(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の重合系被覆層を有する少なくとも１つの中央支持体と、
該中央支持体の周りにて長手方向に配置された複数の光ファイバと、
前記第一の重合系被覆層の周りで且つ前記光ファイバの周りにて押出し成形された第二の重合系被覆層とを備える、通信用ケーブルの光コアの製造方法において、
ａ）前記光ファイバが前記第一の重合系被覆層の表面に対して実質的に正接状態となり且つ所定の方法にて互いに周方向に分離するように、前記光ファイバを前記第一の重合系被覆層の周りにて長手方向に配置するステップと、
ｂ）第二の重合系被覆層を前記第一の重合系被覆層及び前記光ファイバの周りにて押出し成形し、少なくとも押出し成形機の出口まで実質的な正接状態を保ち且つ周方向に分離する状態を保つステップとを備え、
前記第一の重合系被覆層の温度が、その上に第二の重合系被覆層を押出し成形する前、当該第一の重合系被覆層を構成するポリマーの溶融温度よりも少なくとも３０℃低い温度に保たれ、
前記第二の重合系被覆層が、１００ｓｅｃ-1のせん断速度にて測定したとき、当該第二の重合系被覆層を構成するポリマーが約６８０Ｐａ・ｓ以下の粘度を有する温度にて押出し成形される、通信用ケーブルの光コアの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記第二の重合系被覆層が、前記ポリマーが約５００Ｐａ・ｓ以下の粘度を有する温度にて押出し成形される、方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、
前記第二の重合系被覆層が、前記ポリマーが約４００Ｐａ・ｓの粘度を有する温度にて押出し成形される、方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法において、前記第二の重合系被覆層の前記温度が少なくとも２２０℃以上である、方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法において、前記第二の重合系被覆層の前記温度が少なくとも２２０℃乃至２８０℃である、方法
【請求項６】
請求項１記載の方法において、
前記押出し成形機は、雄型ダイ及び雌型ダイを含む押出し成形ヘッドを備え、
前記押出し成形機の前記押出し成形ヘッドの前記雌型ダイは、仕上がった光コアが押出されるときに通るランド部を有し、
前記ランド部の長さ「Ｌ」及び直径「Ｄ」は、当該長さ「Ｌ」対当該直径「Ｄ」の比「Ｌ／Ｄ」が前記第二の重合系被覆層の押出し成形領域から出口箇所まで前記光ファイバと前記中央支持体との間に実質的な正接状態と、相対的な周方向分離状態とを実質的に保ち得るように定められる、所定の値を有する、方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法において、
前記比「Ｌ／Ｄ」の値が、１乃至２の範囲にあることを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項６記載の方法において、
前記比「Ｌ／Ｄ」の値が、１．３乃至１．５の範囲にあることを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項７記載の方法において、
前記ランド部の長さ「Ｌ」が２乃至６ｍｍの範囲にあり、
前記ランド部の直径「Ｄ」が２乃至４ｍｍの範囲にあることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法において、
前記ランド部の長さ「Ｌ」が、３乃至５ｍｍの範囲にあり、
前記ランド部の直径「Ｄ」が、２．２乃至３．６ｍｍの範囲にあることを特徴とする、方法。
【請求項１１】
請求項１記載の方法において、
前記押出し成形機は、雄型ダイ及び雌型ダイを含む押出し成形ヘッドを備え、
前記押出し成形ヘッドの前記雄型ダイが、前記光ファイバを前記中央支持体に対する実質的に正接位置に案内して保ち得るように、前記雄型ダイの内壁に沿って長手方向に適宜に配置された複数の溝を有する、方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法において、
前記溝が、前記雄型ダイの出口付近にて、２つの対向する溝の間の最大距離が前記中央支持体の直径と、前記光ファイバの直径の２倍との合計値に実質的に等しくなるように配置される、方法。
【請求項１３】
請求１乃至１２の何れか１つに記載の方法において、
前記光コアが、押出し成形後、約２０℃乃至約８０℃の範囲の温度の水を保持する冷却タンク内にて冷却される、方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１つに記載の方法において、
前記光コアが、前記中央支持体における引張り力「Ｋ」と各光ファイバ上におけるブレーキ引張り力「ｋ」との比を１０乃至５０の範囲に保ちつつ、フライホイール上に収集され、
前記引張り力「Ｋ」及び「ｋ」を解放したとき、前記光ファイバに対し圧縮力を加える前に、補償しなければならない光ファイバの残留伸びが少なくとも約０．０２％であるような前記比の値であることを特徴とする、方法。
【請求項１５】
請求項項１乃至１４の何れか１つに記載の方法において、
