WO2004107004A1 - 光ファイバケーブルおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2004107004A1
WO2004107004A1 PCT/JP2004/007651 JP2004007651W WO2004107004A1 WO 2004107004 A1 WO2004107004 A1 WO 2004107004A1 JP 2004007651 W JP2004007651 W JP 2004007651W WO 2004107004 A1 WO2004107004 A1 WO 2004107004A1
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tube
optical fiber
cleavage
fiber cable
pof
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PCT/JP2004/007651
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshitaka Matsuyama
Koji Koganezawa
Tomonori Arai
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4479—Manufacturing methods of optical cables
    • G02B6/4486—Protective covering

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber cable in which a plastic optical fiber and a fiber tensile member are housed in a sheath tube, and a method for manufacturing the same.
  • Optical fibers used as high-capacity communication media include silica glass fiber and plastic optical fiber (hereinafter sometimes abbreviated as “POF”). Separated. Of these, plastic optical fibers have a larger core diameter than quartz glass optical fibers and are excellent in workability such as terminal processing, and their applications are expanding. In particular, graded index (index of refraction type) plastic optical fibers (hereinafter sometimes abbreviated as “GI-P ⁇ F”) with a distribution in the refractive index in the cross-sectional direction are used. Because of its high-speed, large-capacity transmission capability, it is expected to be an optical fiber in next-generation communications.
  • GGI-P ⁇ F graded index plastic optical fibers
  • optical fiber is not practical if it is bare.It is necessary to protect the optical fiber, increase the number of cores, attach connectors, etc., so that the optical fiber is coated, fiber-tensile material such as aramid fiber, steel wire, etc. It is combined with a cable and used.
  • plastic optical fiber cable or cable for communication having a plastic optical fiber and a fiber tensile strength member is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-96840.
  • a plastic optical fiber cord in which a thermoplastic resin layer is extrusion-coated on the outer periphery of the layer is disclosed. It is described that aramide fiber is used as a tensile member.
  • an aramide fiber is disposed around an optical fiber core wire, a sheath is provided around the aramide fiber, and the sheath (sheath tube) is disposed inside the sheath.
  • a non-metallic optical fiber cable characterized in that a tensile strength member made of inorganic fiber reinforced plastic is passed through the cable.
  • thermoplastic resin is extruded and formed on the outer periphery of the optical fiber and the fiber tensile strength member to form a jacket tube.
  • GI-POF has a problem in that heat generated when coating the above-mentioned outer tube causes thermal diffusion of low-molecular compounds inside the tube, thereby changing the refractive index distribution and increasing transmission loss.
  • Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 11-111954 uses a resin such as polyethylene that can be melt-extruded at a relatively low temperature so that the transmission loss of the GI-POF does not increase due to the heat of the coating resin material that melts.
  • the GI-POF is extruded on the surface of the GI-POF in advance and molded by pulling down, and the GI-P ⁇ F is primarily coated to form a so-called jacket fiber.
  • a GI-POF optical fiber cable is manufactured by extruding with a thermoplastic resin or the like together with a constituent material such as a tension member and performing secondary coating.
  • a jacket in which a GI-POF having a diameter (wire diameter) of less than 1 mm is primarily coated with polyethylene or the like is exposed to high temperature conditions. Due to thermal shrinkage, microvents are generated on the surface of GI-POF. As a result, there is a problem of thermal durability such as an increase in light transmission loss.
  • a fiber tensile strength member such as an aramide fiber is directly arranged so as to be in contact with the outer periphery of the core wire P ⁇ F. Therefore, when the fiber sizing agent contained in the fiber tensile strength material chemically reacts with P ⁇ F to deteriorate physical properties, There is a case. As a result, there is a problem that transmission loss increases when a plastic optical fiber cord is used over a long distance.
  • a refractive index distribution type plastic optical fiber (hereinafter referred to as a fluororesin POF) composed of a fluororesin-based central part and an acrylic resin covering the outer periphery thereof, and an aramide fiber as a fiber tensile strength member.
  • a fluororesin POF refractive index distribution type plastic optical fiber
  • the acryl resin is deteriorated if left at high temperature and high humidity for a long time, thereby increasing the transmission loss. This is because the acryl resin is chemically degraded by the low molecular weight polyether, which is the main component of the sizing agent (sizing agent) contained in the aramide fiber, causing embrittlement.
  • an object of the present invention is to prevent a microphone opening bend caused by heat shrinkage due to a temperature change without using a steel wire as a tensile strength member, thereby making it possible to reduce the diameter, thereby deteriorating transmission characteristics. It is an object of the present invention to provide a plastic optical fiber cable and a method for manufacturing the same, which reduce the number of plastic cables.
  • an optical fiber cable of the present invention An optical fiber, a resin-made cleavage tube that is cleaved by a slit formed in an axial direction and surrounds the outer periphery of the optical fiber via a gap, a fiber tensile strength member disposed on the periphery of the cleavage tube, It is characterized by having a resin sheath tube further surrounding the outer periphery of the tensile strength member.
  • the outer periphery of the P ⁇ F is surrounded by the cleavage tube, and the fiber tensile strength member is arranged on the outer periphery of the cleavage tube so as to be covered with the resin outer tube.
  • the fiber tensile strength member is arranged on the outer periphery of the cleavage tube so as to be covered with the resin outer tube.
  • the POF is contained in the inside of the cleavage tube through a gap, thereby preventing the generation of microvents in the P ⁇ F, It can also prevent an increase in transmission loss due to micro venting.
  • the POF is surrounded by the cleavage tube and does not come into direct contact with the fiber tensile strength material, it is also prevented that the fiber sizing agent contained in the fiber tensile strength material chemically reacts with the POF to cause physical deterioration. You.
  • a metal wire as a fiber tensile strength member, for example, a resin fiber such as aramid fiber or a glass fiber. It can be composed of only inorganic fibers.
  • the cleavage tube is a tube from which internal residual stress has been removed by annealing treatment and a dimensional change due to heat has been reduced. This makes it difficult for the cleavage tube to thermally shrink even when exposed to high-temperature conditions, so that the generation of microvents on the surface of the P ⁇ F is more reliably prevented.
  • the jacket tube is a tube in which residual stress inside has been removed by annealing treatment and dimensional change due to heat has been reduced. According to this However, since the outer tube is less likely to be thermally contracted, an increase in transmission loss due to the P ⁇ F microvent can be more reliably prevented.
  • a slit is formed in a resin tube in the axial direction to cleave the resin tube, and a plastic optical fiber is inserted from the cleaved portion.
  • the optical fiber, the cleavage tube and the fiber tensile member are inserted into an extrusion die while disposing the fiber tensile member around the optical fiber-containing cleavage tube thus obtained, so as to cover the outer periphery thereof.
  • the outer tube is extruded and formed.
  • a slit is formed in a resin tube in the axial direction to be cleaved, a POF is inserted into the cleaved tube, and a fiber strength member is arranged on the outer periphery of the cleaved tube. And extrude a resin jacket tube. For this reason, it becomes difficult for the cleavage tube to transmit heat to cover the outer tube to the POF, thereby preventing an increase in transmission loss of the POF.
  • the POF is housed inside the cleavage tube and does not come into direct contact with the fiber strength member, so that the chemical reaction between the fiber sizing agent contained in the fiber strength member and P ⁇ F Can be prevented from deteriorating physical properties. Further, since the POF is accommodated in the inside of the cleavage tube through a gap, it is possible to prevent an increase in transmission loss due to the micro vent.
  • the tube to be cleaved it is preferable to use a tube from which internal residual stress has been removed by annealing treatment and a dimensional change due to heat has been reduced, as the tube to be cleaved. Further, it is preferable that the optical fiber cable formed by covering the jacket tube is wound around a reel, and an annealing process is performed in that state. According to this, as described above, the heat shrinkage of the cleavage tube and the outer tube is reduced, so that it is possible to prevent the occurrence of the micro vent of the P ⁇ ⁇ ⁇ F due to the heat shrinkage and to prevent the transmission loss from increasing. it can.
  • the optical fiber and the cleavage tube are cooled in advance, so that their temperature rises are suppressed, and the transmission loss of P ⁇ F is reduced. Can be more effectively prevented.
