JP2004069861A - 細径光ファイバ素線およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】細径光ファイバ素線の表面状態を改善し、細径光ファイバ素線同士が密着すること防止し、細径光ファイバ素線の表面に異物が付着することを抑制する細径光ファイバ素線およびその製造方法を提供する。
【解決手段】石英系ガラスからなるコア１２とクラッド１３とから構成る光ファイバ裸線１１と、光ファイバ裸線１１の外周上に被覆された１次被覆層１４と、２次被覆層１５とを備え、２次被覆層１５には、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれている光ファイバ素線２０。光ファイバ裸線１１を被覆材塗布装置内に導入して、その外周に被覆材を塗布し、被覆材を硬化させて１次被覆層１４および２次被覆層１５を形成する細径光ファイバ素線の製造方法において、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれる２次被覆層１５を形成する被覆材を、窒素雰囲気下で硬化させる細径光ファイバ素線の製造方法。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型光ファイバ部品などに用いられる細径光ファイバ素線およびその製造方法に関し、特に、表面状態が良好な細径光ファイバ素線およびその製造方法にする。
【０００２】
【従来の技術】
近年、局内光機器内あるいは光機器間などに用いられる光配線の増大に伴なって、これらの機器を構成する光ファイバ部品の小型化、高密度化の要求が高まっている。そこで、光ファイバ部品を小型化、高密度化するために、この部品に適用される光ファイバとして、より細径の光ファイバ素線が必要とされている。
図３は、従来の光ファイバ素線を示す断面図である。
図３において、符号１は光ファイバ裸線である。この光ファイバ裸線１は、石英系ガラスからなるコア２とクラッド３とから構成されている。この光ファイバ素線１０は、この光ファイバ裸線１の外周上に、紫外線硬化型樹脂などからなるヤング率が低く柔軟な１次被覆層４と、紫外線硬化型樹脂などからなるヤング率が高く剛直な２次被覆層５とが被覆されたものである。
【０００３】
従来、図３に示すような光ファイバ素線１０としては、外径１２５μｍの光ファイバ裸線１を備えた外径２５０μｍのものが一般的であった。しかしながら、近年、上述のような理由から、外径８０μｍの光ファイバ裸線１を備えた外径２００μｍ以下の細径光ファイバ素線が用いられるようになっている。
【０００４】
細径光ファイバ素線は、石英系ガラスからなる光ファイバ裸線の外径が小さいため、従来の外径１２５μｍの光ファイバ裸線を備えた光ファイバ素線よりも、破断強度が低い。光ファイバ素線の破断強度は、光ファイバ裸線の断面積で決定される。例えば、外径８０μｍの光ファイバ裸線を備えた光ファイバ素線の破断強度は、外径１２５μｍの光ファイバ裸線を備えた光ファイバ素線の破断強度の約４０％となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、細径光ファイバ素線が光ファイバ部品用途で用いられる場合、コイルなどに巻き付けるために、細径光ファイバ素線の引き回しなどを行なうことがある。この際、細径光ファイバ素線は、重ねられて光ファイバ部品内部などに収納されている。そして、重ねられた細径光ファイバ素線同士が、その表面で密着するという問題があった。このように細径光ファイバ素線同士が密着すると、細径光ファイバ素線は破断強度が低いために、破断することがあった。
また、細径光ファイバ素線の表面に塵などが付着し易いという問題があった。細径光ファイバ素線では、ヤング率の高い２次被覆層の厚みが薄いため、細径光ファイバ素線の表面に塵などが付着すると、この塵などの付着物が２次被覆層および１次被覆層を突き抜けて、光ファイバ裸線を傷付けることがあった。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、細径光ファイバ素線の表面状態を改善し、細径光ファイバ素線同士が密着すること防止し、細径光ファイバ素線の表面に異物が付着することを抑制する細径光ファイバ素線およびその製造方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、光ファイバ裸線に１層以上の被覆層を設けた外径２００μｍ以下の細径光ファイバ素線であって、前記被覆層の最外層には、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれている細径光ファイバ素線によって解決できる。
前記課題は、光ファイバ裸線に被覆材を塗布し、該被覆材を硬化させて１層以上の被覆層を形成する細径光ファイバ素線の製造方法において、前記被覆層の最外層を形成し、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれる覆材を、窒素雰囲気下で硬化させる細径光ファイバ素線の製造方法によって解決できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の細径光ファイバ素線の一例を示す断面図である。
