JP2022042193A - 光ファイバ及び光ファイバテープ心線 - Google Patents

Abstract

【課題】識別層がテープ化材から剥離することを抑制できるようにする光ファイバテープ心線を提供する。【解決手段】複数の光ファイバ１１と、複数の光ファイバを連結するテープ化材１２と、テープ化材上に設けた識別層１３と、を備え、テープ化材と識別層との界面に沿う方向における膨潤度の差の絶対値が２．２％以下である光ファイバテープ心線１０。【選択図】図１

Description

本発明は、光ファイバ及び光ファイバテープ心線に関する。

特許文献１には、裸線部を被覆する被覆部の外周に識別層（マーキング）を設けた光ファイバが開示されている。この種の光ファイバでは、光ファイバ毎に識別層の色や形状、数などを異ならせることで、複数の光ファイバが纏められていても、複数の光ファイバを識別することができる。

特開平１１－３２６７１４号公報

ところで、被覆部の外周に識別層を設けた光ファイバでは、光ファイバを水等の液体に浸漬したときに、識別層が被覆部から剥離してしまう、という問題がある。
また、複数の光ファイバをテープ化材によって連結した光ファイバテープ心線においてテープ化材上に識別層を設けた場合にも、同様に、光ファイバテープ心線を液体に浸漬したときに、識別層が被覆部から剥離してしまう問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、識別層の剥離を抑制することができる光ファイバ及び光ファイバテープ心線を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様に係る光ファイバは、裸線部と、前記裸線部を覆う被覆部と、前記被覆部の外周に設けた識別層と、を備え、前記被覆部の外周と前記識別層との界面に沿う方向における前記被覆部及び前記識別層の膨潤度の差の絶対値が２．２％以下である。

本発明の第二の態様に係る光ファイバテープ心線は、複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバを連結するテープ化材と、前記テープ化材上に設けた識別層と、を備え、前記テープ化材と前記識別層との界面に沿う方向における膨潤度の差の絶対値が２．２％ 以下である。

本発明の上記態様によれば、光ファイバや光ファイバテープ心線を液体に浸漬しても、識別層が被覆部から剥離することを抑制することができる。

本発明の第一実施形態に係る光ファイバテープ心線を示す斜視図である。 図１のII－II矢視断面図である。 図１，２の光ファイバテープ心線を製造する装置の一例を示す概略図である。 図１，２の光ファイバテープ心線を含む光ファイバケーブルの一例を示す断面図である。 図４の光ファイバケーブルを製造する装置の一例を示す概略図である。 図１，２の光ファイバテープ心線のしごき試験を説明する図である。 本発明の第二実施形態に係る光ファイバを示す断面図である。

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態について、図１～５を参照して説明する。
図１，２に示すように、本実施形態に係る光ファイバテープ心線１０は、複数の光ファイバ１１と、テープ化材１２と、識別層１３と、を備える。

各光ファイバ１１は、裸線部１１Ａ及び被覆部１１Ｂを有する。裸線部１１Ａは、石英系ガラスなどにより形成され、光を伝達する。被覆部１１Ｂは、樹脂（例えばＵＶ硬化型樹脂）からなり、裸線部１１Ａの周囲を覆う。
テープ化材１２は、複数の光ファイバ１１を一列に並べた状態で連結する。本実施形態のテープ化材１２は、複数の光ファイバ１１を覆う。テープ化材１２は、例えばＵＶ硬化型の樹脂材料からなる。図１，２では、光ファイバテープ心線１０における光ファイバ１１の数が四つとなっているが、これに限ることはない。

本実施形態の光ファイバテープ心線１０は、隣り合う光ファイバ１１をその長手方向において間欠的に固定する間欠固定型テープ心線である。具体的に、テープ化材１２は、隣り合う光ファイバ１１同士を連結する連結部１２Ａと、隣り合う光ファイバ１１同士を連結しない分離部１２Ｂとを有する。連結部１２Ａと分離部１２Ｂとは、光ファイバ１１の長手方向に交互に並んでいる。また、隣り合う所定の光ファイバ１１同士を連結する連結部１２Ａと、隣り合う所定の光ファイバ１１同士の隣において別の光ファイバ１１を連結する別の連結部１２Ａとは、光ファイバ１１の長手方向にずれて位置する。このため、テープ化材１２の連結部１２Ａと分離部１２Ｂとは、複数の光ファイバ１１の配列方向にも交互に並んでいる。これにより、光ファイバテープ心線１０を複数の光ファイバ１１の配列方向に引っ張ると、網目状（蜘蛛の巣状）に広がるようになる。

