JPS63198008A - 極低温用光フアイバ心線 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、極低温雰囲気下で光通信ケーブルに用いられ
る低線膨脹率にして高弾性率な光ファイバ心線に関する
ものである。

（従来の技術） 第２図は従来の極低温用光ファイバ心線の一例の断面図
であって、１はガラスファイバ、２は紫外線硬化性樹脂
もしくは熱硬化性樹脂からなる一次被覆層、３は高真空
が保たれているクリアランス、４はスチールからなる外
被である。

第２図からも明らかなように、従来の極低温用光ファイ
バ心線においては、線膨脹率の大きなプラスチック被覆
層をできうる限り薄くして、極低温下での被覆層収縮に
よるマイクロベンド損失増を低減化させるとともに、被
覆層が薄層化したことによる側圧特性の劣化を改善する
ため、線膨脹率の比較的小さなスチールで光ファイバ素
線を保護するという複雑な構造をとっている。　・こう
したルースチューブ型の心線では、外被にスチールを用
いているので、心線が重く、可撓性に欠ける。また素線
と外被の隙間に空気が存在すると、極低温下で空気中の
水分等が凍結して損失増の原因となるので、隙間を高真
空にする必要がある。

したがって製造工程が非常に複雑になるなどの、欠点が
あった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、タイト構造光ファイバ心線の二次被覆層に高
い弾性率と低い線膨脹率を有する材料を使用して、製造
工程を簡略化し、しかも軽量で極低温下での損失特性に
すぐれた光ファイバ心線を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明による極低温用光ファイバ心線は、光ファイバと
一次被覆層からなる光ファイバ素線の外周に被覆された
二次被覆層を具備したタイト構造光ファイバ心線にふい
て、翁記二次被覆層としてサーモトロピック液晶高分子
を用い、前記二次被覆層の線膨脹率をお＄よそ７．５　
Ｘｌ０−’℃−１とし、かつ前記二次被覆層の弾性率Ｅ
（単位ＧＰａ　）と断面積Ａ（単位ｍ５２）および線膨
脹率α（単位℃−１）との間に、次式の関係： □　≧１．６３５　ＸＩＯ’α−１，２２２Ａ が成立させるようにする。

本発明によれば、二次被覆層が素線の一次被覆層とタイ
トに密着しているので、製造工程において高真空化等の
処理が不要となり、製造工程が簡略化できる利点がある
。さらに二次被覆層は、低線膨脹率であるため極低温下
でも被覆層収縮が非常に小さく、損失変化が生じないの
で、従来のタイト構造光ファイバ心線が用いることので
きなかった極低温下でも使用できるという利点がある。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す一実施例に基づいて説明する
。

第１図は本発明による極低温用光ファイバ心線の断面図
であって、■はガラスファイバ、２は紫外線硬化性樹脂
もしくは熱硬化性樹脂からなる一次被覆層、５はファイ
バ長手方向に高度に分子配向したサーモトロピック液晶
高分子からなる二次被覆層である。

本発明による極低温用光ファイバ心線の特徴とする部分
は前述の二次被覆層であるが、この実施例においては、
溶融状態において作用するせん断応力（光ファイバに二
次被覆層を被覆するとき、押出機ヘッドのダイ−ニップ
ル間で発生する応力）または延伸力（二次被覆層を被覆
するとき、グイリップを出た後、樹脂の引き落とし時に
作用する応力）によって、ファイバ長手方向に高度に分
子配向し、その結果、ファイバ長手方向に高弾性率化、
低線膨脹率化することが可能なサーモトロピック液晶高
分子を用いている。

サーモトロピック液晶高分子を二次被覆とする光ファイ
バ心線の製造方法については、すでに本発明者らが特願
昭５７−２１４６３２号「光ファイバ心線の製造方法」
において明らかにしている。

このようなサーモトロピック液晶高分子は、二次被覆工
程にふける製造条件（押出温度、グイ、ニップル寸法、
樹脂引き落とし比、被覆速度）によって、分子配向状態
が著しく変化するので、被覆層の特性も著しく異なる。

通常、光ファイバ長手方向のサーモトロピック液晶高分
子二次被覆層の弾性率は、数ＧＰａから５０ＧＰａ程度
であり、光ファイバ長手方向の線膨脹率は−Ｉ　Ｘｌ０
−’℃−１から５　Ｘｌ０−’ｔ−’までの範囲の値を
とる。

