JPH0387706A - 光ファイバ心線 - 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、光ファイバ心線に関する。より詳細には、本
発明は、その二次被覆層に顔料を混入して着色された光
ファイバ心線であって、光硬化性樹脂によりユニット化
されるような用途に使用される光ファイバ心線の新規な
構成に関する。

従来の技術 第１図は、典型的な光ファイバ心線の構造を示す断面図
である。

同図に示すように、一般に、光ファイバ心線は、Ｓｉｎ
ｇ等を主成分とする光ファイバ１を、シリコン樹脂や紫
外線硬化性樹脂等により形成した１次被覆層２によって
被覆した光ファイバ素線１０を、更に、ナイロン等の熱
可塑性樹脂により形成した２次被覆層３により被覆して
構成される。ここで、各被覆層２および３を形成する樹
脂は、元来透明なものであるが、後述するように複数の
光ファイバ心線を束ねて使用する場合に、各党ファイバ
心線の識別が容易となるように、２次被覆層３に顔料等
を混入して光ファイバ心線１１を着色することが多い。

尚、上述のような光ファイバ心線は、一般に、光ファイ
バ１の径が約１２５μｍ程度、１次被覆層２を装着した
時点での径が４００μｍ程度、２次被覆層３を装着した
光ファイバ心線としての外径が６００〜９００μｍ程度
である。

ところで、上述のような光ファイバ心線の多くの用途で
は、複数の光ファイバ心線を一体にして光ファイバユニ
ットあるいは光ファイバケーブルとして使用する。

第２図（ａ）は、光ファイバ心線を用いた光ファイバユ
ニットの典型的な構造を示す断面図である。

同図に示すように、この光ファイバユニット２０は、抗
張力体２１を中心に配置し、その周囲に複数の光ファイ
バ心線１１を配し、これら全体を紫外線硬化性樹脂層２
２により一体として構成されている。

このような光ファイバユニット２０は、抗張力体２１の
周囲に光ファイバ心線１１を撚り合わせた後、これらを
紫外線硬化性樹脂により一体とし、紫外線照射によって
紫外線硬化性樹脂層２２を硬化して製造している。

発明が解決しようとする課題 ところで、上述のような光ファイバユニットでは、前述
のように光ファイバに対して幾層にも及ぶ厳重な、被覆
層を備えた光ファイバ心線を、ユニット化する際に紫外
線硬化性樹脂によって更に被覆した構成となっているに
も関わらず、実際の使用時に屈曲すると伝送損失が著し
く増加することがある。

このような現象は、光ファイバユニットの実用的な可撓
性を低下せしめるものであり、光ファイバ技術において
解決しなければならない重要な課題のひとつである。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、実
効的な可撓性の高い新規な光ファイバユニットを提供す
ることを目的としている。また、本発明は、ユニット化
して屈曲したときに予期せぬ伝送損失の増加を生じるこ
とがない、新規な光ファイバ心線を提供することもその
目的としている。

課題を解決するための手段 即ち、本発明に従うと、光ファイバ素線と、該光ファイ
バ素線を被覆する顔料を混入された樹脂被覆層とを少な
くとも具備する光ファイバ心線であって、該樹脂被覆層
が、該被覆層を構成する樹脂に対して０．０１〜１．４
０重量％の顔料を含むことを特徴とする光ファイバ心線
が提供される。

また、本発明によれば、不透明な抗張力体と、該抗張力
体に沿って配置された複数の光ファイバ心線と、該抗張
力体および該光ファイバを一体に被覆する紫外線硬化性
樹脂層とを備える光ファイバユニットであって、該光フ
ァイバ心線が、上記本発明に係る光ファイバ心線である
ことを特徴とする光ファイバユニットが提供される。

