JPS6135529B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光フアイバにおける融着接続部の強化
処理方法に関する。

光フアイバの永久接続法として、１対の光フア
イバ端部を突き合わせ状態とし、該各端部をアー
ク放電等により融着接続する方法がよく採用され
ている。

この方法はその接続部での接続損失が小さくで
きる点で有効となつているが、該接続部に引張力
をかけた際の平均強度が30〜40Kg/mm²ときわめて
小さい故、強度上の問題究明とその解決法とが希
求されている。

本発明では、上記融着接続部の強化処理方法を
提案するにあたり、前述した問題点をつぎのよう
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に解明している。

一般にこの種の融着接続では、第１図のごとく
接続すべき光フアイバ１Ａ，１Ｂの端部２Ａ，２
Ｂから被覆層を除去して該各端部２Ａ，２Ｂを露
出状態とし、つぎに第２図のごとく、これら端部
２Ａ，２Ｂの先端側をほぼ垂直に切断して適正な
突合端面３Ａ，３Ｂをつくり、その後、第３図の
ごとく両突合端面３Ａ，３Ｂを互いに突き合わせ
ると共に１対の放電電極４Ｍ，４Ｎによるアーク
放電あるいはレーザ加熱等により当該両端部２
Ａ，２Ｂを融着しているが、こうした場合の接続
時、被覆のない上記端部２Ａ，２Ｂがその取り扱
い中に損傷されて微小な表面傷が発生する他、各
端部２Ａ，２Ｂから完全に除去されないでその表
面に付着している残存被覆層および空気中の塵埃
や放電電極からの金属粒子等が燃焼残渣となつて
上記融着接続部５の表面に固着し、これらが強度
劣化を惹起させるなど、以上の諸原因が前述した
強度上の問題を招来させている。

このことは、融着接続部の引張試験においてそ
の融着点近傍での破断率が1/3以上を占めること
からも裏付けられる。

以上のように光フアイバの融着接続部の特殊性
として、単なる外傷の他にアーク放電時の燃焼残
渣等が強度劣化の大きな要因となつている。

本発明者らは鋭意研究を行なつた結果、これら
の混在する強度劣化要因に対し、短時間で最も効
果的に強化処理できる方法を技術的に確立した。

すなわち本発明は光フアイバの融着接続部を弗
酸系の腐蝕性溶液または弗化アンモニウム系の腐
蝕性溶液（以下両者を総称して腐蝕性溶液とい
う）で強化処理するようにしたもので、以下その
具体的方法を説明する。

本発明では、例えば第４図のごとく腐蝕性溶液
６を液槽７内に収容しておき、該液槽７内に前述
した光フアイバ１Ａ，１Ｂの融着接続部５を浸漬
して所要強化処理を施すが、この際の腐蝕性溶液
６としては弗酸と強酸または弗酸と弗化アンモニ
ウムとの混合水溶液、あるいは弗化アンモニウム
水溶液等が用いられる。

ここでいう強酸とは酸定数が約10²以上の硫
酸、塩酸、硝酸などである。

因みに弗酸の酸定数は6.7×10^-4であり、弱酸
に分類される。

本発明では上記で少し述べたごとく、液槽７内
に光フアイバ１Ａ，１Ｂの融着接続部５を浸漬
し、該融着接続部５を所要時分だけ腐蝕性溶液６
で濡らす。

こうして融着接続部５を腐蝕性溶液６で濡らし
た場合、同液６により該融着接続部５の表面が溶
かされていき、その表面に固着している燃焼残渣
等もこの際の溶解作用により除去される。

もちろん、融着接続部５の表面に生じている微
小傷も、このとき同時に消去される。

以下、こうした強化処理された融着接続部５
は、液槽７外へ取り出された後、その表面に付着
している腐蝕性溶液６が水洗等により洗い落とさ
れ、そして乾燥後、該融着接続部５の表面には塵
埃等の付着を防止するため、シリコン樹脂、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂、ナイロン等によるコー
テイングが直ちに施される。