前記中央支持体の供給速度が１０乃至５０ｍ／分の範囲にあることを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電気通信光ケーブルの製造方法に関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、光コアが牽引抵抗性のある中央の補強部材と、該中央部材の周りに付与された第一の重合系被覆層と、第一の層の周りに配置された複数の光ファイバと、第一の層及び光ファイバの周りに押出し成形された第二の重合系被覆層とを備える、電気通信ケーブル用の光コアの製造方法に関する。
【０００３】
典型的に、１つ以上のアクリル系樹脂にて被覆された光ファイバが熱可塑性材料にて完全に封入された光ファイバを有するコアを備える、電気通信ケーブルを製造する多くの方法が公知である。
【０００４】
商業的に「ハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）（登録商標名）」という名称の材料の熱可塑性ケーシング内に封入される前に、アクリル系被覆を有する光ファイバが中央の補強部材と共に、ダイを通じて押し出される方法は、例えば、英国特許出願第２，１７６，９０５号から公知である。
【０００５】
この方法は、コアが押出し成形ダイ内にて１回のステップにて形成される、「ワンショット工程」として公知である。
【０００６】
第一の中央の補強部材が加熱され且つこの部材の上に、第一の熱可塑性のエラストマー層が押出し成形される、光コアを製造する方法が英国特許第２，１３６，３５０号に記載されている。複数の光ファイバが第一の層の上にヘリカルパターンにて配置され、ファイバを保持するドラムがその上に配置された、特殊な回転ケージから遊星動作が得られる。第二の熱可塑性材料層は、ファイバの周りにて押出し成形される。この方法は、回転するファイバドラムが関係し且つファイバをケージから押出し成形ヘッドまで向けるように案内する回転ケージから成る、特に複数な装置を必要とする。
【０００７】
英国特許第２，１１３，９０３号には、中央の鋼又はナイロンのフィラメント部材の周りに押出し成形された、例えば、ポリエチレンのような、熱可塑性材料の中央マトリックスの外周内に少なくとも部分的に複数の光導体が封入される、電気通信ケーブルを製造する方法が記載されている。より具体的には、これらの導体は、熱により軟化される中央部材に対して押し付けられる。導体に加わる圧力は、マトリックス内にて所定の付着が行われ、これにより、導体は、更なる第二の押出し成形層にて被覆される前に、互いに分離した状態に保たれる程度のものである。
【０００８】
米国特許第４，９０２，０９７号には、中央の補強部材が加熱され、該補強部材には、第一の熱可塑性エラストマー層が付与されるようにする方法が記載されている。このようにして形成された支持体は、加熱され且つこれにより、ファイバが押出し成形ヘッドまで進むときに通る貫通穴を有する板を通じて第一の層まで光ファイバの部分的に封入した部分が案内されるのを可能にし得る程度だけ軟化するようにされる。
【０００９】
英国特許第２，３０３，９３８号には、複数のファイバを内側の重合系層の表面上に付着させ且つこれらファイバを外側の重合系層内に埋め込むことにより光ファイバを製造する方法が開示されている。
【００１０】
当該出願人は、公知の方法に従って光コアを製造する結果、その光コアの製造中にファイバに加わる応力のため、ファイバの伝送特性が減衰する可能性があることが分かった。
【００１１】
例えば、いわゆる「ワンショット工程」によれば、重合系層を押出し成形する間、ファイバの相対的位置を制御することは難しく、このため、押出し成形ヘッド内にて重合系材料により加えられる圧力が高圧であるため、ファイバには、望ましくなく且つ制御されない応力が加わることになる。
【００１２】
また、当該出願人は、英国特許第２，１１３，９０３号又は米国特許第４，９０２，０９７号に記載されたように、中央の補強部材の周りに押出し成形され、その後に、第二の重合系層にて被覆された第一の熱可塑性材料層内に光ファイバを部分的に封入することは、また、ファイバにおける信号の伝送が減衰する１つの理由であることも分かった。実際的な用語として、第二の層の押出し成形領域の周りに所望の形態にてファイバを保つため、上記の特許に記載されたように、ファイバを第一の熱可塑性層内に多少の程度、埋め込むことは、特定の機械的な圧縮動作をファイバに加えることを必要し、そのため、この圧縮動作は、ケーブル内にて機械的応力として残り、この機械的応力は、大きいならば、信号を減衰させることになることが分かった。また、通常、光コアの製造時に必要とされるように、キロメートルにも伸長する相当な長さを考えるとき、この圧縮状態を低レベルに連続的に保つことは難しいことも分かった。
【００１３】
当該出願人は、また、溶融ポリマーの温度、又は押出し成形機の寸法といったような押出し成形パラメータに対してある制御が為されないならば、ファイバコアの周りに配置された光ファイバの上に第一の重合系層を押出し成形することは、ファイバに加わる圧力を不均一に分配し、ファイバをその所望の形態から動かし且つ通信ケーブルが作用するとき、信号の減衰を増大させる虞れを生ずることも分かった。
【００１４】
当該出願人は、現在、複数の光ファイバが少なくとも２つの同心状で且つ連続的なポリマー層から成る重合系材料のコア内に封入されるようにすることで、「緊密な」ケーブルを簡単に且つ効率的に製造できることが分かった。この結果は、ファイバを中央支持体の周りに配置し、ファイバには、２つの連続的な重合系層の間に形成された境界部が存在しないようにし、また、ファイバの幾何学的形態が所定の位置に保たれるように押出し成形パラメータを制御することにより、便宜に得ることができる。
