JPH1152184A - 光ファイバ心線の接続方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ファイバ心線と接続対象物との間の接着強
度を増大化し得る接続方法を提供する。 【解決手段】 最外層被覆である二次被覆を熱可塑性ポ
リエステルエラストマを主材料とする難燃性樹脂組成物
により形成した光ファイバ心線４と、コネクタ用フェル
ール５との接続作業を行う場合に、光ファイバ心線の製
造後、または、フェルールとの接続作業前に、光ファイ
バ心線の二次被覆の外表面１２１に対し紫外線を照射し
て表面処理を行う。その後、エポキシ系接着剤を介して
二次被覆の外表面とフェルールの大径孔部５１の内表面
とを接着し、接着剤を硬化させることにより接続作業を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ心線の
端部を例えばコネクタ用フェルールに対し接続するため
に用いられる光ファイバ心線の接続方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の光ファイバ心線の接
続方法として、例えば図１に示すように、光ファイバ心
線４′をコネクタ用フェルール５に接着するものが知ら
れている。この場合には、上記光ファイバ心線４′の端
部の外表面を構成する最外層被覆面に対し一般にエポキ
シ系接着剤を塗布し、この塗布した状態の光ファイバ心
線をフェルール５の孔部５１に挿入させて上記光ファイ
バ心線４′の端部の外表面と上記孔部５１の内表面とを
上記接着剤を介して接着するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
光ファイバ心線の接続方法においては、上記光ファイバ
心線の端部とフェルールとの間の接着強度のより増大化
を図ることが要請されている。特に、光ファイバ心線の
最外層被覆が熱可塑性ポリエステルエラストマを主成分
とする難燃性樹脂組成物を硬化させて形成され、これに
より、光ファイバ心線が難燃化されている場合（例えば
特開平５−１５７９５０号公報参照）、このような難燃
性の最外層被覆と上記フェルールとの間の接着強度が通
常よりも低下するおそれがある。このため、最外層被覆
を難燃性樹脂組成物により形成した光ファイバ心線と上
記フェルールとの間の接着強度の増大化を図り得る接続
方法の開発が要請されている。

【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、光ファイバ心
線と接続対象物との間の接着強度を増大化し得る接続方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、光ファイバ心線の端部を筒
状の接続対象物の孔部に挿通させて、上記光ファイバ心
線の端部の外表面と上記接続対象物の孔部の内表面とを
接着剤を介して接着することにより光ファイバ心線と接
続対象物とを接続する光ファイバ心線の接続方法を対象
とし、上記光ファイバ心線の端部を接続対象物の孔部に
対し接着する前に、その光ファイバ心線の端部の外表面
を構成する最外層被覆面に対し紫外線を照射することに
より表面処理を行うようにするものである。

【０００６】上記の構成の場合、接着前に最外層被覆面
に対し紫外線の照射を行うことにより、光ファイバ心線
と接続対象物との間の接着強度が紫外線照射を行わない
場合に比べより増大した。これは、上記紫外線の照射を
受けることにより、最外層被覆面の表面洗浄が行われた
結果、もしくは、上記最外層被覆面を構成する樹脂表面
部の改質が行われた結果、または、双方の作用を受けた
結果、接着剤を介した接続対象物の内表面との間の接着
強度が向上したものと考えられる。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明における光ファイバ心線として、その最外層被覆が熱
可塑性ポリエステルエラストマを主材料とする難燃性樹
脂組成物を硬化させることにより形成された難燃性光フ
ァイバ心線を用いるものである。

【０００８】上記の構成の場合、最外層被覆が熱可塑性
ポリエステルエラストマを主材料とする難燃性樹脂組成
物により形成されているため、上記の紫外線照射による
表面洗浄もしくは改質作用が良好に発揮されて、接着剤
を介した上記最外層被覆面と接続対象物の内表面との間
の接着強度が紫外線照射をしない場合と比べ大幅に増大
する。

【０００９】また、請求項３記載の発明は、請求項１ま
たは請求項２記載の発明における接着剤をエポキシ系接
着剤とするものである。

【００１０】上記の構成の場合、光ファイバ心線の最外
層被覆面と接続対象物との間の接着剤として好ましいも
のが具体的に特定される。特に、最外層被覆が熱可塑性
ポリエステルエラストマを主材料とする難燃性樹脂組成
物により形成された請求項２の場合にも良好な接着性能
を発揮する。

【００１１】さらに、請求項４記載の発明は、請求項１
記載の発明における接続対象物をコネクタ用フェルール
とするものである。これにより、光ファイバ心線と接続
対象物が具体的に特定される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。

