JP3934009B2

JP3934009B2 - 光ファイバ心線

Info

Publication number: JP3934009B2
Application number: JP2002241797A
Authority: JP
Inventors: 恵子白石; 知丘村瀬; 菜穂子中村; 進大根田; 亮長瀬; 秀一柳; 眞一岩野; 泰世三宅; 宏和竹内; 伸夫船引
Original assignee: NTT Advanced Technology Corp; Nippon Electric Glass Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; SWCC Showa Device Technology Co Ltd
Current assignee: NTT Advanced Technology Corp; Nippon Electric Glass Co Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; SWCC Showa Device Technology Co Ltd
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004078092A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ心線に係わり、特に、光ファイバ上の被覆を光ファイバの強度やその他の特性を低下させることなく除去することができ、また、光ファイバ上の被覆を除去した後において光ファイバの表面に被覆樹脂のくずが残留する虞のない光ファイバ心線に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ファイバ心線は、コアおよびクラッドを有する光ファイバと、この光ファイバの外周に順次設けられた一次被覆層および二次被覆層とを備えている。ここで、一次被覆層は、温度変化による光ファイバの伝送特性の変化を抑制するため、常温でのヤング率が１〜１０ＭＰａ程度の合成樹脂で形成され、二次被覆層は、常温でのヤング率が４００〜１０００ＭＰａ程度の合成樹脂で形成されている。また、一次被覆層および二次被覆層は、シングルモード（ＳＭ）光ファイバ心線の場合、外径が１２５μｍの光ファイバの外周に、外径がそれぞれ１８０〜２００μｍ、２３０〜２５０μｍ程度となるように形成されている。
【０００３】
ここで、汎用の光ファイバ心線は、Ｔｅｌｃｏｒｄｉａ規格（Ｇｒ−２０−ＣＯＲＥ，Ｉｓｓｕｅ２）のストリップフォースの規定（０または４５℃において、１．０Ｎ以上９．０Ｎ以下のストリップフォース）に適合するように設計されており、また、被覆を除去した後に光ファイバ（クラッド）の表面に樹脂が付着していても、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの溶剤を湿らした紙ワイパーで綺麗に拭き取れれば、上記規格に適合する光ファイバ心線とされている。
【０００４】
一方、このような構成の光ファイバ心線においては、光ファイバ同士を接続したり、光コネクタなどに取り付けたりする場合には、光ファイバ上の被覆を除去する必要がある。
【０００５】
従来、この種の光ファイバ心線の被覆除去方法としては、ストリッパを用いて被覆を剥ぎ取る方法や、溶剤に長時間浸漬して被覆を剥ぎ取る方法などが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光ファイバ心線の被覆除去方法においては、被覆除去中にストリッパの刃が光ファイバ（クラッド）の表面に触れる場合があり、このため光ファイバの強度を極端に低下させる虞があった。また、被覆を除去した後において、光ファイバ（クラッド）の表面に残留する被覆樹脂のくずをエタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの溶剤を湿らした紙ワイパーで拭き取る際に、光ファイバ（クラッド）の表面を擦り付ける場合があり、このため、前述と同様に、光ファイバの強度を極端に低下させる虞があった。さらに、光ファイバの被覆を端末から３００ｍｍ以上の長さにわたって除去しようとする場合には、ストリッパの刃に付与された力によって光ファイバが曲がり、このため、被覆を除去する前に光ファイバが破断する虞があった。また、光ファイバ心線の端末を加熱し及び／又は溶剤に浸漬し、これを板状体などで挟持して引き抜く方法においては、光ファイバと一次被覆層との密着力が強いため、被覆を筒状で抜くことができないという難点があった。
【０００７】
