JPH0580237A - 雷撃保護機能を有する通信ケーブル - Google Patents

雷撃保護機能を有する通信ケーブル

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JPH0580237A
JPH0580237A JP4069739A JP6973992A JPH0580237A JP H0580237 A JPH0580237 A JP H0580237A JP 4069739 A JP4069739 A JP 4069739A JP 6973992 A JP6973992 A JP 6973992A JP H0580237 A JPH0580237 A JP H0580237A
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cable
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woven
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JP4069739A
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Candido J Arroyo
ジヨン アロヨ キヤンデイード
Iii Nathan E Hardwick
エヴエレツト ハードウイツク，サード ネイサン
Michael D Kinard
ダクラス キナード マイケル
Wing S Liu
シユアン リユー ウイン
Parbhubhai D Patel
ダヤバイ パテル パーブバイ
Walter J Paucke
ジヨセフ ポウク ウオルター
Phillip M Thomas
モウリス トーマス フイリツプ
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 雷撃保護機能を有する通信ケーブルを提供す
る。 【構成】 伝送媒体を有するコアと、前記コア周囲に配
置されたプラスチックジャケットと、前記コアと前記ジ
ャケットとの間に配置された金属シールドと、前記コア
と前記金属シールドとの間に配置されたテープを有する
バリア層とを有する雷撃保護機能を有する通信ケーブル
において、前記金属バリア層は、熱伝導度が０．０００
１ないし０．００５ｃａｌ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ゜Ｃ
で、前記コアを損傷する大きさの粒子の通過を阻止する
耐高温材料を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、雷撃保護シースシステ
ムを有する通信ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】雷撃による損傷には、２種類ある。その
１つは、熱損傷である。即ち、シースシステムが熱によ
り焦げて溶解し、コアまたはシースシステムの金属部材
が接地してしまうことである。
【０００３】他の損傷は、埋設ケーブルの場合である
が、機械的な損傷であり、シースシステムが局部的に破
壊し、歪むことである。この損傷は、スチームハンマー
現象と呼称され、大地内の水分が一時的に蒸発すること
により、起こる。
【０００４】特に、近年、光ファイバが多用されるにつ
れて、雷撃による熱的損傷、機械的損傷を回避すること
が、非常に重要になってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、雷
撃による熱的損傷、機械的損傷を被らないまた、製造コ
ストの安い通信ケーブルが必要とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する為
に、本発明の雷撃保護機能を有する通信ケーブルは、伝
送媒体を有するコアと、前記コア周囲に配置されたプラ
スチックジャケットと、前記コアと前記ジャケットとの
間に配置された金属シールドと、前記コアと前記金属シ
