(57)【要約】【課題】本発明の目的は、ダクト内にケーブル構造を容易に布設する事が出来る十分な可撓性と低い表面摩擦力を持ち、一方、同時に信号を送る光ガラスファイバに十分な保護を与える光ファイバケーブルの構造及びその布設方法を提供することにある。【解決手段】内部が空洞のチューブ（１２）を有する光ファイバケーブル構造（１０）であって、該光ファイバケーブル構造（１０）の前記チューブ（１２）は、２５℃で弾性係数２００，０００ｐｓｉかそれ以下である軟質樹脂からなり、かつチューブ（１２）の外表面の表面摩擦を減少させるため前記軟質樹脂内に無機充填材が充填されていることを特徴とする光ファイバケーブルの構造。【選択図】　図１
2004013160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が空洞のチューブ（１２）を有する光ファイバケーブル構造（１０）であって、該光ファイバケーブル構造（１０）の前記チューブ（１２）は、２５℃で弾性係数２００，０００ｐｓｉかそれ以下である軟質樹脂からなり、かつチューブ（１２）の外表面の表面摩擦を減少させるため前記軟質樹脂内に無機充填材が充填されていることを特徴とする光ファイバケーブルの構造。
【請求項２】
前記充填材が軟質樹脂の容積の０．５重量％と４５重量％の間を占めることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブルの構造。
【請求項３】
前記軟質樹脂は、ポリエチレン、インパクト変性ポリプロピレン、ポリプロピレン−ベース熱可塑性オレフィン、エチレン−ビニルアセテート樹脂、プラスチック化された塩化ビニール、ポリエステル−ベース熱可塑性エラストマー、及びポリエーテル−ベース熱可塑性エラストマーから選ばれる樹脂であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブルの構造。
【請求項４】
前記充填材は針状であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブルの構造。
【請求項５】
前記充填材の縦横比は、５：１と１００：１の間であることを特徴とする請求項４記載の光ファイバケーブルの構造。
【請求項６】
前記充填材は球形であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル構造。
【請求項７】
前記チューブ（１２）は、チューブ（１２）の内部空洞の内表面に沿って配置された内層（１８）を含むことを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル構造。
【請求項８】
前記チューブ（１２）は、チューブ（１２）内部空洞内に、少なくとも１２の光ファイバ素子（１６）を含む寸法であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバケーブル構造。
【請求項９】
前記チューブ（１２）は、更に浸水阻止材料（１４）を含み、浸水阻止材料（１４）は光ファイバ素子（１６）を取り囲むことを特徴とする請求項８記載の光ファイバケーブル構造。
【請求項１０】
内部が空洞のチューブ（１２）を有する光ファイバケーブル構造（１０）であって、該光ファイバケーブル構造（１０）の前記チューブ（１２）は、２５℃で弾性係数２００，０００ｐｓｉかそれ以下である軟質樹脂からなり、かつ前記チューブ（１２）の外表面の表面摩擦を減少させ、且つ前記チューブ（１２）の圧縮抵抗を増加させるように前記軟質樹脂内に無機充填材が充填されている光ファイバケーブルの構造をダクト内に気送することを特徴とする光ファイバケーブルの布設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般的に通信ケーブルに関係し、特に、気送技術を用いた布設の為の光ファイバケーブルの構造、及びその布設法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバケーブルは、長年にわたって、高速度に、非常な長距離に情報伝送するのに使用されている。典型的な光ファイバケーブルは、普通、ガラスで出来ており、髪の毛の様に細い光ファイバを通して情報が伝送される。ガラス光ファイバは、典型的には可塑性ではなく、容易に破壊したり、欠けたり、ひびが入る。光ファイバに対するこの様な損傷は、伝送されるべき信号の質を劣化させたり、減衰させる。それ故、重荷重、鋭い衝撃、温度変動（特に屋内、屋外での適用）を含む周囲からの歪み等による損傷からファイバを保護する為に、ケーブル構成内に、光ファイバは収容される。
【０００３】
例えば、光ファイバケーブルの製品寿命期間中の周囲温度の変動は、光ファイバ構成の外層に用いられる典型的なプラスチックに膨張、収縮の原因をあたえる。そして之は光ガラスファイバを含むケーブル構成に、引っ張り、軸方向の圧縮荷重を与えるのである。同様に、プラスチックによる収縮の重要な例は、ケーブル自体を製造する間に発生する。髪の毛の様に細い光ファイバを保護する為に、幾つかの比較的普通の構造のケーブルが現在使用されている。
