JPH02153308A - 光ファイバ素線 - 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、光ファイバの被覆構造の改良に関し、特に端
末加工作業を容易化するとともに、端末部での強度、信
頼性を高めた光ファイバ被覆構造に関する。

［従来の技術］ ガラス系の光ファイバは、その表面に傷があると機械的
強度が極端に低下し実用に供さない。従って紡糸成形し
た直後の光ファイバの表面に樹脂を被覆し、傷の発生を
防止している。この被覆構造として、ガラスファイバ外
周面に接する一次被覆と、この−水被覆上に設けた緩衝
層とから成る二重被覆が一般的である。

上記−次被覆用の樹脂には、一般にマイクロベンドロス
と呼ばれる光損失を軽減する目的で、日本工業規格（Ｊ
ＩＳ）で規定されているＪＩＳ−Ａ硬さで４０以下の軟
らかい樹脂を使用している。

［発明が解決しようとする問題点］ ガラス系のファイバはコア径が小さいため、光源又は受
光器とファイバとの結合精度の要求が厳しい。このため
、ファイバの端面加工の際、上記の軟質樹脂被覆層を剥
いでファイバ表面を露出させて結合精度を維持する必要
があり、且つファイバに強い押圧力を加えることができ
ないので、コネクタ等の金具取り付けに当っては、通常
の電線ケーブル等で用いられている「かしめ」結合を行
なうことができず、接着剤によって接着しなければなら
ない。

上述のように、従来の被覆構造では光ファイバを他部品
に接合するに当り、被覆を剥ぎその後接着剤の封入、硬
化の作業が必要であり、端末加工に多くの作業時間を要
し、また被覆を剥ぐ際にガラスファイバ表面に傷を生じ
易く、端末部での強度、信頼性が低いという問題があっ
た。

［問題点を解決するための手段］ 開口数（ＮＡ）が０．３５以上の光学ガラス繊維の表面
に、硬化後常温において日本工業規格（ＪＩＳ）で規定
される「ショアＤ硬さ」で６５以上となるような樹脂組
成物を密着塗布し、硬化させて被覆層を形成する。

本発明で使用する光学ガラス繊維はその材質に特に制限
はないが、多成分系ガラスを用いた光学ガラス繊維はＮ
Ａの調整範囲に柔軟性があり、ＮＡが０．２ないし０．
５の程度のものは自由にＦＡ整できるようになってきて
おり、本発明に特に好適である。

また本発明で使用する被覆樹脂としては、熱硬化型、紫
外線硬化型等積々の材質のものが使用可能であるが、硬
化速度が速く且つガラスに対する接着性が良好であるこ
とが望ましく、このような要求特性を考慮すると、エポ
キシアクリレート又は（および）ウレタンアクリレート
を主剤とする樹脂が好適である。

本発明で被覆樹脂の硬さをショアＤ硬さで６５以上に限
定する理由は、硬さがこれよりも小さいとコネクタ等の
金具に接続する際に圧着接合ができず、また仮りに行な
ったとしても圧着力を高められないため、ファイバの軸
線方向での移動を生じて、光結合損失が許容範囲外まで
増大することになるからである。

また対象とする光学ガラスｉｉｍのＮＡを０．３５以上
に限定する理由は、ＮＡ値がこれよりも小さいと、硬質
樹脂で被覆した場合に、マイクロベントによる光損失（
マイクロベンドロス）が大きくなって光通信用として実
用上問題を生じるからであり、一方、ファイバのＮＡ値
が０．３５以上あれば。

上述のような硬質樹脂でガラスファイバ表面を直接被覆
してもマイクロベンドロスは実用上問題がないことが解
った。

［作用］ 本発明の構成によれば、−次被覆層が充分な硬度を有し
、したがって外径寸法精度を高くできるため、端末加工
時に被覆を剥離する必要がなくそのままの被覆状態でコ
ネクタ等の部品に圧着結合することができ、端末加工作
業が容易になる。