【００１３】図１は、光ファイバ心線４と接続対象物と
してのコネクタ用フェルール５とが接続された状態を示
し、本発明に係る実施形態は上記の接続に対し適用され
る。上記光ファイバ心線４は、図２に示すように、図示
省略の光ファイバ母材から線引されたコア・クラッドか
らなる裸光ファイバ２に対し紫外線硬化型樹脂等による
一次被覆１１が施されて光ファイバ素線３とされ、この
光ファイバ素線３に対し熱可塑性ポリエステルエラスト
マを主材料とする難燃性樹脂組成物による最外層被覆と
しての二次被覆１２が施されて形成されたものである。

【００１４】また、上記フェルール５は、他の光ファイ
バ心線もしくは機器類との接続に用いられるコネクタに
装着されるものであり、上記光ファイバ心線４が挿入さ
れる大径孔部５１と、その光ファイバ心線４の二次被覆
１２部分が剥がされた光ファイバ素線３が挿入される小
径孔部５２とを有する筒状部材である。

【００１５】そして、上記光ファイバ心線４をフェルー
ル５に接続するには、まず、その光ファイバ心線４の少
なくともフェルール５と接着する部分の外表面に対し、
紫外線を照射して表面処理を行い、その後、上記フェル
ール５に挿入するために所定範囲の二次被覆１２を剥が
す。次に、接着剤としてエポキシ系接着剤を塗布する
か、エポキシ系接着剤中に光ファイバ心線４の接着対象
部位を浸漬させ、この光ファイバ心線４をフェルール５
の大径孔部５１及び小径孔部５２に挿通させる。そし
て、所定の硬化時間の間、所定の硬化温度に加熱するこ
とにより上記接着剤を硬化させる。これにより、光ファ
イバ心線４の二次被覆１２の外表面１２１と、大径孔部
５１の内表面とが上記接着剤による接着剤層６を介して
互いに接着されて光ファイバ心線４とフェルール５との
接続が完了する。

【００１６】上記の紫外線照射による表面処理は、製造
された製品としての光ファイバ心線４に対し接続作業毎
にその接続作業の前工程として行ってもよいし、上記製
品としての光ファイバ心線４を製造する際の最終段階に
付加した付加工程として行ってもよい。以下に、上記の
接続作業時に前工程として行う場合と、製造時に付加工
程として行う場合とについて順に説明する。

【００１７】上記の接続作業の前工程として行う場合に
は、図４に示すように、巻き取りボビン３０に巻き取ら
れた光ファイバ心線４を走行させながら紫外線照射器３
２内に通過させるようにすればよい。この際、上記光フ
ァイバ心線４の走行速度を制御することにより光ファイ
バ心線４が上記紫外線照射器３２から所定時間の間、紫
外線の照射を受けるようにする。これにより、光ファイ
バ心線４はその外表面に紫外線の照射を受けて二次被覆
１２の樹脂被覆面（外表面１２１）が表面洗浄もしくは
改質されることになる。

【００１８】また、上記の製造時に付加工程として行う
場合には、図５に示すように光ファイバ素線製造工程Ｐ
1 及び光ファイバ心線製造工程Ｐ2 を行った後の最終段
階に紫外線照射による表面処理工程Ｐ3 を行うようにす
ればよい。以下、各工程Ｐ1，Ｐ2 ，Ｐ3 について説明
する。

【００１９】上記光ファイバ素線製造工程Ｐ1 において
は、光ファイバ母材１からコア及びクラッドからなる細
径化（例えば０．１２５ｍｍ径）された裸光ファイバ２
を線引する線引処理Ｐ11と、線引処理された裸光ファイ
バ２に対しコーティングすることにより一次被覆１１
（図６参照）を施して光ファイバ素線３を製造する一次
被覆処理Ｐ12とを行う。上記線引処理Ｐ11では、光ファ
イバ母材１の先端を線引炉２２のヒータ２１により加熱
しながら光ファイバ母材１から裸光ファイバ２を線引
し、次に、上記一次被覆処理Ｐ12において、その裸光フ
ァイバ２を溶融状態の紫外線硬化型樹脂が充満されたダ
イス２３に通すことにより、裸光ファイバ２の外表面に
一次被覆１１をコーティングし、この一次被覆１１を図
示省略の紫外線照射器により紫外線を照射して硬化させ
ることにより所定径（例えば０．２５ｍｍ径）の光ファ
イバ素線３とし、この光ファイバ素線３を巻き取りボビ
ン２５に巻き取る。この際、裸光ファイバ２及び光ファ
イバ素線３が引取りキャプスタン２４により所定の走行
速度で走行するように制御されて所定の一定径の裸光フ
ァイバ２及び光ファイバ素線３が製造され、これによ
り、裸光ファイバ２の周囲が一次被覆１１により同軸に
被覆された光ファイバ素線３（図６参照）が製造され
る。

