JPH01214809A - 光伝送用フアイバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光伝送用ファイバに関し、と（にガラスファイ
バの外周に光硬化性樹脂からなる緩衝層および保護層の
二層被覆を施した光伝送用ファイバに関するものである
。

〔従来の技術〕

一般に、光フアイバ素線は二層または一層の被覆層を有
してい、る。

第１図ａは二層被覆層を有する光フアイバ素線の断面構
造を示す図で、ガラスファイバ１の外周に内層としての
一次被覆層２が、さらにその外周に外層としての二次被
覆層３が施されている。

通常、−次被覆層２と二次被覆層３のうち、−方は軟質
の材質からなり、また他方は硬質の材質からなるが、二
次被覆層３に殻の機能をもたせ、−次被覆層２にクツシ
ョンの機能をもたせた方が側圧特性に優れていることが
わかったので、最近は一次被覆層を緩衝層、二次被覆層
を保護層とする被覆構成の光フアイバ素線が採用されて
いる。

第１図すは、−次被覆層２の一層のみの光フアイバ素線
の断面構造を示すもので、この種の被覆構造の光フアイ
バ素線は、光フアイバ素線自体にマイクロベンディング
が作用しないパイプ心線などに使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一般に二層以上の被覆を形成した光伝送用ファイバにお
いては、次のような問題があった。

第１図ａに例示した二層被覆構成の光フアイバ素線は、
光フアイバ素綿製造後に、ガラスファイバ１と緩衝層の
一次被覆Ｎ２との間に空隙が生じ、また保護層の二次被
覆層３のヤング率が設計値より低下するために光ファイ
バの側圧特性が低下すると云う問題である。

これらの問題を解決するために、従来は、ガラスファイ
バ１と緩衝層の一次被覆層２との間に空隙の生じるのを
防止するため、緩衝層の一次被覆層を形成する樹脂中に
シランカプリング剤を添加するなどの手段により、ガラ
スファイバ１のガラスと一次被覆層２の樹脂との密着力
を高める方法、また、保護層の二次被覆層３のヤング率
を下げないために、設計値を最初から高くした樹脂を用
いる方法などの対策がとられてきた。

しかしながら、前者の緩衝層の一次被覆層を形成する樹
脂中にシランカプリング剤を添加する方法では、樹脂に
潜在的な歪を残したまま強引にガラスファイバのガラス
との接着を維持させているので、長期的な伝送特性およ
び信頼性に不安があり、また後者の、保護層の二次被覆
層のヤング率の設計値を高くした樹脂を用いる方法では
、ヤング率の設計値を高くするほど破断伸びの低下が避
けられなくなり、樹脂が脆くなるという問題がある。

本発明は、従来の問題点が、被覆層を形成する樹脂が光
硬化性樹脂からなる緩衝層と保護層を有する光伝送用フ
ァイバの緩衝層樹脂と保護層樹脂の相互作用による影響
を考慮していなかったことにあることを明らかにし、長
期的な伝送特性および信頼性の向上した、とくに光硬化
性樹脂による二層被覆を施した光伝送用ファイバを提供
することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、ガラスファイバの外
周に、光硬化性樹脂からなる軟性緩衝層の一次被覆層と
硬性保護層の二次被覆層を備えた光伝送用ファイバにお
いて、前記緩衝層の一次被覆層を形成する光硬化性樹脂
は、温度８０℃で２４時間経過後の重量減少率で定義し
た揮発分率の値が１％以下の光硬化性樹脂からなること
を特徴としている。

とくに、本発明の緩衝層の一次被覆層を形成する光硬化
性樹脂は、ゲル分率が９３％以下の先便性樹脂を適用す
ると有効である。

また本発明の被覆層を形成する光硬化性樹脂としては、
シリコーンアクリレート系、シリコンウレタンアクリレ
ート系、ポリエステル／ポリエーテルウレタンアクリレ
ート系、ポリブタジェンウレタンアクリレート系、エポ
キシアクリレート系、ポリカーボネートアクリレート系
の樹脂群から選ばれた光硬化性樹脂、または上記の樹脂
群から選ばれた二種以上の混合系の樹脂から選ばれた光
硬化性樹脂を適用すると存効である。

〔作　用〕

光ファイバの被覆材に用いる光硬化性樹脂は、通常、硬
化後もある程度の未硬化成分を含んでいる。このような
未硬化成分の定量には、一般にゲル分率測定法が用いら
れる。

