説明

光ファイバ心線

【課題】本発明は、非加熱式リムーバを用いた場合でも、オーバーコート層を容易に除去することができ、かつ、ピストニング特性および耐外傷性に優れた光ファイバ心線を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の光ファイバ心線1は、光ファイバ2と該光ファイバ2の外周を被覆する被覆層3とを有する光ファイバ素線4と、該光ファイバ素線4の外周を被覆するオーバーコート層5とを有しており、光ファイバ素線4の表面動摩擦力が0.12N/回〜0.48N/回の範囲とされている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ファイバ心線に関するものであり、特に、最外被覆層を簡単に除去することが可能で、かつ、ピストニング特性と耐外傷性に優れた光ファイバ心線に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に長距離通信で用いられる外径約125μmの石英系光ファイバは、主に紫外線硬化性樹脂などで被覆され、外径が約250μmとされている(以下、このように被覆が施されることで外径が約250μmとされた光ファイバ心線を「025素線」と言う。)。
【0003】
この025素線(識別用の着色が施されているものも含む)を、光ファイバコードや光ファイバドロップケーブルなどFTTH(Fiber To The Home)で使用されるケーブルに適用する場合、そのままの外径でケーブル内に配設することが広く行われている。しかし、025素線は、外径が約250μmと非常に細いため、視認性および取扱性が悪いことが問題である。
そこで、このような問題を改善すべく、FTTH用ケーブルに適用される光ファイバ心線として、025素線の外周面に、さらに被覆(オーバーコート)を施して、外径を約500μmに太くしたもの(以下、「05心線」と言う。)が用いられる場合がある。
【0004】
ここで、この05心線が配設されたケーブルを用いて、屋外のFTTH開通工事や宅内配線などの工場以外での工事を行う場合、従来から用いられている025素線用の接続部材(メカニカルスプライス、現場組み立てFAコネクタなど)や、電源が不要な非加熱式リムーバを使用できると都合が良い。このため、05心線は、非加熱式リムーバを使用してオーバーコート層のみを除去できるように設計されており、オーバーコート層を除去することで露出した025素線同士を、前述のような025素線用の接続部材によって接続するようにしている(例えば、非特許文献1参照。)。
そして、オーバーコート層をより容易に除去できるようにした05心線が、いくつか提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
【0005】
まず、特許文献1には、025素線のセカンダリ層に使用される紫外線硬化性樹脂よりも柔らかい紫外線硬化性樹脂、すなわちヤング率が30MPa〜100MPaの紫外線硬化性樹脂をオーバーコート層に使用することが開示されており、これにより、非加熱式リムーバを用いて、オーバーコート層のみを容易に除去できるようになることが記載されている。
【0006】
また、特許文献2には、滑材成分としてステアリン酸ブチル、飽和脂肪酸エステルおよび芳香族アルコール脂肪酸等を含み、ヤング率が200MPa〜300MPaの紫外線硬化性樹脂をオーバーコート層に用いた05心線が開示されている。この05心線では、オーコート層が滑材成分を含んでいることによって被覆除去性が向上し、オーバーコート層のみを、非加熱式リムーバを用いて容易に除去することができる。
【0007】
さらに、特許文献2には、025素線の外周に、無極性且つ不揮発性で、動粘度が10cm/s以上のシリコーンオイルの塗布層を形成し、その外周にオーバーコート層を被覆した05心線も開示されている。この05心線では、025素線とオーバーコート層との間にシリコーンオイルが介在していることにより、ヤング率が200MPa〜800MPaの比較的硬い紫外線硬化性樹脂によってオーバーコート層を形成した場合でも、このオーバーコート層のみを、非加熱式リムーバを用いて容易に除去することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2003−241033号公報
【特許文献2】特許第4142002号公報
【非特許文献】
【0009】
【非特許文献1】2005年 電子情報通信学会総合大会 B−10−13
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、特許文献1に記載された05心線では、オーバーコート層に使用する紫外線硬化性樹脂のヤング率が100MPa以下と低い場合、外部からの衝撃に弱いという問題を生じるおそれがある。このため、光ファイバの取扱時に、光ファイバを引っ掛けたり、作業員が光ファイバの一部を踏んだりした場合に、瞬時断線(瞬間的に信号が途切れる現象)や断線(ファイバの切断)などが生じ、活線に対して重大な損害を与えるおそれがあった。
