JPH0579966B2 - - Google Patents
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- JPH0579966B2 JPH0579966B2 JP59180872A JP18087284A JPH0579966B2 JP H0579966 B2 JPH0579966 B2 JP H0579966B2 JP 59180872 A JP59180872 A JP 59180872A JP 18087284 A JP18087284 A JP 18087284A JP H0579966 B2 JPH0579966 B2 JP H0579966B2
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- elastic body
- optical fiber
- cable
- fiber
- modulus
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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
- G02B6/4402—Optical cables with one single optical waveguide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00663—Production of light guides
-
- 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
- G02B6/4429—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
- G02B6/443—Protective covering
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
Description
発明の背景
１ 発明の分野
本発明は少くとも一つの光フアイバを含むケー
ブルに係る。 ２ 技術背景 光フアイバは光通信システムで用いられるよう
に、通常マルチフアイバ・ケーブルに一体化され
る。多くのマルチフアイバ・ケーブル構成が開発
され、それぞれが具体的に用途により課される条
件を満たすように、特別に設計される。最近の条
件により、フアイバはケーブル内に封じられるよ
うになつた。すなわち、フアイバは弾力性のある
材料により囲まれる。フアイバを封じることは、
ケーブルが水のような液体に接触する用途におい
て、特に有用である。たとえば、自己支持部を含
む海底ケーブル、たとえばスチールワイヤケージ
のような負荷付ワイヤケージ、弾力性物質及び外
部シース、たとえば、ナイロンシース中に封じら
れた周囲被覆フアイバは、この封入設計を用いて
いる。（1979年５月22日に承認された米国特許第
4156104号を参照のこと）もし封入せず、ケーブ
ルがたとえばトロール船や修理作業中に破損する
と、被覆されたフアイバに沿つて、ケーブル中に
水が入り、伝送線に沿つて周期的に置かれたたと
えば、リピータのような電子装置まで伝わる。水
の入つた電子装置は重大な損傷を生じ、高価な修
理や置きかえを必要とすることになる。加えて、
ケーブル中に水が入ると、過度の伝送損失が生じ
る可能性が増す。従つて、水の侵入を防止するた
めの封入は、確かに望ましい。 水の存在を除きたいという願望はまた、地上用
に対しても強い。たとえば、ほとんどの環境にお
いて、地中ケーブルは本質的に水と接することに
なる。フアイバに到達した水は、凍結及び融解し
た時、著しい曲げ応力を発生させ、それによりフ
アイバ損失又は許容できない伝送損失の原因とな
る。 封入ケーブル又は充てんケーブル用に、非常に
多くの種類の封入剤が考えられてきた。油を塗布
したスチレン／エチレン−ブテン／スチレン・ブ
ロツク共重合体のような液体又はゲル状封入剤の
使用が提案されてきた。（たとえば、ザ・プロシ
ーデイング・オブ・ザ・サーテイ−フアースト・
ワイヤ・アンド・ケーブル・シンポジウム（The
Proceedings of the Thirty−First Wire and
Cable Symposium）米軍通信−電子指令部
（CECOM）、フオルト・モンマス（Fort
Monmouth）、ニユージヤージイ（New
Jersey）、1982，396−400頁を参照のこと）それ
に対して、マイクロベンデイング損を制限するこ
ともつけ加えるために、本質的に弾力性の材料を
用いることが、1979年５月22日に承認された米国
特許第4156104号に提案されている。この場合ヒ
トレル（HYTREL）・ポリエステル弾力性材料
が使用できることが示されている。（いくつかの
ヒトレルポリマは、イー・アイ・デユポンド・ヌ
モア・アンドカンパニー（E.I.dupont de
Nemours and Company）から市販されてい
る。）現在のケーブルは有用な特性を示すが、こ