【０００４】
この様なケーブル構造は、ル−スチューブ、溝付きコア、中心コア構造を含む。ル−スチューブファイバケーブルでは、ガラスファイバは、緩衝チューブ内に納められ、それは一般的に、ある種の浸水防止用混和物で満たされている。ル−スチュ−ブ緩衝チューブは一般的には中心抗張力体又はコアの周囲に配置され、プラスチック材がケーブル構成の最外層として緩衝チューブ及びコアの上に、普通は連続的に高速度被覆工程で押し出される。
【０００５】
溝付きコアケーブルでは、ガラス光ファイバは、典型的にはゲルの様な浸水防止材料で満たされている長穴、又は溝の中に収容される。長穴又は溝は、中心抗張力体又はコアの周囲に対称に配置され、一本かそれ以上のガラス光ファイバを収容する為にケーブルの長手方向の軸に沿って、螺旋溝体（又はＳＺ溝体）を形作る。ル−スチューブの構造と同じく、ケーブル構成の最外層は、典型的には押し出されたプラスチック被覆材料である。
【０００６】
単芯チューブケーブルでは、ガラスファイバは、典型的には中心チューブに収容され、それは一般的には浸水防止混和物で満たされている。中心に位置する代わりに、単芯チューブケーブルの抗張力体は、中心チューブに沿って、真っ直ぐに、又は螺旋状に配置される。ケーブル構成の最外層は、典型的には、押し出されたプラスチック被覆材料である。
【０００７】
光ファイバケーブル構造の設計及び実施は、細い光ガラスファイバの保護の必要性と、価格に有効で、容易に布設されるケーブル構造の必要性とがバランスする様に考えられている。より厚い、より硬いケーブルは、ファイバによりよい保護を与えるが、扱いが難しくなり、布設費が高くなる。
【０００８】
可撓性があり、容易に布設されるケーブル構造は、特にケーブルがダクトに布設される場合（新しい光ファイバ線が郊外地域に布設される様な場合に）典型的には、ガラスファイバへの保護が弱くなる。この様な布設には事前に、引き通し用のケーブルをダクトに通すのである。このケーブル引き通しは、ケーブル構造、ガラスファイバ両方に、特にケーブルの長尺布設において、ファイバに容易に損傷を与え得る張力を与える。
【０００９】
ダクトに光ファイバケーブルを気送する為に、圧縮空気を使用する技術が開発された。この技術は、典型的には、圧縮空気がダクト内の光ファイバケーブルの周りを包み、ケ−ブルとダクトの間に緩衝層を与え、布設ケーブルに対して、ケーブル布設の張力、又は圧縮力を非常に軽減する。更にダクト内で光ファイバケーブルを動かすのに、ケーブルの表面に圧縮空気を流す事によって発生する牽引力を使用するある技術がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
然し、この気送技術は、典型的には、代表的な光ファイバケーブル硬さとケーブル構造とダクト間の表面摩擦で妨げられる。エポキシとポリブチルテレフタレート（ＰＢＴ）構造を含む現在のケーブル構造は、気送に対してある１つの、あるいは別の障害を投げかけるものでしかなくの、価格も安くはない。
従って、気送技術で、ダクト内にケーブル構造を容易に布設する事が出来る十分な可撓性と低い表面摩擦力を持ち、一方、同時に、信号を送る光ガラスファイバに十分な保護を与える光ファイバケーブル構造はない。
かくして、今まで取り扱っていなかった要求が、前述の不備及び不適当を扱う工業分野に存在する。
【００１１】
前述の問題に鑑みこの発明の目的は、ダクト内にケーブル構造を容易に布設する事が出来る十分な可撓性と低い表面摩擦力を持ち、一方、同時に、信号を送る光ガラスファイバに十分な保護を与える光ファイバケーブルの構造及びその布設方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく請求項１記載の発明は、内部が空洞のチューブ（１２）を有する光ファイバケーブル構造（１０）であって、該光ファイバケーブル構造（１０）の前記チューブ（１２）は、２５℃で弾性係数２００，０００ｐｓｉかそれ以下である軟質樹脂からなり、かつチューブ（１２）の外表面の表面摩擦を減少させるため前記軟質樹脂内に無機充填材が充填されていることを特徴とするものである。
【００１３】
このようにしてなる請求項１記載の発明によれば、柔らかい樹脂に無機充填材を使用する事により、低い表面摩擦抵抗及び高度な可撓性に依る優れた気送特性を有するケーブル構造を与え、気送技術による光ファイバケーブルのより効果のある布設を与える。また柔らかい樹脂に無機充填材を使用する事により、ケーブル構造の熱膨張・収縮を減少させ、屋外環境で遭遇する極端な温度での光特性を改善する。さらにまた柔らかい樹脂に無機充填材を使用する事により、ケーブル製造中の工程の安定性を改善し、光ファイバに対する保護を与え、ケーブル軸方向の荷重に対するケーブル構造の圧縮抵抗を含むケーブル構造の頑丈さを増加させる。
【００１４】
また請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ファイバケーブルの構造において、前記充填材が軟質樹脂の容積の０．５重量％と４５重量％の間を占めることを特徴とするものである。
