JPH03209410A - 海底光ケーブル - Google Patents

海底光ケーブル

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JPH03209410A
JPH03209410A JP2302608A JP30260890A JPH03209410A JP H03209410 A JPH03209410 A JP H03209410A JP 2302608 A JP2302608 A JP 2302608A JP 30260890 A JP30260890 A JP 30260890A JP H03209410 A JPH03209410 A JP H03209410A
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cable
optical fiber
fiber unit
compound
optical cable
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JP2302608A
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JPH0576006B2 (ja
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Yasushi Funaki
舟木 靖
Kenichi Mochizuki
望月 研一
Sadanori Suga
菅 禎徳
Eiji Tanaka
栄司 田中
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OCC Corp
Mitsubishi Chemical Corp
KDDI Corp
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OCC Corp
Kokusai Denshin Denwa KK
Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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    • G—PHYSICS
    • 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
    • G02B6/4415—Cables for special applications
    • G02B6/4427—Pressure resistant cables, e.g. undersea cables

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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】 [産業上の利用分野1 この発明は、中心抗張力体の周りに複数本の光フアイバ
心線を集合し、この光フアイバ心線間に緩衝層(UV樹
脂)を充填した光ファイバユニットに対して金属耐圧層
、抗張力体、金属チューブ、絶縁体を順次積層した海底
光ケーブルに関するものである。
〔背景技術とその問題点1 海底に布設され、長距離間の通信回線として利用される
海底光ケーブルは、高い水圧に対して充分な耐力を有す
ることが要求される。
第1図はかかる海底光ケーブルの一例を断面構造で示し
たもので、1は複数本の光フアイバ心線を中心抗張力体
の周りに集合し緩衝材を充填した光ファイバユニット、
2は金属耐圧層、3はピアノ線等からなる抗張力線、4
は金属チューブ、5はプラスチック等で形成されている
絶縁層である。
この絶縁層5の外周には必要に応じてさらに外装を施す
場合もある。
このような海底光ケーブルは、光ファイバユニットlと
金属耐圧層2、金属耐圧層2と抗張力線3、および抗張
力線3と金属チューブ4の間に空隙部Eが存在するため
、この空隙部Eはケーブルが障害にあったときに侵入す
る海水の通過路となり、いわゆる水走り現象によって被
害を拡げる要因となる。
そこで、通常、このような空隙部Eにはケープルの製造
時にコンパウンドを充填して水走りの程度を押さえるよ
うにしている。
第2図は海底光ケーブルの製造装置の一例を示す概要図
で、10は光ファイバユニットサプライ、lla、ll
b、llcは金属耐圧層2の3分割個片を供給している
分割個片サプライ、12は抗張力線3を集合する抗張力
線集合機であって、前記光ファイバユニット11分割個
片の素材2a、2b、2cは抗張力線集合機のホローシ
ャフト12aを挿通したのち分割個片集合およびコンパ
ウンド充填装置13に供給され、ここでコンパウンドを
充填しながら金属耐圧層2が形成される。そして抗張力
線ドラム12bから(り出されている抗張力線3が集合
ダイス14において集合され、この集合工程においても
コンパウンドが充填される。15は金属チューブを形成
する金属テブサブライ、I6は金属テープを縦沿えして
パイプ状に形成し、溶接機16aによって合わせ目な溶
接している金属チューブ成形装置、17は金属チューブ
で成形まで行ったものを巻取るドラムである。
このような製造装置において、前記分割個片集合および
コンパウンド充填装置13と、集合ダイス14には前記
した水走り防止のためのコンパウンドがコンパウンド貯
留槽18a、18b (19a、19b)からポンプ2
