JP4330020B2 - Optical fiber and optical fiber core wire using the same - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバ及びそれを用いた光ファイバ心線に関するものである。特に、光ファイバの被覆樹脂を適正化することにより、伝送損失の増加を抑制した光ファイバに関するものである。 The present invention relates to an optical fiber and an optical fiber core using the optical fiber. In particular, the present invention relates to an optical fiber that suppresses an increase in transmission loss by optimizing the coating resin of the optical fiber.
光ファイバは、光ファイバの強度劣化を防ぐために、線引き後のガラス光ファイバにすぐに被覆を施す方法により製造される。一般的には軟質被覆層と硬質被覆層の2層の被覆層が設けられる。ガラス光ファイバを直接被覆する軟質被覆層には、外力の影響がガラスに伝わらないようにするため、ヤング率3MPa以下の軟質の樹脂が使用される。一方、軟質被覆層上に施される硬質被覆層には、外力から保護するため、ヤング率500MPa以上の硬質の樹脂が用いられている。 The optical fiber is manufactured by a method of immediately coating the glass optical fiber after drawing in order to prevent the strength deterioration of the optical fiber. Generally, two coating layers of a soft coating layer and a hard coating layer are provided. For the soft coating layer that directly covers the glass optical fiber, a soft resin having a Young's modulus of 3 MPa or less is used so that the influence of external force is not transmitted to the glass. On the other hand, a hard resin having a Young's modulus of 500 MPa or more is used for the hard coating layer applied on the soft coating layer in order to protect it from an external force.
また、光ファイバは一般的には光ファイバの外周にさらに押出し被覆層を被覆し、光ファイバコードや、光ファイバケーブルとして使用される。
光ファイバケーブルには様々な構造のものがあるが、光ファイバの外周に、着色層を施した光ファイバ着色心線とし、さらにこれを複数本平面状に平行に配列してテープ層となる紫外線硬化型樹脂で一括被覆して光ファイバテープ心線とし、この光ファイバテープ心線をケーブルの中に収容したリボンスロット型の光ファイバケーブルが、広く用いられている。
なお、本明細書において、光ファイバの外周に着色層を施したものを光ファイバ心線と呼ぶ。
In general, the optical fiber is further coated with an extrusion coating layer on the outer periphery of the optical fiber and used as an optical fiber cord or an optical fiber cable.
There are various types of optical fiber cables, but the optical fiber colored cores are coated with a colored layer on the outer periphery of the optical fiber. 2. Description of the Related Art Ribbon slot type optical fiber cables in which optical fiber tape cores are covered with a curable resin to form optical fiber tapes and the optical fiber tape cores are accommodated in cables are widely used.
In this specification, an optical fiber having a colored layer on the outer periphery is referred to as an optical fiber core.
これらの光ファイバコードあるいは光ファイバケーブルに使用される光ファイバ心線あるいは光ファイバテープ心線を水に浸漬した場合、各被覆層の層間あるいはガラス光ファイバと軟質被覆層間に剥離を生じることがある。これが原因で光ファイバにマイクロベンドが生じ、伝送損失が増加することがある。 When optical fiber cords or optical fiber ribbons used in these optical fiber cords or optical fiber cables are immersed in water, peeling may occur between the layers of each coating layer or between the glass optical fiber and the soft coating layer. . This can cause microbending in the optical fiber and increase transmission loss.
このため、各被覆層の材質を吟味すること、とりわけ軟質被覆層とガラス光ファイバの間の十分な接着性を確保するために多大な努力がなされている。
しかし、従来のような各層界面の接着性のバランスを取りながら、上記のような問題に対処することには限界がある。
For this reason, great efforts have been made to examine the material of each coating layer, and in particular to ensure sufficient adhesion between the soft coating layer and the glass optical fiber.
However, there is a limit to addressing the above-mentioned problems while balancing the adhesion at the interface of each layer as in the prior art.
これらの手法を用いたものとしては、たとえば、光ファイバの被覆樹脂層の吸水率を規定することで伝送特性を良好に保つ方法が特許文献1に開示されている。
また、着色層の吸水率を低下させ、光ファイバに到達する水分をより少なくする方法が、特許文献2に開示されている。
As a method using these methods, for example,
Further,
しかしながら、特許文献1に記載の方法によれば、光ファイバの保管状態を管理することで光ファイバの吸水率を低く保ち、被覆中に含まれる水分によって発生する発泡を抑止し、水圧特性、低温特性の低下を防止するとあるが、光ファイバを水に浸漬した場合、光ファイバに水分が到達して発生するマイクロベンドによる損失増加を防ぐ有効な手段とはなり得ない。
また、特許文献2に記載の方法であっても、光ファイバを水に浸漬した場合に光ファイバに到達する水分を完全に遮断することはできないため、浸漬条件によってはマイクロベンドによる損失増加が発生してしまう。
以上のように、光ファイバの伝送損失の増加を抑制する極めて有効な手段が得られていないのが現状である。
However, according to the method described in
Further, even with the method described in
As described above, at present, no extremely effective means for suppressing an increase in transmission loss of an optical fiber has been obtained.
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、本発明の請求項1記載の光ファ
イバは、 ガラス光ファイバの外周に少なくともヤング率が3MPa以下の軟質被覆層とヤング率が500MPa以上の硬質被覆層を被覆した光ファイバにおいて、前記軟質被覆層のうち、最も内側の軟質被覆層として、ベース樹脂に該ベース樹脂とは別に吸水率調整用添加剤が添加されており、前記吸水率調整用添加剤として分子量が200以上のポリオールあるいはポリオール混合物を用い、前記軟質被覆層の少なくとも1つが前記ガラス光ファイバ表面上に被覆され、且つ前記軟質被覆層の吸水率を内側からCp1、Cp2・・・Cpn、半径をrp1、rp2・・・rpn、前記硬質被覆層の吸水率を内側からCs1、Cs2・・・Csn、半径をrs1、rs2・・・rsnとしたとき、前記軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rp=Cp1×rp1+Cp2×rp2+・・・+Cpn×rpnと前記硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rs=Cs1×rs1+Cs2×rs2+・・・+Csn×rsnがRp>Rsの関係を満たすことを特徴とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the optical fiber according to
このようにしてなる本発明の請求項1記載の光ファイバによれば、軟質被覆層の膨張力により、ガラス光ファイバと軟質被覆層界面での接着性に依存せず、層間の剥離を抑え込み、ひいてはマイクロベンドによる伝送損失の増加を抑制することができる。
また、このようにしてなる本発明の請求項1記載の光ファイバによれば、軟質被覆層における吸水率を容易に大きくすることができ、ガラス光ファイバと軟質被覆層界面での剥離を効果的に抑えることができる。
According to the optical fiber according to
Further, according to the optical fiber of the present invention as described above, the water absorption rate in the soft coating layer can be easily increased, and the separation at the interface between the glass optical fiber and the soft coating layer is effective. Can be suppressed.