この請求項２記載の発明によれば、圧壊抵抗及び熱膨張（ＣＴＥ）の低い、すなわち低温特性に優れたケーブル構造を提供することができる。
【００１５】
さらに請求項３記載の発明は、請求項１記載の光ファイバケーブルの構造において、前記軟質樹脂は、ポリエチレン、インパクト変性ポリプロピレン、ポリプロピレン−ベース熱可塑性オレフィン、エチレン−ビニルアセテート樹脂、プラスチック化された塩化ビニール、ポリエステル−ベース熱可塑性エラストマー、及びポリエーテル−ベース熱可塑性エラストマーから選ばれることを特徴とするものである。
【００１６】
この請求項３記載の発明によれば、より柔らかく、より可撓性のあるケーブル構造を提供することができる。
【００１７】
さらにまた請求項４記載の発明は、請求項１記載の光ファイバケーブル構造において、前記充填材は針状であることを特徴とするものである。
この請求項４記載の発明によれば、前記チューブ（１２）の表面摩擦を減少させ、かつ完成ケーブルの熱膨張、収縮をよりよく制御できる。また、押し出し特性を改善し、ベース樹脂の粘度を高めることができる。
【００１８】
また請求項５記載の発明は、請求項４記載の光ファイバケーブル構造において、前記充填材の縦横比は、５：１と１００：１の間であることを特徴とするものである。
この請求項５記載の発明によれば、熱膨張／収縮及び縮小の率、変形とチューブ（１２）の内面の平滑さ、の間のバランスを適切なものにすることができる。
【００１９】
また請求項６記載の発明は、請求項１記載の光ファイバケーブル構造において、前記充填材は球形であることを特徴とするものである。
この請求項６記載の発明によれば、前記チューブ（１２）の表面摩擦を減少させ、耐炎特性を与えることができる。
【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の光ファイバケーブル構造において、前記チューブ（１２）は、チューブ（１２）の内部空洞の内表面に沿って配置された内層（１８）を含むことを特徴とするものである。
このようにしてなる請求項７記載の発明によれば、内面がスムースなチューブ（１２）を提供することができる。
【００２１】
また請求項８記載の発明は、請求項１記載の光ファイバケーブル構造において、前記チューブ（１２）は、チューブ（１２）内部空洞内に、少なくとも１２の光ファイバ素子（１６）を含む寸法であることを特徴とするものである。
このようにしてなる請求項８記載の発明によれば、代表的なケーブル構造を提供することができる。
【００２２】
さらに請求項９記載の発明は、請求項８記載の光ファイバケーブル構造において、前記チューブ（１２）は、更に浸水阻止材料（１４）を含み、浸水阻止材料（１４）は光ファイバ素子（１６）を取り囲むことを特徴とするものである。
このようにしてなる請求項９記載の発明によれば、ケーブル構造内への浸水を阻止すると共に、チューブ（１２）の圧壊の抵抗を前記浸水阻止材料（１４）が分担する効果を与えることができる。
【００２３】
さらにまた請求項１０記載の発明は、内部が空洞のチューブ（１２）を有する光ファイバケーブル構造（１０）であって、該光ファイバケーブル構造（１０）の前記チューブ（１２）は、２５℃で弾性係数２００，０００ｐｓｉかそれ以下である軟質樹脂からなり、かつチューブ（１２）の外表面の表面摩擦を減少させ空洞チューブの圧縮抵抗を増加させる様に前記軟質樹脂内に無機充填材が充填されている光ファイバケーブルの構造をダクト内に気送することを特徴とする光ファイバケーブルの布設方法である。
【００２４】
このようにしてなる請求項１０記載の発明によれば、チューブ（１２）の表面摩擦を減少させ、かつチューブ（１２）の圧縮抵抗を増加させた状態でダクトに光ファイバケーブル構造を気送することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
この発明は、次の図１〜図３を参考にしてより良く理解出来る。図面の構成部は原寸である必要はない。この発明の原理をはっきり説明する為に原寸の代わりに、強調点を示す。更に、図面で、相当する部分は同じ参考番号が用いられている。またこの発明の特性及び利点は、当事業領域の通常の知識を有する者に対して次の図面及び説明を調べることによって明らかになる。この様な追加した特性と利点はすべて、この発明の範囲に含まれると云う事が意図されている。
【００２６】
図１は、この発明の望ましい具体例の断面端部である。図１で描かれた様に、望ましいケーブル構造１０は中空チューブ（１２）を含む。チューブ（１２）の内部空洞には、１つ又はそれ以上の光ファイバ素子（１６）が含まれる。光ファイバ素子（１６）は、何本かの独立したファイバ、光ファイバリボン、又は似た素子が含まれている。そして図１には光ファイバリボンが描かれている。
【００２７】
