JP2001324656A

JP2001324656A - 光ファイバコード

Info

Publication number: JP2001324656A
Application number: JP2000143106A
Authority: JP
Inventors: Koji Iwata; 浩治岩田; Kunio Negishi; 邦夫根岸
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】電子線照射により樹脂からなるジャケットの
耐熱性を向上させる際に、ジャケットの絶縁破壊を防ぐ
ことができる光ファイバコードを提供する。【解決手段】光ファイバ心線１２に樹脂からなるジャ
ケット１３が施され、前記ジャケット１３は耐熱性を向
上させるために電子線が照射された光ファイバコード１
１において、前記ジャケット１３は、少なくとも照射電
子線の最大飛程に位置する内層１３ａとその外側の外層
１３ｂからなる積層された複数の層で構成され、前記内
層１３ａの体積固有抵抗が前記外層１３ｂの体積固有抵
抗よりも小さく、かつ、１×１０¹²Ω・ｃｍ以下であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は耐熱性を有する光フ
ァイバコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光ファイバコードは、例えば図３
に示すように、光ファイバ心線２の上にポリエチレンや
ポリ塩化ビニールなどからなるジャケット３を被覆し、
外径を約２〜３ｍｍとした構造をしている。光ファイバ
心線２としては、アクリル樹脂などからなるコアを用い
たプラスチック光ファイバ心線や、石英ガラスをコアに
用い、ナイロンで保護被覆したガラス光ファイバ心線が
用いられている。

【０００３】上述の光ファイバコード１は、耐熱性がな
く、８０℃より高い温度での使用には問題があった。そ
こで、耐熱性を要する場合には、光ファイバ心線２の材
料に耐熱性を有するものを用い、ジャケット３にもフッ
素樹脂などの耐熱性のある材料を使用している。しかし
ながら、フッ素樹脂からなるジャケット３を用いると、
フッ素樹脂は高価な樹脂であり、また、可撓性がないた
め、光ファイバコード１を小さな曲率半径で曲げたり、
捩じると、折れたり、伝送ロスが大きくなる。そこで、
電子線などの放射線をポリエチレンなどの安価な樹脂か
らなるジャケット３に照射して、架橋によりジャケット
３の耐熱性を向上させている。この際、光ファイバ心線
２のコアに放射線を照射すると、コアがプラスチックで
もガラスでも、伝送ロスが増大するので、光ファイバ心
線２に到達しないように照射をしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ジャケット
３に電子線を照射すると、この電子線が原因で発生した
過剰電子がジャケット３内に蓄積し、ジャケット３や光
ファイバ心線２を絶縁破壊するという問題があった。こ
の現象（絶縁材料に電子線を照射した際の蓄積電荷の挙
動）ついては、以下のように説明されている（下記文献
参照）。文献：電気学会、絶縁材料研究会資料（１９７５年５月
２７日)

【０００５】即ち、ポリエチレンに照射された電子線は
樹脂中で架橋反応を起こさせるが、その反応密度は、電
子線の透過深さ方向に例えば図４に示される曲線Ｄ（De
pthDose Curveと称される）のように変化する。図中、
Ｒは反応密度が零になる点であって、最大飛程（照射さ
れた電子が到達する最大深さ）を示す。また、電子線が
照射されている間のポリエチレンの導電率（放射線誘起
伝導度と称される）は比較的大きく、そのときの体積抵
抗は、１×１０^-4Ω・ｃｍ程度である（因みに、ポリエ
チレンの体積固有抵抗は、１×１０¹⁸Ω・ｃｍ程度）。
したがって、電子線照射中の過剰電子はかなり自由に樹
脂中を動き、過剰電子による電荷密度は透過深さ方向に
図４に示される曲線Ｃのように分布する。図４では、５
００ｋｅＶでの電子線照射で、電荷密度が深さ約１．３
ｍｍのところで最大になり、この位置の電位がもっとも
低くなっている。照射が終了した直後には、１．３ｍｍ
よりも浅い位置（照射側）にある電荷はこの電位差によ
ってポリエチレン表面に追いやられ、外部に放散され
る。一方、１．３ｍｍよりも深い位置にある電荷は、最
大飛程Ｒの位置に追いやられて、そこに集まり、最大飛
程Ｒの位置がもっとも電位が下がる。そして、ポリエチ
レンの照射表面と最大飛程Ｒの間の電界強度がポリエチ
レンの絶縁破壊電界強度よりも大きくなると、絶縁破壊
が発生する。