  • the cable is immediately immersed in a cooling liquid bath after the outer tube is extruded by the extrusion die. According to this, since the extruded jacket tube is immediately cooled, an increase in the transmission loss of the POF due to a temperature rise can be more effectively prevented.
  • FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of an optical fiber cable according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an entire optical fiber cable manufacturing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of a POF tube insertion device that introduces POF into a cleavage tube.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the tube insertion device.
  • FIG. 5 is a partial plan view showing a force and an insertion roller portion of the tube insertion device.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of the cooling device.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line BB of FIG.
  • FIG. 9 is a partial perspective view showing the vicinity of the nozzle of the extrusion molding apparatus.
  • FIG. 10 is a sectional view showing another embodiment of the optical fiber cable according to the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view showing still another embodiment of the optical fiber cable according to the present invention.
  • Tube insertion device 215: Push roller
  • FIG. 1 shows an embodiment of an optical fiber cable according to the present invention.
  • the plastic optical fiber cable 10 includes: a POF 20; a resin cleavage tube 30 surrounding the outer periphery of the POF 20 via a gap; a fiber tensile strength member 40 disposed on the outer periphery of the cleavage tube 30; It comprises a resin sheath tube 50 further surrounding the outer periphery of the tensile strength member 40.
  • the expression that the cleavage tube 30 surrounds the outer periphery of the POF 20 through the gap 40 means that the inner surface of the cleavage tube 30 and the outer periphery of the POF 20 are perpendicular to the longitudinal direction of the optical fiber cable (shown in FIG. 1). (Cross section) means that at least a part or all of them are non-contact. Also, “the inner surface of the cleavage tube 30 and the outer periphery of the POF 20 are“ at least partially non-contacted (not entirely non-contacted) ”means that the inner surface of the cleavage tube 30 is at one or more points on the outer periphery of the POF 20.
  • the void 40 is interposed at least in part between the POF 20 and the cleavage tube 30.
  • the POFs 20 are distributed and arranged one by one so as to be freely movable inside the cleavage tube 30.
  • the material of the POF20 is not particularly limited, and a fluororesin, a polymethylmethacrylate (PMMA) resin, etc. can be used. Among them, a fluororesin is used. Power transmission loss is low, and a usable light wavelength range is wide. Is preferred.
  • a fluororesin P ⁇ F for example, those described in JP-A-8-5848 are preferably used.
  • the outer diameter of POF 20 must be 400 to 1000 m. Is preferred.
  • the cleavage tube 30 is cleaved by a slit 31 along the axial direction, and the above POF 20 is inserted through the slit 31.
  • the slit 31 is not limited to the one formed linearly along the axial direction of the cleavage tube 30, and may be, for example, a spiral formed.
  • the outer diameter of the cleavage tube 30 is preferably from 1.1 to 1.5 mm, the thickness of the tube is preferably from 0.1 to 0.2 mm, and the inner diameter is from 0.9 to: L. 2 mm.
  • the inner diameter of the tube is preferably set to be larger than the outer diameter of the POF, and the POF is preferably arranged so as to be able to move freely inside the tube. That is, the value obtained by dividing the inner diameter of the tube by the outer diameter of the POF is preferably from 1.1 to 3, and more preferably from 1.5 to 2.5. For example, if the outer diameter of the POF is 0.5 mm and the inner diameter of the tube is 1 mm, the above value is 2.
  • the material of the cleavage tube 30 is not particularly limited, for example, polyethylene, polyvinyl chloride, fluororesin, silicone rubber, polyurethane and the like are preferably used. It is more preferable that these resins have flame retardancy by adding a flame retardant or the like.
  • the cleavage tube is a tube from which internal residual stress has been removed by an annealing treatment in advance and a dimensional change due to heat has been reduced.
  • the tube is wound around a tube or the like before forming a slit, for example, wound on a reel or the like and restrained in the longitudinal direction, and preferably heat-treated at 60 to 90 for 10 to 48 hours. Can be carried out.
  • the fiber material of the fiber strength member 40 for example, aramide fiber, polyethylene terephthalate (PET), carbon fiber, glass fiber, or the like can be used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the use of aramide fiber is preferable in terms of rigidity, flexibility, and prevention of fiber breakage due to repeated bending.
  • These fiber strength members 40 generally contain a sizing agent.
  • POF 20 is surrounded by the cleavage tube 30 and comes into direct contact with the fiber strength member 40. Therefore, deterioration of POF 20 due to the sizing agent can be prevented.
  • the jacket tube 50 for example, polyvinyl chloride or flame-retardant polyethylene can be used and is not particularly limited.
  • the thickness of the jacket tube 50 is between 0.2 and 1.0 mm.
  • the inner tube 50 is also subjected to an annealing treatment to remove internal residual stress and reduce dimensional change due to heat.
  • This annealing treatment is performed by winding the optical fiber cable 10 on a reel after the manufacturing process described later, and then performing a heat treatment at 60 to 70 ° C, preferably for 10 to 48 hours. You can do it. By winding the optical fiber cable 10 around a reel, the length of the jacket tube 50 is restricted.
  • FIG. 2 to 9 show an apparatus for manufacturing the optical fiber cable 10.
  • Fig. 2 is a schematic configuration diagram showing the entire manufacturing apparatus
  • Fig. 3 is a perspective view of a P ⁇ F tube insertion device for inserting a POF into a cleavage tube
  • Fig. 4 is an enlarged view of a main part of the tube insertion device
  • Fig. 5 Fig. 6 is a partial plan view showing the cutting part and the inlet part of the tube insertion device
  • Fig. 6 is a sectional view taken along the line A-A in Fig. 4
  • Fig. 7 is a perspective view of the cooling device
  • Fig. 8 is FIG. 9 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 7, and
  • FIG. 9 is a partial perspective view showing the vicinity of a nozzle of the extrusion molding apparatus.
  • reference numeral 41 denotes a reel for feeding out a fiber tensile strength member 40, and a fiber bundle 42 of the fiber tensile strength material pulled out from the reel 41 includes guide rollers 1 1 1, 1 1 2, 1 1 3, Guided by 1 1 4 and pulled out on the production line.
  • Reference numeral 32 denotes a reel for feeding the resin tube before the slit of the cleavage tube 30 is formed.
  • the resin tube 33 pulled out from the reel 32 is used as a guide reel 12 1, 1 2 2, 1. It is introduced into the tube introduction device 200 through 23. It is preferable that the resin tube 33 be annealed in advance under the conditions described above.
  • 21 is a POF take-up reel, and the POF 20 fed from this reel 21 is loaded into the tube via guide rollers 13 1, 13 2 and 13 3. Introduced at 200.
  • the tube insertion device 200 includes a base 210, a support plate 211 erected on the base 210, and a front end of the support plate 211. And a POF 20 introduction guide plate 2 13 attached to the section via a bracket 2 12. Further, the POF 20 is introduced obliquely from above into the push-in roller 2 15 via the guide roller 2 14 attached to the support plate 2 11.
  • the resin tube 33 is guided to a guide roller 211 mounted on the support plate 211, and is formed with a slit formed by a force roller 117 disposed at an upper rear portion thereof. I have.
  • the cut piece 217 is formed by linearly pressing a portion of the peripheral wall of the resin tube 33 along the axial direction to form a slit. Inside, a slit 218 arranged adjacent to the back of the cutout 218 enters, and the resin tube 33 is kept open.
  • a support roller 2 19 is mounted facing the push roller 2 15, and between the push roller 2 15 and the support roller 2 19 The resin tube 33 and POF 20 are introduced.
  • the POF 20 is introduced into a groove 2 15 b formed between the flanges 2 15 a and 2 15 a of the pushing roller 2 15. Further, the lower end of the pushing roller 2 15 enters the resin tube 33 opened by the slit 2 18.
  • the support roller 219 has a concave receiving surface 219a for receiving the resin tube 33 on the outer periphery.
  • the POF 20 is inserted into the resin tube 33 cleaved by being guided by the groove 2 15 b of the pushing roller 2 15, that is, into the cleavage tube 30, and is supported by the pushing roller 2 15. After passing between the rollers 219, it is wrapped by the cleavage tube 30.
  • each of the feed rollers 22 1 and 22 2 is provided with two parallel O-rings made of synthetic rubber mounted on its outer periphery in parallel with each other.