図１において、符号１１は光ファイバ裸線である。この光ファイバ裸線１１は、石英系ガラスからなるコア１２とクラッド１３とから構成されている。この光ファイバ素線２０は、この光ファイバ裸線１１と、光ファイバ裸線１１の外周上に被覆された紫外線硬化型樹脂などからなるヤング率が低く柔軟な１次被覆層１４と、紫外線硬化型樹脂などからなるヤング率が高く剛直な２次被覆層１５とから概略構成されている。
【０００９】
光ファイバ素線２０は外径２００μｍ以下のシングルモード光ファイバ、偏波保持光ファイバなどである。また、光ファイバ裸線１１の外径は６０〜１２５μｍ程度となっている。
【００１０】
１次被覆層１４および２次被覆層１５を被覆材としては、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂、エポキシアクリレート系の紫外線硬化型樹脂などが用いられる。中でも、架橋速度、機械的特性などが優れているため、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂が好ましく用いられる。
ウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂は、長鎖部を有するポリオール成分と、イソシアネートと、ヒドロキシアクリレートからなるオリゴマーと、多官能アクリルモノマーまたはビニルモノマーからなる種々の添加剤と、光重合開始剤などから構成されている。
【００１１】
本発明の細径光ファイバ素線では、細径光ファイバ素線の被覆層の最外層（この例では２次被覆層１５）には、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれていることが必要であり、１．０〜３．０重量％含まれていることが好ましい。細径光ファイバ素線の被覆層の最外層に、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれていれば、細径光ファイバ素線の表面状態が改善され、複数本の細径光ファイバ素線を重ねても、細径光ファイバ素線同士が密着して、破断することがなくなる。したがって、この細径光ファイバ素線を取り回したりする際の作業性が向上する。また、細径光ファイバ素線の表面に塵などが付着することもなくなり、光ファイバ裸線が損傷することがなくなる。
細径光ファイバ素線の被覆層の最外層のシリコーン成分含有量が０．５重量％未満では、複数本の細径光ファイバ素線を重ねると、細径光ファイバ素線同士が、その表面で密着し、その結果、細径光ファイバ素線が破断することがある。また、細径光ファイバ素線の表面に塵などが付着し、この塵が被覆層を突き抜けて、光ファイバ裸線を傷付けるおそれがある。
【００１２】
また、本発明の細径光ファイバ素線の被覆層の最外層に添加されるシリコーン成分としては、オルガノポリシロキサンを骨格に持つシリコーン樹脂、直鎖状ジオルガノポリシロキサンを主体とするシリコーンオイルなどが用いられる。具体的には、ジメチルシリコーンオイル、シリコーン変性ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂、シリコーン変性ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂とシリコーン変性していないウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を所定のシリコーン成分含有率となるように混合したものなどが用いられる。
また、本発明の細径光ファイバ素線の被覆層の最外層を形成する紫外線硬化型樹脂にシリコーン成分を添加する方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法から適宜選択可能であるが、混練法が好ましい。
【００１３】
次に、本発明の細径光ファイバ素線の製造方法について、細径光ファイバ素線として図１に示した光ファイバ素線２０を例に説明する。
光ファイバ素線２０を製造するには、まず、図示略の光ファイバ製造装置の紡糸炉内に石英系ガラスからなる光ファイバ母材を収め、常法により溶融紡糸して、石英系ガラスからなる光ファイバ裸線１１を得る。次いで、この光ファイバ裸線１１を冷却筒内に送り、この冷却筒内に導入される冷却ガスによって光ファイバ裸線１１を冷却する。次いで、冷却された光ファイバ裸線１１を第１の樹脂塗布装置内に導入し、ここで、光ファイバ裸線上に紫外線硬化型樹脂からなる１次被覆樹脂液が塗布される。次いで、１次被覆樹脂液が第１の樹脂硬化装置で紫外線照射により硬化され、１次被覆層１４が形成される。次いで、１次被覆層１４が形成された光ファイバは、第２の樹脂塗布装置内に導入され、ここで、１次被覆層１４上にシリコーン成分が０．５重量％以上含まれる紫外線硬化型樹脂からなる２次被覆樹脂液が塗布される。次いで、２次被覆樹脂液が第２の樹脂硬化装置で紫外線照射により硬化され、１次被覆層１４上に２次被覆層１５が形成された光ファイバ素線２０となる。