作用 本発明に係る光ファイバ心線は、その被覆層に含有され
る顔料の濃度が、厳密に限定されていることをその主要
な特徴としている。

第２図ら〕は、第２図（ａ）に示した光ファイバユニッ
ト２０の断面を部分的に拡大して示す部分断面図である
。

同図に示すように、複数の光フ乙イバ心線１１を紫外線
硬化性樹脂により一体化して作製する光ファイバユニッ
ト２０においては、光ファイバ心線１１と抗張力体２１
との間の間隙にも紫外線硬化性樹脂が入り込んでいる。

このような光ファイバユニット２０に対して周囲から紫
外線を照射した場合、抗張力体２１は一般に不透明であ
り、また、光ファイバ心線１１に顔料が混入されている
ので、これらの部材によって照射した紫外線が吸収ある
いは散乱され、図中に示す領域Ａに対する紫外線照射量
は他の領域よりも著しく少なくなる。従って、この領域
Ａでは、樹脂の硬化が不十分になり、ユニット内での光
ファイバ心線１１の固定が不完全になる。

このために、光ファイバユニットを屈曲した場合、光フ
ァイバ心線１１が光ファイバユニット２０内でずれて光
ファイバ１に局部的な曲げが発生し、光ファイバ心線の
伝播損失を偶発的に増加させる原因となっていることが
判明した。

ここで、紫外線硬化性樹脂の硬化を妨げるからといって
光ファイバ心線を無色とすることはできない。何故なら
ば、無色の光ファイバ心線で光ファイバユニットを構成
した場合、その光ファイバユニットを実際に使用する時
に、長い光ファイバの両端で１本の光ファイバ心線の対
になる端部を探すという極めて面倒な作業が必要になる
。光ファイバ自体を識別できない場合に１本の光ファイ
バの対になる両端を見出すためには、各光ファイバ心線
に実際に光を注入して出射端を確認する等の作業が必要
になるが、多くの光ファイバ心線を含む光ファイバケー
ブルにおいてこのような作業を１本ずつ行うことは実用
上到底できることではない。従って、実用に供される光
ファイバ心線への顔料の混入は必須な構成要件である。

一方、光ファイバユニットの紫外線硬化性樹脂層の硬化
を促進するためには、照射紫外線エネルギーを増大する
ことが考えられる。その紫外線エネルギー〈通常ｍＪ）
は、紫外線強度（通常ｍＷ）と照射時間（通常秒）との
積である。従って、紫外線硬化性樹脂層の硬化を促進す
るためには、紫外線の照射時間あるいは照射強度を増加
する。しかしながら、紫外線照射に使用する光源からは
、実際には、光ファイバ心線および紫外線硬化性樹脂を
加熱するような赤外線も放射されているので、紫外線の
照射量を増加すると樹脂材料が熱により劣化するという
問題が生じる。

全ての部分で、硬化の度合が飽和に達しているが熱劣化
が始まっていない状態にあることが理想であるが、照射
紫外線エネルギーを単に増大するだけでは、光ファイバ
心線の影にならない部分では、硬化が飽和状態に達し更
に熱劣化が始まっているのにかかわらず、光ファイ・バ
心線の影の部分では、硬化の度合が飽和状態に未だ達っ
せず、硬化不足であるという状態が生じる。

そこで、本発明者は、光ファイバ心線の被覆層に混入す
る顔料の濃度を厳密に最適化することによって、光ファ
イバ心線の視認性と、紫外線硬化性樹脂の完全な硬化と
を両立させ得ることを見出し、本発明を完成した。

即ち、本発明によれば、光ファイバ心線の被覆層、より
具体的には、２次被覆層を着色するに当たって被覆層の
材料の樹男旨に混入する顔料の濃度は、典型的な光ファ
イバ心線の仕様として光ファイバ素線の径が約４００μ
ｍであり、該光ファイバ素線を被覆する樹脂被覆層の厚
さが１００〜２５０μｍであるような標準光ファイバ心
線において、０．０１〜１．４０重量％の範囲とする。

ここで、顔料の濃度が上記範囲を越えると、紫外線硬化
性樹脂を使用して光ファイバユニット化した場合に、紫
外線硬化性樹脂層の硬化に顕著なむらが現れる。また、
濃度が上記範囲よりも低い場合は、光ファイバ心線の色
を視認することが困難になり、顔料を混入する意味が失
われる。