れらの構造を改良することにより得られる伝送損
失の改善が確かに望ましい。 発明の要約 これまで見出されていなかつた二つの効果は、
封入ケーブルのフアイバ特性に、著しい影響をも
つことがわかつた。第１の効果は、封入材の弾力
性に関連する。特に2068427pa（300psi）以下のヤ
ング率を有する封入剤を用いるならば、ケーブル
を曲げている間、封入されたフアイバの著しいキ
ンクが生じる。第２に、フアイバ特にフアイバ被
覆部に本質的に影響を与えることなく、フアイバ
から、急速に弾力性材料を除けるようにすること
は、非常に重要である。たとえば、溶媒を用いる
か、溶融させることにより、封入剤を除去するこ
とは、ケーブルの接合部において、フアイバを接
着するか他の伝送接続するために必要である。も
し、封入剤が容易に除去されないならば、フアイ
バ特性の本質的な劣化が生じる。 実施例の説明 本発明のケーブルはすべて封入型フアイバであ
る。すなわち、ケーブルは単一又は複数のフアイ
バを含む。少くともその一つは １）344737850pa（50000psi）以下のモジユラス
を有し、（エフ・ダウリユ・ビルメイヤ・ジユニ
ア、テキストブツク、オブ・ポリマ・サンエンス
（F.W.Billmeyer Jr.Textbook of Polymer
Science）、２版、ウイリーインターサイエンス
（Willey−Interscinces）ユニーヨーク（New
York）、1971，191頁に述べられているように）
応力を加えそれを除去した時、発生した変形が本
質的に十分回復できるように、本質的に弾力性を
示す材料が接するか、それに囲まれる。２）その
全長を通して、10メートル以上の距離に渡り、ケ
ーブルの中性軸に沿つては延びない。（中性軸す
なわち、ケーブルを曲げた時、圧縮及び引張り応
力がゼロに等しくなる軸の定義については、エ
ス・チモシエンコ（S.Timoshenko）及びジー・
エイチ・マツクロー（G.H.MacCullough）、エレ
メント・オブ・ストレングス・オブ・マテリアル
ズ（Elements of Strength of Materials），デ
イー・ウアンノストランド社（D.VanNostrand
Co）、プリンストン（Princeton）、ニユージヤー
ジー（New Jersey）、1949を参照のこと）これ
らのケーブルは各種の方法で構成される。たとえ
ば、強度部すなわち、スチールワイヤは、弾力性
材料の層により、通常の技術を用いて囲まれる。
（構成部は望ましいが厳密でなくてよい。しかし、
これらの部分はフアイバがメルト押出し、又はダ
イコーテイングにより、連続的に封入される用途
に用いると有利である。）フアイバはこれらの部
分の周囲に置かれ、メルト押出しのうよな通常の
技術により封入される。次に、メルト押出しのよ
うな周知の方法により、外部シースが形成され
る。 重要なことは、本出願人は弾力性材料は伝送シ
ステムに組込まれるケーブルの場合、最善の伝送
及び機械的特性を実現するための一定の特性をも
つべきことを認識したことである。特に、弾力性
材料は（エス・チテシエンコ（S.Timoshenko）
及びジー・エイチ・マカロー・エレント・オブ・
ストレングス・オブ・マテリアルズ（G.H.
MacCullough Elements of Strength of
Materials）、デイ・フアンノスランド社（D.
VanNostrand）、プリンストン（Princeton）、ニ
ユージヤージイ（New Jersey）、1949で定義さ
れているように、）少くとも2068427pa（300psi）、
好ましくは少くとも3447379pa（500psi）のヤング
率をもつべきである。低ヤング率を有する弾力性
材料を用いると、ケーブル本体の曲げにより生じ
る圧縮応力が加わつた時、フアイバのよじれが生
じる。この最小ヤング率の条件を満す各種の化合
物が入手できる。たとえば、ヒトレル
（HYTREL）4056、クラトン（KRATON）
D3204、クラトンG7720、及びエスタン
（ESTANE）58881であり、それらはポリ（ブチ
レン・テレフタレート）−コーポリ（テトラメチ
ルネオキシ・テレフタレートコポリマ、スチレ
ン／ブタジエン／スチレン・ブロツク・コポリ
マ、スチレン／エチレン−ブタン／スチレン・ブ
ロツク・コポリマ及び分割されたポリウレタン・
ポリマから成り、それぞれ51530678，16547417，
6405281、及び20194795pa（7500，2400，900及び
2900psi）のヤング率を有し、適当なものである。
封入剤弾力性材料は、単一の弾力性材料のみを含
む必要はない。弾力性材料を混ぜて、ケーブルの
異なる部分で異なる弾力性材料を用いても十分で
ある。混ぜ合せた場合、混合材は2068427pa
（300psi）以上のヤング率をもつべきである。異
なる領域が異なる弾力性材料を有する場合、すな
わち、合成弾力性材料構造を用いる場合、10メー
トル以上の長さに渡つてフアイバに接し、支持す
る弾力性材料はすべて、最小ヤング率として少く
