JPH03228005A - 被覆した光学繊維組立体及びその製造方法 - Google Patents

被覆した光学繊維組立体及びその製造方法

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JPH03228005A
JPH03228005A JP1132948A JP13294889A JPH03228005A JP H03228005 A JPH03228005 A JP H03228005A JP 1132948 A JP1132948 A JP 1132948A JP 13294889 A JP13294889 A JP 13294889A JP H03228005 A JPH03228005 A JP H03228005A
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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】 本発明は被〜した光学繊維及びその製造方法に関する。
機体光字繊維はそれが長距離に亘って多針の情報を伝達
し得ることの故に通信分野で広く用いらnている。設置
中に物理的損傷から光学f&維を保護するためにしかも
また環境上の諸要因による次後の劣化から光学繊維を保
護するために、延伸したての繊維番こ惺:a機構を地鳥
して製造方法(・こ一体tこ組込むのが慣用である。
単一の被l*層で全ての所要な物性を与えるの妙:困難
である故に、光学繊維は2枚の被覆層を備えていること
が多く、即ち差動熱膨張の影響を相殺する能力を有する
軟質のitの(内方)緩衝被検;―と、必安な剛性と耐
摩耗性と化学的侵食作用に対する酊性とを与える第2の
(外方)高モジュラス俵〜C脅ととjlijjえる。
通常の設置方法は、前もって配置したケーブルダクトに
活ってロープの助けを借りて光学繊維を引くことを伴な
い、しかも損傷を避けるにi−を繊維を高価なケーブル
系で外包させる(overjacket )のが必要で
ある。
これらの問題を解消するため番こ、所望の進行方向で管
状通路を通過したガス状媒實の流体前進力にまって管状
通路tC沿って光学繊維を推進させることが欧州特許公
開第0108590号公報(こ提案されている。換言す
れば、通常外装した多重の束となっている光学繊維は空
気のクツションにより適所に吹込まれる。この技術を用
いると、損傷なし←こ長距離(数−)に亘ってマイクロ
ダクトに沿って光学線維?吹込むことができる。
吹込みに適当な繊維は普通のケーブル構造体よりも安価
でより簡単な包装を必袂とする。多数の包装設計が知ら
れており;欧州特許公開第1576IO号公報には繊維
を内装によって包囲し次いで吹込み適性を付与するのに
低密度の外方r−によって包囲し±単位包装が記載され
ている。
本発明は少なくともl檀の光学NR維を含有してなり、
しかも粒状物質を含有する放射線で硬化した連合体より
なる外方被覆層を有する、被覆した丸字繊維組立体(集
成体)を提供する。
台噌し之組立体は単一の緩責−を有した繊維、重合体中
にa幀化した複数の繊維又は外装した繊す東を含有でき
る。
−Htはそれら自体単形式繊維又は多形式繊維であるこ
とができ、こ扛らには慣用の7リカ ガラス繊研、重合
体外装シリカ繊維及び重合体心線繊維があり得る。これ
らの稙Nは特許こそ牡がシリカを含汀するならば前記し
た外方被覆層の施着前に軟’1cr)媛備、・―及び硬
質の被覆層で被覆するのが普通である。しかしながら、
単一の被覆層の如き他の一次旧な機構系の使用を排除す
るものではない。
本発明の被覆し之光学繊維組立体の外方被覆層中を与え
る11合体は、放射線硬化性被覆組成物の放、J4線硬
化によって形成されておりしかも前記した目的rこ・噌
した特性を有する4’O1れかの重合体であり−t ’
:” Q :、:ijち、該重合体は標準の延沖タワー
夷造X’を度を用い°C好ましくは2 J 7m2より
小さいエネルギーの印加【こより十分に硬化性であるも
のである。
該電合体は1500MPa以下のモジュラスを有するの
が好ましい。か\る重合体にはビニル東合体例えばウレ
