JP2010243725A

JP2010243725A - 光ファイバコード

Info

Publication number: JP2010243725A
Application number: JP2009091341A
Authority: JP
Inventors: Toshihisa Sato; 登志久佐藤; Tomoyuki Hattori; 知之服部
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-10-28

Abstract

【課題】十分な抗張力が維持され、キンクの発生が抑えられた細径化された光ファイバコードを提供する。
【解決手段】光ファイバ心線２と、光ファイバ心線２の外周に長手方向に縦添えされた繊維状の抗張力体３と、抗張力体３の外周を覆う少なくとも最外層４ｂがポリウレタン樹脂からなる外被４とを備えた光ファイバコード１であって、外径Ｄｏが２．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であり、抗張力体３が３４００ｄ以上充填され、外被４の厚さＴが０．８５ｍｍ以上であり、外被４の最外層４ｂの厚さＴｏが０．４５ｍｍ以上であり、最外層４ｂと抗張力体３との間に介在層４ａが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ心線の周囲をさらに外被で被覆した光ファイバコードに関する。

各種の情報機器などの配線として、光ファイバコードが用いられている。この光ファイバコードとしては、光ファイバ心線とその外周に縦添えした繊維状の抗張力体とその外周を被覆した外被とからなり、抗張力体の充填密度を３０００〜４０００ｄ（デニール）／ｍｍ^２としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、光ファイバ心線の周りにアラミド繊維を縦添えし、その周りにＰＶＣ中間層を介して熱可塑性ポリウレタンの外部被覆を施したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５−２０２３１０号公報特開２００３−１４００１３号公報

近年、光配線のさらなる高密度化の要求があり、それに伴い光ファイバコードを細径化する要求がある。しかし、光ファイバコードを細径化するために抗張力体を減らすと、十分な引張強度が得られず、特にコネクタ付けした際に、コネクタとの接続箇所近傍での引っ張りに耐えられなくなってしまう。そのため、十分な抗張力を維持しつつ細径化するには、抗張力体を減らすことができないため、外被を薄くせざるを得ない。
しかしながら、外被を薄くした場合、光ファイバコードが鋭角に折れ曲がるといわゆるキンクが起こり易くなり、光ファイバ心線の断線や伝送特性不良を生じるおそれがある。

そこで、本発明の目的は、十分な抗張力が維持され、キンクの発生が抑えられた細径化された光ファイバコードを提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバコードは、光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の外周に長手方向に縦添えされた繊維状の抗張力体と、前記抗張力体の外周を覆う少なくとも最外層がポリウレタン樹脂からなる外被とを備えた光ファイバコードであって、
当該光ファイバコードの外径が２．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であり、
前記抗張力体が３４００ｄ以上充填され、
前記外被の厚さが０．８５ｍｍ以上であり、
前記外被の最外層の厚さが０．４５ｍｍ以上であり、
前記最外層と前記抗張力体との間に介在層が設けられていることを特徴とする。なお外被は最外層と介在層からなる。

本発明の光ファイバコードにおいて、前記外被がポリオレフィン層とポリウレタン層とからなり、前記ポリオレフィン層が前記介在層であることが好ましい。

本発明の光ファイバコードにおいて、前記介在層が紙または樹脂テープであることが好ましい。

本発明の光ファイバコードにおいて、前記抗張力体がアラミド繊維であり、その充填密度が４２００ｄ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。

本発明の光ファイバコードによれば、外径を２．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下とし、繊維状の抗張力体を３４００ｄ以上充填し、外周を覆う少なくとも最外層がポリウレタン樹脂からなる外被の厚さを０．８５ｍｍ以上とし、外被の最外層の厚さを０．４５ｍｍ以上とすることにより、例えば、曲率１５ｍｍ程度の小径で曲げたとしても、ポリウレタン樹脂の最外層を有する外被の座屈を防止し、キンクの発生を抑制することができる。
また、繊維状の抗張力体が、３４００ｄ以上で充填されているので、十分な引っ張り強度を得ることができ、引っ張りによる光ファイバ心線の断線や伝送特性不良を抑えることができる。また、抗張力体と密着し易いポリウレタン樹脂の最外層と抗張力体との間に介在層を設けてかつ介在層として抗張力体との密着力の弱い材料を用いれば、外被と抗張力体との密着を防ぐことができ、端末加工の容易な光ファイバコードとすることができる。