識別層１３は、テープ化材１２上に設けられている。識別層１３の色は、テープ化材１２や被覆部１１Ｂと異なっているとよい。本実施形態の識別層１３は、テープ化材１２の一部を覆うマーキングである。マーキングである識別層１３は、光ファイバ１１の長手方向におけるテープ化材１２の一部においてテープ化材１２の周方向全体に延びるリング状に形成されている。リング状の識別層１３は、図１に例示するように光ファイバ１１の長手方向に間隔をあけて複数並んでもよいし、例えば一つであってもよい。識別層１３は、例えばＵＶ硬化型の樹脂材料からなる。

光ファイバテープ心線１０では、テープ化材１２と識別層１３との界面に沿う方向におけるテープ化材１２及び識別層１３の膨潤度の差の絶対値が２．２％以下である。テープ化材１２と識別層１３との界面に沿う方向は、テープ化材１２の周方向及び光ファイバ１１の長手方向の一方、あるいは両方を含む方向であってよい。以下、テープ化材１２及び識別層１３の膨潤度について説明する。

テープ化材１２の膨潤度ＴＱは、光ファイバテープ心線１０を液体に浸漬する前の上記界面に沿うテープ化材１２の単位長さをＴＬとし、光ファイバテープ心線１０の浸漬前後において上記界面に沿うテープ化材１２の単位長さ当たりの変化量をΔＴＬとして、以下の式で表される。
ＴＱ（％）＝（ΔＴＬ／ＴＬ）×１００

一方、識別層１３の膨潤度ＩＱは、光ファイバテープ心線１０を液体に浸漬する前の上記界面に沿う識別層１３の単位長さをＩＬとし、光ファイバテープ心線１０の浸漬前後において上記界面に沿う識別層１３の単位長さ当たりの変化量をΔＩＬとして、以下の式で表される。
ＩＱ（％）＝（ΔＩＬ／ＩＬ）×１００

前述したテープ化材１２及び識別層１３の膨潤度の差の絶対値は、上記したテープ化材１２の膨潤度ＴＱと識別層１３の膨潤度ＩＱとの差分の絶対値である。本実施形態において、テープ化材１２及び識別層１３の膨潤度の差の絶対値は、光ファイバテープ心線１０を６０℃の水に１６８時間浸漬させた場合のテープ化材１２の膨潤度ＴＱ及び識別層１３の膨潤度ＩＱに基づいて算出している。

さらに、本実施形態の光ファイバテープ心線１０では、識別層１３の破断伸び率が５％以上である。識別層１３の破断伸び率は、テープ化材１２と識別層１３との界面に沿う方向における伸び率である。

次に、本実施形態の光ファイバテープ心線１０を製造する製造方法の一例について図３を参照して説明する。
光ファイバテープ心線１０を製造する際には、はじめに、複数（図示例では四つ）の光ファイバ１１をファイバ供給部１０１からテープ化装置１０２に供給する。図３に例示するファイバ供給部１０１は、光ファイバ１１を巻き回したドラムによって構成されているが、例えば光ファイバ製造装置であってもよい。

テープ化装置１０２には複数の光ファイバ１１が一列に並んだ状態で供給される。テープ化装置１０２では、供給された複数の光ファイバ１１をテープ化材１２によって連結して光ファイバテープ心線１０（識別層１３を形成する前の光ファイバテープ心線１０）を形成する。具体的に、テープ化装置１０２では、複数の光ファイバ１１の周囲にテープ化材１２（ＵＶ硬化型樹脂）を塗布した後に、テープ化材１２に紫外線を照射してテープ化材１２を硬化させることによって、複数の光ファイバ１１を連結する。また、テープ化装置１０２では、光ファイバテープ心線１０を間欠固定型テープ心線とするために、複数の光ファイバ１１にテープ化材１２を塗布した後、又は、塗布されたテープ化材１２に紫外線を照射した後に、テープ化材１２のうち隣り合う光ファイバ１１の間に位置する部位に分離部１２Ｂを適宜形成する。光ファイバテープ心線１０（識別層１３を形成する前の光ファイバテープ心線１０）は、テープ化装置１０２から印刷装置１０３に供給される。

印刷装置１０３では、識別層１３をテープ化材１２上に印刷する。具体的に、印刷装置１０３では、識別層１３となるインクをテープ化材１２上に転写し、転写されたインクに紫外線を照射して当該インクを硬化させることで、識別層１３がテープ化材１２上に形成される。
識別層１３を形成した後に印刷装置１０３から繰り出された光ファイバテープ心線１０は、ドラム１０４に巻き取られる。以上により、光ファイバテープ心線１０の製造が完了する。