【0011】
また、特許文献2に開示された各05心線では、該05心線が直接シース(コードケーブル等の最外被覆)と触れるようなケーブル(例:光ファイバインドアケーブル、光ファイバドロップケーブルなど)に実装された場合、ケーブル製造からある程度の期間が経過すると、オーバーコート層に含まれる滑材成分、もしくは、025素線の外周に形成した塗布層の滑材成分がシースに移行してしまうことがある。その結果、オーバーコート層の被覆除去性が損なわれ、非加熱式リムーバによって、オーバーコート層のみを除去するのが困難になってしまう問題がある。
【0012】
本発明は、非加熱式リムーバを用いた場合であっても、オーバーコート層を容易に除去することができ、かつ、ピストニング特性および耐外傷性に優れた光ファイバ心線を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は、上記課題を解決するために以下の構成を有する。
第1の本発明に係る光ファイバ心線は、光ファイバと該光ファイバの外周を被覆する被覆層とを有する光ファイバ素線と、該光ファイバ素線の周面を被覆するオーバーコート層とを有し、前記光ファイバ素線の表面動摩擦力が0.12N/回〜0.48N/回であることを特徴とする。
第2の発明に係る光ファイバ心線においては、前記オーバーコート層から前記光ファイバ素線を引き抜くために要する力が、0.028N/mm〜0.096N/mmであることを特徴とする。
【0014】
第3の発明に係る光ファイバ心線においては、前記オーバーコート層のヤング率が92MPa〜190MPaであることを特徴とする。
第4の発明に係る光ファイバ心線においては、前記被覆層が紫外線硬化性樹脂を主材料として構成されていることを特徴とする。
第5の発明に係る光ファイバ心線は、前記オーバーコート層が紫外線硬化性樹脂を主材料として構成されていることを特徴とする。
第6の発明に係る光ファイバ心線は、前記光ファイバ素線の外径が約250μm、前記光ファイバ心線全体の外径が約500μmであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の光ファイバ心線。
【発明の効果】
【0015】
本発明では、光ファイバ素線と、該光ファイバ素線の周面を被覆するオーバーコート層とを有する光ファイバ心線において、光ファイバ素線の表面動摩擦力が所定範囲に規定されていることにより、非加熱式リムーバを用いてオーバーコート層の端部から光ファイバ素線を引き抜くことによって端部のオーバーコート層を除去する際に、光ファイバ素線とオーバーコート層との界面に生じる摩擦力が比較的小さく抑えられる。このため、オーバーコート層の端部から光ファイバ素線を容易に引き抜くことができ、光ファイバ素線の傷付きを抑えつつ、端部のオーバーコート層を容易に除去することができる。
【0016】
また、温度変化によってオーバーコート層が光ファイバ素線に対して収縮しようとするときには、光ファイバ素線とオーバーコート層との界面に生じる摩擦力が効果的に働き、オーバーコート層の収縮が抑えられる。このため、オーバーコート層の端面から光ファイバ素線が突き出るピストニング現象を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の光ファイバ心線の実施形態を示す概略断面図である。
【図2】本発明の光ファイバ心線が備える光ファイバ素線の表面動摩擦力の測定方法を説明するための模式図である。
【図3】本発明の光ファイバ心線が備えるオーバーコート層のヤング率の測定方法を説明するための模式図である。
【図4】本発明の光ファイバ心線の素線引抜力の測定方法を説明するための模式図である。
【図5】光ファイバ心線のピストニング量の測定方法を説明するための模式図である。
【図6】光ファイバ心線の被覆除去性の評価方法を説明するための模式図である。
【図7】光ファイバ心線の耐外傷性の評価方法を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の光ファイバ心線の実施形態を示す概略断面図、図2は、光ファイバ心線が備える光ファイバ素線の表面動摩擦力の測定方法を説明するための模式図、図3は、光ファイバ心線が備えるオーバーコート層のヤング率の測定方法を説明するための模式図、図4は、光ファイバ心線の素線引抜力の測定方法を説明するための模式図である。
【0019】
図1に示す光ファイバ心線1は、光ファイバ2と該光ファイバ2の外周を被覆する被覆層3とを有する光ファイバ素線4と、該光ファイバ素線4の周面を被覆するオーバーコート層5とを有している。
ここで「光ファイバ」は、一般的には誘電体で構成された光を伝搬する媒体であって、裸光ファイバ、光ファイバ素線、光ファイバ心線、光ファイバコートの総称であるが、本明細書中では「裸光ファイバ」を示すものとする。
【0020】
光ファイバ2は、少なくともコアと、該コアの周囲に被覆されたクラッドとを有している。
