合物の構成を可能にする。

本発明のケーブルの防水混合物に使用できるゴムブロッ
ク共重合体はスチレンゴムおよびスチレンゴムスチレン
ブロック共重合体で、ここでのゴムはポリブタジェン、
ポリイソプレン、ポリエチレン−ブチレン共重合体ある
いはポリエチレン−プロピレン共重合体で、またこのブ
ロック共重合体は約０．１と０．８の間のスチレン対ゴ
ム比および重量で１５から２５パーセントのゴム溶液で
２５℃のトルエンでの粘度によって示される約１００か
ら２０００ｃｐｓの分子重量を有する。典型的なブロッ
クゴムａ）約０．５９のスチレン対ゴム比、約０．９３
の比重、ＡＳＴＭＤ−４１２で２０６７ＫＰａのブレー
キング強度を有し、Ｋｒａｔｏｎ　Ｇ１７０Ｌという商
標でテキサス州のヒユーストンシェル化学会社（Ｓｈｅ
ｌｌ　Ｃｈｅａ＋１ｃａｌ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ’　
Ｈｏｕｓｔｏｎ　）より市販される非可塑化スチレン−
エチレン−プロピレンブロック共重合体、ｂ）約０．４
１のスチレン対ゴム比を有しＴＲＷ−７−１５１１とい
う名称でシェル化学会社より市販されているスチレンエ
チレンブロック共重合体、Ｃ）約０．４１のスチレン対
ゴム比、約０．９１の比重、５００パーセントの伸び率
、Ａ　Ｓ　ＴＭＤ　−４１２で４８４２ＫＰａの３００
パーセントの引張係数を有し、Ｋｒａｔｏｎ　Ｇ１６５
２　　という商標でシェル化学会社より市販されている
スチレンエチレンブチレンブロック共重合体である。他
のスチレンゴムあるいはスチレンゴムスチレンブロック
共重合体はスチレンイソプレンゴム（Ｓ　Ｉ）およびス
チレンイソプレンスチレン（ＳＩＳ）ゴム、スチレンブ
タジェン（ＳＢ）およびスチレンブタジェンスチレン（
Ｓ　Ｂ　Ｓ）ゴムである。ＳＩＳの一例はＫｒａｔｏｎ
　Ｄ１１０７　　、ＳＢＳの一例はＫｒａｔｏｎ　ＤＬ
１０２　　で、共にシェル化学会社より市販されている
。

有用な半液体ゴムは約２０．０００から７０．０００の
間のフローリー分子重量を有する高粘度ポリイソブチレ
ンである。典型的なのは約４２．８００から４８．　ｔ
ｏｏのフローリー分子重量、約０．９１の比重、３５０
＠Ｆ（約１７７℃）で約２６．０００から３５　、００
０ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有し、Ｖｌｓｔａ
ｎｅｘ　ＬＭ−ＭＳ　　という商標でテキサス州のヒユ
ーストンエラキシオン化学会社より市販されているポリ
イソブチレンである。有用と考えられる別のゴムはブチ
ルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＥＲ）、エチレン
プロピレン２重体ゴム（ＥＰＤＭ）およびＡＳＴＭＤ−
１８４８で１００℃で約２０から９０の間のムーニー粘
度ＭＬ　Ｉ　＋８を有する塩素化ブチルゴムである。

例えばＢｕｔｙｌ　６７７　、Ｖｌｓｔａｌｏｎ　４０
４　　、Ｖｉｓｔａｌｏｎ　３７０８およびＣｈｌｏｒ
ｏｂｕｔｙｌ　１０ＧＢ　　で、すべてエラキシオン化
学会社より市販されている。また３８℃で約４０．００
０から４００，０００ｃｐｓの間の粘度を有する解重合
ゴムも使用できる。−例はニューシャーシー州のベレビ
レハードマン会社（！ｌａｒｄｍａｎ　＋Ｉｎｃ、　ｏ
ｆ　Ｂｅ１ｌｅｖｉｌｌｅ　）より市販されているＤＰ
Ｒ７５である。

油保持率は基本的にルラルエレクトリフィヶーションオ
ーソリティ（Ｒｕｒａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｉｆ’ｆｉｃａ
ｔｉｏｎ　Ａｕｔｈｏｒｉｔｙ：　ＲＥ　Ａ）　Ｐ　Ｅ
−８９油保持率テストに対応する手順を用いることによ
ってテストされる。