本発明の請求項2記載の光ファイバは、請求項1記載の光ファイバにおいて、軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpと硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsの差が、5以上であることを特徴とする。
このようにしてなる本発明の請求項2記載の光ファイバによれば、前述した請求項1記載の光ファイバにおける作用効果を確実に得ることができる。
The optical fiber according to
According to the optical fiber according to the second aspect of the present invention thus configured, it is possible to reliably obtain the effects of the optical fiber according to the first aspect.
本発明の請求項3記載の光ファイバは、請求項1または2記載の光ファイバにおいて、軟質被覆層と硬質被覆層はそれぞれ1層からなることを特徴とする。
このようにしてなる本発明の請求項3記載の光ファイバによれば、マイクロベンドによる伝送損失の増加を抑制した光ファイバが低コストで実現できる。
An optical fiber according to a third aspect of the present invention is the optical fiber according to the first or second aspect, wherein the soft coating layer and the hard coating layer are each composed of one layer.
According to the optical fiber according to
本発明の請求項4記載の光ファイバは、請求項1または2記載の光ファイバにおいて、軟質被覆層は2層からなり、前記硬質被覆層は1層からなることを特徴とする。
このようにしてなる本発明の請求項4記載の光ファイバによれば、2層目の軟質被覆層と硬質被覆層の吸水率の差を調整することなく、比較的容易にマイクロベンドによる伝送損失の増加を抑制した光ファイバとすることができる。
An optical fiber according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that in the optical fiber according to the first or second aspect, the soft coating layer comprises two layers and the hard coating layer comprises one layer.
According to the optical fiber of the present invention, the transmission loss due to the microbend is relatively easy without adjusting the difference in water absorption between the second soft coating layer and the hard coating layer. It is possible to provide an optical fiber that suppresses the increase in.
本発明の請求項5記載の光ファイバは、軟質被覆層のうち最も内側の軟質被覆層の厚さは3μm以上10μm以下であることを特徴とする。
このようにしてなる本発明の請求項5記載の光ファイバによれば、マイクロベンドによる伝送損失の増加を抑制し、かつ信頼性の高い光ファイバが比較的容易かつ低コストで実現できる。
The optical fiber according to
According to the optical fiber according to
本発明の請求項6記載の光ファイバは、請求項1〜5のいずれか1に記載の光ファイバにおいて、前記ポリオールとしてポリエチレングリコールを用いたことを特徴とする。
このようにしてなる本発明の請求項6記載の光ファイバによれば、前述した請求項1記載の光ファイバにおける作用効果を確実に得ることができる。
An optical fiber according to a sixth aspect of the present invention is the optical fiber according to any one of the first to fifth aspects, wherein polyethylene glycol is used as the polyol .
According to the optical fiber according to the sixth aspect of the present invention thus configured, the operational effects of the optical fiber according to the first aspect described above can be obtained with certainty.
本発明の請求項7記載の光ファイバ着色心線は、請求項1〜6のいずれか1に記載の光ファイバに着色層を被覆してなることを特徴とする。
また、本発明の請求項8記載の光ファイバテープ心線は、請求項7記載の光ファイバ着色心線を複数本平面状に平行に配列し、一括被覆したことを特徴とする。
このようにしてなる本発明の請求項7に記載の光ファイバ着色心線および本発明の請求項8に記載の光ファイバテープ心線によれば、マイクロベンドによる伝送損失の増加を抑制した光ファイバ着色心線および光ファイバテープ心線が実現できる。
An optical fiber colored core wire according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that the optical fiber according to any one of the first to sixth aspects is coated with a colored layer.
An optical fiber ribbon according to claim 8 of the present invention is characterized in that a plurality of optical fiber colored cores according to claim 7 are arranged in parallel in a planar shape and collectively covered.
According to the optical fiber ribbon of claim 8 of colored optical fiber and the invention of claim 7 of the thus formed by the present invention, an optical fiber which can suppress an increase in transmission loss due to microbend A colored core and an optical fiber ribbon can be realized.
本発明によれば、光ファイバを水に浸漬し、水分が被覆層を通して浸透した場合においてもガラス光ファイバと軟質被覆層界面での剥離を抑制できる。これにより、マイクロベンドによる伝送損失の増加を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when an optical fiber is immersed in water and a water | moisture content permeate | transmits through a coating layer, peeling in a glass optical fiber and a soft coating layer interface can be suppressed. Thereby, the increase in the transmission loss by microbending can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の光ファイバの一実施例の断面図を図1および図2に示す。本発明の光ファイバはガラス光ファイバ1の外周にヤング率が3MPa以下の軟質被覆層2、3とヤング率が500MPa以上の硬質被覆層4が被覆されている。
図1は軟質被覆層および硬質被覆層がそれぞれ1層からなるものを示し、図2は軟質被覆層が2層からなり硬質被覆層が1層からなるものを示す。軟質被覆層および硬質被覆層は何層からなっていてもよいが、製造コストや歩留まりを考慮すると層の数は一般的には少ない方がよい。
本発明の光ファイバにおける軟質被覆層および硬質被覆層としては主に紫外線硬化型の樹脂組成物(以下、単にUV樹脂という)が用いられ、硬化速度の観点からウレタン−アクリレート系やエポキシ−アクリレート系のオリゴマーを主成分としたものが最適である。
Embodiments of the present invention will be described below. 1 and 2 are sectional views of one embodiment of the optical fiber of the present invention. In the optical fiber of the present invention, the outer periphery of the glass
FIG. 1 shows that each of the soft coating layer and the hard coating layer consists of one layer, and FIG. 2 shows that the soft coating layer consists of two layers and the hard coating layer consists of one layer. The soft coating layer and the hard coating layer may be composed of any number of layers, but the number of layers is generally preferably small in consideration of manufacturing cost and yield.
As the soft coating layer and the hard coating layer in the optical fiber of the present invention, an ultraviolet curable resin composition (hereinafter simply referred to as UV resin) is mainly used. From the viewpoint of curing speed, a urethane-acrylate system or an epoxy-acrylate system is used. Those having the main component of these oligomers are optimal.
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、光ファイバに水分が浸透してきた場合に、ガラス光ファイバと軟質被覆層界面での剥離を抑制し、マイクロベンドによる伝送損失の増加を起きにくくすることは、光ファイバの軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpを硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsより大きくすることで達成できることが明らかとなった。これを実現するためには、軟質被覆層の吸水率を硬質被覆層より大きくする必要があり、たとえば軟質被覆層の吸水量を硬質被覆層よりも高くする、または、軟質被覆層の溶出量を硬質被覆層より低くすることで実現できる。 As a result of intensive studies, the present inventors have suppressed the separation at the interface between the glass optical fiber and the soft coating layer when water has penetrated into the optical fiber, and makes it difficult to increase transmission loss due to microbending. It has been clarified that can be achieved by making the sum Rp of the product of the water absorption rate and the radius of the soft coating layer of the optical fiber larger than the sum Rs of the product of the water absorption rate and the radius of the hard coating layer. In order to achieve this, it is necessary to make the water absorption rate of the soft coating layer larger than that of the hard coating layer. For example, the water absorption amount of the soft coating layer is made higher than that of the hard coating layer, or the elution amount of the soft coating layer is increased. This can be realized by making it lower than the hard coating layer.
