CN118159887A - 光纤 - Google Patents

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斋藤崇广
相马一之
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Abstract

光纤(10A)具有包含纤芯(11)及包层(12)在内的玻璃纤维(13)。包层(12)包含将纤芯(11)的外周覆盖的内包层(121)、将内包层(121)的外周覆盖的沟槽(122)和将沟槽(122)的外周覆盖的外包层(123)。内包层(121)的折射率低于纤芯(11)的折射率。沟槽(122)的折射率低于内包层(121)的折射率。外包层(123)的折射率高于沟槽(122)的折射率、低于纤芯(11)的折射率。在纤芯(11)掺有锗。内包层(121)的平均氯质量浓度为500ppm以上且5000ppm以下。如果将纤芯(11)相对于外包层(123)的折射率的相对折射率差设为Δ1、将内包层(121)相对于外包层(123)的折射率的相对折射率差设为Δ2、将沟槽(122)相对于外包层(123)的折射率的相对折射率差设为Δ3、将纤芯(11)的外周的半径设为r1、将内包层(121)的外周的半径设为r2、将沟槽(122)的外周的半径设为r3，则r2/r1为2.2以上且3.6以下，r3－r2为3μm以上且10μm以下，Δ1－Δ2为0.15％以上且0.40％以下，|Δ2|为0.10％以下，Δ3为－0.70％以上且－0.10％以下。针对波长1310nm的光的模场直径为8.8μm以上且9.6μm以下。卷绕于直径15mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每1匝为1.0dB以下。卷绕于直径30mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每10匝为0.1dB以下。零色散波长为1300nm以上且1324nm以下。线缆截止波长为1260nm以下。

Description

光纤
技术领域
本发明涉及光纤。本申请基于2021年8月31日申请的日本申请第2021－141607号而要求优先权，引用在上述日本申请中记载的全部记载内容。
背景技术
在专利文献1记载有光纤。该光纤具有中心纤芯部、在中心纤芯部的外周形成的中间层、在中间层的外周形成的沟槽层、和在沟槽层的外周形成的包层部。如果将中心纤芯部相对于包层部的相对折射率差设为Δ1、将中间层相对于包层部的相对折射率差设为Δ2、将沟槽层相对于包层部的相对折射率差设为Δ3，则Δ1＞Δ2＞Δ3且0＞Δ3成立。Δ1为0.36％以上且0.40％以下。Δ2为－0.05％以上且0.05％以下。|Δ3|为0.25％以下。Δ1×|Δ3|为0.08％2以下。在将沟槽层的内径设为2b、将外径设为2c时，(c－b)小于4.5μm。
在专利文献2记载有光纤。该光纤具有纤芯、内包层、沟槽及外包层这4层构造。纤芯的折射率分布的乘数α大于5。在外包层掺有1.2质量％以上的Cl。波长1.31μm的模场直径处于9.0μm至9.5μm的范围内。
在专利文献3记载有光纤。该光纤具有玻璃纤维、一级包覆层和二级包覆层，该玻璃纤维具有125μm的直径。实质上固化后的一级包覆层具有小于0.65MPa的in situ弹性系数和－50℃或－50℃以下的玻璃转移温度。一级包覆层具有135μm至175μm的外径。
在专利文献4记载有光纤。该光纤具有纤芯、内包层、沟槽及外包层这4层构造。在将纤芯的折射率设为Δ1、将纤芯的半径设为r1、将内包层的折射率设为Δ2、将内包层的半径设为r2、将沟槽的折射率设为Δ3、将沟槽的半径设为r3、将沟槽的容积设为V3、将外包层的折射率设为Δ4、将外包层的半径设为r4时，满足下述的条件。
i)Δ1＞Δ2＞Δ4＞Δ3
ii)0.005％≤Δ2－Δ4≤0.05％
iii)15μm－r2≤25μm
iv)30Δ％·μm2|V3|≤80Δ％·μm2
v)波长1310nm的模场直径为9.0μm以上且9.5μm以下。
vi)在波长1550nm，弯曲直径15mm时的弯曲损耗为0.5dB/匝以下，弯曲直径20mm时的弯曲损耗为0.2dB/匝以下，弯曲直径30mm时的弯曲损耗为0.005dB/匝以下。
专利文献1：日本特开2020－129037号公报
专利文献2：国际公开第2017/172714号
专利文献3：国际公开第2010/053356号
专利文献4：美国专利申请公开第2021/0041623号说明书
发明内容
本发明的一个方式所涉及的光纤具有包含纤芯及包层在内的玻璃纤维。包层包含将纤芯的外周覆盖的内包层、将内包层的外周覆盖的沟槽和将沟槽的外周覆盖的外包层。内包层的折射率低于纤芯的折射率。沟槽的折射率低于内包层的折射率。外包层的折射率高于沟槽的折射率、低于纤芯的折射率。在纤芯掺有锗。内包层的平均氯质量浓度为500ppm以上且5000ppm以下。在将纤芯相对于外包层的折射率的相对折射率差设为Δ1、将内包层相对于外包层的折射率的相对折射率差设为Δ2、将沟槽相对于外包层的折射率的相对折射率差设为Δ3、将纤芯的外周的半径设为r1、将内包层的外周的半径设为r2、将沟槽的外周的半径设为r3时，则r2/r1为2.2以上且3.6以下，r3－r2为3μm以上且10μm以下，Δ1－Δ2为0.15％以上且0.40％以下，|Δ2|为0.10％以下，Δ3为－0.70％以上且－0.10％以下。针对波长1310nm的光的模场直径为8.8μm以上且9.6μm以下。卷绕于直径15mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每1匝为1.0dB以下。卷绕于直径30mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每10匝为0.1dB以下。光纤的零色散波长为1300nm以上且1324nm以下。光纤的线缆截止波长为1260nm以下。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的光纤的与轴向垂直的剖面的图。
图2是表示玻璃纤维的半径方向的折射率分布的图。
图3是表示玻璃纤维的外径变动的波动(3σ)和波长1.31μm的传送损耗成为0.32dB/km以下的光纤的比例之间的关系的曲线图。
图4是用于对玻璃纤维的偏心量的定义进行说明的概略图。
图5是表示玻璃纤维相对于玻璃纤维的轴向的位置的偏心量的偏心量波形的图。
图6是表示对偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱的一个例子的图。
图7是表示本实施方式所涉及的光纤制造装置的概略结构图。
图8是表示第3实施方式所涉及的光纤的与轴向垂直的剖面的图。
图9是作为第3实施方式的变形例，表示光纤的与轴向垂直的剖面的图。
具体实施方式
[本发明所要解决的课题]
为了降低光纤的连接损耗，减小彼此连接的2根光纤的模场直径(MFD)的差是有效的。通常在铺设的光缆使用的光纤(所谓的通用光纤)的中心MFD(λ＝1.31μm)为9.2μm，与此相对，现有的耐弯曲光纤的中心MFD(λ＝1.31μm)为8.6μm，平均上存在0.6μm的MFD差。因此，为了减少光纤的连接损耗，增大耐弯曲光纤的MFD是有效的。但是，通常来说，如果维持玻璃纤维的外径(125μm±0.5μm)不变而增大MFD，则弯曲损耗会增大。为了将光纤的传送损耗抑制得低，防止弯曲损耗的增大也是重要的。
[本发明的效果]
根据本发明，能提供能够抑制弯曲损耗的增大并增大MFD的光纤。
[本发明的实施方式的说明]