【０００６】本発明は、電子線照射により樹脂からなる
ジャケットの耐熱性を向上させる際に、ジャケットの絶
縁破壊を防ぐことができる光ファイバコードを提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、光ファイバ心
線に樹脂からなるジャケットが施され、前記ジャケット
は耐熱性を向上させるために電子線が照射された光ファ
イバコードにおいて、前記ジャケットは、少なくとも照
射電子線の最大飛程に位置する内層とその外側の外層か
らなる積層された複数の層で構成され、前記内層の体積
固有抵抗が前記外層の体積固有抵抗よりも小さく、か
つ、１×１０¹²Ω・ｃｍ以下であることを特徴とするも
のである。

【０００８】本発明は、鋭意実験的に検討した結果とし
て得られたものである。即ち、ポリエチレン（体積固有
抵抗：１×１０¹⁸Ω・ｃｍ程度）のように体積固有抵抗
が大きい汎用樹脂からなる絶縁材料では、電子線照射に
より最大飛程に集まった過剰電子による電荷が移動しに
くい。そのため、ジャケットの最大飛程に位置する部分
に高い電界強度が発生し、絶縁破壊が生じる恐れがあっ
た。そこで、上述のように、ジャケットを積層された複
数の層で構成し、照射電子線の最大飛程に位置する内層
の樹脂の体積固有抵抗を外層の体積固有抵抗よりも小さ
く、かつ１×１０¹²Ω・ｃｍ以下にすると、ジャケット
の最大飛程に位置する内層では電荷が移動し易くなり、
この内層における電界強度が小さくなり、電子線照射に
よる最大飛程に位置する部分の絶縁破壊を防ぐことがで
きる。ここで、照射電子線の最大飛程に位置する内層の
樹脂の体積固有抵抗を１×１０¹²Ω・ｃｍ以下にした理
由は、以下の通りである。即ち、最大飛程に位置する内
層の体積固有抵抗が１×１０¹²Ω・ｃｍを超えると、通
常の光ファイバコードのジャケットに電子線を照射した
場合に、この内層に発生する電界強度が、安価な汎用樹
脂の絶縁破壊電界強度より大きくなる恐れがあるからで
ある。なお、ジャケットの最大飛程に位置する層の外側
の外層の樹脂材料は、光ファイバコードの使用環境に合
わせて、自由に選択することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。図１は、本発明にかかる光ファイバコード
の一実施形態の断面説明図である。図１において、光フ
ァイバコード１１は、外径１ｍｍの光ファイバ心線１２
の外側に、厚さ０．５ｍｍのポリ塩化ビニルからなる内
層１３ａと厚さ０．８ｍｍのポリ塩化ビニルからなる外
層１３ｂとからなるジャケット１３を施したものであ
る。

【００１０】上記光ファイバコード１１に５００ｋＶで
電子線を照射して、ジャケット１３の耐熱性を向上させ
ると、最大飛程は内層１３ａの厚さの約中央部に位置す
る。ここで、内層１３ａの体積固有抵抗を外層１３ｂよ
りも小さくし、絶縁破壊の有無を調べたところ、内層１
３ａの体積固有抵抗を１×１０¹²Ω・ｃｍ以下にする
と、内層１３ａに絶縁破壊が生じないことを確認でき
た。

【００１１】上記実施形態では、電子線照射で生じた電
荷の一部はジャケット１３の中の内層１３ａの厚さ方向
の中央付近（最大飛程）Ａ点に蓄積し、その後、外層３
ｂよりも体積固有抵抗の小さい内層１３ａ内を拡散して
半周し、Ａ点の反対側のＢ点に達する。このＡ点とＢ点
との間の電界強度が破壊電界強度を超えると、内層１３
ａに絶縁破壊が生じる。Ａ点とＢ点との間の内層１３ａ
を通る半円周の距離は約２．４ｍｍ（１．５π×１／
２）であり、ポリエチレンなどの汎用樹脂の絶縁破壊電
界強度が数十ｋＶ／ｍｍであることを考慮すると、Ａ点
とＢ点との間の電位差が１００ｋＶ程度を超えると絶縁
破壊が生じると推定される。言い換えると、内層１３ａ
の体積固有抵抗を１×１０¹²Ω・ｃｍ以下にすると、内
層１３ａに生じる電位差を１００ｋＶ以下にすることが
できる。