コアおよびクラッドの構成材料としては、例えば、石英、多成分ガラス、各種プラスチック(樹脂材料)等が挙げられ、添加物の種類や添加量等によってコアよりもクラッドの屈折率が低くなるように組成制御されている。例えば、石英ガラスを主成分とする光ファイバでは、コアに屈折率を上げる添加物(Ge、P等)が添加され、クラッドには屈折率を下げる添加物(B、F等)が添加される。
なお、光ファイバ2は、コアとクラッドよりなる2層構成に限るものではなく、クラッドの外周に、さらに第2のクラッドを被覆した3層構成等であっても構わない。
【0021】
コアおよびクラッドの外径は、特に限定されず、光ファイバ2内を伝播させる光のモード等によって適宜選定できるが、汎用性を考慮すると、光ファイバ2の外径として約125μmのものを例示することができる。
【0022】
被覆層3は、光ファイバ2を保護および補強する機能を有する。
被覆層3の構成材料としては、例えば紫外線硬化性樹脂等が挙げられる。紫外線硬化性樹脂としては、具体的には、ウレタンアクリレート系、エポキシアクリレート系、ポリブタジエンアクリレート系、シリコーンアクリレート系、ポリエステルアクリレート系等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、紫外線硬化性樹脂として、ウレタンアクリレート系のものが硬化速度、ヤング率の点などにおいて好ましい。
【0023】
被覆層3は、単層構成であってもよく、多層構成であっても構わないが、硬度やガラス転移点等の特性が異なる層を複数層積層した多層構成であるのが好ましい。これにより、被覆層3に、外力を緩和するバッファ層としての機能や、光ファイバ2の外周に硬い層を形成することで該光ファイバ2を保護および補強する機能など、様々な機能をもたせることができる。
【0024】
被覆層3の多層構成としては、比較的柔らかいプライマリ層と、該プライマリ層よりも硬いセカンダリ層とを有し、プライマリ層が光ファイバ2側に配設された2層構成、2層構成の被覆層の外周に、さらに着色層が被覆された3層構成等が挙げられる。ここで、着色層は、例えば光ファイバ心線1の種類に応じた色相とされ、光ファイバ心線1の種類を識別させる識別機能を有する。
【0025】
本実施形態の光ファイバ素線4は、以上のような被覆層3が光ファイバ2の外周に被覆されて構成されており、本発明では、特に、このように構成された光ファイバ素線4(被覆層3)の表面動摩擦力が0.12N/回〜0.48N/回の範囲とされている。
【0026】
ここで、本明細書において「光ファイバ素線の表面動摩擦力」とは、次のようにして測定される値のことを言う。
[光ファイバ素線の表面動摩擦力の測定方法]
(1)まず、図2(a)に示すように、被測定物である光ファイバ素線4を、その長さLが約30cmとなるように切断する。
(2)次に、図2(b)に示すように、切断した光ファイバ素線4で小さい輪4aを3重に形成し、紐で結び目を作るように、光ファイバ素線4の一端を各輪4aに順次くぐらせるとともに、この3重の輪4aと各輪4aにくぐらせた部分との間に余裕を持たせて大きい輪4bを形成する。ここで、大きい輪4bの外径Lは、70±5mmとする。
【0027】
(3)次に、図2(c)に示すように、光ファイバ素線4の他端4bを台座4A等に固定し、その一端4cを、引張試験機にて速度5mm/分で10mmだけ図2(c)の矢印cの方向に引張り、その際の荷重の変化を観測する。ここでは、結び目状となっているところの光ファイバ素線4の表面動摩擦力を測定できる。
荷重の変化の典型例を図2(d)に示す。そして、観測された荷重の平均値を求め、この値を動摩擦力(N)とする。
(4)そして、求められた動摩擦力(N)を用い、下記の式に基づいて表面動摩擦力(N/回)を算出する。
表面動摩擦力(N/回)=動摩擦力(N)/光ファイバ素線を輪にくぐらせる回数(3回)
【0028】
光ファイバ心線1は、以上のようにして求められる光ファイバ素線4の表面動摩擦力が小さいもの程、非加熱式リムーバを用いて、オーバーコート層5の端部から光ファイバ素線4を引き抜くことによって端部のオーバーコート層5を除去する際、オーバーコート層5と光ファイバ素線4との界面に生じる摩擦力が小さく抑えられ、オーバーコート層5の端部から光ファイバ素線4を容易に引き抜くことができる。
【0029】
ただし、光ファイバ素線4の表面動摩擦力が小さ過ぎると、オーバーコート層5の端面から光ファイバ素線4が突き出るピストニング現象が問題となってくる。
すなわち、光ファイバ素線4とオーバーコート層5とは温度変化による膨張収縮率が異なるため、光ファイバ心線1をエージングした後に冷却すると、例えば、光ファイバ素線4に対してオーバーコート層5が大きく収縮しようとする。このとき、光ファイバ素線4の表面動摩擦力が小さいと、オーバーコート層5の収縮に伴って、オーバーコート層5の内周面が、光ファイバ素線4の外周面に沿って、その端面に対する後退方向に容易に移動する。このため、オーバーコート層5が大きく収縮する。その結果、オーバーコート層5の端面から光ファイバ素線4が突き出るピストニング現象が発生してしまう。
【0030】
