JP2023109095A - Optical fiber ribbon and method for manufacturing optical fiber ribbon - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバリボン及び光ファイバリボンの製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to optical fiber ribbons and methods of manufacturing optical fiber ribbons.
光ファイバ裸線を覆うプライマリ層、プライマリ層を覆うセカンダリ層、及びセカンダリ層を覆う着色層のそれぞれを紫外線硬化型樹脂により所望のヤング率となるように形成し、光ファイバ着色心線を製造する技術が知られている(特許文献1、2)。
プライマリ層のヤング率を低く設定した場合には、光ファイバ裸線に加わる外力を緩衝し、光ファイバ裸線の微小変形による光の伝送損失(以下、「マイクロベンドロス」と称する。)を抑えることができる。逆に、セカンダリ層のヤング率を高く設定した場合には、光ファイバ裸線及びプライマリ層を外力から保護することができる。
また、光ファイバリボンは、複数の光ファイバ着色心線を紫外線硬化型樹脂で覆い、紫外線(UV)を照射して複数の光ファイバ着色心線を互いに連結させることにより製造される。光ファイバリボンの製造工程前の光ファイバ着色心線においてプライマリ層のヤング率が低くても、光ファイバリボンの製造工程においてUV照射されるとプライマリ層のヤング率が上昇してしまい、マイクロベンドロスの発生要因となる。
これに対して、プライマリ層が飽和ヤング率に近いヤング率を有する光ファイバリボンの製造方法(特許文献3)や、プライマリ層に紫外線吸収剤を添加することで後工程におけるUV暴露による意図しないヤング率の上昇を防ぐ手法が提案されている(特許文献4)。
A primary layer that covers the bare optical fiber, a secondary layer that covers the primary layer, and a colored layer that covers the secondary layer are each formed with a UV curable resin so as to have a desired Young's modulus, thereby manufacturing a colored optical fiber. Techniques are known (
When the Young's modulus of the primary layer is set low, the external force applied to the bare optical fiber is buffered, and the transmission loss of light due to minute deformation of the bare optical fiber (hereinafter referred to as "micro bend loss") is suppressed. be able to. Conversely, when the Young's modulus of the secondary layer is set high, the bare optical fiber and the primary layer can be protected from external forces.
Also, an optical fiber ribbon is manufactured by covering a plurality of colored optical fiber core wires with an ultraviolet curable resin and irradiating ultraviolet (UV) rays to connect the plurality of colored optical fiber core wires to each other. Even if the Young's modulus of the primary layer is low in the colored optical fiber before the manufacturing process of the optical fiber ribbon, the Young's modulus of the primary layer increases when exposed to UV light during the manufacturing process of the optical fiber ribbon, resulting in microbend loss. causes the
On the other hand, in a method for manufacturing an optical fiber ribbon in which the primary layer has a Young's modulus close to the saturation Young's modulus (Patent Document 3), or by adding an ultraviolet absorber to the primary layer, unintended Young's modulus due to UV exposure in the post-process is reduced. A technique for preventing the rate from increasing has been proposed (Patent Document 4).
近年の光ファイバ製造においては、UV光源のLED化や、線引き速度の上昇などによって、プライマリ層の硬化が十分ではない光ファイバ素線が用いられることが多くなっている。プライマリ層を十分に硬化するには、例えばUV光源の数を増やすなど製造条件に大きな制約が加わるため、プライマリ層の硬化が十分ではない光ファイバ素線をいかに上手く使いこなすかが重要である。 In the recent optical fiber production, due to the use of LEDs as UV light sources and the increase in drawing speed, optical fiber strands whose primary layer is not sufficiently cured are often used. In order to harden the primary layer sufficiently, manufacturing conditions are greatly restricted, for example, by increasing the number of UV light sources.
しかしながら、プライマリ層の硬化が十分でない光ファイバ素線に対して後工程においてUV照射が行われると、プライマリ層のヤング率が上昇してしまう。また、着色層に用いる紫外線硬化型樹脂と、UV光源が照射する紫外線の波長との組合せによっては、着色層の色ごとにUV光源に対する吸光度が異なるため、後工程の一つである着色工程において着色層を透過して内側のプライマリ層まで届くUV照射量に差異が生じ得る。例えば、波長365nmの紫外線を照射するUV-LEDを用いて着色層を硬化する場合には、着色層に用いる紫外線硬化型樹脂の波長365nmの紫外線に対する吸光度が色によって大きく異なると、着色層において吸収されるUV光量に差が生じ得る。すなわち、着色層の色の違いによって、プライマリ層のヤング率の上昇度合いに差が生じる可能性がある。その結果、着色層の色が異なる複数の光ファイバ着色心線を用いて光ファイバリボンを製造すると、プライマリ層のヤング率が大幅に異なる光ファイバ着色心線が同じ光ファイバリボン内に混在し得る。一般的にプライマリ層のヤング率が高くなるとマイクロベンドロスは悪化するので、同じ光ファイバリボンを構成する光ファイバ着色心線ごとにマイクロベンドロスが変わってしまうことが考えられる。そして、同じ光ファイバリボンに含まれる光ファイバ着色心線の間でマイクロベンドロスに差が生じてしまうと、リボンのスペック表記や、リボン使用時の管理が難しくなってしまう。さらに、同じ光ファイバリボンに含まれる光ファイバ着色心線のプライマリ層のヤング率が異なると、光ファイバ着色心線ごとの強度に差が生じることも考えられる。 However, if UV irradiation is performed in a post-process on an optical fiber whose primary layer is not sufficiently cured, the Young's modulus of the primary layer increases. In addition, depending on the combination of the ultraviolet curable resin used in the colored layer and the wavelength of the ultraviolet light irradiated by the UV light source, the absorbance of the colored layer with respect to the UV light source varies depending on the color of the colored layer. Differences can occur in the amount of UV radiation that is transmitted through the colored layer and reaches the inner primary layer. For example, when the colored layer is cured using a UV-LED that irradiates ultraviolet light with a wavelength of 365 nm, if the absorbance of the ultraviolet curable resin used in the colored layer for ultraviolet light with a wavelength of 365 nm varies greatly depending on the color, the colored layer absorbs There may be differences in the amount of UV light applied. That is, there is a possibility that the degree of increase in the Young's modulus of the primary layer differs depending on the color of the colored layer. As a result, when an optical fiber ribbon is manufactured using a plurality of colored optical fiber core wires having colored layers with different colors, colored optical fiber core wires with significantly different Young's moduli of the primary layers may coexist in the same optical fiber ribbon. . Since the microbend loss generally worsens as the Young's modulus of the primary layer increases, it is conceivable that the microbend loss will change for each colored optical fiber core wire constituting the same optical fiber ribbon. If there is a difference in microbend loss between the colored optical fibers included in the same optical fiber ribbon, it becomes difficult to describe the specifications of the ribbon and to manage the usage of the ribbon. Furthermore, if the Young's modulus of the primary layer of the colored optical fiber core wires included in the same optical fiber ribbon is different, it is conceivable that the strength of each colored optical fiber core wire will be different.
一方、特許文献3に記載されている製造方法では、飽和ヤング率に近いヤング率で硬化する必要があるため、例えばUV光源のLED化や線引き速度上昇によってプライマリ層の硬化が十分でなくなることは想定されていない。このため、着色層に用いる色によってUV光源に対する吸光度が異なる場合には、着色工程時のUV照射によってプライマリ層のヤング率に差が生じ得る。また、特許文献4に記載されている製造方法では、光開始剤及び紫外線吸収剤のスペクトル重複を最小化する必要があるため、光ファイバ着色心線の樹脂組成の選択肢にかなりの制約が加わってしまう。
On the other hand, in the manufacturing method described in
そこで、本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、着色層の色が異なる複数の光ファイバ着色心線の間におけるマイクロベンドロス及び強度の差を小さくする光ファイバリボン及び光ファイバリボンの製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an optical fiber ribbon and an optical fiber ribbon that reduce the difference in microbend loss and strength between a plurality of colored optical fiber core wires having different colored layers. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a fiber ribbon.