【００１４】
本発明の細径光ファイバ素線の製造方法では、細径光ファイバ素線の被覆層の最外層（この例では２次被覆層１５）を形成するシリコーン成分が０．５重量％以上含まれる紫外線硬化型樹脂からなる被覆材を、窒素雰囲気下で硬化させることが好ましい。この被覆材を、窒素雰囲気下で硬化させるには、光ファイバ製造装置に設けられ、光ファイバの被覆層の最外層を形成する被覆材を硬化する樹脂硬化装置（この例では第２の樹脂硬化装置）内の光ファイバ通路内に窒素ガスを導入して、光ファイバ通路内を窒素ガスで充満する方法が採用されている。この方法によれば、被覆材の硬化時に、被覆材は窒素ガス以外の気体と接触しなくなるから、被覆材を十分に硬化させることができる。これにより、得られた細径光ファイバ素線は、被覆層の最外層の表面にシリコーン成分が存在するようになり、複数本の細径光ファイバ素線を重ねても、細径光ファイバ素線同士が密着することがなくなり、また、細径光ファイバ素線の表面に塵などが付着することもなくなる。
【００１５】
なお、光ファイバ素線２０では、光ファイバ裸線１１の外周に設けられた被覆層を１次被覆層１４および２次被覆層１５としたが、本発明の細径光ファイバ素線にあっては、被覆層は、１層であっても複数層であってもよい。特に、被覆層を複数層からなるものとすれば、細径光ファイバ素線に１層の被覆層では達成できない複数の機能を付与することができる。
【００１６】
以下、具体的な実施例を示して、本発明の効果を明らかにする。
（実施例１）
石英系ガラスからなる光ファイバ母材を用いて、溶融紡糸、被覆層の被覆を行ない、１次被覆層および２次被覆層が形成された外径１６５μｍの細径光ファイバ素線を製造した。この細径光ファイバ素線の製造において、２次被覆層の硬化を窒素雰囲気下で行なった。
被覆材としては、１次被覆層、２次被覆層ともにウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を用いた。また、２次被覆層を形成する被覆材には、シリコーン成分として、ジメチルシリコーンオイルを０．５重量％添加した。
（実施例２）
２次被覆層を形成する被覆材に、シリコーン成分として、ジメチルシリコーンオイルを３．０重量％添加した以外は、実施例１と同様にして、細径光ファイバ素線を製造した。
【００１７】
（比較例１）
２次被覆層を形成する被覆材に、シリコーン成分として、ジメチルシリコーンオイルを０．１重量％添加した以外は、実施例１と同様にして、細径光ファイバ素線を製造した。
（比較例２）
２次被覆層を形成する被覆材に、シリコーン成分として、ジメチルシリコーンオイルを０．５重量％添加し、この被覆材の硬化を窒素雰囲気下で行なわなかった以外は、実施例１と同様にして、細径光ファイバ素線を製造した。
（比較例３）
２次被覆層を形成する被覆材に、シリコーン成分として、ジメチルシリコーンオイルを３．０重量％添加し、この被覆材の硬化を窒素雰囲気下で行なわなかった以外は、実施例１と同様にして、細径光ファイバ素線を製造した。
【００１８】
上記実施例１、２および比較例１〜３で得られた細径光ファイバ素線に関して、以下の項目について評価した。
（１）細径光ファイバ素線表面の密着性
細径光ファイバ素線表面の密着性について、熱収縮管法を用いて評価した。
図２に示すように、熱収縮管法では、まず、２０本の細径光ファイバ素線２０を熱収縮管３０内に挿通し、この状態で熱収縮管３０を、温度１５０℃で、５分間加熱して収縮させ、細径光ファイバ素線２０の束を熱収縮管３０で締めつける。次いで、熱収縮管３０を取り除いて、この際、細径光ファイバ素線２０同士が表面で密着せずに、ばらければ○、ばらけずに密着すれば×と評価した。
なお、熱収縮管３０として、外径約１６ｍｍ、内径約１３ｍｍ、熱による内径収縮率５０％以上、熱による長さ変化率−１５％以上の電子線架橋軟質難燃性ポリオレフィン樹脂からなるものを用いた。
結果を表１に示す。
（２）細径光ファイバ素線表面へのタルクの付着
細径光ファイバ素線表面にタルクを散布して、タルクが付着するかどうか確認した。結果を表１に示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
表１の結果から、実施例１および２の細径光ファイバ素線に関しては、細径光ファイバ素線同士を強制的に密着させようとしても、密着しないことが確認された。
また、細径光ファイバ素線表面にタルクを散布しても、タルクが付着しないことが確認された。したがって、実施例１および２の細径光ファイバ素線の表面には、塵が付着することはない。
【００２１】
（実施例３）
石英系ガラスからなる光ファイバ母材を用いて、溶融紡糸、被覆層の被覆を行ない、１次被覆層および２次被覆層が形成された外径１６５μｍの細径光ファイバ素線を製造した。この細径光ファイバ素線の製造において、２次被覆層の硬化を窒素雰囲気下で行なった。