【００２０】次に、上記光ファイバ心線製造工程Ｐ2 に
おいては、上記の巻き取りボビン２５を心線製造ライン
に移し、この巻き取りボビン２５の光ファイバ素線３を
図示省略のキャプスタンにより所定の走行速度により走
行させながら、加熱炉３１による光ファイバ素線３の一
次被覆１１に対する加熱処理Ｐ21と、押出し成形機２６
による二次被覆１２の押出し被覆処理Ｐ22と、押出し被
覆直後の所定時間の自然冷却処理Ｐ23と、温水槽２７に
よる二次冷却処理Ｐ24と、冷水槽２８による三次冷却処
理Ｐ25と、エアーブロー２９による水分除去処理Ｐ26と
が行われる。

【００２１】上記加熱処理Ｐ21においては、一次被覆材
である紫外線硬化型樹脂の熱劣化温度がほぼ１２５℃で
あるために、一次被覆１１表面が１２５℃よりも低い温
度範囲の温度になるように加熱する。例えば、加熱炉３
１を電気ヒータにより構成し、この電気ヒータを１５０
℃に設定し、光ファイバ素線３を上記電気ヒータ内に微
小時間の間に通過させると、一次被覆１１表面を１２５
℃よりも低い温度範囲の温度まで昇温させることがで
き、押出し成形機２６による押出し被覆の際には上記一
次被覆１１の表面がほぼ１２０℃まで昇温されることに
なる。実際には、一次被覆１１の熱劣化を確実に防止す
ることを考慮して５０℃〜１００℃の温度範囲、中でも
６０℃〜７０℃の温度範囲まで一次被覆１１が昇温され
るように加熱すればよい。また、加熱の効率を考慮して
加熱炉３１は押出し成形機２６の手前位置に隣接して配
設することが好ましい。

【００２２】上記押出し被覆処理Ｐ22は、押出し成形機
２６に熱可塑性ポリエステルエラストマを主成分とする
難燃性樹脂組成物（二次被覆材）をほぼ２４０℃の溶融
状態にし、この溶融樹脂に加熱処理Ｐ21直後の光ファイ
バ素線３を通過させることにより二次被覆１２の押出し
被覆を行い光ファイバ心線４（図２参照）とする。

【００２３】このように押出し被覆処理Ｐ22を行う前
に、一次被覆１１が上記の如く昇温されているため、押
出し被覆する溶融状態の二次被覆材の温度（押出し被覆
樹脂温度）と、一次被覆１１の温度との相対温度差が、
上記の加熱処理Ｐ21を行わない場合と比べ大幅に小さく
なる。このため、押出し被覆された二次被覆１２と一次
被覆１１との境界面における密着度合いを大幅に増大さ
せることができる。

【００２４】次に、押出し被覆後の光ファイバ心線４に
対し一次〜三次までの冷却処理Ｐ23〜Ｐ25を行う。自然
冷却処理（一次冷却処理）Ｐ23は、上記押出し被覆直後
の光ファイバ心線４を温水槽２７による二次冷却処理Ｐ
24に入るまでの所定の設定時間だけ室温雰囲気の空気中
に走行させることにより、上記押出し被覆直後の光ファ
イバ心線４を自然冷却させるようにするものである。上
記設定時間は、ポリアミド樹脂を二次被覆材として用い
る場合のように押出し被覆直後に極めて早期（例えば
０．１ｓｅｃ後）に温水槽２７内に入れるのではなく、
このポリアミド樹脂の場合よりも長い時間を設定すれば
よく、光ファイバ心線４が押出し成形機２６による押出
し被覆直後から温水槽２７に入るまでの間、少なくとも
１ｓｅｃ以上の時間だけ室温雰囲気中を通過するように
設定する。この際、二次被覆材としての熱可塑性ポリエ
ステルエラストマのメルトフローレートは比較的小さい
ため、押出し被覆後に比較的長時間（１ｓｅｃ以上）空
中を走行させても形状変化することなく、光ファイバ心
線４は真円状態に保たれる。