【００１５】
従って本発明の一つの形態は、第一の重合系被覆層にて被覆された少なくとも１つの中央支持体と、支持体の周りにて長手方向に配置された複数の光ファイバと、上記第一の層の周りで且つ上記光ファイバの周りにて押出し成形された第二の重合系被覆層とを備える、電気通信用ケーブルの光コアの製造方法であって、
ａ）光ファイバが被覆の表面に対して実質的に正接状態となり且つ所定の方法にて互いに周方向に分離するように、上記光ファイバを上記第一の重合系被覆層の周りにて長手方向に配置するステップと、
ｂ）第二の層を上記第一の層及び上記光ファイバの周りにて押出し成形し、少なくとも押出し成形機の出口まで実質的な正接状態を保ち且つ周方向に分離する状態を保つステップとを備える、電気通信ケーブル用の光コアの製造方法に関する。
【００１６】
本明細書の説明過程において、「ファイバが支持体に対して実質的に正接状態」となる文言は、２つの重合系層の間の境界がファイバを横断しないような位置にファイバが配置される形態を意味する。この状態は、全体として、中央支持体の周りに配置された内側重合系層と実質的に接触するように、ファイバが配置される状態、及びファイバが第二の重合系層内に完全に封入され、これにより、薄い第二の重合系被覆層を光ファイバと第一の被覆層との間に配置する状態との双方を含む。この実質的な正接状態は、典型的に、例えば、ファイバを引張り力の下、支持体の周りにら旋状に巻くことにより、得られる圧縮力又は適当な装置により加えられる機械的圧縮力のような、全ての特定の圧力を半径方向に又は長手方向の何れかにて、ファイバに付与して、ファイバを支持体に対して圧縮し又はこれらのファイバをその内部に部分的に封入することなく、得られる。この表現は、また、ファイバが光コアの実質的に各横断部分内にて支持体と実質的に正接状態にあることを意味するためにも使用される。
【００１７】
この明細書において、「所定の周方向分離状態」という表現は、被覆した中央支持体の外周の周りにて互いに所定の距離にて押出し成形機の入口にファイバが配置されることを意味する。少なくとも押出し成形機の出口点まで「周方向分離状態を保つ」という表現は、何れの場合でも、支持体上にて長手方向に配置されたファイバが押出し成形工程の終了時に、互いに接触してはならないことを意味する。理想的には、押出し成形工程の終了時におけるファイバ間の距離は、ファイバが押出し成形機に入り始めるときのものと実質的に等しいままであるようにする。理想的には、この所定の距離は、１つのファイバと次のファイバとの間の距離に略等しいようにする。
【００１８】
この方法の一つの好ましい形態は、
ａ）雄型ダイ及び雌型ダイを含む押出し成形ヘッドを備え、第二の層が押出し成形される、押出し成形機に向けて支持体を長手方向に供給するステップと、
ｂ）複数のファイバを上記支持体に付与し、ファイバを上記方向に向けて所定の距離だけ案内し、上記支持体との各接触点にて実質的な正接状態及び所定の相対的な周方向分離状態が得られるようにするステップと、
ｃ）第二の層を上記第一の層及び上記光ファイバの周りにて押出し成形し、押出し成形機ヘッドの出口まで実質的な正接状態及びファイバの相対的な周方向分離状態を保つようにするステップと、
ｄ）このようにして得られた光コアを冷却するステップとを備えている。
【００１９】
一つの好ましい実施の形態によれば、上記の押出し成形ヘッドは、支持体に対するファイバの実質的な正接状態と、第二の重合系層の押出し成形領域からの出口箇所までファイバ間にてファイバの相対的な周方向分離状態とを実質的に保ち得るように、長さ「Ｌ」及び直径「Ｄ」に対する所定の値の「ランド部」を有することを特徴とする雌型ダイを備えている。特に、「Ｌ／Ｄ」の比の値は、１乃至２の範囲、好ましくは、１．３乃至１．５の範囲にあるようにする。
【００２０】
本明細書において、雌型ダイの「ランド部」という語は、押出し成形された光コアを引き出すときに通る、典型的に円筒状の形状の押出し成形ヘッドの末端部分を意味するものと見なす。
【００２１】
本発明の一つの好ましい実施の形態によれば、上記の押出し成形ヘッドは、光ファイバを案内し且つ支持体に対する実質的に正接位置を保ち得るように、上記雄型ダイの内壁に沿って長手方向に配置された複数の適当な溝を有することを特徴とする雄型ダイを備えている。特に、これらの溝は、雄型ダイの出口付近にて、２つの対向する溝の間の最大距離が支持体の直径と、ファイバの直径の２倍との合計値に実質的に等しくなるように配置される。
【００２２】
更なる好ましい形態によれば、この方法は、光コアが、支持体における引張り力「Ｋ」と各ファイバ上におけるブレーキ引張り力「ｋ」との比を１０乃至５０の範囲に保ちつつ、フライホイール上に収集され、上記比の値は、上記引張り力「Ｋ」及び「ｋ」を解放したとき、ファイバに対し圧縮力を加える前に、補償しなければならないファイバの残留伸びが少なくとも約０．０２％、好ましくは、約０．０４％であることを特徴としている。
【００２３】
この場合にも、理想的には、この方法は、支持体の供給速度が１０乃至５０ｍ／分の範囲にあることを特徴とするようにする。
【００２４】
本発明の更なる形態は、光コアを備え、光コアが、
第一の重合系被覆層にて被覆された中央の支持体と、
該支持体の周りにて長手方向に配置された複数の光ファイバと、
