JP2005200267A - 光ファイバ素線 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、線引き時に捻り方向が交互に入れ替わるように捻られた光ファイバ裸線と被覆材との間の密着力が適度な光ファイバ素線を提供することにある。
【解決手段】 光ファイバ裸線１３の捻り方向が交互に入れ替わるように捻り、その光ファイバ裸線の外周面に被覆材１５，１７を被覆した光ファイバ素線１１であって、光ファイバ裸線１３と被覆材１５，１７との間の密着力が１５Ｎ／ｍｍ以上３５Ｎ／ｍｍ以下としたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、線引き時に捻り方向が交互に入れ替わるように捻られた光ファイバ裸線の外周面を被覆材で被覆した光ファイバ素線に関する。

従来、捻り方向が交互に入れ替わるように捻られる光ファイバの製造方法としては、特許文献１に開示された発明がある。かかる発明は、線引きされる光ファイバの下流側で、捻り方向が交互に入れ替わるように光ファイバに捻りを与えつつ、一部を加熱させたプリフォームから光ファイバを線引きするようにしている。

上記特許文献１に開示された発明によれば、捻り方向が交互に入れ替わるように光ファイバに捻りを与えつつ、光ファイバを線引きするようにしているため、光ファイバに捻りが反映される領域で光ファイバに対して外乱が作用するのを効果的に抑止することができ、偏波モード分散を効果的に抑止することのできる光ファイバ素線を製造することができる、としている。
特開２００１−１１４５２７

ところで、上記特許文献１に開示された発明により製造される光ファイバ素線は、被覆材である一次被覆層および二次被覆層を塗布した後、その二次被覆層の硬化直後に捻りを与えているため、一次被覆層および二次被覆層に負荷がかかることになる。その結果、一次被覆層の材料の種別により光ファイバ裸線と一次被覆層との間の密着力が小さくなり、光ファイバ裸線と一次被覆層との界面が部分的に剥離し、低温時などにおいて光ファイバ素線は側方に曲げられてマイクロベンドを受け、光ファイバ素線の伝送損失が増加してしまうという不具合があった。

他方、光ファイバ裸線と一次被覆層との間の密着力が大き過ぎると、光ファイバ素線を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、二次被覆層および一次被覆層を一括被覆除去して光ファイバ裸線を口出しするのが困難になるという問題が発生する。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、線引き時に捻り方向が交互に入れ替わるように捻られた光ファイバ裸線と被覆材との間の密着力が適度な光ファイバ素線を提供することにある。

請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、捻り方向が交互に入れ替わるように捻られた光ファイバ裸線の外周面が被覆材で被覆されてなる光ファイバ素線であって、前記光ファイバ裸線と前記被覆材との間の密着力が所定の範囲内であることを要旨とする。

請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記光ファイバ裸線と前記被覆材との間の密着力は、これら光ファイバ裸線と被覆材との界面の引抜力で１００ｇ／ｍｍ以上１４０ｇ／ｍｍ以下であることを要旨とする。

請求項３記載の発明は、上記課題を解決するため、前記被覆材は、紫外線硬化型樹脂からなることを要旨とする。

請求項１記載の本発明によれば、捻り方向が交互に入れ替わるように捻られた光ファイバ裸線と被覆材との間の密着力が所定の範囲内であるので、光ファイバ裸線と被覆材との間の密着力が適度で、光ファイバ裸線と被覆材との界面が部分的に剥離することがなく、光ファイバの伝送損失の増加を未然に防止することができ、被覆材を一括被覆除去して光ファイバ裸線を口出しするのが容易になる。

請求項２記載の本発明によれば、光ファイバ裸線と被覆材との間の密着力は、これら光ファイバ裸線と被覆材との界面の引抜力で１００ｇ／ｍｍ以上１４０ｇ／ｍｍ以下であるので、請求項１と同様に光ファイバ裸線と被覆材との間の密着力が適度で、光ファイバ裸線と被覆材との界面が部分的に剥離することがなく、光ファイバの伝送損失の増加を未然に防止することができ、被覆材を一括被覆除去して光ファイバ裸線を口出しするのが容易になる。

請求項３記載の本発明によれば、被覆材を紫外線硬化型樹脂としたので、紫外線硬化型樹脂への添加剤の量を調整することで、光ファイバ裸線と被覆材との間の密着力を請求項１のような範囲に、また光ファイバ裸線と被覆材との間の界面の引抜力を請求項２のような範囲に容易に設定することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

