JP2006208651A - プラスチック光ファイバテープ心線 - Google Patents

Abstract

【課題】 高温条件下でのプラスチック光ファイバの変形を低減できるプラスチック光ファイバテープ心線の提供。
【解決手段】 少なくとも１本以上のプラスチック光ファイバ１１と、少なくとも１本以上の石英ガラス系光ファイバ素線１２などの収縮防止用線材とを平行に並べ、樹脂で一括被覆してなるプラスチック光ファイバテープ心線であって、１ｍ長で切断した該プラスチック光ファイバテープ心線を８５℃で２４時間曝した後の収縮率が１．０％以下であることを特徴とするプラスチック光ファイバテープ心線１０。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プラスチック光ファイバテープ心線の構造に関し、特に耐環境特性を改善したプラスチック光ファイバテープ心線に関する。

一般に、プラスチック光ファイバは、汎用樹脂であるポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂からなるコアと、該コアを囲むフッ素系樹脂からなるクラッドとからなっている。プラスチック光ファイバは、石英ガラス系光ファイバに比べて伝送損失が大きいが、曲げや振動に強いという特徴があるので、従来、鉄道車両や自動車内の光伝送用ファイバなどとして使用されている。近年、車内においてもマルチメディア化のニーズが高まっており、社内ネットワークやホームネットワークなど、様々な用途に使用されている。さらに、高機能化に伴い、車内ネットワークなどにおいても、複数本のプラスチック光ファイバを使用するケースが増えつつある。

このように、複数本のプラスチック光ファイバを使用する場合、複数本のプラスチック光ファイバを平行に一列に並べ、紫外線硬化型樹脂などの樹脂からなる一括被覆層によって被覆したプラスチック光ファイバテープ心線を用いることが望ましい。
特開平１０−２７４７１６号公報

しかしながら、プラスチック光ファイバは、その材質及び製造時にかかる残留張力により、高温条件下において収縮しやすいという欠点があり、複数本のプラスチック光ファイバを平行に並べ、一括被覆するために一括被覆層となる紫外線硬化型樹脂に紫外光を照射すると、その樹脂が硬化する際に生じる熱によってプラスチック光ファイバが収縮し、変形してしまい、テープ状に成形し難くなることから、製造が難しいという問題がある。

また、樹脂の選定や冷却などの何らかの対策を施して、複数本のプラスチック光ファイバを一括被覆してなるプラスチック光ファイバテープ心線を製造し得たとしても、得られたプラスチック光ファイバテープ心線は、高温条件下に置かれるとプラスチック光ファイバが収縮して変形し易くなり、その変形によって局部的な曲がりが生じて損失が変動するなど伝送特性が劣化し易い問題がある。

本発明は前記事情に鑑みてなされ、高温条件下でのプラスチック光ファイバの変形を低減できるプラスチック光ファイバテープ心線の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、少なくとも１本以上のプラスチック光ファイバと、少なくとも１本以上の収縮防止用線材とを平行に並べ、樹脂で一括被覆してなるプラスチック光ファイバテープ心線であって、１ｍ長で切断した該プラスチック光ファイバテープ心線を８５℃で２４時間曝した後の収縮率が１．０％以下であることを特徴とするプラスチック光ファイバテープ心線を提供する。

本発明のプラスチック光ファイバテープ心線において、前記プラスチック光ファイバ同士が３本以上隣接しないように前記収縮防止用線材が配置されていることが好ましい。

本発明のプラスチック光ファイバテープ心線において、前記プラスチック光ファイバ同士が２本以上隣接しないように前記収縮防止用線材が配置されていることがより好ましい。

本発明のプラスチック光ファイバテープ心線において、前記収縮防止用線材の外径が前記プラスチック光ファイバの外径と同じか又は大きいことが好ましい。

本発明のプラスチック光ファイバテープ心線において、前記収縮防止用線材が石英ガラス系光ファイバ素線であることが好ましい。

また、前記石英ガラス系光ファイバ素線の少なくとも１本が、光ファイバ裸線の外周に樹脂被覆を有し、該樹脂被覆の外周に着色樹脂層を有する着色ファイバであることが好ましい。