首先，列举本发明的实施方式的内容而进行说明。本发明的一个方式所涉及的光纤具有包含纤芯及包层在内的玻璃纤维。包层包含将纤芯的外周覆盖的内包层、将内包层的外周覆盖的沟槽和将沟槽的外周覆盖的外包层。内包层的折射率低于纤芯的折射率。沟槽的折射率低于内包层的折射率。外包层的折射率高于沟槽的折射率、低于纤芯的折射率。在纤芯掺有锗。内包层的平均氯质量浓度为500ppm以上且5000ppm以下。在将纤芯相对于外包层的折射率的相对折射率差设为Δ1、将内包层相对于外包层的折射率的相对折射率差设为Δ2、将沟槽相对于外包层的折射率的相对折射率差设为Δ3、将纤芯的外周的半径设为r1、将内包层的外周的半径设为r2、将沟槽的外周的半径设为r3时，则r2/r1为2.2以上且3.6以下，r3－r2为3μm以上且10μm以下，Δ1－Δ2为0.15％以上且0.40％以下，|Δ2|为0.10％以下，Δ3为－0.70％以上且－0.10％以下。针对波长1310nm的光的模场直径为8.8μm以上且9.6μm以下。卷绕于直径15mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每1匝为1.0dB以下。卷绕于直径30mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每10匝为0.1dB以下。光纤的零色散波长为1300nm以上且1324nm以下。光纤的线缆截止波长为1260nm以下。
通过具有这些参数的光纤，能够抑制弯曲损耗的增大并增大模场直径。
上述光纤卷绕于直径100mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗可以是每1匝为1.0×10-4dB以下。
上述光纤针对波长1550nm的光的波长色散可以为18.6ps/(nm·km)以下，上述光纤的零色散斜率可以为0.092ps/(nm2·km)以下。
上述光纤针对波长1383nm的光的传送损耗可以为0.35dB/km以下。
在上述光纤，在将玻璃纤维的轴向的外径变动的标准偏差设为σ时，3σ可以为0.1μm以上且0.5μm以下。
在上述光纤，外包层的平均氯质量浓度可以实质上为零，外包层的平均OH质量浓度可以为5ppm以上且500ppm以下。
上述光纤可以还具有将玻璃纤维的外周包覆的包覆树脂层。包覆树脂层可以具有与玻璃纤维相接触而将玻璃纤维包覆的初级树脂层和将初级树脂层的外周包覆的次级树脂层。初级树脂层的厚度可以为7.5μm以上且17.5μm以下。初级树脂层的23℃的杨氏模量可以为0.10MPa以上且0.50MPa以下。次级树脂层的厚度可以为5.0μm以上且17.5μm以下。次级树脂层的外径可以为165μm以上且175μm以下。次级树脂层的23℃的杨氏模量可以为1200MPa以上且2800MPa以下。
上述光纤可以还具有将玻璃纤维的外周包覆的包覆树脂层。包覆树脂层可以具有与玻璃纤维相接触而将玻璃纤维包覆的初级树脂层、将初级树脂层的外周包覆的次级树脂层和将次级树脂层的外周包覆的第1着色层。初级树脂层的厚度可以为7.5μm以上且17.5μm以下。初级树脂层的23℃的杨氏模量可以为0.10MPa以上且0.60MPa以下。次级树脂层的厚度可以为5.0μm以上且17.5μm以下。次级树脂层的外径可以为165μm以上且175μm以下。次级树脂层的23℃的杨氏模量可以为1200MPa以上且2800MPa以下。
在上述光纤，包覆树脂层可以还具有第2着色层，该第2着色层形成于次级树脂层和第1着色层之间，与第1着色层的颜色不同。第2着色层可以包含有在玻璃纤维的轴向彼此隔开间隔而形成的多个环状图案。
在沿上述玻璃纤维的轴向以规定的间隔设定出的多个测定点处，对从以次级树脂层的外周为基准的中心轴起的玻璃纤维的偏心量进行测定，在对表示相对于多个测定点各自的位置的偏心量的波形进行傅立叶变换而得到的频谱，偏心量的振幅的最大值为6μm以下。
[本发明的实施方式的详细内容]
根据需要，参照附图对本实施方式所涉及的光纤的具体例进行说明。本发明不受这些例示所限定，而是由权利要求书示出，包含与权利要求书等同的内容及其范围内的全部变更。在下面的说明，对在附图的说明中相同的要素标注相同的标号，省略重复的说明。在下面的说明，某要素的“外径”是指光纤的轴向的多个位置处的该要素的外径的平均值。同样地，某要素的“厚度”是指光纤的轴向的多个位置处的该要素的厚度的平均值。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式所涉及的光纤10A的与轴向垂直的剖面的图。光纤10A是所谓的光纤基线，依照ITU－T G.652标准及ITU－T G.657标准中的至少一者。依照ITU－TG.652标准是指依照G.652.A、G.652.B、G.652.C及G.652.D中的至少一个。依照ITU－TG.657标准是指依照G.657.A及G.657.B中的至少一个。光纤10A具有：玻璃纤维13，其包含纤芯11及包层12；以及包覆树脂层16A，其包含设置于玻璃纤维13的外周的初级树脂层14及次级树脂层15。
包层12将纤芯11包围。纤芯11及包层12主要包含石英玻璃等玻璃。纤芯11例如由在纯石英玻璃掺有锗(Ge)的材料构成。在这里，纯石英玻璃是实质上不包含杂质。
玻璃纤维13的外径D2即包层12的外径为125μm±0.5μm、即124.5μm以上且125.5μm以下，纤芯11的直径D1为6.0μm以上且12.0μm以下。玻璃纤维13的外径D2如上所述与通常的玻璃纤维的外径相同，由此能够在连接器等周边工具、熔接机等周边设备使用通常的玻璃纤维，因此与已设光纤的置换容易。例如在微导管线缆、数据中心用超多芯线缆、其他各种线缆等容易应用光纤10A。
包层12包含内包层121、沟槽122和外包层123。内包层121将纤芯11的外周覆盖，与纤芯11的外周面相接触。沟槽122将内包层121的外周覆盖，与内包层121的外周面相接触。外包层123将沟槽122的外周覆盖，与沟槽122的外周面相接触。能够在内包层121使用掺有氯(Cl)的石英玻璃。内包层121的平均氯质量浓度例如为500ppm以上且5000ppm以下，或者例如为500ppm以上且3000ppm以下。能够在沟槽122使用掺有氟的石英玻璃。能够在外包层123使用纯石英玻璃。外包层123的平均氯质量浓度例如实质上为零。在这里，实质上为零具体是指为50ppm以下。外包层123的平均OH质量浓度例如为5ppm以上且500ppm以下，或者例如为5ppm以上且200ppm以下。如上所述的外包层123的平均氯质量浓度及平均OH质量浓度例如是通过以真空气氛对外包层123进行烧结而实现的。
图2是表示玻璃纤维13的半径方向的折射率分布的图。在图2，分别是范围E1对应于纤芯11，范围E2对应于内包层121，范围E3对应于沟槽122，范围E4对应于外包层123。纵轴表示相对折射率差，横轴表示半径方向位置。如图2所示，在玻璃纤维13，将纤芯11、内包层121及沟槽122相对于外包层123的折射率的相对折射率差分别设为Δ1、Δ2及Δ3。此时，内包层121的相对折射率差Δ2小于纤芯11的相对折射率差Δ1。换言之，内包层121的折射率小于纤芯11的折射率。沟槽122的相对折射率差Δ3小于内包层121的相对折射率差Δ2。换言之，沟槽122的折射率小于内包层121的折射率。沟槽122的相对折射率差Δ3的符号为负，纤芯11的相对折射率差Δ1的符号为正。相对折射率差的符号为负是指，折射率小于外包层123的折射率。