とも2068427pa（300psi）を有するべきである。 弾力性材料は（もし存在するならば、フアイバ
被膜を含み）フアイバから容易に除去しうる特性
をもつべきである。先に述べたように、ケーブル
の接合又はフアイバ伝送路を完了させるため終端
する部分において、弾力性材料は被覆フアイバか
ら基本的に除去される。（本発明の説明において、
フアイバ被膜は製造時に、フアイバに個々に形成
された材料の一層又は複数の層で、フアイバを摩
耗、有害な雰囲気又は応力が加わつた時の過度の
伝送損失から保護する。）所望のように弾力性材
料を除去するために、二つの迅速な技術が一般に
適用できる。第１の技術においては、弾力性材料
を溶解する溶媒が用いられる。弾力性材料除去の
第２の方法は、溶融による、（熱硬化性の弾力性
材料の場合、機械的にはぎとるような機械的な除
去も可能である。）これらの技術の一つにより、
弾力性材料を除去する時、被膜への損傷から生じ
るフアイバ特性の劣化を癖けるため、弾力性材料
は非反応性溶媒すなわち、十分弱い反応物質中で
溶融し、酸化又はエステル変換を通して、被膜が
過度に鎖の切断を起さないようにするか、又は比
較的低温、すなわち190℃以下の温度において溶
融すべきである。たとえばポリエステル弾力性材
料のような典型的な結晶性弾力性材料組成の場
合、結晶性が大きければ大きいほど、融点は高く
なり、非反応性溶媒中での溶解度は低くなる。そ
のような材料の結晶性の尺度の一つは、ヤング率
である。68947570pa（10000psi）以下のヤング率
を有するヒトレルのような結晶性弾力性材料は、
フアイバ被膜に悪影響を与えず、付随した有害な
効果を与えることなく弾力性材料を除去できる結
晶性の程度に対応する。結晶相よりガラス的であ
る熱硬化性弾力性材料において、ヤング率は軟化
温度又は溶媒硬化とは相関がない。しかし、弾力
性材料が比較的低温で溶融するか、強くない反応
剤中で溶融すべきであるという条件は、なお支配
的な要因である。（たとえば、シリコーンのよう
な熱硬化性材料を除去する一実施例において、用
いられる弾力性材料は、フアイバ又はその被膜が
損傷を受ける値より十分低いレベルの応力で破損
すなわち裂けるか破裂すべきである。） UV硬化エポキシ−アクリレート又はUV硬化
ポリ（ウレタン・アクリレート）をフアイバ被膜
として用い、ヒトレル4056を弾力性材料として用
いる典型的な例において、弾力性材料はメチレン
クロライド溶媒を用いるか、弾力性材料を175℃
に加熱することにより除去される。ポリマ融点
は、微分走査熱量測定により、容易に決められ
る。もしフアイバが被覆されているならば、弾力
性材料除去プロセスと等価な時間でフアイバのポ
リマ被膜の著しい劣化が生じる温度より、少くと
も20℃低い軟化温度を有する弾力性材料を用いる
べきである。適当な弾力性材料の例は、ヒトレル
4056、クラトンD3204、クラトンG7720及びエス
タン5881である。 以下の例は本発明の実施例である。 第１例 封入ケーブル中に存在するよじれの現象を示す
例として、フアイバ、弾力性材料、高ヤング率基
板を含む試料が製作され、ケーブル中で経験する
条件を模擬するために応力を加えた。これらの試
料は加熱されたプラテン圧搾中でモールドされ
た。約0.041cmの厚さと約15.2×7.6cmの開口を有
する画像モールドを用いた。第表に示された各
弾力性材料に対する試料を用意した。選択された
弾力性材料の小球が画像フレームモールド中に置
かれ、それはモールド機械のプラテン上に置かれ
た。モールデイングは画像フレームの寸法を有す
る弾力性材料板を形成するために、約480833pa
（70psi）の圧力を用いて行つた。このようにし
て、各弾力性材料のいくつかの板を製作した。 厚さ0.082cmで、先に述べた工程で用いたのと
同じ開口寸法を有する画像フレームモールドを用
い、フアイバ周囲に弾力性材料をモールドした。
画像フレームモールドはプラテン上に置かれ、プ
ラテンは開口中に置かれ、直径260μｍと測定さ
れた被覆フアイバがプラテン上に置かれ、同じ寸
法の第２の弾力性板が、フアイバ上に置かれた。
（フアイバは厚さ68μｍのUV硬化エポキシ・アク
リレート被膜を有し、その後の試験中観測を容易
にするため、赤色色素を含んだ。）パツケージ全
体を、封入フアイバを形成するため、約
480833pa（70psi）の圧力を加え、モールドした。
（このモールドプロセス中、フアイバ端は溝を通
してモールドフレームから導き出され、封入され
たパツケージから延ばされた。） 画像フレームモールド中になおある封入パツケ
ージは、0.0254cm（10ミル）の厚さのマイラポリ
（エチレン−テレフタレート）薄膜上に置かれ、
それはプラテン上に置かれた。モールドプロセス
は480833pa（70psi）の圧力でくり返され、マイラ
２５を有する図面に示された層構造が生じ、フア
イバ２０及び弾力性材料１０を含む封入フアイ
バ・パツケージにモールドされた。 約10cmのステツプで7.5cmから70cmの範囲の異
なる曲率半径を有する一連のステンレススチール
