JPS5965805A - 光フアイバ心線 - 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】 （イ）技術分野 本発明は、光フアイバ素線の外周に、炭素繊維あるいは
芳香族ポリアミド繊組等で補強した熱硬化性樹脂、いわ
ゆるＦＲＰ　（繊維強化グラスチックスフヲ被覆１−で
、伝送特性の温度依存性と機械特性を改良（−た光フア
イバ心線の改良に関するものである。

（ロ）背景技術 従来の光フアイバ心線は、第１図に示すように１の光フ
ァイバにプライマリ層２．バッファ層５（２，５共にシ
リコン樹脂等からなる）、更にその上に２次被覆層とし
てナイロン等の熱可塑性樹脂が波型されている。この構
造のファイバは、製造が比較的容易であるメリットはあ
るものの、線膨張率を初めとして２次被覆グラスチック
の温度依存性が大きく、かつ曲げ側圧に対する抵抗力が
弱い欠点ももっている。このためこの心線単体の使用は
不可能で、ケーブルあるいはコードとして使用するため
にはデンションメンバ等の補強相欠必要とした。

このような従来の光フアイバ心線の欠点全解決するため
に、本発明者等は、２次被罹として芳香族ポリアミド繊
維や炭素繊維等で強化した熱硬化性樹脂を使用すること
が非常に効果的であること全見出し、先に提案している
。すなわち、従来の２次被覆に主に用いられるナイロン
の熱膨張係数２　Ｘ　ｊ　Ｏ’　　１／’Ｃに対し、補
強繊組の熱膨張係数は犬きくとも＋　ロー＠　　１／ｕ
　　の単位で、ガラスファイバ固有の線膨張係数６　Ｘ
　＋　Ｑ−ｓ　　１７℃　　に目るかに近く、そのため
ＦＲＰ　全２次被覆された光フアイバ心線は、低温下や
高温下に置かれた場合でもガラスファイバ固有の膨張と
の不整は僅少であり、ナイロン被覆心付で経験するよう
なガラスファイバが２次被覆に対して全長を発生して蛇
行現象を発生して伝送特性ヒマイクロベンドによる損失
劣化を誘発する恐れがない。すなわち低温域から高温域
貫で伝送接失の安定な光ファイバを得ることが出来る。

オた、ナイロンの引張弾性率１００　Ｋｇ／ｖｍ２に対
し、炭素繊維強化プラスチックス１５，０００Ｋｙ／ｌ
ｔｓ”　、芳香族ポリアミド繊維強化プラスチックス９
０００　Ｋｇ／ｍ”と、従来の光フアイバ心線よりも機
械強度が大巾に向上する０しかしながら炭素繊維、芳香
族ポリアミド繊維を補強繊維とするＦＲＰ　？　２次被
覆した光フアイバ心線でも熱的特性の安定性がまだ不十
分なところがあった。

（／→　発明の開示 本発明者等はかかるＦＲＰ被覆光ファイ、（心線の熱的
特性ケ更に向上させることゲ目的として研究ゲ重ねた結
果、熱硬化性樹脂を含んだ補強繊維の素線方向に対する
積層角が、次のように、光ファイノ（心線の熱的特性向
上に関係することを見出し、本発明に到達したものであ
る。

補強繊維として使用される炭素繊維イと芳香族ポリアミ
ド繊維口の素線方向に対する積層角θと熱膨張係数との
関係ケ第２図に示す０第２図はエポキシ樹脂、炭素繊維
もしくは芳香族ポリアミド繊維含有率６５％の場合であ
るが、熱硬化性樹脂の種類、繊＃、ｆＩ含有率が変化し
ても傾向は大体同じである。このグラフから補強繊維の
積層角が４０°以上になると急激に熱膨張係数が大きく
なり、積層角５０が最も小さいことがわかる。従って、
積層角が４０°以下、好貫しくは５０°、で熱膨張係数
１小さく出来、光ファイ）Ｚ心線の伝送特性の温度依存
性を極めて安定化出来ることになる。

すなわち本発明はプラスチックスの保護被覆層を有する
光ファイバに、熱硬化性樹脂を含む芳香族ポリアミド繊
維あるいは炭素繊維を、九フつ′イバ方向に対し積層角
４０以下にして積ＩＦｉ　ＩＪ’４覆すること全特徴と
する光フアイバ心線に関するもので、積層角を５０にす
ることが特に好プしい。

本発明の、積層角４０以下で炭素繊維、芳香族ポリアミ
ド繊ｍゲ補強繊維としたＦＲＰを２次被覆した光フアイ
バ心線は、第２図に示すように熱膨張係数が負の値であ
るため、低温下や高温下に置かれた場合でもガラスファ
イバ固有の膨張との不整は僅少であり、ナイロン被覆心
付で経験するようなガラスファイバが２次被覆に対１ｙ
”ｔＴ余長奮発生して蛇行現象を発生して伝送特性上マ
イクロペンドによる損失劣化を誘発する恐れがない。す
なわち低温域から高温域まで伝送損失の安定な光ファイ
バに得ることが出来る。