【００１２】（実施例１）図１において、光ファイバ心
線１２は直径約１ｍｍのポリカーボネートを主成分とす
る樹脂からなるプラスチック光ファイバ心線である。ま
た、ジャケット１３の内層１３ａは厚さ０．５ｍｍの半
導電性ポリエチレン（体積固有抵抗：１×１０³ Ω・ｃ
ｍ、比重：１．２）からなり、外層１３ｂは厚さ０．７
ｍｍのノンハロゲンポリオレフィン（体積固有抵抗：１
×１０¹⁴Ω・ｃｍ、比重：１．６）からなる。

【００１３】本実施例の光ファイバコード１１に、電子
線加速器を用いて、５００ｋＶ、吸収線量が約１０Ｍｒ
ａｄの電子線照射を行った。この照射において、最大飛
程はジャケット１３の表面から約１．１ｍｍの位置の箇
所となり、この箇所は内層１３ａの内部に位置し、照射
により内層１３ａに絶縁破壊は発生しなかった。

【００１４】上記最大飛程は、以下のようにして求める
ことができる。即ち、５００ｋＶ照射での最大飛程は、
図４（この場合、被照射体の比重１）に示すように、
１．６ｍｍとなる。最大飛程は、被照射体の比重に反比
例する故、本実施例では、内層への最大透過深さをＸと
すると、１．６×０．７＋１．２Ｘ＝１×１．６となり、Ｘ＝０．４、ジャケット１３表面からは０．７
＋０．４＝１．１ｍｍとなる。

【００１５】本実施例の光ファイバコード１１は、外層
１３ｂが十分に架橋していることから、自動車のエンジ
ンルーム内に配線しても、ジャケット１３や光ファイバ
心線１２が溶けてしまうことはなかった。

【００１６】（実施例２）図２において、光ファイバ心
線１２は、石英ガラスファイバにナイロンの保護被覆を
施した直径約０．９ｍｍのガラス光ファイバ心線であ
る。光ファイバ心線１２の外側には、アラミド繊維から
なるテンションメンバ１４を施している。また、ジャケ
ット１３の内層１３ａは厚さ０．３５ｍｍのポリ塩化ビ
ニル（体積固有抵抗：１×１０¹¹Ω・ｃｍ、比重：１．
３）からなり、外層１３ｂは厚さ０．４０ｍｍのポリ塩
化ビニル（体積固有抵抗：３×１０¹⁴Ω・ｃｍ、比重：
１．４）からなる。

【００１７】本実施例の光ファイバコード１１に、電子
線加速器を用いて、３００ｋＶ、吸収線量が約５Ｍｒａ
ｄの電子線照射を行った。この照射において、最大飛程
はジャケット１３の表面から約０．６ｍｍの位置の箇所
となり、この箇所は内層１３ａの内部に位置し、照射に
より内層１３ａに絶縁破壊は発生しなかった。

【００１８】上記最大飛程は、以下のようにして求める
ことができる。即ち、３００ｋＶ照射での最大飛程は、
比重１の被照射体（例えば水中）で約０．８ｍｍとな
る。そこで、本実施例では、内層１３ａへの最大透過深
さをＸとすると、１．４×０．４＋１．３Ｘ＝１×０．８となり、Ｘ＝０．２、ジャケット１３表面からは０．４
＋０．２＝０．６ｍｍとなる。

【００１９】本実施例の光ファイバコード１１は、工作
機械などの周りで制御用に使用されるが、外層１３ｂが
十分に架橋していることから、切削油や溶剤が触れて
も、ジャケット１３が膨れたり、溶けてしまうことはな
かった。

【００２０】なお、以上の実施例は、本発明を具体化し
た一例であって、本願発明の技術的範囲を限定するもの
ではない。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
子線照射により樹脂からなるジャケットの耐熱性を向上
させる際に、ジャケットの絶縁破壊を防ぐことができる
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ファイバコードの一実施形態の
断面説明図である。

【図２】本発明に係る光ファイバコードの一実施例の断
面図である。

【図３】従来の光ファイバコードの断面図である。

【図４】電子線の絶縁体中への透過深さと架橋反応密度
および電荷密度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１１光ファイバコード１２光ファイバ心線１３ジャケット１３ａ内層１３ｂ外層１４テンションメン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ心線に樹脂からなるジャケッ
トが施され、前記ジャケットは耐熱性を向上させるため
に電子線が照射された光ファイバコードにおいて、前記
ジャケットは、少なくとも照射電子線の最大飛程に位置
する内層とその外側の外層からなる積層された複数の層
で構成され、前記内層の体積固有抵抗が前記外層の体積
固有抵抗よりも小さく、かつ、１×１０¹²Ω・ｃｍ以下
であることを特徴とする光ファイバコード。