以上説明したように、本実施形態の光ファイバテープ心線１０によれば、テープ化材１２と識別層１３との界面に沿う方向におけるテープ化材１２及び識別層１３の膨潤度の差の絶対値が２．２％以下である。このため、光ファイバテープ心線１０を水等の液体に浸漬してテープ化材１２及び識別層１３の両方が膨潤しても、膨潤度の差に基づいてテープ化材１２と識別層１３との間に作用する応力（せん断応力）を小さく抑えることができる。これにより、識別層１３がテープ化材１２から剥離することを抑制することができる。このように識別層１３がテープ化材１２から剥離することを抑制できることは、識別層１３がテープ化材１２の一部だけを覆うマーキングであることで、テープ化材１２の残部が露出して識別層１３及びテープ化材１２の両方が膨潤しやすい本実施形態の光ファイバテープ心線１０において、特に有効である。また、識別層１３の剥離を抑制できることは、識別層１３がテープ化材１２の全体を覆う光ファイバテープ心線において、液体が識別層１３を透過することで下地であるテープ化材１２が膨潤する場合にも有効である。

以下、本実施形態の光ファイバテープ心線１０に対して浸漬試験を実施した結果について説明する。浸漬試験では、テープ化材１２及び識別層１３の膨潤度の差を０．０％～３．１％とした複数種類の光ファイバテープ心線１０を６０℃の水に１６８時間浸漬させた後に、識別層１３を目視できるか否かで識別層１３の剥離の有無を判定した。その結果、テープ化材１２及び識別層１３の膨潤度の差が２．２％よりも大きい場合に識別層１３の剥離を確認した。一方、テープ化材１２及び識別層１３の膨潤度の差が２．２％以下である場合には、識別層１３の剥離が無いことを確認した。

また、本実施形態の光ファイバテープ心線１０によれば、識別層１３の破断伸び率が５％以上である。このため、光ファイバテープ心線１０を取り扱う際に、光ファイバテープ心線１０に局所的な曲げや捻じれが生じるように光ファイバテープ心線１０をしごいても、識別層１３に亀裂が入って識別層１３がテープ化材１２から剥離することを抑制することができる。

以下、本実施形態の光ファイバテープ心線１０に対してしごき試験を実施した結果について説明する。しごき試験では、図６に示すように、光ファイバテープ心線１０を直径１０ｍｍの円柱体３０１（マンドレル）に巻き回した状態で、光ファイバテープ心線１０の各光ファイバ１１に９８Ｎの荷重をかけて光ファイバテープ心線１０を１ｍ／ｓの速度で光ファイバテープ心線１０の長手方向（図６において矢印Ｄ１で示す方向）に引っ張ることで光ファイバテープ心線１０を円柱体３０１に対してしごく。このしごき試験を、識別層１３の破断伸び率を１％～１５％とした複数種類の光ファイバテープ心線１０に対して実施し、識別層１３を目視できるか否かで識別層１３の剥離の有無を判定した。その結果、識別層１３の破断伸び率が５％よりも小さい場合には、光ファイバテープ心線１０がしごかれることで、識別層１３に亀裂が入る等して識別層１３が剥離したことを確認した。一方、識別層１３の破断伸び率が５％以上である場合には、光ファイバテープ心線１０がしごかれても、識別層１３が剥離しなかったことを確認した。

図６に例示した光ファイバテープ心線１０のしごき（局所的な曲げや捻じれ）は、例えば光ファイバテープ心線１０を用いて例えば図４に示す光ファイバケーブル１を製造する際に生じ得る。以下、図４，５を参照して、光ファイバケーブル１及びその製造方法の一例について説明する。

図４に示すように、光ファイバケーブル１は、複数の光ファイバテープ心線１０を有するコア２と、コア２を被覆するシース３と、を備える。コア２は、個々の光ファイバテープ心線１０を結束材４によって束ねた上で、複数の光ファイバテープ心線１０を撚り合わせることで光ファイバ束５を形成し、当該光ファイバ束５を筒状の押さえ巻き６によって包むことで構成されている。シース３の内部には、光ファイバテープ心線１０の長手方向に延びる一対の抗張力体７及び線条体８が埋設されている。

上記した光ファイバケーブル１を製造する際には、例えば図５に示すように、光ファイバテープ心線１０をドラム１０４から繰り出して結束装置２０１に供給する。結束装置２０１では、光ファイバテープ心線１０を結束材４によって束ねる。
結束材４で束ねられた複数の光ファイバテープ心線１０は、複数の結束装置２０１からＳＺ撚り装置２０２に供給される。ＳＺ撚り装置２０２では、結束材４によって束ねられた複数の光ファイバテープ心線１０同士をＳＺ状に撚り合わせることで光ファイバ束５を形成する。