チューブ（１２）の中の光ファイバ素子（１６）を囲んで、ゲル、軟質ゴム、発泡体、水で膨張する乾燥した材料、又は他の相当する材料の様な浸水阻止材料（１４）がある。ケーブルの長手方向への水の浸入を阻止する手段は、屋外環境に布設されたケーブルすべてに対して、工業標準要求である。望ましい具体例においては、浸水阻止材（１４）はシクストロピックゲルである。このゲルはチューブ（１２）に対し加えられた圧壊の抵抗を分担する。
【００２８】
図１に描かれた具体例で、チューブ（１２）は下記の様に無機充填材を中に含む樹脂を包含する。そしてここでの充填材という単語は、チューブ（１２）の内部の空洞内に含まれるであろうある含有物に対して、チューブ（１２）の樹脂内にある充填材に関する単語である。図１に描かれたチューブ（１２）は、実質上円形であるが、他の形が使用されてもよい。チューブ（１２）の外表面は実質上滑らかに描かれている。望ましい具体例において、チューブ（１２）は、その外表面に直線状又は螺旋状の溝（図示されていない）があり、その溝は実質的にケーブル構造（１０）の長手方向にある。
【００２９】
参照文献として、審査中のＦｅｔｔらの米国特許出願Ｎｏ．１０／０９５，６５１に示された様に、チューブ（１２）の外表面にこの様な溝を使用する事は、ダクト内にケーブル構造（１０）を布設する時に、ダクトと接触するチューブ（１２）の表面積を減少させる。ダクトと接触するチューブ（１２）の表面積の減少は、Ｆｅｔｔ　ｅｔ　ａｌ．　１０／０９５，６５１に開示された様に、布設中に、チューブケーブル構造（１０）とダクト間の表面摩擦をさらに減少させるのに有効であろう。
下記の様に、この発明の望ましいチューブ（１２）に対して、チューブ（１２）の表面摩擦は、チューブ（１２）の外面の溝の存在にあまり敏感ではない様に思われる。然し、この様な溝の存在は、尚、布設時、チューブ（１２）とダクト間の接触面積の減少にはよりよい。
【００３０】
チューブ（１２）の寸法はチューブ（１２）の中の光素子（１６）の数と性質、及びケーブル構造（１０）が布設されるダクトの寸法に依って異なる。望ましい具体例において、チューブ（１２）は、１２本のル−ス型光ファイバを収容する寸法である。
この具体例でのチューブ（１２）は、外径は約１．５ｍｍ乃至２．０ｍｍで、好ましくは１．６ｍｍである。そして之はそれ以外のケーブル構造を改良したものであり、典型的には唯、１．６ｍｍ径チューブ１２に、２−８本の光ファイバを収容する。
他の具体例において、チューブ（１２）は、１乃至１４４心のル−ス型ファイバ又は光ファイバリボンの好ましい範囲に適応する様に、必要に応じてより大きい又はより小さい径を持つ。
【００３１】
望ましい具体例にて、チューブ（１２）は混和物で満たされた樹脂の押し出しにより製造される。好ましいチューブ（１２）は、ケーブル構造（１０）に対して、別の抗張力体を加える事なしに直接光ファイバ素子（１６）の周りに直接押し出される。
【００３２】
図２は、この発明の他の望ましい具体例の端部断面を示す。図２に描かれている様に、望ましいケーブル構造（１０）は、空洞チューブ（１２）を含む。図２のチューブ（１２）の内面に、内層（１８）が配置される。内層（１８）を持つチューブ（１２）の内部の空洞内に、１本又はそれ以上の光ファイバ素子（１６）が含まれる。光ファイバ素子（１６）は、個々のファイバ、光ファイバリボン、又は同様な素子を含む。そして図２では個々のファイバの場合が描かれている。内層（１８）のあるチューブ（１２）の内部空洞内の光ファイバ素子（１６）の周囲に、ゲル、軟質ゴム、発泡体、乾いた水膨張材料、又は他の適当な材料の浸水阻止材（１４）がある。望ましい具体例において、浸水阻止材（１４）は、シクストロピックゲルで、チューブ（１２）に加えられた圧壊の抵抗を分担する。
【００３３】
図１で描かれた具体例で、図２で描かれたチューブ（１２）は、下記の様な無機充填材を含む。充填材という単語の使用は、樹脂の中に充填材のあることを意味する。図２の望ましい内層（１８）は、充填材のない樹脂である。然しある具体例では、内層（１８）に充填材入りの樹脂が使用される。
内層（１８）は実際的には滑らかである。そして他の望ましい具体例は、本質的に荒れた内面を持つ樹脂を含むチューブ（１２）を使用する。望ましいチューブ（１２）の色々な樹脂／充填材の組み合わせは、本質的には荒れた内面を有する。この様な荒れた内面は、信号損失、又はマイクロベンド損失の様な光ファイバの減衰に寄与する。この様な損失を最小にする為に、図２に描かれた様に、チューブ（１２）の内表面に滑らかな内層（１８）が配置される。
【００３４】
図１で描かれた望ましい具体例の様に、図２で描かれた具体例のチューブ（１２）は、事実上、丸いが、他の形が採用されても良い。チューブ（１２）の外表面は、事実上、滑らかである。望ましい具体例で、チューブ（１２）は直線状又は螺旋状（図示せず）の溝がある。この溝は、ケーブル構造（１０）の長手方向に沿って実際上、存在する。
審査中のＦｅｔｔらの米国特許出願Ｎｏ．１０／０９５，６５１に示された様に、チューブ（１２）の外表面にこの様な溝を使用する事は、ダクトの中にケーブル構造（１０）を布設する時に、ダクトと接触するチューブ（１２）の表面積を減少させる。そしてこれは布設時、ケーブル構造（１０）とダクト間の表面摩擦を更に減少させる。