【００２５】上記の如き比較的長時間の室温雰囲気での
自然冷却を行うには、押出し成形機２６と温水槽２７と
の間隔を光ファイバ心線４の走行速度に応じて上記の設
定時間だけ室温雰囲気の空気中に光ファイバ心線４が晒
されるように設定するか、或いは、上記押出し成形機２
６と温水槽２７との間隔設定に加え、その間隔設定に応
じて光ファイバ心線４の走行速度を比較的遅く設定する
ようにすればよい。

【００２６】このように押出し被覆直後の光ファイバ心
線４に対し比較的長期の自然冷却を行うことにより、押
出し被覆直後に温水槽２７等による急冷を行う場合と比
べ、二次被覆１２の収縮度合いを低減させることができ
る上に、内部の残留歪みも低減させることができるよう
になる。

【００２７】そして、自然冷却処理Ｐ23後の光ファイバ
心線４を温水槽２７の温水中に通過させて二次冷却処理
Ｐ24を行い、続いて冷水槽２８中の冷水中に通過させて
三次冷却処理Ｐ25を行う。この後、エアーブロー２９に
より光ファイバ心線４の表面に付着した水分を除去する
水分除去処理Ｐ26を行うことにより、光ファイバ心線４
の製造が完了する。

【００２８】そして、この光ファイバ心線４に対し、付
加処理として表面処理工程Ｐ3 において、紫外線照射器
３２による紫外線照射を所定時間行うことにより、光フ
ァイバ心線４の二次被覆１２の外表面の洗浄もしくは改
質による表面処理を行えばよい。

【００２９】なお、上記の押出し被覆処理Ｐ2 後の冷却
は、二次冷却処理Ｐ24及び三次冷却処理Ｐ25を省略して
自然冷却処理Ｐ23のみにより全ての冷却を行うようにし
てもよい。この場合、心線製造ラインの設備上許容され
る限り長い距離だけ光ファイバ心線４を走行させる、も
しくは、光ファイバ心線４の走行速度を遅くするなどの
方法により室温雰囲気中に晒される時間を長期化させれ
ばよい。従って、本発明における室温雰囲気下での自然
冷却は１ｓｅｃ以上であれば長い程よく、自然冷却時間
の上限側の制限はない。

【００３０】以上の製造方法により製造された光ファイ
バ心線４の場合、上記の如く押出し被覆処理Ｐ26の前に
加熱処理Ｐ21を行うことにより一次被覆１１と二次被覆
１２との密着度合いの増大化が図られる上に、押出し被
覆処理Ｐ22直後に比較的長期の自然冷却処理Ｐ23を行う
ことにより二次被覆１２の収縮抑制及び残留歪みの低減
化が図られるため、光ファイバ心線４の端面からの光フ
ァイバ素線３の突き出しの発生を防止することができ
る。その上に、この光ファイバ心線４に対し、例えば−
４０℃を３０分、＋８５℃を３０分の熱的環境を所定サ
イクルで交互に繰り返すヒートサイクル試験を実施して
も、上記の如き一次被覆１１と二次被覆１２との密着度
合いの増大により二次被覆１２の収縮が抑制される上
に、交互の温度変化の繰り返しによる残留歪みの解放量
自体が低減化されるため、光ファイバ心線４の端面から
光ファイバ素線３の突き出しの発生（図７の突き出し部
３ａ参照）を防止もしくは十分に抑制させることができ
るようになる。

【００３１】＜他の実施形態＞なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
フェルール５を接続対象物としているが、これに限ら
ず、他の接続対象物と光ファイバ心線との接続に本発明
による接続方法を適用してもよい。

【００３２】

【実施例】共に熱可塑性ポリエステルエラストマを主材
料とする難燃性樹脂組成物により二次被覆を形成し、紫
外線の照射による表面処理を行った光ファイバ心線４
（心線長５００ｍｍ）の一端をフェルール５に接着して
接続したもの（実施例）と、そのような表面処理を行わ
なかった光ファイバ心線４′（心線長５００ｍｍ）の一
端をフェルール５に接着して接続したもの（比較例）と
を用いて図８に示すような試験装置を用いて接着強度を
測定した。

【００３３】接着強度の測定は、上記フェルール５を固
定部６１に固定する一方、各光ファイバ心線４，４′の
他端を心線固定部としてのマンドレル６２に固定し、こ
の状態でマンドレル６２を５ｍｍ／分の引張速度で引っ
張っていき、この時に上記固定部６１に作用する荷重を
ロードセル６３により測定した。そして、上記各光ファ
イバ心線４，４′がフェルール５から抜け出た時の測定
荷重値を接着強度とした。