タン−アクリレート重合体の如きアクリル系1合体があ
る。
外方被覆層に存在する粒状物質は、中実父は中空であり
得る微小球よりなるのが適当であるが、尚−層不規則な
構造を有する粒子も所望ならば使用できる。
粒状物質を過轟に選択し且つ外方被覆層中の粒状物質濃
度を選択することにより、該外方被覆/jの密度を有意
な程に低下させることができ及び/又は粒状物質の存在
故に被覆層の表面にくぼみ及び/又は突起を備えること
ができる。
即ち、本発明の特に有用な1つの実施形式では少なくと
も【種の光学繊維を含有してなり、しかも中空微小球を
含有する放射線で硬化した重合体よりなる外方被覆層を
有する、被覆した光学繊維組重体を提供する。
放射線で硬化した1合体中に存在し得る中空の微小球は
力゛ラス製又は重合体材料製であることができ、100
μ以下の平均粒度(容t)を有するのが適当であり、6
0μ以下の粒度を有するのが好ましい。ルー合体中の微
小球の濃度1−1 m−合体それ自体の全被偵・−密度
よりも少なくとも10%低い全扱11曽密度を与えるよ
うなものであるのが好ましい。
本発明の別の有用な実施形式では、少なくともtiの光
学繊維を含バしてなり、しかも放射線で硬化した1合体
よりなる外方被覆j―を有し、該被/4#増の表面はそ
の中(こ粒状物質が存在していることFこよりくぼみ及
び/又は突起を有してなる、被覆した光学fI1.維組
立体を提供する。
本発明のこの実施形式では、外方被4!1層に存在する
粒状物質は、中実又i−i中空であり得る微小球よりな
るのが適当でありしかも低い摩擦係数を有する硬質材料
製例えばガラス製であるのが好ましいが、1合体状材料
も使用できる。外方被i;mの浸市19こ必要なくぼみ
及び/又は突起を与えるためには、微小球の平均直径は
wL優層の厚みと同じ程度であるのが望ましく、微小球
の粒度分布は狭いのが好ましい。微小球の代替物として
又Fi微小球に加えて、非球状の粒状物質例えばポリテ
トラフルオロエチレン粒子を使用できる。
本発明の被覆した光学Rm組立体においては、光学頃維
は外方被覆l−に加えて1枚又はそれ以上の甲間被積層
を有することができる。特に、組立体は慣用の軟質で一
次的な緩衝被積層と二次的な高モジユラス被覆層とを含
有できる。特に有用な組立体は別の緩衝被積層を含有す
る。外方被隋層の下1曽にあるこの追加の被6を層は導
波管芯部にお体を含有してなるのが好ましい。追加の緩
衝被θ層は外方被覆層に存在する微小球又は別の粒状物
質よりも軟質である微小球を官有できる。
不発明を明白に理解し得るために、添附図面を参照しな
がら本発明の【形式を以下に記載する。
図mli本発明の被覆した光学繊維組立体の断面図解図
であり、図中導波管芯部L#−i軟質の一次被覆會2と
二次被積層3と軟質微小球を含有する軟質の三次被償1
m 4と表面を通って突出する硬質ガラス微小球を含有
する外方被覆、m 5とを有する。
不発明は甘た次の工程。
11 1枚又はそれ以上の板積;−を既に有しても良い
光学繊維に、粒状物質を含有する放射耐硬化性の被覆組
成物を施着し、 2) こうして得られた放射線硬化性の被覆層に電磁線
をかけて該@種層の硬化を行なうことからなる、 光学繊維の被覆方法も提供する。
放射線硬化性の被覆組成物は技術的に周知であり、例え
ば次の成分: (a)  ポリエチレン系不飽和オリゴマーjb)  
該オリゴマー用の液体浴剤であってしかもこnと共重合
し得るエチレン系不飽和単量体及び C) 光与合開始剤組成物 〒ヤ可してなる。
放射線硬化性の被検組成物に存在し得るポリエチレン系
不飽和オリゴマーの例には不飽和ボリエヌテル樹脂、エ
ポキシ−アクリレート樹脂及び特にウレタン−アクリレ
ート樹脂がある。代表的なウレタン−アクリレート樹脂
にはポリオール(例えばポリエーテルポリオール)と有
機ポリイソシアネート(例えばインホロンジイソシアネ
ート)と単一のヒドロキシル基を含有するエチレン系不
飽和単量体(例えばヒドロキシアルキルアクリレート又
はメタクリレート)との反応生成物があり1、d IJ
インシアネート中のNGO基とポリオール中のOH基と
の比率は1:1より犬きく、全OH基とNGO基との比