尚、本明細書における光ファイバ被覆層の吸水率は、JIS K7209Aで規定されている以下の吸水率Cを採用する。
吸水率C=(m2−m1)/m1×100(%) ・・・(1)
ここで、m1は初期乾燥後の浸漬前の試験片質量(mg)であり、m2は浸漬後の試験片質量(mg)である。また、試料は35μm厚のフィルム状とし、水浸漬条件を60℃×24時間とした。
また、同様に吸水量は(1)式のm2−m1で現される値である。
In addition, the following water absorption C prescribed | regulated by JISK7209A is employ | adopted for the water absorption of the optical fiber coating layer in this specification.
Water absorption C = (m 2 −m 1 ) / m 1 × 100 (%) (1)
Here, m 1 is the test piece mass (mg) before the immersion after the initial drying, and m 2 is the test piece mass (mg) after the immersion. The sample was a film having a thickness of 35 μm, and the water immersion conditions were 60 ° C. × 24 hours.
Similarly, the amount of water absorption is a value represented by m 2 −m 1 in the equation (1).
これは以下の原理によるものと推定される。
光ファイバに水分が到達した場合、次のような二つの作用が競合する。
一つは吸水により被覆層が膨張する作用である。この際、一般に広く光ファイバに用いられている軟質被覆層材と硬質被覆層材とでは分子間の密度が軟質被覆層材の方が小さいため、吸水量に大きな差ができ、ほとんどの場合軟質被覆層の吸水量の方が高く、膨張率も大きい。そのため、硬質被覆層によって封止されている軟質被覆層は硬質被覆層から圧縮応力を受けることになる。
This is presumed to be due to the following principle.
When moisture reaches the optical fiber, the following two actions compete.
One is the action of the coating layer expanding due to water absorption. At this time, the soft coating layer material and the hard coating layer material that are generally widely used in optical fibers have a smaller intermolecular density, so the water absorption can be greatly different. The water absorption amount of the coating layer is higher, and the expansion rate is larger. Therefore, the soft coating layer sealed with the hard coating layer receives compressive stress from the hard coating layer.
もう一方は、溶出により被覆層が収縮する作用である。一般に広く光ファイバに用いられている被覆材では、前記と同様の理由で、ほとんどの場合軟質被覆層材からの溶出量は硬質被覆層材より多い。このため、軟質被覆層の方が溶出分による収縮率が大きく、硬質被覆層を内側に引っ張る形になる。しかし前述したように、軟質被覆層は一般的に3MPa以下の柔らかい材料である一方、硬質被覆層は500MPa以上の固い材料であるため、硬質被覆層は内側に引っ張られる分、元に戻ろうとする力を発生させる。これがガラス光ファイバと軟質被覆層との間での引き剥がし力に転化する。この引き剥がし力がガラス光ファイバと軟質被覆層との間での接着力を上回ったとき剥離が生じる。 The other is the action of the coating layer contracting due to elution. In general, in the covering material widely used for optical fibers, the amount of elution from the soft covering layer material is almost larger than that of the hard covering layer material for the same reason as described above. For this reason, the soft coating layer has a larger shrinkage rate due to the elution, and the hard coating layer is pulled inward. However, as described above, the soft coating layer is generally a soft material of 3 MPa or less, while the hard coating layer is a hard material of 500 MPa or more. Generate power. This is converted into a peeling force between the glass optical fiber and the soft coating layer. Peeling occurs when the peeling force exceeds the adhesive force between the glass optical fiber and the soft coating layer.
ここで、溶出による収縮力が勝った場合は、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間に剥離が生じ、マイクロベンドによる伝送損失の増加が生じるのだが、逆に吸水による膨張力が勝った場合には、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間の剥離を抑え込み、ひいてはマイクロベンドによる伝送損失の増加を抑制することができるものと考えられる。 Here, when the contraction force due to elution is won, peeling occurs between the glass optical fiber and the soft coating layer, and transmission loss due to microbending increases. Conversely, when the expansion force due to water absorption is won Therefore, it is considered that peeling between the glass optical fiber and the soft coating layer can be suppressed, and as a result, an increase in transmission loss due to microbending can be suppressed.
上記の推定をさらに詳細に説明するために、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間、あるいは軟質被覆層と硬質被覆層との間で作用する応力を推定する方法について述べる。 光ファイバの被覆層で発生する応力は、被覆層を無限長の厚肉二重円筒であると仮定し、そこに生じる内圧と考えることで推定できる。内外圧を受ける厚肉二重円筒の変位量を求める式は下記のように与えられる。 In order to explain the above estimation in more detail, a method for estimating the stress acting between the glass optical fiber and the soft coating layer or between the soft coating layer and the hard coating layer will be described. The stress generated in the coating layer of the optical fiber can be estimated by assuming that the coating layer is an infinite-length thick double cylinder and considering the internal pressure generated there. The equation for determining the displacement of a thick double cylinder subject to internal and external pressure is given as follows.
ここで、u:半径方向変位量、E:被覆材料の緩和弾性率、ν:ポアソン比、ri:円筒の内半径、ro:円筒の外半径、Pi:円筒にかかる内圧、Po:円筒にかかる外圧、である。 Where u: radial displacement, E: relaxation elastic modulus of coating material, ν: Poisson's ratio, r i : inner radius of cylinder, r o : outer radius of cylinder, P i : inner pressure applied to cylinder, P o : External pressure applied to the cylinder.
複雑な系としてではなく、被覆層単体に発生する応力を推定する場合、(2)式で、個々の被覆層に発生する応力は全て内側界面に作用すると仮定すると、Po=0となる。
上記の仮定を元に、(2)式を変形し、内圧=界面での応力Piを求める式に変換していくと次のようになる。
Not as complex systems, when estimating the stress generated in the coating layer alone, (2) the formula, assuming that all stresses generated in the individual covering layer acts inside the interface, and P o = 0.
Based on the above assumption, the equation (2) is transformed and converted into an equation for obtaining the internal pressure = the stress P i at the interface as follows.
光ファイバの被覆層が層間剥離を起こしやすいかどうかは、被覆層の半径方向変位量(u)、緩和弾性率(E)及びポアソン比(ν)と設計項目(ri、ro等)を求め、それらの数値を(3)式に代入することで推定することができる。即ち、(3)式で求められるPiが正の値の場合、円筒が受ける内圧は界面が外側に向かって膨張しようとする力であり、界面を引き剥がそうとする力である。逆に負の場合は界面が内側に収縮しようとする力、即ち圧縮応力が働こうとしていることが推定できる。さらに、数値の大小を比較することで、どの被覆材料が剥離をより起こしやすいかということを判定する目安にもなる。 Whether the coating layer of the optical fiber is likely to cause delamination depends on the amount of radial displacement (u), relaxation elastic modulus (E), Poisson's ratio (ν), and design items (r i , r o, etc.). It can be estimated by calculating and substituting those numerical values into equation (3). That is, (3) if the P i is a positive value determined by the equation, the internal pressure of the cylinder is subjected is the force interface tends to expand outward, a force trying to peel pull the interface. On the other hand, if it is negative, it can be estimated that a force that the interface tends to shrink inward, that is, compressive stress is about to work. Further, by comparing the magnitudes of the numerical values, it can be used as a guideline for determining which coating material is more likely to cause peeling.