（一実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態における光ファイバ素線を示す断面図である。

図１に示す光ファイバ素線１１は、径が１２５μｍの光ファイバ裸線１３の外周面に相対的に軟らかい紫外線硬化型樹脂からなる一次被覆層１５を形成し、またこの一次被覆層１５の外周面に一次被覆層１５より硬い着色紫外線硬化型樹脂からなる二次被覆層１７を形成してなるものである。これら一次被覆層１５および二次被覆層１７は、本発明の被覆材を形成する。

また、本実施の形態の光ファイバ素線１１は、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との間の密着力が１５Ｎ／ｍｍ以上３５Ｎ／ｍｍ以下であり、すなわち光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との間の密着力が光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面の引抜力で１００ｇ／ｍｍ以上１４０ｇ／ｍｍ以下である。

密着力が１５Ｎ／ｍｍ未満、引抜力が１００ｇ／ｍｍ未満であると、光ファイバ素線１１を用いた光ファイバケーブルの内部に破損などにより水が侵入したりするなどの不測の事態が生じた場合に水中に長期間浸漬されると、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離し、この剥離した部分に水分が溜り、部分的膨れが生じ、この部分的膨れに起因して光ファイバ素線がその長手方向に不均一なマイクロベンドを受け、伝送損失が大きく増加してしまう。

一方、密着力が３５Ｎ／ｍｍ、引抜力が１４０ｇ／ｍｍを超えると、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との間の密着力が大き過ぎて、光ファイバ素線１１を他の光ファイバ素線と接続する際、二次被覆層１７および一次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが困難になるという不具合がある。

光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との密着力を１５Ｎ／ｍｍ以上３５Ｎ／ｍｍ以下、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面の引抜力で１００ｇ／ｍｍ以上１４０ｇ／ｍｍ以下とするには、例えば、光ファイバ裸線１３の外周面に一次被覆層１５を形成する際、一次被覆層１５の紫外線硬化型樹脂の合成に用いられるモノマー中に密着性モノマーが添加されたものを用い、該密着性モノマーの添加量を調整することによって、引抜力が上記範囲になるようにする。ここでの密着性モノマーとしては、ボロニル系アクリレート、アルコール系アクリレート、およびアクリルアミドのうちから選択される一種または二種以上のものが用いられる。一次被覆層１５の合成に用いられるモノマー中の密着性モノマー以外の他のモノマーとしては、ビニルモノマーやラウリルアクリレートなどが用いられる。

ここで、密着力（Ｎ／ｍｍ）および引抜力（ｇ／ｍｍ）の測定は、以下のようにして行ったものである。

まず、各種の光ファイバ素線１１を用意した。これらの光ファイバ素線１１は、光ファイバ裸線１３の外周面に一次被覆層１５を形成する際、一次被覆層１５の紫外線硬化型樹脂の合成に用いるモノマー中に密着性モノマーが添加されたものを使用し、その際、この密着性モノマーの種類ならびに添加割合を変更したもの、あるいは密着性モノマーを添加しないようにしたものである。

次いで、用意した各種の光ファイバ素線１１について以下の手順によりそれぞれ密着力（Ｎ／ｍｍ）および引抜力（ｇ／ｍｍ）を測定した。まず、図２に示すように光ファイバ素線１１を、その素線径に合致した溝を有する固定具１９に所定長挟んで固定し、二次被覆層１７の全周に渡って切り込みを入れ、二次被覆層１７から一次被覆層１５が塗布されたままの光ファイバ裸線１３を３ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で任意の長さ引き抜き、その時の最大応力をロードセル２１で計測する。ここで、密着力（Ｎ／ｍｍ）の大きさは、密着力の指標となる引抜力（ｇ／ｍｍ）、すなわち光ファイバ素線１１に作用した最大応力を固定具１９に固定した素線長で除算した値とする。

また、本実施の形態では、偏波モード分散を低減するため、捻り方向を交互に入れ替わるように光ファイバ裸線１３が連続的に捻られて製造されている。

具体的には、図３に示すように一部を加熱させたプリフォーム２３から線引きされた光ファイバ裸線１３は、揺動させることによって捻りを加える捻り加工部２５を経由し、そして光ファイバ裸線１３の周囲に被覆樹脂を塗布するコーティングダイ２７に挿通された後、この塗布された紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線ランプ２９に導かれて下流側に引き取られる。