率は少なくともtitである。
放射線硬化性の被覆組成物に存在し得るエチレン系不飽
和単量体の例は技術的に周知であり、メチルメタクリレ
ート、インボルニルアクリレート。
フェノキシエチルアクリレート、エトキシエトキンエチ
ルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート及びブチ
ルアクリレートの如きアクリル酸及びメタクリル媛のエ
ステル、アクリロニトリル。
メタクリロエトリル、スチレン、酢酸ビニル及ヒN−ビ
ニルピロリドンを包含する。エチレングリコールジアク
リレート又はトリメチロールプロパントリアクリレート
の如き多官能性アクリレートを包含するのが有利である
のが多い。
放射線硬化性の被覆組成物中のポリエチレン系不飽和オ
リゴマーとエチレン系不飽和単量体との相対的な割合は
該組成物の所要粘度及び硬化した生成物の所要特性に応
じて決まるものである。代表的な組成物はオリゴマーと
不飽和単量体との全too31量部当り不飽和単量体の
5〜45重着部特に10〜30重陵部を含有する。
放射線硬化性被覆組成物に存在する光重合開始剤組成物
Fi町視光線又は紫外線を吸収できる。光重合開始剤組
成物はその放射線吸収性成分として慣用の薬剤を含有で
き例えばベンゾフェノン及びその縛導体、アセトフェノ
ン及びその縛導体、ベンゾイン、ベンジル及びベンジル
アセタールを含有できる。これらの光重合開始剤は単独
で又は混合して便用でき、通常重着基準で抜機組成物の
約10%までの量で、特に2〜6チの量で存在するもの
テする。メチルジェタノールアミン又はジエチルアミノ
エチルベンゾエートの如きアミン硬化促進剤又はポリチ
オールを含有させて硬化を促進させ得る。
放射線硬化性被覆組成物(及び誘導した外方被積層)は
1〜40容量チ、好ましく’tIi5〜30容tSの粒
状物質を含有するのが適当である。該被覆組成物はか\
る組成物番こ慣用の別の成分を含有でき、例えば艶消剤
、スリップ剤、湿潤剤、接着促進剤、顔料又は染料及び
安定剤を含有できる。
微小球又は他の粒状物質を含有する放射線硬化性の抜機
組成物は何れか慣用の方法によって1棹以上の光学繊維
に節理できる。常法で被覆した光学繊維又はか\る繊維
の複数本又は束を約【〜約10m/秒の速度で抜機組成
物含有浴に通して延伸して25〜200μの被積層を与
えるのが好ましい。
最後に、微小球含有被僚層に電磁線例えば紫外線をかけ
て被覆層を硬化させる。
本発明の被覆した光学N/i維組立体は前dピした吹込
み法により設置するのに特に良く適している。
普通の繊維の光学ケーブルに匹敵する伝送特性を有する
繊維構造体を製造できる。本性は465れかの成分光学
線維に望ましくない程度の機械力又は高温を施さないの
が有利であり、何故ならこれらの両者とも応力関連の伝
達損失を生起してしまうからである。被覆層は測定のた
め及び添え継ぎ及びコネクターの取付けのために容易に
脱着o7能であり、良好な環境上の耐性を有する。
本発明を次の実施例によって説明するが、これに限定さ
れるものではない。実施例で使用した被&組成物及び粒
状添加剤は以下に記載した通りである。
3&類の被覆組成物を使用しである。
1、低モジュラス被&組成物=Ni状ポリエーテルグリ
コールを基剤とするウレタンジアクリレートを単官能性
及び多官能性反応性希釈剤と混合した。
次いでこれを3%の適当な光1合開始剤と共に処方して
次の特性を有する樹脂を生成した=液体の特性 粘度(ボイズ)     25 @CL 1030 ’
C66、8 40”0     28.2 硬化したフィルム(薄膜)の特性 引張モジュラス (MPa)            
61.2割線モジュラス 2.5俤で(MPa)   
    53.0引張強さ (MPa)       
     11.1最低伸び率(%)56 ショアー硬度(D)               4
1摂水率(Water Uptake)(*)    
   1.4吸水度(Water Absorptio
n)(j)     L、6抽出分(チ)0.1 2、中モジュラス被覆組成物:ポリエーテルグリコール