図２で描かれたチューブ（１２）において、下記の様に、チューブ（１２）の表面摩擦は、チューブ（１２）の外表面の溝の存在にあまり敏感ではない様に思われる。然し、かかる溝の存在は、布設中、チューブ（１２）とダクト間の接触面積を尚減少させる。
【００３５】
図２で描かれたチューブ（１２）の寸法は、チューブ（１２）に含まれる光素子（１６）の数とその性質、及びケーブル構造（１０）が布設されるダクトの寸法、によって変わる。望まれる具体例にて、チューブ（１２）は１２心のル−ス型光ファイバを収容する寸法である。この具体例でのチューブ（１２）は、外径は約１．５ｍｍ乃至２．０ｍｍで、好ましくは１．８ｍｍである。そして之はそれ以外のケーブル構造を改良したものであり、典型的には唯、１．８ｍｍ径チューブ（１２）に、２−８心の光ファイバのみ収容する。
【００３６】
他の具体例では、チューブ（１２）は、１〜１４４心のル−ス型光ファイバ又は等価なファイバリボンの望ましい範囲に適応する様に必要に応じてより大きい又はより小さい外径を持つ。
望ましい具体例にて、図２に描かれた内層（１８）のあるチューブ（１２）は、押し出しで製造される。通常の技術で知られている如く、内層（１８）があるチューブ（１２）は、チューブ（１２）を含む充填樹脂、及び内層（１８）を含む（充填又は非充填）樹脂について、多くの技術で押し出し製造される。即ち、２通路押し出し、タンデム押し出し、共同押し出し等の技術が採用できる。
【００３７】
この発明の望ましいチューブ（１２）はチューブに押し出す事が出来る樹脂を含む。樹脂のタイプの可能な例は次の如くである。
この樹脂は、柔らかく、典型的なＰＴＢベースの光ファイバケーブルより可撓性のある材料を含む。望ましい具体例のチューブ（１２）のベース材として適当な押し出し可能な樹脂は、次が含まれる。
すなわち、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、線形低密度ポリエチレン、あるいは低密度ポリエチレンを含むポリエチレン、インパクト変性ポリプロピレン、ポリプロピレン−ベースの熱可塑オレフィン、エチレン−ビニルアセテート樹脂、プラスチック化された塩化ポリビニル、ポリエステルベ−スの熱可塑性エラストマー。又は弾性係数（ヤング率）２００，０００ｐｓｉ又はそれ以下（２５℃にて）の他のベース樹脂である。
【００３８】
チューブ（１２）の樹脂は、望ましくは弾性係数（ヤング率）２００，０００ｐｓｉ（２５℃）又はそれ以下、望ましくは６０，０００ｐｓｉである。樹脂は次の添加剤、すなわち、アンチオキシダント、ＵＶ安定剤、アンチスタチックエイジェント、ステアリン酸塩基ワックス又はフルオロエラストマの様なプロセスの補助材、そして／又は、チューブ（１２）の区別を容易にする色素エイジェントを含むと利点がある。
【００３９】
アンチスタチックエイジェントは、更にチューブ（１２）の摩擦特性を改善する。静電気の増加はチューブとダクト間に引力を発生させ、気送距離の最大値を減少させる。静電気の増加は、フリーチングやチューブのコイリングも、より困難にする。
【００４０】
またカーボンブラック又は他のＵＶ安定材が樹脂に加えられてもよい。ＵＶ安定材を加える事の利点は、充填材を含む樹脂を持つチューブ（１２）の寿命は未知であるが、ＵＶ安定材の添加が、紫外線輻射の様な強い環境損傷に対する防御を与えることである。カーボンブラックは、投射された光を吸収し、エネルギを無害な熱に放散して、紫外線に依る劣化に対して樹脂を安定化する。カーボンブラックに依る安定化効率はＰｏｌｙｍｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　ｖ．９，　ｐ．２８６，　ｂｙ　Ｊ．　Ｂ．　Ｈｏｗａｒｄ　ａｎｄ　Ｈ．Ｍ．　Ｇｉｌｒｏｙ，　１９６９．　で、見る事が出来る。
【００４１】
以下に樹脂内に充填される充填材について説明する。
望ましいチューブ（１２）のより可撓性のある樹脂は、気送技術でダクトに、それ自身、布設するのに、ある場合は望ましいのだが、丈夫ではない。望ましい樹脂は、低温で最低の光特性を持つが（熱収縮のため）、表面摩擦係数が高いので、気送布設の為の光ケーブルの材料としての有効性を下げてしまう。
剪断係数、抗張力、摩耗抵抗を増加させてポリマーの強さを改良する為に、ポリマーに充填材を使用する事は、よく知られており、下記で論ぜられている。
Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｂｌｅｎｄｓ　Ａｎｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，　ｐｐ．３７５−４３０，　ｂｙ　Ｍａｎｓｏｎ　ａｎｄ　Ｓｐｅｒｌｉｇ，　１９７８；　及び　Ｆｉｌｌｅｒｓ，　Ｃｈａｐ．５　ｂｙ　Ｇ．　Ｗｙｐｙｃｈ，　１９９３．
文献での充填材の使用で強さを改良する事についての情報は、この論文に述べられている。
【００４２】
更に、望ましい樹脂に望ましい充填材を使用する事は、典型的に、表面摩擦係数を減少させると云う事が発見された。それ故、望ましいチューブ（１２）は、もし樹脂が充填材無しに使用される場合存在する不備な点を救済する為に、樹脂全体に分布した無機充填材を含む。