なお、本発明において処理対象となる光フアイ
バ１Ａ，１Ｂは前述した石英系光フアイバの他、
多成分ガラスフアイバ、クラツドをシリコン樹脂
などとするプラスチツククラツドフアイバも対象
となり、これらの融着接続部も先と同様に強化処
理できる。

つぎに本発明の各実施例を第５図により説明す
る。

なお、これらの実施例では、被覆前にある石英
系光フアイバの外径が125μｍ、シリコン樹脂に
よる被覆後の光フアイバ外径が400μｍである光
フアイバ１Ａ，１Ｂにおいて、該各光フアイバ１
Ａ，１Ｂの端部２Ａ，２Ｂからその被覆層を除去
し、さらにその端面３Ａ，３Ｂを切断加工した
後、これら端面３Ａ，３Ｂを突き合わせ状態とし
てタングステンを電極とするアーク放電により融
着接続し、これにより得られた融着接続部５を強
化処理したものである。

第５図ないし第８図には種々の組成の腐蝕性溶
液６により融着接続部５を１〜10分間浸漬処理し
た場合の結果を示す。

引張強度はいづれも20本の平均値で示した。

第５図における曲線，は下記の濃度とした
弗酸により処理した結果である。

曲線の場合：弗酸濃度4.3モル／ 曲線の場合：弗酸濃度8.6モル／ 第５図に示されるように強化処理前における融
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着接続部５の引張強度は0.5（Kg／125μｍφ）程
度であるが、その処理後の強度はこれらを何れも
上回つている。

第６図における曲線，，はそれぞれ弗酸
4.3モル／とした混合水溶液で処理した結果
で、曲線は弗酸と硫酸、曲線は弗酸と硝酸、
曲線は弗酸と塩酸である。

第６図に示されるように弗酸と硝酸、弗酸と塩
酸との混合水溶液による処理では未処理の平均強
度約0.5Kg／125μｍφに比較すると、かなりの強
度の向上が認められる。

最も著しい効果は、本発明において弗酸と硫酸
との混合水溶液を用いた場合に認められる。

またこの場合には処理時間についても最適範囲
が存在し、この組成においては1.5〜10分とする
ことが望ましい。

第７図には、弗酸、硫酸混合水溶液系により２
分間の表面処理を行つた場合の結果を示す。

強化処理効果は弗酸濃度の増加と共に増大する
が硫酸濃度に最適範囲の存在することが明らかで
ある。

これは前述した強度劣化の要因として、単なる
外傷によるものの他に燃焼残渣等の複合的な原因
が混在した、所謂光フアイバ融着接続部の特異な
現象と考えられる。

このように短時間の浸漬でも硫酸をある最適濃
度で混在させる効果が大きい理由は光フアイバ表
面の微少なクラツク内部への弗酸の侵入を硫酸が
助長し極めて短時間でクラツク先端を丸める効果
及び光フアイバ表面に残存する有機物や放電電極
からの付着物を弗酸の作用に先立つて硫酸が除去
することによる効果が複合的に作用していると推
測できる。

因みに、ここで用いた光フアイバの被覆材料を
除去して、弗酸4.3モル／、硫酸4.6モル／の
混合水溶液中に２分間浸漬して溶解された厚さを
測定したところ、約6.0μｍと極めて小さなもの
であつた。

このようにわずかな溶解で著しい強度改良効果
が得られる点にも光フアイバ融着接続部の強度劣
化機構が特異なことがうかがわれる。

硫酸濃度をある値以上にすると再び強度が低下
してくるが、この理由は、弗酸と石英ガラスの反
応によつて生酸する生成物を硫酸が除去してしま
い、その後光フアイバ表面クラツク（傷）の先端
がさらに弗酸によつて浸蝕されるためと推測でき
る。

このことは第６図において弗酸および硫酸の混
合水溶液を長時間作用させたとき再び強度が低下
してくることに対応している。

以上の総合結果からすると、腐蝕性溶液６につ
いてはつぎのことがいえる。

つまり腐蝕性溶液６としては弗酸と硫酸との混
合溶液が最も効果的であり、しかもその硫酸濃度
は１〜７モル／であるのが望ましく、さらに該
硫酸濃度が２〜６モル／であると著効になる。

