JPH0335210A - 光伝送用ファイバ - 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） 本発明は光通信に用いる光伝送用ファイバに関し、特に
接続性にすぐれ、かつ高信頼性を具えた光伝送用ファイ
バに関するものである。

（従来の技術） 第１図〜第４図は光伝送用ファイバの構造例の横断面図
である。

光通信に用いる光伝送用ファイバにおいては、ガラスフ
ァイバが空気中に曝されることによるクラ、りの成長に
伴なう強度低化を防ぐために、通常、ファイバ化後直ち
にガラスファイバ（１）の外周上にプラスチックの被覆
層（２）を施している。このような被覆層（２）の材料
としては、般に熱硬化型シリコン樹脂や紫外線硬化型樹
脂（以下ＵＶ樹脂と略称する）が用いられており、近年
はこのＵｖ樹脂被覆光ファイバの需要が増大している。

この被覆層（２）に用いられるＩＩＶ樹脂としては、例
えばエポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポ
リエステルアクリレート等が挙げられる。

又このυＶ樹脂の被覆層（２）は、光ファイバの伝送特
性を高く保持する理由から、第２図に示すように、一般
にヤング率０．５ｋｇ／−以下程度の低ヤング率の内層
（２目と、ヤング率５ｋｇ／ａＪ以上程度の高ヤング率
の外層（２２）から成る二Ｎ被覆層を設けてガラスファ
イバ（１）を保護することが行われている。

そして、実際の使用に際してはＵｖ樹脂の被８！層（２
）の外周上に、第３図に示すように、ＵＶ樹脂もしくは
ナイロン等の熱可塑性樹脂から成るジャケット層（３）
を設けた光フアイバ心線や、第４図のように複数本の光
伝送用ファイバ（１０）を並列に配置し、これらを−括
してその外側にジャケット層（３）を設けたものが用い
られる。

（解決しようとする課題） 上述した光伝送用ファイバは、通常、接続時に端末部の
被覆層（２）を例えば商品名ノーニック等のメカニカル
ストリッパーによって引抜き除去する必要があるため、
この操作を容易にするために、被覆層（２）が容易にフ
ァイバガラス（１）から引抜かれることが望ましい。特
に、第３図に示すようなｔＩｖ樹脂の被覆層（２）の外
周上にＵＶ樹脂やナイロン等のジャケットＩＩ　（’３
）を有する光°ファイバ心線や、第４図のよろに複数の
光伝送用ファイバ（１Ｇ）を並列配置し、これに−括し
て設けたジャケット層（３）を有する多心光フアイバ心
線においては、ジャケット層（３）や複数の被覆層（２
）を−度に除去する必要があるため、光伝送用ファイバ
の被覆層（２）は極めて容易にガラスファイバ（１）か
ら引抜かれることが要求されている。

このような要求に対処するため、例えば特開昭８３−１
８１４４号公報、実開昭８３−１０１９０８号公報に示
されるよろに、ガラスファイバ上にシリコン油等から成
る離形剤層を形成して被覆除去性を高める構造や製造方
法が提案されている。

しかしながら、光伝送用ファイバの被覆層の引艇 抜き力が余り低くなると、今養は被覆層が容易にガラス
ファイバの界面から剥離することによる信頼性の低下が
生じる。特に、実開昭８３−１０１９０８号公報にある
ようなガラスファイバと被覆２層間の結合力を非常に小
さくした光伝送用ファイバは、温熱環境下等に放置する
と急激に引抜き力が低下し、被覆層を除去したくない部
分においても経時的に被覆層が収縮してガラスファイバ
が露出したり、ガラスファイバと被覆層の界面に水分が
侵入することによるガラス強度の低下が生じる等の問題
点がある。

又第４図に示すよろなテープ状の多心光フアイバ心線に
おいては、被覆層の除去時にガラスファイバが容易に動
くため、各ガラスファイバの端面位置がずれてしまい、
−括接続が困難になるという問題点がある。

一方、光伝送用ファイバの耐湿熱性を向上させる手段と
して、例えば特開昭５ＫＩ−９２１１４７号公報に示さ
れるように、被覆材料であるＵＶ樹脂にシランカプリン
グ剤を添加する方法があるが、このような樹脂を用いる
と光伝送用ファイバの信頼性は向上するが、ガラスファ
イバと被覆層間に強固な化学結合が生じるため、初期の
被覆除去性が非常に悪くなるという問題点がある。