  • the split tube 30 containing POF 20 is attached to the above-mentioned O-ring. While supporting the ring-shaped recess between them, it functions to sandwich it between the upper and lower feed rollers 22 1 and 22 2 and feed it toward the end of the line.
  • the feed roller 222, the support roller 219, and the guide roller 216 are configured to rotate synchronously in the feed direction via a timing belt by a drive device (not shown). Further, the fiber bundle 42 of the fiber tensile strength member is directly introduced into a cooling device 300 described later without passing through the tube insertion device 200.
  • a cooling device 300 is provided in front of the tube insertion device 200 (in the traveling direction of the POF 200). Although not shown, plates having guide holes are arranged before and after the cooling device 300, and the cleavage tube 30 containing the POF 20 is guided so as to pass through a predetermined path.
  • the cooling device 300 has a box 310, a lid 311, and a pipe 312 penetrating the box 310. .
  • the inside of the box 310 and the outer periphery of the pipe 312 are filled with dry ice 320.
  • a heat insulating material 3 13 is attached to the inner wall of the box 3 12.
  • the cleavage tube 30 containing the POF 20 is inserted into the pipe 3 12.
  • the cleavage tube 30 is appropriately stretched to prevent the cleavage tube 30 from contacting the inner wall of the pipe 312.
  • metals such as stainless steel and aluminum, and resins such as polyethylene and polypropylene are preferably used.
  • resins such as polyethylene and polypropylene are preferably used.
  • copper, brass, stainless steel or the like is preferably used.
  • heat insulating material urethane foam, styrene foam and the like are preferably used.
  • the cooling device 300 is adjusted so that the surface temperature of the POF 20 derived therefrom is preferably 5 ° C. or lower, more preferably 110 ° C. or lower.
  • the cooling means of the cooling device 300 is not limited to the above-mentioned dry ice, and the refrigerant is supplied to a cooling pipe surrounding the pipe 3 12. It is also possible to adopt a structure of cooling by flowing, or a structure of passing between a pair of cooling plates cooled by a Peltier element or the like. Also, a contact-type cooling means such as a cooling roller can be adopted.
  • the surface temperature of the POF can be measured by bringing a thermocouple into contact with the surface of the POF. At this time, it is preferable that the temperature measuring section of the thermocouple and the POF are covered together with a heat insulating material.
  • the fiber bundles 42 of the fiber tensile strength element do not need to be passed through the cooling device 300, but need to be arranged on the outer periphery of the cleavage tube 30 in the next step of covering the outer tube 50. For this reason, although omitted in FIGS. 7 and 8, the cleavage tube 30 may pass through the cooling device 300 in a state of being arranged so as to surround the outer periphery thereof.
  • An extruder 400 for extruding the jacket tube 50 is provided at the outlet of the cooling device 300.
  • the cooling device 300 and the extrusion device 400 are preferably arranged as close as possible. This is to prevent the POF 20 cooled by passing through the cooling device 300 from warming.
  • the cooling temperature of the POF 20 in the P ⁇ F introduction portion of the nozzle 410 of the extrusion molding apparatus 400 is preferably 5 ° C. or lower, more preferably 110 ° C. or lower.
  • the passage time of P ⁇ F20 from the outlet of the cooling device 300 to the POF inlet of the nozzle 410 (from the outlet of the cooling device 300 to the POF inlet of the nozzle 410) (The value obtained by dividing the distance of P ⁇ F 20 by the feed rate) is preferably 2 seconds or less, and particularly preferably 1 second or less.
  • a nozzle 4100 of the extrusion molding apparatus 400 is provided with a center cylinder 420 and an outer pipe provided with a predetermined gap 4221 on the outer periphery of the center cylinder 420. And a cylinder 4300.
  • a cleavage tube 30 containing P ⁇ F 20 and a fiber bundle 42 of a fiber tensile strength member are inserted.
  • the four fiber bundles 42 of the fiber tensile strength member are arranged and inserted in four directions so as to surround the cleavage tube 30, and the filaments of each fiber bundle are separated in the central cylinder 420, and the nozzle
  • the outer circumference of the cleavage tube 30 is annularly surrounded to form the fiber tensile strength member 40 of FIG.
  • An outer tube 50 is formed from the gap 4 21 between the center cylinder 4 20 and the outer cylinder 4 40.
  • the molten thermoplastic resin is extruded in a molten state, and is coated on the outer periphery of the fiber tensile strength member 40 to form a jacket tube 50.
  • the heat of the molten thermoplastic resin is transmitted to the fiber tensile strength member 40.
  • the heat is less likely to be transmitted to the POF20.
  • the POF 20 is cooled in advance by the cooling device 300, even if a small amount of heat is transmitted, an excessive rise in temperature can be prevented, and an increase in transmission loss can be prevented.
  • a cooling tank 500 is provided further ahead of the extrusion molding apparatus 400.
  • the optical fiber cable 10 formed by covering the jacket tube 50 passes through the cooling medium in the cooling tank 500 and rapidly cools the newly formed jacket tube 50 to form an internal POF 2. Prevents heat from being transferred to zero, preventing transmission loss from increasing.
  • the cooling medium for example, water, an antifreeze made of a mixed solution of water and ethylene glycol, or the like is preferably used.
  • a take-off device 600 is provided further ahead of the cooling tank 500.
  • the take-up machine 600 includes an upper belt 610 that is stretched over a pair of pulleys 611 and 612 and rotates, and a lower belt that is also stretched over a pair of pulleys 621 and 622 and rotates.
  • a belt 620 and has a structure in which the optical fiber cable 10 is sandwiched between the belts 610 and 6200 and fed out.
  • the take-up speed of the take-off device 600, the feed speed of the tube insertion device 200, the POF 20, and the unwinding roll 2 of the cleavage tube 30 are used. It is desirable to electrically control the respective devices so that the feeding speeds of 1 and 32 are the same.
  • the optical fiber cable 10 thus formed is wound up and stored on a winding reel (not shown). After the film is wound on the take-up reel, it is preferable to remove the residual stress inside the jacket tube 50 and reduce the dimensional change due to heat by performing an annealing treatment under the conditions described above. .
  • FIG. 10 shows another embodiment of the optical fiber cable according to the present invention.
  • the optical fiber cable 11 two cleavage tubes 30 each containing a POF 20 are arranged in parallel, and the outer periphery thereof is surrounded by a fiber strength member 40, and the outer circumference of the fiber strength member 40 is further surrounded by a sheath tube 50. It has a covered structure.
  • FIG. 11 shows still another embodiment of the optical fiber cable according to the present invention.
  • the optical fiber cable 12 is provided with four cleavage tubes 30 containing the POF 20, and their outer peripheries are bound by a holding tape 60.
  • a holding tape 60 for example, PET tape, polyester nonwoven fabric, paper, fluororesin tape, or the like can be used.
  • the outer circumference of the tied cleavage tube 30 is surrounded by a fiber tensile strength member 40, and the outer circumference of the fiber tensile strength member 40 is further covered with a jacket tube 50.
  • An optical fiber cable having the structure shown in Fig. 1 was manufactured using the equipment shown in Figs.
  • a fluororesin POF (trade name "Lukina”, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) manufactured by the method described in the above-mentioned JP-A-8-5848, having an outer diameter of 0.5 mm was used.
  • a flame-retardant polyolefin resin (trade name: ANA-9952N, manufactured by RIKEN TECHNOS) having an outer diameter of 1.2 mm and an inner diameter of 0.9 mm was used.
  • the fiber tensile strength member 40 one made of aramide fiber (1580 denier, using four fibers) was used.
  • the outer tube 50 is also made of flame-retardant polyolefin resin (trade name: ANA-9952N, manufactured by RIKEN TECHNOS) (molding temperature: 185 ° C), thickness 0.5 mm, outer diameter 2.6 mm Molded as .
  • the production speed of the optical fiber cable was 15 m_min.
  • the cooling device 300 uses a copper pipe with an inner diameter of 8 mm and a length of 30 cm as the pipe 312. Cooling was performed under the conditions, and the surface temperature of POF 20 derived from the cooling device 300 was adjusted to be ⁇ 10.
  • the cleavage tube 30 was annealed at 80 ° C. for 24 hours in a state of being wound on a pay-out reel 41.
