JP4347233B2 - Optical fiber - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバ素線に関する。 The present invention relates to an optical fiber element wires.
光ファイバケーブルを敷設する際、長距離伝送や、伝送路を分岐するために接続作業が必要となる。日本国内では、光ファイバケーブルとして、一般的に光ファイバテープ心線が用いられており、異なる光ファイバケーブルを互いに接続する際には、異なる光ファイバテープ心線の接続作業が行われる。 When laying optical fiber cables, connection work is required for long-distance transmission and branching of transmission lines. In Japan, an optical fiber ribbon is generally used as an optical fiber cable. When different optical fiber cables are connected to each other, a connection operation of different optical fiber ribbons is performed.
光ファイバテープ心線の接続作業では、被覆除去冶具によりテープ化材、素線被覆材の被覆を剥がして光ファイバ裸線を露出させた後、被覆の残りかすを取り除くために、光ファイバ裸線の表面をクリーニングして、光ファイバ切断冶具により光ファイバ裸線の端面を揃えた後、融着接続機により光ファイバ裸線を互いに融着接続して、作業は完了する。この接続作業時に、露出した光ファイバ裸線に傷が付くと、光ファイバ裸線の強度が低下する。 In the connection work of the optical fiber ribbon, after stripping the taped material and the wire coating material with the coating removal jig to expose the bare optical fiber, the bare optical fiber is removed to remove the remaining debris from the coating. After the surfaces of the optical fibers are cleaned and the end faces of the bare optical fibers are aligned by an optical fiber cutting jig, the bare optical fibers are fused and connected to each other by a fusion splicer, and the operation is completed. If the exposed bare optical fiber is damaged during this connection operation, the strength of the bare optical fiber is reduced.
そこで、従来、被覆除去後の光ファイバ裸線の強度低下を防止するために、被覆除去用の工具や、被覆除去の方法について提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。 Therefore, conventionally, a tool for removing the coating and a method for removing the coating have been proposed in order to prevent a decrease in the strength of the bare optical fiber after the removal of the coating (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2). .
しかしながら、これらの方法では、適切な工具や方法を用いても、光ファイバケーブルの接続作業に際して、光ファイバ素線の被覆を除去し、露出した光ファイバ裸線の表面をクリーニングする過程において、光ファイバ裸線の強度を低下させてしまうことがあった。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、接続作業時における強度の低下を抑制する光ファイバ素線を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a suppressing optical fiber element wires the decrease in strength at the time of connection work.
本発明は、光ファイバ裸線の外周に紫外線硬化型樹脂からなる一次被覆層および二次被覆層が設けられてなる光ファイバ素線であって、前記一次被覆層をなす紫外線硬化型樹脂が、テトラエトキシシランを0.1質量部以上、3.0質量部以下含み、かつ、ジエチルアミンを0.001質量部以上、0.2質量部以下含む光ファイバ素線を提供する。 The present invention is an optical fiber strand in which a primary coating layer and a secondary coating layer made of an ultraviolet curable resin are provided on the outer periphery of an optical fiber bare wire, and the ultraviolet curable resin forming the primary coating layer includes: tetraethoxysilane 0.1 parts by mass or more, 3.0 parts by unrealized or less and, diethylamine 0.001 parts by mass or more, to provide 0.2 parts by mass or less including the optical fiber.
本発明の光ファイバ素線によれば、光ファイバ素線の被覆層を除去し、露出した光ファイバ裸線の表面をクリーニングする過程において、光ファイバ裸線の強度が低下するのを防止することができる。また、製造してから時間が経過した光ファイバ素線は、製造直後の光ファイバ素線と比較すると、被覆層の除去作業における光ファイバ裸線の強度の低下が小さい。さらに、一次被覆層をなす紫外線硬化型樹脂にアミン系物質を添加すれば、被覆層を除去した後の光ファイバ裸線において、シランカップリング剤と光ファイバ裸線をなす石英ガラスとの反応する時間を短縮することができる。
このように、光ファイバ素線の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線の強度の低下を小さくすることにより、光ファイバ素線の接続作業時の作業性向上、光ファイバ素線の再接続作業増加による欠尺の防止、接続部の破断の危険性の低下などを実現することができる。
According to the optical fiber of the present invention, it is possible to prevent the strength of the bare optical fiber from being lowered in the process of removing the coating layer of the optical fiber and cleaning the exposed surface of the bare optical fiber. Can do. In addition, an optical fiber strand that has been manufactured for a long time has a smaller decrease in strength of the bare optical fiber in the operation of removing the coating layer than an optical fiber strand immediately after manufacture. Further, if an amine-based substance is added to the ultraviolet curable resin forming the primary coating layer, the silane coupling agent reacts with the quartz glass forming the optical fiber bare wire in the bare optical fiber after the coating layer is removed. Time can be shortened.
