JP4891808B2

JP4891808B2 - 光ファイバテープ心線

Info

Publication number: JP4891808B2
Application number: JP2007049862A
Authority: JP
Inventors: 知丘村瀬; 裕一森下; 二三夫会田
Original assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Current assignee: SWCC Showa Cable Systems Co Ltd
Priority date: 2007-02-28
Filing date: 2007-02-28
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2027-02-28
Also published as: JP2008216323A

Description

本発明は、光ファイバテープ心線に係り、特に難燃性を高めた光ファイバテープ心線に関する。

近年、情報通信容量の増大化に伴い、光ファイバ通信の需要がますます大きくなり、さまざまな場所で光ファイバが使用されるようになってきている。このような状況下において、光ファイバの多心化の要求も高まり、多心光ファイバの使用が増加している。

多心光ファイバの代表的な構造としては、石英ガラスからなる光ファイバ裸線の外周に紫外線硬化型樹脂を被覆した複数の光ファイバ素線を並列に配置し、この並列配置した各光ファイバ素線の外周に紫外線硬化型樹脂を一括被覆した光ファイバテープ心線がよく知られている。

ところで、光ファイバテープ心線が使用される場所である局内や構内において火災が発生した場合に、通信網である光ファイバテープ心線が燃焼、断線するような事故は避けなければならない。

そこで、光ファイバテープ心線を難燃化することが従来から試みられており、例えば一括被覆層を酸素指数が２５以上の難燃性の熱可塑性樹脂により形成した光ファイバテープ心線が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、一括被覆層に粉末状難燃剤入り電子線硬化型樹脂を用いた光ファイバテープ心線も開示されている（例えば、特許文献２参照）。その他、一括被覆樹脂層に代えて難燃フィルムを用いた光ファイバテープ心線も開示されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−２１４４９２号公報特開２００４−１５７２１４号公報再公表特許ＷＯ２００３／０９８３０７号公報

上記した従来技術において、特許文献１に記載されている光ファイバテープ心線では、一括被覆樹脂として、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー樹脂などのベース樹脂に難燃剤を添加した樹脂を用い、この樹脂を加熱して並列配置した光ファイバ素線の上に押し出し、一括被覆後冷却して光ファイバテープ心線とするものである。

また、特許文献２に記載されている光ファイバテープ心線では、並列配置した光ファイバ素線の上に難燃剤入りの電子線硬化型樹脂を塗布した後、空気に晒されないように、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気の連結筒内を通過させて電子線照射装置へ導き、電子線を照射して光ファイバテープ心線とするものである。

さらに、特許文献３に記載されている光ファイバテープ心線では、並列配置した光ファイバ素線の上に接着剤層を設け、その上に難燃フィルムを配置して一体化して光ファイバテープ心線とするものである。

しかし、特許文献１記載の熱可塑性樹脂を用いる場合や特許文献２記載の電子線硬化型樹脂を用いる場合、また特許文献３に記載の難燃フィルムを用いる場合のいずれもが、一括被覆層に紫外線硬化型樹脂を用いる通常の光ファイバテープ心線の製造方法と異なる工程を経なければならないため、製造工程が煩雑になるという課題があった。

ところで、光ファイバテープ心線は局内や構内に配線する場合を考えて単心分離性を付与している。単心分離性を付与するためには一括被覆層の紫外線硬化型樹脂にシリコーン添加剤を添加している。

このような状況において、もし火災が起きた場合に、シリコーン添加剤を用いていることから熱により光ファイバテープ心線の一括被覆層の側面部に亀裂が生じ、そこから一括被覆層が剥離するという現象が生じる。このような現象が生じると一括被覆層が難燃性を有しているとしても燃焼が広がってしまうという不都合が生じていた。

上記のような不都合に対しては、光ファイバテープ心線の一括被覆層の側面部の厚さ、即ち、並列配置した光ファイバ素線の最も外側に位置している光ファイバ素線と一括被覆層の最も外側の部分との厚さであるサイド厚さを厚くすれば一括被覆層の亀裂が生じにくくなり、延焼を防止することができる。

しかし、サイド厚さをいたずらに厚くしても光ファイバテープ心線の曲げ特性が悪くなり、配線効率が低下することはもちろん、布設環境の温度の変化などにより伝送特性にも悪影響を及ぼす虞が出てくる。しかも通常使用される光ファイバテープ心線では、全体の肉厚も所定の範囲に収めなければならないことから、サイド厚さとともに光ファイバ素線と光ファイバテープ心線の上面若しくは下面との間の厚さであるテープ肉厚も自ら制約がある。