本発明の一観点によれば、光ファイバ裸線と、前記光ファイバ裸線を覆う第1紫外線硬化型樹脂により形成されたプライマリ層と、前記プライマリ層を覆う第2紫外線硬化型樹脂により形成されたセカンダリ層と、前記セカンダリ層を覆う第3紫外線硬化型樹脂により形成された着色層とをそれぞれが有する複数の光ファイバ着色心線と、前記複数の光ファイバ着色心線を覆う第4紫外線硬化型樹脂により形成され、前記複数の光ファイバ着色心線を連結する接着層と、を備える光ファイバリボンであって、前記プライマリ層のヤング率は、前記第1紫外線硬化型樹脂の最大ヤング率よりも低く、前記複数の光ファイバ着色心線のうち、前記着色層の色が異なる前記光ファイバ着色心線の間における前記プライマリ層の前記ヤング率の差は、0.1MPa以下である、ことを特徴とする光ファイバリボンが提供される。 According to one aspect of the present invention, an optical fiber bare wire, a primary layer formed of a first ultraviolet curable resin covering the optical fiber bare wire, and a second ultraviolet curable resin covering the primary layer a plurality of colored optical fiber core wires each having a secondary layer and a colored layer formed of a third UV curable resin covering the secondary layer; and a fourth UV curable core wire covering the plurality of colored optical fiber core wires. an adhesive layer formed of a mold resin and connecting the plurality of colored optical fibers, wherein the Young's modulus of the primary layer is higher than the maximum Young's modulus of the first ultraviolet curable resin. and that the difference in the Young's modulus of the primary layer between the optical fiber colored core wires having the colored layers of different colors among the plurality of colored optical fiber core wires is 0.1 MPa or less. A featured optical fiber ribbon is provided.
また、本発明の他の一観点によれば、光ファイバ母材から光ファイバ裸線を線引きする工程と、前記光ファイバ裸線の周囲に第1紫外線硬化型樹脂を塗布し、プライマリ層を形成する工程と、前記プライマリ層の周囲に第2紫外線硬化型樹脂を塗布し、前記第2紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射してセカンダリ層を形成することで、光ファイバ素線を製造する工程と、前記光ファイバ素線の周囲に第3紫外線硬化型樹脂を塗布し、前記第3紫外線硬化型樹脂に前記紫外線を照射して着色層を形成することで、光ファイバ着色心線を製造する工程と、複数の前記光ファイバ着色心線の周囲に第4紫外線硬化型樹脂を塗布し、前記第4紫外線硬化型樹脂に前記紫外線を照射して接着層を形成することで、複数の前記光ファイバ着色心線を連結した光ファイバリボンを製造する工程と、を備え、前記プライマリ層のヤング率は、前記第1紫外線硬化型樹脂の最大ヤング率よりも低く、前記複数の光ファイバ着色心線のうち、前記着色層の色が異なる前記光ファイバ着色心線の間における前記プライマリ層の前記ヤング率の差は、0.1MPa以下である、ことを特徴とする光ファイバリボンの製造方法が提供される。 According to another aspect of the present invention, a step of drawing a bare optical fiber from an optical fiber preform; and applying a first ultraviolet curable resin around the bare optical fiber to form a primary layer. and a step of applying a second ultraviolet curable resin around the primary layer and irradiating the second ultraviolet curable resin with ultraviolet rays to form a secondary layer, thereby manufacturing an optical fiber strand. a step of applying a third ultraviolet curable resin around the optical fiber strand and irradiating the third ultraviolet curable resin with the ultraviolet rays to form a colored layer, thereby manufacturing a colored optical fiber core wire; and applying a fourth ultraviolet curable resin around the plurality of colored core wires of the optical fibers, and irradiating the fourth ultraviolet curable resin with the ultraviolet rays to form an adhesive layer, whereby the plurality of optical fibers and a step of manufacturing an optical fiber ribbon in which colored core wires are connected, wherein the Young's modulus of the primary layer is lower than the maximum Young's modulus of the first ultraviolet curable resin, and the plurality of colored core wires of the optical fibers. Among them, there is provided a method for manufacturing an optical fiber ribbon, wherein the difference in the Young's modulus of the primary layer between the optical fiber colored core wires having the colored layers of different colors is 0.1 MPa or less. be.
本発明によれば、着色層の色が異なる複数の光ファイバ着色心線の間におけるマイクロベンドロス及び強度の差を小さくする光ファイバリボン及び光ファイバリボンの製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to provide an optical fiber ribbon and a method for manufacturing an optical fiber ribbon that reduce differences in microbend loss and strength between a plurality of colored optical fiber core wires having colored layers of different colors.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。各図面を通じて共通する機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略又は簡略化することがある。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Elements having common functions throughout the drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted or simplified.
図1Aは、本実施形態に係る光ファイバ着色心線1の断面図である。光ファイバ着色心線1は、光ファイバ裸線2と、光ファイバ裸線2の外周に被膜されたプライマリ層3と、プライマリ層3の外周に被覆されたセカンダリ層4と、セカンダリ層4の外周に被覆された着色層5とを備える。光ファイバ裸線2は、プライマリ層3、セカンダリ層4及び着色層5の3層の被覆層により被覆される。図1Bは、本実施形態に係る光ファイバ素線6の断面図である。光ファイバ素線6は、着色層5が形成される前の状態のファイバである。
FIG. 1A is a cross-sectional view of a colored
光ファイバ裸線2は、例えば石英系ガラス等から形成され、光を伝達する。プライマリ層3、セカンダリ層4及び着色層5は、それぞれ紫外線の照射によって紫外線硬化型樹脂を硬化させることによって形成される。紫外線硬化型樹脂は、紫外線の照射によって重合可能なものであれば特に限定されるものではない。紫外線硬化型樹脂は、例えば、光ラジカル重合などにより重合可能なものである。
The optical fiber
紫外線硬化型樹脂は、例えば、ポリエーテル系ウレタン(メタ)アクリレート及びポリエステル系ウレタン(メタ)アクリレートのようなウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレートなどの紫外線で重合及び硬化するエチレン性不飽和基などの重合性不飽和基を有する紫外線硬化型樹脂であり、重合性不飽和基を少なくとも2つ有するものであることが好ましい。 UV curable resins are polymerized and It is an ultraviolet curable resin having a polymerizable unsaturated group such as a curable ethylenically unsaturated group, and preferably has at least two polymerizable unsaturated groups.
紫外線硬化型樹脂における重合性不飽和基としては、例えば、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などの不飽和二重結合を有する基、プロパルギル基などの不飽和三重結合を有する基などが挙げられる。これらの中でも、アクリロイル基、メタクリロイル基が重合性の面で好ましい。 Examples of the polymerizable unsaturated group in the ultraviolet curable resin include groups having unsaturated double bonds such as vinyl groups, allyl groups, acryloyl groups, and methacryloyl groups, groups having unsaturated triple bonds such as propargyl groups, and the like. mentioned. Among these, an acryloyl group and a methacryloyl group are preferable in terms of polymerizability.
また、紫外線硬化型樹脂は、紫外線の照射により重合を開始して硬化するモノマー、オリゴマー又はポリマーでありうるが、好ましくはオリゴマーである。なお、オリゴマーとは、重合度が2~100の重合体である。また、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの一方又は両方を意味する。紫外線硬化型樹脂は、紫外領域に感度を有する任意の光重合開始剤(以下、「光開始剤」と称する。)を含む。 The UV-curable resin may be a monomer, an oligomer, or a polymer that initiates polymerization and cures when irradiated with UV rays, but is preferably an oligomer. The oligomer is a polymer with a degree of polymerization of 2-100. Moreover, in this specification, "(meth)acrylate" means one or both of acrylate and methacrylate. The UV-curable resin contains any photopolymerization initiator (hereinafter referred to as "photoinitiator") having sensitivity in the UV region.
