JPH0659171A

JPH0659171A - 光ファイバケーブル

Info

Publication number: JPH0659171A
Application number: JP5182271A
Authority: JP
Inventors: Candido J Arroyo; ジェイ．アロヨキャンディード; James R Petisce; レイモンドペティスジェームス; Jim J Sheu; ジェイ．シュージム
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1992-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1994-03-04
Also published as: AU644983B1; MX9303844A; US5321788A; CA2098212C; NO932357D0; DE69323245T2; DE69323245D1; NO932357L; CN1033105C; DK0577299T3; CA2098212A1; ES2129496T3; EP0577299A2; EP0577299B1; NZ247956A; EP0577299A3; NO307534B1; EG20141A; CN1081257A

Abstract

(57)【要約】【目的】ケーブル内に侵入した水分のケーブル軸方向
への移動を阻止する遮水機能を有し、かつ、凍結防止機
能を有する光ファイバケーブルを提供する。また、耐燃
性の高い光ファイバケーブルを提供する。【構成】光ファイバケーブル２０は、少なくとも１本
の光ファイバ２５を含むコア２２と、このコアの周囲に
配置されたプラスチック材料製の管状部材２８と、この
管状部材の周囲に配置されたシースシステム３２とを有
する。管状部材２８内に配置され、ケーブル軸２１方向
における水分の移動を阻止し、ケーブル内での水分の凍
結を防止する遮水手段２６を有する。遮水手段２６は、
超吸収性材料と凍結防止材料とを含む。例えば、遮水手
段は、ケーブル軸方向に伸びる２つの基材テープ３０と
その間に配置された粉末状混合材料を含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバケーブルに
関し、特に、遮水機能と凍結防止機能を有する光ファイ
バケーブルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ファイバケーブルは、雷撃や動
物の咬合活動などに対する十分な保護機能を有していな
いため、これらの要因によりケーブルの金属シールドに
孔が開く場合がある。このようにケーブルの金属シール
ドに孔が開くと、そこから水分が侵入してしまう。通
常、ケーブル内における水分の軸方向の移動を阻止する
ために、シースシステム内には遮水材料が充填されてい
る（米国特許第４，１７６，２４０号公報参照）。この
ような充填材として、グリースを使用する場合には、そ
れが漏れた場合に設備内が汚染される問題や、製造時に
グリースをケーブル内に注入するのに時間がかかるなど
の問題がある。また、ある種類の充填材は、コアのキャ
パシタンスに悪影響を及ぼす。この問題を解決する方法
の一例として、疎水性粉末材料と親水性粉末材料との混
合材料を充填する方法が、米国特許第４，００２，８１
９号公報に開示されている。

【０００３】一方、充填材を使用する代わりに、コアの
内部にケーブル軸方向に伸びる遮水部材を配置する方法
が、米国特許第４，９４６，２３７号公報に開示されて
いる。この方法は、基材テープの間に粉末材料を保持さ
せる方法である。この基材テープは一定の材料を含浸し
ており、これにより、ケーブル内への水分の侵入を阻止
し、仮に水分が侵入した場合には、ケーブル軸方向にお
ける水分の移動を阻止する。この含浸材料は、例えば、
ポリアクリル酸などの、いわゆる超吸収性材料である。
しかし、このような超吸収性材料は、光ファイバケーブ
ルに対しては、この超吸収性材料の凍結に起因するマイ
クロベンディング損失を増加させるため、必ずしも好ま
しくはない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、ケーブル内に侵入した水分のケーブル軸方向への移
動を阻止する遮水機能を有し、かつ、凍結防止機能を有
する光ファイバケーブルを提供することである。さらに
また、耐燃性の高い光ファイバケーブルを提供すること
である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の光ファイバケー
ブルは、少なくとも１本の光ファイバを含むコアと、こ
のコアの周囲に配置されたプラスチック材料製の管状部
材と、この管状部材の周囲に配置されたシースシステム
とを有する光ファイバケーブルにおいて、前記管状部材
内に配置され、ケーブル軸方向における水分の移動を阻
止し、ケーブル内での水分の凍結を防止する遮水手段を
有し、この遮水手段が、超吸収性材料と凍結防止材料と
を含むことを特徴としている。

