JP2008281849A

JP2008281849A - 光ファイバテープ心線

Info

Publication number: JP2008281849A
Application number: JP2007126869A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Oyama; 竜也大山; Toshiaki Ozawa; 俊明小澤
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-20

Abstract

【課題】１次被覆樹脂のヤング率を規定することにより、テープ心線の厚さを薄くした場合にもテープ心線の耐側圧性を維持し、かつテープ心線の挫屈を防止して、伝送損失の増加を防ぐことができる光ファイバテープ心線を提供する。
【解決手段】光ファイバテープ心線２０は、複数本の光ファイバ４０を並べて１次被覆樹脂４１で被覆することで構成された１次テープユニット５０を複数並べて２次被覆樹脂４２で連結されており、光ファイバテープ心線の厚さは２８０μｍ以下であり、この１次被覆樹脂４１のヤング率は、１１００ＭＰａ以上である。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバテープ心線に関し、特にテープ心線を薄くしても耐側圧特性と曲げ剛性が低下するのを防ぐ光ファイバテープ心線に関する。

光ファイバテープ心線は、複数本の光ファイバを平面状に並列に並べ、樹脂により一括被覆することで構成されている。光ファイバテープ心線は、一例として、螺旋状に設けられたスロット溝内に積層して実装され、テープスロット型ケーブルとして用いられる。
光ファイバテープ心線は、光ファイバテープ心線の接続や後分岐等のために、個々の光ファイバに分割される。その際の分離作業を容易にするためには、光ファイバテープ心線を一括被覆する紫外線硬化型樹脂のヤング率を小さくすることが望ましい。しかしながら、使用環境（通常、−３０℃〜７０℃）での伝送特性及び機械的特性を確保するために一括被覆する紫外線硬化型樹脂のヤング率をあまり小さくできず、ヤング率が６００〜９００ＭＰａ程度の紫外線硬化樹脂が一般的に用いられる。

光ファイバテープ心線の分離性を改善する手法として、特許文献１には、複数本の光ファイバを平面状に並列に整列させた状態で、２３℃におけるヤング率が９０〜１００ｋｇ／ｍｍ²（８８２〜９８１ＭＰａ）の紫外線硬化型樹脂により一括被覆してなる光ファイバテープ心線同士を、それらの対向部分を−３０℃〜２３℃におけるヤング率が０．１５〜０．２５ｋｇ／ｍｍ²（１．５〜２．６ＭＰａ）の紫外線硬化型樹脂により連結し、更に前記連結した光ファイバテープ心線及び対向部分の周囲を２３℃におけるヤング率が１０〜５０ｋｇ／ｍｍ²（９８〜４９０ＭＰａ）の紫外線硬化型樹脂により一括被覆した光ファイバテープ心線が提案されている。
特開２０００―１８７１３８号公報

光ファイバケーブルの多心化・高密度化に伴い、光ファイバケーブルの小型軽量化が要求されてきており、テープスロット型ケーブルにおいても、ケーブル外径の細径化の検討がなされている。
光ファイバケーブルの細径化の要請に伴って、光ファイバテープ心線の厚さも薄くすることが要求されてきている。光ファイバテープ心線の厚さを薄く形成すると、テープ心線の耐側圧特性の低下や、曲げ剛性の低下によるテープ挫屈のため、テープ心線の伝送損失の増加が起きやすくなる。したがって、特許文献１に開示された光ファイバテープ心線を用いても伝送特性を維持することができない。
そこで、本発明は上記課題を解消するために、１次被覆樹脂のヤング率を規定することにより、テープ心線の厚さを薄くした場合にもテープ心線の耐側圧性を維持し、かつテープ心線の挫屈を防止して、伝送損失の増加を防ぐことができる光ファイバテープ心線を提供することを目的とする。

上記課題を解消するために、本発明の光ファイバテープ心線は、複数本の光ファイバを平面状に並行に並べて１次被覆樹脂で一括被覆することで構成された１次テープユニットを平面状に並行に複数並べて２次被覆樹脂で連結されている光ファイバテープ心線であって、前記光ファイバテープ心線の厚さが２８０μｍ以下であり、
前記１次被覆樹脂のヤング率は、１１００ＭＰａ以上であることを特徴とする。

本発明の光ファイバテープ心線は、好ましくは前記複数の１次テープユニットの周囲の全周が、前記２次被覆樹脂により被覆されていることを特徴とする。
本発明の光ファイバテープ心線は、好ましくは前記複数の１次テープユニットの突き合わされる部分のみが、前記２次被覆樹脂により連結されていることを特徴とする。