ポリエーテル系ウレタン(メタ)アクリレートとは、ポリエーテル骨格を有するポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物及びヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとの反応物のように、ポリエーテルセグメント、(メタ)アクリレート及びウレタン結合を有する化合物である。また、ポリエステル系ウレタン(メタ)アクリレートとは、ポリエステル骨格を有するポリオールと、有機ポリイソシアネート化合物及びヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとの反応物のように、ポリエステルセグメント、(メタ)アクリレート及びウレタン結合を有する化合物である。 Polyether-based urethane (meth)acrylate is a polyether segment, (meth)acrylate and urethane bond, such as a reaction product of a polyol having a polyether skeleton, an organic polyisocyanate compound and a hydroxyalkyl (meth)acrylate. It is a compound having Further, the polyester urethane (meth)acrylate is a polyol having a polyester skeleton, a polyester segment, a (meth)acrylate and a urethane bond, such as a reaction product of an organic polyisocyanate compound and a hydroxyalkyl (meth)acrylate. is a compound.
さらに、紫外線硬化型樹脂は、オリゴマー及び光開始剤に加えて、例えば希釈モノマー、光増感剤、連鎖移動剤及び各種添加剤を含んでもよい。希釈モノマーとしては、単官能(メタ)アクリレート又は多官能(メタ)アクリレートが用いられる。ここで、希釈モノマーとは、紫外線硬化型樹脂を希釈するためのモノマーを意味する。 Furthermore, the UV curable resin may contain, for example, diluent monomers, photosensitizers, chain transfer agents and various additives in addition to oligomers and photoinitiators. Monofunctional (meth)acrylates or polyfunctional (meth)acrylates are used as diluent monomers. Here, the diluting monomer means a monomer for diluting the ultraviolet curable resin.
プライマリ層3は、軟質層であり、光ファイバ裸線2に加わる外力を緩衝するための機能を有している。光ファイバ素線6を形成した時のプライマリ層3には、まだ硬化する余地が残されている可能性があるが、その余地が無くなるまで硬化した状態のときに、プライマリ層3のヤング率は最大となる。本実施形態では、光ファイバ素線6のプライマリ層3が示し得る最大のヤング率を「最大ヤング率」と定義する。
The
紫外線の照射は、例えば、水銀ランプやUV-LEDなどを用いて、随時、適切な照度・照射量にて行う。また、最大ヤング率は、光ファイバ製造条件(例えば、線速、UV照射強度、UV光源種、樹脂塗布温度など)で変化するものであり、使用する紫外線硬化型樹脂によって一義的には決定し得ない。また、本実施形態における光ファイバ素線6、光ファイバ着色心線1及び光ファイバリボン100では、プライマリ層3のヤング率は、プライマリ層3を形成する紫外線硬化型樹脂の最大ヤング率よりも低い。
Irradiation of ultraviolet rays is performed at appropriate illuminance/irradiation amount at any time using, for example, a mercury lamp or UV-LED. In addition, the maximum Young's modulus varies depending on the optical fiber manufacturing conditions (e.g., line speed, UV irradiation intensity, type of UV light source, resin coating temperature, etc.), and is primarily determined by the UV-curable resin used. I don't get it. Further, in the
セカンダリ層4は、好ましくは500MPa以上のヤング率を有する硬質層であり、光ファイバ裸線2及びプライマリ層3を外力から保護するための機能を有している。
The secondary layer 4 is preferably a hard layer having a Young's modulus of 500 MPa or more, and has a function of protecting the bare
着色層5は、光ファイバ着色心線1の最外層であり、光ファイバ裸線2、プライマリ層3及びセカンダリ層4を外力から保護するための機能を有している。着色層5には、顔料や滑剤等を混合した着色剤により、光ファイバ着色心線1を識別するための着色がなされている。色の種類としては、例えば、白色、黒色、灰色、紫色、青色、水色、緑色、茶色、黄色、橙色、桃色、赤色などが挙げられる。
The
図2Aは、本実施形態に係る光ファイバ着色心線1の製造方法に用いる製造装置10の一部分を示す模式図である。図2Aにおいて、製造装置10は、加熱装置20、プライマリ層被覆装置30、セカンダリ層被覆装置40、ガイドローラ45及び第1巻取り装置50を有する。
FIG. 2A is a schematic diagram showing a part of the
光ファイバ母材BMは、例えば石英系のガラスからなり、VAD法、OVD法、MCVD法など周知の方法により製造される。加熱装置20は、ヒータ21を有する。ヒータ21は、テープヒータ、リボンヒータ、ラバーヒータ、オーブンヒータ、セラミックヒータ、ハロゲンヒータなどの任意の熱源であり得る。光ファイバ母材BMの端部は、光ファイバ母材BMの周囲に配置されたヒータ21によって加熱されて溶融し、線引きされて光ファイバ裸線2が引き出される。
The optical fiber preform BM is made of, for example, silica-based glass, and is manufactured by a known method such as the VAD method, the OVD method, the MCVD method, or the like. The
加熱装置20の下方には、プライマリ層被覆装置30が設けられる。プライマリ層被覆装置30は、樹脂塗布装置31及び紫外線照射装置32を有する。樹脂塗布装置31には、プライマリ層3を形成するための被覆材料である紫外線硬化型樹脂(以下、「第1紫外線硬化型樹脂」と称する。)が保持される。光ファイバ母材BMから引き出された光ファイバ裸線2には、樹脂塗布装置31によって第1紫外線硬化型樹脂が塗布される。
A primary
樹脂塗布装置31の下方には、紫外線照射装置32が設けられる。紫外線照射装置32は、メタルハライドランプ、水銀ランプ、UV-LEDなどの任意の紫外線光源を備える。光ファイバ裸線2には樹脂塗布装置31によって第1紫外線硬化型樹脂が塗布され、光ファイバ裸線2は紫外線照射装置32に入り、第1紫外線硬化型樹脂に紫外線が照射される。その結果、第1紫外線硬化型樹脂は硬化され、プライマリ層3が形成される。
An
プライマリ層被覆装置30の下方には、セカンダリ層被覆装置40が設けられる。セカンダリ層被覆装置40は、樹脂塗布装置41及び紫外線照射装置42を有する。樹脂塗布装置41には、セカンダリ層4を形成するための被覆材料である紫外線硬化型樹脂(以下、「第2紫外線硬化型樹脂」と称する。)が保持される。プライマリ層3には、樹脂塗布装置41によって第2紫外線硬化型樹脂が塗布される。
A secondary
樹脂塗布装置41の下方には、紫外線照射装置42が設けられる。紫外線照射装置42は、紫外線照射装置32と同様に構成され得る。プライマリ層3の上に第2紫外線硬化型樹脂が被覆された光ファイバ裸線2は紫外線照射装置42に入り、第2紫外線硬化型樹脂に紫外線が照射される。その結果、第2紫外線硬化型樹脂は硬化され、セカンダリ層4が形成される。プライマリ層3及びセカンダリ層4が光ファイバ裸線2に被覆されることで、光ファイバ素線6が形成される。
An
なお、樹脂塗布装置31は、第1紫外線硬化型樹脂と第2紫外線硬化型樹脂とを別々に保持するように構成されてもよい。この場合、樹脂塗布装置31は、第1紫外線硬化型樹脂を光ファイバ裸線2に塗布し、続いて、第1紫外線硬化型樹脂の上に第2紫外線硬化型樹脂を塗布する。
In addition, the
紫外線照射装置32は、光ファイバ裸線2に塗布された第1紫外線硬化型樹脂及び第2紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射する。これにより、プライマリ層3及びセカンダリ層4が形成される。この場合、製造装置10は、必ずしもセカンダリ層被覆装置40を有することを要しない。
The