更に熱膨張係数が負値であることは、光信号の伝搬時間
の温度依存性についても、従来のナイロンやガラス繊維
強化グラスチツクスでは得られなかった安定度會達成す
ることが可能である。すなわち２次被覆された心線の複
合体としての線膨張係数σ。９は ΣαｉＦｉ、ＥＩｉ α。ｑ−□　・・・・・（Ａ） Ｘ　　ｇｌｓｌ で与えられる。ここでα、Ｅ２日は線材を構成する各材
料の線膨張率、ヤング率、断面積全表わし、添字１ｔ−
ｉ各材料（ガ′ラス１次被愕。

２次被覆・・Ｉ）を表わす０従って本発明による光ファ
イバの場合、芳香族ポリアミド繊維強化プラスチックス
および炭素繊維強化プラスチックスの線膨張係数は各々
−＋ｘ＋ｏ−ｚ／℃と一７Ｘパ１０−６１７℃なので２
次被覆材料の構成比率（あるいは被覆径ンヲ増大させる
ことによシ光ファイバ心線の線膨張係数１限りなく−Ｉ
　Ｘ　１０−’　　１／℃　〜−７Ｘ　１０−’　　ｊ
／’Ｃに近づくことになる。さて光ファイバの伝搬時間
の温度依存性−一は、（Ｂ）式のように（屈折率τ　ｄ
Ｔ の温度依存性（第１頂）と光ファイバ長の温度依存性に
起因する項（番２項）の和で考えられる。

ここで標準的なガラスファイバの場合、屈折度であるの
で、（Ｂ）式を計算すると本発明による光フアイバ心線
の場合、 強化プラスチックス） キー１．７Ｘ１０−’　　（炭素繊維強化プラスチック
スン が期待出来、ナイロン被覆心線の場合の計算値５　Ｄ　
Ｘ　ｊ’Ｑ−ｉ　　＋７℃　　に比べてはるかに温度依
存性が小さい。この特徴は、本発明による光フアイバ心
線は高精度同期信号系の通信線路に最も適した光フアイ
バ心線構造であることを示している。

本発明における第１次保護被覆層に肖るプライマリ層、
バッファ一層としてはＲＴＶシリコン、紫外線硬化型の
エポキシアクリＶ　−ト、ウレタンアクリレートが使用
され、通常、約５０〜２００１１ｍ　の厚さｔ有（７て
いる０また２次被覆層は不飽和ポリエステル樹脂、エポ
キシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビニルエステル樹脂、フェ
ノール樹脂等の熱硬化性樹脂ケガラス繊維で強化したも
のが用いられる０また通常好ましい繊維き有事は、特性
上及び成形性からみて４０〜８５％である。８５％以上
の含有率では、樹脂の含浸及び硬化後の引き取シＺ１難
で、４０係以下では楕円化がおきて真円の成形が離しぐ
、又所望の強度、伝送特性が得られない。２法被〜層の
１７さとして４ｄ　５０〜５００１１ｍ　が一般的であ
る０に）　発明全実施す、るための最良の形態本発明の
光ファイバ心ｓｉ製造する一例を第５図に示す。図−５
において、１けバッファ層まで被覆され′た光ファイバ
緊線である。

供給ボビン８から炭素繊維等の補強繊維６が、不飽和ポ
リニスデル樹脂、あるいはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂が満たされた含浸槽７を通過して樹脂が含浸された状
態で回転しなから１の光フアイバ心線上に巻つけられる
。

このときの補強繊維の巻付角度は、光ファイバ緊線の引
張速度と補強繊維の回転速度によ９４０℃以下に保たれ
る。そして所望の径に仕上げるべく、繰シ返し補強繊維
全光ファイバ素線に積層させた後、第５図でＦｉ５度の
積層例を示しているが勿論これに限定されるものではな
く、所望の回数Ｓ層させた後、真円に仕−ヒげるべ（成
形ダイス２により所定の径に成形した後、加熱硬化炉５
によシ、補強繊維中に含浸した樹脂を硬化させる。その
後引抜装［４によシ前記補強繊維全被覆した光フアイバ
心線を引き取り、巻重装置５により巻き取つ°Ｃかかる
心線ケ得ることが出来る０（ホ）効果および産業上の利
用可能性 本方法により製造された光フアイバ心線は、光ファイバ
が正確に中心部に位置１１１来るだけでなく、楕円等の
形状変形をおこさないすぐれた光フアイバ心線が得られ
るう本心線は、軽量でもあるからそれ自体コードとして
使用され得るだけでなく、従来の熱可塑性樹脂では困雛
とさｉｌでいた特殊環境条件下での光通信システムにも
使用可能となるものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は１次、２次被覆層を設けた光フアイバ心線の構
造ケ示す横断面図であり、第２図はガラス繊維強化プラ
スチックの光フアイバ方向に対するＦＲ層角と、光ファ
イづ心線の熱膨張係数との関係を示すグラフであり、第
５図は本発明の光フアイバ心線、の製造法を示すフロー
シートである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　プラスチックの保護被覆層を有する光ファイバ
   の外周に、熱硬化性樹脂を含む炭素繊維または芳香族ポ
   リアミド繊ｍ　’ｒ光ファイバ方向に対［−積層角４　
   ｏ°以下に１〜で積層被覆１．たことを特徴とする光フ
   アイバ心線。
2. （２）　　積層角を５ｏ°とした特許請求の範囲第１項
   記載の光フ′アイバ心線。