本発明によれば、１次被覆樹脂のヤング率を規定することにより、テープ心線の厚さを薄くした場合にもテープ心線の耐側圧性を維持し、かつテープ心線の挫屈を防止して、伝送損失の増加を防ぐことができる。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の光ファイバテープ心線が実装されたテープスロット型ケーブルの好ましい構造例を示す断面図である。
図１に示すテープスロット型ケーブル１０は、一例として８心の光ファイバを有する８心テープ心線を実装しており、スロット１１と、複数枚の光ファイバテープ心線２０と、テンションバー１２と、押え巻１３と、シース１４を有している。スロット１１の中心部にはテンションバー１２が配置されており、スロット１１は複数のスロット溝３０を有している。

複数のスロット溝３０は、テンションバー１２を中心として放射状に形成されている。各スロット溝３０内には、一例として１０枚の光ファイバテープ心線２０が放射方向に沿って積層されている。スロット１１の外周面には、押え巻１３が配置されており、押え巻１３はテープ心線２０がスロット溝３０から出ないようにしている。シース１４は例えばポリエチレンにより形成されており、押え巻１３の外周面を覆っている。
なお、図１に示すテープスロット型ケーブル１０では、複数のテープ心線２０を実装するスロット溝３０が、ケーブル１０の軸方向に沿って一方向に螺旋状に設けられている。
尚、螺旋方向は一方向螺旋でも螺旋巻き方向を交互に変えるＳＺ螺旋としてもよい。

図２は、図１の光ファイバテープ心線２０の構造例を示す断面図である。図２に示す光ファイバテープ心線２０の断面構造は、軸方向Ｙ（紙面垂直方向）に対して直交するＸ−Ｚ面に沿った構造である。
図２に示すように、光ファイバテープ心線２０は８心テープ心線であり、例えば以下のように製造される。

まず、外径が０．２４〜０．２６ｍｍの光ファイバ４０を４本平面状に並行に配し、これに、例えば紫外線硬化性樹脂等からなる１次被覆樹脂４１を施し、１次テープユニットを形成する。形成された１次テープユニットを、この実施例では２枚用意して、この２枚の１次テープユニットを平面状に並行に並べて、これら１次テープユニット全体に、例えば紫外線硬化性樹脂等からなる２次被覆樹脂４２を施し、両１次テープユニットを連結し、光ファイバテープ心線２０が形成される。

尚、光ファイバ４０としては外径約１２５μｍのガラス光ファイバの外周に紫外線硬化性樹脂等の被覆を施し、外径を０．２４〜０．２６ｍｍとしたＪＩＳＣ６８３５に規定されたシングルモード光ファイバを用いている。
光ファイバテープ心線２０の厚さを薄くするには、光ファイバ心線の外径を標準的な０．２４〜０．２６ｍｍよりも小さくすることもできるが、光ファイバ心線を特別な仕様にて製造する必要があることからコストアップとなってしまう。

図２に示す２つの１次テープユニット５０，５０は、Ｘ方向に沿って並列に配列されている。２つの１次テープユニット５０，５０では、光ファイバ４０はＸ方向に沿ってそれぞれ並列に配列されており、そして、２つの１次被覆樹脂４１，４１の周囲は、さらに２次被覆樹脂４２により、一括型で被覆されている。すなわち、２つの１次テープユニット５０，５０は、２次テープユニット６０（光ファイバテープ心線２０）を構成している。なお、図２においては、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに直交する。

図３は、図２に示す光ファイバテープ心線２０の構造についての実施例１〜実施例６と比較例１、２を示している。尚、比較例１は、２次テープユニットの厚さ（ユニット厚Ｔ２）が３００μｍである従来の光ファイバテープを示している。

図３では、光ファイバ４０の直径ｄ［μｍ］、１次テープユニット５０の厚みＴ１［μｍ］、２次テープユニット６０（光ファイバテープ心線２０）の厚みＴ２［μｍ］、２次テープユニット６０（光ファイバテープ心線２０）の肉厚ａ２、１次被覆樹脂４１のヤング率Ｙ１［ＭＰａ］、１次被覆樹脂４１の破断伸びＥ１［％］、２次被覆樹脂４２のヤング率Ｙ２［ＭＰａ］、２次被覆樹脂４２の破断伸びＥ２［％］、曲げ剛性、１次テープユニット分離性、そして耐側圧性を示している。