【０００６】

【実施例】図１、２において、縦軸２１を有する通信ケ
ーブル２０が図示されている。この通信ケーブル２０
は、複数の光ファイバ２５〜２５からなる１つまたは複
数のユニット２４〜２４を有するコア２２を含む。この
場合、光ファイバ２５は、緩衝用の塩化ポリビニール
（ＰＶＣ）の外層を有し、各ユニット２４〜２４はバイ
ンダリボン２７でラップされている。このコア２２は、
遮水部材２６を含み、この遮水部材２６は、シースシス
テム３２の管状部材２８内に配置される。この実施例に
おいては、遮水部材２６は管状で、管状部材２８に近接
して配置されている。

【０００７】この場合、遮水部材２６は、テープ３０で
形成される。このテープ３０は、疎水性材料の基材テー
プからなり、適当な材料で処理されることも可能である
が、望ましくは、親水性材料から構成される。親水性材
料は、水分に対して強い親和性を有し、水分を容易に吸
収する。このテープ３０は、オーバーラップしたシーム
を含み、あるいは、含まないような方法で、ユニット２
４〜２４の周囲に巻回される。また、管状部材２８の周
囲には、シールド３４とプラスチックジャケット３８を
含むシースシステム３２が配置される。このシースシス
テム３２は、２つの完全に対向する補強部材３６〜３６
を有する。管状部材２８の外部表面の周囲には、テープ
３９が巻回される。このテープ３９は、遮水テープであ
り、テープ３０と同様の基材を含む。

【０００８】１つの実施例においては、テープ３０は、
紡績結合された不織布のポリエステル材料からなり、最
初に単繊維交差で結合されたランダム構成の繊維からな
るウェブ構造を有する。ウェブの繊維の連続性（本発明
に必ずしも必須のものではないが）は引っ張り強度の高
いウェブを提供する。この繊維は、プラスチック樹脂ま
たは他の適当な材料で形成され、管状部材２８の引き抜
き工程の間に晒される温度においても、その形状を維持
できるような特性を有する。ウェブ構造の繊維は空気セ
ル、または空気ポケットが形成されるように構成され
る。

【０００９】上記のようなウェブ構造は、ポリエチレン
テレフタレート繊維材料によって形成することができる
が、この材料は、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ社（Ｗｉｌｍ
ｉｎｇｔｏｎ，デラウェラ州）によって登録商標「Ｒｅ
ｅｍａｙ」として市販されている。現在、Ｒｅｅｍａｙ
ウェブ構造としては、テネシー州ＯｌｄＨｉｃｋｏｒ
ｙにあるＲｅｅｍａｙ社から様々な厚さと密度のものが
市販されている。このＲｅｅｍａｙテープの特性につい
ては、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔ社からの文献「Ｒｅｅｍ
ａｙ紡績結合ポリエステルの特性と処理」と題する１９
８６年３月の論文に詳細に記載されている。

【００１１】望ましい実施例において、テープとして
は、紡績結合ポリエステルテープが使用されるが、他の
材料も使用可能である。例えば、テープとして、ナイロ
ン紡績織物、不織ガラス、ポリプロピレン不織布、ポリ
ウレタン紡績織物、あるいはＴＣＦセルロース織物など
を使用することが可能である。有利なことに、本発明の
テープ３０は、管状部材２８の引き抜き工程の間、およ
び、プラスチックジャケット３８の引き抜き工程の間
に、熱バリアとして機能する。プラスチックジャケット
３８がシールド３４の上から引き抜かれる場合には、そ
れによって発生する熱がコア２２内に伝えられる可能性
がある。これに対して、本発明による通信ケーブル２０
のテープ３０は、管状部材２８およびプラスチックジャ
ケット３８の引き抜きにより生成される熱を絶縁する能
力を有する。