セカンダリ層被覆装置40の下方には、ガイドローラ45及び第1巻取り装置50が設けられる。製造後の光ファイバ素線6は、ガイドローラ45にガイドされ、第1巻取り装置50に巻き取られる。
A
図2Bは、本実施形態に係る光ファイバ着色心線1の製造方法に用いる製造装置10の他の部分を示す模式図である。図2Bにおいて、製造装置10は、素線保持装置55、ガイドローラ56、着色層被覆装置60、ガイドローラ65及び第2巻取り装置70を有する。製造装置10は、図2Aに示す複数の装置によって製造された光ファイバ素線6から光ファイバ着色心線1を製造する。
FIG. 2B is a schematic diagram showing another part of the
素線保持装置55は、製造された光ファイバ素線6を巻き取った状態で保持する。なお、図2Bでは、素線保持装置55は、第1巻取り装置50とは別の装置としているが、第1巻取り装置50が素線保持装置55を兼ねてもよい。
The
素線保持装置55の下方には、着色層被覆装置60が設けられる。素線保持装置55から引き出された光ファイバ素線6は、素線保持装置55と着色層被覆装置60との間に設けられたガイドローラ56にガイドされ、着色層被覆装置60の内部に搬送される。
A colored
着色層被覆装置60は、樹脂塗布装置61及び紫外線照射装置62を有する。樹脂塗布装置61には、着色層5を形成するための被覆材料である紫外線硬化型樹脂(以下、「第3紫外線硬化型樹脂」と称する。)が保持される。
The colored
光ファイバ素線6には、樹脂塗布装置61によって第3紫外線硬化型樹脂が塗布される。樹脂塗布装置61の下方には、紫外線照射装置62が設けられる。紫外線照射装置62は、紫外線照射装置32及び42と同様に構成され得る。
The
セカンダリ層4の外周に第3紫外線硬化型樹脂が塗布された光ファイバ素線6は、紫外線照射装置62に入り、第3紫外線硬化型樹脂及び光ファイバ素線6に紫外線が照射される。これにより、第3紫外線硬化型樹脂は硬化され、着色層5が形成される。
The
プライマリ層3、セカンダリ層4及び着色層5が光ファイバ裸線2に被覆されることにより、光ファイバ着色心線1が形成される。製造後の光ファイバ着色心線1は、着色層被覆装置60の下方に設けられたガイドローラ65にガイドされ、第2巻取り装置70に巻き取られる。
By coating the bare
図3は、本実施形態に係る光ファイバリボン100の断面図である。光ファイバリボン100は、接着層101を介してn(nは2以上の自然数。)本の光ファイバ着色心線1-1~1-nが帯状に束ねられることによって構成される。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
また、本実施形態では、複数の光ファイバ着色心線1-1~1-nは、着色層5の色がすべて同一ではないものとする。すなわち、同じ光ファイバリボン100の中には異なる色の着色層5を有する2種類以上の光ファイバ着色心線1が含まれる。
In this embodiment, the color of the
また、着色層5の色によって紫外線に対する吸光度に差が無いことが好ましい。例えば、光ファイバ着色心線1-1が白色の着色層5を有し、光ファイバ着色心線1-nが黒色の着色層5を有するような場合には、これら2本の光ファイバ着色心線1の間では紫外線に対する吸光度が異なる場合がある。この場合の解決策の一つとして、着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂に、所定波長の紫外線に対する吸光度を調整するための添加剤を、形成対象の着色層5の色に応じて添加する方法が考えられる。着色層5の色ごとに添加剤の種類及び添加量を適宜調整することで、複数の光ファイバ着色心線1-1~1-nの間における吸光度の差を小さくすることができる。
Moreover, it is preferable that the color of the
なお、第3紫外線硬化型樹脂に添加される添加剤が紫外線を吸収する波長範囲(第1波長範囲)の少なくとも一部は、第1紫外線硬化型樹脂に添加される光開始剤が紫外線を吸収する波長範囲(第2波長範囲)と重なり合うと好適である。 At least part of the wavelength range (first wavelength range) in which the additive added to the third UV-curable resin absorbs UV rays is the photoinitiator added to the first UV-curable resin. preferably overlaps with the wavelength range (second wavelength range).
接着層101は、紫外線硬化型樹脂を含む被覆材料に紫外線を照射して硬化させることによって形成される。本明細書では、接着層101をリボン層とも称する。接着層101を形成する紫外線硬化型樹脂は、プライマリ層3、セカンダリ層4及び着色層5を形成する紫外線硬化型樹脂と同様の樹脂で構成される。光ファイバ着色心線1は、光ファイバリボン100の形態をとることによって、高密度に束ねることができる。なお、光ファイバリボン100は、図3に示した構成に限定されない。また、光ファイバリボン100がシースにより収容された光ファイバリボンケーブルの形態をとってもよい。
The
図4は、本実施形態に係る光ファイバリボン100の製造方法に用いるリボン化装置80の模式図である。リボン化装置80は、樹脂塗布装置81及び紫外線照射装置82を有する。樹脂塗布装置81には、接着層101の被覆材料である紫外線硬化型樹脂(以下、「第4紫外線硬化型樹脂」と称する。)が保持される。
FIG. 4 is a schematic diagram of a
色違いで複数用意された光ファイバ着色心線1は、リボン化装置80に入り、樹脂塗布装置81によって第4紫外線硬化型樹脂が塗布される。第4紫外線硬化型樹脂が塗布された光ファイバ着色心線1は、第4紫外線硬化型樹脂が塗布された他の複数の光ファイバ着色心線1とともに束ねられる。束ねられた複数の光ファイバ着色心線1には、リボン化装置80に設けられた紫外線照射装置82により紫外線が照射される。その結果、第4紫外線硬化型樹脂は硬化され、接着層101となる。接着層101を介して並列された複数の光ファイバ着色心線1が連結される。このようにして、複数の光ファイバ着色心線1から光ファイバリボン100が形成される。
A plurality of colored optical
なお、リボン化装置80は、例えば特開2012-118358に記載のリボン化装置でもよい。これにより、接着層101は、隣接する光ファイバ着色心線1の長手方向に所定の間隔をあけて間欠的に形成され、間欠接着型の光ファイバリボン100が形成される。
Note that the
図5は、本実施形態に係る光ファイバ着色心線1及び光ファイバリボン100の製造方法のフローチャートである。まず、ユーザは製造装置10に光ファイバ母材BMを設置する(ステップS101)。
FIG. 5 is a flow chart of a method for manufacturing the colored
次いで加熱装置20に設けられたヒータ21は、光ファイバ母材BMを加熱し、光ファイバ裸線2の線引きを開始する(ステップS102)。
Next, the
プライマリ層被覆装置30は、線引きされた光ファイバ裸線2の周囲に第1紫外線硬化型樹脂を塗布し、第1紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し、プライマリ層3を形成する(ステップS103)。
The primary
次に、セカンダリ層被覆装置40は、プライマリ層3の周囲に第2紫外線硬化型樹脂を塗布し、第2紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射してセカンダリ層4を形成する(ステップS104)。これにより、光ファイバ素線6が得られる。製造後の光ファイバ素線6は、第1巻取り装置50に巻き取られる。
Next, the secondary
続いて、着色層被覆装置60は、素線保持装置55もしくは第1巻取り装置50から光ファイバ素線6を引き出すと、光ファイバ素線6のセカンダリ層4の周囲に第3紫外線硬化型樹脂を塗布し、第3紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して着色層5を形成する(ステップS105)。光ファイバ素線6の周囲に着色層5を被覆することによって、光ファイバ着色心線1が得られる。製造後の光ファイバ着色心線1は、第2巻取り装置70に巻き取られる。
Subsequently, when the colored
なお、本実施形態では、着色層5の色が異なる複数の光ファイバ着色心線1を製造する。このため、ステップS105の処理は、色ごとに第3紫外線硬化型樹脂の組成等の製造条件を変更して行われるものとする。
In this embodiment, a plurality of colored optical
また、プライマリ層3を形成する工程(ステップS103)において必ずしも紫外線を照射することを要しない。この場合、プライマリ層3は、セカンダリ層4を形成する工程(ステップS104)において硬化され得る。
Moreover, it is not always necessary to irradiate ultraviolet rays in the step of forming the primary layer 3 (step S103). In this case, the
ステップS105において着色層5が形成された後、リボン化装置80は色違いで複数用意された光ファイバ着色心線1を覆うように第4紫外線硬化型樹脂を塗布し、第4紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して複数の光ファイバ着色心線1を互いに連結する(ステップS106)。これにより、光ファイバリボン100が製造される。
After the