ゲル分率測定法は、硬化させた樹脂をメチルエチルケト
ン、テトラヒドロフランなどの溶媒中に浸漬し、未硬化
成分を溶媒中に抽出させた後、抽出させた樹脂を引き上
げて乾燥し、もとの、すなわち初期の樹脂の重量に対す
る乾燥後の抽出させた樹脂の重量の比を調べる方法であ
る。この溶媒中に浸漬、抽出させ乾燥した未硬化成分の
樹脂を、もとの未硬化樹脂成分との重量比の値は、通常
の光硬化性樹脂では８５〜９５％程度であるが、緩衝層
の一次被覆層に使用される柔らかい軟性の樹脂の場合は
８５〜９０％が一般的である。すなわち、緩衝層の一次
被覆層に用いる樹脂は、通常１０〜１５％の未硬化成分
を硬化後も含んでおり、この計は保護層の二次被覆層を
形成する樹脂に含まれる未硬化成分に比べてかなり多い
ことを示している。

発明者らは、二層被覆の光フアイバ素綿においてしばし
ば見られるガラスファイバ表面と緩衝層の一次被覆層間
の空隙の発生や、保Ｓ１！層の二次被覆層のヤング率の
低下が、緩衝層樹脂中の未硬化成分の保護層への移行に
よるものであることを実験によって確認した。すなわち
、緩衝層樹脂中の未硬化成分が保護層の樹脂中へ移行す
ることによって、保ｇＩＮが体積膨潤を起こして外側に
広がり、保護層に内接している緩衝層も外側に引張られ
ることによってガラスファイバのガラス表面と、緩衝層
との間に空隙を生成することになる。また、保護層は、
膨潤の効果によりヤング率の低下を引き起こすことにな
る。

上述した問題を解決する一つの方法として、緩衝層を形
成する樹脂中の保護層への移行成分の量を減少させる方
法が考えられる。そこで、まず最初に緩衝層樹脂のゲル
分率を大きくするという手段を試みたが、第２図の緩衝
層のゲル分率と、ガラスファイバ表面と緩衝層間に生じ
る空隙の大きさとの関係に示すように、ゲル分率を９３
％まで上げても空隙は完全にはなくならず、さらにゲル
分率を上げると樹脂のヤング率が増大し、緩衝層として
の機能が果たせなくなるという問題が生じた。

発明者らは、この問題を解決する重要な要因として、緩
衝層樹脂の中の保護層へ移行を起す成分が、ゲル分率の
測定で抽出される未硬化成分の中でも比較的揮発性に冨
んだ低分子量成分に限られるという事実を確認した。

この事実は、同じゲル分率の値で、かつ揮発分の量が異
なる緩衝層樹脂をガラスファイバに被覆すると、ガラス
ファイバ表面との間に生じる空隙の大きさが揮発分の量
に伴って変化するという実験結果によって確かめられた
。また、このときの実験から、揮発分率を１％以下にす
ると空隙の発生をほぼ完全に抑止できることを確認した
。第３図に緩衝層樹脂の揮発分率と、発生する空隙の大
きさとの関係を求めた実験結果を示す。

揮発分率の低い緩衝層樹脂の作製は、成る程度試行錯誤
的な手段によらざるを得ないが、たとえば、樹脂の精製
による不純物の量の低減などによって・揮発分率が低く
、かつ十分に軟かい緩衝層樹脂を作製することができる
。以下実施例について説明する。

〔実施例〕

一般的に、光伝送用ファイバに施す被覆光硬化性樹脂の
揮発分の測定は、温度を高く上げすぎると樹脂の分解が
始まるため問題がある。通常の光硬化性樹脂の分解開始
温度は１００℃程度であることから、本発明の緩衝層を
形成する光硬化性樹脂の揮発分測定の評価温度としては
、通常の光硬化性樹脂の分解開始温度の１００℃程度よ
り低い８０℃の温度とした。この評価温度８０℃で被覆
樹脂の重Ｎ減少がほぼ飽和する時間を調査した結果、２
４時間を目安とすることにした。以下に具体例について
示す。

比較例１ニ ガラス径１２５μｍφのガラスファイバに緩衝層径２０
０μｍφ、保護層径２５０μｍφの二層被覆を施した光
伝送用ファイバを作成した。緩衝層にはゲル分率９０％
、揮発分率１．４％のウレタンアクリレート樹脂、保護
層にはヤング率６０Ｋｇ／ｍｍ”のウレタンアクリレー
ト樹脂をそれぞれ使用した。作成した光ファイバについ
て、温度８０℃で２４時間経過後の状態を調査したとこ
ろ、ガラスファイバ表面と緩衝層との間に幅約３μｍの
空隙が発生し、保護層のヤング率は設計値６０Ｋｇ／ｍ
ｍ”に対し５２Ｋｇ／ｍｍ”に減少した。