【００１２】この基材テープの他の重要な特性として
は、テープを含む材料の本体の剛性が挙げられる。適当
な範囲内で基材テープの材料の剛性が高くなると、しわ
を生じることなしにユニット２４〜２４の周囲に、軸方
向に伸びるテープを比較的容易に形成することができ
る。特に、重要なことは、この材料が、十分な記憶特性
を有し、それによって、管状部材２８の内部表面と係合
するように外側に向かう弾性傾向を有することである。
その結果、すべての必要な要件を満たすケーブルに対し
てその全体直径を最小にできる。この基材テープの材料
の剛性は、単位体積当りの繊維の本数、材料の厚さ、繊
維のサイズ、材料中に使用されるバインダの量とタイプ
などの各種のファクタの組合せによって調整される。材
料の厚さを大きくすると、ケーブルの単位表面領域当り
の材料のコストが明かに増加する。単位体積当たりの繊
維の数を増加させ、あるいはバインダの量を増加させる
ことにより、熱伝達を遅延させる能力を向上することが
できる。少なくとも４つのファクタ、すなわち、テープ
３０の形成能力、テープのコスト、テープの絶縁能力、
およびその遮水能力は、特定のケーブルに使用される特
定の材料を提供する際に考慮され、ファクタ間のバラン
スが取られなければならない。

【００１３】１つの実施例においては、紡績結合ポリエ
ステルテープとして、ポリエステル繊維の熱的、化学
的、機械的特性と紡績結合構造とを組合せることによ
り、通信ケーブルに使用される適当なテープを構成す
る。これらの特性には、比較的高い引っ張り強度、伸び
特性、優れた剪断強さ及び火災の際に予想される温度
（約２０００゜Ｆ）に対する耐熱性を有する。

【００１４】遮水部材２６は、水がケーブルコアに沿っ
て軸方向に流れるのを阻止し、その凍結を阻止する特性
を有する。１つの実施例において、このテープ３０は、
ケーブル内に進入し、コアに到達する水の凍結を防止す
るような水溶性材料、または水溶性材料の混合物によっ
て処理される。好ましくは、このテープは、プロピレン
グリコールで処理される。凍結防止成分として適当な他
の材料は、エチレングリコール、ジメチルサルフォキサ
イド、塩化ナトリウム、または、塩化カリウム、硫酸
塩、およびアセテートを含む。この後者の材料は、現在
粉末状で道路上の除氷剤として使われている。Ｒｅｅｍ
ａｙテープのポリプロピレングリコールの一般的な負荷
は、約０．００８ｇ／ｆｔ²のオーダーである。

【００１５】次に、凍結防止材料で処理された２枚の基
材テープは、その間に超吸収性材料を挟んで積層され
る。この超吸収性材料は、親水性材料であり、流体状に
溶解することなく、水を吸収保持する。このような超吸
収性材料については、テキサス州サンアントニオで１９
８３年１１月１６日および１７日に開催された吸収製品
会議で用意されたＪ．Ｃ．ＤｊｏｃｋとＲ．Ｅ．Ｋｌｅ
ｒｎの論文「合成およびスターチグラフト共重合体超吸
収性材料のレビュー」と題する論文に記載されている。
酵素安定性、生物分解性、吸収能力、吸い上げ率などの
特性が、超吸収性材料を特徴付けるものとして使用され
ている。初期の超吸収性材料の１つは鹸化澱粉グラフト
ポリアクリロニトリル共重合体である。この超吸収性材
料は、米国特許３，４２５，９７１号公報に開示されて
いる。この公報では、水分をベースにした鹸化澱粉グラ
フトポリアクリロニトリルの共重合体を開示している。