支持体の周りで且つ光ファイバの周りにて押出し成形された第二の被覆層とを備え、上記第一及び第二の重合系層の間に形成される境界部分とを備える、電気通信ケーブルであって、上記光ファイバには２つの重合系層の間に形成される境界部が存在しないことと、上記ファイバが支持体の周りにて開放した形態に配置されることとを特徴とする電気通信ケーブルに関するものである。
【００２５】
「開放した形態」という語は、典型的に、ファイバが連続的な型式のら旋状巻きが存在せずに、中央支持体の周りに配置されることを意味することを意図するものである。例えば、ファイバは、中央支持体の長手方向軸線に対して実質的に平行に、又は開放へリックスの形態すなわち、「ＳＺ」型ヘリックスとしても公知のように巻き方向が逆の形態に配置することができる。ファイバは平行に配置することが一般に好ましい。全体として、この定義は、中央支持体の周りにてファイバを実質的に機械式に締め付けることがない形態を含むことを理解すべきである。
【００２６】
本発明の更なる形態は、光コアを備え、該光コアが第一の重合系被覆層にて被覆された中央支持体と、該支持体の周りにて長手方向に配置された複数の光ファイバと、該支持体の周りで且つ光ファイバの周りにて押出し成形された第二の被覆層とを備える、電気通信ケーブルにおいて、上記光ファイバが所定の値以下の伝送信号の平均減衰値を有することを特徴とする電気通信ケーブルに関するものである。理想的には、本発明による光コア内のファイバにて測定した平均減衰値は、約０．２００ｄＢ／ｋｍ以下又はそれに等しいようにする。
【００２７】
本発明の別の形態は、光コアを備え、該光コアが第一の重合系被覆層にて被覆された中央支持体と、該支持体の周りにて長手方向に配置された複数の光ファイバと、該支持体の周りで且つ光ファイバの周りにて押出し成形された第二の被覆層とを備える、電気通信ケーブルにおいて、６０℃乃至−３０℃の温度範囲内の熱サイクル中に測定された、上記ファイバにおける最大及び最小の平均信号減衰値の差が所定の値以下であることを特徴とする電気通信ケーブルにも関するものである。理想的には、６０°乃至−３０℃の範囲の熱サイクル中に測定された、上記ファイバにおける最大及び最小の平均信号減衰値の差が０．０１ｄＢ／ｋｍ以下であるようにする。
【００２８】
本発明の更に別の形態は、光コアが第一の重合系被覆層にて被覆された中央支持体と、該支持体の周りにて長手方向に配置された複数の光ファイバと、該支持体の周りで且つ光ファイバの周りにて押出し成形された第二の被覆層とを備える電気通信ケーブル用の光コア内に封入された光ファイバにより伝送される信号の減衰を最小にする方法において、上記複数の光ファイバが、ファイバが支持体上に何ら実質的な圧力を付与することなく、支持体の周りにて実質的に正接状態に配置されることを特徴とする方法である。
【００２９】
本発明の更に別の目的は、第一の重合系被覆層にて被覆された中央支持体と、該支持体の周りにて実質的に正接状態にて長手方向に配置された複数の光ファイバと、該支持体の周りで且つ光ファイバの周りにて押出し成形された第二の被覆層とを備える電気通信ケーブル用の光コアを製造する押出し成形機であって、支持体及び該支持体の周りに配置されたファイバの軸線が貫通する雄型ダイと、仕上がった光コアが押出されるときに通るランド部を有する雌型ダイとを備える押出し成形機において、
ａ）雄型ダイの内壁には、ダイを通って押出し成形機の出口に向けで進むファイバを受け取り得るようにされた複数の長手方向溝が設けられ、ダイの出口における直径方向に対向した２つの溝の壁間の最大距離が被覆した支持体の外径とファイバの直径の２倍の値との合計値に実質的に等しく、これにより、光ファイバと支持体との間にて実質的に正接状態が確保されるようにすることと、
ｂ）雌型ダイのランド部の長さ「Ｌ」と直径「Ｄ」との比が１乃至２の範囲にあることとを特徴とする押出し成形機である。
【００３０】
しかしながら、一つの実施の形態に関する以下の説明及び添付図面から本発明はより一層明確に理解されよう。
【００３１】
【実施の形態の説明】
図１において、参照番号１で示した、電気通信ケーブル用の公知の型式の光コアが横断面図で図示されている。
【００３２】
該コアは、例えば、重合系層２ａで被覆された鋼又は同様のワイヤーから成る中央補強部材１を備えている。各々には、それ自体のアクリル系被覆層４（１つ以上の層）が設けられた複数の光ファイバ３が図１に図示するように、重合系材料２ａ内に部分的に封入されている。
【００３３】
別の重合系層５ａは、第一の層２ａと、該第一の層内に部分的に封入された光ファイバとを被覆する。
【００３４】
本発明による光コアが図２の横断面図に図示されている。該光コアは、典型的に、重合系層２にて被覆された中央の補強部材１である中央支持体を備えている。該中央補強部材は、例えば、ガラスファイバ、適当な補強用重合系材料（例えは、ケブラー（ｋｅｖｌａｒ）（登録商標名）のような芳香族ポリアミド）、炭素繊維等によって補強された鋼ワイヤー又は樹脂とすることができる。補強部材を被覆するのに適したポリマーの例は、熱可塑性樹脂である。好ましくは、ハイトレル（Ｈｙｔｒｅｌ）（登録商標名）という商標名、例えば、特に、ハイトレル４０５６及びＧ３５４８Ｗ（デュポン（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ））という商標名で販売されているようなエラストマー的ポリエステルが使用されるようにする。
【００３５】