一方、弗酸と硫酸の混合溶液の場合弗酸の濃度
は特に限定されないがこれの濃度は３〜10モル／
とするのがよい。

因みに弗酸濃度が３モル／以下である場合に
は充分な強化処理効果を得るのに長時間を要し、
また10モル／以上としても強化効果はもはやあ
まり向上しない。

第８図における曲線は弗化アンモニウムの濃
度を12モル／とした水溶液、曲線は弗化アン
モニウムの濃度を８モル／、弗酸の濃度を２モ
ル／とした弗化アンモニウム水溶液と弗酸の混
合水溶液である。

第８図に示されているように弗化アンモニウム
の水溶液の場合、および弗化アンモニウム水溶液
と弗酸の混合水溶液の場合も融着接続部５の引張
強度は処理前に比べて向上している。

そして弗化アンモニウムの水溶液を用いた場合
は弗酸に比べて毒性が少ないため処理作業がやり
やすいという利点を有している。また弗化アンモ
ニウムの水溶液と弗酸の混合水溶液を用いた場合
も弗酸を少なくすることが可能なため弗化アンモ
ニウムの水溶液だけを用いた場合と同様に作業環
境を良好に保つことができる。

なお本発明において第４図のごとく被覆のない
端部２Ａ，２Ｂをも腐蝕性溶液６で濡した場合、
これらの表面にも強化処理効果があらわれた。

その他の事項に関して、硫酸、硝酸など、これ
単独では上述した強化処理効果は認められなかつ
た。

さらに強化処理後の洗浄に関しては、水洗の
他、アルカリ液による洗浄も有効である。

以上説明した通り、本発明方法によるときは、
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互いに接続すべき１対の光フアイバ端部を突き合
わせ状態として該各端部を相互に融着し、これに
より形成された融着接続部を強化する方法におい
て、上記融着接続部の外周面を、弗酸と強酸また
は弗酸と弗化アンモニウムとの混合水溶液または
弗化アンモニウム水溶液からなる腐蝕性溶液で所
要時分だけ処理して、当外融着接続部の強度劣化
要因を除去することを特徴としているから、光フ
アイバ融着接続部にみられる特異な劣化要因、す
なわち表面傷、燃焼残渣等に起因した複合的な劣
化要因を除去することができ、したがつて光フア
イバ融着接続部の機械的強度が格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は光フアイバ端部の被覆除去状態を示す
説明図、第２図は同端部の端面加工状態を示す説
明図、第３図は同端部の融着状態を示す説明図、
第４図は本発明における融着接続部の強化処理状
態を示す説明図、第５図ないし第８図は本発明に
おける各種実施例の結果を示した成積図である。 １Ａ，１Ｂ……光フアイバ、２Ａ，２Ｂ……端
部、３Ａ，３Ｂ……端面、４Ｍ，４Ｎ……放電電
極、５……融着接続部、６……腐蝕性溶液、７…
…液槽。 〓〓〓〓

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに接続すべき１対の光フアイバ端部を突
   き合わせ状態として該各端部を相互に融着し、こ
   れにより形成された融着接続部を強化する方法に
   おいて、上記融着接続部の外周面を、弗酸と強酸
   または弗酸と弗化アンモニウムとの混合水溶液ま
   たは弗化アンモニウム水溶液からなる腐蝕性溶液
   で所要時分だけ処理して、当該融着接続部の強度
   劣化要因を除去することを特徴とした光フアイバ
   における融着接続部の強化処理方法。 ２ 強酸が硫酸、硝酸、塩酸の任意１以上からな
   る特許請求の範囲第１項記載の光フアイバにおけ
   る融着接続部の強化処理方法。 ３ 強酸の濃度が、1.0〜7.0モル／である特許
   請求の範囲第２項記載の光フアイバにおける融着
   接続部の強化処理方法。