【００１６】現在入手可能な２つの主な超吸収性材料
は、セルロースまたはスターチグラフト共重合体と合成
超吸収性材料である。現在、合成超吸収性材料は、２つ
に大別できる。ポリエレクトロライトと非エレクトロラ
イトである。このうち、ポリエレクトロライトは最も重
要で、さらに幾つかのクラスに分類できるが、これらの
中でポリアクリル酸ベースの超吸収性材料が最も一般的
である。セルロースグラフト共重合体の超吸収性材料と
同様、合成超吸収性材料の容量は塩分の増加とともに減
少する。

【００１７】超吸収性材料のポリアクリル酸のクラスに
は、アクリル酸の同族重合体と共重合体およびアクリル
酸塩の両方が含まれる。モノマユニットは通常重合化さ
れて、水溶性ポリマを生成し、その後、イオンまたは共
有結合あるいはその両方の交差リンクによって、水溶性
でなくなる。ポリマの交差リンクは多価カチオン、放射
または交差リンク要因によって達成できる。この製品の
吸収性は、イオン化可能なグループの数、カルボン酸
塩、および交差リンク密度によって決定される。

【００１８】図３には、複数の遮水部材の膨張テスト結
果が示されている。この遮水部材の各々は、２つの基材
テープを含み、１つを除いたすべての遮水部材が、蒸留
水とプロピレングリコールの混合物で処理され、その間
に超吸収性材料粉末を挟んで形成されている。適当な超
吸収性材料粉末は２枚の被覆したＲｅｅｍａｙテープの
間に挟まれ、Ｓｔｏｃｋｈａｕｓｅｎ社により、「Ｓｔ
ｏｃｋｈａｕｓｅｎＦＡＶＯＲＳＡＢ８００Ｈ
Ｓ」パウダーとして市販されている。４０で示される曲
線はテープがプロピレングリコールで処理されていない
場合であり、曲線４２〜４８はテープが、それぞれ４：
１、３：１、２：１、１：１の蒸留水とプロピレングリ
コールの混合物によって処理された結果を示す。また、
次の表は１グラムの水の氷点を−４０℃まで下げるのに
必要な凍結防止材料の量を示している。この表１から、
氷点を−４０℃以下以外の温度にまで下げるためには、
凍結防止材料の種類に応じて異なった量が必要であるこ
とがわかる。

【００１９】

【表１】

【００２０】凍結防止材料および超吸収性材料を含むテ
ープが、６０秒間で０．５ｃｍの最低膨張変位高さ要件
を満たすか否かを決定するための試験を行った。図３に
示すように、２つの基材テープの間に超吸収性パウダー
のみを有する積層テープの場合には、膨張変位高さが最
高になった。これに対して、超吸収性材料と凍結防止材
料を含む各テープの膨張変位高さは超吸収性材料のみを
含むテープよりも低くなったが、１：１の混合物によっ
て処理されたテープ以外のすべてのテープは、６０秒間
で０．５ｃｍの最低膨張変位高さ要求を満たした。

【００２１】別の実施例として、遮水部材２６は、超吸
収性材料を含浸した２枚のテープ３０〜３０を含む。粉
末状の凍結防止材料は、２枚のテープ３０〜３０の間に
積層される。さらに別の実施例として、遮水部材２６
は、超吸収性材料と凍結防止材料の両方を含浸したテー
プ３０を有する。当然のことながら、遮水部材２６は、
超吸収性材料を含浸したテープ３０と凍結防止材料を含
浸した他のテープとを有してもよい。

【００２２】さらにまた別の実施例においては、ラミネ
ートは、不織ポリエステル材料製の２枚の基材テープと
それらの間に配置されたパウダー混合物を含む。このパ
ウダー混合物は、凍結防止材料と超吸収性材料の混合物
を含む。最大膨張率は、超吸収性材料対凍結防止材料の
比率が４：１の場合に得られる。すなわち、１グラムの
水の氷点を−４０℃に下げるためにそれぞれ１．６３７
グラムのプロピレングリコールが、使用され、約６．４
グラムの超吸収性パウダーがそれとともに混合された。