  • the jacket tube 50 was annealed at 60 ° for 24 hours with the optical fiber cable 10 wound on a reel.
  • the obtained optical fiber cable 10 was subjected to a cooling / heating cycle test. That is, the high-temperature holding temperature is 60 ° C, the low-temperature holding temperature is 15 ° C, the holding time at each temperature and the temperature rise / fall time are 2 hours, and this is repeated 10 cycles, and each temperature is repeated.
  • the transmission loss and the transmission loss after 10 cycles of cooling and heating were continuously measured with a power meter using an 85 nmL ED light source. Table 1 shows the results.
  • Example 1 the annealing treatment of the jacket tube 50 was performed with the optical fiber cable in a free state (a state in which it was not restrained in the length direction). With respect to the optical fiber cable thus obtained, the transmission loss due to the repetition of the cooling / heating cycle was measured in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.
  • Example 1 an optical fiber cable was obtained without performing an annealing treatment on the jacket tube 50. With respect to the optical fiber cable thus obtained, the transmission loss due to the repetition of the cooling / heating cycle was measured in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.
  • Example 1 an optical fiber cable was manufactured by disposing the fiber tensile strength member 40 directly on the outer periphery of the POF 10 without using the cleavage tube 30. In addition, jacket No annealing treatment was performed on the block 50. With respect to the optical fiber cable thus obtained, the transmission loss due to the repetition of the cooling / heating cycle was measured in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.
  • the second embodiment in which the outer tube was subjected to the annealing process in a free state, and in the case where the outer tube was cleaned.
  • the increase in transmission loss due to the cooling / heating cycle was further suppressed as compared with Example 3 in which no cooling treatment was performed.
  • the outer periphery of the POF is surrounded by the cleavage tube, and the fiber tensile strength member is arranged on the outer periphery of the cleavage tube and is covered with the resin jacket tube. Since the heat generated when the tube is coated is less likely to be transmitted to the POF by the cleavage tube, an increase in the transmission loss of the POF can be prevented.
  • the cleavage tube is thermally shrunk by being exposed to high temperature conditions, since the POF is accommodated in the inside of the cleavage tube through a gap, the occurrence of a microphone vent on the surface of the POF is prevented. However, an increase in transmission loss due to the micro vent can be prevented.
  • the POF is surrounded by the cleavage tube and does not come into direct contact with the fiber tensile strength material, it is possible to prevent the fiber sizing agent contained in the fiber tensile strength material from chemically reacting with the POF, thereby preventing physical deterioration. You.
  • the tensile strength and the bending strength of the optical fiber cable are improved by the cleavage tube, there is no need to use a metal wire as a fiber tensile strength member. It can be composed of only inorganic fibers.

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Abstract

伝送特性の劣化が少ないプラスチック光ファイバケーブルおよびその製造方法を提供する。樹脂製のチューブに軸方向にスリットを形成して開裂させ、この開裂部分からプラスチック製の光ファイバを挿入し、こうして得られた光ファイバ入りの開裂チューブの外周に繊維抗張力体を配置しつつ、前記光ファイバ、前記開裂チューブおよび前記繊維抗張力体を押出しダイに挿入して、それらのさらに外周を覆うように外被チューブを押出し成形することにより、光ファイバケーブルを得る。

Description

明細書 光ファイバケーブルおよびその製造方法 技術分野
本発明は、 プラスチック光ファイバと繊維抗張力体とを外被チューブ内に収容 した光ファイバケーブルおよびその製造方法に関する。 背景技術
大容量の通信媒体として用いられている光ファイバは、 石英ガラス光ファイバ (Si l ica Glass Fiber) とプラスチック光ファイバ (Plast ic Opt ical Fiber) (以下、 場合により 「P O F」 と略称する） に大別される。 このうち、 プラスチ ック光ファイバは、 石英ガラス光ファイバに比較してコア径が大きく、 端末処理 等の作業性に優れていることから各種用途が拡大している。 特に、 断面方向にお ける屈折率に分布を持たせたグレーデッドインデックス （Graded Index) 型 （屈 折率分布型） プラスチック光ファイバ （以下、 場合により 「G I — P〇F」 と略 称する） は、 高速大容量の伝送能力を備えるため、 次世代通信における光フアイ パとして期待されている。
