JP4304057B2

JP4304057B2 - 光ファイバ心線

Info

Publication number: JP4304057B2
Application number: JP2003409937A
Authority: JP
Inventors: 敏訓關
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone East Corp; SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone East Corp; SWCC Corp
Priority date: 2003-12-09
Filing date: 2003-12-09
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2023-12-09
Also published as: JP2005172977A

Description

本発明は、光ファイバの外周に内部被覆を設け、その上に外部被覆を設けた光ファイバ心線に係り、さらに詳しくは、いわゆるメカニカル接続法に適した外部被覆の選択的被覆除去性に優れた光ファイバ心線に関する。

従来より、光ファイバコード等に用いる光ファイバ心線として、図２に示すような、光ファイバ１上に、内部被覆２として紫外線硬化型樹脂からなる被覆を設け、その上に塩化ビニル樹脂やナイロン樹脂などの熱可塑性樹脂からなる外部被覆３を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。通常、内部被覆２は、0.5MPa〜2MPa程度の低ヤング率のプライマリ層と、500MPa〜2000MPa程度の中乃至高ヤング率のセカンダリ層と、識別を容易にするために着色剤を配合した着色層で構成されている。

近年、このような光ファイバ心線を接続するにあたり、光ファイバを突き合わせ、機械的に接続するだけの、いわゆるメカニカル接続と称する方法が、簡便かつ安価な接続方法として用いられるようになってきた。このような方法では、接続時の光ファイバの損傷を防止するため、外部被覆３を除去し、内部被覆２を光ファイバ上に残した状態で接続を行う。このため、外部被覆３のみを選択的に除去する必要がある。

一般に、光ファイバ上に設けた被覆を除去するには、ハンドストリッパと称する、上下に2枚の刃を備えた被覆除去工具が用いられる。これは、2枚の刃を光ファイバ心線の被覆に上下両方向より食い込ませ、この状態で、2枚の刃を光ファイバ心線の長さ方向に移動させることにより、被覆を切断し、除去するものである。2枚の刃の刃先には半円状の凹みが設けられており、光ファイバを傷付けずに被覆にのみ食い込ませることができるようになっている。図３は、このハンドストリッパを用いた光ファイバ心線の被覆の除去作業を模式的に示したもので、４はハンドストリッパ、５は光ファイバ心線の端部、６は被覆、７は光ファイバ心線端部５から被覆６を除去した後の光ファイバ端部を示している。また、矢印はハンドストリッパ４の移動方向を示している。

しかしながら、このような被覆除去工具を用いて、図３に示したような光ファイバ心線の外部被覆３のみを除去しようとすると、内部被覆２と外部被覆３との密着力が強いために、ハンドストリッパ４の刃先が内部被覆２に食い込まないように調整されているにもかかわらず、内部被覆２が外部被覆３とともに除去されてしまうという問題があった。このため、外部被覆３を切削して除去するなど、手間や熟練を要する他の除去手段を用いなければならなかった。

なお、内部被覆２と外部被覆３との密着力は、内部被覆２の表層に着色層を有する場合に特に大きいが、着色層が設けられていない場合であっても、上記工具を用いて外部被覆３を選択的に除去することは容易ではなかった。
特開２００１−８３３８０号公報

本発明はこのような従来技術の課題を解決するためになされたもので、光ファイバ外周に内部被覆および外部被覆を設けた光ファイバ心線において、外部被覆のみを容易に除去することができる光ファイバ心線を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本願の請求項１に記載の発明の光ファイバ心線は、光ファイバの外周に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる内部被覆を設け、その上に脂肪酸アミド系滑剤を0.5重量％〜3重量％含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPaのポリエステル系熱可塑性エラストマからなる外部被覆を設けたことを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光ファイバ心線において、脂肪酸アミド系滑剤は、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリルオレイルアミドおよびビスオレイン酸アミドの群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の光ファイバ心線において、内部被覆は、最外層が着色層からなる多層構造を有することを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の光ファイバ心線において、外部被覆は、厚さが50μｍ〜400μｍであることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の光ファイバ心線において、外部被覆は、外径がほぼ250μｍであることを特徴とするものである。

本発明の光ファイバ心線によれば、ハンドストリッパなどを用いて外部被覆のみを選択的に容易に除去することが可能となり、いわゆるメカニカル接続法による心線接続の適用が容易となる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は本発明の光ファイバ心線の一実施形態を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態の光ファイバ心線１０は、石英ガラス系光ファイバなどの光ファイバ１１の外周に、内部被覆１２および外部被覆１３を順に設けた構造となっている。

