JP2010210711A - 光ファイバ心線 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、非加熱式リムーバを用いた場合でも、オーバーコート層を容易に除去することができ、かつ、ピストニング特性および耐外傷性に優れた光ファイバ心線を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の光ファイバ心線１は、光ファイバ２と該光ファイバ２の外周を被覆する被覆層３とを有する光ファイバ素線４と、該光ファイバ素線４の外周を被覆するオーバーコート層５とを有しており、光ファイバ素線４の表面動摩擦力が０．１２Ｎ／回〜０．４８Ｎ／回の範囲とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線に関するものであり、特に、最外被覆層を簡単に除去することが可能で、かつ、ピストニング特性と耐外傷性に優れた光ファイバ心線に関する。

一般的に長距離通信で用いられる外径約１２５μｍの石英系光ファイバは、主に紫外線硬化性樹脂などで被覆され、外径が約２５０μｍとされている（以下、このように被覆が施されることで外径が約２５０μｍとされた光ファイバ心線を「０２５素線」と言う。）。

この０２５素線（識別用の着色が施されているものも含む）を、光ファイバコードや光ファイバドロップケーブルなどＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）で使用されるケーブルに適用する場合、そのままの外径でケーブル内に配設することが広く行われている。しかし、０２５素線は、外径が約２５０μｍと非常に細いため、視認性および取扱性が悪いことが問題である。
そこで、このような問題を改善すべく、ＦＴＴＨ用ケーブルに適用される光ファイバ心線として、０２５素線の外周面に、さらに被覆（オーバーコート）を施して、外径を約５００μｍに太くしたもの（以下、「０５心線」と言う。）が用いられる場合がある。

ここで、この０５心線が配設されたケーブルを用いて、屋外のＦＴＴＨ開通工事や宅内配線などの工場以外での工事を行う場合、従来から用いられている０２５素線用の接続部材（メカニカルスプライス、現場組み立てＦＡコネクタなど）や、電源が不要な非加熱式リムーバを使用できると都合が良い。このため、０５心線は、非加熱式リムーバを使用してオーバーコート層のみを除去できるように設計されており、オーバーコート層を除去することで露出した０２５素線同士を、前述のような０２５素線用の接続部材によって接続するようにしている（例えば、非特許文献１参照。）。
そして、オーバーコート層をより容易に除去できるようにした０５心線が、いくつか提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。

まず、特許文献１には、０２５素線のセカンダリ層に使用される紫外線硬化性樹脂よりも柔らかい紫外線硬化性樹脂、すなわちヤング率が３０ＭＰａ〜１００ＭＰａの紫外線硬化性樹脂をオーバーコート層に使用することが開示されており、これにより、非加熱式リムーバを用いて、オーバーコート層のみを容易に除去できるようになることが記載されている。

また、特許文献２には、滑材成分としてステアリン酸ブチル、飽和脂肪酸エステルおよび芳香族アルコール脂肪酸等を含み、ヤング率が２００ＭＰａ〜３００ＭＰａの紫外線硬化性樹脂をオーバーコート層に用いた０５心線が開示されている。この０５心線では、オーコート層が滑材成分を含んでいることによって被覆除去性が向上し、オーバーコート層のみを、非加熱式リムーバを用いて容易に除去することができる。

さらに、特許文献２には、０２５素線の外周に、無極性且つ不揮発性で、動粘度が１０ｃｍ^２／ｓ以上のシリコーンオイルの塗布層を形成し、その外周にオーバーコート層を被覆した０５心線も開示されている。この０５心線では、０２５素線とオーバーコート層との間にシリコーンオイルが介在していることにより、ヤング率が２００ＭＰａ〜８００ＭＰａの比較的硬い紫外線硬化性樹脂によってオーバーコート層を形成した場合でも、このオーバーコート層のみを、非加熱式リムーバを用いて容易に除去することができる。

特開２００３−２４１０３３号公報 特許第４１４２００２号公報

２００５年 電子情報通信学会総合大会 Ｂ−１０−１３

しかしながら、特許文献１に記載された０５心線では、オーバーコート層に使用する紫外線硬化性樹脂のヤング率が１００ＭＰａ以下と低い場合、外部からの衝撃に弱いという問題を生じるおそれがある。このため、光ファイバの取扱時に、光ファイバを引っ掛けたり、作業員が光ファイバの一部を踏んだりした場合に、瞬時断線（瞬間的に信号が途切れる現象）や断線（ファイバの切断）などが生じ、活線に対して重大な損害を与えるおそれがあった。

また、特許文献２に開示された各０５心線では、該０５心線が直接シース（コードケーブル等の最外被覆）と触れるようなケーブル（例：光ファイバインドアケーブル、光ファイバドロップケーブルなど）に実装された場合、ケーブル製造からある程度の期間が経過すると、オーバーコート層に含まれる滑材成分、もしくは、０２５素線の外周に形成した塗布層の滑材成分がシースに移行してしまうことがある。その結果、オーバーコート層の被覆除去性が損なわれ、非加熱式リムーバによって、オーバーコート層のみを除去するのが困難になってしまう問題がある。