In this way, by removing the coating layer of the optical fiber strand and reducing the decrease in the strength of the exposed bare optical fiber, the workability at the time of connecting the optical fiber strand is improved, and the optical fiber strand is reused. It is possible to realize prevention of cutout due to an increase in connection work, reduction in risk of breakage of the connection portion, and the like.
以下、本発明を実施した光ファイバ素線、並びに、これを用いた光ファイバテープ心線および光ファイバケーブルについて詳細に説明する。 Hereinafter, an optical fiber strand embodying the present invention, and an optical fiber ribbon and an optical fiber cable using the same will be described in detail.
図1は、本発明の光ファイバ素線の一実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態の光ファイバ素線20は、石英ガラスを主成分とするコアおよびクラッドからなる光ファイバ裸線10と、この光ファイバ裸線10の外周に順に設けられた一次被覆層11および二次被覆層12とから概略構成されている。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an embodiment of the optical fiber of the present invention.
The
一次被覆層11および二次被覆層12をなす材料としては、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、ブタジエンアクリレート系などの紫外線硬化型樹脂が挙げられる。
Examples of the material forming the
一次被覆層11をなす紫外線硬化型樹脂は、紫外線硬化型樹脂の骨格に組み込まれない低分子量のシランカップリング剤を0.1質量部以上、3.0質量部以下含んでおり、実用的には低分子量のシランカップリング剤を0.1質量部以上、2.0質量部以下含むことが好ましく、0.25質量部以上、1.5質量部以下含むことがより好ましい。
The ultraviolet curable resin forming the
一次被覆層11をなす紫外線硬化型樹脂に含まれる低分子量のシランカップリング剤が0.1質量部以上、3.0質量部以下であれば、一次被覆層11および二次被覆層12(以下、これらをまとめて「被覆層」ということもある。)を除去し、露出した光ファイバ裸線10の表面をクリーニングする過程において、光ファイバ裸線10の強度が低下するのを防止することができる。また、製造してから時間が経過した光ファイバ素線20は、製造直後の光ファイバ素線20と比較すると、被覆層の除去作業における光ファイバ裸線10の強度の低下が小さい。
If the low molecular weight silane coupling agent contained in the ultraviolet curable resin forming the
さらに、一次被覆層11をなす紫外線硬化型樹脂に含まれる低分子量のシランカップリング剤の分子量は100以上、600以下であることが好ましく、100以上、500以下であることがより好ましい。
Furthermore, the molecular weight of the low molecular weight silane coupling agent contained in the ultraviolet curable resin forming the
一次被覆層11をなす紫外線硬化型樹脂に含まれる低分子量のシランカップリング剤の分子量が上記範囲内であれば、露出した光ファイバ裸線10の表面をクリーニングする過程において、光ファイバ裸線10の強度が低下するのを防止することができる。また、製造してから時間が経過した光ファイバ素線20は、製造直後の光ファイバ素線20と比較すると、被覆層の除去作業における光ファイバ裸線10の強度の低下が小さい。
If the molecular weight of the low molecular weight silane coupling agent contained in the ultraviolet curable resin forming the
このような一次被覆層11をなす紫外線硬化型樹脂に含まれる低分子量のシランカップリング剤としては、特に限定されないが、例えば、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシジメチリシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、n−ドデシルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、n−オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、トリメトキシ−n−プロピルシランなどが挙げられる。
Although it does not specifically limit as a low molecular weight silane coupling agent contained in the ultraviolet curable resin which forms such a
また、一次被覆層11をなす紫外線硬化型樹は、アミン系物質を0.001質量部以上含むことが好ましく、実用的にはアミン系物質を0.01質量部以上、0.2質量部以下含むことがより好ましい。
Further, the ultraviolet curable tree constituting the
一次被覆層11をなす紫外線硬化型樹脂に含まれるアミン系物質が0.001質量部以上であれば、被覆層を除去した後の光ファイバ裸線10において、シランカップリング剤と光ファイバ裸線10をなす石英ガラスとの反応(シランカップリング剤と石英ガラスと結合)する時間を短縮することができる。具体的には、被覆を除去した後、アミン系物質が含まれない場合には3ヶ月以上であった光ファイバ裸線10の強度の低下を小さくするのに要する時間を、アミン系物資が含まれる場合には1週間程度に短縮することができる。
If the amine-based material contained in the ultraviolet curable resin forming the
アミン系物質としては、ジエチルアミンが挙げられる。 An example of the amine material is diethylamine .