ここで各ヤング率は、ＵＶ照度２００ｍＷ／ｃｍ２、ＵＶ照射量１０００ｍＪ／ｃｍ２の条件で硬化させた０．２ｍｍ厚シートを作成し、幅6 mmの短冊片を作製し、チャック間距離25 mmのテンシロン型引っ張り試験で測定する。２３℃、引っ張り速度は1 mm/minの条件で引張り試験を行い、チャートの開始点は接線を引いて補正し、2.5%伸びの実測値を読み取って算出されたものである。
また、各破断伸びは、ヤング率試験と同様の試験片を用いて、チャック間距離25 mmのテンシロン型引っ張り試験で測定する。引っ張り速度は50 mm/min。チャートの開始点は接線を引いて補正し、破断点の実測値を読み取る。

図３に示す１次テープユニット分離性は、テープ心線２０の端末を手で１次テープユニットに分離して、正常に分離した場合には○、稀に１次テープユニットが割れてしまう場合には△、１次テープユニットが割れてしまう場合には×で示している。

図３における曲げ剛性の評価方法としては、テープ心線２０をＵ字型に曲げたときの反力を用いている（ＪＩＳＣ６８５１方法Ｃ）。
図４は、上述した光ファイバテープ心線２０の曲げ剛性を試験するための試験装置１００を示している。この試験装置１００は、基部１０１，支柱１０２，スライダ１０３，天秤１０４を有している。支柱１０２と天秤１０４は、基部１０１に固定されており、支柱１０２は、図４中のＳ方向に沿って立てて設けられている。スライダ１０３は、支柱１０２に沿ってＺ方向に移動して固定可能である。スライダ１０３の押さえ部材１０５と天秤１０４はＸ方向に沿って平行である。そこで、光ファイバテープ心線２０は、ほぼＵ字形に湾曲され所定の曲げ間隔Ｄで保持された状態でスライダ１０３の押さえ部材１０５と天秤１０４の間に配置される。このときに、天秤１０４から得られるＺ方向に沿った反力Ｒを測定する。

図３に記載の数値は、従来の光ファイバテープ心線である比較例１の曲げ剛性を基準値（＝１）とした場合の各々の反力Ｒを示している。

図３に示す耐側圧性は、テープ心線２０の側圧特性であり、１００ｍｍの側圧平板を使用して、伝送損失の増加量が０．１ｄＢに達する時の荷重を測定したものである。
図５は、光ファイバテープ心線２０の側圧を試験するための側圧試験装置２００を示している。

側圧試験装置２００は、基板２０１，側圧平板２０２、重り２０３を備えており、光ファイバテープ心線２０は、基板２０１の上に置かれ、さらに光ファイバテープ心線２０の上には、側圧平板２０２を介して重り２０３が置かれる。この側圧試験装置２００により光ファイバテープ心線２０の側圧特性を評価して、伝送損失の増加が一定の値に達するときの側圧荷重の比較を行う（ＪＩＳＣ６８５１）。
尚、図３において、伝送損失の増加量が０．１ｄＢに達する時の荷重が５００ｋｇ以上の場合には二重丸、４００ｋｇ以上の場合には一重丸、３００ｋｇ以上では△で示している。

図３において、１次被覆樹脂４１のヤング率が、１１００ＭＰａ以上である実施例１〜６においては、光ファイバテープ心線の厚さを２８０μｍとしても、曲げ剛性を従来品と同等に保ちつつ、良好な耐側圧性が得られている。一方、１次被覆樹脂４１のヤング率が１１００ＭＰａ未満である比較例２においては、良好な耐側圧性が得られていない。
このように、１次被覆樹脂４１のヤング率が１１００ＭＰａ以上であると、図２に示す光ファイバテープ心線２０のＺ方向に沿った厚みＴ２を薄くしても、耐側圧特性と曲げ剛性（曲げ応力）の低下を防いで、伝送損失の増加を防ぐことができる。

１次被覆樹脂４１と２次被覆樹脂４２としては、例えば紫外線硬化型樹脂を採用できる。
１次被覆樹脂４１のヤング率を高くする方法としては、紫外線硬化型樹脂は一般的にはオリゴマーと希釈モノマーから構成されているが、例えば、オリゴマーについては、その分子量を小さくすることでヤング率を高くすることができる。また、希釈モノマーについては、その添加比率を高くすることでヤング率を高くすることができる。