もしこのテストよりしたたった油が測定されたら、この
グリース混合物は油保持率テストに失敗したと考えられ
る。別のテストは３０ｇｍの混合物サンプルをｌｏ、ｏ
ｏｏｒｐｌＱで６０分遠心分離するステップおよびテス
トの終りで分離された油をびんに移し、重量を計るステ
ップからなる。上述の遠心分離テストによって決められ
るように、約６０℃あるいは８０℃で混合物に所定の油
保持率を持たせるために、室温での油分離はそれぞれ約
７バーセントと２．５パーセント以下であることが必要
である。

防水材５６の構造はコア５２に入る水の入口を有効にブ
ロックするが、すぐれた光学特性を提供するために・ケ
ーブルへの付加ロスを最小にする。混合物の油保持率特
性は重要であるが、最゛も重要な性質はケーブル５０の
光学特性である。

表Ｉは二種類の異なる油、Ｄｒａｋｅｏｌ　３５　　と
Ｌ−１００に対するいくつかの異なるブレード防止剤が
油分離に与える影響を示す。三つのブロック共重合体を
含む混合物は重量で９２パーセントの油、６パーセント
のＣａｂ−０−９ｌｌ　Ｎ７Ｏ−ＴＳ　　コロイド状充
填剤および２パーセントの防止剤からなる。半液体ゴム
を含む混合物ＬＭ−ＭＳは重量で６パーセントのＮ　７
Ｏ−ＴＳコロイド状充填材、示された量の防止剤および
８９と８４パーセントのＤｒａｋｅｏｌ　３５からなる
。

表Ｉ　油分離 ブレード　　　　Ｄｒａｋｅｏｌ−３５Ｌ−１００防止
剤　　　　　分離率（％）　　分離率（％）２％ＳＥＰ
　　　　　　２．５　　　　　　０．７２％ＳＥＰ　　
　　　１１　　　　　　　３　、５２％５ＥＢＳ　　　
　　５　　　　　　　２５％ＬＭ−ＭＳ　　　　　７　
　　　　　　−１Ｏ％ＬＭ−ＭＳ　　　　　２　　　　
　　　−表■はブレード防止剤を含まないいくつかの混
合物の油分離率データを示す。油分離あるいは滴下を防
ぐにはブレード防止剤の添加は混合物のコロイド状粒子
の含量の増加より有効であることは明らかである。また
、離液が避けられる点までグリースのコロイド状粒子の
含量を増やすことは臨界降伏応力の増加をもたらす。従
って離液を避けると同時にある場合で必要な低い臨界降
伏応力はブレード防止剤を用いないと得られない、表■
のデータはＮ７Ｏ−ＴＳコロイド状充填材とＤｒａｋｅ
ｏｌ　３５油で得られたものである。

表■　　油分離 蒸発シリカ（重量の％）　　６　７　８　１０油分離率
（重量の％）　　　３８　２８　２０　１４第６図は防
水材５６として用いられるようなチキソトロピク材料で
一定の歪速度で一般的な負荷対歪カーブ５７を示し、い
くつかの重要なパラメータを確認する。負荷対歪カーブ
５７の線分５８では、材料は基本的に弾性固体として働
く。線分５８はゼロ応力から臨界降伏応力σＣまで伸び
る。σＣに対応する歪は臨界剪断歪み「Ｃと表される。

定義により［ｌ［（σｃＳｒｃ）は降伏のオンセ・ット
を示し、量σＣ／ｒｅ（あるいはｄσ／ｄｒ　　σくσ
Ｃ）は材料の剪断係数（Ｇｅ）として知られている。

従来技術は光ファイバケーブルの充填材料は低いＧｅ値
を有する必要があるとする。しかし少なくともいくつか
の応用では充填材料の低いＧｅ値は低いケーブルロスを
保証するのに十分ではないことが知られ、別のパラメー
タ臨界降伏応力σＣも制御される必要がある。典型的に
は本発明の材料の臨界降伏応力は２０℃で約７０Ｐａ以
下で、剪断係数は２０℃で１３ＫＰａ以下である。