以上のような観点から、本発明では、光ファイバ素線4の表面動摩擦力を0.12N/回〜0.48N/回に規定する。光ファイバ素線4の表面動摩擦力がこのような範囲であることにより、例えば、非加熱式リムーバを用いて、オーバーコート層5の端部から光ファイバ素線4を引き抜くことによって端部のオーバーコート層5を除去する際、オーバーコート層5と光ファイバ素線4との界面に生じる摩擦力が比較的小さく抑えられる。このため、光ファイバ素線4の外傷を抑えつつ、端部のオーバーコート層5を容易に除去することができる。また、温度変化によってオーバーコート層5が光ファイバ素線4に対して収縮しようとするときには、光ファイバ素線4とオーバーコート層5との界面に生じる摩擦力が効果的に働き、オーバーコート層5の収縮が抑えられる。このため、ピストニング現象を抑制することができる。
【0031】
このような光ファイバ素線4の表面動摩擦力は、例えば、その外周面を構成する被覆層(2層構成の被覆層の場合にはセカンダリ層、3層構成の被覆層の場合には着色層)3を紫外線硬化性樹脂を主材料として構成する場合には、紫外線照射を行う際の雰囲気中の酸素濃度を変化させることによって制御することができる。
【0032】
被覆層3の厚さは、特に限定されないが、汎用性を考慮して、光ファイバ素線4の外径が約250μmとなるように設定するのが好ましい。これにより、汎用されている025素線用の接続部材を用いて光ファイバ素線4同士を接続することができ、接続工事に要するコストを低減することができる。
【0033】
オーバーコート層5は、光ファイバ心線1に太さや曲げ剛性を付与する機能や、光ファイバ2を保護および補強する機能を有する。これにより、光ファイバ心線1の視認性および取扱い性が向上する。このオーバーコート層5の端部は、光ファイバ心線1を他の光ファイバ心線1と接続する際、その端部から光ファイバ素線4を引き抜くことによって除去される。
オーバーコート層5の構成材料としては、例えば紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。紫外線硬化性樹脂としては、具体的には、前述の被覆層3の構成材料として例示したものと同様のものを挙げることができる。
【0034】
このオーバーコート層5は、ヤング率が92MPa〜190MPaであることが好ましい。
ここで、本明細書において「オーバーコート層のヤング率」とは、次のようにして測定される値のことを言う。
【0035】
[オーバーコート層のヤング率の測定方法]
(1)まず、オーバーコート層5のみを引き剥がすように構成された被覆除去冶具(非加熱式リムーバ)を用意する。図3(a)に示すように、この被覆除去冶具10は、光ファイバ心線1のオーバーコート層5に、厚さ方向の切り込みを入れる刃11を具備するものであり、例えばオプトサイエンス社製の商品名マイクロストリップを用いることができる。
(2)そして、この被覆除去冶具10の刃11の間に、光ファイバ心線1を約40mm(L)挿通し、この状態でオーバーコート層5に刃を入れる。これにより、オーバーコート層5の一端部から約40mmの位置に切り込みが入る。
(3)次に、刃11が入れられた状態の光ファイバ心線1を、他端部側に引っ張る。これにより、一端部から約40mmの範囲のオーバーコート層5から光ファイバ素線4が引き抜かれる。そして、図3(b)に示すように、光ファイバ素線4が引き抜かれた後に鞘状のオーバーコート層5aが得られる。このオーバーコート層5aを25mmに切断する。
(4)次に、図3(c)に示すように、得られたオーバーコート層5a(試料長:25mm)の一端を台座4Aに固定し、他端を引張速度1mm/分で図3(c)の矢印C方向に引っ張ることでオーバーコート層5aを伸展させ、オーバーコート層5aが2.5%伸びたときの荷重(2.5%伸び荷重)を測定する。なお、この工程での測定は、23℃50%RHの条件とされた室内で行う。
(5)そして、測定された2.5%伸び荷重と試料の断面積を用いてヤング率(MPa)を算出する。
【0036】
このようにして求められるオーバーコート層5のヤング率が92MPa未満である場合には、オーバーコート層5の保護・補強機能が不足し、取り回し時の扱いによって、光ファイバ心線1が損傷する可能性がある。また、オーバーコート層5のヤング率が190MPaを超える場合には、オーバーコート層5の硬度が大きくなることと、その収縮により、オーバーコート層5の端部から光ファイバ素線4を引き抜いて光ファイバ素線4を露出させる際、光ファイバ素線4に外傷を与えるおそれがある。
このようなオーバーコート層5のヤング率は、例えば、オーバーコート層5を紫外線硬化性樹脂を主材料として構成する場合には、紫外線照射を行う際の照度を変化させることによって制御することができる。
オーバーコート層5の厚さは、特に限定されないが、汎用性を考慮して、光ファイバ心線1全体の外径が約500μmとなるように設定するのが好ましい。
【0037】
また以上のように構成された光ファイバ心線1は、オーバーコート層5から光ファイバ素線4を引き抜くために要する力(以下、「素線引抜力」と言う。)が、0.028N/mm〜0.096N/mmであることが好ましい。