本発明は、非加熱式リムーバを用いた場合であっても、オーバーコート層を容易に除去することができ、かつ、ピストニング特性および耐外傷性に優れた光ファイバ心線を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を有する。
第１の本発明に係る光ファイバ心線は、光ファイバと該光ファイバの外周を被覆する被覆層とを有する光ファイバ素線と、該光ファイバ素線の周面を被覆するオーバーコート層とを有し、前記光ファイバ素線の表面動摩擦力が０．１２Ｎ／回〜０．４８Ｎ／回であることを特徴とする。
第２の発明に係る光ファイバ心線においては、前記オーバーコート層から前記光ファイバ素線を引き抜くために要する力が、０．０２８Ｎ／ｍｍ〜０．０９６Ｎ／ｍｍであることを特徴とする。

第３の発明に係る光ファイバ心線においては、前記オーバーコート層のヤング率が９２ＭＰａ〜１９０ＭＰａであることを特徴とする。
第４の発明に係る光ファイバ心線においては、前記被覆層が紫外線硬化性樹脂を主材料として構成されていることを特徴とする。
第５の発明に係る光ファイバ心線は、前記オーバーコート層が紫外線硬化性樹脂を主材料として構成されていることを特徴とする。
第６の発明に係る光ファイバ心線は、前記光ファイバ素線の外径が約２５０μｍ、前記光ファイバ心線全体の外径が約５００μｍであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光ファイバ心線。

本発明では、光ファイバ素線と、該光ファイバ素線の周面を被覆するオーバーコート層とを有する光ファイバ心線において、光ファイバ素線の表面動摩擦力が所定範囲に規定されていることにより、非加熱式リムーバを用いてオーバーコート層の端部から光ファイバ素線を引き抜くことによって端部のオーバーコート層を除去する際に、光ファイバ素線とオーバーコート層との界面に生じる摩擦力が比較的小さく抑えられる。このため、オーバーコート層の端部から光ファイバ素線を容易に引き抜くことができ、光ファイバ素線の傷付きを抑えつつ、端部のオーバーコート層を容易に除去することができる。

また、温度変化によってオーバーコート層が光ファイバ素線に対して収縮しようとするときには、光ファイバ素線とオーバーコート層との界面に生じる摩擦力が効果的に働き、オーバーコート層の収縮が抑えられる。このため、オーバーコート層の端面から光ファイバ素線が突き出るピストニング現象を抑制することができる。

本発明の光ファイバ心線の実施形態を示す概略断面図である。 本発明の光ファイバ心線が備える光ファイバ素線の表面動摩擦力の測定方法を説明するための模式図である。 本発明の光ファイバ心線が備えるオーバーコート層のヤング率の測定方法を説明するための模式図である。 本発明の光ファイバ心線の素線引抜力の測定方法を説明するための模式図である。 光ファイバ心線のピストニング量の測定方法を説明するための模式図である。 光ファイバ心線の被覆除去性の評価方法を説明するための模式図である。 光ファイバ心線の耐外傷性の評価方法を説明するための模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の光ファイバ心線の実施形態を示す概略断面図、図２は、光ファイバ心線が備える光ファイバ素線の表面動摩擦力の測定方法を説明するための模式図、図３は、光ファイバ心線が備えるオーバーコート層のヤング率の測定方法を説明するための模式図、図４は、光ファイバ心線の素線引抜力の測定方法を説明するための模式図である。

図１に示す光ファイバ心線１は、光ファイバ２と該光ファイバ２の外周を被覆する被覆層３とを有する光ファイバ素線４と、該光ファイバ素線４の周面を被覆するオーバーコート層５とを有している。
ここで「光ファイバ」は、一般的には誘電体で構成された光を伝搬する媒体であって、裸光ファイバ、光ファイバ素線、光ファイバ心線、光ファイバコートの総称であるが、本明細書中では「裸光ファイバ」を示すものとする。

光ファイバ２は、少なくともコアと、該コアの周囲に被覆されたクラッドとを有している。
コアおよびクラッドの構成材料としては、例えば、石英、多成分ガラス、各種プラスチック（樹脂材料）等が挙げられ、添加物の種類や添加量等によってコアよりもクラッドの屈折率が低くなるように組成制御されている。例えば、石英ガラスを主成分とする光ファイバでは、コアに屈折率を上げる添加物（Ｇｅ、Ｐ等）が添加され、クラッドには屈折率を下げる添加物（Ｂ、Ｆ等）が添加される。
なお、光ファイバ２は、コアとクラッドよりなる２層構成に限るものではなく、クラッドの外周に、さらに第２のクラッドを被覆した３層構成等であっても構わない。

コアおよびクラッドの外径は、特に限定されず、光ファイバ２内を伝播させる光のモード等によって適宜選定できるが、汎用性を考慮すると、光ファイバ２の外径として約１２５μｍのものを例示することができる。