型を用いた。各試料は型の上に置かれ、力を加え
ることにより、フアイバ上で圧力を生じる形状
に、形を一致させた。次に、フアイバは視察さ
れ、フアイバの形状、すなわち曲線状態又は曲り
を観測した。このようにして発生させた応力は、
エス・チモシエンコ（S.Timoshenko）及びジ・
エイチ・マカロー（G.H.MacCullough）、エレメ
ント・オブ・ストレングス・オブ・マテリアルズ
（Elements of Strength of Materials）デイ
ー・フアンノスランド社（D.VanNostrandCo）
プリンストン（Princeton）、ニユージヤージイ
（New Jersey）、1949 120頁に見出される式を用
いて、曲率半径から計算した。（サンドイツチ中
の曲りの中性面は、フアイバを通しては生じな
い。なぜならば、サンドイツチは非対称、すなわ
ち一方の側にのみポリ（エチレン−テレフタレー
ト）基板を有するからである。しかし、中性面５
は基板の厚さのほぼ中央点付近に保たれる。なぜ
ならば、そのヤング率は弾力性材料のそれより、
10倍以上大きいからである。）試験は各ステンレ
ススチール型上の各試料について行つた。各弾力
性材料のヤング率と曲りが観測される点を示すグ
ラフが第２図と第表に示されている。 第２例 1979年５月22日に承認された米国特許第
4156104号に記述されているケーブルのコアが、
本発明の記述に従い製作された。コアは鉄製中心
部、弾力性材料及び第２図に示されるように、そ
の特許に従つて構成された複数のフアイバから取
り、フアイバはコアを通して、らせん状の縦方向
略に従う。このコアは次に、約183cm（６フイー
ト）の直径を有するリールの周囲に巻かれた。ヘ
リウムネオン・レーザ（6328°Aの波長）からの
光が、コアのマルチモード・フアイバ中に入れら
れた。注入された光の一部は、フアイバから散乱
され、コアの全長を通して、フアイバを見えるも
のにした。二つの異なる弾力性材料が、このプロ
セスを通して観測された。すなわち、
51330678pa（7500psi）のヤング率を有するヒトレ
ル4056及び836318pa（130psi）を有するクラトン
G2706である。前者はそのらせん路からの歪を示
さなかつたが、後者の弾力性材料を用いると、コ
アの圧縮を受ける側のその略から、歪んだフアイ
バを生じた。 第３例 第２例で述べた三つのコアを製作した。各コア
は第表にまとめられた一弾力性材料を用いた。
このコアは次に、第表側にまとめられた対応す
る溶媒中に浸した。コアは弾力性材料が溶解する
まで、溶媒中に保たれた。コアの残つた部分は、
溶媒から引き出した。メチレンクロライドの場
合、フアイバ被膜は最初膨張したが、溶媒が蒸発
した時、その最初の状態に戻つた。ヒトレル4056
〔51530678pa（7500psi）のヤング率〕の場合、除
去すべき弾力性材料の部分上に、約170℃の温度
で高温空気の流れを向けることにより、弾力性被
膜も除去した。約10秒後、（被膜を含む）フアイ
バの直径に等しい窓を有する鋳型を、各フアイバ
に沿つてすべらせ、融解した弾力性材料を除去し
た。得られる分離されたフアイバは、このプロセ
スでは本質的な影響を受けない被膜を有する。 ヒトレル55566346及び7246〔それぞれヤング率
は206842710，344737850及び515306775pa
（30000，50000及び75000qsi）〕のような材料は、
第表にまとめられたような溶媒中に浸した時、
溶解されないことに注意すべきである。そのよう
な弾力性材料を溶解させるためには、トリフロロ
酢酸及びパーフロロイソプロパノールのような溶
媒が必要である。これらの溶媒又は等価は溶解能
力を有する溶媒もまた、エポキシ・アクルレート
及びウレタン・アクリレートのような動力で被覆
されたフアイバの特性を劣化させる。
ブルに係る。 ２ 技術背景 光フアイバは光通信システムで用いられるよう
に、通常マルチフアイバ・ケーブルに一体化され
る。多くのマルチフアイバ・ケーブル構成が開発
され、それぞれが具体的に用途により課される条
件を満たすように、特別に設計される。最近の条
件により、フアイバはケーブル内に封じられるよ
うになつた。すなわち、フアイバは弾力性のある
材料により囲まれる。フアイバを封じることは、
ケーブルが水のような液体に接触する用途におい
て、特に有用である。たとえば、自己支持部を含
む海底ケーブル、たとえばスチールワイヤケージ
のような負荷付ワイヤケージ、弾力性物質及び外
部シース、たとえば、ナイロンシース中に封じら
れた周囲被覆フアイバは、この封入設計を用いて
いる。（1979年５月22日に承認された米国特許第
4156104号を参照のこと）もし封入せず、ケーブ
ルがたとえばトロール船や修理作業中に破損する
と、被覆されたフアイバに沿つて、ケーブル中に
水が入り、伝送線に沿つて周期的に置かれたたと
えば、リピータのような電子装置まで伝わる。水
の入つた電子装置は重大な損傷を生じ、高価な修
理や置きかえを必要とすることになる。加えて、
ケーブル中に水が入ると、過度の伝送損失が生じ