ールドとの間に配置されたテープを有し、前記金属バリ
ア層は、熱伝導度が０．０００１ないし０．００５ｃａ
ｌ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ゜Ｃで、前記コアを損傷する
大きさの粒子の通過を阻止する耐高温材料を有すること
を特徴とする。
【０００７】
【実施例】図１と図２に通信ケーブル２０を図示する。
これは縦方向軸２１を有し、またコア２２を含み、これ
はコアチューブ（環状プラスチック部材）２３内に配置
され、光ファイバ２４ー２４を含有する。チューブ部材
２３は、シー・エッチ・ガートサイド（Ｃ．Ｈ．Ｇａｒ
ｔｓｉｄｅ）ＩＩＩらの米国特許第４、７０１、０１６
号（１９８７年１０月２０日発行）に開示のような充填
材２５で充填されている。
【０００８】ケーブル２０はまたシースシステム３０を
有する。このシースシステム３０には波状金属シールド
３２および強度部材３４ー３４があり、また外部プラス
チックジャケット３６がある。シースシステム３０はジ
ャケット３６に接合されうる。このようなケーブルの代
表例は、ダブリュ・ディ・ボハノン・ジュニア（Ｗ．
Ｄ．Ｂｏｈａｎｎｏｎ，Ｊｒ．）らの米国特許第４，７
６５、７１２号（１９８８年８月２３日発行、Ｒｅ３
３．４５９号、１９９０年１１月２７日再発行）に開示
されている。
【０００９】金属シールド３２とチューブ部材２３の間
に縦方向に伸びるバリア層４０が配置される。好ましい
実施例としてバリア層４０にはテープ４１（図３参照）
があるが、これはケーブルコア２３の雷防護を与えるの
に有効である。テープ４１はケーブル２０のコア２３に
半径方向に向う熱伝達を遅れさせる熱的バリアである。
このテープ４１は熱的バリアのみならず機械的バリアと
しても機能し、前記蒸気ハンマー効果によりひき起こさ
れるファイバコアの損傷を少なくする。
【００１０】またこのテープ４１のためシースシステム
３０は引張り剛性が増加し、雷撃の近辺でケーブルを急
激に曲げるブラスト傾向に耐え、ファイバコアの損傷を
さらに少なくする。雷撃により生成される電流を急速に
拡散しえないが、雷撃により生成された熱エネルギーの
金属シールド３２への伝達に耐えるように比較的低い熱
伝導度と対応する低い温度拡散度をテープ４１は有す
る。
【００１１】バリア４０の代表的熱伝導度は、約０．０
００１ないし０．００５ｃａｌ・ｃｍ／ｃｍ2ｓｅｃ℃
の範囲のものである。テープ４１は十分に高い耐熱性の
みならず、コアコンポーネントを損傷するようなコアチ
ューブの破壊もしくは十分な変形を防ぎ、また雷撃によ
りバリア層４０に入り込むシースシステムのシールドや
他の金属成分の粒子の通過を妨げるものでなければなら
ない。
【００１２】従って、テープ４１は十分に密で、そのた
めコア２２のコンポーネントに不利な損傷をひき起こす
サイズの粒子の通過を実質的に阻止できなければならな
い。このような特性は連続的織りまたはストランドにさ
れた比較的高強度耐熱性テープにより達成される。前記
のいずれの場合においても、連続構造体中または近接す
るストランドまたはファイバ間の通過は次の要件が必要
である。
【００１３】すなわち、シールドもしくはシールドの他
の金属成分の粒子は、バリア層およびコアチューブを通
り、コア中の光ファイバ中に入り込まぬようにするのに
十分小さいものでなければならない。テープをつくる材
料に対し、バリアのこの属性は別のパラメタ、すなわち
通気度により特徴づけることができる。材料の通気度
は、ある任意の圧力下で材料を通る空気の流速で定義さ
れる。ＡＮＳＩ／ＡＳＴＭＤ７３７ー７５ページ参照。
【００１４】またテープ４１は、雷撃にともなう初期温
度上昇の間その機械的強度を失わぬように軟化温度が比
較的高いという特徴を有する。さらにまた、これはバリ
アが雷撃を直接バリア層にひきつけないよう十分高い電
気抵抗を有しなければならない。さらに、テープの縦方
向引張り剛性はまたコアチューブが曲げられ破断もしく
は過度変形されぬよう十分に大きいものでなければなら
ない。
【００１５】また、これは電撃時にバリアの被る比較的