被覆層３は、光ファイバ２を保護および補強する機能を有する。
被覆層３の構成材料としては、例えば紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。紫外線硬化性樹脂としては、具体的には、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリブタジエンアクリレート系、シリコーンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、紫外線硬化性樹脂として、ウレタンアクリレート系のものが硬化速度、ヤング率の点などにおいて好ましい。

被覆層３は、単層構成であってもよく、多層構成であっても構わないが、硬度やガラス転移点等の特性が異なる層を複数層積層した多層構成であるのが好ましい。これにより、被覆層３に、外力を緩和するバッファ層としての機能や、光ファイバ２の外周に硬い層を形成することで該光ファイバ２を保護および補強する機能など、様々な機能をもたせることができる。

被覆層３の多層構成としては、比較的柔らかいプライマリ層と、該プライマリ層よりも硬いセカンダリ層とを有し、プライマリ層が光ファイバ２側に配設された２層構成、２層構成の被覆層の外周に、さらに着色層が被覆された３層構成等が挙げられる。ここで、着色層は、例えば光ファイバ心線１の種類に応じた色相とされ、光ファイバ心線１の種類を識別させる識別機能を有する。

本実施形態の光ファイバ素線４は、以上のような被覆層３が光ファイバ２の外周に被覆されて構成されており、本発明では、特に、このように構成された光ファイバ素線４（被覆層３）の表面動摩擦力が０．１２Ｎ／回〜０．４８Ｎ／回の範囲とされている。

ここで、本明細書において「光ファイバ素線の表面動摩擦力」とは、次のようにして測定される値のことを言う。
［光ファイバ素線の表面動摩擦力の測定方法］
（１）まず、図２（ａ）に示すように、被測定物である光ファイバ素線４を、その長さＬ_１が約３０ｃｍとなるように切断する。
（２）次に、図２（ｂ）に示すように、切断した光ファイバ素線４で小さい輪４ａを３重に形成し、紐で結び目を作るように、光ファイバ素線４の一端を各輪４ａに順次くぐらせるとともに、この３重の輪４ａと各輪４ａにくぐらせた部分との間に余裕を持たせて大きい輪４ｂを形成する。ここで、大きい輪４ｂの外径Ｌ_２は、７０±５ｍｍとする。

（３）次に、図２（ｃ）に示すように、光ファイバ素線４の他端４ｂを台座４Ａ等に固定し、その一端４ｃを、引張試験機にて速度５ｍｍ／分で１０ｍｍだけ図２（ｃ）の矢印ｃの方向に引張り、その際の荷重の変化を観測する。ここでは、結び目状となっているところの光ファイバ素線４の表面動摩擦力を測定できる。
荷重の変化の典型例を図２（ｄ）に示す。そして、観測された荷重の平均値を求め、この値を動摩擦力（Ｎ）とする。
（４）そして、求められた動摩擦力（Ｎ）を用い、下記の式に基づいて表面動摩擦力（Ｎ／回）を算出する。
表面動摩擦力（Ｎ／回）＝動摩擦力（Ｎ）／光ファイバ素線を輪にくぐらせる回数（３回）

光ファイバ心線１は、以上のようにして求められる光ファイバ素線４の表面動摩擦力が小さいもの程、非加熱式リムーバを用いて、オーバーコート層５の端部から光ファイバ素線４を引き抜くことによって端部のオーバーコート層５を除去する際、オーバーコート層５と光ファイバ素線４との界面に生じる摩擦力が小さく抑えられ、オーバーコート層５の端部から光ファイバ素線４を容易に引き抜くことができる。

ただし、光ファイバ素線４の表面動摩擦力が小さ過ぎると、オーバーコート層５の端面から光ファイバ素線４が突き出るピストニング現象が問題となってくる。
すなわち、光ファイバ素線４とオーバーコート層５とは温度変化による膨張収縮率が異なるため、光ファイバ心線１をエージングした後に冷却すると、例えば、光ファイバ素線４に対してオーバーコート層５が大きく収縮しようとする。このとき、光ファイバ素線４の表面動摩擦力が小さいと、オーバーコート層５の収縮に伴って、オーバーコート層５の内周面が、光ファイバ素線４の外周面に沿って、その端面に対する後退方向に容易に移動する。このため、オーバーコート層５が大きく収縮する。その結果、オーバーコート層５の端面から光ファイバ素線４が突き出るピストニング現象が発生してしまう。

以上のような観点から、本発明では、光ファイバ素線４の表面動摩擦力を０．１２Ｎ／回〜０．４８Ｎ／回に規定する。光ファイバ素線４の表面動摩擦力がこのような範囲であることにより、例えば、非加熱式リムーバを用いて、オーバーコート層５の端部から光ファイバ素線４を引き抜くことによって端部のオーバーコート層５を除去する際、オーバーコート層５と光ファイバ素線４との界面に生じる摩擦力が比較的小さく抑えられる。このため、光ファイバ素線４の外傷を抑えつつ、端部のオーバーコート層５を容易に除去することができる。また、温度変化によってオーバーコート層５が光ファイバ素線４に対して収縮しようとするときには、光ファイバ素線４とオーバーコート層５との界面に生じる摩擦力が効果的に働き、オーバーコート層５の収縮が抑えられる。このため、ピストニング現象を抑制することができる。