本発明のプラスチック光ファイバテープ心線は、プラスチック光ファイバと収縮防止用線材とを平行に並べ、樹脂で一括被覆してなり、１ｍ長で切断した該プラスチック光ファイバテープ心線を８５℃で２４時間曝した後の収縮率が１．０％以下と小さいものなので、高温条件下に置いてもプラスチック光ファイバが収縮し難くなり、変形が抑制されるので、温度変化による伝送特性の変動が少なく、耐環境特性に優れたものとなる。
また、プラスチック光ファイバと収縮防止用線材とを平行に並べ、樹脂で一括被覆した構成なので、製造時にファイバの周りに一括被覆用の樹脂を塗布し、これに紫外線を照射して該樹脂を硬化させて一括被覆層を形成する際に該樹脂が発熱してもプラスチック光ファイバの収縮及び変形を抑制でき、プラスチック光ファイバテープ心線を安定して製造することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係るプラスチック光ファイバテープ心線の第１実施形態を示す断面図である。本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線１０は、中央に２本のプラスチック光ファイバ１１と、両側にそれぞれ１本ずつ、合計２本の収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２とを平行に並べ、これらを一括被覆層１３で被覆した構成になっている。本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線１０は、１ｍ長で切断した該プラスチック光ファイバテープ心線１０を８５℃で２４時間曝した後の収縮率が１．０％以下であることを特徴としている。この収縮率が１．０％を超えると、高温雰囲気下でプラスチック光ファイバテープ心線１０中のプラスチック光ファイバ１１が収縮して変形しやすくなり、温度変化による伝送特性の変動が大きくなり、耐環境特性が悪化する可能性がある。

前記プラスチック光ファイバ１１は、透明性に優れた合成樹脂、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）からなるコアと、該コアの外周を囲むフッ素系樹脂からなるクラッド層とから構成されている。このプラスチック光ファイバ１１の外径は特に制限されない。

前記石英ガラス系光ファイバ素線１２は、高温雰囲気下で隣接するプラスチック光ファイバ１１の変形を防止するための収縮防止用線材として用いられ、これを光通信用伝送路として用いる必要がないことから、他の線材、例えば、鋼線、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）線材などを用いることもできる。

本実施形態で用いている石英ガラス系光ファイバ素線１２としては、例えば、外径１２５μｍの石英ガラス製のシングルモード光ファイバの外周に樹脂被覆を施した外径２５０μｍの石英ガラス系光ファイバ素線などが好適に用いられる。この石英ガラス系光ファイバ素線１２は、プラスチック光ファイバ１１に比べて高温雰囲気下での収縮及び変形度合が格段に少ない。

プラスチック光ファイバ１１と石英ガラス系光ファイバ素線１２の外径は、同一であるか、或いは石英ガラス系光ファイバ素線１２の外径の方が大きいことが好ましい。プラスチック光ファイバ１１の外径よりも細い石英ガラス系光ファイバ素線１２を用いると、高温雰囲気下でプラスチック光ファイバ１１の収縮及び変形を防止する効果が不十分となり、温度変化による伝送特性の変動が大きくなり、耐環境特性が悪化する可能性がある。

プラスチック光ファイバ１１と石英ガラス系光ファイバ素線１２とは、長手方向に沿って少なくとも断続的に接していることが必要であり、好ましくは連続的に接しているように構成される。両ファイバの接触度合が不十分であると、高温雰囲気下でプラスチック光ファイバテープ心線１０中のプラスチック光ファイバ１１が収縮して変形しやすくなり、温度変化による伝送特性の変動が大きくなり、耐環境特性が悪化する可能性がある。

本実施形態において、石英ガラス系光ファイバ素線１２の少なくとも１本が、石英ガラス製の光ファイバ裸線の外周に樹脂被覆を有し、該樹脂被覆の外周に着色樹脂層を有する着色ファイバであることが特に好ましい。この着色ファイバは、最外周の着色樹脂層がその内側の被覆樹脂よりも硬質であることから、プラスチック光ファイバ１１との接触が良好となり、高温雰囲気下でプラスチック光ファイバ１１の収縮及び変形を防止する効果も良好となる。

前記一括被覆層１３は、従来より複数本の石英ガラス系光ファイバ素線を一括被覆してテープ心線を製造するために用いられている被覆用の樹脂、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂を用いることができる。

本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線１０は、例えば、次のように製造することができる。まず、プラスチック光ファイバ１１と石英ガラス系光ファイバ素線１２とを用意し、中央に２本のプラスチック光ファイバ１１、両側にそれぞれ１本ずつの石英ガラス系光ファイバ素線１２を平行に並べ、これらを一括被覆用ダイスのキャビティに挿通し、このダイスに紫外線硬化型樹脂などの樹脂液を供給し、図１に示すように並べられたプラスチック光ファイバ１１と石英ガラス系光ファイバ素線１２の外面に該樹脂液を塗布し、ダイス口より引き出し、紫外線照射などの硬化手段によって樹脂液を硬化させ、一括被覆層１３を形成する。