を基剤とするウレタンジアクリレートオリゴマーの混合
物とビスフェノールAのポリエーテルグリコールとを単
官能性及び多官能性反応性希釈剤と共に処方した。次い
でこの混合物を適当な光1合開始剤の3%と共に処方し
て次の特性の樹脂を生成した: 液体の特性 粘度(ボイズ)      25 ’C10430”C
63,1 40°C25,4 硬化したフィルムの特性 引・飛モジュラス (MPa )          
 59 L^1]蝉モジュラス 2.5%で(MPa)
      5t8引帳強芒 (MPa)      
       24最低伸び率 (%)42 ショアー硬度(D)              53
摂水率(%)3.I 吸水度(%)5.3 佃出分(%)2.2 3、茜モジュラス扱積組成物:ヂリエーテルグリコール
k 、%V?’dlとするウレタンジアクリレートオリ
コマ−の混合物とビスフェノールAのポリエーテルグリ
コールとを単官能性及び多官能性反応性希釈剤と共(こ
処方した。次いでこの混合物を適当な光重合開始剤と共
に処方して次の特性を有する樹脂を生成した: →体のギf件 粘度(ボイズ)25“C94,9 30°0         5g、4 40°C23,2 硬化したフィルムの特性 引張モジュラス (MPa)          lo
l1m!1JMモジュラス2.5 Toで(MPa )
       921引張強さ (MPa)     
       31最低伸び率(%)25 ショアー硬度(D)              72
摂水率(%)5.0 吸水度(%)4.9 抽出分(%)   −0,1 更には、標準の第−及び第二被覆層の上にしかも微小球
/粒子を含有する第四層の下に第三層として低モジュラ
スの緩衝被憬層を使用した。この特定の被覆層には微小
球を添加しなかったが、密度を低下させるのに微小球を
添加できないという理由はない。
4、低モジュラスの緩衝被覆層二線状のポリエーテルグ
リコールを基剤とするウレタンジアクリレートを単官能
性及び多官能性反応性希釈剤と混合した。次いでこれを
適当な光ム合開始剤の3嘩と処方して次の特性の樹脂を
生成した: 液体の特性 粘度(ボイズ)     25@C56,930’C3
7,9 40’CL7.4 引張モジュラy、  (MPa)          
  15.4割線モジュラス 2.5%で(MPa) 
       13.3引張強さ (MPa)    
         7.0最低伸び$(%)     
           SO摂水率(%)1.0 吸水度(%)0.9 抽出分(%)        −0,2微小球/粒子添
加剤 次の微小球及びPTFE粒子を種々の量で基剤t〔添加
した。特定の例を以下に挙げる。
(a)  Nobel Iロd6社 (スウェーデン)
から入手し得る1合体状中空球 [エクスパyセル(Expancel ) 461DE
20J平均粒度25μ(容Ji) (b)3M社(米国)から入手し得るガラスの中空微小
球 「スコッチライト(Scotchl 1te)E 22
/400J平均粒度35μ(容1) (c)  Fillite(Ruocorn)社(英国
)から入手し得るガラスの中空微小球 [フィライト(Fi I 1ite ) 300/7J
平均粒度45μ(容!t) (d)  ICI Advanced Materia
ls社(英国)から入手し得るP ’r F E粒子 [フルオフ (Fluon ) L 169 J平均粒
度t6μ(容量)実施例1 低モジュラス被覆(被覆1)の1試料に10容量チの[
スコッチライトE22/400Jガラス微小球を添加し
、得られる被覆物を完全に混合して但し空気を連行する
ことなく均質性を確保した。この樹脂を含有する浴に通
して0ptical Fibres社から入手さnた標
準の250μの二l被峰したSM−02−R等級指数の
単形式繊維を延伸することにより該繊維を樹脂で被覆し
てから紫外線により硬化させた。
RMIの全直径は310μであり、即ち30μの厚さの
外方被覆層と0.0949/mのXtとを有した。
段階減衰@ (5tep attenuation )
 (第3の被覆1曽の流層による減衰量の増大)は0.