从纤芯11的相对折射率差Δ1减去内包层121的相对折射率差Δ2而得到的值(Δ1－Δ2)为0.15％以上且0.40％以下。在一个实施例，值(Δ1－Δ2)为0.34％。值(Δ1－Δ2)如上所述比较小，由此实现光纤10D的模场直径的扩大。内包层121的相对折射率差Δ2的绝对值|Δ2|为0.10％以下。沟槽122的相对折射率差Δ3为－0.70％以上且－0.10％以下。沟槽122的相对折射率差Δ3处于如上所述的范围内，由此在对玻璃进行烧结的工序无需极端地增大氟的添加量。沟槽122的相对折射率差Δ3可以小于－0.25％。在一个实施例，纤芯11的相对折射率差Δ1为0.35％，内包层121的相对折射率差Δ2为0.02％，沟槽122的相对折射率差Δ3为－0.30％。
如图1及图2所示，将纤芯11的外周的半径设为r1、将内包层121的外周的半径设为r2、将沟槽122的外周的半径设为r3。此时，将内包层121的半径r2除以纤芯11的半径r1而得到的值(r2/r1)为2.2以上且3.6以下。从沟槽122的半径r3减去内包层121的半径r2而得到的值(r3－r2)为3μm以上且10μm以下。在一个实施例，值(r3－r2)为4.0。值(r3－r2)可以大于4.5μm。外包层123的外径、即玻璃纤维13的外径与上述各实施方式同样地，处于125μm±0.5μm的范围内。在一个实施例，纤芯11的半径r1为4.0μm，内包层121的半径r2为14.4μm，沟槽122的半径r3为18.4μm。
针对波长1310nm的光的光纤10A的模场直径为9.2μm±0.4μm即8.8μm以上且9.6μm以下。模场直径是基于Petermann－I的定义是。将光纤10A卷绕于直径15mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每1匝为1.0dB以下。将光纤10A卷绕于直径30mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每10匝为0.1dB以下。将光纤10A卷绕于直径100mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每1匝为1.0×10-4dB以下。将内包层121的半径r2除以纤芯11的半径r1而得到的值(r2/r1)为3.6以下，由此能够实现如上所述的弯曲损耗特性。如上所述，光纤10A以模场直径9.2μm为中心，与通常的光纤即纤芯和包层的折射率分布各自只有一级的光纤相比能扩大模场直径，并且满足G.657.A2所规定出的弯曲损耗的水平。卷绕于直径100mm时的弯曲损耗小至无法测定，因此在20mm至60mm的范围内对几个弯曲直径的弯曲损耗进行测定，基于弯曲损耗的弯曲直径依赖性通过外插进行计算。
光纤10A的零色散波长为1300nm以上且1324nm以下。即，光纤10A的零色散波长依照G.657.A2的规定。将内包层121的半径r2除以纤芯11的半径r1而得到的值(r2/r1)为2.2以上，由此能够实现如上所述的零色散波长。光纤10A针对波长1550nm的光的波长色散为18.6ps/(nm·km)以下。光纤10A的零色散斜率为0.092ps/(nm2·km)以下。波长色散及零色散斜率处于这些范围内，由此得到依照G.657.A2标准的耐弯曲光纤。
光纤10A的线缆截止波长为1260nm以下。即，光纤10A的线缆截止波长依照G.657.A2的规定。
光纤10A针对波长1383nm的光的传送损耗为0.35dB/km以下。换言之，纤芯11及包层12的平均OH质量浓度小至针对波长1383nm的光的传送损耗成为0.35dB/km以下的程度。传送损耗处于该范围内，由此能够将在光通信系统能使用于信息传送的波长范围扩大。
在将轴向的玻璃纤维13的外径的变动的标准偏差设为σ时，3σ例如为0.1μm以上且0.5μm以下。在这里，标准偏差σ示出在长度方向以恒定的间隔例如1m间隔进行了测定时的测定值的长度方向的变动，即外径变动的波动。值3σ可以收敛于0.2μm以上且0.5μm以下的范围。外径变动为了满足玻璃直径的国际标准，需要为规定的值以下。
图3是表示玻璃纤维13的外径变动的波动(3σ)和波长1.31μm的传送损耗成为0.32dB/km以下的光纤的比例之间的关系的曲线图。根据图3明确可知，如果外径变动的波动(3σ)为0.1μm以上，则传送损耗成为0.32dB/km以下的光纤的比例超过90％，将传送损耗被抑制得充分低。外径变动的波动和波长1.31μm时的传送损耗存在相关关系，外径变动的波动越小，则波长1.31μm时的传送损耗变得越大。使外径变动稍微发生波动、即、将3σ设为0.1μm以上且0.5μm以下，由此在外径变动没有问题的范围能够抑制波长1.31μm时的传送损耗。
在这里，作为实施例及对比例，将样本编号1至4所涉及的光纤的规格及特性在表1示出。外包层123的半径全部为62.5μm。
[表1]
如表1所示，在样本1、2，在各光学特性上能够实现良好的值。与此相对，在样本3，波长1.38μm时的传送损耗变得过大。在此基础上，波长色散(λ＝1550nm)从G.657.A2标准脱离。在样本4，波长1.625μm时的直径30mm的弯曲损耗变得过大。因此，将内包层121的半径r2除以纤芯11的半径r1而得到的值(r2/r1)可以为2.2以上且3.6以下。
次级树脂层15的厚度t2为5.0μm以上且17.5μm以下。在形成包覆树脂层16A时，玻璃纤维13振动，由此以几μm的大小产生包覆偏心，因此次级树脂层15有时局部地薄壁化。在这里，包覆偏心是玻璃纤维13的中心和包覆树脂层16A的外周的中心之间的距离。如果在上述局部地薄壁化的部位，叠加在拉丝工序附着于辊的异物，则会成为光纤10A的断线的原因，光纤10A的成品率降低。次级树脂层15的平均厚度为5.0μm以上，由此能够防止由包覆偏心引起的次级树脂层15的极端的薄化，减少光纤10A的断线。次级树脂层15的外径D4为170μm±5μm即165μm以上且175μm以下。次级树脂层15的外径D4是如上所述的值，由此能够实现与现有的光纤基线的外径相比较具有较小的外径的光纤基线。由此，能够在光缆内安装更多的光纤基线。
次级树脂层15的杨氏模量可以在23℃时为1200MPa以上且2800MPa以下，也可以为1500MPa以上且2800MPa以下，也可以为2000MPa以上且2700MPa以下。如果次级树脂层15的杨氏模量为1200MPa以上，则容易提高耐侧压特性，如果为2800MPa以下，则能够对次级树脂层15赋予适当的韧性，因此容易提高耐张力性及低温特性。如果次级树脂层15的杨氏模量为2800MPa以下，则不易发生由外伤引起的外观的恶化及次级树脂层15的破裂。
具有上述特性的次级树脂层15能够通过使包含氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的低聚物、含有单体及光聚合引发剂的基体树脂或者包含该基体树脂和疏水性的无机氧化物颗粒在内的树脂组合物固化而形成。(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或与其相对应的甲基丙烯酸酯。关于(甲基)丙烯酸等也是同样的。无机氧化物颗粒是球状的颗粒。无机氧化物颗粒是由二氧化硅(Silica)、二氧化锆(Zirconia)、氧化铝(Alumina)、氧化镁(Magnesia)、氧化钛(Titania)、氧化锡及氧化锌构成的组之中的至少1种。从对次级树脂层15赋予适当的韧性的观点出发，无机氧化物颗粒的平均一次粒径可以为500nm以下。从提高次级树脂层15的杨氏模量的观点出发，无机氧化物颗粒的平均一次粒径可以为5nm以上，也可以为10nm以上。
无机氧化物颗粒的表面被进行了疏水处理。疏水处理是指在无机氧化物颗粒的表面导入了疏水性的基团。疏水性的基团可以是(甲基)丙烯酰基等反应性基团(紫外线固化性的官能团)或脂肪族烃基(例如，烷基)、芳香族烃基(例如，苯基)等非反应性基团。在无机氧化物颗粒具有反应性基团的情况下，容易形成杨氏模量高的树脂层。在无机氧化物颗粒的表面可以导入紫外线固化性的官能团。通过具有紫外线固化性的官能团的硅烷化合物对无机氧化物颗粒进行处理，由此能够在无机氧化物颗粒的表面导入紫外线固化性的官能团。作为具有紫外线固化性的官能团的硅烷化合物，例如举出3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等。