本発明は、上述の難点を解決するためになされたもので、光ファイバ上の被覆を、光ファイバの外表面に損傷を与えずに３００ｍｍ以上の長さにわたって除去することができ、また、光ファイバの被覆を除去した後において、光ファイバの表面に被覆樹脂のくずを残留させる虞のない光ファイバ心線を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明の光ファイバ心線は、光ファイバと、この光ファイバの外周に順次設けられた一次被覆層および二次被覆層とからなる被覆を備える光ファイバ心線において、一次被覆層の厚さが６０〜２００μｍ、引張強度が０．５〜１ＭＰａ、ケトン系あるいはアルコール系の有機溶剤浸漬後の膨潤率が５〜１５０％で、二次被覆層の厚さが２０〜３００μｍ、ヤング率が１００〜１５００ＭＰａであり、かつ被覆を一括して除去する際に、被覆を有機溶剤に浸漬した後に５００ｍｍ／ｍｉｎの引抜速度で引抜いた時の３００ｍｍの長さにおける引抜力が１００ｇｆ以下とされている。
【０００９】
さらに、本発明の光ファイバ心線は、一次被覆層および二次被覆層は、合成樹脂で形成されている。
【００１０】
本発明の光ファイバ心線によれば、光ファイバ上の被覆を光ファイバの強度やその他の特性を低下させることなく除去することができ、また、光ファイバ上の被覆を除去した後において光ファイバの表面に被覆樹脂のくずが残留する虞もない。
【００１１】
本発明の光ファイバ心線の被覆を除去する方法は、光ファイバ心線を、その端末から少なくとも３００ｍｍの長さにわたって溶剤に浸漬し、一次被覆層が膨潤した後に一次被覆層および二次被覆層を一括して除去するように構成されている。
【００１２】
本発明の光ファイバ心線の被覆を除去する方法によれば、光ファイバ上の被覆を除去した後において光ファイバの表面に被覆樹脂のくずが残留する虞がないことから、従来の光ファイバ心線の被覆除去方法のように、被覆除去後における光ファイバの清掃作業を省略することができ、また、光ファイバの外表面が擦られる虞もないことから、光ファイバの強度やその他の特性を低下させる虞もなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光ファイバ心線およびこの光ファイバ心線の被覆除去方法を適用した好ましい実施の形態例について、図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明における光ファイバ心線の横断面図を示している。同図において、本発明の光ファイバ心線は、石英ガラスを主成分とするコア１およびクラッド２を有する光ファイバ３と、この光ファイバ３の外周に順次設けられた一次被覆層４および二次被覆層５とを備えている。なお、二次被覆層５の外周には、必要によりナイロン樹脂などの熱可塑性樹脂の被覆層（不図示）が設けられる。
【００１５】
ここで、一次被覆層４の厚さは、６０〜２００μｍにすることが望ましい。一次被覆層４の厚さを６０μｍ未満にすると、一次被覆層４の光ファイバ３に対する密着力が一次被覆層４の破断強度よりも支配的になるため、一次被覆層４を光ファイバ３から剥離する前に、一次被覆層４を除去する力によって当該一次被覆層４が破壊され、ひいては光ファイバ３の表面に被覆樹脂のくずが残留することになるからである。また、２００μｍを超えると、一次被覆層４の光ファイバ３に対する密着力よりも一次被覆層４の収縮力が支配的となるため、一次被覆層４の除去力が増加し、また、製造後における冷却と緩和によって光ファイバ３と一次被覆層４との界面に剥離が生じ、光ファイバ３の強度が低下する虞があるからである。
【００１６】
また、一次被覆層４としては、これをケトン系溶剤、アルコール系溶剤などの有機溶剤に所定時間（例えば３０分程度）浸漬させたときに、当該一次被覆層４が膨潤するような樹脂、例えば、ウレタン系紫外線硬化性樹脂などで形成することが望ましい。このような樹脂で一次被覆層４を形成すれば、溶剤への浸漬により、一次被覆層４が膨潤し、さらに、光ファイバ３と一次被覆層４との界面に溶剤が入り込んで、光ファイバ３に対する密着力が弱まり、ひいては、一次被覆層４の除去力を浸漬前に比べて著しく小さくすることができるからである。
【００１７】
次に、一次被覆層４の溶剤浸漬後の膨潤率は５〜１５０％とすることが望ましい。一次被覆層４の溶剤浸漬後の膨潤率を５％未満にすると、光ファイバ３に対する密着力の低下が生ぜず、一次被覆層４を除去するときに当該一次被覆層４を破壊する虞があり、また１５０％を超えると、一次被覆層４が膨潤によって引張強度が低下し、一次被覆層４を除去するときに当該一次被覆層４を破壊する虞があるからである。ここで、一次被覆層４の膨潤率（材料のシート状態での膨潤率）は式１により求めることができる。
【００１８】
【式１】