ここで、本明細書において「オーバーコート層から光ファイバ素線を引き抜くために要する力(素線引抜力)」とは、次のようにして測定される値のことを言う。
【0038】
[素線引抜力の測定方法]
(1)まず、オーバーコート層5のヤング率の測定方法で用いるのと同様の被覆除去冶具10を用意する。そして、図4(a)に示すように、この被覆除去冶具10の刃11の間に、被測定物である光ファイバ心線1を50mm(L)挿通し、この状態でオーバーコート層5に刃を入れる。これにより、オーバーコート層5の一端部から50mmの位置に切り込みが入る。
(2)次に、図4(b)に示すように、刃11が入れられた状態の光ファイバ心線1を、引張試験機によって引張速度500mm/分で他端部側に引っ張る。これにより、一端部から50mmの範囲のオーバーコート層5から光ファイバ素線4が引き抜かれる。この光ファイバ素線4が引き抜かれる過程での最大荷重を測定する。
(3)そして、測定された最大荷重(N)を用い、下記の式に基づいて素線引抜力(N/mm)を算出する。
素線引抜力(N/mm)=最大荷重(N)/除去長(50mm)
【0039】
このように求められる素線引抜力は、光ファイバ素線4とオーバーコート層5との密着性の指標となる。そして、この素線引抜力が小さいもの程、光ファイバ素線4とオーバーコート層5との密着性が小さいため、オーバーコート層5の端部から光ファイバ素線4を容易に引き抜くことができる。
【0040】
ただし、光ファイバ心線1の素線引抜力が小さ過ぎると、温度変化によってオーバーコート層5が光ファイバ素線4に対して収縮しようとするとき、オーバーコート層5の内周面が、光ファイバ素線4の外周面に沿って、その端面に対する後退方向に容易に移動し、オーバーコート層5が大きく収縮する。その結果、オーバーコート層5の端面から光ファイバ素線4が突き出るピストニング現象が発生してしまう。
【0041】
これに対して、素線引抜力が0.028〜0.096N/mmである場合には、光ファイバ素線4とオーバーコート層5との密着性が適度に小さいものとなる。このため、例えば非加熱式リムーバを用いてオーバーコート層5の端部から光ファイバ素線4を容易に引き抜くことができるので、光ファイバ素線4の外傷を抑えつつ、光ファイバ素線の端部を露出させることができる。また、温度変化によってオーバーコート層5が光ファイバ素線4に対して収縮しようとするときには、光ファイバ素線4とオーバーコート層5との密着力が効果的に働き、オーバーコート層5の収縮が抑えられる。このため、ピストニング現象を抑制することができる。
【0042】
このような光ファイバ素線4の素線引抜力は、例えば、その外周面を構成する被覆層(2層構成の被覆層の場合にはセカンダリ層、3層構成の被覆層の場合には着色層)3を紫外線硬化性樹脂を主材料として構成する場合には、紫外線照射を行う際の雰囲気中の酸素濃度を変化させることによって制御することができる。
【0043】
以上のように構成された光ファイバ心線1は、他の光ファイバ心線1と接続部材によって接続する場合、例えば非加熱式リムーバを用いて各光ファイバ心線1のオーバーコート層5の端部付近に切り込みを入れ、端部側のオーバーコート層5から光ファイバ素線4を引き抜く。これにより、端部のオーバーコート層5が除去され、光ファイバ素線4が露出する。このとき、光ファイバ素線4の表面動摩擦力が所定の範囲とされていることにより、オーバーコート層5から光ファイバ素線4を引き抜く際に、これらの界面に生じる摩擦力が比較的小さく抑えられ、オーバーコート層5から光ファイバ素線4を容易に引き抜くことができる。そして、光ファイバ心線1の露出した光ファイバ素線4同士を接続部材によって接続する。この場合、光ファイバ素線用の接続部材、すなわち従来から汎用されている接続部材を用いることができるため、接続部材を容易に入手することができ、工事に要するコストの低減を図ることができる。
【0044】
また、表面動摩擦力が所定範囲とされた光ファイバ心線1は、温度変化によってオーバーコート層5が収縮しようとするとき、光ファイバ素線4とオーバーコート層5との界面に生じる摩擦力が効果的に働き、オーバーコート層5の収縮が抑えられる。このため、オーバーコート層5の端面から光ファイバ素線4が突き出るピストニング現象を抑制することができる。その結果、ピストニング現象に起因する不都合、すなわち、損失変動や、ファイバ先端に近接して取り付けられる光学素子がオーバーコート層5から突出した光ファイバ素線4によって破損すること等を抑制することができる。
【0045】
以上、本発明の光ファイバ心線の実施形態について説明したが、前記実施形態において、光ファイバ心線を構成する各部は一例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
【実施例】
【0046】
以下に、本発明の具体的実施例について説明するが、本願発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0047】