光ファイバは裸のままでは実用的ではなく、 光ファイバの保護、 多芯化、 コネ クタ付け等の必要性から、 光ファイバに被覆を施したり、 ァラミド繊維等の繊維 抗張力体や、 鋼線等と複合化され、 ケーブル化されて使用される。
プラスチック光ファイバと繊維抗張力体とを有する通信用のプラスチック光フ アイバケ一ブルまたはコードの例としては、 特開平 1 0— 9 6 8 4 0号公報に記 載のものが挙げられる。 ここには、 コアおよびクラッドがプラスチックであるプ ラスチック光ファイバ母材を延伸成形してなるプラスチック.光ファイバ芯線の外 周に、 抗張力体を配してなる抗張力体層を有し、 該抗張力体層の外周に熱可塑性 樹脂層が押出し被覆されてなるプラスチック光ファイバコードが開示されており 、 抗張力体としてァラミド繊維を用いることが記載されている。
また、 例えば特開平 9一 243886号公報には、 光ファイバ心線の周囲にァ ラミド繊維が配され、 該ァラミド繊維の周上にシースが設けられており、 かつ該 シース （外被チューブ） 内に無機繊維強化プラスチックからなる抗張力体が揷通 されていることを特徴とするノンメタリック光ファイバケーブルが開示されてい る。
上記のような光ファイバケーブルまたはコードは、 光ファイバと繊維抗張力体 との外周に、 熱可塑性樹脂を押出し成形して外被チューブを形成している。 しかしながら、 特に G I— POFは、 上記外被チューブを被覆形成する際の熱 によって、 その内部の低分子化合物が熱拡散を起こし、 屈折率分布が変化して伝 送損失が増加するという問題があつた。
このため、 特開平 11一 211954号公報には、 溶融する被覆樹脂材の熱に よって G I— POFの伝送損失が増加しないように、 ポリエチレン等の比較的低 温度で溶融押し出しが可能な樹脂を用い、 あらかじめ G I— POFの表面に押し 出し被覆層を引き落としにて成形して、 G I— P〇Fを 1次被覆し、 いわゆるジ ャケットファイバとする。 その後、 テンションメンバ等の構成素材とともに熱可 塑性樹脂等で押し出して 2次被覆成形することによって GI— P OFの光フアイ バケーブルを製造することが開示されている。
しかしながら、 特開平 11— 211954号公報で述べられている製造方法で は、 例えば直径 （線径） が lmm未満の G I—POFにポリエチレン等によって 1次被覆したジャケットが、 高温条件下にさらされると熱収縮するため、 GI— P OFの表面にマイクロベントが発生する。 その結果、 光の伝送損失が増加する といった熱的耐久性の問題があった。
また、 上記の特開平 10— 96840号公報ゃ特開平 9— 243886号公報 のプラスチック光ファイバコードにおいては、 芯線となる P〇 Fの外周に接する ように、 ァラミド繊維等の繊維抗張力体が直接配置されているため、 繊維抗張力 体に含有されている繊維集束剤と、 P〇 Fとが化学反応して物性劣化が生じる場 合がある。 これによつて、 プラスチック光ファイバコ一ドを長距離で使用する場 合に伝送損失が増大するという問題があった。
例えば、 P O Fとして、 フッ素樹脂からなる中心部とその外周を被覆するァク リル系樹脂とからなる屈折率分布型のプラスチック光ファイバ （以下フッ素樹脂 P O Fという） を、 繊維抗張力体としてァラミド繊維を用い、 フッ素樹脂 P O F の外周とァラミド繊維とが直接接触している構成においては、 高温、 高湿条件に 長時間放置するとァクリル系榭脂が劣化し、 これによつて伝送損失が増大する。 この原因は、 ァラミド繊維に含有されている集束剤 （収束剤） の主成分である低 分子量のポリエーテルによって、 ァクリル樹脂が化学的に劣化して脆化が生じる しとによる。
上記の伝送特性の劣化の問題は、 従来の数十 mといった比較的短距離での適用 においては影響が小さい。 しかし、 数百 m以上で使用される低損失 P O Fでは、 わずかな化学的劣化でも伝送特性の劣化が大きくなり、 実システムへの影響が大 きくなるといった問題点がある。
また、 抗張力体として鋼線を使用した場合には、 米国などの規格においては、 電線と同様な取り扱いとなり、 アースが必要となるという問題があった。 更に、 鋼線を使用すると、 ケーブル自体が太くなり、 細いケーブルを製造しにくくなる という問題があった。 一方、 鋼線を使用しないと、 ヒー卜サイクルにおける収縮 が起こり、 それによつてマイクロベンドが発生して、 光伝送損失が増大するとい う問題があった。 発明の開示
したがって、 本発明の目的は、 鋼線を抗張力体として用いなくても、 温度変化 に基づく熱収縮に由来するマイク口ベンドを防止でき、 細径にすることが可能で あって、 伝送特性の劣化が少ないプラスチック光ファイバケーブルおよびその製 造方法を提供することにある。
上記目的を達成するため、 本発明の光ファイバケーブルは、 プラスチック製の 光ファイバと、 軸方向に形成されたスリットにより開裂され、 前記光ファイバの 外周を、 空隙を介して囲む樹脂製の開裂チューブと、 この開裂チューブ外周に配 置された繊維抗張力体と、 この繊維抗張力体のさらに外周を囲む樹脂製の外被チ ユーブとを有することを特徴とする。
本発明の光フアイバケ一ブルによれば、 P〇 Fの外周を開裂チュープによって 囲み、 この開裂チューブの外周に繊維抗張力体を配して、 樹脂製の外被チュ一ブ で覆うようにしたので、 外被チューブを被覆形成する際の熱が開裂チューブによ つて P 0 Fに伝達されにくくなるので、 P O Fの伝送損失の増大を防ぐことがで きる。
また、 高温条件下にさらされて開裂チューブが熱収縮したとしても、 P O Fは 開裂チューブの内部に空隙を介して収容されているので、 P〇 Fにマイクロベン トが発生することが防止され、 マイクロベントによる伝送損失の増加も防ぐこと ができる。
さらに、 P O Fは開裂チューブで囲まれていて、 繊維抗張力体と直接接しない ので、 繊維抗張力体に含有されている繊維集束剤と、 P O Fとが化学反応して物 性劣化が生じることも防止される。
さらにまた、 開裂チューブによって光ファイバケーブルの引張り強度や曲げ強 度が向上するため、 繊維抗張力体として、 金属線を用いる必要がなくなり、 例え ばァラミド繊維のような樹脂繊維や、 ガラス繊維のような無機繊維だけで構成す ることが可能となる。
本発明の光ファイバケーブルにおいては、 前記開裂チューブは、 ァニール処理 によって内部の残留応力を除去され、 熱による寸法変化を低減されたチューブで あることが好ましい。 これによれば、 高温条件下にさらされても開裂チューブが 熱収縮しにくくなるので、 P〇Fの表面にマイクロベントが発生することがより 確実に防止される。
また、 前記外被チューブは、 ァニール処理によって内部の残留応力が除去され 、 熱による寸法変化が低減されたチューブであることが好ましい。 これによれば 、 外被チューブが熱収縮しにくくなるので、 P〇Fのマイクロベントによる伝送 損失の増大をより確実に防止することができる。
一方、 本発明の光ファイバケ一カレの製造方法は、 樹脂製のチューブに軸方向 にスリットを形成して開裂させ、 この開裂部分からプラスチック製の光ファイバ を挿入する。 こうして得られた光ファイバ入りの開裂チューブの外周に繊維抗張 力体を配置しつつ、 前記光ファイバ、 前記開裂チューブおよび前記繊維抗張力体 を押出しダイに挿入して、 それらのさらに外周を覆うように外被チューブを押出 し成形することを特徴とする。
本発明の光ファイバケーブルの製造方法によれば、 樹脂製のチューブに軸方向 にスリットを形成して開裂させ、 この開裂チューブに P O Fを挿入し、 この開裂 チューブの外周に繊維抗張力体を配して、 樹脂製の外被チューブを押出し成形す る。 このため、 外被チューブを被覆形成する際の熱が開裂チューブによって P O Fに伝達されにくくなり、 P O Fの伝送損失の増大を防ぐことができる。
また、 こうして得られた光ファイバケ一ブルは、 P O Fが開裂チューブの内部 に収容され、 繊維抗張力体と直接接しないので、 繊維抗張力体に含有されている 繊維集束剤と P〇 Fとの化学反応による物性劣化を防止することができる。 また 、 P O Fは開裂チューブの内部に空隙を介して収容されているので、 マイクロべ ン卜による伝送損失の増加を防ぐことができる。
本発明の光ファイバケーブルの製造方法においては、 前記開裂させるチューブ として、 ァニール処理によって内部の残留応力を除去され、 熱による寸法変化が 低減されたチューブを用いることが好ましい。 また、 前記外被チューブを被せて 形成した光ファイバケーブルをリ一ルに巻取り、 その状態でァニール処理を行な うことが好ましい。 これによれば、 前述したように、 開裂チューブや外被チュー ブの熱収縮が少なくなるので、 これらの熱収縮による P〇Fのマイクロベントの 発生を防止し、 伝送損失の増大を防ぐことができる。