このプラスチック光ファイバテープ心線１０の製造において、各ファイバをダイス口から引き出す際の引っ張り力は、プラスチック光ファイバ１１では小さく、石英ガラス系光ファイバ素線１２では大きくなるように付加することが望ましい。

本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線１０は、プラスチック光ファイバ１１と収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２を平行に並べ、樹脂で一括被覆してなり、１ｍ長で切断した該プラスチック光ファイバテープ心線１０を８５℃で２４時間曝した後の収縮率が１．０％以下と小さいものなので、高温条件下に置いてもプラスチック光ファイバ１１が収縮し難くなり、変形が抑制されるので、温度変化による伝送特性の変動が少なく、耐環境特性に優れたものとなる。
また、プラスチック光ファイバ１１と収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２を平行に並べ、樹脂で一括被覆した構成なので、製造時に各ファイバの周りに一括被覆用の樹脂を塗布し、これに紫外線を照射して該樹脂を硬化させて一括被覆層１３を形成する際に該樹脂が発熱してもプラスチック光ファイバ１１の収縮及び変形を抑制でき、プラスチック光ファイバテープ心線１０を安定して製造することができる。

図３は、本発明に係るプラスチック光ファイバテープ心線の第２実施形態を示す断面図である。本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線３０は、中央に２本のプラスチック光ファイバ１１、その両側に各１本ずつの収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２、及び石英ガラス系光ファイバ素線１２の外側に各１本ずつのプラスチック光ファイバ１１を配置して平行に並べ、一括被覆層１３によってテープ状に一括被覆した構造になっている。

本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線３０は、図１に示すプラスチック光ファイバテープ心線１０と同様に、プラスチック光ファイバ１１同士が３本以上隣接しないように収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２を配置した例を示すものであり、収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２によってプラスチック光ファイバ１１の収縮及び変形が防止できる。
本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線３０は、図１に示すプラスチック光ファイバテープ心線１０と同様の効果を得ることができる。

図４は、本発明に係るプラスチック光ファイバテープ心線の第３実施形態を示す断面図である。本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線４０は、中央に４本のプラスチック光ファイバ１１と、その両側に各１本ずつの収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２を配置して平行に並べ、一括被覆層１３によってテープ状に一括被覆した構造になっている。

本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線４０は、図１に示すプラスチック光ファイバテープ心線１０と同様の効果を得ることができるが、中央に４本のプラスチック光ファイバ１１を並べた構造なので、中央の２本のプラスチック光ファイバ１１は石英ガラス系光ファイバ素線１２と接していないため、この中央の２本のプラスチック光ファイバ１１に関しては、高温雰囲気下での収縮及び変形が生じ易い。

図５は、本発明に係るプラスチック光ファイバテープ心線の第４実施形態を示す断面図である。本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線５０は、３本のプラスチック光ファイバ１１と、３本の収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２とを交互に配置して平行に並べ、一括被覆層１３によってテープ状に一括被覆した構造になっている。

本実施形態のプラスチック光ファイバテープ心線５０は、プラスチック光ファイバ１１同士が２本以上隣接しないように収縮防止用線材としての石英ガラス系光ファイバ素線１２を配置した例を示すものであり、図１に示すプラスチック光ファイバテープ心線１０の場合と同様の効果が得られ、さらにその効果を高めることができる。

［実施例１］
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなるコアと、該コアを覆う数μｍ程度のフッ素系樹脂からなるクラッド層とを有する外径２５０μｍのプラスチック光ファイバ１１と、外径１２５μｍの石英ガラス材からなるシングルモード光ファイバの外周に樹脂被覆を施した外径２５０μｍの石英ガラス系光ファイバ素線１２とを用い、図１に示すプラスチック光ファイバテープ心線１０を製造した。
中央に２本のプラスチック光ファイバ１１、両側にそれぞれ１本ずつの石英ガラス系光ファイバ素線１２を平行に並べ、これらを一括被覆用ダイスのキャビティに挿通し、このダイスに紫外線硬化型樹脂などの樹脂液を供給し、図１に示すように並べられたプラスチック光ファイバ１１と石英ガラス系光ファイバ素線１２の外面に該樹脂液を塗布し、ダイス口より引き出し、紫外線照射などの硬化手段によって樹脂液を硬化させ、一括被覆層１３を形成した。
得られたプラスチック光ファイバテープ心線１０を８５℃一定の恒温槽に２４時間保持したところ、プラスチック光ファイバ１１の収縮率は０．１％未満であり、良好な耐環境特性を示した。