次に、図４を参照して、光ファイバ素線１１の作用を説明する。

本実施の形態では、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との間の密着力が適度で、しかも水中に長期間浸漬されても光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離することがなく、光ファイバ素線１１の伝送損失が増加しないようにするため、特に、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との密着力に着目し、種々の検討及び実験を重ねた。その結果を図４に示す。

図４は、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との密着力（Ｎ／ｍｍ）と、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５の界面の引抜力（ｇ／ｍｍ）との関係を示した図である。

ここでの密着力（Ｎ／ｍｍ）および引抜力（ｇ／ｍｍ）の測定は以下のようにして行ったものである。

まず、各種の光ファイバ素線１１を用意した。これらの光ファイバ素線１１は、光ファイバ裸線１３の外周面に一次被覆層１５を形成する際、一次被覆層１５の紫外線硬化型樹脂の合成に用いるモノマー中に密着性モノマーが添加されたものを使用し、その際、この密着性モノマーの種類ならびに添加割合を変更したもの、あるいは密着性モノマーを添加しないようにしたものである。

次いで、用意した各種の光ファイバ素線１１について以下の手順によりそれぞれ密着力（Ｎ／ｍｍ）および引抜力（ｇ／ｍｍ）を測定した。ここでは、まず、図２に示すように光ファイバ素線１１を、その素線径に合致した溝を有する固定具１９に所定長挟んで固定し、二次被覆層１７の全周に渡って切り込みを入れ、二次被覆層１７から一次被覆層１５が塗布されたままの光ファイバ裸線１３を３ｍｍ／ｍｉｎの引張速度で任意の長さ引き抜き、その時の最大応力をロードセル２１で計測する。ここで、密着力（Ｎ／ｍｍ）の大きさは、密着力の指標となる引抜力（ｇ／ｍｍ）、すなわち光ファイバ素線１１に作用した最大応力を固定具１９に固定した素線長で除算した値とする。

また、ここでの一括被覆除去性は、上述の各種の光ファイバ素線１１を同種類ごとに複数本平行に並べて紫外線硬化型樹脂からなる一括被覆層にて被覆することにより、各種の光ファイバテープ心線を形成し、次いで、これら光ファイバテープ心線をそれぞれ３ｍ束取りし、６０℃の温水中に１ヶ月間浸漬した後、取り出し、一括被覆層と一次被覆層１５とを一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出し可能か否かを調べることで行った。

このように、光ファイバ裸線１３の外周面が一次被覆層１５で被覆されてなる光ファイバ素線１１において、光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５との間の密着力が１５Ｎ／ｍｍ以上３５Ｎ／ｍｍ以下、これら光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面の引抜力で１００ｇ／ｍｍ以上１４０ｇ／ｍｍ以下としたことにより、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との間の密着力が適度となるので、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離することがない。

また、この光ファイバ素線１１を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、一次被覆層１５および二次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが容易になる。さらに、本実施の形態の光ファイバ素線１１を用いた光ファイバケーブルの内部に破損などにより水が侵入したりするなどの不測の事態が生じた場合に水中に長期間浸漬されても、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離することがないので、この剥離した部分に水分が溜ることがなく、よって部分的膨れが生じることがなくなる。

さらに、本実施の形態では、一次被覆層１５を紫外線硬化型樹脂としたので、紫外線硬化型樹脂への添加剤の量を調整することで、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との間の密着力を上記のような範囲に、また光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との間の界面の引抜力を上記のような範囲に容易に設定することができる。

（実施例）
以下、本発明を、図５に示す実施例および比較例により具体的に説明するものの、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。図５における引抜力（ｇ／ｍ）は、上述の方法と同様にして測定した。また、界面の剥離の有無は、実施例１〜３および比較例１〜３の光ファイバ素線をそれぞれ３ｍ束取りし、６０℃の温水中に１ヶ月間浸漬した後、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面の部分的剥離の有無を調べることで行った。さらに、ここでの一括被覆除去性は、実施例１〜３および比較例１〜３の光ファイバ素線を用いて各種の光ファイバテープ心線を形成し、次いで、これら光ファイバテープ心線をそれぞれ３ｍ束取りし、６０℃の温水中に１ヶ月間浸漬した後、取り出し、一括被覆層と、二次被覆層および一次被覆層とを一括被覆除去して光ファイバ裸線を口出しできるかどうかを調べることで行った。