【００１９】
さらに、一次被覆層４の引張強度は、０．５〜１ＭＰａとすることが望ましい。一次被覆層４の引張強度を０．５ＭＰａ未満にすると、一次被覆層４の除去中におけるせん断力で一次被覆層４が切れ易くなり、１ＭＰａを超えると、一次被覆層４が膨潤しても当該一次被覆層４の硬度があまり低下せず、ひいては一次被覆層４の除去に大きな引抜力を要することになるからである。
【００２０】
次に、二次被覆層５は、これを筒形状の状態で除去するために、ヤング率が１００〜１５００ＭＰａの樹脂で形成することが望ましい。二次被覆層５のヤング率を１００ＭＰａ未満にすると、一次被覆層４に対する側圧が弱くなり、一次被覆層４が変形してファイバに損失を与え、またファイバに傷が生じ易くなるからである。また１５００ＭＰａを超えると、膨潤しようとする力が二次被覆層５によって抑制され、一次被覆層４の除去力が上昇するからである。
【００２１】
ここで、引張強度およびヤング率は、一次被覆層４および二次被覆層５の材料を０．３５Ｊ／ｃｍ^２の紫外線で硬化させた厚さ０．２０±０．０１ｍｍのフィルムシートをＪＩＳＫ７１２７-１９９９（試験片タイプ５）に準拠した試験片に切り出し、ＪＩＳＫ７１１３−１９９５に準拠し測定した。試験時の引張強度およびヤング率の試験速度は、それぞれ５０ｍｍ／ｍｉｎ、１ｍｍ／ｍｉｎとし、ヤング率の場合はひずみを２．５％に規定した。なお、引張試験器として東洋精機（株）製ＳＴＲＯＧＲＰＨＭ２を使用した。また、上記のＪＩＳ規格においては、「引張破壊強さ」および「引張割線弾性率」の文言が使用されているが、本発明においては、同義の用語として、ＪＩＳ規格における「引張破壊強さ」を「引張強度」として、「引張割線弾性率」を「ヤング率」として使用している。
【００２２】
また、二次被覆層５の厚さは、２０〜３００μｍの範囲で被覆することが望ましい。二次被覆層５の厚さを２０μｍ未満にすると、二次被覆層５を除去する際にその把持力が一次被覆層４に伝播し、これにより、軟質の一次被覆層４が扁平し、ひいては二次被覆層５の除去時に余分な摩擦力が生ずるからである。また、３００μｍを超えると、二次被覆層５のヤング率と収縮力が相俟って、一次被覆層４が硬く締付けられ、ひいては一次被覆層４の密着力が向上し、二次被覆層の除去時に一次被覆層４が破壊する虞があるからである。
【００２３】
次に、本発明者等は、クラッド径が１２５μｍの石英系ガラスファイバの外周に、一次被覆層４および二次被覆層５（以下、一次被覆層４および二次被覆層５を「被覆６」という。）を表１に示す条件で形成して試料を作成し、各試料における被覆除去性および被覆樹脂のくずの残存性について検討した。なお、本実施例では、一次被覆層４および二次被覆層５の被覆材料として、共にウレタン系紫外線硬化型樹脂が使用されている。
【００２４】
【表１】

【００２５】
「引抜力の測定」
まず、図２に示すように、各試料の先端部から３００ｍｍ離間した位置の被覆６に円周方向の切り込みを入れて当該被覆６の一部を切除して光ファイバ３を露出させた。また、軸方向の長さが５００ｍｍの長さを有する容器７内にメチルエチルケトンなどの溶剤８（２５℃（室温））を充填した。次いで、各試料を被覆把持部材９（例えば二つ割り構成のシリコンゴム部材）を介して液密に把持するとともに、光ファイバ心線の端末をその先端部から３００ｍｍの長さにわたって溶剤８に浸漬した。そして、３０分経過後、各試料を容器７から取り出して、被覆６の外表面を一対の平板部材（不図示）で挟持し、その状態で被覆６を５００ｍｍ／ｍｉｎの引抜速度で矢符方向に向けて引張り除去した。このときに作用する力（最大値）を引抜力として測定した。なお、引張試験器として東洋精機（株）製ＳＴＲＯＧＲＰＨＭ２を使用した。ここで、被覆が筒形状の状態で抜ければ良（○印）とし、筒状の状態で抜けなければ不良（×印）とした。
【００２６】
上述の引抜力の測定において、光ファイバ心線の端末の溶剤への浸漬長（被覆の除去長）を３００ｍｍとしたのは、３００ｍｍ未満では長尺のフェルールに対する光ファイバの挿入作業効率が低下するためである。
「被覆樹脂のくずの残存の有無の測定」
次に、被覆を除去した後の光ファイバの外表面を顕微鏡で観察し、光ファイバの外表面に被覆樹脂のくずが残存している場合は不良（×印）とし、残存していない場合は良（○印）とした。
【００２７】
表２は、その測定結果を示している。
【００２８】
【表２】