［比較例１］
実施例１と同じプラスチック光ファイバ１１を２本用い、石英ガラス系光ファイバ素線１２を使用しない以外は実施例１と同様にして、図２に示す収縮防止用線材未使用のプラスチック光ファイバテープ心線２０を製造した。
得られたプラスチック光ファイバテープ心線２０を８５℃一定の恒温槽に２４時間保持したところ、プラスチック光ファイバ１１の収縮率は１．０％以上であり、耐環境特性が悪かった。

［実施例２］
実施例１と同じプラスチック光ファイバ１１と石英ガラス系光ファイバ素線１２を用い、中央に２本のプラスチック光ファイバ１１、その両側に各１本ずつの石英ガラス系光ファイバ素線１２、及び石英ガラス系光ファイバ素線１２の外側に各１本ずつのプラスチック光ファイバ１１を配置し、それ以外は実施例１と同様にして、図３に示すプラスチック光ファイバテープ心線３０を製造した。
得られたプラスチック光ファイバテープ心線３０を８５℃一定の恒温槽に２４時間保持したところ、プラスチック光ファイバの収縮率は０．１％未満であり、良好な耐環境特性を示した。

［実施例３］
実施例１と同じプラスチック光ファイバ１１と石英ガラス系光ファイバ素線１２を用い、中央に４本のプラスチック光ファイバ１１と両側に各１本ずつの石英ガラス系光ファイバ素線１２を配置し、それ以外は実施例１と同様にして、図４に示すプラスチック光ファイバテープ心線４０を製造した。
得られたプラスチック光ファイバテープ心線４０を８５℃一定の恒温槽に２４時間保持したところ、中央の２本のプラスチック光ファイバ１１の収縮率は０．８％であり、左右のプラスチック光ファイバ１１の収縮率は０．４％であった。

［実施例４］
実施例１と同じプラスチック光ファイバ１１と石英ガラス系光ファイバ素線１２を用い、３本のプラスチック光ファイバ１１と３本の石英ガラス系光ファイバ素線１２とを交互に並べ、それ以外は実施例１と同様にして、図５に示すプラスチック光ファイバテープ心線５０を製造した。
得られたプラスチック光ファイバテープ心線５０を８５℃一定の恒温槽に２４時間保持したところ、プラスチック光ファイバの収縮率は０．０５％未満であり、特に良好な耐環境特性を示した。

本発明のプラスチック光ファイバテープ心線の第１実施形態を示す断面図である。 比較例１で製造した収縮防止用線材未使用のプラスチック光ファイバテープ心線を示す断面図である。 本発明のプラスチック光ファイバテープ心線の第２実施形態を示す断面図である。 本発明のプラスチック光ファイバテープ心線の第３実施形態を示す断面図である。 本発明のプラスチック光ファイバテープ心線の第４実施形態を示す断面図である。

符号の説明

１０，３０，４０，５０…プラスチック光ファイバテープ心線、１１…プラスチック光ファイバ、１２…石英ガラス系光ファイバ素線（収縮防止用線材）、１３…一括被覆層。

Claims (6)

1. 少なくとも１本以上のプラスチック光ファイバと、少なくとも１本以上の収縮防止用線材とを平行に並べ、樹脂で一括被覆してなるプラスチック光ファイバテープ心線であって、１ｍ長で切断した該プラスチック光ファイバテープ心線を８５℃で２４時間曝した後の収縮率が１．０％以下であることを特徴とするプラスチック光ファイバテープ心線。
2. 前記プラスチック光ファイバ同士が３本以上隣接しないように前記収縮防止用線材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック光ファイバテープ心線。
3. 前記プラスチック光ファイバ同士が２本以上隣接しないように前記収縮防止用線材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック光ファイバテープ心線。
4. 前記収縮防止用線材の外径が前記プラスチック光ファイバの外径と同じか又は大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプラスチック光ファイバテープ心線。
5. 前記収縮防止用線材が石英ガラス系光ファイバ素線であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のプラスチック光ファイバテープ心線。
6. 前記石英ガラス系光ファイバ素線の少なくとも１本が、光ファイバ裸線の外周に樹脂被覆を有し、該樹脂被覆の外周に着色樹脂層を有する着色ファイバであることを特徴とする請求項５に記載のプラスチック光ファイバテープ心線。
   
   

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