本実施形態によれば、硬化が十分でないプライマリ層を有する光ファイバ素線6に対して着色を施す際に、着色層5の色ごとのUV光源の波長に対する吸光度差を小さくする。具体的には、同じ光ファイバリボン100に含まれる複数の光ファイバ着色心線1のうち、着色層5の色が異なる光ファイバ着色心線1の間におけるプライマリ層3のヤング率の差は、0.1MPa以下になるように調整される。その結果、同じ光ファイバリボン100の中に着色層5の色が異なる複数の光ファイバ着色心線1が含まれる場合でも、複数の光ファイバ着色心線1の間におけるマイクロベンドロス差及び強度差を小さくできる。
According to this embodiment, when coloring the
以下、上述した光ファイバ素線6に対して着色工程を模擬した実験を行ったときの実験結果について説明する。
Experimental results obtained when an experiment simulating the coloring process was conducted on the above-described
光ファイバ素線6に追加のUV照射をする際、光ファイバの着色工程を模擬するために、使用したUV光に対して吸収特性を有していない石英ガラスの上に着色層5を構成する第3紫外線硬化型樹脂を膜厚6μm±2μmを塗布し、光ファイバ素線6を覆った。添加剤を添加する際はその着色層5を構成する第3紫外線硬化型樹脂に対して行った。着色層5を構成する第3紫外線硬化型樹脂はオリゴマー、モノマーなどで構成されており、その他に、光開始剤、光増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、顔料などの添加剤を含んでも良い。
In order to simulate the coloring process of the optical fiber when the
表1は、実施例1~8及び比較例1~3における使用ファイバのプライマリ層3のヤング率(MPa)、最大ヤング率(MPa)、ヤング率上昇量、着色層5を形成する紫外線硬化型樹脂の色、添加剤の有無及び種類、波長365nmの紫外線に対する吸光度、追加UV照射後のヤング率(MPa)、ヤング率上昇量、着色層5の色が白色であるときのヤング率との差を表している。
表1における「最大ヤング率」は、光ファイバ素線6のプライマリ層3が示し得る最大のヤング率である。また、表1における「ヤング率」とは、光ファイバ着色心線1のプライマリ層3のISM(In Situ Modulus)である。ISMは以下の方法で測定したものと定義する。
"Maximum Young's modulus" in Table 1 is the maximum Young's modulus that the
まず、市販のストリッパーを用いて、サンプルとなる光ファイバの中間部のプライマリ層3及びセカンダリ層4を数mmの長さだけ剥ぎ取った後、被覆層が形成されている光ファイバの一端を接着剤でスライドガラス上に固定するとともに、被覆層が形成されている光ファイバの他端に荷重Fを印加する。この状態において、被覆層を剥ぎ取った部分と被覆層が形成されている部分との境目におけるプライマリ層3の変位δを顕微鏡で読み取る。そして、荷重Fを10、20、30、50及び70gf(すなわち順次98、196、294、490及び686mN)とすることで、荷重Fに対する変位δのグラフを作成する。そして、グラフから得られる傾きと以下の式(1)を用いてプライマリ弾性率を算出する。算出されるプライマリ弾性率は、いわゆるISMに相当するので、以下では適宜P-ISMと記載する。なお、光ファイバ着色心線1を線引きする際、P-ISMを調整するために線引き速度及び紫外線の照度を制御した。
P-ISM=(3F/δ)*(1/2πl)*ln(DP/DG) ・・・(1)
First, using a commercially available stripper, the
P-ISM=(3F/δ)*(1/2πl)*ln(DP/DG) (1)
ここで、P-ISMの単位は[MPa]である。また、F/δは荷重(F)[gf]に対する変位(δ)[μm]のグラフが示す傾き、lはサンプル長(例えば10mm)、DP/DGはプライマリ層3の外径(DP)[μm]と光ファイバのクラッド部の外径(DG)[μm]との比である。したがって、用いたF、δ、lから上式を用いてP-ISMを算出する場合は、所定の単位変換をする必要がある。なお、プライマリ層3の外径及びクラッド部の外径は、ファイバカッターにより切断した光ファイバの断面を顕微鏡で観察することにより計測できる。
Here, the unit of P-ISM is [MPa]. Further, F/δ is the slope indicated by the graph of displacement (δ) [μm] against load (F) [gf], l is the sample length (for example, 10 mm), and DP/DG is the outer diameter (DP) of the primary layer 3 [ μm] and the outer diameter (DG) [μm] of the clad portion of the optical fiber. Therefore, when calculating P-ISM using the above formula from the used F, δ, and l, it is necessary to perform a predetermined unit conversion. The outer diameter of the
マイクロベンドロスの測定方法については様々なものが考えられる。本明細書では、番手が#1000のサンドペーパーを巻いた大きめのボビンに、100gfの張力で、400m以上の長さの光ファイバを互いに重ならないように1層巻きに巻き付けた状態Aにおける測定対象の光ファイバの伝送損失と、状態Aと同じボビンに状態Aと同じ張力、同じ長さで巻き付けた、サンドペーパーが巻かれていない状態Bの光ファイバの伝送損失との差をマイクロベンドロスの値として定義した。ここで状態Bの光ファイバの伝送損失はマイクロベンドロスを含まず、光ファイバそのものに固有の伝送損失と考えられる。 Various methods are conceivable for measuring the microbend loss. In this specification, an optical fiber with a length of 400 m or longer is wound in a single layer on a large bobbin wrapped with #1000 sandpaper under a tension of 100 gf so as not to overlap each other. Micro bend loss defined as a value. Here, the transmission loss of the optical fiber in state B does not include the microbend loss, and is considered to be the transmission loss inherent in the optical fiber itself.
なお、この測定方法は、JIS C6823:2010に規定される固定径ドラム法に類似するものである。また、この測定方法は、サンドペーパー法とも呼ばれる。また、この測定方法では、伝送損失は波長1550nmで測定しているので、以下のマイクロベンドロスも波長1550nmでの値である。 This measuring method is similar to the fixed diameter drum method defined in JIS C6823:2010. This measurement method is also called a sandpaper method. In this measurement method, the transmission loss is measured at a wavelength of 1550 nm, so the microbend loss below is also the value at the wavelength of 1550 nm.
なお、光ファイバのマイクロベンドロスの生じやすさを表す指標として有効コア断面積(実効コア断面積)Aeffが挙げられる。有効コア断面積は以下の式(2)によって表される。
Aeff=(πk/4)*(MFD)2 ・・・(2)
ここで、有効コア断面積Aeffは、波長1550nmにおける値であり、MFDはモードフィールド径(μm)、kは定数である。有効コア断面積Aeffは、光ファイバ裸線2の軸に直交する断面のうち、所定の強度を有する光が通過する部分の面積を表す。一般的に、光ファイバ裸線2の有効コア断面積Aeffが大きくなるほど、光ファイバ裸線2の断面における光学的閉じ込めが弱くなる。すなわち、光ファイバ裸線2の有効コア断面積Aeffが大きい場合、光ファイバ裸線2に加わる外力によって光ファイバ裸線2内の光が漏出しやすくなる。このため、光ファイバ裸線2の有効コア断面積Aeffが大きくなると、光ファイバ着色心線1のマイクロベンドロスが生じやすくなる。
An effective core cross-sectional area (effective core cross-sectional area) Aeff can be used as an index representing the likelihood of occurrence of microbend loss in an optical fiber. The effective core cross-sectional area is represented by the following equation (2).