る可能性が増す。従つて、水の侵入を防止するた
めの封入は、確かに望ましい。 水の存在を除きたいという願望はまた、地上用
に対しても強い。たとえば、ほとんどの環境にお
いて、地中ケーブルは本質的に水と接することに
なる。フアイバに到達した水は、凍結及び融解し
た時、著しい曲げ応力を発生させ、それによりフ
アイバ損失又は許容できない伝送損失の原因とな
る。 封入ケーブル又は充てんケーブル用に、非常に
多くの種類の封入剤が考えられてきた。油を塗布
したスチレン／エチレン−ブテン／スチレン・ブ
ロツク共重合体のような液体又はゲル状封入剤の
使用が提案されてきた。（たとえば、ザ・プロシ
ーデイング・オブ・ザ・サーテイ−フアースト・
ワイヤ・アンド・ケーブル・シンポジウム（The
Proceedings of the Thirty−First Wire and
Cable Symposium）米軍通信−電子指令部
（CECOM）、フオルト・モンマス（Fort
Monmouth）、ニユージヤージイ（New
Jersey）、1982，396−400頁を参照のこと）それ
に対して、マイクロベンデイング損を制限するこ
ともつけ加えるために、本質的に弾力性の材料を
用いることが、1979年５月22日に承認された米国
特許第4156104号に提案されている。この場合ヒ
トレル（HYTREL）・ポリエステル弾力性材料
が使用できることが示されている。（いくつかの
ヒトレルポリマは、イー・アイ・デユポンド・ヌ
モア・アンドカンパニー（E.I.dupont de
Nemours and Company）から市販されてい
る。）現在のケーブルは有用な特性を示すが、こ
れらの構造を改良することにより得られる伝送損
失の改善が確かに望ましい。 発明の要約 これまで見出されていなかつた二つの効果は、
封入ケーブルのフアイバ特性に、著しい影響をも
つことがわかつた。第１の効果は、封入材の弾力
性に関連する。特に2068427pa（300psi）以下のヤ
ング率を有する封入剤を用いるならば、ケーブル
を曲げている間、封入されたフアイバの著しいキ
ンクが生じる。第２に、フアイバ特にフアイバ被
覆部に本質的に影響を与えることなく、フアイバ
から、急速に弾力性材料を除けるようにすること
は、非常に重要である。たとえば、溶媒を用いる
か、溶融させることにより、封入剤を除去するこ
とは、ケーブルの接合部において、フアイバを接
着するか他の伝送接続するために必要である。も
し、封入剤が容易に除去されないならば、フアイ
バ特性の本質的な劣化が生じる。 実施例の説明 本発明のケーブルはすべて封入型フアイバであ
る。すなわち、ケーブルは単一又は複数のフアイ
バを含む。少くともその一つは １）344737850pa（50000psi）以下のモジユラス
を有し、（エフ・ダウリユ・ビルメイヤ・ジユニ
ア、テキストブツク、オブ・ポリマ・サンエンス
（F.W.Billmeyer Jr.Textbook of Polymer
Science）、２版、ウイリーインターサイエンス
（Willey−Interscinces）ユニーヨーク（New
York）、1971，191頁に述べられているように）
応力を加えそれを除去した時、発生した変形が本
質的に十分回復できるように、本質的に弾力性を
示す材料が接するか、それに囲まれる。２）その
全長を通して、10メートル以上の距離に渡り、ケ
ーブルの中性軸に沿つては延びない。（中性軸す
なわち、ケーブルを曲げた時、圧縮及び引張り応
力がゼロに等しくなる軸の定義については、エ
ス・チモシエンコ（S.Timoshenko）及びジー・
エイチ・マツクロー（G.H.MacCullough）、エレ
メント・オブ・ストレングス・オブ・マテリアル
ズ（Elements of Strength of Materials），デ
イー・ウアンノストランド社（D.VanNostrand
Co）、プリンストン（Princeton）、ニユージヤー
ジー（New Jersey）、1949を参照のこと）これ
らのケーブルは各種の方法で構成される。たとえ
ば、強度部すなわち、スチールワイヤは、弾力性
材料の層により、通常の技術を用いて囲まれる。
（構成部は望ましいが厳密でなくてよい。しかし、
これらの部分はフアイバがメルト押出し、又はダ
イコーテイングにより、連続的に封入される用途
に用いると有利である。）フアイバはこれらの部
分の周囲に置かれ、メルト押出しのうよな通常の
技術により封入される。次に、メルト押出しのよ
うな周知の方法により、外部シースが形成され
る。 重要なことは、本出願人は弾力性材料は伝送シ
ステムに組込まれるケーブルの場合、最善の伝送
及び機械的特性を実現するための一定の特性をも
つべきことを認識したことである。特に、弾力性
材料は（エス・チテシエンコ（S.Timoshenko）
及びジー・エイチ・マカロー・エレント・オブ・
ストレングス・オブ・マテリアルズ（G.H.
MacCullough Elements of Strength of
Materials）、デイ・フアンノスランド社（D.