被覆材としては、１次被覆層、２次被覆層ともにウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を用いた。また、２次被覆層を形成する被覆材には、シリコーン成分として、シリコーン変性ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を０．５重量％添加した。
（実施例４）
２次被覆層を形成する被覆材に、シリコーン成分として、シリコーン変性ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を３．０重量％添加した以外は、実施例３と同様にして、細径光ファイバ素線を製造した。
【００２２】
（比較例４）
２次被覆層を形成する被覆材に、シリコーン成分として、シリコーン変性ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を０．１重量％添加した以外は、実施例３と同様にして、細径光ファイバ素線を製造した。
（比較例５）
２次被覆層を形成する被覆材に、シリコーン成分として、シリコーン変性ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を０．５重量％添加し、この被覆材の硬化を窒素雰囲気下で行なわなかった以外は、実施例３と同様にして、細径光ファイバ素線を製造した。
（比較例６）
２次被覆層を形成する被覆材に、シリコーン成分として、シリコーン変性ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を３．０重量％添加し、この被覆材の硬化を窒素雰囲気下で行なわなかった以外は、実施例３と同様にして、細径光ファイバ素線を製造した。
【００２３】
上記実施例３、４および比較例４〜６で得られた細径光ファイバ素線に関して、実施例１、２および比較例１〜３で得られた細径光ファイバ素線と同様の評価を行った。その結果を表２に示す。
【００２４】
【表２】

【００２５】
表２の結果から、実施例３および４の細径光ファイバ素線に関しては、細径光ファイバ素線同士を強制的に密着させようとしても、密着しないことが確認された。
また、細径光ファイバ素線表面にタルクを散布しても、タルクが付着しないことが確認された。したがって、実施例３および４の細径光ファイバ素線の表面には、塵が付着することはない。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の細径光ファイバ素線は、光ファイバ裸線に１層以上の被覆層を設けた外径２００μｍ以下の細径光ファイバ素線であって、前記被覆層の最外層には、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれているから、複数本の細径光ファイバ素線を重ねても、細径光ファイバ素線同士が密着し、破断することがなくなる。したがって、この細径光ファイバ素線を取り回したりする際の作業性が向上する。また、細径光ファイバ素線の表面に塵などが付着することもなくなり、光ファイバ裸線が損傷することがなくなる。
また、本発明の細径光ファイバ素線の製造方法は、光ファイバ裸線に被覆材を塗布し、該被覆材を硬化させて１層以上の被覆層を形成する細径光ファイバ素線の製造方法において、前記被覆層の最外層を形成し、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれる覆材を、窒素雰囲気下で硬化させるから、被覆材を十分に硬化させることができる。これにより、得られた細径光ファイバ素線は、被覆層の最外層の表面にシリコーン成分が存在するようになり、複数本の細径光ファイバ素線を重ねても、細径光ファイバ素線同士が密着することがなくなり、また、細径光ファイバ素線の表面に塵などが付着することもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の細径光ファイバ素線の一例を示す断面図である。
【図２】熱収縮管法を説明する概略図である。
【図３】従来の光ファイバ素線を示す断面図である。
【符号の説明】
１１・・・光ファイバ裸線、１２・・・コア、１３・・・クラッド、１４・・・１次被覆層、１５・・・２次被覆層、２０・・・光ファイバ素線、３０・・・熱収縮管

Claims (2)

1. 光ファイバ裸線に１層以上の被覆層を設けた外径２００μｍ以下の細径光ファイバ素線であって、
   前記被覆層の最外層には、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれていることを特徴とする細径光ファイバ素線。
2. 光ファイバ裸線に被覆材を塗布し、該被覆材を硬化させて１層以上の被覆層を形成する細径光ファイバ素線の製造方法において、
   前記被覆層の最外層を形成し、シリコーン成分が０．５重量％以上含まれる覆材を、窒素雰囲気下で硬化させることを特徴とする細径光ファイバ素線の製造方法。

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