（課題を解決するための手段） 本発明は上述の問題点を解消し、接続性にすぐれ、かつ
高信頼性を具えた光伝送用ファイバを提供するもので、
その特徴はガラスファイバ直上の被覆層中に表面潤滑剤
とシランカプリング剤が添加されていることにある。

第１図のよりに、ガラスファイバ（１）上の被覆層（２
）が−層の場合には、該被覆層（２）は表面潤滑剤とシ
ランカプリング剤が添加されたＵＶ樹脂からなる被覆層
（２）により形成されている。

又第２図〜第４図のように、ガラスファイバ（１）上の
ＵＶ樹脂の被覆層（２）が、ヤング率の低い内層（２目
とヤング率の高い外Ｊｌ（２２）の二層より成る場合に
は、ヤング率の低い内層（２１）に表面潤滑剤及びシラ
ンカプリング剤が添加されている。

（作用） 本願発明者等は高信頼性と容易な被覆層除去性とを両立
し得るような光伝送用ファイバの開発を行なうに当り、
被覆層除去の容易さは、厳密には被覆層とガラスファイ
バ間の結合力の大小よ、りも、被覆層とガラスファイバ
間の結合が切れた後の摩擦抵抗の大小に依存することを
見出した。

即ち、本発明の光伝送用ファイバのガラスファイバ（１
）と被覆層（２）の界面は、第５図（イ）の模式図に示
すように、シランカプリング剤（ム）によるガラスファ
イバ（１）と被覆層（２）間の強固な結合によって密着
しているため、表面潤滑剤（Ｂ）はガラスファイバ０）
と被覆層（２）の界面に侵入することが出来ず、被覆層
（２）の内側に溜っている状態にある。この時の状態は
、被覆層（２）に単にシランカプリング剤のみを添加し
た光伝送用ファイバのガラスファイバ（１）と被覆層（
２）の界面と同じ状態であり、非常に密着力が強く、剥
離等が生じにくい。

一方、被覆層（２）の除去時に、メカニカルストリッパ
ーで被覆層（２）を引抜く時は、ガラスファイバ（＋）
と被覆層（２）の界面に大きな剪断力が加わるために、
同図（０に示すように結合の一部が切断される。すると
、結合の切断された界面には表面潤滑剤が浸み出すこと
が出来るため、図のように、潤滑剤による剥ＩＩ！ｉｗ
Ｘが界面に生じ、摩擦抵抗は著しく減少する。さらに変
形が進行すると、同図（ハ）に示すように、結合は完全
に切断され、潤滑剤による剥離膜（Ｃ）が界面を覆うた
め、被覆Ｊｌ　（２）を容易にガラスファイバ（１）か
ら引抜くことができる。

現在の被覆層除去の問題点は、被覆層を除去したい長さ
（通常数ｃｍ　）だけ引抜く時に、ガラスファイバと被
覆層の界面がうまく滑らない点にあるので、被覆層が動
き出すと同じに界面の摩擦抵抗が著しく減少する本発明
の光伝送用ファイバは被覆層除去に極めて効果的である
。

又本発明の光伝送用ファイバは、被？！！層に被覆除去
時のような大きな剪断力を加えさえしなければ、強固な
化学結合を常に保持し続けるため、高湿高温条件下のよ
うな苛酷な環境においても、ガラスファイバと被覆層間
の剥離が生じることがなく、常に安定した引抜き力の値
を保つと共に、高信頼性を維持することができる。従っ
て、従来のガラスファイバと被覆層間の結合力を小さく
して被覆層の除去性を高めた光伝送用ファイバに見られ
たような、経時的な被覆層の収縮によるガラスファイバ
の露出や、ガラス強度の低下、あるいはテープ状多心光
フアイバ心線における接続時のガラスファイバ端面の位
置すれといった問題点は、本発明の光伝送用ファイバに
よって解消することができる。