作为氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯，能够使用使多元醇化合物、多异氰酸酯化合物及含羟基(甲基)丙烯酸酯化合物反应而得到的低聚物。作为多元醇化合物，例如举出聚四亚甲基二醇等。作为多异氰酸酯化合物，例如举出2、4－甲苯二异氰酸酯等。作为含羟基(甲基)丙烯酸酯化合物，例如举出2－羟乙基(甲基)丙烯酸酯等。
基体树脂作为低聚物可以还包含环氧树脂(甲基)丙烯酸酯。作为环氧树脂(甲基)丙烯酸酯，能够使用使具有(甲基)丙烯酰基的化合物与具有2以上缩水甘油基的环氧树脂反应而得到的低聚物。
作为单体，能够使用从由具有1个可聚合基团的单官能单体及具有2个以上可聚合基团的多官能单体构成的组选择的至少1种。单体也可以将2种以上混合使用。作为单官能单体，例如举出(甲基)丙烯酸甲酯等。作为多官能单体，例如举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯等。从提高树脂层的杨氏模量的观点出发，单体可以包含多官能单体，也可以包含具有2个可聚合基团的单体。
作为光聚合引发剂，能够从自由基光聚合引发剂中适当选择而使用。
初级树脂层14的厚度t1为7.5μm以上且17.5μm以下。换言之，初级树脂层14的外径D3为140μm以上且160μm以下。满足后面记述的初级树脂层14的杨氏模量的范围，并且主直径为140μm以上即初级树脂层14的厚度t1为7.5μm以上，由此确保充分的耐侧压特性，能够抑制针对侧压的损耗增大。初级树脂层14的外径D3为160μm以下，即初级树脂层14的厚度t1为17.5μm以下，由此在预先决定的光纤10A的外径的范围内(165μm以上且175μm以下)能够充分地确保次级树脂层15的厚度t2(5.0μm以上)。
在本实施方式的一个方式，初级树脂层14的杨氏模量在23℃，可以为0.10MPa以上且0.30MPa以下。如果初级树脂层14的杨氏模量为0.10MPa以上，则在1.5kg以上的筛选张力，不易在初级树脂层14发生被称为孔洞(Void)的包覆龟裂及包覆的剥离(分层)。该光纤10A没有低温特性的问题。如果初级树脂层14的杨氏模量为0.30MPa以下，则在上述初级树脂层14的厚度t1的范围内得到特别优异的耐侧压特性。在下面的说明，有时将具备具有0.10MPa以上且0.30MPa以下的杨氏模量的初级树脂层14的光纤10A称为耐侧压特化型的光纤。
在本实施方式的其他方式，初级树脂层14的杨氏模量在23℃可以为0.30MPa以上且0.50MPa以下。如果初级树脂层14的杨氏模量为0.30MPa以上，则在2.0kg以上的筛选张力，不易在初级树脂层14发生被称为孔洞的包覆龟裂及包覆的剥离(分层)，在带状化、线缆化时更不易引起断线，生产率提高。如果初级树脂层14的杨氏模量为0.50MPa以下，则在上述初级树脂层14的厚度t1的范围内得到耐侧压特性。在下面的说明，有时将具备具有0.30MPa以上且0.50MPa以下的杨氏模量的初级树脂层14的光纤10A称为高筛选张力型的光纤。
具有上述特性的初级树脂层14例如能够使包含氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯的低聚物、单体、包含光聚合引发剂及硅烷偶联剂在内的树脂组合物固化而形成。作为氨基甲酸乙酯(甲基)丙烯酸酯、单体及光聚合引发剂，可以从上述基体树脂所例示出的化合物适当选择。但是，形成初级树脂层14的树脂组合物具有与形成次级树脂层15的基体树脂不同的组分。
下面，示出第1实施方式所涉及的评价试验的结果。本发明并不限定于这些实施例。
在由纤芯11及包层12构成的直径125μm的玻璃纤维13的外周形成初级树脂层14，并且在其外周形成次级树脂层15，制作出光纤10A的多个样本。下述的表2是表示制作出的各样本的初级树脂层14的外径、厚度及23℃时的杨氏模量、次级树脂层15的外径、厚度及23℃时的杨氏模量、耐侧压特性以及筛选张力的表。将样本编号5、6的玻璃纤维13的构造设为与表1的样本编号1相同，将样本编号7的玻璃纤维13的构造设为与表1的样本编号2相同。
[表2]
与上述不同，取代本实施方式的包层12而是在具有由单一的组分构成的包层的直径125μm的玻璃纤维的外周形成初级树脂层14，并且在其外周形成次级树脂层15，制作出光纤的多个样本。在包层使用掺有氟的石英玻璃。下述的表3及表4是表示制作出的各样本的初级树脂层14的外径、厚度及23℃时的杨氏模量、次级树脂层15的外径、厚度及23℃时的杨氏模量、耐侧压特性、筛选张力以及其他特性的表。
[表3]
[表4]
在本实施例，通过表5所示的树脂组分1而得到杨氏模量0.10MPa的初级树脂层14及杨氏模量0.20MPa的初级树脂层14。下面，将这些初级树脂层14设为树脂P1。通过表5所示的树脂组分2而得到杨氏模量0.30MPa的初级树脂层14及杨氏模量0.40MPa的初级树脂层14。下面，将这些初级树脂层14设为树脂P2。通过表5所示的树脂组分3而得到杨氏模量0.50MPa的初级树脂层14。下面，将该初级树脂层14设为树脂P3。通过表5所示的树脂组分4而得到杨氏模量0.07MPa的初级树脂层14。通过表3所示的树脂组分5而得到杨氏模量0.65MPa的初级树脂层14。氨基甲酸乙酯低聚物(I)具体地说是HEA－TDI－(PPG3000－TDI)2，1－HEA。氨基甲酸乙酯低聚物(II)具体地说是HEA－TDI－(PPG3000－TDI)2，1－EH。氨基甲酸乙酯低聚物(III)具体地说是HEA－TDI－(PPG3000－TDI)2，1－SiI。
[表5]
将各样本的次级树脂层15之中的杨氏模量1100MPa及1200MPa的次级树脂层15设为树脂S1。在本实施例，关于树脂S1，以下述的表6为基础，通过UV功率调整或者基于各样本的波动的分选而得到杨氏模量的差异。UA1是通过使2、4－甲苯二异氰酸酯和数均分子量2000的聚丙烯乙二醇以重量比1：5.7进行反应而制作出的。UA2是通过使2、4－甲苯二异氰酸酯和数均分子量10000的聚丙烯乙二醇以重量比1：28进行反应而制作出的。
[表6]
将各样本的次级树脂层15之中的杨氏模量2800MPa及2900MPa的次级树脂层15设为树脂S2。在本实施例，关于树脂S2，作为下述的表7的组分，通过UV功率调整或者基于各样本的波动的分选而得到杨氏模量的差异。UA是通过使分子量600的聚丙烯乙二醇、2，4－甲苯二异氰酸酯及羟乙基丙烯酸酯进行反应而得到的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯。EA是环氧树脂丙烯酸酯。
[表7]
在本实施例，初级树脂层14的杨氏模量是通过23℃时的Pullout Modulus(POM)法测定出的。在光纤10A的隔开规定间隔的2个部位粘接金属制气缸。将气缸间的包覆树脂层即初级树脂层14及次级树脂层15的部分去除，使玻璃露出。将金属制气缸的外侧即从另一个金属制气缸远离侧的光纤进行切断。此时，光纤的长度成为与两金属制气缸粘接的部分的长度和金属制气缸间的部分的长度之和。接下来，对一个金属制气缸进行固定，使另一个金属制气缸向与前述的固定的金属制气缸相反方向缓慢地稍微移动。将金属制气缸的长度即粘接有光纤10A的长度设为L、将卡盘的移动量设为Z、将初级树脂层14的外径设为Dp、将玻璃纤维13A的外径设为Df、将初级树脂层14的泊松比设为n、将卡盘装置的移动时的载荷设为W。根据下述式而求出初级树脂层14的杨氏模量。