本発明は以上の難点を解消するためになされたもので、通常の紫外線硬化型樹脂を一括被覆層として用い、サイド厚さとテープ肉厚との間に適切な関係を持たせることで、製造工程が煩雑にならず、かつ難燃性の高い光ファイバテープ心線を提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明の光ファイバテープ心線の第１の態様は、複数本の光ファイバ素線を並列に配置し、並列配置した光ファイバ素線の外周に紫外線硬化型樹脂を一括被覆層として設けた光ファイバテープ心線において、光ファイバテープ心線は、一括被覆層が難燃剤を含有した紫外線硬化型樹脂からなり、光ファイバ素線のうちの最外側に位置する光ファイバ素線の部分の一括被覆層の厚さが他の部分に比べて厚くなっており、光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線と光ファイバテープ心線の側面端部との間の厚さをサイド厚さｄとし、光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線と光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線の直上の上面若しくは光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線の直下の下面との間の厚さをテープ肉厚ｔとした時に、１．０≦ｄ／ｔ≦１．５の関係を有し、一括被覆層の難燃剤を含有した紫外線硬化型樹脂は酸素指数が２５以上を有する樹脂であり、光ファイバ素線の被覆樹脂は酸素指数が２５以上である難燃剤を含有した紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする。

さらに本発明の光ファイバテープ心線の第２の態様は、第１の態様において、光ファイバ素線は着色されていることを特徴とする。

本発明の光ファイバテープ心線の第１及び第２の態様では、一括被覆層に紫外線硬化型樹脂を用いているので、難燃性を有していながら製造工程の煩雑さのない光ファイバテープ心線を提供することができ、また光ファイバテープ心線のサイド厚さ及びテープ肉厚を適切に定めたことにより、火災が生じても光ファイバテープ心線の延焼を防止することが可能で、かつ配線性のよい光ファイバテープ心線を提供することができる。

また本発明の光ファイバテープ心線の第３の態様では、一括被覆層の紫外線硬化型樹脂の酸素指数を２５以上としたので、より高い難燃性を有する光ファイバテープ心線を提供することができる。

さらに本発明の光ファイバテープ心線の第４の態様では、光ファイバ素線の被覆樹脂にも難燃性の高い樹脂を用いたので、さらに高い難燃性を有する光ファイバテープ心線を提供することができる。

また本発明の光ファイバテープ心線の第５の態様では、光ファイバ素線に着色が施されているので、単心分離をする際に効率よく作業をすることができる。

以下、本発明の光ファイバテープ心線の好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の光ファイバテープ心線１の構成を表した図であり、石英ガラスからなる光ファイバ裸線２に例えばウレタンアクリレートやエポキシアクリレートなどの紫外線硬化型樹脂３を被覆した８心の光ファイバ素線４を並列配置し、その外周に難燃剤を含有した酸素指数が２５以上を有するやはりウレタンアクリレートやエポキシアクリレートなどの紫外線硬化型樹脂を被覆して一括被覆層５としている。

一括被覆層の紫外線硬化型樹脂に含有させる難燃剤は、例えば、ハロゲン系難燃剤、リン系難燃剤、シリコーン系難燃剤、窒素系難燃剤、あるいは水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどからなる無機系難燃剤を用いるとよく、特に限定されるものではない。

光ファイバ素線４には、紫外線硬化型樹脂３の外周にやはり紫外線硬化型樹脂である着色層６が被覆されており、光ファイバテープ心線１を効率よく単心分離できるようになっている。なお、本実施の形態では紫外線硬化型樹脂３の外周に着色層６を設けているが、紫外線硬化型樹脂３に染料や顔料を添加して紫外線硬化型樹脂３そのものを着色させてもよい。

また、光ファイバ裸線２の外周に被覆する紫外線硬化型樹脂３は、通常用いられる紫外線硬化型樹脂でもよいが、一括被覆層５に用いられる難燃剤を含有した酸素指数が２５以上を有する紫外線硬化型樹脂を用いることもできる。このような難燃性の紫外線硬化型樹脂を用いて光ファイバ素線を構成すると、より難燃性の高い光ファイバテープ心線を実現することができる。

ここで、図１に示すように本発明の光ファイバテープ心線は、光ファイバテープ心線１を形成する複数の光ファイバ素線４のうちの最外側の光ファイバ素線４ａと光ファイバテープ心線１の側面端部Ｓとの間の厚さをサイド厚さｄとし、光ファイバテープ心線１の光ファイバ素線４と光ファイバテープ心線の上面Ｕとの間の厚さをテープ肉厚ｔした時に、１．０≦ｄ／ｔ≦１．５の関係を有している。