VanNostrand）、プリンストン（Princeton）、ニ
ユージヤージイ（New Jersey）、1949で定義さ
れているように、）少くとも2068427pa（300psi）、
好ましくは少くとも3447379pa（500psi）のヤング
率をもつべきである。低ヤング率を有する弾力性
材料を用いると、ケーブル本体の曲げにより生じ
る圧縮応力が加わつた時、フアイバのよじれが生
じる。この最小ヤング率の条件を満す各種の化合
物が入手できる。たとえば、ヒトレル
（HYTREL）4056、クラトン（KRATON）
D3204、クラトンG7720、及びエスタン
（ESTANE）58881であり、それらはポリ（ブチ
レン・テレフタレート）−コーポリ（テトラメチ
ルネオキシ・テレフタレートコポリマ、スチレ
ン／ブタジエン／スチレン・ブロツク・コポリ
マ、スチレン／エチレン−ブタン／スチレン・ブ
ロツク・コポリマ及び分割されたポリウレタン・
ポリマから成り、それぞれ51530678，16547417，
6405281、及び20194795pa（7500，2400，900及び
2900psi）のヤング率を有し、適当なものである。
封入剤弾力性材料は、単一の弾力性材料のみを含
む必要はない。弾力性材料を混ぜて、ケーブルの
異なる部分で異なる弾力性材料を用いても十分で
ある。混ぜ合せた場合、混合材は2068427pa
（300psi）以上のヤング率をもつべきである。異
なる領域が異なる弾力性材料を有する場合、すな
わち、合成弾力性材料構造を用いる場合、10メー
トル以上の長さに渡つてフアイバに接し、支持す
る弾力性材料はすべて、最小ヤング率として少く
とも2068427pa（300psi）を有するべきである。 弾力性材料は（もし存在するならば、フアイバ
被膜を含み）フアイバから容易に除去しうる特性
をもつべきである。先に述べたように、ケーブル
の接合又はフアイバ伝送路を完了させるため終端
する部分において、弾力性材料は被覆フアイバか
ら基本的に除去される。（本発明の説明において、
フアイバ被膜は製造時に、フアイバに個々に形成
された材料の一層又は複数の層で、フアイバを摩
耗、有害な雰囲気又は応力が加わつた時の過度の
伝送損失から保護する。）所望のように弾力性材
料を除去するために、二つの迅速な技術が一般に
適用できる。第１の技術においては、弾力性材料
を溶解する溶媒が用いられる。弾力性材料除去の
第２の方法は、溶融による、（熱硬化性の弾力性
材料の場合、機械的にはぎとるような機械的な除
去も可能である。）これらの技術の一つにより、
弾力性材料を除去する時、被膜への損傷から生じ
るフアイバ特性の劣化を癖けるため、弾力性材料
は非反応性溶媒すなわち、十分弱い反応物質中で
溶融し、酸化又はエステル変換を通して、被膜が
過度に鎖の切断を起さないようにするか、又は比
較的低温、すなわち190℃以下の温度において溶
融すべきである。たとえばポリエステル弾力性材
料のような典型的な結晶性弾力性材料組成の場
合、結晶性が大きければ大きいほど、融点は高く
なり、非反応性溶媒中での溶解度は低くなる。そ
のような材料の結晶性の尺度の一つは、ヤング率
である。68947570pa（10000psi）以下のヤング率
を有するヒトレルのような結晶性弾力性材料は、
フアイバ被膜に悪影響を与えず、付随した有害な
効果を与えることなく弾力性材料を除去できる結
晶性の程度に対応する。結晶相よりガラス的であ
る熱硬化性弾力性材料において、ヤング率は軟化
温度又は溶媒硬化とは相関がない。しかし、弾力
性材料が比較的低温で溶融するか、強くない反応
剤中で溶融すべきであるという条件は、なお支配
的な要因である。（たとえば、シリコーンのよう
な熱硬化性材料を除去する一実施例において、用
いられる弾力性材料は、フアイバ又はその被膜が
損傷を受ける値より十分低いレベルの応力で破損
すなわち裂けるか破裂すべきである。） UV硬化エポキシ−アクリレート又はUV硬化
ポリ（ウレタン・アクリレート）をフアイバ被膜
として用い、ヒトレル4056を弾力性材料として用
いる典型的な例において、弾力性材料はメチレン
クロライド溶媒を用いるか、弾力性材料を175℃
に加熱することにより除去される。ポリマ融点
は、微分走査熱量測定により、容易に決められ
る。もしフアイバが被覆されているならば、弾力
性材料除去プロセスと等価な時間でフアイバのポ
リマ被膜の著しい劣化が生じる温度より、少くと
も20℃低い軟化温度を有する弾力性材料を用いる
べきである。適当な弾力性材料の例は、ヒトレル
4056、クラトンD3204、クラトンG7720及びエス
タン5881である。 以下の例は本発明の実施例である。 第１例 封入ケーブル中に存在するよじれの現象を示す
例として、フアイバ、弾力性材料、高ヤング率基
板を含む試料が製作され、ケーブル中で経験する
条件を模擬するために応力を加えた。これらの試
料は加熱されたプラテン圧搾中でモールドされ
た。約0.041cmの厚さと約15.2×7.6cmの開口を有
する画像モールドを用いた。第表に示された各
弾力性材料に対する試料を用意した。選択された
弾力性材料の小球が画像フレームモールド中に置
かれ、それはモールド機械のプラテン上に置かれ
た。モールデイングは画像フレームの寸法を有す
る弾力性材料板を形成するために、約480833pa
（70psi）の圧力を用いて行つた。このようにし
て、各弾力性材料のいくつかの板を製作した。 厚さ0.082cmで、先に述べた工程で用いたのと
同じ開口寸法を有する画像フレームモールドを用
い、フアイバ周囲に弾力性材料をモールドした。
画像フレームモールドはプラテン上に置かれ、プ
ラテンは開口中に置かれ、直径260μｍと測定さ
れた被覆フアイバがプラテン上に置かれ、同じ寸
法の第２の弾力性板が、フアイバ上に置かれた。
（フアイバは厚さ68μｍのUV硬化エポキシ・アク
リレート被膜を有し、その後の試験中観測を容易
にするため、赤色色素を含んだ。）パツケージ全
体を、封入フアイバを形成するため、約
480833pa（70psi）の圧力を加え、モールドした。
（このモールドプロセス中、フアイバ端は溝を通
してモールドフレームから導き出され、封入され
たパツケージから延ばされた。） 画像フレームモールド中になおある封入パツケ
ージは、0.0254cm（10ミル）の厚さのマイラポリ
（エチレン−テレフタレート）薄膜上に置かれ、
それはプラテン上に置かれた。モールドプロセス
は480833pa（70psi）の圧力でくり返され、マイラ
２５を有する図面に示された層構造が生じ、フア
イバ２０及び弾力性材料１０を含む封入フアイ