杨氏模量(MPa)＝((1+n)W/πLZ)×ln(Dp/Df)
此时，视作玻璃纤维13、次级树脂层15及粘接部不变形(不伸长)，初级树脂层14变形而金属制气缸发生了移动。
次级树脂层15的杨氏模量是使用从光纤10A将玻璃纤维13抽取而得到的长度50mm以上的管状的包覆树脂层，在23±2℃、50±10％RH的环境下进行标距25mm的拉伸试验，根据2.5％割线值而求出的。
耐侧压特性是通过下面的方法进行评价的。在卷绕有线外径50μm、间距150μm的平卷的平纹金属网的主体直径405mm的线轴将长度500m的光纤10A以张力80g卷绕1层，在该状态下测定出该光纤10A的传送损耗。将该光纤10A卷绕于主体直径280mm的线轴后从线轴拆下，成为卷绕为直径280mm左右的环状的状态。在该状态下测定出该光纤10A的传送损耗。将这些测定分别进行三次，求出它们的平均值。将两平均值的差设为传送损耗差。在这里，传送损耗是波长1550nm的光的传送损耗，是根据通过回切法测定出的损耗谱而计算出的。将传送损耗差为1.0dB/km以下的情况评价为耐侧压特性“A”。将传送损耗差超过1.0dB/km且1.5dB/km以下的情况下评价为耐侧压特性“B”。将传送损耗差超过1.5dB/km的情况评价为耐侧压特性“C”。
关于筛选张力，通过下面的方法进行了评价。对1000km的光纤施加张力而重绕。将在以2.0kg更具体地说1.9kg以上且2.3kg以下的张力重绕长度1000km的光纤时断线次数为5次以下的情况评价为筛选张力“A”。将在张力2.0kg的张力试验中重绕长度1000km的光纤时超过5次而断线，但在以1.5kg更具体地说1.4kg以上且1.6kg以下的张力重绕长度1000km的光纤时断线次数为5次以下的情况评价为筛选张力“B”。将在张力1.5kg的张力试验中重绕长度1000km的光纤时断线次数超过5次的情况评价为筛选张力“C”。在光纤的耐张力性和低温特性之间具有相关性。即，关于可承受筛选张力2.0kg的光纤，23℃和－60℃的传送损耗差为0.1dB/km以下。关于可承受筛选张力1.5kg的光纤，23℃和－60℃的传送损耗差为1.2dB/km以下。23℃和－60℃的传送损耗差能够通过以下方法求出。即，将1km的长度的光纤以成为直径280mm的环的方式松弛地卷绕，在各个温度条件下通过OTDR法对波长1550nm的信号光的传送损耗进行测定，从－60℃的传送损耗减去23℃的传送损耗。
根据表2及表3所示的实施例，在初级树脂层14的厚度为7.5μm以上且17.5μm以下、次级树脂层15的厚度为5.0μm以上且17.5μm以下、初级树脂层的杨氏模量为0.10MPa以上且0.50MPa以下、次级树脂层的23℃的杨氏模量为1200MPa以上且2800MPa以下的情况下，耐侧压特性的评价成为A或B，筛选张力的评价成为A或B。在该情况下，能够提供抑制耐侧压特性的劣化并且耐张力性(低温特性)优异的细径化的光纤。特别地，在表2即光纤具有本实施方式的玻璃纤维13的情况下，耐侧压特性及筛选张力的评价都成为A，能够提供显著地抑制耐侧压特性的劣化并且耐张力性(低温特性)优异的细径化的光纤。如表3所示，在初级树脂层的杨氏模量为0.10MPa以上且0.30MPa以下的情况下，能够提供耐侧压特性的评价为A的耐侧压特化型的光纤。在初级树脂层的杨氏模量为0.30MPa以上且0.50MPa以下的情况下，能够提供筛选张力的评价为A的高筛选张力型即低温特性特化型的光纤。筛选张力越高，则在作为后续工序的带状化工序中光纤越不易断线，多芯线缆的成品率提高。
如表4所示，如果次级树脂层15的厚度小于5.0μm，则多次发生光纤的断线，不适于产品的制造。如果次级树脂层15的杨氏模量超过2800MPa，则包覆变脆，在次级树脂层15发生破裂，成为外观不良。
(第2实施方式)
在制造如上述第1实施方式那样外径D4小的光纤10A的工序，与具有现有的外径例如250μm的光纤相比较，光纤断线的频度容易变高。如果在进行制造的工序发生光纤10A的断线，则光纤10A的制造效率有可能降低。针对如上所述的课题，发明人发现进行制造的工序的光纤10A的断线频度依赖于光纤10A的玻璃纤维13的偏心量。
在经过树脂包覆装置内的阴模时，玻璃纤维13在玻璃纤维13的径向振动，导致玻璃纤维13相对于阴模的开口偏心，在该状态下形成包覆树脂层16A。因此，在玻璃纤维13的中心轴从光纤10A的中心轴偏离的方向，包覆树脂层16A变薄。在该情况下，在光纤10A与引导辊的毛刺或者引导辊上的异物等接触时，有可能经由包覆树脂层16A薄的部分对玻璃纤维13局部地施加大的应力。因此，可能在玻璃纤维13产生裂纹等损伤。其结果，有可能以玻璃纤维13的损伤为起点，光纤10A发生断线。在外径小的光纤，即使发生了在现有的光纤不会导致断线的程度的偏心，有时也会发生断线。
因此，本发明人作为与上述玻璃纤维13的偏心量相关的研究，对表示玻璃纤维13相对于玻璃纤维13的轴向的位置的偏心量的波形进行傅立叶变换，对通过傅立叶变换得到的频谱进行了解析。
其结果，本发明人对制造条件及制造装置进行调整，以使得将对玻璃纤维13的偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱的最大振幅抑制为规定值以下，由此成功抑制了光纤10A的断线。本实施方式是基于本发明人所发现的上述见解而提出的。
参照图4、图5及图6，对本实施方式的玻璃纤维13的偏心量进行说明。图4是用于对玻璃纤维13的偏心量的定义进行说明的概略图。图5是表示玻璃纤维13相对于玻璃纤维13的轴向的位置的偏心量的偏心量波形的图。图6是表示对偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱的一个例子的图。
首先，参照图4，对玻璃纤维13的偏心量的定义进行说明。图4只是说明图，并不表示本实施方式的光纤10A的状态。但是，为了简化说明，使用与图1相同的标号。
如图4所示，玻璃纤维13的偏心量d被定义为从以包覆树脂层16A的外周为基准的中心轴RC至玻璃纤维13的中心轴GC为止的距离，即径向的偏移量或者径向的位移量。在这里，玻璃纤维13的偏心量例如是通过偏心量变动观察装置进行测定的。
偏心量变动观察装置构成为偏心的图像识别装置。偏心量变动观察装置例如具有第1光源、第1拍摄部、第2光源和第2拍摄部。第1光源配置为在测定对象的光纤10A的径向照射光。第1光源的光包含有将包覆树脂层16A透过的波长。第1拍摄部配置为隔着测定对象的光纤10A而与第1光源相对，构成为取得将光纤10A透过的光的图像。第2光源及第2拍摄部除了配置为与第1光源及第1拍摄部的相对方向正交这一点以外，与它们同样地构成。
根据如上所述的结构，在相对于光纤10A的中心轴垂直且彼此正交的2轴的方向，基于将光纤10A透过的光，求出包覆树脂层16A的外周的位置、包覆树脂层16A的内周的位置即玻璃纤维13的外周的位置，能够对它们的中心间的距离即玻璃纤维13的偏心量进行测定。即，能够不破坏光纤10A，并且对玻璃纤维13的偏心量进行测定。
在沿玻璃纤维13的轴向以规定的间隔设定的多个测定点处，对玻璃纤维13的偏心量进行测定。而且，将多个测定点的位置设为横轴，将各个位置处的偏心量设为纵轴，对测定结果进行绘制，由此能够得到偏心量的波形(分布)。下面，将该玻璃纤维13的偏心量的波形也称为“偏心量波形”。
通过上述测定，例如得到图5所示的偏心量波形。图5的纵轴的“偏心量”是与方向无关的偏心量的绝对值。如图5所示，实际的光纤10A的偏心量波形成为复杂的形状。因此，本发明人如图6所示，对光纤10A的偏心量波形进行傅立叶变换，对通过傅立叶变换得到的频谱进行了解析。