ここで、被覆層が吸水または溶出によって膨張、収縮することで発生する応力についてガラス光ファイバ表面上に軟質被覆層が被覆され、さらにその外周に硬質被覆層が被覆された2層被覆光ファイバを例に挙げて考察する。
2層被覆光ファイバでは軟質被覆層と硬質被覆層に発生する界面での応力は、(3)式を用いて、それぞれ次のように表すことができる。
Here, regarding the stress generated when the coating layer expands and contracts due to water absorption or elution, a two-layer coated optical fiber in which a soft coating layer is coated on the surface of the glass optical fiber and a hard coating layer is coated on the outer periphery thereof. Consider an example.
In the two-layer coated optical fiber, the stress at the interface generated between the soft coating layer and the hard coating layer can be expressed as follows using the equation (3).
ここで、Ppは軟質被覆層の内側界面に発生する応力、Psは硬質被覆層の内側界面に発生する応力、upは軟質被覆層の半径方向変位量、usは硬質被覆層の半径方向変位量、Epは軟質被覆層の緩和弾性率、Esは硬質被覆層の緩和弾性率、rgはガラス光ファイバの半径、rpは軟質被覆層半径、rsは硬質被覆層半径、νpは軟質被覆層のポアソン比、νsは硬質被覆層のポアソン比である。なお、前記半径方向変位量が正の符号である場合は、半径が増加、即ち外側に膨らむことを意味し、負の符号の場合は半径が減少、即ち内側に収縮することを意味する。
ここで、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間に圧縮応力が作用するために必要な条件は、
Pp+Ps<0 ・・・(6)
の場合である。
Here, P p is the stress generated at the inner interface of the soft coating layer, P s is the stress generated at the inner interface of the hard coating layer, u p is the radial displacement of the soft coating layer, and u s is the hard coating layer radial displacement, the relaxation modulus of E p soft covering layer, the relaxation modulus of E s is hard layer, r g is the radius of the glass optical fiber, r p is the soft covering layers radius, r s is hard layer The radius, ν p is the Poisson's ratio of the soft coating layer, and ν s is the Poisson's ratio of the hard coating layer. When the amount of displacement in the radial direction has a positive sign, it means that the radius increases, that is, expands outward, and when it has a negative sign, it means that the radius decreases, that is, contracts inward.
Here, the conditions necessary for compressive stress to act between the glass optical fiber and the soft coating layer are:
P p + P s <0 (6)
This is the case.
吸水率によるガラス光ファイバと軟質被覆層との間に生じる応力を推定する場合、upまたはusを除く項目は全て一定値として与えられ、なおかつ全て正の値である。なぜならば、ほとんどの有機高分子材料のポアソン比は0.5を超えないことが知られているからである。さらに、軟質被覆層と硬質被覆層のそれぞれの役割から、EsはEpに比べて100倍以上大きい。従って、Pp≪Psとなり、事実上us<0であることがガラス光ファイバと軟質被覆層との間に圧縮応力が作用するための必要条件となる。 When estimating the stress generated between the glass optical fiber and the soft coating layer of water absorption, items except u p or u s is given as all constant value, it is yet all positive values. This is because the Poisson's ratio of most organic polymer materials is known not to exceed 0.5. Further, the respective roles of the soft covering layer and the hard layer, E s is greater more than 100 times as compared to E p. Therefore, P p << P s and u s <0 is a necessary condition for compressive stress to act between the glass optical fiber and the soft coating layer.
ここで、usをさらに詳細に記述すると次のようになる。
us=Cs・rs−Cp・rp ・・・(7)
ここで、Cs、Cpはそれぞれ硬質被覆層と軟質被覆層の吸水率によって与えられる半径方向の膨張率で、吸水率の平方根に比例する数字である。なぜならば、無限長の厚肉円筒=被覆層の微小断面での体積変化では、長手方向の変位量は無視し得るほど小さいからである。
(7)式より、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間に圧縮応力が作用するための必要条件は、
us=Cs・rs−Cp・rp<0 即ち Cs・rs<Cp・rp ・・・(8)
である。
Here, u s is described in more detail as follows.
u s = C s · r s −C p · r p (7)
Here, C s and C p are the expansion coefficients in the radial direction given by the water absorption rates of the hard coating layer and the soft coating layer, respectively, and are numbers proportional to the square root of the water absorption rate. This is because the amount of displacement in the longitudinal direction is negligibly small when the volume of the infinitely long thick cylinder = the volume of the small cross section of the coating layer is changed.
From the equation (7), the necessary condition for the compressive stress to act between the glass optical fiber and the soft coating layer is:
us = C s · r s −C p · r p <0, that is, C s · r s <C p · r p (8)
It is.
(8)式より、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間で圧縮応力を生じさせ、それにより剥離の生成を抑制させるためには、軟質被覆層の吸水率と軟質被覆層の半径の積が、硬質被覆層の吸水率と硬質被覆層の半径の積よりも大きいことが必要なことが導出された。以上の考察から、以降では被覆層の吸水率とその半径の積を応力指数と定義し、軟質被覆層及び硬質被覆層での応力指数をそれぞれRp、Rsと記述することとする。尚、応力指数の算出に当たっては、Cp、Csは軟質被覆層及び硬質被覆層の吸水率をそれぞれ重量%で表した数値を、rp、rsは軟質被覆層及び硬質被覆層の半径をそれぞれμmで表した数値を用いて計算された結果によって与えられるものとする。 From the equation (8), in order to generate a compressive stress between the glass optical fiber and the soft coating layer, thereby suppressing the generation of peeling, the product of the water absorption rate of the soft coating layer and the radius of the soft coating layer is It has been derived that it is necessary to be larger than the product of the water absorption rate of the hard coating layer and the radius of the hard coating layer. From the above consideration, hereinafter, the product of the water absorption rate of the coating layer and its radius is defined as a stress index, and the stress indexes in the soft coating layer and the hard coating layer are described as R p and R s , respectively. In the calculation of the stress index, C p and C s are numerical values representing the water absorption of the soft coating layer and the hard coating layer in weight%, respectively, and r p and r s are the radii of the soft coating layer and the hard coating layer. Are given by the results calculated using the values expressed in μm respectively.