<025素線(光ファイバ着色素線)の作製>
まず、以下のようにして025素線(025素線1−1〜4−6)を作製した。
(025素線1−1)
光ファイバに紫外線硬化性樹脂よりなる被覆層が設けられた被覆層付き光ファイバ(外径:250μm)を用意した。
次に、この被覆層付き光ファイバの外周面に、着色剤を含む紫外線硬化性樹脂(着色樹脂)を供給し、この着色樹脂を、1ppm〜300ppmの酸素含有雰囲気下、紫外線照射することによって硬化させ、着色層を形成した。ここで、着色樹脂に含まれる紫外線硬化性樹脂は、ウレタンアクリレート系もしくはエポキシアクリレート系の紫外線硬化性樹脂(C1)である。
以上の工程により、外径約250μmの光ファイバ着色素線(025素線1−1)を作製した。
【0048】
(025素線1−2〜1−6)
着色樹脂を硬化させる際の雰囲気中の酸素濃度を表1に示すように変えた以外は、前記025素線1−1と同様にして、光ファイバ着色素線(025素線1−2〜1−6)を作製した。
【0049】
(025素線2−1〜2−6)
着色樹脂に用いる紫外線硬化性樹脂として、表面硬化性が紫外線硬化性樹脂(C1)と異なる紫外線硬化性樹脂(C2)を用いる以外は、前記025素線1−1〜1−6と同様にして、光ファイバ着色素線(025素線2−1〜2−6)を作製した。
【0050】
(025素線3−1〜3−6)
着色樹脂に用いる紫外線硬化性樹脂として、表面硬化性が紫外線硬化性樹脂(C1)と異なる紫外線硬化性樹脂(C3)を用いる以外は、前記025素線1−1〜1−6と同様にして、光ファイバ着色素線(025素線3−1〜3−6)を作製した。
【0051】
(025素線4−1〜4−6)
着色樹脂に用いる紫外線硬化性樹脂として、表面硬化性が紫外線硬化性樹脂(C1)と異なる紫外線硬化性樹脂(C4)を用いる以外は、前記025素線1−1〜1−6と同様にして、光ファイバ着色素線(025素線4−1〜4−6)を作製した。
ここで、C1はウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂、C2はエポキシアクリレート系紫外線硬化樹脂、C3はポリエステルアクリレート系紫外線硬化樹脂、C4はポリエステルアクリレート系紫外線硬化樹脂である。
【0052】
以上のようにして作製された各025素線について、表面動摩擦力を所定の方法によって測定した。その結果を、着色樹脂に用いた紫外線硬化性樹脂の種類および着色樹脂を硬化する際の雰囲気中の酸素濃度と合わせて表1に示す。
【0053】
<05心線(光ファイバ心線)の作製I>
次に、作製された各025素線を用い、以下のようにして各種光ファイバ心線(05心線1−1〜4−6)を作製した。
(05心線1−1)
025素線1−1を用意した。
次に、この025素線1−1の外周面に、紫外線硬化性樹脂を供給し、紫外線照射によって硬化させることでオーバーコート層を形成した。形成したオーバーコート層のヤング率は150MPaであった。
以上の工程により、外径約500μmの光ファイバ心線(05心線1−1)を作製した。
【0054】
(06心線1−2〜4−6)
025素線1−1の代わりに025素線1−2〜4−6を用いる以外は、前記05心線1−1と同様にして、光ファイバ心線(05心線1−1〜4−6)を作製した。
【0055】
以上のようにして作製された各05心線について、所定の方法によって素線引抜力(オーバーコート層から光ファイバ素線を引き抜くために要する力)を測定するとともに、以下のようにしてピストニング量および被覆除去性を測定した。
[光ファイバ心線のピストニング量の測定方法]
(1)まず、図5(a)に示すように、100mの光ファイバ心線1を、外径Lが約300mmの円環を形成するように螺旋状に巻回することによって光ファイバ心線1の巻回体(心線束)1aを得る。
(2)次に、図5(b)に示すように、心線束1aを構成する光ファイバ心線1の両端面を、顕微鏡によって倍率100倍で観察し、オーバーコート層5の端面から突出する光ファイバ素線4の長さ(初期突出量L)を測定する。
(3)次に、心線束1aを、85℃85%RHの湿熱高温槽20に搬入し、1000時間エージングを行う。
(4)次に、工程(2)と同様に、心線束1aを構成する光ファイバ心線1の両端面を、顕微鏡によって倍率100倍で観測し、オーバーコート層5の端面から突出する光ファイバ素線4の長さ(エージング後の突出量La)を測定する。
(5)次に、測定された初期突出量Lおよびエージング後の突出量Laを用い、下記の式に基づいてピストニング量を算出する。
ピストニング量=(エージング後の突出量L)−(初期突出量La)
なお、各05心線を総合判定するに際しては、このピストニング量が1mm以下のものを合格品として評価した。
【0056】
[被覆除去性の測定方法]
(1)まず、図6(a)に示すように、光ファイバ心線1を、厚さ2mmの低密度もしくは高密度のポリエチレン製のシート30によって上下から挟み込み、積層体を得る。ここで用いるポリエチレン製シート30の素材および厚さは、光ファイバケーブルのシースに準じたものである。