望ましいチューブ（１２）に用いられる無機充填材は、次の如くである。タルク、ヴォラストナイト、雲母、カオリナイト粘土、ベントナイト又はモントモリロナイトの様なスメクタイト粘土、合成粘土、煙状石英、煙状アルミナ、ガラスビーズ、ガラス薄片、ガラス繊維、アルミニウムトリハイドレイト、水酸化マグネシウム。
【００４３】
充填材は球形、板状、又は繊維状／針状の形である。すべての形は、表面摩擦を減少させるのに助けになる事が発見された。然し、望ましい形は、板状と繊維状／針状で、これは完成ケーブルの熱膨張、収縮をよりよく制御する。板状と繊維状／針状の充填材は、押し出し特性を改善し、ベース樹脂の粘度を高める。
【００４４】
下記する様に、ある具体例で、ある型の球形の充填材は、耐炎特性がある事は注目すべきである。
この発明の望ましい充填材のすべてではないが，そのいくつかは、参考文献としてここに引用したＤｉｘｏｎらの米国特許６，３２４，３２４Ｂ１　で開示された充填材に似ている。然しこの発明では縦横比はもっと小さくてもよい。
【００４５】
繊維状又は針状の充填材では、縦横比はファイバ長をその直径で割って定められる。かくして、縦横比の式は、ａ＝Ｌ／Ｄである。ここで、ａは縦横比、Ｌはファイバ長、Ｄはファイバ径である。
板状充填材に対しては、縦横比は、ａ＝Ｄ／ｔである。ここで、ａは縦横比、Ｄは微片の集合で測った場合の微片の直径、ｔは微片の集合で測った場合の微片の厚である。微片が楕円体とした場合、直径は楕円体の長軸、短軸の平均値で計算される。縦横比のこの計算法は、知られており、Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　ｖ．２３，　ｐ．７６６，　Ｃ．　Ｂｕｓｉｇｉｎ，　Ｇ．　Ｍ．　Ｍａｒｔｉｎｅｓ，　Ｒ．　Ｔ．　Ｗｏｏｄｈａｍｓ，　Ｒ．　Ｌａｈｔｉｎｅｎ，　１９８３　で述べられている。
【００４６】
覚え書きされている様に、この発明では、板状又は繊維状／針状の充填材に対して縦横比５：１又はそれより小さい値を含んで、チューブ（１２）の充填材に対して、小さい縦横比が用いられる。望まれる充填材に選ばれた特別な縦横比は、熱膨張／収縮及び縮小の率や変形と、チューブ（１２）のざらざらな内表面がマイクロベンド損失を発生させ、第２図で描かれた付加内層（１８）を使用する決定に導くであろうことを考慮したチューブ（１２）の内面の平滑さ、との間のバランスによる。
例えば、高い縦横比の使用は、一般的に、チューブ（１２）で、高い可撓率（よりよい圧縮抵抗）、減少した収縮、よりざらざらした内面という結果になる。気送技術で布設される光ファイバケーブルに向けられたこの発明のこれらの要素のバランスは、板状及び繊維状／針状両者に対し、望ましい縦横比は約５：１の低い値から、約１００：１の高い値の範囲であることを示唆している。
【００４７】
本質的に丸い充填材は、可撓率の増加にはあまり有効ではない。然し、表面摩擦を減らし、更に、耐炎のような他の望ましい特性をもつ。
【００４８】
樹脂の中によい充填材の分散を確実にする為に、Ｄｉｘｏｎらの米国特許　Ｎｏ．　６，３２４，３２４Ｂ１　で論ぜられた様に結合材の使用が望ましい。
望ましくは、チューブ（１２）は、０．５重量％又はそれ以上の無機充填材を含む。ポリプロピレンは優れた高温度特性の為、望ましい樹脂である。ポリプロピレンの溶融温度は１６５℃であるが、知られた気送技術における運営又は布設温度では、軟化しない。ケーブル構造（１０）は、一般的には、布設中に、高い温度に曝される事を記憶すべきである。というのは、ファイバケーブルの気送布設に使用されるコンプレッサーは、周囲温度以上に熱された空気をつくる傾向があるからである。
【００４９】
タルクは後述の様によく使用される、望ましい充填材である。更に、アルミ３水和物（ＡＴＨ）又はマグネシウム水酸化物（ＭｇＯＨ）は、チューブ（１２）が屋外環境から直接の引き込み線として使用される屋内・外適用の様な所で、耐炎が必要な場合に望ましい充填材であり、普通に知られている方法である。
下記に述べられた結果の様に、光の減衰の結果に基づいて、望ましい具体例は３０重量％のタルク充填材を含むインパクト変性ポリエチレンである。
【００５０】
この発明の利点の一つは、望ましい樹脂に、望ましい充填材を加えた結果、低い表面摩擦による優れた気送特性がある事である。チューブ（１２）のいくつかの具体例の表面摩擦は、“結び試験（ｋｎｏｔ　ｔｅｓｔ）”を用いて測定される。
ここで用いられる試験を説明すると、チューブ（１２）は先ずアルコ−ルできれいに拭い、少なくとも１０分以上空中で乾燥させる。チューブ（１２）は５インチ径の二重オーバーハンド結びで結ばれる。
チューブ（１２）はインストロン材料試験器に取り付けられ、結び目を固くする様に引っ張る。
【００５１】
下表はクロスヘッドの移動距離の１５％と８５％間での、ピーク張力と平均張力を示す。この張力は、チューブの動摩擦係数の相対値を示す。