高温度での全方向強度が許容できるものでなければなら
ない。テープ４１は織りガラス材料から形成される。例
えばアラミド繊維の無機系気泡材料がテープ４１に好適
である。さらに炭素繊維から形成されうる。
【００１６】他の実施例では、テープ４１はケブラー
（登録商標）のような比較的高強度高分子被覆材料から
形成されるが、これは織りまたはストランドもしくはニ
ードルパンチされた比較的高強度耐熱性の例えばケブラ
ー材料または他の適当な高分子材料から形成される。テ
ープ４１の高温機械的抵抗性と共に耐熱性を有する。
【００１７】これらの要求条件は、実施例では織りガラ
スから形成されるテープ４１により満たされる。織りガ
ラスは織り込まれたガラス糸の織布である。ここで熱バ
リア用に好適な織りガラスは、熱伝導度が約０．０００
１ｃａｌ・ｃｍ／ｃｍ2ｓｅｃ．゜Ｃ（温度拡散度が約
０．００４ｃｍ2／ｓｅｃ）、軟化点が約７００゜Ｃ以
上、電気抵抗は、１０15ないし１０16ｏｈｍ−ｃｍの範
囲にある。
【００１８】実施例のバリアガラステープ４１は、通気
性が１２４Ｐａで０．２０ないし０．３６ｍ3 ／ｍ2・
ｓｅｃを特徴とするもので、これにより、コアチューブ
および／または光ファイバをを損傷するサイズの粒子を
通過させないようする。一般にテープ４１はコアチュー
ブまわりにラップされ縦方向に重ねられたシームを形成
する。好ましい実施例のテープはまた約０．０１７ｃｍ
の厚さを有する。
【００１９】さらに好ましい実施例として、テープ構造
体を形成するファイバは、約７００゜Ｃ以上の軟化温度
および少なくとも約１．４ＧＰａの室温引張り強度を有
する。ガラステープ構造体完成品は少なくとも４２０ニ
ュートン／ｃｍ幅の縦方向の破断強度および少なくとも
３５０ニュートン／ｃｍ幅の横方向の破断強度を有す
る。
【００２０】別の実施例として、バリア層４０は前記の
ような材料の複数のストランドから構成され、それらは
コアチューブのまわりにラップされたテープに接合され
る。このようなストランドは前記のような熱的性質およ
び機械的性質を有することを特徴とし、またコア中の光
ファイバを損傷するサイズを有する粒子がコアに向って
通過するのに対しバリアを与えるように配置される。
【００２１】好ましい実施例では、ケーブル２０はまた
ケーブルの縦方向に沿って水の流れるのを遮断する手段
を有しなければならない。前記のように勿論のことコア
はグリース状材料で充填され得る。しかし周知のよう
に、コアにおいて充填材料のみではケーブルの保護に十
分ではない。シースシステムは水の縦方向の流れを遮断
する対策を有するのが望ましい。シー・ジェイ・アロヨ
（Ｃ．Ｊ．Ａｒｒｏｙｏ）らの米国特許第４，８１５，
８１３号（１９８９年３月２８日発行）参照。
【００２２】好都合なことにケーブル２０におけるバリ
ア層４０は雷防護のみならずシースシステムに対し水遮
断性を与えるものである。図４に好ましい実施例のバリ
ア層を示す。ここで縦方向に伸びるバリア４０は織りガ
ラステープ４１を有し、これは２枚のテープ４４−４４
の間に積層される。各テープ４４と中心テープ４１の間
に超吸収材例えば超吸収粉末４６が配置される。
【００２３】この積層は厚み合計が約０．０３６ｃｍと
なる。バリア層４０は好適な超吸収材粉末は従来よく知
られたものである。このようなバリア層の通気性は１２
４Ｐａで約０．０６ないし０．０８ｍ3 / ｃｍ2の範囲
にある。好ましい実施例の各テープ４４はポリエステル
系不織布材料から形成され、フィラメント交錯に主とし
て接合されたランダム配列ファイバから形成されたウェ
ブ構造を有する。
【００２４】ウェブのファイバの連続性のためウェブは
強度が増大する。このファイバはプラスチック樹脂や他
の適切な材料から形成され、実質上非吸湿性で、ジャケ
ット３６の押出加工時に加えられる温度でその形状を保
持できるものである。ウェブ構造のファイバは気泡また
はポケットが形成される配置となっている。
【００２５】前記のようなウェブ構造に形成されたポリ
エチレンテレフタレート製品は、イーアイデュポンデニ