0等によって供給されているが、このコンパウンドとし
てエポキシ系の樹脂、またはシリコン系の樹脂を使用す
ると次のような欠点がみられる。
(1)エポキシ系の樹脂は硬化後の樹脂が硬いため、ケ
ーブルの曲げ特性が悪くなる。また、ケーブルをドラム
巻き等によって曲げたとき充填した樹脂にクラックが発
生しやすい。さらに硬化時の収縮が大きいため光ファイ
バに必要以上の圧縮力が印加され伝送損失を大きくする
原因となる。
(2)シリコン系の樹脂のうち縮合反応タイプには脱ア
ルコール、脱水素、脱ヒドロキシルアルミン(R2NO
H)があるが、いずれも金属腐蝕の原因となって好まし
くない。また、2液性の付加反応タイプは、(イ)シリ
コン自身にタック性がないため金属との接着が小さく、
海底光ケーブル内に充填したとき、光ファイバユニット
lがケーブルの伸縮に対して金属耐圧層内で滑る現象を
生ずる。(ロ)光ファイバユニットlに充填したUV樹
脂(紫外線硬化タイプの樹脂)は、2液性のシリコン樹
脂の触媒である白金(pt )に対し触媒毒があり、こ
れによりシリコン樹脂が被毒され硬化しない。(ハ)こ
のタイプのシリコンは未反応のSi −H結合を多量に
含んだまま硬化するので、一定の条件の元に置く (例
えば熱を加えるかまたは水分を与える)ことによって他
の物質(ナイロンやウレタン)と比較して多量の水素が
発生する傾向を持つのでこの水素は密閉された海底光ケ
ーブルの中で振動し光ファイバユニット内に浸透して光
ファイバの伝送特性を劣化させる。
以上のようにコンパウンドの材料から発生する問題の他
に、海底光ケーブルの製造装置から制約される問題もあ
る。
すなわち、海底光ケーブルは一般の電線やケーブルに比
較して長尺で数10Kmにもおよぶことが普通であるが
、給電路および海水中の水分の透過を遮断するために設
けられている金属チューブ4の溶接は連続して行う必要
があるので一単長の海底光ケーブルを製造するとき50
〜100時間の連続運転となる。
そのため、充填するコンパウンドの硬化時間は少なくと
も50〜100時間以上は必要である。
硬化時間が短いとダイスの内壁等に付着したコンパウン
ドが運転中に硬化して目づまりを起すという問題がある また、第2図で示したように充填するコンパウンドは長
い距離を輸送しているため粘度が高いと輸送が困難にな
るが、反面、低粘度のものでは充填後耐圧バイブの合わ
せ目より漏れてしまい満足な充填が行われないという問
題もある。
[発明の目的] この発明は、かかる各種の問題点を解決するために、海
底光ケーブルの製造時、および光ファイバの光学的、機
械的な特性を高く保つために優れた特性をもったコンパ
ウンドを開発し、このコンバウンドを空隙部に充填する
ことによって水密性に優れ、かつ、ケーブルの伝送特性
が劣化しない海底光ケーブルを提供するものである。
[発明の概要] この発明は、上記の目的を達成するために耐水性に優れ
た2液混合硬化タイプのポリウレタン系樹脂でポリオー
ルおよびインシアナートの種類、分子量、官能基数、さ
らにNGO10H当量比、充填剤、および添加物の種類
と添加量を適切に調整することにより、2液のそれぞれ
の粘度を5000〜9000CPS、硬化時間を50〜
100時間/常温、Al1板とのせん断剥離強度を01
OI Kg 7mm2〜0.05Kg 7mm2とした
コンパウンドを形成し、これを海底光ケーブルの空隙部
に充填することによって前記した諸問題の解決を図るも
のである。
[実施例] 以下、この発明の目的が達成できるコンパウンドの組成
材料の具体例を示す。
実施例−1 A液 三菱化成社製ポリテールHA(数平均分子量的2000
のポリオレフィンポリオール、水酸基濃度0.9meq
/g)3Kg、三菱化成社製ポリテールHAB (数平
均分子量的2000のポリオレフィン)1.3Kgおよ
び実質的に脂肪族系不飽和二重結合を含まない高純度パ
ラフィン系オイル(初留温度324・C)1.7Kgを
均一混合し、A液を製造した。粘度は6,100cPs
 (28・ C)であった。
B液 A液に用いたポリテールHA4Kg、高純度パラフィン
系オイル0.9Kgおよびトリレンジイソシアネート0
.6Kgを混合し、130・ Cで5時間反応させた。
反応後、さらにパラフィン系オイル3.1Kg、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート0.2Kg、ポリテールH
AB2.4Kgを添加、均一混合し、成分Bを得た。粘
度は6゜200CPS (28° C)であった。
配合硬化物の物性 A液とB液をl:lで配合し、室温で10日間放置した
後の硬化物物性は下記のとおりであった。
Al板とのせん断剥離強度 1.4Kg /Cm”−0,014Kg /mm2初期
圧縮弾性率 6.5Kg/Cm2 (不動工業社製レオメータにより測定した。変形量4%
における圧縮弾性率である。) 実施例−2 A液 三菱化成社製ポリテールHA(数平均分子量的2000
のポリオレフィンポリオール、水酸基濃度0.9meq
/g)3.6Kg 、三菱化成社製ポリテールHAB 
(数平均分子量的2000のポリオレフィン)0.5K
gおよび実質的に脂肪族系不飽和二重結合を含まない高
純度パラフィン系オイル(初留温度324・C)1.9
Kgを均一混合し、A液を製造した。粘度は6000C
PS(28・ C)であった。
B液 A液に用いたポリテールHA4Kg、高純度パラフィン
系オイルIKgおよびトリレンジイソシアネート0.6
