JPH0313563B2

JPH0313563B2 -

Info

Publication number: JPH0313563B2
Application number: JP59039184A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Kobayashi; Kazuo Sanada; Toshiaki Murayama; Yasuyuki Sugawara; Sunao Uesugi; Hiroshi Ishihara
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1984-03-01
Filing date: 1984-03-01
Publication date: 1991-02-22
Also published as: US4679899A; EP0157488A2; DE3561312D1; EP0157488B1; JPS60184218A; EP0157488A3

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は光通信ケーブルなどに用いられる光
フアイバ心線に係り、特に長期供用後においても
伝送損失の増加のない光フアイバ心線に関する。

発明の背景光通信ケーブルの実用化に伴い、ケーブル敷設
後長期間（５〜10年程度）経過すると、長波長域
での伝送損失が増加する現象が認められている。
この現象の原因は、光フアイバ心線の被覆層であ
る熱硬化シリコーンゴムから発生する微量の水素
（H₂）ガスが光フアイバ内の欠陥と結びついて水
酸基（OH基）となり、この水酸基によつて波長
1.4μｍ以上の伝送損失が増加するものと現在考え
られている。

本発明者らは、この現象についてさらに追求し
たところ、上記微量の水素ガスが熱硬化シリコー
ンゴムの硬化剤に含まれている未架橋のSi−Ｈ基
から発生するものであることを見い出し、よつて
上記伝送損失の増加を防止するには熱硬化シリコ
ーンゴムに残存するSiH基を減少または皆無とす
ればよいことを知り、この発明を得るに至つた。

発明の目的この発明は係る事情に基づいてなされたもの
で、長期の供用後であつても伝送損失の増加がな
い光通信ケーブルを構成することのできる光フア
イバ心線を提供することを目的とするものであ
る。

発明の構成この発明の光フアイバ心線は、その被覆層をな
す熱硬化シリコーンゴムに、この熱硬化シリコー
ンゴムを赤外吸収スペクトル測定した際、波数
2100〜2200cm^-1のSiH伸縮振動による吸収が試料
膜厚0.1mmの時、透過率が70％以上のものを用い
るものである。

一般に、SiH基の伸縮振動による赤外吸収ピー
クは、2000〜3000cm^-1に表われるが、この用途に
使われる熱硬化シリコーンゴム中に残る未架橋
SiH基の吸収ピークは、2100〜2200cm^-1に表われ
るので、この波数域での吸収ピークを対象とすれ
ばよい。また、上記透過率は、試料の膜厚（試料
光路長）を0.1mmとし、かつ大気を対象として求
めたものであつて、これが70％未満となると硬化
シリコーンゴム中の残留SiH基量が多く、伝送損
失増加阻止硬化を得ることが不可能となる。

発明の作用効果このように、硬化後のシリコーンゴム中に残存
するSiH基を、赤外吸光法によつて求めた上記特
定値未満とすることにより、熱硬化シリコーンゴ
ム中のSiH基量が少なく、これから発生するH₂
ガス量も減少し、光フアイバ中のOH基の増加が
防止され、伝送損失の増加が有効に抑えられる。
よつて、この硬化シリコーンゴムよりなる被覆層
を持つ光フアイバ心線は、長期間供用後も良好な
伝送特性を維持することができる。

なお、この発明における被覆層とは光フアイバ
裸線に直接接するものを云い、この被覆層のみで
も光フアイバ心線とされる他この被覆層上の別の
１層もしくは多層の被覆を設けて光フアイバ心線
とされることもある。