本発明に係る光ファイバコードの実施形態の断面図である。

以下、本発明に係る光ファイバコードの実施形態の例について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、光ファイバコード１は、光ファイバ心線２の周囲に、抗張力体３、外被４が順に設けられた構造を有している。
光ファイバコード１は、その外径Ｄｏが２．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下とされた細径の光ファイバコードである。
光ファイバ心線２は、コア及びクラッドを有するガラスファイバ２ａを樹脂被覆２ｂによって覆った構造を有している。光ファイバ心線２の外径は、２５０μｍ程度である。

抗張力体３は、光ファイバ心線２の周囲に縦添えされて設けられている。この抗張力体３としては、例えば、芳香族ポリアミド系の合成繊維（アラミド繊維）であるケブラー（登録商標）を用いることができる。
そして、この抗張力体３は、３４００ｄ（デニール）以上充填されており、その充填密度は４２００ｄ（デニール）／ｍｍ^２以上とされている。

この抗張力体３は、繊維束をそのまま光ファイバ心線２の周りに添わせるのではなく、繊維束を崩して光ファイバ心線２の周りに均等に添わせるようにする。例えば、抗張力体３となるアラミド繊維の繊維束をサプライリールから繰り出し、この繊維束を崩しながら光ファイバ心線２の周囲に縦添えする。

外被４は、その厚さＴが０．８５ｍｍ以上である。この外被４は、抗張力体３側から順に、ポリオレフィン樹脂からなる介在層４ａと、ポリウレタン樹脂からなる最外層４ｂとを有している。これにより、光ファイバコード１は、その外周部分がポリウレタン樹脂から形成され、抗張力体３とポリウレタン樹脂の最外層４ｂとの間に、介在層４ａであるポリオレフィン樹脂が介在した構造を有している。そして、この構造の外被４は、その最外層４ｂの厚さＴｏが０．４５ｍｍ以上である。

外被４は、介在層４ａとなるポリオレフィン樹脂を一層目、最外層４ｂとなるポリウレタン樹脂を二層目として二層押し出しにより、線速約４０ｍ／分で抗張力体３の外周に押し出し成形を行うことにより形成する。なお、樹脂の押出温度は、１８０〜２１０℃が好ましく、成形後は、８０℃の冷却水の水槽及び常温の冷却水の水槽に通すことにより冷却する。

上記本実施形態に係る光ファイバコード１によれば、外径Ｄｏを２．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下とし、繊維状の抗張力体３を３４００ｄ以上充填し、外周を覆う少なくとも最外層４ｂがポリウレタン樹脂からなる外被４の厚さＴを０．８５ｍｍ以上とし、外被４の最外層４ｂの厚さＴｏを０．４５ｍｍ以上とすることにより、例えば、曲率１５ｍｍ程度の小径で曲げたとしても、ポリウレタン樹脂の最外層４ｂを有する外被４の座屈を防止し、キンクの発生を抑制することができる。外被４の厚さは１．１５ｍｍ以下である。
また、繊維状の抗張力体３が、３４００ｄ以上で充填されているので、十分な引っ張り強度を得ることができ、引っ張りによる光ファイバ心線２の断線や伝送特性不良を抑えることができる。

ポリオレフィン樹脂のみからなる外被４を有する光ファイバコード１では、外径Ｄｏが４ｍｍ（このときの内径は１．４ｍｍ、外被の厚さが１．３ｍｍ）まではキンクしないが、外被４の厚さＴを０．５ｍｍ薄くして（０．８ｍｍになる）外径Ｄｏを３ｍｍとすると、光ファイバコード１にキンクが生じるようになる。これは、光ファイバコード１の外径Ｄｏが１ｍｍ細くなったので外被４を０．５ｍｍ薄くしたことが原因と考えられる。つまり、外被４が０．８ｍｍ以下であると、小径曲げ時にキンクが生じ易くなる。

これに対して、本実施形態の光ファイバコード１では、外径Ｄｏを２．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下と細径にしているが、外被４の厚さＴを０．８５ｍｍ以上としているので、前述のようにキンクの発生を抑制することができる。

また、光ファイバコード１の抗張力を維持するためには、抗張力体３の充填量を減らすわけにはいかない。例えば、束単位の抗張力体３を二束（約２３００ｄ）充填しただけでは十分な引っ張り強度が得られず、三束（３４００ｄ）以上の抗張力体３を充填する必要がある。また、抗張力体３は、その充填密度を６２００ｄ／ｍｍ^２までしか高められない。
本発明ではキンクしない外被４の厚さと十分な抗張力体３とを併せ持ち、外径Ｄｏが２．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下の細径化された光ファイバコード１としている。例えば、外径Ｄｏの下限値を２．６ｍｍとする場合、束単位の抗張力体３を三束充填して充填密度を４２００ｄ／ｍｍ^２以上とするには、外被４の内径Ｄｉを０．９ｍｍとする必要があり、よって、外被４の厚さＴが０．８５ｍｍとなる。