さらに、発明者らは軟質被覆層の吸水率を調整する手法についても鋭意検討を重ね、次のような手法を見出すに至った。
軟質被覆層に水分が浸透してきた際、軟質被覆層に水分を留めおくことで軟質被覆層の吸水率を硬質被覆層よりも高く保持することができる。そこで、発明者らは水に親和性の高いアルコール類に着目した。アルコール性水酸基を有する化合物は、他の親水性官能基を有する化合物と比べて水に対する親和性が相対的に高く、主骨格の分子量を高くしてやることで被覆層を構成する樹脂材質とも親和性を付与することができる。一方、アルコール性水酸基を有する化合物は水に対して易溶であるため、溶出成分ともなりうる。しかし、これも主骨格の分子量を高くし、被覆層材質との絡み合いを多くすることで、被覆層材質中に留めおくことが可能となる。このような化合物はポリオールと総称され、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびその他のポリオールを挙げることができる。これらのポリオールは単独で、あるいは2種以上を組合せて使用することができる。これらのポリオールの構造単位の重合様式には特に制限はない。ランダム重合、ブロック重合およびグラフト重合のいずれであってもよい。さらに、ポリエーテルポリオールとしては、例えば、ポリエチレングリコール、他のポリプロピレングリコール、他のポリプロピレングリコール−エチレングリコール共重合体、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチレングリコール等が使用可能である。
Furthermore, the inventors have conducted intensive studies on a method for adjusting the water absorption rate of the soft coating layer, and have come to find the following method.
When moisture penetrates into the soft coating layer, the moisture absorption rate of the soft coating layer can be maintained higher than that of the hard coating layer by retaining moisture in the soft coating layer. Therefore, the inventors focused on alcohols having a high affinity for water. A compound having an alcoholic hydroxyl group has a relatively high affinity for water compared to other compounds having a hydrophilic functional group, and has an affinity for the resin material constituting the coating layer by increasing the molecular weight of the main skeleton. Can be granted. On the other hand, since a compound having an alcoholic hydroxyl group is easily soluble in water, it can be an elution component. However, this can also be retained in the coating layer material by increasing the molecular weight of the main skeleton and increasing the entanglement with the coating layer material. Such compounds are collectively referred to as polyols, and examples include polyether polyols, polyester polyols, polycarbonate polyols, polycaprolactone polyols, and other polyols. These polyols can be used alone or in combination of two or more. There are no particular restrictions on the polymerization mode of the structural units of these polyols. Any of random polymerization, block polymerization and graft polymerization may be used. Furthermore, examples of the polyether polyol include polyethylene glycol, other polypropylene glycols, other polypropylene glycol-ethylene glycol copolymers, polytetramethylene glycol, polyhexamethylene glycol, polyheptamethylene glycol, and polydecamethylene glycol. It can be used.
さらに、吸水率を高く保持するという観点からは、一分子中に複数のアルコール性水酸基を保有する成分の方が、ベース組成に対して少量の添加量でも吸水率を高く保持できるため好ましい。このような観点から、上記したポリオールの中でもグリコール類として挙げられるポリエチレングリコール、他のポリプロピレングリコール、他のポリプロピレングリコール−エチレングリコール共重合体、ポリテトラメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリコール、ポリヘプタメチレングリコール、ポリデカメチレングリコール等が本発明の用途としては好適であり、さらに入手の容易さや価格の点から、工業用途としてはポリエチレングリコールが最適である。 Furthermore, from the viewpoint of keeping the water absorption rate high, a component having a plurality of alcoholic hydroxyl groups in one molecule is preferable because the water absorption rate can be kept high even with a small amount of addition to the base composition. From such a viewpoint, among the above-mentioned polyols, polyethylene glycol, other polypropylene glycols, other polypropylene glycol-ethylene glycol copolymers, polytetramethylene glycol, polyhexamethylene glycol, polyheptamethylene glycol, which are listed as glycols, Polydecamethylene glycol and the like are suitable for the use of the present invention, and polyethylene glycol is most suitable for industrial use from the viewpoint of availability and price.
上記のようなポリオールの添加量については、ベース組成100重量部に対して、0.1〜10重量部を添加することが好ましく、添加量を段階的に増加させることで吸水率を変化させることができる。さらに各種グリコール等の多価アルコールの場合には0.1〜5重量部の添加量でも十分、吸水率を高くする効果を有する。尚、これらポリオールの添加量は、ガラス光ファイバを被覆保護する役割を果たす樹脂層に要求される機械特性を損なわない程度の添加量で、かつ所望の吸水率に達することが要求される。最適な添加量は個々の光ファイバまたは樹脂材の特性によって異なるため、個々のケースに従って調整することが望まれる。 About the addition amount of the above polyols, it is preferable to add 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base composition, and to change the water absorption by increasing the addition amount stepwise. Can do. Furthermore, in the case of polyhydric alcohols such as various glycols, an addition amount of 0.1 to 5 parts by weight has the effect of sufficiently increasing the water absorption rate. In addition, the addition amount of these polyols is required to reach a desired water absorption rate with an addition amount that does not impair the mechanical properties required for the resin layer that plays a role in coating and protecting the glass optical fiber. Since the optimum addition amount varies depending on the characteristics of individual optical fibers or resin materials, it is desirable to adjust according to individual cases.
本発明で明らかとされたポリオールの効果は、主鎖の分子量が高い方が効果は高い。図を用いた前記の説明の通り、アルコール性水酸基を有する成分は吸水率を高める一方、自身が溶出成分となって、溶出量を多くし、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間に引き剥がし力を発生させる要因になり得る。このような所望の効果と逆の効果は、上記したように、ポリオールの主鎖の分子量を高くすることで避けられる。主鎖の分子量が長いと、被覆層を形成する樹脂の高分子骨格との絡み合いが増し、容易に水に対して溶け出すことができなくなるからである。即ち、競合する二つの効果に対して、ポリオールの分子量を高くすることで、吸水量が増し、溶出量が下がる方に大きくシフトさせることができるからである。 The effect of the polyol clarified in the present invention is higher when the molecular weight of the main chain is higher. As described above with reference to the figure, while the component having an alcoholic hydroxyl group increases the water absorption rate, the component itself becomes an elution component, increasing the elution amount, and peeling between the glass optical fiber and the soft coating layer. It can be a factor that generates force. As described above, an effect opposite to the desired effect can be avoided by increasing the molecular weight of the main chain of the polyol. This is because, when the molecular weight of the main chain is long, the entanglement with the polymer skeleton of the resin forming the coating layer increases, and it cannot be easily dissolved in water. That is, for the two competing effects, by increasing the molecular weight of the polyol, the amount of water absorption can be increased and the amount of elution can be greatly shifted downward.
上記のような、高分子骨格との絡み合いが増すのは分子量が200以上のポリオールが効果的で、250以上になるとさらに好適である。
但し、ポリオール等のアルコール分子が被覆層を構成する樹脂の高分子骨格に留め置かれる効果は分子量のみに依存するわけではなく、アルコール類の構造中に側鎖官能基が存在し、それらと被覆層樹脂の高分子骨格が相互作用するような場合には、分子量が150以下のアルコール類でも吸水率を高める効果を有することは十分に予想される。
The increase in the entanglement with the polymer skeleton as described above is effective for a polyol having a molecular weight of 200 or more, and more preferably 250 or more.