第６図の負荷対歪カーブの線分５９は負荷を増やすとき
の歪の増加を示す。応力σｙは与えられた歪速度で材料
によって耐えうる応力の最大値で、「ｙは対応する歪で
ある。「１以上の歪では応力はまず線分６０で示されて
いるように減少し、それ以上の歪に対しては線分６１で
示されるように基本的には歪に依存しなくなる。従って
防水材はｒ〉ｒｙでは液体のような動作を示す。

本発明の充填材の機械特性はコロイド状粒子含量の関数
である。例えばσＣはＧｅと同様粒子含量の減少と共に
減少することが知られている。

充填ケーブル５０の充填混合物は典型的には重量で約７
７から９５パーセントの間の油からなる。もしブレード
防止剤があり、ブレード防止剤はゴムブロック共重合体
であるなら、油含量は典型的には重量で約９０から９５
パーセントの間にある。一方、もしブレード防止剤は半
液体ゴムであるなら、油含量は典型的には重量で約７７
から９１パーセントの間にある。さらに充填混合物は重
量でせいぜい１５ノ、クーセント、望ましいのはせいぜ
い１０パーセントのコロイド状粒子からなる。もしコロ
イド状粒子は蒸発シリカであるなら、典型的には重量で
２から１０パーセントの範囲で応用によっては５から８
パーセントが望ましい。充填混合物のブレード防止剤含
量は典型的には約０．５から１５パーセントの間で、ブ
ロック共重合体ゴムでは重量で約０．５から５パーセン
トの間が望ましく、半液体ゴムでは重量で約３から１５
パーセントの間である。さらに、充填混合物は少量の酸
化安定剤と他の添加物からなることがある。典型的な安
定剤はＩｒｇａｎｏｘ　１０１０という商標でチバゲー
ジ（Ｃ１ｂａ−Ｇｅｉｇｙ）より市販されるテトラキス
メタンである。典型的には油、コロイド状粒子およびも
し使用されているならブレード防止剤は重量で全混合物
の約９９パーセントあるいはこれ以上を占める。

研究された典型的な混合物は重量で分けて表■に示され
ている。この混合物は公知の方法によって用意され、典
型的には油、ブレード防止剤、抗酸化剤およびコロイド
状粒子をまず常温と常圧で、次に常温と部分真空（典型
的には３００Ｔｏｒｒ以下）で混ぜるステップからなる
。いくつかの混合物、例えばＥは約１５０℃まで加熱さ
れ、かき混ぜられ、この温度で約４時間保持される。得
られた混合物は円錐および平面レオメトリによってσＣ
およびＧｅ決定を含む評価を行われる。

２０℃でのσＣおよびＧｅの測定値と共に典型的な特性
の概要も表■に示されている。（ａ）で示されている応
力値は老化なしで決定された値、これに対して（ｂ）で
示されたものは示されている時間で老化されている。表
■に示されている混合物の例の中で例Ａは望まれる。

さらに本発明のケーブルのコアの充填に利用される防水
材５６は十分低い応力で降伏し、これによってケーブル
が荷重あるいは曲げられたとき、光ファイバ２４−２４
とユニット２２−２２はコア内で移動できる。充填材の
降伏は光ファイバの管状部材５４内での移動を可能にし
、応力を減少し、光ファイバの寿命を延ばす。

前述のように本発明のケーブルは望ましい実施例のよう
によりのないユニット、あるいはよりのあるユニットあ
るいは放射状よりユニットで作られることができる。も
ちろんよりのないものはより装置を除去でき、ケーブル
化速度を増加できるため望まれる。

管状部材５４はケーブルの外装システムの一つの部品で
あると考えられる。第４図と第５図を参照すれば、管状
部材５４の上にはテープ８３、波状で縦の継ぎ目のある
ように重ねられた金属シールド６５および補強部材７０
−７０からなる外装システムの他の部品が配置される。

例えばポリエチレンのジャケットγ２は補強部材７０−
７０を囲む。第１図と第２図のケーブルのように、補強
部材は望ましい実施例ではスチールワイヤである。しか
し、他の材料金属あるいは非金属は補強部材として利用
できることは明らかである。