モルス社（ウィルミントン（デラウェア州））により登
録商標“リーメイ”の名で出された。現在このリーメイ
（登録商標）ウェブ構造体は、リーメイ社、オールドヒ
コリー、テネシーから各種厚みと密度のものが出され利
用できる。このリーメイテープの性質は次の文献に記載
されている。
【００２６】すなわち、題名“リーメイポリエステル不
織布の性質と加工”、ブリテンＲ−１、１９８６年３
月、イーアイデュポンデニモルス社である。また代るも
のとして、バリア層は次の別の積層４７（図５参照）も
用いることができる。すなわち中心の耐熱性のテープ４
１および２つのテープ４８−４８があり、その各々はリ
ーメイウェブ構造体から形成された担体テープから構成
され、これは超吸収材で含浸処理されたものである。
【００２７】このような含浸テープは、シー・ジェイ・
アロヨらの米国特許第４，８６７，５２６号（１９８９
年９月１９日発行）に開示されている。さらに代るもの
として、バリア層４０は所定の熱伝導度、機械的強度お
よびバリア特性を有するテープ４１を含むが、これはそ
の２主要面の各々に超吸収材の被覆が行われる。このよ
うな構造では、超吸収材の被覆層は、約０．０１８ない
し０．０２３ｃｍの範囲の厚さのテープ４０の各主要面
上厚さが約０．００３ｃｍのものである。
【００２８】本発明のケーブルに使用する超吸収材は、
吸収される液体に溶解することなく圧力下水を吸収し保
持できる親水性物質である。ジェイ・シー・ドーク
（Ｊ．Ｃ．Ｄｊｏｃｋ）およびアール・イー・クレン
（Ｒ．Ｅ．Ｋｌｅｒｎ）、“合成および澱粉グラフトコ
ポリマー超吸収剤のレビュー”アブソーベントプロダク
ツ会議、１９８３年１１月１６−１７日、サンアントニ
オ、テキサスおよびその引用文献参照。
【００２９】初期の超吸収材の１つは澱粉グラフトポリ
アクリロニトリル共重合体鹸化物であった。米国特許第
３，４２５，９７１号参照。前記特許は澱粉グラフトポ
リアクリロニトリル共重合体を塩基水で鹸化したもので
ある。また米国特許第４，０９０，９９８号全第４，１
７２，０６６号および全第４，５１１，４７７号参照。
現在利用可能の２つの主要超吸収剤は、次のとおりであ
る。
【００３０】セルローズまたは澱粉グラフト共重合体超
吸収剤および合成超吸収材で、合成超吸収材の主要な広
義のものに、高分子電解質および非電解質がある。高分
子電解質は最も重要なもので次の４種類がある。ポリア
クリル酸超吸収材、ポリ無水マレイン酸・ビニルモノマ
ー超吸収材およびポリアクリロニトリル系超吸収材およ
びポリビニルアルコール吸収材である。
【００３１】これらの中で、ポリアクリル酸超吸収材お
よびポリアクリロニトリル系超吸収剤が最も一般的なも
のである。ポリアクリル酸の種類の超吸収材にはアクリ
ル酸とアクリル酸エステルの単独および共重合体があ
る。モノマーは通常重合されて水溶性ポリマーを生成す
るが、これは次にイオン結合性および／または共有結合
性の架橋により不溶とされる。生成物の吸収度はイオン
化性基、通常カルボキシレートの数および架橋密度によ
りきめられる。
【００３２】架橋密度は吸収度のみならず吸収に要する
時間および形成されたゲル強度にも影響を与える。一般
に架橋密度の高いほど形成されるゲル強度は大きい。吸
収材容量に達する時間は架橋密度が増加するにしたがっ
て減少し、吸収材容量も減少する。また、いくつかの水
遮断性超吸収剤のいずれかで各テープ４８は含浸され、
またテープ４０は被覆されることができる。
【００３３】一例として、それはアクリル酸とアクリル
酸ナトリウムの組合せ官能基を有するアクリレートポリ
マー材料と水からできている水溶液から誘導される超吸
収材で含浸される。この一例の含浸材料はポリアクリル
酸のナトリウム塩で構成されるが、ここでカルボキシル
基はすべてナトリウムと反応していても反応していなく
てもよい。テープ４８が含浸された後、超吸収材は乾燥
されテープ上にフィルムを形成する。
【００３４】粉末の代りに含浸材料のフィルムを用いて
テープ４８を含浸することは望ましいことである。他の