其结果，本发明人通过抑制对偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱的“偏心量的振幅的最大值”，从而成功减小了断线频度。将偏心量的振幅成为最大的成分也称为“最大振幅成分”。
基于上述见解，本实施方式的光纤10A关于玻璃纤维13的偏心量，满足以下的至少任一个重要条件。
如图6所示，在本实施方式，在对玻璃纤维13的偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱，偏心量的振幅的最大值(最大振幅成分的振幅值)为6μm以下。如果偏心量的振幅的最大值超过6μm，则在具有不同周期的偏心量的频率成分各自的偏心量的峰值彼此重合的位置处，玻璃纤维13局部地大幅偏心。因此，包覆树脂层16A容易局部地变薄。其结果，有可能玻璃纤维13的断线频度上升。与此相对，在本实施方式，将偏心量的振幅的最大值设为6μm以下。在该情况下，即使具有不同周期的偏心量的频率成分各自的偏心量的峰值彼此重合，也能够抑制玻璃纤维13的局部变大的偏心。由此，能够抑制包覆树脂层16A局部地变薄。其结果，能够使玻璃纤维13的断线频度降低。偏心量的振幅的最大值并不特别受到限定，优选尽可能接近0μm。
如图6所示，在本实施方式，在对玻璃纤维13的偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱，偏心量的振幅成为最大的波长(最大振幅成分的波长)为0.1m以上。如果偏心量的振幅成为最大的波长小于0.1m，则偏心量的振幅成为最大的成分和具有不同波长的其他成分的重合多。因此，包覆树脂层16A局部变薄的情况多。即，玻璃纤维13的轴向的每单位长度的包覆树脂层16A的厚度薄的部位增加。其结果，玻璃纤维13的断线频度有可能上升。与此相对，在本实施方式，将偏心量的振幅成为最大的波长设为0.1m以上，由此能够减少与偏心量的振幅成为最大的成分重合的“具有不同波长的其他成分”。由此，能够抑制包覆树脂层16A局部变薄的情况。即，能够抑制玻璃纤维13的轴向的每单位长度的包覆树脂层16A的厚度薄的部位的增加。其结果，能够使玻璃纤维13的断线频度降低。
偏心量的振幅成为最大的波长的上限值并不特别受到限定，优选尽可能大。但是，如果考虑后面记述的光纤制造装置50的线速等，则偏心量的振幅成为最大的波长例如成为1m以下。
图7是表示本实施方式所涉及的光纤制造装置50的概略结构图。参照图7对本实施方式所涉及的光纤制造装置50进行说明。光纤制造装置50例如具有拉丝炉510、光纤位置测定部522、冷却装置523、外径测定部524、树脂包覆装置530、固化装置540、输送部550、线轴560和控制部590。控制部590以外的装置部件依次设置。拉丝炉510具有抓持机构512、炉心管514、发热体516和气体供给部518。下面，在光纤制造装置50的各装置部件，将与抓持机构512接近侧称为“上游”，将与线轴560接近侧称为“下游”。
拉丝炉510构成为形成玻璃纤维13。通过拉丝炉510对玻璃母材G进行加热，将软化的玻璃拉伸，由此形成具有细径的玻璃纤维13。光纤位置测定部522构成为对玻璃纤维13的水平方向的位置进行测定。冷却装置523构成为对通过拉丝炉510形成的玻璃纤维13进行冷却。外径测定部524构成为对树脂包覆前的玻璃纤维13的外周直径进行测定。
树脂包覆装置530构成为以将玻璃纤维13的外周覆盖的方式形成包覆树脂层16A。树脂包覆装置530具有使玻璃纤维13插入贯穿，并且在玻璃纤维13的外周涂敷紫外线固化型的树脂组合物的阴模。在本实施方式，树脂包覆装置530具有将初级树脂层14和次级树脂层15从玻璃纤维13的中心轴侧朝向外周侧依次形成的2个阴模。固化装置540构成为对包覆树脂层16A照射紫外线，使包覆树脂层16A固化。
输送部550构成为对使包覆树脂层16A固化后的光纤10A进行输送。具体地说，输送部550例如具有多个引导辊552、556和绞盘554。多个引导辊552之中的1个即正下辊552a例如位于固化装置540的正下方。绞盘554例如构成为比正下辊552a靠下游侧设置，一边在带和辊之间抓持光纤10A、一边以规定的张力输送(牵引)光纤10A。多个引导辊552之中的引导辊552b设置于正下辊552a和绞盘554之间。多个引导辊552之中的筛选辊552c、552d及552e构成为比绞盘554靠下游侧设置，与绞盘554一起对光纤10A施加筛选张力。引导辊556构成为比筛选辊552e靠下游侧设置，与光纤10A的张力的变动相应地上下移动，由此对光纤10A的张力进行调整。
线轴560例如构成为比引导辊556靠下游侧设置，对光纤10A进行卷绕。控制部590例如构成为与光纤制造装置50的各部连接，对它们进行控制。控制部590例如构成为计算机。
在这里，在本实施方式，为了制造满足上述玻璃纤维13的偏心量的重要条件的光纤10A，光纤制造装置50例如按照以下方式构成。
在本实施方式，包含正下辊552a和比正下辊552a靠下游的多个引导辊552在内的全部辊之中的最大的辊的周长例如为0.2m以上。最大的引导辊552的周长例如为0.9m以下。
在本实施方式，如图7所示，输送部550例如具有振动抑制部555。振动抑制部555例如比固化装置540靠下游，且比位于固化装置540的正下方的正下辊552a靠上游设置。振动抑制部555例如构成为2个辊从不同的方向与光纤10A相接触，对光纤10A的振动进行抑制。使用振动抑制部555对光纤10A的振动进行抑制，由此能够稳定地维持玻璃纤维13的中心轴的位置。即，能够抑制玻璃纤维13的偏心。
在本实施方式，如图7所示，位于固化装置540的正下方的正下辊552a例如从光纤10A的制造所涉及的其他装置部件独立地被固定。具体地说，正下辊552a例如不与其他装置部件连结，而是固定于地面。将正下辊552a以从光纤10A的制造所涉及的其他装置部件独立地固定的状态使用，由此能够抑制正下辊552a受到来自其他装置部件的振动。其结果，在对玻璃纤维13的偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱，能够减小偏心量的振幅的最大值，能够使偏心量的振幅成为最大的波长变长。
在上述说明，为了制造满足玻璃纤维13的偏心量的上述重要条件的光纤10A，实施下述的(x)、(y)及(z)的全部，但并不限于该情况。
(x)将包含位于固化装置540的正下方的正下辊552a和比正下辊552a靠下游的多个引导辊552在内的全部辊之中的最大的辊的周长设为0.2m以上。
(y)通过比固化装置540靠下游，且比位于固化装置540的正下方的正下辊552a靠上游设置的振动抑制部555对光纤10A的振动进行抑制。
(z)将位于固化装置540的正下方的正下辊552a以从光纤10A的制造所涉及的其他装置部件独立而固定的状态使用。
只要实施(x)、(y)及(z)之中的至少任一者，就能够得到不少上述效果。但是，实施上述(x)、(y)及(z)的多者能够稳定地得到上述效果。
在本实施方式，在沿玻璃纤维13的轴向以规定的间隔设定出的多个测定点处，在对从以初级树脂层14的外周为基准的中心轴起的玻璃纤维13的第1偏心量进行测定、对从以次级树脂层15的外周为基准的中心轴起的玻璃纤维13的第2偏心量进行测定时，第1偏心量的平均值可以小于第2偏心量的平均值。在该情况下，具有缓冲效果的初级树脂层14的偏心量变小，耐侧压特性提高。多个测定点例如为5点以上。
接下来，对第2实施方式的实施例进行说明。这些实施例是本发明的一个例子，本发明并不受这些实施例限定。
首先，在后面记述的表8的条件下，制作出样本编号22～25的光纤。表8没有记载的共通的条件如下所述。
玻璃纤维13的外径：125μm
包覆树脂层16A的层数：2层
[偏心量测定]