さらに、 前記光ファイバを内包する前記開裂チューブを押出しダイに挿入する 直前に、 前記光ファイバおよび前記開裂チューブを冷却することが好ましい。 こ れによれば、 押出しダイにて外被チューブを押出し成形する際に、 光ファイバお よび開裂チューブを予め冷却しておくことにより、 それらの温度上昇が抑制され るため、 P〇 Fの伝送損失の増大をより効果的に防ぐことができる。
さらにまた、 前記押出しダイによって前記外被チューブを押出し成形した後、 そのケーブルを直ちに冷却液槽に浸漬することが好ましい。 これによれば、 押出 し成形された外被チューブを直ちに冷却するので、 温度上昇による P O Fの伝送 損失の増大をさらに効果的に防ぐことができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明による光ファイバケーブルの一実施形態を示す断面図である。 図 2は、 本発明による光ファイバケーブルの製造装置全体を示す概略構成図で ある。
図 3は、 開裂チューブに P O Fを揷入する P O Fのチューブ揷入装置の斜視図 である。
図 4は、 同チューブ挿入装置の要部拡大図である。
図 5は、 同チューブ挿入装置の力ッ夕および挿入ローラ部を示す部分平面図で ある。
図 6は、 図 4における A— A矢示線に沿った断面図である。
図 7は、 冷却装置の斜視図である。
図 8は、 図 7の B— B矢示線に沿つた断面図である。
図 9は、 押出し成形装置のノズル近傍を示す部分斜視図である。
図 1 0は、 本発明による光ファイバケーブルの他の実施形態を示す断面図であ る。
図 1 1は、 本発明による光ファイバケーブルのさらに他の実施形態を示す断面 図である。
符号の説明
1 0、 1 1、 1 2 ：光ファイバケーブル、 20 ： POF (プラスチック光ファイバ） 、
30 ：開裂チューブ、 31 ：スリット、 33 :樹脂チューブ、
40 ：繊維抗張力体、 50 ：外被チューブ、
200 :チューブ揷入装置、 215 :押し込みローラ、
217 ：カツ夕、 218 ：スリツ夕、 300 :冷却装置、
400 :押出し成形装置、 500 :冷却槽、 600 :引き取り機 発明を実施するための最良の形態
図 1には、 本発明による光ファイバケ一プルの一実施形態が示されている。 このプラスチック光ファイバケ一ブル 10は、 POF20と、 この POF20 の外周を、 空隙を介して囲む樹脂製の開裂チューブ 30と、 この開裂チューブ 3 0の外周に配置された繊維抗張力体 40と、 この繊維抗張力体 40のさらに外周 を囲む樹脂製の外被チューブ 50とで構成されている。
ここで開裂チューブ 30が POF20の外周を空隙 40を介して囲むとは、 開 裂チューブ 30の内表面と POF 20の外周とが、 光ファイバケーブルの長手方 向に垂直な断面 （図 1で示す断面） において少なくとも一部または全部が非接触 であることを意味する。 また、 開裂チューブ 30の内表面と POF 20の外周と が 「 （全部が非接触ではなく） 少なくとも一部で非接触ある」 とは POF20の 外周の 1点ないし複数点において開裂チューブ 30の内表面に接触していること を意味する。 すなわち、 POF 20と開裂チューブ 30との間の少なくとも一部 には、 空隙 40が介在している。 ここで POF 20は開裂チューブ 30の内部で 自在に可動する状態で 1本ずつ分配配置されている。
POF20の材質としては、 特に限定されず、 フッ素樹脂、 ポリメチルメ夕ク リレート （PMMA) 樹脂等が使用できるが、 なかでもフッ素樹脂を用いること 力 伝送損失が低く、 使用できる光の波長領域が広いことから好ましい。 フッ素 樹脂製 P〇 Fとしては、 例えば特開平 8— 5848号公報等に記載されたものが 好ましく使用される。 また、 POF 20の外径は 400〜1000 mであるこ とが好ましい。
開裂チューブ 3 0は、 軸方向に沿ったスリット 3 1により開裂されており、 上 記 P O F 2 0は、 このスリット 3 1を通して挿入されている。 なお、 スリット 3 1は、 開裂チューブ 3 0の軸方向に沿って直線状に形成されたものに限定される わけではなく、 例えば螺旋状等に形成されたものであってもよい。
開裂チューブ 3 0の外径は 1 . 1〜1 . 5 mmが好ましく、 チューブの厚さは 0 . 1〜0 . 2 mmが好ましく、 内径は 0 . 9〜： L . 2 mmが好ましい。 チュー ブの内径は、 P O Fの外径より大きく設定され P O Fはチューブの内側である程 度自由に動けるように配置されることが好ましい。 すなわちチューブの内径を P O Fの外径で除した値は、 1 . 1〜 3が好ましく、 1 . 5〜2 . 5がより好まし い。 例えば P O Fの外径が 0 . 5 mmでありチューブの内径が 1 mmであった場 合には、 上記値は 2となる。
開裂チューブ 3 0の材質は、 特に限定されないが、 例えばポリエチレン、 ポリ 塩化ビニル、 フッ素樹脂、 シリコンゴム、 ポリウレタン等が好ましく使用される 。 これらの樹脂は難燃剤を添加される等で難燃性を有するものであることがより 好ましい。
また、 前記開裂チューブは、 あらかじめァニール処理によって内部の残留応力 が除去され、 熱による寸法変化が減されたチューブであることが好ましい。 この ァニ一ルは、 好ましくはスリットを形成する前のチューブを、 例えばリール等に 巻き取って長さ方向に拘束しておき、 好ましくは 6 0〜9 0 で 1 0〜4 8時間 熱処理をすることによつて行なうことができる。
また、 繊維抗張力体 4 0の繊維材質としては、 例えばァラミド繊維、 ポリェチ レンテレフ夕レート （P E T) 、 炭素繊維、 ガラス繊維等が使用できる。 なかで も、 ァラミド繊維を用いることが、 剛性、 柔軟性、 繰り返し曲げによる繊維の破 断を防止する点から好ましい。
これらの繊維抗張力体 4 0は、 一般に集束剤を含んでいる。 本発明では、 P O F 2 0が上記開裂チューブ 3 0に囲まれて、 上記繊維抗張力体 4 0に直接接触す ることが防止されるので、 集束剤による P O F 2 0の劣化を防止できる。
外被チューブ 5 0としては、 例えば、 ポリ塩化ビニルや難燃性ポリエチレン等 が使用可能であり特に限定されない。 外被チューブ 5 0の厚さは 0 . 2〜1 . 0 mmであることが、好ましい。
外被チューブ 5 0もァニール処理によって内部の残留応力が除去され、 熱によ る寸法変化が低減されていることが好ましい。 このァニール処理は、 後述する製 造工程の後、 光ファイバケーブル 1 0をリールに巻き取っておき、 その状態で好 ましくは 6 0〜7 0 °Cで 1 0〜4 8時間熱処理をすることによって行なうことが できる。 光ファイバケーブル 1 0をリールに巻き取ることにより、 外被チューブ 5 0はその長さを拘束された状態となる。
図 2〜9には、 上記光ファイバケーブル 1 0の製造装置が示されている。 図 2 は製造装置全体を示す概略構成図、 図 3は開裂チューブに P O Fを挿入する P〇 Fのチューブ揷入装置の斜視図、 図 4は同チューブ揷入装置の要部拡大図、 図 5 は同チューブ挿入装置のカツ夕および揷入口一ラ部を示す部分平面図、 図 6は図 4における A— A矢示線に沿つた断面図、 図 7は冷却装置の斜視図、 図 8は図 7 の B _ B矢示線に沿つた断面図、 図 9は押出し成形装置のノズル近傍を示す部分 斜視図である。
図 2において、 4 1は繊維抗張力体 4 0の繰り出しリールであり、 このリール 4 1から繰り出された繊維抗張力体の繊維束 4 2が、 ガイドローラ 1 1 1、 1 1 2、 1 1 3、 1 1 4にガイドされて製造ライン上に引き出されている。
また、 3 2は開裂チューブ 3 0のスリツト形成前の樹脂チューブの繰り出しリ ールであり、 このリール 3 2から繰り出された樹脂チューブ 3 3が、 ガイドリー ル 1 2 1， 1 2 2、 1 2 3を介してチューブ揷入装置 2 0 0に導入されている。 なお、 樹脂チューブ 3 3は、 前述したような条件であらかじめァニール処理され ていることが好ましい。
さらに、 2 1は P O Fの巻取りリールであり、 このリール 2 1から繰り出され た P O F 2 0が、 ガイドローラ 1 3 1、 1 3 2、 1 3 3を介してチューブ揷入装 置 2 0 0に導入されている。