また、ポリウレタン樹脂は、アラミド繊維などからなる抗張力体３と密着し易いため、外被４をポリウレタン樹脂だけで形成すると、端末処理のために外被４を除去する際に、外被４に抗張力体３が付着して外被４が円滑に除去できず、良好な作業性が得られない。
これに対して、本実施形態では、抗張力体３と密着し易いポリウレタン樹脂の最外層４ｂと抗張力体３との間に介在層４ａを設けた二層構造としたので、介在層４ａとして抗張力体３との密着力の弱い材料（極性の小さい材料）を用いればキンクを防止しつつ外被４と抗張力体３との密着も防ぐことができる。
４０ｍｍの外被を引き抜く際の力を測定し、この外被引抜力が３０Ｎ以上だと外被除去が困難になる。ポリオレフィンでは３０Ｎ以下であるが、ポリウレタンだと３０Ｎを超える。介在層には抗張力体に対する引き抜き力が３０Ｎ／４０ｍｍ以下のものを使用する。

特に、外被４をポリオレフィン層とポリウレタン層とから形成し、抗張力体３との密着力が弱いポリオレフィン層を介在層４ａとすることにより、抗張力体３の直上にポリオレフィン樹脂を被覆し、その上にポリウレタン樹脂を被覆した構造となり、キンクの発生を防止しつつ端末加工の容易な光ファイバコード１とすることができる。

なお、ポリオレフィン樹脂からなる介在層４ａは、抗張力体３がポリウレタン樹脂からなる最外層４ｂとの密着を防ぐために使用するので、その目的のためには多くする必要はない。しかし、ポリオレフィン樹脂はポリウレタン樹脂よりも安価であるので、ポリウレタン樹脂からなる最外層４ｂを必要以上に厚くするよりもポリオレフィン樹脂からなる介在層４ａを厚くした方がコストを抑えることができる。ポリウレタン樹脂からなる外被の厚さが０．４５ｍｍ以上であればキンクの問題は生じない。その範囲でポリオレフィン樹脂からなる介在層４ａを設ける。

また、抗張力体３が密に詰まっていないと外被４が光ファイバ心線２に対して動き、外被４が突き出す、いわゆる突き出し現象が生じることがある。例えば、抗張力体３の充填密度が４０００ｄ／ｍｍ^２以下であると、内部に空隙が生じた状態となり、光ファイバ心線２に対して外被４が動いて突き出し現象が生じる。特に、ヒートサイクル（例えば、−４０℃〜８０℃）を繰り返した際に、外被４と光ファイバ心線２との線膨張径数の違いにより外被４と光ファイバ心線２とがずれてしまう。

本実施形態の光ファイバコード１は、抗張力体３がアラミド繊維であり、その充填密度を４２００ｄ／ｍｍ^２以上としたことにより、外被４と光ファイバ心線２との保持力を十分に確保できる。これにより、光ファイバ心線２に対して外被４を動かないようにすることができ、光ファイバ心線２と外被４とのずれ及びずれによる外被４の突き出しを抑制することができる。

なお、上記実施形態では、ポリオレフィン樹脂からなる介在層４ａを設けたが、この介在層４ａは、紙または樹脂テープであっても良い。
例えば、抗張力体３の周囲に紙またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからなる樹脂テープを縦添えで巻いて介在層４ａとする。紙または樹脂テープからなる介在層４ａを設けた場合も、最外層４ｂの抗張力体３への付着が抑えられるので、端末処理を行う際の外被４の除去を容易に行うことができる。

（１）キンク試験等
光ファイバコード１の外径Ｄｏを３ｍｍとし、ポリウレタン樹脂から形成した外被４の内径Ｄｉ及び厚さＴを変化させた際のキンクの有無を調べた。
その結果を表１に示す。