使用偏心量变动观察装置，在沿玻璃纤维13的轴向以规定的间隔设定出的多个测定点处，对玻璃纤维13的偏心量进行测定，由此得到针对多个测定点各自的位置的偏心量的波形。然后，对光纤10A的偏心量波形进行傅立叶变换(FFT：快速傅立叶变换)，对通过傅立叶变换得到的频谱进行了解析。如上所述在对偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱，求出“偏心量的振幅的最大值”及“偏心量的振幅成为最大的波长”。“偏心量的振幅成为最大的波长”以下记载为“最大振幅成分的波长”。
[断线频度测定]
上述各样本的光纤10A的制作过程施加1.5kg的张力而重绕，测量出光纤10A的断线的次数。在各样本，断线频度求出为每1000千米(1Mm)的断线次数。其结果，将断线频度小于5次/Mm的情况评价为“良好”，将断线频度为5次/Mm以上的情况评价为“不良”。参照下面的表8，对进行各样本的评价而得到的结果进行说明。
[表8]
在上述样本编号22至25，在对偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱，偏心量的振幅的最大值为6μm以下。在对偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱，偏心量的振幅成为最大的波长为0.1m以上。
其结果，在样本编号22至25，光纤10A不易断线，断线频度小于5次/Mm。在样本编号22至25，将最大引导辊的周长设为0.2m以上，由此能够通过该最大引导辊稳定地输送光纤10A。在样本编号22及23，通过设置有振动抑制部555，从而由于来自输送部550的振动，在将包覆树脂层16A包覆时，能够稳定地维持玻璃纤维13的中心轴的位置。在样本编号22至24，将正下辊552a以从其他装置部件独立而固定的状态使用，由此能够抑制正下辊552a的振动的增大及周期的缩短化。
由此，在样本编号22至25，在对偏心量波形进行傅立叶变换后的频谱，能够减小偏心量的振幅的最大值，能够使偏心量的振幅成为最大的波长变长。其结果，在样本编号22至25，确认到尽管细径，也能够降低断线频度。
(第3实施方式)
图8是表示第3实施方式所涉及的光纤10B的与轴向垂直的剖面的图。光纤10B是所谓的光纤芯线，具有：玻璃纤维13，其包含纤芯11及包层12；以及包覆树脂层16B，其包含设置于玻璃纤维13的外周的初级树脂层14、次级树脂层15及着色层17(第1着色层)。这些结构要素之中的玻璃纤维13及次级树脂层15的构造及特性与前述的第1实施方式相同。
着色层17与次级树脂层15的外周面相接触，将次级树脂层15的整体包覆。着色层17构成了包覆树脂层16B的最外层。着色层17例如由包含颜料的紫外线固化树脂构成。着色层17的厚度t3为3.0μm以上且10.0μm以下。着色层17的外径D5即包覆树脂层16B的外径为180μm±5μm、即175μm以上且185μm以下。着色层17由包含着色油墨的树脂组合物的固化物构成。在如本实施方式那样包覆树脂层16B具有着色层17的情况下，通过着色层17，光纤10B的识别变得容易。
着色层17的厚度t3为3.0μm以上，由此外观上的芯线的颜色充分地变浓，识别性提高。并且，能够抑制由制造工序的光纤10B的振动引起的颜色不均匀。在着色层17包含有颜料，因此如果着色层17具有过度的厚度，则用于将着色层17固化的紫外线不能充分地到达着色层17的深部为止，着色层17的固化有可能变得不充分。如果着色层17的固化不充分，则着色层17和次级树脂层15的密接力降低，在将带状材料剥离时发生着色层17没有从带状材料分离而是从次级树脂层15分离的所谓的“颜色剥离”。着色层17的厚度t3为10.0μm以下，由此用于将着色层17固化的紫外线充分地到达着色层17的深部为止，能够降低上述“颜色剥离”。
在本实施方式的光纤10B，由于照射用于将着色层17固化的紫外线，初级树脂层14的杨氏模量与第1实施方式相比较稍微变大。其原因被认为是初级树脂层14由于照射用于将着色层17固化的紫外线而被进一步固化。
即，在本实施方式的光纤10B，初级树脂层14的杨氏模量在23℃可以为0.10MPa以上且0.40MPa以下。如果初级树脂层14的杨氏模量为0.10MPa以上，则在1.5kg以上的筛选张力时，不易在初级树脂层14发生被称为孔洞的包覆龟裂及包覆的剥离(分层)。在该光纤10B没有低温特性的问题。如果初级树脂层14的杨氏模量为0.40MPa以下，则在第1实施方式所述的初级树脂层14的厚度t1的范围内得到特别优异的耐侧压特性。在下面的说明，有时将具备具有0.10MPa以上且0.40MPa以下的杨氏模量的初级树脂层14的光纤10B称为耐侧压特化型的光纤。该光纤在二层包覆层之上具有着色层。
在本实施方式的其他方式，初级树脂层14的杨氏模量在23℃，可以为0.40MPa以上且0.60MPa以下。如果初级树脂层14的杨氏模量为0.40MPa以上，则在2.0kg以上的筛选张力时，不易在初级树脂层14发生被称为孔洞的包覆龟裂及包覆的剥离(分层)，在带状化、线缆化时更不易引起断线，生产率提高。如果初级树脂层14的杨氏模量为0.60MPa以下，则在第1实施方式所述的初级树脂层14的厚度t1的范围内得到充分的耐侧压特性。在下面的说明，有时将具备具有0.40MPa以上且0.60MPa以下的杨氏模量的初级树脂层14的光纤10B称为高筛选张力型的光纤。该光纤在二层包覆层之上具有着色层。
在本实施方式，除了杨氏模量以外的初级树脂层14的构造及特性与前述的第1实施方式相同。
下面，示出第3实施方式所涉及的评价试验的结果。本发明并不限定于这些实施例。
在由纤芯11及包层12构成的直径125μm的玻璃纤维13的外周形成初级树脂层14，并且在其外周形成次级树脂层15，并且在其外周形成着色层17而制作出光纤10B的多个样本。下述的表9是表示制作出的各样本的初级树脂层14的外径、厚度及23℃时的杨氏模量、次级树脂层15的外径、厚度及23℃时的杨氏模量、着色层17的外径、耐侧压特性、筛选张力以及其他特性的表。将样本编号26、27的玻璃纤维13的构造设为与表1的样本编号1相同，将样本编号29的玻璃纤维13的构造设为与表1的样本编号2相同。
[表9]
样本编号26的初级树脂层14及次级树脂层15的各组分分别与第1实施方式的树脂P3及树脂S2相同。样本编号27的初级树脂层14及次级树脂层15的各组分分别与第1实施方式的树脂P2及树脂S2相同。样本编号28的初级树脂层14及次级树脂层15的各组分分别与第1实施方式的树脂P2及树脂S1相同。
与上述不同，取代本实施方式的包层12而是在具有由单一的组分构成的包层的直径125μm的玻璃纤维的外周形成初级树脂层14，并且在其外周形成次级树脂层15，并且在其外周形成着色层17而制作出光纤的多个样本。在包层使用了掺有氟的石英玻璃。下述的表10及表11是表示制作出的各样本的初级树脂层14的外径、厚度及23℃时的杨氏模量、次级树脂层15的外径、厚度及23℃时的杨氏模量、着色层17的外径、耐侧压特性、筛选张力以及其他特性的表。
[表10]
[表11]
在本实施例，初级树脂层14及次级树脂层15的具体的组分与第1实施方式的实施例相同。但是，关于初级树脂层14的杨氏模量，由于照射将着色层17固化时的紫外线，与第1实施方式的实施例相比稍微(0MPa至0.1MPa左右)变大。关于初级树脂层14及次级树脂层15的杨氏模量的测定方法、耐侧压特性的测定方法及评价基准以及筛选张力的测定方法及评价基准，与第1实施方式的实施例相同。