被覆層４（典型的に、１つ以上の層によるアクリル樹脂）を有する複数の光ファイバ３が、内側支持コア６とファイバ３との間にて実質的に正接状態にて層２の周りで長手方向に配置され、第二の重合系層５内に完全に封入され、この場合、第二の層を構成するポリマーは、上記に掲げたものから、好ましくは、被覆２に対して使用するものと同一のものから選択される。
【００３６】
内層２及び外層５が形成される材料の曲げ弾性率（ＡＳＤＭ  Ｄ７９０標準に従って測定）は、３０乃至７０ＭＰａの範囲にあることが好ましい。
【００３７】
本発明の一つの実施の形態による光コアは、ケーブルの軸線に対して平行なコアの横断面に対して実質的に正接状態に、好ましくは、２乃至１２の数にて配置され、ファイバの直径が２４０乃至２７０μｍの範囲にある光ファイバを備えている。
【００３８】
一つの好ましい実施の形態によれば、補強部材は、直径０．５乃至０．７ｍｍ、好ましくは、約０．６５ｍｍの鋼ワイヤーから成っている。
【００３９】
好ましくは、内側被覆層２の厚さは、０．５乃至０．７ｍｍの範囲にあり、支持体６の外径が約１．４乃至１．８ｍｍの範囲となるようにする。１２本の光ファイバが支持体６の周りに配置される一つの好ましい実施の形態によれば、重合系被覆は一定の半径方向厚さにて補強部材の周りに配置され、支持体６の直径が約１．７ｍｍであるようにする。
【００４０】
光ファイバを封入する外側重合系層は、好ましくは０．４乃至０．８ｍｍの範囲の半径方向厚さであり、光コアに対し２．５乃至３ｍｍ、好ましくは２．７５ｍｍの最終直径を付与するようにする。
【００４１】
光コアは、プラスチック材料から成り且つ／又は薄い金属シースの形態をした更なる保護層を備えることができる。
【００４２】
一つの好ましい実施の形態において、コアは、０．０５乃至０．１５ｍｍの厚さ、例えば、０．１２５ｍｍの厚さの熱可塑性材料のシース（図示せず）より取り巻かれており、コアに対し３．００ｍｍの総外径を付与する。熱可塑性材料が、単に一例として、非限定的に、ＰＢＴ、ＰＰ、ポリアミド及びポリエチレンを含む当該技術分野にて公知のものから選択される。
【００４３】
光コアを製造する一例は、第一の重合系層２（例えば、熱可塑性エラストマー、特にハイトレル）にて被覆された中央補強部材１から成る内側支持コア６が、例えば、重合系材料２の層を支持体１の周りにて押出し成形することにより形成される第一のステップを備えている。
【００４４】
図３を参照すると、光コアを製造する装置の平面図は、中央支持体６が巻き戻されるドラム７と、１つ以上の反らせ板８、８ａと、支持体６を停止させるブレーキ部材９と、上記支持体を最初に、予熱のため赤外線加熱炉１２を通じて搬送し、次に、押出し成形機１６内に搬送する１つ以上の回転プーリー１０、１１とをこの記載した順序にて備えている。光ファイバ３は、光ファイバの巻き戻し手段１４により平行に巻き戻され且つ押出し成形機１６内に搬送される。冷却タンク１７が押出し成形機１６の出口に配置されている。一つの好ましい実施の形態によれば、光コアは、適当なプーリー１５により押出し成形機内に案内された１２本の光ファイバから成っている。互いに対し且つ押出し成形機の長手方向軸線に対する配置位置が図４及び図５に詳細に図示されたプーリーは、押出し成形機１６の中心を貫通する長手方向軸線から適当な距離にて適宜にブレーキが掛けられ且つその位置に配置されて、長手方向軸線に対して適宜な角度αにて押出し成形ヘッドの入口までファイバを案内する。この角度αは、３°以下、好ましくは、約１．５°とする。プーリーと押出し成形機との間の距離「Ｔ」は、約７００ｍｍ乃至約１５００ｍｍの範囲とし、好ましくは、約１０７０ｍｍとする。
【００４５】
更なる押出し成形機１８は、光コアにプラスチックシースを被覆するため、選択随意的に、冷却タンク１７の後方に配置する一方、それ自体の冷却タンク１９をこの押出し成形機の後方に配置することができる。押出し成形機及び関係したタンクの後には、引張り部材２０が続き、その後には、反らせ板２１と、完成した光コアに対する収集スタンド２２とが続く。
【００４６】
図６の概略図的な長手方向断面図に図示した押出し成形機１６は、雄型ダイ２２を備えており、支持体及び光ファイバがこの雄型ダイを通って付勢され、また、この雄型ダイ２２は、ファイバを中央支持体の周りに所望の形態にて再配置し得るようにされた部分２３（図７乃至図９に詳細に図示）を備えている。該押出し成形機は、ランド部２５と、１つ以上の通路２６とを有する雌型ダイ２４も備えており、溶融した重合系材料はこれらの通路を通じて最初に、上記の２つのダイにより境が設定された領域２７に搬送され、次に、支持体に付与され、また、雄型ダイの部分２３のキャビティから出てランド部２５の領域に向かうときのファイバに付与される。
【００４７】
好ましくは、雄型ダイの部分２３の内側キャビティは、図７に鎖線で示すように、漸進的に変化し、その程度は、図８及び図９に図示した入口及び出口の横断面に対する２つの値により決定される。
【００４８】
より詳細には、内側キャビティは、光ファイバが雄型ダイの出口にてファイバと支持体との間における実質的な正接位置に達する迄、押出し成形機を通って移動する光ファイバを漸進的に案内し得るようにされた複数の長手方向溝２８、２９、２８´、２９´を備えている。一つの好ましい実施の形態によれば、これらの溝の数は１２である。
【００４９】
特に、直径方向に対向した２つの溝２８、２９の半径方向最外側壁の間の距離は、溝２８´、２９´に対して、入口部分にて第一の値「Ｐ1」を有し、出口部分にて第一の値よりも小さい第二の値「Ｐ2」を有する。
【００５０】