内部被覆１２は、主として、光ファイバ１１の保護および強化のためのもので、内側より、ヤング率が0.5MPa〜2MPa程度の紫外線硬化型樹脂からなるプライマリ層１２ａと、ヤング率500MPa〜2000MPa程度のセカンダリ層１２ｂと、着色剤を配合したヤング率が500MPa〜1500MPa程度の紫外線硬化型樹脂からなる着色層１２ｃを順に形成した3層構造を有している。これらの内部被覆１２の各層を構成する紫外線硬化型樹脂としては、ウレタンアクリレート系樹脂やエポキシアクリレート系樹脂などが挙げられる。

このような内部被覆１２に対し、外部被覆１３は、主に取り扱い性の向上および環境からの保護を目的としたものである。本発明においては、このような目的に加え、ハンドストリッパなどの被覆除去工具を用いて外部被覆１３のみを選択的に除去することができるようにするために、外部被覆１３を、脂肪酸アミド系滑剤を0.5重量％〜3重量％含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPa高分子材料で構成している。

外部被覆１３を構成する高分子材料としては、脂肪族ポリアミド（ナイロン）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン、エチレン・エチルアクリレート共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体）、ポリ塩化ビニル、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂や、ポリブチレンナフタレート系熱可塑性エラストマ、ポリブチレンテレフタレート系熱可塑性エラストマなどのポリエステル系熱可塑性エラストマなどが挙げられ、なかでも、被覆の柔軟性、耐熱性、耐寒性などの観点から、ポリエステル系熱可塑性エラストマが好適である。

また、脂肪族アミド系滑剤としては、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリルオレイルアミド、ビスオレイン酸アミドなどが挙げられ、なかでも、エルカ酸アミド、オレイン酸アミドが好適である。これらの滑剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。

本発明において、脂肪族アミド系滑剤の含有量が0.5重量％未満では、外部被覆１３と内部被覆１２の密着力が大きくなり、外部被覆１３の選択的除去性の改善効果が小さくなる。逆に、含有量が3重量％を超えると、外部被覆１３と内部被覆１２の密着力が小さくなりすぎて、温度伸縮による外部被覆１３からの被覆光ファイバ１１の突き出しが発生し、伝送損失が増大するおそれがある。また、外部被覆１３を押出被覆する際に、押出しスクリュー内でスリップが発生し、樹脂の吐出が不安定となって、外径変動が発生するおそれがある。脂肪族アミド系滑剤の含有量の好ましい範囲は1.5重量％〜2重量％である。

また、本発明において、外部被覆１３を構成する高分子材料の曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa未満では、被覆除去作業中に被覆が切れることがあり、また、被覆除去端面にバリが発生する。一方、曲げ弾性率が450MPaを超えると、外部被覆１３と内部被覆１２の密着力が小さくなりすぎて、温度伸縮による外部被覆１３からの被覆光ファイバ１１の突き出しが発生し、伝送損失が増大するおそれがある。曲げ弾性率（ASTM D 790）の好ましい範囲は150MPa〜400MPaである。

なお、内部被覆１２および外部被覆１３の厚さは、光ファイバ１１の種類や用途などによって適宜選択されるが、通常、内部被覆１２が57μｍ〜63μｍ、外部被覆１３が50μｍ〜400μｍの範囲である。また、内部被覆１２を構成する各層の厚さは、通常、プライマリ層１２ａが27μｍ〜38μｍ、セカンダリ層１２ｂが20μｍ〜35μｍ、着色層１２ｃが5μｍ〜10μｍの範囲である。外部被覆１３の厚さがあまり薄いと、本発明による効果が十分に得られないうえ、外部応力による光ファイバの伝送特性への悪影響が懸念される。逆に、外部被覆１３の厚さがあまり厚いと、光ファイバ心線が全体に硬くなり、可撓性が低下する。外部被覆１３の厚さは、75μｍ〜375μｍの範囲がより好ましい。

この光ファイバ心線を製造するには、光ファイバ母材を溶融紡糸して得られる光ファイバ１１に、上述したようなプライマリ層１２ａ用、セカンダリ層１２ｂ用、着色層１２ｃ用の各紫外線硬化型樹脂を順に塗布し、紫外線を照射して硬化させて3層からなる内部被覆１２を形成した後、その上に外部被覆１３用の樹脂あるいはエラストマを押出被覆すればよい。

このように構成される光ファイバ心線１０においては、紫外線硬化型樹脂からなる内部被覆１２の上に、脂肪酸アミド系滑剤を含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPaの高分子材料からなる外部被覆１３を設けたことにより、ハンドストリッパなどの被覆除去工具を用いて、外部被覆１３のみを選択的にかつ容易に除去することが可能となり、いわゆるメカニカル接続法の適用した光ファイバの接続が容易となる。なお、被覆除去径の異なる被覆除去工具を使用することにより、必要に応じて、内部被覆１２を、単独で、あるいは外部被覆１３とともに、除去することも可能である。