このような光ファイバ素線４の表面動摩擦力は、例えば、その外周面を構成する被覆層（２層構成の被覆層の場合にはセカンダリ層、３層構成の被覆層の場合には着色層）３を紫外線硬化性樹脂を主材料として構成する場合には、紫外線照射を行う際の雰囲気中の酸素濃度を変化させることによって制御することができる。

被覆層３の厚さは、特に限定されないが、汎用性を考慮して、光ファイバ素線４の外径が約２５０μｍとなるように設定するのが好ましい。これにより、汎用されている０２５素線用の接続部材を用いて光ファイバ素線４同士を接続することができ、接続工事に要するコストを低減することができる。

オーバーコート層５は、光ファイバ心線１に太さや曲げ剛性を付与する機能や、光ファイバ２を保護および補強する機能を有する。これにより、光ファイバ心線１の視認性および取扱い性が向上する。このオーバーコート層５の端部は、光ファイバ心線１を他の光ファイバ心線１と接続する際、その端部から光ファイバ素線４を引き抜くことによって除去される。
オーバーコート層５の構成材料としては、例えば紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。紫外線硬化性樹脂としては、具体的には、前述の被覆層３の構成材料として例示したものと同様のものを挙げることができる。

このオーバーコート層５は、ヤング率が９２ＭＰａ〜１９０ＭＰａであることが好ましい。
ここで、本明細書において「オーバーコート層のヤング率」とは、次のようにして測定される値のことを言う。

［オーバーコート層のヤング率の測定方法］
（１）まず、オーバーコート層５のみを引き剥がすように構成された被覆除去冶具（非加熱式リムーバ）を用意する。図３（ａ）に示すように、この被覆除去冶具１０は、光ファイバ心線１のオーバーコート層５に、厚さ方向の切り込みを入れる刃１１を具備するものであり、例えばオプトサイエンス社製の商品名マイクロストリップを用いることができる。
（２）そして、この被覆除去冶具１０の刃１１の間に、光ファイバ心線１を約４０ｍｍ（Ｌ_３）挿通し、この状態でオーバーコート層５に刃を入れる。これにより、オーバーコート層５の一端部から約４０ｍｍの位置に切り込みが入る。
（３）次に、刃１１が入れられた状態の光ファイバ心線１を、他端部側に引っ張る。これにより、一端部から約４０ｍｍの範囲のオーバーコート層５から光ファイバ素線４が引き抜かれる。そして、図３（ｂ）に示すように、光ファイバ素線４が引き抜かれた後に鞘状のオーバーコート層５ａが得られる。このオーバーコート層５ａを２５ｍｍに切断する。
（４）次に、図３（ｃ）に示すように、得られたオーバーコート層５ａ（試料長：２５ｍｍ）の一端を台座４Ａに固定し、他端を引張速度１ｍｍ／分で図３（ｃ）の矢印Ｃ方向に引っ張ることでオーバーコート層５ａを伸展させ、オーバーコート層５ａが２．５％伸びたときの荷重（２．５％伸び荷重）を測定する。なお、この工程での測定は、２３℃５０％ＲＨの条件とされた室内で行う。
（５）そして、測定された２．５％伸び荷重と試料の断面積を用いてヤング率（ＭＰａ）を算出する。

このようにして求められるオーバーコート層５のヤング率が９２ＭＰａ未満である場合には、オーバーコート層５の保護・補強機能が不足し、取り回し時の扱いによって、光ファイバ心線１が損傷する可能性がある。また、オーバーコート層５のヤング率が１９０ＭＰａを超える場合には、オーバーコート層５の硬度が大きくなることと、その収縮により、オーバーコート層５の端部から光ファイバ素線４を引き抜いて光ファイバ素線４を露出させる際、光ファイバ素線４に外傷を与えるおそれがある。
このようなオーバーコート層５のヤング率は、例えば、オーバーコート層５を紫外線硬化性樹脂を主材料として構成する場合には、紫外線照射を行う際の照度を変化させることによって制御することができる。
オーバーコート層５の厚さは、特に限定されないが、汎用性を考慮して、光ファイバ心線１全体の外径が約５００μｍとなるように設定するのが好ましい。

また以上のように構成された光ファイバ心線１は、オーバーコート層５から光ファイバ素線４を引き抜くために要する力（以下、「素線引抜力」と言う。）が、０．０２８Ｎ／ｍｍ〜０．０９６Ｎ／ｍｍであることが好ましい。
ここで、本明細書において「オーバーコート層から光ファイバ素線を引き抜くために要する力（素線引抜力）」とは、次のようにして測定される値のことを言う。