より具体的には、少なくとも構造体の出口にて、光ファイバが第二の重合系層の押出し成形領域迄、支持体に対して実質的な正接状態を保つことを確実にし得るように第二の値は予め設定される。
【００５１】
管状壁の出口領域における、直径方向に対向した２つの溝２８´、２９´間の最大距離「Ｐ2」が支持体の外径とファイバの直径の２倍の合計値に実質的に等しいことからこの状態は確認される。このため、支持体が直径１．７ｍｍを有し、ファイバの直径が０．２５ｍｍの場合、この距離は約２．２ｍｍに等しくなる。
【００５２】
入口部分の値「Ｐ1」は、雄型ダイ部分２３の長さに対して、及び押出し成形機の長手方向軸線に対して光ファイバにより形成される角度αに対して一定とされ、同様に、雄型ダイの内側キャビティ内にて上記角度αの値を実質的に一定に保ち得るようにする。例えば、「Ｐ2」の値が約２．３ｍｍ、角度αの値が約１．５°及び雄型ダイの長さが約１０ｍｍである上記の場合、「Ｐ1」の値は、約２．８ｍｍとなろう。
【００５３】
雌型ダイのランド部２５は、典型的に、長さ「Ｌ」対直径「Ｄ」の比が典型的に１乃至２対１の所定の値であることを特徴とする円筒体である。
【００５４】
上記の「Ｌ／Ｄ」比の値に従って、長さの値「Ｌ」は２乃至６ｍｍの範囲にあり、また、直径値「Ｄ」は２乃至４ｍｍの範囲にある。
【００５５】
好ましくは、「Ｌ／Ｄ」の比は、約１．３乃至１．５ｍｍの範囲にあり、好ましい値は、約１．３８である。ランド部の長さ「Ｌ」は、３乃至５ｍｍの範囲にあり、特に好ましい値は約４ｍｍの長さである。直径「Ｄ」は、それぞれ２．２乃至３．６ｍｍの範囲にあり、特に好ましいのは、直径約２．９ｍｍである。
【００５６】
長さＬ0は約１００ｍｍであり、雄型ダイの端部と雌型ダイのランド部との間の距離Ｌ1は、１ｍｍ乃至４ｍｍ、好ましくは、２ｍｍである。
【００５７】
溝が半径方向に方向決めされる雄型ダイの内壁の直径（Ｐ3）は、図８及び図９の入口及び出口において、付勢される支持体の直径よりも僅かに大きい、典型的に、０．１乃至０．２ｍｍ以上の等しい値である。例えば、直径１．７ｍｍの支持体の場合、内径１．８ｍｍの雄型ダイを採用することが好ましい。
【００５８】
一つの好ましい実施の形態によれば、入口部分の溝の中心は、直径Ｐ4約２．５ｍｍの外周上にて整合され、出口部分の溝の中心は、直径Ｐ5約２．０ｍｍの外周上にて整合される。
【００５９】
第二の重合系層の押出し成形温度は、支持体の周りに光ファイバを位置決めすることに悪影響がないようなものでなければならない。より具体的には、押出し成形温度は、ファイバが軸方向に向けて及び外周に沿った双方にその相対的な位置から変位するのを防止し得るように、ポリマーが十分に低粘度であることを保証するようなものでなければならない。このように、押出し成形温度は、１００ｓｅｃ-1のせん断速度にて測定したとき、約６８０Ｐａ・ｓ以下、好ましくは、約５００Ｐａ・ｓ以下の粘度、特に好ましくは、約４００Ｐａ・ｓの粘度を有するポリマーとなるように調節することができる。例えば、十分に低粘度のポリマーが得られるように、被覆ポリマーとしてハイトレル４０５６が使用される場合、押出し成形温度（ダイの出口にて測定）は、少なくとも２２０℃（粘度約６６０Ｐａ・ｓ；せん断率１００ｓｅｃ-1）、好ましくは、少なくとも約２４０℃（粘度約４５０Ｐａ・ｓ）であり、約２５０℃の温度が特に好ましい（粘度約３７０Ｐａ・ｓ）。これと逆に、過剰な温度は、典型的にアクリル系である、ファイバの保護被覆を構成する材料を分解させる可能性があり、その温度は、３００℃以下、好ましくは、２８０℃以下に保つことが好ましい。
【００６０】
図面を参照しつつ、本発明による光コアの一つの実施の形態について一例として以下に説明する。この場合、エラストマー的ポリマー、より具体的にはハイトレル（デュポン）が双方の被覆層に対する熱可塑性材料として使用される。
【００６１】
この場合、第一の重合系層にて被覆された鋼ワイヤーである、支持体は、好ましくは、１０乃至５０ｍ／分の一定のライン速度にて駆動されて、また、典型的に、１乃至５ｋｇの所定のブレーキ値にてブレーキが掛けられる。
【００６２】
特に好ましい一つの実施の形態によれば、ライン速度は、１４ｍ／分、及び支持体のブレーキ値は２．５ｋｇである。
【００６３】
最初に、支持体を約１２０乃至１３０℃の温度まで加熱するため、６００乃至９００℃の範囲、好ましくは、約７５０℃の温度に調節された、好ましくは赤外線型の予熱炉１２中に支持体を投入する。この重合系層の温度は、ポリマーの溶融温度以下の少なくとも２０℃、好ましくは、少なくとも約３０℃に維持しなければならない。このことは、内層を溶融させ且つその後に、ファイバを上記内層内に部分的に埋め込むことなく、所望の粘度を有するのに十分に高い温度にて外層を押出し成形することを可能にする。
【００６４】
次に、予熱した支持体は、牽引力作用を受けることにより巻き戻され且つブレーキを受ける光ファイバを支持する１２のプーリーの巻き戻し手段の中心に供給される。そのブレーキ値は、支持体における引張り力の値に相関し且つ５０乃至２５０ｇの範囲内にある。好ましくは、支持体におけるブレーキ力「Ｋ」とファイバ上におけるブレーキ力「ｋ」との比は、１０乃至５０の範囲にあるようにする。
【００６５】
「Ｋ／ｋ」の比の値は、次のように予め設定されることが好ましい。すなわち、支持体及びファイバにおける引張り力を解放したとき、光ファイバが圧縮される前に、補償しなければならない光ファイバの残留伸び率は、少なくとも約０．０２％に等しいように設定する。