バ・パツケージにモールドされた。 約10cmのステツプで7.5cmから70cmの範囲の異
なる曲率半径を有する一連のステンレススチール
型を用いた。各試料は型の上に置かれ、力を加え
ることにより、フアイバ上で圧力を生じる形状
に、形を一致させた。次に、フアイバは視察さ
れ、フアイバの形状、すなわち曲線状態又は曲り
を観測した。このようにして発生させた応力は、
エス・チモシエンコ（S.Timoshenko）及びジ・
エイチ・マカロー（G.H.MacCullough）、エレメ
ント・オブ・ストレングス・オブ・マテリアルズ
（Elements of Strength of Materials）デイ
ー・フアンノスランド社（D.VanNostrandCo）
プリンストン（Princeton）、ニユージヤージイ
（New Jersey）、1949 120頁に見出される式を用
いて、曲率半径から計算した。（サンドイツチ中
の曲りの中性面は、フアイバを通しては生じな
い。なぜならば、サンドイツチは非対称、すなわ
ち一方の側にのみポリ（エチレン−テレフタレー
ト）基板を有するからである。しかし、中性面５
は基板の厚さのほぼ中央点付近に保たれる。なぜ
ならば、そのヤング率は弾力性材料のそれより、
10倍以上大きいからである。）試験は各ステンレ
ススチール型上の各試料について行つた。各弾力
性材料のヤング率と曲りが観測される点を示すグ
ラフが第２図と第表に示されている。 第２例 1979年５月22日に承認された米国特許第
4156104号に記述されているケーブルのコアが、
本発明の記述に従い製作された。コアは鉄製中心
部、弾力性材料及び第２図に示されるように、そ
の特許に従つて構成された複数のフアイバから取
り、フアイバはコアを通して、らせん状の縦方向
略に従う。このコアは次に、約183cm（６フイー
ト）の直径を有するリールの周囲に巻かれた。ヘ
リウムネオン・レーザ（6328°Aの波長）からの
光が、コアのマルチモード・フアイバ中に入れら
れた。注入された光の一部は、フアイバから散乱
され、コアの全長を通して、フアイバを見えるも
のにした。二つの異なる弾力性材料が、このプロ
セスを通して観測された。すなわち、
51330678pa（7500psi）のヤング率を有するヒトレ
ル4056及び836318pa（130psi）を有するクラトン
G2706である。前者はそのらせん路からの歪を示
さなかつたが、後者の弾力性材料を用いると、コ
アの圧縮を受ける側のその略から、歪んだフアイ
バを生じた。 第３例 第２例で述べた三つのコアを製作した。各コア
は第表にまとめられた一弾力性材料を用いた。
このコアは次に、第表側にまとめられた対応す
る溶媒中に浸した。コアは弾力性材料が溶解する
まで、溶媒中に保たれた。コアの残つた部分は、
溶媒から引き出した。メチレンクロライドの場
合、フアイバ被膜は最初膨張したが、溶媒が蒸発
した時、その最初の状態に戻つた。ヒトレル4056
〔51530678pa（7500psi）のヤング率〕の場合、除
去すべき弾力性材料の部分上に、約170℃の温度
で高温空気の流れを向けることにより、弾力性被
膜も除去した。約10秒後、（被膜を含む）フアイ
バの直径に等しい窓を有する鋳型を、各フアイバ
に沿つてすべらせ、融解した弾力性材料を除去し
た。得られる分離されたフアイバは、このプロセ
スでは本質的な影響を受けない被膜を有する。 ヒトレル55566346及び7246〔それぞれヤング率
は206842710，344737850及び515306775pa
（30000，50000及び75000qsi）〕のような材料は、
第表にまとめられたような溶媒中に浸した時、
溶解されないことに注意すべきである。そのよう
な弾力性材料を溶解させるためには、トリフロロ
酢酸及びパーフロロイソプロパノールのような溶
媒が必要である。これらの溶媒又は等価は溶解能
力を有する溶媒もまた、エポキシ・アクルレート
及びウレタン・アクリレートのような動力で被覆
されたフアイバの特性を劣化させる。
【表】
【表】
第１図は本発明を説明するのに適した試料の例
を示す図、第２図は本発明に関連した特性の例を
示す図である。 主要部分の符号の説明、１０……弾力性材料、
２０……光フアイバ。
を示す図、第２図は本発明に関連した特性の例を
示す図である。 主要部分の符号の説明、１０……弾力性材料、
２０……光フアイバ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光フアイバとそれを囲む弾性体とを含むケー
ブルであつて、 少なくとも10ｍの距離にわたつて該ケーブルの
中性軸上には延在していない少なくとも１つの被
覆光フアイバ、該ケーブルの軸方向に配置された
部材、及び該被覆光フアイバに接触しそれを囲む
弾性体とからなり、 該弾性体材料は、2068427pa以上のヤング率を
有する光フアイバケーブル。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルにお
いて、 該弾性体は該フアイバの該被覆に影響を与える
ことなく除去できるものであり、次の除去条件の
少なくとも１つを満たし、該除去条件とは(a)該弾
性体は該弾性体の除去をする非反応性溶媒中での
溶解が可能である、(b)該弾性体が190℃以下の温
度で溶融し除去されることを特徴とする光フアイ
バ及びそれを囲む弾性体を含むケーブル。 ３ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルにお
いて、 該弾性体材料のヤング率は、3447379paまたは
それ以上であることを特徴とする光フアイバ及び
それを囲む弾性体を含むケーブル。 ４ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルにお
いて、 該被覆はUV硬化エポキシアクリレートまたは
ウレタンアクリレートからなることを特徴とする
光フアイバ及びそれを囲む弾性体を含むケーブ
ル。 ５ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルにお
いて、該弾性体はそれを囲む外装を含み、 該外装はナイロンからなることを特徴とする光
フアイバ及びそれを囲む弾性体を含むケーブル。 ６ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルにお
いて、 該ケーブルの軸方向に配置された部材の少なく
とも１つは強化用構造体であることを特徴とする
光フアイバ及びそれを囲む弾性体を含むケーブ
ル。 ７ 特許請求の範囲第１項に記載のケーブルにお