チューブ揷入装置 2 0 0は、 図 3に示すように、 基台 2 1 0と、 この基台 2 1 0に立設された支持板 2 1 1と、 この支持板 2 1 1の前方端部にブラケット 2 1 2を介して取付けられた P O F 2 0の導入ガイド板 2 1 3とを有している。 さら に、 P O F 2 0は、 支持板 2 1 1に取付けられたガイドローラ 2 1 4を経て、 押 し込み口一ラ 2 1 5に斜め上方から導入されている。
一方、 前記樹脂チューブ 3 3は、 支持板 2 1 1に取付けられたガイドローラ 2 1 6に導かれ、 その上部後方に配置された力ッ夕 2 1 7でスリットを形成される ようになつている。
図 4、 5を併せて参照すると、 カツ夕 2 1 7は、 樹脂チューブ 3 3の周壁の一 箇所を軸方向に沿って直線状に力ットしてスリットを形成し、 こうして開裂され たチューブ内には、 カツ夕 2 1 7の後方に隣接して配置されたスリツ夕 2 1 8が 入り込んで、 樹脂チューブ 3 3を開いた状態に維持する。
支持板 2 1 1の押し込みローラ 2 1 5の下方には、 押し込みローラ 2 1 5と対 向して支持ローラ 2 1 9が取付けられ、 押し込みローラ 2 1 5と支持ローラ 2 1 9との間に、 上記樹脂チューブ 3 3および P O F 2 0が導入されるようになって いる。
この場合、 図 6に示すように、 P O F 2 0は、 押し込みローラ 2 1 5のフラン ジ 2 1 5 a、 2 1 5 aの間に形成された溝 2 1 5 bに導入される。 また、 押し込 みローラ 2 1 5は、 その下端部がスリツ夕 2 1 8によって開かれた樹脂チューブ 3 3内に入り込んでいる。 また、 支持ローラ 2 1 9は、 樹脂チューブ 3 3を受け る凹状の受け面 2 1 9 aを外周に有している。
したがって、 P O F 2 0は、 押し込みローラ 2 1 5の溝 2 1 5 bに案内されて 開裂された樹脂チューブ 3 3、 すなわち前記開裂チューブ 3 0内に挿入され、 こ の押し込みローラ 2 1 5と支持ローラ 2 1 9の間を通過すると、 開裂チューブ 3 0で包まれた状態となる。
支持板 2 1 1の押し込みローラ 2 1 5および支持ローラ 2 1 9のさらに先方に は、 一対の送りローラ 2 2 1、 2 2 2が取付けられている。 この送りローラ 2 2 1、 2 2 2は、 その外周に合成ゴムからなる〇リングを 2本平行にそれぞれ装着 されており、 P O F 2 0を内包する開裂チュ一ブ 3 0を、 上記〇リングの間の環 状凹部に支持しながら、 上下の送りローラ 2 2 1、 2 2 2で挟んで、 ラインの先 方に送り出す働きをなす。
なお、 送りローラ 2 2 2、 支持ローラ 2 1 9、 ガイドロ一ラ 2 1 6は、 図示し ない駆動装置により、 タイミングベルトを介して、 送り方向に同期回転するよう になっている。 また、 前記繊維抗張力体の繊維束 4 2は、 チューブ挿入装置 2 0 0を通ることなく、 後述する冷却装置 3 0 0に直接導入される。
チューブ挿入装置 2 0 0の先方 （P O F 2 0等の進行方向） には、 冷却装置 3 0 0が設置されている。 なお、 図示していないが、 冷却装置 3 0 0の前後には、 ガイド穴を有するプレートが配置され、 P O F 2 0を内包する開裂チューブ 3 0 が所定の経路を通過するようにガイドされる。
冷却装置 3 0 0は、 図 7， 8に示すように、 箱体 3 1 0と、 蓋体 3 1 1と、 こ の箱体 3 1 0を貫通するパイプ 3 1 2とを有している。 箱体 3 1 0の内部であつ て、 パイプ 3 1 2の外周には、 ドライアイス 3 2 0が充填されている。 箱体 3 1 2の内壁には、 断熱材 3 1 3が貼り付けられている。
そして、 P O F 2 0を内包する開裂チューブ 3 0は、 上記パイプ 3 1 2内に挿 通されている。 この場合、 開裂チューブ 3 0を適度に張設することにより、 開裂 チューブ 3 0がパイプ 3 1 2の内壁に接触しないようにされている。
なお、 箱体 3 1 0の材質としてはステンレス鋼、 アルミニウム等の金属、 ポリ エチレン、 ポリプロピレン等の樹脂が好ましく使用される。 パイプ 3 1 2の材質 としては銅、 真鍮、 ステンレス鋼等が好ましく使用される。 断熱材としてはウレ タンフォ一ム、 スチレンフォーム等が好ましく使用される。
冷却装置 3 0 0は、 そこから導出される P O F 2 0の表面温度が好ましくは 5 °C以下、 より好ましくは一 1 0 °C以下となるように調節される。 冷却装置 3 0 0 の冷却手段は、 上記ドライアイスに限らず、 パイプ 3 1 2を囲む冷却管に冷媒を 流して冷却する構造や、 ペルチェ素子等で冷却された一対の冷却板の間を通過さ せる構造などを採用することもできる。 また冷却ローラ等の接触式の冷却手段も 採用できる。 ただし P O Fの表面温度は、 熱電対を P O Fの表面に接触させて測 定できる。 その際、 熱電対の測温部と P O Fとを、 断熱材で一緒に被覆すること が好ましい。
なお、 前記繊維抗張力体の繊維束 4 2は、 この冷却装置 3 0 0を通す必要はな いが、 外被チューブ 5 0を被覆する次の工程において、 開裂チューブ 3 0の外周 に配置させる必要があるため、 図 7 , 8では省略したが、 開裂チューブ 3 0の外 周を囲むように配置された状態で、 冷却装置 3 0 0内を通過してもよい。
冷却装置 3 0 0の導出部には、 外被チューブ 5 0を押出し成形する押出し成形 装置 4 0 0が設置されている。 冷却装置 3 0 0と押出し成形装置 4 0 0とは、 可 能な限り接近して配置されること力好ましい。 これは冷却装置 3 0 0を通過させ ることにより冷却された P O F 2 0が、 温まることを抑制するためである。 具体 的には、 押出し成形装置 4 0 0のノズル 4 1 0の P〇F導入部における P O F 2 0の冷却温度が、 好ましくは 5 °C以下、 より好ましくは一 1 0 °C以下となるよう に調節される。 このために冷却装置 3 0 0の導出部からノズル 4 1 0の P O F導 入部までの、 P〇 F 2 0の通過時間 （冷却装置 3 0 0の導出部からノズル 4 1 0 の P O F導入部までの距離を P〇F 2 0の送り速度で除した値） は 2秒以下が好 ましく、 1秒以下が特に好ましい。 この押出し成形装置 4 0 0のノズル 4 1 0は 、 図 9に示すように、 中心筒 4 2 0と、 この中心筒 4 2 0の外周に所定の間隙 4 2 1を設けて配置された外筒 4 3 0とを有している。
中心筒 4 2 0内には、 P〇F 2 0を内包した開裂チューブ 3 0と、 繊維抗張力 体の繊維束 4 2を挿通させる。 繊維抗張力体の 4本の繊維束 4 2は、 上記開裂チ ユーブ 3 0を取り囲むように 4方向に配置されて挿通され、 中心筒 4 2 0内で各 繊維束のフィラメントがばらけて、 ノズル 4 1 0から出るときには、 上記開裂チ ユーブ 3 0の外周を環状に取り囲んで、 図 1の繊維抗張力体 4 0となる。
中心筒 4 2 0と外筒 4 4 0との間隙 4 2 1からは、 外被チューブ 5 0を形成す る熱可塑性樹脂が溶融状態で押出され、 繊維抗張力体 4 0の外周に被覆されて外 被チューブ 5 0となる。
このとき、 溶融した熱可塑性樹脂の熱が繊維抗張力体 4 0に伝達されるが、 P O F 2 0は、 開裂チューブ 3 0内に配置されているので、 上記熱が P O F 2 0に 伝わりにくくなる。 また、 P O F 2 0は、 あらかじめ冷却装置 3 0 0で冷却され ているので、 多少の熱が伝わっても、 過度の温度上昇を防ぎ、 伝送損失の増大を 防ぐことができる。
押出し成形装置 4 0 0のさらに先方には、 冷却槽 5 0 0が配置されている。 外 被チューブ 5 0を被覆されて形成された光ファイバケーブル 1 0は、 この冷却槽 5 0 0の冷却媒体を通り、 成形されたばかりの外被チューブ 5 0を急冷して、 内 部の P O F 2 0に熱が伝達されるのを防ぎ、 伝送損失の増大を防止する。 なお、 冷却媒体としては、 例えば水、 水とエチレングリコールの混合液等からなる不凍 液等が好ましく使用される。
冷却槽 5 0 0の更に先方には、 引き取り機 6 0 0が配置されている。 引き取り 機 6 0 0は、 一対のプーリ 6 1 1， 6 1 2に張設されて回転する上方ベルト 6 1 0と、 同じく一対のプーリ 6 2 1 , 6 2 2に張設されて回転する下方ベルト 6 2 0とを有し、 上記ベルト 6 1 0、 6 2 0の間に、 光ファイバケーブル 1 0を挟ん で送り出す構造をなしている。
なお、 光ファイバケーブル 1 0を形成する際には、 後述する引き取り機 6 0 0 の引き取り速度、 チューブ揷入装置 2 0 0の送り速度、 P O F 2 0及び開裂チュ —ブ 3 0の繰り出しロール 2 1 , 3 2の繰り出し速度がそれぞれ同じ速度となる ように、 各装置を電気的に連動制御することが望ましい。