【００２３】重要なことは、このように凍結防止材料を
使用することにより、許容限度を超えるようなケーブル
の損失の増加を抑制できることである。したがって、エ
チレングリコールまたはプロピレングリコールによって
処理され、その間に超吸収性ポリマを有するテープによ
って損失が増加しても、その損失の増加れは許容範囲内
である。各テープにはまた微生物の成長に対する抵抗性
を持たせることも可能である。例えば、非セルロース系
テープを使用して、超吸収性材料に微生物抵抗性を持た
せることができる。この技術については、１９９１年５
月３０日の米国特許出願第７０９，０６１号および１９
９０年１月２３日出願の米国特許出願第４６８，５５９
号に開示されている。

【００２４】上の記述中で説明した複数の種類のテープ
は、いずれもポリエステルの不織テープであったが、本
発明においては、木材パルプ製品である２枚のテープの
間にラミネートすることも可能である。このような構成
は、カビが成長する可能性を除いて、他のものと同様に
実施できる。カビの成長を取り扱うために、このセルロ
ース系のテープは、微生物成長防止抵抗材料によって処
理される。このような微生物成長防止抵抗材料として
は、例えば、インタフェースリサーチ社から市販されて
いる「インターセプトアンティミクロバイアルレジス
ト」材料、あるいはカルゴン社から市販されている「Ｔ
Ｋ１００」材料などが挙げられる。

【００２５】一般に、ケーブルをマンホールからビルデ
ィング内及びライザシャフトに立ち上げることが望まし
い。そのようなケーブルは、外部での使用に対して、遮
水機能及び凍結防止機能を有しているのみならず、十分
に低い火炎特性と煙発生特性を有しなければならない。
好ましいことに、本発明のケーブルは、遮水材料および
凍結防止材料を有し、例えば、塩化ポリビニルのような
絶縁材料およびジャケット材料を有し、その結果、立ち
上げケーブル用のアンダーライターラボラトリーテスト
の「ＵＬ１６６６」を通過することができる。実際にこ
のテストに供されたサンプルにおいては、火炎の高さは
１分以上にわたって３３６ｃｍ未満であった。

【００２６】以上のように、本発明のケーブル２０は、
凍結防止能力および遮水能力を有するため、このケーブ
ルの利用範囲は広い。図４に示すように、通信ケーブル
２０をマンホール７０からビルディング７２まで伸ば
し、ライザシャフトに立ち上げることができる。図５に
示す他の実施例においては、マンホールとビルディング
内の分配点との間に配置されるのに適したケーブル８０
は、複数の光ファイバ８３〜８３を有するコア８２とラ
ミネート８５とを有し、この光ファイバ８３はリボン状
とされている。このラミネート８５は、超吸収性材料を
含浸した２枚のテープとこの２枚のテープの間に配置さ
れた超吸収性パウダーからなる。別の実施例として、超
吸収性パウダーと凍結防止材料との混合物を２枚のテー
プの間にラミネートすることもできる。さらに管状部材
８７を加える構成も可能である。この管状部材８７の周
囲に補強部材システムが配置され、この補強部材システ
ムは、比較的フレキシブルなロービングからなる内側層
９０と少なくとも何本かのロッド状強度部材からなる外
側層９２とを有する。さらに、この補強部材システムの
周囲には、難燃性材料であるプラスチック材料からなる
ジャケット９４が配置される。管状部材８７と補強部材
システムとの間に、遮水機能のみを有するように処理さ
れあるいは積層されたテープ９６を配置することもでき
る。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ケ
ーブル内に侵入した水分のケーブル軸方向への移動を阻
止する遮水機能を有し、かつ、凍結防止機能を有する光
ファイバケーブルを提供することができる。さらにま
た、耐燃性の高い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】本発明による光ファイバケーブルの一実施例を
示す図であり、水分の移動を阻止し、凍結を防止する手
段を有するケーブルの斜視図である。