(2)次に、積層体を、85℃85%RHの湿熱高温槽20に搬入し、1000時間エージングを行う。
(3)次に、図6(b)に示すように、オーバーコート層5のヤング率の測定方法で用いるのと同様の被覆除去冶具10を用意する。そして、この被覆除去冶具10の刃11の間に、光ファイバ心線1を50mm(L)挿通し、この状態でオーバーコート層5に刃11を入れることで、オーバーコート層5の一端部から50mmの位置に切り込みを付ける。
(4)次に、オーバーコート層5内に刃11が入れられた状態の光ファイバ心線1を、引張速度500mm/分で他端部側に引っ張る。これにより、図6(c)に示すように、一端部から50mmの範囲のオーバーコート層5から光ファイバ素線4が引き抜かれ、光ファイバ素線4が露出する。
(5)次に、露出した光ファイバ素線4を、顕微鏡によって倍率200倍で観察し、光ファイバ素線4の表面(着色層表面)の外傷の有無を調べる。
(6)さらに、工程1〜5を100回行い、各回毎に光ファイバ素線4の表面(着色層表面)の外傷の有無を調べる。
ここでは、100回全てで外傷がないものを合格品として評価した。
以上の測定結果を、光ファイバ素線の表面動摩擦力の測定結果と合わせて表1に示す。
【0057】
【表1】

【0058】
表1からわかるように、着色樹脂を硬化させる際の雰囲気中の酸素濃度を変えることで、025素線の表面動摩擦力が変化することがわかる。これは、雰囲気中の酸素が、樹脂の架橋反応を阻害するように作用し、雰囲気中の酸素濃度を変えたことにより、着色樹脂表面の架橋密度を変化させることができたためと考えられる。
【0059】
ここで、いずれの紫外線硬化性樹脂を用いた場合にも、雰囲気中の酸素濃度が3ppm以下および100ppm以上の範囲では、表面動摩擦力の差が見られない。これは、雰囲気中の酸素濃度が3ppm以下の場合には、酸素による架橋反応の阻害効果が十分に働かず、各着色樹脂の表面の硬化状態が飽和しているためと考えられる。一方、雰囲気中の酸素濃度が100ppm以上の場合には、酸素による架橋反応の阻害効果自体が飽和しており、それ以上に表面の未反応部分が増加しないためであると考えられる。
【0060】
次に、ピストニング量および被覆除去性の測定結果を見ると、025素線の表面動摩擦力が0.12N/回以上の場合では、ピストニング量が1mm以下に抑えられている。これは、オーバーコート層と着色層との界面の摩擦力が大きいためと考えられる。
【0061】
また、025素線の表面動摩擦力が0.48N/回以下の場合では、ピストニング量および被覆除去性についての問題は見られないが、0.52N/回以上の場合では、被覆除去性について問題が発生する。これはオーバーコート層と着色層との界面摩擦力が大きくなりすぎて、エージング後の劣化(収縮等)したオーバーコート層からは025素線を引き抜くことが困難になるためと考えられる。
【0062】
このことから、025素線の表面動摩擦力を0.12〜0.48N/回の範囲内とすることにより、ピストニング量が1mm以下であり、かつ、被覆除去性に優れた05心線が得られることがわかる。
【0063】
同様に、素線引抜力についても、この値が0.028N/mm以上の場合では、オーバーコート層と着色層との界面の摩擦力が大きく、このためピストニング量が1mm以下に抑えられていると考えられる。
また、素線引抜き力が0.096N/回以下の場合では、ピストニング量および被覆除去性については問題が見られていないが、0.115N/mm以上の場合では被覆除去性について問題が発生する。これは、オーバーコート層と025素線との密着力が大きくなるため、025素線からオーバーコート層を引き剥がすことが困難になるためと考えられる。
【0064】
このことから、素線引抜力を0.028〜0.096N/回の範囲内とすることにより、ピストニング量が1mm以下であり、かつ、被覆除去性に優れた05心線が得られることがわかる。
【0065】
<光ファイバ心線の作製II>
次に、オーバーコート層のヤング率が異なる各種光ファイバ心線(05心線5−1〜8−4)を作製した。
(05心線5−1)
まず、025素線2−3を用意した。
次に、この025素線2−3の外周面に、ウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂(01)を供給し、3mJ/cmの照度で紫外線照射することによって硬化させ、オーバーコート層を形成した。形成したオーバーコート層のヤング率は11MPaであった。
以上の工程により、外径約500μmの光ファイバ心線(05心線5−1)を作製した。
【0066】
(05心線5−2〜5−4)
紫外線硬化性樹脂(01)を紫外線照射する際の照度を、表2に示すように変えた以外は、前記05心線5−1と同様にして光ファイバ心線(05心線5−2〜5−4)を作製した。
【0067】
(05心線6−1〜8−4)
オーバーコート層に用いる紫外線硬化性樹脂として、紫外線硬化性樹脂(01)とヤング率が異なる紫外線硬化性樹脂(02〜04)を用いる以外は、前記05心線5−1〜5−4と同様にして光ファイバ心線(心線6−1〜心線8−4)を作製した。