こうして形成された光ファイバケーブル 1 0は、 図示しない巻取りリールに巻 き取られて保存される。 なお、 巻取りリールに巻き取った後、 前述したような条 件でァニール処理を行なうことにより、 外被チューブ 5 0の内部の残留応力を除 去し、 熱による寸法変化を低減することが好ましい。
図 1 0には本発明による光ファイバケーブルの他の実施形態が示されている。 この光ファイバケ一ブル 11は、 POF 20を内包する開裂チューブ 30を 2 本平行に配列し、 それらの外周を繊維抗張力体 40で囲み、 この繊維抗張力体 4 0のさらに外周を外被チューブ 50で被覆した構造をなしている。 このように、 POF 20を内包する開裂チューブ 30を複数本配置することにより、 複数本の POF 20を有するケーブルとすることができる。
図 11には本発明による光ファイバケ一ブルの更に他の実施形態が示されてい る。
この光ファイバケーブル 12は、 POF 20を内包する開裂チューブ 30を 4 本設けて、 これらの外周を押えテープ 60で結束させている。 押えテープ 60と しては、 例えば PETテープ、 ポリエステル製不織布、 紙、 フッ素樹脂テープ等 を用いることができる。 そして、 結束された開裂チューブ 30の外周を繊維抗張 力体 40で囲み、 この繊維抗張力体 40のさらに外周を外被チューブ 50で被覆 した構造をなしている。
(実施例）
以下、 本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
実施例 1
図 1に示す構造の光ファイバケーブルを、 図 2〜9に示した装置によって製造 した。
P O F 10としては、 前記特開平 8— 5848号公報に記載された方法で製造 されたフッ素樹脂製 POF (商品名 「ルキナ」 、 旭硝子社製） であって外径 0. 5mmのものを用いた。 開裂チューブ 30としては、 難燃性ポリオレフイン樹脂 (商品名： ANA- 9952N、 リケンテクノス社製） からなり、 外径 1. 2mm、 内径 0. 9mmのものを用いた。 繊維抗張力体 40としては、 ァラミド繊維 （158 0デニール、 4本使用） からなるものを用いた。 外被チュ一ブ 50は、 同じく難 燃性ポリオレフイン樹脂 （商品名： ANA- 9952N、 リケンテクノス社製） を用い （ 成形温度は 185°C) 、 厚さ 0. 5mm、 外径 2. 6mmとなるように成形した 。 光ファイバケ一ブルの製造速度は 1 5 m_ 分とした。 冷却装置 3 0 0は、 パイ プ 3 1 2として内径 8 mm、 長さ 3 0 c mの銅パイプを用い、 P〇 F 1 0の線速 は 1 5 m/分、 滞留時間 1 . 2秒の条件で冷却し、 冷却装置 3 0 0から導出され る P O F 2 0の表面温度が— 1 0 となるように調節した。
開裂チューブ 3 0は、 スリットを形成する前に、 繰り出しリール 4 1に巻き取 つた状態で、 8 0 °Cで 2 4時間ァニール処理を行なった。 また、 外被チューブ 5 0は、 光ファイバケーブル 1 0をリールに巻き取った状態で、 6 0 ° で2 4時間 ァニール処理を行なった。
そして、 得られた光ファイバケーブル 1 0について、 冷熱サイクル試験を実施 した。 すなわち、 高温側保持温度 6 0 °C、 低温側保持温度一 5 °Cとし、 各温度で の保持時間及び昇降温時間を 2時間とし、 これを 1 0サイクル繰り返し、 それぞ れの温度での伝送損失と、 1 0サイクルの冷熱サイクル後での伝送損失とを、 8 5 0 n mL E D光源を用いてパワーメーターで連続的に測定した。 この結果を表 1に示す。
実施例 2
実施例 1において、 外被チューブ 5 0のァニール処理を、 光ファイバケ一ブル を自由状態 （長さ方向に拘束しない状態） にして行なった。 こうして得られた光 ファイバケーブルについて、 実施例 1と同様にして、 冷熱サイクルの繰り返しに よる伝送損失の測定を行なった。 この結果を表 1に示す。
実施例 3
実施例 1において、 外被チューブ 5 0のァニール処理を行なわずに、 光フアイ バケーブルを得た。 こうして得られた光ファイバケーブルについて、 実施例 1と 同様にして、 冷熱サイクルの繰り返しによる伝送損失の測定を行なった。 この結 果を表 1に示す。
比較例 1
実施例 1において、 開裂チューブ 3 0を用いずに、 P O F 1 0の外周に繊維抗 張力体 4 0を直接配置して、 光ファイバケ一ブルを製造した。 また、 外被チュー ブ 5 0のァニール処理も行なわなかった。 こうして得られた光ファイバケーブル について、 実施例 1と同様にして、 冷熱サイクルの繰り返しによる伝送損失の測 定を行なった。 この結果を表 1に示す。
(表 1 )
Figure imgf000017_0001
表 1の結果から、 開裂チューブ 3 0を用いた実施例 1 , 2 , 3は、 開裂チュー ブ 3 0を用いない比較例 1に比べて、 冷熱サイクルによる伝送損失の増大が低く 抑えられた。
また、 外被チューブを長さ方向に拘束してァニール処理を行なった実施例 1は 、 外被チュ一ブをフリーな状態でァニール処理を行なった実施例 2、 および外被 チューブのァニ一ル処理を行なわない実施例 3に比べて、 冷熱サイクルによる伝 送損失の増大がさらに低く抑えられた。
次に、 実施例 1で得た光ファイバケーブルと、 比較例 1で得た光ファイバケ— ブルとに、 それぞれ 1 4 0 0 N/ 1 0 c mの圧力を 3分間印加し、 その状態での 伝送損失を測定した。 その結果を表 2に示す。 表 2に示されるように、 開裂チュ —ブ 3 0で P O F 2 0を内包した実施例 1の光ファイバケーブルは、 加圧状態に おいても伝送損失が低く抑えられた。 7
(表 2 )
Figure imgf000018_0001
産業上の利用の可能性
以上説明したように、 本発明によれば、 P O Fの外周を開裂チューブによって 囲み、 この開裂チューブの外周に繊維抗張力体を配して、 樹脂製の外被チューブ で覆うようにしたので、 外被チューブを被覆形成する際の熱が開裂チューブによ つて P O Fに伝達されにくくなるので、 P O Fの伝送損失の増大を防ぐことがで さる。
また、 高温条件下にさらされて開裂チューブが熱収縮したとしても、 P O Fは 開裂チューブの内部に空隙を介して収容されているので、 P O Fの表面にマイク 口ベン卜が発生することが防止され、 マイクロベントによる伝送損失の増加も防 ぐことができる。
さらに、 P O Fは開裂チューブで囲まれていて、 繊維抗張力体と直接接しない ので、 繊維抗張力体に含有されている繊維集束剤と、 P O Fとが化学反応して物 性劣化が生じることも防止される。
さらにまた、 開裂チューブによって光ファイバケーブルの引張り強度や曲げ強 度が向上するため、 繊維抗張力体として、 金属線を用いる必要がなくなり、 例え ばァラミド繊維のような樹脂繊維や、 ガラス繊維のような無機繊維だけで構成す ることが可能となる。

Claims

請求の範囲
1 . プラスチック製の光ファイバと、 軸方向に形成されたスリットにより開裂さ れ、 前記光ファイバの外周を、 空隙を介して囲む樹脂製の開裂チューブと、 この 開裂チューブ外周に配置された繊維抗張力体と、 この繊維抗張力体のさらに外周 を囲む樹脂製の外被チューブとを有することを特徴とする光ファイバケーブル。
2 . 前記開裂チューブがァニール処理を施したものである請求項 1記載の光ファ ィバケーブル。
3 . 前記外被チューブがァニール処理を施したものである請求項 1または 2記載 の光ファイバケーブル。
4. 樹脂製のチューブに軸方向にスリットを形成して開裂させ、 この開裂部分か らプラスチック製の光ファイバを挿入し、 こうして得られた光ファイバ入りの開 裂チューブの外周に繊維抗張力体を配置しつつ、 前記光ファイバ、 前記開裂チュ ーブおよび前記繊維抗張力体を押出しダイに挿入して、 それらのさらに外周を覆 うように外被チューブを押出し成形することを特徴とする光ファイバケーブルの 製造方法。
5 . 前記開裂させるチューブとして、 ァニール処理を施したチューブを用いる請 求項 4記載の光ファイバケーブルの製造方法。
6 . 前記外被チューブを被せて形成した光ファィパケーブルをリ一ルに巻取り、 その状態でァニール処理を行なう請求項 4または 5記載の光ファイバケーブルの 製造方法。
7 . 前記光ファイバを内包する前記開裂チューブを押出しダイに挿入する前に、 前記光ファイバおよび前記開裂チューブを冷却する請求項 4〜 6のいずれか 1つ に記載の光ファイバケーブルの製造方法。
8 . 前記押出しダイによって前記外被チューブを押出し成形した後、 そのケープ ルを直ちに冷却液槽に浸漬する請求項 4〜 7のいずれか 1つに記載の光ファイバ ケーブルの製造方法。
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