【図２】図１のケーブルの端部断面図である。

【図３】特定の凍結防止材料の膨張テスト結果を表すグ
ラフである。

【図４】マンホールからビルディング内に伸びるケーブ
ルの模式図である。

【図５】本発明の光ファイバケーブルの他の実施例の斜
視図である。

【符号の説明】

２０通信ケーブル２１縦軸２２コア２４ユニット２５光ファイバ２６遮水部材２７バインダリボン２８管状部材３０テープ３２シースシステム３４シールド３６補強部材３８プラスチックジャケット３９テープ７０マンホール７２ビルディング８０ケーブル８２コア８３光ファイバ８５ラミネート８７管状部材９０内側層９２外側層９４ジャケット９６テープ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジェームスレイモンドペティスアメリカ合衆国 30093 ジョージアノークロス、ハンプトンリッジロード 622 (72)発明者ジムジェイ．シューアメリカ合衆国 30338 ジョージアダンウッディー、ダレットウェイ 1621

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１本の光ファイバを含むコア
と、このコアの周囲に配置されたプラスチック材料製の
管状部材と、この管状部材の周囲に配置されたシースシ
ステムとを有する光ファイバケーブルにおいて、前記管状部材内に配置され、ケーブル軸方向における水
分の移動を阻止し、ケーブル内での水分の凍結を防止す
る遮水手段を有し、この遮水手段が、超吸収性材料と凍
結防止材料とを含むことを特徴とする光ファイバケーブ
ル。
【請求項２】前記遮水手段が、ケーブル軸方向に伸び
るラミネート材料を含み、このラミネート材料が、２つ
の基材テープとその間に配置された粉末状混合材料を含
むことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブ
ル。
【請求項３】前記遮水手段が、ケーブル軸方向に伸び
るラミネート材料を含み、このラミネート材料が、各々
が凍結防止材料で処理された２つの基材テープと、この
２つの基材テープの間に配置された超吸収性材料とを含
むことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブ
ル。
【請求項４】前記遮水手段が、ケーブル軸方向に伸び
るラミネート材料を含み、このラミネート材料が、各々
が超吸収性材料で処理された２つの基材テープと、この
２つの基材テープの間に配置された凍結防止材料とを含
むことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブ
ル。
【請求項５】前記遮水手段が、ケーブル軸方向に伸び
るテープを含み、このテープが、凍結防止材料と超吸収
性材料の混合材料を含浸していることを特徴とする請求
項１に記載の光ファイバケーブル。
【請求項６】前記遮水手段が、超吸収性材料を含浸し
た１つのテープと、凍結防止材料を含浸した別の１つの
テープとを含むことを特徴とする請求項１に記載の光フ
ァイバケーブル。
【請求項７】前記凍結防止材料と超吸収性材料との重
量比が、ほぼ１：１〜１：４の範囲にあることを特徴と
する請求項１に記載の光ファイバケーブル。
【請求項８】前記凍結防止材料が、吸収された水分の
イオン強度を十分に増大させてその水分の氷点を低下さ
せることの可能な可溶性材料であることを特徴とする請
求項１に記載の光ファイバケーブル。
【請求項９】前記凍結防止材料が、プロピレングリコ
ールジメチルサルフォキサイド、可溶性ナトリウム、
塩化カリウム、およびエチレングリコールを含むグルー
プの中から選択された少なくとも１つの材料を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の光ファイバケーブル。
【請求項１０】前記光ファイバケーブルの構成材料
が、ケーブルにおける火炎と煙の拡大を阻止することの
可能な材料であることを特徴とする請求項１に記載の光
ファイバケーブル。