この実施形態の光ファイバ素線20は、被覆層を除去し、露出した光ファイバ裸線10の表面をクリーニングする過程において、光ファイバ裸線10の強度が低下するのを防止することができる。また、被覆層を除去した後も時間の経過にともなって、シランカップリング剤と光ファイバ裸線をなす石英ガラスとの反応が進行して、光ファイバ裸線10の強度の低下が小さくなる。さらに、一次被覆層11をなす紫外線硬化型樹脂にアミン系物質を添加すれば、被覆層を除去した後の光ファイバ裸線10において、シランカップリング剤と光ファイバ裸線10をなす石英ガラスとの反応する時間を短縮することができる。
このように、光ファイバ素線20の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線10の強度の低下を小さくすることにより、光ファイバ素線20の接続作業時の作業性向上、光ファイバ素線20の再接続作業増加による欠尺の防止、接続部の破断の危険性の低下などを実現することができる。
The
Thus, by removing the coating layer of the
また、光ファイバ素線20の外周に、着色層を設けて、着色素線としてもよい。
このような着色素線は、これを構成する光ファイバ素線20を他の光ファイバ素線と接続する際に、光ファイバ裸線の強度が低下することを防止できる。
In addition, a colored layer may be provided on the outer periphery of the
Such a dyed wire can prevent the strength of the bare optical fiber from being lowered when the
また、複数の光ファイバ素線20を、等しいピッチにて一列に配列し、これらを被覆材によって一括に被覆してテープ状とした光ファイバテープ心線としてもよい。
このような光ファイバテープ心線は、これを構成する光ファイバ素線20を他の光ファイバ素線と接続する際に、光ファイバ裸線の強度が低下することを防止できる。
Alternatively, a plurality of
Such an optical fiber ribbon can prevent the strength of the bare optical fiber from being lowered when the
さらに、光ファイバ素線20の外周を、ジェリー、ヤーンなどの緩衝材で包囲し、この緩衝材とともに光ファイバ素線20を被覆層で一括に被覆して、光ファイバケーブルとしてもよい。
このような光ファイバケーブルは、これを構成する光ファイバ素線20を他の光ファイバ素線と接続する際に、光ファイバ裸線の強度が低下することを防止できる。
Furthermore, the outer periphery of the
Such an optical fiber cable can prevent the strength of the bare optical fiber from being lowered when the
次に、この実施形態の光ファイバ素線20の製造方法を説明する。
この実施形態の光ファイバ素線20の製造方法においては、まず、石英系ガラスを主成分とする光ファイバ母材を、紡糸炉内に軸方向に移動可能に取り付けて、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)などの不活性ガス雰囲気中で、その下端部分を約2000℃に高温加熱し、溶融紡糸して、光ファイバ裸線10とする。
Next, a method for manufacturing the
In the method of manufacturing the
続いて、光ファイバ裸線10を冷却筒内に送り込むか、または、自然冷却により、光ファイバ裸線10を次工程の一次被覆層11の形成に好適な温度まで急冷する。
Subsequently, the bare
続いて、冷却された光ファイバ裸線10は、一次被覆層形成用の第一の被覆層塗布装置において、その外周を覆うように紫外線硬化型樹脂が塗布され、引き続き、この紫外線硬化型樹脂が第一の架橋筒に設けられたUVランプなどからなる架橋灯から照射される紫外線などの光により硬化されて、一次被覆層11が形成される。
Subsequently, the cooled bare
さらに、二次被覆層形成用の第二の被覆層塗布装置において、一次被覆層11の外周を覆うように紫外線硬化型樹脂が塗布され、引き続き、この紫外線硬化型樹脂が第二の架橋筒に設けられたUVランプなどからなる架橋灯から照射される紫外線などの光により硬化されて、二次被覆層12が形成され、光ファイバ素線20となる。
Furthermore, in the second coating layer coating apparatus for forming the secondary coating layer, an ultraviolet curable resin is applied so as to cover the outer periphery of the
さらに、この光ファイバ素線20は、ターンプーリによって別方向に向きを変えられ、引取機、ダンサーロールを経て、巻取ドラムに巻き取られる。
Further, the direction of the
以下、実験例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with experimental examples, but the present invention is not limited to the following experimental examples.