However, the effect that alcohol molecules such as polyol are retained on the polymer skeleton of the resin constituting the coating layer does not depend only on the molecular weight, and side chain functional groups exist in the structure of the alcohols, and they are covered with them. When the polymer skeleton of the layer resin interacts, it is sufficiently expected that alcohols having a molecular weight of 150 or less have an effect of increasing the water absorption rate.
また、ガラス光ファイバと軟質被覆層での剥離を防止する作用を有するもう一つの手法としては、上記軟質被覆層を複数配置し、最も内側の軟質被覆層(以降、1次軟質被覆層と呼ぶ)とガラス光ファイバの密着力を向上させることである。さらに1次軟質被覆層に対しても、ポリオールまたはポリオール混合物を配合することで吸水率を調整し、硬質被覆層からの圧縮力を利用して、ガラス光ファイバとの剥離を効果的に抑止し得る効果を付与することが可能である。 Further, as another method having an action of preventing peeling between the glass optical fiber and the soft coating layer, a plurality of the above soft coating layers are arranged, and the innermost soft coating layer (hereinafter referred to as a primary soft coating layer). ) And the glass optical fiber. Furthermore, even for the primary soft coating layer, the water absorption is adjusted by blending polyol or polyol mixture, and the peeling from the glass optical fiber is effectively suppressed by utilizing the compressive force from the hard coating layer. It is possible to give the effect to obtain.
1次軟質被覆層を形成する樹脂組成物としては、主にUV樹脂が用いられ、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間の密着力を改善するためにシランカップリング剤を配合したものが最適である。ここでシランカップリング剤としては、例えばアミノプロピルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。 As the resin composition for forming the primary soft coating layer, UV resin is mainly used, and it is optimal to use a silane coupling agent in order to improve the adhesion between the glass optical fiber and the soft coating layer. It is. Here, examples of the silane coupling agent include aminopropyltriethoxysilane, mercaptopropyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, and the like.
ここで、1次軟質被覆層に吸水率の高い樹脂を配設する利点は、2層目以降の軟質被覆層と硬質被覆層の吸水率の差がいくつのものであっても、1次軟質被覆層の吸水率を高く調整しておくことで、ガラス光ファイバと軟質被覆層の剥離を効果的に抑止し得ることにある。即ち、2層目以降の軟質被覆層と硬質被覆層の吸水率の差を調整することなく、比較的容易にマイクロベンドによる伝送損失の増加を抑制した光ファイバを製造することができる。 Here, the advantage of disposing a resin having a high water absorption rate in the primary soft coating layer is that the primary soft coating layer has no difference in the water absorption rate between the second and subsequent soft coating layers and the hard coating layer. By adjusting the water absorption rate of the coating layer to be high, peeling of the glass optical fiber and the soft coating layer can be effectively suppressed. That is, an optical fiber in which an increase in transmission loss due to microbending is suppressed can be manufactured relatively easily without adjusting the difference in water absorption between the second and subsequent soft coating layers and the hard coating layer.
また、1次軟質被覆層の厚さは2層目以降の軟質被覆層の厚さの合計よりも薄いことが望ましい。これは以下の理由による。
ガラス光ファイバと1次軟質被覆層との間の密着力を改善するに当たっては、シランカップリング剤の配合が最も効果的な手法として知られている。シランカップリング剤は、密着力の改善を図るために軟質被覆層を構成する被覆材に対してある一定割合以上の配合量を必要とするが、軟質被覆層を構成する成分の中では比較的高価で必要量を配合することで材料コストを押し上げてしまう。さらに、シランカップリング剤自体が樹脂成分と結合することで被覆の硬化性を低下させたり、架橋密度を低下させたりすることがあるため、信頼性を損なう場合がある。しかるに、1次軟質被覆層の厚さを2層目以降の軟質被覆層の厚さの合計よりも薄く配設することにより、良好な密着力を有し、かつコストを低く抑え、信頼性を確保できる光ファイバを形成することができる。このような観点から、1次軟質被覆層の厚さは最大で10μm以下が好ましい。
Further, it is desirable that the thickness of the primary soft coating layer is thinner than the total thickness of the second and subsequent soft coating layers. This is due to the following reason.
In order to improve the adhesion between the glass optical fiber and the primary soft coating layer, a silane coupling agent is known as the most effective technique. Silane coupling agents require a blending amount of a certain ratio or more with respect to the coating material constituting the soft coating layer in order to improve adhesion, but among the components constituting the soft coating layer, It is expensive and increases the material cost by blending the required amount. Furthermore, since the silane coupling agent itself binds to the resin component, the curability of the coating may be reduced, or the crosslink density may be reduced, which may impair reliability. However, by disposing the thickness of the primary soft coating layer thinner than the total thickness of the second and subsequent soft coating layers, it has good adhesion, keeps the cost low, and improves reliability. An optical fiber that can be secured can be formed. From such a viewpoint, the thickness of the primary soft coating layer is preferably 10 μm or less at maximum.
一方、軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpを硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsより大きくすることで発現するガラス光ファイバと軟質被覆層との間の剥離を効果的に抑止し得る作用は、1次軟質被覆層の厚さの増加に伴って大きくなる。したがって、一定以上の作用、効果をもたらすためには、1次軟質被覆層の厚さは3μm以上が好ましい。従って、1次軟質被覆層の好適な被覆厚は3μm以上10μm以下である。 On the other hand, the peeling between the glass optical fiber and a soft coating layer is expressed by the sum R p of water absorption and the radius of the product of the soft coating layer larger than the sum R s of water absorption and the radius of the product of hard layer The action that can effectively suppress the increase in the thickness of the primary soft coating layer. Therefore, in order to provide a certain level of action and effect, the thickness of the primary soft coating layer is preferably 3 μm or more. Therefore, the suitable coating thickness of the primary soft coating layer is 3 μm or more and 10 μm or less.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
表1に示す光ファイバ1〜6を作製した。これらは、図1に示すような軟質被覆層と硬質被覆層をそれぞれ1層ずつ有する2層構造のシングルモード光ファイバである。それぞれの光ファイバの軟質被覆層2には、表1に示すベース組成を記載した量(重量部)で組み合わせたものを用い、さらに吸水率調整添加剤としてそれぞれ異なるポリオールを添加した。表1のポリオールの添加量は、該ベース組成100に対する部数を示す。また、硬質被覆層4には、吸水率2.0の被覆材を利用した。尚、光ファイバにおけるガラス光ファイバ1の外径は約125μm、軟質被覆層2の外径は約200μm、硬質被覆層4の外径は約250μmとした。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[Example 1]
さらにこれらの光ファイバに対し、浸水試験後のガラス光ファイバと軟質被覆層との間での剥離性(剥離率)、及び60℃の温水に15日間浸漬した後の伝送損失増加量を評価した。評価条件の詳細を以下に示す。
[ガラス光ファイバ/軟質被覆層との間の剥離率]
60℃の温水に60日浸漬したファイバから5cmを切り出し、顕微鏡で観察する。観察長に対して、剥離箇所の長さと個数から剥離箇所の面積を求め、光ファイバの全面積に対する割合を剥離率(%)と定義した。尚、剥離箇所は円形もしくは楕円形で成長するので、個々の形状に応じて円形状もしくは楕円形状で面積を算出し、積算して剥離箇所の面積とした。
[60℃×15日温水浸漬後の伝送損失増加量]
60℃の温水に15日間浸漬し、浸漬前の光ファイバの伝送損失に対する浸漬後の光ファイバの伝送損失増加量を波長1550nmで測定した。
Furthermore, for these optical fibers, the peelability (peeling rate) between the glass optical fiber and the soft coating layer after the water immersion test, and the increase in transmission loss after being immersed in warm water at 60 ° C. for 15 days were evaluated. . Details of the evaluation conditions are shown below.