【００３４】また、上記比較例については、接着剤とし
てエポキシ系接着剤としてエポテック３５３ＮＤ（米国
エポキシテクノロジー社製）を用い硬化条件としての加
熱温度／加熱時間を８０℃／３時間とし、接着剤硬化後
の初期接着強度と、−４０℃を３０分，＋８５℃を３０
分の熱的負荷（ヒートショック）を１サイクルとした場
合に２４サイクル後，４８サイクル後，及び，７２サイ
クル後の各接着強度とを測定した。これに対し、上記実
施例については、接着剤として上記と同じエポテック３
５３ＮＤを用い硬化条件としての加熱温度／加熱時間を
１００℃／３０分とし、接着剤硬化後の初期接着強度
と、上記ヒートショックの４８サイクル後及び９６サイ
クル後の各接着強度とを測定した。

【００３５】そして、比較例及び実施例としてそれぞれ
１０の供試体を用意し、上記の各試験条件での比較例及
び実施例についての接着強度の測定を各１０回行った。

【００３６】これらの接着強度の測定試験結果につい
て、比較例の場合を表１に、実施例の場合を表２にそれ
ぞれ示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】上記の表１及び表２には各１０回の測定に
おける最小接着強度値、最大接着強度値、及び、各１０
回の平均接着強度値を示した。この結果によると、比較
例の場合には最小接着強度と最大接着強度との間の差が
極めて大きく供試体間のばらつきが極めて大きいもので
あった。しかも、平均接着強度もかなり低い値であっ
た。

【００４０】これに対し、実施例の場合には、最小接着
強度と最大接着強度との間の差もかなり小さく供試体間
のばらつきは極めて小さいものであった。しかも、平均
接着強度は上記比較例に比して大幅に増大している。

【００４１】考察するに、比較例の場合には光ファイバ
心線４′の外表面の性状がフェルール５との接着部位毎
にばらつきがあったのに対し、実施例の場合には紫外線
照射による表面処理によって表面洗浄が行われて一定品
質に処理された上に、上記の難燃性樹脂組成物による二
次被覆の表面部の改質が行われた結果、殆どばらつきの
ない接着強度で、しかも、比較例に比して大幅に増大し
た接着強度になったものと考えられる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
４のいずれかに記載の発明における光ファイバ心線の接
続方法によれば、接続対象物との接着前に最外層被覆面
に対し紫外線の照射を行うことにより、光ファイバ心線
と接続対象物との間の接着強度を紫外線照射を行わない
場合に比べ増大させることができる。特に、最外層被覆
が熱可塑性ポリエステルエラストマを主材料とする難燃
性樹脂組成物により形成した請求項２記載の発明の場合
には、接着剤を介した最外層被覆面と接続対象物の内表
面との間の接着強度を紫外線照射をしない場合と比べ大
幅に増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光ファイバ心線とフェルールとを接続した状態
の断面説明図である。

【図２】光ファイバ心線の拡大断面図である

【図３】図１のＡ部拡大断面図である。

【図４】光ファイバ心線に対する表面処理工程を示す説
明図である。

【図５】表面処理工程を含む難燃性光ファイバ心線の製
造工程を示す説明図である。

【図６】光ファイバ素線の拡大断面図である。

【図７】光ファイバ心線の端面からの突き出しを示す正
面説明図である。

【図８】接着強度の測定試験の原理を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

４ 光ファイバ心線 ５ コネクタ用フェルール（接続対象物） ６ 接着剤層 １２ 二次被覆（最外層被覆） ３２ 紫外線照射器 １２１ 外表面（最外層被覆面） Ｐ3 表面処理工程

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバ心線の端部を筒状の接続対象
   物の孔部に挿通させて、上記光ファイバ心線の端部の外
   表面と上記接続対象物の孔部の内表面とを接着剤を介し
   て接着することにより光ファイバ心線と接続対象物とを
   接続する光ファイバ心線の接続方法において、 上記光ファイバ心線の端部を接続対象物の孔部に対し接
   着する前に、その光ファイバ心線の端部の外表面を構成
   する最外層被覆面に対し紫外線を照射することにより表
   面処理を行うようにすることを特徴とする光ファイバ心
   線の接続方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 光ファイバ心線は、その最外層被覆が熱可塑性ポリエス
   テルエラストマを主材料とする難燃性樹脂組成物を硬化
   させることにより形成された難燃性光ファイバ心線であ
   ることを特徴とする光ファイバ心線の接続方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 接着剤はエポキシ系接着剤であることを特徴とする光フ
   ァイバ心線の接続方法。
4. 【請求項４】 請求項１において、 接続対象物はコネクタ用フェルールであることを特徴と
   する光ファイバ心線の接続方法。