Aeff=(πk/4)*(MFD) 2 (2)
Here, the effective core area Aeff is a value at a wavelength of 1550 nm, MFD is a mode field diameter (μm), and k is a constant. The effective core cross-sectional area Aeff represents the area of the portion of the cross section orthogonal to the axis of the bare
各実施例及び比較例にあっては、光ファイバとして、有効コア断面積Aeffが80μm2以上の光ファイバを使用する。光ファイバにおいて有効コア断面積Aeffはマイクロベンド感度の指標となり、有効コア断面積Aeffが大きいほどマイクロベンド感度が高いことを示す。一般に、有効コア断面積Aeffが100μm2を超えればマイクロベンド感度が高いと言われる。したがって、有効コア断面積Aeffが130μm2以上、150μm2以下であることは、マイクロベンド感度が問題なく高い光ファイバとなる。 In each example and comparative example, an optical fiber having an effective core area Aeff of 80 μm 2 or more is used as the optical fiber. In an optical fiber, the effective core area Aeff is an index of microbend sensitivity, and the larger the effective core area Aeff, the higher the microbend sensitivity. In general, it is said that if the effective core area Aeff exceeds 100 μm 2 , the microbend sensitivity is high. Therefore, when the effective core area Aeff is 130 μm 2 or more and 150 μm 2 or less, an optical fiber with high microbend sensitivity can be obtained.
各実施例及び比較例における吸光度は次の様に求めた。石英ガラス上に着色層を構成する第3紫外線硬化型樹脂を膜厚6μm±2μmで塗布し、作製した塗膜付石英ガラスの吸光度を分光光度計(PerkinElmer, Lambda 900)を用いて測定した。ただし、着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂の吸光度は、塗膜付石英ガラスの吸光度から、予め測定した石英ガラスのみの吸光度を差し引くことによって求めた。なお、各実施例及び比較例における吸光度Aは以下の式(3)によって表される。
A=-log(I/I0)=-log(T/100)=εcl ・・・(3)
Tは透過率、Iは透過光強度、I0は入射光強度、Aは吸光度、εは分子吸光係数、cは吸収物質の濃度、lは光が透過する媒体の距離である。
The absorbance in each example and comparative example was determined as follows. A third UV curable resin forming a colored layer was applied on quartz glass to a film thickness of 6 μm±2 μm, and the absorbance of the coated quartz glass was measured using a spectrophotometer (PerkinElmer, Lambda 900). However, the absorbance of the third ultraviolet curable resin forming the
A=-log(I/I0)=-log(T/100)=εcl (3)
T is the transmittance, I is the transmitted light intensity, I0 is the incident light intensity, A is the absorbance, ε is the molecular extinction coefficient, c is the concentration of the absorbing substance, and l is the distance of the medium through which the light is transmitted.
表1における「追加UV照射後ヤング率」は、光ファイバ素線6に対して波長365nm±20nmの紫外線を照射するUV-LEDを用いて照度1500mW/cm2、照射量500mJ/cm2でUV再照射した際のP-ISMと定義する。
The "Young's modulus after additional UV irradiation" in Table 1 is obtained by using a UV-LED that irradiates ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm ± 20 nm to the
各実施例及び比較例で使用した光ファイバ素線6においては、まず、線引きされた光ファイバ裸線2の周囲に第1紫外線硬化型樹脂を塗布し、第1紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し、プライマリ層3を形成した。
In the optical fiber
次に、プライマリ層3の周囲に第2紫外線硬化型樹脂を塗布し、第2紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射してセカンダリ層4を形成した。なお、プライマリ層3を形成する工程において必ずしも紫外線を照射することを要しない。この場合、プライマリ層3は、セカンダリ層4を形成する工程における紫外線の照射によって、硬化され得る。
Next, the secondary layer 4 was formed by applying a second UV-curable resin around the
光ファイバ素線6を線引きする際には、P-ISMもしくはセカンダリ層4のヤング率を調整するために、線速や照度を制御した。光ファイバ着色心線1のプライマリ層3の光開始剤には2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニルホスフィンオキシド(2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide)を用いた。この光開始剤はUV照射によって反応に使用されると340~410nm付近の吸光度が低下する。
When the
UV照射前後の吸光度を比較して吸光度の変化を確認することで、プライマリ層3に含まれる光開始剤の吸収波長を検出することができる。もちろん、この手法でなくても光開始剤由来の吸収波長かどうかの判断は容易である。例えばその一例として、市場に流通している光開始剤の吸収波長と比較することでもプライマリ層3に添加されている光開始剤の吸収波長を断定することが可能である。
The absorption wavelength of the photoinitiator contained in the
光ファイバ裸線2の直径は、80μm以上、150μm以下であり、好ましくは124μm以上、126μm以下であり得る。プライマリ層3の厚さは、5μm以上、60μm以下であり得る。セカンダリ層4の厚さは、5μm以上、60μm以下であり得る。また、着色層5の厚さは、数μm程度であり得る。
The diameter of the bare
各実施例及び比較例においては、製造条件(線速や照度)の制御や、プライマリ層3を形成する第1紫外線硬化型樹脂を選択することによって、使用ファイバが様々なヤング率及び最大ヤング率になるように調整した。また、セカンダリ層4のヤング率は800~1000MPaである。
In each of the examples and comparative examples, various Young's moduli and maximum Young's moduli of the fibers used can be obtained by controlling the manufacturing conditions (linear velocity and illuminance) and selecting the first ultraviolet curable resin forming the
実施例1、実施例4及び実施例7においては、添加剤Aとして2,2’,4,4’-テトラヒドロキシベンゾフェノン(2,2’,4,4’-Tetrahydroxybenzophenone)を1.0wt%添加した。実施例2、実施例5及び実施例8においては、添加剤BとしてTiO2(石橋産業株式会社/CR-60-2)を10.0wt%添加した。これらの添加剤が着色層を形成する紫外線硬化型樹脂に添加されることによって所定波長域の紫外線に対する吸光度が増大する。 In Examples 1, 4 and 7, 1.0 wt% of 2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone was added as additive A. bottom. In Examples 2, 5 and 8, TiO 2 (Ishibashi Sangyo Co., Ltd./CR-60-2) was added as additive B at 10.0 wt %. Addition of these additives to the ultraviolet curable resin forming the colored layer increases the absorbance of ultraviolet rays in a predetermined wavelength range.