(実験例1)
光ファイバ素線の一次被覆層形成用の紫外線硬化型樹脂に対する低分子量のシランカップリング剤の添加量を変えて、所定の製造方法により、低分子量のシランカップリング剤の添加量が異なる一次被覆層を有する光ファイバ素線を八種類試作した。
低分子量のシランカップリング剤としては、分子量が208のテトラエトキシシランを用いた。
これらの光ファイバ素線について、ホットジャケットストリッパにより被覆層を除去した後、エタノールを浸したキムワイプにて光ファイバ裸線の表面を拭ったものをサンプルとして、被覆層を除去した後の光ファイバ裸線の強度特性を評価した。
被覆層を除去した後の光ファイバ裸線の強度の測定は、光ファイバ裸線の二点曲げ強度の測定により行った。この二点曲げ強度の測定における試験速度を100μm/sとした。なお、強度の測定を光ファイバ素線の製造から1週間後と3ヶ月後に行った。
結果を表1に示す。
(Experimental example 1)
Primary coating with different addition amount of low molecular weight silane coupling agent by changing the addition amount of low molecular weight silane coupling agent to UV curable resin for forming primary coating layer of optical fiber Eight types of optical fiber strands with layers were fabricated.
Tetraethoxysilane having a molecular weight of 208 was used as the low molecular weight silane coupling agent.
For these optical fiber strands, the coating layer was removed with a hot jacket stripper, and then the surface of the bare optical fiber was wiped with a Kim wipe soaked in ethanol. The strength characteristics of the wire were evaluated.
The strength of the bare optical fiber after removing the coating layer was measured by measuring the two-point bending strength of the bare optical fiber. The test speed in this two-point bending strength measurement was 100 μm / s. The strength was measured one week and three months after the production of the optical fiber.
The results are shown in Table 1.
表1の結果から、製造から1週間後では、いずれの光ファイバ素線も被覆層除去後の光ファイバ裸線の強度は低い。しかしながら、製造から3ヵ月後には、低分子量のシランカップリング剤が0.1質量部以上、3.0質量部以下添加された一次被覆層を有する光ファイバ素線の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線の強度は高くなることが確認された。また、低分子量のシランカップリング剤の添加量が0.1質量部以上、3.0質量部以下の間では、添加量の増加に伴って、強度の低下が小さくなることが確認された。 From the results in Table 1, the strength of the bare optical fiber after the coating layer is removed is low after one week from manufacture. However, after 3 months from manufacture, the coating layer of the optical fiber having a primary coating layer to which a low molecular weight silane coupling agent is added in an amount of 0.1 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less is removed and exposed. It was confirmed that the strength of the bare optical fiber increased. In addition, it was confirmed that when the addition amount of the low molecular weight silane coupling agent is 0.1 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less, the decrease in strength becomes smaller as the addition amount increases.
(実験例2)
光ファイバ素線の一次被覆層形成用の紫外線硬化型樹脂に対する低分子量のシランカップリング剤の分子量を変えて、所定の製造方法により、分子量の異なる低分子量のシランカップリング剤が添加された一次被覆層を有する光ファイバ素線を六種類試作した。
低分子量のシランカップリング剤の添加量を0.5質量部とした。
これらの光ファイバ素線について、ホットジャケットストリッパにより被覆層を除去した後、エタノールを浸したキムワイプにて光ファイバ裸線の表面を拭ったものをサンプルとして、被覆層を除去した後の光ファイバ裸線の強度特性を評価した。
被覆層を除去した後の光ファイバ裸線の強度の測定は、光ファイバ裸線の二点曲げ強度の測定により行った。この二点曲げ強度の測定における試験速度を100μm/sとした。なお、強度の測定を光ファイバ素線の製造から3ヶ月後に行った。
結果を表2に示す。
(Experimental example 2)
A primary in which low molecular weight silane coupling agents having different molecular weights are added according to a predetermined production method by changing the molecular weight of the low molecular weight silane coupling agent with respect to the ultraviolet curable resin for forming the primary coating layer of the optical fiber. Six types of optical fiber strands with coating layers were made.
The addition amount of the low molecular weight silane coupling agent was 0.5 parts by mass.
For these optical fiber strands, the coating layer was removed with a hot jacket stripper, and then the surface of the bare optical fiber was wiped with a Kim wipe soaked in ethanol. The strength characteristics of the wire were evaluated.
The strength of the bare optical fiber after removing the coating layer was measured by measuring the two-point bending strength of the bare optical fiber. The test speed in this two-point bending strength measurement was 100 μm / s. The strength was measured 3 months after the production of the optical fiber.
The results are shown in Table 2.
表2の結果から、低分子量のシランカップリング剤の分子量が100以上、600以下であれば、製造から3ヶ月後の光ファイバ素線の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線の強度が高いことが確認された。 From the results of Table 2, if the molecular weight of the low molecular weight silane coupling agent is 100 or more and 600 or less, the strength of the bare optical fiber exposed by removing the coating layer of the optical fiber after 3 months from the production Was confirmed to be high.