尚、顔料を混入した樹脂による被覆層の厚さが上記した
範囲を越える場合には、紫外線の透過量を確保するため
に上記濃度は適切に低減されるべきである。また、一般
に、顔料の粒径が透過する光の波長よりも大きくなると
透過率が急激に劣化する。従って、使用する顔料は充分
に微細化することが好ましい。具体的には、使用する紫
外線の波長にもよるが、顔料の粒径が５０μｍ以下程度
であることが望ましい。

更に、Ｔｉ　０２等の白色顔料は、それ自体が白色の顔
料として使用される場合もあるが、通常は発色を鮮やか
にする目的で、他の有色顔料と同時に使用される。この
ように複数の顔料を使用する場合は、全体として、紫外
線の透過を妨げないような濃度を決定する必要がある。

典型的な例として、ＴｉＯ２を単独で使用する場合では
、該樹脂被覆層の顔料の濃度は０．０１〜０．８０重量
％の範囲が好ましい。一方、ＴｉＯ２と他の顔料とを混
合した場合は、両者の合計が上記範囲を越えない範囲で
、ＴｉＯ２の濃度範囲を０．０１〜０．８０重量％とし
、その他の顔料を０．０３〜１．００重量％の範囲で混
入する。

また、上述のような本発明に係る光ファイバ心線は、抗
張力体上に光ファイバ心線を重ねずに配列して光ファイ
バユニットとすることを前提としている。従って、光フ
ァイノく心線どうしが重なるような構造の光ファイバユ
ニットを作製する場合には、各光ファイバ心線の顔料の
濃度を適宜低減することが好ましい。

以下、具体例を挙げて、本発明をより具体的に説明する
が、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の
技術的範囲を何ら限定するものではない。

実施例１ 本発明に従って作製した光ファイバ心線を作製し、その
特性を評価した。

まず、第１図に示した構造で、直径１２５μｍの石英フ
ァイバに、紫外線硬化性樹脂による１次被覆を施して外
径４００μｍとした光ファイノく素線を用意し、この光
ファイバ素線に対して、下記の第１表に示す濃度で顔料
およびＴｉ１２を含むナイロンにより、厚さ１００μｍ
の２次被覆を施した光ファイバ心線を作製した。尚、各
光ファイバ心線の直径は、Ｑ、　５ｍｍであった。

第１表 続いて、光ファイバ心線試料を６本使用して、第２図（
ａ）に示したような構造の光ファイバユニットを作製し
た。尚、この光ファイバユニットは、直径０．６ｍｍの
鋼線製抗張力体の周囲に、６本の光ファイバ心線を撚り
合わせた後、直径的２．７＋ｍｍになるように紫外線硬
化樹脂による被覆層を形式した。・この被覆層の硬化は
、１００ｍ　Ｊの紫外線を照射することによって行った
。

以上のようにして得られた光ファイバユニット■の伝播
損失を予め測定した後、直径１００ｍｍのドラムに３回
巻きつけて、光ファイバユニ７）における伝播損失の増
加を測定した。測定結果を第２表に示す。

第２表 第２表からも判るように、本発明に従う光ファイバ心線
（試料■）を使用した光ファイバユニットでは、曲げに
よる伝播損失の増加は、実質的に生じなかった。一方、
各光ファイバ心線の色を肉眼で十分に識別することがで
きた。

実施例２ １２ナイロンに、以下の第３表に示すような配合率で顔
料（白、青、黄、赤、黒）を混合して、着色被覆層材料
を作製した。尚、第３表は、各配合比における着色被覆
層材料中の顔料の濃度を重量％で示しており、「顔料の
配合」の欄の顔料は、左欄の色に対応する顔料を指して
いる。但し、白については、「顔料の配合」の欄の顔料
は青顔料である。また、第３表において、顔料の濃度が
本発明の範囲外にある材料は比較例を作製するための材
料として調製したものである。