以上のようにして作製した各05心線について、所定の方法によってヤング率を測定するとともに、耐外傷性および被覆除去性を測定した。耐外傷性の試験方法は下記の通りである。
ここで、01はウレタンアクリレート系紫外線硬化性樹脂、02はエポキシアクリレート系紫外線硬化樹脂、03はポリエステルアクリレート系紫外線硬化樹脂、04はポリエステルアクリレート系紫外線硬化樹脂である。
【0068】
[耐外傷性の試験方法]
(1)まず、図7(a)に示すように、90°のエッジがついた金属製(ステンレス鋼製)の作業台40を準備する。
(2)次に、光ファイバ心線1の端部を、作業台40上面のエッジ41から50mm(L)の箇所に、幅Lが10mmの粘着テープ42で固定するとともに、作業台40の上面および側面に沿うように配置する。そして、作業台40の側面側に配された光ファイバ心線端部のエッジ41からの距離Lが100mmの位置となるようにする。
(3)次に、図7(b)に示すように、光ファイバ心線1の端部に100gの重り43を付けて垂らし、光ファイバ心線1が作業台40のエッジ41に当たるようにする。
(4)続いて、重り43を垂らした瞬間からの時間を計測しつつ、オーバーコート層5の切断や心線の断線といった損傷状況を観察し、損傷が認められた時間を記録する。なお、この耐外傷性試験は、23℃50%RHの環境で行う。
ここでは、試験開始から30秒以内に損傷が確認されたものを、不合格品とした。
以上の測定結果を、オーバーコート層に用いた紫外線硬化性樹脂の種類および紫外線の照度と合わせて表2に示す。
【0069】
【表2】

【0070】
表2の結果から、オーバーコート層のヤング率が92MPa以上の場合では、オーバーコート層が硬いため、外力による断線が防止されるものと考えられる。
また、オーバーコート層のヤング率が190MPa以下の場合では、耐外傷性および被覆除去性についての問題は見られないが、210MPa以上の場合では、被覆除去性について問題が発生する。これは、オーバーコート層のヤング率が高く(オーバーコート層が硬く)なりすぎて、オーバーコート層を引き剥がす際に生じたゴミが025素線に対して損傷を与えるためと考えられる。
以上のことから、オーバーコート層のヤング率を92〜190MPaの範囲内とすることにより、耐外傷性と被覆除去性に優れた05心線が得られるようになることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0071】
本発明の光ファイバ心線は、例えば光ファイバコードや光ファイバドロップケーブルなどFTTH(Fiber To The Home)で使用されるケーブル内に実装される05心線として利用することができる。
【符号の説明】
【0072】
1・・・光ファイバ心線、2・・・光ファイバ、3・・・被覆層、4・・・光ファイバ素線、5・・・オーバーコート層。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
光ファイバと該光ファイバの外周を被覆する被覆層とを有する光ファイバ素線と、該光ファイバ素線の外周を被覆するオーバーコート層とを有し、
前記光ファイバ素線の表面動摩擦力が0.12N/回〜0.48N/回であることを特徴とする光ファイバ心線。
【請求項2】
前記オーバーコート層から前記光ファイバ素線を引き抜くために要する力が、0.028N/mm〜0.096N/mmであることを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ心線。
【請求項3】
前記オーバーコート層のヤング率が、92MPa〜190MPaであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光ファイバ心線。
【請求項4】
前記被覆層は、紫外線硬化性樹脂を主材料として構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の光ファイバ心線。
【請求項5】
前記オーバーコート層は、紫外線硬化性樹脂を主材料として構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の光ファイバ心線。
【請求項6】
前記光ファイバ素線の外径が約250μm、前記光ファイバ心線全体の外径が約500μmであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の光ファイバ心線。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−210711(P2010−210711A)
【公開日】平成22年9月24日(2010.9.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−54201(P2009−54201)
【出願日】平成21年3月6日(2009.3.6)
【出願人】(000005186)株式会社フジクラ (4,463)
【Fターム(参考)】