同時に、ガラスファイバ表面を露出させる必要がないの
で、傷等による脆弱部がガラスファイバに生じるといっ
たこともなくなり、端末部での信頼性が向上する。

さらに、圧着結合する際に充分に高い締付力を与えるこ
とができるため、締付は力の厳密な制御について配慮す
る必要がなく、この点からも端末加工作業が容易化する
とともに、圧着具の材質についても選択自由度が広く、
安価なコストで製作することができる。

［実施例］ 以下本発明を図面に示した実施例について詳細に説明す
る。

第１図は本発明に係る光ファイバ素線１の断面を示し、
多成分ガラスのコア２Ａ及びクラッド２Ｂから成る光伝
送ファイバ２（裸線）の表面に密着して、−様厚みの硬
質樹脂から成る一次被覆Ｍ３を設けて構成される。

光伝送ファイバ２は、その開口数（ＮＡ）が０．３５以
上のものを用いる６ また被覆層３は、硬化後常温において日本工業規格（Ｊ
ＩＳ）で規定されているショアＤ硬さで６５以上の硬さ
になるような樹脂組成物をガラスファイバ２の表面に密
着塗布し、硬化させて形成されている。

素線１の外径りは用途によっても異なるが、従来の光フ
ァイバ用に製作されたコネクタ類をそのまま利用できる
という利点を考慮すると、従来の光ファイバ裸線の外径
に上記りを一致させることが望ましい。

例えば外径りを３００，２５０，２３０，１４０゜１２
５μｍのいずれかに設定する。

光ファイバはマイクロベンドによる光損失（マイクロベ
ンドロス）を最小限にとどめるために、前述したような
二重被覆構造にし一次被覆に軟質樹脂を用いてきた。マ
イクロベンドロスはＮＡの６乗に反比例するが、光通信
用として使用する光ファイバでは、伝送の信頼性の面か
ら、例えＮＡが高いファイバであっても同様の考え方で
被覆構造を決定していた。しかしながら、実験研究の結
果、本発明で規定するような硬質樹脂の被覆構造のもの
であっても、ファイバのＮＡが０．３５以上あれば実用
上問題が無いことが解った。

まず実施例１として、ショアＤ硬さ８３の樹脂（樹脂Ｐ
１とする）を、Ｎ　Ａ　＝　０．５０、コア径２００μ
Ｉの多成分ガラス光ファイバに厚み１５μｍで被覆した
素線を製作した。また比較例１として、実施例１と同じ
樹脂Ｐ工を、Ｎ　Ａ　＝　０．２８、コア径２００μｍ
の多成分ガラス光ファイバに厚み１５μｍで被覆した素
線を製作した。さらに比較例２として、ＮＡ＝０．２８
、コア径２００μｍの多成分ガラス光ファイバに、従来
品と同じ二重被覆を施した素線、すなわち−水被覆に軟
質樹脂（樹脂Ｐ２とする）を用いたものを準備した。

−水被覆樹脂Ｐ２はＪＩＳ−Ａ硬さで１０．厚み３０μ
ｍであり、二次被覆はシ３アＤ硬さで４０、厚み１００
μ−である。

なおショアＤ硬さとＪＩＳ−Ａ硬さを同じ数値で比較し
た場合、ＪＩＳ−Ａ硬さの方がはるかに軟質である。

上記のようにして作製した三種の光ファイバ素線試料の
それぞれに対して、実使用時に遭遇する負荷状態を模し
た下記三種類のテストを実施した。

すなわちテスト１として、長さＬｏｏｍの試料にその側
面から４ｋｇの荷重をかけて光損失増加量を測定した。

テスト２として、直径１５ｍのマンドレルに試料を５回
巻き付は光損失の増加量を測定した。さらにテスト３と
して、試料を１．２５ｍ２の銅線用裸圧着端子で圧着し
、光損失の増加量を測定した。

その結果を第１表に示す。

第１表　　　　単位　ｄＢ 第１表の結果から、硬質樹脂被覆のファイバにおいても
、Ｎ　Ａ　＝　０．２８ないし０．５０の範囲でマイク
ロベンドロスはＮＡの６乗に反比例関係が成立すること
が確められる。

さらにこの関係から、Ｎ　Ａ　＝　０．３５の場合の各
光損失増加量を求めてみると１本発明被覆構造ではテス
ト１に対して０．０８〜Ｏ，１６ｄＢ、テスト２に対し
て０．２２〜０．１７ｄＢ、テスト３に対して０．２７
〜０．２５ｄＢである。

一方、光通信用ファイバに実用上許容されるマイクロベ
ンドロスの限度はおよそ０．３ｄＢ前後といわれており
、本発明構造によれば充分この許容限度内に入ることが
確認された６一方、本発明外の比較例構造では、第１表
から明らかなように光損失増加が許容限度を越えてしま
う。

次に、被覆樹脂の硬さについてさらに詳しく説明する。

従来の通信用光ファイバは軟質樹脂を数十μｍ以上の厚
みで被覆している。これは前述した理由で樹脂が軟らか
いため充分な厚みを持たせてファイバを傷から保護する
ためである。従って端末加工を行う場合、被覆上からの
圧着は事実上不可能であり、接着剤による固定が必要で
あったため多くの作業時間がかかった。さらに結合精度
の問題から、固定に先立ちこの樹脂層を剥離することが
必要であった。しかるにこの剥離作業時に裸ファイバに
傷をつけることが多く強度信頼性を大幅に低下させてい
た。

しかしながら実験研究の結果、ショアＤ硬さ６５以上の
樹脂を密着塗布し硬化させた被覆ファイバは、被覆上か
らの圧着が可能であり、実用上充分に使用可能な強度を
維持できることが解った。

以下にその確認実験について示す。

実施例２として、ショアＤ硬さ７５ノ樹ＩＩＷ（４１脂
Ｐ、とする）を２０μｍの厚みに被覆したファイバを、
また実施例３として、ショアＤ硬さ７７の樹脂（樹脂Ｐ
４とする）を１５μｍの厚みに被覆したファイバをそれ
ぞれ作製した。

また比較例３として、−次被覆に厚み３０μｍの軟質樹
脂Ｐ２を、二次被覆に厚み１００μｍの、ＴＴＳ−Ａ硬
さ４０のシリコーン樹脂を用いた二重被覆構造のファイ
バを準備した。そして上記各試料ファイバに以下の各テ
ストを実施した。すなわち、テスト４として、上記各試
料の両端を被覆上から１．２５ｏｍ”の＠線用裸圧着端
子で圧着し、両方の圧着端子部をつかんで引張ったとき
の最大引張り強度を測定した。またテスト５として、比
較例３のファイバの両端を被覆を剥離した状態で１゜２
５ｍ２の銅線用裸圧着端子で圧着し、両方の圧着端子部
をつかんで引張ったときの最大引張り強度を測定した。

その結果を第２表に示す。

第２表 単位　− 光ファイバの通信線路を構成する場合、一般に素線の外
周にケブラ繊維等の抗張力材を配して、この抗張力材の
端部をコネクタ部材に固定することにより、敷設後ファ
イバ長さ方向に加わる負荷を上記抗張力材で受けるよう
にしているので、素線に要求される引張り強度は、コネ
クタ部材への取り付は時に素線端部に加わる負荷に耐え
られれば良く、素線の引張り破壊強度は実用上１．　ｋ
ｇ以上あれば充分である。

そして第２表から解るように本発明構造の素線は、実用
上充分な引張り強度を有している。

以上に説明した第１表及び第２表の比較実験で使用した
樹脂Ｐ８〜Ｐ４の具体的な材質は次の通りである。

く樹脂Ｐ１） 主剤：大日本インキ１０１ｍエポキシアクリレート樹脂 商品名　デイックライト　ＵＥ−８０７０−４０Ｂ）Ｉ
副剤：三菱瓦斯化学曲製 商品名　ＧＥ−６１０ 硬化剤：日本油脂（憎製 商品名　パーブチルＺ 潤滑剤：日本ユニチカ■製 商品名　Ｙ−７００６ 〈樹脂Ｐ　２　＞ 東芝シリコン＠製シリコーン樹脂 商品名　ＸＥ１４−１２８ く樹脂Ｐ３＞ 信越化学■製シリコーン樹脂 商品名　ＯＦ−２０ く樹脂Ｐ４〉 主剤：大日本インキ■製エポキシアクリレート樹脂 商品名　ＵＥ−ＥＸＰ−２４７−６０ＨＰ副剤：三菱瓦
斯化学■製 商品名　ＧＥ−６５０ 硬化剤二日本油脂■製 商品名　パーブチルＺ 潤滑剤：日本ユニチカ■製 商品名　Ｙ−７００６ 次に、第２図に本発明に係る光ファイバ素線を用いた光
ファイバコードの構造の一例を断面で示す。

光ファイバコード１０は、素線１の外周に保護チューブ
４、その外側にケブラ繊維等の抗張力材５を配し、最外
周を塩化ビニル樹脂等から成る外皮６で被覆した構造で
ある。

また第３図に、本発明に係る光ファイバ素線１を用いた
光ケーブルの構造例を断面で示す。この光ケーブル１１
は、中心に抗張力材５を配し、その周囲に本発明に係る
光ファイバ素ｍ１の適宜数を配し、その外側を外皮６で
被覆した構造である。

また第４図に示した例は１本発明に係る光ファィバ素線
１の適宜数を一列に並べ、全体をウレタンアクリレート
等の樹脂から成る外皮６で被覆したテープ状芯線１２で
ある。

以上代表的な例について説明したが、要するに本発明は
光ファイバ素線の構造を対象とするものであり、この素
線の外側に付加する二次被覆等の部材について何ら制限
するものではない。

［発明の効果］ 本発明によれば、ファイバ端をコネクタ類に取り付ける
に当り、従来のように一次被覆層の剥離。

洗浄を行う必要がなく、且つ圧着による固定が可能にな
るため、端末加工作業が非常に容易になる。

また端末加工時、被覆を剥離する必要がないため、ガラ
スファイバ部分に脆弱部を発生させることがなく、端末
部での信頼性が向上する。

さらに、従来は剥ぎ易い、つまりガラスに対する接着力
の弱い一次被覆材を使用していたので。

圧着（かしめ）固定した場合、寒暖サイクル等に起因し
てファイバが移動し、端末部でファイバの突き出しを生
じて、衝突による破損ないしは光接続損失の増大を招く
という問題があったが、本発明によれば、被覆樹脂が硬
質で且つ、剥離容易性を考慮することなくガラスファイ
バ表面に強固に接着させておくことができるため、被ｒ
ｆＩ層を固定すればファイバ裸線部も確実に固定するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す横断面図、第２図は本
発明の光ファイバ素線を用いた光ファイバコードの構造
例を示す横断面図、第３図は本発明の光ファイバ素線を
用いた光ファイバケーブルの構造例を示す横断面図、第
４図は本発明の光ファイバ素線を用いたテープ状芯線の
構造例を示す横断面図である。 １・・・光ファイバ素線、２・・・光ファイバ（裸線）
、３・・・硬質樹脂被覆層、４・・・保護チューブ、５
・・・抗張力材、６・・・外皮、１０・・・光ファイバ
コード。 １１・・・光ファイバケーブル、１２・・・テープ状芯
線第１図 第４図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 開口数（ＮＡ）が０．３５以上の光学ガラス繊維表面に
   、硬化後常温において日本工業規格（ＪＩＳ）の「シヨ
   アＤ硬さ」で６５以上となるような樹脂組成物を密着塗
   布し、硬化させて被覆層を形成して成る光ファイバ素線
   。