第３表（１） 第４表（３） 第４表（５） 以上のように調製された着色樹脂を使用して、実施例１
と同様に光ファイバ心線を作製した。使用した光ファイ
バ素線は、直径１２５μｍの石英ファイバに、紫外線硬
化性樹脂による１次被覆を施して外径４００μｍとした
ものである。この光ファイバ素線に対して、上述のよう
な着色樹脂による２次被覆層を形成し、外径が６００μ
ｍとなるような光ファイバ心線を作製した。これらの２
０種類の光ファイバ心線について、それぞれ実施例１と
同じ工程で、同じ仕様の光ファイノ＜ユニットを作製し
た。

作製された２５本の試料について、 実施例１と同一 様に、 屈曲時の伝播損失の増加を測定した。

測定 結果を以下の第４表に示す。

第４表 第４表に示す結果かられかるように、 顔料を１．４ 重量％以上添加した比較例の光ファイバ心線を使用した
作製した光ファイバユニットの屈曲時には、顕著な伝播
損失の増加が発生しているのに対して、本発明に係る光
ファイバ心線を使用した光ファイバユニットでは、伝播
損失の増加を測定することはできなかった。一方、顔料
を０．０１重量％未満添加した比較例の光ファイバ心線
を使用した作製した光ファイバユニットの屈曲時には、
伝播損失の増加を測定することはできなかった。しかし
ながら、光ファイバ心線を色で識別することが困難であ
った。

なお、上記した実施例及び比較例において、光ファイバ
心線の被覆層材料に１２ナイロンを使用したが、光ファ
イバ心線の被覆層材料としては、塩化ビニル、ポリエチ
レン、６ナイロン、または、各種のナイロンを混合した
ナイロンまたはナイロン共重体を使用することができる
。

発明の効果 以上詳述の如く、本発明によれば、光ファイバ心線の視
認性を保持しつつ、屈曲しても伝播損失の増加しない光
ファイバユニットを実現し得る光ファイバ心線が提供さ
れる。

即ち、本発明に係る光ファイバ心線は、その被覆層の色
によって容易に識別することが可能である。一方、これ
を使用して紫外線硬化性樹脂により光ファイバユニット
を構成した場合に、光ファイバ心線が紫外線を十分に透
過するので、紫外線照射により紫外線硬化性樹脂が均一
に硬化されて光ファイバ心線が効果的に支持される。従
って、この光ファイバ心線を使用して作製した光ファイ
バユニットは、屈曲による伝播損失の低下が少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光ファイバ心線の一級的な構造を説明する断
面図であり、 第２図（ａ）は、第１図に示した光ファイバ心線を使用
した光ファイバユニットの典型的な構造を説明する断面
図であり、 第２図０））は、第２図（ａ）に示した断面構造を部分
的に拡大した部分断面図である。 〔主な参照番号〕 １　・・・・光ファイバ、 ２・・・・　１次被覆層、 ３・・・・　２次被覆層、 １０・・・・光ファイバ素線、 １１・・・・光ファイバ心線、 ２０・・・・光ファイバユニット、 ２１・・・・抗張力体、 ２２・・・・紫外線硬化性樹脂層、 Ａ・・・・影になる領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ファイバ素線と、該光ファイバ素線を被覆する
   顔料を混入された樹脂被覆層とを少なくとも具備する光
   ファイバ心線であって、 該樹脂被覆層が、該被覆層を構成する樹脂に対して０．
   ０１〜１．４０重量％の顔料を含むことを特徴とする光
   ファイバ心線。
2. （２）不透明な抗張力体と、該抗張力体に沿って配置さ
   れた複数の光ファイバ心線と、該抗張力体および該光フ
   ァイバを一体に被覆する紫外線硬化性樹脂層とを備える
   光ファイバユニットにおいて、該光ファイバ心線が、請
   求項１に記載された光ファイバ心線であることを特徴と
   する光ファイバユニット。