また、１次被覆樹脂４１の破断伸びＥ１［％］が５０％以上である実施例１、２、５においては１次テープユニット分離性に関しても良好な結果が得られている。これは、１次被覆樹脂４１のヤング率が１１００ＭＰａ以上であっても充分な破断伸びを確保できているためである。

１次テープユニット分離性の観点からは、さらにに好ましくは２次被覆樹脂４２（２層目材料）の破断伸びＥ２［％］が４０％以下である。
１次被覆樹脂４１あるいは２次被覆樹脂４２の破断伸びを小さくする方法としては、例えば、オリゴマーについては添加比率を低くすることで破断伸びを小さくくすることができる。また、希釈モノマーについては、モノマーに含まれる官能基数の多いものを用いることで破断伸びを小さくすることができる。

１次被覆樹脂４１のヤング率は、曲げ剛性と耐側圧性の観点からは大きいことが好ましい。しかしながら１次被覆樹脂４１のヤング率を高くしつつ破断伸びを大きく保つことは困難であり、ヤング率を高くしすぎると１次テープユニット分離性が悪化する傾向にある。従って、１次被覆樹脂４１のヤング率は好ましくは３０００ＭＰａ以下であり、さらに好ましくは、１４００ＭＰａ以下である。

図６は、本発明の光ファイバテープ心線の好ましい別の実施形態を示す断面図である。図６に示す光ファイバテープ心線２０の断面構造は、軸方向Ｙ（紙面垂直方向）に対して直交するＸ−Ｚ面に沿った構造である。

図６に示すように、光ファイバテープ心線２１は８心テープ心線であり、例えば以下のように製造される。

まず、外径が０．２４〜０．２６ｍｍの光ファイバ４０を４本平面状に並行に配し、これに、例えば紫外線硬化性樹脂等からなる１次被覆樹脂４１を施し、１次テープユニットを形成する。形成された１次テープユニットを、この実施例では２枚用意して、この２枚の１次テープユニットを平面状に並行に並べて、これら１次テープユニット全体に、例えば紫外線硬化性樹脂等からなる２次被覆樹脂４３を施し、両１次テープユニットを連結し、２次テープユニット６１（光ファイバテープ心線２１）が形成される。
尚、光ファイバ４０としては外径約１２５μｍのガラス光ファイバの外周に紫外線硬化性樹脂等の被覆を施し、外径を０．２４〜０．２６ｍｍとしたＪＩＳＣ６８３５に規定されたシングルモード光ファイバを用いている。

図６に示す２つの１次テープユニット５０，５０は、Ｘ方向に沿って並列に配列されている。２つの１次テープユニット５０，５０では、光ファイバ４０はＸ方向に沿ってそれぞれ並列に配列されており、そして、２枚の１次テープユニット５０，５０の１次被覆樹脂４１，４１の突き合わされる部分（連結部）が、２次被覆樹脂４３により連結されていて、２枚の１次テープユニット５０，５０は、２次テープユニット６１を構成している。すなわち、図２に示す光ファイバテープ心線２０との違いは、図２においては２次被覆樹脂４２が２枚の１次テープユニットの全周を覆うように一括被覆されているのに対し、図６の光ファイバテープ心線２１では１次被覆樹脂４１，４１の突き合わされる部分のみに２次被覆樹脂４３を有する点である。
１次被覆樹脂４１と２次被覆樹脂４３としては、例えば紫外線硬化型樹脂を採用できる。図６の光ファイバテープ心線２１においても、１次被覆樹脂のヤング率は、１１００ＭＰａ以上である。

図７は、図６に示す光ファイバテープ心線２１の構造についての実施例７〜実施例１０と比較例３、４を示している。尚、比較例１は、２次テープユニットの厚さが３００μｍである従来の光ファイバテープを示している。

図７では、光ファイバ４０の直径ｄ［μｍ］、１次テープユニットの厚みＴ１［μｍ］、２次テープユニット６１（光ファイバテープ心線２０）の厚みＴ２［μｍ］、１次被覆樹脂４１のヤング率Ｙ１［ＭＰａ］、１次被覆樹脂４１の破断伸びＥ１［％］、曲げ剛性、そして耐側圧性を示している。
ここでヤング率、破断伸びの定義、曲げ剛性、耐側圧性の測定方法および評価方法は、図３と同様である。