［素線引抜力の測定方法］
（１）まず、オーバーコート層５のヤング率の測定方法で用いるのと同様の被覆除去冶具１０を用意する。そして、図４（ａ）に示すように、この被覆除去冶具１０の刃１１の間に、被測定物である光ファイバ心線１を５０ｍｍ（Ｌ_４）挿通し、この状態でオーバーコート層５に刃を入れる。これにより、オーバーコート層５の一端部から５０ｍｍの位置に切り込みが入る。
（２）次に、図４（ｂ）に示すように、刃１１が入れられた状態の光ファイバ心線１を、引張試験機によって引張速度５００ｍｍ／分で他端部側に引っ張る。これにより、一端部から５０ｍｍの範囲のオーバーコート層５から光ファイバ素線４が引き抜かれる。この光ファイバ素線４が引き抜かれる過程での最大荷重を測定する。
（３）そして、測定された最大荷重（Ｎ）を用い、下記の式に基づいて素線引抜力（Ｎ／ｍｍ）を算出する。
素線引抜力（Ｎ／ｍｍ）＝最大荷重（Ｎ）／除去長（５０ｍｍ）

このように求められる素線引抜力は、光ファイバ素線４とオーバーコート層５との密着性の指標となる。そして、この素線引抜力が小さいもの程、光ファイバ素線４とオーバーコート層５との密着性が小さいため、オーバーコート層５の端部から光ファイバ素線４を容易に引き抜くことができる。

ただし、光ファイバ心線１の素線引抜力が小さ過ぎると、温度変化によってオーバーコート層５が光ファイバ素線４に対して収縮しようとするとき、オーバーコート層５の内周面が、光ファイバ素線４の外周面に沿って、その端面に対する後退方向に容易に移動し、オーバーコート層５が大きく収縮する。その結果、オーバーコート層５の端面から光ファイバ素線４が突き出るピストニング現象が発生してしまう。

これに対して、素線引抜力が０．０２８〜０．０９６Ｎ／ｍｍである場合には、光ファイバ素線４とオーバーコート層５との密着性が適度に小さいものとなる。このため、例えば非加熱式リムーバを用いてオーバーコート層５の端部から光ファイバ素線４を容易に引き抜くことができるので、光ファイバ素線４の外傷を抑えつつ、光ファイバ素線の端部を露出させることができる。また、温度変化によってオーバーコート層５が光ファイバ素線４に対して収縮しようとするときには、光ファイバ素線４とオーバーコート層５との密着力が効果的に働き、オーバーコート層５の収縮が抑えられる。このため、ピストニング現象を抑制することができる。

このような光ファイバ素線４の素線引抜力は、例えば、その外周面を構成する被覆層（２層構成の被覆層の場合にはセカンダリ層、３層構成の被覆層の場合には着色層）３を紫外線硬化性樹脂を主材料として構成する場合には、紫外線照射を行う際の雰囲気中の酸素濃度を変化させることによって制御することができる。

以上のように構成された光ファイバ心線１は、他の光ファイバ心線１と接続部材によって接続する場合、例えば非加熱式リムーバを用いて各光ファイバ心線１のオーバーコート層５の端部付近に切り込みを入れ、端部側のオーバーコート層５から光ファイバ素線４を引き抜く。これにより、端部のオーバーコート層５が除去され、光ファイバ素線４が露出する。このとき、光ファイバ素線４の表面動摩擦力が所定の範囲とされていることにより、オーバーコート層５から光ファイバ素線４を引き抜く際に、これらの界面に生じる摩擦力が比較的小さく抑えられ、オーバーコート層５から光ファイバ素線４を容易に引き抜くことができる。そして、光ファイバ心線１の露出した光ファイバ素線４同士を接続部材によって接続する。この場合、光ファイバ素線用の接続部材、すなわち従来から汎用されている接続部材を用いることができるため、接続部材を容易に入手することができ、工事に要するコストの低減を図ることができる。

また、表面動摩擦力が所定範囲とされた光ファイバ心線１は、温度変化によってオーバーコート層５が収縮しようとするとき、光ファイバ素線４とオーバーコート層５との界面に生じる摩擦力が効果的に働き、オーバーコート層５の収縮が抑えられる。このため、オーバーコート層５の端面から光ファイバ素線４が突き出るピストニング現象を抑制することができる。その結果、ピストニング現象に起因する不都合、すなわち、損失変動や、ファイバ先端に近接して取り付けられる光学素子がオーバーコート層５から突出した光ファイバ素線４によって破損すること等を抑制することができる。

以上、本発明の光ファイバ心線の実施形態について説明したが、前記実施形態において、光ファイバ心線を構成する各部は一例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