実施例1においては、ヤング率0.15MPa、最大ヤング率1.15MPaの光ファイバ素線6を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例1a)には、追加UV照射後のヤング率は0.82MPaであった。一方で、添加剤Aを添加して波長365nmの紫外線に対する吸光度を0.66とした黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例1b)には、追加UV照射後のヤング率は0.81MPaであり、白色との差は0.01MPaとなった。
In Example 1, an
実施例2においては、ヤング率0.15MPa、最大ヤング率1.15MPaの光ファイバ素線6を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例2a)には、追加UV照射後のヤング率は0.82MPaであった。一方で、添加剤Bを添加して波長365nmの紫外線に対する吸光度を0.55とした黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例2b)には、追加UV照射後のヤング率は0.89MPaであり、白色との差は0.07MPaとなった。
In Example 2, an
実施例3においては、ヤング率0.37MPa、最大ヤング率0.40MPaの光ファイバ素線を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例3a)には、追加UV照射後のヤング率は0.38MPaであった。一方で、波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.25である黒色の着色層を形成する紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線を覆った場合(実施例3b)には、追加UV照射後のヤング率は0.39MPaであり、白色との差は0.01MPaとなった。
In Example 3, an optical fiber strand having a Young's modulus of 0.37 MPa and a maximum Young's modulus of 0.40 MPa was used. When the
実施例4においては、ヤング率0.39MPa、最大ヤング率0.73MPaの光ファイバ素線を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例4a)には、追加UV照射後のヤング率は0.58MPaであった。一方で、添加剤Aを添加して波長365nmの紫外線に対する吸光度を0.66とした黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例4b)には、追加UV照射後のヤング率は0.62MPaであり、白色との差は0.04MPaとなった。
In Example 4, an optical fiber strand having a Young's modulus of 0.39 MPa and a maximum Young's modulus of 0.73 MPa was used. When the
実施例5においては、ヤング率0.39MPa、最大ヤング率0.73MPaの光ファイバ素線を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例5a)には、追加UV照射後のヤング率は0.58MPaであった。一方で、添加剤Bを添加して波長365nmの紫外線に対する吸光度を0.55とした黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例5b)には、追加UV照射後のヤング率は0.63MPaであり、白色との差は0.05MPaとなった。
In Example 5, an optical fiber strand having a Young's modulus of 0.39 MPa and a maximum Young's modulus of 0.73 MPa was used. When the
実施例6においては、ヤング率0.43MPa、最大ヤング率0.56MPaの光ファイバ素線を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例6a)には、追加UV照射後のヤング率は0.51MPaであった。一方で、波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.25である黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例6b)には、追加UV照射後のヤング率は0.55MPaであり、白色との差は0.04MPaであった。
In Example 6, an optical fiber strand having a Young's modulus of 0.43 MPa and a maximum Young's modulus of 0.56 MPa was used. When the
実施例7においては、ヤング率0.54MPa、最大ヤング率0.76MPaの光ファイバ素線を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例7a)には、追加UV照射後のヤング率は0.63MPaであった。一方で、添加剤Aを添加して波長365nmの紫外線に対する吸光度を0.66とした黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例7b)には、追加UV照射後のヤング率は0.63MPaであり、白色との差は0.00MPaとなった。
In Example 7, an optical fiber strand having a Young's modulus of 0.54 MPa and a maximum Young's modulus of 0.76 MPa was used. When the
実施例8においては、ヤング率0.54MPa、最大ヤング率0.76MPaの光ファイバ素線を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線を覆った場合(実施例8a)には、追加UV照射後のヤング率は0.63MPaであった。一方で、添加剤Bを添加して波長365nmの紫外線に対する吸光度を0.55とした黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(実施例8b)には、追加UV照射後のヤング率は0.67MPaであり、白色との差は0.04MPaとなった。
In Example 8, an optical fiber strand having a Young's modulus of 0.54 MPa and a maximum Young's modulus of 0.76 MPa was used. When the optical fiber strand is covered with the third UV-curable resin forming a white colored layer having an absorbance of 0.66 for UV light with a wavelength of 365 nm (Example 8a), the Young's modulus after additional UV irradiation is It was 0.63 MPa. On the other hand, when the
比較例1においては、ヤング率0.15MPa、最大ヤング率1.15MPaの光ファイバ素線6を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(比較例1a)には、追加UV照射後のヤング率は0.82MPaであった。一方で、波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.25である黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線を覆った場合(比較例1b)には、追加UV照射後のヤング率は1.04MPaであった。白色と黒色では0.22MPaの差となり、0.1MPa以上であった。
In Comparative Example 1, an
比較例2においては、ヤング率0.39MPa、最大ヤング率0.73MPaの光ファイバ素線6を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(比較例2a)には、追加UV照射後のヤング率は0.58MPaであった。一方で、波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.25である黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(比較例2b)には、追加UV照射後のヤング率は0.71MPaであった。白色と黒色では0.13MPaの差となり、0.1MPa以上であった。
In Comparative Example 2, an
比較例3においては、ヤング率0.54MPa、最大ヤング率0.76MPaの光ファイバ素線6を用いた。波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.66である白色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線6を覆った場合(比較例3a)には、追加UV照射後のヤング率は0.63MPaであった。一方で、波長365nmの紫外線に対する吸光度が0.25である黒色の着色層5を形成する第3紫外線硬化型樹脂で光ファイバ素線を覆った場合(比較例3b)には、追加UV照射後のヤング率は0.74MPaであった。白色と黒色では0.11MPaの差となり、0.1MPa以上であった。
In Comparative Example 3, an
なお、上述した実施例及び比較例では着色層の色が白色と黒色である場合を取り上げたが、使用するUV領域の吸光度に差がある色の組合せであれば、同様に本発明を適用し得る。色の種類としては、例えば、白色、黒色、灰色、紫色、青色、水色、緑色、茶色、黄色、橙色、桃色、赤色などが挙げられる。 In the above-described examples and comparative examples, the case where the color of the colored layer is white and black was taken up, but the present invention can be similarly applied to any combination of colors having different absorbances in the UV region to be used. obtain. Color types include, for example, white, black, gray, purple, blue, light blue, green, brown, yellow, orange, pink, and red.
また、各実施例及び比較例では追加UV照射後のヤング率は、光ファイバ素線6に対して照射波長が365nm±20nmのUV-LEDで1500mW/cm2、500mJ/cm2の条件で紫外線を再照射した際のP-ISMと定義したが、UV光源は波長が365nm±20nmのUV-LEDに限られるものではない。例えば、波長が385nm±20nmのUV-LED、波長が395nm±20nmのUV-LEDなどの異なる波長のUV-LEDや、UV-LED以外にも、メタルハライドランプ、水銀ランプなどのUV光を発するものに対して、その範囲に吸収領域を有する添加剤を使用した場合にも同様の効果を生じ得る。また、照度・照射量に関しても他の条件で照射しても同様の効果を生じ得る。
In addition, in each example and comparative example, the Young's modulus after additional UV irradiation was 1500 mW/cm 2 with a UV-LED with an irradiation wavelength of 365 nm ± 20 nm and 500 mJ/cm 2 with respect to the
また、実施例1、2、4、5、7に使用した添加剤は一例にすぎず、紫外線吸収剤、顔料だけに限らず、使用するUV光源の紫外線の波長範囲に吸収波長を有する光開始剤、光増感剤などの添加剤であれば構わない。添加剤A、B以外にも、例えば、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド(bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide)、2-イソプロピルチオキサントン(2-isopropylthioxanthone)、2,2-ジヒドロキシ-4,4-ジメトキシベンゾフェノン(2,2-Dihydroxy-4,4-dimethoxybenzophenone)、2,4,6-トリス[4-(ヘキシルオキシ)-2-ヒドロキシ-3-メチルフェニル]-1,3,5-トリアジン(2,4,6-Tris[4-(hexyloxy)-2-hydroxy-3-methylphenyl]-1,3,5-triazine)、2-(2-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)ベンゾトリアゾール(2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazole)等の化合物も添加剤になり得る。 In addition, the additives used in Examples 1, 2, 4, 5 and 7 are only examples, and are not limited to UV absorbers and pigments. Additives such as agents and photosensitizers may be used. In addition to additives A and B, for example, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, 2-isopropylthioxanthone ), 2,2-dihydroxy-4,4-dimethoxybenzophenone, 2,4,6-tris[4-(hexyloxy)-2-hydroxy-3-methyl Phenyl]-1,3,5-triazine (2,4,6-Tris[4-(hexyloxy)-2-hydroxy-3-methylphenyl]-1,3,5-triazine), 2-(2-hydroxy- Compounds such as 5-methylphenyl)benzotriazole (2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazole) can also be additives.