そして、上記実施例１〜３および比較例１〜３の光ファイバ素線のそれぞれについて光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面の引抜力（ｇ／ｍｍ）、温水浸漬後の光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面の剥離の有無、一括被覆除去性について調べた。その結果を図５に示す。

図５中、一括被覆除去性の欄において、○は一括被覆除去できたもの、×は一括被覆除去ができなかったものを示す。

（実施例１）
光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５との密着力を１５（Ｎ／ｍｍ）とし、かつ光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５の界面の引抜力を１００（ｇ／ｍｍ）とした場合には、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離することがなく、本実施例の光ファイバ素線１１を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、一次被覆層１５および二次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが容易であった。

（実施例２）
光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５との密着力を２７（Ｎ／ｍｍ）とし、かつ光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５の界面の引抜力を１２０（ｇ／ｍｍ）とした場合には、実施例１と同様に光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離することがなく、本実施例の光ファイバ素線１１を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、一次被覆層１５および二次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが容易であった。

（実施例３）
光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５との密着力を３５（Ｎ／ｍｍ）とし、かつ光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５の界面の引抜力を１４０（ｇ／ｍｍ）とした場合には、実施例１と同様に光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離することがなく、本実施例の光ファイバ素線１１を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、一次被覆層１５および二次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが容易であった。

（比較例１）
光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５との密着力を６（Ｎ／ｍｍ）とし、かつ光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５の界面の引抜力を５０（ｇ／ｍｍ）とした場合には、光ファイバ素線を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、一次被覆層１５および二次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが容易であるものの、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離した。

（比較例２）
光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５との密着力を６（Ｎ／ｍｍ）とし、かつ光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５の界面の引抜力を５０（ｇ／ｍｍ）とした場合には、比較例１と同様に光ファイバ素線を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、一次被覆層１５および二次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが容易であるものの、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離した。

（比較例３）
光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５との密着力を５５（Ｎ／ｍｍ）とし、かつ光ファイバ裸線１３と一次被覆材１５の界面の引抜力を２００（ｇ／ｍｍ）とした場合には、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面が部分的に剥離することがないが、光ファイバ素線を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、一次被覆層１５および二次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが困難であった。

したがって、上記図５に示した結果から明らかなように、比較例１および比較例２の光ファイバ素線は、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との密着力が小さすぎて、６０℃温水中に一ヶ月浸漬後に光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面に部分的剥離が生じており、また、比較例３の光ファイバ素線は、光ファイバ裸線と一次被覆層との密着力が大きすぎて、この光ファイバ素線を用いた光ファイバテープ心線の一括被覆除去が不可能であることがわかる。

これに比べて実施例１〜３の光ファイバ素線１１は、光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との間の密着力が適度で、しかも６０℃温水中に一ヶ月浸漬されても光ファイバ裸線１３と一次被覆層１５との界面に部分的剥離が生じておらず、伝送特性が良好であり、実施例１〜３の光ファイバ素線を用いた光ファイバテープ心線を他の光ファイバと接続する際、一次被覆層１５および二次被覆層１７を一括被覆除去して光ファイバ裸線１３を口出しするのが容易であることがわかる。

本発明の一実施の形態における光ファイバコードを示す断面図である。 光ファイバ素線の密着力および引抜力を測定する測定装置を示す概略図である。 本実施の形態における光ファイバ素線の製造方法を示す概略図である。 光ファイバ裸線と一次被覆材との密着力と、光ファイバ裸線と一次被覆材の界面の引抜力との関係を示した図である。 光ファイバ素線の密着力および引抜力と、剥離の有無、一括被覆除去性を示す説明図である。

符号の説明

１１ 光ファイバ素線
１３ 光ファイバ裸線
１５ 一次被覆層（被覆材）
１７ 二次被覆層（被覆材）
１９ 固定具
２１ ロードセル
２３ プリフォーム
２５ 捻り加工部
２９ 紫外線ランプ

Claims (3)

1. 捻り方向が交互に入れ替わるように捻られた光ファイバ裸線の外周面が被覆材で被覆されてなる光ファイバ素線であって、
   前記光ファイバ裸線と前記被覆材との間の密着力が所定の範囲内であることを特徴とする光ファイバ素線。
2. 前記光ファイバ裸線と前記被覆材との間の密着力は、これら光ファイバ裸線と被覆材との界面の引抜力で１００ｇ／ｍｍ以上１４０ｇ／ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ素線。
3. 前記被覆材は、紫外線硬化型樹脂からなることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ素線。
   

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