以下に、本発明の具体的実施例について説明するが、本願発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜０２５素線（光ファイバ着色素線）の作製＞
まず、以下のようにして０２５素線（０２５素線１−１〜４−６）を作製した。
（０２５素線１−１）
光ファイバに紫外線硬化性樹脂よりなる被覆層が設けられた被覆層付き光ファイバ（外径：２５０μｍ）を用意した。
次に、この被覆層付き光ファイバの外周面に、着色剤を含む紫外線硬化性樹脂（着色樹脂）を供給し、この着色樹脂を、１ｐｐｍ〜３００ｐｐｍの酸素含有雰囲気下、紫外線照射することによって硬化させ、着色層を形成した。ここで、着色樹脂に含まれる紫外線硬化性樹脂は、ウレタンアクリレート系もしくはエポキシアクリレート系の紫外線硬化性樹脂（Ｃ１）である。
以上の工程により、外径約２５０μｍの光ファイバ着色素線（０２５素線１−１）を作製した。

（０２５素線１−２〜１−６）
着色樹脂を硬化させる際の雰囲気中の酸素濃度を表１に示すように変えた以外は、前記０２５素線１−１と同様にして、光ファイバ着色素線（０２５素線１−２〜１−６）を作製した。

（０２５素線２−１〜２−６）
着色樹脂に用いる紫外線硬化性樹脂として、表面硬化性が紫外線硬化性樹脂（Ｃ１）と異なる紫外線硬化性樹脂（Ｃ２）を用いる以外は、前記０２５素線１−１〜１−６と同様にして、光ファイバ着色素線（０２５素線２−１〜２−６）を作製した。

（０２５素線３−１〜３−６）
着色樹脂に用いる紫外線硬化性樹脂として、表面硬化性が紫外線硬化性樹脂（Ｃ１）と異なる紫外線硬化性樹脂（Ｃ３）を用いる以外は、前記０２５素線１−１〜１−６と同様にして、光ファイバ着色素線（０２５素線３−１〜３−６）を作製した。

（０２５素線４−１〜４−６）
着色樹脂に用いる紫外線硬化性樹脂として、表面硬化性が紫外線硬化性樹脂（Ｃ１）と異なる紫外線硬化性樹脂（Ｃ４）を用いる以外は、前記０２５素線１−１〜１−６と同様にして、光ファイバ着色素線（０２５素線４−１〜４−６）を作製した。
ここで、Ｃ１はウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂、Ｃ２はエポキシアクリレート系紫外線硬化樹脂、Ｃ３はポリエステルアクリレート系紫外線硬化樹脂、Ｃ４はポリエステルアクリレート系紫外線硬化樹脂である。

以上のようにして作製された各０２５素線について、表面動摩擦力を所定の方法によって測定した。その結果を、着色樹脂に用いた紫外線硬化性樹脂の種類および着色樹脂を硬化する際の雰囲気中の酸素濃度と合わせて表１に示す。

＜０５心線（光ファイバ心線）の作製Ｉ＞
次に、作製された各０２５素線を用い、以下のようにして各種光ファイバ心線（０５心線１−１〜４−６）を作製した。
（０５心線１−１）
０２５素線１−１を用意した。
次に、この０２５素線１−１の外周面に、紫外線硬化性樹脂を供給し、紫外線照射によって硬化させることでオーバーコート層を形成した。形成したオーバーコート層のヤング率は１５０ＭＰａであった。
以上の工程により、外径約５００μｍの光ファイバ心線（０５心線１−１）を作製した。

（０６心線１−２〜４−６）
０２５素線１−１の代わりに０２５素線１−２〜４−６を用いる以外は、前記０５心線１−１と同様にして、光ファイバ心線（０５心線１−１〜４−６）を作製した。

以上のようにして作製された各０５心線について、所定の方法によって素線引抜力（オーバーコート層から光ファイバ素線を引き抜くために要する力）を測定するとともに、以下のようにしてピストニング量および被覆除去性を測定した。
［光ファイバ心線のピストニング量の測定方法］
（１）まず、図５（ａ）に示すように、１００ｍの光ファイバ心線１を、外径Ｌ_５が約３００ｍｍの円環を形成するように螺旋状に巻回することによって光ファイバ心線１の巻回体（心線束）１ａを得る。
（２）次に、図５（ｂ）に示すように、心線束１ａを構成する光ファイバ心線１の両端面を、顕微鏡によって倍率１００倍で観察し、オーバーコート層５の端面から突出する光ファイバ素線４の長さ（初期突出量Ｌ_０）を測定する。
（３）次に、心線束１ａを、８５℃８５％ＲＨの湿熱高温槽２０に搬入し、１０００時間エージングを行う。
（４）次に、工程（２）と同様に、心線束１ａを構成する光ファイバ心線１の両端面を、顕微鏡によって倍率１００倍で観測し、オーバーコート層５の端面から突出する光ファイバ素線４の長さ（エージング後の突出量Ｌａ）を測定する。
（５）次に、測定された初期突出量Ｌ_０およびエージング後の突出量Ｌａを用い、下記の式に基づいてピストニング量を算出する。
ピストニング量＝（エージング後の突出量Ｌ_１）−（初期突出量Ｌａ）
なお、各０５心線を総合判定するに際しては、このピストニング量が１ｍｍ以下のものを合格品として評価した。