金属シールド６５はスチール、ステンレススチール、青
銅、銅−スチールバイメタル、アルミのようなさまざま
な金属材料あるいは他のものであってもよい。望ましい
実施例では、金属シールド６５はアクリル酸共重合体材
料のような材料でコートされた両端を有する。このよう
な材料は二つの働きを持つ、これは腐食から金属材料を
密閉し、シールドをプラスチックジャケット７２につな
ぐ。典型的には、各コート層は約０．００８ｃｍの厚さ
を有する。

ここで理解されるべきは第４図と第５図のケーブルの望
ましい実施例では、補強部材７０−７０の一つは金属シ
ールド６５の継ぎ目の隣接して配置されていることであ
る。この配置は継ぎ目の場所を確認することによって外
装システムの除去を容易にする。

第７図と第８図では第４図と第５図のケーブルと同じ外
装部品を含むケーブル８０が示されている。

よってこれらの部品は第４図と第５図と同じ数字で示さ
れる。ケーブル８０は光フアイバリボン８４−８４の［
ｉねを含むコア８２を含む。個々のリボン８４−８４は
多数の光ファイバ２４−２４を含む。第７図と第８図で
示されるケーブルコアＰ８２は第４図と第５図に５６で
示される防水材で充填されていないが、同様に充填でき
ることは理解されるべきである。

本発明のケーブルの別の実施例は第９図と第１０図に示
されている。数字９０で示されるこの実施例・　では、
光フアイバユニット２２−２２あるいはリボン（図示せ
ず）を含むコア９２は管状部材９４に囲まれる。管状部
材９４は水吸収テープ９５と波状金属シールド９６に囲
まれる。直径の反対方向に直線状に伸びる二つのスチー
ル補強部材９７−９ｖは金属シールド９６に隣接して配
置される。さらに金属導体部分１［］０および絶縁カバ
ー１０１を含む二本の絶縁された金属導体９ｇ−９８は
個々の補強部材に付属され、同じく直線状に伸びる。こ
こで理解されたいのはこのような導体９８−９８は本発
明の任意の実施例に含まれることができることである。

ポリエチレンで作られるようなプラスチックジャケット
９９は補強部材を囲み、制御された係合を有し、シール
ドを囲む。しかし本実施例のジャケット９９は第４図の
ものと異なり、非円形、一般にだ円断面構造を有する。

本発明のケーブルの別の実施例は第１１図と第１２図に
示され、数字１１０で表わされる。直径の反対方向の二
本の補強部材の代わりに、このケーブルは直径平面の各
端で三本の補強部材グループ１１２（１２を含み、管状
部材１１６と水吸収テープ１１８を囲む波状金属シール
ド１１４に隣接することがわかる。三本の補強部材グル
ープはコアの円周上に配置される。プラスチックジャケ
ット　１２０に可調節に係合される補強部材グループは
三本に制限される必要がない。このような配置では、曲
げの中立軸は各補強部材グループの中心を通る。これは
曲げを与えられたときケーブルの再配向をもたらす。