[Peeling ratio between glass optical fiber / soft coating layer]
5 cm is cut out from the fiber immersed in warm water of 60 ° C. for 60 days and observed with a microscope. The area of the peeled portion was obtained from the length and number of peeled portions with respect to the observation length, and the ratio to the total area of the optical fiber was defined as the peel rate (%). Since the peeled portion grows in a circle or an ellipse, the area was calculated in a circular shape or an ellipse shape according to the individual shape and integrated to obtain the area of the peeled portion.
[Increase in transmission loss after immersion at 60 ° C for 15 days]
It was immersed in warm water at 60 ° C. for 15 days, and the increase in transmission loss of the optical fiber after immersion relative to the transmission loss of the optical fiber before immersion was measured at a wavelength of 1550 nm.
評価結果を表1に示す。 The evaluation results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールのようなポリオール類を少量配合することにより、ポリオールを配合しないものに比べて、光ファイバの軟質被覆層における吸水率を調整し、硬質被覆層よりも吸水率を大きくし、軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpを硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsより大きくすることで効果的にガラス光ファイバと軟質被覆層界面での剥離を抑えることが可能となる。一方、分子量の低いアルコール、ジオール類の場合には、吸水量を増加させる効果は有するものの、一方では自身が溶出成分となって、軟質被覆層の溶出量を硬質被覆層よりも極端に多くしてしまい、結果として、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間の剥離を助長する作用をもたらすようになってしまう。
さらにポリオールの分子量に着目すると、分子量が高いポリプロピレングリコールでは、相対的に分子量が低いポリエチレングリコールA及びBに比べて少ない配合量で同等以上の効果を発揮している。これらの結果より、ポリオールの分子量が軟質被覆層の吸水率を調整する上で一つの重要な因子であることが明らかである。
As is clear from Table 1, by mixing a small amount of polyols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, the water absorption rate in the soft coating layer of the optical fiber is adjusted as compared with the case where no polyol is blended, and the hard coating layer the water absorption was greater than that effectively glass optical fiber and a soft by the sum R p of water absorption and the radius of the product of the soft coating layer larger than the sum R s of water absorption and the radius of the product of hard layer It is possible to suppress peeling at the coating layer interface. On the other hand, alcohols and diols with low molecular weights have the effect of increasing the amount of water absorption, but on the other hand, they themselves become the elution components, making the elution amount of the soft coating layer extremely higher than that of the hard coating layer. As a result, an effect of promoting separation between the glass optical fiber and the soft coating layer is brought about.
Further, when paying attention to the molecular weight of the polyol, polypropylene glycol having a high molecular weight exhibits an effect equal to or higher than that of polyethylene glycols A and B having relatively low molecular weights. From these results, it is clear that the molecular weight of the polyol is one important factor in adjusting the water absorption rate of the soft coating layer.
[実施例2]
次に、表2に示す光ファイバ7〜10を作製した。これらは図2に示すように、軟質被覆層を2層、硬質被覆層を1層有する3層構造のシングルモード光ファイバである。1次軟質被覆層2には、表2に示すベース組成を記載した量(重量部)で組み合わせたものを用い、さらに吸水率調整添加剤としてそれぞれ異なるポリオールを添加した。表2のポリオールの添加量は、該ベース組成100に対する部数を示す。また、2層目の軟質被覆層3(以降、2次軟質被覆層3と呼ぶ)には表1に記載の光ファイバ4の軟質被覆層と同じ樹脂組成物を用いた。また、硬質被覆層4には、吸水率2.0の被覆材を利用した。尚、光ファイバにおけるガラス光ファイバ1の外径は約125μm、1次軟質被覆層2の外径は約130μm、2次軟質被覆層3の外径は約200μm、硬質被覆層4の外径は約250μmとした。 さらにこれらの光ファイバに対し、実施例1と同じ条件で浸水試験後のガラス光ファイバと軟質被覆層との間での剥離性及び60℃温水浸漬15日後の伝送損失増加量を評価した。
[Example 2]
Next, optical fibers 7 to 10 shown in Table 2 were produced. These are single-mode optical fibers having a three-layer structure having two soft coating layers and one hard coating layer, as shown in FIG. For the primary
表2から明らかなように、軟質被覆層を2層とし、ポリエチレングリコールのようなポリオール類を少量配合し、軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpを硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsより大きくし、軟質被覆層とガラス光ファイバ界面の密着力を改善する効果を付与した1次軟質被覆層を配設した光ファイバでは、軟質被覆層を1層のみ有する光ファイバに比べて、効果的にガラス光ファイバと被覆層との間での剥離を抑えることが可能となる。
一方、分子量の低いアルコール、ジオール類の場合には、吸水量を増加させ、ガラス光ファイバ上界面での密着力を向上させる効果はを有するものの、一方では自身が溶出成分となって、軟質被覆層の溶出量を多くしてしまい、結果として、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間の剥離を助長する作用をもたらすようになってしまう。
As is apparent from Table 2, the soft coating layer has two layers, a small amount of polyol such as polyethylene glycol is blended, and the sum R p of the product of the water absorption rate and the radius of the soft coating layer is the water absorption rate of the hard coating layer. An optical fiber provided with a primary soft coating layer that has an effect of improving the adhesion between the soft coating layer and the glass optical fiber, which is greater than the sum of radius products R s , has only one soft coating layer. As compared with the optical fiber, it is possible to effectively suppress the separation between the glass optical fiber and the coating layer.
On the other hand, alcohols and diols with low molecular weights have the effect of increasing the water absorption and improving the adhesion at the interface on the glass optical fiber. As a result, the elution amount of the layer is increased, and as a result, an effect of promoting separation between the glass optical fiber and the soft coating layer is brought about.
また、表1、表2の結果から、光ファイバのマイクロベンドを防止するためには、光ファイバの軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpを硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsより大きくする必要があり、軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpと前記硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsの差が、5以上であることが、さらに好ましい。
さらに被覆層の厚さ等の設計値が同じであり、本実施例に用いたシングルモード光ファイバと類似の光ファイバにおいては、応力指数の大小によらず、吸水率の大小をもって、剥離を抑制する効果の大小を比較することができる。したがって、応力指数の計算によらずとも、吸水率の結果をもって簡易的に剥離抑制に効果を有する材料かどうかの判定が可能となる。尚、簡易的な判定をする上での指標として、剥離を効果的に抑制するには軟質被覆層の吸水率の和と硬質被覆層の吸水率の和の差が、0.5質量%以上であることが望ましい。
Also, Table 1, from Table 2, in order to prevent microbending of the optical fiber, the optical fiber the sum R p of water absorption and the radius of the product of the soft covering layers of the hard coating layer water absorption and radius must be greater than the sum R s of the product, the difference between the sum R s of water absorption and the radius of the product of the sum R p of water absorption and the radius of the product of the soft coating layer hard coating layer, is 5 or more More preferably.