（内径Ｄｉが１．２ｍｍのとき、アラミド繊維からなる抗張力体を四束（４６００ｄ）充填できる。

表１に示すように、外被４の座屈を防ぎ、キンクの発生をなくすには、外被４の厚さＴは０．８５ｍｍ以上必要であることがわかった。
ただし、外被４をポリウレタン樹脂だけで形成すると、アラミド繊維などからなる抗張力体３にポリウレタン樹脂が密着し、良好な端末加工性が得られない。つまり、光ファイバコード１にコネクタ付けするために、端部近傍でポリウレタン樹脂からなる外被４の端部を切断除去しようとすると、外被４が抗張力体３に付着し外被４の端部を除去できない。

したがって、外被４の厚さＴを０．８５ｍｍとして、その内周側の一部をポリオレフィン（難燃ポリエチレン）樹脂に置換し、ポリウレタン層０．４５ｍｍ、ポリオレフィン層０．４０ｍｍとすることにより、キンクの発生を防止しつつ端末加工の容易な光ファイバコード１が得られた。
つまり、光ファイバコード１における外被４は、その厚さＴが０．８５ｍｍ以上という前提で、そのうち最外層４ｂとなるポリウレタン層の厚さＴｏは０．４５ｍｍ以上あれば良いことがわかる。

また、外被４の介在層４ａとして、ポリオレフィン層に代えて紙（例えば数十μｍの薄い電気絶縁紙）を縦添えで巻いた光ファイバコード１でのキンクの有無及び外被４の抗張力体３への密着性について調べた。
試験に用いた光ファイバコード１は、外径Ｄｏ＝３．１ｍｍ、外被４の内径Ｄｉ＝１．３ｍｍ（ポリウレタンからなる最外層４ｂの厚さＴｏ＝０．８５ｍｍ、紙からなる介在層４ａの厚さＴｉ＝０．０５ｍｍ）であり、抗張力体３がアラミド繊維からなるものである。

その結果、介在層４ａとして紙を用いた場合もキンクが発生せず、また外被４のポリウレタンからなる最外層４ｂが抗張力体３に付着することがなかった。つまり、０．４５ｍｍ以上のポリウレタンからなる最外層４ｂと紙からなる介在層４ａとを有する０．８５ｍｍ以上の厚さの外被４を備えた光ファイバコード１の場合も、キンクの発生が防止され、また、端末加工が容易であることがわかる。

（３）突き出し試験
アラミド繊維からなる抗張力体３の充填密度を変え、光ファイバ心線２に対して外被４が突き出す突き出し現象の有無を調べた。
試験に用いた光ファイバコード１は、外径Ｄｏ＝３ｍｍ、外被４の内径Ｄｉ＝１．２ｍｍ（ポリウレタンからなる最外層４ｂの厚さＴｏ＝０．４５ｍｍ、ポリオレフィンからなる介在層４ａの厚さＴｉ＝０．４５ｍｍ）である。

その結果、抗張力体３の充填密度を３２００ｄ／ｍｍ^２（三束）としたときは、突き出し現象が生じ、充填密度を４２００ｄ／ｍｍ^２（四束）としたときは、突き出し現象が生じなかった。
このことから、アラミド繊維からなる抗張力体３の充填密度を４２００ｄ／ｍｍ^２以上とすることにより、突き出し現象がない光ファイバコード１が得られることがわかる。

１：光ファイバコード、２：光ファイバ心線、３：抗張力体、４：外被、４ａ：介在層、４ｂ：最外層、Ｄｏ：外径、Ｔ：外被の厚さ、Ｔｏ：最外層の厚さ

Claims

光ファイバ心線と、前記光ファイバ心線の外周に長手方向に縦添えされた繊維状の抗張力体と、前記抗張力体の外周を覆う少なくとも最外層がポリウレタン樹脂からなる外被とを備えた光ファイバコードであって、
当該光ファイバコードの外径が２．６ｍｍ以上３．２ｍｍ以下であり、
前記抗張力体が３４００ｄ以上充填され、
前記外被の厚さが０．８５ｍｍ以上であり、
前記外被の最外層の厚さが０．４５ｍｍ以上であり、
前記最外層と前記抗張力体との間に介在層が設けられていることを特徴とする光ファイバコード。
請求項１に記載の光ファイバコードであって、
前記外被がポリオレフィン層とポリウレタン層とからなり、前記ポリオレフィン層が前記介在層であることを特徴とする光ファイバコード。
請求項１に記載の光ファイバコードであって、
前記介在層が紙または樹脂テープであることを特徴とする光ファイバコード。
請求項１から３の何れか一項に記載の光ファイバコードであって、
前記抗張力体がアラミド繊維であり、その充填密度が４２００ｄ／ｍｍ^２以上であることを特徴とする光ファイバコード。