比較例２： 比較例１と同じ樹脂を用いてガラス径１２５μｍφのガ
ラスファイバに緩衝層径３００μｍφ、保護層径４００
μｍφの二層被覆を施した光伝送用ファイバを作成した
。作成した光ファイバについて、温度８０℃で２４時間
経過後の状態を調査したところ、ガラスファイバ表面と
緩衝層との間に幅約５μｍの空隙が発生し、保護層のヤ
ング率は設計値６０Ｋｇ／ｍｍ”に対し５０Ｋｇ／ｍｍ
”に減少した。

実施例１： 緩衝層にゲル分率９０％、揮発分率１％のウレタンアク
リレート樹脂を使用した他は比較例１と同じ構造で、同
じ寸法の光伝送用ファイバを作成した。この作成した光
伝送用ファイバについて、温度８０℃で２４時間経過後
の状態を調査したところ、ガラスファイバ表面と緩衝層
との間に空隙は認められず、保護層のヤング率は設計値
と同じ６０　Ｋ　ｇ　７ｍｍ２であった。

実施例２： 緩衝層にゲル分率９０％、揮発分率１％のウレタンアク
リレート樹脂を使用した他は比較例２と同じ構造で、同
じ寸法の光伝送用ファイバを作成した。この作成した光
伝送用ファイバについて、温度８０℃で２４時間経過後
の状態を調査したところ、ガラスファイバ表面と緩衝層
との間に空隙は認められず、保護層のヤング率は設計値
と同じ６０　Ｋ　８７ｍｍ”であった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の光伝送用ファイバは、ガ
ラスファイバに施す一次被覆層の緩衝層と二次被覆層の
保護層を光硬化性樹脂により形成し、緩衝層を形成する
光硬化性樹脂は、揮発分率が１％以下で、ゲル分率が９
３％以下の光硬化性樹脂を適用することにより、緩衝層
樹脂が保護層樹脂に移行し難くなり、ガラスファイバ表
面と緩衝層との間に空隙の生ずるのを抑止するとともに
、保護層のヤング率を設計値に維持することができ、長
期的に伝送特性および信頼性の向上をはかることができ
、その効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは光伝送用ファイバを形成する光フアイバ
素線の断面構造例を示す図、第２図は緩衝層のゲル分率
と、ガラスファイバ表面と緩衝層間に生ずる空隙の大き
さとの関係を示す図、第３図は緩衝層を形成する光硬化
性樹脂の揮発分率と、ガラスファイバ表面と緩衝層間に
生ずる空隙の大きさとの関係を示す図である。 １・・・ガラスファイバ、２・・・緩衝層を形成する一
次被覆層、３・・・保護層を形成する二次被覆層特許出
願人　　住友電気工業株式会社 代理人　弁理士　玉　蟲　久五部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラスファイバの外周に、光硬化性樹脂からなる
   軟性緩衝層の一次被覆層と硬性保護層の二次被覆層を備
   えた光伝送用ファイバにおいて、前記緩衝層の一次被覆
   層を形成する光硬化性樹脂は、温度８０℃で２４時間経
   過後の重量減少率で定義した揮発分率の値が１％以下の
   光硬化性樹脂からなる ことを特徴とする光伝送用ファイバ。
2. （２）前記緩衝層の一次被覆層を形成する光硬化性樹脂
   は、ゲル分率が９３％以下の光硬化性樹脂からなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光伝送用ファ
   イバ。
3. （３）前記光硬化性樹脂は、 シリコーンアクリレート系、シリコンウレタンアクリレ
   ート系、ポリエステル／ポリエーテルウレタンアクリレ
   ート系、ポリブタジエンウレタンアクリレート系、エポ
   キシアクリレート系、ポリカーボネートアクリレート系
   の樹脂群から選ばれた光硬化性樹脂からなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光伝送用ファイバ。
4. （４）前記光硬化性樹脂は、 シリコーンアクリレート系、シリコンウレタンアクリレ
   ート系、ポリエステル／ポリエーテルウレタンアクリレ
   ート系、ポリブタジエンウレタンアクリレート系、エポ
   キシアクリレート系、ポリカーボネートアクリレート系
   の樹脂群から選ばれた二種以上の混合系の樹脂からなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光伝送用
   ファイバ。