実施例として、リーメイ不織布ポリエステルテープはア
クリレートとアクリルアミドのポリマー粉末を水と混合
した水溶液で含浸させてテープ４８を形成することがで
きる。このような組成物で含浸されたテープ４８は密度
が未処理テープの密度の約８０％の増加を表わすもので
ある。
【００３５】今述べた各実施例では、含浸材料は水と超
吸収剤との混合物で、この混合物は含浸材料が水溶液で
適用される時約４ないし７％の固形分のものである。一
般にテープ４８は次の材料により含浸される。（１）
ポリアクリル酸を含有する材料、（２） ポリアクリル
アミドを含有する材料、（３） （１）と（２）もしく
はその塩とのブレンド、（４） アクリル酸およびアク
リルアミドのコポリマーおよびそれらの塩および他の類
似物である。
【００３６】水遮断性テープに積層の熱バリアテープの
組合せはケーブル２０に対し雷防護の点については相乗
効果を与える。積層は熱バリアテープ４１のみのものよ
り嵩ばるため、それは蒸気ハンマー効果によりひき起こ
される機械的変形からコア内の光ファイバを離すのにバ
ッファとして増加したものとなる。ここで提供されるも
のは、ケーブルに対し雷防護の向上および水遮断性付与
を特徴とする部材を有するケーブルである。
【００３７】生産ラインにおいてチューブ付きケーブル
コアのワンパスで１つの縦方向に伸びる部材が適用され
ることができると両者の向上につながる。その結果ケー
ブル直径は過度に増加せずコストはおさえられる。また
重要なことは熱バリア層の引張り強度である。好ましい
実施例の２つの不織布ポリエステルテープ４４−４４で
積層される織りガラスでその間に超吸収材粉末を有する
ものは、破断強度が３５０ニュートン／ｃｍ幅の許容で
きるものである。
【００３８】前記ケーブル２０は、雷と水遮断に対する
工業的テストに合格することが分った。例えばケーブル
２０のサンプルは最高レベルの工業的受入れ基準に合格
のものであった。図６および図７に本発明の他のケーブ
ル５０を示す。ケーブル５０はコア５２を有し、これは
１ユニット以上（図示せず）の光ファイバまたは光ファ
イバリボン５４−５４のスタックを含み、これは環状プ
ラスチック部材５６内に配置される。
【００３９】金属シールド６０およびプラスチックジャ
ケット６２はチューブ部材５６を囲む。強度システムは
２つの縦方向に伸びる強度部材６４−６４を有する。ケ
ーブル５０に対する雷防護の向上は縦方向にラップされ
たバリア層６６により与えられる。バリア層６６はバリ
ア層４０の性質を有することを特徴とし、前記のような
積層またはそれ自身が超吸収材で含浸のものである。以
上の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この技
術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例が考え
得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含さ
れる。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたごとく本発明により雷害防護
と水遮断性に優れた有用な光ファイバケーブルを提供す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１ 本発明のバリア層を有する光ファイバケーブルの斜視図
である。 図２ 図１のケーブルの端断面図である。 図３ 水遮断対策を有するバリア層の斜視図である。 図４ 本発明のケーブルの別のバリア層の斜視図である。 図５ 本発明のケーブルの別のバリア層の斜視図である。 図６ 本発明の他のケーブルの斜視図である。 図７ 図６のケーブルの端断面図である。
【符号の説明】
２０ 通信ケーブル ２１ 縦方向軸 ２２ コア ２３ 環状プラスチック部材（チューブ部材）（コアチ