ユニで理解されたいのは上述の配置は本発明の詳細な説
明であることである。当業者によって本発明の原理を用
いる別の配置が考案でき、それらは本発明の範囲に含ま
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバケーブルを示す図、第２図
は第１図のケーブルの断面図、 第３図は光ファイバの断面図、 第４図は防水材で充填されるコアを含む本発明のケーブ
ルの望ましい実施例を示す図、第５図は第４図のケーブ
ルの断面図、 第６図は第４図と第５図のケーブルの防水材に対する典
型的な負荷対歪カーブを示す図、第７図はリボンコアを
有する本発明の先ファイバケーブルを示す図、 第８図は第７図の光ファイバケーブルの断面図、第９図
は横断面が非円形である本発明のケーブルを示す図、 第１０図は第９図のケーブルの断面図、第１１図は本発
明のケーブルの別の実施例を示す図、 第１２図は第１１図のケーブルの断面図である。 ２０．５０，１１０，９０．ＩＬＯ・・・光ファイバケ
ーブル２１．５２，８２．９２・・・コア ２２・・・ユニット ２４−２４・・・光ファイバ ２６・・・クラッド ２ｇ−２８・・・コーティング ２９・・・ケーブルの縦軸 ３２・・・結束材 ３４．５４，９４，１１６・・・管状部材４０・・・外
装システム ４２−４２．７０−７０．９７−９７．１１２−１１２
・・・補強部材４４．６３，９５，１１８・・・テープ
４５・・・開きコード ４６、ｙ２．９９．１２０・・・プラスチックジャケッ
ト５６・・・防水材 ５７・・・負荷対歪カーブ ５８．５９，６０．ｆｌｉｔ・・・線分８５．９Ｂ、Ｉ
Ｌ４・・・金属シールド８４−８４・・・光フアイバリ
ボン ９８−９８，１００・・・金属導体 １０１・・・絶縁カバー 出　願　人：アメリカン　テレフォン　アンド′６百ｇ
’３ や −Ｘメ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも一本の光ファイバからなるコア、この
   コアを囲む管状部材およびプラスチック材料で作られ、
   管状部材を囲むジャケットからなるケーブル、補強部材
   システムは管状部材に隣接するように配置され、直径上
   の反対方向でケーブルの縦軸に平行に伸びる二本の直線
   状部材からなり、ジャケットに係合される、この補強部
   材は所定の引張および圧縮強さを有し、補強部材の圧縮
   強さで曲げたときのケーブルの中立軸の位置を制御し、
   またケーブルの収縮を十分に抑制する混合構成を提供す
   るためにジャケットに十分に係合されることを特徴とす
   る光ファイバケーブル。
2. （２）引張および圧縮強さは曲げたときのケーブルの中
   立軸が補強部材に通るようにすることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の光ファイバケーブル。
3. （３）前記補強部材の引き張りおよび圧縮強さは基本的
   には同じであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の光ファイバケーブル。
4. （４）個々の光ファイバにはコーティングが提供されて
   おり、多数のコートされた光ファイバの全断面積と管状
   部材の断面積との比は約０．５を超えないことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光ファイバケーブル。
5. （５）前記補強部材は約２０６×１０＾６ＫＰａの引張
   および圧縮係数を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光ファイバケーブル。
6. （６）水吸収材料で作られ、管状部材とジャケットとの
   間に挿入されるテープを含み、前記補強部材はこのテー
   プに接触することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の光ファイバケーブル。
7. （７）コアの周りに配置される波状金属シールドからな
   り、個々の補強部材はこのシールドの外部表面に接触す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファ
   イバケーブル。
8. （８）コアは防水林で提供され、この防水材は２０℃で
   約７０Ｐａ以下の臨界曲げ応力および１３ＫＰａ以下の
   剪断変形係数を有することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光ファイバケーブル。
9. （９）前記防水材は （ａ）重力で約７７から９５パーセントの ｉ、約０．８６の最小比重および−４℃以下の流動点を
   有し、ＡＳＴＭタイプの１０３、１０４Ａ、あるいは１
   ０４Ｂであるパラフィン油、 ｉｉ、約０．８６の最小比重および−４℃以下の流動点
   を有し、ＡＳＴＭタイプの１０３、１０４Ａ、あるいは
   １０４Ｂであるナフテン油、 ｉｉｉ、約０．８３の最小比重および１８℃以下の流動
   点を有するポリブテン油、 ｉｖ、植物脂ベーストリグリセリド、 ｖ、ポリプロピレン油、 ｖｉ、重量の約３０から７５パーセントの塩素および２
   ５℃で１００から１０，０００ｃｐｓの粘度を有する塩
   素化パラフィン油、 ｖｉｉ、重合エステル、 ｖｉｉｉ、以上のものの混合物からなるグループより選
   択された油および （ｂ）重量で約２から１５パーセントの疎水性蒸発シリ
   カ、親水性蒸発シリカ、沈降シリカ、および粘土からな
   るグルプより選択された約５０から４００ｍ＾２／ｇの
   ＢＥＴ表面領域を有するコロイド状粒子からなる混合物
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光
   ファイバケーブル。
10. （１０）少なくとも一つの絶縁された金属導体は補強部
    材に隣接し、準直線状に延びることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項記載の光ファイバケーブル。
11. （１１）ジャケットは一般にだ円形断面を有し、個々の
    補強部材は小さいほうの円率半径を有する部分に配置さ
    れることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光フ
    ァイバケーブル。