図７において、１次被覆樹脂４１のヤング率Ｙ１が、１１００ＭＰａ以上である実施例７〜１０においては、光ファイバテープ心線の厚さを２８０μｍとしても、曲げ剛性を従来品と同等に保ちつつ、良好な耐側圧性が得られている。一方、１次被覆樹脂４１のヤング率が１１００ＭＰａ未満である比較例４においては、良好な耐側圧性が得られていない。

このように、１次被覆樹脂４１のヤング率が１１００ＭＰａ以上であると、図７に示す光ファイバテープ心線２１のＹ方向に沿った厚みＴ１を薄くしても、耐側圧特性と曲げ剛性（曲げ応力）の低下を防いで、伝送損失の増加を防ぐことができる。
１次被覆樹脂４１と２次被覆樹脂４３としては、例えば紫外線硬化型樹脂を採用できる。

本発明の実施形態の光ファイバテープ心線２０、２１は、図２と図６に示すように、複数本の光ファイバ４０を並べて１次被覆樹脂４１で被覆することで構成された１次テープユニット５０を複数並べて２次被覆樹脂４２、４３で連結されている。この１次被覆樹脂４１のヤング率は、１１００ＭＰａ以上である。これにより、１次被覆樹脂のヤング率を規定することにより、テープ心線の厚さを薄くした場合にもテープ心線の耐側圧性を維持し、かつテープ心線の挫屈を防止して、伝送損失の増加を防ぐことができる。

本発明の実施形態では、光ファイバケーブルの小型軽量化に伴い、光ファイバテープ心線を薄くした場合に生じる耐側圧特性、および曲げ剛性（曲げ応力）の低下を解消するために、テープ心線に使用される１次被覆樹脂のヤング率を規定することで、従来品と同等以上の耐側圧特性、および曲げ剛性を得ることができる。

図２に示すように、光ファイバテープ心線２０の複数の１次テープユニット５０の周囲が、２次被覆樹脂４２により被覆されていることにより、複数の１次テープユニット５０は２次被覆樹脂４２により確実に被覆して保持できる。

また、図６に示すように、光ファイバテープ心線２０の複数の１次テープユニット５０の突き合わされる部分が、２次被覆樹脂４２により連結されていることで、２次被覆樹脂４２が複数の１次テープユニット５０の周囲を一括して被覆するのではないので、図６に示す光ファイバテープ心線２０の厚みはＴ２のままにすることができ、光ファイバテープ心線２０の薄型化が図れる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されず種々の変形例を採用できる。
例えば、図２と図６で示す光ファイバテープ心線は、２つの１次テープユニットを並列に並べることで構成されているが、これに限らず１つの１次テープユニットあるいは３つ以上の１次テープユニットを並列に並べることで構成されているものであっても良い。

また、実施形態例では光ファイバ心線４本を１次テープユニットとしたが、１次テープユニットの光ファイバ心線の本数は４本に限らず、その本数は必要に応じてその都度適宜選択され得る。
さらに、光ファイバテープ心線は、図１に示すテープスロット型ケーブル以外の形式の光ケーブルに対しても適用することができる。

本発明の光ファイバテープ心線の好ましい実施形態が実装されているテープスロット型ケーブルの断面図である。本発明の光ファイバテープ心線の好ましい第１実施形態を示す断面図である。図２の光ファイバテープ心線の実施例を示す図である。光ファイバテープ心線の曲げ剛性を試験するための試験装置を示す正面図である。光ファイバテープ心線の耐側圧性を試験するための側圧試験装置を示す斜視図である。本発明の光ファイバテープ心線の好ましい第２実施形態を示す断面図である。図６の光ファイバテープ心線の実施例を示す図である。

符号の説明

１０テープスロット型ケーブル
２０、２１光ファイバテープ心線
４０光ファイバ
４１１次被覆樹脂
４２、４３２次被覆樹脂
５０１次テープユニット
６０、６１２次テープユニット

Claims

複数本の光ファイバを平面状に並行に並べて１次被覆樹脂で一括被覆することで構成された１次テープユニットを複数平面状に並行に並べて２次被覆樹脂で連結されている光ファイバテープ心線であって、
前記光ファイバテープ心線の厚さが２８０μｍ以下であり、
前記１次被覆樹脂のヤング率は、１１００ＭＰａ以上であることを特徴とする光ファイバテープ心線。
前記複数の１次テープユニットの周囲の全周が、前記２次被覆樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバテープ心線。
前記複数の１次テープユニットの突き合わされる部分のみが、前記２次被覆樹脂により連結されていることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバテープ心線。