ューブ） ２４ 光ファイバ ２５ 充填材 ３０ シースシステム ３２ 波状金属シールド ３４ 強度部材 ３６ ジャケット ４０ バリア層 ４１ テープ ４４ テープ ４６ 超吸収材 ４７ 積層 ４８ テープ ５０ ケーブル ５２ コア ５４ リボン ５６ 環状プラスチック部材 ６０ 金属シールド ６２ ジャケット ６４ 強度部材 ６６ バリア層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ネイサン エヴエレツト ハードウイツ ク，サード アメリカ合衆国 30338 ジヨージア ダ ンウーデイー、デユレツト ウエイ 1624 (72)発明者 マイケル ダクラス キナード アメリカ合衆国 30243 ジヨージア ロ ーレンスヴイル、シエリー サークル 1455 (72)発明者 ウイン シユアン リユー アメリカ合衆国 30244 ジヨージア ロ ーレンスヴイル、クリーク ウオーター コート 3895 (72)発明者 パーブバイ ダヤバイ パテル アメリカ合衆国 30338 ジヨージア ダ ンウーデイー、ブツクライン クロツシン グ 5001 (72)発明者 ウオルター ジヨセフ ポウク アメリカ合衆国 30084 ジヨージア、ブ ランフオード ドライヴ タツカー 1684 (72)発明者 フイリツプ モウリス トーマス アメリカ合衆国 30174 ジヨージア ス ワニー、ダラー サークル 3864

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 伝送媒体を有するコアと、前記コア周囲
    に配置されたプラスチックジャケットと、前記コアと前
    記ジャケットとの間に配置された金属シールドと、前記
    コアと前記金属シールドとの間に配置されたテープを有
    するバリア層とを有する雷撃保護機能を有する通信ケー
    ブルにおいて、 前記金属バリア層は、熱伝導度が０．０００１ないし
    ０．００５ｃａｌ・ｃｍ／ｃｍ2・ｓｅｃ゜Ｃで、前記
    コアを損傷する大きさの粒子の通過を阻止する耐高温材
    料を有することを特徴とする雷撃保護機能を有する通信
    ケーブル。
  2. 【請求項２】 前記バリア層は、引張強度が１．４ＧＰ
    ａ以上のオーダのストランド材料を有することを特徴と
    する請求項１のケーブル。
  3. 【請求項３】 前記バリア層は、１２４Ｐａで０．２０
    ないし０．３６ｍ3／ｍ2の空気透過率を有することを特
    徴とする請求項１のケーブル。
  4. 【請求項４】 前記テープは、織グラス材料を有するこ
    とを特徴とする請求項１のケーブル。
  5. 【請求項５】 前記バリア層のテープは、軟化温度が７
    ００゜Ｃ以上、軸方向破壊強度が４２０ニュートン／ｃ
    ｍ幅以上、横方向破壊強度が３５０ニュートン／ｃｍ幅
    以上であり、前記テープは、引張強度が１．４ＧＰａ以
    上のオーダのストランド材料を有することを特徴とする
    請求項１のケーブル。
  6. 【請求項６】 前記コア周囲に配置される軸方向チュー
    ブ部材を有することを特徴とする請求項１のケーブル。
  7. 【請求項７】 前記バリア層は、水遮断機能を有するこ
    とを特徴とする請求項１のケーブル。
  8. 【請求項８】 前記バリア層は、織ガラステープと、超
    吸収粉末を有する不織ポリエステル材料とラミネートし
    たことを特徴とする請求項７のケーブル。
  9. 【請求項９】 前記バリア層は、耐高温テープと、超吸
    収粉末を含侵した多孔性テープとを有する不織ポリエス
    テル材料をラミネートしたことを特徴とする請求項７の
    ケーブル。
  10. 【請求項１０】 前記バリア層は、超吸収粉末を含侵し
    たテープを有し、前記テープは、無秩序配置され、高度
    分散され、フイラメント接合部でボンドされた連続フイ
    ラメントポリエステルファイバを含むスパンボンドされ
    たポリエステル材料を有することを特徴とする請求項７
    のケーブル。
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