実験例以下、実験例を示して上記作用効果を確認す
る。

実験例熱効果シリコーンゴム中に残存する未架橋の
SiH基は、赤外分光光度法によつて定量できる。
第１図の赤外吸収スペクトルは、SiH基を多く含
む熱効果シリコーンゴムの赤外吸収スペクトル
で、波数2150cm^-1の鋭く強い吸収ピークはSiH基
の伸縮振動による吸収ピークであり、この吸収ピ
ークの高さによつて熱硬化シリコーンゴム中の残
留SiH基の濃度を求めることができる。この吸収
スペクトルは、硬化前のシリコーンゴムをガラス
板上に膜厚0.1mmに塗布し、これを光フアイバ心
線の被覆層形成時と同様の架橋条件によつて硬化
せしめて製膜した膜状試料について求めたもので
ある。また、第２図および第３図は、架橋条件を
変えて架橋度合を変化させ硬化シリコーンゴム中
の残存SiH基量を変えた試料についての吸収スペ
クトルである。第２図のスペクトルでは2150cm^-1
の透過率は約78％で、SiH基量が第１図のものに
比べて大幅に減少していることがわかる。第３図
は透過率が約82％であつて、ほぼバツクグラウン
ドと同じ透過率であり、SiH基量がほとんど残つ
ていないものと考えられるものである。

そこで、波数2150cm^-1での透過率が、82％、78
％、70％、55％となるように架橋条件を変えて硬
化せしめた４種の熱硬化シリコーンゴムよりなる
被覆層を、CVD法およびVAD法によつて得らて
た光フアイバに設けて光フアイバ心線を計８種製
造した。これらの心線の初期の伝送特性を測定し
たのち、200℃、６時間加熱して促進劣化試験を
行い、試験後の伝送特性を測定した。加熱試験前
後の波長1.4μｍでの伝送損失の増加量と、上記透
過率との関係を第４図に示した。第４図のグラフ
から透過率が80％前後であればほとんど伝送損失
増加がないことがわかる。また、70％以上であれ
ば損失増加は1dB／Km程度に抑えられることがわ
かり、70％未満では、特にCVD法による光フア
イバにあつては損失増加が急増する傾向にあり、
好ましくないことが理解される。そして、200℃
で６時間の加熱促進劣化試験は、実使用期間約５
〜７年間に相当することが、別にわかつているの
で、透過率80％未満の熱硬化シリコーンゴムより
なる被覆層を持つ光フアイバ心線は５年程度の実
供用後においても、伝送損失の増加がないものと
予想される。

第５図は、CVD法によつて得られた光フアイ
バに透過率82％の熱硬化シリコーンゴムの一次被
覆層を設けた光フアイバ心線についての加熱促進
劣化試験前後の伝送特性の変化を示すものであ
る。この結果から波長1.0〜1.8μｍの領域では、
伝送損失の増加がほとんど認められないことがわ
つた。

以上の実験結果から、膜厚0.1mmで波数2100〜
2200cm^-1での赤外吸収スペクトルの透過率70％以
上の熱硬化シリコーンゴムよりなる被覆層を持つ
光フアイバ心線は、被覆層中にSiH基がほとんど
残留しておらず、このSiH基に起因するH₂の発
生がなく、長期にわたつても伝送損失の増加のな
いものであることがわかる。

製造方法次に、SiH基がほとんど存在しない熱硬化シリ
コーンゴムよりなる被覆層を持つ光フアイバ心線
を製造する方法を説明する。

熱硬化シリコーンゴム中のSiH基を可及的に少
なくするには、十分に架橋して硬化剤が100％架
橋するようにすればよい。したがつて、架橋温度
を上げ、架橋時間を長くすればよいことになる。
しかし、架橋時間を長くすることは生産スピード
の低下を招き、また硬化炉の炉長を長くする必要
が生じて設備費の増大を来す。よつて、架橋温度
を上げるのが実用的である。ところが、SiH基が
残らないような架橋温度条件ではシリコーンゴム
の燃焼が生じる。