【００２９】
表２より、被覆除去後の光ファイバの外表面に被覆樹脂のくずが残存するか否かは、引抜力が重要な因子であることが分かる。すなわち、試料番号６、７、１０および１１より、引抜力が１００ｇｆ以下ならば被覆６を筒形状の状態で引き抜くことができ、また被覆を除去した後に光ファイバの外表面に被覆樹脂のくずが残存しないことが分かる。
【００３０】
次いで、表１に示す一次被覆層および二次被覆層の形成条件を表３に示すように代えて試料を作成し、各試料における被覆除去性および被覆樹脂のくずの残存性について検討した。
【００３１】
【表３】

【００３２】
表３から、膨潤率が１７５％の場合は、過剰な膨潤により一次被覆層が次工程に移る前に光ファイバから剥がれるため、作業性が悪くなり、また、膨潤率が２％の場合は、膨潤が不足し、一次被覆層の光ファイバに対する密着力が低下しないことから、被覆を筒形状の状態を維持して引抜くことができなかった。
【００３３】
表４は、前述と同様に、引抜力の測定および被覆樹脂の残存の有無を測定した結果を示している。
【００３４】
【表４】

【００３５】
表４から、本発明の範囲内にある試料（試料番号２２、２３、２６、２７）は、何れも被覆を筒形状の状態で引き抜くことができ、また、光ファイバの表面に被覆樹脂のくずも残存していなかった。
【００３６】
なお、前述の実施例においては、一次被覆層および二次被覆層の被覆材料としてウレタン系紫外線硬化型樹脂を使用しているが、本発明はこのような材料に限定されず、本発明の範囲内であれば、これらの材料に限定されない。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の光ファイバ心線によれば、光ファイバ上の被覆を光ファイバの強度やその他の特性を低下させることなく除去することができ、また、光ファイバ上の被覆を除去した後において光ファイバの表面に被覆樹脂のくずが残留する虞もない。
【００３８】
さらに、本発明の光ファイバ心線の被覆除去方法によれば、光ファイバ上の被覆を除去した後において光ファイバの表面に被覆樹脂のくずが残留する虞がないことから、被覆除去後における光ファイバの清掃作業を省略することができ、また、光ファイバの外表面が擦られる虞もないことから、光ファイバの強度やその他の特性を低下させる虞もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバの一実施例を示す横断面図。
【図２】本発明の光ファイバにおける引抜力の測定状態を示す説明図。
【符号の説明】
１コア
２クラッド
３光ファイバ
４一次被覆層
５二次被覆層
６被覆

Claims

光ファイバと、この光ファイバの外周に順次設けられた一次被覆層および二次被覆層とからなる被覆を備える光ファイバ心線において、
前記一次被覆層の厚さが６０〜２００μｍ、引張強度が０．５〜１ＭＰａ、ケトン系あるいはアルコール系の有機溶剤浸漬後の膨潤率が５〜１５０％で、前記二次被覆層の厚さが２０〜３００μｍ、ヤング率が１００〜１５００ＭＰａであり、かつ前記被覆を一括して除去する際に、前記被覆を前記有機溶剤に浸漬した後に５００ｍｍ／ｍｉｎの引抜速度で引抜いた時の３００ｍｍの長さにおける引抜力が１００ｇｆ以下であることを特徴とする光ファイバ心線。
前記一次被覆層および二次被覆層は、合成樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。