なお、光ファイバテープ心線１の光ファイバ素線４と光ファイバテープ心線の下面Ｂとの間の厚さをテープ肉厚ｔとした時も同様である。これは通常光ファイバテープ心線は例えばヒートサイクルを受けた場合などを想定して伝送特性が変化しないようにサイド厚さやテープ肉厚は左右、上下均等に製造するようにしているためである。

サイド厚さｄとテープ肉厚ｔとの関係を１．０≦ｄ／ｔ≦１．５としたのは、ｄ／ｔが１未満であると一括被覆層のサイド厚さが薄くなり過ぎ、側面部に亀裂が入り易くなるため光ファイバ素線にまで着火、延焼する虞が大きくなるためである。一方、ｄ／ｔが１．５を超えると一括被覆層のサイド厚さが厚くなり過ぎてテープ肉厚とのバランスが悪くなり、ヒートサイクル時の一括被覆層の膨張収縮により光ファイバ素線の伝送損失に悪影響を及ぼす虞があること及び光ファイバテープ心線の配線性が悪くなり、局内や構内での配線効率が低下する虞が出てくるからである。

本発明の光ファイバテープ心線はサイド厚さｄとテープ肉厚ｔとの関係を１．０≦ｄ／ｔ≦１．５としたことにより、火災時に光ファイバテープ心線に熱が加わっても側面部に亀裂が入り難いために延焼防止効果が高く、かつ光ファイバテープ心線のサイド厚さとテープ肉厚との関係から伝送損失にも悪影響を及ぼすことなく、しかも配線性も確保されるという優れた効果を有している。

次に本発明の光ファイバテープ心線の他の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同じ箇所は同一番号を付すこととする。

図２は本発明の光ファイバテープ心線１の他の実施の形態の構成を表した図であり、図１の実施の形態と同様に石英ガラスからなる光ファイバ裸線２に例えばウレタンアクリレートやエポキシアクリレートなどの紫外線硬化型樹脂３を被覆した８心の光ファイバ素線４を並列配置し、その外周に難燃剤を含有した酸素指数が２５以上を有するやはりウレタンアクリレートやエポキシアクリレートなどの紫外線硬化型樹脂を被覆して一括被覆層５としている。

本実施の形態では図に示すように、光ファイバ素線４のうちの最外側に位置する光ファイバ素線４ａの部分の一括被覆層５の厚さが他の部分に比べて厚くなっている。

ここで、図示するように本発明の光ファイバテープ心線は、光ファイバテープ心線１を形成する複数の光ファイバ素線４のうちの最外側に位置する光ファイバ素線４ａと光ファイバテープ心線１の側面端部Ｓとの間の厚さをサイド厚さｄとし、光ファイバテープ心線１の最外側に位置する光ファイバ素線４ａと光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線４ａの直上の上面Ｕとの間の厚さをテープ肉厚ｔした時に、１．０≦ｄ／ｔ≦１．５の関係を有している。なお、光ファイバテープ心線１の最外側に位置する光ファイバ素線４ａと光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線４ａの直下の下面Ｂとの間の厚さをテープ肉厚ｔした時も同様である。

図２の構成を有する光ファイバテープ心線の場合においてもサイド厚さｄとテープ肉厚ｔとの関係を１．０≦ｄ／ｔ≦１．５とした理由については図１の場合と同様である。

図２のような構成の光ファイバテープ心線は光ファイバテープ心線１の最外側に位置する光ファイバ素線４ａ部分の一括被覆層が厚くなっているので、火災時に熱が加わっても光ファイバテープ心線の側面部にさらに亀裂が入り難くなるという効果を有している。

次に、本発明の具体的な例として、図１に示す構成の光ファイバテープ心線（構造ａ）と図２に示す構成の光ファイバテープ心線（構造ｂ）を準備し、実施例１〜実施例６として燃焼試験及びヒートサイクル試験を比較例１〜比較例４とともに行った。

なお、この実施例及び比較例に用いられた光ファイバ裸線はコア、クラッドとも石英ガラスからなる外径１２５μｍのシングルモード光ファイバであり、この光ファイバ裸線の外周に紫外線硬化型樹脂を被覆し、さらにこの紫外線硬化型樹脂の外周に顔料を含有させた着色層を５μｍの厚さで被覆して外径２５０μｍの光ファイバ素線とした。そして、８本の光ファイバ素線を並列に配置し、その外周に酸素指数が２５以上の難燃性を有する紫外線硬化型樹脂を一括被覆した。