根据该实施例，在初级树脂层14的厚度为7.5μm以上且17.5μm以下，次级树脂层15的厚度为5.0μm以上且17.5μm以下，初级树脂层的杨氏模量为0.10MPa以上且0.60MPa以下，次级树脂层的23℃的杨氏模量为1200MPa以上且2800MPa以下的情况下，耐侧压特性的评价成为A或B，筛选张力的评价成为A或B，能够提供抑制耐侧压特性的劣化并且耐张力性(低温特性)优异的细径化的光纤。特别地，在表9即光纤具有第1实施方式的玻璃纤维13的情况下，耐侧压特性及筛选张力的评价都成为A，能够提供显著地抑制耐侧压特性的劣化并且耐张力性(低温特性)优异的细径化的光纤。如表10所示，在初级树脂层的杨氏模量为0.10MPa以上且0.40MPa以下的情况下，能够提供耐侧压特性的评价为A的耐侧压特化型的光纤。在初级树脂层的杨氏模量为0.40MPa以上且0.60MPa以下的情况下，能够提供筛选张力的评价为A的高筛选张力型即低温特性特化型的光纤。筛选张力越高，则在作为后续工序的带状化工序，光纤不易断线，多芯线缆的成品率提高。
如表11所示，如果次级树脂层15的厚度小于5.0μm，则多次发生光纤10B的断线。如果次级树脂层15的杨氏模量超过2800MPa，则包覆变脆，在次级树脂层15发生破裂，成为外观不良。
(变形例)
图9是作为第3实施方式的变形例，表示光纤10C的与轴向垂直的剖面的图。光纤10C取代第3实施方式的包覆树脂层16B而具有包覆树脂层16C。包覆树脂层16C在第3实施方式的包覆树脂层16B的结构的基础上，还具有着色层18(第2着色层)。着色层18形成于次级树脂层15和着色层17之间，是颜色与着色层17不同的树脂层。着色层18包含有在玻璃纤维13的轴向彼此隔开间隔而形成的多个环状图案。着色层18例如通过射出溶剂稀释型的油墨的喷墨方式形成。溶剂稀释型的油墨具有通过乙醇等的擦拭而去除的性质，因此在次级树脂层15的外侧表面形成着色层18，在其上形成着色层17而将着色层18覆盖。着色层18是其厚度在光纤的长度方向不连续的层。在沿长度方向观察光纤10C时，还存在没有着色层18的部位。
根据本变形例，能够使光纤芯线的可识别的颜色数以着色层17的颜色数和着色层18的颜色数的组合的数量增加。因此，能够显著地增加光纤芯线的可识别的颜色数。
标号的说明
10A、10B、10C…光纤
11…纤芯
12…包层
13…玻璃纤维
14…初级树脂层
15…次级树脂层
16A、16B、16C…包覆树脂层
17…着色层(第1着色层)
18…着色层(第2着色层)
50…光纤制造装置
121…内包层
122…沟槽
123…外包层
510…拉丝炉
512…抓持机构
514…炉心管
516…发热体
518…气体供给部
522…光纤位置测定部
523…冷却装置
524…外径测定部
530…树脂包覆装置
540…固化装置
550…输送部
552…引导辊
552a…正下辊
552b…引导辊
552c、552d、552e…筛选辊
554…绞盘
555…振动抑制部
556…引导辊
560…线轴
590…控制部
G…玻璃母材
GC、RC…中心轴

Claims (10)

1.一种光纤，其具有包含纤芯及包层在内的玻璃纤维，所述包层包含将所述纤芯的外周覆盖的内包层、将所述内包层的外周覆盖的沟槽和将所述沟槽的外周覆盖的外包层，所述内包层的折射率低于所述纤芯的折射率，所述沟槽的折射率低于所述内包层的折射率，所述外包层的折射率高于所述沟槽的折射率且低于所述纤芯的折射率，在所述纤芯掺有锗，所述内包层的平均氯质量浓度为500ppm以上且5000ppm以下，在将所述纤芯相对于所述外包层的折射率的相对折射率差设为Δ1、将所述内包层相对于所述外包层的折射率的相对折射率差设为Δ2、将所述沟槽相对于所述外包层的折射率的相对折射率差设为Δ3、将所述纤芯的外周的半径设为r1、将所述内包层的外周的半径设为r2、将所述沟槽的外周的半径设为r3时，r2/r1为2.2以上且3.6以下，r3－r2为3μm以上且10μm以下，Δ1－Δ2为0.15％以上且0.40％以下，|Δ2|为0.10％以下，Δ3为－0.70％以上且－0.10％以下，
针对波长1310nm的光的模场直径为8.8μm以上且9.6μm以下，
卷绕于直径15mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每1匝为1.0dB以下，
卷绕于直径30mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每10匝为0.1dB以下，
零色散波长为1300nm以上且1324nm以下，
线缆截止波长为1260nm以下。
2.根据权利要求1所述的光纤，其中，
所述光纤卷绕于直径100mm的心轴时针对波长1625nm的光的弯曲损耗是每1匝为1.0×10-4dB以下。
3.根据权利要求1或2所述的光纤，其中，
所述光纤针对波长1550nm的光的波长色散为18.6ps/(nm·km)以下，
所述光纤的零色散斜率为0.092ps/(nm2·km)以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光纤，其中，
所述光纤针对波长1383nm的光的传送损耗为0.35dB/km以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光纤，其中，
在将所述玻璃纤维的轴向的外径变动的标准偏差设为σ时，3σ为0.1μm以上且0.5μm以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光纤，其中，
所述外包层的平均氯质量浓度实质上为零，
所述外包层的平均OH质量浓度为5ppm以上且500ppm以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤，其中，
还具有包覆树脂层，该包覆树脂层将所述玻璃纤维的外周包覆，具有与所述玻璃纤维相接触而将所述玻璃纤维包覆的初级树脂层和将所述初级树脂层的外周包覆的次级树脂层，所述初级树脂层的厚度为7.5μm以上且17.5μm以下，所述初级树脂层的23℃的杨氏模量为0.10MPa以上且0.50MPa以下，所述次级树脂层的厚度为5.0μm以上且17.5μm以下，所述次级树脂层的外径为165μm以上且175μm以下，所述次级树脂层的23℃的杨氏模量为1200MPa以上且2800MPa以下。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的光纤，其中，
还具有包覆树脂层，该包覆树脂层将所述玻璃纤维的外周包覆，具有与所述玻璃纤维相接触而将所述玻璃纤维包覆的初级树脂层、将所述初级树脂层的外周包覆的次级树脂层和将所述次级树脂层的外周包覆的第1着色层，所述初级树脂层的厚度为7.5μm以上且17.5μm以下，所述初级树脂层的23℃的杨氏模量为0.10MPa以上且0.60MPa以下，所述次级树脂层的厚度为5.0μm以上且17.5μm以下，所述次级树脂层的外径为165μm以上且175μm以下，所述次级树脂层的23℃的杨氏模量为1200MPa以上且2800MPa以下。
9.根据权利要求8所述的光纤，其中，
所述包覆树脂层还具有第2着色层，该第2着色层形成于所述次级树脂层和所述第1着色层之间，与所述第1着色层的颜色不同，包含有在所述玻璃纤维的轴向彼此隔开间隔而形成的多个环状图案。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的光纤，其中，
在沿所述玻璃纤维的轴向以规定的间隔设定出的多个测定点处，对从以所述次级树脂层的外周为基准的中心轴起的所述玻璃纤维的偏心量进行测定，在对表示相对于所述多个测定点各自的位置的所述偏心量的波形进行傅立叶变换而得到的频谱，所述偏心量的振幅的最大值为6μm以下。
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