ＳＺ状に撚り合わされた光ファイバ束５は、ＳＺ撚り装置２０２からフォーミング装置２０３に供給される。フォーミング装置２０３では、光ファイバ束５の周囲に押さえ巻き６を巻き付けることでコア２を形成する。
フォーミング装置２０３において形成されたコア２は、押出成形装置２０４に供給される。押出成形装置２０４では、コア２の周囲にシース３を円筒状に押出成形することで、シース３によりコア２を被覆する。なお、押出成形装置２０４においてシース３を押出成形する前に、抗張力体７及び線条体８をコア２に縦添えしておくことで、シース３の押出成形時に抗張力体７及び線条体８をシース３の内部に埋設することができる。以上により、光ファイバケーブル１の製造が完了する。光ファイバケーブルの構造や製造方法は上記したものに限定されない。

光ファイバテープ心線１０のしごきは、上記した光ファイバケーブル１の製造工程のうち、結束装置２０１において光ファイバテープ心線１０を結束材４によって束ねる工程や、ＳＺ撚り装置２０２において複数の光ファイバテープ心線１０同士をＳＺ状に撚り合わせる工程において生じ得る。これに対し、本実施形態の光ファイバテープ心線１０では、識別層１３の破断伸び率が５％以上であるため、光ファイバケーブル１の製造工程において識別層１３がテープ化材１２から剥離することを抑制又は防止することができる。

第一実施形態において、マーキングである識別層１３は、例えばテープ化材１２の周方向の一部にだけ形成されてもよいし、テープ化材１２の長手方向に長く延びる帯状に形成されてもよい。

第一実施形態において、識別層１３は、例えばテープ化材１２の全体を覆う着色層であってよい。

第一実施形態において、光ファイバテープ心線１０は間欠固定型テープ心線に限らず、テープ化材１２によって隣り合う光ファイバ１１同士を長手方向に連続的に連結するテープ心線であってもよい。

第一実施形態において、テープ化材１２は、少なくとも複数の光ファイバ１１を連結するように構成されればよく、例えば隣り合う光ファイバ１１同士を接着する接着剤によって構成されてもよい。

〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図７を参照して説明する。
図７に示すように、本実施形態に係る光ファイバ２０は、裸線部２１と、被覆部２２と、識別層２３と、を備える。

裸線部２１は、第一実施形態の光ファイバテープ心線１０における裸線部１１Ａ（図２参照）と同じである。被覆部２２は、樹脂（例えばＵＶ硬化型樹脂）からなり、被覆部２２の周囲を覆う。本実施形態の被覆部２２は、裸線部２１を覆うプライマリ層２２Ａと、プライマリ層２２Ａを覆うセカンダリ層２２Ｂと、を有する。プライマリ層２２Ａは、例えばヤング率が小さく柔らかい樹脂で形成されることで、裸線部２１に加わる外力を緩和し、外力による光の伝送損失の増加を抑える。セカンダリ層２２Ｂは、例えばヤング率が大きく硬い樹脂で形成されることで、裸線部２１及びプライマリ層２２Ａを外力から保護する。なお、被覆部２２は、例えば第一実施形態の光ファイバテープ心線１０における被覆部１１Ｂ（図２参照）と同様に、一つの層によって構成されてもよい。また、第一実施形態の被覆部１１Ｂは、第二実施形態と同様のプライマリ層及びセカンダリ層を有してもよい。

識別層２３は、被覆部２２の外周に設けられている。識別層２３の色は、被覆部２２と異なっているとよい。本実施形態の識別層２３は、被覆部２２の外周の一部を覆うマーキングである。マーキングである識別層２３は、光ファイバ２０の長手方向における被覆部２２の一部において被覆部２２の周方向全体に延びるリング状に形成されている。リング状の識別層２３は、光ファイバ２０の長手方向に間隔をあけて複数並んでもよいし、例えば一つであってもよい。識別層２３は、例えばＵＶ硬化型の樹脂材料からなる。

光ファイバ２０では、被覆部２２と識別層２３との界面に沿う方向における被覆部２２及び識別層２３の膨潤度の差の絶対値が２．２％以下である。被覆部２２と識別層２３との界面に沿う方向は、被覆部２２の周方向及び光ファイバ２０の長手方向の一方、あるいは両方を含む方向であってよい。被覆部２２及び識別層２３の膨潤度の定義や被覆部２２及び識別層２３の膨潤度の差の算出方法は、第一実施形態と同様である。