燃焼試験はＵＬ１５８１ＶＷ−１垂直燃焼試験により行った。ＵＬ１５８１ＶＷ−１垂直燃焼試験は、鉄製の試験箱内に約４５０ｍｍの長さの光ファイバテープ心線試料を垂直に設置し、試料の下部より約７５ｍｍのところに約２０度の角度で炎が当たるようにバーナーを取り付ける。試験箱の底部には脱脂綿を敷き詰め、また試料の炎の当たる箇所から約２５０ｍｍ上方にインジケーター用としてクラフト紙などのフラグ（旗）を取り付ける。このようにセットされた試料についてバーナーから炎を当て、１５秒着火、１５秒休止を５回繰り返して以下の基準により燃焼の状況を判定する。
（１）残炎による燃焼が６０秒を超えないこと。
（２）フラグが２５％以上焼損しないこと。
（３）試料の燃焼による落下物により試験箱底部の脱脂綿が燃焼しないこと。

また、燃焼試験を行った後に同一ロットの試料についてヒートサイクル試験として−３０℃〜＋７０℃の温度範囲における１．５５μｍの波長の伝送損失変動を調べた。この測定は８心の伝送損失の平均値について測定前の室温時と１０サイクル試験した後との間の変動を調べたものである。

結果を表１に示す。

表１の結果から、実施例１〜６の光ファイバテープ心線はいずれも燃焼試験に合格し、しかもヒートサイクル試験においても通常の光通信システムに適用してもまったく問題ない程度の伝送損失変動であった。

それに対して比較例１〜４は、ｄ／ｔが１．５を超える比較例２及び比較例４については、燃焼試験は合格したがヒートサイクル試験において通常の光通信システムに適用するには許容できない伝送損失変動が見られた。また、ｄ／ｔが１．０未満の比較例１及び比較例３については、燃焼試験に合格することができなかった。したがって、その後の伝送損失変動の測定については行わなかった。

なお、実施例１〜６の試料に用いられた光ファイバテープ心線を構成する光ファイバ素線は、いずれも難燃性を有していない通常の紫外線硬化型樹脂により被覆されているが、難燃性を有する紫外線硬化型樹脂を用いた光ファイバ素線であるならば実施例１〜６の光ファイバテープ心線よりさらに難燃性が向上するために燃焼試験に合格するであろうことは表１の結果から明らかといえる。

以上より、本発明は難燃性の紫外線硬化型樹脂を一括被覆層に用いているので通常の光ファイバテープ心線の製造工程をそのまま適用でき、従来技術に比べて工程の煩雑さが無く、しかもサイド厚さとテープ肉厚との関係を適切な範囲に定めたことにより、難燃性を有しかつ伝送特性も問題ない光ファイバテープ心線を提供できることが明らかとなった。

本発明の光ファイバテープ心線は局内や構内の配線に好適であるが、本発明の技術思想の範囲内で洞道内に用いられる長距離通信用の多心光ファイバケーブルや架空用の光ファイバケーブルにも適用することができる。

本発明の光ファイバテープ心線の構成の一実施の形態を示す図である。本発明の光ファイバテープ心線の構成の他の実施の形態を示す図である。

１光ファイバテープ心線
２光ファイバ裸線
３紫外線硬化型樹脂
４光ファイバ素線
５一括被覆層
６着色層

Claims

複数本の光ファイバ素線を並列に配置し、前記並列配置した光ファイバ素線の外周に紫外線硬化型樹脂を一括被覆層として設けた光ファイバテープ心線において、前記光ファイバテープ心線は、前記一括被覆層が難燃剤を含有した紫外線硬化型樹脂からなり、前記光ファイバ素線のうちの最外側に位置する光ファイバ素線の部分の直上の上面若しくは直下の下面の前記一括被覆層の厚さが他の部分に比べて厚くなっており、前記光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線と前記光ファイバテープ心線の側面端部との間の厚さをサイド厚さｄとし、前記光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線と前記光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線の直上の上面若しくは前記光ファイバテープ心線の最外側に位置する光ファイバ素線の直下の下面との間の厚さをテープ肉厚ｔとした時に、１．０≦ｄ／ｔ≦１．５の関係を有し、前記一括被覆層の前記難燃剤を含有した紫外線硬化型樹脂は酸素指数が２５以上を有する樹脂であり、前記光ファイバ素線の被覆樹脂は酸素指数が２５以上である難燃剤を含有した紫外線硬化型樹脂であることを特徴とする光ファイバテープ心線。
前記光ファイバ素線は着色されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバテープ心線。