【００６６】
ファイバ及び支持体は、雄型ダイ２２の内部にて、ランド部２５の領域に向けて供給され、このランド部の領域内にて、第二の重合系材料が押出し成形される。光ファイバは、ファイバに対する半径方向保持面を形成する長手方向溝２８、２９（図７乃至図９）により部分２３の管状壁内を適宜に、案内され、光ファイバが最初に支持体に漸進的に接近し、次に、支持体上にて、少なくとも溝２８´、２９´を貫通する雄型ダイの出口点（図９）迄、実質的な正接状態を保つようにする。
【００６７】
光ファイバは、支持体に対して実質的に正接状態の位置にて且つ長手方向溝により付与された反復的な周方向へ分離する形態にて、雄型ダイ２２から出て、支持体と共に、雌型ダイ２４のランド部２５まで動き、このランド部２５にて、光ファイバは、通路２７から来る第二の重合系層にて被覆される。雌型ダイのランド部２５は、先に掲げた長さ及び直径であることを特徴としている。
【００６８】
好ましくは、ダイの出口にて測定した第二の重合系層の温度は、２２０℃乃至２８０℃の範囲とし、特に、好ましい温度は、２４０℃乃至２６０℃であり、最も好ましい温度は２５０℃である。
【００６９】
押出し成形機の出口にて、第二の重合系層が光コアの最後の部分となる場合、ファイバが重合系層内に封入された支持体は、冷却タンク内に移動し、次に、収集スタンドまで移動する。
【００７０】
コア６は、タンク１１内の所定の温度の水中にて冷却される。特に、当該出願人は、望ましいように、光ファイバを支持体に対して実質的に正接状態を保つためには、コアを２０乃至８０℃の範囲の温度、好ましくは、４０°乃至６０℃の範囲の温度まで冷却することが好ましいことが分かった。
【００７１】
光コアに更なる被覆層を被覆しようとする場合、光ファイバが第二の層内に封入された支持体は、別の押出し成形機を経て移動し、この押出し成形機にて、支持体は、例えば、ポリアミド樹脂から成る熱可塑性シースにて被覆される。
【００７２】
次に、熱可塑性シースを被覆した光コアは、上述したように、タンク内にて冷却される。
【００７３】
最後に、形成されるコアは、引張り部材２０により、反らせ板２１を通って移動し、収集スタンド２２上に収集される。
【００７４】
上述した方法を使用して、雌型ダイのランド部２５の長さ「Ｌ」を選択し且つその他のパラメータを一定に保ちつつ、２つの光コアを製造した。
【００７５】
特に、一例としての光コアの双方について、次の材料を使用した。
【００７６】
中央補強部材：直径０．６５ｍｍの鋼
第一の被覆層：厚さ０．５２５ｍｍのハイトレル（登録商標名）４０５６
アクリル系樹脂で被覆した１２本の光ファイバ（直径２４０μｍ）
第二の被覆層：厚さ０．５２５ｍｍのハイトレル（登録商標名）４０５６
押出し成形のため、次のパラメータを特徴とする押出し成形ヘッドを備えるバンデラ（Ｂａｎｄｅｒａ）（登録商標名）３０の押出し成形機を使用した。
【００７７】
雄型ダイの入口の直径Ｐ1：２．８ｍｍ
雄型ダイの出口の直径Ｐ2：２．３ｍｍ
雄型ダイの長さＬ0：１００ｍｍ
雄型ダイと雌型ダイのランド部との間の距離：２ｍｍ
雌型ダイのランド部の直径：２．９ｍｍ
ランド部の長さＬ：１ｍｍ又は４ｍｍ（表を参照）
押出し成形ラインのパラメータは、次の通りとした。
【００７８】
ライン速度：１４ｍ／分
光ファイバのブレーキ力：１００ｇ
支持体のブレーキ力：２．５又は６．０ｋｇ（表を参照）
ハイトレル（登録商標名）の第二の層の押出し成形温度は、２３０℃に設定した。
【００７９】
冷却タンクは、押出し成形機から約１５０ｍｍの距離に配置し、水温は約５０°又は８０℃とした（表を参照）。
【００８０】
例えば、工場での格納、積み込み、輸送及び付設の間、次の方法に従って、ケーブルがその有効寿命の間に受ける極端な温度値をシミュレーションしながら、最大値＋６０°と最小値−３０°の範囲の熱サイクル下にて、性能を試験した。
【００８１】
最小長さ３ｋｍの光コアをドラムに巻き且つ強制的な空気循環により気候チャンバ中に投入する。
【００８２】
中央部材の直流の抵抗を測定することにより（測定抵抗値が一定となる迄）、温度熱状態に達することを確実にする、所望の温度を設定する。
【００８３】
一度び所望の温度に達したならば、光コアは、少なくとも２４時間、こうした状態下に放置する。
【００８４】
１５５０ｎｍの波長のＯＴＤＲにて後方散乱光を測定することにより、ファイバが伝送する信号の減衰程度を試験する。その測定は、ファイバの両端にて行い、その２回の測定の平均値として減衰値を求める。
【００８５】
熱サイクルは、それぞれ、６０℃、０℃、−２０℃、−３０℃、６０℃、２０℃にて６回の減衰値の測定を必要とする。
【００８６】
結果は、以下の表に掲げてある。
【００８７】
以下の温度（℃）にて測定したときの減衰値
0004361680.tif 000002
Ｌ＝押出し成形ダイのランド部の長さ
Ｂ＝支持体のブレーキ力
Ｔ＝冷却水の温度
表に掲げた結果から、押出し成形ヘッドの他の全ての寸法を等しくして、ランド部の長さ「Ｌ」４ｍｍを有する押出し成形ダイを、ハイトレル（登録商標名）の第二の層に対して使用したとき、１ｍｍの値のときに得られる減衰値と比較して、光コアの光ファイバにて得られる値は改良されていることが分かる。
【００８８】
より具体的には、本発明によるコアのファイバについて測定された平均減衰値は、何れの場合でも、常に、０．２００ｄＢ／ｋｍ以下又はこれに等しいことを理解すべきである。更に、熱サイクル中に測定した最大及び最小平均値間の差は、０．０１ｄＢ／ｋｍ以下である。