Kgを混合し、130・Cで5時間反応させた。反応後
、さらにパラフィン系オイル3Kg、ジフェニルメタン
ジイソシアート0゜2Kg、ポリテールHA80.8K
gを添加、均一混合し、B液を製造した。粘度は5oo
ocpS(28・ C)であった 配合硬化物の物性 A液とB液を1=1で配合し、室温でlO日間放置した
後の硬化物物性は下記のとおりであった。
Al1板とのせん断剥離強度 2.9Kg 7cm2−+0.029Kg/mm2初期
圧縮弾性率 14.3Kg 7cm2 ここで、硬化時間50〜100時間の設定は少な(とも
50Kmの海底光ケーブルを一単長とする製造時間から
必要とされるものであり、粘度5000〜9000CP
Sはコンパウンド貯留槽18a、18b (19a、1
9b)からポンプ20によって輸送でき、かつ、製造工
程に置いてコンパウンドの漏れがあまりみられない値を
計算と実験から割り出したものがある。
すなわち、この割出の根拠となる条件は以下のような設
定で行った。
条件:樹脂を送る経路長   L=30m樹脂を送るホ
ース内径 D=7mmφ 樹脂を送る流量    8cc/min樹脂を送る比重
    ρ=0.9 とし、 ポンプの送り圧力ΔPを4〜5Kg/am2とすればハ
ーゲンポアズイユの式 から樹脂粘度ηが逆算できる。
平均流速は上記の条件から u = Q / A A=(π/4)0.72 = O9 3 u=810.385X1/60 =0. 346cm/5ec =0. 00346m/sec 故に上記(1)式からΔP=4Kg/cm2のときは、 4XIO’ =8711 Xo、00346X0.9x
30/9.8x0.0035” 771 :6.425Kg/m5ec =6425CPS   ・・・ (2)また、ΔP=5
Kg/cm”のときは、5X10’=8η2xo、00
346x0.9x30/9.8x0.00352 7?! :8.032Kg/m5ec =8032CPS   ・・・ (3)(2)、(3)
式を求めたうえで樹脂の粘度をおよそ5000〜900
0CPSと決めたものである。
また、へ2板とのせん断剥離強度は、第3図に示すよう
に幅25 m m、長さ100mm、厚さ1.5mmの
アルミ板2板を長さ60 m m、厚さ1mmの範囲で
コンパウンドにより張合わせ、室温20・Cで6日間放
置硬化させたのち両端を弓弦し、張合わせ部が剥離する
ときの強度を示している。
そして、かかる測定で得られた各種強度の被試験用コン
パウンドCを第4図に示すように外径7mm、内径3m
m (はぼ耐圧層の形状)の2本のアルミパイプ22a
、22bの内面に塗布し、外径が2.6mmの光ファイ
バユニット21を保持する。
このような試験装置でアルミパイプ22a、22bを矢
印の方向に引張すると光ファイバユニット21に引張力
が印加されるが、前記した被試験用コンパウンドCのせ
ん断剥離強度が小さい場合は光ファイバユニット21が
アルミパイプ内でスリップする。
そこで、このスリップ現象が発生する被試験コンパウン
ドをせん断剥離強度の下限値として0゜010Kg/m
m2が得られたものである。
なお、せん断剥離強度の上限を0.05Kg/mm2以
上にすると、樹脂の初期圧縮弾性率がおよそ10Kg/
am2以上となり、ファイバへの側圧特性の影響を考え
た場合好ましくない。即ちファイバユニット外被材料と
してヤング率10〜80kg/cm2程度の材料が使用
されており、充填する水走り防止コンパウンドの初期圧
縮弾性率も外被材料のそれより小さい10Kg/cm”
以下としないと耐圧層とファイバユニット間でのクツシ
ョン層としての働きをしなくなるためである。
[発明の効果] 以上詳細したように2液の粘度が5000〜9oooc
ps、硬化時間50〜100時間となるポリウレタン系
のコンパウンドは海底光ケーブルの長尺物を製造すると
きでも製造作業に障害を及ぼすような問題が発生しない
という利点があり、さらに、硬化後のAβ板とのせん断
剥離強度が0.05〜O,OI 0Kg7mm2の場合
は、光ファイバユニットに対しても適切な保護作用があ
るので、かかる特性のコンパウンドを空隙部に充填する
と、きわめて信頼性の高い海底光ケーブルとすることが
できる。
【図面の簡単な説明】 第1図は海底光ケーブルの一例を示す断面図、第2図は
海底光ケーブルの製造装置を示す概要図、第3図、第4
図はコンパウンドのせん断剥離強度を測定するための説
明図である。 図中、■は光ファイバユニット、2は金属耐圧層、3は
抗張力線、Eは空隙部、13は分割個片集合およびコン
パウンド充填装置、14は集合ダイス、18a、18b
、19a、19bはコンパウンド貯留層、20はポンプ
を示す。 第 図 第 図 第 図 介

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ポリオレフィンポリオールを主体とした主剤と硬化剤が
    前記ポリオレフィンポリオールと過剰のジイソシアネー
    トとの反応によって合成されるプレポリマーとからなる
    2液混合硬化タイプのポリウレタン系樹脂を光ファイバ
    ユニットの周辺及びケーブル抗張力体周辺等の空隙部分
    に充填したことを特徴とする海底光ケーブル。
JP2302608A 1990-11-09 1990-11-09 海底光ケーブル Granted JPH03209410A (ja)

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