Furthermore, the design values such as the thickness of the coating layer are the same, and in the optical fiber similar to the single mode optical fiber used in this example, peeling is suppressed by the water absorption rate regardless of the magnitude of the stress index. You can compare the magnitude of the effect. Therefore, it is possible to easily determine whether or not the material has an effect for suppressing the peeling with the result of the water absorption rate, without calculating the stress index. As an index for simple determination, in order to effectively suppress peeling, the difference between the sum of the water absorption rate of the soft coating layer and the sum of the water absorption rate of the hard coating layer is 0.5% by mass or more. It is desirable that
[実施例3]
次に表1および表2に記載の光ファイバ1、光ファイバ4および光ファイバ7を用いて、図3に示す光ファイバ着色心線を3種類(着色心線1、着色心線2、着色心線3と呼ぶ)、および図4に示す光ファイバテープ心線を3種類(テープ心線1、テープ心線2、テープ心線3と呼ぶ)を作製した。具体的には図3に示すように、硬質被覆層4上にさらに紫外線硬化型樹脂組成物からなる厚さ約5μmの着色層5を設けて光ファイバ着色心線(以降、単に着色心線と呼ぶ)とし、さらに図4に示すようにこの着色心線8本を平面状に並行に並べ、これに紫外線硬化型樹脂組成物を用いてテープ層6を施し、通常使用されている8心の光ファイバテープ心線(以降、単にテープ心線と呼ぶ)を得た。着色材は識別のために8色(赤、青、白、緑、黄、紫、橙、灰)を用いたが、これらは顔料組成以外は全て同一である。
また、着色心線1、およびテープ心線1には光ファイバ1を、着色心線2、およびテープ心線2には光ファイバ7を、着色心線3、およびテープ心線3には光ファイバ4を用いた。
これらの着色心線及びテープ心線に対して、実施例1と同条件で浸水試験後のガラス光ファイバと軟質被覆層との間での剥離性及び60℃温水浸漬15日後の伝送損失増加量を評価した。試験結果を表3に示す。
[Example 3]
Next, using the
The
For these colored core wires and tape core wires, the peelability between the glass optical fiber and the soft coating layer after the water immersion test under the same conditions as in Example 1, and the increase in transmission loss after 15 days of 60 ° C. hot water immersion. Evaluated. The test results are shown in Table 3.
表3から明らかなように、光ファイバの軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpを硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsより大きくし、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間の密着力を改善する効果を付与した軟質被覆層を配設した光ファイバを用いた着色心線やテープ心線では、効果的にガラス光ファイバと軟質被覆層との間の剥離を抑えることが可能となる。
一方、光ファイバの軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rpが硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rsより小さい光ファイバを用いた着色心線やテープ心線では、ガラス光ファイバと軟質被覆層との間での剥離を抑え込むことができず、剥離を生じて、マイクロベンドによる伝送損失増加を引き起こしている。
As apparent from Table 3, the sum R p of the product of the water absorption rate and the radius of the soft coating layer of the optical fiber is made larger than the sum R s of the product of the water absorption rate and the radius of the hard coating layer, and the glass optical fiber and the soft coating For colored cores and tape cores using optical fibers with a soft coating layer that has the effect of improving the adhesion between the glass optical fiber and the soft coating layer. Can be suppressed.
On the other hand, in a colored core or a tape core using an optical fiber in which the sum R p of the product of the water absorption rate and the radius of the soft coating layer of the optical fiber is smaller than the sum R s of the product of the water absorption rate and the radius of the hard coating layer, Peeling between the glass optical fiber and the soft coating layer cannot be suppressed, and peeling occurs, causing an increase in transmission loss due to microbending.
以上の結果から、本発明による光ファイバを用いた着色心線、テープ心線においてはガラス光ファイバと軟質被覆層との間での剥離を効果的に抑えることが可能であることが明らかとなった。さらに本発明によるテープ心線を用いた光ファイバケーブルにおいても本発明の効果は非常に大きいことは明らかである。 From the above results, it is clear that the separation between the glass optical fiber and the soft coating layer can be effectively suppressed in the colored core wire and the tape core wire using the optical fiber according to the present invention. It was. Further, it is clear that the effect of the present invention is very great also in the optical fiber cable using the tape core wire according to the present invention.
1 ガラス光ファイバ
2 (1次)軟質被覆層
3 (2次)軟質被覆層
4 硬質被覆層
5 着色層
6 テープ層
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記軟質被覆層のうち、最も内側の軟質被覆層として、ベース樹脂に該ベース樹脂とは別に吸水率調整用添加剤が添加されており、前記吸水率調整用添加剤として分子量が200以上のポリオールあるいはポリオール混合物を用い、
前記軟質被覆層の少なくとも1つが前記ガラス光ファイバ表面上に被覆され、且つ前記軟質被覆層の吸水率を内側からCp1、Cp2・・・Cpn、半径をrp1、rp2・・・rpn、前記硬質被覆層の吸水率を内側からCs1、Cs2・・・Csn、半径をrs1、rs2・・・rsnとしたとき、
前記軟質被覆層の吸水率と半径の積の和Rp=Cp1×rp1+Cp2×rp2+・・・+Cpn×rpnと前記硬質被覆層の吸水率と半径の積の和Rs=Cs1×rs1+Cs2×rs2+・・・+Csn×rsnがRp>Rsの関係を満たすことを特徴とする光ファイバ。 In an optical fiber in which the outer periphery of a glass optical fiber is coated with a soft coating layer having a Young's modulus of 3 MPa or less and a hard coating layer having a Young's modulus of 500 MPa or more,
Among the soft coating layers, as an innermost soft coating layer, a water absorption adjusting additive is added to the base resin separately from the base resin, and a polyol having a molecular weight of 200 or more is used as the water absorption adjusting additive. Alternatively, use a polyol mixture,
At least one of the soft coating layers is coated on the surface of the glass optical fiber, and the water absorption rate of the soft coating layer from the inside is C p1 , C p2 ... C pn , the radius is r p1 , r p2. r pn, when the C s1 water absorption hard layer from the inside, C s2 ··· C sn, the radius was r s1, r s2 ··· r sn ,
The sum of the water absorption and the radius of the product of the soft coating layer R p = C p1 × r p1 + C p2 × r p2 + ··· + C pn × sum of water absorption and the radius of the product of r pn and the hard coating layer R s = C s1 × r s1 + C s2 × r s2 +... + C sn × r sn satisfies the relationship of R p > R s .
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