表１でのチューブ（１２）の全ては、直径は１．６ｍｍと１．９ｍｍの間であり、シクソトリピックゲルで囲まれた１２心の光ファイバを含む。より明瞭に云えば、表１のチューブ（１２）は、３０重量％タルクの場合の約１．６ｍｍ外径の場合を除いて、約１．８ｍｍの外径である。更に、“色”の欄は、試験をする樹脂に加えられた色の有無を示す。更に、“溝”の欄は、上述したチューブ（１２）の外表面に配置された長手方向の溝の有無を示す。
【００５２】
【表１】
2004013160.tif 000003
【００５３】
表１に示された様に、樹脂への充填材の追加は、本質的に室温で表面摩擦を減少させる。同様に、樹脂への色の追加は、摩擦を減らすが、それは樹脂に加えられた色濃縮剤に、ワックスと摩擦減少剤がはいっている事によると考えられている。充填材が加えられた樹脂は、充填材のない樹脂と異なって、表面摩擦は、色素の追加、又はチューブ（１２）の外表面の溝の存在には、あまり敏感ではない様に思われる、という意外な結果を得たのである。
【００５４】
この発明のチューブ（１２）の更なる利点は、樹脂に充填材を用いる事によって得られた圧縮抵抗の増大である。望ましいチューブ（１２）に充填されたポリオレフィン材は、本質的にはＰＢＴの様なプラスチックからなるケーブル構造よりより可撓性がある。その結果、ケーブル構造（１０）では、特に多くの曲がり、又は、及び、方向変換のあるダクトへの布設に、より容易であり、よりコストが安い。
【００５５】
チューブ（１２）に、望ましい樹脂に、望ましい充填材を加えた結果、ＰＢＴの様なプラスチックより可撓性があり、同時に、光ファイバケーブルを扁平にし、ファイバ光素子（１６）に損傷を与える圧縮応力に対し、充填材のない樹脂より抵抗力が大きい。
圧縮試験は、ＴＡ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのモデル２９８０ダイナミックメカニカルアナライザを使用し、２５℃で行われた。チューブは短く切られ、ケーブルゲルの漏洩を防ぐ為、両端はクランプされた。試料は小さい圧盤の間に置かれ、１．５Ｎ／ｍｉｎ．の割合で１８Ｎの圧力迄、圧縮される。試料は、上述のチューブ（１２）の外面に配置された長手方向の溝の有無を示す溝付き、平滑、で分けられていることを留意すべきである。
【００５６】
試料は大チューブ、小チューブに分けられている。大チューブは典型的には、外径１８ｍｍか、それ以上、一方、小チューブは外径１６ｍｍかそれ以下である。
結果は図３に示されている。図３に描かれた様に、充填材は圧壊特性を高めるのに有効である。充填材入りのチューブ（１２）は全て、充填材無しのチューブより高い圧壊特性を持つ。望ましい具体例を見ると、３０重量％タルク入りの溝あり外径１．６１ｍｍのＰＰチューブ１２は６Ｎの圧縮力で、振れ（厚さの変化）は充填材なしのＰＥ試料の半分であり、圧壊特性の本質的な増加を示している。
【００５７】
より大きいチューブ（１２）は、より小さいチューブ（１２）より圧縮抵抗は高い。というのは、これらのチューブは、壁厚の平均値が厚いからである。１０重量％のタルク入りのチュ−ブ（１２）は、２０重量％のタルク入りのチューブより圧縮抵抗が高い。この差は１０重量％のタルク入りのチュ−ブの壁厚が高いことによる。又、充填材の整列は、この場合のチューブの圧縮抵抗に影響する。もし１０重量％のタルク入りの充填材が、押し出し方向によく整列しているならば、圧縮抵抗は、その結果として高めることが出来たのである。
【００５８】
最も大切なことは、予期された様に、３０重量％のタルクの望ましい充填材入りのチューブ（１２）は、他のチューブ全てより、高い圧壊抵抗を持つことである。
【００５９】
この発明のチューブ（１２）の他の利点は、樹脂に充填材を導入することで、熱膨張が減少したことである。熱膨張の減少は、極端な温度、そして又は温度変動に際して、光ファイバ素子（１６）（図１、図２）の光特性の改善を導き出す。
当業者間ではよく知られている様に、ケーブル構造（１０）で用いられた典型的な充填材無しのプラスチックの熱膨張係数（ＣＴＥ）は、充填材無しのプラスチックが、相当する温度下降、そして又は、温度上昇で、特に極端な温度で、相当な収縮、そして又は、膨張をすることを意味する。低いＣＴＥを持つ光ファイバ素子（１６）は、相当する収縮／膨張はない。
【００６０】
低いＣＴＥの光ファイバ素子（１６）と組合わされた大きいＣＴＥの充填材無しのプラスチックは光ファイバ素子（１６）に応力を加え、光ファイバ素子（１６）により伝送される光信号の減衰の原因になる。
この発明のチューブ（１２）の利点は、チューブ（１２）の減らされたＣＴＥは、チューブ（１２）のＣＴＥと光ファイバ素子（１６）のＣＴＥのより近接した合致となることである。より近接した合致は、光ファイバ素子（１６）への熱歪力を減少させ、光特性、特に低温度での特性を改善する。
【００６１】
下記の表２は、２種類の充填材無しの商用光ファイバ用樹脂のＣＴＥに比較した、幾つかの充填材入りの幾つかの樹脂の減らされたＣＴＥの例を示す。
【００６２】
【表２】
2004013160.tif 000004
【００６３】