［被覆除去性の測定方法］
（１）まず、図６（ａ）に示すように、光ファイバ心線１を、厚さ２ｍｍの低密度もしくは高密度のポリエチレン製のシート３０によって上下から挟み込み、積層体を得る。ここで用いるポリエチレン製シート３０の素材および厚さは、光ファイバケーブルのシースに準じたものである。
（２）次に、積層体を、８５℃８５％ＲＨの湿熱高温槽２０に搬入し、１０００時間エージングを行う。
（３）次に、図６（ｂ）に示すように、オーバーコート層５のヤング率の測定方法で用いるのと同様の被覆除去冶具１０を用意する。そして、この被覆除去冶具１０の刃１１の間に、光ファイバ心線１を５０ｍｍ（Ｌ_６）挿通し、この状態でオーバーコート層５に刃１１を入れることで、オーバーコート層５の一端部から５０ｍｍの位置に切り込みを付ける。
（４）次に、オーバーコート層５内に刃１１が入れられた状態の光ファイバ心線１を、引張速度５００ｍｍ／分で他端部側に引っ張る。これにより、図６（ｃ）に示すように、一端部から５０ｍｍの範囲のオーバーコート層５から光ファイバ素線４が引き抜かれ、光ファイバ素線４が露出する。
（５）次に、露出した光ファイバ素線４を、顕微鏡によって倍率２００倍で観察し、光ファイバ素線４の表面（着色層表面）の外傷の有無を調べる。
（６）さらに、工程１〜５を１００回行い、各回毎に光ファイバ素線４の表面（着色層表面）の外傷の有無を調べる。
ここでは、１００回全てで外傷がないものを合格品として評価した。
以上の測定結果を、光ファイバ素線の表面動摩擦力の測定結果と合わせて表１に示す。

表１からわかるように、着色樹脂を硬化させる際の雰囲気中の酸素濃度を変えることで、０２５素線の表面動摩擦力が変化することがわかる。これは、雰囲気中の酸素が、樹脂の架橋反応を阻害するように作用し、雰囲気中の酸素濃度を変えたことにより、着色樹脂表面の架橋密度を変化させることができたためと考えられる。

ここで、いずれの紫外線硬化性樹脂を用いた場合にも、雰囲気中の酸素濃度が３ｐｐｍ以下および１００ｐｐｍ以上の範囲では、表面動摩擦力の差が見られない。これは、雰囲気中の酸素濃度が３ｐｐｍ以下の場合には、酸素による架橋反応の阻害効果が十分に働かず、各着色樹脂の表面の硬化状態が飽和しているためと考えられる。一方、雰囲気中の酸素濃度が１００ｐｐｍ以上の場合には、酸素による架橋反応の阻害効果自体が飽和しており、それ以上に表面の未反応部分が増加しないためであると考えられる。

次に、ピストニング量および被覆除去性の測定結果を見ると、０２５素線の表面動摩擦力が０．１２Ｎ／回以上の場合では、ピストニング量が１ｍｍ以下に抑えられている。これは、オーバーコート層と着色層との界面の摩擦力が大きいためと考えられる。

また、０２５素線の表面動摩擦力が０．４８Ｎ／回以下の場合では、ピストニング量および被覆除去性についての問題は見られないが、０．５２Ｎ／回以上の場合では、被覆除去性について問題が発生する。これはオーバーコート層と着色層との界面摩擦力が大きくなりすぎて、エージング後の劣化（収縮等）したオーバーコート層からは０２５素線を引き抜くことが困難になるためと考えられる。

このことから、０２５素線の表面動摩擦力を０．１２〜０．４８Ｎ／回の範囲内とすることにより、ピストニング量が１ｍｍ以下であり、かつ、被覆除去性に優れた０５心線が得られることがわかる。

同様に、素線引抜力についても、この値が０．０２８Ｎ／ｍｍ以上の場合では、オーバーコート層と着色層との界面の摩擦力が大きく、このためピストニング量が１ｍｍ以下に抑えられていると考えられる。
また、素線引抜き力が０．０９６Ｎ／回以下の場合では、ピストニング量および被覆除去性については問題が見られていないが、０．１１５Ｎ／ｍｍ以上の場合では被覆除去性について問題が発生する。これは、オーバーコート層と０２５素線との密着力が大きくなるため、０２５素線からオーバーコート層を引き剥がすことが困難になるためと考えられる。

このことから、素線引抜力を０．０２８〜０．０９６Ｎ／回の範囲内とすることにより、ピストニング量が１ｍｍ以下であり、かつ、被覆除去性に優れた０５心線が得られることがわかる。