例えば、硬化炉の有効炉長60cm、線速60ｍ／分
とした時、従来の架橋温度は700〜800℃としてい
る。しかしこれではSiH基が残つてしまうので、
有効炉長および線速を同様にしてSiH基が残らな
いようにするには架橋温度を900〜1000℃にしな
ければならない。ところがこのような高温ではシ
リコーンゴムは燃焼しはじめてしまう。そこで、
硬化炉内にN₂ガスなどの酸素を含まないガスを
流し、炉内の雰囲気のO₂濃度を10vol％以下とし
て燃焼を防ぐようにする。特に、ヘリウムガスを
導入すれば、ヘリウムガスは熱伝道率が高いの
で、加熱効果が高まり、好ましい結果を得ること
ができる。

また、この硬化処理は、未硬化のシリコーンゴ
ムを光フアイバに塗布後、高温条件で一挙に完全
架橋を行うようにしてもよく、また通常の温度条
件で架橋した心線をさらに高温条件でアフターキ
ユアするようにしてもよい。

さらに、架橋温度を上げるかわりに、錫、亜鉛
などの金属塩や有機アミン類の硬化促進剤（解
媒）を添加して完全架橋を計るようにしてもよ
い。

また、硬化剤を改良してSiH基を含まないよう
なものを開発して使用してもよく、要は熱硬化シ
リコーンゴムを光フアイバ上に被覆した状態にお
いてSiH基が特定量以下であれば、どのような方
法でも採用することができる。

製造例溶融紡糸して得られた径150μｍの光フアイバ
裸線に直ちに未硬化液状シリコーンゴムを塗布
し、硬化炉に導き、シリコーンゴムを硬化せしめ
て被覆層を形成した。この祭の硬化条件を種々に
変更し、被覆層中の残留SiH基濃度を赤外吸収法
にて試料厚さ0.1mm、波数2150cm^-1での透過率で
評価した。

○イ硬化炉長：60cm 走行速度：60ｍ／分炉内雰囲気：大気中（酸素20vol％）温度：700〜800℃ 透過率：56％ ○ロ硬化炉長：60cm 走行速度：60ｍ／分炉内雰囲気：酸素10vol％、窒素90vol％温度：900〜1000℃ 透過度：78％ ○ハ硬化炉長：60cm 走行速度：60ｍ／分炉内雰囲気：ヘリウム20vol％、窒素80vol％温度：900〜1000℃ 透過率：82％また、２段硬化法によつてシリコーンゴムを硬
化せしめ、被覆層を形成した。この被覆層につい
ても同様に赤外吸収法で残留SiH基濃度を測定し
た。

Γ１段目硬化硬化炉長：60cm 走行速度：60ｍ／分炉内雰囲気：大気中温度：700〜800℃ Γ２段目硬化硬化炉長：60cm 走行速度：80ｍ／分炉内雰囲気：酸素10vol％、窒素90vol％温度：900〜1000℃ 得られた被覆層の透過率は75％であつた。

以上の結果から、酸素含有率10vol％以下であ
れば900〜1000℃の高温硬化が可能となり、この
条件で硬化することにより残留SiH基濃度を所定
量以下にできることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はいずれも熱硬化シリコー
ンゴムの赤外吸収スペクトルであり、SiH基濃度
の異る３種の熱硬化シリコーンゴムについて得ら
れたスペクトルである。第４図は熱硬化シリコー
ンゴムの2150cm^-1での透過率と、この熱硬化シリ
コーンゴムよりなる被覆層を有する光フアイバ心
線の加熱促進試験による1.4μｍでの伝送損失増加
との関係を示すグラフ、第５図は透過率82％の熱
硬化シリコーンゴムを被覆層とする光フアイバ心
線の加熱促進劣化試験前後の伝送特性を示すスペ
クトルである。

Claims

【特許請求の範囲】１石英系光フアイバに熱硬化シリコーンゴムよ
りなる被覆層を設けてなる光フアイバ心線におい
て、上記熱硬化シリコーンゴムが、赤外吸収スペク
トル測定において、波数2100〜2200cm^-1のSiH伸
縮振動による吸収が、試料膜厚0.1mmで透過率70
％以上であることを特徴とする光フアイバ心線。