01 d B/laa(t550nm)であり、−10
℃に進行すると減衰量の増大(1550nrn ) t
d O,08dB/1ca+であった。コノ繊維の長さ
100m分は内径3.5龍のポリエチレンマイクロダク
ト管の100mの長さを通して吹込むのに47.6秒要
し、然るに1m分の長さでは100mの管を通して吹込
むのをこ39.1秒要したつ実施例2 中モジュラス被覆(被8!2)の1試料に、10容f%
の「エクスパンセル 461−DE20 Jの1合体状
微小球を添加し、得られる被覆物を完全に混合した。0
ptical Fibres社から入手される標準の2
50μ二重被覆した5M−02−R等級指数の単形式繊
維を該樹脂で常法により被覆してから紫外耐照射で硬化
させた。全直径は391μであり、m、 ’Ft l/
i段階減衰量は0.05 dB/kn (1550nm
 )であり、−10℃に進行すると減衰量の増大Fi0
.08 dB/km(1550nm )であった。試験
が示す所によればこの繊維は微細な曲げにきわめて面丁
性であった。この繊維1m分の長さでは、内径3.5額
のポリエチレンマイクロダクト管の100mの長さを通
して吹込むのに40.5秒要した。
実施例3 2重の被1i1−を、0ptical Fibres 
 社から入手される標準の250μ二l被櫟した5M−
02−R等級指数の単形式光学繊維に流層した。これら
の被積層の第1は70μの厚さに1M看した低モジユラ
ス被覆(被1【)であった。・仕上1曽は600μの全
直径と0.291ノ/mのkitとを与えるように流層
した30容f%ノ「エクスパンセル461DE20J含
有低モジユラス被覆であった。
段階減衰mid 0.03 dB/lff1 (155
0nm )であり、−10℃に進行すると減衰量の増大
は0.07 dB/km(1550nm )であった。
吹込み試験では、この繊維の1m分の長さでは、内径3
.5態のポリエチレンマイクロダクト管の100mの長
さを進行させるのに60.2秒要した。
実施例4 105μの厚さにまで第三層として軟質緩衝被覆(被覆
4)を利用した二1被優系を使用した。この二X被偉系
に10容量チの「スコッチライ) E22/400」ガ
ラス球を含有する低モジユラス被覆(被41)を上塗り
して515μの外径と0.240 f/mのitとを有
する繊維を生成した。実用的な理由のため、これら2層
を流層する間に繊維を糸巻きからほどくが、これは1回
の操作で容易に実施できた。本実施例で用いた繊維は0
ptical Fibres社から入手される250μ
の二重被覆した50/[25−01−R等級指数の多形
式繊維であった。
段階減衰t (850,1300nm )は0.03及
び0.05dB、−であり、−to”cの減衰量の増大
(1300nm)は0.09dB/−であった。吹込み
試験では、この繊維の1m分の長さではポリエチレン管
Loom t−進行させるのに63.7秒要した。また
この繊維の100m分の長さでは同じポリエチレン管の
100mの長さを通し′C吹込むのに88.0秒要した
実施例5 Optical Fibres社から入手される250
 aの二重被覆した5M−02−R等級指数の単形式繊
維に対して、第三の層として厚さ105μの低モジユラ
ス被覆(被覆l)及び外方被覆として10容量チの「フ
ィライト 300/ 7 Jガラス微小球を含有する低
モジュラス被a(被all)を用いて2]jの被覆系を
流層した。該繊維の全直径は515μであり、重量は0
.244t/mであった。
段階減衰量は0.14 dB/lan (1550nm
で)であり、−10℃で減衰量の増大Fi0.15 d
B/h (1550nmで)であった。吹込み試験では
、この繊維の1m分の長さでは、内径3.5mのポリエ
チレンマイクロダク) 100mに吹込むのに39.0
秒要した。またこの繊維の100m分の長さではポリエ
チレンマイクロダクトの100mの長さを通して吹込む
のに89.0秒要し虎。