＜光ファイバ心線の作製II＞
次に、オーバーコート層のヤング率が異なる各種光ファイバ心線（０５心線５−１〜８−４）を作製した。
（０５心線５−１）
まず、０２５素線２−３を用意した。
次に、この０２５素線２−３の外周面に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂（０１）を供給し、３ｍＪ／ｃｍ^２の照度で紫外線照射することによって硬化させ、オーバーコート層を形成した。形成したオーバーコート層のヤング率は１１ＭＰａであった。
以上の工程により、外径約５００μｍの光ファイバ心線（０５心線５−１）を作製した。

（０５心線５−２〜５−４）
紫外線硬化性樹脂（０１）を紫外線照射する際の照度を、表２に示すように変えた以外は、前記０５心線５−１と同様にして光ファイバ心線（０５心線５−２〜５−４）を作製した。

（０５心線６−１〜８−４）
オーバーコート層に用いる紫外線硬化性樹脂として、紫外線硬化性樹脂（０１）とヤング率が異なる紫外線硬化性樹脂（０２〜０４）を用いる以外は、前記０５心線５−１〜５−４と同様にして光ファイバ心線（心線６−１〜心線８−４）を作製した。
以上のようにして作製した各０５心線について、所定の方法によってヤング率を測定するとともに、耐外傷性および被覆除去性を測定した。耐外傷性の試験方法は下記の通りである。
ここで、０１はウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂、０２はエポキシアクリレート系紫外線硬化樹脂、０３はポリエステルアクリレート系紫外線硬化樹脂、０４はポリエステルアクリレート系紫外線硬化樹脂である。

［耐外傷性の試験方法］
（１）まず、図７（ａ）に示すように、９０°のエッジがついた金属製（ステンレス鋼製）の作業台４０を準備する。
（２）次に、光ファイバ心線１の端部を、作業台４０上面のエッジ４１から５０ｍｍ（Ｌ_７）の箇所に、幅Ｌ_８が１０ｍｍの粘着テープ４２で固定するとともに、作業台４０の上面および側面に沿うように配置する。そして、作業台４０の側面側に配された光ファイバ心線端部のエッジ４１からの距離Ｌ_９が１００ｍｍの位置となるようにする。
（３）次に、図７（ｂ）に示すように、光ファイバ心線１の端部に１００ｇの重り４３を付けて垂らし、光ファイバ心線１が作業台４０のエッジ４１に当たるようにする。
（４）続いて、重り４３を垂らした瞬間からの時間を計測しつつ、オーバーコート層５の切断や心線の断線といった損傷状況を観察し、損傷が認められた時間を記録する。なお、この耐外傷性試験は、２３℃５０％ＲＨの環境で行う。
ここでは、試験開始から３０秒以内に損傷が確認されたものを、不合格品とした。
以上の測定結果を、オーバーコート層に用いた紫外線硬化性樹脂の種類および紫外線の照度と合わせて表２に示す。

表２の結果から、オーバーコート層のヤング率が９２ＭＰａ以上の場合では、オーバーコート層が硬いため、外力による断線が防止されるものと考えられる。
また、オーバーコート層のヤング率が１９０ＭＰａ以下の場合では、耐外傷性および被覆除去性についての問題は見られないが、２１０ＭＰａ以上の場合では、被覆除去性について問題が発生する。これは、オーバーコート層のヤング率が高く（オーバーコート層が硬く）なりすぎて、オーバーコート層を引き剥がす際に生じたゴミが０２５素線に対して損傷を与えるためと考えられる。
以上のことから、オーバーコート層のヤング率を９２〜１９０ＭＰａの範囲内とすることにより、耐外傷性と被覆除去性に優れた０５心線が得られるようになることがわかる。

本発明の光ファイバ心線は、例えば光ファイバコードや光ファイバドロップケーブルなどＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ Ｔｏ Ｔｈｅ Ｈｏｍｅ）で使用されるケーブル内に実装される０５心線として利用することができる。

１・・・光ファイバ心線、２・・・光ファイバ、３・・・被覆層、４・・・光ファイバ素線、５・・・オーバーコート層。

Claims (6)

1. 光ファイバと該光ファイバの外周を被覆する被覆層とを有する光ファイバ素線と、該光ファイバ素線の外周を被覆するオーバーコート層とを有し、
   前記光ファイバ素線の表面動摩擦力が０．１２Ｎ／回〜０．４８Ｎ／回であることを特徴とする光ファイバ心線。
2. 前記オーバーコート層から前記光ファイバ素線を引き抜くために要する力が、０．０２８Ｎ／ｍｍ〜０．０９６Ｎ／ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ心線。
3. 前記オーバーコート層のヤング率が、９２ＭＰａ〜１９０ＭＰａであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ファイバ心線。
4. 前記被覆層は、紫外線硬化性樹脂を主材料として構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光ファイバ心線。
5. 前記オーバーコート層は、紫外線硬化性樹脂を主材料として構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の光ファイバ心線。
6. 前記光ファイバ素線の外径が約２５０μｍ、前記光ファイバ心線全体の外径が約５００μｍであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の光ファイバ心線。

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