いて、 該ケーブルの軸方向に配置された部材の少なく
とも１つは別な被覆光フアイバであることを特徴
とする光フアイバ及びそれを囲む弾性体を含むケ
ーブル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US52852983A | 1983-09-01 | 1983-09-01 | |
| US528529 | 1990-05-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6076708A JPS6076708A (ja) | 1985-05-01 |
| JPH0579966B2 true JPH0579966B2 (ja) | 1993-11-05 |
Family
ID=24106061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59180872A Granted JPS6076708A (ja) | 1983-09-01 | 1984-08-31 | 光フアイバ及びそれを囲む弾力性材料組成を含むケ−ブル |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6076708A (ja) |
| GB (1) | GB2145841B (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US4915473A (en) * | 1989-02-23 | 1990-04-10 | The Dow Chemical Company | Pressure sensor utilizing a polyurethane optical fiber |
| US4962992A (en) * | 1989-05-15 | 1990-10-16 | At&T Bell Laboratories | Optical transmission media and methods of making same |
| US5104433A (en) * | 1989-05-15 | 1992-04-14 | At&T Bell Laboratories | Method of making optical fiber |
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Family Cites Families (11)
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| JPS52143844A (en) * | 1976-05-26 | 1977-11-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Glass fibres for photo communication |
| DE2724155A1 (de) * | 1977-05-27 | 1978-12-07 | Siemens Ag | Nachrichtenkabel mit glasfaser-lichtwellenleitern |
| GB1524316A (en) * | 1977-06-10 | 1978-09-13 | Gen Electric Co Ltd | Optical fibre waveguides |
| DE2835517C3 (de) * | 1977-08-17 | 1981-05-27 | Nippon Telegraph & Telephone Public Corp., Tokyo | Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen von kunststoffbeschichteten optischen Glasfasern |
| JPS5598706A (en) * | 1979-01-23 | 1980-07-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Glass fiber for optical transmission and its production |
| DE2926415A1 (de) * | 1979-06-29 | 1981-01-08 | Siemens Ag | Verfahren zur herstellung eines zugfesten lichtwellenleiters |
| GB2060929B (en) * | 1979-08-24 | 1984-03-07 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Optical fibre unit for an optical cable |
| GB2065324B (en) * | 1979-12-05 | 1983-10-19 | Ass Elect Ind | Optical fibres |
| IT1137210B (it) * | 1981-04-02 | 1986-09-03 | Pirelli Cavi Spa | Fibra ottica per cavo elettrico |
| US4427263A (en) * | 1981-04-23 | 1984-01-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Pressure insensitive optical fiber |
| US4492428A (en) * | 1981-10-27 | 1985-01-08 | At&T Bell Laboratories | Coated optical fiber |
-
1984
- 1984-08-29 GB GB08421811A patent/GB2145841B/en not_active Expired
- 1984-08-31 JP JP59180872A patent/JPS6076708A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8421811D0 (en) | 1984-10-03 |
| GB2145841B (en) | 1987-04-01 |
| JPS6076708A (ja) | 1985-05-01 |
| GB2145841A (en) | 1985-04-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |