JPH02221907A - 光伝送用ファイバ - Google Patents
光伝送用ファイバInfo
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- JPH02221907A JPH02221907A JP1042556A JP4255689A JPH02221907A JP H02221907 A JPH02221907 A JP H02221907A JP 1042556 A JP1042556 A JP 1042556A JP 4255689 A JP4255689 A JP 4255689A JP H02221907 A JPH02221907 A JP H02221907A
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Landscapes
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
ｆ産業上の利用分野〕
本発明は光伝送用ファイバに関し、とくにゲル状充填材
料によって支持される光伝送用ファイバの被覆層構成の
改良に関するものである。
料によって支持される光伝送用ファイバの被覆層構成の
改良に関するものである。
一般に、光ファイバ素線は、−層、二層または多層の被
覆層を有している。
覆層を有している。
第１図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。
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
ラ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＠街層、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。
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
ラ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＠街層、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。
被覆層が多層のものも、基本的には二層のものと同じで
緩衝層または保護層が複数、層構成を形成する構造を備
えている。
緩衝層または保護層が複数、層構成を形成する構造を備
えている。
一般に光ファイバは、水分の存在により特性上悪い影響
を受けることから、水分の存在を避けるための一手段と
して、たとえばゲル材料を充填材として光ファイバをゲ
ル材料中に支持する方法が採られている。
を受けることから、水分の存在を避けるための一手段と
して、たとえばゲル材料を充填材として光ファイバをゲ
ル材料中に支持する方法が採られている。
従来、この種のゲル材料中に光ファイバ素線を支持する
構造で作成したケーブル中の光ファイバは、伝送特性が
実用範囲内の熱的サイクルに遭遇するうちに経時的に悪
化する現象の認められることがある。これは、ゲル材料
中に含まれる低分子量油成分が温度の上昇に伴って高分
子被覆材料中に侵入し、その溶媒効果によって緩衝層中
の未硬化の低分子量成分を被覆外へ抽出してしまうため
である。
構造で作成したケーブル中の光ファイバは、伝送特性が
実用範囲内の熱的サイクルに遭遇するうちに経時的に悪
化する現象の認められることがある。これは、ゲル材料
中に含まれる低分子量油成分が温度の上昇に伴って高分
子被覆材料中に侵入し、その溶媒効果によって緩衝層中
の未硬化の低分子量成分を被覆外へ抽出してしまうため
である。
緩衝層中の未硬化の低分子量成分が被覆外へ抽出するこ
とによって、緩衝層は収縮を起し、緩衝層を施しである
ガラスファイバを外側へ引張る応力を生ずる。この際、
光ファイバを支持している充填材中に気泡が発生し、そ
の気泡が光ファイバと接している場合、或いは、たとえ
ば特開昭６３−１０００３６号公報に開示されているよ
うにファイバ被覆が不均一に添着されたり、被覆層のよ
うな欠陥が存在する場合、被覆に不均一な応力が生じ、
微小屈曲効果による減衰の原因となるという問題がある
。
とによって、緩衝層は収縮を起し、緩衝層を施しである
ガラスファイバを外側へ引張る応力を生ずる。この際、
光ファイバを支持している充填材中に気泡が発生し、そ
の気泡が光ファイバと接している場合、或いは、たとえ
ば特開昭６３−１０００３６号公報に開示されているよ
うにファイバ被覆が不均一に添着されたり、被覆層のよ
うな欠陥が存在する場合、被覆に不均一な応力が生じ、
微小屈曲効果による減衰の原因となるという問題がある
。
本発明は従来の問題点を解決し、光ファイバの被覆層を
形成する樹脂とゲル状の充填材との相互作用による影響
を除去した伝送特性および信頼性の向上をはかった光伝
送用ファイバを提供することを目的とするものである。
形成する樹脂とゲル状の充填材との相互作用による影響
を除去した伝送特性および信頼性の向上をはかった光伝
送用ファイバを提供することを目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するため、ガラスファイバの外
周に緩衝層と保護層とを有する、ゲル状の充填材中に浸
漬して使用する光伝送用ファイバにおいて、前記充填材
中に浸漬したときの前記緩衝層を形成する緩衝層材の寸
法減少率と、前記保護層を形成する保護層材の引張弾性
率との積が１０ｋｇ／ｍｍ２以下の緩衝層および保護層
を備えて構成されている。
周に緩衝層と保護層とを有する、ゲル状の充填材中に浸
漬して使用する光伝送用ファイバにおいて、前記充填材
中に浸漬したときの前記緩衝層を形成する緩衝層材の寸
法減少率と、前記保護層を形成する保護層材の引張弾性
率との積が１０ｋｇ／ｍｍ２以下の緩衝層および保護層
を備えて構成されている。
また、充填材中に浸漬したときの緩衝層を形成する緩衝
層材の重量減少率と、保護層を形成する保護層材の引張
弾性率との積が３．Ｑｋｇ／ａ以下の１ｓ衡層および保
護層を備えた構成の態様も有効である。
層材の重量減少率と、保護層を形成する保護層材の引張
弾性率との積が３．Ｑｋｇ／ａ以下の１ｓ衡層および保
護層を備えた構成の態様も有効である。
Ｃ作用〕
本発明の光伝送用ファイバは、ゲル状充填材に浸漬した
とき、被覆層を形成する緩衝層材の寸法減少率と保護層
材の引張弾性率の積が１．０ｌｑｒ／Ｊ以下であること
、或いは緩衝層材の重量減少率と、保護層材の引張弾性
率との積が３．Ｏｋｇ／ｍｍ以下であることから、光フ
ァイバを充填材中に浸漬した際、緩衝層材中の未硬化成
分が充填材中に抽出されることによって生じる被覆の不
均一応力を小さくすることができるので、微小屈曲減衰
の発生を防止することができ、伝送特性および信頼性が
向上する。以下実施例について説明する。
とき、被覆層を形成する緩衝層材の寸法減少率と保護層
材の引張弾性率の積が１．０ｌｑｒ／Ｊ以下であること
、或いは緩衝層材の重量減少率と、保護層材の引張弾性
率との積が３．Ｏｋｇ／ｍｍ以下であることから、光フ
ァイバを充填材中に浸漬した際、緩衝層材中の未硬化成
分が充填材中に抽出されることによって生じる被覆の不
均一応力を小さくすることができるので、微小屈曲減衰
の発生を防止することができ、伝送特性および信頼性が
向上する。以下実施例について説明する。
本発明は、この種の光伝送用ファイバにおいて、被覆に
生じる不均一な応力が、抽出による緩衝層の収縮と保護
層の引張弾性率の積が被覆に生じる応力、ひいてはその
応力によって生じる微小屈曲減衰の大きさに比例するこ
とを実験的にｆ！認したことに基づいており、従来の問
題点が光ファイバの被ｉｉ！暦を形成する樹脂とゲル状
の充填材との相互作用による影響を考慮していなかった
ことに起因することを明らかにし、長期的な伝送特性お
よび信頼性の向上をはかったものである。
生じる不均一な応力が、抽出による緩衝層の収縮と保護
層の引張弾性率の積が被覆に生じる応力、ひいてはその
応力によって生じる微小屈曲減衰の大きさに比例するこ
とを実験的にｆ！認したことに基づいており、従来の問
題点が光ファイバの被ｉｉ！暦を形成する樹脂とゲル状
の充填材との相互作用による影響を考慮していなかった
ことに起因することを明らかにし、長期的な伝送特性お
よび信頼性の向上をはかったものである。
本発明の光伝送用ファイバに適用した被覆層を形成する
樹脂は、実験的に確認した次の特性を有する構成の実施
例からなっている。
樹脂は、実験的に確認した次の特性を有する構成の実施
例からなっている。
第一の実施例は、緩衝層に用いる樹脂をシート状に作製
し、充填材中に浸漬する。樹脂中の未硬化成分が十分抽
出された後にシートを取り出し、浸漬の前後での寸法減
少率を測定し、寸法減少率と、保護層に用いる樹脂の引
張弾性率との積が１０ｋｇ／ｌａ１′以下である樹脂を
被覆材として通用する。
し、充填材中に浸漬する。樹脂中の未硬化成分が十分抽
出された後にシートを取り出し、浸漬の前後での寸法減
少率を測定し、寸法減少率と、保護層に用いる樹脂の引
張弾性率との積が１０ｋｇ／ｌａ１′以下である樹脂を
被覆材として通用する。
第二の実施例は、緩衝層に用いる樹脂をシート状に作製
し、充填材中に浸漬する。樹脂中の未硬化成分が十分抽
出された後にシートを取り出し、浸漬の前後での重量減
少率を測定し、重量減少率と、保護層に用いる樹脂の引
張弾性率との積が３Ｑ ｋｇ ／ ｔ：以下の樹脂を被
覆材として通用する。
し、充填材中に浸漬する。樹脂中の未硬化成分が十分抽
出された後にシートを取り出し、浸漬の前後での重量減
少率を測定し、重量減少率と、保護層に用いる樹脂の引
張弾性率との積が３Ｑ ｋｇ ／ ｔ：以下の樹脂を被
覆材として通用する。
上記構成の樹脂を適用する根拠を以下に説明する。
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。
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
樹脂と、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
に使用される樹脂の場合は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いる。そし
て緩衝層の未硬化成分量は、光ファイバの線引速度が速
いときには更に増加することもあり得る。
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
樹脂と、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
に使用される樹脂の場合は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いる。そし
て緩衝層の未硬化成分量は、光ファイバの線引速度が速
いときには更に増加することもあり得る。
このように未硬化成分を多く含んだ樹脂を緩衝層に用い
た光ファイバをゲル状充填材中に浸漬して加熱した場合
、充填材中の低分子量油成分が被覆中に浸透し、上記し
た溶媒と同じような効果を示して未硬化成分を充填材中
に抽出する。ただし充填材の場合は低分子量油成分の分
子量や化学構造が大きく異なり、未硬化成分の抽出量も
樹脂によって大きく異なる。抽出量の多い樹脂を緩衝層
に用いた場合、抽出による収縮量も大きくなる。
た光ファイバをゲル状充填材中に浸漬して加熱した場合
、充填材中の低分子量油成分が被覆中に浸透し、上記し
た溶媒と同じような効果を示して未硬化成分を充填材中
に抽出する。ただし充填材の場合は低分子量油成分の分
子量や化学構造が大きく異なり、未硬化成分の抽出量も
樹脂によって大きく異なる。抽出量の多い樹脂を緩衝層
に用いた場合、抽出による収縮量も大きくなる。
この収縮が原因となって、ガラスファイバを均一に締め
つけていた被覆に不均一な応力が働く。この応力がある
レベル以上になるとガラスファイバに歪が生じ、微小屈
曲減衰を生じる。その際収縮によりガラスファイバに生
じる応力は、緩衝層の収縮量と保護層材料の引張弾性率
の積に比例することを実験により確認した。この収縮量
として緩衝層を形成する樹脂のシートを充填材となるゲ
ル材の中に浸漬したときの寸法減少量または重量減少量
を用いて収縮応力を計算しても、樹脂ごとの相対比較が
可能なことも実験的に確認した。
つけていた被覆に不均一な応力が働く。この応力がある
レベル以上になるとガラスファイバに歪が生じ、微小屈
曲減衰を生じる。その際収縮によりガラスファイバに生
じる応力は、緩衝層の収縮量と保護層材料の引張弾性率
の積に比例することを実験により確認した。この収縮量
として緩衝層を形成する樹脂のシートを充填材となるゲ
ル材の中に浸漬したときの寸法減少量または重量減少量
を用いて収縮応力を計算しても、樹脂ごとの相対比較が
可能なことも実験的に確認した。
次に本発明の具体的に試作した実施例の試料について説
明する。
明する。
実施例１：
ヤング率の異なる保護層用ＵＶアクリレート樹脂を三種
と、充填材に一週間浸漬した際の寸法変化率の異なる緩
衝層用Ｕ■アクリレート樹脂を三種とをそれぞれ組合せ
１．元種の被覆構造の二層構造の光フアイバ素線の試料
１乃至９を試作し、それぞれの試料１乃至試料９を温度
６０℃から一２０℃の温度範囲の間で、周期的に温度を
変えた充填材中に一週間浸漬し、各試料１乃至試料９の
伝送特性について変化の有無を調査した。試作長は各試
料とも５０００ｍ長である。
と、充填材に一週間浸漬した際の寸法変化率の異なる緩
衝層用Ｕ■アクリレート樹脂を三種とをそれぞれ組合せ
１．元種の被覆構造の二層構造の光フアイバ素線の試料
１乃至９を試作し、それぞれの試料１乃至試料９を温度
６０℃から一２０℃の温度範囲の間で、周期的に温度を
変えた充填材中に一週間浸漬し、各試料１乃至試料９の
伝送特性について変化の有無を調査した。試作長は各試
料とも５０００ｍ長である。
伝送特性の調査にあたっては、温度−４０°Ｃから６０
℃までの温度特性および浸漬前後での伝送損失増加を調
査し、その結果０．０１ｄＢ／ｋｍ以上伝送損失の増加
した組合せを×、伝送損失の増加が認められなかったも
の、および０．０１ｄＢ／ｋｍに達しなかった組合せを
○として評価し、第１表に示す。
℃までの温度特性および浸漬前後での伝送損失増加を調
査し、その結果０．０１ｄＢ／ｋｍ以上伝送損失の増加
した組合せを×、伝送損失の増加が認められなかったも
の、および０．０１ｄＢ／ｋｍに達しなかった組合せを
○として評価し、第１表に示す。
なお評価記号の下欄の数値は保護層材の引張弾性率と緩
衝層材の浸漬による寸法減少率の積である第 １ 表 第１表から分るように、保護層材の引張弾性率と緩衝層
材の充填材浸漬前後における寸法減少率の積の値が１．
０ｋｇ／−より大きい組合せの試料４、試料７、試料８
、試料９はいずれも０．０１ｄＢ／−以上の伝送損失の
増加が認められたが、上記積率 ２ 表 〔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
スファイバに施す緩衝層と保護層を形成する樹脂として
、ゲル状充填材に浸漬したときの緩衝層材の寸法減少率
と保護層材の引張弾性率の積が１．０ｋｇ／ｍｍ２以下
の樹脂、またはゲル状充填材に浸漬したときの緩衝層材
の重量減少率と保護の値がｌ、Ｑｋｇ／ｎｉ”以下の組
合せの試料１、試料２、試料３、試料５、試料６はすべ
て伝送損失の増加は認められなかった。この結果から、
充填材中で伝送損失の増加しない被覆材の特定、選択を
することができる。
衝層材の浸漬による寸法減少率の積である第 １ 表 第１表から分るように、保護層材の引張弾性率と緩衝層
材の充填材浸漬前後における寸法減少率の積の値が１．
０ｋｇ／−より大きい組合せの試料４、試料７、試料８
、試料９はいずれも０．０１ｄＢ／−以上の伝送損失の
増加が認められたが、上記積率 ２ 表 〔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
スファイバに施す緩衝層と保護層を形成する樹脂として
、ゲル状充填材に浸漬したときの緩衝層材の寸法減少率
と保護層材の引張弾性率の積が１．０ｋｇ／ｍｍ２以下
の樹脂、またはゲル状充填材に浸漬したときの緩衝層材
の重量減少率と保護の値がｌ、Ｑｋｇ／ｎｉ”以下の組
合せの試料１、試料２、試料３、試料５、試料６はすべ
て伝送損失の増加は認められなかった。この結果から、
充填材中で伝送損失の増加しない被覆材の特定、選択を
することができる。
実施例２：
実施例１で用いた三種のｔａ街層用ＵＶアクリレート樹
脂について充填材中での重量変化を測定し、実施例１と
同じ手法で被覆材の評価と伝送特性の変化を調査した。
脂について充填材中での重量変化を測定し、実施例１と
同じ手法で被覆材の評価と伝送特性の変化を調査した。
その結果を第２表に示す。評価記号の下欄の数値は保護
層材の引張弾性率と緩衝層材の浸漬による重量減少率の
積の値である。
層材の引張弾性率と緩衝層材の浸漬による重量減少率の
積の値である。
第２表から分るように、緩衝層材の充填材中での重量変
化量を評価要件としても、上記積の値が３、Ｑｋｇ／ｗ
；以下の組合せの試料１．２，３．５６はいずれも寸法
変化と同様、充填材中浸漬による伝送損失の増加のない
被覆材として選択、特定することができる。
化量を評価要件としても、上記積の値が３、Ｑｋｇ／ｗ
；以下の組合せの試料１．２，３．５６はいずれも寸法
変化と同様、充填材中浸漬による伝送損失の増加のない
被覆材として選択、特定することができる。
層材の引張弾性率の積が３．０ｋｇ／ｍ以下の樹脂を通
用する構成であることから、光ファイバを充填材に浸漬
した際に、−次被覆層の緩衝層材中の未硬化成分が充填
材中に抽出されることによ２て生ずる被覆の不均一応力
を小さくすることができ、この不均一応力に起因する微
小屈曲減衰の発生を防ぐことができる。その結果、長期
信頼性の高い光ファイバが得られるとともに、従来は充
填材との適合性を調べるため、実際の線引および浸漬試
験を行わなければ判明しなかった伝送特性の劣化変化が
、被覆材料の選択、設定時に制御することができ、樹脂
被覆を効率よく施すことのできる、生産性に富んだ信頼
性の優れた光伝送用ファイバとしてその効果が大きい。
用する構成であることから、光ファイバを充填材に浸漬
した際に、−次被覆層の緩衝層材中の未硬化成分が充填
材中に抽出されることによ２て生ずる被覆の不均一応力
を小さくすることができ、この不均一応力に起因する微
小屈曲減衰の発生を防ぐことができる。その結果、長期
信頼性の高い光ファイバが得られるとともに、従来は充
填材との適合性を調べるため、実際の線引および浸漬試
験を行わなければ判明しなかった伝送特性の劣化変化が
、被覆材料の選択、設定時に制御することができ、樹脂
被覆を効率よく施すことのできる、生産性に富んだ信頼
性の優れた光伝送用ファイバとしてその効果が大きい。
第１図は光フアイバ素線の断面構造例を示す。
Claims (2)
- （１）ガラスファイバの外周に緩衝層と保護層とを有す
る、ゲル状の充填材中に浸漬して使用する光伝送用ファ
イバにおいて、 前記充填材中に浸漬したときの前記緩衝層を形成する緩
衝層材の寸法減少率と、前記保護層を形成する保護層材
の引張弾性率との積が１．０ｋｇ／ｍｍ＾２以下の緩衝
層および保護層を備えてなることを特徴とする光伝送用
ファイバ。 - （２）ガラスファイバの外周に緩衝層と保護層とを有す
る、ゲル状の充填材中に浸漬して使用する光伝送用ファ
イバにおいて、 前記充填材中に浸漬したときの前記緩衝層を形成する緩
衝層材の重量減少率と、前記保護層を形成する保護層材
の引張弾性率との積が３．０ｋｇ／ｍｍ＾２以下の緩衝
層および保護層を備えてなることを特徴とする光伝送用
ファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042556A JPH02221907A (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 光伝送用ファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1042556A JPH02221907A (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 光伝送用ファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02221907A true JPH02221907A (ja) | 1990-09-04 |
Family
ID=12639320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1042556A Pending JPH02221907A (ja) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | 光伝送用ファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02221907A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014006344A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ素線 |
-
1989
- 1989-02-22 JP JP1042556A patent/JPH02221907A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014006344A (ja) * | 2012-06-22 | 2014-01-16 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光ファイバ素線 |
| US9097867B2 (en) | 2012-06-22 | 2015-08-04 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Coated optical fiber |
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