初期の被覆層除去力（引抜き力）の値と、経時的な安定
性は、当然ながら添加されるシランカプリング剤及び表
面潤滑剤の種類や量に影響される。シランカプリング剤
はアミノ系、アクリル系、メタクリル系が最も密着力の
向上に有効であるが、エポキシ系、メルカプト系でも効
果がある。又表面潤滑剤はポリジメチルシロキサン系、
シリコンオイルが最も摩擦抵抗の低減に効果的であるが
、エポキシ変性シリコンオイル、アルキル変性シリコン
オイル等の変性シリコンオイルやアリファティックオイ
ルも効果がある。

又添加する表面潤滑剤は、ＵＶ樹脂との相溶性が良好す
ぎると界面に浸み出しにくくなって摩擦抵抗の低減効果
が得られず、逆に悪すぎると添加が困難になる。一般に
はＵＶ樹脂に対する溶解度が０．５ｇ／１００ｇ以上、
１０ｇ／ｌｏｎｇ以下の範囲であるような表面潤滑剤が
望ましい。

（実施例） 内層にヤング率０．２ｋｇ／−のＵＹ硬化型ウレタンア
クリレート樹脂、外層にヤング率４０ｋｇ／ＪのυＶ硬
化型ウレタンアクリレート樹脂を用い、ガラスファイバ
径＋２５１１■、内層径２００１ｍ、外層径２５（Ｄｇ
＋の光伝送用ファイバを作製した。ＵＶ樹脂の燥布はダ
イスを用いて行なった。

内層のＵＶ樹脂にはシランカプリング剤として３−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシラン、表面潤滑剤と
してポリジメチルシロキサンをそれぞれ第１表に示す濃
度であらかじめ添加しておき計９種類の光伝送用ファイ
バを作製した。

第　　１　　表 （単位　Ｉ！ｉＪ１％） 上記のサンプルを用い、各サンプルのＢＯで、９５％Ｒ
，Ｉ１．温熱条件下での引抜き力経時変化、ガラ、大強
度経時変化を調べた。結果は第２表の通りである°。

第 ２ 表 第２表より明らかなよろに、シランカプリング剤と表面
潤滑剤の両方を添加した系は、初期の状態で低引抜き力
を達成しており、しかも温熱劣化による影響を受けない
ことが確認された。又ガラス破断強度も湿熱劣化９０日
後で、ｅ、ｏｉ＋ｇ以上という良好な特性を保っている
。

この結果からも明らかなよろに、シランカプリング剤の
添加量はガラス破断強度の安定性に大きく影響する。そ
の効果は添加量０．１重量％から生じるが、顕著な効果
が見られるのは０．５重量％以下の時である。又添加量
が多くなり過ぎると、樹脂自体の硬化性悪化や初期の引
抜き力増大等の悪影響がみられるので、添加量は最大で
も５重量％が望ましい。

一方、表面潤滑剤の添加量は引抜き力の初期値に影響す
る。潤滑剤の効果はその種類によって変動するが、本実
施例で用いたポリジメチルシロキサンは添加量０．０２
重量％から初期引抜き力低減の効果が現われはじめる。

一般には０．０５〜０．３重量％が適当な範囲で、１重
量％を超えるとやはり樹脂硬化性の悪化等の弊害が生じ
る。

上記の範囲内で、適当にシランカプリング剤と表面潤滑
剤の添加量を調整することにより、本発明の光伝送用フ
ァイバは、その引抜き力の初期値及び経時変化特性を自
由にコントロールすることができる。

（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によれ
ば、信頼性と被覆層除去性の両方にすぐれた光伝送用フ
ァイバを提供することができ、長距離光通信線の横築に
極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はいずれも光伝送用ファイバの構造例の
横断面図である。 第５図（イ）〜（ハ）は本発明の光伝送用ファイバの被
覆層除去時におけるガラスファイバと被覆層の界面の変
化の状態の模式図である。 １・・・ガラスファイバ、２・・・被覆層、２１・・・
内層、２２・・・外層、３・・・ジャケット１１、Ａ・
・・シランカプリング剤、Ｂ・！・表面潤滑剤、Ｃ・・
・表面潤滑剤による剥離膜。 多 図 蝉２■ 嶌 冒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）コア及びクラッドから成るガラスファイバの外周
   上に紫外線硬化型樹脂からなる被覆層を一層以上設けた
   光伝送用ファイバにおいて、上記ガラスファイバ直上の
   被覆層中に表面潤滑剤とシランカプリング剤が添加され
   ていることを特徴とする光伝送用ファイバ。