実力例6 第三ノーとして厚さ100μの低モジユラス被覆(被f
it)及び外方被覆として10容量チの「スコッチライ
) E22/400Jガラス微小球を含有する高モジュ
ラス抜機(被覆3)よりなる2N被覆系を用いた。得ら
れる外径は470μであった。本実施例で用いた線維は
0ptical Fibres社から入手される250
μノ二1ffi被葎した50/125−01−R等級指
数の多形式繊維であった、 段階減衰量は0.05 dB/h (850nm )、
0.04 dB/に+1 (1300nm )であり−
200CでのM HItの増大は0.06 dB/km
 (850nm )、0.07 dB/kJM(130
0nm )であった。吹込み試験では、この線維の1m
分の長さでは100rnの長官のポリエチレン管を進行
させるの(こ39,4秒要した。
実施例7 Qptical Fibres社から人手さnる250
μの二l被覆した50/125−01−R等級指数の多
形式光学線維に2重級へ系を九本した。第3の層は厚さ
95μで低モジユラス被覆(伝檀【)であり、外方被I
曽は13.5]j敗チの1フルオンL169JPTF’
E粒子を含有する高モジユラス板&(被模3)であつ九
段階減衰量#′i0. l l dB/kI11(85
0nm )、0.08 dB/km(1300nm )
であり、−to’cでの減衰量の増大はQ、Q 2dB
/km (850nm )、0.05 dB/km (
1300nm )であつだ。吹込み試験では、この繊維
の1m分の長さではポリエチレンマイクロダク)管10
0rnの長さを進行させるのに42゜2秒要した。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の被接した光学繊維組立体の断面図解図で
あり、図中1#i導波管芯部、2t−を軟質−次被榎層
、3は二次被覆ノl−4#−i微小球含有軟質三次級榎
−15はガラス微小球含有外方被覆層を表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも1種の光学繊維を含有してなり、しかも
    粒状物質を含有する放射線で硬化した重合体よりなる外
    方被覆層を有する、被覆した光学繊維組立体。 2、粒状物質が中空の微小球を包含する請求項1記載の
    光学繊維組立体。 3、微小球は100μより小さい平均直径を有する請求
    項2記載の光学繊維組立体。 4、微小球は60μより小さい平均直径を有する請求項
    3記載の光学繊維組立体。 5、外方被覆層の表面はその中に粒状物質が存在するこ
    とによつてくぼみ及び/又は突起を有する請求項1〜4
    の何れかに記載の光学繊維組立体。 6、粒状物質はポリテトラフルオロエチレンを含有する
    請求項5記載の光学繊維組立体。7、外方被覆層は1〜
    40容量%の粒状物質を含有する請求項1〜6の何れか
    に記載の光学繊維組立体。 8、外方被覆層は5〜30容量%の粒状物質を含有する
    請求項7記載の光学繊維組立体。9、次の工程即ち (1)1枚又はそれ以上の被覆層を既に有しても良い光
    学繊維に、粒状物質を含有する放射線硬化性の被覆組成
    物を施着し、 (2)こうして得られた放射線硬化性の被覆層に電磁線
    をかけて該被覆層の硬化を行なうことからなる、 請求項1〜8の何れかに記載の被覆した光学繊維組立体
    の製造方法。 10、放射線硬化性の被覆組成物は次の成分:(a)ポ
    リエチレン系不飽和オリゴマー、(b)該オリゴマー用
    の液体溶剤であつてしかもこれと共重合し得るエチレン
    系不飽和単量体、及び (c)光重合開始剤組成物 を含有してなる請求項9記載の方法。 11、ポリエチレン系不飽和オリゴマーはウレタン−ア
    クリレート樹脂である請求項10記載の方法。
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