また、本実施形態の光ファイバ２０では、識別層２３の破断伸び率が５％以上である。識別層２３の破断伸び率は、被覆部２２と識別層２３との界面に沿う方向における伸び率である。

第二実施形態の光ファイバ２０によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。すなわち、光ファイバ２０において、被覆部２２の外周と識別層２３との界面に沿う方向における被覆部２２及び識別層２３の膨潤度の差の絶対値が２．２％以下であることで、光ファイバ２０を水等の液体に浸漬して被覆部２２及び識別層２３の両方が膨潤しても、膨潤度の差に基づいて被覆部２２と識別層２３との間に作用する応力（せん断応力）を小さく抑えることができる。これにより、識別層２３が被覆部２２から剥離することを抑制することができる。このように識別層２３が被覆部２２から剥離することを抑制できることは、識別層２３が被覆部２２の一部だけを覆うマーキングであることで、被覆部２２の残部が露出して識別層２３及び被覆部２２の両方が膨潤しやすい本実施形態の光ファイバ２０において、特に有効である。また、識別層２３の剥離を抑制できることは、識別層２３が被覆部２２の全体を覆う光ファイバにおいて、液体が識別層２３を透過することで下地である被覆部２２が膨潤する場合にも有効である。

また、第二実施形態の光ファイバ２０では、第一実施形態と同様に、識別層２３の破断伸び率が５％以上である。このため、光ファイバ２０を取り扱う際に、光ファイバ２０に局所的な曲げや捻じれが生じるように光ファイバ２０をしごいても、識別層２３に亀裂が入って識別層２３が被覆部２２から剥離することを抑制することができる。

第二実施形態において、マーキングである識別層２３は、例えば被覆部２２の周方向の一部にだけ形成されてもよいし、被覆部２２の長手方向に長く延びる帯状に形成されてもよい。マーキングである識別層２３が設けられる被覆部２２の外周（最表面）は、セカンダリ層２２Ｂによって構成されることに限らず、例えばセカンダリ層２２Ｂの全体を覆う着色層であってもよい。着色層は、不透明であってもよいし、透明であってもよい。

第二実施形態において、被覆部２２の外周（最表面）がセカンダリ層２２Ｂである場合、識別層２３は、例えば被覆部２２の全体を覆う着色層であってもよい。

第二実施形態の光ファイバ２０は、例えば複数の光ファイバ２０を一列に並べた状態で連結するテープ化材と共に光ファイバテープ心線を構成してもよい。この場合、テープ化材は、光ファイバ２０の被覆部２２を積極的に覆うことなく、隣り合う光ファイバ２０同士を接着する接着剤であってよい。このような光ファイバテープ心線において、識別層２３は、複数の光ファイバ及びテープ化材からなる構成体の最表面上に設けられればよい。例えば識別層２３は、テープ化材によって覆われずに露出する被覆部２２の外周だけに設けられてもよいし、被覆部２２の外周及びテープ化材上の両方に設けられてもよい。このような光ファイバテープ心線は、間欠固定型テープ心線であってもよいし、テープ化材によって隣り合う光ファイバ２０同士を長手方向に連続的に連結するテープ心線であってもよい。

以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

１０…光ファイバテープ心線、１１…光ファイバ、１２…テープ化材、１３…識別層、２０…光ファイバ、２１…裸線部、２２…被覆部、２３…識別層

Claims (6)

1. 裸線部と、前記裸線部を覆う被覆部と、前記被覆部の外周に設けた識別層と、を備え、
   前記被覆部の外周と前記識別層との界面に沿う方向における前記被覆部及び前記識別層の膨潤度の差の絶対値が２．２％以下である光ファイバ。
2. 前記識別層の破断伸び率が５％以上である請求項１に記載の光ファイバ。
3. 前記識別層が前記被覆部の外周の一部を覆うマーキングである請求項１又は請求項２に記載の光ファイバ。
4. 複数の光ファイバと、前記複数の光ファイバを連結するテープ化材と、前記テープ化材上に設けた識別層と、を備え、
   前記テープ化材と前記識別層との界面に沿う方向における膨潤度の差の絶対値が２．２％ 以下である光ファイバテープ心線。
5. 前記識別層の破断伸び率が５％以上である請求項４に記載の光ファイバテープ心線。
6. 前記識別層が前記テープ化材の一部を覆うマーキングである請求項４又は請求項５に記載の光ファイバテープ心線。

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