(実験例3)
光ファイバ素線の一次被覆層形成用の紫外線硬化型樹脂に対する低分子量のシランカップリング剤の添加量、および、アミン系物質の添加量を変えて、所定の製造方法により、低分子量のシランカップリング剤の添加量およびアミン系物質の添加量が異なる一次被覆層を有する光ファイバ素線を七種類試作した。
低分子量のシランカップリング剤としては、分子量が208のテトラエトキシシランを用いた。
アミン系物質としては、ジエチルアミンを用いた
これらの光ファイバ素線について、ホットジャケットストリッパにより被覆層を除去した後、エタノールを浸したキムワイプにて光ファイバ裸線の表面を拭ったものをサンプルとして、被覆層を除去した後の光ファイバ裸線の強度特性を評価した。
被覆層を除去した後の光ファイバ裸線の強度の測定は、光ファイバ裸線の二点曲げ強度の測定により行った。この二点曲げ強度の測定における試験速度を100μm/sとした。なお、強度の測定を光ファイバ素線の製造から1週間後に行った。
結果を表3に示す。
(Experimental example 3)
By changing the addition amount of the low molecular weight silane coupling agent and the addition amount of the amine-based material to the ultraviolet curable resin for forming the primary coating layer of the optical fiber strand, the low molecular weight silane cup is changed by a predetermined production method. Seven types of optical fiber wires having primary coating layers with different amounts of ring agent and amine were added.
Tetraethoxysilane having a molecular weight of 208 was used as the low molecular weight silane coupling agent.
As an amine-based material, for these optical fiber strands using diethylamine, after removing the coating layer with a hot jacket stripper, and wiping the surface of the bare optical fiber with a Kimwipe dipped in ethanol as a sample, The strength characteristics of the bare optical fiber after removing the coating layer were evaluated.
The strength of the bare optical fiber after removing the coating layer was measured by measuring the two-point bending strength of the bare optical fiber. The test speed in this two-point bending strength measurement was 100 μm / s. The strength was measured one week after the production of the optical fiber.
The results are shown in Table 3.
表3の結果から、アミン系物質の添加量が0.001質量部以上であれば、製造から1週間後の光ファイバ素線の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線の強度の低下が小さいことが確認された。また、アミン系物質の添加量が0.01質量部以上であれば、低分子量のシランカップリング剤の添加量が0.1質量部未満であっても、製造から1週間後の光ファイバ素線の被覆層を除去して露出した光ファイバ裸線の強度が高いことが確認された。 From the results of Table 3, if the added amount of the amine-based material is 0.001 part by mass or more, the strength of the bare optical fiber exposed by removing the coating layer of the optical fiber one week after production is reduced. Was confirmed to be small. Further, if the addition amount of the amine-based substance is 0.01 parts by mass or more, even if the addition amount of the low molecular weight silane coupling agent is less than 0.1 parts by mass, the optical fiber element after one week from the production is obtained. It was confirmed that the strength of the bare optical fiber exposed by removing the coating layer of the wire was high.
本発明の光ファイバ素線、並びに、これを用いた光ファイバテープ心線および光ファイバケーブルは、情報通信に用いられ、シングルモードファイバ、分散シフトファイバなど、あらゆる種類の光ファイバにも適用できる。また、本発明の光ファイバ素線、並びに、これを用いた光ファイバ着色心線、光ファイバテープ心線は、光部品としても適用できる。 The optical fiber of the present invention, and the optical fiber ribbon and the optical fiber cable using the optical fiber are used for information communication, and can be applied to all kinds of optical fibers such as a single mode fiber and a dispersion shifted fiber. Moreover, the optical fiber strand of this invention, the optical fiber colored core wire using this, and an optical fiber tape core wire are applicable also as an optical component.
10・・・光ファイバ裸線、11・・・一次被覆層、12・・・二次被覆層、20・・・光ファイバ素線。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記一次被覆層をなす紫外線硬化型樹脂が、テトラエトキシシランを0.1質量部以上、3.0質量部以下含み、かつ、ジエチルアミンを0.001質量部以上、0.2質量部以下含むことを特徴とする光ファイバ素線。 An optical fiber in which a primary coating layer and a secondary coating layer made of an ultraviolet curable resin are provided on the outer periphery of a bare optical fiber,
The ultraviolet curable resin forming the primary coating layer, tetraethoxysilane 0.1 parts by mass or more, 3.0 parts by unrealized or less and, diethylamine 0.001 parts by mass or more, containing 0.2 parts by mass or less optical fiber, characterized in Mukoto.
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