熱膨張測定の試料は、カイネス−キャピラリ−レオメータのダイを通してプラスチックを加圧モールドして、材料の固体ロッドを作って用意された。ロッドを冷却して、平たい試料が、髭剃り用の刃で切られる。試料は、熱膨張測定装置のパーキン−エルマーＤＭＡ−７ｅダイナミックメカニカルアナライザに取り付けられ、２℃／分の割合で−６０℃から室温にまで加熱された。装置は試料が加熱される時、試料上の静止針の位置を記録した。ＣＴＥは、針の先端のスロープと温度のカーブを計算して測定された。その結果を表２に示す。
【００６４】
２種類の充填材無しのポリエチレンに対して、充填材入りの材料を比較すると、充填材入りの材料のＣＴＥは非常に低く、光ファイバ素子（１６）の典型的なＣＴＥにより近く一致している。表２を見ると、２０重量％タルク試料と３０重量％タルク試料のＣＴＥの差は、測定器の誤差範囲である。
【００６５】
考え方、発明の基本方針から本質的に離れること無しに、上述の具体例に、多くの変形、改正がなされうる。このような改正と変形はすべて、この発明の範囲に含まれる様に考えられている。
【００６６】
以上に述べたように、この発明が柔らかい樹脂に分散した無機充填材を含むチューブ、浸水阻止材で取り囲まれた光ファイバ又はリボンが収納されたチューブ、を含む光ファイバケーブル構造を採用したことで従来の問題は克服された。
【００６７】
【発明の効果】
前述したようにこの発明によれば、柔らかい樹脂に無機充填材を使用する事は、低い表面摩擦抵抗及び高度な可撓性による優れた気送特性を有するケーブル構造を与え、気送技術による光ファイバケーブルのより効果のある布設を与える。また柔らかい樹脂に無機充填材を使用する事により、ケーブル構造の熱膨張・収縮を減少させ、屋外環境で遭遇する極端な温度での光特性を改善する。また柔らかい樹脂に無機充填材を使用する事により、ケーブル製造中の工程の安定性を改善し、光ファイバに対する保護を与え、ケーブル軸方向の荷重に対するケーブル構造の圧縮抵抗を含むケーブル構造の頑丈さを増加させる。
【００６８】
また光ファイバケーブル構造（１０）にて、充填材が軟質樹脂の容積の０．５重量％と４５重量％の間を占めるようにした結果、圧壊抵抗及び熱膨張係数（ＣＴＥ）の低い、すなわち低温特性に優れたケーブル構造を提供することができる。
さらに光ファイバケーブル構造（１０）にて、軟質樹脂をポリエチレン、インパクト変性ポリプロピレン、ポリプロピレン−ベース熱可塑性オレフィン、エチレン−ビニルアセテートレジン、プラスチック化された塩化ビニール、ポリエステル−ベース熱可塑性エラストマー、及びポリエーテル−ベース熱可塑性エラストマーから選ぶことにより、より柔らかく、より可撓性のあるケーブル構造を提供することができる。
【００６９】
さらに光ファイバケーブル構造（１０）にて、充填材として針状のものを使用すると、前記チューブ（１２）の表面摩擦を減少させ、かつ完成ケーブルの熱膨張、収縮をよりよく制御できる。また、押し出し特性を改善し、ベース樹脂の粘度を高めることができる。
【００７０】
また光ファイバケーブル構造（１０）にて、充填材の縦横比を、５：１と１００：１の間にすることで、熱膨張／収縮及び縮小の率、変形とチューブ（１２）の内面の平滑さ、の間のバランスを適切なものにすることができる。
加えて特許請求１の光ファイバケーブル構造（１０）にて、充填材として球形のものを用いると、前記チューブ（１２）の表面摩擦を減少させ、耐炎特性を高めることができる。
【００７１】
さらには光ファイバケーブル構造（１０）にて、チューブ（１２）の内部空洞の内表面に沿って内層（１８）を配置すると、内面がスムースなチューブ（１２）を提供することができる。
また光ファイバケーブル構造（１０）にて、チューブ（１２）の寸法を、チューブ（１２）内部空洞内に、少なくとも１２の光ファイバ素子を含む寸法にすると、代表的なケーブル構造を提供することができる。
【００７２】
さらにまた光ファイバケーブル構造（１０）にて、チューブ（１２）は、更に浸水阻止材料（１４）を含み、浸水阻止材料（１４）は光ファイバ素子（１６）を取り囲むようにすると、ケーブル構造内への浸水を阻止すると共に、チューブ（１２）の圧壊の抵抗を前記浸水阻止材料（１４）が分担する効果を与えることができる。
【００７３】
さらにこの発明の光ファイバケーブル構造をダクト内に布設すれば、チューブ（１２）の表面摩擦を減少させ、かつチューブ（１２）の圧縮抵抗を増加させた状態でダクトに光ファイバケーブル構造を気送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの具体例の断面端部である。
【図２】この発明の他の具体例の断面端部である。
【図３】この発明の幾つかの具体例に対する静的な印可力と移動のグラフと、典型的なケーブル材料を示す。
【符号の説明】
１０　ケーブル構造
１２　チューブ
１４　浸水阻止材
１６　光ファイバ素子
１８　内層
【図１】
2004013160.tif 000005
【図２】
2004013160.tif 000006
【図３】
2004013160.tif 000007