このうち極低温光ファイバ心線用には、液体Ｈｅ温度（
−２６９℃）においても、ファイバ座屈の始まるファイ
バ圧縮歪（約−０，２％）よりも小さなファイバ圧縮歪
が負荷されるように、該二次被覆層の弾性率Ｅ１線膨脹
率α、断面積へを設定すれば、損失増加が起こらないこ
とが実験的に明らかになった。この条件は次式によって
表わされる。

・・・・・・（１） ここでΔεはファイバ歪、Ｌ　％　ＡＴ　ｓα、はそれ
ぞれファイバの弾性率（７２ＧＰａ）　、断面積（約０
．０１２３ｍｍ２）　、線膨脹率（５，５Ｘｌ０−７℃
−１）であり、ΔＴは温度差である。

ΔＴの基準を２０℃として式（１）に数値を代入して、
整理すると、α＞７．５　Ｘｌ０−’℃″′１の二次被
覆層のＥ、八に関して次の制約： 二＞１．６３５　ＸＩＯ３α−１，２２２ＥΔ が導かれる。ただし、Ｅの単位はＧＰａ　、　Ａの単位
はｍｍ２、ａの単位は℃−１である。α＝７．５　Ｘｌ
０−６ｔ−’のとき（α−α、）ΔＴの項が実験的に−
０，００２となるので、α＜７．５　Ｘｌ０−６℃−１
の二次被覆層に関して式（１）は成立せず、Ｅ、Ａの制
約は存在しない。

このように本発明の極低温用光ファイバ心線では、二次
被覆層が高弾性率化、低線膨脹率化されているので、従
来の極低温用光ファイバ心線に用いられているスチール
外被が不要になり、軽量になるとともに、タイト構造で
あるので、心線内の高真空化処理が不要となり、製造工
程も簡略化される。

本発明における二次被覆層５の材料としては、サーモト
ロピック液晶性を示すものであれば基本的にいかなるも
のでもよい。たとえばサーモトロピック液晶高分子を下
記の構造式、 士Ａ←→Ｂ÷ １　　　　　　　　　　　　　ｍ で表したとき、基（Ａ）が下記の構造でｎが４０〜８０
モル％であり、 基（Ｂ）が主に下記に示す（Ｂ１）〜（Ｂ、）の構造＝
（［１３）　　　　−０ＣＨ２ＣＨ２０−の一種以上か
らなるものが好ましい。

以下、本発明の具体例および比較例について説明する。

具体例 コア／クラツド径＝５０／１２５μｍ、Δｎ＝１％のＧ
ｌファイバである光ファイバに、−次被覆として変性シ
リコーンおよびシリコーンバッファ層（外径０．４ｍｍ
）を設けるとともに、二次被覆としてサーモトロピック
液晶高分子（外径０．９ｍｍ）を施して光ファイバ心線
を製造し、−１９６℃における損失増加量（基準温度２
０℃）を測定した。その結果を下記の第１表に示す。

比較例 上記光ファイバ素線の外周に、二次被覆としてナイロン
１２　（外径０．９ｍｍ）を施して光ファイバ心線を製
造し、−１９６℃に右ける損失増加量を測定した。その
結果を下記の第１表に示す。

第１表 （発明の効果） 以」二説明したように、本発明の極低温用光ファイバ心
線は、タイト構造をとっているので、高真空化工程が不
要となり、製造工程が簡略化されるという利点がある。

さらに、二次被覆層は高弾性率で、かつ低線膨脹率を示
すので、スチール外被が不要となり、軽量化できるとと
もに、極低温下においても優れた伝送損失を保持できる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による極低温用光ファイバ心線の一実施
例の断面図、 第２図は従来の極低温用光ファイバ心線の一例の断面図
である。 ｌ・・・光ファイバ　　　　　２・・・−次被覆層３・
・・高真空に保たれたクリヤランス４・・・スチール外
被 ５・・・サーモトロピック液晶高分子の二次被覆層特許
出願人　　日本電信電話株式会社 第１図 第２図 ４−一λつ−ル外苓罠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光ファイバと一次被覆層からなる光ファイバ素線の
   外周に、サーモトロピック液晶高分子をタイトに二次被
   覆して成り、該二次被覆層がおおよそ７．５×１０＾−
   ＾６℃＾−＾１以上の線膨脹率を有し、該二次被覆層の
   弾性率Ｅ（単位ＧＰａ）と断面積Ａ（単位ｍｍ＾２）お
   よび線膨脹率α（単位℃＾−＾１）との間に、次式の関
   係：１／（ＥＡ）≧１．６３５×１０＾５α−１．２２
   ２が成立することを特徴とする極低温用光ファイバ心線
   。