また、プライマリ層3に使用する光開始剤の吸収波長次第で有効な添加剤の種類が異なることも明確である。したがって、使用する光開始剤と同じ吸収波長の範囲に一部でも吸収波長の範囲を有する添加剤を添加することが重要である。
It is also clear that the type of effective additive differs depending on the absorption wavelength of the photoinitiator used in the
各実施例及び比較例に示したプライマリ層3のヤング率は一例にすぎず、これに限られない。例えば、プライマリ層3のヤング率としては、0.1~2.0MPaの範囲を取り得る。セカンダリ層のヤング率としては、例えば、500~2000MPaの範囲を取り得る。
The Young's modulus of the
また、セカンダリ層4のヤング率が1000MPa程度であり、プライマリ層3のヤング率が異なる光ファイバ着色心線1を無作為に19種選択し、それぞれのプライマリ層3のヤング率差とマイクロベンドロス差を算出した。
In addition, 19 types of optical fiber
図6は、実施例に係る光ファイバ着色心線1のプライマリ層3のヤング率差とマイクロベンドロス差が0.05dB/km以上となる割合との関係を示すグラフ図である。図6に示されるように、ヤング率差の範囲0.05MPaごとに、マイクロベンドロス差が0.05dB/km以上となる割合を計算したところ、ヤング率差0.1MPaを境にマイクロベンドロス差が0.05dB/km以上となる割合が急激に上昇することが確認できた。これにより、同じ光ファイバリボン100に使用する光ファイバ着色心線1ごとのプライマリ層3のヤング率の差は0.1MPa以下であることが望ましいことが分かった。これは、上述した実施例1~8の結果とも一致した。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the difference in Young's modulus of the
本発明は、上述した実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を他の実施形態に追加した例、ほかの実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。また、実施形態において特段の説明や図示のない部分に関しては、当該技術分野の周知技術や公知技術を適宜適用可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, examples in which a part of the configuration of any one embodiment is added to another embodiment, and examples in which a part of the configuration of another embodiment is replaced are also embodiments of the present invention. In addition, well-known techniques and known techniques in the relevant technical field can be appropriately applied to parts that are not particularly described or illustrated in the embodiments.
1 光ファイバ着色心線
2 光ファイバ裸線
3 プライマリ層
4 セカンダリ層
5 着色層
6 光ファイバ素線
100 光ファイバリボン
101 接着層
1 optical fiber
Claims (12)
前記複数の光ファイバ着色心線を覆う第4紫外線硬化型樹脂により形成され、前記複数の光ファイバ着色心線を連結する接着層と、
を備える光ファイバリボンであって、
前記プライマリ層のヤング率は、前記第1紫外線硬化型樹脂の最大ヤング率よりも低く、
前記複数の光ファイバ着色心線のうち、前記着色層の色が異なる前記光ファイバ着色心線の間における前記プライマリ層の前記ヤング率の差は、0.1MPa以下である、
ことを特徴とする光ファイバリボン。 An optical fiber bare wire, a primary layer formed of a first ultraviolet curable resin covering the optical fiber bare wire, a secondary layer formed of a second ultraviolet curable resin covering the primary layer, and the secondary layer a plurality of colored optical fiber core wires each having a colored layer formed of a third ultraviolet curable resin for covering;
an adhesive layer formed of a fourth ultraviolet curable resin covering the plurality of colored optical fibers and connecting the plurality of colored optical fibers;
An optical fiber ribbon comprising:
Young's modulus of the primary layer is lower than the maximum Young's modulus of the first ultraviolet curable resin,
Among the plurality of colored optical fiber core wires, the difference in the Young's modulus of the primary layer between the optical fiber colored core wires having different colors of the colored layers is 0.1 MPa or less.
An optical fiber ribbon characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバリボン。 The Young's modulus of the primary layer is 0.15 MPa or more and 0.89 MPa or less.
The optical fiber ribbon according to claim 1, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバリボン。 The difference in absorbance for ultraviolet rays between the third ultraviolet curable resins forming the colored layers of different colors is 0.11 or less in at least part of the wavelength range of 350 nm to 410 nm.
The optical fiber ribbon according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項3に記載の光ファイバリボン。 An additive that changes the absorbance is added to the third ultraviolet curable resin,
4. The optical fiber ribbon of claim 3, wherein:
ことを特徴とする請求項4に記載の光ファイバリボン。 At least part of the first wavelength range of the ultraviolet rays absorbed by the additive overlaps with a second wavelength range of the ultraviolet rays absorbed by the photoinitiator added to the first ultraviolet-curable resin,
5. The optical fiber ribbon of claim 4, wherein:
前記光ファイバ裸線の周囲に第1紫外線硬化型樹脂を塗布し、プライマリ層を形成する工程と、
前記プライマリ層の周囲に第2紫外線硬化型樹脂を塗布し、前記第2紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射してセカンダリ層を形成することで、光ファイバ素線を製造する工程と、
前記光ファイバ素線の周囲に第3紫外線硬化型樹脂を塗布し、前記第3紫外線硬化型樹脂に前記紫外線を照射して着色層を形成することで、光ファイバ着色心線を製造する工程と、
複数の前記光ファイバ着色心線の周囲に第4紫外線硬化型樹脂を塗布し、前記第4紫外線硬化型樹脂に前記紫外線を照射して接着層を形成することで、複数の前記光ファイバ着色心線を連結した光ファイバリボンを製造する工程と、
を備え、
前記プライマリ層のヤング率は、前記第1紫外線硬化型樹脂の最大ヤング率よりも低く、
前記複数の光ファイバ着色心線のうち、前記着色層の色が異なる前記光ファイバ着色心線の間における前記プライマリ層の前記ヤング率の差は、0.1MPa以下である、
ことを特徴とする光ファイバリボンの製造方法。 drawing a bare optical fiber from an optical fiber preform;
applying a first UV curable resin around the bare optical fiber to form a primary layer;
a step of applying a second ultraviolet curable resin around the primary layer and irradiating the second ultraviolet curable resin with ultraviolet rays to form a secondary layer, thereby manufacturing an optical fiber strand;
a step of applying a third ultraviolet curable resin around the optical fiber strand and irradiating the third ultraviolet curable resin with the ultraviolet rays to form a colored layer, thereby manufacturing a colored optical fiber core wire; ,
By applying a fourth ultraviolet curable resin around the plurality of colored optical fiber core wires and irradiating the fourth ultraviolet curable resin with the ultraviolet rays to form an adhesive layer, a plurality of the colored optical fiber cores are formed. a step of manufacturing an optical fiber ribbon with connected wires;
with
Young's modulus of the primary layer is lower than the maximum Young's modulus of the first ultraviolet curable resin,
Among the plurality of colored optical fiber core wires, the difference in the Young's modulus of the primary layer between the optical fiber colored core wires having different colors of the colored layers is 0.1 MPa or less.
A method for manufacturing an optical fiber ribbon, characterized by:
ことを特徴とする請求項6に記載の光ファイバリボンの製造方法。 A difference between the Young's modulus of the primary layer and the maximum Young's modulus of the optical fiber is greater than 0.13 MPa,
7. The method for manufacturing an optical fiber ribbon according to claim 6, wherein:
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の光ファイバリボンの製造方法。 The Young's modulus of the primary layer is 0.15 MPa or more and 0.89 MPa or less.
The method for manufacturing an optical fiber ribbon according to claim 6 or 7, characterized in that:
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の光ファイバリボンの製造方法。 The difference in absorbance with respect to the ultraviolet rays between the third ultraviolet curable resins forming the colored layers of different colors is 0.11 or less in at least part of the wavelength range of 350 nm to 410 nm.
The method for manufacturing an optical fiber ribbon according to any one of claims 6 to 8, characterized in that:
ことを特徴とする請求項9に記載の光ファイバリボンの製造方法。 An additive that changes the absorbance is added to the third ultraviolet curable resin,
The method for manufacturing an optical fiber ribbon according to claim 9, characterized in that:
ことを特徴とする請求項10に記載の光ファイバリボンの製造方法。 At least part of the first wavelength range of the ultraviolet rays absorbed by the additive overlaps with a second wavelength range of the ultraviolet rays absorbed by the photoinitiator added to the first ultraviolet-curable resin,
11. The method for manufacturing an optical fiber ribbon according to claim 10, wherein:
ことを特徴とする請求項6乃至11のいずれか1項に記載の光ファイバリボンの製造方法。 irradiating the first ultraviolet curable resin and the second ultraviolet curable resin with the ultraviolet rays in the step of manufacturing the optical fiber strand;
The method for manufacturing an optical fiber ribbon according to any one of claims 6 to 11, characterized in that:
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