以上説明した実施形態では、内部被覆１２がプライマリ層１２ａ、セカンダリ層１２ｂ、着色層１２ｃの3層構造とされているが、本発明において、内部被覆１２は単層構造であってもよく2層構造であってもよい。また、4層またはそれ以上であってもよい。しかしながら、本発明は、図1に示したような、外部被覆１３と接する内部被覆１２の少なくとも表層部分が着色層１２の場合に、本発明による顕著な効果が得られる。

次に、本発明の実施例を記載するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

実施例１〜６
図1に示す構造の光ファイバ心線を製造した。
すなわち、外径125μｍの石英ガラス系ＳＭ光ファイバ１１上に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂を用いて、内側より順にプライマリ層１２ａ、セカンダリ層１２ｂ、および着色層１２ｃからなる3層構造の内部被覆１２（外径250μｍ）を形成した。

次いで、この上に、押出し機により、滑剤としてオレイン酸アミドまたはエルカ酸アミドを表1に示す割合で含有するハイトレル４７６７−Ｒ０７またはハイトレル６３４７Ｌ−０１（以上、いずれもポリエーテル・ポリブチレンテレフタレートブロック共重合体の商品名、東レ・デュポン社製）を押出被覆し、外径0.9mmの外部被覆１３を形成した。

比較例１〜７
外部被覆１３の形成材料を表1に示すように変えた以外は上記実施例と同様にして光ファイバ心線を製造した。外部被覆１３の被覆材料には、実施例で用いたものに加え、ハイトレル４０４７およびハイトレル７２４７Ｌ−０１（以上、いずれもポリエーテル・ポリブチレンテレフタレートブロック共重合体の商品名、東レ・デュポン社製）を使用した。

上記各実施例および各比較例で得られた光ファイバ心線に対し、ｅｌａｕｓｓ社製のハンドストリッパＮＯ−ＮＩＫ（φ0.254mm）（商品名）を用い、除去長40mm、引張速度500mm/minの条件で外部被覆１３の除去を試み、その除去性を評価した。また、-30℃〜70℃の温度範囲にて10サイクル保持後、120℃で24時間のエージングを行い、外部被覆１３からの光ファイバ１１（内部被覆１２を被覆した状態）の突き出し量を測定した。さらに、-30℃〜70℃の温度範囲にて10サイクル保持後、85℃で1000時間のエージングを行い、伝送損失を測定した。なお、伝送損失は、JIS C 6826規定の後方散乱光法（波長1.55μｍ）に準拠して測定した。これらの測定結果を外部被覆１３を構成する材料の曲げ弾性率（ASTM D 790）とともに表１に併せ示す。

上記の結果から明らかなように、脂肪酸アミド系滑剤を0.1重量％〜3重量％含有する曲げ弾性率が80MPa〜450MPaのポリエステル系熱可塑性エラストマを用いて外部被覆を形成した実施例１〜６の光ファイバ心線は、外部被覆の除去性に優れるうえ、光ファイバの突き出し量が0.5μm未満で、温度伸縮および残留歪による伝送損失も小さく、良好な特性を有していた。これに対し、脂肪酸アミド系滑剤の含有量が過少である比較例１、３、５では被覆除去性が不良で、逆に脂肪酸アミド系滑剤の含有量が過剰な比較例２、４では被覆除去性が良好なものの光ファイバの突き出し量や伝送損失の増大が認められた。また、曲げ弾性率が450MPaを超える材料を用いた比較例６でも、同様に光ファイバの突き出し量や伝送損失の増大が認められた。

本発明の光ファイバ心線の一実施形態を示す断面図。従来の光ファイバ心線の一例を示す断面図。光ファイバ心線の被覆の除去作業を説明する図。

符号の説明

１０…光ファイバ心線、１１…光ファイバ、１２…内部被覆、１２ａ…プライマリ層、１２ｂ…セカンダリ層、１２ｃ…着色層、１３…外部被覆

Claims

光ファイバの外周に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型樹脂からなる内部被覆を設け、その上に脂肪酸アミド系滑剤を0.5重量％〜3重量％含有する曲げ弾性率（ASTM D 790）が80MPa〜450MPaのポリエステル系熱可塑性エラストマからなる外部被覆を設けたことを特徴とする光ファイバ心線。
脂肪酸アミド系滑剤は、エルカ酸アミド、オレイン酸アミド、ステアリルオレイルアミドおよびビスオレイン酸アミドの群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ心線。
内部被覆は、最外層が着色層からなる多層構造を有することを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ心線。
外部被覆は、厚さが50μｍ〜400μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか1項記載の光ファイバ心線。
内部被覆は、外径がほぼ250μｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか1項記載の光ファイバ心線。