【００８９】
当該出願人が観察したように、本発明による方法は、光ファイバを製造する間、ファイバ上にて発生される機械的な圧力を最小にすることを可能にする。このことの有利な点は、光ファイバ上に加わる外部の機械的圧力が実質的に存在しないこと、及び押出し成形ヘッドを通ってプラスチック形態にて流れる重合系材料の圧力を制御することは、必然的に、光ファイバの特性が向上し、その結果、通常、ファイバにより伝送される光信号を減衰させる原因となるものが減少することを意味することとである。
【００９０】
より具体的には、当該出願人が観察したように、光ファイバを特殊な溝内にて案内し、第二の重合系層を押出し成形する間に、実質的な正接状態を保ち、これにより、ファイバが支持体の周りにて実質的に変位することを防止することにより、実質的な正接状態が都合良く得られる。また、特に、この状態は、雌型ダイのランド部の軸方向長さ「Ｌ」対その直径「Ｄ」との比に対して適当な値を採用し、また、好ましくは、所定の押出し成形温度値を採用することにより、この状態が実現可能であることも分かった。
【００９１】
例えば、「Ｌ／Ｄ」の比が過度に大きい値である（例えば、ランド部の長さが直径に比して過度に長いことに起因して）場合、押出し成形ヘッド内の重合系材料の圧力を上昇させ、ファイバが所望の正接状態から移動しまた、外周の周りで分離する可能性がある。他方、押出し成形温度が過度に低い場合にもまた、ポリマーの粘度が過剰となるため、この欠点が生じる可能性がある。また、「Ｌ／Ｄ」の比が過度に小さい（例えば、直径に対する長さが不十分であるため）場合、典型的に、押出し成形ヘッド内に移動し且つ周囲の環境内に入る重合系材料の圧力が過度に急速に変化するため、光ファイバは部分的又は不均一にしか被覆されないことも観察された。
【００９２】
また、当該出願人は、冷却タンクの温度を少なくとも２０℃の値に設定することは、ファイバ上に所望の程度の被覆を保つのに役立つことも分かった。その理由は、冷却水の温度をこの値以上に保つことは、最内側部分と比較してコアの最外側部分が過度に冷却し、外側部分が収縮する可能性を回避するからである。
【００９３】
このような状況のとき、外側部分の収縮に伴って損失する材料の容積を補償するため、光ファイバの周りに配置されたプラスチック材料が上方に引っ張られることが生じる。このことは、光ファイバがその規則的な幾何学的形態から変位することとなり、その結果、ファイバに局部的な過剰な圧力が加わり、それに伴い、ファイバが伝送する信号を減衰させる可能性がある。
【００９４】
本発明は、上記に記載したことにのみ厳格に限定されるものではなく、明示的に説明しないが、当業者が説明した本発明から容易に推知することができ、また、中央支持体の上のファイバに何ら実質的な半径方向圧力を加えることのない、こうした全ての方策及び構造上の代替例を包含するものである。
【００９５】
例えば、光ファイバは、コアの長手方向中心軸線に対して平行ではなくて、「ＳＺ」型式の形態にて支持体に付与することができる。
【００９６】
本発明による方法の一つの可能な変更例によれば、反対方向に回転する雄型ダイを使用してファイバを交互に回転させるか、又は再度、例えば、押出し成形ヘッドの前で中央ワイヤーを旋回させることにより、「ＳＺ」形態を形成することができる。
【００９７】
本発明の光コアは、例えば、次の要素を更に備える水中通信ケーブルの一部とすることができる。
【００９８】
典型的に１つ以上の鋼ワイヤーリングから成る、引張り応力抵抗性補強要素と；
例えば、リピータ又は増幅器装置用のケーブルの場合、電気的導体として選択随意的に作用する長手方向にろう付けした水密シース（例えば、銅製）と；
好ましくは、湿度にて膨張し且つ水素を受け入れる、適当な粘度の物質を使用して、水が長手方向に浸入するのを防止するため光モジュールの上及び補強ワイヤーの間に設けられたパッディング材と；
例えば、ポリエチレンから成る外側絶縁層と；
必要な場合、ケーブルが付設される深さに依存して保護外装とである。
【００９９】
本発明による光コアは、例えば、かかる用途用に考えられる特定の補強及び／又は機能的要素と組み合わせて、地上ケーブル、安全ロープのようなその他のケーブル構造体の用途にて都合良く使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  現在の技術の電気通信ケーブルの光コアの横断面図である。
【図２】  本発明による電気通信ケーブル用の光コアの横断面図である。
【図３】  本発明による光コアを製造するラインの長手方向概略図である。
【図４】  コアの光ファイバの回転プーリーを配置する状態を示す正面図である。
【図５】  回転プーリーと光コアの第二の熱可塑性層の押出し成形機との間の光ファイバの経路の概略図的な平面図である。
【図６】  第二の熱可塑性層の押出し成形機の長手方向断面図である。
【図７】  第二の熱可塑性層を出し成形する前に、ファイバ及び支持体が案内されるときに通る部分に関する、押出し成形機ヘッドの雄型ダイの要素２３の拡大した長手方向部分断面図である。
【図８】  図７の雄型ダイの要素２３の内面における拡張した入口部分の図である。
【図９】  該要素２３の内面における拡張した出口部分の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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